CN103032247A - 汽油机最优闭合角点火电路及最优控制方法 - Google Patents

Abstract

现有技术尚不能准确控制点火闭合角，为确保点火能量，闭合角设置会偏大，使能效及设备可靠性降低。由此引起的耗能还严重影响电感点火在摩托车上的应用。本发明方案包括控制电路，高压包，驱动电路，开关电路。还设置检测电路，检测初级电流达标时刻并与点火时刻比较，获得闭合角偏差并用来修正闭合角，保持点火电压恒定在最佳设计值。增加检测工况参数，参考数学模型，使点火能量逐周期与工况需求准确定量地匹配，统称汽油机最优闭合角点火电路及最优控制方法。完全解决了汽油机以恒值或按工况配置点火能量的难题。利于点火技术发展，配合发动机新技术，进一步降低点火能耗。摩托车从CDI升级至电感点火可不增大电池和磁电机。

Description

汽油机最优闭合角点火电路及最优控制方法

技术领域

本发明属于内燃机点火技术领域，尤其涉及一种汽油机直流电感点火电路。

背景技术

点火器对汽油机发动机有重要的控制作用，出于对汽油机的动力，效率和排放性能的追求，摩托车传统的交流点火器已越来越多地被直流电感点火器所替代。而电感点火一直是汽车主要的点火方式。电感又称高压包，包含初级和次级线圈。

已出现多种由传统电子电路构成或结合有单片机的电感式直流点火器。电感初级线圈需通过电流获得能量。作为储能过程，初级线圈需要通电一段时间达到一定的初级电流以获得适当能量，该段时间对应机器旋转或点火周期内的角度称闭合角或导通角。闭合角也可以定义为点火线圈初级电流充电时间所对应的曲轴转角或在自定义的相关周期内对应的角度。

点火电压与点火能量对应，为简化叙述，往往同时互指。因此恒压控制或恒压点火也指恒能量控制和恒能量点火。初级电流与闭合角，初级线圈导通时间对应。点火电压或点火能量来自初级电流。通过调节闭合角或其起始时刻或初级线圈导通时间来控制初级电流。对初级电流的控制就是对点火能量，点火电压的控制。

合理点火能量对应的闭合角主要受电池电压及转速影响。而点火能量的需求也可以是变化的。点火前电感能量需达到一次点火所需，过高或过低都会使发动机运行性能变差，过高同时浪费能源，降低运行可靠性。因为电感能量来自高压包初级电流，该电流又与闭合角有关，闭合角或初级线圈通电时间因此需要控制。越先进的高能点火，初级线圈电流往往越大，对应的闭合角控制难度提高。现有闭合角控制技术制约了点火技术的发展。

闭合角控制的早期第一代由机械构造执行，第二代电子电路及更后产生的如L497，MC33191等集成电路组成点火及闭合角控制电路，并取得较好效果，但控制精度均较低。在第三代，采用计算机技术后，闭合角控制技术又有进展。通过实验建立转速，电池电压和闭合角的关系，制成补偿表格或公式，运行时以相关表格或公式提供当前闭合角数据，以保证足够的点火能量。在发动机转速上升和蓄电池电压下降时，闭合角控制使闭合角加大，平衡或延长初级的通电时间，防止电感一次侧储能下降，确保点火能量。在发动机转速下降和蓄电池电压较高时，闭合角控制使闭合角减小，平衡或缩减一次侧电路的通电时间，确保一次线圈的安全。这种利用计算机的修正技术是目前闭合角控制的最好方法，具有较高的控制精度，一般都利用发动机工况与点火能量需求关系的数学模型。但方法本身具有的误差及不易测量的环境，制造及长期的时间因素和设备状态包括电池内阻，电池电压的快速波动，电感线圈的温升，其引起的闭合角偏差总和仍可达10%以上，对应的能量偏差则更大，且是现有技术不可补偿的。而技术的发展，对点火能量控制的准确度要求逐渐提高。已经或必将需要对现有先进的点火控制技术再作发展，使其变为一种精确的控制，达到点火能量准确地适合发动机点火需要，最大限度改善其运行。并发展为点火能量最优化控制。点火能量最优化控制包括发动机状态与点火能量需求的最优化数学模型及最优闭合角控制技术。

本发明可以采用点火能量需求的各种数学模型，但不涉及数学模型的设计技术，不对其技术改进做出贡献。

所谓最优闭合角是指周期内产生设计或最优点火能量对应的闭合角或对应的初级电流经历的角度。

所谓最优闭合角控制是使指周期内设计或最优点火能量对应的闭合角终点时刻或对应的初级电流达到时刻与点火时刻最大限度地重合的控制。

现有技术不能做到最大限度地重合，二者之差称余裕。因此现有技术是闭合角有余裕的控制。而最优闭合角控制能使周期内设计或最优点火能量对应的闭合角终点时刻或对应的初级电流达到时刻与点火时刻最大限度地重合，余裕消除或几乎消除，是闭合角无裕控制。

在摩托车点火中，闭合角控制技术更未成熟。由于转速，电池状态，线圈内阻及器件制造一致性等因素变化更大，点火器件效能较低，闭合角更需有效控制。直流电感式点火器目前尚不能在摩托车上获得大面积推广，闭合角难以控制致能耗大是很重要原因。而直流电感式点火器有点火能量大，火花持续时间长及电路构造简单，使用故障少等优势，特别是很适合新型稀薄燃烧发动机的需求。现有技术下，其优势不能很好发挥，不利于摩托车技术经济性能的发展提高。

即使在先进的计算机控制点火电路中，方法本身的误差及不可控因素也可能使点火能量不足或过量。为防止点火能量不足，在设计中保留一定的闭合角余量或正偏差，多少会导致在线圈初级电流达标后，初级电流继续上升或以最大限制电流状态等待点火时刻到来。为防止初级电流过大，常设置有最大电流限制电路。而非计算机控制的点火电路，问题更为突出。等待时耗能处于大功率状态，增大开关电路，高压包等器件发热，电池折损（摩托车）。最大电流限流状态下开关器件内阻增大，引起更多发热和可靠性问题。解决这种产热导致的可靠性问题，已成为汽车点火的一大技术。

闭合角控制不良，会导致燃烧不充分或排放增加。

发明内容

出于节能环保目的及新技术的发展，对汽油机点火能量控制的要求日益提高，现有点火闭合角的控制技术尚有较大的提高余地。对摩托车，由闭合角偏差引起的耗能还产生了电感点火的适用性问题，至今CDI点火仍为其主要方式。

总体考虑发动机不同工况下对点火能量的需求，为发动机设计一个适当或最优点火能量，将其对应的初级电流称达标电流。由于转速，电池电压变化，该达标电流对应的闭合角是变化的。闭合角偏差发生在产生或预期产生达标电流的达标时刻至点火时刻之间，需控制好闭合角以保持初级线圈在点火时刻经历达标电流。在现有基本电路基础上，设置检测电路，控制电路通过检测电路测量初级线圈电流状态，据初级电流达标状况控制闭合角，产生符合设计要求的达标电流。需设计好检测电路，使其在初级电流达标后，即向控制电路发出信号，引起控制电路中断。控制电路获知其时初级电流已到达标值，同时测得达标时刻。再通过达标时刻与点火时刻的偏差修正闭合角或闭合角起始时刻，形成闭合角闭环控制，消除闭合角偏差，从而保持点火电压恒定，实现点火恒压控制或点火时刻初级电流恒值控制。其电路为恒压或恒能量点火电路，是最优闭合角点火电路的形式之一，产生设计或最优点火能量对应的准确的点火时刻初级电流。

恒压控制只综合考虑工况，是不考虑工况实时变化的最优闭合角控制。发动机运行的工况如转速，缸体（冷却水）温度，节气门位置等变化，会改变对点火能量的需求。设置一至多路工况参数检测电路简称工况检测电路。通过测量发动机运行工况，点火电路跟踪工况变化，根据工况与适当的或最优点火能量及其对应的初级电流的关系模型，定量准确地通过闭合角控制调整点火时刻的初级电流，提供发动机实际工况下所需点火能量，及使点火系统稳定可靠地运行，称工况因素最优闭合角控制或工况条件下最优闭合角控制。与前述的恒压点火形式的最优闭合角控制统称为最优闭合角控制或最优闭合角点火。其中工况与点火能量及其对应的初级电流的关系模型，可以是最优的，也可以是非最优的。如数学模型是最优的或采用了最优化技术，与最优闭合角点火电路结合，形成点火能量最优化控制。但最优闭合角点火电路不依赖于数学模型的最优化技术存在。最优化控制技术是一类技术的统称，很多技术可以纳入其中，其控制效果不一定是最优的。最优闭合角点火电路，其名称意为发明或采用了一种闭合角最优化控制技术的点火电路。

发动机运行中以点火时刻为闭合角实际结束时刻，点火时刻由点火信号或加工况因素及经提前角修正后产生，点火信号是指汽车给ECU的判缸信号，凸轮轴，曲轴位置及转角信号或摩托车点火触发信号等。点火信号及其形式，数量及与控制电路的连接方式或通信方式与闭合角控制原理不直接相关，点火提前角原理和闭合角控制原理各自独立。以实验获得点火信号或考虑发动机工况与最佳提前角的关系模型，形成公式或表格，运行时测量点火信号或加工况，据表格或公式得出最佳点火提前角及点火时刻，在点火时刻到来时实施。点火时刻也可以做为点火周期标志，如对单发动机，在连续的点火周期中，可以点火完成为周期起讫。点火提前角技术与现有技术相同，叙述从简。本案不对点火提前角技术作改进。以下提及点火提前角或点火时刻时，不再说明其产生原理。

 汽油机恒压点火电路，包括控制电路，高压包，驱动电路，开关电路，控制电路的一个输出端连接驱动电路，驱动电路的输出连接开关电路的控制端，高压包初级线圈的一端接电池，另一端接开关电路的电流输入端，高压包次级输出高压。还有检测电路，其取样元件串接在所述电路的电流输出端接地通路中，其检测信号输出接控制电路的数据输入端。可以加少许外围电路如点火信号脉冲整形电路，火花塞等，构成点火器电路。其中开关电路为计算机可直接或间接控制的器件或电路。一般为半导体器件如双极型晶体管，场效应管，IGBT（绝缘栅双极型晶体管），智能IGBT等及组合且不限于所例举。

恒压点火电路通过闭合角的控制实施恒压点火： 点火信号可来自电磁式或光电式，霍尔式等信号发生或整形电路。点火脉冲信号经各自的整形输入电路后以一至多通道连接控制电路。控制电路的一个输出端连接驱动电路，驱动电路的输出端连接开关电路的控制端。高压包内有初级电感线圈和次级高压线圈，其中次级线圈的高压输出端接火花塞，初级线圈的一端接电池正极，另一端接开关电路的功率输入端，开关电路的功率输出端经检测电路的取样元件接地。检测电路的模拟测量输出直接接入控制电路的数据转换输入端，或将模拟值经数据转换为逻辑值后接控制电路的输入口。数据转换由独立或集成在控制电路或单片机内的模拟比较器实现，中断方式接收。转换技术也包括AD转换及利用控制电路数字输入口的输入输出特性作转换的技术，性能相当或略弱，优选例中不再详细介绍。如上所述，控制电路通过驱动电路操控开关电路使初级电感线圈通电储能或断电经次级线圈，火花塞放电释能。其中驱动电路可能因开关电路器件或控制电路的驱动性能的提高而省略，由控制电路直接驱动开关电路，可看作其功能被合并到开关电路或控制电路中。

通过对高压包初级参数及其他参数设计取值，以一定的电流使高压包储有的能量对应经设计确定的或最优点火电压或能量。控制电路每个点火周期开始作一定延时称初始延时或延时，其值称初适延时值或延时值，适时使初级线圈通电，初级电流上升，储能增加，逐渐使检测电路的取样电阻达到相应的电位，即初级电流达标。对取样电阻或取样元件和比较器基准等作相应设计取值，在初级电流达标后，使转换电路即模拟比较器的输出逻辑值变化，产生达标信号，由控制电路以中断接收。

控制电路产生中断后，获知初级线圈电流达标及达标时刻，计算机获得的达标信号为逻辑电平，代表其发生时刻的初级电流值及对应的点火电压和点火能量，均系设计达标值。还同时检测点火时刻，若电流达标时刻早于点火时刻，则通过程序延迟到达时刻一个或数个单位，即在下一周期推迟初级线圈充电的起始时刻即闭合角的起始时刻，实际是增加初始延时值一个单位。若直至点火时刻电流值仍不能达标，即未检测到检测电路比较器的中断信号，可在下一周期将通电时刻提前一个单位或数个单位，即增大闭合角。使闭合角理论结束时刻即初级线圈电流达标时刻与点火时刻趋于重合。无论达标时刻在点火时刻之前或之后，都在点火时刻到来时执行点火，实际的闭合角结束时刻总是点火时刻。这个过程通过闭合角控制实现点火时刻初级线圈电流的恒值控制，实现了恒压及恒能量点火，称恒压点火控制，其电路称恒压点火电路，包含的控制方法称恒压点火控制方法，计算机程序流程图为图10。

恒压点火电路用直接测量闭合角偏差的方法修正闭合角，实现闭合角或初级电流的闭环控制。以闭合角计，其误差相对于设计要求，小于2.5%，几乎可忽略，准确度明显高于现有技术通过测量电池电压或其他方法实现的恒压点火技术。

  采用不同的制作工艺，所述恒压点火电路通过电路的合并，省略，还可以有另外的形式。如一种汽油机简易恒压点火电路。包括控制电路，高压包，开关电路，控制电路的一个输出端连接开关电路的控制端，高压包初级线圈的一端接电池，另一端接开关电路的电流输入端，高压包次级输出高压。还有检测电路，其取样元件串接在所述开关电路的接地通路中，其检测信号输出端接所述控制电路的数据输入端。检测电路或取样元件也可以和控制电路集成一体。电路的工作原理不变，其余解释同上。

  增加对影响点火能量需求的各种工况因素如转速，加速度，缸体温度（冷却水温），节气门开度（位置）或进气流量等的检测，据经验归纳工况参数影响点火能量需求及其对应的初级电流或闭合角的规律或数学模型。测量工况参数，根据所述数学模型调节初级电流或其对应的闭合角实现点火能量需求调节，使点火能量准确跟随工况需要。其实质仍是通过对闭合角控制来调节初级电流使其为与数学模型相关的当前工况下最优点火能量对应的值。形成工况条件下最优闭合角点火电路，意为考虑工况变化需求的最优闭合角点火电路。与恒压点火电路一起统称为最优闭合角点火电路。

  汽油机工况条件下最优闭合角点火电路，包括控制电路，高压包，驱动电路，开关电路，控制电路一个输出端连接驱动电路，驱动电路的输出连接开关电路的控制端，高压包初级线圈的一端接电池，另一端接开关电路的电流输入端，高压包次级输出高压。还有检测电路，其取样输入端接开关电路的电流输出端，其信号输出接控制电路。控制电路还连接一至多路工况参数检测电路统称辅助检测电路，速度信号或点火信号中包含的转速信号也可以做为工况参数信号。

现有技术也可有工况因素补偿点火能量或电压或对应的初级电流，不过是在没有取得恒压控制的基础上，凭预先确定的不同电池电压下，初级电流上升规律实施补偿，均属开环控制。补偿虽已较准确，但运行中没有对达标电流或实际初级电流测量的支持，不能用测量闭合角偏差的方法修正闭合角。且不能避免多个不确定因素，闭合角的不确定性在12%以上，点火能量的偏差则更高。

工况条件下最优闭合角点火电路可以实施工况条件下最优闭合角控制：

在恒压控制的基础上，以经过标定的初级电流上升速率作基准，按工况需求实施闭合角定量控制，并通过测量闭合角偏差的方法修正闭合角。形成点火能量准确的定量，做到点火能量逐周期按工况定量提供。

工况条件下最优闭合角控制包含对初级电流上升速率的测量或称标定及控制的实施同称为工况条件下最优闭合角控制。标定是在恒压点火控制过程或工况条件下最优闭合角控制中执行的。标定利用达标电流为基准，测量计算初级电流上升速率。达标电流决定于检测电路和转换电路参数，是已知的，只需测出达标时间即从初级开始通电至电流达标的时间即完成标定，当然也可以计算出电流上升速率，意义相同：在周期开始后，经适当延时后，闭合开关电路，同时开始累积电流上升时间。待储能线圈初级电流达标，得出其上升经历的时间或计算出初级电流上升速率。增加延时值一个单位，并在点火时刻到来后实施点火。若直至点火时刻电流达标时刻仍未来到，则在下一周期减少开关电路闭合前的延时一个单位。以保证在下一个或几个周期后完成标定。标定可以在发动机启动后进行一次，也可以进行多次或储存再用。以上标定过程包含的方法称初级电流上升速率标定方法，计算机程序流程图见图11。

不是每个点火周期都都会出现达标信号，因此不是每个点火周期都有机会进行标定，但每个周期执行正常的点火。

标定时初级电流应能在周期内达标。标定的准确性不受转速，电池电压，初级线圈的参数等可测因素或不可测的随机因素影响，并假定利用测量电路的测量是准确的。测量电路的取样电阻可据需要采用高稳定的精密电阻，并使其具适当的耗散功率。

除启动等特殊状态外，经标定后，每个周期都可利用已知初级电流上升速率作工况条件下最优闭合角控制。特殊状态也可以用现有技术处理闭合角，若增加电池电压检测，更助特殊状态的处理。

工况条件下最优闭合角控制：周期开始，开始作适当延时，期间测量工况，计算出当前工况下所需点火电压或能量对应的初级电流。据经标定的达标电流上升时间计算上升速率，及据所需初级电流值计算出所需上升时间。延时结束后，闭合开关电路，开始累积开关闭合时间，同时初级电流上升。初级电流值所需上升时间到达后即为该工况下初级电流达标时刻，称工况达标时刻。为使工况达标时刻与点火时刻尽可能重合，若工况达标时刻先到达，则增加下一周期开关电路闭合前的延时一个单位。若直至点火时刻工况达标时刻未到达，则减少下一周期开始时刻至开关电路闭合即初级线圈通电前的延时一个单位。无论工况达标时刻是否到达，都在点火时刻到来后断开开关电路，执行点火。以上控制过程包含的一种控制方法，称工况条件下最优闭合角控制方法，其计算机程序流程图见图12。

前述的恒压控制过程中，将达标时刻与点火时刻作比较来调整闭合角起始时刻，初级电流上升速率的标定采用了同样方法，调整闭合角起始时刻，实现工况达标时刻与点火时刻重合或尽量靠近，并获得标定机会。在已知初级电流上升速率后的工况条件下最优闭合角控制中，也采用了同样的控制方法，不过是在点火时刻到达后，将工况达标时刻与点火时刻作比较。

对初级电流上升速率高的点火电路，达标电流附近，初级电流一般可简化为按直线上升。在偏离直线较大时，可按其典型规律计算并考虑实测电流升率即通过标定修正典型公式。

按达标电压实施恒压点火，需要初级电流在周期内达标，不能按时达标，则降低恒压或恒能量控制效果。

工况条件下最优闭合角点火，需要初级电流在周期内达工况条件下最优闭合角对应的值，否则降低效果。

恒压点火电路，简易恒压点火电路，是综合考虑工况需求后拟定的恒能量最优闭合角点火电路，其产生的点火能量不随工况变化调节，与工况条件下最优闭合角点火电路统称最优闭合角点火电路。各自具有的控制技术形成电路的运行规律。而对应的方法，即恒压控制方法，初级电流上升速率标定方法，工况条件下最优闭合角控制方法统称最优闭合角控制方法，简称最优控制方法。对应的计算机程序分别为，恒压控制程序，初级电流上升速率标定程序，工况条件下最优闭合角控制程序统称最优闭合角控制程序，简称最控制程序。

 对不同闭合角控制技术下的初级线圈电流曲线作比较。图7包含A，B，C三幅小图。其中小图A表示现有技术，非最优控制下的初级电流曲线。图B表示恒压控制时初级电流曲线示意图。图C表示工况条件下最优闭合角控制时的初级电流曲线。各图都经简化，定性地表示相应控制技术下的典型状况。

为方便计，设10A为初级最大限制电流并同时为达标电流，并设各图处在发动机相同状态下。Y轴表示初级电流（A，安培），横轴表示时间，轴上各点表示时刻。

小图A，闭合角从P点时刻开始。现有技术在初级电流达标后闭合角常会延续一小段时间，称余裕。因此在F点时刻进入达标或最大电流并保持一段时间，至时刻T，点火时刻到，执行点火，以T为周期的本点火周期结束（忽略放电时间）。F时刻闭合角进入余裕阶段。

小图B，恒压控制使闭合角从P点推迟到M点开始，M点为产生初级达标电流的闭合角起始时刻。初级电流达标时刻即为点火时刻T，忽略调节波动。与小图A比较，避免了F点后进入最大电流及相应耗能。

小图C，设该图发动机气缸冷却水温有变化，其余状态相同。可以看到，闭合角起点在Q，M，N之间变化。Q点为产生最大工况达标电流的闭合角起始点时刻。设将最大工况达标电流设计为考虑最苛刻条件下的点火要求。工况条件变苛刻时，最优控制会将闭合角起始时刻提前。N点为最小闭合角起始时刻，为考虑满足最易条件下的点火能量要求，其对应的点火时刻初级电流为7安培。M点为产生初级达标电流的闭合角起始时刻，接近闭合角变化范围的中心。当水温偏高时，闭合角推迟到接近N点时刻开始，以节能并降低排放。当水温偏低时，闭合角提早到Q点时刻后不久开始，以助改善燃烧。冷机启动，则会在Q点时刻闭合开关电路，开始闭合角，图示至点火时刻，初级电流达12安培。

 工况条件下最优闭合角控制，还可以通过不同工况下初级线圈电流曲线比较加以理解。图8表示不同时刻，因摩托车发动机缸体温度变化，一种工况条件下最优闭合角控制形成的初级电流图。横坐标表示时间，纵坐标有二个，其一为初级电流，安培。其二为缸体温度，摄氏度，℃，其上升方向朝下。图形对实际情况做了简化，如周期不变，初级电流以直线上升等，且仅为示意。其中左侧曲线表示运行中的某个周期的电流，将其取作为图中首个周期，周期从零时刻至T时刻。电流上升速率已经标定，即I=Kt，缸体温度为50℃。周期的E时刻为闭合角起始时刻，至N时刻，即本周期结束时刻T，初级电流上升至缸温50℃工况对应的2.2安培，执行点火。图中忽略了电感放电时间。右侧表示之后的第n个点火周期，从（n-1）T时刻至nT时刻。由于此时缸温升至100℃，所需初级电流降为1.5安培。经标定的初级电流上升式变为I=K’t。闭合角起始时刻调整为F，在周期内相对比E时刻晚。至周期结束时刻nT,初级电流上升至缸温100℃所对应的1.5安培。无论初级电流上升速率的变化，或是工况变化，通过闭合角在周期内起始时刻控制即闭合角的控制，保证点火时刻初级电流为工况对应的值，而且工况达标时刻和点火时刻重合，或基本重合。这是现有技术，难以做到的。

 本发明是在现有汽油机电感点火电路的基础上，设置新的检测电路，由控制电路测量初级电流达标时刻或初级电流升率，据恒压点火或工况变化条件下所需点火能量需求原理，通过控制闭合角或开关电路通电时间调节初级电流，逐个周期使点火时刻初级电流与设计或工况需求一致，实现恒压点火或逐周期按工况需求的能量点火，统称最优闭合角点火，其电路称最优闭合角点火电路，对应的各种方法统称最优闭合角控制方法简称最优控制方法。现有技术范围内各种适用的电路，及一定的改进变化，与本案电路特征或方法特征结合，或在汽油机点火电路中采用所述的最优闭合角控制方法，都在本案要求保护的范围之内。后续实例仅为其中有限的优选。

有益效果：完全解决了汽油机点火关键技术之一，闭合角准确控制的长久技术难题，实现最优闭合角控制，消除现有技术难以克服的闭合角偏差。即使对先进的现有技术，也可使闭合角控制准确度提高8%-10%以上。可避免闭合角偏差致多耗能而使器件过热及电池折损，燃料浪费，并提高了点火系统及机器运行的可靠性。相比现有汽车点火技术，点火耗能可降低15-30%。由于闭合角控制准确度提高，可以降低初级线圈电阻或其限流电阻，增大初级电流升率，助于汽车和摩托车发展高能点火技术和各种新燃烧，新燃料技术。电感内阻降低后，充放电能耗成比例降低。

 对摩托车，更可降低点火能耗20-40%，系统电池和发动机负担减轻。消除电感点火能耗瓶颈，大幅提升摩托车电感点火总体性能。取代CDI点火技术，采用新燃烧技术的发动机的优势更能得到发挥。从CDI点火升级至电感点火可不增大电池和磁电机，技术经济效益显著。

 以本方案电路制作的点火器，可保障车辆行驶性能，启动容易，各速度段行驶平稳，加速有力。无点火欠压和过压，改善总排放，提高发动机效率。点火电压既不受转速影响，又能补偿转速变化对点火能量需求的变化。在适用的电池电压范围内，不受其变化的影响，在电池电压过低时，降低波动。

  最优闭合角点火电路可与发动机状态与点火能量需求模型的最优化技术相结合，形成点火能量最优化控制。 

最优闭合角点火电路或点火能量最优化技术与最优提前角结合，合称双优点火，形成新一代汽油机点火技术。

附图说明

图1汽油机最优闭合角点火电路简图。

图2摩托车恒压点火电路图。

图3摩托车恒压及工况条件下最优闭合角点火电路图。

图4汽油机工况条件下最优闭合角多缸点火电路 。

图5一例汽车发动机最优闭合角点火电路。

图6与汽车ECU连接的最优闭合角点火电路图。

图7不同闭合角控制技术下的初级线圈电流曲线图。

图8一种工况条件下最优闭合角控制形成的初级电流图。

图9一种摩托车点火触发信号整形电路。

图10恒压点火控制程序流程图。

图11初级电流上升速率标定程序流程图。

图12工况条件下最优闭合角控制程序流程图。

具体实施方式

实例1: 摩托车恒压点火电路。电路组成见图2，包括控制电路，高压包，驱动电路，开关电路，检测电路等功能电路。磁脉冲信号经脉冲整形电路，转变为TTL电平的点火信号，连接到作为控制电路的单片机电路AT89C52的中断输入端P3.3（INT1）。单片机以中断方式接收点火信号。控制电路的一个输出端P1.0连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接开关电路开关元件T2的控制端或b，开关元件为大功率晶体管，也可选达林顿管等。高压包B1内有限流电阻，初级低压和次级高压线圈，其中次级线圈的高压输出端外接火花塞，初级线圈的一端接电池正极，另一端接开关电路T2的功率输入端或c端，T2的功率输出端或e接检测电路的采样元件电阻Rc的电流输入端，采样电阻电流输出端作为接地端。采样电阻的采样值经模拟比较器转换为逻辑值接控制电路的中断数据输入端P3.2（INT0），转换电路模拟比较器电路，其同向输入端设置有比较基准。控制电路从点火信号获得发动机或磁电机运动状态信息，分析后适时经P1.0操控开关电路使高压包初级通电从电池储能，或切断开关电路T2，高压包次级向外部火花塞放电。发动机转速和点火提前角关系通过试验建立。据点火脉冲信号中发动机或磁电机运动状态信息，修正点火提前角。

驱动电路可选用初级电流最大电流限流电路，附于本图的右上角。将其E，B二点与主图的相应点连接即可。初级最大电流选择，可稍高于达标电流。

控制电路结合来自点火信号当前或邻近点火周期或磁电机旋转周期内各相关参数如转速，点火提前角等的信息和经检测电路获得的测量信息，包括初级线圈电流达标值到达时刻，动态地确定点火周期内电感线圈通电储能的精确的起始时刻，并由最佳点火提前角程序决定点火时刻及执行点火。

 通过对高压包参数，初级电流和检测电路取样电阻Rc及比较器基准电压的设计取值，以一定的初级电流使高压包产生符合点火要求或总体平均最优点火电压或能量，同时在Rc上达到相应的电位，该电位刚好使转换电路即模拟比较器翻转，该变化由控制电路以中断的方式接收。

 控制电路从检测电路获得中断时刻即达标值到达时刻，其中也包含了初级电流值的大小。利用模拟比较器做转换，进入计算机的初级电流的大小及其达标值均为逻辑值，表示达标或不达标。计算机也可以用其他方法获得这些信息，如A/D转换，利用单片机I/O口作为数字电路所具有的输入输出特性实现转换等。但实例中主要介绍模拟比较器转换的方法。

  控制电路检测比较初级电流达标值到达时刻和经提前角修正的最佳点火时刻。若周期内初级线圈电流达标时刻早于点火时刻，则需通过程序延迟到达时刻一个单位，推迟初级线圈充电的起始时刻即闭合角的起始时刻。若直至点火时刻电流值仍不能达标，即未检测到检测电路比较器的翻转信号，仍执行点火，但可在下一周期将通电时刻提前一个单位即将闭合角的起始时刻提前，以图使闭合角预期结束时刻与点火时刻再次重合。无论达标时刻早或晚，均在点火时刻到来时执行点火。这样，每一周期的闭合角偏差都被检测到，并于下一周期得到补偿。闭合角的调整以达标时刻与点火时刻重合为目标，实现点火恒压或恒能量控制。点火恒压的保持，也要求电池供电能使初级电流在周期内达标。调节消除了电池电压，电池内阻和转速变化及初级线圈参数等变化对初级电流上升速率也即闭合角的影响。使点火电压及对应的点火能量保持恒定，并在条件更不利时减少点火电压波动。

恒压点火电路，以点火前即点火时刻初级电流的恒值控制实现恒压点火控制。如前所述，恒压控制是不考虑工况条件变化的最优闭合角控制。恒压控制也是恒能量点火。上述初级电流控制过程形成一种控制方法，称恒压点火控制方法。重述如下：在每个点火周期开始，为使闭合角结束时刻与点火时刻重合，需先根据延时值执行一段延时程序，延时值在每个周期都得到修正。在延时结束后，闭合开关电路，开始对初级线圈通电。期间通过检测电路持续测量初级电流是否达标及监测或计算点火时刻是否到达。若先检测到初级电流达标，则增大延时值一个单位，等待点火时刻到来。若先测算到点火时刻，减少延时值一个单位。并都在点火时刻到来后执行点火。恒压控制方法的计算机程序流程图参考图10。

  控制电路得到的中断信号，说明初级电流正常达标，可以作为初级电路运行状态正常的标志。

  启动及运行中的特殊状态，仍可采用现有技术控制闭合角。增加电池电压检测，可提高用现有技术控制闭合角的准确度。

实例2: 一例摩托车恒压及工况条件下最优闭合角点火电路。电路组成见图3。先介绍恒压控制。控制电路可为一种通用型单片机，至少具有数字输出端口OUT1，A/D转换输入端AD0，中断或数字输入端INT1和INT2，模拟比较器输入端CMP-，内部模拟比较器有可编程比较基准。本例选用PIC12F615，口线按所述功能对应配置，连接如图。点火信号为摩托车电磁点火触发信号经脉冲整形电路整形后，产生一至二路TTL电平信号，由控制电路以中断方式接受。GP2（INT1）接一路触发信号，INT2即GP4备用。现有技术惯于采用双路接收，则INT2可接另一路TTL信号。将摩托车点火触发信号整形为双路输出的现有电路很多，图9为其中一种摩托车点火触发信号整形电路。

OUT1即GP5执行初级线圈充电及在点火时刻道来时执行点火，其信号经驱动电路连接开关电路K1的控制端。开关电路为低控制电压场效应管。需要较高控制电压时，可采用相应驱动电路。开关电路经检测电路接地。控制电路据点火信号及点火提前角处理确定最佳点火时刻。据恒压点火原理适时启动开关电路给初级线圈充电及在点火时刻到来后切断开关电路使高压包放电。检测电路取样端Q点，将初级电流状态传至GP1即模拟比较器反向端CIN0-，据检测电路的测量信息，内部模拟比较器转换为初级电流达标状态信号，控制电路以点火时刻为基准，调节点火时刻初级电流恒为达标值，对应恒定的点火电压或点火能量，形成恒压控制点火电路。其余连接及原理参考例一及前述。再增加一至多路工况因素检测电路，称辅助检测电路，成为摩托车工况条件下最优闭合角点火电路。图3的辅助检测电路表示发动机缸体温度检测，连接到通用单片机电路的A/D转换输入端，也即本控制电路PIC12F615的GP0。转速或速度也可以作为调节闭合角或点火能量的工况因素。点火信号包含有转速信号或转速信息，如摩托车点火触发信号等。可以将转速信号也看作一路工况因素检测电路，即既是点火信号，又是增加的工况因素检测电路。

需要通过实验或工程及一定的数学方法，得出单个或多个工况因素与发动机所需或最优点火能量的关系，称数学模型，以公式或表格等表示。按实测工况因素，据数学模型计算所需点火能量对应的初级电流，经最优闭合角控制调节点火时刻初级电流达工况所需值。若数学模型采用了最优化技术，与本案最优闭合角控制结合，就可实现工况条件下最优点火能量控制。若数学模型只采用一般优化技术，如仅为有限的实验归纳。与最优闭合角控制结合，就形成工况条件下最优闭合角点火电路及控制技术。

工况条件下最优闭合角控制，在恒压控制的基础上，以经过标定的初级电流上升速率作基准，按工况需求实施闭合角定量控制，确定点火时刻的初级电流。形成点火能量准确的定量，做到点火能量逐周期按工况提供。

工况条件下最优闭合角控制包含对初级电流上升速率的测量或称标定。标定利用达标电流为基准，测量计算初级电流上升速率。实际上，因为达标电流是已知的，只需测出达标时间即从初级开始通电至电流达标的时间即完成标定。周期开始，经历一个延时后，置GP5为高电平，经驱动电路，闭合开关电路使初级通电，初级电路逐渐上升。控制电路同时开始累积电流上升时间。待储能线圈初级电流达标，检测电路的输出，Q点电平使控制电路内部模拟比较器翻转，引起中断。单片机得出初级电流上升经历的时间或再计算出初级电流上升速率。据GP2或加GP4的点火信号及提前角修正计算点火时刻。若达标时刻早于点火时刻，则增加周期开始后开关电路闭合前的延时值一个单位。在点火时刻到来时GP5输出低电平，经驱动电路关闭开关电路，高压包次级感应出高压，经外接火化塞实施点火。若直至点火时刻电流达标时刻仍未来到，则减少开关电路闭合前的延时值一个单位，并仍执行点火。以上标定是计算机控制下电路的运行过程之一，也包含恒压点火电路工作过程。标定也形成一种方法，称初级电流上升速率的标定方法，其计算机程序流程图参考图11。

标定可以在发动机启动后进行一次，也可以进行多次或持续进行。标定可在上述恒压控制方式下进行，其时点火能量与达标电流对应。也可以在工况条件下最优闭合角控制点火中进行。

在工况条件下最优闭合角控制中进行标定，达标电流可能大于点火时的实际初级电流。不是每个点火周期都都会出现达标信号，因此不是每个点火周期都有机会进行标定，但每个周期执行正常的点火。

标定成功需要初级电流在周期内达标。

标定的准确性不受转速，电池电压，初级线圈的参数等可测因素或不可测的随机因素影响，但忽略初级线圈电感的变化。并假定利用测量电路的测量是准确的。测量电路的取样电阻可据需要采用高稳定的精密电阻，并使其具适当的耗散功率。

除启动等特殊状态外，经标定后，每个周期都可利用已知初级电流上升速率作工况条件下最优闭合角控制。特殊状态用现有技术处理，若增加电池电压检测，更助特殊状态的处理。

在初级电流上升速率标定后，可有工况条件下最优闭合角控制。仍见图3，周期开始，作适当延时，控制电路的GP5输出高电平，经驱动电路到达开关电路的控制端，开关电路导通，控制电路即单片机开始累积开关闭合时间。同时初级电流持续上升。期间测量工况，本例为经GP0测量缸体温度。再据数学模型计算出当前工况下即缸体温度下所需点火电压或能量对应的初级电流。据经标定的达标电流上升时间计算上升速率，及据所需初级电流值计算出所需上升时间。时间到达后即为该工况下初级电流达标时刻，称工况达标时刻。工况达标时刻可以用定时器产生中断来产生或其他方式实现。为方便控制程序设计，所需上升时间也可以是上一周期所产生。为使工况达标时刻与点火时刻尽可能重合，若工况达标时刻先到达，则增加下一周期开关电路闭合前的延时一个单位。若直至点火时刻工况达标时刻未到达，仍在控制电路的GP5输出低电平，执行点火，但减少下一周期开始时刻至开关电路闭合即初级线圈通电前的延时一个单位。无论工况达标时刻在先或在后，都在点火时刻到来时，关断初级电流，执行点火。

根据具体情况，测量工况，据数学模型计算出当前工况所需初级电流。据经标定的达标电流上升时间计算上升速率，及据所需初级电流值计算出所需上升时间等的一部分或全部，也可以如前述在周期开始后的延时过程中进行。

以上为本点火电路下电路实现工况下最优闭合角点火的运行过程。其计算机控制过程也形成一种方法，称工况条件下最优闭合角控制方法，计算机程序流程参考图12。

达标电流附近，初级电流一般可简化为按直线上升。在偏离直线较大时，可按其典型规律计算并考虑实测电流升率即通过标定修正典型公式。

关于利用AD转换或利用控制电路数字输入口的输入输出特性作转换的技术，此处利用图3作简述。将GP1置为A/D转换输入口，A/D转换的速度应足够高。对Q点信号作适当滤波或使用一定的采样技术，控制电路可以持续检测Q点电位，当其到设计值，达标值或工况需求值，将发生时刻作为达标时刻或工况达标时刻，其余控制同前述。而将GP1或其他适用单片机的相应口线，作为一般中断输入口，并设置为高电平产生中断。当Q点电位使中断产生后，作为达标时刻，其余控制同前述。

 实例3: 一例汽油机工况条件下最优闭合角多缸点火电路。电路组成见图4。控制电路至少具有数字输出端口OUT1，A/D转换输入端AD1，转换时间宜小于100微妙。中断输入端INT1和INT2，模拟比较器输入端CMP-，内部模拟比较器有可编程比较基准。本例选用飞思卡尔MC9S08JM60/32，口线按所述功能对应配置，连接如图。其KBIP7，KBIP6分别连接轴基准位置信号和转角（转速）信号，ACMP-连接检测电路输出，PTB7连接驱动电路，ADP2连接辅助检测电路。采用其他单片机时，单片机各条用于外接的I/O口线，与括号内定义的功能对应地连接外设。如单片机的A/D转换输入端对应AD1的功能，连接辅助检测即温度传感器电压输出，余类推。点火信号包括轴基准位置信号和转速信号或称转角信号，对电磁脉冲信号，可经脉冲整形电路整形后，由控制电路以中断方式接受。如图采用霍尔传感器，其TTL电平输出连接单片机。曲轴基准位置信号接INT1即KBIP7，转速（转角）信号接INT2即KBIP6。OUT1即PTB7接驱动电路的输入端，执行初级线圈充电及点火。

确定初级电流达标值，设计好检测电路参数和编程内部比较器参考基准，当初级电流达标时，检测电路的输出电平，经ACMP-使内部比较器翻转，控制电路接收到达标信号。据点火信号及提前角预期的点火时刻及闭合角适时启动开关电路给初级线圈充电。运行中单片机据各缸点火信号及检测电路的达标时刻及实际点火时刻，调整闭合角初始时刻，即周期内初级线圈通电起始时刻。控制电路据点火信号获知气缸更迭及标志位置等提前角信息，作最优提前角计算处理，在点火时刻到来时执行点火。周期开始及延时后，PTB7输出高电平，接通初级电流。点火时刻PTB7输出低电平，切断初级电流，初级线圈存储能量经次级线圈，分电器，火花塞释放。恒能量点火控制时不采用用辅助检测，控制原理同前述。可增加电池电压检测，有助于在发动机特殊状态下，采用现有技术控制闭合角，但非必需。

工况条件下最优闭合角多缸点火电路。建立缸温—初级电流最佳关系模型，接入缸温检测电路，测量气缸缸体温度。每个周期都按照缸温得出目标初级电流，对应当前缸温下最佳点火能量。工况条件下最优闭合角点火电路的原理同前述实例。

某些情况下省略驱动电路或将驱动电路划归控制电路或开关电路，并在控制电路内包含模拟比较器，或利用数字电路的输入输出特性实现信号转换，甚至将检测电路部分或全部集成到控制电路。控制电路可以设计成为一种最优闭合角点火电路专用单片机，或产生更简略的点火电路，形成一种汽油机简易恒压点火电路。电路包括控制电路，高压包，开关电路，控制电路的一个输出端连接开关电路的控制端，高压包初级线圈的一端接电池，另一端接开关电路的电流输入端，高压包次级输出高压，还有检测电路，其取样元件串接在所述开关电路的接地通路中，其检测信号输出端接所述控制电路的数据输入端。其中检测电路部分或全部可以集成到控制电路。控制电路外接经过整形的TTL电平点火信号或其他兼容信号，其工作原理与基本制作细节仍参考实例1-3或在其上作微小调整，不再重述。

 实例4：一例汽车发动机最优闭合角点火电路，见图5。

点火信号，包括一至二路位置基准G1，G2和转角信号Ne经各自的整形电路接至控制电路MC9S08QG8的KBIP1，6，7。输入级脉冲整形由三个分电路构成，即整形11—整形13，每个单独对各自的输入脉冲整形。充电点火执行通道扩展为3个，每个通道执行二个气缸。其中驱动电路3包含有驱动31—驱动33三个分电路。以控制电路的输出口线PTB5，驱动电路3中的分驱动电路驱动31及其后的晶体管，点火线圈（高压包），火花塞为第一通道，余类推。

 控制电路据位置信号和转角信号或增加影响提前角的工况因素，确定点火通道，点火提前角及点火时刻并执行点火。

可以设置一至多路工况检测，如图中的冷却水温检测。并建立工况因素与点火时刻初级电流的合理数学模型。工况条件下最优闭合角点火控制原理同前，不再重述。初级电流检测或可以只选择其中一个通道。按图示的多通道集中检测，每一路都需要标定，并将标定成果用在各自的通道。以下只介绍本电路执行恒压控制细节。

 图中3个点火线圈的初级电流归于同一个检测电阻，需要避免各线圈的初级电流出现重迭。若不可免，各线圈可采用独立的检测电阻，即需要3套检测电路。初级电流在取样电阻Rc上的电压经电阻分压接至单片机内部比较器的反向输入端ACMP-（CMP-）。在比较器正向输入端ACMP+（CMP+）设参考电压，也可使用MC9S08QG8内部参考电压。采用3套检测电路，控制电路即所选单片机的模拟比较输入端不敷使用时，可如前述实例，使用外部独立的比较器，其输出接控制电路剩余的中断口线。当然，将各开关电路单独接地，只检测或标定其中一路的初级电流，推至各路，是可选的方法，但准确度稍低。

各通道点火前后，相应的初级电流依次达标，引起内部比较器逐次中断（各通道共用内部比较器时）。各个中断时刻分别与本通道的点火时刻比较，差值用于修正下一周期本通道闭合角起始时刻，以保持点火时刻初级电流恒定。

图中省略最大初级电流限制电路。此电路可选，附于右下角，即 限流（驱动3）,包含一个比较器，P点电位为比较基准电位。将该限流电路E，B点与主图对应点相接可实现最大初级电流限制。最大初级电流限制电路属于驱动电路的一部分，和检测电路一样，必要时每个通道均可设置。

在汽车等发动机控制中，一般有电子控制单元即ECU，控制电路会与ECU相连接，接受其发出的辨缸信号和点火命令。辅助检测信息也会来自ECU。控制电路接受ECU信号和信息的方式及处理信号的原理依据约定。

其余解释见之前各例。

 实例5：与汽车ECU连接的最优闭合角点火电路，见图6。

     对于汽车发动机机，一般自身具有功能强大的控制电路称ECU。但其点火电路多独立。本案点火电路可与ECU相连，获得信息资源，并与之协调。

点火信号，包括曲轴或凸轮轴位置基准信号和转角信号经各自的整形电路接至ECU电路。ECU还连接和测量其他工况检测电路，如水温，节气门，爆燃，氧传感等及电池检测。

ECU据点火信号，向点火电路预发出辫缸信号，指示点火通道。完成提前角处理后则向控制电路发出点火命令。IGT为ECU的点火命令信号，IG0为辨缸信号。IGF线接收控制电路的状态反馈信号。ECU还具有IIC总线接口，向点火电路传送工况参数值，电池电压等数据。

控制电路有二条口线OUT1，OUT2，连接驱动电路，即分别连接其中的驱动31，驱动32。各驱动电路分别驱动各自连接的开关电路。各开关电路的功率或电流输入端分别接初级线圈的输出端，其功率或电流输出端分别接有检测电路即图中的采样电阻如Rc。各高压包即点火线圈初级输入端接电池或经限流电阻接电池（B+），次级分别连接二个火花塞，共四个火花塞位于四个气缸。

控制电路可选择通用单片机。其通用功能中，至少需有三个输出口，即OUT0-2。一个中断输入INT0。一个中断或一般输入口IN0。及具有IIC总线接口，SDA，SCL。具有二个模拟比较器，其反相输入端分别名为CMP0-和CMP1-，模拟比较器具有可编程内部参考基准。

控制电路的OUT1连接驱动31，OUT2连接驱动32。CMP0-，CMP1-分别连接二个检测电路的模拟输出端。SDA，SCL连接ECU对应端。INT0连接ECU的点火命令信号IGT，IN0连接辩缸信号IG0，OUT0连接IGF。

具体选择单片机PIC16C662。其RC0作OUT1连接驱动31，RC1作OUT2连接

驱动32。RA0作CMP0-和RA1作CMP1-分别连接二路模拟检测通道的输出。

RB0作为INT0连接IGT，RB1作为IN0连接IG0。RB2作为OUT0连接IGF。PIC16C662无IIC总线，可用一般I/O口线或中断输入口线模拟。RB4作SDA，RB5作SCL，可按需接上拉电阻。

控制电路适时通过IIC总线接收所需发动机工况参数等信息。据工况参数值计算初级电流。据IG0选择点火通道，在据初始延时值作延时后，适时通过RC0或RC1驱动相应通道开关闭合，初级电流上升。据工况达标电流到达时刻与点火时刻之差调节初始延时值，即修正点火时刻初级电流。在以中断接收到ECU经IGT传送的点火命令后，断开开关电路，实施点火，完成一个点火循环。将初级电流或相关电路状况经RB2反馈给ECU的IGF端，可选。

气缸数目增加，可增加辨缸信号线。可以采用独立的比较器电路，使更多单片机适用。当开关电路采用所谓智能IGBT，带有传感输出端时，检测电路接在其传感通路上。控制电路与ECU的各种联络信号，也可以归入IIC，甚至仅用IIC或其他总线与ECU连接。控制电路与ECU交换信息的方式与最优闭合角点火的原理无关。控制电路对ECU与工况检测电路及其他信号的连接方式不加关心。可以选择恒压点火或工况下最优闭合角点火。

本电路运行及协调再归纳如下：ECU及时采集更新各路传感信号，据点火信号判断点火周期，处理提前角。在每个周期的初期即完成当前转速的测量，并更新辨缸信号，将工况等信息经IIC总线发往控制电路。在据点火信号作点火提前角处理后，经IGT口向控制电路发出点火命令。

ECU和控制电路均在执行点火后即开始新一周期，并以IIC总线，点火命令和辩缸信号协调。控制电路据辨缸信号更新点火通道，据上一周期各通道闭合角的偏差状况修正和执行起始延时值。期间可经IIC接收来自ECU的工况等信息。据ECU的工况信息及数学模型和经标定的初级电流上升速率及闭合角起始时刻，计算工况达标时间及达标时刻。将工况达标时刻与ECU的点火命令达到时刻作比较，比较结果用于在下周期初始修正闭合角前初始延时值。在接收点火命令后及时执行点火。

本例电路，ECU和点火部分各自功能明确，相互关系清晰，易于协调，与现有技术，用转速，电池电压控制闭合角的技术兼容。现有技术在特殊条件下仍可采用。也可以将现有技术作为一种校核手段，但非必须。

其余见之前解释。

汽油机点火电路的基本构造或功能是储能，点火及点火能量或闭合角的控制，本案对闭合角的控制即点火能量控制有电路构造和控制原理及方法的多个发明。各例的局部电路可以对应地移植借鉴，对电路，器件及局部电路的不同选择或改变，局部电路或功能的合并，省略，移出，电路的添加，所产生的电路及实例以外的电路，只要包含储能，点火及本案发明的检测电路或闭合角控制的原理或方法，整体上达成同样或相近的功能和效果，则其包含的技术均属本发明。 

Claims (6)

1.一种汽油机恒压点火电路，包括控制电路（2），高压包（4），驱动电路（3），开关电路（5），所述控制电路的一个输出端连接所述驱动电路，该驱动电路的输出连接所述开关电路的控制端，所述高压包初级线圈的一端接电池，另一端接所述开关电路的电流输入端，所述高压包次级输出高压，其特征是：还有检测电路（6），其取样元件串接在所述开关电路的电流输出端接地通路中，其模拟检测信号输出端接所述控制电路的数据转换输入端或经数据转换后的输出端接所述控制电路的输入口线。

2.一种汽油机简易恒压点火电路，包括控制电路（2），高压包（4），开关电路（5），所述控制电路的一个输出端连接所述开关电路的控制端，所述高压包初级线圈的一端接电池，另一端接所述开关电路的电流输入端，所述高压包次级输出高压，其特征是：还有检测电路（6），其取样元件串接在所述开关电路的接地通路中，其检测信号输出端接所述控制电路的数据输入端，所述检测电路或所述取样元件也可以和所述控制电路集成一体。

3.一种汽油机工况条件下最优闭合角点火电路，包括控制电路（2），高压包（4），驱动电路（3），开关电路（5），所述控制电路一个输出端连接所述驱动电路，该驱动电路的输出连接所述开关电路的控制端，所述高压包初级线圈的一端接电池，另一端接所述开关电路的电流输入端，所述高压包次级输出高压，其特征是：还有检测电路（6），其取样输入端接所述开关电路的电流输出端，其信号输出接所述控制电路，所述控制电路还连接一至多路工况参数检测电路。

4.一种恒压点火控制方法，包括：

周期开始，执行延时；

闭合开关电路，开始对初级线圈通电；

其特征是所述恒压点火控制方法还包括：

通过检测电路持续测量初级电流及监测点火时刻；

若先检测到初级电流达标，增大延时值一个单位，等待点火时刻到来后，断开开关电路点火，若先监测到点火时刻到，减少延时值一个单位，断开开关电路点火。

5.一种初级电流上升速率的标定方法，包括：

    周期开始，执行延时；

开始对初级线圈通电并累积初级线圈通电时间；

其特征是所述初级电流上升速率的标定方法还包括：

通过检测电路持续测量初级电流及监测点火时刻；

若先检测到初级电流达标，获得本次达标时间，并增大延时值一个单位；

等待点火时刻到来后，断开开关电路点火； 

若先监测到点火时刻，减少延时值一个单位，达标时间未获刷新，断开开关电路点火；

本周期结束。

6.一种工况条件下最优闭合角控制方法，包括：

   周期开始，执行初始延时；

  测量工况参数；

计算工况对应的初级电流；

计算所需通电时间；

 延时结束，开始对初级线圈通电；

开始累积初级线圈通电时间；

其特征是所述工况条件下最优闭合角控制方法还包括：

监测通电完成时刻及点火时刻，若通电完成时刻先到，增大初始延时值一个单位，等待点火时刻到来后，断开开关电路点火； 

若点火时刻先到，减少延时值一个单位，断开开关电路点火；

本周期结束。

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