专利名称：汽油发动机多脉冲自动跟踪电子点火控制方法
技术领域：
本发明涉及汽油发动机脉冲点火控制方法。
现有技术中，电子或机械点火装置只考虑在发动机各气缸中可靠点燃工作气体，即已有的点火装置在气缸的一个作功冲程内均只给出一个点火脉冲，为单脉冲点火方式，一旦形成不充分燃烧便无法再行点火，使发动机效率降低、增加尾气排放污染。现有技术的点火装置不能满足发动机在高速运转和低速运转状态的优化点火要求。有人采用选择最佳点火时间来克服所述缺陷，如ZL92220504.2给出一个具有转速跟踪特性的最佳导通脉宽，用以改善点火效果；但加大脉冲宽度就必须提前充电，虽可知本气缸点火断开时间，但不能知道应提前的时间而必须进行导前角计算，以达到同步跳火、跟踪计算的目的，这个过程十分复杂，并且无法预计下一冲程是加速还是减速，即无法进行下一次追踪，从而使发动机动态性能不好，这是难以克服的矛盾。ZL90213516.3试图采用在每一气缸工作时间内产生大电流脉冲，过后又连续不断使火芯塞流过电离电流进行点火，这种方式存在依靠分火头断开点火脉冲，容易引起串火的问题，形成工作故障；另外它采用高反压二极管，元件要求高，可靠性低，成本太高，还要改动原有的汽车点火线圈，难以实用化。
本发明的目的是，设计一种用于汽油发动机的多脉冲自动跟踪电子点火控制方法，它可以依据发动机不同转速情况给出相应的脉冲点火序列，即在气缸的每一作功冲程中给出最佳的点火模式，使其中的燃气得到充分燃烧，从而提高发动机的效率及相关性能，提高尾气排放标准，从而克服已有技术的不足。
本发明的技术方案是，所述方法的过程为(1)把取自发动机点火系统中白金触点或点火正时信号的、与其曲轴旋转同步的脉冲信号送入整形电路整形成符合下列关系式的规则方波；T=(气缸数×2)n，T1=k×T
式中，T为方波的周期，N为发动机转速，T1为一个方波的宽度(脉冲宽度)，K值实际为与转速有关且小于0.6的数，本发明选择K这一的经验系数取值范围为0.25-0.4，低速时取大值而高速时取小值；(2)将整形后的方波输入判别计算处理电路，该电路据此输出符合如下关系式的点火脉冲序列；T=C×T1，T1=(气缸数×2)/发动机最高额定转速，T2=0.65T1式中T为点火脉冲序列的长度，T1为一个点火脉冲的周期，T2为一个点火脉冲的方波宽度，C为在0.1至1范围取值的经验性常数；(3)将上述点火脉冲序列做为控制信号，控制晶体管开关与驱动电路按所述控制信号驱动点火线圈，实现对气缸每一作功冲程的多脉冲点火。
以下结合附图对本发明做出进一步说明。
图1是有关波形曲线图，图2是采用微电子计算机实现本发明方法的电路原理框图，图3是对图2所示框图的一种实施例电路图，图4是采用硬件逻辑电路(非CPU方式)实现本发明方法的原理框图，图5是实施图4所示框图的一种实际的实施例电路图。
由图1可知，本发明取自发动机白金触点或点火正时信号脉冲波形如该图中的曲线Ⅰ所示，整形后的方波波形为图中的曲线Ⅱ，点火脉冲序列的波形为图中的曲线Ⅲ。其中T和T1所述的周期是指由一个脉冲的起始时刻至下一个脉冲的起始时刻之间的时间，且图1中以及上述的T、T1、t、t1、t2均表示时间长度。
本发明认为，在发动机气缸的一个作功冲程内，燃气在气缸中具有旋转运动的特征，并且在不同转速情况下气体在气缸中旋转运动所驻留的时间也是不相同的，而多脉冲点火有利于这种旋转气体的充分燃烧，可显著而有效的提高发动机的性能。这对传统观念认为气体在气缸中仅为简单的燃烧膨胀过程，无疑是一种理论上的突破。
众所周知，现有技术的发动机点火系统中的白金触点的张开与闭合，以及点火正时信号同发动机的转速是同步的，它提供了相关的转速值和点火时刻基准值。由前述可知，本发明可以在发动机不同转速时给出不同的点火脉冲序列，以达到最佳点火效果。在发动机处于低速运转时，本发明给出一组等宽点火脉冲序列，将未能充分燃烧的气体进一步燃烧，将原有的一氧化碳气体燃烧为二氧化碳气体，大量减少碳化氢、氧化氮等有害气体含量，减少空气污染，有效保证了发动机低速运转的稳定性。当发动机高速工作时，本发明给出相对较少的点火脉冲数量，保证每一作功冲程均有较高的点火能量，由此满足发动机的动力特性要求。还能使发动机气缸温度大大降低。实验表明，本发明能降低有害气体排放指标25％以上，节油10％以上，怠速稳定，加速性能好。
本发明基于对汽油发动机气缸中燃气的旋转运动这一新的理论认识，并经研制者反复试验、优化实验结果而形成本发明方法，其技术效果十分显著，可广泛应用于汽车、摩托车、发电机等汽油发动机中，还适于包括机械式或电子式点火系统的各种点火装置的改装。
由以上可知，本发明为一种应用于汽油发动机的多脉冲自动跟踪电子点火控制方法，可以依据发动机不同转速给出相应的点火脉冲序列，使气缸中燃气得到充分燃烧，由此显著提高了发动机的效率，减少了尾气排放污染，节约汽油，还改善了发动机性能。
实施例1参见图2和图3，波形整形回路的功能元件为TL521光电耦合器IC1；判别计算处理电路采用单片机，可选用PIC系列或Z8系列之单片机，依所述关系式写入相关程序，晶体管开关与驱动电路由三极管N4、N1、N2及VMOS管M1组成。
实施例2参见图4和图5，由非CPU形式的硬件逻辑电路实现所述判别计算处理电路。不难看出，还可采用已有技术的其它电路形式及元器件实现本发明之方法。
权利要求
1.一种汽油发动机多脉冲跟踪电子点火控制方法，它的过程是(1)把取自发动机点火系统中白金触点或点火正时信号的、与其曲轴旋转同步的脉冲信号送入整形电路整形成符合下列关系式的规则方波，T=(气缸数×2)/n，T1=K×T式中，T为方波周期，n为发动机转速，T1为一个方波宽度，K为与转速有关且在0.25至0.4范围取值的经验系数，低速时取大值而高速时取小值；其特征是，(2)将整形后的方波输入判别计算处理电路，该电路据此输出符合如下关系式的点火脉冲序列，t=c×t1，t1=(气缸数×2)/发动机最高额定转速，t2=0.65t1，式中t为点火脉冲序列长度，t1为一个点火脉冲的周期，t2为一个点火脉冲的方波宽度，c为在0.1至1范围取值的经验性常数；(3)将所述点火脉冲序列做为控制信号，控制晶体管开关与驱动电路按所述控制信号驱动点火线圈，实现对气缸每一作功冲程的多脉冲点火。
全文摘要
本发明公开了一种适于汽油发动机的多脉冲自动跟踪电子点火控制方法,能使燃气充分燃烧,从而提高发动机效率。本发明的主要方法是,将取自白金触点或点火正时信号的脉冲经整形后送入判别计算处理电路,该电路经计算处理后输出不同的点火脉冲序列,对晶体管开关与驱动电路进行控制,进而驱动点火线圈适时对气缸内可燃气体进行多脉冲点火。脉冲头火序列根据发动机转速自动调整,以实现最佳点火。
文档编号F02P3/04GK1208123SQ9710818
公开日1999年2月17日 申请日期1997年8月12日 优先权日1997年8月12日
发明者李顺生 申请人:李顺生, 郑德明