用于轻型燃烧发动机的点火系统的制作方法_2

文档序号:8947207阅读:来源:国知局
些其它装置接收发动机输入信号。
[0014]升压变压器使用一对紧密联接的绕组34、36,以形成高电压点火脉冲,该脉冲经由点火引线16发送至火花塞SP0类似于上述充电绕组和触发绕组,一次绕组34和二次绕组36围绕叠片30的腿部中的一个,在本例中为腿部62。与任何升压变压器一样,一次绕组34具有比二次绕组36匝数更少的线,二次绕组36具有较多匝的较细规格的线。在一次绕组和二次绕组之间的匝数比以及变压器的其它特性影响高电压并且通常根据使用它们的特定应用来选择,如本领域的技术人员应了解的那样。
[0015]点火模块外壳42优选地由刚性的塑料、金属或某些其它材料制成,并且设计成围绕和保护点火模块14的部件。点火模块外壳42具有若干开口,其允许叠片腿部60和62、点火引线16和电连接18突出,并且优选地密封以便防止水分和其它污染物损坏点火模块。应当了解,点火系统10仅仅是能利用点火模块14的电容放电点火(CDI)系统的一个示例,并且除了此处所示那些之外,也可以使用多种其它点火系统和部件。
[0016]在至少一些实施中,控制电路50被容纳在外壳42内且联接到点火模块14和火花塞SP的部分,使得它可以控制由点火系统10感应、存储和释放的能量。术语“联接”广义地涵盖两个或更多个电气部件、装置、电路等能彼此电气连通的所有方式;这包括但当然不限于:直接电连接和经由中间部件、装置、电路等等的连接。控制电路50可以根据图2所示示例性实施例提供,其中,控制电路联接到充电绕组32、一次点火绕组34、附加绕组38和触发绕组40并与它们相互作用。根据该特定示例,控制电路50包括点火放电电容器52、点火放电开关54、微控制器56、功率供给子电路58以及可与控制电路一起使用并且为本领域所知的许多其它电气元件、部件、装置和/或子电路(例如,断路开关和断路开关电路)。
[0017]点火放电电容器52充当点火系统10的主要能量存储装置。根据图2所示实施例,点火放电存储装置或仅点火放电电容器52在第一端子处联接到充电绕组32和点火放电开关54并且在第二端子处联接到一次绕组34。点火放电电容器52配置成经由二极管70接收并存储来自充电绕组32的电能,并且通过包括点火放电开关54和一次绕组34的路径释放所存储的电能。存储在点火放电电容器52上的电能的释放由点火放电开关54的状态控制,如本领域普遍理解那样。
[0018]点火放电开关54充当点火系统10的主开关装置。点火放电开关54在第一载流端子处联接到点火放电电容器52,在第二载流端子处联接到地线,并且在其栅极处联接到微控制器56的输出。点火放电开关54可提供为半导体闸流管,例如,硅控制器整流器(SCR)。来自微控制器56的输出的点火触发信号启用点火放电开关54,使得点火放电电容器52能通过开关释放其存储的能量,从而在点火线圈中形成对应的点火脉冲。
[0019]微控制器56为电子处理装置,该装置执行电子指令,以便实现与轻型燃烧发动机的操作有关的功能。这可包括例如用来实现本文所述方法的电子指令。在一个示例中,微控制器56包括图2所示8引脚处理器;然而,也可以使用任何其它合适的控制器、微控制器、微处理器和/或其它电子处理装置。引脚I和8联接到功率供给子电路58,功率供给子电路58为微控制器提供一定程度上被调节的功率;引脚2和7联接到触发绕组40并且为微控制器提供表示发动机的速度和/或位置(例如,相对于上止点的位置)的发动机信号;弓丨脚3和5示出为断开的,但可以联接到其它部件如断路开关;引脚4联接到地线;并且引脚6联接到点火放电开关54的栅极,使得微控制器能提供有时称为正时信号的点火触发信号,以用于启用开关。美国专利第7,546,836号和第7,448,358号提供了可以用点火系统实现微控制器的方式的若干非限制性示例,这两份专利的全部内容以引用方式并入本文中。
[0020]功率供给子电路58从充电绕组32接收电能,存储电能,并且可以为微控制器56提供经调节的或至少一定程度上经调节的电能。功率供给子电路58在输入端子80处联接到充电绕组32,并且在输出端子82处联接到微控制器56,并且根据图2所示示例包括第一功率供给开关90、功率供给电容器92、功率供给齐纳94、第二功率供给开关96、以及一个或多个功率供给电阻器98。如下文将更详细解释的,功率供给子电路58设计和配置成减小可归因于为微控制器56提供功率的充电绕组负载的部分,这继而允许更多的电能流至其它装置,例如由附加绕组38提供功率的那些装置。
[0021 ] 第一功率供给开关90可以是任何合适类型的开关装置如BJT或M0SFET,其在第一载流端子处联接到充电绕组32,在第二载流端子处联接到功率供给电容器92,在基极或栅极端子处联接到第二功率供给开关96。当第一功率供给开关90被启用或处于“接通”状态时,电流被允许从充电绕组32流至功率供给电容器92 ;当开关90被停用或处于“断开”状态时,电流被阻止从充电绕组32流至电容器92。如上所述,任何合适类型的开关装置都可用于第一功率供给开关90,并且在至少一些实施中,该装置可以设计用于处理显著量的电压,例如在约150V和450V之间。
[0022]功率供给存储装置或仅功率供给电容器92在正端子处联接到第一功率供给开关90、功率供给齐纳94和微控制器56并且在负端子处联接到地线。功率供给电容器92接收并存储来自充电绕组32的电能,使得它可以以一定程度上经调节和一致的方式为微控制器56提供功率。技术人员应了解,功率供给电容器92的操作参数通常取决于它被用于的具体控制电路的需求;然而,在一个示例中,功率供给电容器具有在约50 μ F和470 μ F之间的电容。
[0023]功率供给齐纳94在阴极端子处联接到功率供给电容器92,并且在阳极端子处联接到第二功率供给开关96。功率供给齐纳94布置成:当功率供给电容器92上的电压小于齐纳二极管的击穿电压时,在相反方向上不导电(即,从齐纳的阴极到阳极不导电);并且当电容器电压超过击穿电压时,在相反方向上导电(即,从阴极到阳极导电)。技术人员应了解,具有特定击穿电压的齐纳二极管可以基于对于功率供给子电路58而言为微控制器56合适地提供功率而被视为必要的电能量选择。任何齐纳二极管或其它类似的装置都可以使用,包括但不限于具有在约3V和20V之间的击穿电压的齐纳二极管。
[0024]第二功率供给开关96在第一载流端子处联接到电阻器98和第一功率供给开关90的基极,在第二载流端子处联接到地线,并且在栅极处联接到功率供给齐纳二极管94。如下文将更详细描述的,第二功率供给开关96布置成使得:当在齐纳二极管94处的电压小于其击穿电压时,第二功率供给开关96保持在停用或“断开”状态;当在齐纳二极管处的电压超过击穿电压时,在第二功率供给开关96的栅极处的电压增加并启用该装置,以使其转向“接通”。同样,可以使用任意数目的不同类型的开关装置,包括硅控制器整流器(SCR)形式的半导体闸流管。根据一个非限制性示例,第二功率供给开关为SCR,并且具有在约2mA和3mA之间的栅极电流速率。
[0025]功率供给电阻器98在一个端子处联接到充电绕组32和第一功率供给开关90的载流端子之一,并且在另一个端子处联接到第二功率供给开关96的载流端子中的另一个。优选的是,功率供给电阻器98具有足够高的电阻,从而在第二功率供给开关96转向“接通”时通过电阻器建立高电阻、低电流的路径。在一个示例中,功率供给电阻器98具有在约5kW和1kW之间的电阻,但当然也可以使用其它值。
[0026]在充电循环期间,在充电绕组32中感应的电能可用来对发动机周围的一个或多个装置充电、驱动和/或以其它方式提供功率。例如,当飞轮12旋转经过点火模块14时,朝飞轮的外周边定位的磁性元件22在充电绕组32中感
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