为解决上述问题,本发明提供一种摩托车四冲程发动机用压缩行程点火系统。
本发明为解决其问题所采用的技术方案是:
一种四冲程发动机用压缩行程点火系统,包括微处理单元和点火单元,微处理单元接收来自磁电机的点火触发
信号,微处理单元对点火触发信号进行处理后驱动点火单元进行点火,所述微处理单元根据接收到的点火触发信号判断发动机压缩行程是否同步,压缩行程同步时,进一步判断发动机所处行程,当确定发动机处于压缩行程时,微处理单元在压缩行程末期或者视为压缩行程末期的时刻驱动点火单元进行点火,当确定发动机处于排气行程时,点火单元不动作。
进一步,当压缩行程不同步时,微处理单元在点火触发信号的脉冲到达即在发动机每一个压缩行程末期和排气行程末期或者视为压缩行程末期和视为排气行程末期驱动点火单元进行两次点火。
进一步,所述微处理单元包括一计数器,当判断为压缩行程同步的同时计数器置零,微处理单元每接收到一个点火触发信号的脉冲时计数器增加一个计数值,当计数值由偶数变为奇数时刻之前的行程为压缩行程,微处理单元驱动点火单元进行点火,当计数值由奇数变为偶数时刻之前的行程为排气行程,点火单元不动作。
进一步,所述发动机压缩行程同步判断步骤包括:
(a)微处理单元计算点火触发信号的两个触发脉冲之间的时间间隔Tn(n=1,2,3,……);
(b)微处理单元计算相邻两个时间间隔的差值,得到一阶变化值Wm,其中Wm=Tn-Tn-1(m=1,2,3,……,n=1,2,3,……);
(c)微处理单元计算步骤(b)中得到的相邻两个一阶变化值Wm的差值,得到二阶变化值Vx,其中Vx=Wm-Wm-1(x=1,2,3,……,m=1,2,3,……);
(d)当步骤(c)中得到的二阶变化值Vx连续J个按正负交替规律变化时,压缩行程开始同步,当二阶变化值Vx连续K个不按正负交替规律变化时,压缩行程失去同步。
本发明的有益效果是:本发明的点火次数是传统的一半,在每次点火能量不变的条件下,总输出能量是传统的一半,所以消耗磁电机或电池的能量是传统的一半,节约整车电能消耗;同时点火线圈的耗损功率也是传统的一半,有效减少了点火线圈的温升,提高点火线圈的可靠性和耐久性;由于总点火能量是传统的一半,在相同的环境下,总的电磁
辐射也将是传统的一半,降低了无线电骚扰。此外,本发明不需要改变传统点火系统的点火触发信号,不需要增加配气
相位信号,通过微处理单元准确判断压缩行程,便能够实现最优的点火过程,其实现简单方便,成本得到有效控制。
附图说明
下面结合附图和
实施例对本发明作进一步说明:
图1为四冲程发动机行程示意图;
图2为本发明的压缩行程同步判断示意图;
图3为本发明的程序逻辑
框图。
参照图3,本发明的一种四冲程发动机用压缩行程点火系统,包括微处理单元和点火单元,微处理单元接收来自磁电机的点火触发信号,微处理单元对点火触发信号进行处理后驱动点火单元进行点火,微处理单元根据接收到的点火触发信号判断发动机压缩行程是否同步,压缩行程同步时,进一步判断发动机所处行程,当确定发动机处于压缩行程时,微处理单元在压缩行程末期或者视为压缩行程末期的时刻驱动点火单元进行点火,当确定发动机处于排气行程时,点火单元不动作。
当发动机工作时,磁电机外
转子与发动机同轴旋转,在其外转子表面上的永久磁
铁(俗称凸台)
磁场使固定在车驾上的磁电机触发线圈感应出
电压,由于永久
磁铁有一定的宽度,所以其在接近触发线圈和离开触发线圈时,在触发线圈中各产生一个脉冲,该脉冲电压为先正后负,这就是点火触发信号。本发明中所提及的“压缩行程同步”指的是来自磁电机的点火触发信号的脉冲按照一定的规律发出,能够被本发明的判断方法判断出发动机处于哪个行程,在发动机以一定范围内的速度正常工作时其一般会处于这一状态,但由于
发动机转速的变化主要受下面几个条件的影响:
1、路况,特别是颠簸的路面;
2、驾驶人
油门控制方法;
3、驾驶人
离合器控制方法;
4、车辆
制动,特别是紧急制动。
因此发动机会有可能脱离这一状态,使得压缩行程不同步。当压缩行程不同步时,微处理单元在点火触发信号的脉冲到达即在发动机每一个压缩行程末期和排气行程末期或者视为压缩行程末期和视为排气行程末期驱动点火单元进行两次点火。这设置使得点火系统能够避开点火触发信号的无规律变化的少数情况,保证发动机能够正常工作。
在本发明的优选实施方式中,微处理单元包括一计数器,当判断为压缩行程同步的同时计数器置零,微处理单元每接收到一个点火触发信号的脉冲时计数器增加一个计数值,当计数值由偶数变为奇数时刻之前的行程为压缩行程,微处理单元驱动点火单元进行点火,当计数值由奇数变为偶数时刻之前的行程为排气行程,点火单元不动作。
图1为四冲程发动机行程的示意图,其一个工作循环包含吸气,压缩,做功,排气四个冲程,曲轴转动两周。微处理单元根据接收到的点火触发信号,可以知道吸气行程与压缩行程的时间之和以及做工行程与排气行程的时间之和的大小,这两个时间都可以通过点火触发信号的两个触发脉冲之间的时间间隔正确反映。分析曲轴瞬态转速,在
做功冲程,可燃气体燃烧做功,曲轴转速增加,其它三个冲程,要克服各种阻
力,曲轴转速减少,可以知道曲轴在吸气行程和压缩行程之间的平均转速比在做工行程和排气行程之间的平均转速低,因此吸气行程与压缩行程的时间之和比做工行程与排气行程的时间之和大。
参照图2和图3,基于上述描述的原理本发明采用如下的发动机压缩行程同步判断步骤:
(a)微处理单元计算点火触发信号的两个触发脉冲之间的时间间隔Tn(n=1,2,3,……);
(b)微处理单元计算相邻两个时间间隔的差值,得到一阶变化值Wm,其中Wm=Tn-Tn-1(m=1,2,3,……,n=1,2,3,……);
(c)微处理单元计算步骤(b)中得到的相邻两个一阶变化值Wm的差值,得到二阶变化值Vx,其中Vx=Wm-Wm-1(x=1,2,3,……,m=1,2,3,……);
(d)当步骤(c)中得到的二阶变化值Vx连续J个按正负规律变化时,压缩行程同步,当二阶变化值Vx连续K个不按正负规律变化时,压缩行程不同步。
在本实施例中,J的值为8。当然,J、K的值不限于特定的值,可以根据情况选择合适大小的数值,如J、K同时选为5。
下面结合表1说明本发明的压缩行程判断过程。
序号 时间间隔 Tn(us) 发动机转速 (rpm) 一阶变化值 Wm 二阶变化值Vx 行程 1 15306 3920 2 15096 3975 -210 3 15188 3950 92 302 压缩行程 4 14973 4007 -215 -307 5 15066 3982 93 308 压缩行程 6 14866 4036 -200 -293
序号 时间间隔 Tn(us) 发动机转速 (rpm) 一阶变化值 Wm 二阶变化值Vx 行程 7 14955 4012 89 289 压缩行程 8 14760 4065 -195 -284 9 14847 4041 87 282 压缩行程 10 14633 4100 -214 -301 11 14713 4078 80 294 压缩行程 12 14525 4131 -188 -268 13 14606 4108 81 269 压缩行程 14 14420 4161 -186 -267 15 14504 4137 84 270 压缩行程 16 14322 4189 -182 -266 17 14415 4162 93 275 压缩行程 18 14249 4211 -166 -259 19 14351 4181 102 268 压缩行程 20 14230 4216 -121 -223 21 14309 4193 79 200 压缩行程 22 14185 4230 -124 -203 23 14218 4220 33 157 压缩行程 24 14252 4210 34 1 25 14358 4179 106 72 压缩行程 26 14386 4171 28 -78 27 14498 4139 112 84 压缩行程
序号 时间间隔 Tn(us) 发动机转速 (rpm) 一阶变化值 Wm 二阶变化值Vx 行程 28 14581 4115 83 -29 29 14740 4071 159 76 压缩行程
表1
其中如上表所示,发动机处于压缩行程同步状态,二阶变化值Vx基本按照正负规律变化,二阶变化值Vx变为正值时刻的前一个行程微处理单元判断为压缩行程,二阶变化值Vx变为负值时刻的前一个行程微处理单元判断为排气行程,微处理单元在压缩行程末期或者视为压缩行程末期驱动点火单元进行点火。表1中序号23至25列的情况正负交替规律被打破,但没有达到失去同步的判断条件,点火系统继续正常点火。当微处理单元中具有计数器时,发动机压缩行程同步确认时计数器置零,计数器开始进行计数,根据上面所描述的,发动机处于表1中序号3、5、7、9……等的工作状态时计数器为偶数值,表明发动机运行至吸气行程和压缩行程,处于序号4、6、8、10……等的工作状态时计数器为奇数值,表明发动机运行至做工行程和排气行程。这时只要在计数值由偶数值变为奇数值时的时刻同时进行点火,在奇数值变为偶数值的时刻不进行点火,便可以实现压缩行程末期点火
排气冲程末期不点火的功能。
基于本发明的原理,只要是依照本发明的保护范围所做的均等修饰与变化,不增加配气相位信号,仍然属于本发明的涵盖的范围之内。