CN102996316B - 引擎点火控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种引擎点火控制装置包括：脉波产生器；以及控制单元，包括微控制器及印刷电路板，所述印刷电路板电连接于所述微控制器，其中所述印刷电路板包括后缘信号产生电路，所述后缘信号产生电路电连接至微控制器，所述后缘信号产生电路包括双极接面晶体管，所述双极接面晶体管的射极(E)电连接至所述脉波产生器，所述双极接面晶体管的集极(C)电连接至所述微控制器，且所述双极接面晶体管的基极(B)被提升至大于0伏特的预定电压准位。
Description
技术领域
本发明涉及一种点火控制装置，特别是涉及一种引擎启动***的点火控制装置。
背景技术
摩托车的速度及灵活性为其受到大众喜爱的原因，而就摩托车的操作，是将外界导入的新鲜空气和燃油送至化油器混合为油气后，再将油气输入引擎燃爆产生动力，而来推动活塞往复运动，以带动变速***来驱动后轮的转动，后轮则带动前轮同步转动，来达到行进的目的，一般当摩托车停止后不久即再启动，可以很容易的启动引擎运转，但是当停止过久(即俗称冷车)，则当要在冷车状态下启动引擎，就会较为困难无法顺利启动。
参考图1，中国台湾专利证书号I300821公开了一种引擎启动***7。引擎启动***7包括电源单元71、主开关锁70及感应器72。电源单元71(例如蓄电池)用以提供整个摩托车的引擎启动***7所需的电压与电流。引擎启动***7还包括马达控制装置73及点火控制装置75，其中马达控制装置73用以带动引擎的曲轴转动(未图示)，而点火控制装置75用以使火星塞点火达到引擎自行持续操作。主开关锁70电连接于电源单元71、马达控制装置73及点火控制装置75。感应器72电连接于主开关锁70与点火控制装置75，且感应器72经由通电开关78而电连接于电源单元71。感应件74(例如芯片卡)可通过感应着感应器72而使主开关锁70可被切换。
马达控制装置73包括剎车臂指示开关731、启动开关733、继电器737与启动马达739，剎车臂指示开关731、启动开关733与继电器737的激磁线圈735相互串接，而继电器737的一组通电接点738电连接于电源单元71与启动马达739。当剎车臂指示开关731与启动开关733均为导通状态时，使继电器737的激磁线圈735激磁，而使继电器737为操作状态，即通电接点738为导通状态，使得电源单元71供电于启动马达739，使启动马达739转动而带动引擎的曲轴转动。
点火控制装置75包括电容放电点火器(Capacitive Discharge Ignition；CDI)751、高压线圈753、火星塞755及点火信号产生器757，其中电容放电点火器751、高压线圈753及火星塞755相互电串联，而点火信号产生器757电连接于电容放电点火器751，以控制电容放电点火器751的导通时间，而使高压线圈753产生高压，并供电于火星塞755，使火星塞755产生电弧而点火，使引擎可自行持续转动。点火信号产生器757包括交流发电机(Alternating Curren tGenerator；ACG)7571与脉波产生器(Pulser)7573，当引擎转动时带动交流发电机7571发电，并传输于脉波产生器7573，而此脉波产生器7573便会控制电容放电点火器751，以使高压线圈753产生高压，并供电于火星塞755，使火星塞755产生电弧而点火。
参考图2，中国台湾专利证书号I344430公开了一种摩托车引擎结构。曲轴81在左曲轴箱侧设有飞轮82、脉波产生器83，所述飞轮82上设有凸块821，当曲轴81转动带动飞轮82时，通过脉波产生器83感应飞轮82上的凸块821，所述脉波产生器83可输出信号给电容放电点火器，所述电容放电点火器则可令火星塞做精确的点火动作。
参考图3，中国台湾专利证书号104401公开了一种传统的点火装置91(例如电容放电点火器(CDI)或是晶体化线圈点火(TCI))、一个低电压(Vs)供应器93、电容器96以及98、二极管90、92以及电阻94。传统的点火装置91提供了对沿着移动式火花点火器(TSI)97的表面971的间隙中的油气混合气产生崩溃或离子化所需的高电压(磁场作用增加电浆的体积)。
上述3篇专利均未揭露当低温状态启动马达操作时，交流发电机(ACG)所产生的脉波产生器(Pulser)电压较常温状态的脉波产生器电压低，且脉波产生器的后缘电压稍低于脉波产生器的前缘电压。当脉波产生器的后缘电压低于1.2V时，则无法有效触发电容放电点火器(CDI)的后缘电路的双极接面晶体管(BJT)，因此无法产生后缘信号给发电容放电点火器(CDI)的微控制器(MCU)。由于微控制器(MCU)是依据后缘信号判断何时使火星塞点火，因此当低转速时，若后缘信号不稳定，则造成火星塞点火不良，使车辆引擎不易启动。
因此，需要提供一种引擎点火控制装置，能够解决前述的问题。
发明内容
本发明提供一种引擎点火控制装置包括：脉波产生器；以及控制单元，包括微控制器及印刷电路板，所述印刷电路板电连接于所述微控制器，其中所述印刷电路板包括后缘信号产生电路，所述后缘信号产生电路电连接至微控制器，所述后缘信号产生电路包括双极接面晶体管，所述双极接面晶体管的射极(E)电连接至所述脉波产生器，所述双极接面晶体管的集极(C)电连接至所述微控制器，且所述双极接面晶体管的基极(B)被提升至大于0伏特的预定电压准位，其中所述印刷电路板还包括分压电路及前缘信号产生电路，所述前缘信号产生电路及所述后缘信号产生电路并联后，再与所述分压电路串联，所述分压电路电连接至所述脉波产生器，所述前缘信号产生电路电连接至所述微控制器，且所述双极接面晶体管的射极(E)经由所述分压电路而电连接至所述脉波产生器。
本发明的双极接面晶体管的基极(B)被提升至预定电压准位，可大幅地降低脉波产生器的后缘电压信号的触发电压。由于微控制器(MCU)是依据后缘信号判断何时使火星塞点火，因此当在摄氏零下20度以下的低转速时，本发明的点火控制装置的后缘信号稳定，不会造成火星塞点火不良，可使车辆引擎容易启动。
为了让本发明上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为先前技术的引擎启动***的示意图；
图2为先前技术的曲轴、飞轮及脉波产生器的配置示意图；
图3为先前技术的点火装置的示意图；
图4为本发明实施例的引擎启动***的示意图；
图5为本发明实施例的控制单元及脉波产生器的示意图；
图6示出本发明实施例的脉波产生器的电压信号；以及
图7为本发明实施例的印刷电路板的电路示意图。
【主要元件符号说明】
1 引擎启动*** 10 主开关锁
11 电源单元 13 马达控制装置
131 剎车臂指示开关 133 启动开关
137 继电器 135 激磁线圈
138 通电接点 139 启动马达
15 点火控制装置 151 控制单元
153 高压线圈 155 火星塞
157 点火信号产生器 1571 交流发电机
1573 脉波产生器
1511 印刷电路板 1512 微控制器
1513 分压电路 1514 前缘信号产生电路
1515 后缘信号产生电路 1515a 双极接面晶体管
1515b 双极接面晶体管
7 引擎启动*** 70 主开关锁
71 电源单元 72 感应器
73 马达控制装置 731 剎车臂指示开关
733 启动开关 737 继电器
735 激磁线圈 738 通电接点
739 启动马达
74 感应件 78 通电开关
75 点火控制装置 751 电容放电点火器
753 高压线圈 755 火星塞
757 点火信号产生器 7571 交流发电机
7573 脉波产生器
81 曲轴 82 飞轮
821 凸块 83 脉波产生器
90 二极管 91 点火装置
92 二极管 93 低电压(Vs)供应器
94 电阻 96 电容器
97 移动式火花点火器 971 表面
98 电容器
具体实施方式
参考图4，其示出本发明实施例的引擎启动***1。引擎启动***1包括电源单元11、主开关锁10、马达控制装置13及点火控制装置15。电源单元11(例如蓄电池)用以提供整个摩托车的引擎启动装置1所需的电压与电流。马达控制装置13用以带动引擎的曲轴转动(未图示)，而点火控制装置15用以使火星塞点火达到引擎自行持续操作。主开关锁10电连接于电源单元11、马达控制装置13及点火控制装置15，亦即主开关锁10用以控制电源单元11与马达控制装置13及点火控制装置15之间的电导通。
马达控制装置13包括剎车臂指示开关131、启动开关133、继电器137与启动马达139，剎车臂指示开关131、启动开关133与继电器137的激磁线圈135相互串接，而继电器137的一组通电接点178电连接于电源单元11与启动马达139。当剎车臂指示开关131与启动开关133均为导通状态时，使继电器137的激磁线圈135激磁，而使继电器137为操作状态，即通电接点138为导通状态，使得电源单元11供电于启动马达139，使启动马达139转动而带动引擎的曲轴转动。
点火控制装置15包括控制单元151、高压线圈153、火星塞155及点火信号产生器157。控制单元151类似于电容放电点火器(CapacitiveDischarge Ignition；CDI)。控制单元151、高压线圈153及火星塞155相互电串联，而点火信号产生器157电连接于控制单元151，以决定控制单元151的导通时间，而使高压线圈153产生高压，并供电于火星塞155，使火星塞155产生电弧而点火，使引擎可自行持续转动。点火信号产生器157包括交流发电机(Alternating Current Generator；ACG)1571与脉波产生器(Pulser)1573，当主开关锁10控制电源单元11与马达控制装置13及所述点火控制装置15之间的电导通，引擎转动时带动交流发电机1571发电，并传输于脉波产生器1573，脉波产生器1573的电压信号可被传送至控制单元151，而此脉波产生器1573便会决定控制单元151，以使高压线圈153产生高压，并供电于火星塞155，使火星塞155产生电弧而点火。
参考图5，控制单元151包括微控制器1512及印刷电路板1511，印刷电路板1511可为模块化，并电连接于微控制器1512。详言之，印刷电路板1511包括分压电路1513、前缘信号产生电路1514及后缘信号产生电路1515。前缘信号产生电路1514及后缘信号产生电路1515并联后，再与分压电路1513串联。分压电路1513电连接至脉波产生器1573，而前缘信号产生电路1514及后缘信号产生电路1515均分别电连接至微控制器1512。参考图6，脉波产生器1573的电压信号为前缘信号正电压及后缘信号负电压，尤其是在摄氏零下20度以下的脉波产生器1573的低温状态的电压信号较常温状态的电压信号低，且脉波产生器1573的后缘电压稍低于脉波产生器1573的前缘电压。分压电路1513用以稳定脉波产生器1573的电压信号，并将弦波转换成方波。前缘信号产生电路1514提供前缘信号给微控制器1512，可作为引擎高转速时，火星塞点火判断依据。后缘信号产生电路1515提供后缘信号给微控制器1512，可作为引擎低转速时，火星塞点火判断依据。
参考图7，在本实施中，分压电路1513可由多个电阻、电容、分压器等所构成。前缘信号产生电路1514可由多个电阻、电容及双极接面晶体管(BJT)等所构成。后缘信号产生电路1515可由多个电阻、电容及双极接面晶体管(BJT)等所构成。图7的分压电路1513、前缘信号产生电路1514及后缘信号产生电路1515的电子元件(电阻、电容及双极接面晶体管等)的配置设计用以说明本发明，并非限制本发明。
特别地，后缘信号产生电路1515包括双极接面晶体管1515a，双极接面晶体管1515a的射极(E)可经由分压电路1513而电连接至脉波产生器1573，双极接面晶体管1515a的集极(C)可经由另一双极接面晶体管1515b而电连接至微控制器1512，且双极接面晶体管1515a的基极(B)被提升至大于0V(伏特)的预定电压准位。
举例说明，通过稳压集成电路(例如型号7805)接收电源单元12V电压，并将12V电压转换成5V电压。在本实施例中，5V电压经过电阻R20、R21的调整，使双极接面晶体管1515a的基极(B)电压VB设定为0.3125V的预定电压准位。由于双极接面晶体管1515a导通条件为VBE至少约需0.7V以上，因此双极接面晶体管1515a的射极(E)电压VB只须大于0.387V(负电压)即可导通。由于经过分压电路1513的电阻R8、R9的调整会使得脉波产生器1573的电压信号降低，因此脉波产生器1573的电压信号只需大于0.651V(负电压)即可触发导通双极接面晶体管1515a，以提供后缘信号给微控制器1512，作为引擎低转速时，火星塞点火判断依据。特别是在环境温度摄氏零下20度以下的低转速时，本发明的脉波产生器1573的电压信号只需低电压，仍可触发导通双极接面晶体管1515a，以提供后缘信号给微控制器1512，作为火星塞点火之用。
相比于先前技术的脉波产生器的后缘电压信号必须大于1.2V(负电压)，才能导通双极接面晶体管，本发明只需大于0.651V(负电压)即可触发导通双极接面晶体管。换言之，本发明的双极接面晶体管的基极(B)被提升至预定电压准位，可大幅地降低脉波产生器的后缘电压信号的触发电压。由于微控制器(MCU)是依据后缘信号判断何时使火星塞点火，因此当在摄氏零下20度以下的低转速时，本发明的点火控制装置的后缘信号稳定，不会造成火星塞点火不良，可使车辆引擎容易启动。
综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡与本发明权利要求文义相符，或依本发明专利范围所做的等同变化与修改，皆为本发明专利范围所涵盖。
Claims (5)
1.一种引擎点火控制装置，包括：
脉波产生器；以及
控制单元，包括微控制器及印刷电路板，所述印刷电路板电连接于所述微控制器，其中所述印刷电路板包括后缘信号产生电路，所述后缘信号产生电路电连接至微控制器，所述后缘信号产生电路包括双极接面晶体管，所述双极接面晶体管的射极(E)电连接至所述脉波产生器，所述双极接面晶体管的集极(C)电连接至所述微控制器，且所述双极接面晶体管的基极(B)被提升至大于0伏特的预定电压准位，
其中所述印刷电路板还包括分压电路及前缘信号产生电路，所述前缘信号产生电路及所述后缘信号产生电路并联后，再与所述分压电路串联，所述分压电路电连接至所述脉波产生器，所述前缘信号产生电路电连接至所述微控制器，且所述双极接面晶体管的射极(E)经由所述分压电路而电连接至所述脉波产生器。
2.根据权利要求1所述的引擎点火控制装置，还包括稳压集成电路，用以接收电源单元的第一电压，并将所述第一电压转换成第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，其中所述后缘信号产生电路还包括两个电阻，经过所述两个电阻的调整，使所述双极接面晶体管的基极(B)电压设定为所述预定电压准位。
3.根据权利要求2所述的引擎点火控制装置，其中在环境温度摄氏零下20度以下，所述第一电压为12V，所述第二电压5V，所述脉波产生器的电压信号大于0.651V(负电压)即可触发导通所述双极接面晶体管。
4.根据权利要求1所述的引擎点火控制装置，其中还包括高压线圈、火星塞及点火信号产生器，所述控制单元、高压线圈及火星塞相互电串联，而所述点火信号产生器电连接于所述控制单元。
5.根据权利要求1所述的引擎点火控制装置，其中主开关锁用以控制电源单元与马达控制装置及所述点火控制装置之间的电导通，使所述脉波产生器的电压信号传送至所述控制单元。
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