[发明专利]按需供能的点火线圈

说明书

本发明是关于点火线圈和车辆点火系统的，尤其是关于内燃机的点火线圈的。

随着微处理器和与之相关的电子控制技术的出现，车辆点火系统和点火系统的方案经历了大量的改进。在这些改进当中，可燃气体的燃烧越充分对车辆正时以及点火正时的控制越好，这对于燃油经济性的提高，对于增大废气再循环的比例，对于发动机功率的提高以及其他性能的改善都起了非常重要的作用。

在点火线圈设计方面发生的变化也是总体改进的内容之一。对于每一个点火设备(例如火花塞)使用单独的点火线圈，可以更精确地控制每个燃烧室内的点火特性。可是，几乎没有例外，这些点火方案是每个燃烧过程有一次点火。除了点火过程正时外，燃烧的效率还极大地依赖于燃烧室的设计，包括，为了增强点火之前燃气涡流的方法和类似技术。

另外，在同一个燃烧过程中，含有“多次放电”装置的点火方案也进行了一定的应用  换句话说，在每个燃烧循环中，使花火塞多次放电，并可以使发动机在某一预定的转速(如1200转/分)下运转，当发动机的转速大于这一预定速度时，点火线圈和点火设备本身都会按通常的方式工作，每个循环点一次火。

在现有使用“多次放电”方案的点火系统中，该系统包含有一个无分电器电子点火系统(EDIS)，它有两个线圈以适应给四个燃烧室中的任何一个燃烧室分配点火电压，就如已知的四塔型线圈组件。这种线圈体积很大，有下列特点：(1)为了发动机每一燃烧过程而对二缸的每一个予以点火；(2)在电流通过火花塞导线时伴随着性能损失。多次放电的速度，或者线圈的正时能力已被注意到是与线圈的大小有关的，也就是说与初级线圈和次级线圈的尺寸、重量和缠绕的匝数有关。毫无疑问，用已知的带有四塔的EDIS系统是不结合有发生在燃烧过程开始阶段内的多次放电的，直到本发明出现前，这种方案的重要性没有被认识。

本发明提供了一种点火方案，该方案是可编程序控制的多次放电，并且，以最小能量输出作单次放电的，借此，在发动机怠速和轻载工况下，每一个点火线圈将在一定的时间内线圈设计所允许的最大次数多次放电或起孤。这一时间是指燃烧室内的可燃混合气按照质量燃烧率(MFB)燃烧了0-2％的这段时间。

本发明提供了一个可编程序的进行多次放电的CPP点火系统。借此，当发动机的运行工况超过预定的范围时，就不执行多次放电，而只进行一次放电，特别是在特定的发动机转速和特定的发动机部分负荷工况时更是如此。

当发动机的运行工况处于上面提到的工况之间时，本发明的点火方案可以使点火线圈以不同的次数多次放电，该次数小于设计线圈时确定的最大放电次数。放电的次数是根据预先在程序中设定的方案和当时由传感器传感到的发动机的运行工况决定的。预先在程序中设定的方案是以完全燃烧为理想条件而定的。

本发明还有一个适合于任何内燃机电子无配电器点火的多次放电的线圈型式的点火系统。其中(1)线圈充电放电的次数是在运行过程中由连续感应到的一些预定的发动机运行工况参数作动态控制的。(2)多次放电的火花都在某一特定的时间内产生，这一时间可以用燃烧过程中0-2％的质量燃烧率(MFB)来表示，并且最好是在0.5％之内。

本发明的一个推荐的实施例就是将上述的点火方案与每个火花塞一个点火线圈(CPP)的点火系统相结合的产物。这样就可以减小线圈的尺寸，可以获得能够快速地进行多次放电的组件，它能够在非常短的时间内最高可以进行8次的放电过程，也可以在某一预定和超过预定的发动机相对高速高负荷的运转工况下以单次放电能量水平来点燃可燃混合气。

本发明提出一种在多缸、往复式内燃机中的点火方案，其特征是，在各个燃烧室内具有一个火花点火发生器，点火线圈组件与各自的火花点火发生器以导电地相连接，重复地给火花发生器送电压，该电压足以使火花发生器以预定的点火能量放电而引起燃烧室中的燃烧；

控制装置在任何燃烧的初始阶段中，重复地使点火线圈充电和放电，该初始阶段是指发生在各自的汽缸中的燃烧质量燃烧率从0％到大约2％的阶段；

所述点火线圈部件具有的一次放电所释放的点火能量是可以足以用来使其在怠速和轻载以上的运行工况条件下的实质上完全燃烧；

所述点火线圈部件具有足够的二次充电压的时间，足以允许所述线圈能在每个燃烧的初始阶段可以重复地放电的。

在任何燃烧的初始阶段，由所述点火线圈部件所释放的最大和最小能量等级之比近似为2∶1，所述最大能量是整个2-8次放电期间建立的。