跟踪式点火控制系统.pdf

本发明涉及一种汽油发动机的点火系统。
    由传感器、控制单元及执行单元组成的汽油发动机电子式点火控制系统有开环式控制和闭环式控制两种。开环式控制，其基本点火时刻是靠预先在台架上用实验方法测得的数据来确定的，其最佳点火提前角是针对某一特点的发动机而设置的。由于被控制的发动机工况在控制过程中对控制量不产生影响，因此，发动机性能变化以后，控制单元不能自动修正控制量，所以，这种控制方式适应性较差。闭环式控制，引入了反馈信号来修正、控制点火提前角，从而使发动机工作在最佳状态。但是，现有的闭环式控制一般以爆震信号作为反馈参数，还不能实现发动机在低负荷工作时的最佳点火。所以，在发动机的全工况范围内还需与开环式控制配合工作。这样，就导致整个点火控制系统结构复杂、通用性差、成本提高。

    本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种结构简单、通用性好、成本低、控制精度高、可靠性好的跟踪式点火控制系统。

    本发明的目的通过以下技术方案来实现：在传感器、控制单元、执行单元组成的闭环控制点火系统中，以发动机气缸中的最大压力是否出现在预定的曲轴转角上作为反馈信号来修正、控制点火时刻。在曲轴上设置曲轴转角传感器，在发动机体上设置气缸压力传感器;控制单元含进行曲轴转角传感器和气缸压力传感器测得信号相位比较的相位比较器。

    附图说明：

    图1为本发明电路方框图。

    图2为实施例电路原理图。

    下面参照附图、结合实施例对本发明作进一步详细的描述：

    一种跟踪式点火控制系统，有传感器、控制单元、执行单元，在曲轴上设置曲轴转角传感器，在发动机体上设置气缸压力传感器;控制单元含进行曲轴转角传感器和气缸压力传感器测得信号相位比较的相位比较器4。曲轴转角传感器由装于发动机的飞轮或曲轴皮带盘上对应于各活塞上止点后15-20°处、间隔相等的销钉与装于发动机体上的电磁式传感器构成。控制单元由电阻R1～3、二极管D1～3、运算放大器A1、2及电容C1组成的压力峰值检出器1，运算放大器A3及电阻R5～7组成的转角信号放大器2，三极管T5、电容C2、电阻R4组成的清零器3，集成触发器FF1、2，逻辑门G1～5组成地相位比较器4，三极管T1组成的开关A，三极管T2、3组成的开关B构成。执行单元有伺服电机M和减速器，也可以由作为时标的石英晶体振荡器和作为计时的计数器构成。

    实施例为六缸四冲程发动机点火控制系统。

    工作中，起动发动机后，气缸压力传感器检测出每个气缸内可燃混合气体爆炸的压力，（对于六缸四冲程汽油发动机来说，发动机每旋转一周产生三个压力峰，各压力峰之间差120°曲轴角），压力以脉冲电信号的形式输出。同时，发动机体上装有的电磁式传感器将飞轮或曲轴皮带盘上对应于各活塞在上止点后18°处装有的间隔120°的三只销钉的位置，即曲轴转角准确地检测出来，也以脉冲电信号的形式输出。两传感器测出的信号经由数示集成电路构成的相位比较器4进行定量的相位对比，若压力信号超前转角信号，则在一路输出端上输出一个等于超前量宽度的脉冲;若压力滞后转角，则在另一路输出端输出一个等于滞后量宽度的脉冲;若两路信号相位相同则两路输出均为零。执行单元中的伺服电机M根据相位比较器4输出的信号带动减速器底板修正点火时刻（或推迟、或提前），直至相位比较器4输出为零，即实现了最佳点火时刻。

    本发明与现有技术相比具有以下优点：

    1、结构简单、通用性强、成本低。本发明采用气缸压力点为基准的闭环控制，既克服了因发动机负荷的变化带来的问题，具有自适应能力，能在各种发动机及各种工况下良好工作，其执行单元稍作变动还可应用于柴油机的燃油喷射控制;又极大地精简了传感器品种和数量，使整个控制系统结构简单、制作成本低。

    2、控制精度高、可靠性好。本发明采用的控制方法，实现了活塞每循环修正，发动机每旋转一周能产生三个修正信号（指六缸四冲程汽油机），在正常情况下，仅需数周即可完成跟踪，能对发动机实行毫秒级控制，大大高于用微机控制系统的秒级控制。另外，由于气缸压力点不因负载、转速、水温及燃油品质等因素而改变，因此，该控制系统可在发动机的全工况下稳定、可靠地工作。