專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)或者內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火方法，進(jìn)一步涉及發(fā)動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)采用多重火花電容放電的點(diǎn)火方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)主要采用電感式點(diǎn)火，其直流電感式起火是以DC-DC升壓方式將電壓提升至200V左右，升壓效率與振蕩部分的元件參數(shù)有關(guān)，一般要求點(diǎn)火電容的電壓要能達(dá)到180 200V，充電時(shí)間大約7 IOms才可以充滿，一般在低轉(zhuǎn)速下，點(diǎn)火電容上的電壓能充滿，而隨著轉(zhuǎn)速的升高，當(dāng)點(diǎn)火周期小于充電時(shí)間的時(shí)候(8571轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)7ms周期，6000轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)IOms周期)，點(diǎn)火電容上的電壓已經(jīng)充不滿了。交流電感式起火是將磁電機(jī)的點(diǎn)火充電線圈直接或經(jīng)過倍壓后，再對(duì)點(diǎn)火器內(nèi)部的點(diǎn)火電容充電，點(diǎn)火能量是以電場(chǎng)的形式，存儲(chǔ)于點(diǎn)火電容內(nèi)。交流電感式點(diǎn)火是由磁電機(jī)的點(diǎn)火充電線圈提供的，也同樣存在高速無法充滿電的情況。倍壓式交流點(diǎn)火器由于把線圈的另一半周的能量也利用起來，比于普通的交流電感式點(diǎn)火點(diǎn)能量要高，但也存在同樣的問題，只是比普通的好一些而已。因此，傳統(tǒng)的電感點(diǎn)火方式的缺點(diǎn)在于:每次點(diǎn)火間隔較長，不能進(jìn)行持續(xù)儲(chǔ)備；而且點(diǎn)火能量不高，導(dǎo)致點(diǎn)火電壓不能充滿。另外，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用一次點(diǎn)火方式，即一個(gè)點(diǎn)火信號(hào)激發(fā)一次點(diǎn)火，這樣油量燃燒不均勻，而且會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)炭。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種提供較高點(diǎn)火能量，且可以持續(xù)點(diǎn)火，效率較高的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火方法。本發(fā)明提供了 一種發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火方法，包括采用多重火花電容放電進(jìn)行點(diǎn)火，其中所述多重火花電容放電步驟包括:輸入點(diǎn)火信號(hào)，點(diǎn)火信號(hào)經(jīng)過電路整形和單片機(jī)限速后分兩路輸出，一路經(jīng)調(diào)制電路轉(zhuǎn)換為直流電壓對(duì)電容充電，另一路輸出觸發(fā)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)多路絕緣柵雙型晶體管；通過多路絕緣柵雙型晶體管的通斷讓電容使高壓包點(diǎn)火放電。優(yōu)選的，所述點(diǎn)火信號(hào)為霍爾傳感器所感應(yīng)信號(hào)。優(yōu)選的，所述多路為4、6、8或者10路。優(yōu)選的，所述點(diǎn)火方法可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)的點(diǎn)火方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:(I)由于儲(chǔ)能電容的充電電壓高，充足電的時(shí)間極短。而絕緣柵雙型晶體管(IGBT)迅速導(dǎo)通速率又極高，因此次極電壓幾乎不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。這一特性使得電容儲(chǔ)能式點(diǎn)火系統(tǒng)特別適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。(2).次級(jí)電壓上升速率高，一般以3 20us，因此電容儲(chǔ)能式點(diǎn)火系統(tǒng)對(duì)火花塞的積炭)不敏感，對(duì)火花塞積炭不嚴(yán)重的情況下，仍能保持良好的點(diǎn)火性能。
(3).由于電容儲(chǔ)能點(diǎn)火方式只是在點(diǎn)火的瞬間有較大的電流通過點(diǎn)火線圈，而在其它的時(shí)間里點(diǎn)火線圈不通電流，因此點(diǎn)火線圈的平均電流小，其工作溫度底，使用壽命長。(4).電容儲(chǔ)能方式的電能消耗隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的增加而增加，而在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)消耗的電能最低。這一點(diǎn)對(duì)蓄電池極為有利，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，往往需要蓄電池提供電倉泛。(4).整個(gè)儲(chǔ)能過程的能量損失小，點(diǎn)火線圈能量轉(zhuǎn)換效率高。


下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖1是本發(fā)明點(diǎn)火方法與傳統(tǒng)點(diǎn)火激發(fā)電壓的比較圖。圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式點(diǎn)火方法方框圖。圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式的點(diǎn)火裝置電路方框圖。圖4是本發(fā)明另一種實(shí)施方式的點(diǎn)火裝置電路方框圖。圖5是本發(fā)明一種實(shí)施方式的單片機(jī)電路方框圖。圖6是本發(fā)明點(diǎn)火頻率與傳統(tǒng)點(diǎn)火頻率的對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示為本發(fā)明點(diǎn)火方法與傳統(tǒng)點(diǎn)火激發(fā)電壓的比較圖。多重火花:MSD(MultiSpark Discharge)，也稱多次點(diǎn)火，這是一個(gè)劃時(shí)代的點(diǎn)火方式，其原理為當(dāng)行車電腦E⑶輸出一個(gè)點(diǎn)火信號(hào)時(shí)，BKC不是一次點(diǎn)火放電，而是連續(xù)多次的高壓放電，可以達(dá)到驚人的6次放電，產(chǎn)生6次高能量的火花。I從點(diǎn)火時(shí)間來看，是傳統(tǒng)電感式放電的6倍，點(diǎn)火時(shí)間可以持續(xù)IOOus(微秒)以上，而電感式放電在IOus左右，這樣大大的延長了點(diǎn)火時(shí)間，可以將電噴產(chǎn)生的燃油，尤其是高濃度燃油完全燃燒。2從點(diǎn)火能量來看，6次火花每次火花能量在115mJ，總點(diǎn)火能量可以達(dá)到電感式放電的十倍。所以多火花高能點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):
1、能將燃油完全燃燒，起到節(jié)油的效果2、爆發(fā)力增強(qiáng)，起步快，提速快，響應(yīng)敏捷3、減少積炭，延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，減少廢氣的排放，起到環(huán)保的作用。圖2為本發(fā)明的一種實(shí)施方式點(diǎn)火方框圖，霍爾傳感器信號(hào)作為點(diǎn)火傳感參考信號(hào)，當(dāng)點(diǎn)火提前角到達(dá)時(shí)，霍爾傳感器感應(yīng)電信號(hào)經(jīng)光耦合器加到ECU引腳上，ECU根據(jù)點(diǎn)火提前角MAP及優(yōu)化算法確定提前角，由程序給出點(diǎn)火信號(hào)，此輸出信號(hào)加在BKC-153點(diǎn)火器的輸入端到單片機(jī)控制IGBT管通斷讓電容使火花塞跳火，點(diǎn)火時(shí)間由單片程序所提供。圖3所示是本發(fā)明一種實(shí)施方式的點(diǎn)火裝置電路方框圖。該點(diǎn)火裝置由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，強(qiáng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)放大電路、開關(guān)電源控制電路、D/A轉(zhuǎn)換電路(對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1-13000轉(zhuǎn)進(jìn)行編程)、轉(zhuǎn)速表驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)、PWM電路、開關(guān)管、高頻變壓器、脈沖驅(qū)動(dòng)電路、高壓放電點(diǎn)火電路等組成。點(diǎn)火信號(hào)經(jīng)E⑶加到BKC-10點(diǎn)火器(如圖3)的輸入端，經(jīng)整形、CPU選缸(選出4、6、8缸)和限速等處理。從兩路輸出，一路經(jīng)PWM脈寬調(diào)制電路將+13.8V升壓成430V的直流電壓對(duì)電容充電，別一路由CPU輸出觸發(fā)脈沖信號(hào)，對(duì)絕緣柵雙型晶體管IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor, IGBT)進(jìn)行控制，電容通過IGBT對(duì)點(diǎn)火線圈放電。
該電路最大的特點(diǎn)在于使用了 IGBT管(IGBT開關(guān)速度快，關(guān)斷時(shí)間短，損耗低。IGBT的功率損耗只有MOSFET的30%，抗干擾能力強(qiáng)、擊穿電壓高等特點(diǎn))和電容C(如圖4)。升壓電路同時(shí)對(duì)電容進(jìn)行充電、放電，控制電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖觸發(fā)IGBT，使火花塞連續(xù)多次放電。兩次放電的間隙時(shí)間由控制電路調(diào)整，這里使用的是PIC單片機(jī)進(jìn)行控制。點(diǎn)火控制脈沖由PIC單片機(jī)的外中斷RB4輸出。整個(gè)電路的電源由開關(guān)電源控制電路控制，當(dāng)車鑰匙打到汽車發(fā)動(dòng)檔時(shí)，接通點(diǎn)火開關(guān)的+12V，點(diǎn)火器(BKC-10)開始工作。圖4是另一種點(diǎn)火裝置的的電路方框圖。該裝置由單穩(wěn)態(tài)電路、單片機(jī)、PWM、脈沖驅(qū)動(dòng)電路、D/A轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)速表驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)管、高頻變壓器、四通道點(diǎn)火放電電路等組成。點(diǎn)火信號(hào)經(jīng)E⑶加到BKC-153火器的輸入端，經(jīng)整形，單片機(jī)限速，單片機(jī)由軟件編程。分兩路輸出，路經(jīng)PWM脈寬調(diào)制電路將+13.8V升壓成430V的直流電壓對(duì)電容充電，另一路分別識(shí)別1、2、3、4缸信號(hào)，經(jīng)四路脈沖驅(qū)動(dòng)電路，去驅(qū)動(dòng)四路IGBT ;IGBT的通斷讓電容使高壓包點(diǎn)火放電。Tach信號(hào)由單片機(jī)程序提供。圖5是本發(fā)明一種實(shí)施方式的單片機(jī)電路方框圖。升壓電路同時(shí)對(duì)電容進(jìn)行充電、放電，控制電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖觸發(fā)IGBT，使火花塞連續(xù)多次放電。兩次放電的間隙時(shí)間由控制電路調(diào)整，這里使用的是PIC單片機(jī)進(jìn)行控制。點(diǎn)火控制脈沖由PIC單片機(jī)的外中斷RB4輸出。整個(gè)電路的電源由開關(guān)電源控制電路控制，當(dāng)車鑰匙打到汽車發(fā)動(dòng)檔時(shí)，接通點(diǎn)火開關(guān)的+12V，點(diǎn)火器(BKC-10)開始工作圖6是本發(fā)明點(diǎn)火頻率與傳統(tǒng)點(diǎn)火頻率的對(duì)比圖。本發(fā)明的點(diǎn)火方式I也稱多次點(diǎn)火，其原理為當(dāng)行車電腦ECU輸出一個(gè)點(diǎn)火信號(hào)時(shí)，BKC不是一次點(diǎn)火放電，而是連續(xù)多次的高壓放電，可以達(dá)到驚人的6次放電，產(chǎn)生6次高能量的火花。I從點(diǎn)火時(shí)間來看，是傳統(tǒng)電感式放電2的6倍，點(diǎn)火時(shí)間可以持續(xù)IOOus (微秒)以上，而電感式放電2在IOus左右，這樣大大的延長了點(diǎn)火時(shí)間，可以將電噴產(chǎn)生的燃油，尤其是高濃度燃油完全燃燒。本發(fā)明主要針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火方式所進(jìn)行的改進(jìn)，以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，非因此即局限本發(fā)明的專利范圍，故舉凡用本發(fā)明說明書及圖式內(nèi)容所為的簡易變化及等效變換，均應(yīng)包含于本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火方法，包括采用多重火花電容放電進(jìn)行點(diǎn)火，其特征在于: 所述多重火花電容放電步驟包括:輸入點(diǎn)火信號(hào)，點(diǎn)火信號(hào)經(jīng)過電路整形和單片機(jī)限速后分兩路輸出，一路經(jīng)調(diào)制電路轉(zhuǎn)換為直流電壓對(duì)電容充電，另一路輸出觸發(fā)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)多路絕緣柵雙型晶體管；通過多路絕緣柵雙型晶體管的通斷讓電容使高壓包點(diǎn)火放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述點(diǎn)火方法，其特征在于:所述點(diǎn)火信號(hào)為霍爾傳感器所感應(yīng)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述點(diǎn)火方法，其特征在于:多路為4、6、8或者10路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述點(diǎn)火方法，其特征在于:所述點(diǎn)火方法可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火方法，包括采用多重火花電容放電進(jìn)行點(diǎn)火，其特征在于所述多重火花電容放電步驟包括輸入點(diǎn)火信號(hào)，點(diǎn)火信號(hào)經(jīng)過電路整形和單片機(jī)限速后分兩路輸出，一路經(jīng)調(diào)制電路轉(zhuǎn)換為直流電壓對(duì)電容充電，另一路輸出觸發(fā)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)多路絕緣柵雙型晶體管；通過多路絕緣柵雙型晶體管的通斷讓電容使高壓包點(diǎn)火放電。該發(fā)明提供一種提供較高點(diǎn)火能量，且可以持續(xù)多次點(diǎn)火，效率較高的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火方法。
文檔編號(hào)F02P3/06GK103147899SQ20131010276
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者魏勇 申請(qǐng)人:深圳市?？灯噭?dòng)力系統(tǒng)有限公司