[发明专利]线圈电流控制电路、点火系统及用于使线圈放电的方法

说明书

本发明涉及线圈电流控制电路、点火系统及用于使线圈放电的方法。本发明公开了一种用于点火系统的电流控制电路(即，点火器电流限制器)。电流控制电路可使用由负反馈回路控制的绝缘栅双极晶体管(IGBT)来减小软关断(SSD)时段内的线圈电流，负反馈回路根据SSD曲线来控制IGBT的电流限值。为了防止软关断时段期间不希望的电流上升，电流控制电路将IGBT的栅极电压与参考信号进行比较，并且基于比较，可使SSD曲线能够包括快斜坡。快斜坡迅速降低IGBT的电流限值，使得线圈电流等于电流限值并且可由负反馈回路控制。

相关申请的交叉引用

本申请是提交于2019年7月17日的美国专利申请16/513,984的继续申请，该美国专利申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及线圈电流控制电路、点火系统及用于使线圈放电的方法，并且更具体地涉及用于在防止火花期间使线圈缓慢放电的电路和方法。

背景技术

点火系统中的线圈可由施加电压充电至电流限值。与线圈串联的晶体管可被控制为突然地切断线圈电流，并且作为响应，线圈尝试保持原本正在减小的磁通量，因此产生大的线圈电压。可来将此大电压转化为跨火花隙串联的次级线圈的更高的电压。当次级线圈电压超过火花隙的击穿电阻时，产生火花。

在某些情况下，有必要在不产生火花的情况下使线圈放电。例如，耦接到点火系统的发动机控制单元(ECU)可检测已充电至线圈电流的线圈的潜在有害情况。作为响应，可触发线圈电流控制(CCC)电路执行线圈的软关断(即，在没有火花的情况下将线圈断电)。

为了执行软关断，CCC电路被配置为感测线圈电流，将线圈电流与参考电平进行比较以获得差值，以及控制与线圈串联的晶体管以减小该差值。当参考电平减小时，可重复该过程，以便根据软关断曲线来减小线圈电流。然而，在线圈电流充电至晶体管的电流限值之前执行软关断可导致软关断期间存在线圈电流不受控制的时段。

发明内容

因此，在一个整体方面，本公开整体描述了一种线圈电流控制电路。该线圈电流控制电路包括与线圈串联的晶体管(例如，绝缘栅双极晶体管)。该晶体管可被控制为传导等于或低于线圈电流限值的电流。该线圈电流控制电路还包括电流感测电路，该电流感测电路被配置为感测流经该晶体管的线圈电流。该线圈电流控制电路还包括电流限值控制电路，该电流限值控制电路被配置为将来自电流感测电路的电压与来自斜坡发生器电路的SSD信号进行比较。然后，基于该比较，该电流限值控制电路被配置为根据SSD信号的曲线来控制晶体管的线圈电流限值以减小SSD时段内的线圈电流，该SSD信号的曲线基于晶体管的栅极电压。

在另一方面，本公开整体描述了一种点火系统。该点火系统包括发动机控制单元(ECU)和点火线圈，该ECU被配置为监控点火系统。该点火系统还包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)，该IGBT耦接到点火线圈并且被配置为传导点火线圈的等于或低于电流限值的线圈电流。该点火系统还包括软关断(SSD)电路，该SSD电路耦接到ECU并且在反馈回路中与IGBT耦接。在接收到来自ECU的信号时，该SSD电路被配置为控制IGBT，以在线圈电流低于电流限值的情况下，根据快斜坡曲线来减小电流限值，并且当线圈电流等于电流限值时，根据慢斜坡曲线来减小电流限值。

在另一方面，本公开整体描述了用于使线圈放电的方法。该方法包括将线圈充电至线圈电流，以及接收软关断激活信号，该软关断激活信号指示需要对该线圈进行软关断。该方法还包括确定线圈电流低于耦接到该线圈的晶体管的电流限值，以及根据快斜坡曲线减小该晶体管的电流限值。该方法还包括确定线圈电流等于该晶体管的电流限值，以及根据慢斜坡曲线减小该晶体管的电流限值，直到使该线圈放电。

在以下具体实施方式及其附图内进一步解释了前述说明性发明内容，以及本公开的其他示例性目标和/或优点、以及实现方式。

附图说明

图1是根据本公开的具体实施的线圈电流控制电路的框图。