控制点火系统的方法，所述点火系统包括适于控制至少两个线圈级以接连地使所述线圈级通电和断电从而提供电流到火花塞的火花塞控制单元，包括两级，该两级包含第一变压器（T1），其包括电感地联接到第一次级绕组（L2）的第一初级绕组（L1）；第二变压器（T2），其包括电感地联接到第二次级绕组（L4）的第二初级绕组（L3）；所述控制单元能够通过同时地接通和断开两个相应开关（Q1，Q2）来同时地使初级绕组（L1，L3）通电和断电从而维持连续的点火火焰，并且包括定位在所述控制单元和线圈级之间的降压变换器级，所述降压变换器包括开关（M1）和二极管（D3），所述控制单元能够断开所述开关（M1），其中方法提供用于限制在耦合多充电期间结束时的次级电流峰值的控制，包含步骤，在耦合多充电时期结束时：断开M1、Q1和Q2。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制内燃机的多火花点火系统的方法和设备
本专利技术涉及控制火花塞的点火系统和方法。它对适于提供连续火花的系统，例如多火花塞点火系统，具有特定但非专有的应用。
技术介绍
使用非常稀的空气－燃料混合物的点火发动机已被开发，也就是，具有较高的空气组分来减少燃料消耗和排放。为了提供安全点火，具有高能量的点火源是必要的。现有技术系统一般使用大的、高能量的、单个火花点火线圈，其具有有限的火花持续期和能量输出。为克服该局限，也为减小点火系统的尺寸，多充电点火系统被开发。多充电系统产生快速序列的各独立火花，因此输出是长时间准连续的火花。多充电点火方法具有缺点，即火花在再充电时期期间被中断，其具有消极影响，尤其当高湍流出现在燃烧室中时值得注意。例如这可能引起不点火，导致更高的燃料消耗和更高排放。改进的多充电系统被描述在欧洲专利EP2325476中，其公开的多充电点火系统不带有这些消极影响且在宽的燃烧电压范围内至少局部地产生连续的点火火花，传输可调节的能量到火花塞并提供可供自由选择的点火火焰的燃烧时间。然而这类系统仍有各种问题。不太可能来控制次级电流，这导致严重的火花塞磨损和不为燃烧所需的大量的能量浪费。此外点火循环结束时会产生高的次级电流峰值，其导致严重的火花塞磨损。此外，在这样的系统中，降压变换器级的PWM信号适于固定值，这导致在各种情况下不稳定的初级电流。如陈述在权利要求中的，提供本专利技术的方面。附图说明现将以例子的方式并参照以下的图描述本专利技术，其中：图1是本专利技术的方面可被应用于的点火系统的原理图；图2图解CMC系统的标准点火循环，其显示示意性的电流曲线。图3图解点火系统和它到车辆电子控制单元（ECU）的连接性。图4图解依照本专利技术一个方面的通讯协议，其可被用于控制点火系统。图5显示在这种控制中降压变换器操作的结果。图6显示依照本专利技术一个方面的通讯协议，其可被用于控制点火系统，包括另外的脉冲。图7显示依照本专利技术另一方面的点火系统的电路原理图。图8显示降压变换器减小次级电流峰值的操作的结果。图9显示流程图，其图解依照一个方面的斜坡下降算法；图10显示初级和次级电流曲线，其中图9的算法被执行。图11显示在降压操作中占空比、电池电压和最大初级电流开关阈值之间的关系。在下文中以下的缩写被使用：L1-初级电感线圈1L2-次级电感线圈1L3-初级电感线圈2L4-次级电感线圈2K1-磁耦合系数线圈1K2-磁耦合系数线圈2R1-初级电流分流电阻R2-初级电流分流电阻Q1-用于线圈级1的IGBTQ2-用于线圈级2的IGBTECU-发动机控制单元CU-点火线圈的控制单元CMC-耦合多充电点火Ipth-在CMC中的初级电流开关阈值Isth-在CMC中的次级电流开关阈值Ipmax-在初始充电后的最大初级电流峰值Ipthmax-在降压操作中的最大初级电流开关阈值Ipthmin-在降压操作中的最小初级电流开关阈值Isamp-在CMC操作期间的次级电流幅值Isamprd-CMC操作之后在斜坡下降循环期间的次级电流幅值。图1显示用于在宽的燃烧电压范围内产生连续点火火花的现有技术的耦合多充电点火系统的电路系统，服务在例如可能与内燃机（未显示）的单个燃烧汽缸有关的火花塞11中的单组有间隙电极。CMC系统使用快速充电点火线圈（L1－L4），包括初级绕组L1，L2来产生所需的高DC电压。该电压和绕在共同铁心K1上（的初级绕组）形成第一变压器，绕在另一共同铁心K2上的次级绕组L3、L4形成第二变压器。第一和第二初级20绕组L1、L3的两个线圈端可交替地被电气开关Q1、Q2切换到共同的地，例如汽车的底盘地。这些开关Q1、Q2优选是绝缘栅双极晶体管。用于测量从初级侧流动的初级电流Ip的电阻R1被连接在开关Q1、Q2和地之间，而用于测量从次级侧流动的次级电流Is的电阻R2（25）被连接在二极管D1、D2和地之间。次级绕组L2、L4的低压端通过高压二极管D1、D2可被联接到共同的地或汽车的底盘地。次级点火绕组L2、L4的高压端通过常规手段被联接到火花塞11中有间隙的一对电极中的一个电极。常规通过火花塞到发动机缸体的螺纹接合的方法，火花塞11的另一个电极也被联接到共同的地。初级绕组L1、L3被连接到共同的通电电位，该通电电位在本实施例中被假设相应于标称的12V汽车电气系统中的常规汽车系统电压，且在图中是电池的正电压。充电电流可被控制开关Q1、Q2状态的电子控制电路13监视。控制电路13例如响应于由ECU提供的发动机火花正时（EST）信号以通过分别由信号Igbt1和Igbt2控制的开关Q1和Q2而分别选择性地将初级绕组L1和L2联接到系统地。测量的初级电流Ip和次级电流Is被发送到控制单元13。有利的是，电池15的共同的通电电位经由点火开关M1在与接地端的相反端20处被联接到初级绕组L1、L3。开关M1优选是MOSFET晶体管。二极管D3或任何其它半导体开关（例如MOSFET）被联接到晶体管M1从而形成降压变换器。通过信号FET控制单元13能够断开开关M1。当M1关断时二极管D3或者任何其它半导体开关将被接通，反之亦然。在现有技术的操作中，控制电路13工作以提供横跨有间隙电极两端的延长的连续高能量电弧。在第一步期间，开关M1、Q1和Q2都被接通以使电源15的输出能量被存储在两个变压器（T1、T2）的磁路中。在第二步期间，借助开关Q1和Q2，两个初级绕组在同一时间被断开。在变压器的次级侧，高压被感应出，并且通过火花塞11的有间隙电极，产生点火火花。在第三步期间，在两个变压器（T1、T2）传输能量的最小燃烧时间之后，开关Q1被接通，且开关Q2被断开（或反之亦然）。这意味着第一变压器（L1、L2）将能量存储进它的磁路中，而第二变压器（L3、L4）将能量传递到火花塞（或反之亦然）。在第四步期间，当初级电流Ip增加超过限值（Ipmax）时，控制单元检测它并断开晶体管M1。被（Q1或者Q2）接通的变压器（L1、L2或L3、L4）中存储的能量驱使电流通过二极管D3（降压拓扑），从而变压器不会变得磁饱和，它的能量被限制。优选地，晶体管M1将持久地被接通和被断开以保持变压器中的能量在固定的水平上。在第五步期间，恰好在次级电流Is没有达到次级电流阈值水平（Ismin）后，开关Q1被断开，且开关Q2被接通（或反之亦然）。然后只要控制单元将两个开关Q1和Q2断开，步骤3到5将通过顺序地接通和断开开关Q1和Q2而被重复。图2显示点火系统电流的时间线；图2a显示了表示初级电流Ip随时间的曲线。图2b显示次级电流Is。图2c显示在EST线上的信号，其被从ECU发送到点火系统控制单元，且其指示点火时间。在步骤1期间，即M1、Q1和Q2接通，初级电流Ip随着变压器中的能量存储而迅速增加。在步骤2期间，即Q1和Q2断开，次级电流Is在增加且高压被感应出以便产生通过火花塞的有间隙电极的点火火花。在步骤3期间，即Q1和Q2顺序地被接通和断开，以维持火花和存储在变压器中的能量。在步骤4期间，在初级电流Ip和限值Ipth之间作比较。当Ip超过Ipth时，M1被断开，从而“接通”的变压器通过限制它的存储能量不会变得磁饱和。开关M1这样被接通和断开，因此初级电流Ip在控制的范围内是稳定的。在步骤5期间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制点火系统的方法，所述点火系统包括适于控制至少两个线圈级以接连地使所述线圈级通电和断电从而提供电流到火花塞的火花塞控制单元，包括两级，所述两级包含：第一变压器（T1），其包括电感地联接到第一次级绕组（L2）的第一初级绕组（L1）；第二变压器（T2），其包括电感地联接到第二次级绕组（L4）的第二初级绕组（L3）；所述控制单元能够通过同时地接通和断开两个相应开关（Q1，Q2）来同时使初级绕组（L1，L3）通电和断电，以通过顺序地接通和断开相应开关（Q1，Q2）两者来顺序地使初级绕组（L1，L3）通电和断电，从而维持连续的点火火焰，并包括定位在所述控制单元和线圈级之间的降压变换器，所述降压变换器包括开关（M1）和二极管（D3），所述控制单元能够断开所述开关（M1），其中所述方法提供用于限制在耦合多充电时期结束时的次级电流峰值的控制，包含以下步骤，在耦合多充电时期结束时：i) 断开M1ii) 转换所述开关Q1和Q2。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.14 EP 13192916.81.一种控制点火系统的方法，所述点火系统包括适于控制至少两个线圈级以接连地使所述线圈级通电和断电从而提供电流到火花塞的火花塞控制单元，包括两级，所述两级包含：第一变压器（T1），其包括电感地联接到第一次级绕组（L2）的第一初级绕组（L1）；第二变压器（T2），其包括电感地联接到第二次级绕组（L4）的第二初级绕组（L3）；所述控制单元能够通过同时地接通和断开两个相应开关（Q1，Q2）来同时使初级绕组（L1，L3）通电和断电，通过顺序地接通和断开两个相应开关（Q1，Q2）两者来顺序地使初级绕组（L1，L3）通电和断电，从而维持连续的点火火焰，并包括定位在所述控制单元和线圈级之间的降压变换器，所述降压变换器包括开关（M1）和二极管（D3），所述控制单元能够断开所述降压变换器的开关（M1），其中所述方法提供用于限制在耦合多充电时期结束时的次级电流峰值的控制，包含以下步骤，在耦合多充电时期结束时：i)断开所述降压变换器的开关（M1），ii)转换所述两个相应开关（Q1，Q2）。2.如权利要求1所述的方法，包括在步骤i）后的步骤iii）测量初级电流的步骤，以及步骤ii）根据测量的初级电流来执行。3.如权利要求2所述的方法，包括在步骤ii）后：iv）测量次级电流并将其与阈值进行比较vii）当确定所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：F洛伦茨，M勒纳茨，P韦扬德，
申请(专利权)人：德尔福汽车系统卢森堡有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU
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