CN1030149C - 一种摩托车引擎电子点火控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩托车引擎点火控制领域。它由整流电路、储能电路、电子开关、点火提前角自动控制厚膜IC电路、升压器五部分构成。点火提前角自动控制厚膜IC电路包括：由晶体三极管、二极管、稳压管及有关电阻、电容组成的移相触发电路；该IC电路移相范围宽，稳定性好，可靠性高，简单实用。印制板组件与升压器组件封灌成一体，具有体积小、重量轻、成本低、防潮、防震等一系列优点。

Description

本发明涉及一种摩托车引擎点火控制领域。

摩托车引擎点火通常为触点的电感式点火及无触点的电容放电式电子点火两种。有触点的电感式点火，因受环境等因素影响，接触可靠性差，磨损快，着火率低，特别是点火提前角不易自动调节，因而摩托车的起动性能差，输出功率低，油耗大，废气排放也高，易污染环境。无触点的电容放电式点火，例如中国专利CN2064828U，CN1067709A，外国专利US4558683，WO92/04540等，虽然可克服上述缺点，但点火提前角调节范围窄，电路复杂，成本高，可靠性差，故仍不十分理想。

本发明的目的在于，提供一种性能优良、点火提前角调节范围宽、简单可靠、成本低廉、新式实用的摩托车引擎电子点火控制装置。该装置点火提前角可根据发动机的要求自动调节，可使发动机始终保持在最佳工作状态，马力大。印制板组件与升压器组件用环氧灌封料封成一体，具有防震、防潮等一系列优点。

本发明是通过下述方案实现的：磁电机7，具有一在发动机带动下产生交流电压V_k的信号线圈;对所述交流电压进行整流的整流装置1;一个电容器储能装置2，在交流电压正半周借助整流装置充电;可控硅电子开关3，在交流电压负半周，响应点火脉冲，使电容器储能装置2向升压器5的原边绕组放电，从而在付边绕组输出一个高电压，供摩托车引擎点火用;点火提前角自动控制IC电路4包括：在信号电压正半周导通的整流装置D₁;由上述整流装置充电的第一电容器C₁，经一电子分压器BG₁、R₅、R₄，充电的第二电容器C₂;由上述整流装置D₁经一隔离二极管D₂由滤波电容C₅滤波经一电阻R₃充电的第三电容器C₃;两极晶体管开关装置，分别以第一电容器C₁和第二电容器C₂上的电压为电源;在信号电压负半周，二极管D₃、D₄导通，所述第三电容器C₃放电，从而使两级晶体管开关装置中的第一级晶体管BG₂的基极电位降低，借此使该开关装置导通，给可控硅电子开关SCR提供出经移相的点火脉冲信号。

由摩托车磁电机7输出的交流电压V_c先经，由二极管D₅、D₆组成的整流电路1整流，再送到由电容器C₆组成的储能电路2里，将磁电机发出的交流电能变为直流电能储存在储能器中。当装在磁电机转子（飞轮）外侧的感应线圈输出点火信号脉冲（V_k）时，经由晶体二极管、三极管、稳压管及由有关电阻、电容等组成的点火提前角自动控制IC电路4时，其输出的信号经移相后可控制由可控硅SCR组成的电子开关3，电子开关控制着储能电容的充放电。升压器5由绕在同一磁蕊上的 初级线圈和次级线圈组成，由于升压比很高（1∶140），故当储能电容经电子开关向初级迅速放电时，升压器次级便可输出数万伏脉冲高压。将其加至火花塞6上时，将产生强烈电火花，点燃发动机引擎。

图2为本发明电路原理图。图中各种电子元器件选型如表一（为图2中所有符号之说明）所示。印制板组件包括由可控硅SCR、二极管D₅-D₇、厚膜IC电路及储能电容C₆等组成。B为升压器组件。印制板组件与升压器组件共用FBT阻燃环氧灌封料封固在一个塑料壳体内。

现结合图2说明本发明实施例。这是一个适用于四冲程摩托车引擎电子点火控制装置，其工作过程如下：由于磁电机7与摩托车发动机同轴安装，故当采下脚踏起动杆时，磁电机转子（固定有永磁体的飞轮）旋转，定子线圈因有磁场扫过而发电，输出的交流电压为V_c，当其正半周时，二极管D₆导通D₅截止，储能电容器C₆经升压器B初级线圈充电。此时可控硅SCR因无触发信号截止。电容C₆储能时最高充电电压可达300-350伏。与此同时，由固定在磁电机转子旁的感应器（有永磁体的线圈），因磁场变动也输出一交流控制电压V_k，因电压V_e与V_k同相位，故此时也为正半周，于是二极管D₁导通，电容器C₁充电，三极管BG₁导通（正偏），电容器C₂充电。因分压电阻R₅＝R₄，故电容上压V₂₂≈ 1/2 V_k正。二极管D₂导通，电容C₅、C₃缓慢充电（因RC时间常数较大），电容C₃上电压呈指数上升。与此同时二极管D₅、D₄、D₃因电压反偏截止，三极管BG₂、BG₃可控硅SCR也截止，电路处于准备阶段。

当V_c为负半周波时，二极管D₅导通D₆截止。与此同时触发电压V_k也为负半波，二极管D₃、D₄导通，二极管D₁、D₂、三极管BG₁截止。由于二极管D₃、D₄导通，电容器C₃放电，三极管BG₂基极电位V_B2下降，当其电位降至V_B2-V_E2＝-0.6伏时三极管BG₂导通，电容器C₂放电，放电电流流经三极管BG₃基极，BG₃导通，电容器C₁经可控硅SCR控制极G放电。由于可控硅SCR是一种负阻器件，故一经触发便会迅速雪崩式导通。于是电容器C₆在正半周储存的电能便会迅速经可控硅SCR、升压器B初级线圈泄放。由于可控硅SCR及升压器B初级线圈内阻很小，故放电电流很大。强大的放电电流流经具有高变比（1∶140）、高功效的升压变压器B时，其次级线圈便可输出数万伏的脉冲高压，将它加在引擎内的火花塞上时，便可产生强烈的电火花。点燃气缸内可燃气体，推动活塞作功。

当电容器C₆将其电荷放完，可控硅SCR截止。当磁电机和感应线圈输出的第二个周波到来时，电容器C₆又重新进行充放电，于是升压器B将输出第二个脉冲高压，再次点燃发动机引擎。尚若如此周而复始的进行下去，发动机便可连续运转起来。

为提高发动机效率，要求点火时刻应随发动机转速的变化自动调节，即当发动机转速升高时，点火时刻应自动跟踪提前，反之应自动推后。

本发明是通过下述方案实现的：

三极管BG₂是一级比较放大器。在信号电压V_k正半周时，二极管D₁、D₂导通，电容器C₃经电阻R₃充电，因时间常数较大，故其电压V_c3逐渐升高，最大值为V_c3≈V_K正。与此同时，电容器C₂经三极管BG₁、电阻R₇充电，因电阻R₄＝R₅，三极管BG₁呈射极跟随状态，故电容器C₂两端电压为V_c2≈ 1/2 V_正，这里V_c2实为三极管BG₂反偏比较电压。

当发动机/磁电机转速较低，即当其周期T＞R₃C₃时，在第一个正半周波，电容器C₃的充电电压即可达V_C3＞ 1/2 V_k正。由于三极管BG₂发射结接于电容器C₂和电容器C₃之间，且电压V_C3＞V_C2，故三极管BG₂反偏截止。在信号电压V_k为负半周时，二极管D₃、D₄导通，电容器C₃放电，由于电压不能突变，故三极管BG₂基极电位逐渐下降，当其电压降到V_C3-V_C2≈-0.6伏，三极管BG₂导通。发动机/磁电机转速越高，信号电压V_k也越高，经二极管D₄整流，三极管BG₂基极负电位也越高，三极管BG₂导通时刻越提早，点火时刻就越提前。

调节电阻R₃的大小，可改变电容器C₃的充放电斜率，从而改变点火提前角曲线。

附图说明：

图1为本发明方框图;

图2为本发明电路原理图;

图3为本发明厚膜IC内部电路图;

图4为本发明实体图（8为塑料外壳，9为印 制板组件，10为升压器组件，11为FBT环氧灌封料，12为输入端子插座，13为高压接线嘴;

本发明的优点：

（1）、性能优良。点火提前角可随摩托车引擎转速的提高自动跟踪调节，故输出马力大、省油、废气污染小。

（2）、升压器转换效率高，点火能量大，摩托车易起动，加速性能好。

（3）、印制板组件与升压器组件封灌成一体，防震、防潮、可靠性好。

（4）、电路简单，调试容易，成本低廉，体积小，重量轻，安装方便，易大批量生产，效益显著。

表一

符号    说明    符号    说明

IC 厚膜集成电路 C₄电解电容器2.2μ/25

SCR 单向可控硅CR₃CM C₅电解电容器1μ/25

BG₁晶体三极管9013 C₆交流电容器2μ/400

BG₂晶体三极管9012 C₇电解电容器10μ/25

BG₃晶体三极管9013 R₁电阻器2.2K

D₁晶体二极管IN4148 R₂电阻器100K

D₂晶体二极管IN4148 R₃电阻器220K

D₃晶体二极管IN4148 D₄电阻器27K

D₄晶体二极管IN4148 D₅电阻器27K

D₅晶体二极管IN4007 R₆电阻器100K

D₆晶体二极管IN4007 R₇电阻器47K

D₇晶体二极管IN4007 R₈电阻器2.2K

W₁稳压二极管2CW59 B 开压器1：400

W₂稳压二极管2CW59 H 火花塞

C₁电容器0.1μf C.X.K.B 输入端子插座

C₂电容器0.15μf G 高压接线嘴

C₃电容器0.15μf

Claims (3)

1、一种摩托车引擎电子点火控制器包括：磁电机(7)，具有在发动机带动下产生交流电压(V_C)的绕组和产生点火信号(VK)的线圈；对所述交流电压(V₀)进行整流的整流装置(1)；一个电容器储能装置(2)，在交流电压正半周借助整流装置充电；可控硅电子开关(3)；点火提前角自动控制电路(4)，在交流电压负半周，响应点火信号使电容储能装置(2)经所述可控硅电子开关(3)向升压器组件(5)的原边绕组放电；其特征在于：

所述点火提前角自动控制电路(4)包括：在信号电压(V_k)正半周导通的整流装置(D₁)；由上述整流装置(D₁)充电的第一电容器(C₁)，经一电子分压器(BG₁、R₅、R₄)充电的第二电容器(C₂)；由上述整流装置(D₁)经一隔离二极管(D₂)由滤波电容(C₅)滤波经一电阻(R₃)充电的第三电容器(C₃)；两级晶体管开关装置，分别以第一电容(C₁)和第二电容器(C₂)上的电压为电源；在信号电压负半周导通的二极管(D₃)、(D₄)，借以使所述第三电容器(C₃)放电，从而使两级晶体管开关装置中第一级晶体管(BG₂)基极电位降低，借此使所述两级晶体管开关装置(BG₂)、(BG₃)导通，给可控硅电子开关提供点火信号。

2、一种如权利要求1所述的电子点火控制器，其特征在于所述电子分压器包括一级晶体管射极跟随器，其基极电位为所述整流电压的1/2，从而得到2∶1的比较电压输出。

3、一种如权利要求1所述的电子点火控制器，其特征在于所述两级晶体管装置包括一级呈共射极连接的晶体管电路以及第二级呈共集电极连接的晶体管开关电路。

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