[发明专利]内燃机的点火系统及其控制方法

说明书

点火系统(10)包括高压变压器(12)，高压变压器(12)包括初级绕组(12.1)和次级绕组(12.2)。初级谐振电路(26)由初级绕组(12.1)和初级电路电容(24)形成。次级谐振电路(16)由作为负载的点火塞(14)、次级绕组(12.2)形成；点火塞(14)由并联放置的次级电路电容(18)和次级电路负载电阻(Rp)代表。所述负载电阻值在点火周期期间变化。初级谐振电路(26)和次级谐振电路(16)具有共模谐振频率(f_c)和差模谐振频率(f_d)。控制器(28)被配置为使初级绕组以或者是共模谐振频率(f_c)或者是差模谐振频率(f_d)的频率驱动，并且连接到反馈电路(50)以使得初级绕组的频率自适应于可变的负载电阻。

技术领域

本发明涉及内燃机的点火系统以及驱动点火系统的点火塞的方法。

背景技术

为了改善汽油内燃机中的排放以满足排放标准，发动机需要使用高的废气再循环(EGR)或者贫空气燃料混合物来工作。在这些状况下提高燃烧稳定性的电晕点火塞是已知的。然而，当电晕被生成并且然后生长时，这些塞不能够由常规点火线圈驱动，而是必须在变化的负载状况下以高频率和高电压驱动。已知的点火系统复杂并且昂贵。导致现有的电晕系统昂贵的因素之一是必须仔细地控制递送到电晕的功率以防止发出火花的需求。

而且，已知的火花塞点火系统不具有控制递送到火花的功率的量的能力。已知的系统递送与火花电阻成比例的功率。因为递送到火花的功率的量不可控并且火花电阻可能在点火周期之间不同，递送到火花的功率的量可能在周期之间不同。所递送的功率的差异可能导致周期之间点火和燃烧方面的不期望的差异。

发明目的

因此，本发明的目的在于提供一种点火系统以及驱动点火塞的方法，申请人相信使用它们至少可以缓解前述缺点，或者它们可以为已知的系统和方法提供有用的替代方案。

发明内容

根据本发明，提供一种点火系统，包括：

-高压变压器，包括具有第一电感L₁的初级绕组以及具有第二电感L₂的次级绕组；

-初级谐振电路，包括初级绕组和初级电路电容C₁并且具有第一谐振频率f₁；

-点火塞，在使用中，作为负载连接到次级绕组，以形成次级谐振电路，次级谐振电路包括次级绕组、次级电路电容C₂和次级电路负载电阻Rp，该次级电路负载电阻在使用中以及在点火周期期间在高的第一值和低的第二值之间改变，次级谐振电路具有第二谐振频率f₂；

-驱动电路，连接到初级谐振电路以驱动频率驱动初级绕组；

-初级绕组与次级绕组之间的磁性耦合k小于0.5，使得当次级电路负载电阻高时，包括初级谐振电路和次级谐振电路的谐振变压器共同地具有共模谐振频率f_c和差模谐振频率f_d；以及

-控制器，从初级谐振电路和次级谐振电路中的至少一个连接到反馈电路并且被配置为使得驱动电路以依赖于次级电路负载电阻的可变频率驱动初级绕组，并且该次级电路负载电阻由控制器从反馈电路中得出。

在本发明的一个实施例中，点火塞是仅为了点火目的生成电晕的电晕塞，并且控制器可以被配置为当次级电路负载电阻高时，使得驱动电路以共模谐振频率驱动初级绕组以生成电晕，并且当火花形成导致低的次级电路负载电阻时，或者a)停止驱动初级绕组，或者b)以与共模谐振频率实质上不同的频率驱动初级绕组，由此停止到火花等离子体中的功率传送。