点火线圈初级电感的测量方法及其测量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种点火线圈初级电感的测量方法及其测量系统，首先提供一点火线圈的测量电路，并控制所述测量电路闭合；采集点火线圈所在测量电路中的电量参数，并根据所述电量参数利用能量守恒定律计算出点火线圈的初级电感；并根据此测量方法得出相应的测量系统。在本发明专利技术提供的点火线圈初级电感的测量方法及其测量系统中，可以获得点火线圈初级绕组的动态等效电感，有效防止因电流的变化造成点火线圈初级电感测量的误差，比在离线状态下直接用测试仪测得的初级电感更为准确；进一步，可以获得安装到发动机上每个点火线圈在不同温度下的随电流变化而变化的动态等效电感，以此为基础，可以精确计算点火控制所需要的相关参数。

Measuring method and measuring system for primary inductor of ignition coil

The present invention provides a method for measuring the ignition coil primary inductance and its measurement system, first provide the measuring circuit of the ignition coil, and the measuring circuit is closed; electric parameter acquisition circuit of the ignition coil is measured, and according to the electric parameters using energy conservation law to calculate the primary inductance of the ignition coil; measurement the corresponding system according to this measuring method. The measurement method of the ignition coil primary inductor provided in this invention and its measurement system, can obtain the dynamic equivalent inductance of the ignition coil primary winding, effectively prevent current error caused by the change of the ignition coil primary inductance measurement, than in offline directly with the primary inductance tester measured more accurately; further. Can be mounted to the engine on each ignition coil under different temperature changes with the change of current and dynamic equivalent inductance, on this basis, we can accurately calculate the related parameters of ignition control required.

【技术实现步骤摘要】
点火线圈初级电感的测量方法及其测量系统
本专利技术涉及发动机点火线圈领域，特别涉及一种点火线圈初级电感的测量方法及其测量系统。
技术介绍
随着汽车工业的蓬勃发展，车辆综合成本的增加和排放相关的环境保护受到越来越多的关注。汽车工业加速研究新的动力系统以降低燃油消耗、提高功率密度和增强车辆鲁棒性。作为汽车动力系统的重要部分，点火系统对系统效率的提高、排放污染的降低和鲁棒性的增加做出了显著贡献。线圈点火是当前汽油发动机、天然气发发动机、氢气发动机和其他燃料发动机的主要点火形式。线圈点火系统的点火控制通过电子控制单元(ElectronicControlUnit，简称ECU)中的微处理器来控制。依靠曲轴传感器和凸轮轴传感器提供的发动机位置信息实现点火正时的精确控制。线圈点火系统主要由点火线圈、点火驱动功率级、ECU和火花塞组成。点火线圈初级电感作为点火控制和点火保护最重要的参数之一，现有技术只能通过离线，发动机熄火时，实验室利用LCR测试仪静态测量点火线圈的初级电感。而在发动机实际运行时，点火线圈初级电感随着初级电流的增加而变化，其变化中的数值与静态电感相比有非常大的差别。此外，同一型号点火线圈由于零部件的散差，误差将会更大。当前的技术只能采用静态电感来设置参数，由于以上原因导致巨大的误差，因而不能实现精确控制和有效保护。如图1是现有技术中点火线圈点火工作示意图。在一定的工作电压Ub下，通过控制控制信号脉宽来控制驱动级开关的导通时间，实现对点火线圈初级充电，初级电流逐渐增大，点火线圈存储能量，控制信号下降沿关断驱动级开关，在点火线圈次级产生高压，击穿火花塞电极间混合气，存储在点火线圈中的能量通过次级放电，实现点火。图2中，虚线为采用LCR测试仪测量得到的静态电感作为计算参数，按电阻-电感串联的零状态响应计算得到的电流随时间变化的曲线；实线为实际测量所得电流随时间的变化曲线，此电流曲线真实反应了点火线圈初级绕组在充电期间的电流变化过程，其中3～4ms内电流走势的变化表明等效电感在此期间有明显的变化。两条电流曲线有明显的差异，由此可知若直接应用LCR仪测量所得的静态电感于工程设计计算，将会带来巨大的误差。考虑到零部件的散差，需要能够在线测量动态等效电感，以实现精确控制和保护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种点火线圈初级电感的测量方法及其测量系统，以解决静态测量点火线圈初级电感随电流变化而产生误差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种点火线圈初级电感的测量方法，包括，采用以下方法，提供一点火线圈的测量电路，并控制所述测量电路闭合；采集点火线圈所在测量电路中的电量参数，并根据所述电量参数利用能量守恒定律计算出点火线圈的初级电感。可选的，所述测量电路包括点火线圈初级绕组和驱动级开关，所述点火线圈初级绕组和驱动级开关串联。可选的，利用如下公式计算点火线圈的初级电感，式中,L为点火线圈的初级电感，I为点火线圈初级绕组中的电流，Win为电源提供给点火线圈初级绕组的能量，WR为点火线圈初级绕组中消耗的能量。可选的，所述Win的值由点火线圈初级绕组两端电压与点火线圈初级绕组内电流的乘积对时间的积分获取，所述电WR的值由点火线圈初级绕组的电阻与点火线圈初级绕组内电流的平方的乘积对时间的积分获得。可选的，所述采集点火线圈所在电路中的电量参数包括点火线圈初级绕组两端的电压参数以及点火线圈初级绕组中的电流参数。可选的，所述电流参数通过差分模式获取或利用带电流感应的绝缘栅双极型晶体管检测获取。可选的，所述采集点火线圈所在测量电路中的电量参数的采集速度大于或等于1M/s。可选的，还包括，利用发动机管理系统监控所述测量电路的安全。为了解决以上问题本申请还提供一种点火线圈初级电感测量系统，包括，测量电路，用于提供点火线圈的检测环境；控制模块，用于控制所述测量电路的闭合状态；数据采集和运算模块，用于采集所述测量电路中的电量参数，并根据所述电量参数利用能量守恒定律计算出点火线圈的初级电感；所述测量电路分别连接所述数据采集和运算模块与所述控制模块。可选的，所述测量电路包括点火线圈初级绕组和驱动级开关，所述点火线圈初级绕组和驱动级开关串联。可选的，利用如下公式计算点火线圈的初级电感，式中,L为点火线圈的初级电感，I为点火线圈初级绕组中的电流，Win为电源提供给点火线圈初级绕组的能量，WR为点火线圈初级绕组中消耗的能量。可选的，所述Win的值由点火线圈初级绕组两端电压与点火线圈初级绕组内电流的乘积对时间的积分获取，所述电WR的值由点火线圈初级绕组的电阻与点火线圈初级绕组内电流的平方的乘积对时间的积分获得。可选的，所述电量参数包括点火线圈初级绕组两端的电压参数以及点火线圈初级绕组中的电流参数。可选的，所述电流参数通过差分模式获取或利用带电流感应的绝缘栅双极型晶体管检测获取。可选的，所述数据采集和运算模块的采集速度大于或等于1M/s。可选的，还包括安全监控系统，用于保护所述测量电路的安全，所述安全监控系统连接所述测量电路。可选的，所述数据采集和运算模块还用于测量发动机水温，所述数据采集和运算模块根据所述发动机水温运算出发动机在不同温度时点火线圈的初级电感。在本专利技术提供的点火线圈初级电感的测量方法以及测量系统中，可以有效防止因电流的变化造成点火线圈初级电感测量的误差，比LCR测试仪测得的初级电感更为准确；进一步，可以获得安装到发动机上每个点火线圈在不同温度下的随电流变化而变化的动态等效电感，以此为基础，可以精确计算点火控制所需要的相关参数，如不同温度下，满足一定能量的充电时间；也可以基于此动态等效电感来精确计算系统保护的电流、能量损耗。附图说明图1是现有技术中点火线圈的工作原理示意图；图2是现有技术中计算和实测点火线圈初级电流随时间的变化曲线；图3是本申请实施例一的点火线圈初级动态等效电感在线测量电路原理示意图；图4是本申请实施例一的点火线圈动态初级电感随点火线圈电流的变化曲线；图5是本申请实施例二的火线圈动态等效初级电感在线测量电路原理示意图；图6是本申请实施例三的火线圈动态等效初级电感在线测量电路原理示意图。具体实施方式本专利技术的核心思想在于利用能量守恒定律，实时采集点火线圈电路中的相关参数，并推导出关于点火线圈等效电感的关系式，由此得出点火线圈的实时等效电感。以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的点火线圈初级电感的测量方法及其测量系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。实施例一点火线圈初级绕组动态等效电感在线测量基本原理：能量守恒。结合点火线圈的工作过程，在点火线圈充电过程中，由电源向点火线圈充电，能量存储在点火线圈中，直到断开驱动级开关，存储在点火线圈中的能量再通过次级线圈向火花塞放电。在充电过程中，由电源提供给点火线圈初级绕组的能量Win等于点火线圈中存储的能量WL和电路中消耗的能量WR之和，即Win＝WL+WR……(1)等效电感L充电过程中存储的能量WL通过式(2)计算：式中，I为点火线圈初级绕组中的电流；L为点火线圈的初级电感。结合式(1)、(2)可以得到等效电感L的计算方法：式中，Win为电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点火线圈初级电感的测量方法，其特征在于，包括，采用以下方法，提供一点火线圈的测量电路，并控制所述测量电路闭合；采集点火线圈所在测量电路中的电量参数，并根据所述电量参数利用能量守恒定律计算出点火线圈的初级电感。

【技术特征摘要】
1.一种点火线圈初级电感的测量方法，其特征在于，包括，采用以下方法，提供一点火线圈的测量电路，并控制所述测量电路闭合；采集点火线圈所在测量电路中的电量参数，并根据所述电量参数利用能量守恒定律计算出点火线圈的初级电感。2.如权利要求1所述的点火线圈初级电感的测量方法，其特征在于，所述测量电路包括点火线圈初级绕组和驱动级开关，所述点火线圈初级绕组和驱动级开关串联。3.如权利要求1所述的点火线圈初级电感的测量方法，其特征在于，利用如下公式计算点火线圈的初级电感，式中,L为点火线圈的初级电感，I为点火线圈初级绕组中的电流，Win为电源提供给点火线圈初级绕组的能量，WR为点火线圈初级绕组中消耗的能量。4.如权利要求3所述的点火线圈初级电感的测量方法，其特征在于，所述Win的值由点火线圈初级绕组两端电压与点火线圈初级绕组内电流的乘积对时间的积分获取，所述电WR的值由点火线圈初级绕组的电阻与点火线圈初级绕组内电流的平方的乘积对时间的积分获得。5.如权利要求1所述的点火线圈初级电感的测量方法，其特征在于，所述采集点火线圈所在电路中的电量参数包括点火线圈初级绕组两端的电压参数以及点火线圈初级绕组中的电流参数。6.如权利要求5所述的点火线圈初级电感的测量方法，其特征在于，所述电流参数通过差分模式获取或利用带电流感应的绝缘栅双极型晶体管检测获取。7.如权利要求1所述的点火线圈初级电感的测量方法，其特征在于，所述采集点火线圈所在测量电路中的电量参数的采集速度大于或等于1M/s。8.如权利要求1所述的点火线圈初级电感的测量方法，其特征在于，还包括，利用发动机管理系统监控所述测量电路的安全。9.一种点火线圈初级电感测量系统，其特征在于，包括，测量电路，用于提供点火线圈的检测环境；控制模块，用于控制所述测量电路的闭合状态；数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲜志刚，宋佳敏，曹银波，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31