[发明专利]一种化油器节气门开度控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械及自动化领域，具体地说涉及通用型及小型汽油发动机化油器的节气门开度控制系统和方法。 

背景技术

传统的通用型或小型汽油发动机，一般都是通过钢丝油门线控制转速和输出功率大小，而油门线的运动，则由油门把手控制；所以加大油门的动作，实际上就是通过拧动油门把手来改变化油器节气门（柱塞）位置实现的。通过油门线改变柱塞与主油针的高度，可以同步控制可燃混合气的流量与浓度，从而控制发动机输出的力矩与转速。手动拉线来控制发动机油门大小，这种方法简单实用。但当发动机带载的对象发生变化后，比如当其带动发电机工作时，因无法测定发电机的状态，就无法完成特定的要求。 

为了实现对节气门开度的自动控制，现有技术中通过对节气门增加传感器和控制器，实现对节气门的控制，被称为电子节气门。但目前对节气门的控制比较单一，无法根据发动机的运行状况实现对节气门开度的精确控制。 

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种可根据发动机的运行状况实现对节气门开度进行精确、有效控制的化油器节气门开度控制系统；本发明的另一个目的是提供该系统中对节气门开度的控制方法。 

技术方案：本发明的一种化油器节气门开度控制系统，包括化油器本体、步进电机、与步进电机相连并控制节气门开度的传动机构、ECU控制装置、线性霍尔调节装置、以及用于采集负载变化的负载传感器；所述线性霍尔调节装置和负载传感器与ECU控制装置通信连接。 

对于真空薄膜式化油器，所述传动机构包括摇臂、拉杆，所述摇臂与步进电机相连，所述拉杆一端安装在摇臂上，另一端与真空薄膜式化油器的主风门相连。为了减少系统摩擦，防止因摩擦引起的精度降低，所述拉杆两端设有关节轴承，所述关节轴承通过球头销分别与摇臂和风门连接。作为本发明的进一步优化，所述摇臂上设有若干用于调节拉杆位置的定位孔，方便调节球头销在定位孔上的位置。 

对于柱塞式化油器，所述传动机构包括电机转盘和拉线，所述电机转盘与步进电机相连，所述拉线一端固定在电机转盘上，另一端与柱塞式化油器的针阀相连。当步进电机转动时，电机转盘带动拉线可实现对针阀的调节。由于采用步进电机控制取代人工手拉拉线，发明对位于柱塞一侧的柱塞弹簧进行了适应性改进，相对减小了柱塞弹簧的弹性。 

本发明所述的线性霍尔调节装置包括但不限于线性霍尔调节手柄、线性霍尔调节脚踏。 

本发明所述的ECU控制装置指发动机电子控制装置，也称发动机控制器，主要是对发动机中的燃油和点火系统进行闭环控制，从而提高燃油经济性并减少发动机产生的气体污染。本发明通过在ECU控制装置上进行相应改进，实现对节气门可控式的精确开度。 

所述ECU控制系统包括：用于保存最佳怠速状态下步进电机转角的存储单元，和用于信号处理后控制步进电机转动的控制单元。 

为了增加系统控制的精度，本发明在零部件上减少系统的摩擦阻力，在控制上通过线性控制保证系统的精度，具体的说，是采用线性霍尔调节装置输出的一组线性霍尔电压实现的。 

为了提高系统的发动成功率，实现对发动机及负载进行有效的控制，本发明所述的控制系统还设有节气门初始位置调节装置，与ECU控制装置通信连接。具体地说，所述节气门初始位置调节装置设有两个调节按钮，通过ECU控制装置的控制单元，控制步进电机向正方向或反方向转动，调节节气门的开度大小。 

对于本发明所述控制系统控制节气门开度的方法，包括如下步骤： 

（1）系统初次运行时自动调整节气门的初始位置；

（2）ECU控制装置将采集到的线性霍尔电压和负载信号处理后，预存入存储单元中；

（3）控制单元通过步进电机调节节气门的开度大小，使所述线性霍尔电压与负载信号保持步骤（2）中的对应关系。

本发明所述的负载传感器包括电流传感器和/或电压传感器。 

所述的负载包括蓄电池组及用于整车设备上的用电装置，在本发明中，所述负载还包括与发动机轴相连的发电机。由于发电机的工作状态正常情况下无法测定，因此通过测定发电机的电流和电压与输入的线性霍尔电压相对应，实现与发动机的同步控制。 

为了使发动机达到最佳怠速状态，本发明通过设置节气门初试位置实现对发动机的优化配置，明步骤（1）所述调整节气门初试位置的方法是： 

（11）调节节气门初始位置调节装置，在系统达到最佳怠速状态时，将此时步进电机的步进转角存入ECU控制装置的存储单元中；