用于发动机点火系统的过压保护装置、点火系统及车辆制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于发动机点火系统的过压保护装置、点火系统及车辆，涉及车辆技术领域。过压保护装置用于连接点火线圈和线束母端，过压保护装置包括与线束母端相连的母端转接头和与点火线圈相连的；母端转接头与线圈转接头之间设置有相互独立的线圈接地线、控制信号线和线圈电源线。过压保护装置还包括二极管和保护单元。二极管一端与控制信号线相连，另一端接地。二极管配置成当控制信号线上的电压大于预设阈值时二极管反向击穿。保护单元与控制信号线相连，用于在二极管反向击穿时断开控制信号线或增加控制信号线的电阻以使控制信号线上的电压小于预设阈值。上述过压保护装置可有效降低开发周期，且成本较低。

Overvoltage protection device, ignition system and vehicle for engine ignition system

【技术实现步骤摘要】
用于发动机点火系统的过压保护装置、点火系统及车辆
本专利技术涉及车辆
，特别是涉及一种用于发动机点火系统的过压保护装置、点火系统及车辆。
技术介绍
点火系统是能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备，通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。对于将绝缘栅双极型晶体管(IGBT)集成于ECU内的点火系统，由于火花塞老化、电极间隙增加等原因，会导致IGBT被击穿烧蚀的可能。一方面，IGBT烧蚀会造成ECU损坏，此时，则需要换整个ECU；另一方面，IGBT烧蚀会使点火线圈的初级回路常通电，导致点火线圈过热而烧蚀开裂，此时需要更换点火线圈。IGBT及点火线圈烧蚀，将导致发动机失火、抖动、加速无力，给汽车的驾驶造成一定的危险。现有技术中，一般会在ECU内集成过流保护电路或在点火线圈内集成过流保护电路。在ECU内集成过流保护电路，需要ECU平台更新换代，大量标定、验证工作需要重新进行，时间周期长、成本也将大幅增加；在点火线圈内集成过流保护电路，需考虑ECU兼容性，点火线圈需要重新开发，时间周期及成本也将大幅增加。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种用于发动机点火系统的过压保护装置，以解决在ECU或点火线圈中集成过流保护电路开发周期长、成本高的问题。本专利技术另一个目的是要提供一种点火系统，以避免IGBT被击穿烧蚀。本专利技术又一个目的是要提供一种车辆。一方面，本专利技术提供了一种用于发动机点火系统的过压保护装置，过压保护装置用于连接点火线圈和线束母端，其包括：母端转接头，与线束母端相连，线圈转接头，与点火线圈相连，母端转接头与线圈转接头之间设置有相互独立的线圈接地线、控制信号线和线圈电源线；二极管，其一端与控制信号线相连，另一端接地二极管配置成当控制信号线上的电压大于预设阈值时二极管反向击穿；保护单元，与控制信号线相连，用于在二极管反向击穿时断开控制信号线或增加控制信号线的电阻以使控制信号线上的电压小于预设阈值。可选地，保护单元包括：设置于控制信号线的控制开关，用于导通/断开信号线；控制开关为常闭开关；控制单元，具有采集端和控制端，采集端连接于二极管和地之间，控制端连接控制开关，若采集端采集到电压信号大于预设钳位电压，则通过控制端控制控制开关断开，且在预设时段后复位。可选地，保护单元包括：设置于控制信号线上且相互并联的第一线路和第二线路，第一线路上设有用于导通/断开第一线路的第一开关，第二线路上设有串联的第二电阻器和第二开关，第一开关为常闭开关，第二开关为常开开关；控制单元，具有采集端和控制端，采集端连接于二极管和地之间，控制端连接第一开关和第二开关，若采集端采集到电压信号大于预设钳位电压，则通过控制端控制第一开关断开、第二开关导通，且在预设时段后复位。可选地，第二电阻器用于将控制信号线的电压稳定在小于预设阈值的范围内。可选地，预设时段小于同一点火线圈本次断电至相邻下次充电之间的时间间隔。可选地，母端转接头可拆卸地连接于线束母端；线圈转接头可拆卸地连接于点火线圈。可选地，二极管未连接控制信号线的一端串接第一电阻器后接地。可选地，二极管为齐纳二极管。另一方面，本专利技术提供了一种点火系统，点火系统中设有上述的过压保护装置。又一方面，本专利技术提供了一种车辆，车辆上设有上述的点火系统。本专利技术的用于发动机点火系统的过压保护装置，用于连接点火线圈和线束母端，过压保护装置包括与线束母端相连的母端转接头和与点火线圈相连的；母端转接头与线圈转接头之间设置有相互独立的线圈接地线、控制信号线和线圈电源线。过压保护装置还包括二极管和保护单元。二极管一端与控制信号线相连，另一端接地。二极管配置成当控制信号线上的电压大于预设阈值时二极管反向击穿。保护单元与控制信号线相连，用于在二极管反向击穿时断开控制信号线或增加控制信号线的电阻以使控制信号线上的电压小于预设阈值。上述过压保护装置设置在母端转接头与线圈转接头之间，并不需要集成到ECU或者点火线圈上，降低开发周期，且不需要额外更换ECU或点火线圈，成本较低。进一步地，本专利技术的母端转接头可拆卸地连接于线束母端；线圈转接头可拆卸地连接于点火线圈。采用这种连接方式，可以对现有车辆直接进行安装，无需改动现有点火线圈、ECU及线束的结构和设计，有效降低成本，降低由于火花塞老化、电极间隙增加等原因导致的IGBT被击穿烧蚀的可能性。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根现有技术中线束母端与点火线圈连接关系的示意性结构图；图2是根据本专利技术一个实施例的过压保护装置的示意性结构图；图3是根据本专利技术另一个实施例的过压保护装置的示意性结构图。图中的附图标记为：101-点火线圈，102-线束母端，1-母端转接头，2-线圈转接头，3-线圈接地线，4-控制信号线，5-线圈电源线，6-二极管，8-控制开关，9-控制单元，10-第一电阻器，11-第一线路，12-第二线路，13-第一开关，14-第二开关，15-第二电阻器。具体实施方式图1是根现有技术中线束母端102与点火线圈101连接关系的示意性结构图。参考图1，现有技术中，点火线圈101和线束母端102是通过卡扣的连接方式连接到一起。点火线圈101内含初级线圈和次级线圈，两个线圈通过一个共用的磁回路彼此相互耦合。初级线圈由较粗的漆包线(约0.5毫米)绕制而成，次级线圈由较细的漆包线(小于0.1毫米)绕制而成，两者匝数比约1:100。初级线圈一端连接车上低压电源正极，另一端与ECU中点火驱动模块IGBT连接。次级线圈一端通过线束接地，另一端与高压线输出端联接输出高压电至火花塞。ECU根据各工况需求控制IGBT接通初级线圈和电源，初级电流逐渐升高，同时建立起磁场，能量被存储；点火时刻，IGBT切断初级线圈与电源通路，引起磁通量迅速变化。感应电压高低与线圈匝数和磁通量变化快慢有关，初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高。图2是根据本专利技术一个实施例的过压保护装置的示意性结构图。图3是根据本专利技术另一个实施例的过压保护装置的示意性结构图。下面参照图1至图3来描述本专利技术实施例的过压保护装置。参考图2和3，本专利技术的用于发动机点火系统的过压保护装置，用于连接点火线圈101和线束母端102，过压保护装置包括与线束母端102相连的母端转接头1和与点火线圈101相连的；母端转接头1与线圈转接头2之间设置有相互独立的线圈接地线3、控制信号线4和线圈电源线5。申请人研究发现，当火花塞跳火瞬间，点火线圈101的次级电压最高可达30～40kV，同时点火线圈101初级互感电压可达数百伏，由于点火线圈101与ECU通过IGBT相连，初级互感电压会通过控制信号线4施加于点火线圈101的IGBT。在起动、怠速、急加速等工况下，更加容易出现初级互感电压大于IGBT的钳位电压的情况，此时，会导致IGBT被击穿烧蚀，在火花塞老化、电极间隙增加后，此种情况出现的概率更大。因此，容易出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发动机点火系统的过压保护装置，其特征在于，所述过压保护装置用于连接点火线圈和线束母端，其包括：母端转接头，与所述线束母端相连，线圈转接头，与所述点火线圈相连，所述母端转接头与所述线圈转接头之间设置有相互独立的线圈接地线、控制信号线和线圈电源线；二极管，其一端与所述控制信号线相连，另一端接地所述二极管配置成当所述控制信号线上的电压大于预设阈值时所述二极管反向击穿；保护单元，与所述控制信号线相连，用于在所述二极管反向击穿时断开所述控制信号线或增加所述控制信号线的电阻以使所述控制信号线上的电压小于所述预设阈值。

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机点火系统的过压保护装置，其特征在于，所述过压保护装置用于连接点火线圈和线束母端，其包括：母端转接头，与所述线束母端相连，线圈转接头，与所述点火线圈相连，所述母端转接头与所述线圈转接头之间设置有相互独立的线圈接地线、控制信号线和线圈电源线；二极管，其一端与所述控制信号线相连，另一端接地所述二极管配置成当所述控制信号线上的电压大于预设阈值时所述二极管反向击穿；保护单元，与所述控制信号线相连，用于在所述二极管反向击穿时断开所述控制信号线或增加所述控制信号线的电阻以使所述控制信号线上的电压小于所述预设阈值。2.根据权利要求1所述的过压保护装置，其特征在于，所述保护单元包括：设置于所述控制信号线的控制开关，用于导通/断开所述信号线；所述控制开关为常闭开关；控制单元，具有采集端和控制端，所述采集端连接于二极管和地之间，所述控制端连接所述控制开关，若所述采集端采集到电压信号大于预设钳位电压，则通过所述控制端控制所述控制开关断开，且在预设时段后复位。3.根据权利要求1所述的过压保护装置，其特征在于，所述保护单元包括：设置于所述控制信号线上且相互并联的第一线路和第二线路，所述第一线路上设有用于导通/断开所述第一线路的第一开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：李献菁，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33