专利名称：振荡自补偿点火模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽油发动机控制点火装置，附属于汽车电器。该装置的目的是通过改善点火性能，使混合气的充分燃烧，从而实现提高发动机机械性能的目的。
汽车点火系统性能的好坏在很大程度上影响发动机性能和排放污染生成物。用电子点火可以显著改善混合气的燃烧，提高汽车的性能。然而，就目前的电子点火器(晶体管点火器)来说，仍存在一些不足，现以商用的晶体管点火器《调P127控制放大器》为例，说明存在的问题(1)起动时易受电瓶压降的影响，使点火能量下降，使发动机起动失败。(2)无失去速保护，常造成点火器(点火模块)和高压线圈的损坏以及电瓶的过渡放电。(3)功率管的开关速度不高，高压幅值不足，影响点火系效率和点火的稳定性。(4)匹配不合理，高压线圈的效能未充分发挥。(5)因功率管受开关速度的影响，高压的上升率不足，易引起火花塞结炭，影响混合气燃烧。
本实用新型的目的是提供一种电子点火模块，它在发动机低转速工作时以倍压振荡形式工作，并适时的改变导通角(占空比)进行限流；而在发动机高转速时则以能量补偿的方式加大高压线圈的电流。这样，通过倍压振荡簇脉冲，加强了发动机在低速工作时的点火能量、高压幅值、点火强度和点火延续时间；通过限流作用减少了高压线圈的无效的热损耗，提高了点火系统的工作效能；通过能量补偿，解决发动机在高转速区域工作时放电能量不足的问题。因此该装置能保证发动机在整个工作范围内的高点火的高能量，使混合气充分燃烧，达到了提高汽车经济性、动力性和减少排放污染物的目的。
本实用新型的目的是这样实现的它由主工作电路和辅助电路组成。主工作电路由RC时间电路、输入缓冲电路、斯密特触发器、反向器、功率驱动和功率补偿电路等组成。用以完成从信号传感到功率输出和功率补偿的过程。辅助工作电路主要由积分移位电路、双路积分电路、单稳态触发器、振荡发生电路、反向器等组成。用以改善发动机在不同工况时的电火特性。
由上述方案，在点火模块的控制策略中，采用了根据发动机转速的不同而附加倍压脉冲簇和补偿脉冲的方法，加上对输出导通角(占空比)的合理控制，使点火模块的工作更加合理，效能显著提高。
以下结合附图
和设施例对本实用新型进一步说明。附图是本实用新型的电路原理图。在主工作电路中，点火信号由霍尔传感器S产生，该信号经偶合电容E1加在T1的基极。E1和R2组成RC时间电路，在S输出低电平时间较常时能使T1的输出为高电平，功率输出为低电平，即起到失速保护作用。T1和R3组成射随器起缓冲作用；T1的输出信号经电阻R4接IC1(1∶2)2、6两脚，和Z1的正极，IC1是双555时基电路，其中IC1(1∶2)连接成斯密特触发器，触发器电路以较大回差整工作，可抑制干扰信号；Z1的负极接电感L1，当输入电压过高时Z1击穿，有高电位加在IC1(1∶2)输入端，使IC1的输出为低电平，起到过电压保护作用。IC1(1∶2)的5脚输出通过R7连接主功率管(VMOS功率管、电压驱动)M3的栅级，完成功率驱动。IC1(1∶2)的放电端1与IC1(2∶2)复合反向器的输入端8、12相连，通过电阻R5加正电位，二极管D1连接于IC4(1∶2)稳态电路的输出端5；在IC1(2∶2)复合作用下，IC1(2∶2)的输出端脚9将产生与点火信号有关的反向驱动信号，通过电阻R6加在M1、M2的栅极。M1、M2、E4、D4组成一功率补偿电路，M1、M2的栅极和M1、M2漏极分别相连，漏极接解电容E4的负极；M1的源极和D1的正极接正电源，M2的源极接地，E4的正极与整流管D2的负极和高压线圈T1的初级相连。当M1、M2的栅级为高电位时，M1截止，M2导通，电源电压通过D4对电容E4充电；当M1、M2的栅极为低电位，则M1导通，M2截止，电源电压通过M1加在电容E4的负极，E4的正极的电压被自举到两倍的电源电压，此时如果M3处于导通状态，线圈的通导电流加大，因而减少了线圈储备的时间(理论计算达到同样电流的时间减少了近6倍)，达到了自补偿的目的。
辅助电路中有三路脉冲信号将加入到主工作电路中，协同工作。(1)改变导通角控制脉冲电路射随器T1的发射极输出信号脉冲经R8、C4组成的积分电路给IC2(CMOS双输入端四与非门电路的)(1∶4)输入端1、2两脚，进行积分移位，反向输出脚3连接R11、C5组成的积分电路和R12、C6、R13、C7组成的双路积分移位电路；移位后的信号分别给IC2(3∶4)的输入端为8、9，和IC2(4∶4)的输入端为12脚，两路不同的移位信号再由IC2的10、11脚输出，分别连接D3、D4的正极，负极通过电阻R15接地(使正电位有效)；D3、D4的负极连接IC3(CMOS六斯密特反向器)的(5∶6)输入端11，经反向由脚10输出，控制主工作电路IC1(1∶2)的控制端第脚4，由此可以改变IC1(1∶2)输出的导通时间(点火频率低时有效)，实现发动机低速工作时的限流作用。(2)振荡发生脉冲控制电路IC4为555时基电路，8、12脚相连，接电容C12入地，并通过电阻R22接输出端第9脚，组成一振荡发生器；9脚输出通过一电阻R21加在三极管T2的基极，使振荡脉冲进入到主工作电路中。该振荡电路受两路信号控制，第一路信号通过IC2摄取，IC2(1∶4)脚3的输出，经R14、D5、C8组成的积分电路，在IC3(3∶6)的脚5输入，反向后从脚6输出给R9、C2、R10、C3组成的双路积分电路，IC2(2∶4)脚4的反向移位信号直接作用于IC4(2∶2)的复位端脚10。第二路信号取于稳态电路IC4(1∶2)的输出与斯密特触发电路的复合信号，由IC3(6∶6)的脚13输入，反向后由脚12通过D7加在IC4的脚8、12上，控制振荡。这样两路控制信号协同作用的结果使得振荡簇的振荡发生个数随点火频率的提高而减少。(3)稳态脉冲控制电路IC4(1∶2)脚1、2并接，连接于电容C11和电阻R19一端，C11的另一端接地，R19的另一端接正电位，组成一稳态触发电路；稳态电路的触发信号是由IC2(1∶4)的脚3输出经C10，R18组成的微分电路产生，触发IC4(1∶2)的触发端脚6；IC4(1∶2)的输出端脚5的稳态相应脉冲信号将与主工作电路的IC1(1∶2)的输出信号进行复合，在IC1(2∶2)复合电路中产生反向输出。对于每次点火，稳态电路将产生一个稳态响应，该稳态相应脉冲在发动机低速时，由于稳态脉冲的相对宽度较小，不生成复合信号，对主工作电路无作用但当发动机转速升高时，将产生复合脉冲；复合脉冲的宽度是随点火频率的提高而随之加宽。即发动机转速越高，加在高压线圈上等补偿脉冲的宽度越大，能量补偿量越来越明显。
点火模块以无触点方式为主，配以点火系原有的普通高压线圈，同时考虑到对在用汽车点火系的改造，加装转接头亦可用于传统的白金触点类汽车点火系。
权利要求1.一种振荡自补偿点火摸块的特征为电路由主工作电路和辅助工作电路两部分组成。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征是主工作电路的功率补偿电路中，M1、M2的栅极和漏极分别相连，漏极接解电容E4的负极，M1的源极和D1的正极接正电源，M2的源极接地，E4的正极与整流管D4的负极和高压线圈T1的初级相连。
3.根据权利要求1所述的模块，其特征是主工作电路的斯密特触发电路中，T1的发射极通过电阻R4连接IC1(1∶2)的2、6两脚。
4.根据权利要求1所述的模块，其特征是辅助电路的振荡发生器电路中，IC4(2∶2)的8、12脚相连，接电容C12入地，并通过电阻R22接IC4的输出端第9脚。
专利摘要振荡自补偿点火模块是用于汽油发动机的控制点火装置。该模块以振荡和补偿的方式工作,配以点火系原有的普通高压线圈来提高点火性能,从而达到提高汽车发动机的动力性、经济性和减少汽车发动机尾气排放污染物的目的。模块(晶体管点火器)以无触点方式为主,同时考虑到对在用汽车的点火系的改造,加装转接头亦可用于传统白金类汽车点火系。本实用新型不仅用振荡工作方式强化了发动机低速工作时的点火能量、高压幅值、点火强度和点火延续时间,而且通过自补偿的方法突出解决了发动机在高转速工作时的点火能量不足的问题。
文档编号F02P7/07GK2365420SQ96247298
公开日2000年2月23日 申请日期1996年12月31日 优先权日1996年12月31日
发明者张家宁, 陆蓉 申请人:张家宁, 陆蓉