专利名称：一种智能型摩托车限速点火器的制作方法
技术领域：
本发明是一种智能型的摩托车点火器，涉及摩托车限速装置及排放的改进。
背景技术：
随着经济的发展，车辆激增，致使交通越发拥挤，交通事故发生率不断攀升，尤其高速行驶的摩托车事故发生率居高不下，预计不久摩托车限速将提上日程。相对于欧美的摩托车市场，对摩托车及其配件的安全性能要求较高，几乎普遍要求加装限速功能。将车速最高限制在适当范围内，对于减少交通事故和发动机的保护具有重要的意义。现有的摩托车限速功能的实现，一般采用如下方法①减少空气滤清器的进气量来降低发动机的功率实现限速；②改变化油器的气化量来降低发动的功率实现限速；③堵塞排气量来降低发动机的功率实现限速；④限制油门开度以实现限速。其中方法①、②、③会直接影响摩托车的动力性，造成发动机过热等现象；④方法虽然不会直接影响摩托车的动力性，但控制车速误差大，且容易被用户自行更改而失去限速功能。
环保意识的增强，使得对摩托车的排放要求越来越高，尤其是对于欧美国家来说。因此燃油的充分燃烧非常重要，于是对于提前角的计算的精度要求越来越高。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的几种限速方法的缺点，提供一种更为理想的摩托车限速装置；改进磁电机凸轮脉冲信号捕获的方法，增进脉冲捕获和车速计算精度，提高对点火提前角的控制。该点火器以拾取磁电机的凸轮信号作为点火脉冲信号和车速检测信号，利用单片机控制技术，当车速达到起始进角速度值时开始进角，达到进角完毕速度时停止进角并保持，超过一定速度时，进角回头以实现对摩托车车速的精确控制；通过对两凸轮信号的处理，采用智能算法计算提前角，改善了燃油燃烧性能。
按照本发明提供的技术方案，智能型摩托车限速点火器的硬件设计包括电源电路、熄火控制电路、凸轮点火脉冲信号整形电路、点火控制装置、点火执行器件以及高压点火线圈和火花塞；电源电路的输入端与磁电机的充电线圈相连接，熄火控制电路的输出端与熄火按钮连接，凸轮点火脉冲信号整形电路输入端与触发线圈连接；其特征是上述点火控制装置为单片机及接口电路，单片机设置两个输入端和一个输出端，输出端与点火执行器件的输入端相连接，单片机的输入端与凸轮脉冲整形电路的两个输出端连接，整形电路将凸轮信号的正脉冲取反、负脉冲信号保持并进行滤波处理，送出两个脉冲信号。
在点火控制装置中，主电路由单片机U1、晶体管Q4和可控硅SCR1构成，单片机的1脚连接电源电路，2脚和3脚悬空，4脚接外部复位电路，5脚和6脚连接凸轮点火脉冲信号整形电路的输出端，7脚与Q4的发射极连接，8脚接地；晶体管Q4的集电极连接电源芯片的输入端(即电源芯片的2脚)，并且经过C6、C5和稳压管Z4组成的并联电路后接地，电阻R14连接在Q4的基极和可控硅的控制极之间；可控硅SCR1的正极连接点火执行器件C1，电阻R3和电容C3并联后并联与控制极与负极之间并接地。
凸轮点火脉冲信号整形电路主要特征为晶体管Q1和Q2，稳压管Z1和Z2，电容C7、C8、C10、C11，电阻R1、R4、R5、R9、R10、R11、R12、R13以及二极管D7、和D2组成。凸轮脉冲信号输入端经串联电阻R1、通过电容C13接地、通过稳压管Z1、Z2接地后分为两路一路经过R5和C8并联组成的平移耦合电路接至晶体管Q2的发射极，Q2的基极接地，Q2的集电极分为两路，一路通过R12接至单片机的P1.2脚(即5脚)，并经过电容C10接地，另一路经串联R10后接至电源芯片的输出端(即电源芯片的1脚)；另一路直接接至晶体管Q1的集电极，Q1的基极串联电阻R9连至二极管D7的负极，并且D7的负极连接D2的负极，D2的正极接地，D7的正极分别通过R11和R13接至电源芯片的输出端(即电源芯片的1脚)和单片机的P0.5脚(即6脚)，R13和单片机5脚之间串联电容C11接地。
电源电路由电源芯片ht7533A-1、稳压管Z3，二极管D1、D3、D5、D6，电容C2、C9、C14以及电阻R2、R15、R16组成。电源输入端串联二极管D3和D1后连至可控硅SCR1的正极，给电容C1充电，D3的负极与D5的负极相连，D5的正极接地，D3的正极经由电容C2串联后接至D6的正极，D6的负极串联R2后进入电源芯片的输入端(即2脚)，D6的负极还经过电容C14与地相连，D6的正极同时还与可控硅SCR2的负极，电阻R15、R16串联与SCR2的正极和负极之间，SCR2的控制极连接与电阻R15、R16之间，电源芯片的3脚接地，1脚经滤波电容C9后接入单片机的1脚。
本发明限速原理为通过拾取凸轮脉冲信号作为点火脉冲信号和车速检测信号，将车速换算成相应的磁电机转速，利用单片机控制技术，超过设定速度时，通过单片机自动控制火花塞放电时间作适当的滞后，进角回头，造成点火角与发动机失谐，以实现对摩托车车速的精确限制。所需限速值和回头角度可通过修改单片机软件参数来实现。
本发明点火原理为通过拾取凸轮脉冲信号作为点火脉冲信号和车速检测信号，将车速换算成相应的磁电机转速，当转速达到300转/分时开始点火，并在超过300转/分时连续点火，当转速达到设定的起始进角速度值时开始进角，达到进角完毕速度时停止进角并保持，直到达到最大限定速度。最大进角、提前角、起始进角速度、进角终了速度可以通过修改单片机软件参数来实现，非常方便。
本发明由于电子点火器采用单片机等数字电路作为控制单元，工作时易受火花塞高压放电、喇叭等各种干扰的影响。这些干扰会使单片机错误的将干扰作为点火触发脉冲，从而得到错误的点火提前角，严重时还会造成程序跑飞，不能正常工作。对于前者，采用只有P0.5是高电平且P1.2是低电平时才认为输入脉冲到来的方法消除输入干扰。对于后者在程序循环的地方加入“看门狗”，在程序存储器ROM空白区域和程序转移指令之后加入“软件陷阱”的方法，使程序跑飞的时候能够正常复位运行。
本发明与现有限速点火器比较，具有结构新颖、构思巧妙、成本低廉，点火点控制更精确，车速限制范围更精确的特点。摩托车的起动性能和加速性能优良，行使过程顺畅，无“发冲”现象。确保了摩托车驾乘者的安全，延长了发动机的使用寿命，且具有油耗低、排污少的优点，起到一定的环保作用。
图1为智能型摩托车限速点火器的结构原理方框图；图2为智能型摩托车限速点火器电路原理图；图3为整形后凸轮脉冲信号示意图；图4为智能型摩托车限速点火器的程序流程图。
具体实施例方式
参照图1、2，智能型摩托车限速点火器，硬件设计包括电源电路、熄火控制电路、凸轮点火脉冲信号整形电路、点火控制装置、点火执行器件以及高压点火线圈和火花塞；电源电路的输入端与磁电机的充电线圈相连接，熄火控制电路的输出端与熄火按钮连接，凸轮点火脉冲信号整形电路输入端与触发线圈连接；其特征是上述点火控制装置为单片机及接口电路，单片机设置两个输入端和一个输出端，输出端与点火执行器件的输入端相连接，单片机的输入端与凸轮脉冲整形电路的两个输出端连接，整形电路将凸轮信号的正脉冲取反、负脉冲信号保持并进行滤波处理，送出两个脉冲信号。
在点火控制装置中，主电路由单片机U1、晶体管Q4和可控硅SCR1构成，单片机的1脚连接电源电路，2脚和3脚悬空，4脚接外部复位电路，5脚和6脚连接凸轮点火脉冲信号整形电路的输出端，7脚与Q4的发射极连接，8脚接地；晶体管Q4的集电极连接电源芯片的输入端(即电源芯片的2脚)，并且经过C6、C5和稳压管Z4组成的并联电路后接地，电阻R14连接在Q4的基极和可控硅的控制极之间；可控硅SCR1的正极连接点火执行器件C1，电阻R3和电容C3并联后并联与控制极与负极之间并接地。可控硅SCR1导通，则使C1形成放电回路，从而使得火花塞端获得高电压，执行点火。单片机负责车速计算以及点火脉冲的输出。
在凸轮点火脉冲信号整形电路中，晶体管Q1和Q2，稳压管Z1和Z2，电容C7、C8、C10、C11，电阻R1、R4、R5、R9、R10、R11、R12、R13以及二极管D7、和D2组成。其连接关系如图2所示。凸轮脉冲信号输入端经串联电阻R1、通过电容C13接地、通过稳压管Z1、Z2接地后分为两路一路经过R5和C8并联组成的平移耦合电路接至晶体管Q2的发射极，Q2的基极接地，Q2的集电极分为两路，一路通过R12接至单片机的P1.2脚(即5脚)，并经过电容C10接地，另一路经串联R10后接至电源芯片的输出端(即电源芯片的1脚)；另一路直接接至晶体管Q1的集电极，Q1的基极串联电阻R9连至二极管D7的负极，并且D7的负极连接D2的负极，D2的正极接地，D7的正极分别通过R11和R13接至电源芯片的输出端(即电源芯片的1脚)和单片机的P0.5脚(即6脚)，R13和单片机5脚之间串联电容C11接地。整形电路将凸轮信号的正脉冲取反、负脉冲信号保持并进行滤波处理，送出两个脉冲信号，如附图2所示。
电源电路由电源芯片ht7533A-1、稳压管Z3，二极管D1、D3、D5、D6，电容C2、C9、C14以及电阻R2、R15、R16组成。其具体连接关系如图2所示。电源输入端串联二极管D3和D1后连至可控硅SCR1的正极，给电容C1充电，D3的负极与D5的负极相连，D5的正极接地，D3的正极经由电容C2串联后接至D6的正极，D6的负极串联R2后进入电源芯片的输入端(即2脚)，D6的负极还经过电容C14与地相连，D6的正极同时还与可控硅SCR2的负极，电阻R15、R16串联与SCR2的正极和负极之间，SCR2的控制极连接与电阻R15、R16之间，电源芯片的3脚接地，1脚经滤波电容C9后接入单片机的1脚。电源电路主要功能为点火控制电路以及点火执行器提供电源。
所述点火执行器件以及与之连接的点火线圈、火花塞与现有技术相同或相似。所述车速计算是通过凸轮脉冲信号计算获得，根据凸轮脉冲信号精确控制点火点，其具体程序流程如图4所示。
在本发明的装置被封装后，设置的接线连接端为1、电源输入端，与磁电机充电线圈连接；2、熄火控制端，与熄火开关连接；3、凸轮脉冲信号输入端，与触发线圈连接；4、高压输出端，与高压点火线圈连接；5、公共接地端。
权利要求
1.一种智能型摩托车限速点火器，硬件设计包括电源电路、熄火控制电路、凸轮点火脉冲信号整形电路、点火控制装置、点火执行器件以及高压点火线圈和火花塞；电源电路的输入端与磁电机的充电线圈相连接，为点火控制电路以及点火执行器提供电源；熄火控制电路的输出端与熄火按钮连接，负责发动机的熄火控制；凸轮点火脉冲信号整形电路输入端与触发线圈连接，整形电路将凸轮信号的正脉冲取反、负脉冲信号保持并进行滤波处理，送出两个脉冲信号；上述点火控制装置为单片机及接口电路，单片机设置两个输入端和一个输出端，输出端与点火执行器件的输入端相连接，单片机的输入端与凸轮脉冲整形电路的两个输出端连接，负责车速计算以及点火脉冲的输出。
2.如权利要求1所述的智能型摩托车限速点火器，其特征是在点火控制装置中，主电路由单片机(U1)、晶体管(Q4)和可控硅(SCR1)构成，单片机的1脚连接电源电路，2脚和3脚悬空，4脚接外部复位电路，5脚和6脚连接凸轮点火脉冲信号整形电路的输出端，7脚与晶体管(Q4)的发射极连接，8脚接地；晶体管(Q4)的集电极连接电源芯片的输入端，并且经过电容(C6)、(C5)和稳压管(Z4)组成的并联电路后接地，电阻(R14)连接在晶体管(Q4)的基极和可控硅的控制极之间；可控硅(SCR1)的正极连接点火执行器件(C1)，电阻(R3)和电容(C3)并联后并联于控制极与负极之间并接地；可控硅(SCR1)导通，则使点火执行器件(C1)形成放电回路，从而使得火花塞端获得高电压，执行点火。
3.如权利要求1所述的智能型摩托车限速点火器，其特征是在凸轮点火脉冲信号整形电路中，晶体管(Q1)和(Q2)，稳压管(Z1)和(Z2)，电容(C7)、(C8)、C10、C11，电阻(R1)、(R4)、(R5)、(R9)、(R10)、(R11)、(R12)、(R13)以及二极管(D7)、和(D2)组成；凸轮脉冲信号输入端经串联电阻(R1)、通过电容(C13)接地、通过稳压管(Z1)、(Z2)接地后分为两路一路经过(R5)和(C8)并联组成的平移耦合电路接至晶体管(Q2)的发射极，(Q2)的基极接地，(Q2)的集电极分为两路，一路通过(R12)接至单片机的P1.2脚，并经过电容(C10)接地，另一路经串联电阻(R10)后接至电源芯片的输出端；另一路直接接至晶体管(Q1)的集电极，晶体管(Q1)的基极串联电阻(R9)连至二极管(D7)的负极，并且二极管(D7)的负极连接二极管(D2)的负极，二极管(D2)的正极接地，二极管(D7)的正极分别通过电阻(R11)和(R13)接至电源芯片的输出端和单片机的P0.5脚，电阻(R13)和单片机的5脚之间串联电容(C11)接地。
4.如权利要求1所述的智能型摩托车限速点火器，其特征是电源电路主要由电源芯片、稳压管(Z3)，二极管(D1)、(D3)、(D5)、(D6)，电容(C2)、(C9)、(C14)以及电阻(R2)、(R15)、(R16)组成；电源输入端串联二极管(D3)和(D1)后连至可控硅(SCR1)的正极，给电容(C1)充电，二极管(D3)的负极与二极管(D5)的负极相连，二极管(D5)的正极接地，二极管(D3)的正极经由电容(C2)串联后接至二极管(D6)的正极，二极管(D6)的负极串联电阻(R2)后进入电源芯片的输入端，二极管(D6)的负极还经过电容(C14)与地相连，二极管(D6)的正极同时还与可控硅(SCR2)的负极，电阻(R15)、(R16)串联于可控硅(SCR2)的正极和负极之间，可控硅(SCR2)的控制极连接与电阻(R15)、(R16)之间，电源芯片的3脚接地，1脚经滤波电容(C9)后接入单片机的1脚。
全文摘要
一种智能型摩托车限速点火器，本发明是一种智能型的摩托车点火器，涉及摩托车限速装置及排放的改进。本发明是在现有普通摩托车点火器的基础上引入微处理器和先进的控制算法，使发动机工作在最理想状态。智能型摩托车限速点火器是以P89LPC901微处理器为核心的无触点数字点火器，电路简单，单输入单输出，上电复位，无外时钟电路。其原理是磁电机凸轮切割触发线圈所产生的触发信号通过整形作为输入信号，微处理器辨识后转化为速度和点火信号参考点信号，与预设定好的限速值进行比较，通过模糊智能控制，得到最佳点火出现时刻，由微处理器输出去控制点火电路，从而能精确控制点火点。本发明与其他点火器技术比较，结构简单，成本低廉，点火点精确，发动机性能高，车速限制范围精确等特点。
文档编号F02P5/15GK101021195SQ20071002025
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月9日 优先权日2007年3月9日
发明者纪志成, 吴定会, 沈艳霞 申请人:江南大学