公开了一种控制内燃机点火线圈的电子装置(1)。该装置包括高压开关(4)、驱动单元(5)、偏置电路(6)和积分电路(7)。高压开关(4)与线圈的初级绕组串联连接，并且被配置为在闭合位置和打开位置之间切换。驱动单元(5)被配置为在将能量充入初级绕组的阶段(T_chg)期间控制高压开关的闭合，并且被配置为在从线圈的初级绕组到次级绕组的能量转移阶段(T_tr)期间以及在能量转移阶段之后的电离电流(I_ion)的测量阶段(T_ion)期间控制高压开关的打开，其中，所述电离电流借助于在能量转移阶段中由火花塞(3)生成的火花，由在发动机汽缸的燃烧室中的助燃可燃混合物的燃烧过程期间产生的离子生成。偏置电路(6)被配置为在电离电流的测量阶段(T_ion)期间生成所述电离电流(I_ion)，其中，所述偏置电路串联连接到次级绕组的第二端子。积分电路(7)置于偏置电路和参考电压(GND)之间。积分电路包括串联连接到偏置电路(6)并连接在偏置电路和参考电压之间的积分电容器(C4)。积分电容器：被配置为在其中在充电阶段(t10.2，t12)期间在燃烧室中发生助燃可燃混合物的早燃的情况下，借助于在充电阶段(T_chg)期间流经次级绕组(2
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制内燃机点火线圈的电子装置及其用于检测内燃机早燃的电子点火系统
[0001]描述
[0002]本专利技术的
[0003]本专利技术总体上涉及内燃机(诸如例如机动车辆的发动机)的电子点火领域。
[0004]更特别地，本专利技术涉及一种控制内燃机的点火线圈的电子装置及其电子点火系统，该电子点火系统能够借助于测量所讨论的在汽缸中生成的电离电流来检测发动机汽缸中的助燃可燃混合物(例如，空气中的氧气作为助燃物，并且燃料作为可燃物)的早燃(pre
‑
ignition)。
现有技术
[0005]现代的机动车辆的内燃机配备有用于监视内燃过程的系统，目的是最大化发动机的效率和性能。
[0006]测量电离电流是已知的，以便直接从燃烧室获得指示空气
‑
燃料混合物的燃烧过程的参数的数据。
[0007]特别地，火花塞用作离子(通常为CHO
+
、H3O
+
、C3H
3+
、NO
2+
类型)的传感器，这些离子在火花塞的电极之间的火花已经生成并且空气
‑
燃料混合物的燃烧已经发生之后，在燃烧室中生成。
[0008]因此，通过向火花塞的电极施加电位差并通过测量借助于燃烧室中产生的离子生成的电流来生成电离电流。
[0009]借助于电离电流的测量，可以实时检测空气
‑
燃料混合物(更一般地，是助燃物与可燃物的混合物)的失火，并且然后及时采取措施防止发动机的故障。
[0010]US 5534781 A1公开了一种用于检测电离电流的系统，该系统使用(见图1和2)积分电路45来计算与电离电流的积分成正比的电压。
[0011]积分器45基于运算放大器46并且它包括以相反方向并联连接的两个二极管40、42以及电阻器44和电容器48的串联连接。
[0012]在积分器45的输出端处生成的信号由电子控制单元(ECU)10读取。
[0013]申请人已经观察到US 5534781 A1的积分电路45过于复杂，因为它需要使用运算放大器46和许多其它电子组件。
[0014]专利技术概述
[0015]本专利技术涉及一种控制内燃机的点火线圈的电子装置及其电子点火系统，该电子点火系统用于检测内燃机中的早燃，如所附权利要求1和5以及分别在从属权利要求2至4和6至11中公开的它们的优选实施例中所定义的。
[0016]申请人已经认识到，根据本专利技术的电子控制装置和电子点火系统允许通过采用积分电路测量电离电流的积分值，来以简单和可靠的方式检测发动机中汽缸燃烧室中的可燃助燃混合物(例如，空气
‑
燃料混合物)的早燃，该早燃在将能量充入初级绕组的阶段期间发生(例如，由火花塞的结垢引起)，该积分电路非常容易实现，并且对于所考虑的应用而言足
够可靠和准确，同时也显著减少了位于线圈外部的电子控制单元所需的计算。
[0017]本专利技术的积分电路是可靠的，因为它降低了检测早燃存在的错误警报的风险，因为它向电子控制单元提供了电离电流的积分值，借助于该值，电子控制单元能够检测失火的存在或不存在。
[0018]申请人已经认识到，本专利技术的积分电路还允许通过采用所述积分电路测量电离电流的积分值，来以简单、可靠和精确的方式检测发动机中汽缸燃烧室中的可燃助燃混合物(例如，空气
‑
燃料混合物)的失火(misfire)。
[0019]此外，根据本专利技术的电子控制装置和电子点火系统提供了至少两种可能的特别有效的解决方案，用于将电离电流积分的测量信息传输到位于线圈外部的电子控制单元，以便检测在将能量充入初级绕组的阶段中助燃可燃混合物的早燃的存在，并且以便检测助燃可燃混合物的失火。
[0020]根据本专利技术的第一方面，公开了一种控制内燃机的点火线圈的电子装置，该电子控制装置包括：
[0021]‑
高压开关，其与线圈的初级绕组串联连接并被配置为在闭合位置和打开位置之间切换；
[0022]‑
驱动单元，其被配置为：
[0023]·
在将能量充入初级绕组的阶段期间控制高压开关的闭合；
[0024]·
在从线圈的初级绕组到次级绕组的能量转移阶段期间以及在能量转移阶段之后的电离电流的测量阶段期间控制高压开关的打开，其中，所述电离电流借助于在能量转移阶段中由火花塞生成的火花，由在发动机汽缸的燃烧室中的助燃可燃混合物的燃烧过程期间产生的离子生成；
[0025]‑
偏置电路，其被配置为在电离电流的测量阶段期间生成所述电离电流，其中，所述偏置电路串联连接到次级绕组的第二端子；
[0026]‑
积分电路，其置于偏置电路和参考电压之间；
[0027]其中，所述积分电路包括串联连接到偏置电路并连接在偏置电路和参考电压之间的积分电容器，
[0028]其中，所述积分电容器被配置为：
[0029]‑
在其中在充电阶段期间在燃烧室中发生助燃可燃混合物的早燃的情况下，借助于在充电阶段期间流经次级绕组的电离电流，在将能量充入初级绕组的阶段期间进行预充电，以便测量由于所述早燃而在充电阶段期间流经次级绕组的电离电流的积分值；
[0030]‑
在其中不发生助燃可燃混合物的早燃的情况下，在充入能量的阶段期间保持充电状态基本恒定；
[0031]‑
在从初级绕组到次级绕组的能量转移阶段期间借助于流经次级绕组的电流完全放电。
[0032]优选地，积分电路包括积分电容器和齐纳二极管(Zener diode)的并联连接，齐纳二极管具有连接到偏置电路的阳极端子并具有朝向参考电压连接的阴极端子，
[0033]其中，在电离电流的测量阶段期间，齐纳二极管被反向偏置，并且其被配置为在积分电容器的充电期间将积分电容器两端的电压限制为等于齐纳二极管的齐纳电压的最大定义值，
[0034]其中，在能量转移阶段期间，齐纳二极管被正向偏置，并且其被配置为将积分电容器两端的电压偏置到基本为零的值，
[0035]并且其中，在助燃可燃混合物早燃的情况下，积分电容器被配置为充电直到达到其两端的电压具有等于齐纳二极管的齐纳电压的绝对值。
[0036]优选地，偏置电路包括偏置电容器和另一齐纳二极管的并联连接，另一齐纳二极管具有连接到积分电路的阳极端子并且具有连接到次级绕组的第二端子的阴极端子，
[0037]其中，偏置电容器被配置为：
[0038]‑
在能量转移阶段期间借助于由火花塞的火花生成的、流经次级绕组的电流充电；
[0039]‑
在电离电流的测量阶段期间至少部分地借助于电离电流放电；
[0040]其中，在能量转移阶段期间，另一齐纳二极管被反向偏置，并且其被配置为在偏置电容器的充电期间将偏置电容器两端的电压限制为等于该另一齐纳二极管的齐纳电压的最大定义值。
[0041]优选地，所述积分电容器还被配置为：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制内燃机的点火线圈的电子装置(1)，所述电子控制装置包括：
‑
高压开关(4)，其串联连接到线圈的初级绕组并被配置为在闭合位置和打开位置之间切换；
‑
驱动单元(5)，其被配置为：
·
在将能量充入所述初级绕组的阶段(T_chg)期间控制所述高压开关的闭合；
·
在从所述线圈的初级绕组到次级绕组的能量转移阶段(T_tr)期间以及在所述能量转移阶段之后的电离电流(I_ion)的测量阶段(T_ion)期间控制所述高压开关的打开，其中，所述电离电流借助于在所述能量转移阶段中由火花塞(3)生成的火花，由在发动机的汽缸的燃烧室中的助燃可燃混合物的燃烧过程期间产生的离子生成；
‑
偏置电路(6)，其被配置为在所述电离电流的测量阶段(T_ion)期间生成所述电离电流(I_ion)，其中，所述偏置电路串联连接到所述次级绕组的第二端子；
‑
积分电路(7)，其置于所述偏置电路和参考电压(GND)之间；其特征在于，所述积分电路包括串联连接到所述偏置电路(6)并连接在所述偏置电路和所述参考电压之间的积分电容器(C4)，其中，所述积分电容器被配置为：
‑
在其中在充电阶段(t10.2，t12)期间在所述燃烧室中发生助燃可燃混合物的早燃的情况下，借助于在所述充电阶段(T_chg)期间流经所述次级绕组(2
‑
2)的电离电流，在将能量充入所述初级绕组的所述阶段期间进行预充电，以便测量由于所述早燃而在所述充电阶段期间流经所述次级绕组的电离电流的积分值；
‑
在其中所述助燃可燃混合物不发生早燃的情况下，在充入能量的阶段期间保持充电状态基本恒定；
‑
在从所述初级绕组到所述次级绕组的能量转移阶段(T_tr)期间借助于流经所述次级绕组的电流完全放电。2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其中，所述积分电路(7)包括所述积分电容器(C4)和齐纳二极管(DZ11)的并联连接，所述齐纳二极管具有连接到所述偏置电路的阳极端子并具有朝向所述参考电压连接的阴极端子，其中，在所述电离电流的测量阶段期间，所述齐纳二极管(DZ11)被反向偏置，并且其被配置为在所述积分电容器的充电期间将所述积分电容器(C4)两端的电压限制为等于所述齐纳二极管(DZ11)的齐纳电压的最大定义值(Vint_max)，其中，在所述能量转移阶段期间，所述齐纳二极管(DZ11)被正向偏置并且其被配置为将所述积分电容器(C4)两端的电压偏置到基本为零的值，并且其中，在所述助燃可燃混合物早燃的情况下，所述积分电容器(C4)被配置为充电直到达到其两端的电压具有等于齐纳二极管(DZ11)的齐纳电压(V_DZ11)的绝对值。3.根据权利要求1或2所述的电子控制装置，其中，所述偏置电路包括偏置电容器(C6)和另一齐纳二极管(DZ8)的并联连接，所述另一齐纳二极管具有连接到所述积分电路的阳极端子并具有连接到所述次级绕组的第二端子的阴极端子，其中，所述偏置电容器被配置为：
‑
在所述能量转移阶段期间借助于由所述火花塞的火花生成的流经所述次级绕组的电流充电(t2，t3)；
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在所述电离电流的测量阶段期间至少部分地借助于所述电离电流放电(t5)；其中，在所述能量转移阶段期间，所述另一齐纳二极管(DZ8)被反向偏置，并且其被配置为在所述偏置电容器的充电期间将所述偏置电容器(C6)两端的电压限制为等于所述另一齐纳二极管(DZ8)的齐纳电压的最大定义值(V_DZ8)。4.根据前述权利要求中任一项所述的电子装置，其中，所述积分电容器(C4)还被配置为：
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在所述电离电流(I_ion)的测量阶段(T_ion)期间，充电(t5，t7)至不同于零的值，以便在所述助燃可燃混合物的正确点火的情况...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧金尼奥，
申请(专利权)人：艾尔多股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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