点火控制装置及方法
专利汇可以提供点火控制装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于控制 内燃机 点火线圈装置的点火控制装置，它具有转速检测装置，用于在相应汽缸点火周期内的检测时刻检测内燃机转速；用于确定与检测转速对应的预定 点火 角 、预定充电时间及相应的充电开始角度的确定装置；点火控制值输出装置，用于在充电时间输出方式中输出充电开始角度及充电时间及在点火角输出方式中输出充电开始角度及点火角；检测装置，用于在点火角输出方式中检测输出级的功率损耗 临界状态 ；及一个点火控制方式确定装置，用于对点火周期从点火角输出方式及充电时间输出方式中确定一个点火控制方式；点火控制方式确定装置的构型为，当在点火角输出方式中检测到点火线圈装置输出级的功率损耗临界状态时，确定充电时间输出方式。，下面是点火控制装置及方法专利的具体信息内容。
1.用于控制内燃机点火线圈装置的点火控制装置，具有至少一个 汽缸和至少一个输出级，具有：
a)一个用于检测内燃机转速的转速检测装置；
b)一个用于检测内燃机当前曲轴转角的角度检测装置；
c)一个确定装置，它被设置用于确定一个点火角、一个充电时 间以及一个与检测的转速对应的充电开始角度；
d)一个用于确定输出级的当前温度的确定装置；
e)一个用于计算输出级的将来温度的计算装置；
f)一个输出装置，当输出级的当前或将来温度超过温度阈值(S) 时，该输出装置可被运行在一个充电时间输出方式中，或者当输出级 的当前或将来温度不超过温度阈值(S)时，该输出装置可被运行在 一个点火角输出方式中，其中，在充电时间输出方式中可输出充电开 始角度和充电时间，并且在点火角输出方式中可输出充电开始角度和 点火角，其中，由一个预定的基准点过去的时间可通过一个计时器来 求出，并且，由一个预定的基准点达到的角度可通过所述角度检测装 置来求出。
2.根据权利要求1的点火控制装置，其特征在于：设有一个比较 装置，借助于它可将检测的转速与一个转速阈值(NO)相比较，其中， 如果检测的转速小于所述转速阈值(NO)，所述输出装置可运行在充 电时间输出方式中；如果检测的转速大于所述转速阈值(NO)，则所 述输出装置可运行在点火角输出方式中。
3.根据权利要求1或2的点火控制装置，其特征在于：设有一个 动态提前量确定装置，借助于它可对于点火角输出方式在预定转速时 及在正的加速度时确定向延迟方向的动态提前量，或借助于它对于充 电时间输出方式确定向提前方向的动态提前量。
4.根据权利要求1或2的点火控制装置，其特征在于：
充电时间可借助于所述用于确定点火角、充电时间以及充电开始 角度的确定装置根据电池电压确定。
5.根据权利要求1或2的点火控制装置，其特征在于：
用于确定输出级的当前温度的确定装置具有用于检测发动机温 度的温度检测装置，这样，发动机的温度(tmot)可被确定，并且可 由此计算输出级的温度(tambient)。
6.根据权利要求1或2的点火控制装置，其特征在于：
所述输出级的将来温度借助于用于计算将来温度的该计算装置 由在充电时间期间产生的该输出级的功率损耗被计算。
7.根据权利要求3所述的点火控制装置，其特征在于：借助于动 态提前量确定装置可对于点火角输出方式在低转速时及在正的加速 度时确定向延迟方向的动态提前量。
8.用于控制内燃机点火线圈装置的方法，具有至少一个汽缸和至 少一个输出级，具有以下步骤：
a)检测内燃机的转速；
b)检测内燃机的当前曲轴转角；
c)确定点火角和充电时间以及与检测的转速相应的充电开始角 度；
d)检测输出级的当前温度以及计算输出级的将来温度；
e)当点火线圈装置输出级的当前或将来温度超过一个温度阈值 (S)时，使输出装置运行在一个充电时间输出方式中，或者当点火 线圈装置输出级的当前或将来温度不超过该温度阈值(S)时，使该 输出装置运行在一个点火角输出方式中，其中，在充电时间输出方式 中输出充电开始角度和充电时间，并且在点火角输出方式中输出充电 开始角度和点火角，其中，从一个预定的基准点过去的时间通过一个 计时器来求出，并且，从一个预定的基准点达到的角度通过与当前的 曲轴转角信号的比较来求出。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于：将检测的转速与一个转 速阈值(NO)相比较，其中，如果检测的转速小于所述转速阈值(NO)， 所述输出装置则被运行在充电时间输出方式中；如果检测的转速大于 所述转速阈值(NO)，则所述输出装置被运行在点火角输出方式中。
10.根据权利要求8或9的点火控制方法，其特征在于：对于点 火角输出方式在预定转速时及在正的加速度时向延迟方向确定动态 提前量，或对于充电时间输出方式向提前方向确定动态提前量。
11.根据权利要求8或9的点火控制方法，其特征在于：
根据电池电压确定充电时间。
12.根据权利要求8或9的点火控制方法，其特征在于：
确定发动机的温度(tmot)，并且由此计算输出级的当前温度 (tambient)。
13.根据权利要求8或9的点火控制方法，其特征在于：
由在充电时间期间产生的输出级的功率损耗计算输出级的将来 温度。
14.根据权利要求10所述的点火控制方法，其特征在于：
对于点火角输出方式在低转速时及在正的加速度时向延迟方向 确定动态提前量。
技术领域
本发明涉及点火控制装置及相应的点火控制方法。
背景技术
用于控制点火线圈点火系统或装置的点火操作的点火控制装置 基本具有两个控制功能：通过点火线圈导通持续时间或充电持续时间 的理想点火能量的控制，及通过点火线圈关断时刻或充电结束时刻的 点火脉冲的角度位置控制。
在线圈点火装置中，点火能量通过点火线圈的充电时间来计量， 点火能量根据在线圈开关电路上施加的车载电网电压及该电路的时 间常数的不同而是不同的。
通常将相应的给定值与转速及另外可能的发动机参数的变化关 系作为特性曲线族存储在控制装置中。
当出现转速动态变化时，给定值“充电时间”及“点火角”将产 生控制目标的冲突。充电阶段开始的角度位置、即闭合开始角度必需 这样地选择，以致在充电时间结束后达到点火角。这就是说，在计算 点火操作的时刻，曲轴运动的时间-角度变化曲线必需已被知道。
在极端的转速动态变化及低频的转速采样的情况下，尤其在发动 机起动时，在传统的点火控制装置中将形成该时间-角度变化曲线不可 忽视的估算误差。
传统的控制装置具有一个角度发送器轮，用于输出角度信号，该 角度发送器轮将角度上等距离的脉冲输送给点火控制装置。出于计算 运行时间的原因，在通常的点火控制装置结构中点火操作的计算仅能 分区段地进行，其中一个区段为曲轴720°的角度间隔除以汽缸数，即 例如在一个四缸发动机上它为180°。因此，在计算中求得的点火操作 的角度位置通过角度发送器轮及在点火控制装置中通常设有的定时 器/计数器电路可被足够精确地测量，但计算本身要根据检测到的转速 来进行，在转速动态变化时在点火位置上该转速将不能被测到。
为了解释该问题，图2表示出一个四缸内燃机中的点火序列。
在图2中，在x轴上以度数°标记曲轴转角KW，及在y轴上表 示点火过程ZZ，它具有顺序...-2-1-3-4-2-...。一个完整的周期为 720°kw，它相应于一个周期时间tZYK。一个区段为720°KW/4＝180°， 相应于一个区段的时间tSEG。
图3表示一个四缸内燃机的第一汽缸的区段中关于点火线圈电流 I2控制的点火控制功能的变化过程。
在0°时检测转速N及紧接着由一个特性曲线族推算出充电时间 tL及点火角wZ(近似等于闭合角度)。
接着假定在匀速运动时由下列关系式求得闭合角度或充电开始 角度wLB：
wLB＝wZ-tL.ω
式中ω为对应于转速N的角速度。出于计算运行时间的原因，点 火操作的时间及角度位置仅能每个点火间隔计算一次。
在充电时间输出方式情况下，将借助一个计数器C1从0°开始通 过曲轴传感器信号KWS来检测角度wLB，并当达到角度wLB时，控制 点火线圈的输出级输出。然后借助计时器控制充电持续时间tL，及在 充电持续时间tL期满后中断控制输出。
在点火角输出方式情况下，将借助一个计数器C1从0°开始通过 曲轴传感器信号KWS来检测角度wLB，并当达到角度wLB时，控制点 火脉冲的输出级输出。借助另一计数器C2从0°开始通过曲轴传感器 信号KWS来检测角度wZ，及在达到角度wZ时中断控制输出。
因为转速变化过程的计算误差-例如在发动机起动时-是不能 被忽略的，通常在点火控制装置中将进行控制目标即充电时间及点火 角的优先选择。如果我们决定通过定时器/计数器电路精确地输出充 电时间-所谓充电时间输出方式，则在起动加速(转速升高)时得 到点火角的滞后偏移。如果相反地精确输出点火角-所谓点火角输 出方式，则在起动的动态变化时充电时间缩短及由此使点火线圈中的 能量减小，因而可能引起点火中断。
因此，通常的输出方法、即充电时间输出或点火角输出将根据目 标系统的特性固定地预给定，或在一个临界转速上进行转换。对此通 常在起动期间为充电时间输出及在一个临界转速上转换到点火角输 出，在该临界转速上转速采样频率这样地高，即动态的误差可被忽略， 但另一方面通过点火角使转矩的灵敏度大大增加。
在充电时间输出方式时，如以上参照图3所解释的，在达到充电 开始角度后，等待一个充电时间并在精确保持线圈中给定能量的情况 下进行点火，由此可保证在最小功率损耗的情况下达到足够的能量。 在低转速及大加速度的情况下，将点火角与闭合时间及与给定点火角 位置相关地滞后偏移。因此在该点火角的应用中，当转速处于起动机 转速数量级的情况下将合乎目的地在提前的方向上使点火角附加一 个动态提前量。
在点火角输出方式时，如以上参照图3所解释的，点火角与充电 开始角度无关地被测出。在出现加速度的情况下，将在充电时间期满 前被点火。在该应用中，当大的加速度及小转速的情况下将合乎目的 地在延迟的方向上对充电时间施加一个动态提前量。
动态提前量基本上被施加得大于绝对需要的值，这将导致：在充 电时间输出方式中在点火部件上形成附加功率损耗，及在点火角输出 方式中会形成反转的危险。与给定值的最大偏移总是随第二次点火发 生。这时转速仍还小但加速度通常已很大。
输出方法的选择通常还取决于：误差有多大及由此对能量或点火 角方面所需的提前量应多大。在新施加点火时可能出现这样的情况， 即在发动机冷态及同时缺乏测量读数(Magerauslegung)时点火角灵 敏度增大，也就是，应选择点火角输出方式。因为新一代的点火输出 级可部分地直接安装在汽缸盖上，主要在发动机热态时功率损耗的导 出有困难。对此赞成使用充电时间输出方式。
发明内容
a)一个用于检测内燃机转速的转速检测装置；
b)一个用于检测内燃机当前曲轴转角的角度检测装置；
c)一个确定装置，它被设置用于确定一个点火角、一个充电时 间以及一个与检测的转速对应的充电开始角度；
d)一个用于确定输出级的当前温度的确定装置；
e)一个用于计算输出级的将来温度的计算装置；
f)一个输出装置，当输出级的当前或将来温度超过温度阈值时， 该输出装置可被运行在一个充电时间输出方式中，或者当输出级的当 前或将来温度不超过温度阈值时，该输出装置可被运行在一个点火角 输出方式中，其中，在充电时间输出方式中可输出充电开始角度和充 电时间，并且在点火角输出方式中可输出充电开始角度和点火角，其 中，由一个预定的基准点过去的时间可通过一个计时器来求出，并且， 由一个预定的基准点达到的角度可通过所述角度检测装置来求出。
根据本发明，还提出了一种用于控制内燃机点火线圈装置的方 法，具有至少一个汽缸和至少一个输出级，具有以下步骤：
a)检测内燃机的转速；
b)检测内燃机的当前曲轴转角；
c)确定点火角和充电时间以及与检测的转速相应的充电开始角 度；
d)检测输出级的当前温度以及计算输出级的将来温度；
e)当点火线圈装置输出级的当前或将来温度超过一个温度阈值 时，使输出装置运行在一个充电时间输出方式中，或者当点火线圈装 置输出级的当前或将来温度不超过该温度阈值时，使该输出装置运行 在一个点火角输出方式中，其中，在充电时间输出方式中输出充电开 始角度和充电时间，并且在点火角输出方式中输出充电开始角度和点 火角，其中，从一个预定的基准点过去的时间通过一个计时器来求出， 并且，从一个预定的基准点达到的角度通过与当前的曲轴转角信号的 比较来求出。
本发明的点火控制装置及点火控制方法相对公知的方案具有其 优点，即它进行的是适合于点火控制装置的实际物理状态的点火方法 选择。
该选择尤其对这种点火控制装置是必要的，即它们对于充电时间 输出和点火角输出还不能有明显的优先选择。这里，对于使用具有和 缓充电时间及可能装在热的汽缸盖上的点火单元、即线圈和点火器带 来了较大的自由度。此外，本发明简化了点火控制装置的使用，因为 点火方式的选择根据当前的物理状态自动地求得。因此，可使对不同 应用领域要求的适应变得大大容易。
作为本发明基础的构思在于，在功率损耗临界状态时由于对时间 -角度关系的了解差总是启动充电时间输出。这里，这种功率损耗临 界状态将由一个估算输出级温度的简单计算模型自动地识别。当根据 功率损耗临界状态决定用充电时间输出时，就合乎目的地相对其它可 能的判据来说作出了出于保护部件原因的决定。
在下面描述了对上述方案给出的点火控制装置及点火控制方法 的进一步构型及改进。
有利的是，设有一个比较装置，借助于它可将检测的转速与一个 转速阈值相比较，其中，如果检测的转速小于所述转速阈值，所述输 出装置可运行在充电时间输出方式中；如果检测的转速大于所述转速 阈值，则所述输出装置可运行在点火角输出方式中。
在一个优选的构型中，设有一个提前量确定装置，用于对于点火 角输出方式在预定转速、最好在低转速时及在正的加速度时确定向延 迟方向上的动态提前量，和/或对于充电时间输出方式确定向提前方 向上的动态提前量。
根据另一优选构型，用于在点火角输出方式中检测点火线圈装置 输出级的功率损耗临界状态的检测装置具有：一个用于求得点火线圈 装置输出级温度的温度求值装置；一个温度升高预报装置，用于在点 火角输出方式中点火发生后预报点火线圈装置输出级的温度升高；及 一个决定装置，用于当求得的温度升高超过一个预定值及最好当同时 检测的转速低于一个预定值时，决定一个功率损耗临界状态。
根据另一优选构型，用于求得点火线圈装置输出级的温度的温度 求值装置具有：一个用于检测发动机温度的温度检测装置；及一个温 度估算装置，用于借助检测的发动机温度估算点火线圈装置输出级的 温度。
有利的是，充电时间可借助于所述用于确定点火角、充电时间 以及充电开始角度的确定装置根据电池电压确定。
有利的是，所述输出级的将来温度借助于用于计算将来温度的该 计算装置由在充电时间期间产生的该输出级的功率损耗被计算。
附图说明
本发明的实施例被表示在附图中及在以下的描述中详细地说明。 附图为：
图1：用于说明本发明一个实施例的流程图；
图2：在一个四缸内燃机中点火序列的概要表示；及
图3：在四缸内燃机的第一汽缸的区段中点火控制过程的概要图。
具体实施方式
图1表示用于说明本发明一个实施例的一个流程图。在该实施例 中将提供以下的方案。
在点火角输出方式中，在小转速时对充电时间在延迟的方向上施 加动态提前量。这在发动机热态起动时并尤其在静态状态或转速负向 变化时将导致点火线圈输出级的过热。
如果线圈温度非常高，例如在发动机热态起动时，则应该减小功 率损耗，也就是说，必需转换到充电时间输出方式，因为在该方式中 对充电时间在延迟的方向上不施加引起附加损耗的动态提前量。
输出级外壳的温度值将由发动机温度导出，该温度值在步骤S100 被测量。作为点火线圈输出级外壳的温度值将采用发动机温度tmot 附加一个偏移值。
点火线圈输出级的温度变化过程将在步骤S200中估算，对于该 温度变化过程将假定一个简单的温度模型。
输出级功率损耗将被表示为包括动态提前量在内的预定充电时 间的函数。该功率损耗通过直到输出级外壳安装处的热阻产生温度升 高。该热阻在这里被描述为比例常数。
输出级的基本温度向温度升高值的过渡通过一个一阶低通滤波 器来描述。
如果输出级的温度变化TE超过了一个阈值S及转速N低于一个阈 值NO，则立即转换到充电时间输出方式。该判据合乎目的地取代了方 式转换的所有其它判据。
在继续运行中可保持该充电时间输出方式LZA，或在低于阈值S 或转速超过阈值NO的情况下转换回点火角输出方式。也可设置其它 的判据用于随后的方式决定，例如误差估算等。
如果点火装置不是输出一个点火脉冲而是输出一个点火脉冲链， 则充电时间将使用各充电时间的和。功率损耗将附加地用一个涉及火 花带的系数来加权。功率损耗将作为相应于一个工作循环持续时间的 点火过程的充电时间总和的函数来给出。
以下将描述一个温度模型的具体例子，为此假设，输出级设置在 一个温度散热器(Temperatursenke)上，该散热器的温度直接与发 动机温度tmot相关。输出级中温度升高的终值由功率损耗及直到散 热器的热阻来得出。
外壳温度tambient将由下式得到：
tambient＝tmot-dtemp
式中dtemp为外壳温度与发动机温度之间的温度偏移或温度差。
由此得到以下作为闭合时间函数的功率损耗Pverlust：
Pverlust＝f(闭合时间)
其中闭合时间为总的闭合时间，这就是说，在传统点火时为充电 时间。
在输出级中最后的温度升高根据下式为：
dtverlust＝Pverlust×热传导系数
式中dtverlust为功率损耗引起的温度升高，及热传导系数是相 应于热传导的一个比例常数。
通过一阶低通滤波器得到温度的分布：
tendstufe＝tambient+(1-e-t/τ)dtverlust
式中tendstufe是输出级的估算温度，t为时间及τ为时间常数。
一旦tendstufe大于所述阈值S，只要转速N仍小于阈值NO，
将立即转换到充电时间输出，在该阈值以上点火输出仅具有可忽 略的容差。
虽然本发明主要借助优选实施例进行了描述，但本发明并不局限 于此，而是可有各种方式的变更。
虽然上述例子仅描述了对本发明相对重要的温度判据，当然对于 方式转换还可提供其它的判据。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 家用电器排放泵的控制方法以及实施该方法的处理单元 | 2020-05-21 | 151 |
| 一种汽油发动机加浓情况下修正点火角的方法 | 2020-05-13 | 798 |
| 一种稀燃天然气发动机扭矩估计方法 | 2020-05-18 | 540 |
| 用于控制内燃机的方法和控制器 | 2020-05-19 | 377 |
| 用于控制内燃机的方法以及用于控制内燃机的设备 | 2020-05-16 | 468 |
| 用于具有点火角延后调整和不平稳运转补偿的内燃机的运行方法和装置 | 2020-05-15 | 767 |
| 摩托车发动机的点火控制方法 | 2020-05-17 | 384 |
| 摩托车发动机的点火控制方法 | 2020-05-17 | 924 |
| 汽油天然气两用燃料发动机点火角的调整方法 | 2020-05-12 | 901 |
| 一种发动机提前点火角快速精确定位方法 | 2020-05-13 | 742 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
