CN105705774A - 用于控制内燃机的多火花点火系统的方法和设备 - Google Patents

Abstract

控制点火系统的方法，所述点火系统包括适于控制至少一个线圈级（T1，T2）的火花塞控制单元，所述线圈级（T1，T2）适于接连地使所述线圈级（T1，T2）通电和断电以提供电流到火花塞，所述线圈级（T1，T2）中的每个包括电感地联接到次级绕组（L2，L4）的初级绕组（L1，L3），所述方法包含：测量在每个初级和/或次级绕组中的一个或多个处的低侧电压，以及根据电池电压、最大初级电流阈值和所述测量得的电压控制降压变换器（M1，D3）的PWM信号的占空比或脉冲宽度。

Description

用于控制内燃机的多火花点火系统的方法和设备

技术领域

本发明涉及控制火花塞的点火系统和方法。它对适于提供连续火花的系统，例如多火花塞点火系统，具有特定但非专有的应用。

背景技术

使用非常稀的空气－燃料混合物的点火发动机已被开发，也就是，具有较高的空气组分来减少燃料消耗和排放。为了提供安全点火，具有高能量的点火源是必要的。现有技术系统一般使用大的、高能量的、单个火花点火线圈，其具有有限的火花持续期和能量输出。为克服该局限，也为减小点火系统的尺寸，多充电点火系统被开发。多充电系统产生快速序列的各独立火花，因此输出是长时间准连续的火花。多充电点火方法具有缺点，即火花在再充电时期期间被中断，其具有消极影响，尤其当高湍流出现在燃烧室中时值得注意。例如这可能引起不点火，导致更高的燃料消耗和更高排放。

改进的多充电系统被描述在欧洲专利EP2325476中，其公开的多充电点火系统不带有这些消极影响且在宽的燃烧电压范围内至少局部地产生连续的点火火花，传输可调节的能量到火花塞并提供可供自由选择的点火火焰的燃烧时间。

然而这类系统仍有各种问题。不太可能来控制次级电流，这导致严重的火花塞磨损和不为燃烧所需的大量的能量浪费。此外点火循环结束时会产生高的次级电流峰值，其导致严重的火花塞磨损。

此外，在这样的系统中，降压变换器级的PWM信号适于固定值，这导致在各种情况下不稳定的初级电流。

如陈述在权利要求中的，提供本发明的方面。

附图说明

现将以例子的方式并参照以下的图描述本发明，其中：

图1是本发明的方面可被应用于的点火系统的原理图；

图2图解CMC系统的标准点火循环，其显示示意性的电流曲线。

图3图解点火系统和它到车辆电子控制单元（ECU）的连接性。

图4图解依照本发明一个方面的通讯协议，其可被用于控制点火系统。

图5显示在这种控制中降压变换器操作的结果。

图6显示依照本发明一个方面的通讯协议，其可被用于控制点火系统，包括另外的脉冲。

图7显示依照本发明另一方面的点火系统的电路原理图。

图8显示降压变换器减小次级电流峰值的操作的结果。

图9显示流程图，其图解依照一个方面的斜坡下降算法；

图10显示初级和次级电流曲线，其中图9的算法被执行。

图11显示在降压操作中占空比、电池电压和最大初级电流开关阈值之间的关系。

在下文中以下的缩写被使用：

L1-初级电感线圈1

L2-次级电感线圈1

L3-初级电感线圈2

L4-次级电感线圈2

K1-磁耦合系数线圈1

K2-磁耦合系数线圈2

R1-初级电流分流电阻

R2-初级电流分流电阻

Q1-用于线圈级1的IGBT

Q2-用于线圈级2的IGBT

ECU-发动机控制单元

CU-点火线圈的控制单元

CMC-耦合多充电点火

Ipth-在CMC中的初级电流开关阈值

Isth-在CMC中的次级电流开关阈值

Ipmax-在初始充电后的最大初级电流峰值

Ipthmax-在降压操作中的最大初级电流开关阈值

Ipthmin-在降压操作中的最小初级电流开关阈值

Isamp-在CMC操作期间的次级电流幅值

Isamprd-CMC操作之后在斜坡下降循环期间的次级电流幅值。

图1显示用于在宽的燃烧电压范围内产生连续点火火花的现有技术的耦合多充电点火系统的电路系统，服务在例如可能与内燃机（未显示）的单个燃烧汽缸有关的火花塞11中的单组有间隙电极。CMC系统使用快速充电点火线圈（L1－L4），包括初级绕组L1，L2来产生所需的高DC电压。该电压和绕在共同铁心K1上（的初级绕组）形成第一变压器，绕在另一共同铁心K2上的次级绕组L3、L4形成第二变压器。第一和第二初级20绕组L1、L3的两个线圈端可交替地被电气开关Q1、Q2切换到共同的地，例如汽车的底盘地。这些开关Q1、Q2优选是绝缘栅双极晶体管。用于测量从初级侧流动的初级电流Ip的电阻R1被连接在开关Q1、Q2和地之间，而用于测量从次级侧流动的次级电流Is的电阻R2（25）被连接在二极管D1、D2和地之间。

次级绕组L2、L4的低压端通过高压二极管D1、D2可被联接到共同的地或汽车的底盘地。次级点火绕组L2、L4的高压端通过常规手段被联接到火花塞11中有间隙的一对电极中的一个电极。常规通过火花塞到发动机缸体的螺纹接合的方法，火花塞11的另一个电极也被联接到共同的地。初级绕组L1、L3被连接到共同的通电电位，该通电电位在本实施例中被假设相应于标称的12V汽车电气系统中的常规汽车系统电压，且在图中是电池的正电压。充电电流可被控制开关Q1、Q2状态的电子控制电路13监视。控制电路13例如响应于由ECU提供的发动机火花正时（EST）信号以通过分别由信号Igbt1和Igbt2控制的开关Q1和Q2而分别选择性地将初级绕组L1和L2联接到系统地。测量的初级电流Ip和次级电流Is被发送到控制单元13。有利的是，电池15的共同的通电电位经由点火开关M1在与接地端的相反端20处被联接到初级绕组L1、L3。开关M1优选是MOSFET晶体管。二极管D3或任何其它半导体开关（例如MOSFET）被联接到晶体管M1从而形成降压变换器。通过信号FET控制单元13能够断开开关M1。当M1关断时二极管D3或者任何其它半导体开关将被接通，反之亦然。

在现有技术的操作中，控制电路13工作以提供横跨有间隙电极两端的延长的连续高能量电弧。在第一步期间，开关M1、Q1和Q2都被接通以使电源15的输出能量被存储在两个变压器（T1、T2）的磁路中。在第二步期间，借助开关Q1和Q2，两个初级绕组在同一时间被断开。在变压器的次级侧，高压被感应出，并且通过火花塞11的有间隙电极，产生点火火花。在第三步期间，在两个变压器（T1、T2）传输能量的最小燃烧时间之后，开关Q1被接通，且开关Q2被断开（或反之亦然）。这意味着第一变压器（L1、L2）将能量存储进它的磁路中，而第二变压器（L3、L4）将能量传递到火花塞（或反之亦然）。在第四步期间，当初级电流Ip增加超过限值（Ipmax）时，控制单元检测它并断开晶体管M1。被（Q1或者Q2）接通的变压器（L1、L2或L3、L4）中存储的能量驱使电流通过二极管D3（降压拓扑），从而变压器不会变得磁饱和，它的能量被限制。优选地，晶体管M1将持久地被接通和被断开以保持变压器中的能量在固定的水平上。在第五步期间，恰好在次级电流Is没有达到次级电流阈值水平（Ismin）后，开关Q1被断开，且开关Q2被接通（或反之亦然）。然后只要控制单元将两个开关Q1和Q2断开，步骤3到5将通过顺序地接通和断开开关Q1和Q2而被重复。

图2显示点火系统电流的时间线；图2a显示了表示初级电流Ip随时间的曲线。图2b显示次级电流Is。图2c显示在EST线上的信号，其被从ECU发送到点火系统控制单元，且其指示点火时间。在步骤1期间，即M1、Q1和Q2接通，初级电流Ip随着变压器中的能量存储而迅速增加。在步骤2期间，即Q1和Q2断开，次级电流Is在增加且高压被感应出以便产生通过火花塞的有间隙电极的点火火花。在步骤3期间，即Q1和Q2顺序地被接通和断开，以维持火花和存储在变压器中的能量。在步骤4期间，在初级电流Ip和限值Ipth之间作比较。当Ip超过Ipth时，M1被断开，从而“接通”的变压器通过限制它的存储能量不会变得磁饱和。开关M1这样被接通和断开，因此初级电流Ip在控制的范围内是稳定的。在步骤5期间，在次级电流Is和次级电流阈值水平Isth之间作出比较。如果Is＜Isth，Q1被断开，且Q2被接通（或相反）。随后只要控制单元将Q1和Q2两者断开，步骤3到5将通过顺序地接通和断开开关Q1和Q2而被重复。由于两个变压器交替的充电和放电，点火系统产生连续的点火火焰。以上描述了现有技术的点火系统的电路系统和操作以提供当前发明的背景。在本发明的一些方面，可以使用以上电路系统。本发明提供提高性能和减少火花塞磨损的各种解决方案。

图3显示车辆ECT经EST线到火花塞控制电路系统的连接性，依照一个方面其被用在发信号中，即通过适当的通讯协议将电压或电流参数发送到控制点火电路系统的火花塞电路系统控制单元。EST线通常将指示将要执行停留时间的脉冲提供给控制单元。线圈的控制单元与ECU分离，EST信号（发动机火花时间）通过ECU以例如布尔信号的方式传输——见图2c。常规地，这直接地控制了在点火线圈内的开关/IGBT，在当前系统中，其还控制多充电循环的燃烧时间的时间。在图中被示的系统，其中仅有单级火花绕组。如提到的，现有技术系统的问题是存在火花塞磨损。发明人确定这可通过改善初级和次级线圈的电流和电压参数控制而减轻，此外在本发明的某些方面，这类参数可通过在EST线上发送数据进行设置。因此从改进的方面，本发明提供用于控制例如那些与初级和/或次级线圈中的电流或电压有关的参数的通讯协议。

具体实施方式

例1在CMC模式中参数的控制，例如初级电流阈值

如提到的，现有技术系统的一个问题是存在火花塞磨损。发明人确定这可通过控制初级和次级线圈的多种电流和电压参数而被减轻，此外在某些（方面），参数可被ECU更好地控制并被发送到控制单元，通过在EST线上发送数据（例如适当的电流/电压参数和它们的阈值）而被设置。因此在一个方面，本发明提供通讯协议以控制例如那些与初级和/或次级线圈中的电流或电压有关的参数。如提到的，图2显示在整个点火循环期间的初级线圈和次级线圈的电流。

图4图解依照一个例子的通讯协议，其可被用于控制点火系统，尤其是控制初级和次级电流和/或电压。这类方法可结合在图1a中所示的电路系统来使用，可是该套方法不限定于这类电路系统，并且一些方面可应用于仅有一个线圈级的点火系统。

如提到的，图2a和图2b显示在整个点火循环期间的初级线圈和次级线圈电流。图2c显示EST线，其被用于提供通讯协议给控制如图1那样的点火电路系统的控制单元。点火循环开始时，在初级线圈中的电流斜坡上升达到最大初级电流峰值。该峰值的数值也将影响最大次级击穿电压。在该阶段结束时，初级线圈中的电流被释放，促使在次级线圈中电流迅速发展。在这之后，在多级系统中在每个线圈级中，充电/放电循环被每个线圈级交替地重复多次，从而提供连续火花。在点火阶段结束时，将注意到高电流可能在次级线圈中形成。

依照一个例子，（第一）通讯脉冲1被提供在EST线上，其持续时间向控制单元表明在耦合多充电模式中的最大初级电流（阈值）；这个参数应被设置在哪。因此，EST线被用于转送除停留时间或CMC时间之外的参数，且能够包括除时间之外的单位，并且在操作的任何阶段期间表示电流或电压（例如用于比较的阈值）。

该电流水平的控制可由降压变换器的控制单元通过适当的控制而执行。因此，基于第一通讯脉冲的长度，初级电流可被降压变换器的适当操作限制。如果初级电流达到该水平，电流将被降压变换器限制。因此，控制单元将通过例如适当地接通/断开FETM1来相应地控制降压变换器级。依照本发明的方面，控制单元具有用于将初级或次级电流与例如沿着EST线发送的（阈值）参数进行比较的装置。因此换句话说，降压变换器可被用于将初级电流限制到期望值Ipthmax及保持它在该特定水平处不变。传统上，该参数可被存储在控制单元内。然而，本发明的这个方面的优势是：Ipthmax和/或Ipthmin可由ECU设置，并且利用适当的通讯协议可被发送到控制单元。

如下文中所将说明的，取决于系统处在点火循环的什么状态，可由ECU调适和设置其它参数，例如Ipmax（其是初级电流的最大峰值）以及Ipth（阈值，例如在CMC操作中的最大初级电流）。见图4。

如提到的，在系统操作的适当阶段的操作期间，初级电流的数值可被控制单元与阈值进行比较。为了控制相应的初级电流水平，降压变换器被适当地控制，例如通过脉冲开关M1，即接通和断开。这样，初级电流的平均值被控制在要求的范围内。在特定的例子中，初级电流Ip可在降压循环阶段被测量，接通和断开M1如下：切换M1，电流流经L1、Q1、R1和D3且减小。控制单元监控电压。在初级电流达到水平Ipthmin后，M1将再次被接通。参数Ipthmin可被ECU或控制单元设置。替代地，它也可基于Ipthmax来计算：Ipthmin＝Ipthmax－Ipthamp。Ipthamp又可作为固定值被设置或存储在CU中在～0.2A－1A的范围中。只要初级电流再次达到上限水平Ipthmax，M1就被接通。随后只要初级电流需要被限制，以上步骤就被重复。控制操作在图5中示出。

这类方法可结合图1a中所示的电路系统来使用，可是该套方法不限于这类电路系统，并且一些方面可应用于仅有一个线圈级的点火系统。此外尽管上面提及发送在耦合多充电模式中的最大初级电流（阈值）的参数，本发明的方面包括将任何适当的电流或电压参数从ECU发送到火花塞控制单元，其中一些将在下文中更为详细地来阐述。在该方面重要的一点是，EST线除用于发送CMC时间和停留时间到控制单元以外被使用。在优选的实施例中，如提到的，电流和电压参数的水平由脉冲的持续时间表明。然而，所述水平可通过其它方法来给出信号，例如非常短的脉冲的数目，比如在表明该水平的设置时间内。

依照替代的实施例，沿着EST线被从ECU发送到控制单元的脉冲可指示次级电流参数（例如用于与测量值进行比较的限值或阈值）或初级或次级线圈电流/电压的任何其它参数，如下面所将说明的。

例2次级电流Isth和Isamp的控制

依照本发明的另外的方面，次级电流的参数例如在CMC状态期间通过相似的方法被控制。

在一个方面，次级电流阈值Isth和次级电流幅值Isamp的参数利用通讯协议从ECU被发送到控制单元。通过这些参数的适当控制，有可能来控制系统的输出功率。这些参数可通过ECU与测量值比较并被用于适当控制线圈级的操作。

在另外的实施例中，基于Isth和Isamp两个期望的变量，最大初级电流阈值被计算：Ipth（Ipth＝(Isth＋Isamp)*ue），其中ue是变压比。参数Isth根据火花塞的燃烧电压来调适，但在Isth被ECU的通讯设置之前——这是优选想要的值，并且Ipth的计算是基于该初始设置值完成。如果负载（燃烧电压）太高，那么次级电流将斜坡下降；因此这可包括将所述第二预先确定的电流阈值（Ismin）自适应地设置到存储在断开的变压器中的能量的水平。怎样执行，每次当开关转换到它们的其它状态时，实际的初级电流Ip被测量并基于该值阈值被自适应地设置：Isth＝Ip/ue－Isamp，这意味着：如果测量值ip＜Ipth，则Isth仅斜坡下降。与此相反，用于初级电流阈值Ipth的值在整个点火循环期间被设置在相同的水平上。

例3最大初级电流峰值Ipmax的控制

变量Ipmax是系统初始充电后的最大初级电流。依照一个方面，该参数也通过与阈值比较而被控制。阈值可被存储在控制单元中或者以类似于最大初级电流（在CMC期间的阈值）阶段的方式沿着EST线发送。Ip的数值再次可被测量并对照阈值Ipmax来确定。所以总的来说，该数值被存储在控制单元中）或者可从ECU沿着EST线被传送到控制单元。当初级电流Ip超过阈值Ipmax时，则降压变换器将保持初级电流Ip在由Ipmax限定的特定的水平上。该电流类似于图5中的电流，所以它具有小的滞后。降压变换器的控制操作类似于例1那样。图6显示通讯协议，其中有第二脉冲2，第二脉冲的长度指示最大初级电流峰值。当然，最大初级电流峰值可独立借助单个脉冲被控制，即不与任何其它参数结合。

再次类似于例2的另外的实施例，在另外的实施例中，基于Isth和Isamp两个期望的变量，最大初级电流阈值被计算：Ipth（Ipth＝(Isth＋Isamp)*ue）。参数Isth根据火花塞的燃烧电压来调适，但在Isth被ECU的通讯设置之前——这是优选想要的值，并且Ipth的计算基于该初始设置值完成。如果负载（燃烧电压）太高，那么次级电流将斜坡下降；因而这可能包括将所述第二预先确定的电流阈值（Ismin）自适应地设置到存储在断开的变压器中的能量的水平。怎样执行，每次当开关转换到它们的其它状态时，实际的初级电流Ip被测量并基于该数值阈值被自适应地设置：Isth＝Ip/ue－Isamp，这意味着：如果ip测量值＜Ipth，则Isth仅斜坡下降。与此相反，用于初级电流阈值Ipth的值在整个点火循环期间被设置在相同的水平上。

例4电压测量方法

以上例1的问题是硬件对于控制小的滞后现象的局限（硬件的精度和测量的初级电流Ip的噪音）。因此，在优选的方法中，初级电压（即电池电压Ub）被测量，并且根据电池电压和最大初级电流阈值设置降压变换器PWM信号的脉冲宽度（即占空比）：Duty-Cycle＝f(Ub,Ipthmax)，其中Ub是电池电压。占空比m被定义为：m=Ton/(Ton+Toff)，其中Ton是M1的开时间，Toff是M1的关时间。Ton+Toff=常数，这意味着它是脉冲宽度调制信号。找到m=f(Ub,Tpthmax)的正确值的一种方法是通过模拟（见图11）。这里，PID控制器将初级电流控制为想要的值Ipthmax。被控制的系统代表点火线圈。对于Ub和Ipthmax的每个值，对于m的一个值可被观察到（真值表，如它被显示在最后的图中）。图11显示占空比、Ub和Ipthmax之间的关系。在数据点之间的点可被线性插值。占空比可基于由Ub和Ipthmax而定的查找表来设置。本领域专业技术人员应该清楚，在例如基于包括线圈的特定电感和阻抗的特定的变压器几何结构并基于用于PWM变换器的固定频率的模拟的帮助下，怎样能够计算这样的查询表。

为了提供该套方法，另外的电路系统被提供。图7显示用于控制系统的电路，它相似于图1的电路，但包括用于测量高压HV二极管（D1和D2）处的电压的装置。电源电压（Ubat）可另外被测量。系统通过测量初级电流Ip、次级电流Is和在二极管处的电压D1、D2而被控制。根据这些测量的电压和电源电压Ubat，用于降压变换器的PWM信号的占空比适当地被控制。初级和次级电流可通过分路被测量并被用于获取电压。根据分路的阻抗且关于这些测量值的幅值，可能有必要放大这些值。这可通过运算放大器的使用来实现。二极管处的高压被分压器减小到控制单元的电压范围——分压器在～1000－2000的范围中。同样，电源电压Ubat通过分压器的使用被测量——这里分压器在～2－20的范围中。

此外，图7中的电路系统一般可被用来测量次级处的电压并将这些电压与例如阈值或可存储在控制单元中的值进行比较。替代地，EST线可被用来发送由ECU确定的任何阈值或其它电压值信号。

依照本发明的多个方面，关于一个或多个线圈级和对于任何状态的电流或电压参数可依照适当的协议从ECU发送到控制单元。依照方面，该些参数由从ECU发送到控制单元的脉冲的持续时间表明。在简单的实施例中，只有一个参数被发送给控制单元，单个脉冲被发送在EST线上。然而，多于一个参数被从ECU发送的情况下，多于一个脉冲可被发送。以下参数中的一个或多个可被发送：最大初级电流峰值Ipmax，在CMC模式中的次级电流开关阈值Isth，在CMC模式中的次级电流开关幅值Isamp，次级或初级电压。

二极管保护

在仍有的另外的方面，本发明提供用于增强性能和减少火花塞的磨损，尤其是保护二极管D1和D2的多种解决方案。这是因为现有技术的点火系统的另外的问题是：在线圈级中的二极管会遭受导致破坏的高电压。在本发明的一个方面，保护被提供用于二极管。依照大体的方面，二极管处的电压被检测/测量，并且作为测量电压随之发生的结果，执行适当的保护。例如，如果二极管处的电压达到特定的阈值，控制单元检测该电压并将保护二极管免于过高的电压。

以上所描述的图7电路系统可被用于提供这类控制。因此再次与图1电路系统相比，高压二极管（D1和D2）处的电压通过提供线路到控制单元而被测量。控制单元包括用于测量这些电压和在适当情况下与阈值进行比较的装置。因而图7还显示用于与多级系统一起实施该方面的电路系统的例子；无论如何，本发明的各方面可被应用于具有只有一个级的火花塞控制系统；图7显示用于与多级系统一起实施该方面的电路系统的例子。该图显示电路系统，其因而包括在一点处被连接在次级线圈级和相应的二极管之间并在另一点处被连接到控制单元的两条接线（线路）。这些线路被用于将电压供给到控制单元，控制单元能够测量输入到它的电压，从而检测/测量在两个二极管处的电压。

在一个实施例中，控制单元确定这些电压中的任一或两个是否高于阈值，并且如果是，执行保护策略。

为了执行控制，降压变换器和/或开关Q1和Q2的任一个或两者被控制。

在特定的保护策略中，对于与带有两个线圈级的系统一起使用，通过接通D1和D2两者、断开Q1和Q2而实施保护。然后作为切换Q1、Q2的结果，二极管在正向方向上被接通。

在替代的策略中，保护通过接通Q1和Q2两者而被提供，在该例子中，二极管处的电压随后被限制到所谓的“制造电压”（UM），其中UM＝ue*Ub（ue=变压器的变压比，Ub=电池电压）。因此在一些方面，电池电压还可被确定或估计。

在双/多级系统中，CMC系统使用两个变压器来传输能量到次级侧。对于二极管的危急情况发生在初始充电之后相应地在两级的初始击穿期间。这里通过将两个二极管切换到正向方向（Q1和Q2是断开的）来保护二极管。

优选地，系统以这样的方式被控制（断开第一级1，然后级2），因为否则二极管将需要承受全部的击穿电压（～40kV及更多）。在初始击穿后，火花塞处的燃烧电压降至约1000V的值（Uburn～1000V）。在这个时候，我们开始转换级1和2。未被接通的二极管需要承受燃烧电压加上制造电压，这也就是说Ubreakmin＝Uburn＋ue*Ub。当燃烧电压达到特定的阈值Uburnmax时，二极管被如上所描述地保护。当它们点着火时，在常规点火系统（多充电或单充电）中的二极管没有经历高压，因为它在正向方向上被接通。对于二极管的危急情况发生在所谓的开负载操作（没有火花塞被安装在输出处）期间和当点火火焰由发动机中的湍流引起而被吹熄的时候。

在一个实施例中，控制单元确定这些电压中的任一个或者两个是否超过阈值，并且如果是，执行保护策略。

在第一保护策略中，保护通过接通D1和D2两者、断开Q1和Q2被执行。然后其结果是，二极管在正向方向上被接通。

在替代的策略中，保护通过接通Q1和Q2两者被提供。在该例子中，二极管处的电压然后被限制到所谓的“制造电压”（UM），其中UM＝ue*Ub（ue=变压器的变压比，Ub=电池电压）。Q1和Q2被接通直至最大初级电流Ipmax被达到，然后CMC算法通过交替开关Q1和Q2从起始开始。相应于二极管处的高压被检测到之前它们在CMC循环中的最后状态，Q1和Q2的状态将被求反。

在改进的实施例中，在次级线圈级中的电流可由控制单元结合测量电压来使用以控制降压变换器和/或开关Q1和Q2的任一个或两个。

减小CMC阶段结束时的次级电流峰值

在CMC点火系统中典型地，高的次级电流峰值在点火循环结束时在次级线圈中形成，如在图2中的箭头A所示。这将增加火花塞的磨损。为避免此，在一个方面，依照本发明的多种方法被用于消除高电流峰值。

在第一例子中，在耦合多充电时间已截止时通过接通降压变换器，通过接通M1，以及接通Q1和Q2来提供解决方案。然而这具有缺点在于：所有的能量将被耗散到线圈的初级侧并且这将增加线圈内的热损失。该例子被示于图8中。

在第二实施例中，该方法论提供替代的方法，其包括在耦合多充电时间结束时次级电流的斜坡下降。这再次可利用降压变换器来执行。

斜坡下降算法的执行被示在图9中的流程图中：

在步骤1中，在CMC时间截止时开始斜坡下降。开关Q1/2中的一个开，另一个关。在步骤2中，M1被断开，因此电路与电池断开连接。在步骤S3中，初级电流被确定，次级电流阈值将依照实际的初级电流被设置（Isth＝f(ip)＝Ip／ue－Isamprd）。参数Isamprd可以是存储在控制单元内的固定值，该参数通常在20-80mA的范围中。在步骤4中，次级电流阈值与最小值Isthmin比较。该值Isthmin可被存储在火花塞控制单元中或被发送在EST线上。如果次级电流阈值太低（Isth＜Isthmin(~10mA)），那么斜坡下降算法将结束，M1关，Q1和Q2开。

在步骤5中，确定开关Q1是否是接通的。如果是，在步骤6处，保证Q1被断开，且Q2被接通。如果不是，在步骤S7处，保证Q1被接通，且Q2被断开。因此，依照Q1和Q2它们实际的开关状态，它们的状态将被求反，意味着开关Q1被断开且Q2被接通，或相反。

在步骤S8中，可有等待最短转换时间的可选步骤。在步骤S9中，测量的次级电流与阈值Isth比较。当测量值小于阈值Isth，方法回到步骤3。

在这种情况下，能量将部分地消散到火花塞/间隙和到线圈的初级侧，而不具有如此高的电流峰值和伴随此的严重的火花塞磨损。

较低值的Isamprd将引起Q1和Q2较快的转换频率。该参数可根据变压器的次级电感来试验地调适。

在所描述的斜坡下降算法期间，HV二极管处的电压可被测量。为了提供该套方法，另外的电路系统被提供。图7显示用于控制该系统的电路，它类似于图1的电路但包括用于测量高压HV二极管（D1和D2）处的电压的装置。电源电压（Ubat）可另外被测量。系统通过测量初级电流Ip、次级电流Is和在二极管处的电压D1、D2而被控制。如果电压中的任一个太高（例如与阈值相比较——类似于二极管保护实施例），Q1、Q2将被接通且M1被断开，这意味着能量将被耗散到初级侧。

图10显示初级和次级电流的曲线，其中图9的算法被执行。内部初级电流是在分路R1处测量的电流，并且初级电流在开关M1前这里被测量。

Claims (4)

1.一种控制点火系统的方法，所述点火系统包括适于控制至少一个线圈级的火花塞控制单元，所述线圈级适于接连地使所述线圈级通电和断电以提供电流到火花塞，所述线圈级的每个包括电感地联接到次级绕组的初级绕组，包含：测量在每个初级和/或次级中的一个或多个处的低侧电压，以及根据电池电压、最大初级电流阈值和所述测量的电压来控制降压变换器的PWM信号的占空比或脉冲宽度。

2.如权利要求1所述的方法，其中控制单元通过同时地接通和断开相应的开关来同时地使初级绕组通电和断电。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述系统包括定位在所述控制单元和线圈级之间的降压变换器级，所述降压变换器包括开关（M1）和二极管（D3），所述控制单元能够断开所述开关（M1）。

4.如根据权利要求1到3的任一前述权利要求所述的方法，包括控制单元将所述测量的电压中的一个或多个与阈值进行比较，且其中所述控制单元根据所述比较选择性地控制所述降压变换器和/或开关。