帶有數字控制的感應點火系統的製作方法

2023-11-06 02:46:32

專利名稱：帶有數字控制的感應點火系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於低功率內燃引擎的數字控制感應點火系統，舉例來說，用於鏈鋸，割草機，小型機動車輛以及類似設備；更具體來講，本發明涉及一種感應式的可調火花提前點火系統，它能夠根據引擎的可變速率，以區別模式控制火花的生成以及饋送電路的充電，以便在起動和運轉期間獲得高效率的點火狀況。
背景技術：
眾所周知，感應點火中火花的持續時間方面的特性以及效率方面的特性比電容點火的那些特性要更明亮些；在起動或者當可由電壓發生器的磁路製造的能量仍相對有限的時候發生的引擎低運轉即低轉速期間，這一點尤其明顯。
為此相對於電容類型點火而言，只要可能，一般喜歡使用電感式點火。
相反地，眾所周知，感應點火的局限性在於僅僅在充分強的電流流入點火線圈的初級繞組時，才能產生火花。
在US4188929A、US4515118A和EP0727578A中說明了電感式點火的實例。
在前兩個實例中，僅僅使用由電壓發生器周期產生的交變電壓信號的正半波，以便一個足夠值的電流流入點火線圈的初級繞組，隨著其突然中斷，引起充分高值的電壓峰值，以便產生點火火花。
具體來講US4515118A建議使用一個微處理器，用於根據引擎的轉速控制和計算電壓發生器的正半波期間的點火時間。
根據該文獻，在引擎的起動和正常運轉期間，電壓的負半波用於對微處理器的輸入電容器充電，而正半波用於產生點火火花；這種解決方案包含提前火花角度選擇方面的限制。
考慮到具有可調提前火花的現代引擎傾向於利用例如2-3°左右或者更少的低提前角工作，而在正常運轉狀態和高轉數下，傾向於根據引擎使用或者應用的必要條件以更大的提前角度運轉，僅僅在電壓發生器的正半波期間生成點火電流大大地限制了該類型點火使用的性能以及可能性。
這樣一種點火類型中的提前點火角度不能超過大約8-10°；此外在引擎以低轉速運轉而起動的時候，由電壓發生器在負電壓半波期間提供的能量可能無法保證對控制微處理器的正確和適當的饋電。
考慮到為了達到高轉數時候的最高效率，正如在EP 0 727 578 A中提及的，可調提前點火的現代引擎必須利用高提前值工作，因此必須找到一種新的並且不同的解決方案，以允許在與普通類型點火所允許的提前點火值範圍相比更加高的提前點火值範圍中進行點火，並提供所有穩態條件下的強火花能量。
儘管EP0 727 578 A建議了一種能夠改善感應點火的前述已知問題的解決方案，也就是說，藉助於一種電子控制的點火系統增加提前點火的角度，但這種解決方案也需要進一步完善。
具體來講，根據EP 0 727 578 A，其使用了兩個成角度分離的相位傳感器，用於確定引擎起動和正常運轉狀態時的點火的提前角。
在上述類型的感應點火系統中，使用傳感器確定火花產生的瞬間，儘管在確定點火次數時具有固定機械基準的正面特徵，而且不受電壓發生器的結構特性或者其他外部原因的影響，但相反地也提供了幾項負面特徵，包括大線路複雜性，高成本以及不可能隨著引擎穩態或者運行狀態方面的變化優化整個系統的運轉效率。

發明內容
因此，本發明的主要目的是優化微處理器控制電子點火系統的性能效率，特別適於沒有使用專用基準傳感器的低功率內燃引擎；具體來講，在起動階段，藉助於與電壓發生器的結構和功能特徵，根據使用的轉子和磁鐵類型、空隙，以及通常的選定機電系統的特徵和整個系統運轉的環境溫度的變化無關的解決方案，最大化由點火線圈在火花塞上產生的電壓。
本發明的更進一步的目的是提供一種數字控制的感應點火系統，其中利用針對特定引擎要求的特定可編程序微處理器和具體應用程式，可以通過軟體，用不同的提前火花值在引擎起動和正常運轉狀態期間操作，並可以控制引擎的提前火花。
使用本發明的點火系統，可以使引擎起動階段的火花生成時刻非常接近於上靜點並在少許度數之內，以便保證火花適於所有情況中的點火，並保證所述點火系統還可以從引擎的最小至最大轉數下以所述提前火花工作，而提前火花可以在這些類型的引擎所涉及的值的範圍之內連續地變化，例如從18°到30°。
考慮到用於先前提及的那些使用的低功率引擎的應用類型，可以確定這類電子點火所需要的重要特性；具體來講1)所述引擎必須平穩運轉，並且在高轉數例如在9,000-10,000轉數/分左右時具有良好的扭矩；這意味著能夠使用一種在提前火花曲線中具有彈性的電子點火系統，這保證了具有持久特性的火花，尤其是在高速率的時候；2)在大多數情況下，所述引擎是人工起動的，必須能在所有氣候條件下容易起動，這意味著即使在極低引擎轉速例如700轉數/分左右的時候，以及在所有條件下也存在優異的火花特性。
上述目的可以藉助於一種具有數字控制的感應點火系統實現。
為了實現本發明的這些目的，決定使用一種被設置為產生交變電壓信號的電壓發生器，所述交變電壓信號包括具有第一極性的第一和第二端部半波，以及具有與第一個相反的第二極性的第三中間半波；根據本發明的一個最佳實施例，還可以決定同時在由所述電壓發生器周期性地提供的每一交變電壓信號的正中間半波以及隨後的負端部半波上工作，以便使提前點火狀況最優化，而且火花時刻和狀況的變化優於傳統點火系統可得到的性能。
參照附圖中圖1裡示出的電壓發生器的機械及磁性結構，藉此在轉子的每一次旋轉時，可以產生一個交變電壓信號，其包括三個半波，也就是說一個具有第一極性的中心或者中間半波以及都具有與第一個相反的第二極性的第一和第二端部半波，根據本發明，其可以滿足前面第1點中所要求的提前火花曲線靈活性方面的要求。
更確切地說，在引擎的起動階段，可以通過在由發生器周期提供的每一交變電壓信號的第二端部半波期間在點火線圈的初級繞組中採用最大電流，來實現固定提前火花。一旦引擎起動，比如達到或者超過1,000/1,500轉數/分，可以在中心半波的延伸度數的整個範圍內，以完全靈活和連續的模式改變和控制提前點火的時刻，這樣點火線圈的初級繞組中的電流高到足以保證在火花塞上生成火花。
根據特定引擎的要求，在由發生器產生的每一交變電壓信號的中心半波期間內對提前火花時刻的控制是通過軟體根據經由一個適當的數字類型微處理器執行的。
因此該點火系統可以使得發動機起動階段的火花生成時刻非常接近於上靜點，比如以一個等於或者小於2-3°的角度，藉此幫助起動；此後，引擎可以從最小發動機轉速運轉直到最大速度，並且具有可以在這類引擎的期望數值範圍之內連續地變化的提前火花。
為了滿足上面闡述的第2點條件，本發明還決定在起動階段，使得點火操作完全獨立於外部條件，並儘可能有效率考慮到在起動階段，由於引擎旋轉的周期不規則性，建議通過採用發生器內可用的所有磁能在固定基準點上操作，因此決定在所述中心半波之後，在相反極性的第二端部半波上操作，在初級繞組中的電流達到其最大值的時刻產生該火花。
選擇這一類型允許所述電子點火利用由磁路提供的所有能量，獨立於點火、機電系統和引擎工作溫度外部的所有條件，藉此在點火線圈的次級繞組上產生所述系統本身能夠在起動時為所述引擎點火提供的最大電壓。
因此根據本發明，提供了一種用於低功率內燃發動機的帶有數字控制的感應點火系統，包括-一磁性電壓發生器，它具有一個定子及一個連接到引擎的轉子，所述定子具有一第一磁路和一點火線圈，所述點火線圈具有一初級繞組及連接到一火花塞的一次級繞組，所述轉子具有與定子的磁路相互作用的磁極系統；一微處理器控制電路，用於使一點火電流的流動，所述微處理器控制電路包括點火線圈的初級繞組；所述電壓發生器在點火線圈的初級繞組上產生具有相反極性的半波的交變電壓信號；-所述微處理器控制電路中的第一和第二電子開關，用於控制流入點火線圈的初級繞組的所述點火電流的流動；以及一控制電路，它包括具有信號輸入端和輸出端的一個數字微處理器；其特徵在於所述定子的磁路和點火線圈以及所述電壓發生器的轉子的磁極系統在磁性上被適當地構建和設置為產生交變電壓信號，所述交變電壓信號包括具有第一極性的第一和第二端部半波和具有與第一極性相反的第二極性的第三中心半波；-一點火電流測量裝置，它被連接在所述第一和第二電子開關之間，並分別經由一偏置電阻連接到所述微處理器的第一輸入端，以便為所述微處理器的所述第一輸入端提供一個電壓信號，該電壓信號具有與流入所述點火線圈的點火電流的值相關聯的值；-第一和第二信號產生裝置，用於提供與點火線圈的初級繞組中產生的電壓相關聯的事件信號，所述第一和第二事件信號產生裝置與點火線圈的初級繞組的相應側相連接，並分別連接到所述微處理器的第二和第三輸入端；-所述微處理器包括一個連接到所述電子開關的控制電極的第一輸出端；--所述微處理器還包括可編程數據存儲器和計算裝置，用於對所述第一和第二電子開關進行時間控制，以便當引擎起動時，在每一個電壓信號的第二端部半波期間，使點火電流流動，所述電壓信號當達到所述微處理器所檢測的最大值時使流入所述控制電路的電流中斷；並用於在引擎起動之後，在每一電壓信號的中心半波期間，分別允許點火電流迴路，所述電壓信號中斷存儲在微處理器中的一個提前點火值處的相同點火電流並取決於所述發動機的轉數。
根據本發明的進一步特徵，所述微處理器被編程，用於允許在發生器的每一交變電壓信號期間對微處理器的一饋電電路的電容器充電，防止在火花生成的時候充電。
根據本發明的進一步特徵，所述微處理器還被編程，以便識別引擎的速度和定向旋轉並禁止火花的生成，以便限制發動機轉數的最大數目，或者根據由控制電路供應給微處理器的事件信號，防止引擎的可能反向旋轉。


根據本發明的數字控制感應點火系統的這些和進一步的特徵，將參照隨後的附圖實例所作的說明而更加顯而易見，其中；圖1示出適用於本發明的感應點火系統的一電壓發生器；圖2示出適用於本發明的感應點火系統的布線圖；圖3示出在引擎前旋期間，在點火線圈的初級繞組的空載狀態時的電壓信號的圖表；圖4示出在引擎起動期間，在點火線圈的初級繞組上的電壓信號的圖表；圖5示出根據圖4的電壓信號，點火線圈初級繞組中的電流的圖表；圖6示出在引擎運轉期間，在點火線圈的初級繞組上的電壓信號的圖表；圖7示出根據圖6的電壓信號，點火線圈初級繞組中的電流的圖表；
圖8示出在引擎反向旋轉期間，在點火線圈的初級繞組的空載狀態時的電壓信號的圖表。
具體實施例方式
現在將參考附圖中的圖1和2說明本發明的感應點火系統。
在圖1中，附圖標記10指示一電壓發生器，其包括一個具有一磁極系統N、S並可操作地連接到一內燃發動機的磁性轉子11，以及一個裝備有一個與所述轉子11的磁極系統和一點火線圈17、18連接的磁路的定子12。
在所述轉子11每一次旋轉時，所述電壓發生器10必須周期性地產生一個交變電壓信號VL，所述交變電壓信號VL包括兩個具有同一極性的端部半波S1、S2以及一個具有與第一極性相反極性的中心或者中間半波S3。
更確切地說，參考圖3中的實例，根據圖1中所示電壓發生器的磁性結構，所述磁體電壓發生器10必須能夠順序地產生交變電壓信號，例如所述交變電壓信號每一個都包括一個第一負端部半波S1，後面是大振幅的正中心半波S3，以及隨後的第二負端部半波S2，如圖3中圖表中所示，圖3表示由發生器10在所述點火線圈的初級繞組17上相對於時刻t產生的電壓信號VL1，其中T表示兩個相鄰電壓信號之間的周期，相當於所述轉子執行一次360°旋轉需要的時間。
因此，再次根據圖1中的實例，轉子11包括由一放射狀延伸的永久磁鐵13提供的一磁極系統N、S；所述磁鐵13被沿橫向磁化，並在向轉子邊緣外部擴展例如30°至40°的角範圍的兩個磁極塊14和15之間具有相反的磁極性S和N。
定子12包括一個向上的馬蹄形磁軛16；磁軛16帶有磁疊層並具有向轉子11外部邊緣延伸的支腳16A和16B，並限定了一個磁路，該磁路與由磁極14和15提供的轉子11的磁路相連接和相互作用。
一個點火線圈17、18被放置在所述定子12的磁軛16的支腳16B周圍；如圖2中布線圖中所示，所述點火線圈包括一個與一次級繞組18電感耦合的初級繞組17，所述次級繞組18激勵一個點火火花塞CD。
所述點火線圈初級繞組17中的電流IL1中的迴路，以及用於產生火花的提前點火時刻，是藉助於一數字微處理器Q1電子控制的，所述數字微處理器Q1構成了由圖2中的布線圖示出的控制電路的一部分，其中附圖標記L1和L2用於指示所述點火線圈的初級繞組17和次級繞組18的電感，而附圖標記CD指示點火火花塞；其中附圖標記VL1和IL1用於分別指示由發生器10產生的電壓信號以及指示流入點火線圈的初級繞組17的電流。
因此參照圖2中的圖表，感應點火系統包括電壓發生器10和一個點火線圈，所述點火線圈的初級繞組17被放置在一微處理器控制電路20中，用於點火電流迴路循環。除了初級繞組17之外，電路20還包括兩個電子開關，每一個電子開關都具有一個內部或者外部二極體，用於所述電流的反循環；這些電子開關包括例如兩個開關MOS1和MOS2，其源-漏電路S-D藉助於供電電極S彼此反向地連接，並連接到一電流測量設備，例如用於點火電流IR1的電阻器R1；在引擎起動階段和正常運轉期間，電阻器R1使得可以控制流入初級繞組17的點火電流IR1，並確定在點火火花塞CD中產生火花的時刻。
圖2中的圖表還包括一個第二控制電路21，用於控制電路20中的點火電流IR1的迴路循環。
更確切地說，控制電路21包括一數字微處理器Q1，所述數字微處理器Q1具有一個連接到兩個電子開關MOS1和MOS2的控制電極G的第一輸出U1。
所述微處理器Q1具有一個第一輸入I1和一個第二輸入I2，用於與階段相關聯的事件信號和與由電壓發生器10在點火線圈初級繞組17上提供的電壓信號VL1相關聯的極性。
更確切地說，微處理器Q1的第一輸入II通過一第一事件信號產生裝置與初級繞組17的一端連接，由一分壓器R2和R3示意地表示，同時所述微處理器Q1的第二輸 12藉助於一個與所述電壓VL1相關聯的第二事件信號產生裝置與初級繞組17的其他端連接，包括一分壓器R4和R5。
所述微處理器Q1的第三信號輸入13與電阻器R6和R7連接，用於輸入13的偏壓；R7反過來連接到測量電阻R1，並具有比同一測量電阻R1更高的值。所述微處理器Q1還具有連接到饋送電路22的第四輸入14。
所述饋送電路22包括一電容器C1，藉助於一電晶體J1和一個二極體D1連接至所述點火線圈的初級繞組17的一側，並藉助於同一電晶體J1和一個與所述二極體D1極化方向相反的二極體D2連接到初級繞組17的另一側。
電阻器R8和齊納二極體DZ1使電容器C1的電壓穩定在一預定值。
所述第一電晶體J1的基極與一個第二電晶體J2的集電極-發射極電路連接，而J2的基極反過來連接到所述微處理器Q1的第二輸出U2。
根據上述圖1中所示磁極性N和S，轉子11沿圖1中箭頭所示方向的旋轉在點火線圈的初級繞組17上順序地產生在圖3中所示圖表中的交變電壓信號VL1；這些電壓信號用於各種目的，即A)用於當所述微處理器Q1允許電流傳導時在電路20中產生點火電流IR1，閉合兩個電子開關MOS1和MOS2；B)用於產生供應給微處理器Q1的輸入I1和I2的事件信號，其中I1和I2組成了一個所述微處理器Q1將用以確定引擎方向和轉速的相位基準信號，並根據微處理器Q1中的編程數據，實施提前點火方面的改變。具體來講，通過由所述分壓器R2-R3提供的所述事件信號發生器，所述微處理器Q1的所述輸入I1接收一個指示電壓VL1為負或者更一般的講是電壓為有第一極性的信號，同時通過由分壓器R4和R5提供的第二事件信號發生器，所述微處理器Q1的其他輸入12接收一個向同一微處理器指示所述電壓VL1為正或者具有與前述極性相反的極性的第二信號；C)最後，所述電壓VL1用於對為控制電路21饋電的電容器C1充電；如前所述，根據引擎的運轉狀態，在藉助於電晶體J2受到微處理器Q1的控制下，通過兩個二極體D1和D2以及電晶體J1，在中心半波S3或者與中心半波S3極性相反的端部半波31、32期間對所述電容器C1充電。
仍舊參照圖2中的圖表以及剩餘附圖，按照本發明感應點火系統的操作順序進行說明。
從零轉數/分即引擎停止開始直到獲得稱為「正常運行時的轉速」的某些轉數/分，700RPM左右的某處，所述系統保持兩個電子開關MOS1和MOS2打開，而不在電路20中產生電流迴路，也不在點火線圈次級繞組18上產生任何感生電壓。
從「正常運行時的轉速」開始直到的若干可以通過微處理器Q1中的軟體設置的每分轉數稱作「初速」，即僅僅在空轉之下一點點，在VL1的中心半波S3處給系統供電(在所討論的情況中為正)，始終保持開關MOS1和MOS2打開。
一旦微處理器Q1識別VL1的第二半波S2，則它允許開關MOS1和MOS2的導通，以便讓電流IR1從初級繞組17經過電阻器R1流入MOS2，並經由MOS1返回到繞組17。
如圖5的圖表中所示，當在微處理器Q1的輸入13處以電壓形式檢測到的流過測量電阻R1的電流IR1在半波S2期間達到其絕對最大值的時候，開關MOS1和MOS2以在點火線圈初級繞組17上產生一電壓峰值的方式突然地打開，這將在次級繞組18中引起一高感生電壓，從而在火花塞CD上產生一火花。
如先前提及的，根據幾十m.Ohm的電阻器R1上產生的電壓測量電流IR1，其經由兩個幾十K.Ohm的偏置電阻R6和R7體現在輸入13上。
因此以一種適當的算法對配有一內部模/數轉換器的微處理器Q1進行編程，以便檢測電流IR1絕對值達到其最大值的時刻，並在其輸出U1發射一個信號，用於控制兩個開關MOS1和MOS2的電極G，這將使後者停止工作，以便僅僅根據電壓發生器的磁特性而不受任何外界影響的在非常接近於引擎的上靜點處開啟並從而生成具有一幾乎固定的火花提前值的火花。
在兩個電子開關MOS1和MOS2的閉合狀態中，所有流過點火線圈初級繞組17的電流IL1與流過測量電阻R1的電流IR1相對應；因此在該階段，沒有電流流向饋送電路22，於是其電容器C1將向微處理器Q1饋電。相反地，當兩個電子開關MOS1和MOS2打開的時候，在初級繞組11上產生的電壓VL1將在正半波期間使電流IL1流向饋送電路22，用於對電容器C1充電。
在已經超過引擎的正常運行轉速之後，在實例中示出的所述系統將使用兩個負半波31和32給自己供電，並保持所述電容器C1被充電。如圖6所示，一旦所述微處理器Q1根據在微處理器Q1的存儲器中的軟體編程的點火火花提前曲線，依據引擎的轉數，藉助於在其輸入I1和I2提供的事件信號，在瞬間t1檢測VL1的正半波S3的存在，則允許兩個電子開關M031和MOS2導通，在瞬間t2重新打開它們，以便在火花塞CD上產生一火花。VL1的正半波S3的事件信號被用作提前點火曲線的相位基準。
通過適當地選擇所述提前點火曲線，根據引擎使用的要求，可以控制生成顯著大於引擎起動階段的提前點火的火花。
在引擎起動之後，在兩個半波S1和S2期間系統將給自己供電，其極性與中心半波S3的相反。
應被注意的是，在起動階段和正常運轉期間，在中斷點火電流IR1以前的少許時刻，微處理器將使得藉助於電晶體J2而對饋電電容器C1的充電無效。該步驟是必需的，以免斷續電流IR1的一部分對C1充電如果這樣的話，電流IR1中的瞬間變化將被破壞，而火花塞CD上感應的電壓將從而更少。
在所需要的應用中，本發明的感應點火系統還可以通過讓兩個電子開關MOS1和MOS2隻在流過測量電阻R1的電流IR1為零值時開啟，為引擎確定最大轉數的限制，以免在點火線圈的次級繞組18上具有感生電壓。
實際上，提供給微處理器Q1的兩個輸入I1和I2的事件信號是作為引擎定時信號由後者感知的，它是一項足以用於了解引擎旋轉的轉數的信息。
因此，當微處理器Q1感知引擎達到一預定轉數並存儲在微處理器本身時，後者將在點火線圈的繞組17中的電流為零值時激勵兩個電子開關MOS1和MOS2，藉此避免在火花塞CD上生成火花。
對於在引擎以相反方向旋轉時產生點火火花的某些應用，與前向移動相比，本發明的感應點火系統可以根據提供給微處理器Q1的輸入I1和I2的同一事件信號識別轉子的旋轉方向並抑制火花的生成；實際上，如圖8中所示，在引擎反向旋轉期間，與圖3中情況相比，每一電壓信號VLl的半波S1、S2和S3的極性將被反向；換句話說，參照特定實例，在引擎前旋期間，微處理器Q1將檢測與兩個負半波S1和S2交替的正半波S3，同時在引擎的反向旋轉期間，它將檢測與兩個正半波S′1和S′2交替的負半波S′3。
對於饋送電路22，如先前規定的，由中心半波S3或者點火線圈初級繞組17的相反極性S1、S2根據環境保持對電容器C1充電。
為了在引擎的起動期間得到一個滿意的電力供應，這是特別需要的。在該情況下，實際上所述微處理器Q1必須僅僅使用由電容器C1形成的電壓來指導兩個電子開關MOS1和MOS2工作，因此其必須足夠高，以便確保兩個電子開關的滿意的極化。在起動期間，選擇在緊隨中心半波之後的半波、即圖3中電壓VL1的第二負半波S2上工作以產生點火火花，經證明在向微處理器Q1提供電源方面取得了成功，因為電容器C1是在允許兩個電子開關MOS1和MOS2導通以前的少許時刻由中心半波S3充電的。
相反地，在引擎起動之後，與中心半波S3的極性相反的兩個半波S1和S2的職責是保持電容器C1被充電；在該情況下，由發生器的磁路提供的再充電頻率和能量將高到足以確保電壓始終高於正確指導兩個電子開關MOS1和MOS2工作所需要的最小閾值。
根據已經說明的並從附圖中示出的內容可知，顯然已經提供了數字控制的感應點火系統，利用它，可以用一個極其簡單和便宜的電路實現本發明的目的，並可以在引擎起動和正常運轉期間改變和控制點火火花提前特性，使同樣系統的效率最佳化，所有這些都是依據與飛輪、磁鐵的各種類型及所選定的機電系統的其他特徵以及系統的外部條件無關的解決方案。
因此可以理解的是，可以對整個點火系統或者其若干部分進行其他改進或者變化，(例如，通過令轉子的磁鐵13的N和S極性反向、並從而令半波S1、S2和S3的極性反向)而不脫離所附權利要求書的範圍。
權利要求
1.一種用於低功率內燃發動機的帶有數字控制的感應點火系統，包括-一磁性電壓發生器(10)，它具有一個定子(12)及一個連接到引擎的轉子(11)，所述定子具有一第一磁路(16)和一點火線圈，所述點火線圈具有一初級繞組(17)及連接到一火花塞(CD)的一次級繞組(18)，所述轉子具有與定子(12)的磁路相互作用的磁極系統(N，S)；一微處理器控制電路(20)，用於使一點火電流(IL1)的流動，所述微處理器控制電路(20)包括點火線圈的初級繞組(17)；所述電壓發生器(10)在點火線圈的初級繞組(17)上產生具有相反極性的半波(S1，S2；S3)的交變電壓信號(VL1)；-所述微處理器控制電路(20)中的第一和第二電子開關(MOS1，MOS2)，用於控制流入點火線圈的初級繞組(17)的所述點火電流(IL1)的流動；以及一控制電路(21)，它包括具有信號輸入端和輸出端的一個數字微處理器(Q1)；其特徵在於所述定子(12)的磁路(16)和點火線圈(17，18)以及所述電壓發生器(10)的轉子(11)的磁極系統(N，S)在磁性上被適當地構建和設置為產生交變電壓信號，所述交變電壓信號包括具有第一極性的第一和第二端部半波(S1，S2)和具有與第一極性相反的第二極性的第三中心半波(S3)；-一點火電流測量裝置(R1)，它被連接在所述第一和第二電子開關(MOS1，MOS2)之間，並分別經由一偏置電阻(R7)連接到所述微處理器(Q1)的第一輸入端(I3)，以便為所述微處理器(Q1)的所述第一輸入端(I3)提供一個電壓信號，該電壓信號具有與流入所述點火線圈(17)的點火電流(IL1)的值相關聯的值；-第一和第二信號產生裝置(R2，R3；R4，R5)，用於提供與點火線圈的初級繞組(17)中產生的電壓相關聯的事件信號，所述第一和第二事件信號產生裝置(R2，R3；R4，R5)與點火線圈的初級繞組(17)的相應側相連接，並分別連接到所述微處理器(Q1)的第二和第三輸入端(I1，I2)；-所述微處理器(Q1)包括一個連接到所述電子開關(MOS1，MOS2)的控制電極(G)的第一輸出端(U1)；-所述微處理器(Q1)還包括可編程數據存儲器和計算裝置，用於對所述第一和第二電子開關(MOS1，MOS2)進行時間控制，以便當引擎起動時，在每一個電壓信號(VL1)的第二端部半波(S2)期間，使點火電流(IL1)流動，所述電壓信號(VL1)當達到所述微處理器所檢測的最大值時使流入所述控制電路(20)的電流中斷；並用於在引擎起動之後，在每一電壓信號(VL1)的中心半波(S3)期間，分別允許點火電流迴路，所述電壓信號(VL1)中斷存儲在微處理器(Q1)中的一個提前點火值處的相同點火電流並取決於所述發動機的轉數。
2.如權利要求1所述的感應點火系統，其特徵在於包括一個用於所述微處理器(Q1)的饋送電路(22)，所述饋送電路(22)包括能量存儲電容器(C1)和用於有選擇地將所述電容器(C1)連接到電壓發生器(10)的微處理器控制開關裝置(J1，J2)，所述微處理器(Q1)被編程用於激活所述開關裝置(J1 J2)抑制由所述電壓發生器(10)向所述饋送電路(22)提供的點火電流(IL1)迴路，防止在火花生成期間對所述能量存儲電容器(C1)充電。
3.如權利要求2所述的感應點火系統，其特徵在於所述微處理器饋送電路(22)的電容器(C1)通過第一電晶體(J1)以及通過第一和第二二極體(D1，D2)連接到點火線圈的初級繞組(17)的兩側，並且所述第一電晶體(J1)的控制電極與第二電晶體(J2)的集電極-發射極電路連接，而所述第二電晶體(J2)具有與所述數字微處理器(Q1)的控制出口(U2)連接的控制電極。
4.如權利要求1或3所述的感應點火系統，其特徵在於所述微處理器(Q1)被編程用於在引擎的起動階段，當在中心半波(S3)之後的反向極性的端部半波(S2)上生成點火火花的時候，允許通過每一電壓信號(VL1)的中心半波(S3)對能量存儲電容器(C1)充電。
5.如權利要求3所述的感應點火系統，其特徵在於所述微處理器(Q1)被編程用於在引擎的正常運轉階段，當在中心半波(S3)上生成點火火花的時候，允許在與每一電壓信號(VL1)的中心半波(S3)極性相反的兩個端部半波(S1，S2)期間，對能量存儲電容器(C1)充電。
6.如權利要求1所述的感應點火系統，其特徵在於所述微處理器(Q3)被編程用於根據由事件信號產生裝置(R2，R3；R4，R5)提供給微處理器(Q1)的輸入(I1，I2)的事件信號，檢測引擎的每分鐘轉數；後者還被編程以便在所述點火電流(IL1)為零值的時候，一旦引擎達到最高轉數則開啟所述第一和第二電子開關(MOS1，MOS2)。
7.如權利要求1所述的感應點火系統，其特徵在於所述微處理器(Q1)的數據存儲和計算裝置被編程用於根據由事件信號產生裝置(R2，R3；R4，R5)提供給微處理器(Q1)的事件信號，識別引擎的反向轉動的方向，用以抑制火花的生成。
全文摘要
一種用於低功率內燃發動機的數字控制的感應點火系統。所述系統包括一個可操作地連接到引擎的電壓發生器(10)，所述引擎具有連接到一火花塞(CD)的與點火線圈(17，18)連結的磁路(16)。所述電壓發生器(10)周期地產生交變電壓信號(VL)，每一交變電壓信號包括第一極性的第一和第二半波(S1，S2)，相反極性的一中間半波(S3)。以不同的方式使用所述電壓信號，用於根據與電壓半波(S1，S2，S3)的極性以及引擎的轉速和旋轉方向相關聯的事件信號而提供點火控制電路(21)的微處理器(Q1)。所述微處理器(Q1)被編程用於分別在起動階段的每一電壓信號(VL)的第二電壓半波(S2)期間和引擎運轉的中間半波(S3)期間控制經由點火線圈(17，18)的初級繞組(17)的電流(IL1)流動，從而在不同提前角產生點火火花。
文檔編號F02P5/15GK1475669SQ0315242
公開日2004年2月18日 申請日期2003年7月30日 優先權日2002年8月2日
發明者吉安尼·裡蓋茲, 吉安尼 裡蓋茲, 帕爾米裡, 尼克拉·帕爾米裡, 裡安諾 伯納齊, 馬斯米裡安諾·伯納齊 申請人:杜卡提.恩勒基公司