[发明专利]一种轻型无人机发动机智能控制系统及其实现方法

权利要求书

1.一种轻型无人机发动机智能控制系统，其组成包括:发动机控制器，其特征是: 所述的发动机控制器连接飞行控制系统，所述的发动机控制器连接环境温度传感器、大气压力传感器、进气温度传感器、进气歧管压力传感器，所述的发动机控制器连接点火系统和油泵，所述的点火系统连接活塞发动机，所述的活塞发动机连接喷油器、节气门位置传感器、风门舵机、集成式节气门阀体总成，所述的喷油器、所述的节气门位置传感器、所述的风门舵机连接所述的发动机控制器，所述的活塞发动机连接缸头温度传感器、霍尔传感器，所述的缸头温度传感器、所述的霍尔传感器接所述的发动机控制器。

2.根据权利要求1所述的一种轻型无人机发动机智能控制系统，其特征是: 所述的发动机控制器由MCU、电源单元、时钟单元、复位单元、调试单元、模拟信号处理单元、数字信号处理单元、执行机构驱动单元构成，其中MCU、电源单元、时钟单元、复位单元、调试单元构成发动机控制器的最小系统，模拟信号处理单元对环境感知单元和发动机状态反馈单元中的传感器信号进行放大、整形调理；数字信号处理单元对发动机状态反馈单元中的转速信息进行处理。

3.根据权利要求2所述的一种轻型无人机发动机智能控制系统，其特征是: 所述的环境感知单元包括环境温度传感器，大气压力传感器，进气温度传感器、进气歧管压力传感器；通过环境温度传感器，大气压力传感器，进气温度传感器、进气歧管压力传感器获得环境温度、大气压力、进气温度、进气歧管压力，将这些信息传递给发动机控制器，作为控制器计算喷油量和进气量的输入量，使燃油量和进气量实时调整。

4.根据权利要求2所述的一种轻型无人机发动机智能控制系统，其特征是: 所述的发动机状态反馈单元包括缸头温度传感器、霍尔传感器；通过缸头温度传感器获得发动机的温度，通过霍尔传感器获得发动机转速，将这些信息传递给发动机控制器，作为控制器计算喷油量和进气量的输入量。

5.根据权利要求1所述的一种轻型无人机发动机智能控制系统，其特征是: 所述的集成式节气门阀体总成包括节气门阀体、节气门位置传感器、风门控制舵机、喷油器，将这些部件集成在节气门阀体上，使得喷油量和进气量的执行机构变得体积小、重量轻；节气门位置传感器将节气门位置信息传递给发动机控制器，作为发动机控制器计算喷油量和进气量的输入量；风门控制舵机用于控制节气门阀片，调节进气量的执行装置；喷油器根据发动机控制器指令将一定量的燃油喷入进气道，并与其中的空气形成可燃混合气。

6.根据权利要求1所述的一种轻型无人机发动机智能控制系统，其特征是: 所述的点火系统由点火驱动、点火线圈、火花塞组成；发动机控制器通过点火驱动将点火线圈的初级线圈接地电路切断，初级线圈充电终止，初级线圈中储存的电能产生反向电动势，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈感应出很高的电压，使火花塞放电，点燃气缸内混合气。

7.根据权利要求1所述的一种轻型无人机发动机智能控制系统，其特征是: 所述的油泵的输入端通过油管和油箱相连，油泵输出端通过油管与燃油压力调节器相连，发动机控制器工作时，油泵把燃油从油箱中吸出、加压后输送到油管中和燃油压力调节器配合恒定的燃油供给喷油器。

8.一种轻型无人机发动机智能控制系统的实现方法，其特征是: 智能控制实现方法包括六步，第一步发动机控制器打开油泵，配合油压调节器，喷油器输入端获得恒定油压；

第二步发动机控制器对环境感知传感器信号进行处理，获得环境温度、大气压力、进气温度、进气歧管压力环境参数；

第三步发动机控制器对发动机状态信号进行处理，获得发动机缸头温度、转速发动机状态参数,通过节气门传感器获得节气门位置信息；

第四步发动机控制器接收飞行控制系统指令，获得所需功率；

第五步发动机控制器根据当前环境参数、发动机状态参数以及飞机所需功率，计算出所需喷油量和喷油时刻，进气量和风门舵机控制PWM占空比，点火时刻和点火时长；

第六步集成式节气门阀体总成和点火系统执行控制器指令进行喷油和点火。

9.根据权利要求8所述的一种轻型无人机发动机智能控制系统的实现方法，其特征是:所述的第五步包括：⑴根据节气门位置信息获得发动机当前负载；⑵根据发动机当前转速、负载以及无人机所需功率，查找表获得基本喷油时刻、喷油量、点火时刻和点火时长，以及控制风门舵机的PWM占空比；⑶根据当前环境温度、大气压力、进气温度、进气歧管压力、缸头温度对上述查表获得的量进行修正；所述的⑵中所述表由发动机试验标定获得；控制系统工作时循环执行第二步至第六步。