[发明专利]一种无人机用微型混动系统的辅助起动装置及控制方法

说明书

本发明提供一种无人机用微型混动系统的辅助起动装置，包括控制器、进排气电磁阀、先导式开关阀以及安装在混动系统发动机气缸缸体上的阀座；所述控制器用于控制所述进排气电磁阀的开关状态间接改变所述先导式开关阀的阀门开度，所述进排气电磁阀和所述先导式开关阀装配为一个整体，所述先导式开关阀通过所述阀座与气缸缸体相通连接并用于改变气缸内气体压力。本发明解决混动系统起动困难的问题，减小发动机起动阻力矩。

技术领域

本发明属于混动系统起动控制技术领域，具体涉及一种无人机用微型混动系统的辅助起动装置及控制方法。

背景技术

对于混动系统整体性能的评价,其起动成功率是考评条件之一。如果起动阻力过大，除了起动失败，可能还会造成反转或反冲现象，对于某些禁止主轴反转的设备或场合来说，有不可估量的危害和隐患。

微型无人机混动系统可以有效解决电动无人机续航时间短，负载能力弱的问题。无人机用微型混动系统主要由小排量二冲程活塞机与发电机构成。因为二冲程发动机本身功率不高，并且由于气缸数较少、工作方式较粗暴、混合气不够均匀、阻力矩波动大等原因，使其起动成功变得十分困难，这阻碍了无人机混动系统和起动发电一体化技术的发展。

对于起动阻力矩大的混动系统，除了负载阻力之外，最主要的起动阻力来自于起动时气缸内压缩行程的气体压力。在负载条件不可改变的情况下，减小起动过程中的气体压力是主要的解决办法。

为了解决以上问题，目前比较常用的方法就是在混动系统的发动机上加装起动减压阀机构。其主要作用是在起动时把气缸排气门顶开，以减轻起动时的压力。传统的起动减压阀采用手柄控制或者机械凸轮和甩块控制，开关程度和时间都不好把握，而且零件加工成本高，安装空间也很受限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机用微型混动系统的辅助起动装置及控制方法，解决混动系统起动困难的问题，减小发动机起动阻力矩。

本发明提供了如下的技术方案：

一种无人机用微型混动系统的辅助起动装置，包括控制器、进排气电磁阀、先导式开关阀以及安装在混动系统发动机气缸缸体上的阀座；

所述控制器用于控制所述进排气电磁阀的开关状态间接改变所述先导式开关阀的阀门开度，所述进排气电磁阀和所述先导式开关阀装配为一个整体，所述先导式开关阀通过所述阀座与气缸缸体相通连接并用于改变气缸内气体压力。

优选的，还包括压力传感器，所述压力传感器安装在混动系统发动机气缸缸体上，用于检测气缸内气体压力并反馈至所述控制器。

优选的，所述控制器包括控制模块和功率模块，所述控制模块采用高压驱动和低压脉宽调制的双压驱动控制，所述高压驱动用于加大电流，缩短阀的开启时间，所述低压脉宽调制用于控制脉宽维持阀的状态，所述功率模块用于放大所述控制模块发出的驱动信号并由外部电源驱动进排气电磁阀运动。

一种无人机用微型混动系统的辅助起动控制方法，包括以下步骤：

当控制器从混动系统ECU获取到信号为点火起动状态时，控制器控制进气电磁阀打开，使气缸气体进入先导式开关阀的先导腔，并打开先导式开关阀阀门，使进气口和排气口相通，排出气缸内残余气体，同时压力传感器开始工作，检测气缸内气体压力；

控制器在混动系统发动机每个气缸点火信号来临前，根据压力传感器检测的气体压力和相关参数计算当前起动阻力矩；

控制器从ECU获取到当前曲轴转速并根据当前曲轴转速和相关参数计算曲轴转矩，与当前起动阻力矩比较计算，判断是否气缸活塞组件能够越过活塞上止点；

控制器根据判断结果调节进排气电磁阀的开关，从而控制先导式开关阀的开度，调整气缸内气体压力，使活塞能够连续越过上止点，发动机顺利起动；