[发明专利]用于点火线圈控制的方法和系统

说明书

本申请涉及用于点火线圈控制的方法和系统。提供用于基于估计的点火线圈温度确定点火线圈停延时间的方法和系统。在一个示例中，一种方法包含基于发动机与点火线圈之间的热传递、环境与点火线圈之间的热传递以及点火线圈的内部电阻式加热，估计点火线圈温度。

技术领域

本发明大体上涉及用于通过基于点火线圈温度的估计确定停延时间(dwelltime)控制充入点火线圈的电流的方法和系统。

背景技术

内燃发动机中的燃烧可以利用火花塞产生的点火火花来引发。可以通过用低压电池对点火线圈充电来引发点火火花。充电的持续时间或停延时间能够决定点火线圈电流的振幅并因此决定点火火花的能量。点火火花的能量直接影响发动机性能。例如，具有低于所希望水平的能量的点火火花可能引起不可靠燃烧或失火。另一方面，具有高于所希望水平的能量的点火火花可能增加点火系统的损耗。

解决点火线圈控制问题的其它尝试包含基于发动机操作参数控制点火停延时间。Ruman等人在U.S.5913302A中示出一种示例方法。在其中，基于发动机转速和发动机载荷确定点火停延时间。

然而，本文的发明人已经认识到此类系统具有的潜在问题。作为一个示例，点火线圈温度可能影响点火火花能量。点火线圈温度的变化可能引起电路电阻的波动，电路电阻的波动进而可能影响点火线圈电流。因此，为了精确地控制点火线圈电流，可以基于点火线圈温度确定停延时间。

发明内容

在一个示例中，可以通过对点火线圈充电停延时间的方法来解决上文描述的问题，所述停延时间基于发动机温度、环境温度和最近火花点火的停延时间中的每一个和所有来确定。以此方式，可以通过考虑点火线圈温度的变化来精确地控制点火线圈电流。

作为一个示例，以基于点火线圈温度确定的停延时间对点火线圈充电，其中可以按线圈温度的估计的变化率(例如线圈温度随时间推移而变化，以例如度/秒为单位)迭代地更新点火线圈温度。由于点火线圈被机械地耦接到汽缸盖并且暴露到环境空气，因此线圈温度的变化率取决于来自发动机和环境空气的热传递。此外，点火线圈内的电流流动可以在内部加热点火线圈。因此，可以通过控制器基于来自发动机的估计的热传递、内部电阻式加热以及来自环境空气的热传递中的每一个和所有来实时计算线圈温度的变化率。可以基于来自最近火花点火的点火线圈温度计算点火线圈的内部电阻式加热。可以以短于点火线圈的热时间常数的周期更新点火线圈温度，使得估计的点火线圈温度可以密切追踪实际线圈温度。通过考虑到点火线圈的热传递以及来自点火线圈的热传递，可以在发动机操作期间的任何时间点精确地追踪点火线圈温度的变化而无需附加设备安装。因而，可以在每个发动机点火事件之前基于点火线圈温度和可用电池电压确定停延时间。以此方式，可以精确地控制点火线圈中的充电电流。

应理解，提供以上发明内容是为了以简化形式引入在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。它并非意指识别所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上文或在本发明的任何部分中所提到的任何缺点的实施方案。

附图说明

图1示出多缸内燃发动机的示例汽缸的示意图。

图2是示出耦接到发动机的点火系统的发动机汽缸的局部视图。

图3示出点火系统的简化电路。

图4示出用于发动机操作期间估计点火线圈温度的示例方法。

图5示出用于确定停延时间的示例方法。

图6示出初级线圈电阻与点火线圈温度之间的示例关系。

图7示出时间轴，其图示说明当实施示例方法时代表性发动机操作参数随时间推移的变化。

具体实施方式