CN111486042B - 基于co报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机 - Google Patents

基于co报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种基于CO报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机，点火控制器包括用于控制点火线圈是否加载点火电压的点火控制电路以及用于检测发动机排出的CO是否超标的CO报警器，还包括开关器件，所述开关器件连接于点火控制电路的控制端和熄火线之间，所述开关器件的控制端与CO报警器连接并接收CO报警器的控制命令在CO报警器断线后以及发动机排出的CO超标时控制点火控制电路不点火，通过上述结构，能够在发动机工作过程中CO超标时有效防止发动机被再启动，而且能够在CO报警器被认为拆除以及断线后发动机再启动，从而能够有效避免因为发动机尾气排放而存在的安全风险。

Description

基于CO报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机
技术领域
本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种基于CO报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机。
背景技术
由通用发动机驱动的工作机，例如地板抛光机、清洗机、发电机等，当其应用在较为封闭的场所如室内、地下室、储物间等通风条件相对不太好的地方使用时，发动机所排放的尾气中的一氧化碳(CO)会扩散到工作机所在的工作环境，而当环境中的CO浓度累积到一定程度，可能对处于环境中的人员造成身体伤害。为避免此种危害发生，现有技术的工作机尤其是发电机设置了CO报警器，以便在检测到环境中CO超过设定值时，发出警报提醒操作人员关闭发动机或/和由CO报警器直接控制发动机停机，待停机后环境中CO浓度较低时，操作人员再次启动。但是，现有技术的CO报警器存在如下问题：在人为拆除CO报警器(即CO报警器被篡改)、CO报警器用于直接停机操作的对外连接线(如熄火线)有部分或/和全部未导通(比如掉线)、CO报警器失电不工作等任一情形下，驱动发电机的发动机仍能启动或有效运行，从而很难避免环境中CO累积而可能造成前述危害后果的发生。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于CO报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机，能够在发动机工作过程中CO超标时有效防止发动机被再启动，而且能够在CO报警器被认为拆除以及断线后发动机再启动，从而能够有效避免因为发动机尾气排放而存在的安全风险。
本发明提供的一种基于CO报警的点火控制器，包括用于控制点火线圈是否加载点火电压的点火控制电路以及用于检测发动机排出的CO是否超标的CO报警器，还包括开关器件，所述开关器件连接于点火控制电路的控制端和熄火线之间，所述开关器件的控制端与CO报警器连接并接收CO报警器的控制命令在CO报警器断线后以及发动机排出的CO超标时控制点火控制电路不点火，通过上述结构，能够在发动机工作过程中CO超标时有效防止发动机被再启动，而且能够在CO报警器被认为拆除以及断线后发动机再启动，从而能够有效避免因为发动机尾气排放而存在的安全风险。
进一步，所述开关器件为半导体开关元件，比如三极管，MOS管或者光耦等，采用半导体开关元件，工作稳定，相应速度快。
进一步，所述开关器件为光耦，通过这种结构，光耦将点火控制器的电路与CO报警器相隔离，起到良好的隔离保护作用，用于保护CO报警器，延长报警器的使用寿命。
进一步，所述点火控制电路包括点火时刻控制电路和延时控制电路；
所述点火时刻控制电路，其点火控制输入端与熄火延时电路的控制输出端连接，用于接收延时熄火控制电路的输出命令控制点火线圈是否向火花塞加载点火电压；
所述延时控制电路，其控制输出端与点火时刻控制电路的控制输入端连接，其控制输入端通过开关器件与熄火线连接，用于向点火时刻控制电路输出延时控制命令，通过上述结构，一方面能够稳定地控制发动机点火时刻，另一方面，能够确保发动机能够延时形成点火保护，从而确保发动机能够正常稳定工作。
进一步，所述延时控制电路包括延时电路和输出电路；
所述延时电路，其输入端连接于点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点，其输出端与输出电路的控制输入端连接，其控制输入端作为延时控制电路的控制输入端，用于向输出电路输出延时控制命令；
所述输出电路，其控制输入端与延时电路的控制输出端连接，用于接收延时电路输出的延时控制命令并向点火时刻控制电路输出低电平控制信号，通过上述结构，能够确保延时控制电路的工作稳定性，能够输出稳定的控制信号。
进一步，所述延时电路包括二极管D1、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D2、电容C2、电容C3以及NMOS管Q7；
二极管D1的正极接地，二极管D1的负极通过电阻R6与电容C2的一端连接，电容C2的另一端连接于熄火线，电阻R6和电容C2之间的公共连接点通过电阻R7和电阻R9串联后接地，电阻R6和电容C2之间的公共连接点与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极通过电容C3接地；电阻R6和电容C2之间的公共连接点通过电阻R8与NMOS管Q7的漏极连接，NMOS管Q7的源极通过电阻R10接地，NMOS管Q7的栅极分别与电阻R7和电阻R9之间的公共连接点、二极管D2的正极和电容C3之间的公共连接点连接，NMOS管Q7的栅极作为延时电路的控制输入端，NMOS管Q7的源极与电阻R10之间的公共连接点作为延时电路的控制输出端，通过上述结构，能够确保延时控制电路的工作稳定性，能够输出稳定的控制信号。
进一步，所述输出电路包括二极管D3和三极管Q6；
三极管Q6的基极作为输出电路的控制输入端，三极管Q6的发射极与熄火线连接，三极管Q6的集电极与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极作为输出电路的控制输出端，通过上述结构，能够确保点火时刻控制电路稳定接收控制信号。
进一步，所述点火时刻控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5以及电容C1；
电阻R1的一端连接于点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点，电阻R1的另一端通过电阻R2接地，电阻R1和电阻R2的公共连接点分别与三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极连接，三极管Q1的发射极通过电容C1与熄火线连接，三极管Q2的发射极与熄火线连接，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接熄火线，三极管Q3的基极通过电阻R3与点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点连接，三极管Q3的集电极通过电阻R4与点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点连接，三极管Q4的基极连接于三极管Q3的集电极，三极管Q4的集电极与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极通过电阻R5与熄火线连接，三极管Q5的集电极和三极管Q4的发射极均与点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点连接，三极管Q5的发射极和电阻R5之间的公共连接点与三极管Q1的基极连接，通过上述结构，能够有效确保发动机能够稳定点火工作。
相应地，本发明还提供了一种发动机点火器，所述发动机点火器具有上述的基于CO报警的点火控制器。
相应地，本发明还提供了一种发动机，所述发动机具上述的发动机点火器。
本发明的有益效果：通过本发明，能够在发动机工作过程中CO超标时有效防止发动机被再启动，而且能够在CO报警器被认为拆除以及断线后发动机再启动，从而能够有效避免因为发动机尾气排放而存在的安全风险。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：
本发明提供的一种基于CO报警的点火控制器，包括用于控制点火线圈是否加载点火电压的点火控制电路以及用于检测发动机排出的CO是否超标的CO报警器，还包括开关器件，所述开关器件连接于点火控制电路的控制端和熄火线之间，所述开关器件的控制端与CO报警器连接并接收CO报警器的控制命令在CO报警器断线后以及发动机排出的CO超标时控制点火控制电路不点火，通过上述结构，能够在发动机工作过程中CO超标时有效防止发动机被再启动，而且能够在CO报警器被认为拆除以及断线后发动机再启动，从而能够有效避免因为发动机尾气排放而存在的安全风险。
本实施例中，所述开关器件为半导体开关元件，比如三极管，MOS管或者光耦等，采用半导体开关元件，工作稳定，相应速度快。
本实施例中，所述开关器件为光耦，通过这种结构，光耦将点火控制器的电路与CO报警器相隔离，起到良好的隔离保护作用，用于保护CO报警器，延长报警器的使用寿命。
本实施例中，所述点火控制电路包括点火时刻控制电路和延时控制电路；
所述点火时刻控制电路，其点火控制输入端与熄火延时电路的控制输出端连接，用于接收延时熄火控制电路的输出命令控制点火线圈是否向火花塞加载点火电压；
所述延时控制电路，其控制输出端与点火时刻控制电路的控制输入端连接，其控制输入端通过开关器件与熄火线连接，用于向点火时刻控制电路输出延时控制命令，通过上述结构，一方面能够稳定地控制发动机点火时刻，另一方面，能够确保发动机能够延时形成点火保护，从而确保发动机能够正常稳定工作。
本实施例中，所述延时控制电路包括延时电路和输出电路；
所述延时电路，其输入端连接于点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点，其输出端与输出电路的控制输入端连接，其控制输入端作为延时控制电路的控制输入端，用于向输出电路输出延时控制命令；
所述输出电路，其控制输入端与延时电路的控制输出端连接，用于接收延时电路输出的延时控制命令并向点火时刻控制电路输出低电平控制信号，通过上述结构，能够确保延时控制电路的工作稳定性，能够输出稳定的控制信号。
本实施例中，所述延时电路包括二极管D1、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D2、电容C2、电容C3以及NMOS管Q7；
二极管D1的正极接地，二极管D1的负极通过电阻R6与电容C2的一端连接，电容C2的另一端连接于熄火线，电阻R6和电容C2之间的公共连接点通过电阻R7和电阻R9串联后接地，电阻R6和电容C2之间的公共连接点与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极通过电容C3接地；电阻R6和电容C2之间的公共连接点通过电阻R8与NMOS管Q7的漏极连接，NMOS管Q7的源极通过电阻R10接地，NMOS管Q7的栅极分别与电阻R7和电阻R9之间的公共连接点、二极管D2的正极和电容C3之间的公共连接点连接，NMOS管Q7的栅极作为延时电路的控制输入端，NMOS管Q7的源极与电阻R10之间的公共连接点作为延时电路的控制输出端，通过上述结构，能够确保延时控制电路的工作稳定性，能够输出稳定的控制信号，为了确保发动机下次能够正常点火，电阻R7的阻值大于电阻R8的阻值。
本实施例中，所述输出电路包括二极管D3和三极管Q6；
三极管Q6的基极作为输出电路的控制输入端，三极管Q6的发射极与熄火线连接，三极管Q6的集电极与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极作为输出电路的控制输出端，通过上述结构，能够确保点火时刻控制电路稳定接收控制信号。
本实施例中，所述点火时刻控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5以及电容C1；
电阻R1的一端连接于点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点，电阻R1的另一端通过电阻R2接地，电阻R1和电阻R2的公共连接点分别与三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极连接，三极管Q1的发射极通过电容C1与熄火线连接，三极管Q2的发射极与熄火线连接，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接熄火线，三极管Q3的基极通过电阻R3与点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点连接，三极管Q3的集电极通过电阻R4与点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点连接，三极管Q4的基极连接于三极管Q3的集电极，三极管Q4的集电极与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极通过电阻R5与熄火线连接，三极管Q5的集电极和三极管Q4的发射极均与点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点连接，三极管Q5的发射极和电阻R5之间的公共连接点与三极管Q1的基极连接，通过上述结构，能够有效确保发动机能够稳定点火工作，其中，三极管Q4为P型三极管。
相应地，本发明还提供了一种发动机点火器，所述发动机点火器具有上述的基于CO报警的点火控制器。
相应地，本发明还提供了一种发动机，所述发动机具上述的发动机点火器。
为了本领域技术人员对本发明进一步理解，下面对本发明的工作原理做出进一步详细阐述：
当发动机第一次启动时，此时，CO报警器没有电源，没有信号输出，因此，光耦OC1是截止的，当发动机启动点火时，点火线圈的初级线圈L1会产生一个交流信号，当该交流信号处于负半周时，二极管D1的正极为正向电压，该电压通过二极管D1整流后向电容C2充电，当电容C2充电后通过电阻R7和电阻R9分压后对电容C3充电，此时，电容C3和C2形成两级延时，并且，电容C2还用于进行滤波，由于电容C3充电，MOS管Q7的栅极电压小于其导通电压，MOS管Q7截止，三极管Q6截止，此时，三极管Q4和三极管Q5都截止，发动机的点火线圈处于点火工作状态；在这个延时过程中，CO报警器得电：
如果此时CO报警器为正常状态，即没有被拆除，也没有存在断线的故障，此时，CO报警器会输出一个高电平，控制半导体开关器件处于工作状态，即半导体开关器件导通，此时导通，MOS管Q7的栅极和熄火线短路，电容C3不会被充电，则会保持MOS管Q7、三极管Q6的截止状态，确保发动机能够正常点火完成；
如果此时CO报警器为异常状态，即出现连接断线，或者被拆除等，CO报警器则会输出一个低电平控制信号，控制半导体开关器件处于截止状态，该截止状态则会导致以下过程：当电容C3的电压逐渐升高且达到MOS管Q7的导通电压时，MOS管Q7导通，三极管Q6的基极在MOS管Q7的导通下得电也进入导通状态，从而三极管Q6将二极管D3的正极高电平拉低为低电平，三极管Q4导通，三极管Q5导通，随着三极管Q5的导通，从而使得发动机点火器停止点火，由此，发动机在短暂的点火中即停止，从而防止在没有CO报警器的监控中使得发动机工作，既形成对用户的保护，又能够实现对CO报警器的状态进行监测判别。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于CO报警的点火控制器，包括用于控制点火线圈是否加载点火电压的点火控制电路以及用于检测发动机排出的CO是否超标的CO报警器，其特征在于：还包括开关器件，所述开关器件连接于点火控制电路的控制端和熄火线之间，所述开关器件的控制端与CO报警器连接并接收CO报警器的控制命令在CO报警器断线后以及发动机排出的CO超标时控制点火控制电路不点火；
所述点火控制电路包括点火时刻控制电路和延时控制电路；
所述延时控制电路包括延时电路和输出电路；其中，所述延时电路包括二极管D1、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D2、电容C2、电容C3以及NMOS管Q7；
二极管D1的正极接地，二极管D1的负极通过电阻R6与电容C2的一端连接，电容C2的另一端连接于熄火线，电阻R6和电容C2之间的公共连接点通过电阻R7和电阻R9串联后接地，电阻R6和电容C2之间的公共连接点与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极通过电容C3接地；电阻R6和电容C2之间的公共连接点通过电阻R8与NMOS管Q7的漏极连接，NMOS管Q7的源极通过电阻R10接地，NMOS管Q7的栅极分别与电阻R7和电阻R9之间的公共连接点、二极管D2的正极和电容C3之间的公共连接点连接，NMOS管Q7的栅极作为延时电路的控制输入端，NMOS管Q7的源极与电阻R10之间的公共连接点作为延时电路的控制输出端。
2.根据权利要求1所述基于CO报警的点火控制器，其特征在于：所述开关器件为半导体开关元件。
3.根据权利要求2所述基于CO报警的点火控制器，其特征在于：所述开关器件为光耦。
4.根据权利要求1所述基于CO报警的点火控制器，其特征在于：所述点火控制电路包括点火时刻控制电路和延时控制电路；
所述点火时刻控制电路，其点火控制输入端与熄火延时电路的控制输出端连接，用于接收延时熄火控制电路的输出命令控制点火线圈是否向火花塞加载点火电压；
所述延时控制电路，其控制输出端与点火时刻控制电路的控制输入端连接，其控制输入端通过开关器件与熄火线连接，用于向点火时刻控制电路输出延时控制命令。
5.根据权利要求4所述基于CO报警的点火控制器，其特征在于：所述延时控制电路包括延时电路和输出电路；
所述延时电路，其输入端连接于点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点，其输出端与输出电路的控制输入端连接，其控制输入端作为延时控制电路的控制输入端，用于向输出电路输出延时控制命令；
所述输出电路，其控制输入端与延时电路的控制输出端连接，用于接收延时电路输出的延时控制命令并向点火时刻控制电路输出低电平控制信号。
6.根据权利要求5所述基于CO报警的点火控制器，其特征在于：所述输出电路包括二极管D3和三极管Q6；
三极管Q6的基极作为输出电路的控制输入端，三极管Q6的发射极与熄火线连接，三极管Q6的集电极与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极作为输出电路的控制输出端。
7.根据权利要求4所述基于CO报警的点火控制器，其特征在于：所述点火时刻控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5以及电容C1；
电阻R1的一端连接于点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点，电阻R1的另一端通过电阻R2接地，电阻R1和电阻R2的公共连接点分别与三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极连接，三极管Q1的发射极通过电容C1与熄火线连接，三极管Q2的发射极与熄火线连接，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接熄火线，三极管Q3的基极通过电阻R3与点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点连接，三极管Q3的集电极通过电阻R4与点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点连接，三极管Q4的基极连接于三极管Q3的集电极，三极管Q4的集电极与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极通过电阻R5与熄火线连接，三极管Q5的集电极和三极管Q4的发射极均与点火线圈的初级绕组与地之间的公共连接点连接，三极管Q5的发射极和电阻R5之间的公共连接点与三极管Q1的基极连接。
8.一种发动机点火器，其特征在于：所述发动机点火器具有权利要求1-7任一权利要求所述的基于CO报警的点火控制器。
9.一种发动机，其特征在于：所述发动机具有权利要求8所述的发动机点火器。
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