CN113217250B - 多模式点火控制系统、方法、发动机、车辆及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了多模式点火控制系统、方法、发动机、车辆及存储介质，多模式点火控制系统包括点连接的多模式点火控制器、监控子系统和点火双线圈；多模式点火控制器接收点火驱动信号和包括点火双线圈的放电模式的第一点火控制参数；监控子系统通过监控点火双线圈的充放电状态实时获取第二点火控制参数；当接收到所述点火驱动信号时，多模式点火控制器根据第一点火控制参数和第二点火控制参数，控制点火双线圈产生符合放电模式的放电电流。本发明提供的多模式点火控制系统放电电流控制精度大幅提升，能够提供符合实际需要的放电电流，适用于各种燃烧技术的发动机。

Description

多模式点火控制系统、方法、发动机、车辆及存储介质

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种多模式点火控制系统、方法、发动机、车辆及存储介质。

背景技术

随着全球范围内排放和节油法规的不断完善，发动机技术朝着低排放、低油耗的方向不断深入发展，先进燃烧技术层出不穷。尤以废气再循环燃烧技术(EGR)和均质稀燃燃烧技术(homogenous lean burn)最具代表性，其中，废气再循环燃烧技术通过从催化器后端取废气，将其引入到发动机气缸内和可燃混合气充分混合的方式来大幅降低发动机中小负荷下吸气冲程的泵气损失，提升发动机的热效率；均质稀燃燃烧技术通过降低相同进气量下的喷油量，提升可燃混合气空燃比的方式来提升发动机的热效率。采用先进燃烧技术的发动机配合电机形成的混动模式还可以继续改善油耗，因此，采用先进燃烧技术的发动机具有广阔的市场场景。

然而，由于上述两种典型的先进燃烧技术都大幅稀释了可燃混合气，对点火控制系统的性能提出了严峻的挑战，现有技术中，点火系统主要有以下几种：

其中一种是高频高压点火系统，该方法通过对多电极同时施以高频高压交流电的方式实现点火，其优点在于火花强度和体积相较传统点火系统均有大幅提升，燃烧效果好，适用于先进燃烧技术的发动机，但其缺陷在于产品的成本较高，很难进行大面积市场普及。

另外一种是传统点火系统，参见图1，图1为现有技术中传统点火线圈在实车上的电气连接示意图。从图1可以看出，传统点火控制系统包括初级充电回路和次级放电回路两部分。初级充电回路由初级线圈的电感L_pri，初级线圈的内阻R_pri.coil和点火驱动模块IGBT构成。所述次级放电回路包括次级线圈的电感L_sec、次级线圈的电阻R_sec.coil、火花塞的内阻R_sp和相应的寄生电容C_sec,coil、C_cab和C_sp。为了便于理解，对传统点火系统的点火过程描述如下：初级充电回路的点火驱动模块IGBT通过ECU获取点火驱动信号，当点火线圈需要充电时，点火驱动模块IGBT的CE结导通，电瓶开始对点火线圈进行充电，其充电电流如图2所示，几乎呈线性的方式逐渐增加。当需要点火时，ECU发出关闭点火驱动模块IGBT的驱动信号，点火线圈开始放电，点火线圈的次级放电回路的放电电流波形如图3中次级线圈放电电流波形曲线所示，其呈现三角波的线性方式逐渐衰减。这种放电电流波形对于传统的当量空燃比均质燃烧模式是没有问题的，因为混合气的化学能很强，很容易点燃。但是对于采用先进燃烧技术的发动机而言，却存在如下缺陷：

由于混合气的浓度被大幅稀释，当放电电流强度低于一定数值后，其放电功率的不足导致无法有效加热化学能大幅减弱的混合气，不仅浪费电能，而且易导致燃烧不稳定的情况出现。具体地，参见图4，图4为现有技术中传统点火线圈在先进燃烧模式下混合气燃烧贡献的示意图，图4更为形象地展示了在先进燃烧模式下传统点火线圈放电所存在的缺陷。为了增加点火放电功率，如果提升放电初始阶段的放电电流强度，如图4中区域1所示的放电区域。由于电流强度高，此区域的电流会加速火花塞的电极老化，无法满足火花塞的寿命要求。只有电流强度在满足火花塞寿命要求又具备一定强度时，才能有效加热混合气，如图4中区域2所示的放电区域。当放电电流低于一定强度后，由于其放电功率大幅降低，其对混合气的加热效果变差，这部分电能就被浪费掉了，如图4中区域3所示的放电区域。

还有一种是在上述传统点火线圈基础上加以改进的双线圈点火控制系统，参见图5，图5为现有技术中双线圈点火控制系统的结构示意图。现有技术的双线圈点火控制系统由两个传统电感式线圈和相对应的点火控制器构成。为了便于理解，对现有技术的双线圈点火控制系统的点火过程说明如下：和传统线圈的工作原理相似，为了击穿混合气，首先对1号线圈进行充电，充电电流波形和传统线圈完全一致，延迟一段时间后，对2号线圈进行首次充电，充电时间和1号线圈相同；当到达点火时刻时，1号线圈率先放电，当放电达到一定时长后，为了维持放电电流的强度，2号线圈开始放电，1号线圈又重新开始充电，通过1、2号线圈交叉充放电的方式来维持一定程度的放电功率。然而，在实际应用，参见图6所示，图6为现有技术中双线圈点火控制系统的充电、放电时的电流波形示意图，从图6及上述原理性分析不难发现，这种现有双线圈点火控制系统存在以下缺陷：

1、放电电流的波动幅值过大，易加速火花塞的老化。

2、抗干扰能力差、易受发动机缸内气流的影响，发生线圈充电电流过载或者灭弧现象：当点火时刻气流较高时，火弧延展的长，放电功率高甚至出现火弧渍灭现象发生。当点火时刻气流较低时，火弧延展的短，放电功率低导致点火线圈的充电电流过载，易造成产品发热过大甚至失效现象的发生。

因此，如何提出一种新的点火控制系统以适应先进燃烧技术，克服现有技术中存在的上述缺陷，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，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技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中点火控制系统存在的上述缺陷，提供一种多模式点火控制系统、方法、发动机、车辆及存储介质，以使得点火线圈能够在不同工况下均能维持高稳定性的恒电流强度的放电电流，从而满足发动机先进燃烧技术的点火要求。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多模式点火控制系统，包括多模式点火控制器、监控子系统和点火双线圈；

所述多模式点火控制器连接所述点火双线圈，所述监控子系统连接所述多模式点火控制器和所述点火双线圈；

所述多模式点火控制器被配置为：接收第一点火控制参数和点火驱动信号，其中，所述第一点火控制参数包括所述点火双线圈的放电模式；

所述监控子系统被配置为：监控所述点火双线圈的充放电状态，并根据所述充放电状态，得到第二点火控制参数；

所述多模式点火控制器还用于，当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。

优选地，所述第一点火控制参数还包括，所述放电电流的放电时长设定值和放电电流目标设定值；

所述放电模式包括三角波放电模式、放电参数可调的多次间隔放电模式和/或恒定电流方波放电模式；

其中，所述三角波放电模式包括，所述点火双线圈的单线圈的单次充放电和所述点火双线圈的双线圈的同时充放电；

所述放电参数可调的多次间隔放电模式包括，所述点火双线圈的单线圈多次间隔放电和所述点火双线圈的双线圈的多次同时充放电，其中，所述放电参数可调的多次间隔放电模式的放电参数包括，充放电次数设定值、放电间隔时间、充电电流上限设定值和放电电流下限设定值；

所述恒定电流方波放电模式包括：在所述放电时长设定值内，所述点火双线圈产生的所述放电电流的电流值等于所述放电电流目标设定值。

优选地，所述多模式点火控制器包括电源连接口、第一驱动接口、第二驱动接口、充电电流检测接口和监控反馈输入接口；所述点火双线圈包括电源正极接口、第一线圈驱动接口、第二线圈驱动接口、高压输出端和放电电流检测接口；

所述多模式点火控制器连接所述点火双线圈，包括：所述电源连接口连接所述电源正极接口，所述第一驱动接口连接所述第一线圈驱动接口，所述第二驱动接口连接所述第二线圈驱动接口，所述高压输出端与火花塞连接；

所述第二点火控制参数包括所述点火双线圈的实时充电电流值、实时放电电压值和实时放电电流值；

所述监控子系统连接所述多模式点火控制器和所述点火双线圈，所述监控子系统被配置为监控所述点火双线圈的充放电状态，包括：所述监控子系统的输出端连接所述多模式点火控制器的所述监控反馈输入接口；所述监控子系统的第一输入端连接所述多模式点火控制器的所述充电电流检测接口，用于测量所述实时充电电流值；所述监控子系统的第二输入端连接所述点火双线圈的高压输出端，用于测量所述实时放电电压值；所述监控子系统的第三输入端连接所述点火双线圈的放电电流检测接口，用于测量所述实时放电电流值。

优选地，所述多模式点火控制器还包括第一接口单元、控制-计算单元和驱动控制单元；

所述控制-计算单元的输入端连接所述第一接口单元，所述控制-计算单元连接所述驱动控制单元，所述驱动控制单元的输出端包括所述电源连接口、所述第一驱动接口和所述第二驱动接口；

所述多模式点火控制器被配置为：接收第一点火控制参数和点火驱动信号，包括：所述第一接口单元被配置为接收所述第一点火控制参数和所述点火驱动信号，并用于将所述第一点火控制参数和所述点火驱动信号发送至所述控制-计算单元；

所述多模式点火控制器还用于，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流，包括：

所述控制-计算单元被配置为：根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，产生控制指令；

所述驱动控制单元，被配置为执行所述控制指令，以驱动所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。

优选地，所述第一接口单元包括电瓶-地线接口、点火驱动差分输入信号接口以及CAN信号接口；

所述电瓶-地线接口接入供电电源；

所述第一接口单元被配置为接收第一点火控制参数和点火驱动信号，包括：所述CAN信号接口接入所述第一点火控制参数，所述点火驱动差分输入信号接口接入所述点火驱动信号。

优选地，所述驱动控制单元包括直流电源转换器、钳位控制模块和点火驱动模块；

所述直流电源转换器的输入端为所述电瓶-地线接口；

所述控制-计算单元连接所述驱动控制单元，包括：

所述控制-计算单元连接所述直流电源转换器、所述钳位控制模块和所述点火驱动模块，所述直流电源转换器连接所述钳位控制模块；

所述驱动控制单元的输出端包括所述电源连接口、所述第一驱动接口和第二驱动接口，包括：所述钳位控制模块的输出端为所述电源连接口；所述点火驱动模块的输出端包括所述第一驱动接口和所述第二驱动接口；

所述控制-计算单元被配置为根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，产生控制指令的方法，包括：所述控制-计算单元对所述第一点火控制参数解析和计算，结合所述第二点火控制参数，产生所述控制指令，其中，所述控制指令包括：所述直流电源转换器的输出电压参考值、所述钳位控制模块的充电电流钳位限值、所述点火驱动模块的所述第一驱动接口和所述第二驱动接口接通/关闭状态；

所述驱动控制单元被配置为执行所述控制指令，以驱动所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流的方法，包括以下步骤：

根据所述输出电压参考值，所述直流电源转换器用于向所述点火双线圈供电，以控制所述点火双线圈的充电速率；

根据所述充电电流钳位限值，所述钳位控制模块用于向所述点火双线圈输出电流，以使得所述点火双线圈的放电电流符合所述放电电流目标设定值；

根据所述第一驱动接口和所述第二驱动接口接通/关闭状态，所述点火驱动模块用于控制所述点火双线圈的充放电状态，以驱动所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。

优选地，所述钳位控制模块包括第一场效应管、第二场效应管、第一场效应管驱动器和第二场效应管驱动器；

所述控制-计算单元连接所述直流电源转换器和所述钳位控制模块，所述直流电源转换器连接所述钳位控制模块，包括：

所述控制-计算单元的第一连接端连接所述直流电源转换器，所述直流电源转换器的输出端连接所述第一场效应管的漏极；

所述控制-计算单元的第二输出端连接所述第一场效应管驱动器的输入端，所述第一场效应管驱动器的输出端连接所述第一场效应管的栅极，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极共接形成所述电源连接口；

所述控制-计算单元的第三输出端连接所述第二场效应管驱动器的输入端，所述第二场效应管驱动器的输出端连接所述第二场效应管的栅极，所述第二场效应管的源极接地。

优选地，所述点火驱动模块包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第一IGBT驱动器和第二IGBT驱动器；

所述控制-计算单元连接所述点火驱动模块，包括：所述控制-计算单元的第四输出端连接所述第一IGBT驱动器的输入端，所述第一IGBT驱动器输出端连接所述第一IGBT器件的门极，所述第一IGBT器件的集电极形成所述第一驱动接口，所述第一IGBT器件的发射极和所述第二IGBT器件的发射极共接并形成所述充电电流检测接口；

所述控制-计算单元的第五输出端连接所述第二IGBT驱动器的输入端，所述第二IGBT驱动器的输出端连接所述第二IGBT器件的门极，所述第二IGBT器件的集电极形成所述第二驱动接口。

优选地，获取所述充电电流钳位限值的方法，包括：

根据所述放电电流目标设定值和所述点火双线圈的初级线圈和次级线圈匝数比，计算得到所述钳位控制模块的充电电流钳位上限值；

将所述充电电流钳位上限值减去预设电流容限值，计算得到充电电流钳位下限值；

所述根据所述充电电流钳位限值，所述钳位控制模块用于向所述点火双线圈输出电流，包括：

所述控制-计算单元还被配置为，控制所述钳位控制模块向所述点火双线圈输出的所述实时充电电流值满足下式：

所述充电电流钳位下限值≤所述实时充电电流值≤所述充电电流钳位上限值。

优选地，控制所述钳位控制模块向所述点火双线圈输出的所述实时充电电流值方法，包括：

若所述控制-计算单元判定所述实时充电电流值达到所述充电电流钳位上限值，则关闭所述第一场效应管，接通所述第二场效应管；

若所述控制-计算单元判定所述实时充电电流值达到所述充电电流钳位下限值，则关闭所述第二场效应管，接通所述第一场效应管；

若所述控制-计算单元判定所述实时充电电流值位于所述充电电流钳位下限值和所述充电电流钳位上限值之间，则保持所述第一场效应管和所述第二场效应管的状态不变。

优选地，所述控制-计算单元包括所述监控反馈输入接口，所述监控反馈输入接口包括第一反馈输入接口、第二反馈输入接口和第三反馈输入接口；

所述监控子系统包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第一模数转换器、第二模数转换器和第三模数转换器；

所述第一传感器的输出端连接所述第一模数转换器的输入端，所述第二传感器的输出端连接所述第二模数转换器的输入端，所述第三传感器的输出端连接所述第三模数转换器的输入端；

所述监控子系统的输出端连接所述多模式点火控制器的所述监控反馈输入接口，包括：所述第一模数转换器的输出端连接所述第一反馈输入接口，所述第二模数转换器的输出端连接所述第二反馈输入接口，所述第三模数转换器的输出端连接所述第三反馈输入接口；

所述监控子系统的第一输入端连接所述多模式点火控制器的所述充电电流检测接口，用于测量所述实时充电电流值，包括：所述第一传感器的输入端连接所述充电电流检测接口，所述第一传感器用于测量所述实时充电电流值；

所述监控子系统的第二输入端连接所述点火双线圈的高压输出端，用于测量所述实时放电电压值，包括：所述第二传感器的输入端连接所述高压输出端，所述第二传感器被配置为测量所述实时放电电压值；

所述监控子系统的第三输入端连接所述点火双线圈的放电电流检测接口，用于测量所述实时放电电流值，包括：所述第三传感器的输入端连接所述放电电流检测接口，所述第三传感器用于测量所述实时放电电流值。

优选地，所述监控子系统还包括第一信号调理单元、第二信号调理单元和第三信号调理单元；

所述第一传感器的输出端连接所述第一模数转换器的输入端，包括：所述第一传感器的输出端连接所述第一信号调理单元的输入端，所述第一信号调理单元的输出端连接所述第一模数转换器的输入端；

所述第二传感器的输出端连接所述第二模数转换器的输入端，包括：所述第二传感器的输出端连接所述第二信号调理单元的输入端，所述第二信号调理单元的输出端连接所述第二模数转换器的输入端；

所述第三传感器的输出端连接所述第三模数转换器的输入端，包括：所述第三传感器的输出端连接所述第三信号调理单元的输入端，所述第三信号调理单元的输出端连接所述第三模数转换器的输入端。

优选地，所述点火双线圈包括第一点火线圈和第二点火线圈；其中，所述第一点火线圈包括第一初级线圈、第一次级线圈和第一二极管，所述第二点火线圈包括第二初级线圈、第二次级线圈和第二二极管；

所述第一初级线圈的正极和所述第二初级线圈的正极共接并形成所述电源正极接口，所述第一初级线圈的负极为所述第一线圈驱动接口，所述第二初级线圈的负极为所述第二线圈驱动接口；

所述第一次级线圈的负极连接所述第一二极管的正极，所述第二次级线圈的负极连接所述第二二极管的正极，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极共接并接地，形成所述放电电流检测接口；

所述高压输出端与火花塞连接，包括：所述第一次级线圈的正极和所述第二次级线圈的正极共接并与所述火花塞连接。

优选地，所述第一二极管和所述第二二极管的最大耐压超过混合气的击穿电压。

优选地，还包括多模式控制子系统，所述多模式控制子系统的输出端连接所述多模式点火控制器的输入端，所述多模式控制子系统被配置为向所述多模式点火控制器发送所述第一点火控制参数；

所述多模式控制子系统包括可视化人机交互单元和/或发动机控制系统：所述可视化人机交互单元被配置为接收用户输入的所述第一点火控制参数；所述发动机控制系统被配置为根据车辆运行工况，获取所述第一点火控制参数。

优选地，所述可视化人机交互单元包括点火参数输入区和充放电状态监视区；

所述可视化人机交互单元被配置为，接收用户输入的所述第一点火控制参数，包括：

所述点火参数输入区被配置为，接收用户输入的所述第一点火控制参数；

所述可视化人机交互单元还被配置为：通过所述多模式点火控制器接收所述第二点火控制参数；并根据所述第二点火控制参数，在所述充放电状态监视区显示所述点火双线圈的所述充放电状态。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种多模式点火控制方法，所述多模式点火控制方法基于上述任一项所述的点火双线圈的多模式点火控制系统，包括以下步骤：

S1：接收第一点火控制参数和点火驱动信号，其中，所述第一点火控制参数包括所述点火双线圈的放电模式；

S2：监控所述点火双线圈的充放电状态，并根据所述充放电状态，得到第二点火控制参数；

S3：当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。

可选地，在步骤S1之前，将所述多模式点火控制系统初始化为闲置状态，所述闲置状态包括：所述多模式点火控制器的第一场效应管接通，第二场效应管、第一IGBT器件和第二IGBT器件关闭。

可选地，步骤S3中，当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流的方法，包括：

若判定所述放电模式为三角波放电模式，则控制所述点火双线圈的单线圈单次充放电或所述点火双线圈的双线圈同时充放电；

若判定所述放电模式为放电参数可调的多次间隔放电模式，则控制所述点火双线圈的单线圈多次间隔放电或所述点火双线圈的双线圈多次同时充放电；其中，所述放电参数包括，充放电次数设定值、放电间隔时间、充电电流上限设定值和放电电流下限设定值；

若判定所述放电模式为恒定电流方波放电模式，则控制所述点火双线圈产生的所述放电电流的电流值等于所述放电电流目标设定值，并持续所述放电时长设定值；其中，所述放电参数包括，所述放电时长设定值和所述放电电流目标设定值。

可选地，当接收到所述点火驱动信号时，控制所述放电参数可调的多次间隔放电模式的方法，包括以下步骤：

S311：对所述点火双线圈的其中一个点火线圈进行充电或对所述点火双线圈的两个点火线圈同时充电，并持续至充电电流达到所述充电电流上限设定值，停止充电，本次充放电次数设定值加1，执行步骤S312；

S312：控制所述点火双线圈的其中一个点火线圈或所述点火双线圈的两个点火线圈进行放电；并持续至放电电流达到所述放电电流下限设定值，停止放电；判断本次充放电次数设定值是否达到所述充放电次数设定值，若是，完成本次充放电操作；若否，执行步骤S311。

可选地，所述若判定所述放电模式为恒定电流方波放电模式，则控制所述点火双线圈的输出电流在放电时长设定值内按照放电电流目标设定值输出，包括以下步骤：

S321：稳定放电通道形成阶段：控制所述点火双线圈的第一点火线圈和第二点火线圈同时充电，并持续第一预设时长，然后控制所述第一点火线圈和所述第二点火线圈同时放电，并持续第二预设时长；

S322：恒定电流放电控制阶段：根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，采用续流开关控制方法，控制所述点火双线圈交替运行在第一续流阶段和第二续流阶段，以在所述放电时长设定值内产生的放电电流的电流值等于所述放电电流目标设定值；其中，所述第一续流阶段为所述第一点火线圈充电和所述第二点火线圈放电；所述第二续流阶段为所述第一点火线圈放电和所述第二点火线圈充电；

S323：放电结束控制阶段：按照预设步长，对充电电流钳位限值逐步衰减至0，采用所述续流开关控制方法，控制所述点火双线圈继续交替运行在第三续流阶段和第四续流阶段，其中，所述第三续流阶段为所述第一点火线圈充电和所述第二点火线圈放电；所述第四续流阶段为所述第一点火线圈放电和所述第二点火线圈充电。

可选地，步骤S321之前，还包括，采用以下方法计算所述点火双线圈的输入电压值：

启动一次传统点火线圈的放电，根据实时放电电压值和实时放电电流值获取相应时刻的第一放电功率；

将相应时刻的所述第一放电功率的平均值，作为所述点火双线圈的第二放电功率；

累加初次级线圈的涡流损耗功率并叠加一定的安全余量，得到所述点火双线圈的充电功率；

根据点火双线圈的线圈磁路饱和的临界值以及所述充电功率，得到所述输入电压值。

可选地，步骤S321中，所述控制所述点火双线圈的第一点火线圈和第二点火线圈同时充电的方法，包括：接通所述多模式点火控制器的第一场效应管，接通所述多模式点火控制器的第一IGBT器件，接通所述多模式点火控制器的第二IGBT器件，并关闭所述多模式点火控制器的第二场效应管；

步骤S321中，所述控制所述第一点火线圈和所述第二点火线圈同时放电的方法，包括：接通所述多模式点火控制器的第一场效应管，关闭所述多模式点火控制器的第一IGBT器件，关闭所述多模式点火控制器的第二IGBT器件，并关闭所述多模式点火控制器的第二场效应管。

可选地，步骤S322中，所述采用续流开关控制方法，控制所述点火双线圈运行在第一续流阶段的方法，包括以下步骤：

S3221：接通所述多模式点火控制器的第一场效应管，接通所述多模式点火控制器的第一IGBT器件，关闭所述多模式点火控制器的第二场效应管，关闭所述多模式点火控制器的第二IGBT器件；

S3222：判断实时放电电流值是否低于所述放电电流目标设定值，若是，执行步骤S3223；否则，执行步骤S3224；

S3223：判断累积放电时长是否达到所述放电时长设定值，若是，执行步骤S323；否则，本次所述第一续流阶段结束，进入所述第二续流阶段控制；

S3224：判断所述实时充电电流值是否达到充电电流钳位上限值，若是，执行步骤S3225，若否，执行步骤S3221；

S3225：接通所述第一IGBT器件，接通所述第二场效应管，关闭所述第一场效应管，关闭所述第二IGBT器件；

S3226：判断所述实时充电电流值是否低于充电电流钳位下限值，若是，执行步骤S3221；若否，执行步骤S3225；

步骤S322中，所述采用续流开关控制方法，控制所述点火双线圈运行在第二续流阶段的方法，包括以下步骤：

S322A：接通所述第一场效应管，接通所述第二IGBT器件，关闭所述第二场效应管，关闭所述第一IGBT器件；

S322B：判断所述实时放电电流值是否低于所述放电电流目标设定值，若是，执行步骤S322C；否则，执行步骤S322D；

S322C：判断累积放电时长是否达到所述放电时长设定值，若是，执行步骤S323；否则，本次所述第二续流阶段结束，进入所述第一续流阶段控制；

S322D：判断所述实时充电电流值是否高于所述充电电流钳位上限值，若是，执行步骤S322E，若否，执行步骤S322A；

S322E：接通所述第二IGBT器件，接通所述第二场效应管，关闭所述第一场效应管，关闭所述第一IGBT器件；

S322F：判断所述实时充电电流值是否低于所述充电电流钳位下限值，若是，执行步骤S322A；若否，执行步骤S322E。

可选地，在步骤S321之前，还包括获取所述充电电流钳位上限值和所述充电电流钳位下限值，获取所述充电电流钳位上限值和所述充电电流钳位下限值的方法，包括：

根据所述放电电流目标设定值和所述点火双线圈的初级线圈和次级线圈匝数比，计算得到所述充电电流钳位上限值；将所述充电电流钳位上限值减去预设电流容限值，计算得到充电电流钳位下限值。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种发动机，所述发动机包括上述任一项所述的多模式点火控制系统或采用上述任一项所述的多模式点火控制方法进行点火。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括上述任一项所述的多模式点火控制系统、上述的发动机、或采用上述任一项所述的多模式点火控制方法进行点火。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机可执行的指令，当所述计算机可执行的指令被执行时实现上述任一项所述的多模式点火控制方法。

与现有技术相比，本发明提供的一种多模式点火控制系统，具有以下有益效果：

1、本发明提供的多模式点火控制系统的所述多模式点火控制器能够接收第一点火控制参数和点火驱动信号，其中，所述第一点火控制参数包括所述点火双线圈的放电模式。如此配置，本发明提供的多模式点火控制系统相比现有技术有了大幅地改进，采用本发明提供的多模式点火控制系统无论是在研发阶段还是在实际运行工况过程中，均能实现多种放电模式的在线切换：在研发阶段采用本发明提供的多模式点火控制系统，免去了客户在进行发动机的点火系统性能评估尤其是针对先进燃烧模式发动机的点火系统性能评估时，免去了停机切换不同性能点火线圈的烦恼，大幅提升了发动机研发或者预研阶段点火系统性能评估的测试效率。通过根据实际运行工况设定所述第一点火控制参数和点火驱动信号的时机，能够根据实际工况产生符合所述放电模式的放电电流，能够适用于先进燃烧技术的发动机，能够提升电能的利用率和燃烧的稳定性。

2、与现有技术的高频高压点火系统相比，本发明提供的多模式点火控制系统采用所述点火双线圈，成本低廉，易于推广普及。

3、本发明提供的多模式点火控制系统的所述监控子系统被配置为监控所述点火双线圈的充放电状态，并根据所述充放电状态，得到第二点火控制参数；所述多模式点火控制器被配置为当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。如此配置，本发明提供的多模式点火控制系统克服了现有技术中采用开环控制存在的抗干扰能力差、易受发动机缸内气流影响，导致线圈充电电流过载或者灭弧现象的缺陷，本发明提供的多模式点火控制系统的放电电流控制精度大幅提升，能够结合点火时刻的实际运行工况，提供符合实际需要的放电电流，放电功率与实际放电需求匹配，大大降低了火弧溃灭或电流过载导致的产品发热或失效的风险。

4、本发明提供的多模式点火控制系统能够接收的所述放电模式，包括三角波放电模式、放电参数可调的多次间隔放电模式和/或恒定电流方波放电模式。由此，不仅能够在线进行多种放电模式的切换，而且除了提供恒电流强度的放电模式外，还可以模拟传统点火线圈的放电波形并实现不同能量等级的输出；能够较为精准地实现可控时长内电流恒定强度的放电控制，大幅降低了恒电流强度放电时放电电流的波动幅值，确保点火系统在任意发动机工况下均能输出稳定的放电电流。

5、本发明提供的多模式点火控制系统通过对其充电电流的峰值进行钳位限值控制，即根据当前工况用户输入的放电电流强度值，通过匝数比并留有一定余量，换算出充电电流的上限值实现了恒定电流强度的放电，通过降低次级放电电流的幅值波动，在线圈进行交叉充电时，通过对所述第一场效应管和所述第二场效应管进行切换开关控制，就能够将其充电电流峰值控制在限定值附近，避免了放电电流幅值波动过大现象的出现。由于场效应管的开关速率要快于IGBT，因此，在充电电流的限值控制上采用MOSFET管，不仅能够进一步提高点火控制的响应效率，而且电路结构简单，MOSFET管价格低廉，易于获取。

进一步地，本发明提供的多模式点火控制方法、发动机、车辆及存储介质，与上述多模式点火控制系统属于同一发明构思，至少具有相同的有益效果，在此，不再一一赘述。

附图说明

图1为现有技术中传统点火线圈在实车上的电气连接示意图；

图2为图1中传统点火线圈的充电电流波形示意图；

图3为现有技术中传统点火线圈放电电压和放电电流波形示意图；

图4为现有技术中传统点火线圈在先进燃烧模式下混合气燃烧贡献示意图；

图5为现有技术中双线圈点火控制系统的结构示意图；

图6为现有技术中双线圈点火控制系统的充、放电时的电流波形示意图；

图7为现有技术中双线圈点火控制系统输入功率大于输出功率时充电电流过载时的充、放电波形图；

图8为现有技术中双线圈点火控制系统充电功率小于放电功率造成的放电电流强度过低的充、放电波形图；

图9为本发明实施例一提供的多模式点火控制系统结构示意图；

图10为本发明实施例一提供的多模式点火控制系统电路结构示意图；

图11为图10中的点火双线圈结构示意图；

图12为三角波放电模式下充放电波形示意图；

图13为放电参数可调的多次间隔放电模式下充放电波形示意图；

图14为恒定电流方波放电模式下充放电波形示意图；

图15为可视化人机交互单元的点火参数输入去和充放电状态监视区示意图；

图16为本发明实施例二提供的多模式点火控制方法总体流程示意图；

图17为本发明实施例二提供的在实现恒定电流方波放电模式时的多模式点火控制方法流程示意图；

图18为图17中续流开关控制方法(以控制所述点火双线圈运行在第一续流阶段为例)的流程示意图；

图19为图17中恒定电流方波放电模式的三个阶段充电、放电电流波形示意图；

其中，附图标记说明如下：

100-多模式点火控制器、110-充电电流检测接口、120-控制-计算单元；

130-驱动控制单元、131-直流电源转换器，132-钳位控制模块、133-点火驱动模块、1331-第一场效应管驱动器、1332-第二场效应管驱动器、1333-第一IGBT驱动器、1334-第二IGBT驱动器；

200-监控子系统、220-第二传感器、230-第三传感器、240-第一模数转换器、250-第二模数转换器、260-第三模数转换器、270-第一信号调理单元、280-第二信号调理单元、290-第三信号调理单元；

300-点火双线圈、310-电源正极接口、320-第一线圈驱动接口、330-第二线圈驱动接口、340-高压输出端、350-放电电流检测接口；

400-多模式控制子系统、410-可视化人机交互单元；

500-火花塞。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的多模式点火控制系统、方法、发动机、车辆及存储介质作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。

本发明的核心思想在于，提供一种多模式点火控制系统、多模式点火控制方法，以克服现有技术中点火控制系统存在的放电电流的波动幅值过大，抗干扰能力差，易受发动机气缸内气流影响的缺陷。

为了实现上述思想，本申请的发明人经过大量的实践和不断深入地研究发现：现有技术中的双线圈点火系统大多采用开环控制策略，参见附图6，图6为现有技术中双线圈点火控制系统的充电、放电时的电流波形示意图，从图6可以看出放电电流的波动幅值较大。由于没有对线圈的充电电流和放电电流进行实时监控。事实上，在实际发动机点火状态下，随着发动机工况的不同，点火线圈的放电功率是实时变化的。而现有技术中的点火控制系统没有根据点火线圈的放电功率来进行充电功率的调节，从而导致在不同工况下出现电流过载或充电功率不足的情况发生。当发动机气流比较低的时候，火弧延展的长度短，放电功率低，线圈的充电功率大于放电功率，导致点火线圈的充电电流过载，易造成产品发热过大至失效现象的发生，如附图7所示，图7为现有技术中双线圈点火控制系统输入功率大于输出功率时充电电流过载时的充、放电波形图。相反，当点火时刻气体流速过大时，火弧延展的速度非常快，放电功率显著升高，导致点火线圈的充电功率小于放电功率，点火线圈无法维持一定强度的放电电流，放电电流逐渐衰减甚至出现火弧溃灭的现象发生，充电功率不足的放电电流波形，如图8所示，图8为现有技术中双线圈点火控制系统充电功率小于放电功率造成的放电电流强度过低的充、放电波形图。

基于此，本发明的其中一个实施例提出了一种多模式点火控制系统，所述多模式点火控制系统在充放电过程中通过精准控制点火线圈的输入输出功率，从而实现了点火线圈在任意工况下均能维持高稳定性的恒电流强度的放电。

<实施例一>

本实施例提供了一种多模式点火控制系统，参见附图9，从图9可以看出，本发明提供的多模式点火控制系统包括多模式点火控制器100、监控子系统200和点火双线圈300。所述多模式点火控制器100连接所述点火双线圈300，所述监控子系统200连接所述多模式点火控制器100和所述点火双线圈400。较佳地，所述多模式点火控制器100被配置为：接收第一点火控制参数和点火驱动信号，其中，所述第一点火控制参数包括所述点火双线圈300的放电模式。所述监控子系统200被配置为：监控所述点火双线圈300的充放电状态，并根据所述充放电状态，得到第二点火控制参数；所述多模式点火控制器100还用于，当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈300产生符合所述放电模式的放电电流。

由此可见，本发明提供的多模式点火控制系统的所述多模式点火控制器100能够接收第一点火控制参数和点火驱动信号，其中，所述第一点火控制参数包括所述点火双线圈300的放电模式。如此配置，本发明提供的多模式点火控制系统相比现有技术有了大幅地改进，采用本发明提供的多模式点火控制系统无论是在研发阶段还是在实际运行工况过程中，均能实现多种放电模式的在线切换：在研发阶段采用本发明提供的多模式点火控制系统，免去了客户在进行发动机的点火系统性能评估尤其是针对先进燃烧模式发动机的点火系统性能评估时，免去了停机切换不同性能点火线圈的烦恼，大幅提升了发动机研发或者预研阶段点火系统性能评估的测试效率。通过根据实际运行工况设定所述第一点火控制参数和点火驱动信号的时机，能够根据实际工况产生符合所述放电模式的放电电流，能够适用于先进燃烧技术的发动机，能够提升电能的利用率和燃烧的稳定性。

与现有技术的高频高压点火系统相比，本发明提供的多模式点火控制系统采用所述点火双线圈300，成本低廉，易于推广普及。

本发明提供的多模式点火控制系统的所述监控子系统200被配置为监控所述点火双线圈300的充放电状态，并根据所述充放电状态，得到第二点火控制参数；所述多模式点火控制器100被配置为当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈300产生符合所述放电模式的放电电流。如此配置，本发明提供的多模式点火控制系统克服了现有技术中采用开环控制存在的抗干扰能力差、易受发动机缸内气流影响，导致线圈充电电流过载或者灭弧现象的缺陷，本发明提供的多模式点火控制系统的放电电流控制精度大幅提升，能够结合点火时刻的实际运行工况，提供符合实际需要的放电电流，放电功率与实际放电需求匹配，大大降低了火弧渍灭或电流过载导致的产品发热或失效的风险。

优选地，所述第一点火控制参数还包括，所述放电电流的放电时长设定值和放电电流目标设定值；所述放电模式包括三角波放电模式、放电参数可调的多次间隔放电模式和/或恒定电流方波放电模式。以下结合附图10对上述各个放电模式进行说明，可以理解地，以下各个放电模式仅是较佳放电模式的示例性说明，本发明提供的多模式点火控制系统并不限制所述放电模式的具体设定，本发明提供的多模式点火控制系统能够实现包括但不限于以下形式的放电模式。

具体地，参见附图10和图11，其中，图10为本发明实施例一提供的多模式点火控制系统电路结构示意图，图11为图10中的点火双线圈结构示意图。

参见附图12，图12为三角波放电模式下充放电波形示意图，从图中可以看出，所述三角波放电模式包括，所述点火双线圈300的单线圈的单次充放电和所述点火双线圈300的双线圈的同时充放电。可以理解地，所述单线圈的单次充电和所述双线圈的同时充放电的区别仅仅在于，后者放电时输出的能量高于前者。进一步地，具体采用单线圈的单次放电还是采用双线圈的同时放电，可以通过所述第一点火控制参数设置。如此配置，本发明提供的多模式点火控制系统能够实现传统点火线圈的放电功能，具有很好地向前兼容性。

参见附图13，图13为放电参数可调的多次间隔放电模式下充放电波形示意图。从图13可以看出，所述放电参数可调的多次间隔放电模式包括，所述点火双线圈300的单线圈多次间隔放电和所述点火双线圈300的双线圈的多次同时充放电，其中，所述放电参数可调的多次间隔放电模式的放电参数包括，充放电次数设定值、放电间隔时间、充电电流上限设定值和放电电流下限设定值。如此配置，能够通过设定所述充放电次数设定值、所述放电间隔时间、所述充电电流上限设定值和所述放电电流下限设定值，能够获取期望的等间隔、不等间隔的放电电流。无论是所述点火双线圈300的单线圈多次间隔放电还是所述点火双线圈300的双线圈的多次同时充放电，二者均需要实时监控所述点火双线圈300的充放电电流信号。进一步地，具体采用单线圈的单次放电还是采用双线圈的同时放电，可以通过所述第一点火控制参数设置。下面以单线圈多次间隔放电模式为例来阐述其控制逻辑，当接收到所述点火驱动信号(可以由ECU发出)时，和常规点火线圈的驱动方式一样，先对某一线圈进行充电，当充电结束后，开始放电，此时监控线圈的次级放电电流，当其放电电流衰减到所述放电电流下限设定值时，打开相对应的IGBT器件，重新开始对该线圈进行充电，并对充电次数累加1次。充电时，监控其充电电流是否达到所述充放电次数设定值，若是，则关闭对应的IGBT器件再次进行放电。当充电次数达到所述充放电次数设定值，关闭对应的IGBT器件，启动最后一次放电。同理，双线圈多次间隔放电功能的控制逻辑完全相同，区别就是对双线圈同时进行充放电控制。具体在充放电时如何打开或关闭对应的IGBT器件，可以参见下文恒定电流方波放电模式下对应线圈充放电时对应IGBT器件的操作方法，在此不再赘述。

参见附图14、图14为恒定电流方波放电模式下充放电波形示意图。所述恒定电流方波放电模式包括：在所述放电时长设定值内，所述点火双线圈300产生的所述放电电流的电流值等于所述放电电流目标设定值。为了便于理解和避免重复性描述，此处暂不展开说明，具体请参见下文相关内容，下文将对此控制逻辑进行详细描述。由此，通过对点火双线圈300的交叉充放电控制，能够较为精准地实现所述放电时长设定值电流恒定强度的放电控制。

如此配置，本发明提供的多模式点火控制系统能够在线进行多种放电模式的切换，除了提供恒电流强度的放电模式外，还可以模拟传统点火线圈的放电波形并实现不同能量等级的输出；而且，能够较为精准地实现可控时长内电流恒定强度的放电控制，大幅降低了恒电流强度放电时放电电流的波动幅值，确保点火系统在任意发动机工况下均能输出稳定的放电电流。

优选地，继续参见附图10，从图10可以看出，本发明提供的多模式点火控制系统的所述多模式点火控制器100包括电源连接口(图中未标示)、第一驱动接口(图中未标示)、第二驱动接口(图中未标示)、充电电流检测接口110和监控反馈输入接口(图中未标示)；所述点火双线圈300包括电源正极接口310、第一线圈驱动接口320、第二线圈驱动接口330、高压输出端340和放电电流检测接口350。具体地，所述多模式点火控制器100连接所述点火双线圈300，包括：所述电源连接口连接所述电源正极接口310，所述第一驱动接口连接所述第一线圈驱动接口320，所述第二驱动接口连接所述第二线圈驱动接口330，所述高压输出端340与火花塞500连接。如此配置，本发明提供的多模式点火控制系统的接口简单明了，采用模块化设计方式，不仅便于布线实施，而且便于后续的保养维护。

进一步地，所述第二点火控制参数包括所述点火双线圈300的实时充电电流值、实时放电电压值和实时放电电流值。所述监控子系统200连接所述多模式点火控制器100和所述点火双线圈300，所述监控子系统200被配置为监控所述点火双线圈300的充放电状态，包括：所述监控子系统200的输出端(图中未标示)连接所述多模式点火控制器100的所述监控反馈输入接口(图中未标示)；所述监控子系统200的第一输入端(图中未标示)连接所述多模式点火控制器100的所述充电电流检测接口110，用于测量所述实时充电电流值；所述监控子系统200的第二输入端(图中未标示)连接所述点火双线圈300的高压输出端340，用于测量所述实时放电电压值；所述监控子系统200的第三输入端(图中未标示)连接所述点火双线圈300的放电电流检测接口350，用于测量所述实时放电电流值。

优选地，所述多模式点火控制器100还包括第一接口单元、控制-计算单元120和驱动控制单元130。所述控制-计算单元120的输入端(图中未标示)连接所述第一接口单元，所述控制-计算单元120连接所述驱动控制单元130，所述驱动控制单元130的输出端包括所述电源连接口、所述第一驱动接口和所述第二驱动接口。

具体地，所述多模式点火控制器100被配置为：接收第一点火控制参数和点火驱动信号，包括：所述第一接口单元被配置为接收所述第一点火控制参数和所述点火驱动信号，并用于将所述第一点火控制参数和所述点火驱动信号发送至所述控制-计算单元120。

进一步地，所述多模式点火控制器100还用于，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈300产生符合所述放电模式的放电电流，包括：所述控制-计算单元120被配置为：根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，产生控制指令；所述驱动控制单元130，被配置为执行所述控制指令，以驱动所述点火双线圈300产生符合所述放电模式的放电电流。

优选地，所述第一接口单元包括电瓶-地线接口、点火驱动差分输入信号接口EST+、EST-以及CAN信号接口CAN+、CAN-；所述电瓶-地线接口接入供电电源(电瓶)。具体地，所述第一接口单元被配置为接收第一点火控制参数和点火驱动信号，包括：所述CAN信号接口CAN+、CAN-接入所述第一点火控制参数，比如用于接收用户通过上位机的可视化软件控制系统设定的点火控制参数。所述点火驱动差分输入信号接口EST+、EST-接入所述点火驱动信号，比如，点火驱动差分输入信号接口EST+、EST-连接ECU的点火驱动信号接口，接收ECU发出的点火驱动信号，作为后续一系列点火控制的触发。所述电瓶-地线接口将车载12V电源输入给所述多模式点火控制器100用于供电，并作为直流电源转换器131的基础电源输入，支持后续的输入功率自动调节。

优选地，所述驱动控制单元130包括直流电源转换器131、钳位控制模块132和点火驱动模块133；所述直流电源转换器131的输入端为所述电瓶-地线接口121。

具体地，所述控制-计算单元120连接所述驱动控制单元130，包括：所述控制-计算单元120连接所述直流电源转换器131、所述钳位控制模块132和所述点火驱动模块133，所述直流电源转换器131连接所述钳位控制模块132。进一步地，所述驱动控制单元130的输出端包括所述电源连接口、所述第一驱动接口和第二驱动接口，包括：所述钳位控制模块132的输出端为所述电源连接口；所述点火驱动模块133的输出端包括所述第一驱动接口和所述第二驱动接口。

较佳地，所述控制-计算单元120被配置为根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，产生控制指令的方法，包括：所述控制-计算单元120对所述第一点火控制参数解析和计算，结合所述第二点火控制参数，产生所述控制指令，其中，所述控制指令包括：所述直流电源转换器131的输出电压参考值、所述钳位控制模块132的充电电流钳位限值、所述点火驱动模块133的所述第一驱动接口和所述第二驱动接口接通/关闭状态。可以理解地，实际发动机上，点火线圈的放电功率随着缸内气流的流速而实时变化，点火时刻气体流速低，放电功率低，气体流速高，放电功率高。与现有技术的点火控制系统相比：当气体流速导致放电功率较高时，采用传统的12V车载电瓶对线圈充电的速率过慢，其充电速率无法满足放电功率的要求，本发明提供的多模式点火控制100通过直流电源转换器131进行点火线圈充电电压的升降压调节。当检测到放电功率较高时，进行升压控制，加速点火线圈的充电速率。当检测到放电功率较低时，进行降压控制，降低点火线圈的充电速率。实现了不同工况下线圈的充电功率的要求。

具体地，所述驱动控制单元130被配置为执行所述控制指令，以驱动所述点火双线圈300产生符合所述放电模式的放电电流的方法，包括以下步骤：根据所述输出电压参考值，所述直流电源转换器131用于向所述点火双线圈300供电，以控制所述点火双线圈300的充电速率；根据所述充电电流钳位限值，所述钳位控制模块132用于向所述点火双线圈300输出电流，以使得所述点火双线圈300的放电电流符合所述放电电流目标设定值；根据所述第一驱动接口和所述第二驱动接口接通/关闭状态，所述点火驱动模块133用于控制所述点火双线圈300的充放电状态，以驱动所述点火双线圈300产生符合所述放电模式的放电电流。

优选地，所述钳位控制模块132包括第一场效应管M1、第二场效应管M2、第一场效应管驱动器1331和第二场效应管驱动器1332。具体地，所述控制-计算单元120连接所述直流电源转换器131和所述钳位控制模块132，所述直流电源转换器131连接所述钳位控制模块132，包括：所述控制-计算单元120的第一连接端(图中未标示)连接所述直流电源转换器131，所述直流电源转换器131的输出端(图中未标示)连接所述第一场效应管M1的漏极；所述控制-计算单元120的第二输出端(图中未标示)连接所述第一场效应管驱动器1331的输入端(图中未标示)，所述第一场效应管驱动器1331的输出端(图中未标示)连接所述第一场效应管M1的栅极，所述第一场效应管M1的源极与所述第二场效应管M2的漏极共接形成所述电源连接口；所述控制-计算单元120的第三输出端(图中未标示)连接所述第二场效应管驱动器1332的输入端，所述第二场效应管驱动器1332的输出端连接所述第二场效应管的M2栅极，所述第二场效应管M2的源极接地。可以理解地，第一场效应管驱动器1331和第二场效应管驱动器1332仅是较佳实施方式的描述，如此配置，通过场效应管驱动器(MOSFET Driver)来驱动MOSEFET器件，避免了直接从所述控制-计算单元120输出的驱动信号强度不够的风险。所述直流电源转换器131通过所述第一连接端为所述控制-计算单元120提供稳定电源，且通过所述第一连接端接受所述控制-计算单元120的控制指令为所述钳位控制模块132提供相应的电压输出。

优选地，所述点火驱动模块133包括第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第一IGBT驱动器1333和第二IGBT驱动器1334。具体地，所述控制-计算单元120连接所述点火驱动模块133，包括：所述控制-计算单元120的第四输出端(图中未标示)连接所述第一IGBT驱动器1333的输入端(图中未标示)，所述第一IGBT驱动器1333的输出端(图中未标示)连接所述第一IGBT器件Q1的门极(G极)，所述第一IGBT器件Q1的集电极(C极)形成所述第一驱动接口，所述第一IGBT器件Q1的发射极(E极)和所述第二IGBT器件Q2的发射极共接并形成所述充电电流检测接口110；所述控制-计算单元120的第五输出端(图中未标示)连接所述第二IGBT驱动器1334的输入端，所述第二IGBT驱动器1334的输出端连接所述第二IGBT器件Q2的门极，所述第二IGBT器件Q2的集电极形成所述第二驱动接口。可以理解地，第一IGBT驱动器1333和第二IGBT驱动器1334仅是较佳实施方式的描述。如此配置，通过IGBT驱动器(IGBTDriver)来驱动IGBT器件，避免了直接从所述控制-计算单元120输出的驱动信号强度不够并保护IGBT，由此所述点火驱动模块133通过接收所述控制-计算单元120发出的驱动信号进行双线圈的交叉充放电控制。

优选地，获取所述充电电流钳位限值的方法，包括：根据所述放电电流目标设定值和所述点火双线圈300的初级线圈和次级线圈匝数比，计算得到所述钳位控制模块132的充电电流钳位上限值；将所述充电电流钳位上限值减去预设电流容限值，计算得到充电电流钳位下限值。具体地，对于点火线圈而言，其充电结束，放电开始时刻的充放电电流的数值成匝数比，譬如初级线圈绕30匝，次级绕线5000匝，充电结束时，充电电流为20A，则对应的放电电流为20*30/5000＝0.12A的对应关系。

优选地，所述根据所述充电电流钳位限值，所述钳位控制模块132用于向所述点火双线圈300输出电流，包括：所述控制-计算单元120还被配置为，控制所述钳位控制模块132向所述点火双线圈300输出的所述实时充电电流值满足下式：所述充电电流钳位下限值≤所述实时充电电流值≤所述充电电流钳位上限值。

优选地，控制所述钳位控制模块132向所述点火双线圈300输出的所述实时充电电流值方法，包括：若所述控制-计算单元120判定所述实时充电电流值达到所述充电电流钳位上限值，则关闭所述第一场效应管M1，接通所述第二场效应管M2；若所述控制-计算单元120判定所述实时充电电流值达到所述充电电流钳位下限值，则关闭所述第二场效应管M2，接通所述第一场效应管M1；若所述控制-计算单元120判定所述实时充电电流值位于所述充电电流钳位下限值和所述充电电流钳位上限值之间，则保持所述第一场效应管M1和所述第二场效应管M2的导通/关断状态不变。

如此配置，本发明提供的多模式点火控制系统通过对其充电电流的峰值进行钳位限值控制，即根据当前工况用户输入的放电电流强度值，通过匝数比并留有一定余量，换算出充电电流的上限值实现了恒定电流强度的放电，通过降低次级放电电流的幅值波动，在线圈进行交叉充电时，通过对所述第一场效应管M1和所述第二场效应管M2进行切换开关控制，就能够将其充电电流峰值控制在限定值附近，避免了放电电流幅值波动过大现象的出现。由于场效应管的开关速率要快于IGBT，因此，这里在充电电流的限值控制上采用MOSFET管，进一步提高了点火控制的响应效率。

继续参见附图10，优选地，所述控制-计算单元120包括所述监控反馈输入接口(图中未标示)，所述监控反馈输入接口包括第一反馈输入接口(图中未标示)、第二反馈输入接口(图中未标示)和第三反馈输入接口(图中未标示)；所述监控子系统200包括第一传感器、第二传感器220、第三传感器230、第一模数转换器240、第二模数转换器250和第三模数转换器260。具体地，所述第一传感器的输出端连接所述第一模数转换器240的输入端，所述第二传感器220的输出端连接所述第二模数转换器250的输入端，所述第三传感器230的输出端连接所述第三模数转换器260的输入端。进一步地，所述监控子系统200的输出端连接所述多模式点火控制器100的所述监控反馈输入接口，包括：所述第一模数转换器260的输出端连接所述第一反馈输入接口，所述第二模数转换器250的输出端连接所述第二反馈输入接口，所述第三模数转换器260的输出端连接所述第三反馈输入接口。更进一步地，所述监控子系统200的第一输入端连接所述多模式点火控制器100的所述充电电流检测接口110，用于测量所述实时充电电流值，包括：所述第一传感器的输入端连接所述充电电流检测接口110，所述第一传感器用于测量所述实时充电电流值。作为优选实施方式，所述第一传感器为减流电阻Rp，所述减流电阻Rp的其中一端连接所述充电电流检测接口110，所述减流电阻Rp的另一端接地。所述监控子系统200的第二输入端连接所述点火双线圈300的高压输出端340，用于测量所述实时放电电压值，包括：所述第二传感器220的输入端连接所述高压输出端340；所述第二传感器220被配置为测量所述实时放电电压值。所述监控子系统200的第三输入端连接所述点火双线圈300的放电电流检测接口350，用于测量所述实时放电电流值，包括：所述第三传感器230的输入端连接所述放电电流检测接口350，所述第三传感器230用于测量所述实时放电电流值。

优选地，所述监控子系统200还包括第一信号调理单元270、第二信号调理单元280和第三信号调理单元290。具体地，所述第一传感器的输出端连接所述第一模数转换器240的输入端，包括：所述第一传感器的输出端连接所述第一信号调理单元270的输入端，所述第一信号调理单元270的输出端连接所述第一模数转换器240的输入端。所述第二传感器220的输出端连接所述第二模数转换器250的输入端，包括：所述第二传感器220的输出端连接所述第二信号调理单元280的输入端，所述第二信号调理单元280的输出端连接所述第二模数转换器250的输入端。所述第三传感器230的输出端连接所述第三模数转换器250的输入端，包括：所述第三传感器230的输出端连接所述第三信号调理单元290的输入端，所述第三信号调理单元290的输出端连接所述第三模数转换器260的输入端。如此配置，所述第一信号调理单元270、所述第二信号调理单元280和所述第三信号调理单元290，能够用于对传感器的输出信号进行滤波降噪和放大处理，便于传感器进行高精度的信号采样；数模转换电路(ADC),将经过信号调理的传感器输出的模拟量转换为数字量，输入给所述控制-计算单元120进行处理。

参见附图11，并结合附图10，其中图10中的点火双线圈结构示意图。从图11可以看出，所述点火双线圈300包括第一点火线圈Coil1和第二点火线圈Coil2；其中，所述第一点火线圈Coil1包括第一初级线圈L1、第一次级线圈L2和第一二极管D1，所述第二点火线圈Coil2包括第二初级线圈L3、第二次级线圈L4和第二二极管D2。具体地，所述第一初级线圈L1的正极和所述第二初级线圈L3的正极共接并形成所述电源正极接口310，所述第一初级线圈L1的负极为所述第一线圈驱动接口320，结合图10，所述第一驱动接口和所述第一线圈驱动接口320的连接即为所述第一IGBT器件Q1的集电极和所述第一初级线圈L1的负极连接，形成所述第一驱动接口。所述第二初级线圈L3的负极为所述第二线圈驱动接口330，所述第一驱动接口和所述第二线圈驱动接口330的连接即为所述第二IGBT器件Q2的集电极和所述第二初级线圈L3的负极连接，形成所述第二驱动接口。所述第一次级线圈L2的负极连接所述第一二极管D1的正极，所述第二次级线圈L4的负极连接所述第二二极管D2的正极，所述第一二极管D1的负极和所述第二二极管D2的负极共接并接地，形成所述放电电流检测接口350。进一步地，所述高压输出端340与火花塞500连接，包括：所述第一次级线圈L2的正极和所述第二次级线圈L4的正极共接并与所述火花塞500连接。

优选地，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的最大耐压应超过混合气的击穿电压，以避免混合气无法被击穿的情况出现。

较佳地，在其中一种实施方式中，继续参见附图9，所述多模式点火控制系统还包括多模式控制子系统400，所述多模式控制子系统400的输出端连接所述多模式点火控制器100的输入端，所述多模式控制子系统400被配置为向所述多模式点火控制器100发送所述第一点火控制参数。

在其中一种示例性实施方式中，所述多模式控制子系统可以为安装在上位机上的可视化控制软件。较佳地，所述多模式控制子系统400包括可视化人机交互单元410，参见图15，图15为可视化人机交互单元的点火参数输入去和充放电状态监视区示意图。从图15可以看出，所述可视化人机交互单元410被配置为接收用户输入的所述第一点火控制参数；优选地，所述可视化人机交互单元包括点火参数输入区和充放电状态监视区。具体地，所述可视化人机交互单元被配置为，接收用户输入的所述第一点火控制参数，包括：所述点火参数输入区被配置为，接收用户输入的所述第一点火控制参数。所述可视化人机交互单元还被配置为：通过所述多模式点火控制器接收所述第二点火控制参数；并根据所述第二点火控制参数，在所述充放电状态监视区显示所述点火双线圈的所述充放电状态。

在又一示例性实施方式中，所述发动机控制系统被配置为根据车辆运行工况，获取所述第一点火控制参数。

如此配置，本发明提供的多模式点火控制系统，使得在对发动机的点火系统性能评估时，能够提供可视化的操作界面和实时运行状态，而且能够实现不停机切换不同性能点火线圈的烦恼，提高了研发阶段的测试效率。在实际工况运行中，能够取得良好的点火效果，由此，无论在发动机测试领域还是点火线圈开发领域都具有必不可少的实用价值。

<实施例二>

本实施例提供了一种多模式点火控制方法，基于上述任一实施方式所述的点火双线圈的多模式点火控制系统，为了便于理解，参见图10、图11和图16，其中，图16为本实例提供的多模式点火控制方法总体流程示意图，从图16可以看出，所述多模式点火控制方法，包括以下步骤：

S1：接收第一点火控制参数和点火驱动信号，其中，所述第一点火控制参数包括所述点火双线圈的放电模式。

S2：监控所述点火双线圈的充放电状态，并根据所述充放电状态，得到第二点火控制参数。

S3：当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。

优选地，在步骤S1之前，将所述多模式点火控制系统初始化为闲置状态。所述闲置状态包括：所述多模式点火控制器100的第一场效应管M1接通，第二场效应管M2、第一IGBT器件Q1和第二IGBT器件Q2关闭。可以理解地，初始化时，还包括所述多模式点火控制系统其他功能部件的初始化，比如寄存器初始化等。

优选地，步骤S3中，当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈300产生符合所述放电模式的放电电流的方法，包括：若判定所述放电模式为三角波放电模式，则控制所述点火双线圈300的单线圈单次充放电或所述点火双线圈的双线圈同时充放电，该模式下的充放电波形请参见附图12。若判定所述放电模式为放电参数可调的多次间隔放电模式，则控制所述点火双线圈的单线圈多次间隔放电或所述点火双线圈的双线圈多次同时充放电；其中，所述放电参数包括，充放电次数设定值、放电间隔时间、和充电电流上限设定值和放电电流下限设定值，该模式下的充放电波形请参见附图13。若判定所述放电模式为恒定电流方波放电模式，则控制所述点火双线圈产生的所述放电电流的电流值等于所述放电电流目标设定值，并持续所述放电时长设定值；其中，所述放电参数包括，所述放电时长设定值和所述放电电流目标设定值。该模式下的放电波形请参见附图14。

优选地，当接收到所述点火驱动信号时，控制所述放电参数可调的多次间隔放电模式的方法，包括以下步骤：

S311：对所述点火双线圈的其中一个点火线圈进行充电或对所述点火双线圈的两个点火线圈同时充电，并持续至充电电流达到所述充电电流上限设定值，停止充电，本次充放电次数设定值加1，执行步骤S312。

S312：控制所述点火双线圈的其中一个点火线圈或所述点火双线圈的两个点火线圈进行放电；并持续至放电电流达到所述放电电流下限设定值，停止放电；判断本次充放电次数设定值是否达到所述充放电次数设定值，若是，完成本次充放电操作；若否，执行步骤S311。

优选地，在其中一种优选实施方式中，参见附图17和图19，其中，图17为本实施例提供的在实现恒定电流方波放电模式时的多模式点火控制方法流程示意图，图19为图17中恒定电流方波放电模式的三个阶段充电、放电电流波形示意图。从图17可以看出，所述若判定所述放电模式为恒定电流方波放电模式，则控制所述点火双线圈的输出电流在放电时长设定值内按照放电电流目标设定值输出的方法，包括：

S323：稳定放电通道形成阶段：控制所述点火双线圈的第一点火线圈和第二点火线圈同时充电，并持续第一预设时长，然后控制所述第一点火线圈和所述第二点火线圈同时放电，并持续第二预设时长。换句话说，在其中一种实施方式中，在此阶段，和传统线圈的控制方式一样，先对两个线圈同时进行充电，当充电结束后，同时关闭所述第一点火线圈和所述第二点火线圈对应的IGBT器件，开启双线圈同步放电，延迟一定时间。如此配置，以保证放电回路能够击穿混合气，即形成稳定放电通道后，再开始进入到后续的恒定电流放电控制模式，本发明对此不作任何限制。可以理解地，所述第一预设时长和所述第二预设时长应根据实际工况设置，比如，均设定为40us。

S322：恒定电流放电控制阶段：根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，采用续流开关控制方法，控制所述点火双线圈交替运行在第一续流阶段和第二续流阶段，以在所述放电时长设定值内产生的放电电流的电流值等于所述放电电流目标设定值；其中，所述第一续流阶段为所述第一点火线圈充电和所述第二点火线圈放电；所述第二续流阶段为所述第一点火线圈放电和所述第二点火线圈充电。可以理接地，在该步骤，应启动计时器，以根据所述放电时长设定值进行放电时长的控制。

S323：放电结束控制阶段：按照预设步长，对充电电流钳位限值逐步衰减至0，采用所述续流开关控制方法，控制所述点火双线圈继续交替运行在第三续流阶段和第四续流阶段。其中，所述第三续流阶段为所述第一点火线圈充电和所述第二点火线圈放电；所述第四续流阶段为所述第一点火线圈放电和所述第二点火线圈充电。即在此阶段仍然采用如步骤S322中所述恒定电流放电控制阶段的所述的续流开关控制方法，区别在于在该阶段充电电流上限值是按照一定的步长逐渐降低直到为零，如此配置，有效规避了因迅速关闭所述点火驱动模块133，导致充电电流的突变而带来放电电流强度激增、造成放电电流脉动幅值过大现象的发生。为了避免赘述，此处对所述第三续流阶段和所述第四续流阶段采用的续流开关控制方法不展开说明，其基本原理请参见下文有关对S322中的续流开关控制方法的详细描述。

可选地，步骤S321之前，还包括，采用以下方法计算所述点火双线圈的输入电压值：

启动一次传统点火双线圈的放电(可参见附图3)，根据实时放电电压值和实时放电电流值获取相应时刻的第一放电功率；将相应时刻的所述第一放电功率的平均值，作为所述点火双线圈的第二放电功率；累加初次级线圈的涡流损耗功率并叠加一定的安全余量，得到所述点火双线圈300的充电功率；根据点火双线圈300的线圈磁路饱和的临界值(初级充电电流的名义值)以及所述充电功率，得到所述输入电压值。应控制所述直流电源转换器131输出此电压值，确保该工况下线圈的充电功率满足要求。

优选地，参见附图9、附图10、附图11以及17，在其中一种示例性实施方式中，步骤S321中，所述控制所述点火双线圈300的第一点火线圈Coil1和第二点火线圈Coil2同时充电的方法，包括：接通所述多模式点火控制器的第一场效应管M1，接通所述多模式点火控制器100的第一IGBT器件Q1，接通所述多模式点火控制器100的第二IGBT器件Q2，并关闭所述多模式点火控制器100的第二场效应管M2。步骤S321中，所述控制所述第一点火线圈Coil2和所述第二点火线圈Coil2同时放电的方法，包括：接通所述多模式点火控制器100的第一场效应管M1，关闭所述多模式点火控制器100的第一IGBT器件Q1，关闭所述多模式点火控制器100的第二IGBT器件Q2，并关闭所述多模式点火控制器100的第二场效应管M2。

优选地，参见附图18，图18为控制所述点火双线圈运行在第一续流阶段的方法流程示意图；从图18可以看出，步骤S322中，所述采用续流开关控制方法，控制所述点火双线圈运行在第一续流阶段的方法，包括以下步骤：

S3221：接通所述多模式点火控制器100的第一场效应管M1，接通所述多模式点火控制器100的第一IGBT器件Q1，关闭所述多模式点火控制器100的第二场效应管Q2，关闭所述多模式点火控制器100的第二IGBT器件Q2。即：所述第一点火线圈Coil1充电，所述第二点火线圈Coil2放电。

S3222：判断实时放电电流值是否低于所述放电电流目标设定值(比如80mA)，若是，执行步骤S3223；否则，执行步骤S3224。

S3223：判断累积放电时长是否达到所述放电时长设定值，若是，执行步骤S323；否则，本次所述第一续流阶段结束，进入所述第二续流阶段控制。

S3224：判断所述实时充电电流值是否达到充电电流钳位上限值，若是，执行步骤S3225，若否，执行步骤S3221。

S3225：接通所述第一IGBT器件Q1，接通所述第二场效应管M2，关闭所述第一场效应管M1，关闭所述第二IGBT器件Q2。即为所述第一点火线圈Coil1充电续流控制：切断所述第一点火线圈Coil1的供电，使所述第一点火线圈Coil1和地线之间形成一个放电回路，使充电电流下降。

S3226：判断所述实时充电电流值是否低于充电电流钳位下限值，若是，执行步骤S3221；若否，执行步骤S3225。

如此配置，通过这种开关限值控制，可以保证放电电流的强度仅有小幅地波动。

类似地，步骤S322中，所述采用续流开关控制方法，控制所述点火双线圈运行在第二续流阶段的方法，包括以下步骤：

S322A：接通所述第一场效应管M1，接通所述第二IGBT器件Q2，关闭所述第二场效应管M2，关闭所述第一IGBT器件Q1。即所述第二点火线圈Coil2充电，所述第一点火线圈Coil1放电。

S322B：判断所述实时放电电流值是否低于所述放电电流目标设定值，若是，执行步骤S322C；否则，执行步骤S322D；

S322C：判断累积放电时长是否达到所述放电时长设定值，若是，执行步骤S323；否则，本次所述第二续流阶段结束，进入所述第一续流阶段控制；

S322D：判断所述实时充电电流值是否高于所述充电电流钳位上限值(比如80mA)，若是，执行步骤S322E，若否，执行步骤S322A；

S322E：接通所述第二IGBT器件Q2，接通所述第二场效应管M2，关闭所述第一场效应管M1，关闭所述第一IGBT器件Q1。即为所述第二点火线圈Coil2续流控制。

S322F：判断所述实时充电电流值是否低于所述充电电流钳位下限值，若是，执行步骤S322A；若否，执行步骤S322E。

如此配置，本发明提供的一种多模式点火控制方法通过这种双线圈交叉充放电的形式，再配合场效应管的开关续流控制，就可以维持恒电流强度的方波放电波形。通过计时器进行计时，当计时器累计的时长达到用户设定的所述放电时长设定值时，步骤S322的恒定电流放电控制阶段结束，进入到了放电结束控制阶段。

优选地，在步骤S321之前，还包括获取所述充电电流钳位上限值和所述充电电流钳位下限值，获取所述充电电流钳位上限值和所述充电电流钳位下限值的方法，包括：

根据所述放电电流目标设定值和所述点火双线圈的初级线圈和次级线圈匝数比，计算得到所述充电电流钳位上限值；将所述充电电流钳位上限值减去预设电流容限值，计算得到充电电流钳位下限值。可以理解地，本发明并不限制所述放电电流目标设定值的具体取值，比如在其中一种示例性实施方式中，所述放电电流目标设定值为80mA。即所述多模式点火控制器100能够根据用户设定的放电电流值来自动计算充电电流上限值，当线圈充电过程中充电电流达到此值后，就启动MOSFET管进行限值控制，如此配置，很好地规避了放电电流波动幅值过大的现象出现，从而实现了恒电流强度地放电。

由于本发明提供的多模式点火控制方法与本发明上述各实施方式提供的多模式点火控制系统属于同一发明构思，在此，不再一一赘述。

本发明的另一实施例提供了一种发动机，所述发动机包括上述任一实施方式所述的多模式点火控制系统或采用上述任一实施方式所述的多模式点火控制方法进行点火。

本发明的又一实施例提供了一种车辆，所述车辆包括上述任一实施方式所述的多模式点火控制系统、上述的发动机、或采用上述任一实施方式所述的多模式点火控制方法进行点火。

本发明的再一实施方式进一步提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可执行的指令，当所述计算机可执行的指令被执行时实现如上文所述的多模式点火控制方法的步骤，具体的步骤上文已经详述，此处不再赘述。

由于本发明提供发动机、车辆及存储介质，与上述多模式点火控制系统和/或多模式点火控制方法属于同一发明构思，至少具有相同的有益效果，在此，不再一一赘述。

通过以上实施方式的描述，本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式，但很多情况下，前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对现有技术做出贡献的部分能以计算机软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等。

本领域的技术人员可以理解地，所述计算机可读存储介质可以是能够保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备，例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。所述计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所描述的计算机程序可以从可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收所述计算机程序，并转发该计算机程序，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。用于执行本发明操作的计算机程序可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。所述计算机程序可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机程序的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

综上，上述实施例对本发明提出的多模式点火控制系统、方法、发动机、车辆及存储介质的不同构型进行了详细说明，当然，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (28)

1.一种多模式点火控制系统，其特征在于，包括多模式点火控制器、监控子系统和点火双线圈；

所述多模式点火控制器连接所述点火双线圈，所述监控子系统连接所述多模式点火控制器和所述点火双线圈；

所述多模式点火控制器被配置为：接收第一点火控制参数和点火驱动信号，其中，所述第一点火控制参数包括所述点火双线圈的放电模式；所述第一点火控制参数还包括，所述放电电流的放电时长设定值和放电电流目标设定值；

所述监控子系统被配置为：监控所述点火双线圈的充放电状态，并根据所述充放电状态，得到第二点火控制参数；

所述多模式点火控制器还用于，当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。

2.根据权利要求1所述的多模式点火控制系统，其特征在于，

所述放电模式包括三角波放电模式、放电参数可调的多次间隔放电模式和/或恒定电流方波放电模式；

其中，所述三角波放电模式包括，所述点火双线圈的单线圈的单次充放电和所述点火双线圈的双线圈的同时充放电；

所述放电参数可调的多次间隔放电模式包括，所述点火双线圈的单线圈多次间隔放电和所述点火双线圈的双线圈的多次同时充放电，其中，所述放电参数可调的多次间隔放电模式的放电参数包括，充放电次数设定值、放电间隔时间、充电电流上限设定值和放电电流下限设定值；

所述恒定电流方波放电模式包括：在所述放电时长设定值内，所述点火双线圈产生的所述放电电流的电流值等于所述放电电流目标设定值。

3.根据权利要求1所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述多模式点火控制器包括电源连接口、第一驱动接口、第二驱动接口、充电电流检测接口和监控反馈输入接口；所述点火双线圈包括电源正极接口、第一线圈驱动接口、第二线圈驱动接口、高压输出端和放电电流检测接口；

所述多模式点火控制器连接所述点火双线圈，包括：所述电源连接口连接所述电源正极接口，所述第一驱动接口连接所述第一线圈驱动接口，所述第二驱动接口连接所述第二线圈驱动接口，所述高压输出端与火花塞连接；

所述第二点火控制参数包括所述点火双线圈的实时充电电流值、实时放电电压值和实时放电电流值；

所述监控子系统连接所述多模式点火控制器和所述点火双线圈，所述监控子系统被配置为监控所述点火双线圈的充放电状态，包括：所述监控子系统的输出端连接所述多模式点火控制器的所述监控反馈输入接口；所述监控子系统的第一输入端连接所述多模式点火控制器的所述充电电流检测接口，用于测量所述实时充电电流值；所述监控子系统的第二输入端连接所述点火双线圈的高压输出端，用于测量所述实时放电电压值；所述监控子系统的第三输入端连接所述点火双线圈的放电电流检测接口，用于测量所述实时放电电流值。

4.根据权利要求3所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述多模式点火控制器还包括第一接口单元、控制-计算单元和驱动控制单元；

所述控制-计算单元的输入端连接所述第一接口单元，所述控制-计算单元连接所述驱动控制单元，所述驱动控制单元的输出端包括所述电源连接口、所述第一驱动接口和所述第二驱动接口；

所述多模式点火控制器被配置为：接收第一点火控制参数和点火驱动信号，包括：所述第一接口单元被配置为接收所述第一点火控制参数和所述点火驱动信号，并用于将所述第一点火控制参数和所述点火驱动信号发送至所述控制-计算单元；

所述多模式点火控制器还用于，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流，包括：

所述控制-计算单元被配置为：根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，产生控制指令；

所述驱动控制单元，被配置为执行所述控制指令，以驱动所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。

5.根据权利要求4所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述第一接口单元包括电瓶-地线接口、点火驱动差分输入信号接口以及CAN信号接口；

所述电瓶-地线接口接入供电电源；

所述第一接口单元被配置为接收第一点火控制参数和点火驱动信号，包括：所述CAN信号接口接入所述第一点火控制参数，所述点火驱动差分输入信号接口接入所述点火驱动信号。

6.根据权利要求5所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述驱动控制单元包括直流电源转换器、钳位控制模块和点火驱动模块；

所述直流电源转换器的输入端为所述电瓶-地线接口；

所述控制-计算单元连接所述驱动控制单元，包括：

所述控制-计算单元连接所述直流电源转换器、所述钳位控制模块和所述点火驱动模块，所述直流电源转换器连接所述钳位控制模块；

所述驱动控制单元的输出端包括所述电源连接口、所述第一驱动接口和第二驱动接口，包括：所述钳位控制模块的输出端为所述电源连接口；所述点火驱动模块的输出端包括所述第一驱动接口和所述第二驱动接口；

所述控制-计算单元被配置为根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，产生控制指令的方法，包括：所述控制-计算单元对所述第一点火控制参数解析和计算，结合所述第二点火控制参数，产生所述控制指令，其中，所述控制指令包括：所述直流电源转换器的输出电压参考值、所述钳位控制模块的充电电流钳位限值、所述点火驱动模块的所述第一驱动接口和所述第二驱动接口接通/关闭状态；

所述驱动控制单元被配置为执行所述控制指令，以驱动所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流的方法，包括以下步骤：

根据所述输出电压参考值，所述直流电源转换器用于向所述点火双线圈供电，以控制所述点火双线圈的充电速率；

根据所述充电电流钳位限值，所述钳位控制模块用于向所述点火双线圈输出电流，以使得所述点火双线圈的放电电流符合所述放电电流目标设定值；

根据所述第一驱动接口和所述第二驱动接口接通/关闭状态，所述点火驱动模块用于控制所述点火双线圈的充放电状态，以驱动所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。

7.根据权利要求6所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述钳位控制模块包括第一场效应管、第二场效应管、第一场效应管驱动器和第二场效应管驱动器；

所述控制-计算单元连接所述直流电源转换器和所述钳位控制模块，所述直流电源转换器连接所述钳位控制模块，包括：

所述控制-计算单元的第一连接端连接所述直流电源转换器，所述直流电源转换器的输出端连接所述第一场效应管的漏极；

所述控制-计算单元的第二输出端连接所述第一场效应管驱动器的输入端，所述第一场效应管驱动器的输出端连接所述第一场效应管的栅极，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极共接形成所述电源连接口；

所述控制-计算单元的第三输出端连接所述第二场效应管驱动器的输入端，所述第二场效应管驱动器的输出端连接所述第二场效应管的栅极，所述第二场效应管的源极接地。

8.根据权利要求7所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述点火驱动模块包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第一IGBT驱动器和第二IGBT驱动器；

所述控制-计算单元连接所述点火驱动模块，包括：所述控制-计算单元的第四输出端连接所述第一IGBT驱动器的输入端，所述第一IGBT驱动器的输出端连接所述第一IGBT器件的门极，所述第一IGBT器件的集电极形成所述第一驱动接口，所述第一IGBT器件的发射极和所述第二IGBT器件的发射极共接并形成所述充电电流检测接口；

所述控制-计算单元的第五输出端连接所述第二IGBT驱动器的输入端，所述第二IGBT驱动器的输出端连接所述第二IGBT器件的门极，所述第二IGBT器件的集电极形成所述第二驱动接口。

9.根据权利要求8所述的多模式点火控制系统，其特征在于，获取所述充电电流钳位限值的方法，包括：

根据所述放电电流目标设定值和所述点火双线圈的初级线圈和次级线圈匝数比，计算得到所述钳位控制模块的充电电流钳位上限值；

将所述充电电流钳位上限值减去预设电流容限值，计算得到充电电流钳位下限值；

所述根据所述充电电流钳位限值，所述钳位控制模块用于向所述点火双线圈输出电流，包括：

所述控制-计算单元还被配置为，控制所述钳位控制模块向所述点火双线圈输出的所述实时充电电流值满足下式：

所述充电电流钳位下限值≤所述实时充电电流值≤所述充电电流钳位上限值。

10.根据权利要求9所述的多模式点火控制系统，其特征在于，控制所述钳位控制模块向所述点火双线圈输出的所述实时充电电流值方法，包括：

若所述控制-计算单元判定所述实时充电电流值达到所述充电电流钳位上限值，则关闭所述第一场效应管，接通所述第二场效应管；

若所述控制-计算单元判定所述实时充电电流值达到所述充电电流钳位下限值，则关闭所述第二场效应管，接通所述第一场效应管；

若所述控制-计算单元判定所述实时充电电流值位于所述充电电流钳位下限值和所述充电电流钳位上限值之间，则保持所述第一场效应管和所述第二场效应管的状态不变。

11.根据权利要求4所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述控制-计算单元包括所述监控反馈输入接口，所述监控反馈输入接口包括第一反馈输入接口、第二反馈输入接口和第三反馈输入接口；

所述监控子系统包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第一模数转换器、第二模数转换器和第三模数转换器；

所述第一传感器的输出端连接所述第一模数转换器的输入端，所述第二传感器的输出端连接所述第二模数转换器的输入端，所述第三传感器的输出端连接所述第三模数转换器的输入端；

所述监控子系统的输出端连接所述多模式点火控制器的所述监控反馈输入接口，包括：所述第一模数转换器的输出端连接所述第一反馈输入接口，所述第二模数转换器的输出端连接所述第二反馈输入接口，所述第三模数转换器的输出端连接所述第三反馈输入接口；

所述监控子系统的第一输入端连接所述多模式点火控制器的所述充电电流检测接口，用于测量所述实时充电电流值，包括：所述第一传感器的输入端连接所述充电电流检测接口，所述第一传感器用于测量所述实时充电电流值；

所述监控子系统的第二输入端连接所述点火双线圈的高压输出端，用于测量所述实时放电电压值，包括：所述第二传感器的输入端连接所述高压输出端，所述第二传感器被配置为测量所述实时放电电压值；

所述监控子系统的第三输入端连接所述点火双线圈的放电电流检测接口，用于测量所述实时放电电流值，包括：所述第三传感器的输入端连接所述放电电流检测接口，所述第三传感器用于测量所述实时放电电流值。

12.根据权利要求11所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述监控子系统还包括第一信号调理单元、第二信号调理单元和第三信号调理单元；

所述第一传感器的输出端连接所述第一模数转换器的输入端，包括：所述第一传感器的输出端连接所述第一信号调理单元的输入端，所述第一信号调理单元的输出端连接所述第一模数转换器的输入端；

所述第二传感器的输出端连接所述第二模数转换器的输入端，包括：所述第二传感器的输出端连接所述第二信号调理单元的输入端，所述第二信号调理单元的输出端连接所述第二模数转换器的输入端；

所述第三传感器的输出端连接所述第三模数转换器的输入端，包括：所述第三传感器的输出端连接所述第三信号调理单元的输入端，所述第三信号调理单元的输出端连接所述第三模数转换器的输入端。

13.根据权利要求3所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述点火双线圈包括第一点火线圈和第二点火线圈；其中，所述第一点火线圈包括第一初级线圈、第一次级线圈和第一二极管，所述第二点火线圈包括第二初级线圈、第二次级线圈和第二二极管；

所述第一初级线圈的正极和所述第二初级线圈的正极共接并形成所述电源正极接口，所述第一初级线圈的负极为所述第一线圈驱动接口，所述第二初级线圈的负极为所述第二线圈驱动接口；

所述第一次级线圈的负极连接所述第一二极管的正极，所述第二次级线圈的负极连接所述第二二极管的正极，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极共接并接地，形成所述放电电流检测接口；

所述高压输出端与火花塞连接，包括：所述第一次级线圈的正极和所述第二次级线圈的正极共接并与所述火花塞连接。

14.根据权利要求13所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管的最大耐压超过混合气的击穿电压。

15.根据权利要求1所述的多模式点火控制系统，其特征在于，还包括多模式控制子系统，所述多模式控制子系统的输出端连接所述多模式点火控制器的输入端，所述多模式控制子系统被配置为向所述多模式点火控制器发送所述第一点火控制参数；

所述多模式控制子系统包括可视化人机交互单元和/或发动机控制系统：所述可视化人机交互单元被配置为接收用户输入的所述第一点火控制参数；所述发动机控制系统被配置为根据车辆运行工况，获取所述第一点火控制参数。

16.根据权利要求15所述的多模式点火控制系统，其特征在于，所述可视化人机交互单元包括点火参数输入区和充放电状态监视区；

所述可视化人机交互单元被配置为，接收用户输入的所述第一点火控制参数，包括：

所述点火参数输入区被配置为，接收用户输入的所述第一点火控制参数；

所述可视化人机交互单元还被配置为：通过所述多模式点火控制器接收所述第二点火控制参数；并根据所述第二点火控制参数，在所述充放电状态监视区显示所述点火双线圈的所述充放电状态。

17.一种多模式点火控制方法，其特征在于，基于权利要求1-16任一项所述的点火双线圈的多模式点火控制系统，所述多模式点火控制方法，包括以下步骤：

S1：接收第一点火控制参数和点火驱动信号，其中，所述第一点火控制参数包括所述点火双线圈的放电模式；所述第一点火控制参数还包括，所述放电电流的放电时长设定值和放电电流目标设定值；

S2：监控所述点火双线圈的充放电状态，并根据所述充放电状态，得到第二点火控制参数；

S3：当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流。

18.根据权利要求17所述的多模式点火控制方法，其特征在于，在步骤S1之前，将所述多模式点火控制系统初始化为闲置状态，所述闲置状态包括：所述多模式点火控制器的第一场效应管接通，第二场效应管、第一IGBT器件和第二IGBT器件关闭。

19.根据权利要求17所述的多模式点火控制方法，其特征在于，步骤S3中，当接收到所述点火驱动信号时，根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，控制所述点火双线圈产生符合所述放电模式的放电电流的方法，包括：

若判定所述放电模式为三角波放电模式，则控制所述点火双线圈的单线圈单次充放电或所述点火双线圈的双线圈同时充放电；

若判定所述放电模式为放电参数可调的多次间隔放电模式，则控制所述点火双线圈的单线圈多次间隔放电或所述点火双线圈的双线圈多次同时充放电；其中，所述放电参数包括，充放电次数设定值、放电间隔时间、充电电流上限设定值和放电电流下限设定值；

若判定所述放电模式为恒定电流方波放电模式，则控制所述点火双线圈产生的所述放电电流的电流值等于所述放电电流目标设定值，并持续所述放电时长设定值；其中，所述放电参数包括，所述放电时长设定值和所述放电电流目标设定值。

20.根据权利要求19所述的多模式点火控制方法，其特征在于，当接收到所述点火驱动信号时，控制所述放电参数可调的多次间隔放电模式的方法，包括以下步骤：

S311：对所述点火双线圈的其中一个点火线圈进行充电或对所述点火双线圈的两个点火线圈同时充电，并持续至充电电流达到所述充电电流上限设定值，停止充电，本次充放电次数设定值加1，执行步骤S312；

S312：控制所述点火双线圈的其中一个点火线圈或所述点火双线圈的两个点火线圈进行放电；并持续至放电电流达到所述放电电流下限设定值，停止放电；判断本次充放电次数设定值是否达到所述充放电次数设定值，若是，完成本次充放电操作；若否，执行步骤S311。

21.根据权利要求19所述的多模式点火控制方法，其特征在于，所述若判定所述放电模式为恒定电流方波放电模式，则控制所述点火双线圈的输出电流在放电时长设定值内按照放电电流目标设定值输出，包括以下步骤：

S321：稳定放电通道形成阶段：控制所述点火双线圈的第一点火线圈和第二点火线圈同时充电，并持续第一预设时长，然后控制所述第一点火线圈和所述第二点火线圈同时放电，并持续第二预设时长；

S322：恒定电流放电控制阶段：根据所述第一点火控制参数和所述第二点火控制参数，采用续流开关控制方法，控制所述点火双线圈交替运行在第一续流阶段和第二续流阶段，以在所述放电时长设定值内产生的放电电流的电流值等于所述放电电流目标设定值；其中，所述第一续流阶段为所述第一点火线圈充电和所述第二点火线圈放电；所述第二续流阶段为所述第一点火线圈放电和所述第二点火线圈充电；

S323：放电结束控制阶段：按照预设步长，对充电电流钳位限值逐步衰减至0，采用所述续流开关控制方法，控制所述点火双线圈继续交替运行在第三续流阶段和第四续流阶段，其中，所述第三续流阶段为所述第一点火线圈充电和所述第二点火线圈放电；所述第四续流阶段为所述第一点火线圈放电和所述第二点火线圈充电。

22.根据权利要求21所述的多模式点火控制方法，其特征在于，步骤S321之前，还包括，采用以下方法计算所述点火双线圈的输入电压值：

启动一次传统点火线圈的放电，根据实时放电电压值和实时放电电流值获取相应时刻的第一放电功率；

将相应时刻的所述第一放电功率的平均值，作为所述点火双线圈的第二放电功率；

累加初次级线圈的涡流损耗功率并叠加一定的安全余量，得到所述点火双线圈的充电功率；

根据点火双线圈的线圈磁路饱和的临界值以及所述充电功率，得到所述输入电压值。

23.根据权利要求21所述的多模式点火控制方法，其特征在于，步骤S321中，所述控制所述点火双线圈的第一点火线圈和第二点火线圈同时充电的方法，包括：接通所述多模式点火控制器的第一场效应管，接通所述多模式点火控制器的第一IGBT器件，接通所述多模式点火控制器的第二IGBT器件，并关闭所述多模式点火控制器的第二场效应管；

步骤S321中，所述控制所述第一点火线圈和所述第二点火线圈同时放电的方法，包括：接通所述多模式点火控制器的第一场效应管，关闭所述多模式点火控制器的第一IGBT器件，关闭所述多模式点火控制器的第二IGBT器件，并关闭所述多模式点火控制器的第二场效应管。

24.根据权利要求21所述的多模式点火控制方法，其特征在于，步骤S322中，所述采用续流开关控制方法，控制所述点火双线圈运行在第一续流阶段的方法，包括以下步骤：

S3221：接通所述多模式点火控制器的第一场效应管，接通所述多模式点火控制器的第一IGBT器件，关闭所述多模式点火控制器的第二场效应管，关闭所述多模式点火控制器的第二IGBT器件；

S3222：判断实时放电电流值是否低于所述放电电流目标设定值，若是，执行步骤S3223；否则，执行步骤S3224；

S3223：判断累积放电时长是否达到所述放电时长设定值，若是，执行步骤S323；否则，本次所述第一续流阶段结束，进入所述第二续流阶段控制；

S3224：判断所述实时充电电流值是否达到充电电流钳位上限值，若是，执行步骤S3225，若否，执行步骤S3221；

S3225：接通所述第一IGBT器件，接通所述第二场效应管，关闭所述第一场效应管，关闭所述第二IGBT器件；

S3226：判断所述实时充电电流值是否低于充电电流钳位下限值，若是，执行步骤S3221；若否，执行步骤S3225；

步骤S322中，所述采用续流开关控制方法，控制所述点火双线圈运行在第二续流阶段的方法，包括以下步骤：

S322A：接通所述第一场效应管，接通所述第二IGBT器件，关闭所述第二场效应管，关闭所述第一IGBT器件；

S322B：判断所述实时放电电流值是否低于所述放电电流目标设定值，若是，执行步骤S322C；否则，执行步骤S322D；

S322C：判断累积放电时长是否达到所述放电时长设定值，若是，执行步骤S323；否则，本次所述第二续流阶段结束，进入所述第一续流阶段控制；

S322D：判断所述实时充电电流值是否高于所述充电电流钳位上限值，若是，执行步骤S322E，若否，执行步骤S322A；

S322E：接通所述第二IGBT器件，接通所述第二场效应管，关闭所述第一场效应管，关闭所述第一IGBT器件；

S322F：判断所述实时充电电流值是否低于所述充电电流钳位下限值，若是，执行步骤S322A；若否，执行步骤S322E。

25.根据权利要求24所述的多模式点火控制方法，其特征在于，在步骤S321之前，还包括获取所述充电电流钳位上限值和所述充电电流钳位下限值，获取所述充电电流钳位上限值和所述充电电流钳位下限值的方法，包括：

根据所述放电电流目标设定值和所述点火双线圈的初级线圈和次级线圈匝数比，计算得到所述充电电流钳位上限值；将所述充电电流钳位上限值减去预设电流容限值，计算得到充电电流钳位下限值。

26.一种发动机，其特征在于，包括上述权利要求1-16中任一项所述的多模式点火控制系统或采用权利要求17-25中任一项所述的多模式点火控制方法进行点火。

27.一种车辆，其特征在于，包括上述权利要求1-16中任一项所述的多模式点火控制系统、权利要求26所述的发动机、或采用上述权利要求17-25中任一项所述的多模式点火控制方法进行点火。

28.一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机可执行的指令，其特征在于，当所述计算机可执行的指令被执行时实现权利要求17-25中任一项所述的多模式点火控制方法。

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