一種低壓直流cdi點火器的閉環控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種低壓直流⑶I點火器的閉環控制方法。
【背景技術】
[0002]目前，低壓直流升壓式點火器在小型航空器，模型發動機等領域獲得廣泛使用，如使用電池升壓點火方式的小型發動機CDI點火器，其工作原理為通過二次升壓技術將低壓直流電變換為數萬伏的高壓點火電流，第一次升壓(初級升壓)為通過振蕩電路將低壓直流電轉換為約260?400V的初級高壓，對蓄能電容充電，然后此電容通過可控硅高壓包放電，使其轉換為數萬伏特的高壓電，形成第二次升壓，對氣缸的壓縮可燃氣體放電，從而推動活塞做功。
[0003]目前的設計方法下，一般直流低壓點火器都存在相對固定的使用電壓范圍，例如某型號的⑶I點火器，其正常工作電壓范圍僅為4.8到8.4V之間，超出這個范圍⑶I都將不能正常工作，將致使點火器的升壓充電的功率要么過大，要么過小，并有可能損毀，適用范圍很狹窄。
[0004]這樣，給使用者便造成了很大的不便，必須小心挑選電源種類，比如，4節鎳氫電池，或2節鋰電池，如果用3節鋰電池，或者是3節鎳氫電池時點火器分別是可能損毀和不工作。
[0005]例如某型號的CDI點火器初級升壓部分，如圖1、2所示，可以看到其振蕩部分是由NE555組成，以一個固定占空比的信號驅動場效應管Fl，變壓器Tl，整流管D4等元件將電源電壓升壓為約300伏的初級電壓。
[0006]—般此種工作方式的初級升壓曲線如圖二所示:(圖3的A點電壓曲線)
[0007]從圖3我們可以看到，在各種不同的電源電壓下，初級升壓曲線的不同，
[0008]在電源電壓為5V，9V，4V的情況下，分別獲得的3條初級升壓曲線為0A，0B，0C，可以看到OB的時間最短，OA的時間居中，OC的時間最長，這是因為在同樣的電路參數條件下，OB的電源電壓最高，OC的電源電壓最低。
[0009]假設OA段為最佳發動機匹配升壓曲線，即在啟動或怠速的工況下，點火器的充電蓄能具有最高的能量，假設升壓曲線OA上的某點，所充電的能量滿足發動機高速時最小點火能量要求，記為Ea，OA曲線上對應的升壓時間為Ta，而在0B，0C曲線中，欲達到同樣的充電能量，其充電時間則為Tb，Tc，從圖3我們可以看出Tc>Ta>Tb，Eb, Ec為Ta時間下0B，OC曲線所達到的能量，Erdy為低速條件下點火器的初級最終限制充電電壓。
[0010]進一步分析，我們可以看出，如果不采取措施，在Ta時間下，OB曲線(9V電壓下)所獲得能量超過了最小發動機點火能量要求Ea，而OC曲線(4V)所獲得的能量又低于發動機最小點火能量Ea，也就是說，外部參數條件一有變化，點火器的升壓曲線即隨之變化，不能滿足發動機的工況要求。
[0011]但我們可以知道，在一定的電壓條件下，我們將點火器的驅動信號的占空比作調整，(即圖一中場效應管Fl的驅動)點火器的初級升壓曲線即可實現充電速度的調整，當占空比加大時，充電曲線變陡，占空比減小時，充電曲線將變緩，如圖4所示。
【發明內容】
[0012]本發明所要解決的技術問題是提供一種將升壓曲線的輪廓參數與升壓開關電源的驅動PWM信號的占空比參數閉環聯系起來，即可滿足發動機的工況特性要求，實現點火器的全電壓范圍工作的低壓直流CDI點火器的閉環控制方法及系統。
[0013]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種低壓直流⑶I點火器的閉環控制方法，具體包括以下步驟:
[0014]1:設置兩點或多點電壓檢測電路，即最低點火能量電壓點及最高限定升壓點；
[0015]2:上電測定Td時間，獲得初步占空比升壓參數。
[0016]3:上次點火后，測定充電電壓從零到最低點火能量電壓點時間Ea點的時間Tp，當CPU檢測到升壓電壓到達Erdy點時升壓電路截止；
[0017]4:根據測得的Tp與設定的標準Ts相比較，并對升壓驅動信號的占空比進行一個(或多個)占空比步距的調整；
[0018]5:觸發放電，升壓電路再次開始工作；
[0019]迭代執行步驟3、4、5，直至調整后的驅動信號的升壓曲線與預設升壓時間的預定升壓曲線重合度最高，Tp和Ts的誤差最小為止。
[0020]本發明的有益效果是:通過上述一系列閉環控制方法，提高了傳統直流⑶I點火器的適應性、靈活性、可靠性等，并降低了軟硬件的成本，提高了 CDI點火器的集成度及功效，并為直流CDI點火器的推廣使用提供可能。
[0021]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種低壓直流CDI點火的閉環控制系統，包括系統硬件及系統軟件二大部分構成，
[0022]所述硬件系統由主控CPU(P89LPC901)，PffM升壓驅動電路，2個電壓點檢測電路，曲柄霍爾傳感器電路，點火觸發電路等部分構成，是系統的控制軟件的載體與硬件平臺。
[0023]所述軟件系統主要控制方法為:
[0024]輸出升壓PffM信號，感知并控制最大限定升壓電壓，感知升壓至最低能量點電壓所耗費時間Tp，并按照前述的步驟控制實現合理的升壓曲線，根據霍爾信號感知發動機曲柄位置，在適當的點火時刻輸出點火觸發脈沖，使得發動機高效穩定地工作。
【附圖說明】
[0025]圖1現有技術中某型號的⑶I點火器初級升壓部分的電路圖；
[0026]圖2為圖1的取樣點A的波形圖；
[0027]圖3各種不同的電源電壓下初級升壓曲線示意圖；
[0028]圖4占空比與升壓曲線之間的關系示意圖；
[0029]圖5為本發明所述的一種低壓直流⑶I點火器的閉環控制方法流程圖；
[0030]圖6為本發明具體示例所述的一種低壓直流CDI點火器的閉環控制方法流程圖；
[0031]圖7為本發明具體示例所述的一種點火器的閉環控制系統結構框圖；
[0032]圖8為圖7的取樣點A的波形圖；
[0033]圖9為本發明具體實施例的電路圖。