[發明專利]汽油機提前角和點火能量雙最優點火電路

在審

• 申請號: 201610107929.3
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN105673293A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 曹楊慶
• 申請（專利權）人: 曹楊慶
• 主分類號: F02P9/00
• 分類號: F02P9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請為分案，原申請名稱：汽油機能量平衡點火電路及平衡控制方法;原申請 號:2012102313054;原申請日:2012-7-5。

技術領域

本方案屬于內燃機點火技術領域，尤其涉及汽油機CDI直流點火電路。

背景技術

]點火器應在恰當時機以適當能量給發動機點火。CDI點火電路的發展已經歷三 代，第一代交流充電加機械控制提前角，第二代交或直流充電加電路控制提前角，第三代利 用單片機使提前角的控制更準確，已可準確控制提前角即點火時機，并改進了點火能量均 衡性。點火能量來自儲能電路，儲能電路主要是一個電容，儲能電路電壓或儲能電壓指該電 容的電壓。點火電壓指儲能電壓經高壓包后至火化塞的電壓。本文或對點火電壓和點火能 量及與之對應的儲能電壓或能量不作區分，以方便敘述。

現有CDI直流點火電路在每個點火周期產生的點火能量是由轉速，直流升壓電路 的工作狀態和電池狀態決定的。當發動機轉速高時，充電時間縮短，點火密度加大，需要直 流升壓電路提高輸出功率以保證每次提供儲能電路的電能達到點火要求。而電池電壓下降 時，若不加調節，升壓電路每周期輸出即給每次點火提供的能量就會下降。因此，為保證不 利條件下仍能提供足夠的點火能量，直流升壓電路的輸出功率必被設計得較大，以滿足低 電壓及較高轉速不利條件下的點火能量要求。而當電池及轉速處于常態或有利于升壓時， 直流升壓電路輸出能量就必然大幅偏高合理的點火能量需要，以致需要依靠最大電壓限制 電路防止電壓進一步升高。實際上，如摩托車電池，從使用初期至后期，平均電壓可以有3v 降低，而日常又會有3v波動。還需加上轉速變化的影響。由此可見，必須對升壓電路的工作 狀態依據整車設備及運行狀態作在線調節，否則，點火電壓或點火電路所提供的能量必與 點火需求不符。現有技術也可以采用測量電池電壓和轉速的方法通過控制儲能電容電壓修 正點火電壓，但因沒有以恒壓技術為基礎，也沒有對儲能電路和升壓電路采用好的定量控 制手段，恒壓點火和按工況調節點火能量的技術尚未成熟。

發明內容

迄今為止，無論是否結合有單片機，直流CDI點火器每周期輸出能量尚不能較好地 據發動機轉速或設備狀態及發動機其他工況變化引起的需求變化作出調節。直流點火器的 每周期產生的點火能量與實際點火所需能量常不一致即能量供需不平衡。儲能電壓則會因 轉速和電池電壓變化有高達70V以上的非期望波動。不利于燃燒及減排，還導致電子電路負 荷大，可靠性降低。有鑒于此，新一代點火電路應在現有技術基礎上實現點火能量按需準確 提供即點火能量平衡控制，改變現有技術對能量控制的粗放。

本方案主要解決現有汽油機點火電壓不均衡及點火能量不能與變工況匹配引起 的問題。通過實時監測儲能電路電壓，及時調節升壓電路工作狀態，實現點火電壓恒定或在 此基礎上依發動機工況需求提供點火能量，總稱為能量供需平衡控制或能量平衡。新技術 改善燃燒，提高效率，降低排放，降低器件溫升。提高點火電路運行的可靠性。

電路組成方案見圖1，包括控制電路，點火電路，儲能電路，驅動電路，升壓電路，控 制電路的一個輸出端連接點火電路的控制端，點火電路的一個功率端連接儲能電路，點火 電路另一個功率端接地。點火電路閉合時經功率端釋放儲能電路電能并使外接高壓包經歷 電流，火花塞放電。控制電路另一個輸出端連接驅動電路的輸入端，該驅動電路的輸出端連 接升壓電路的控制端，升壓電路的高壓輸出端連接儲能電路，在升壓電路工作時向儲能電 路充電。方案的特征是：還設置有測量電路，其輸入端連接儲能電路，其模擬信號輸出端連 接控制電路的數據轉換輸入端或經數據轉換后的邏輯信號輸出接控制電路的輸入端。

控制電路通常為單片機或單片機與其它電路的集合，可以接受一至多路點火信 號，點火信號反映發動機或摩托車上磁電機的運動狀態，提示點火時機。控制電路向驅動電 路輸出具有占空比的信號，控制升壓電路升壓速率，或輸出簡單的開關信號，驅動升壓電路 的啟停。升壓電路可以有多種形式，常用的有占空比控制式升壓電路及變壓器振蕩式升壓 電路。升壓電路作為局部功能電路，本案不限制其構造形式，但要得到最高控制效果，需在 周期內向儲能電路輸出足夠的點火能量及便于計算機控制。在升壓電路運行時，儲能電壓 在一定的范圍內持續升高，升壓電路停止運行時，儲能電壓停止上升。