[發明專利]一種基于轉速同步信號的火花塞跳火控制裝置

無效

• 申請號: 201010222068.6
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101915194A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 張德福;沈國華
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: F02P5/15
• 分類號: F02P5/15
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 李益書

技術領域

本發明涉及內燃機自動控制技術領域，特別是涉及一種基于轉速同步信號的火花塞跳火控制裝置。

背景技術

目前，火花點火式內燃機中火花塞跳火控制技術和裝置是決定其內部燃燒質量的主要因素之一，特別是在需要高能點火的發動機中，火花塞跳火性能對發動機的影響更加突出。

目前普遍采用的火花塞跳火控制技術和裝置多數是利用安裝于發動機曲軸上的接近開關(如霍爾傳感器)，該接近開關隨機器轉動時每轉產生一個觸發信號，電控單元再依據相鄰兩次采集到的觸發信號計算出發動機轉速和發動機需要的火花塞跳火時間，并將跳火控制信號每轉輸出一次，由于四沖程機每個做功循環中發動機需要轉兩轉，故除了壓縮沖程需要一次跳火以外，在另一圈的排氣沖程也將產生一次跳火，這一跳火是無效的，不但浪費能量，而且還會影響到火花塞的使用壽命。

另外，這種火花塞跳火控制技術是建立在發動機轉速恒定的前提下，而實際的發動機各個做功循環之間及同一做功循環內不同轉角位置對應的轉速均是波動的，這樣就造成利用兩轉所產生的觸發信號計算出的跳火定時存在較大的角度誤差，發動機性能受到不利影響。

有鑒于上述原因，長期以來科研人員都在致力于研制滿足高精度跳火定時和高能跳火的裝置和控制方法。精確跳火和高能跳火一直是點燃式內燃機特別是天然氣發動機亟待解決的主要問題之一。據統計新生產的商用發動機中90％以上采用傳統跳火控制技術，而且對在用的發動機跳火控制技術的改造也有非常廣大的市場需求，因此高精度和高能量跳火控制技術和裝置有著廣泛的市場前景。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于轉速同步信號的火花塞跳火控制裝置，其不但可以避免無效跳火，而且還可以實現發動機在工作循環的壓縮行程終點附近的多次跳火，跳火能量大，點火成功率高，并且跳火定時精度高，特別適于需要高點火能量的點燃式天然氣發動機使用，有利于廣泛的生產應用，因此具有重大的生產實際意義。

本發明提供的一種基于轉速同步信號的火花塞跳火控制裝置，包括：

光電編碼器，其安裝在發動機的凸輪軸上，用于實時采集發動機的轉速同步信號和上止點信號并輸出給電控單元；

電控單元，與光電編碼器相連接，用于根據所接收到的轉速同步信號和上止點信號，利用計數器計數溢出產生的中斷信號，實現發動機火花塞預設的定時跳火，并且輸出多脈沖跳火控制信號給發動機火花塞點火線圈，實現控制火花塞進行多次跳火。

其中，所述光電編碼器在轉動過程中同時對外輸出有A、B、C三個通道信號，所述C通道信號為上止點信號，所述A通道或B通道信號為發動機的轉速同步信號。

其中，所述電控單元為單片機AT89S52。

其中，所述電控單元包括有計數器，根據用戶預先設定的發動機燃燒需要的跳火定時，事先設置計數器初值，所述電控單元內的計數器在采集到上止點信號后，以光電編碼器的上止點信號作為計數器的計數觸發信號，開始對轉速同步信號方波進行計數，在計數器滿溢出時，等間隔產生多個火花塞跳火控制信號，跳火控制信號輸出給發動機火花塞點火線圈，實現控制火花塞進行多次跳火。

其中，所述電控單元內計數器從發動機的燃燒上止點開始計數時，計數器的計數初值的計算規則公式為：65536-(360-m)*k/360；其中，m為預先設定的跳火定時對應的曲軸轉角，K為光電編碼器每轉一周產生的轉速同步信號脈沖方波個數。

其中，所述光電編碼器為每轉輸出1440個轉速同步信號方波的光電編碼器，每個轉速同步信號方波相對應的發動機曲柄轉角為0.5度。

其中，所述電控單元在計數器溢出時以0.5ms為間隔相繼輸出三個中斷信號作為跳火控制信號，然后發送給發動機點火線圈，觸發發動機火花塞進行跳火。

其中，還包括有輸入信號調理電路，設置在光電編碼器和電控單元之間，用于將光電編碼器發出的上止點信號和轉速同步信號進行光電隔離濾波，濾掉干擾信號，并將以上兩信號的電壓進行調壓。

其中，還包括有：

LED顯示電路，與電控單元相連接，用于實時顯示電控單元輸出的跳火定時的角度數值；

通訊接口電路，設置在電控單元與外部計算機之間，用于電控單元與外部計算機之間的通訊，用戶通過該通訊接口電路將他需要的跳火角度數值以指令形式實時傳送到電控單元，實現在線調節電控單元的跳火原設定角度。