内燃机中的点火线圈的电子设备及控制系统技术方案

公开了一种用于控制内燃机的点火线圈的电子设备(1)。设备包括高压开关(4)、驱动单元(5)、以及控制单元(9)。驱动单元被配置为在对初级绕组充能的步骤(T_chg)期间控制高压开关闭合并且在将能量从线圈的初级绕组传递至次级绕组的步骤(T_tr)期间控制高压开关断开。设备还包括：电流测量电路(30)，串联连接至次级绕组(2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机中的点火线圈的电子设备及控制系统


[0001]本专利技术整体涉及诸如机动车辆的发动机的内燃机的电子点火领域。
[0002]更具体地，本专利技术涉及一种用于监测燃烧机的点火火花塞的污染状况的方法。
[0003]进一步地，本专利技术涉及一种内燃机中的点火线圈的方法、设备、以及控制系统。
[0004]进一步地，本专利技术涉及一种用于控制内燃机的点火线圈的电子设备以及相关电子点火系统，该电子点火系统能够通过测量所考虑的汽缸产生的电离电流来检测发动机汽缸中的可燃燃烧混合物的失火(例如，空气中的氧作为燃物并且燃料作为可燃物)。

技术介绍

[0005]用于机动车辆的现代内燃机配备有内燃处理的分析系统，以使发动机自身的效率和性能最大化。
[0006]具体地，该分析系统通常与点火系统集成或相关联，由于燃烧室内存在火花塞电极，所以点火系统能够用于测量(电)量，以用于限定燃烧条件或检测汽缸中的可能异常。
[0007]在一些应用中，例如，已知使用点火系统来确定是否需要更换火花塞。
[0008]在该方面，文献US2017/0350364提供在初级绕组与次级绕组之间的能量传递步骤开始时检测次级绕组中的流动电流。
[0009]更精确地，该文献提供测量初级绕组上的开关的断开与火花塞端之间的电弧的产生之间的时间间隔，当该时间间隔大于预定的阈值时，确定火花塞的必要更换条件。
[0010]不利地，该系统具有很强的灵敏度限制，尤其当发动机处于低rpm(非常低的击穿电压)时。
[0011]相反，在公开文献EP1081375和EP1138940中，在放电期间，即，在电极之间建立电弧之后，测量次级绕组中的流动电流。
[0012]对所检测的电流信号进行积分并且与参考值进行比较；如果比较表明所检测的电流的积分值小于参考值，控制单元则确定火花塞已经满足需要更换的磨损条件。
[0013]不利地，该系统防止在缺少火花的情况下检测污染/磨损条件，精确地，在存在该条件时，可能不发生这种情况，从而使得系统不可持续。
[0014]在一些其他应用中，使用点火系统来检测通常的燃烧参数。
[0015]例如，已知测量电离电流，以从燃烧室直接获得空气
‑
燃料混合物的燃烧过程的参数的指示数据。
[0016]具体地，火花塞用作离子传感器(通常为CHO
+
、H3O
+
、C3H
3+
、NO
2+
类型)，在火花塞电极之间产生火花并且空气
‑
燃料混合物燃烧之后，在燃烧室中生成离子。
[0017]然后，通过对火花塞电极应用电位差并且测量由燃烧室中产生的离子所生成的电流来生成电离电流。
[0018]通过测量电离电流，可以实时地检测空气
‑
燃料混合物的失火(更一般地，燃物与可燃物的混合物)并且然后迅速采取适当的措施来避免发动机故障。
[0019]US 5534781 A1公开了一种用于检测电离电流的系统(见图1和图2)，系统使用积
分电路45来计算与电离电流的积分成比例的电压。
[0020]积分电路45基于运算放大器46并且包括在相反方向上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。
[0021]通过电子控制单元(ECU)10来读取由积分电路45生成的输出信号。
[0022]申请人已经观察到，因为使用运算放大器46以及多个其他电子部件，所以US 5534781 A1的积分电路45过于复杂。
[0023]此外，US 5534781未提及其中将关于失火的检测的信息从线圈25发送至电子控制单元10的方式。

技术实现思路

[0024]因此，本专利技术的目的是提供一种用于监测燃烧机的点火火花塞的污染状况的方法、以及能够克服上面提及的现有技术的缺点的内燃机中的点火线圈的控制方法、设备、以及系统。
[0025]具体地，本专利技术的目的是提供一种用于监测可靠并且易于操作的燃烧机的点火火花塞的污染状况的方法。
[0026]此外，本专利技术的目的是提供一种用于控制鲁棒并且便于识别火花塞的污染程度的内燃机中的点火线圈的方法。
[0027]此外，本专利技术的又一目的是提供一种有效并且同时简单实现的内燃机中的点火线圈的控制设备与系统。
[0028]通过具有一个或多个下列权利要求中的技术特征的控制设备和系统而实现所述目的。
[0029]具体地，通过能够实现这样的方法的电子设备来实现本专利技术的目的，即，用于监测内燃机的点火火花塞的污染状况，其中，发动机包括点火系统，点火系统包括：至少一个点火线圈，设置有至少一个初级绕组和一个次级绕组；至少一个点火火花塞，串联地电连接至所述次级绕组；以及至少一个电压生成器，通过至少一个高压开关而电耦接至所述初级绕组。
[0030]在用于燃烧机的点火线圈的充电和放电循环期间实现监测方法，其中，在第一时间间隔内利用能量对初级绕组进行循环充电，并且随后，在所述第一时间间隔结束时，通过电磁感应将初级绕组中所充电的能量传递至次级绕组。
[0031]第一时间间隔与初级绕组的充电步骤对应，以在传递步骤中进行能量的传递。
[0032]根据本专利技术的一方面，在第一时间间隔期间(即，在充电步骤期间)，检测次级绕组上的流动电流，识别其相关值(例如，峰值、平均值、或积分值)。
[0033]将该相关值与至少预定义的第一参考值(或阈)进行比较。
[0034]如果比较表明显著的电流值大于第一参考值，则识别火花塞的污染状况。
[0035]鉴于此，应注意，优选地，次级中产生的电流由于污染而通常具有负号(与初级相比较)，相关值表示实际检测值的模块/绝对值。
[0036]此处，术语“污染”指定义火花塞的至少一部分，具体地，覆盖有碳烟沉积物(属于碳质来源)的中心电极的陶瓷绝缘体是导电的。
[0037]由于本专利技术的方法目的，申请人已经利用碳层(不需要)的这种特殊性，此外，在其
中次级电流大致为零的步骤中，监测是否由于火花塞的污染而产生电流流动。
[0038]有利地，由于这种直觉，可以获得有效并且可靠的火花塞监测过程，由于此，可以在无具体时间约束的情况下并且甚至在不存在火花的情况下检测火花塞的污染状况，从而避免上述现有技术的全部缺陷。
[0039]优选地，为了准确地确定火花塞上是否存在污染，第一参考值I_thr介于80μA与8000μA之间，优选地，介于100μA与2000μA之间。
[0040]更优选地，可以存在一个以上的预定义参考值，以扩大监测并且不仅识别火花塞污染的存在，而且还识别污染程度/级别。
[0041]鉴于此，优选地，比较步骤涉及至少还将次级电流的所述相关值与小于所述第一参考值的第二参考值进行比较。
[0042]此时，如果所述相关值大于所述第二参考值、但小于所述第一参考值，则识别为火花塞的低污染状况。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制内燃机的点火线圈的电子设备(1)，电子控制设备包括：
‑
高压开关(4)，串联连接至线圈的初级绕组并且被配置为在闭合位置和断开位置之间切换；
‑
驱动单元(5)，被配置为：在对所述初级绕组充能的步骤(T_chg)期间控制所述高压开关闭合；在将能量从所述线圈的所述初级绕组传递至次级绕组的步骤(T_tr)期间控制所述高压开关断开；
‑
电流测量电路(30
’
、30”)，串联连接至所述次级绕组(2
‑
2)的第二端子并且被配置为：至少在充电步骤(T_chg)期间检测在所述次级绕组(2
‑
2)上生成的电流；生成代表检测到的电流的信号；其特征在于，所述电子控制设备包括至少一个控制单元(9)，所述控制单元(9)被配置为：
‑
接收由测量电路检测到的代表所述电流的所述信号；
‑
将所述信号的相关值与至少一个预定义的第一参考值(I_thr)进行比较；
‑
当所述信号的所述相关值超过预定义的所述第一参考值(I_thr)时，激活用于检测火花塞(3)的污染的模式。2.根据权利要求1所述的电子设备(1)，其中，所述测量电路(30
’
)包括：
‑
偏置电路(6)，串联连接至所述次级绕组的第二端子并且被配置为在检测所述次级绕组上的所述电流期间生成电流；
‑
积分电路(7)，介于所述偏置电路与参考电压(GND)之间；其中，所述积分电路包括串联连接至所述偏置电路(6)并且连接在所述偏置电路与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：
‑
通过在所述充电步骤(T_chg)期间流经所述次级绕组(2
‑
2)的电流来在所述充电步骤(T_chg)期间进行预充电；
‑
当在所述次级绕组(2
‑
2)中流动的电流大致为零时，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯夸莱，
申请(专利权)人：艾尔多股份有限公司，
类型：发明
国别省市：