專利名稱：磁電機(jī)點(diǎn)火的數(shù)字控制裝置的制作方法
一種磁電機(jī)點(diǎn)火的數(shù)字控制裝置屬于機(jī)動(dòng)車用發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火控制技術(shù)領(lǐng)域。
目前，國內(nèi)摩托車上使用較多的是曲軸箱換氣式二沖程單缸汽油機(jī)，該汽油機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)普遍采用的是磁電機(jī)電容放電式無觸點(diǎn)點(diǎn)火裝置(CDI)。它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間的控制可隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，但其缺點(diǎn)為點(diǎn)火時(shí)間只能隨著速度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，而與負(fù)荷無關(guān)。而摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際工作時(shí)，最佳點(diǎn)火時(shí)間不但與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，還與負(fù)荷(即油門開度)有關(guān)。因此，CDI點(diǎn)火方式不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下最佳點(diǎn)火時(shí)間的要求，此外，還存在綜合性能指標(biāo)不能達(dá)到最佳值，油耗高，排放污染大等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于提供一種可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同轉(zhuǎn)速和油門開度值，輸出不同的點(diǎn)火提前角脈沖信號(hào)，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下最佳點(diǎn)火時(shí)間要求的磁電機(jī)點(diǎn)火的數(shù)字控制裝置。
本發(fā)明的特征在于它由其輔入信號(hào)來自磁電機(jī)觸發(fā)線圈L且分別都是用電壓比較電路1和光電藕合電路2依次串聯(lián)組成的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路和點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)處理電路、其輸入信號(hào)來自油門把手的依次由射極跟隨器3和低通濾波電路4串聯(lián)組成的油門開度信號(hào)處理電路、其輸入信號(hào)來自低通濾波電路4的輸出端且由微分電路5和電壓比較電路1依次串聯(lián)組成的加速度信號(hào)處理電路、其輸入端分別與上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)、油門開度信號(hào)和加速度信號(hào)處理電路輸出端相連的單片機(jī)6、其輸入信號(hào)來自單片機(jī)6的點(diǎn)火控制脈沖輸出端且依次由光電藕合電路2、功率驅(qū)動(dòng)電路7和可控硅點(diǎn)火控制電路8串聯(lián)組成的點(diǎn)火控制電路、其輸入信號(hào)來自單片機(jī)6的備用電路啟動(dòng)控制脈沖輸出端且依次由光電藕合電路2、功率驅(qū)動(dòng)電路7和繼電器9依次串聯(lián)組成的備用電路的啟動(dòng)電路以及其它輔件構(gòu)成，其電路原理方框圖見圖2。
試驗(yàn)證明本發(fā)明達(dá)到了預(yù)期目的。這是因?yàn)樗紫仁裹c(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)在觸發(fā)線圈L產(chǎn)生的觸發(fā)電壓過零時(shí)發(fā)出，使該信號(hào)位于上止點(diǎn)前某一個(gè)角度，稱為基準(zhǔn)角，再以這一信號(hào)為基準(zhǔn)經(jīng)不同延遲時(shí)間之后再發(fā)出點(diǎn)火控制信號(hào)，于是，根據(jù)基準(zhǔn)角＝點(diǎn)火延遲角+點(diǎn)火提前角的關(guān)系，便可在一定范圍內(nèi)通過調(diào)整延遲角的方法去調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角的大小。其次，通過軟件設(shè)計(jì)，使單片機(jī)6接到點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速和油門開度值，從預(yù)先輸入的二維予置表中查出最佳點(diǎn)火延遲角，然后再結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值便可計(jì)算出點(diǎn)火延遲時(shí)間，從而單片機(jī)6便可據(jù)此發(fā)出點(diǎn)火控制脈沖信號(hào)，觸發(fā)可控硅SCR導(dǎo)通，使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳時(shí)間點(diǎn)火，以提高摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)。
為了在下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳盡描述，現(xiàn)把本申請(qǐng)文件所使用的附圖編號(hào)及其名稱簡介如下

圖1本裝置控制下的無觸點(diǎn)式CDI點(diǎn)火原理圖；圖2磁電機(jī)點(diǎn)火數(shù)字控制裝置的電路原理方框圖；圖3磁電機(jī)點(diǎn)火數(shù)字控制裝置的電路原理圖。
實(shí)施例請(qǐng)見圖1～3。
請(qǐng)見圖1。REF是點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)，在觸發(fā)線圈L產(chǎn)生的觸發(fā)電壓過零時(shí)發(fā)出；SPD是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，取自觸發(fā)線圈L產(chǎn)生的觸發(fā)電壓；JYQ1是油門開度信號(hào)，取自可變電阻W2的滑動(dòng)端，KKG是點(diǎn)火信號(hào)。12是磁電機(jī)，13是點(diǎn)火線圈，SCR是可控硅，9是繼電器，91-1是其常開觸點(diǎn)，91-2是其常閉觸點(diǎn)，14是不包括可控硅點(diǎn)火控制電路8在內(nèi)的磁電機(jī)點(diǎn)火的數(shù)字控制裝置，繼電器9的一對(duì)觸點(diǎn)91-1、91-2、隔離二極管D2、電容Co和可控硅SCR組成了可控硅點(diǎn)火控制電路8，當(dāng)單片機(jī)6檢測(cè)到故障時(shí)，便啟動(dòng)備用電路，使繼電器9動(dòng)作，觸點(diǎn)91-2打開，91-1閉合，恢復(fù)原點(diǎn)火系的控制電路，以保證摩托車在故障時(shí)也能正常運(yùn)行。
再見圖3。單片機(jī)6采用芯片MC68HC11E9，它具有A/D轉(zhuǎn)換、輸入捕捉、輸出比較等功能。電壓比較電路1采用芯片LM311；光電藕合電路2采用的芯片是TLP521；射極跟隨器3、低通濾波電路4和微分電路5合用芯片LM324；功率驅(qū)動(dòng)電路7用三極管3DG6作放大器，用N1表示；驅(qū)動(dòng)繼電器9的功放管用N2表示，為TIT132型，15是用芯片MC34164做的低電壓禁止電路；地址鎖存電路10用芯片74HC373，存儲(chǔ)芯片11采用的芯片是27G64。在圖3中，KKG是經(jīng)常閉觸點(diǎn)91-2送往可控硅SCR的點(diǎn)火信號(hào)。點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)REF經(jīng)電阻R2送往電壓比較電路1正端，前者的輸出信號(hào)經(jīng)電阻R3送往光電藕合電路2的輸入端，而該電路的輸出端直接與單片機(jī)6的IRQ端相連，使點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)REF經(jīng)比較、隔離后送往單片機(jī)6；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)SPD經(jīng)電阻R8送往另一個(gè)電壓比較電路1的負(fù)端，前者的輸出信號(hào)經(jīng)電阻R9送往另一個(gè)光電藕合電路2，而該電路的輸出端直接與單片機(jī)6的PA2輸入端相連，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)SPD經(jīng)同樣的處理后送往單片機(jī)6；油門開度信號(hào)JYQ1直接送往射極跟隨器3的正輸入端，它的輸出經(jīng)用電阻R12、R14、電容C1、C2組成的阻容藕合電路后送往低通濾波電路4的芯片LM324的正輸入端，而其輸出直接送往單片機(jī)6的E1/AN1的輸入端，使其經(jīng)濾波處理后直接送入單片機(jī)6；與此同時(shí)，又把該輸出信號(hào)送往微分電路5，其輸出經(jīng)電阻R18后送往電壓比較電路1的芯片LM324的正輸入端，其輸出經(jīng)電阻R21后直接送往單片機(jī)6的PA1輸入端，以便對(duì)加速度進(jìn)行控制。單片機(jī)6的B0～B7、D0～D7為地址、數(shù)據(jù)線，B0～B7提供高8位地址，D0～D7提供低8位地址和數(shù)據(jù)，分時(shí)送出，它的高8位的地址輸出端B0～B7經(jīng)地址總線直接與存儲(chǔ)芯片11的地址輸入端A8～A12和CE端相連，而單片機(jī)6的輸出端D0～D7則經(jīng)數(shù)據(jù)總線直接與存儲(chǔ)芯片11的數(shù)據(jù)輸入端D0～D7相連，同時(shí)該輸出端D0～D7還要經(jīng)地址鎖存電路10鎖存低8位地址后送往存儲(chǔ)芯片11的地址端A0～A7，單片機(jī)6通過其與地址鎖存電路10的控制端LE相連的STRA/A輸出端來控制地址鎖存器工作，它的輸出端E、STRB/R還經(jīng)用芯片74HC00做的與非門16去控制存儲(chǔ)芯片11的OE端來控制指令和數(shù)據(jù)的讀取。單片機(jī)6在收到處理后的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)SPD、點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)REF、油門開度信號(hào)JYQ2和加速度信號(hào)后，便根據(jù)所設(shè)計(jì)的軟件計(jì)算出最佳點(diǎn)火提前角，在規(guī)定的時(shí)刻輸出點(diǎn)火控制脈沖，經(jīng)點(diǎn)火控制電路處理后形成點(diǎn)火脈沖KKG去控制火花塞點(diǎn)火，從而完成對(duì)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的點(diǎn)火提前角的最佳控制及調(diào)整。另外，若單片機(jī)6未檢測(cè)到故障，PA4端輔出低電平，繼電器9不動(dòng)作，點(diǎn)火脈沖KKG便通過常閉觸點(diǎn)91-2、可控硅SCR和電容Co去控制點(diǎn)火器點(diǎn)火；反之，則常開觸點(diǎn)91-1閉合，切斷磁電機(jī)點(diǎn)火的數(shù)字控制裝置14，恢復(fù)原點(diǎn)火系控制電路，以保證摩托車在故障時(shí)能正常運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種磁電機(jī)點(diǎn)火的數(shù)字控制裝置，其特征在于它由其輸入信號(hào)來自磁電機(jī)觸發(fā)線圈L且分別都是用電壓比較電路(1)和光電藕合電路(2)依次串聯(lián)組成的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路和點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)處理電路、其輸入信號(hào)來自油門把手的依次由射極跟隨器(3)和低通濾波電路(4)串聯(lián)組成的油門開度信號(hào)處理電路、其輸入信號(hào)來自低通濾波電路(4)的輸出端且由微分電路(5)和電壓比較電路(1)依次串聯(lián)組成的加速度信號(hào)處理電路、其輸入端分別與上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)、油門開度信號(hào)和加速度信號(hào)處理電路輸出端相連的單片機(jī)(6)、其輸入信號(hào)來自單片機(jī)(6)的點(diǎn)火控制脈沖輸出端且依次由光電藕合電路(2)、功率驅(qū)動(dòng)電路(7)和可控硅點(diǎn)火控制電路(8)串聯(lián)組成的點(diǎn)火控制電路、其輸入信號(hào)來自單片機(jī)(6)的備用電路啟動(dòng)控制脈沖輸出端且依次由光電藕合電路(2)、功率驅(qū)動(dòng)電路(7)和繼電器(9)依次串聯(lián)組成的備用電路的啟動(dòng)電路以及其它輔件構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁電機(jī)點(diǎn)火的數(shù)字控制裝置，其特征在于所述的單片機(jī)(6)的輸出端還連接并控制一個(gè)由地址鎖存電路(10)、存儲(chǔ)芯片(11)組成的外擴(kuò)存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁電機(jī)點(diǎn)火的數(shù)字控制裝置，其特征在于所述的單片機(jī)(6)是型號(hào)為M68HC11E9的芯片。
全文摘要
磁電機(jī)點(diǎn)火的數(shù)字控制裝置屬于發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制技術(shù)領(lǐng)域,其特征在于:它由各點(diǎn)火基準(zhǔn)信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、油門開度信號(hào)和加速度信號(hào)處理電路、與它們輸出端相連的單片機(jī)、與單片機(jī)點(diǎn)火控制信號(hào)輸出端相連的點(diǎn)火控制電路、與單片機(jī)備用電路啟動(dòng)控制信號(hào)輸出端相連的備用電路的啟動(dòng)電路及單片機(jī)的外擴(kuò)存儲(chǔ)器組成,它可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油門開度及規(guī)定的點(diǎn)火基準(zhǔn)時(shí)刻計(jì)算出最佳點(diǎn)火提前角,以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下都處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。
文檔編號(hào)F02P5/15GK1177056SQ9610969
公開日1998年3月25日 申請(qǐng)日期1996年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月19日
發(fā)明者周大森, 董蔚, 吳斌, 宋書瀛 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)