多脉冲点火系统控制技术方案

本发明专利技术涉及多脉冲点火系统控制。在一般方面，点火电路可以包括与发动机控制单元(ECU)耦接以接收来自ECU的命令信号的控制电路。控制电路可以包括多脉冲生成器，被配置为响应于命令信号生成多脉冲驱动信号。多脉冲驱动信号可以包括具有第一占空比的第一脉冲循环、具有第二占空比的第二脉冲循环以及在此期间多脉冲驱动信号连续地保持在逻辑高值的停顿期。控制电路可以被配置为将多脉冲驱动信号提供到点火开关，点火开关与控制电路耦接以接收多脉冲驱动信号。

Control of multi pulse ignition system

The invention relates to the control of a multi pulse ignition system. In general, the ignition circuit may include a control circuit that is coupled to the engine control unit (ECU) to receive the command signal from the ECU. The control circuit may include a multi pulse generator, which is configured to generate a multi pulse drive signal in response to the command signal. The multi pulse driving signal can include a first pulse cycle with the first duty cycle, a second pulse cycle with a second duty cycle, and during this period, the multi pulse driving signal is kept at a pause stage of logic high value. The control circuit can be configured to provide a multi pulse drive signal to the ignition switch, and the ignition switch is coupled to the control circuit to receive a multi pulse drive signal.

【技术实现步骤摘要】
多脉冲点火系统控制相关申请的交叉引用本申请要求于2016年8月26日提交的、标题为“MULTIPLEPULSEIGNITIONSYSTEMCONTROL”的美国临时申请号62/380,152的优先权和权益，通过引用将其全部内容合并至此。
本公开涉及点火系统，诸如用于在机动车发动机中使用的点火系统。尤其，本公开涉及点火系统以及这种点火系统的控制，其防止可能引起点火系统中火花塞的不恰当发火花的电压瞬变(例如，电压尖脉冲)，允许对于信号变化的更大容忍和/或减小操作对于温度变化的敏感度。
技术介绍
点火系统控制是现代点火线圈设备和系统的重要部分，诸如可以在汽车或者包括内燃机的其他车辆中使用的。没有恰当的点火系统控制，火花塞可能在不恰当的时间发火花，导致提前点火(这也可以称作发动机爆震)。提前点火或者发动机爆震的重复发生可能引起发动机部件损坏或者毁坏。已经使用不同的方法来抑制电压尖脉冲，诸如可能引起不期望的发火花的点火绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的“接通”电压尖脉冲。例如，在一些当前实现方式中，高压(HV)二极管可以用来抑制这种电压尖脉冲。然而，包括这种HV二极管将不期望的额外成本(例如，制造成本)增加到相关联的点火控制电路。在其他实现方式中，可以增加额外的控制电路系统来抑制这种电压尖脉冲。然而，这种控制电路系统在许多实现方式中可能是不期望的。
技术实现思路
在一般方面，点火电路可以包括与发动机控制单元(ECU)耦接以接收来自ECU的命令信号的控制电路。控制电路可以包括多脉冲生成器，被配置为响应于命令信号生成多脉冲驱动信号。多脉冲驱动信号可以包括具有第一占空比的第一脉冲循环(cycle)，具有第二占空比的第二脉冲循环，以及在其期间多脉冲驱动信号连续地保持在逻辑高值的停顿期。控制电路可以被配置为将多脉冲驱动信号提供到点火开关，点火开关与控制电路耦接以接收多脉冲驱动信号。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，类似的数字可以在不同视图中描述类似的组件。具有不同字母后缀的类似数字可以代表类似组件的不同实例。附图通常作为示例，而不是作为限制，例示在本文献中讨论的各种实施例。图1A是例示点火电路的示意图/框图。图1B是例示可以在图1A的点火电路中实现的控制电路的框图。图2是例示可以在图1的点火电路中实现的命令信号和相应驱动信号的信号时序图。图3是例示使用图2的信号的图1A的点火电路的接通电压尖脉冲测量的信号时序图。图4是示意地例示命令信号和相应多脉冲驱动信号的图。图5是例示可以在图1A的点火电路和图1B的控制电路中实现的多脉冲驱动信号，以及图1A的点火电路的点火线圈的次级绕组上的相应电压的信号时序图。图6和7是例示可以在图1A的点火电路和图1B的控制电路中使用多脉冲驱动信号实现的脉冲循环时间的范围的信号时序图。图8、9和10是例示在一定温度范围上使用多脉冲驱动信号的图1A的点火电路和图1B的控制电路的操作的信号时序图。具体实施方式点火系统控制是现代点火线圈设备和系统的重要部分。如上所述，没有恰当的点火系统控制，火花塞可以在不恰当的时间发火花，导致提前点火或者发动机爆震。图1A是例示可以防止这种提前点火的点火控制电路(点火电路或者电路)100的示例实现方式的示意图/框图。例如，点火电路100可以被配置为提供用于控制点火线圈的充电并且在点火电路的火花塞中生成火花的多脉冲驱动信号。例如，这种多脉冲驱动信号可以包括多个脉冲(例如，两个或更多脉冲)，紧跟着停顿时间(例如，其中驱动信号保持在恒定逻辑电平)。多脉冲驱动信号的示例在下面连同各种附图更详细地描述。如图1A中所示，点火电路100包括控制集成(IC)110和点火(绝缘栅双极型晶体管(IGBT))120。在一些实现方式中，可以使用另一种类型的点火开关，诸如高压金属氧化物半导体(MOS)晶体管来实现点火IGBT120。在图1A的示例中，点火IGBT120可以包括IGBT设备122和电阻器-二极管网络(网络)124。网络124可以被配置为限定点火电路100的高压钳位，以及应用于IGBT设备122的栅极端子的极限电流。如图1A中所示，点火电路100也可以包括点火线圈130(例如，磁芯变压器)和火花塞140。图1A的点火电路100也包括电阻器180(其可以称作感测电阻器或者Rsense)，可以使用电阻器180基于跨越电阻器180的时变电压确定点火线圈130的初级绕组中的初级电流。电阻器180也可以用来检测初级电流的斜度的变化，例如，检测点火控制电路100的不恰当功能和/或故障，其中控制电路110可以被配置为采取一个或多个动作缓和这种故障的影响。如图1A中所示，控制IC(控制电路)110可以包括多个端子。例如，在电路100中，控制IC110包括端子111、112、113、114和115。这些端子可以每个是单个端子或者可以包括各自的多个端子，取决于特定的实现方式和/或特定的端子。例如，在控制IC110中，端子111可以包括与发动机控制单元(ECU)118耦接以接收和/或发送信号到ECU118的多个端子。例如，ECU118可以将一个(或多个)命令信号经由端子111通信到控制IC110(例如，在端子111的多个端子的第一端子上)，命令信号用来生成驱动信号，诸如这里描述的多脉冲驱动信号。在一些实现方式中，这种多脉冲驱动信号可以控制点火线圈130的充电以及火花塞140的发火(例如，通过使用在这种充电期间存储在点火线圈130中的能量)，同时防止导致提前点火的电压尖脉冲，增加对信号时序的变化的容忍和/或减小对点火控制电路100的操作温度的敏感度。如上所述，多脉冲驱动信号可以包括多个脉冲(例如，两个或更多脉冲，诸如两个脉冲、三个脉冲、四个脉冲、五个脉冲等)，其中每个相继脉冲可以具有比它的前一个脉冲更宽的脉冲宽度(较大的占空比)。在一些实现方式中，多脉冲驱动信号的每个脉冲的脉冲循环时间(周期)可以相等(基本上相等)。可以在点火循环的开始使用多个脉冲以开始在相关联的点火线圈(例如，点火线圈130)中存储能量，用于在火花塞(例如，火花塞140)中发起火花并且在发动机的气缸中燃烧染料混合物。作为多脉冲驱动信号的示例，多脉冲驱动信号的第一脉冲可以具有50％的第一占空比和10μs的脉冲循环时间(对于5μs的脉冲宽度)。多脉冲信号的第二脉冲可以具有60％的占空比和10μs的脉冲循环时间(对于6μs的脉冲宽度)。多脉冲信号的第三脉冲可以具有70％的占空比和10μs的脉冲循环时间(对于7μs的脉冲宽度)。多脉冲信号的第四脉冲可以具有80％的占空比和10μs的脉冲循环时间(对于8μs的脉冲宽度)。多脉冲信号的第五脉冲可以具有90％的占空比和10μs的脉冲循环时间(对于9μs的脉冲宽度)。在一些实现方式中，多脉冲信号可以包括更少的脉冲、更多的脉冲、具有不同的脉冲宽度和/或脉冲可以具有不同的脉冲循环时间(周期)。在提供多个脉冲之后，多脉冲驱动信号可以包括停顿时间信号，其中多脉冲驱动信号保持在单个逻辑电平(例如，逻辑高)以允许能量在相关联的点火线圈中的连续存储，用于点火电路100的给定点火循环的火花生成和燃料燃烧。在图1A的电路100(例如，使用图1B中所示的控制电路110)中，响应于接收到这种多脉冲驱动信号，点火IGB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点火电路，包括：控制电路，与发动机控制单元(ECU)耦接以接收来自所述ECU的命令信号，所述控制电路包括多脉冲生成器，被配置为响应于所述命令信号生成多脉冲驱动信号，所述多脉冲驱动信号包括：第一脉冲循环，其具有第一占空比；第二脉冲循环，其具有第二占空比；以及停顿期，在此期间所述多脉冲驱动信号连续地保持在逻辑高值，所述控制电路被配置为将所述多脉冲驱动信号提供到点火开关，所述点火开关与所述控制电路耦接以接收所述多脉冲驱动信号。

【技术特征摘要】
2016.08.26 US 62/380,152;2017.08.10 US 15/674,0171.一种点火电路，包括：控制电路，与发动机控制单元(ECU)耦接以接收来自所述ECU的命令信号，所述控制电路包括多脉冲生成器，被配置为响应于所述命令信号生成多脉冲驱动信号，所述多脉冲驱动信号包括：第一脉冲循环，其具有第一占空比；第二脉冲循环，其具有第二占空比；以及停顿期，在此期间所述多脉冲驱动信号连续地保持在逻辑高值，所述控制电路被配置为将所述多脉冲驱动信号提供到点火开关，所述点火开关与所述控制电路耦接以接收所述多脉冲驱动信号。2.根据权利要求1所述的点火电路，其中所述点火开关被配置为响应于所述多脉冲驱动信号以：使用由所述点火开关传导通过耦接于所述点火开关的点火线圈的电流，在所述点火线圈中存储能量；以及使用在所述点火线圈中存储的所述能量，在与所述点火线圈耦接的火花塞中发起火花。3.根据权利要求1所述的点火电路，其中所述点火开关包括点火绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。4.根据权利要求3所述的点火电路，其中所述点火IGBT包括：IG...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤清泉，
申请(专利权)人：快捷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US