一种低压直流cdi点火器的闭环控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低压直流⑶I点火器的闭环控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，低压直流升压式点火器在小型航空器，模型发动机等领域获得广泛使用，如使用电池升压点火方式的小型发动机CDI点火器，其工作原理为通过二次升压技术将低压直流电变换为数万伏的高压点火电流，第一次升压(初级升压)为通过振荡电路将低压直流电转换为约260?400V的初级高压，对蓄能电容充电，然后此电容通过可控硅高压包放电，使其转换为数万伏特的高压电，形成第二次升压，对气缸的压缩可燃气体放电，从而推动活塞做功。
[0003]目前的设计方法下，一般直流低压点火器都存在相对固定的使用电压范围，例如某型号的⑶I点火器，其正常工作电压范围仅为4.8到8.4V之间，超出这个范围⑶I都将不能正常工作，将致使点火器的升压充电的功率要么过大，要么过小，并有可能损毁，适用范围很狭窄。
[0004]这样，给使用者便造成了很大的不便，必须小心挑选电源种类，比如，4节镍氢电池，或2节锂电池，如果用3节锂电池，或者是3节镍氢电池时点火器分别是可能损毁和不工作。
[0005]例如某型号的CDI点火器初级升压部分，如图1、2所示，可以看到其振荡部分是由NE555组成，以一个固定占空比的信号驱动场效应管Fl，变压器Tl，整流管D4等元件将电源电压升压为约300伏的初级电压。
[0006]—般此种工作方式的初级升压曲线如图二所示:(图3的A点电压曲线)
[0007]从图3我们可以看到，在各种不同的电源电压下，初级升压曲线的不同，
[0008]在电源电压为5V，9V，4V的情况下，分别获得的3条初级升压曲线为0A，0B，0C，可以看到OB的时间最短，OA的时间居中，OC的时间最长，这是因为在同样的电路参数条件下，OB的电源电压最高，OC的电源电压最低。
[0009]假设OA段为最佳发动机匹配升压曲线，即在启动或怠速的工况下，点火器的充电蓄能具有最高的能量，假设升压曲线OA上的某点，所充电的能量满足发动机高速时最小点火能量要求，记为Ea，OA曲线上对应的升压时间为Ta，而在0B，0C曲线中，欲达到同样的充电能量，其充电时间则为Tb，Tc，从图3我们可以看出Tc>Ta>Tb，Eb, Ec为Ta时间下0B，OC曲线所达到的能量，Erdy为低速条件下点火器的初级最终限制充电电压。
[0010]进一步分析，我们可以看出，如果不采取措施，在Ta时间下，OB曲线(9V电压下)所获得能量超过了最小发动机点火能量要求Ea，而OC曲线(4V)所获得的能量又低于发动机最小点火能量Ea，也就是说，外部参数条件一有变化，点火器的升压曲线即随之变化，不能满足发动机的工况要求。
[0011]但我们可以知道，在一定的电压条件下，我们将点火器的驱动信号的占空比作调整，(即图一中场效应管Fl的驱动)点火器的初级升压曲线即可实现充电速度的调整，当占空比加大时，充电曲线变陡，占空比减小时，充电曲线将变缓，如图4所示。
【发明内容】
[0012]本发明所要解决的技术问题是提供一种将升压曲线的轮廓参数与升压开关电源的驱动PWM信号的占空比参数闭环联系起来，即可满足发动机的工况特性要求，实现点火器的全电压范围工作的低压直流CDI点火器的闭环控制方法及系统。
[0013]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种低压直流⑶I点火器的闭环控制方法，具体包括以下步骤:
[0014]1:设置两点或多点电压检测电路，即最低点火能量电压点及最高限定升压点；
[0015]2:上电测定Td时间，获得初步占空比升压参数。
[0016]3:上次点火后，测定充电电压从零到最低点火能量电压点时间Ea点的时间Tp，当CPU检测到升压电压到达Erdy点时升压电路截止；
[0017]4:根据测得的Tp与设定的标准Ts相比较，并对升压驱动信号的占空比进行一个(或多个)占空比步距的调整；
[0018]5:触发放电，升压电路再次开始工作；
[0019]迭代执行步骤3、4、5，直至调整后的驱动信号的升压曲线与预设升压时间的预定升压曲线重合度最高，Tp和Ts的误差最小为止。
[0020]本发明的有益效果是:通过上述一系列闭环控制方法，提高了传统直流⑶I点火器的适应性、灵活性、可靠性等，并降低了软硬件的成本，提高了 CDI点火器的集成度及功效，并为直流CDI点火器的推广使用提供可能。
[0021]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种低压直流CDI点火的闭环控制系统，包括系统硬件及系统软件二大部分构成，
[0022]所述硬件系统由主控CPU(P89LPC901)，PffM升压驱动电路，2个电压点检测电路，曲柄霍尔传感器电路，点火触发电路等部分构成，是系统的控制软件的载体与硬件平台。
[0023]所述软件系统主要控制方法为:
[0024]输出升压PffM信号，感知并控制最大限定升压电压，感知升压至最低能量点电压所耗费时间Tp，并按照前述的步骤控制实现合理的升压曲线，根据霍尔信号感知发动机曲柄位置，在适当的点火时刻输出点火触发脉冲，使得发动机高效稳定地工作。
【附图说明】
[0025]图1现有技术中某型号的⑶I点火器初级升压部分的电路图；
[0026]图2为图1的取样点A的波形图；
[0027]图3各种不同的电源电压下初级升压曲线示意图；
[0028]图4占空比与升压曲线之间的关系示意图；
[0029]图5为本发明所述的一种低压直流⑶I点火器的闭环控制方法流程图；
[0030]图6为本发明具体示例所述的一种低压直流CDI点火器的闭环控制方法流程图；
[0031]图7为本发明具体示例所述的一种点火器的闭环控制系统结构框图；
[0032]图8为图7的取样点A的波形图；
[0033]图9为本发明具体实施例的电路图。