专利名称：一种自动阻风门数字化控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动阻风门控制装置，特别涉及基于微处理器控制、減速电机驱动的自动阻风门数字化控制装置。
背景技术：
现有通用汽油机多采用化油器式的燃油系统，化油器具有结构简单、使用可靠等优点。考虑到冬季或冷机起动的问题，一般化油器都带有手动风门调节臂，在环境温度偏低的情况下，将该风门调节臂拨到节流位置，减小系统吸入空气量，増加混合气中油气的浓度，使发动机更易于起动；起动完成后再由手动将该风门调节臂拨到正常工作位置，以保证油机工作过程中化油器中正常的空气吸入量。目前一些全自动起动的油机控制系统中，市场上常见的是用电磁铁拉阻风门调节阀代替手动拨调节臂。即，起动油机的同时给电磁铁供电，电磁铁通过电磁力将调节阀拉到节流位置；起动完成后，电磁铁自动断电，电磁力消失，这时候通过回位弹簧将调节阀拉到正常工作位置。由于电磁铁控制的阻风门调节阀只能有两个极限位置，对于冬夏温度相差较大的地区，自动起动功能常常由于起动失效而不能满足要求。前几年国内外ー些大型企业和研究机构开始研究用步进电机来控制阻风门实现不同的阻风门调节开度。专利号为“200510056338. X”的中国发明专利公开了
一种自动阻风门装置，其根据代表发动机起动时发动机温度的温度信息，对设于发动机进气道中的阻风门的开度进行控制，其特征在于，根据代表所述发动机起动时的发动机温度的温度信息，决定发动机起动时的所述阻风门的开度，并且设有用于控制所述阻风门开度的电动机，所述发动机被控制成向设定的基准转速收敛，并且根据所述基准转速，按照该基准转速越高，所決定的时间越短，基准转速越低，所決定的时间越长的方式，决定使所述阻风门的开度从发动机起动时的开度变化至全开、且直至节流解除的时间。该阻风门控制装置是通过传感器检测发动机温度，根据发动机温度信息设定发动机起动转速，控制步进电机驱动阻风门调节阀开度；井根据发动机温度高低决定节流解除时间的长短。就功能来说该发明解决了环境温度变化较大地区发动机起动困难的问题，但该系统存在下面两个问题1)由于增加了发动机温度传感器与检测单元，该控制系统结构复杂且可靠性降低；2)根据发动机温度设定发动机起动转速，使得该控制系统通用性相对较差，即，不同型号的机器相近的发动机温度可能需要设定不同的起动转速。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，针对不同环境温度起动发动机时，化油器中油气的浓度需求的不同，提供一种自动阻风门数字化控制装置，通过基于微处理器的控制单元，在不同的环境温度下，根据设定算法自动调整不同的阻风门调节阀全关到全开调节的时间，实现不同环境温度下，得到不同的化油器油气浓度，使发动机能自动可靠的起动。由于不需要发动机温度检测，整个系统简单可靠；由于控制単元自动调整解除节流过程的时间，系统通用性強，适合于不同型号、不同厂家的发动机。本发明的一个发明目的是通过以下技术方案实现的一种自动阻风门数字化控制装置，对设于发动机进气道中的阻风门调节阀的开度进行控制，该装置包括基于微处理器的控制单元和用于控制所述阻风门开度的減速步进电机，其特征是，在发动机起到时，所述基于微处理器的控制单元通过控制所述减速步进电机的转速，进而调整阻风门调节阀全关到全开的调节时间，实现发动机起动。所述调整阻风门调节阀全关到全开调节的时间具体为，基于微处理器的控制单元根据发动机起动失败次数，设定减速电机转速，使得本次減速电机转速比上次更低，实现阻风门开度从全关到全开的调节时间逐次増加。作为本发明的进ー步改进，所述基于微处理器的控制单元包括控制器、起动电机、电机驱动模块和检测单元，电机驱动模块和检测单元分别和控制器连接；所述检测单元检测发动机的状态，将发动机的状态信号发送至控制器，控制器判断发动机起动是否成功。作为本发明的进ー步改进，所述自动阻风门数字化控制装置执行下列步骤
步骤I控制器读取发动机状态信号，确定发动机是否起动成功，如果起动成功，发出停
止起动电机的指令，并结束起动过程；
步骤2控制器读取发动机之前的起动失败次数n ;
步骤3控制器根据n设定阻风门开度由全关到全开所需要的时间Tn ;Tn设定为随n的增大而增大；
步骤4控制器根据Tn计算步进电机驱动脉冲的频率Fn ；
步骤5步进电机驱动模块以最快的速度控制减速电机驱动阻风门开度到全关，并以此位置为减速电机转动基准；
步骤6控制器控制起动电机带动发动机转动，同时以频率为Fn的脉冲驱动减速电机带动阻风门调节阀从全关到全开转动；
步骤7控制器不断读取发动机状态信号，确定发动机是否起动成功，起动成功，停止起动电机，退出起动过程，否则起动失败次数加I，重复执行步骤2至6。所述发动机状态信号为发动机转速信号或由发动机驱动发电机输出的电压信号。所述减速电机为減速步进电机或減速直流电机；所述电机驱动模块为减速步进电机驱动模块或直流电机调速驱动模块。本发明的有益效果是在不需要温度检测单元的情况下，能实现不同环境温度下，不同型号、厂家的发动机自动可靠起动。
图1是本发明实施例1自动阻风门数字化控制系统框图2是本发明实施例1自动阻风门数字化控制系统控制流程图3是本发明实施例2自动阻风门数字化控制系统框图4是本发明实施例3自动阻风门数字化控制系统框 图中1_基于微处理器的控制单元，2a-减速电机驱动模块，2b-直流电机调速驱动模块；3a-发动机转速检测单元，3b-和发动机同轴安装的发电机输出电压检测单元，4-減速电机化油器，5-起动电机，6 —发动机，7-阻风门调节阀。
具体实施例方式下面结合实施例作进ー步说明
实施例1
如图1所示，一种自动阻风门数字化控制系统由基于微处理器的控制单元I O、减速步进电机4a、设于发动机6进气道中的阻风门调节阀7和起动电机5组成，基于微处理器的控制単元I 0由控制器1、步进电机驱动模块2 a和发动机转速检测单元3 a组成，步进电机驱动模块2 a和发动机转速检测单元3 a分别和控制器I连接。自动阻风门数字化控制系统控制流程图如图2所示
当接到起动发动机指令后，基于微处理器的控制单元I首先读入发动机当前转速信号，通过该转速信号判断发动机是否已经起动，如果已经起动，则发出停止起动电机5的指令，并结束起动过程；
如果发动机处于停机状态，则读取前面起动失败的次数n，根据n设定阻风门开度从全关到全开所用时间T n，
根据T n计算步进电机驱动脉冲的频率F n。控制带有减速电机驱动的化油器阻风门调节装置4 a以最快的速度驱动阻风门开度到全关，并以该位置为步进电机转动基准；
控制起动电机5带动发动机6旋转，同时以频率为F n的脉冲信号控制步进电机驱动模块2 a,步进电机驱动模块2 a驱动减速步进电机4a,减速步进电机4a带动化油器阻风门调节阀7实现阻风门开度从全关到全开动作；
整个过程基于微处理器的控制单元I 0 —直读取发动机转速检测单元3 a的输出信号，如果发动机转速超过设定值并能維持一段时间，则判定起动成功，停止起动电机，退出起动过程，否则起动失败次数加I，重新计算F n+1,重复上述过程。实施例2
如图3所示,本实施例与上例基本相同,所不同的是发动机转速检测单元3 a被由发动机驱动的发电机输出电压检测单元3b替代。实施例3
如图4所示，本实施例与上例基本相同，所不同的是步进电机驱动模块2 a由直流电机调速驱动模块2b替代；减速步进电机4 a由減速直流电机4b替代。
权利要求
1.一种自动阻风门数字化控制装置，对设于发动机进气道中的阻风门调节阀的开度进行控制，该装置包括基于微处理器的控制单元和用于控制所述阻风门开度的减速步进电机，其特征是，在发动机起到时，所述基于微处理器的控制单元通过控制所述减速步进电机的转速，进而调整阻风门调节阀全关到全开的调节时间，实现发动机起动。
2.根据权利要求1所述的自动阻风门数字化控制装置，其特征是，所述调整阻风门调节阀全关到全开调节的时间具体为，基于微处理器的控制单元根据发动机起动失败次数，设定减速电机转速，使得本次减速电机转速比上次更低，实现阻风门开度从全关到全开的调节时间逐次增加。
3.根据权利要求1所述的自动阻风门数字化控制装置，其特征是，所述基于微处理器 的控制单元包括控制器、起动电机、电机驱动模块和检测单元，电机驱动模块和检测单元分别和控制器连接；所述检测单元检测发动机的状态，将发动机的状态信号发送至控制器，控制器判断发动机起动是否成功。
4.根据权利要求3所述的自动阻风门数字化控制装置，其特征是，所述自动阻风门数字化控制装置执行下列步骤 步骤I控制器读取发动机状态信号，确定发动机是否起动成功，如果起动成功，发出停止起动电机的指令，并结束起动过程； 步骤2控制器读取发动机之前的起动失败次数η; 步骤3控制器根据η设定阻风门开度由全关到全开所需要的时间Tn ;Τη设定为随η的增大而增大； 步骤4控制器根据Tn计算减速电机驱动脉冲的频率Fn ； 步骤5步进电机驱动模块以最快的速度控制减速电机驱动风阻门开度到全关，并以此位置为减速电机转动基准； 步骤6控制器控制起动电机带动发动机转动，同时以频率为Fn的脉冲驱动减速电机带动阻风门调节阀从全关到全开转动； 步骤7控制器不断读取发动机状态信号，确定发动机是否起动成功，起动成功，停止起动电机，退出起动过程，否则起动失败次数加I，重复执行步骤2至6。
5.根据权利要求3所述的自动阻风门数字化控制装置，其特征是，所述发动机状态信号为由发动机驱动的发电机输出电压或发动机转速信号。
6.根据权利要求3所述的自动阻风门数字化控制装置，其特征是，所述减速电机为减速步进电机或减速直流电机；所述电机驱动模块为步进电机驱动模块或直流电机调速驱动模块。
全文摘要
一种自动阻风门数字化控制装置，对设于发动机进气道中的阻风门调节阀的开度进行控制，该装置包括基于微处理器的控制单元和用于控制所述阻风门开度的减速步进电机，在发动机起到时，所述基于微处理器的控制单元通过控制所述减速步进电机的转速，进而调整阻风门调节阀全关到全开的调节时间，实现发动机起动。本发明在不需要温度检测单元的情况下，能实现不同环境温度下，不同型号、厂家的发动机自动可靠起动。
文档编号F02M1/10GK103032205SQ20121005773
公开日2013年4月10日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者王运良, 王韶华, 陈伯和 申请人:江苏苏美达机电有限公司