CN1176344A - 点火系统 - Google Patents

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Abstract

一种摩托车内燃机点火系统包括一个发电机,一个接至发电机、为火花塞产生发火电压的点火电路,一个一端通过开关装置接至发电机而另一端接地的电池,以及一个与电池并联的电负载。其中所述开关装置包括一个用来检测发电机输出电压的电压检测器和一个在输出电压低于预定值时使电池和电负载断离发电机的开关件。由于在发电机输出电压低于预定值时电负载和电池断离发电机,因此输出电压能升到或高于预定值,足以使点火电路正常工作。

Description

点火系统
本发明与点火系统有关。具体地说，本发明所提出的点火系统有一个CDI电路，其中的电容器由发电机充到供电电压，有选择地按照适当的点火定时放电，从而为内燃机的点火单元提供点火电流。
汽车内燃机中所用的点火系统有多种类型。例如，摩托车中的称为DCCDI的点火系统，用一个DC-DC变换器升高供电电压，以得到CDI型点火单元所要求的电压。
图4示出了一种常规的DCCDI型点火系统的电原理图。AC发电机1通过调整电路12接到电池3、停车灯4和诸如速度计之类仪表的仪表灯5，还接到DC-DC变换器6中变压器7的初级线圈7a的一端。初级线圈7a的另一端通过由DC-DC变换控制电路8控制的开关晶体管T有选择地接地。DC-DC变换器6中变压器7的次级线圈7b与点火单元9连接。
在这种常规点火系统中，在接有各种电负载的情况下发动机可能难以起动，因为AC发电机在这种时候的输出是有限的。例如，在起动发动机时，为了防止摩托车突然动作，制动器通常是挂上的，因此停车灯4一般是接通的。而且，仪表灯5的开关在起动发动机时可能也是闭合的。
特别是在电池3断开或还没有充足电时，可能更难有时甚至不可能通过踩摩托车的起动踏脚来起动发动机。踩起动踏脚使AC发电机1转动而发出的电能被这些电负载消耗掉相当一部分。此外，电池3如果电不充，可能也要吸收电流。在这种情况下，AC发电机1可能提供不了足够高的电压使DC-DC变换器6正常工作。结果，DC-DC变换器6的输出电压可能过低，有时甚至DC-DC变换器6根本不能工作，从而就不能将点火单元9中的电容器Cc充到足以产生点火花的高电压。
上述问题在不同DC-DC变换器和或AC发电机是三相型的各种CDI系统中也是存在的。
考虑到现有技术的这些问题，本发明的主要目的是提出一种在电池工作不良的情况下能将发电机产生的功率优先分配给CDI电路的点火系统，使得功率不被点火单元以外的电负载消耗，从而保证了发动机正确起动。
本发明的第二个目的是提出电路简单、附加成本低的点火系统。
为了达到上述目的，本发明所提出的车辆内燃机点火系统包括：一个发电机；一个与发电机连接、为火花塞产生发火电压的点火电路，一个一端经开关装置接到发电机上而另一端接地的电池，以及一个与电池并联的电负载。这种点火系统中的开关装置包括一个检测发电机输出电压的电压检测器和一个在电压检测器检测到的输出电压低于预定值时将电池和电负载断离发电机的开关件。
本发明适用于用起动踏脚起动发动机的摩托车的内燃机点火系统。具体地说，本发明对于点火电路包括一个CDI电路特别是点火电路包括一个用DC-DC变换器提升电机输出电压以得到CDI型点火单元所需电压的DCCDI电路特别有利。
在本发明的点火系统的实施例中，开关装置包括：一个接在发电机和电池之间的可控硅，一个输出端接至可控硅控制极的可控硅控制电路，一个阴极接至可控硅阳极的齐纳管，和一个基极接至齐纳管阳极、集电极经电阻接至可控硅阳极而发射极接至可控硅控制电路的晶体管。
这样，在发电机输出电压低于预定值，齐纳二极管不导通，晶体管就保持在载止状态。这阻止了发电机输出电压加到可控硅控制电路上，从而可控硅保持在载止状态，使得电池和电负载与发电机脱离电连接。由于发电机产生的电能不再被电池和电负载消耗，因此发电机输出电压就能升到足以使火花塞打火的高电压，从而保证了发动机正常起动。
本发明的其他目的、特征和优点从以下说明中可以更清楚地看到。
下面将结合附图对本发明进行说明，在这些附图中：
图1为采用了本发明的摩托车发动机点火系统的一个实施例的电路原理图；
图2示出了图1中控制电路的一些关键点处的电压波形；
图3为采用了本发明的摩托车发动机点火系统的另一个实施例的电路原理图；以及
图4为一个常规点火系统的电路原理图。
如图1这个采用了本发明的摩托车内燃机点火系统的电路原理图所示，AC发电机1通过调整电路2接至电池3的一端，而电池3的另一端接地。与电池3并联的就本实施例而言有停车灯4和仪表灯5。发电机1还通过众所周知的整流/过压保护电路接至DC-DC变换器6中变压器7的初级线圈7a。变压器7的次级线圈7b接至CDI型点火单元9。初级线圈7a的另一端通过受DC-DC变换控制电路8控制的开关晶体管T有选择地接地。
调整电路2包括：(i)一个接在AC发电机1和电池3之间的可控硅SCR，(ii)一个接至可控硅SCR控制端、向控制端提供使可控硅SCR导通的触发信号的可控硅控制电路2a，以及(iii)一个由齐纳二极管ZR、晶体管TR和一个电阻R组成的断路电路2b。断路电路2b按照AC发电机1的输出电压有选择地停止对可控硅控制电路2a的供电，从而使可控硅SCR后面的电池3和电负载(停车灯4和仪表灯5)与发电机1脱离电连接。
下面将说明这个电路的工作原理。在电池3尚储有充足电能可起正常作用或发动机已正确起动的情况下，AC发电机1能产生足够高的电压，加到DC-DC变换器。在电池3充了足够的电能后，停车灯4和仪表灯5也能正常工作。
如图2所示，在电池3有故障而起不了正常作用的情况下，AC发电机1的输出电压(在CH端处)在为了起动发动机而踩起动踏脚使发电机转动时是起伏波动的。在常规系统中，如前面所述，发电机1的输出电压上升不到足够的电平，因为有电流流过点火单元外的各种电负载(如停车灯4、仪表灯5之类)。在常规系统中，这电压仅能升到4伏那样的电平，如图2中虚线所示。由于在DC-DC变换器6和AC发电机，之间有一个调整电路，因此加到DC-DC变换器6的电压可能是3伏左右。在这样的电压下，DC-DC变换器6实际上是不能工作的，产生不了足够的电压。
相反，按照本发明，在AC发电机1的输出电压低于预定值(例如7伏)时，齐纳二极管ZR不导通，因此晶体管TR保持在截止状态。这样就妨碍了供电电压加到可控硅控制电路2a上，从而使可控硅SCR保持载止，断开了可控硅SCR下面的电池3和电负载与AC发电机1的电连接，结果是AC发电机1的输出电压就可以上升到例如7伏或更高一些，如图2中实线所示。由于不通过调整电路2，AC发电机1的输出电压基本上没有任何损失完全加到了DC-DC变换器6的输入端上。这样的电压足以供DC-DC变换器6使电容器Cc充到高于使火花塞产生电火花的门限电平的高电压。
图3示出了本发明的点火系统的另一个实施例。这个实施例与图1所示的类似，但电池3通过一个二极管A也接到整流/过压保持电路上(二极管A的阳极与电池3连接，阴极与整流/过压保持电路连接)，而发电机1通过另一个二极管B接到整流/过压保护电路上(二极管B的阳极与发电机1连接，阴极与整流/过压保护电路连接)。在这个点火系统中，在电池3正常起作用时，DC-DC变换器6可以由电池3通过整流/过压保护电路供电，这样对DC-DC变换器6供电比单由发电机1供电电压更为稳定。在电池3起不了正常作用的情况下，由发电机1供电，方式与第一实施例中所述类似，只是由于二极管B两端的压降使发电机1的输出电压稍下降一些。
虽然以上通过本发明的具体实施例对本发明作了说明，但其中的一些部分可以按照本发明的精神实质加以修改和变动。例如，在以上实施例中用的是单相AC发电机，然而本发明也可用于具有三极AC发电机的点火系统。在这种情况下，通过至少将调整电路中的一个二极管改为一个可控硅再以类似上述的方式应用本发明原理，就能获得类似的效果。此外，虽然在以上实施例中用DCCDI系统作为发动机点火系统，但本发明也可用于不用DC-DC变换器的CDI系统。电负载除了上面所提到的那些以外，还可以包括燃料计、起动马达，或者在有些电路配置中的尾灯、头灯之类。
因此，按照本发明，即使在电池不能起到正常的作用时，也能通过踩起动踏脚使点火单元从发电机得到足够高的电压，保证发动机正常起动。

Claims (7)

1.一种用于车辆的内燃机的点火系统，包括：
一个发电机；
一个接至发电机的点火电路，用来为火花塞产生发火电压；
一个一端通过开关装置接至发电机而另一端接地的电池；以及
一个与电池并联的电负载，
其中所述开关装置包括一个用来检测发电机输出电压的电压检测器和一个在电压检测器检测到的输出电压低于预定值时使电池和电负载断离发电机的开关件。
2.一种按权利要求1所述的点火系统，其中所述车辆包括摩托车。
3.一种按权利要求2所述的点火系统，其中所述点火电路包括一个CDI电路。
4.一种按权利要求3所述的点火系统，其中所述点火电路还包括一个接在发电机和CDI电路之间的DC-DC变换器，用来提升发电机输出电压，以得到使CDI电路正常工作所需的电压。
5.一种按权利要求1所述的点火系统，其中所述开关装置包括一个可控硅。
6.一种按权利要求1所述的点火系统，其中所述开关装置包括：
一个接在发电机和电池之间的可控硅；
一个一个输出端接至可控硅控制极的可控硅控制电路；
一个阴极接至可控硅阳极的齐纳二极管；以及
一个基极接至齐纳二极管阳极、集电极通过一个电阻接至可控硅阳极而发射极接至可控硅控制电路的晶体三极管。
7.一种按权利要求1所述的点火系统，其中所述电池通过一个阳极与电池连接而阴极与点火电路连接的第一二极管也接至点火电路，还有一个第二二极管在发电机和点火电路之间，第二二极管的阳极与发电机连接而阴极与点火电路连接。
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