專利名稱：一種發(fā)動機(jī)點火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)或者內(nèi)燃機(jī)點火方法，進(jìn)一步涉及發(fā)動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)采用多重火花電容放電的點火方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動機(jī)主要采用電感式點火，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)，一般要求點火電容的電壓要能達(dá)到180 200V，充電時間大約7 IOms才可以充滿，一般在低轉(zhuǎn)速下，點火電容上的電壓能充滿，而隨著轉(zhuǎn)速的升高，當(dāng)點火周期小于充電時間的時候(8571轉(zhuǎn)對應(yīng)7ms周期，6000轉(zhuǎn)對應(yīng)IOms周期)，點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)的點火充電線圈直接或經(jīng)過倍壓后，再對點火器內(nèi)部的點火電容充電，點火能量是以電場的形式，存儲于點火電容內(nèi)。交流電感式點火是由磁電機(jī)的點火充電線圈提供的，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火點能量要高，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)的電感點火方式的缺點在于:每次點火間隔較長，不能進(jìn)行持續(xù)儲備；而且點火能量不高，導(dǎo)致點火電壓不能充滿。另外，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用一次點火方式，即一個點火信號激發(fā)一次點火，這樣油量燃燒不均勻，而且會導(dǎo)致發(fā)動機(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火能量，且可以持續(xù)點火，效率較高的發(fā)動機(jī)點火方法。本發(fā)明提供了 一種發(fā)動機(jī)點火方法，包括采用多重火花電容放電進(jìn)行點火，其中所述多重火花電容放電步驟包括:輸入點火信號，點火信號經(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)換為直流電壓對電容充電，另一路輸出觸發(fā)脈沖信號，驅(qū)動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火放電。優(yōu)選的，所述點火信號為霍爾傳感器所感應(yīng)信號。優(yōu)選的，所述多路為4、6、8或者10路。優(yōu)選的，所述點火方法可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)的點火方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:(I)由于儲能電容的充電電壓高，充足電的時間極短。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)動機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。這一特性使得電容儲能式點火系統(tǒng)特別適用于高速發(fā)動機(jī)。(2).次級電壓上升速率高，一般以3 20us，因此電容儲能式點火系統(tǒng)對火花塞的積炭)不敏感，對火花塞積炭不嚴(yán)重的情況下，仍能保持良好的點火性能。
(3).由于電容儲能點火方式只是在點火的瞬間有較大的電流通過點火線圈，而在其它的時間里點火線圈不通電流，因此點火線圈的平均電流小，其工作溫度底，使用壽命長。(4).電容儲能方式的電能消耗隨發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的增加而增加，而在發(fā)動機(jī)怠速時消耗的電能最低。這一點對蓄電池極為有利，因為在發(fā)動機(jī)怠速時，往往需要蓄電池提供電倉泛。(4).整個儲能過程的能量損失小，點火線圈能量轉(zhuǎn)換效率高。


下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖1是本發(fā)明點火方法與傳統(tǒng)點火激發(fā)電壓的比較圖。圖2是本發(fā)明一種實施方式點火方法方框圖。圖3是本發(fā)明一種實施方式的點火裝置電路方框圖。圖4是本發(fā)明另一種實施方式的點火裝置電路方框圖。圖5是本發(fā)明一種實施方式的單片機(jī)電路方框圖。圖6是本發(fā)明點火頻率與傳統(tǒng)點火頻率的對比圖。
具體實施例方式圖1所示為本發(fā)明點火方法與傳統(tǒng)點火激發(fā)電壓的比較圖。多重火花:MSD(MultiSpark Discharge)，也稱多次點火，這是一個劃時代的點火方式，其原理為當(dāng)行車電腦E⑶輸出一個點火信號時，BKC不是一次點火放電，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從點火時間來看，是傳統(tǒng)電感式放電的6倍，點火時間可以持續(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火時間，可以將電噴產(chǎn)生的燃油，尤其是高濃度燃油完全燃燒。2從點火能量來看，6次火花每次火花能量在115mJ，總點火能量可以達(dá)到電感式放電的十倍。所以多火花高能點火系統(tǒng)的優(yōu)點:
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)明的一種實施方式點火方框圖，霍爾傳感器信號作為點火傳感參考信號，當(dāng)點火提前角到達(dá)時，霍爾傳感器感應(yīng)電信號經(jīng)光耦合器加到ECU引腳上，ECU根據(jù)點火提前角MAP及優(yōu)化算法確定提前角，由程序給出點火信號，此輸出信號加在BKC-153點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，點火時間由單片程序所提供。圖3所示是本發(fā)明一種實施方式的點火裝置電路方框圖。該點火裝置由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，強(qiáng)信號驅(qū)動放大電路、開關(guān)電源控制電路、D/A轉(zhuǎn)換電路(對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1-13000轉(zhuǎn)進(jìn)行編程)、轉(zhuǎn)速表驅(qū)動電路、單片機(jī)、PWM電路、開關(guān)管、高頻變壓器、脈沖驅(qū)動電路、高壓放電點火電路等組成。點火信號經(jīng)E⑶加到BKC-10點火器(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的直流電壓對電容充電，別一路由CPU輸出觸發(fā)脈沖信號，對絕緣柵雙型晶體管IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor, IGBT)進(jìn)行控制，電容通過IGBT對點火線圈放電。
該電路最大的特點在于使用了 IGBT管(IGBT開關(guān)速度快，關(guān)斷時間短，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)和電容C(如圖4)。升壓電路同時對電容進(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。點火控制脈沖由PIC單片機(jī)的外中斷RB4輸出。整個電路的電源由開關(guān)電源控制電路控制，當(dāng)車鑰匙打到汽車發(fā)動檔時，接通點火開關(guān)的+12V，點火器(BKC-10)開始工作。圖4是另一種點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)動電路、D/A轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)速表驅(qū)動電路、開關(guān)管、高頻變壓器、四通道點火放電電路等組成。點火信號經(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的直流電壓對電容充電，另一路分別識別1、2、3、4缸信號，經(jīng)四路脈沖驅(qū)動電路，去驅(qū)動四路IGBT ;IGBT的通斷讓電容使高壓包點火放電。Tach信號由單片機(jī)程序提供。圖5是本發(fā)明一種實施方式的單片機(jī)電路方框圖。升壓電路同時對電容進(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。點火控制脈沖由PIC單片機(jī)的外中斷RB4輸出。整個電路的電源由開關(guān)電源控制電路控制，當(dāng)車鑰匙打到汽車發(fā)動檔時，接通點火開關(guān)的+12V，點火器(BKC-10)開始工作圖6是本發(fā)明點火頻率與傳統(tǒng)點火頻率的對比圖。本發(fā)明的點火方式I也稱多次點火，其原理為當(dāng)行車電腦ECU輸出一個點火信號時，BKC不是一次點火放電，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從點火時間來看，是傳統(tǒng)電感式放電2的6倍，點火時間可以持續(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火時間，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)明主要針對發(fā)動機(jī)的點火方式所進(jìn)行的改進(jìn)，以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例而已，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)動機(jī)點火方法，包括采用多重火花電容放電進(jìn)行點火，其特征在于: 所述多重火花電容放電步驟包括:輸入點火信號，點火信號經(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)換為直流電壓對電容充電，另一路輸出觸發(fā)脈沖信號，驅(qū)動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火放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述點火方法，其特征在于:所述點火信號為霍爾傳感器所感應(yīng)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述點火方法，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所述點火方法，其特征在于:所述點火方法可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)點火方法，包括采用多重火花電容放電進(jìn)行點火，其特征在于所述多重火花電容放電步驟包括輸入點火信號，點火信號經(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)換為直流電壓對電容充電，另一路輸出觸發(fā)脈沖信號，驅(qū)動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火放電。該發(fā)明提供一種提供較高點火能量，且可以持續(xù)多次點火，效率較高的發(fā)動機(jī)點火方法。
文檔編號F02P3/06GK103147899SQ20131010276
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者魏勇 申請人:深圳市?？灯噭恿ο到y(tǒng)有限公司