CN105889086A - 利用传感器保证双动力内燃机动力协调输出的技术 - Google Patents

Abstract

本发明的名称是：利用传感器保证双动力内燃机动力协调输出的技术，属于节能发动机的制造领域。本发明是在双动力内燃机中两台小发动机的动力输出轴组上的合适位置安装传感器，通过动力输出轴组中两部位相互间的位置变化而反映出的传感器数据的变化，来确定双动力内燃机在两台小发动机共用时，两台小发动机的实际转速是否同步，进而通过行车电脑-ECU对两台小发动机的实际转速差进行调整，以此解决双动力内燃机的两台小发动机因动力特性不同或同特性的两台小发动机因工况变化两种原因造成转速不同步的问题。

Description

利用传感器保证双动力内燃机动力协调输出的技术

技术领域

本发明属于双动力内燃机节能控制领域，特别是大型货运汽车所用发动机的制造领域。

技术背景

目前我国市面上还没有出现真正意义上的一种节能发动机-双动力内燃机，根本原因就是没有解决双动力内燃机的两台小发动机因动力特性不同或同特性的两台小发动机因工况变化两种原因造成转速不同步的问题。因此能否解决这个问题直接关系到双动力内燃机的研制成功与否。

发明内容

本发明是在双动力内燃机中两台小发动机的动力输出轴组(是指从小发动机曲轴的传动侧到共用齿轮箱输入轴之间的所有部件的组合，它包括曲轴、飞轮、离合器、共用齿轮箱输入轴等。)上的合适位置安装传感器，通过它的两部位间的相互位置变化而反映出的传感器数据的变化来确定两台小发动机的转速是否同步，进而通过行车电脑-ECU对两台小发动机的转速差进行调整，达到两台小发动机动力协调输出而不相互掣肘的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，

附图1是调速传感器在双动力内燃机中的位置示意图，

附图2是A调速传感器在A非对称嵌入式离合器中的位置示意图，

图中：1.A发动机，2.A飞轮，3.A非对称嵌入式离合器齿套，4.A非对称嵌入式离合器的嵌入齿轮，5.A缓冲弹簧的顶帽，6.A缓冲弹簧，7.A调速传感器，8.A离合器动作吸力线圈，9.共用齿轮箱，10.A发动机动力输出齿轮轴(共用齿轮箱A输入轴)，11.共用动力输出轴，12.共用离合器箱，13.共用动力输出齿轮，14.B发动机动力输出齿轮轴(共用齿轮箱B输入轴)，15.B离合器动作吸力线圈，16.B非对称嵌入式离合器齿套，17.B非对称嵌入式离合器的嵌入齿轮，18.B缓冲弹簧的顶帽，19.B缓冲弹簧，20.B调速传感器，21.B飞轮，22.滑环组，23.碳刷组，24.B发动机。

具体实施方案：

如图2所示，本实施例是在双动力内燃机上的两台小发动机的动力输出轴组中的非对称嵌入式离合器的齿套(3和16)上安装了压力传感器(也可用直线位移传感器等其它类型传感器)，以下简称调速传感器(7和20)。当非对称嵌入式离合器的齿套(3和16)与嵌入齿轮(4和17)的齿间隙发生变化时，缓冲弹簧的顶帽(5和18)作伸缩运动来压迫缓冲弹簧，而缓冲弹簧(6和19) 作用到调速传感器(7和20)的力就会发生变化，调速传感器(7和20)感应到的压力数据也就相应变化，而调速传感器(7和20)会即时地将压力数据通过变送器、滑环组22、碳刷组23和导线发送给ECU。双动力内燃机就是根据调速传感器(7和20)发出的数据来调整两小发动机(1和24)共用时的转速差的，如图1。

本发明是以双动力内燃机中一台发动机为基准发动机，另一台为随动发动机。本实施例选用两台相同的发动机(也可以不同)，其中以B发动机为基准发动机，A发动机为随动发动机进行说明：

实现本实施例要有以下两个前提：

1.双动力内燃机的A、B发动机1、24共用时，油门踏板的每一个位置数据经过ECU后，发给A、B发动机1、24的供油量控制执行器的指令能够保证A、B发动机1、24的转速基本一致。ECU也能保证在负荷或水温发生变化时A、B发动机1、24的转速变化也基本一致。这些都应是调校好的ECU程序，这是用调速传感器控制调速的基础。

2.因为发动机运转过程中非对称嵌入式离合器的齿套(3和16)和嵌入齿轮(4和17)的相对位置是不断变化的，所以调速传感器(7和20)采集到的数据是个动态的值。因此为了实现本发明的可操作性，特别规定两点：1)要求ECU对每一个单位时长内由调速传感器(7和20)传来的瞬时值进行分析，将每个单位时长内出现次数最多的值作为这个单位时长内传感器的值，ECU会根据这个数值按下文所述的A、B发动机的转速调整机制对A发动机1进行转速调整。也就是说每隔一个单位时长ECU就会依据上一个单位时长内传感器的值向A发动机1的供油量控制执行器发送一次指令。2)如果在同一个单位时长内A、B调速传感器(7和20)的差值不超过某一设定值(比如5公斤)，就认为A、B调速传感器(7和20)在这一单位时长内等值。

在以上两个前提下，A、B两发动机(1和24)共用状态同时启动后，A、B发动机的转速调整机制有以下三种：

1.在同一个单位时长内，当B发动机24上的B调速传感器20的值和A发动机1上的A调速传感器7的值相等(如果两发动机不同，则根据动力特性曲线按比例分担)时，说明两台发动机在此时的转速是同步的，也就是劲用到了一块。此时ECU不会单独向A发动机的供油量控制执行器发送改变供油量的指令；

2.在同一个单位时长内，当B调速传感器20的值大于A调速传感器7的值时，说明B发动机24的实际转速大于A发动机1的实际转速，也就是A发动 机1没使上劲或出力小。此时ECU会向A发动机1的供油量控制执行器发送增加供油量的指令来提高它的转速；

3.在同一个单位时长内，当A调速传感器7的值大于B调速传感器20的值时，说明A发动机1的实际转速大于B发动机24的实际转速，也就是B发动机24没使上劲或出力小。此时ECU会向A发动机1的供油量控制执行器发送减少供油量的指令来降低它的转速。

在这里需要说明的是：

1.在A、B发动机1、24共用时，A调速传感器7或B调速传感器20传出的数值对应的A发动机1的供油量的变化量是不一样的。也就是如果：当A调速传感器7或B调速传感器20传出的值是0时，A发动机1增加或减少的供油量的设定值是x；当A调速传感器7或B调速传感器20传出的值＞0且不相等时，A发动机1增加或减少的供油量的设定值是y，那么x要比y大很多。这样设定是因为当A调速传感器7或B调速传感器20传出的值是0时，A、B发动机1、24的转速差相对于它们(7和20)是其它值时大得多，此时A、B发动机1、24相互严重掣肘，这种情况必须快速消除，所以此时必须提高A发动机1的快速响应速度，也就是需要x比y大很多。

2.双动力内燃机在A、B发动机1、24共用状态下正常运转时，它的转速一般主要由油门踏板、负荷变化、水温和调速传感器四者决定的。如果四者中两个以上同时传来需要改变供油量的数据时，它们四者间是有优先级的：1)四者同时或油门踏板只和负荷变化、水温、调速传感器三者中任何一者或两者同时传来改变供油量的数据，ECU只会将依据油门踏板传来的数据生成的指令发给A、B发动机的供油量控制执行器；2)负荷变化、水温、调速传感器三者同时或负荷变化只和水温、调速传感器二者中的一者同时传来改变供油量的数据时，ECU也只会将依据负荷变化传来的数据生成的指令发给A、B发动机的供油量控制执行器；3)水温和调速传感器同时传来改变供油量的数据时，ECU只会将依据水温传来的数据生成的指令发送给A、B发动机的供油量控制执行器。4)只有调速传感器单独传来数据时，ECU才会将依据调速传感器传来的数据所生成的指令发送给A发动机的供油量控制执行器。需要特别指出的是：

1)双动力内燃机在A、B发动机共用状态下启动前，ECU会依据当时采集到的水温传来的数据同时对A、B发动机设定基本相同的怠速转速，并在启动后随水温的变化调整A、B发动机的转速(柴油发动机转速可以不受水温影响)。

2)以上文中所说的水温，在A、B发动机冷却系统共用的双动力内燃机中是指A、B发动机的共用水温；在A、B发动机冷却系统不共用的双动力内燃机中是指A、B发动机的两个水温中较低的那个水温。

3.当处于共用的A、B发动机在怠速带档状态下的转速高于某一设定值时，ECU将指令A、B发动机的供油量控制执行器停止供油，并且此时ECU也不会依据调速传感器的值对A发动机进行调速，直到转速降到这一数值以下。

4.在A、B发动机处共用状态水温正常情况下，当没有负荷(在空档位)持续时间超过某一时长(比如5秒)时，A发动机1或B发动机24停止供油(如果两发动机功率不同，则功率较大的停止供油)，并且此时ECU也不会依据调速传感器的值对A发动机进行调速，直到这一状态结束；在冷却系统不共用的A、B两台发动机只有一台水温正常情况下，当没有负荷(在空档位)持续时间超过某一时长时，水温正常的发动机停止供油，并且此时ECU也不会依据调速传感器的值对A发动机进行调速，直到这一状态结束。

5.在A、B发动机不处于共用状态时，ECU不会依据调速传感器的值对A发动机进行调速。

使用了调速传感器的双动力内燃机，不但能实现双动力内燃机的节能目的，而且这种双动力内燃机也不再局限于其中的两台小发动机必须动力特性相同，而完全可以根据用户的使用要求来选择不同特性的发动机，因为它们在同一转速时的功率可以相加。利用这个特点既可以设计发出大功率时转速范围更宽的双动力内燃机，也可以设计功率峰值更高但大功率时转速范围窄的双动力内燃机。这种发动机相比普通发动机更有劲，操控性更好，而且更节能！另外还能消除特性相同的两台小发动机因工况变化造成不同步的现象，延长它们的调校周期。

Claims (4)

1.一种利用传感器保证双动力内燃机动力协调输出的技术，它包括传感器安装位置的选择，转速调整机制的制定两部分，其特征是：将传感器安装到双动力内燃机中的两台小发动机的动力输出轴组中的合适位置，通过动力输出轴组中两部位相互间的位置变化来使传感器数据发生变化，利用传感器传给行车电脑-ECU的数据来感知两台小发动机的动力输出情况，行车电脑通过依据本技术的调速机制设计的ECU程序控制两台小发动机在共用时转速达到同步输出。

2.根据权利1所述的技术，其特征是：不管是使用位移传感器还是压力传感器或其它种类的传感器，亦或是同时使用两种以上传感器；不管是将传感器安装在离合器上，还是安装到轴或齿轮上，只要将传感器安装到双动力内燃机中的小发动机的动力输出轴组中，并起到给双动力内燃机的调速提供数据的作用。

3.一种双动力或多动力内燃机(因多动力内燃机也可以看作是由若干台双动力内燃机组成的)，组成该内燃机的小发动机相对位置不管采取并列布置，还是交叉亦或是顺列布置形式，不管是分体的，还是连体的；不管组成该内燃机的小发动机是否完全相同，其特征在于，包括：应用了权利要求1所述的技术。

4.一种双动力内燃机的ECU调速控制程序，其特征是：依据了权利要求1所述技术的调速机制。