CN101922397B - 发动机的点火系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机的点火系统及其控制方法，其中发动机的点火系统可以包括：点火装置，其使用供给至点火线圈的电流来在所述发动机的燃烧室中产生火花；启动检测部分，其检测用来启动已停止的发动机的启动信号；冷却剂温度检测部分，其检测所述发动机的冷却剂温度；以及电力控制部分，在检测到所述启动信号并且所述冷却剂温度在预定温度以下的情况下，在启动了发动机之后，该电力控制部分将供给至所述点火线圈的电流的驻留时间增加预定时间。因此，如果在发动机的温度很低，将驻留时间增大预定时间，从而火花有效地在汽缸内形成，以在按照本发明的发动机的点火系统中稳定发动机的启动。

Description

发动机的点火系统及其控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年6月9日提交的韩国专利申请No.10-2009-0051119的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种发动机的点火系统。更加具体而言，本发明涉及一种发动机的点火系统，其改善了初始启动的安全性能，本发明还涉及所述发动机的点火系统的控制方法。
背景技术
总体而言，汽油直接喷射发动机燃烧稀薄燃料，以减少其排放气体。然而，在稀薄燃料的情形下，将要供应高能量，以增强燃烧室的稳定性。
用来增大点火线圈的能量的方法是：加宽线圈内部的铁芯面积或者增大线圈的绕组匝数(wound number of times)，但是其存在的问题是线圈的尺寸增大，成本增加。
特别而言，由于稀薄燃料与空气相燃烧，存在的问题是：在发动机的低温下或者启动的初始阶段，启动稳定性很差。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种发动机的点火系统，其优点是改善了低温下的启动稳定性。
在本发明的一个方面当中，一种发动机的点火系统可以包括：点火装置，其使用供给至点火线圈的电流来在所述发动机的燃烧室中产生火花；启动检测部分，其检测用来启动已停止的发动机的启动信号；冷却剂温度检测部分，其检测所述发动机的冷却剂温度；以及电力控制部分，在检测到所述启动信号并且所述冷却剂温度在预定温度以下的情况下，在启动了发动机之后，该电力控制部分将供给至所述点火线圈的电流的驻留时间增加预定时间。
所述预定时间可以在大约10ms之内，并且所述预定温度可以大约为0摄氏度。
正常的驻留时间可以大约为1.7ms，并且增加的增大的驻留时间可以为大约2.4ms。
所述启动检测部分可以检测用来启动启动电机的所述启动信号，或者检测传递至所述启动电机的电流，并且所述电力控制部分从检测点将所述驻留时间增大预定时间，以启动所述发动机。
在预定时间已过去的情况下，所述电力控制部分可以将正常的驻留时间映射应用至供给至所述点火线圈的所述电流。
在本发明的另一方面当中，一种发动机的点火系统可以包括：点火装置，其使用点火线圈供给的电流来在所述发动机的燃烧室中产生火花；冷却剂温度检测部分，其检测所述发动机的冷却剂温度；以及电力控制部分，在所述冷却剂温度在预定温度以下的情况下，在所述发动机的启动点之后，该电力控制部分将所述点火线圈供给的电流的驻留时间增加预定时间。
在本发明的再一方面当中，一种用来控制发动机的点火系统的方法，所述发动机的点火系统包括点火装置，该点火装置使用点火线圈供给的电流来在所述发动机的燃烧室中产生火花，所述方法可以包括：a)检测用来启动所述发动机的启动信号；b)检测所述发动机的冷却剂的温度；以及c)在检测到所述启动信号并且所述冷却剂温度在预定温度以下的情况下，从所述发动机的启动点开始将所述点火线圈供给的电流的驻留时间增加预定时间。
所述的控制发动机的点火系统的方法还可以包括以下步骤：在步骤c)之后所述预定时间已过去之后，采用正常的驻留时间映射。
在本发明的再一方面当中，一种发动机的点火系统，包括：喷射器，其直接将燃料喷射到汽缸内；点火装置，其使用点火线圈供给的电流来在所述发动机的燃烧室中产生火花；冷却剂温度检测部分，其检测所述发动机的冷却剂温度；以及电力控制部分，在所述冷却剂温度在预定温度以下的情况下，在所述发动机的启动点之后，该电力控制部分将所述点火线圈供给的电流的驻留时间增加预定时间。
在本发明各个方面当中，在发动机的温度很低的情况下，将驻留时间增大预定时间，从而火花有效地在汽缸内形成，以在按照本发明的发动机的点火系统当中稳定发动机的启动。
本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是显示按照本发明示例性实施例的发动机的点火系统中的点火线圈的驻留时间(dwell time)和电流的图表。
图2是显示按照本发明示例性实施例的发动机的点火系统中的点火线圈的电流和能量的图表。
图3是显示用来控制按照本发明示例性实施例的发动机的点火系统的方法的流程图。
应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的阐述本发明的基本原理的各个特征的表示。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。
在这些图形中，附图标记在附图的多幅图形中指代本发明的同样的或等效的部分。
具体实施方式
接下来将具体参考本发明的各个实施例，在附图中和以下的描述中示出了这些实施例的实例。虽然本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施例。
以下，将参考附图来详细描述本发明的示例性实施例。
汽油直接喷射(GDI)发动机采用直接喷射的喷射器来将燃料直接喷射到其发动机的燃烧室中，这与MPI(多点喷射)发动机有所不同。
特别而言，由于燃料稀薄，因此需将高能量供应至发动机的点火线圈，并且在冬天发动机的温度很低的情况下，很多案例表明发动机的启动稳定性变得十分糟糕。
在冷却剂温度很低的情况下，本发明示例性实施例中的点火线圈的部件并未发生变化，但是供给至点火线圈的电流的驻留时间增大，以增加点火线圈所产生的能量。
总体而言，驻留时间表示传递至初级线圈以用于点火的所述电流的供给间隔，当电流供给间隔变长的时候，带电荷的能量(chargedenergy)也增大，从而当电路中断的时候，次级线圈的感应电压升高。因此，有利地，空气/燃料混合气体被安全地点燃。但是，由于驻留时间延长，与点火相关的元件的寿命可能会缩短。
图1是显示按照本发明示例性实施例的发动机的点火系统中的点火线圈的驻留时间和电流的图表。
参考图1，横轴表示驻留时间，纵轴表示根据驻留时间的第一电流，并且当驻留时间变长的时候，该第一电流就增大。
根据点火线圈的容量，具有第一点火线圈(能量容量30mJ)、第二点火线圈(能量容量40mJ)和第三点火线圈(能量容量60mJ)，并且当电流的驻留时间是1.7ms的时候，第一点火线圈的第一侧的电流大小是6A，并且当驻留时间增大至2.4ms的时候，其电流大小是10A。
图2是显示按照本发明示例性实施例的发动机的点火系统中的点火线圈的电流和能量的图表。
参考图2，横轴表示第一电流，纵轴表示点火线圈的能量级。
在第一点火线圈(能量容量30mJ)的第一电流是6A的情况下，所形成的能量是30mJ，并且第一电流是10A时，所形成的能量是39mJ。
如上所述，在点火线圈的部件(线圈数量或者铁芯面积)并未发生变化的情况下，产生于点火线圈的能量能够增大。只不过需要限制驻留时间，不要从点火线圈过度产生热量。
在本发明示例性的实施例中，在冷却剂温度仅仅在预定温度(例如0摄氏度)以下的情况下，在启动后，驻留时间增加预定时间(10ms以内)，以有效地启动发动机。事实上，考虑到发动机的转速和汽缸数量，驻留时间可以延长至3ms。
图3是显示用来控制按照本发明示例性实施例的发动机的点火系统的方法的流程图。
参考图3，在零步骤S10中，将要开始控制发动机的点火系统，在第一步骤S11中，检测冷却剂温度，并确定冷却剂温度在预定温度以下。
进一步地，在第一步骤S11中检测启动信号，其中启动信号可以是用来操作启动电机的启动信号或者是供给至启动电机的电流。
如果在第一步骤S11中冷却剂温度在预定温度以下，并且在第二步骤S12中检测到启动信号，应用具有增加的驻留时间的映射(map)，从而从点火线圈中产生高能量。
在第三步骤S13中，当检测到启动信号之后，来确定预定时间是否过去。
在第三步骤S13中，如果预定时间已经过去，那么则应用正常的驻留时间映射，以在第四步骤S14中进行操作。
在本发明示例性的实施例中，冷却剂的预定温度可以是0摄氏度，并且理想地，预定时间在10ms以内，从而不损害点火线圈。
当冬天发动机的温度很低的时候，存在的问题是发动机无法一次性启动，但传递至点火线圈的驻留时间被增大，从而解决本发明中的上述问题。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种发动机的点火系统，包括：
点火装置，其使用供给至点火线圈的电流来在所述发动机的燃烧室中产生火花；
启动检测部分，其检测用来启动已停止的发动机的启动信号；
冷却剂温度检测部分，其检测所述发动机的冷却剂温度；以及
电力控制部分，在检测到所述启动信号并且所述冷却剂温度在预定温度以下的情况下，在启动了发动机之后，该电力控制部分将供给至所述点火线圈的电流的驻留时间增加预定时间；其中所述启动检测部分检测用来启动启动电机的启动信号，或者检测传递至启动电机的电流，并且所述电力控制部分从检测点将所述驻留时间增大预定时间，以启动所述发动机。
2.如权利要求1所述的点火系统，其中所述预定时间在10ms之内，并且所述预定温度为0摄氏度。
3.如权利要求1所述的点火系统，其中正常的驻留时间为1.7ms，并且增加的增大的驻留时间为2.4ms。
4.如权利要求1所述的点火系统，其中在预定时间已过去的情况下，所述电力控制部分将正常的驻留时间映射应用至供给至所述点火线圈的所述电流。
5.一种用来控制发动机的点火系统的方法，所述发动机的点火系统包括点火装置，该点火装置使用点火线圈供给的电流来在所述发动机的燃烧室中产生火花，所述方法包括：
a)检测用来启动所述发动机的启动信号；
b)检测所述发动机的冷却剂的温度；以及
c)在检测到所述启动信号并且所述冷却剂温度在预定温度以下的情况下，从所述发动机的启动点开始将所述点火线圈供给的电流的驻留时间增加预定时间；其中所述启动信号为用来启动启动电机的启动信号，或者为传递至启动电机的电流，并且电力控制部分从启动点将所述驻留时间增大预定时间，以启动所述发动机。
6.如权利要求5所述的控制发动机的点火系统的方法，还包括以下步骤：
在步骤c)之后所述预定时间已过去之后，采用正常的驻留时间映射。
7.一种发动机的点火系统，包括：
喷射器，其直接将燃料喷射到汽缸内；
点火装置，其使用点火线圈供给的电流来在所述发动机的燃烧室中产生火花；
启动检测部分，其检测用来启动已停止的发动机的启动信号；
冷却剂温度检测部分，其检测所述发动机的冷却剂温度；以及
电力控制部分，在检测到所述启动信号并且在所述冷却剂温度在预定温度以下的情况下，在所述发动机的启动点之后，该电力控制部分将所述点火线圈供给的电流的驻留时间增加预定时间；其中所述启动检测部分检测用来启动启动电机的启动信号，或者检测传递至启动电机的电流，并且所述电力控制部分从启动点将所述驻留时间增大预定时间，以启动所述发动机。
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