[发明专利]采集IGBT电流的电路及点火线圈寿命预估方法

说明书

本发明提供了一种点火线圈寿命预估方法，基于一采集IGBT电流的电路采集IGBT电流值，首先预设一驾驶循环阈值，所述驾驶循环是指从车辆启动到车辆熄火；然后在每一驾驶循环中执行至少如下步骤：S1、采集每次点火时的IGBT电流值；S2、判断本次驾驶循环次数是否超过所述驾驶循环阈值，若未超过则执行S1，若超过则执行S3；S3、根据所述IGBT电流值变化趋势、最大IGBT电流值变化趋势及过流次数变化趋势判断所述点火线圈工作是否正常，其中所述过流次数是指所述IGBT电流值超过点火线圈的额定电流值的次数。本发明不依赖点火线圈的特性指标，只与IGBT的特性指标相关，并且该方法的匹配简单，普适性强。

技术领域

本发明涉及汽车的动力系统领域，尤其涉及一种采集IGBT电流的电路及点火线圈寿命预估方法。

背景技术

火花点火是目前燃油汽车最主要的点火形式。所谓内驱点火是指点火IGBT集成在ECU(Electric Control Unit电子控制单元)内部，IGBT的输出端通过线束与点火线圈连接，从而实现对点火线圈的驱动。图1为一个典型的内驱点火IGBT(Insulated GateBipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管)工作的示意图。ECU内部产生一IGBT驱动信号，所述IGBT驱动信号通过控制IGBT的栅极G实现对IGBT的导通控制。当所述IGBT导通时，所述IGBT的集电极C与发射极E之间流过电流Ic。点火线圈L和火花塞H都在ECU外部，点火线圈L的初级线圈一端与集电极C连接，另一端与电源Ub连接。点火线圈L的次级线圈的一端与火花塞H连接，另一端接地。为了防止电流倒灌，点火线圈L与火花塞之间还可以串联一个二极管D。

由于发动机线束中有多种导线和连接器的应用，这些导线和连接器可能发生如图2所示的对电池短路的故障。在这一情况下，电源Ub直接施加于所述IGBT的集电极C端。当该IGBT处于导通状态时，电流Ic为短路电流，器件内部(即IGBT)温度快速增加，在很短的时间内形成的局部热点温度超过极限值后，IGBT将被损坏。

另一种情况下，当负载发生局部短路或点火充电时间过长时，ECU内部的IGBT电流Ic将远远超过额定电流。如图3所示，电源Ub和集电极C之间存在等效电阻r和等效电感l，从而增加了IGBT的负载，电流Ic超过额定值，IGBT内部也可能出现局部热点，当热量随时间增长或电流增大而逐步增长是，该IGBT将被损坏。

更严重的，由于IGBT集成于ECU内部，当IGBT损坏时，外在表现为ECU损坏，这可能导致更换成本高昂的ECU，从而导致客户投诉。

发明内容

为了解决上述问题，及时发现IGBT/点火线圈损坏的临界点，提出警报，及早更换即将失效的独立元器件，从而避免整体更换ECU，本发明首先提出了一种采集IGBT电流的电路，包括：中央处理单元、IGBT、点火线圈、火花塞和分流电阻。

所述中央处理单元与所述IGBT的栅极连接，用于驱动所述IGBT工作；

所述IGBT的集电极与所述点火线圈的初级线圈的一端连接，所述IGBT的发射极与所述分流电阻的一端连接；

所述分流电阻的一端还与所述中央处理单元的电压采集正端连接；另一端与所述中央处理单元的电压采集负端连接并同时接地；

所述点火线圈的初级线圈的另一端与电源连接，所述点火线圈的次级线圈的一端与所述火花塞的一端连接，所述点火线圈的次级线圈的另一端接地；

所述火花塞的另一端接地。

上述的采集IGBT电流的电路，其中，所述火花塞与所述点火线圈的次级线圈之间还串联一保护二极管，以防止电流倒灌入所述点火线圈的次级线圈。