用于控制点火线圈的点火器电路和点火系统技术方案

本实用新型专利技术题为“用于控制点火线圈的点火器电路和点火系统”。本实用新型专利技术涉及一种用于控制点火线圈和点火系统的点火器电路。本实用新型专利技术所解决的技术问题是在ECU故障的情况下，所述点火线圈会以引发火花塞处的意外火花的方式关断。所述点火电路和/或所述点火系统在过度停留条件的情况下激活点火线圈的软关断。所述电路和/或所述系统包括第一电压‑电流转换器和第二电压‑电流转换器，并且利用转换器输出的差值来控制通过所述点火线圈的电流。在所述软关断期间，电流在第一周期期间非线性地降低并且在紧跟的第二周期期间线性地降低。本实用新型专利技术所实现的技术效果是提供点火器电路，所述点火器电路控制所述点火线圈的所述关断以防止意外火花。

Igniter circuit and ignition system for controlling ignition coil

The utility model is entitled to an igniter circuit and an ignition system for controlling an ignition coil. The utility model relates to an igniter circuit for controlling an ignition coil and an ignition system. The technical problem solved by the utility model is that in the case of ECU failure, the ignition coil will turn off in the way of causing unexpected spark at the spark plug. The ignition circuit and / or the ignition system activate a soft turn-off of the ignition coil under excessive dwell conditions. The circuit and / or the system includes a first voltage \u2011 current converter and a second voltage \u2011 current converter, and uses the difference of the converter output to control the current through the ignition coil. During the soft turn off, the current decreases nonlinearly during the first period and linearly during the next second period. The technical effect of the utility model is to provide an igniter circuit, which controls the turn off of the ignition coil to prevent unexpected sparks.

【技术实现步骤摘要】
用于控制点火线圈的点火器电路和点火系统
本技术涉及用于控制点火线圈和点火系统的点火器电路。
技术介绍
通常用于点火系统中的点火线圈可为电控的。具体地讲，电子控制单元(ECU)一般控制点火线圈的停留时间。停留时间是线圈接通的时间周期，并且通常基于系统应用来预先确定。然而，在一些情况下，ECU发生故障可导致点火线圈接通时间长于应有时间(该条件可称为“过度停留”)，这可引起点火线圈损坏(例如，熔化)。在这种情况下，如果点火线圈操作时间进入过度停留，许多常规系统会激活“软关断”操作以缓慢减少通过点火线圈的电流。然而，常规软关断方法可在软关断周期期间引发火花塞处的意外火花，这是由于在软关断周期开始时会发生电感反冲。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题是在ECU故障的情况下，点火线圈会以引发火花塞处的意外火花的方式关断。在各种实施方案中，点火电路和/或点火系统在过度停留条件的情况下激活点火线圈的软关断。该电路和/或系统包括第一电压-电流转换器和第二电压-电流转换器，并且利用转换器输出的差值来控制通过点火线圈的电流。在软关断期间，电流在第一周期期间非线性地降低并且在紧跟的第二周期期间线性地降低。根据一个方面，用于控制点火线圈的点火器电路包括：斜坡发生器，该斜坡发生器被配置为生成斜坡电压；和保护电路，该保护电路耦接到斜坡发生器并且包括：第一电压-电流转换器，该第一电压-电流转换器耦接到斜坡发生器的输出端子；和第二电压-电流转换器，该第二电压-电流转换器耦接到斜坡发生器的输出端子；其中第一电压-电流转换器和第二电压-电流转换器中的每一者的输出在参考节点处彼此耦接。在一个实施方案中，第一电压-电流转换器控制第一电流，当斜坡电压升高时，该第一电流降低参考节点处的参考电压；并且第二电压-电流转换器控制第二电流，当斜坡电压升高时，该第二电流升高参考节点处的参考电压。在一个实施方案中，保护电路在参考节点处生成第一电流和第二电流的差值信号。在一个实施方案中，第一电压-电流转换器包括反相输入端子，该反相输入端子耦接到斜坡发生器的输出端子；并且第二电压-电流转换器包括：反相输入端子，该反相输入端子耦接到第一电压-电流转换器的非反相输入端子；和非反相输入端子，该非反相输入端子耦接到斜坡发生器的输出端子。在一个实施方案中，点火器电路还包括开关元件，该开关元件耦接到保护电路的输出；其中该开关元件包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)，该绝缘栅双极晶体管包括：耦接到保护电路的输出的栅极端子；和耦接到点火线圈的集电极端子；以及耦接到感测电阻器的发射极端子。在一个实施方案中，保护电路被配置为根据参考节点处的电压来限制通过点火线圈的电流以产生软关断周期，其中该软关断周期包括：非线性降低电流的第一周期；以及紧跟在第一周期后的线性降低电流的第二周期。在一个实施方案中，保护电路还包括电流限制器电路，该电流限制器电路根据点火线圈的电流来限制IGBT的栅极电压。在另一个方面，点火系统包括：点火线圈；和点火器电路，该点火器电路耦接到点火线圈并且包括：斜坡发生器，该斜坡发生器被配置为生成斜坡电压；保护电路，该保护电路包括：第一电压-电流转换器，该第一电压-电流转换器包括反相端子，该反相端子耦接到斜坡发生器的输出端子；第二电压-电流转换器，该第二电压-电流转换器耦接到斜坡发生器的输出端子；其中第一电压-电流转换器和第二电压-电流转换器中的每一者的输出在参考节点处彼此耦接；和耦接到参考节点的电流限制器电路；和开关元件，该开关元件耦接到：保护电路的输出端子；以及点火线圈。在一个实施方案中，第一电压-电流转换器控制第一电流，当斜坡电压升高时，该第一电流降低参考节点处的参考电压；第二电压-电流转换器控制第二电流，当斜坡电压升高时，该第二电流升高参考节点处的参考电压；并且保护电路在参考节点处生成第一电流和第二电流的差值信号。在一个实施方案中，开关元件对反馈回路作出响应，其中反馈回路提供信号以指示通过点火线圈的电流的幅值。本技术所实现的技术效果是提供点火器电路，该点火器电路控制点火线圈的关断以防止火花塞意外发火花。附图说明当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图当中的类似元件和步骤。图1是根据本技术的示例性实施方案的点火系统的框图；图2是根据本技术的示例性实施方案的点火器的电路图；图3是根据本技术的示例性实施方案示出电压-电流转换器的I-V特征的曲线图；图4A是根据本技术的示例性实施方案示出随时间推移的电子控制单元信号的曲线图；图4B是根据本技术的示例性实施方案示出随时间推移的线圈电流的曲线图；图4C是根据本技术的示例性实施方案示出随时间推移的点火线圈的次级电压的曲线图；图4D是根据本技术的示例性实施方案示出随时间推移的斜坡发生器输出的曲线图；图4E是根据本技术的示例性实施方案示出电压-电流转换器输出的曲线图；图4F是根据本技术的示例性实施方案示出参考节点处的电压的曲线图；以及图5是根据本技术的示例性实施方案示出点火系统的软关断周期的曲线图。具体实施方式本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置成执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如，本技术可采用可执行多种功能的各种电源、电流源、电流限制器、电压-电流转换器、点火线圈等。另外，本技术可结合任何数量的系统(诸如汽车、船舶和航空系统)实施，并且所述的这些系统仅为该技术的示例性应用。此外，本技术可采用任何数量的常规技术来提供控制信号、提供电流源、限制电流等。根据本技术的各个方面的用于点火系统的方法和装置可结合任何合适的汽车系统(诸如具有内燃机的汽车等)一起操作。参见图1和图2，示例性点火系统100可结合到由内燃机提供动力的汽车系统中。例如，在各种实施方案中，点火系统100可包括电子控制单元(ECU)125、点火器130、点火线圈105、电源120和火花塞135，它们一起操作以生成极高电压并产生火花，该火花会点燃引擎燃烧室中的燃料空气混合物。电源120充当点火系统100的电源。例如，电源120可生成DC(直流)电压源。电源120可包括用于生成功率的任何合适的设备和/或系统。例如，电源120可包括通常用于汽车应用的12伏铅酸电池。在示例性实施方案中，电源120可耦接到点火线圈105。在各种实施方案中，电源120还可耦接到其他部件(诸如ECU125)以有利于操作。ECU125可控制点火系统100中的一个或多个部件的各种操作。例如，ECU125可被配置为传输表示接通/断开模式、特定操作状态等的各种控制信号。在示例性实施方案中，ECU125可耦接到点火器130，并且被配置为传输ECU信号以操作点火器130。例如，ECU信号可表示点火器130的接通/断开模式，继而控制点火线圈105的操作。在一些情况下，EC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制点火线圈的点火器电路，其特征在于包括：/n斜坡发生器，所述斜坡发生器被配置为生成斜坡电压；和/n保护电路，所述保护电路耦接到所述斜坡发生器并且包括：/n第一电压-电流转换器，所述第一电压-电流转换器耦接到所述斜坡发生器的输出端子；和/n第二电压-电流转换器，所述第二电压-电流转换器耦接到所述斜坡发生器的所述输出端子；/n其中所述第一电压-电流转换器和所述第二电压-电流转换器中的每一者的输出在参考节点处彼此耦接。/n

【技术特征摘要】
20171107 US 15/805,2521.一种用于控制点火线圈的点火器电路，其特征在于包括：
斜坡发生器，所述斜坡发生器被配置为生成斜坡电压；和
保护电路，所述保护电路耦接到所述斜坡发生器并且包括：
第一电压-电流转换器，所述第一电压-电流转换器耦接到所述斜坡发生器的输出端子；和
第二电压-电流转换器，所述第二电压-电流转换器耦接到所述斜坡发生器的所述输出端子；
其中所述第一电压-电流转换器和所述第二电压-电流转换器中的每一者的输出在参考节点处彼此耦接。


2.根据权利要求1所述的点火器电路，其特征在于：
所述第一电压-电流转换器控制第一电流，所述第一电流在所述斜坡电压升高时降低所述参考节点处的参考电压；并且
所述第二电压-电流转换器控制第二电流，所述第二电流在所述斜坡电压升高时升高所述参考节点处的所述参考电压。


3.根据权利要求2所述的点火器电路，其特征在于所述保护电路在所述参考节点处生成所述第一电流和所述第二电流的差值信号。


4.根据权利要求1所述的点火器电路，其特征在于：
所述第一电压-电流转换器包括反相输入端子，所述反相输入端子耦接到所述斜坡发生器的所述输出端子；并且
所述第二电压-电流转换器包括：
反相输入端子，所述反相输入端子耦接到所述第一电压-电流转换器的非反相输入端子；和
非反相输入端子，所述非反相输入端子耦接到所述斜坡发生器的所述输出端子。


5.根据权利要求1所述的点火器电路，其特征还在于包括开关元件，所述开关元件耦接到所述保护电路的输出；其中所述开关元件包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)，所述绝缘栅双极晶体管包括：
栅极端子，所述栅极端子耦接到所述保护电路的所述输出；和
集电极端子，所述集电极端子耦接到所述点火线圈；和
发射极端子，所述发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：山岸干夫，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US