[發明專利]一種自由活塞發動機位置及速度識別裝置與方法

在審

• 申請號: 202010923163.2
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112302790A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 馬宗正;程勇;唐娟;呂宏;馬翠英
• 申請（專利權）人: 山東休普動力科技股份有限公司
• 主分類號: F02B71/00
• 分類號: F02B71/00;F02B77/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發明屬于自由活塞發動機位置及速度識別領域，提供了一種自由活塞發動機位置及速度識別裝置與方法。其中，自由活塞發動機位置及速度識別裝置包括觸點，固定在自由活塞發動機的電機軸兩端，作為電機運動左右極限位置；傳感元件，固定在自由活塞發動機的機殼上，布設在第一位置、第二位置和第三位置處；第一位置為電機運動中間位置，第二位置位于電機運動中間位置與左極限位置之間，第三位置位于電機運動中間位置與右極限位置之間；處理器，被配置為接收傳感元件傳送來的信號，確定出自由活塞發動機位置及速度。

技術領域

本發明屬于自由活塞發動機位置及速度識別領域，尤其涉及一種自由活塞發動機位置及速度識別裝置與方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

目前，常見的自由活塞直線發電機(FPLG，free-piston linear generator)結構主要分為單活塞式、對置雙活塞式(簡稱對置式)和背置雙活塞式(簡稱背置式)三種。單活塞式結構簡單，容易控制，但存在不平衡問題，且需要回位裝置；對置式平衡性好，但需要同步機構和返回裝置；背置式具有較高的能量密度和較高的熱效率。和傳統內燃機相比，FPLG減少了曲柄連桿機構，因此結構簡單，摩擦力小，熱效率提高，具有較好的應用前景，但FPLG存在活塞運動難以控制的難點。PFLG主要包括發動機和電機兩個主要部件。一般情況下，FPLG中的電機在啟動過程中提供動力，作為電機拖動活塞運動，達到指定位置后，該電機從電動機模式轉換為發電機模式，輸出電能。

發明人發現，現有的自由活塞發動機位置及速度識別的過程中，一般將相應傳感器安裝在左右極限位置，然而當活塞無法達到左右極限位置時，則無法能夠準確識別出自由活塞發動機位置及速度；另外，一般采用光柵尺作為相對位置確定，霍爾傳感器進行絕對位置確定，一般價格較高。

發明內容

為了解決上述至少一個問題，本發明的第一個方面提供一種自由活塞發動機位置及速度識別裝置，其結構簡單且能夠準確識別出自由活塞發動機位置及速度。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

在一個或多個實施例中，一種自由活塞發動機位置及速度識別裝置，包括：

觸點，固定在自由活塞發動機的電機軸兩端，作為電機運動左右極限位置；

傳感元件，固定在自由活塞發動機的機殼上，布設在第一位置、第二位置和第三位置處；第一位置為電機運動中間位置，第二位置位于電機運動中間位置與左極限位置之間，第三位置位于電機運動中間位置與右極限位置之間；

處理器，被配置為接收傳感元件傳送來的信號，確定出自由活塞發動機位置及速度。

本發明的第二個方面提供一種自由活塞發動機位置及速度識別裝置的識別方法，其能夠準確識別出自由活塞發動機位置及速度。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

在一個或多個實施例中，一種自由活塞發動機位置及速度識別裝置的識別方法，包括：

接收第一位置、第二位置和第三位置處傳感元件傳送來的信號，確定出自由活塞發動機位置及速度：

若接收到第二位置處傳感元件的輸出信號，則判定電機處于左側；

若接收到第三位置處傳感元件的輸出信號，則判定電機處于右側；

獲取處于第一位置處傳感器的至少兩個上升沿及對應的時間，任意兩個上升沿之間的距離為第一位置與第二位置/第三位置之間的距離，根據距離與時間的比值計算出自由活塞的速度。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：