[发明专利]点火系统和控制火花点火式内燃机的方法

说明书

本发明涉及一种用于火花点火式内燃机的改进的点火系统。根据本发明，所述点火线圈的初级侧上的线圈绕组6P的电压在点火循环的定时周期期间调节至充分低电压电平，使得共计三种中的至少一种功能得以获得，即，防止过早的火花制备，或点火启动之后的活化抑制，或所述点火线圈在点火结束之后的初级侧和次级侧之间的改进的频率响应。当施加于感应点火系统中时，差动放大器(8)可连接于所述初级绕组6P上，从而经由驱动单元(9)调节控制开关2CS。本发明优选地与所述点火线圈的所述次级侧上的离子感测电路5C,5R一起在点火系统中实现，并且实现所有三种功能。

背景技术

一些特征需在用于火花点火式内燃机的点火系统中进行控制。本发明适用于电容放电点火系统和感应点火系统。

一种此类特征为自发火花在驻留期间的控制，即，当供应电压连接至初级点火线圈时。如果穿过初级绕组的电流浪涌(即，di/dt)过大，那么可在火花塞中生成过早的火花，从而导致燃烧的过早启动和性能损失。本发明的另一相关特征为减少功率消耗(即，电池耗尽)的需求，其中感应点火电压受限于对于火花塞间隙中的成功火花的充分的电平。

另一特征为终止火花的可能性，一旦引发燃烧，则其可减少火花塞间隙的磨损。

又一特征为在燃烧期间的离子电流检测的可能性，该检测通过测量燃烧腔室的电离度而进行。离子电流信号可检测一些燃烧参数，诸如i)燃烧的成功启动；ii)不利爆击条件；iii)压力峰值位置；iv)燃烧腔室中的实际A/F比，和一些其它参数，这些其它参数可有利于将内燃机控制于最有利燃烧条件，包括排放物的减少。

一些解决方案在现有技术中已提出以用于控制这些特征。

限流器是一种用于限制穿过初级绕组的电流的常用电路。在常规系统中，初级绕组通过功率晶体管连接至电压源。当电流已达到所需水平时，该电流通常受限制，这诱导了点火线圈中的di/dt浪涌，该di/dt浪涌可导致过多火花和/或电路的振荡。一旦电流已达到所需水平，电流控制起作用。

在US 3838672(GM 1974)中，示出了具有限流器的解决方案，该限流器将所产生电流的幅值限制成预定幅值以限制电池功率的浪费。测量控制阻抗元件上的电压，所述控制阻抗元件与切换晶体管串联定位成横穿直流源。这种解决方案限制了穿过所述初级燃组的峰值电流，但只要电流受限制，那么di/dt会改变并且点火线圈中产生响铃。这种解决方案还包括驻留长度的改变。

在US4248200(Hitachi 1981)中，示出了一种用于限制功率的浪费的解决方案，该解决方案利用限流器电路以用于将点火线圈中流动的电流限制至预定值。然而，当该电流受限时，那么di/dt改变，并且这可引起过早点火。

在US4245610(Hitachi 1981)中，还提出了一种限流器，该限流器防止当电流受限时所引起的小振荡，因为所述振荡可破坏功率晶体管。在这种电路中，电压与在初级绕组和电气接地之间的位置所检测的功率晶体管的集电极电流成比例。

在US4075997(Lucas 1978)中，示出了将功率晶体管保持于开路导电状态的火花点火系统，其中放大器产生输出信号，该输出信号未通过振荡高频杂散信号来饱和，因为这些杂散信号具有低积分。这种解决方案防止了过早的火花。

在US4382431(Bosch 1983)中，示出了用于在驻留期间减少内燃机的点火线圈的初级绕组中的振荡的电路。在对于点火的充分能量存储所需的预定值已达到之后，控制电路中的简单电阻防止了穿过点火线圈的初级绕组的电流的进一步增加。该电阻防止了横穿初级绕组的振荡。