CN1162696A - 用于控制内燃机点火的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明控制内燃机点火的点火控制系统，由控制装置(CPU)提供的触发信号操作开关装置(SCR)，使和点火线圈(5)的一次侧(5a)相连的电容器(C1)放电来实现点火，特征为，触发信号以多个触发脉冲的形式产生，每个脉冲的宽度(Tt)小于电容器(C1)的一个放电周期，借以对于每次点火提供由间歇间隔(T1，T2)隔开的多个离散的火花。因而，不增加体积，便能实现延长的持续时间的连续火花的点火特性。

Description

用于控制内燃机点火的系统和方法
本发明涉及一种用于控制内燃机点火的系统和方法，其中用触发信号使电容器放电，从而使和点火线圈二次侧线圈相连的火花塞产生火花。
一般地说，例如用于摩托车内燃机的一些点火系统，利用CDI系统，火花塞的火花以交流电弧的形式产生，其上交替地出现正电压和负电压。在这种点火系统中，可以把电容器串联于点火线圈的一次侧，使得电容器通过由定时控制的触发信号导通的可控硅放电。
在上述的点火系统中，对于每次点火，产生预定持续时间T的点火信号(或触发信号)，如图3所示。从产生触发信号开始，在点火线圈的一次侧便产生如图所示的电压波形，并因而产生交流电弧。如图3所示，电压波形逐渐变小，在经过时间间隔t之后，几乎消失。
有几种方法可用于改善发动机点火控制的点火特性，例如使用较大电容的电容器或增加电容器的充电电压，从而增加放电能量，或使用具有较大原边电感的点火线圈，从而延长火花的持续时间(上述的时间间隔t)。
不过，增加电容器的电容或电压不仅需要较高性能的电容器，而且需要较高性能的可控硅，二极管和换流器，而增加原边电感需要较大体积的点火线圈。这两种方法都需要增加费用，并使由CDI系统的电流消耗增加。
为了解决上述问题，以便不增加系统的体积和费用来改善点火特性，需要根据火舌的传播进行调整电容存储的能量被放电的数量和放电时间间隔，所述放电的能量作为使火花塞点火的能量。
从现有技术中的这一问题来看，本发明的主要目的是提供一种用于控制内燃机点火的系统和方法，它可以改善点火特性而不增加点火系统的体积和成本。
本发明的另一个目的在于，提供这样一种系统和方法，它可以根据发动机运行条件例如发动机速度和温度，实现最佳点火特性。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种用于控制内燃机点火的点火控制系统，其中通过用触发信号操作开关装置来实现点火，所述触发信号由控制装置提供，用来使和点火线圈的一次侧串联的电容器放电，其特征在于，触发信号作为许多触发脉冲被产生，其宽度比电容器的一个放电周期短，借以产生被每次点火的间歇时间分开的许多离散的火花。
按照本发明的另一个方面，提供一种用于控制内燃机点火的方法，其中通过用触发信号操作开关装置实现点火，所述触发信号由控制装置提供，用来使和点火线圈的一次侧串联的电容器放电，所述方法包括对于每次点火，产生作为许多触发脉冲的触发信号，从而产生被间歇时间分开的许多离散的火花的步骤。
这样，不增加点火系统的体积和成本，本发明便可以用和产生一个延长的持续时间的连续火花相同的方式，改善点火特性。
本发明的其它目的、特点和优点从下面的说明中会看得更加清楚。
下面参照附图说明本发明，其中：
图1是按照本发明的用于摩托车内燃机的点火系统的电路图；
图2是按照本发明的控制方法的定时图；
图3是按照现有技术的点火系统的控制方法的定时图。
图1是按照本发明的用于摩托车内燃机的点火系统的电路图。如图1所示，电池2连接于CDI电路1的电压端子BT。脉冲发生器线圈4连接于脉冲输入端子PU，用于例如随着交流发电机3的旋转产生脉冲形的点火定时参考信号。点火线圈5的一次侧线圈5a被连接于输出端子IG，火花塞6被连接于点火线圈5的二次侧线圈5b。
在CDI电路1中，DC-DC换流器7和主电容C1按这一顺序串联于从端子BT延伸到端子IG的电源线上。此外，主电容C1通过端子IG连接于点火线圈5的一次线圈5a。提供到端子PU的每个点火定时参考信号由波形整形电路8转换成正负脉冲信号，分别被送到CPU9的输入端11或12。CPU9用作控制装置。
二极管D1和可控硅SCR并联连接于在DC-DC换流器7和主电容C1之间延伸的电源线部分，它们还和地线相连。可控硅SCR的操作由来自CPU9的输出端O1的触发信号控制。电容器C2连接在可控硅SCR的控制极和地线之间。
当可控硅SCR导通时，电流从主电容C1通过可控硅SCR和地线流到一次线圈5a。然后，电流沿相反方向从原边5a通过地线和二极管D1流到主电容C1。结果，便从火花塞6产生交流波形的火花，并且主电容C1的放电波形成为振荡波形。
现在，参照图2说明按照本发明的控制方法。按照本发明，触发信号含有许多触发脉冲，如图2的上部波形所示；当在触发信号中含的触发脉冲从CPU9的输出端01输出时，可控硅SCR导通，已被充电的主电容C1开始放电，使电流流过一次线圈5a。如上所述，这在端子IG产生谐振波形(交流波形)的电压波形，如图2的下部波形所示。
按照本发明的一个实施例，触发脉冲的宽度(Tt)被设计成小于主电容器C1的放电波形的一个周期(Ts)，从而使主电容C1在放电经过如图2的下部波形所示的一个周期之后停止放电。然后，在预定间歇间隔T1之后，产生第二触发器脉冲，使主电容C1放电另一个周期。在主电容器C1的第二放电之后经过间歇间隔T2，可以选择地产生第三触发脉冲。
用这种方式，对于每次点火产生许多离散的火花。这具有相当于一个延长的持续时间ta(＞t)的连续火花的效果，而不增加用于产生火花的能量。此外，因为触发脉冲发生定时由CPU9控制，它不需要提供单独的电路用来调节时间常数，从而使得间歇间隔(例如T1和T2)和在触发信号中含的触发脉冲数容易调整。虽然在上述实施例中每个离散火花由点火线圈的一次侧的一个周期的放电电流形成，通过适当延长每个触发脉冲的宽度或持续时间，也可以用几个周期的放电电流形成每个离散的火花。另外，根据发动机的运行条件，例如发动机速度、发动机温度、车辆加速度条件等可以实现适合于火花塞周围的火舌的传播特性的最佳的高效率的点火。
如上所述，按照本发明，通过简单地调整触发脉冲发生定时，可以实现相当于一个延长了持续时间的火花的效果，并可以改善点火特性，而不需要例如使用大容量电容对常规系统作任何重要修正。这提高了内燃机的效率，改善了发动机的排出物中有害气体的含量。

Claims (6)

1.一种用于内燃机的点火控制系统，包括：
点火线圈(5)；
和点火线圈(5)的一次侧(5a)相连的电容器(C1)；
用于选择地使电容器(C1)放电的开关装置(SCR)；以及
用于产生触发信号以便操作开关装置(SCR)的控制装置(CPU)，
其中触发信号包括用于每次点火的多个触发脉冲，从而产生由间歇间隔(T1，T2)隔开的多个离散的火花。
2.如权利要求1所述的用于内燃机的点火控制系统，其中电容器(C1)的放电波形是交流波形，多个触发脉冲的每一个具有比电容器(C1)的放电波形的一个周期短的宽度(Tt)。
3.如权利要求1或2所述的用于内燃机的点火控制系统，其中控制装置(CPU)包括用于调整相邻触发脉冲之间的间隔的装置，从而使相邻火花之间的间歇间隔(T1，T2)可以根据发动机的运行条件而改变。
4.一种用于控制内燃机点火的方法，其中利用由控制装置(CPU)提供的触发信号操作开关装置(SCR)使电容器(C1)放电实现点火，电容器(C1)连接于点火线圈(5)的一次侧(5a)，所述方法包括下述步骤：
产生用于每次点火的呈多个触发脉冲形式的触发信号，从而产生由间歇间隔(T1，T2)隔开的多个离散的火花。
5.如权利要求4所述的用于控制内燃机点火的方法，其中电容器(C1)的放电波形是交流波形，多个触发脉冲的每个具有比电容器(C1)的放电波形的一个周期(Ts)短的宽度(Tt)。
6.如权利要求4或5所述的用于控制内燃机点火的方法，还包括调整相邻触发信号之间的间隔，从而根据发动机的运行条件改变间歇间隔(T1，T2)的步骤。
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