汽油機(jī)點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償點(diǎn)火電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本方案屬于內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及汽油機(jī)CDI直流點(diǎn)火電路。
【背景技術(shù)】
[0002]汽油機(jī)直流點(diǎn)火電路一般沒(méi)有為發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火作專門的溫度測(cè)量。ZL2012102313054汽油機(jī)能量平衡點(diǎn)火電路及平衡控制方法，提出了點(diǎn)火能量平衡控制理論，包含了對(duì)點(diǎn)火能量作發(fā)動(dòng)機(jī)溫度補(bǔ)償，則需要設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)溫度測(cè)量電路。溫度補(bǔ)償是點(diǎn)火能量控制很重要的部分，但測(cè)溫增加了線束分量，對(duì)摩托車這種粗放運(yùn)行的機(jī)械來(lái)說(shuō)，增加了產(chǎn)生故障的可能及維護(hù)量及成本。針對(duì)這一問(wèn)題，需要開(kāi)發(fā)既能獲得對(duì)點(diǎn)火能量作溫度補(bǔ)償?shù)暮锰?，又能避免缺點(diǎn)的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的(問(wèn)題和目標(biāo)):點(diǎn)火能量溫度補(bǔ)償是技術(shù)進(jìn)步的需要。為對(duì)摩托車點(diǎn)火能量作發(fā)動(dòng)機(jī)溫度補(bǔ)償，專門設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)溫度測(cè)量電路會(huì)增加線束分量、故障、維護(hù)量及成本。因此需要發(fā)明一種技術(shù)，既能達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)哪康?，又避免產(chǎn)生所述的弊端，同時(shí)也因線路減少而節(jié)約生產(chǎn)成本。溫度離體補(bǔ)償就是為此目的而發(fā)明。
[0004]技術(shù)方案:發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度由氣溫和工作產(chǎn)生的熱量形成。其中工作熱與轉(zhuǎn)速與載荷等相關(guān)，而轉(zhuǎn)速為最主要因素。與此相似的是:點(diǎn)火器也產(chǎn)生工作熱，主要是由可控硅短路儲(chǔ)能電容產(chǎn)生的電流引起，而這也主要與轉(zhuǎn)速相關(guān)。由此可見(jiàn)，雖然點(diǎn)火器和發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度變化范圍有較大差別，但引起二者溫度升降的原因有相似，變化規(guī)律也有相似。另外發(fā)動(dòng)機(jī)溫升一般有一定限值，而超過(guò)一定溫度以后，點(diǎn)火能量也無(wú)需再作出大幅調(diào)整或精確調(diào)整。因此可以測(cè)量或感受點(diǎn)火器的溫度變化，代替對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)體的溫度檢測(cè)，在點(diǎn)火器中實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所需點(diǎn)火能量的溫度補(bǔ)償，稱溫度離體補(bǔ)償或離體溫度補(bǔ)償。離體或離體物體，是指發(fā)動(dòng)機(jī)以外的物體，一般是指點(diǎn)火器。
[0005]雖然點(diǎn)火器和發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度升降有相似的規(guī)律，但二者溫度升降的速率一般有較大差別。需要對(duì)點(diǎn)火器的封裝及溫度傳感器安裝方式、位置作設(shè)計(jì)調(diào)整。比如選擇不同的封裝材料、封裝厚度等及調(diào)整傳感器與主要熱源可控硅的距離等。使傳感器位置溫度按一定比例或規(guī)律跟隨發(fā)動(dòng)機(jī)變化。實(shí)際上，直接測(cè)量汽缸外體溫度，也與汽缸內(nèi)的溫度變化有相當(dāng)滯后。離體方式感受溫度代替氣缸外部測(cè)量，還可改進(jìn)這種滯后引起的偏差。
[0006]點(diǎn)火器與發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度變化圍不一樣。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，建立點(diǎn)火器溫度變化與發(fā)動(dòng)機(jī)因溫度變化而引起點(diǎn)火能量需求變化直至控制信號(hào)占空比的關(guān)系數(shù)學(xué)模型，使得測(cè)量或感受點(diǎn)火器溫度就可以據(jù)此模型調(diào)整占空比，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火能量做出最優(yōu)控制。因此離體補(bǔ)償技術(shù)，并非追求點(diǎn)火器體的溫度與發(fā)動(dòng)機(jī)體測(cè)量部位的一致，而是追求補(bǔ)償效果達(dá)到或超過(guò)非離體補(bǔ)償使對(duì)該因素的補(bǔ)償為最優(yōu)，包括利用離體與發(fā)動(dòng)機(jī)之間溫度變化不一致的規(guī)律，在數(shù)學(xué)模型中做出調(diào)整。
[0007]摩托車CDI點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償點(diǎn)火電路中，離體溫度測(cè)量電路成為點(diǎn)火器電路的一部分。以測(cè)量離體溫度代替對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)量實(shí)施點(diǎn)火能量溫度補(bǔ)償。在對(duì)點(diǎn)火器封裝作一定的傳熱設(shè)計(jì)后，溫度傳感器在點(diǎn)火器上選擇適當(dāng)方式安置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)傳感器所在處溫度來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火能量做溫度補(bǔ)償或調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)效果。點(diǎn)火電路可以直接由其控制電路接收兼容的外部點(diǎn)火信號(hào)而沒(méi)有脈沖信號(hào)處理電路。而一般構(gòu)成則包括脈沖輸入電路，用于處理點(diǎn)火信號(hào)。圖1，控制電路即單片機(jī)接受兼容的點(diǎn)火脈沖信號(hào)，單片機(jī)連接升壓電路，控制升壓電路以一定規(guī)律將電池直流電壓轉(zhuǎn)換為高壓脈沖并經(jīng)整流后連接儲(chǔ)能電路(儲(chǔ)能電容)。單片機(jī)還連接點(diǎn)火電路，點(diǎn)火電路連接儲(chǔ)能電路。單片機(jī)在檢測(cè)到點(diǎn)火信號(hào)后，經(jīng)提前角處理，控制點(diǎn)火電路使儲(chǔ)能電路放電，使外部高壓包經(jīng)歷點(diǎn)火能量，實(shí)施點(diǎn)火。
[0008]控制電路還連接離體溫度測(cè)量電路測(cè)量點(diǎn)火器溫度，在以一定規(guī)律如占空比或啟停信號(hào)控制升壓電路使其產(chǎn)生一定的電壓轉(zhuǎn)換功率時(shí)，利用該測(cè)量值，據(jù)之前建立的“點(diǎn)火器溫度變化與發(fā)動(dòng)機(jī)因溫度變化而引起點(diǎn)火能量需求變化及對(duì)應(yīng)的占空比關(guān)系數(shù)學(xué)模型”，修正對(duì)升壓電路的控制。其操作為:周期內(nèi)測(cè)量離體溫度，據(jù)數(shù)學(xué)模型獲得當(dāng)前溫度下最優(yōu)點(diǎn)火能量或電壓對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能電壓所需的控制占空比，并執(zhí)行該占空比。通過(guò)數(shù)學(xué)模型的修正，使升壓電路產(chǎn)生的能量達(dá)到點(diǎn)火所需最優(yōu)。本案所稱數(shù)學(xué)模型均為最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0009]補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)是當(dāng)測(cè)得的溫度升高時(shí)，表示發(fā)動(dòng)機(jī)所需的點(diǎn)火能量降低，可以降低控制信號(hào)的占空比，使升壓電路的功率降低，儲(chǔ)能電路得到的能量降低，點(diǎn)火能量也就降低，反之亦然。當(dāng)用啟停方式控制升壓電路時(shí)，則可以用開(kāi)啟時(shí)間持續(xù)的長(zhǎng)短來(lái)調(diào)整，或二名彡口口。
[0010]也可以采用熱敏元件，在電路中產(chǎn)生補(bǔ)償作用，當(dāng)溫度上升時(shí)，熱敏元件使升壓電路的輸出功率降低，反之則上升，補(bǔ)償因發(fā)動(dòng)機(jī)溫度變化而引起的對(duì)點(diǎn)火能量需求的大小變化。
[0011]依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，離體溫度補(bǔ)償可以與離體溫度成線性或非線型關(guān)系，采用數(shù)學(xué)模型時(shí)，則可以局部或全部為非線性關(guān)系。一種點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償方法，其特征是包括以下步驟:測(cè)量離體物體溫度，根據(jù)離體溫度與占空比在最優(yōu)儲(chǔ)能電壓下的數(shù)學(xué)模型，獲得占空比，執(zhí)行占空比。又一種點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償方法，其特征是包括以下步驟:測(cè)量電池電壓，測(cè)量離體物體溫度，根據(jù)離體物體溫度、電池電壓與控制信號(hào)占空比在最優(yōu)儲(chǔ)能電壓下的關(guān)系模型，獲得占空比，執(zhí)行該占空比。后者是將電池電壓與離體溫度都作為影響因素建立與占空比在最優(yōu)點(diǎn)火能量下的關(guān)系模型，之后在控制調(diào)節(jié)中利用該模型。
[0012]溫度離體補(bǔ)償與非離體補(bǔ)償，二者屬完全不同的技術(shù)。溫度離體補(bǔ)償沒(méi)有獲得發(fā)動(dòng)機(jī)工況之一發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)溫度，本質(zhì)上不是工況因素補(bǔ)償，只是模擬了測(cè)量補(bǔ)償?shù)娜^(guò)程。非離體補(bǔ)償，是通過(guò)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況即其實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償點(diǎn)火能量。從電路的角度，前者傳感器安置在點(diǎn)火器，后者安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上；從信號(hào)的來(lái)源，前者感受和傳遞點(diǎn)火器產(chǎn)生的熱量，后者感受和傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量；二者處理的信息也不同，導(dǎo)致數(shù)學(xué)模型及數(shù)學(xué)模型的研究設(shè)計(jì)不同。但二者在冷啟動(dòng)時(shí)感受到的溫度是較為一致的。冷啟動(dòng)時(shí)，各處的溫度是均衡的，這對(duì)離體補(bǔ)償是有利的。啟動(dòng)階段特別是低氣溫啟動(dòng)的溫度補(bǔ)償是點(diǎn)火能量最重要的補(bǔ)償之一。
[0013]一種汽油機(jī)點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償電路，這是一種摩托車電感式點(diǎn)火電路。見(jiàn)圖2，包括脈沖輸入電路(I)，控制電路(2 )，點(diǎn)火電路(3 )，升壓儲(chǔ)能電路(5 )，其特征是:還有離體溫度測(cè)量或補(bǔ)償電路(7)。控制電路分別連接脈沖輸入電路、點(diǎn)火電路。點(diǎn)火電路還連接升壓儲(chǔ)能電路。控制電路還連接離體溫度測(cè)量電路。
[0014]控制電路在點(diǎn)火周期內(nèi)適時(shí)控制點(diǎn)火電路，使升壓儲(chǔ)能電路的儲(chǔ)能線圈通過(guò)電流，積儲(chǔ)能量，并在通過(guò)脈沖輸入電路得到點(diǎn)火信號(hào)后，經(jīng)提前角處理，控制點(diǎn)火電路，使升壓儲(chǔ)能電路內(nèi)的儲(chǔ)能線圈停止充電并向外釋放點(diǎn)火能量。
[0015]儲(chǔ)能線圈儲(chǔ)能和釋能之間的時(shí)間差，也被稱為閉合角，調(diào)整閉合角就是調(diào)整點(diǎn)火能量。離體溫度測(cè)量結(jié)果可以作為點(diǎn)火能量補(bǔ)償因素。補(bǔ)償原理可以參考前述各例，只是電感點(diǎn)火是通過(guò)離體溫度測(cè)量調(diào)節(jié)閉合角。
[0016]有益效果:離體溫度補(bǔ)償，因?yàn)榭山璺庋b、電路板設(shè)計(jì)等技術(shù)，使控制電路得到模擬的發(fā)動(dòng)機(jī)溫升信息，比非離體補(bǔ)償更少延時(shí)。在免除點(diǎn)火器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間溫度傳感器連線的情況下，實(shí)現(xiàn)可靠和足夠準(zhǔn)確的補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)男Ч鄶?shù)情況比非離體補(bǔ)償更好，但卻可以避免非離體補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)。既降低成本，又增加了可靠性，減少設(shè)備維護(hù)量，使點(diǎn)火能量溫度補(bǔ)償技術(shù)更具有實(shí)用價(jià)值。發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，點(diǎn)火器與發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度是一致的，采用離體溫度測(cè)量可以獲得完全的補(bǔ)償，特別是可以保證低溫下，發(fā)動(dòng)機(jī)獲得足夠的點(diǎn)火能量。采用熱敏元件補(bǔ)償，效果相近。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1CDI點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償點(diǎn)火電路方案簡(jiǎn)圖圖2電感點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償點(diǎn)火電路方案簡(jiǎn)圖
圖3實(shí)例1，摩托車CDI點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償點(diǎn)火電路圖圖4實(shí)例2，摩托車CDI點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償點(diǎn)火電路圖圖5實(shí)例3，摩托車電感式點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償點(diǎn)火電路圖
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)例1:見(jiàn)圖3，摩托車CDI點(diǎn)火能量溫度離體補(bǔ)償點(diǎn)火電路。先考慮沒(méi)有電