專利名稱：一種智能型摩托車限速點火器的制作方法
技術領域：
本發明是一種智能型的摩托車點火器，涉及摩托車限速裝置及排放的改進。
背景技術：
隨著經濟的發展，車輛激增，致使交通越發擁擠，交通事故發生率不斷攀升，尤其高速行駛的摩托車事故發生率居高不下，預計不久摩托車限速將提上日程。相對于歐美的摩托車市場，對摩托車及其配件的安全性能要求較高，幾乎普遍要求加裝限速功能。將車速最高限制在適當范圍內，對于減少交通事故和發動機的保護具有重要的意義。現有的摩托車限速功能的實現，一般采用如下方法①減少空氣濾清器的進氣量來降低發動機的功率實現限速；②改變化油器的氣化量來降低發動的功率實現限速；③堵塞排氣量來降低發動機的功率實現限速；④限制油門開度以實現限速。其中方法①、②、③會直接影響摩托車的動力性，造成發動機過熱等現象；④方法雖然不會直接影響摩托車的動力性，但控制車速誤差大，且容易被用戶自行更改而失去限速功能。
環保意識的增強，使得對摩托車的排放要求越來越高，尤其是對于歐美國家來說。因此燃油的充分燃燒非常重要，于是對于提前角的計算的精度要求越來越高。
發明內容
本發明的目的在于克服以上所述的幾種限速方法的缺點，提供一種更為理想的摩托車限速裝置；改進磁電機凸輪脈沖信號捕獲的方法，增進脈沖捕獲和車速計算精度，提高對點火提前角的控制。該點火器以拾取磁電機的凸輪信號作為點火脈沖信號和車速檢測信號，利用單片機控制技術，當車速達到起始進角速度值時開始進角，達到進角完畢速度時停止進角并保持，超過一定速度時，進角回頭以實現對摩托車車速的精確控制；通過對兩凸輪信號的處理，采用智能算法計算提前角，改善了燃油燃燒性能。
按照本發明提供的技術方案，智能型摩托車限速點火器的硬件設計包括電源電路、熄火控制電路、凸輪點火脈沖信號整形電路、點火控制裝置、點火執行器件以及高壓點火線圈和火花塞；電源電路的輸入端與磁電機的充電線圈相連接，熄火控制電路的輸出端與熄火按鈕連接，凸輪點火脈沖信號整形電路輸入端與觸發線圈連接；其特征是上述點火控制裝置為單片機及接口電路，單片機設置兩個輸入端和一個輸出端，輸出端與點火執行器件的輸入端相連接，單片機的輸入端與凸輪脈沖整形電路的兩個輸出端連接，整形電路將凸輪信號的正脈沖取反、負脈沖信號保持并進行濾波處理，送出兩個脈沖信號。
在點火控制裝置中，主電路由單片機U1、晶體管Q4和可控硅SCR1構成，單片機的1腳連接電源電路，2腳和3腳懸空，4腳接外部復位電路，5腳和6腳連接凸輪點火脈沖信號整形電路的輸出端，7腳與Q4的發射極連接，8腳接地；晶體管Q4的集電極連接電源芯片的輸入端(即電源芯片的2腳)，并且經過C6、C5和穩壓管Z4組成的并聯電路后接地，電阻R14連接在Q4的基極和可控硅的控制極之間；可控硅SCR1的正極連接點火執行器件C1，電阻R3和電容C3并聯后并聯與控制極與負極之間并接地。
凸輪點火脈沖信號整形電路主要特征為晶體管Q1和Q2，穩壓管Z1和Z2，電容C7、C8、C10、C11，電阻R1、R4、R5、R9、R10、R11、R12、R13以及二極管D7、和D2組成。凸輪脈沖信號輸入端經串聯電阻R1、通過電容C13接地、通過穩壓管Z1、Z2接地后分為兩路一路經過R5和C8并聯組成的平移耦合電路接至晶體管Q2的發射極，Q2的基極接地，Q2的集電極分為兩路，一路通過R12接至單片機的P1.2腳(即5腳)，并經過電容C10接地，另一路經串聯R10后接至電源芯片的輸出端(即電源芯片的1腳)；另一路直接接至晶體管Q1的集電極，Q1的基極串聯電阻R9連至二極管D7的負極，并且D7的負極連接D2的負極，D2的正極接地，D7的正極分別通過R11和R13接至電源芯片的輸出端(即電源芯片的1腳)和單片機的P0.5腳(即6腳)，R13和單片機5腳之間串聯電容C11接地。
電源電路由電源芯片ht7533A-1、穩壓管Z3，二極管D1、D3、D5、D6，電容C2、C9、C14以及電阻R2、R15、R16組成。電源輸入端串聯二極管D3和D1后連至可控硅SCR1的正極，給電容C1充電，D3的負極與D5的負極相連，D5的正極接地，D3的正極經由電容C2串聯后接至D6的正極，D6的負極串聯R2后進入電源芯片的輸入端(即2腳)，D6的負極還經過電容C14與地相連，D6的正極同時還與可控硅SCR2的負極，電阻R15、R16串聯與SCR2的正極和負極之間，SCR2的控制極連接與電阻R15、R16之間，電源芯片的3腳接地，1腳經濾波電容C9后接入單片機的1腳。
本發明限速原理為通過拾取凸輪脈沖信號作為點火脈沖信號和車速檢測信號，將車速換算成相應的磁電機轉速，利用單片機控制技術，超過設定速度時，通過單片機自動控制火花塞放電時間作適當的滯后，進角回頭，造成點火角與發動機失諧，以實現對摩托車車速的精確限制。所需限速值和回頭角度可通過修改單片機軟件參數來實現。
本發明點火原理為通過拾取凸輪脈沖信號作為點火脈沖信號和車速檢測信號，將車速換算成相應的磁電機轉速，當轉速達到300轉/分時開始點火，并在超過300轉/分時連續點火，當轉速達到設定的起始進角速度值時開始進角，達到進角完畢速度時停止進角并保持，直到達到最大限定速度。最大進角、提前角、起始進角速度、進角終了速度可以通過修改單片機軟件參數來實現，非常方便。
本發明由于電子點火器采用單片機等數字電路作為控制單元，工作時易受火花塞高壓放電、喇叭等各種干擾的影響。這些干擾會使單片機錯誤的將干擾作為點火觸發脈沖，從而得到錯誤的點火提前角，嚴重時還會造成程序跑飛，不能正常工作。對于前者，采用只有P0.5是高電平且P1.2是低電平時才認為輸入脈沖到來的方法消除輸入干擾。對于后者在程序循環的地方加入“看門狗”，在程序存儲器ROM空白區域和程序轉移指令之后加入“軟件陷阱”的方法，使程序跑飛的時候能夠正常復位運行。
本發明與現有限速點火器比較，具有結構新穎、構思巧妙、成本低廉，點火點控制更精確，車速限制范圍更精確的特點。摩托車的起動性能和加速性能優良，行使過程順暢，無“發沖”現象。確保了摩托車駕乘者的安全，延長了發動機的使用壽命，且具有油耗低、排污少的優點，起到一定的環保作用。
圖1為智能型摩托車限速點火器的結構原理方框圖；圖2為智能型摩托車限速點火器電路原理圖；圖3為整形后凸輪脈沖信號示意圖；圖4為智能型摩托車限速點火器的程序流程圖。
具體實施例方式
參照圖1、2，智能型摩托車限速點火器，硬件設計包括電源電路、熄火控制電路、凸輪點火脈沖信號整形電路、點火控制裝置、點火執行器件以及高壓點火線圈和火花塞；電源電路的輸入端與磁電機的充電線圈相連接，熄火控制電路的輸出端與熄火按鈕連接，凸輪點火脈沖信號整形電路輸入端與觸發線圈連接；其特征是上述點火控制裝置為單片機及接口電路，單片機設置兩個輸入端和一個輸出端，輸出端與點火執行器件的輸入端相連接，單片機的輸入端與凸輪脈沖整形電路的兩個輸出端連接，整形電路將凸輪信號的正脈沖取反、負脈沖信號保持并進行濾波處理，送出兩個脈沖信號。
在點火控制裝置中，主電路由單片機U1、晶體管Q4和可控硅SCR1構成，單片機的1腳連接電源電路，2腳和3腳懸空，4腳接外部復位電路，5腳和6腳連接凸輪點火脈沖信號整形電路的輸出端，7腳與Q4的發射極連接，8腳接地；晶體管Q4的集電極連接電源芯片的輸入端(即電源芯片的2腳)，并且經過C6、C5和穩壓管Z4組成的并聯電路后接地，電阻R14連接在Q4的基極和可控硅的控制極之間；可控硅SCR1的正極連接點火執行器件C1，電阻R3和電容C3并聯后并聯與控制極與負極之間并接地。可控硅SCR1導通，則使C1形成放電回路，從而使得火花塞端獲得高電壓，執行點火。單片機負責車速計算以及點火脈沖的輸出。
在凸輪點火脈沖信號整形電路中，晶體管Q1和Q2，穩壓管Z1和Z2，電容C7、C8、C10、C11，電阻R1、R4、R5、R9、R10、R11、R12、R13以及二極管D7、和D2組成。其連接關系如圖2所示。凸輪脈沖信號輸入端經串聯電阻R1、通過電容C13接地、通過穩壓管Z1、Z2接地后分為兩路一路經過R5和C8并聯組成的平移耦合電路接至晶體管Q2的發射極，Q2的基極接地，Q2的集電極分為兩路，一路通過R12接至單片機的P1.2腳(即5腳)，并經過電容C10接地，另一路經串聯R10后接至電源芯片的輸出端(即電源芯片的1腳)；另一路直接接至晶體管Q1的集電極，Q1的基極串聯電阻R9連至二極管D7的負極，并且D7的負極連接D2的負極，D2的正極接地，D7的正極分別通過R11和R13接至電源芯片的輸出端(即電源芯片的1腳)和單片機的P0.5腳(即6腳)，R13和單片機5腳之間串聯電容C11接地。整形電路將凸輪信號的正脈沖取反、負脈沖信號保持并進行濾波處理，送出兩個脈沖信號，如附圖2所示。
電源電路由電源芯片ht7533A-1、穩壓管Z3，二極管D1、D3、D5、D6，電容C2、C9、C14以及電阻R2、R15、R16組成。其具體連接關系如圖2所示。電源輸入端串聯二極管D3和D1后連至可控硅SCR1的正極，給電容C1充電，D3的負極與D5的負極相連，D5的正極接地，D3的正極經由電容C2串聯后接至D6的正極，D6的負極串聯R2后進入電源芯片的輸入端(即2腳)，D6的負極還經過電容C14與地相連，D6的正極同時還與可控硅SCR2的負極，電阻R15、R16串聯與SCR2的正極和負極之間，SCR2的控制極連接與電阻R15、R16之間，電源芯片的3腳接地，1腳經濾波電容C9后接入單片機的1腳。電源電路主要功能為點火控制電路以及點火執行器提供電源。
所述點火執行器件以及與之連接的點火線圈、火花塞與現有技術相同或相似。所述車速計算是通過凸輪脈沖信號計算獲得，根據凸輪脈沖信號精確控制點火點，其具體程序流程如圖4所示。
在本發明的裝置被封裝后，設置的接線連接端為1、電源輸入端，與磁電機充電線圈連接；2、熄火控制端，與熄火開關連接；3、凸輪脈沖信號輸入端，與觸發線圈連接；4、高壓輸出端，與高壓點火線圈連接；5、公共接地端。
權利要求
1.一種智能型摩托車限速點火器，硬件設計包括電源電路、熄火控制電路、凸輪點火脈沖信號整形電路、點火控制裝置、點火執行器件以及高壓點火線圈和火花塞；電源電路的輸入端與磁電機的充電線圈相連接，為點火控制電路以及點火執行器提供電源；熄火控制電路的輸出端與熄火按鈕連接，負責發動機的熄火控制；凸輪點火脈沖信號整形電路輸入端與觸發線圈連接，整形電路將凸輪信號的正脈沖取反、負脈沖信號保持并進行濾波處理，送出兩個脈沖信號；上述點火控制裝置為單片機及接口電路，單片機設置兩個輸入端和一個輸出端，輸出端與點火執行器件的輸入端相連接，單片機的輸入端與凸輪脈沖整形電路的兩個輸出端連接，負責車速計算以及點火脈沖的輸出。
2.如權利要求1所述的智能型摩托車限速點火器，其特征是在點火控制裝置中，主電路由單片機(U1)、晶體管(Q4)和可控硅(SCR1)構成，單片機的1腳連接電源電路，2腳和3腳懸空，4腳接外部復位電路，5腳和6腳連接凸輪點火脈沖信號整形電路的輸出端，7腳與晶體管(Q4)的發射極連接，8腳接地；晶體管(Q4)的集電極連接電源芯片的輸入端，并且經過電容(C6)、(C5)和穩壓管(Z4)組成的并聯電路后接地，電阻(R14)連接在晶體管(Q4)的基極和可控硅的控制極之間；可控硅(SCR1)的正極連接點火執行器件(C1)，電阻(R3)和電容(C3)并聯后并聯于控制極與負極之間并接地；可控硅(SCR1)導通，則使點火執行器件(C1)形成放電回路，從而使得火花塞端獲得高電壓，執行點火。
3.如權利要求1所述的智能型摩托車限速點火器，其特征是在凸輪點火脈沖信號整形電路中，晶體管(Q1)和(Q2)，穩壓管(Z1)和(Z2)，電容(C7)、(C8)、C10、C11，電阻(R1)、(R4)、(R5)、(R9)、(R10)、(R11)、(R12)、(R13)以及二極管(D7)、和(D2)組成；凸輪脈沖信號輸入端經串聯電阻(R1)、通過電容(C13)接地、通過穩壓管(Z1)、(Z2)接地后分為兩路一路經過(R5)和(C8)并聯組成的平移耦合電路接至晶體管(Q2)的發射極，(Q2)的基極接地，(Q2)的集電極分為兩路，一路通過(R12)接至單片機的P1.2腳，并經過電容(C10)接地，另一路經串聯電阻(R10)后接至電源芯片的輸出端；另一路直接接至晶體管(Q1)的集電極，晶體管(Q1)的基極串聯電阻(R9)連至二極管(D7)的負極，并且二極管(D7)的負極連接二極管(D2)的負極，二極管(D2)的正極接地，二極管(D7)的正極分別通過電阻(R11)和(R13)接至電源芯片的輸出端和單片機的P0.5腳，電阻(R13)和單片機的5腳之間串聯電容(C11)接地。
4.如權利要求1所述的智能型摩托車限速點火器，其特征是電源電路主要由電源芯片、穩壓管(Z3)，二極管(D1)、(D3)、(D5)、(D6)，電容(C2)、(C9)、(C14)以及電阻(R2)、(R15)、(R16)組成；電源輸入端串聯二極管(D3)和(D1)后連至可控硅(SCR1)的正極，給電容(C1)充電，二極管(D3)的負極與二極管(D5)的負極相連，二極管(D5)的正極接地，二極管(D3)的正極經由電容(C2)串聯后接至二極管(D6)的正極，二極管(D6)的負極串聯電阻(R2)后進入電源芯片的輸入端，二極管(D6)的負極還經過電容(C14)與地相連，二極管(D6)的正極同時還與可控硅(SCR2)的負極，電阻(R15)、(R16)串聯于可控硅(SCR2)的正極和負極之間，可控硅(SCR2)的控制極連接與電阻(R15)、(R16)之間，電源芯片的3腳接地，1腳經濾波電容(C9)后接入單片機的1腳。
全文摘要
一種智能型摩托車限速點火器，本發明是一種智能型的摩托車點火器，涉及摩托車限速裝置及排放的改進。本發明是在現有普通摩托車點火器的基礎上引入微處理器和先進的控制算法，使發動機工作在最理想狀態。智能型摩托車限速點火器是以P89LPC901微處理器為核心的無觸點數字點火器，電路簡單，單輸入單輸出，上電復位，無外時鐘電路。其原理是磁電機凸輪切割觸發線圈所產生的觸發信號通過整形作為輸入信號，微處理器辨識后轉化為速度和點火信號參考點信號，與預設定好的限速值進行比較，通過模糊智能控制，得到最佳點火出現時刻，由微處理器輸出去控制點火電路，從而能精確控制點火點。本發明與其他點火器技術比較，結構簡單，成本低廉，點火點精確，發動機性能高，車速限制范圍精確等特點。
文檔編號F02P5/15GK101021195SQ20071002025
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月9日 優先權日2007年3月9日
發明者紀志成, 吳定會, 沈艷霞 申請人:江南大學