[發明專利]內燃機的點火系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201580067784.2
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN107002624B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: P·P·克魯格;B·維瑟
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: F02P3/01
• 分類號: F02P3/01;F02P17/12;H01T13/44
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦晨

點火系統(10)包括高壓變壓器(12)，高壓變壓器(12)包括初級繞組(12.1)和次級繞組(12.2)。初級諧振電路(26)由初級繞組(12.1)和初級電路電容(24)形成。次級諧振電路(16)由作為負載的點火塞(14)、次級繞組(12.2)形成；點火塞(14)由并聯放置的次級電路電容(18)和次級電路負載電阻(Rp)代表。所述負載電阻值在點火周期期間變化。初級諧振電路(26)和次級諧振電路(16)具有共模諧振頻率(f_c)和差模諧振頻率(f_d)?？刂破?28)被配置為使初級繞組以或者是共模諧振頻率(f_c)或者是差模諧振頻率(f_d)的頻率驅動，并且連接到反饋電路(50)以使得初級繞組的頻率自適應于可變的負載電阻。

技術領域

本發明涉及內燃機的點火系統以及驅動點火系統的點火塞的方法。

背景技術

為了改善汽油內燃機中的排放以滿足排放標準，發動機需要使用高的廢氣再循環(EGR)或者貧空氣燃料混合物來工作。在這些狀況下提高燃燒穩定性的電暈點火塞是已知的。然而，當電暈被生成并且然后生長時，這些塞不能夠由常規點火線圈驅動，而是必須在變化的負載狀況下以高頻率和高電壓驅動。已知的點火系統復雜并且昂貴。導致現有的電暈系統昂貴的因素之一是必須仔細地控制遞送到電暈的功率以防止發出火花的需求。

而且，已知的火花塞點火系統不具有控制遞送到火花的功率的量的能力。已知的系統遞送與火花電阻成比例的功率。因為遞送到火花的功率的量不可控并且火花電阻可能在點火周期之間不同，遞送到火花的功率的量可能在周期之間不同。所遞送的功率的差異可能導致周期之間點火和燃燒方面的不期望的差異。

發明目的

因此，本發明的目的在于提供一種點火系統以及驅動點火塞的方法，申請人相信使用它們至少可以緩解前述缺點，或者它們可以為已知的系統和方法提供有用的替代方案。

發明內容

根據本發明，提供一種點火系統，包括：

-高壓變壓器，包括具有第一電感L₁的初級繞組以及具有第二電感L₂的次級繞組；

-初級諧振電路，包括初級繞組和初級電路電容C₁并且具有第一諧振頻率f₁；

-點火塞，在使用中，作為負載連接到次級繞組，以形成次級諧振電路，次級諧振電路包括次級繞組、次級電路電容C₂和次級電路負載電阻Rp，該次級電路負載電阻在使用中以及在點火周期期間在高的第一值和低的第二值之間改變，次級諧振電路具有第二諧振頻率f₂；

-驅動電路，連接到初級諧振電路以驅動頻率驅動初級繞組；

-初級繞組與次級繞組之間的磁性耦合k小于0.5，使得當次級電路負載電阻高時，包括初級諧振電路和次級諧振電路的諧振變壓器共同地具有共模諧振頻率f_c和差模諧振頻率f_d；以及

-控制器，從初級諧振電路和次級諧振電路中的至少一個連接到反饋電路并且被配置為使得驅動電路以依賴于次級電路負載電阻的可變頻率驅動初級繞組，并且該次級電路負載電阻由控制器從反饋電路中得出。

在本發明的一個實施例中，點火塞是僅為了點火目的生成電暈的電暈塞，并且控制器可以被配置為當次級電路負載電阻高時，使得驅動電路以共模諧振頻率驅動初級繞組以生成電暈，并且當火花形成導致低的次級電路負載電阻時，或者a)停止驅動初級繞組，或者b)以與共模諧振頻率實質上不同的頻率驅動初級繞組，由此停止到火花等離子體中的功率傳送。