專利名稱：引擎點(diǎn)火控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種點(diǎn)火控制裝置，特別是涉及一種引擎啟動(dòng)系統(tǒng)的點(diǎn)火控制裝置。
背景技術(shù)：
摩托車的速度及靈活性為其受到大眾喜愛的原因，而就摩托車的操作，是將外界導(dǎo)入的新鮮空氣和燃油送至化油器混合為油氣后，再將油氣輸入引擎燃爆產(chǎn)生動(dòng)力，而來推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)變速系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，后輪則帶動(dòng)前輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，來達(dá)到行進(jìn)的目的，一般當(dāng)摩托車停止后不久即再啟動(dòng)，可以很容易的啟動(dòng)引擎運(yùn)轉(zhuǎn)，但是當(dāng)停止過久(即俗稱冷車)，則當(dāng)要在冷車狀態(tài)下啟動(dòng)引擎，就會(huì)較為困難無法順利啟動(dòng)。參考圖1，中國臺(tái)灣專利證書號(hào)1300821公開了一種引擎啟動(dòng)系統(tǒng)7。引擎啟動(dòng)系統(tǒng)7包括電源單元71、主開關(guān)鎖70及感應(yīng)器72。電源單元71 (例如蓄電池)用以提供整個(gè)摩托車的引擎啟動(dòng)系統(tǒng)7所需的電壓與電流。引擎啟動(dòng)系統(tǒng)7還包括馬達(dá)控制裝置73及點(diǎn)火控制裝置75，其中馬達(dá)控制裝置73用以帶動(dòng)引擎的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)(未圖示)，而點(diǎn)火控制裝置75用以使火星塞點(diǎn)火達(dá)到引擎自行持續(xù)操作。主開關(guān)鎖70電連接于電源單元71、馬達(dá)控制裝置73及點(diǎn)火控制裝置75。感應(yīng)器72電連接于主開關(guān)鎖70與點(diǎn)火控制裝置75，且感應(yīng)器72經(jīng)由通電開關(guān)78而電連接于電源單元71。感應(yīng)件74(例如芯片卡)可通過感應(yīng)著感應(yīng)器72而使主開關(guān)鎖70可被切換。馬達(dá)控制裝置73包括剎車臂指示開關(guān)731、啟動(dòng)開關(guān)733、繼電器737與啟動(dòng)馬達(dá)739，剎車臂指示開關(guān)731、啟動(dòng)開關(guān)733與繼電器737的激磁線圈735相互串接，而繼電器737的一組通電接點(diǎn)738電連接于電源單元71與啟動(dòng)馬達(dá)739。當(dāng)剎車臂指示開關(guān)731與啟動(dòng)開關(guān)733均為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，使繼電器737的激磁線圈735激磁，而使繼電器737為操作狀態(tài)，即通電接點(diǎn)738為導(dǎo)通狀態(tài)，使得電源單元71供電于啟動(dòng)馬達(dá)739，使啟動(dòng)馬達(dá)739轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)引擎的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。點(diǎn)火控制裝置75包括電容放電點(diǎn)火器(Capacitive Discharge Ignition ；⑶I) 751、高壓線圈753、火星塞755及點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器757，其中電容放電點(diǎn)火器751、高壓線圈753及火星塞755相互電串聯(lián)，而點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器757電連接于電容放電點(diǎn)火器751，以控制電容放電點(diǎn)火器751的導(dǎo)通時(shí)間，而使高壓線圈753產(chǎn)生高壓，并供電于火星塞755，使火星塞755產(chǎn)生電弧而點(diǎn)火，使引擎可自行持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器757包括交流發(fā)電機(jī)(Alternating Current Generator ;ACG) 7571 與脈波產(chǎn)生器(Pulser) 7573,當(dāng)引擎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)7571發(fā)電，并傳輸于脈波產(chǎn)生器7573，而此脈波產(chǎn)生器7573便會(huì)控制電容放電點(diǎn)火器751，以使高壓線圈753產(chǎn)生高壓，并供電于火星塞755，使火星塞755產(chǎn)生電弧而點(diǎn)火。參考圖2，中國臺(tái)灣專利證書號(hào)1344430公開了一種摩托車引擎結(jié)構(gòu)。曲軸81在左曲軸箱側(cè)設(shè)有飛輪82、脈波產(chǎn)生器83，所述飛輪82上設(shè)有凸塊821，當(dāng)曲軸81轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)飛輪82時(shí)，通過脈波產(chǎn)生器83感應(yīng)飛輪82上的凸塊821，所述脈波產(chǎn)生器83可輸出信號(hào)給電容放電點(diǎn)火器，所述電容放電點(diǎn)火器則可令火星塞做精確的點(diǎn)火動(dòng)作。
參考圖3，中國臺(tái)灣專利證書號(hào)104401公開了一種傳統(tǒng)的點(diǎn)火裝置91 (例如電容放電點(diǎn)火器(CDI)或是晶體化線圈點(diǎn)火(TCI))、一個(gè)低電壓(Vs)供應(yīng)器93、電容器96以及98、二極管90、92以及電阻94。傳統(tǒng)的點(diǎn)火裝置91提供了對(duì)沿著移動(dòng)式火花點(diǎn)火器(TSI)97的表面971的間隙中的油氣混合氣產(chǎn)生崩潰或離子化所需的高電壓(磁場作用增加電漿的體積)。上述3篇專利均未揭露當(dāng)?shù)蜏貭顟B(tài)啟動(dòng)馬達(dá)操作時(shí)，交流發(fā)電機(jī)(ACG)所產(chǎn)生的脈波產(chǎn)生器(Pulser)電壓較常溫狀態(tài)的脈波產(chǎn)生器電壓低，且脈波產(chǎn)生器的后緣電壓稍低于脈波產(chǎn)生器的前緣電壓。當(dāng)脈波產(chǎn)生器的后緣電壓低于1. 2V時(shí)，則無法有效觸發(fā)電容放電點(diǎn)火器(CDI)的后緣電路的雙極接面晶體管(BJT)，因此無法產(chǎn)生后緣信號(hào)給發(fā)電容放電點(diǎn)火器(CDI)的微控制器(MCU)。由于微控制器(MCU)是依據(jù)后緣信號(hào)判斷何時(shí)使火星塞點(diǎn)火，因此當(dāng)?shù)娃D(zhuǎn)速時(shí)，若后緣信號(hào)不穩(wěn)定，則造成火星塞點(diǎn)火不良，使車輛引擎不易啟動(dòng)。因此，需要提供一種引擎點(diǎn)火控制裝置，能夠解決前述的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種引擎點(diǎn)火控制裝置包括脈波產(chǎn)生器；以及控制單元，包括微控制器及印刷電路板，所述印刷電路板電連接于所述微控制器，其中所述印刷電路板包括后緣信號(hào)產(chǎn)生電路，所述后緣信號(hào)產(chǎn)生電路電連接至微控制器，所述后緣信號(hào)產(chǎn)生電路包括雙極接面晶體管，所述雙極接面晶體管的射極(E)電連接至所述脈波產(chǎn)生器，所述雙極接面晶體管的集極(C)電連接至所述微控制器，且所述雙極接面晶體管的基極(B)被提升至大于O伏特的預(yù)定電壓準(zhǔn)位。本發(fā)明的雙極接面晶體管的基極(B)被提升至預(yù)定電壓準(zhǔn)位，可大幅地降低脈波產(chǎn)生器的后緣電壓信號(hào)的觸發(fā)電壓。由于微控制器(MCU)是依據(jù)后緣信號(hào)判斷何時(shí)使火星塞點(diǎn)火，因此當(dāng)在攝氏零下20度以下的低轉(zhuǎn)速時(shí)，本發(fā)明的點(diǎn)火控制裝置的后緣信號(hào)穩(wěn)定，不會(huì)造成火星塞點(diǎn)火不良，可使車輛引擎容易啟動(dòng)。為了讓本發(fā)明上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯，下文將配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1為先前技術(shù)的引擎啟動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖2為先前技術(shù)的曲軸、飛輪及脈波產(chǎn)生器的配置示意圖；圖3為先前技術(shù)的點(diǎn)火裝置的示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的引擎啟動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的控制單元及脈波產(chǎn)生器的示意圖；圖6示出本發(fā)明實(shí)施例的脈波產(chǎn)生器的電壓信號(hào)；以及圖7為本發(fā)明實(shí)施例的印刷電路板的電路示意圖。主要元件符號(hào)說明1引擎啟動(dòng)系統(tǒng)10主開關(guān)鎖11電源單元13馬達(dá)控制裝置
131剎車臂指示開關(guān)133啟動(dòng)開關(guān)137繼電器135激磁線圈138通電接點(diǎn)139啟動(dòng)馬達(dá)15點(diǎn)火控制裝置151控制單元153高壓線圈155火星塞157點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器1571交流發(fā)電機(jī)1573脈波產(chǎn)生器1511印刷電路板1512微控制器 1513分壓電路1514前緣信號(hào)產(chǎn)生電路1515后緣信號(hào)產(chǎn)生電路1515a雙極接面晶體管1515b雙極接面晶體管7引擎啟動(dòng)系統(tǒng)70主開關(guān)鎖71電源單元72感應(yīng)器73馬達(dá)控制裝置731剎車臂指示開關(guān)733啟動(dòng)開關(guān)737繼電器735激磁線圈738通電接點(diǎn)739啟動(dòng)馬達(dá)74感應(yīng)件78通電開關(guān)75點(diǎn)火控制裝置751電容放電點(diǎn)火器753高壓線圈755火星塞757點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器7571交流發(fā)電機(jī)7573脈波產(chǎn)生器81曲軸82飛輪821凸塊83脈波產(chǎn)生器90 二極管91點(diǎn)火裝置92 二極管93低電壓(Vs)供應(yīng)器94電阻96電容器97移動(dòng)式火花點(diǎn)火器971表面98電容器
具體實(shí)施例方式參考圖4，其示出本發(fā)明實(shí)施例的引擎啟動(dòng)系統(tǒng)I。引擎啟動(dòng)系統(tǒng)I包括電源單元11、主開關(guān)鎖10、馬達(dá)控制裝置13及點(diǎn)火控制裝置15。電源單元11 (例如蓄電池)用以提供整個(gè)摩托車的引擎啟動(dòng)裝置I所需的電壓與電流。馬達(dá)控制裝置13用以帶動(dòng)引擎的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)(未圖示)，而點(diǎn)火控制裝置15用以使火星塞點(diǎn)火達(dá)到引擎自行持續(xù)操作。主開關(guān)鎖10電連接于電源單元11、馬達(dá)控制裝置13及點(diǎn)火控制裝置15，亦即主開關(guān)鎖10用以控制電源單元11與馬達(dá)控制裝置13及點(diǎn)火控制裝置15之間的電導(dǎo)通。馬達(dá)控制裝置13包括剎車臂指示開關(guān)131、啟動(dòng)開關(guān)133、繼電器137與啟動(dòng)馬達(dá)139，剎車臂指示開關(guān)131、啟動(dòng)開關(guān)133與繼電器137的激磁線圈135相互串接，而繼電器137的一組通電接點(diǎn)178電連接于電源單元11與啟動(dòng)馬達(dá)139。當(dāng)剎車臂指示開關(guān)131與啟動(dòng)開關(guān)133均為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，使繼電器137的激磁線圈135激磁，而使繼電器137為操作狀態(tài)，即通電接點(diǎn)138為導(dǎo)通狀態(tài)，使得電源單元11供電于啟動(dòng)馬達(dá)139，使啟動(dòng)馬達(dá)139轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)引擎的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。點(diǎn)火控制裝置15包括控制單元151、高壓線圈153、火星塞155及點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器157?？刂茊卧?51類似于電容放電點(diǎn)火器(CapacitiveDischarge Ignition ;Q)I)。控制單元151、高壓線圈153及火星塞155相互電串聯(lián)，而點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器157電連接于控制單元151，以決定控制單元151的導(dǎo)通時(shí)間，而使高壓線圈153產(chǎn)生高壓，并供電于火星塞155，使火星塞155產(chǎn)生電弧而點(diǎn)火，使引擎可自行持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器157包括交流發(fā)電機(jī)(Alternating Current Generator ；ACG) 1571 與脈波產(chǎn)生器(Pulser) 1573,當(dāng)主開關(guān)鎖10控制電源單元11與馬達(dá)控制裝置13及所述點(diǎn)火控制裝置15之間的電導(dǎo)通，引擎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)1571發(fā)電,并傳輸于脈波產(chǎn)生器1573,脈波產(chǎn)生器1573的電壓信號(hào)可被傳送至控制單元151，而此脈波產(chǎn)生器1573便會(huì)決定控制單元151，以使高壓線圈153產(chǎn)生高壓，并供電于火星塞155，使火星塞155產(chǎn)生電弧而點(diǎn)火。參考圖5，控制單元151包括微控制器1512及印刷電路板1511，印刷電路板1511可為模塊化，并電連接于微控制器1512。詳言之，印刷電路板1511包括分壓電路1513、前緣信號(hào)產(chǎn)生電路1514及后緣信號(hào)產(chǎn)生電路1515。前緣信號(hào)產(chǎn)生電路1514及后緣信號(hào)產(chǎn)生電路1515并聯(lián)后，再與分壓電路1513串聯(lián)。分壓電路1513電連接至脈波產(chǎn)生器1573，而前緣信號(hào)產(chǎn)生電路1514及后緣信號(hào)產(chǎn)生電路1515均分別電連接至微控制器1512。參考圖6，脈波產(chǎn)生器1573的電壓信號(hào)為前緣信號(hào)正電壓及后緣信號(hào)負(fù)電壓，尤其是在攝氏零下20度以下的脈波產(chǎn)生器1573的低溫狀態(tài)的電壓信號(hào)較常溫狀態(tài)的電壓信號(hào)低，且脈波產(chǎn)生器1573的后緣電壓稍低于脈波產(chǎn)生器1573的前緣電壓。分壓電路1513用以穩(wěn)定脈波產(chǎn)生器1573的電壓信號(hào)，并將弦波轉(zhuǎn)換成方波。前緣信號(hào)產(chǎn)生電路1514提供前緣信號(hào)給微控制器1512，可作為引擎高轉(zhuǎn)速時(shí)，火星塞點(diǎn)火判斷依據(jù)。后緣信號(hào)產(chǎn)生電路1515提供后緣信號(hào)給微控制器1512，可作為引擎低轉(zhuǎn)速時(shí)，火星塞點(diǎn)火判斷依據(jù)。參考圖7，在本實(shí)施中，分壓電路1513可由多個(gè)電阻、電容、分壓器等所構(gòu)成。前緣信號(hào)產(chǎn)生電路1514可由多個(gè)電阻、電容及雙極接面晶體管(BJT)等所構(gòu)成。后緣信號(hào)產(chǎn)生電路1515可由多個(gè)電阻、電容及雙極接面晶體管(BJT)等所構(gòu)成。圖7的分壓電路1513、前緣信號(hào)產(chǎn)生電路1514及后緣信號(hào)產(chǎn)生電路1515的電子元件(電阻、電容及雙極接面晶體管等)的配置設(shè)計(jì)用以說明本發(fā)明，并非限制本發(fā)明。特別地，后緣信號(hào)產(chǎn)生電路1515包括雙極接面晶體管1515a，雙極接面晶體管1515a的射極(E)可經(jīng)由分壓電路1513而電連接至脈波產(chǎn)生器1573，雙極接面晶體管1515a的集極(C)可經(jīng)由另一雙極接面晶體管1515b而電連接至微控制器1512，且雙極接面晶體管1515a的基極(B)被提升至大于OV(伏特)的預(yù)定電壓準(zhǔn)位。舉例說明，通過穩(wěn)壓集成電路(例如型號(hào)7805)接收電源單元12V電壓，并將12V電壓轉(zhuǎn)換成5V電壓。在本實(shí)施例中，5V電壓經(jīng)過電阻R20、R22的調(diào)整，使雙極接面晶體管1515a的基極(B)電壓Vb設(shè)定為O. 3125V的預(yù)定電壓準(zhǔn)位。由于雙極接面晶體管1515a導(dǎo)通條件為Vbe至少約需O. 7V以上，因此雙極接面晶體管1515a的射極(E)電壓Vb只須大于0.387V(負(fù)電壓)即可導(dǎo)通。由于經(jīng)過分壓電路1513的電阻R8、R9的調(diào)整會(huì)使得脈波產(chǎn)生器1573的電壓信號(hào)降低，因此脈波產(chǎn)生器1573的電壓信號(hào)只需大于O. 651V(負(fù)電壓)即可觸發(fā)導(dǎo)通雙極接面晶體管1515a，以提供后緣信號(hào)給微控制器1512，作為引擎低轉(zhuǎn)速時(shí)，火星塞點(diǎn)火判斷依據(jù)。特別是在環(huán)境溫度攝氏零下20度以下的低轉(zhuǎn)速時(shí)，本發(fā)明的脈波產(chǎn)生器1573的電壓信號(hào)只需低電壓，仍可觸發(fā)導(dǎo)通雙極接面晶體管1515a，以提供后緣信號(hào)給微控制器1512，作為火星塞點(diǎn)火之用。相比于先前技術(shù)的脈波產(chǎn)生器的后緣電壓信號(hào)必須大于1. 2V(負(fù)電壓)，才能導(dǎo)通雙極接面晶體管，本發(fā)明只需大于O. 651V(負(fù)電壓)即可觸發(fā)導(dǎo)通雙極接面晶體管。換言之，本發(fā)明的雙極接面晶體管的基極(B)被提升至預(yù)定電壓準(zhǔn)位，可大幅地降低脈波產(chǎn)生器的后緣電壓信號(hào)的觸發(fā)電壓。由于微控制器(MCU)是依據(jù)后緣信號(hào)判斷何時(shí)使火星塞點(diǎn)火，因此當(dāng)在攝氏零下20度以下的低轉(zhuǎn)速時(shí)，本發(fā)明的點(diǎn)火控制裝置的后緣信號(hào)穩(wěn)定，不會(huì)造成火星塞點(diǎn)火不良，可使車輛引擎容易啟動(dòng)。綜上所述，乃僅記載本發(fā)明為呈現(xiàn)解決問題所采用的技術(shù)手段的實(shí)施方式或?qū)嵤├?，并非用來限定本發(fā)明專利實(shí)施的范圍。即凡與本發(fā)明權(quán)利要求文義相符，或依本發(fā)明專利范圍所做的等同變化與修改，皆為本發(fā)明專利范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種引擎點(diǎn)火控制裝置，包括 脈波產(chǎn)生器；以及 控制單元，包括微控制器及印刷電路板，所述印刷電路板電連接于所述微控制器，其中所述印刷電路板包括后緣信號(hào)產(chǎn)生電路，所述后緣信號(hào)產(chǎn)生電路電連接至微控制器，所述后緣信號(hào)產(chǎn)生電路包括雙極接面晶體管，所述雙極接面晶體管的射極(E)電連接至所述脈波產(chǎn)生器，所述雙極接面晶體管的集極(C)電連接至所述微控制器，且所述雙極接面晶體管的基極(B)被提升至大于O伏特的預(yù)定電壓準(zhǔn)位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎點(diǎn)火控制裝置，還包括穩(wěn)壓集成電路，用以接收電源單元的第一電壓，并將所述第一電壓轉(zhuǎn)換成第二電壓，所述第二電壓小于所述第一電壓，其中所述后緣信號(hào)產(chǎn)生電路還包括兩個(gè)電阻，經(jīng)過所述兩個(gè)電阻的調(diào)整，使所述雙極接面晶體管的基極(B)電壓設(shè)定為所述預(yù)定電壓準(zhǔn)位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎點(diǎn)火控制裝置，其中在環(huán)境溫度攝氏零下20度以下，所述第一電壓為12V，所述第二電壓5V，所述脈波產(chǎn)生器的電壓信號(hào)大于O. 651V (負(fù)電壓)即可觸發(fā)導(dǎo)通所述雙極接面晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎點(diǎn)火控制裝置，其中所述印刷電路板還包括分壓電路及前緣信號(hào)產(chǎn)生電路，所述前緣信號(hào)產(chǎn)生電路及所述后緣信號(hào)產(chǎn)生電路并聯(lián)后，再與所述分壓電路串聯(lián)，所述分壓電路電連接至所述脈波產(chǎn)生器，所述前緣信號(hào)產(chǎn)生電路電連接至所述微控制器，且所述雙極接面晶體管的射極(E)經(jīng)由所述分壓電路而電連接至所述脈波產(chǎn)生器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎點(diǎn)火控制裝置，其中還包括高壓線圈、火星塞及點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器，所述控制單元、高壓線圈及火星塞相互電串聯(lián)，而所述點(diǎn)火信號(hào)產(chǎn)生器電連接于所述控制單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引擎點(diǎn)火控制裝置，其中主開關(guān)鎖用以控制電源單元與馬達(dá)控制裝置及所述點(diǎn)火控制裝置之間的電導(dǎo)通，使所述脈波產(chǎn)生器的電壓信號(hào)傳送至所述控制單元。
全文摘要
本發(fā)明公開一種引擎點(diǎn)火控制裝置包括脈波產(chǎn)生器；以及控制單元，包括微控制器及印刷電路板，所述印刷電路板電連接于所述微控制器，其中所述印刷電路板包括后緣信號(hào)產(chǎn)生電路，所述后緣信號(hào)產(chǎn)生電路電連接至微控制器，所述后緣信號(hào)產(chǎn)生電路包括雙極接面晶體管，所述雙極接面晶體管的射極(E)電連接至所述脈波產(chǎn)生器，所述雙極接面晶體管的集極(C)電連接至所述微控制器，且所述雙極接面晶體管的基極(B)被提升至大于0伏特的預(yù)定電壓準(zhǔn)位。
文檔編號(hào)F02P5/15GK102996316SQ201110276598
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者董育佳, 謝世甲, 呂坤郎 申請(qǐng)人:光陽工業(yè)股份有限公司