[發明專利]無線電頻率火花塞的激勵頻率的最優化

有效

• 申請號: 200980110822.2
• 申請日: 2009-02-19
• 公開（公告）號: CN101981305A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: M·馬卡羅夫;F·奧扎斯
• 申請（專利權）人: 雷諾股份公司
• 主分類號: F02P9/00
• 分類號: F02P9/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李崢;于靜

技術領域

本發明一般涉及無線電頻率等離子體火花塞，其用于內燃機的燃燒室，用于機動車點火應用場合。本發明特別涉及這種火花塞的無線電頻率高電壓電源的運行，其基于RLC電路中的諧振現象，諧振頻率由火花塞的固有參數值決定。

背景技術

圖1示出了等離子體產生裝置。此裝置具有等離子體產生諧振器30，其表示無線電頻率火花塞的第一子系統，并包含值在制造過程中由所用材料的性質和幾何尺寸設置的串聯電阻器R₀、電感器L₀和電容器C₀，故諧振器具有高于1MHz的諧振頻率。

該裝置還具有無線電頻率電源模塊20，無線電頻率電源模塊20以處于設置點頻率Fc的電壓的形式向等離子體產生諧振器30連接到的輸出接口施加激勵信號U。控制模塊10將設置點頻率Fc提供給電源模塊20。

實際上，無線電頻率火花塞的激勵不是固定的，如圖2所示。實際上，在時刻t_0處，控制模塊向電源模塊發送適用于觸發諧振器的激勵的等離子體產生命令(點火命令)。激勵頻率于是接近于諧振器的諧振頻率。在過渡階段的末尾，在時刻t_d處，諧振器輸出上的電壓變得對于形成火花來說足夠高。

當這一點發生時，諧振器輸出上火花的形成——基本上在等離子體產生命令的時刻t_d發生——代表無線電頻率火花塞的第二子系統40，其參數修改作為一個整體的系統的諧振條件。實際上，像任何電導體一樣，氣體中的火花用電容Cd特征化，其在圖1中在無線電頻率諧振器30的輸出上建模。因此，如果沒有火花，對于諧振器特有的僅僅參數R₀、L₀、C₀決定系統的諧振頻率，在火花形成的情況下不再是這樣，因為對所述火花特有的特性實際上改變了此諧振頻率。

于是，火花形成的情況下諧振器的實際諧振頻率與由電源模塊設置并對于沒有火花的系統調節的諧振器激勵頻率之間的這種不同產生了諧振器品質因數的降低(品質因數限定了其輸出電壓和其輸入電壓的幅度之間的比)。

因此，舉例而言，在對于具有大于100的品質系數的無火花諧振器特有的諧振頻率大于1MHz的情況下，當火花產生時，假如另外的電容與諧振器輸出上火花的存在相關聯，系統的諧振頻率降低幾十kHz，這足以激起25％的數量級的品質因數下降，因此，導致無線電頻率火花塞的明顯較低的效率。

另外，到機動車點火的這種應用需要使用具有高品質因數的諧振器，其激勵頻率總是保持為接近于整個系統的諧振頻率。因此，重要的是對于火花塞諧振器在其整個激勵期間保持最大品質因數，一直到控制模塊發送命令以關閉諧振器的無線電頻率電源的時刻t_ext(圖2)。

申請人提交的專利申請FR2895169公開了使得可以對諧振器激勵頻率進行最優化的裝置。這些裝置涉及在諧振器的無線電頻率電源中并入：

-接口，用于接收確定最優激勵頻率——也就是說，其基本上等于諧振器的諧振頻率——的請求；

-接口，用于接收燃燒發動機的運行參數的測量信號，例如發動機油溫、發動機轉矩、發動機速度、點火角度等；

-接口，用于接收無線電頻率電源的運行參數的測量信號，例如諧振器輸出上的電壓；以及

-存儲器模塊，存儲發動機運行參數測量信號、無線電頻率電源運行參數測量信號和諧振器的最優激勵頻率之間的關系。

然而，這樣的實施方式非常復雜，因此，實施起來成本高。

另外，假如燃燒發動機的運行參數測量緩慢且僅僅供給多個循環(cycle)和所有汽缸上的平均信息，這并沒有使得實時對無線電頻率電源運行條件進行最優化成為可能。

另外，此請求的接收在諧振器激勵頻率最優化階段期間發生，在該階段期間，無線電頻率電源被配置為將處于設置點頻率的電壓施加到其輸出接口，不適合允許從諧振器產生等離子體。也就是說，這樣的系統使得可以理想地將電源預先設置到沒有火花的火花塞特有的諧振頻率，然而，另一方面，沒有使考慮火花的觸發成為可能，如已經看到的那樣，火花的觸發改變了諧振條件，犧牲了火花塞的效率。

此方案因此涉及修改諧振器輸出上的電壓。實際上，在接收到確定最優激勵頻率的請求時，電源模塊向輸出接口施加不使得諧振器產生等離子體的電壓。于是，一旦此最優頻率被確定，在等離子體必須被產生的等離子體產生裝置運行階段中，電源模塊將處于此最優頻率的電壓施加到其輸出接口。另外，此實施例要求在諧振器輸出上包含HV探針，其在機動車火花塞的情況下產生嚴重的技術問題。

發明內容