CN108573803B - 用于操作点火线圈的方法和点火线圈 - Google Patents

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Abstract

描述了用于操作点火线圈的方法，其中通过将初级电压脉冲馈送到点火线圈的变压器(2)中来产生次级电压脉冲，并且测定初级电流(I1)、初级电压、次级电流(I2)和/或次级电压，其中监测初级电流(I1)、初级电压、次级电压和/或次级电流(I2)的过程，并且当在随后的初级电压脉冲期间测定故障，则产生表示在上一个初级电压脉冲期间发生故障的错误信号(F)，并分类故障。另外，还描述了对应的点火线圈。

Description

用于操作点火线圈的方法和点火线圈
技术领域
本发明涉及点火线圈和用于操作点火线圈的方法。
背景技术
点火线圈包含一个变压器，利用该变压器，通过馈送初级电压脉冲产生用于火花塞的次级电压脉冲。通常，点火线圈还包含控制变压器的控制监测单元。控制监测单元通常连接到发动机控制单元，并在操作期间与其通信。点火线圈通常具有用于此目的的信号输入端和信号输出端。
发明内容
本发明的一个目的是显示在操作点火线圈期间如何以尽可能小的努力将重要的操作信息提供给发动机控制单元。
该目的通过具有权利要求1所述特征的方法和根据权利要求7所述的点火线圈来实现。对本发明的有益改善为从属权利要求的主题。
根据本发明，在点火线圈的操作期间，初级电流、初级电压、次级电流和/或次级电压受到测量和监控。如果测定故障，则在随后的初级电压脉冲期间生成错误信号，该错误信号显示在上一个初级电压脉冲期间发生了故障并分类故障。故障可以通过评估初级电压、次级电压、初级电流和/或次级电流的过程来测定。例如，可以通过发现初级电流或初级电压或次级电流或次级电压的过程相对于期望过程或过程范围的偏移而测定故障。
因此根据本发明，可能的故障不在发生故障的同一操作周期中报告给发动机控制单元。而是仅在点火线圈的下一个操作周期中，即在下一个初级电压脉冲期间，将故障传送给发动机控制单元。通过这种方式，可以简化并以很少的硬件成本实现监控。
错误信号可以是脉冲，例如电流脉冲或电压脉冲。在这种情况下，故障可以根据例如脉冲的持续时间、其时序或其强度来分类，即在其电压电平的电压脉冲。错误信号也可以是脉冲序列，该脉冲序列的类型将故障分类，也就是说与一种错误或几个错误的组合有关。
错误信号的持续时间可以用来分类已经由评估初级电压或次级电压的过程而确定的故障。例如，可以被分类的可能的故障包括线圈的激活过长(也被称为过度停留(overdwell))，次级电流的衰减太快(例如由于滑闪放电)，次级电流停止过长(例如，如果点火电压太低或者存在短路，则可能发生)，温度过高，或者同时出现上述几种错误情况。因此，关于已经发生的错误的基本信息可以通过错误信号传送给发动机控制单元，而不需要额外的传输通道或数据线。
本发明的另一有利的改进方案规定在至少在一些初级电压脉冲期间产生监测信号脉冲的同一信号输出端上生成错误信号。一旦初级电流达到第一预定阈值则开始监测信号脉冲，并且一旦初级电流达到第二预定阈值则终止监测信号脉冲，其中第二预定阈值大于第一预定阈值。因此，信号输出端或者与其相连的信号线不仅可以用于传送错误信号，而且还可以在正常操作期间向发动机控制单元传送关于点火线圈操作的重要信息，即，增加初级电流的速度。为了能够精确地指定期望的点火正时，该信息对于发动机控制单元是重要的。
监测信号脉冲可以独立于错误信号而生成，以使得错误信号和监测信号脉冲都在初级电压脉冲期间生成。错误信号可以在监测信号脉冲之前或之后发送，在监测信号脉冲之前和之后都发送，或者甚至可以被集成到监测信号脉冲中，例如其总量。
然而，优选仅在上一个初级电压脉冲期间没有测定故障的情况下生成监测信号脉冲。当发生故障时，将初级电流以多快的速度增加传送到发动机控制单元的这种监测信号脉冲不那么显着。因此，在点火线圈的随后的循环中出现故障时，可以放弃这种监测信号脉冲，从而有利于错误信号。
为了便于区别监测信号脉冲和错误信号，错误信号优选在初级电流达到第一阈值之前开始和终止。那么在点火线圈的操作周期中错误信号的出现比监测信号脉冲早得多。因此发动机控制单元可以通过在点火线圈的操作周期中出现得早或晚来识别这些不同的脉冲。可替代地或附加地，基本上也可以基于脉冲持续时间来区分错误信号和监测信号脉冲，这是由于发动机控制单元不精确地获知初级电流从第一预定阈值增加到第二预定阈值的持续时间，但是这个时间段总是处于规定的和已知的范围内。
附图说明
参考实施例和附图来解释本发明的其他细节和优点。
图1是具有敞开的壳体的点火线圈的示意图；
图2示意性地示出了，在无错误操作点火线圈的情况下，初级和次级电流以及信号输出端上的电平的过程；
图3示意性地示出了，对于点火线圈的有错误的和随后的操作周期的初级电流和信号输出端上的电平的过程；
图4示意性地示出了，对于又一示例的点火线圈的有错误的和随后的操作周期的初级电流和信号输出端上的电平的过程；和
图5示意性地示出了，对于又一示例的点火线圈的有错误的和随后的操作周期的初级电流和信号输出端上的电平的过程。
具体实施方式
图1示意性地示出了壳体1打开时的点火线圈。变压器2布置在壳体中，该变压器受控制监测单元3控制。在所示的实施方式中，控制监测单元3被配置作为其上布置有电路的电路板，该电路板位于壳体中。壳体1带有连接器4，点火线圈可以通过连接器4电连接到初级电压源，例如车辆的电气系统。连接器4可以另外利用它的一个触点形成信号输入端，并利用又一个触点形成信号输出端。也可以在外壳上的另一位置处提供信号输入端和信号输出端，以便将独立的连接器连接到发动机控制单元。
通过初级电压脉冲馈送到点火线圈的变压器2中而生成用于点火线圈的次级电压脉冲。点火线圈的控制监测单元3使用合适的传感器监测初级电流和次级电流或者初级电压和次级电压的过程。
在图2中示意性地示出了用于点火线圈的无错误操作的初级电流I1和次级电流I2的过程。此外，还显示了点火线圈的电平输出端S上的电平。在图2中，绘制了对应点火线圈的两个操作周期的信号曲线。在工作脉冲开始时，初级电压脉冲被馈入点火线圈的变压器。如图2所示，该初级电压脉冲引起相应的初级电流脉冲。初级电流脉冲后紧接着次级电流脉冲I2，该次级电流脉冲I2被传送到连接到点火线圈的火花塞。初级电流I1的增加对于精确控制点火正是非常重要的。因此，在信号输出端S上生成诊断信号脉冲D，该诊断信号脉冲D在一旦初级电流I1达到第一预定阈值时开始(如示例3A)，并且在初级电流I1一旦达到第二阈值时终止(如示例6A)。
点火线圈的信号输出端上的这种诊断信号脉冲D的宽度因而向发动机控制单元指示初级电流I1的增加速率。
图3示出了在图2中点火线圈的两个操作周期中的初级电流I1和次级电流I2的过程的相应表示，其中在第一操作周期中发生故障。故障出现在次级电流I2的过程，因为其衰减得太慢，所以即使在预定的时间段之后，它仍然高于预定的阈值。这表明没有形成火花。因此，在随后的点火线圈的操作周期中，在信号输出端S上生成错误信号F(例如以电压脉冲或电流脉冲的形式)。在前一个错误的操作周期中生成的诊断信号脉冲被省略。
错误信号F大体上s短于诊断信号脉冲D，并且已经可以可靠地从诊断信号脉冲D中被区分出来。另外，错误信号F在点火线圈操作周期中的较早时间已经生成，特别地，当初级电流I1达到第一阈值时错误信号F已经终止。
图4以举例的方式示出了在发生错误事件的情况下的信号过程。例如，对于图4中的错误，由于滑闪放电而导致没有形成火花，所以次级电流I2在第一初级电压脉冲之后衰减的太快。因此在随后的初级电压脉冲I1中生成错误信号F，并且忽略诊断信号脉冲D。
在图5中示意性地示出了错误的另一示例。在该错误中，初级电压脉冲太长，因此初级电流I1保持在高位太长，例如，点火线圈的变压器激活太长则可能发生。在这种情况下，在随后的初级电压脉冲中忽略诊断信号脉冲D，并替代生成错误信号F。
上述图中说明的错误情况可以通过不同的长度错误信号指示给发动机控制单元，例如不同长度的脉冲或脉冲序列。可以可靠地检测20μs的脉冲长度的差异，从而即使脉冲长度的相对较小的差异也足以提供具有取决于误差的不同长度的错误信号脉冲。例如，可以选择范围在200μs到300μs内的错误信号脉冲的最小脉冲长度，并且可以通过20μs或更多的脉冲长度差异来编码误差的原因。

Claims (10)

1.一种用于操作点火线圈的方法，其中
通过将初级电压脉冲馈送到点火线圈的变压器(2)中来生成次级电压脉冲；以及
测量初级电流(I1)、初级电压、次级电流(I2)和/或次级电压，
其中监测初级电流(I1)、初级电压、次级电压和/或次级电流(I2)的过程，并且如果测定故障，则在随后的初级电压脉冲期间生成错误信号(F)，错误信号(F)指示在先前的初级电压脉冲期间发生了故障并分类故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述错误信号(F)的持续时间将故障分类,故障通过评估初级电压、初级电流(I1)、次级电压和/或次级电流(I2)来确定。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在信号输出端(S)处生成错误信号(F)，至少在部分初级电压脉冲期间在信号输出端处产生监测信号脉冲(D)；一旦初级电流(I1)达到第一预定阈值，则开始监测信号脉冲，并且一旦初级电流(I1)达到第二预定阈值，则终止监测信号脉冲(D)，其中第二预定阈值大于第一预定阈值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述错误信号(F)在初级电流(I1)达到第一阈值之前开始和终止。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过初级电压增加到预定值来触发错误信号(F)的开始。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，错误信号(F)是脉冲。
7.一种点火线圈，包括：
变压器(3)，其具有初级侧和次级侧；
信号输出端(S)；以及
控制监测单元(3)，其控制变压器(2)并将初级电压脉冲馈送到变压器(2)的初级侧以产生用于火花塞的次级电压脉冲，
其中所述控制监测单元(3)包含配置用于监测初级电流(I1)、初级电压、次级电压和/或次级电流(I2)的过程的传感器，
其中控制监测单元被配置为通过监测初级电流(I1)、初级电压、次级电压和/或次级电流(I2)的过程来检测故障，并且如果检测到故障，则在随后的初级电压脉冲期间在信号输出端(S)上生成错误信号(F)，该错误信号指示在先前的初级电压脉冲期间发生了故障并且分类故障。
8.根据权利要求7所述的点火线圈，其特征在于，错误信号(F)的持续时间分类由控制监测单元(3)确定的故障。
9.根据权利要求7所述的点火线圈，其特征在于，控制监测单元(3)至少在部分初级电压脉冲期间在信号输出端(S)上产生监测信号脉冲(D)，一旦初级电流(I1)达到第一预定阈值,则开始监测信号脉冲(D)，并且一旦初级电流(I1)达到大于第一预定阈值的第二预定阈值，则终止监测信号脉冲(D)，其中第二预定阈值大于第一预定阈值。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的点火线圈，其特征在于，如果在上一个初级电压脉冲期间没有测定故障，则控制监测单元(3)仅产生监测信号脉冲(D)。
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