[发明专利]发动机起动机及其控制方法

说明书

本发明公开了一种发动机起动机，包括外壳体以及设置于外壳体内部的定子线圈和转子，转子为圆锥形结构，转子的内部设置用于在转子的外圆锥面上产生垂直于外圆锥面的恒定磁场的磁钢。本发明的发动机起动机，能够有效降低重量和体积，起动控制系统能够实现转子轴向移动距离的精确控制。本发明还公开了一种发动机起动机的控制方法。

技术领域

本发明属于发动机用起动机技术领域，具体地说，本发明涉及一种发动机起动机及其控制方法。

背景技术

发动机需要借助外力由静止状态过渡到自行运转状态，该过程称为发动机的起动。常用起动方式有人力起动、辅助汽油机起动和电力起动三种形式。人力起动采用绳拉或手摇的方式，简单但不方便，而且劳动强度大，只适用于一些小功率的发动机，在一些汽车上仅作为后备方式保留着；辅助汽油机起动主要用在大功率的柴油发动机上；电力起动方式操作简便，起动迅速，具有重复起动能力，并且可以远距离控制，因此被现代发动机广泛采用。

电力起动机由直流串励电动机、传动机构和控制装置三大部分组成。直流串励电动机将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生电磁转矩；传动机构(起动机离合器、啮合器)使起动机轴上的小齿轮啮入发动机飞轮齿环，进而将起动机的转矩传递给发动机曲轴，发动机起动后又使起动机小齿轮与飞轮齿环自动脱开；控制装置(起动机开关)用来接通和断开电动机与蓄电池之间的电路。

按照直流串励电动机励磁方式分为：电磁式起动机、永磁式起动机。按照传动机构的形式分为：强制啮合式起动机、电枢移动式起动机、同轴移动式起动机。按照控制装置的形式分为：直接操纵式起动机(机械式起动机)、电磁操纵式起动机(电磁控制式起动机)。其中，永磁式起动机取消了传统起动机的励磁绕组和磁极铁心，以永磁材料作为磁极，使得起动机结构简化、体积变小、质量减小、起动扭矩更大，实现起动机的永磁化、集成化、数值化。强制啮合式起动机、电枢移动式起动机和同轴移动式起动机都是通过机械传动机构改变起动机轴方向，进而实现起动机和发动机的啮合。直接操纵式起动机和电磁操纵式起动机，操纵精度难以控制，容易导致齿轮损坏。

传统起动机多为电磁式、电枢移动式、电磁操纵式起动机，利用蓄电池给直流串励电动机供电，将电能转换为机械能，进而产生旋转的电磁转矩；而电磁控制装置实现电枢的轴向移动，进而拉动操纵杆，完成起动机齿轮和发动机飞轮啮合和退齿。一方面，直流串励电动机重量相对较重、电能转换效率较低，体积较大；另一方面，直流串励电动机效率低、控制精度低，不符合控制系统智能化、精确化控制，电磁控制装置难以实现起动机齿轮轴向移动的精确控制。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种发动机起动机，目的是降低重量和体积。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：发动机起动机，包括外壳体以及设置于外壳体内部的定子线圈和转子，所述转子为圆锥形结构，转子的内部设置用于在转子的外圆锥面上产生垂直于外圆锥面的恒定磁场的磁钢。

所述的发动机起动机还包括与所述转子连接的第一转轴和第二转轴、设置于第一转轴上的转速传感器、设置于第二转轴上且用于与发动机飞轮啮合的起动齿轮以及用于检测转子轴向移动距离的位移传感器。

所述的发动机起动机还包括与所述外壳体连接的端盖，所述转速传感器和所述位移传感器位于端盖的内部，所述第一转轴插入端盖中。

所述的发动机起动机还包括与所述定子线圈、所述转速传感器和所述位移传感器为电连接的控制板，控制板根据电流传感器反馈的电流、位移传感器反馈的转子轴向移动距离和转速传感器反馈的转速，控制在定子线圈形成旋转变化的磁场。

所述控制板包括主控制器、与主控制器为电连接的驱动电路和与驱动电路为电连接的三相桥式逆变电路，三相桥式逆变电路与所述定子线圈为电连接。

所述主控制器的芯片为TMS320F2812芯片，所述驱动电路的型号为IR2110。