CN115968425A - 内燃机中的点火线圈的电子设备及控制系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于控制内燃机的点火线圈的电子设备(1)。设备包括高压开关(4)、驱动单元(5)、以及控制单元(9)。驱动单元被配置为在对初级绕组充能的步骤(T_chg)期间控制高压开关闭合并且在将能量从线圈的初级绕组传递至次级绕组的步骤(T_tr)期间控制高压开关断开。设备还包括：电流测量电路(30)，串联连接至次级绕组(2‑2)的第二端子并且被配置为：至少在充电步骤(T_chg)期间检测在次级绕组(2‑2)上生成的电流；并且生成代表检测到的电流的信号。控制单元(9)被配置为：接收代表由测量电路检测到的电流的信号；将该信号的相关值与至少一个预定义的第一参考值(I_thr)进行比较；并且当信号的相关值超过所述预定义的第一参考值(I_thr)时，激活用于检测火花塞(3)的污染的模式。

Description

内燃机中的点火线圈的电子设备及控制系统

技术领域

本发明整体涉及诸如机动车辆的发动机的内燃机的电子点火领域。

更具体地，本发明涉及一种用于监测燃烧机的点火火花塞的污染状况的方法。

进一步地，本发明涉及一种内燃机中的点火线圈的方法、设备、以及控制系统。

进一步地，本发明涉及一种用于控制内燃机的点火线圈的电子设备以及相关电子点火系统，该电子点火系统能够通过测量所考虑的汽缸产生的电离电流来检测发动机汽缸中的可燃燃烧混合物的失火(例如，空气中的氧作为燃物并且燃料作为可燃物)。

背景技术

用于机动车辆的现代内燃机配备有内燃处理的分析系统，以使发动机自身的效率和性能最大化。

具体地，该分析系统通常与点火系统集成或相关联，由于燃烧室内存在火花塞电极，所以点火系统能够用于测量(电)量，以用于限定燃烧条件或检测汽缸中的可能异常。

在一些应用中，例如，已知使用点火系统来确定是否需要更换火花塞。

在该方面，文献US2017/0350364提供在初级绕组与次级绕组之间的能量传递步骤开始时检测次级绕组中的流动电流。

更精确地，该文献提供测量初级绕组上的开关的断开与火花塞端之间的电弧的产生之间的时间间隔，当该时间间隔大于预定的阈值时，确定火花塞的必要更换条件。

不利地，该系统具有很强的灵敏度限制，尤其当发动机处于低rpm(非常低的击穿电压)时。

相反，在公开文献EP1081375和EP1138940中，在放电期间，即，在电极之间建立电弧之后，测量次级绕组中的流动电流。

对所检测的电流信号进行积分并且与参考值进行比较；如果比较表明所检测的电流的积分值小于参考值，控制单元则确定火花塞已经满足需要更换的磨损条件。

不利地，该系统防止在缺少火花的情况下检测污染/磨损条件，精确地，在存在该条件时，可能不发生这种情况，从而使得系统不可持续。

在一些其他应用中，使用点火系统来检测通常的燃烧参数。

例如，已知测量电离电流，以从燃烧室直接获得空气-燃料混合物的燃烧过程的参数的指示数据。

具体地，火花塞用作离子传感器(通常为CHO⁺、H₃O⁺、C₃H₃ ⁺、NO₂ ⁺类型)，在火花塞电极之间产生火花并且空气-燃料混合物燃烧之后，在燃烧室中生成离子。

然后，通过对火花塞电极应用电位差并且测量由燃烧室中产生的离子所生成的电流来生成电离电流。

通过测量电离电流，可以实时地检测空气-燃料混合物的失火(更一般地，燃物与可燃物的混合物)并且然后迅速采取适当的措施来避免发动机故障。

US 5534781 A1公开了一种用于检测电离电流的系统(见图1和图2)，系统使用积分电路45来计算与电离电流的积分成比例的电压。

积分电路45基于运算放大器46并且包括在相反方向上并联连接的两个二极管40、42以及电阻器44和电容器48的串联连接。

通过电子控制单元(ECU)10来读取由积分电路45生成的输出信号。

申请人已经观察到，因为使用运算放大器46以及多个其他电子部件，所以US5534781 A1的积分电路45过于复杂。

此外，US 5534781未提及其中将关于失火的检测的信息从线圈25发送至电子控制单元10的方式。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于监测燃烧机的点火火花塞的污染状况的方法、以及能够克服上面提及的现有技术的缺点的内燃机中的点火线圈的控制方法、设备、以及系统。

具体地，本发明的目的是提供一种用于监测可靠并且易于操作的燃烧机的点火火花塞的污染状况的方法。

此外，本发明的目的是提供一种用于控制鲁棒并且便于识别火花塞的污染程度的内燃机中的点火线圈的方法。

此外，本发明的又一目的是提供一种有效并且同时简单实现的内燃机中的点火线圈的控制设备与系统。

通过具有一个或多个下列权利要求中的技术特征的控制设备和系统而实现所述目的。

具体地，通过能够实现这样的方法的电子设备来实现本发明的目的，即，用于监测内燃机的点火火花塞的污染状况，其中，发动机包括点火系统，点火系统包括：至少一个点火线圈，设置有至少一个初级绕组和一个次级绕组；至少一个点火火花塞，串联地电连接至所述次级绕组；以及至少一个电压生成器，通过至少一个高压开关而电耦接至所述初级绕组。

在用于燃烧机的点火线圈的充电和放电循环期间实现监测方法，其中，在第一时间间隔内利用能量对初级绕组进行循环充电，并且随后，在所述第一时间间隔结束时，通过电磁感应将初级绕组中所充电的能量传递至次级绕组。

第一时间间隔与初级绕组的充电步骤对应，以在传递步骤中进行能量的传递。

根据本发明的一方面，在第一时间间隔期间(即，在充电步骤期间)，检测次级绕组上的流动电流，识别其相关值(例如，峰值、平均值、或积分值)。

将该相关值与至少预定义的第一参考值(或阈)进行比较。

如果比较表明显著的电流值大于第一参考值，则识别火花塞的污染状况。

鉴于此，应注意，优选地，次级中产生的电流由于污染而通常具有负号(与初级相比较)，相关值表示实际检测值的模块/绝对值。

此处，术语“污染”指定义火花塞的至少一部分，具体地，覆盖有碳烟沉积物(属于碳质来源)的中心电极的陶瓷绝缘体是导电的。

由于本发明的方法目的，申请人已经利用碳层(不需要)的这种特殊性，此外，在其中次级电流大致为零的步骤中，监测是否由于火花塞的污染而产生电流流动。

有利地，由于这种直觉，可以获得有效并且可靠的火花塞监测过程，由于此，可以在无具体时间约束的情况下并且甚至在不存在火花的情况下检测火花塞的污染状况，从而避免上述现有技术的全部缺陷。

优选地，为了准确地确定火花塞上是否存在污染，第一参考值I_thr介于80μA与8000μA之间，优选地，介于100μA与2000μA之间。

更优选地，可以存在一个以上的预定义参考值，以扩大监测并且不仅识别火花塞污染的存在，而且还识别污染程度/级别。

鉴于此，优选地，比较步骤涉及至少还将次级电流的所述相关值与小于所述第一参考值的第二参考值进行比较。

此时，如果所述相关值大于所述第二参考值、但小于所述第一参考值，则识别为火花塞的低污染状况。

相反，如果相关值大于第一参考值，则识别为火花塞的高污染状况。

根据本发明的又一方面，即，线圈控制方法，如果识别火花塞的污染状况(低和/或高)，则开始火花塞清洁程序。

即，如果次级电流的所述相关值大于所述第一(和/或第二)参考值，控制方法则涉及开始火花塞清洁程序。

优选地，该清洁程序使得火花塞电极处的温度增加，以消除(或减少)碳质残渣。

根据本发明的又一方面，补充或替代迄今列出的这些，申请人已经认识到，电子控制设备和点火系统能够通过利用积分电路(对于正在讨论的申请，非常易于实现、可靠、并且足够准确)测量电离电流的积分值而检测火花塞的污染程度、发动机汽缸的燃烧室中的混合物的预点火或燃物-可燃物混合物的失火(例如，空气-燃料混合物)，还大大减少了位于线圈之外的电子控制单元所需的运算计算。

因为为电子控制单元提供电离电流的积分值，电子控制单元能够通过积分值检测是否存在失火，降低了检测假失火警报或存在燃烧的假事件的风险，所以积分电路是可靠的。

参考火花塞的污染，积分电路允许在对初级绕组充能的步骤期间以简单并且可靠的方式进行检测。

鉴于此，优选地，测量电路包括：偏置电路，串联连接至次级绕组的第二端子并且被配置为在检测电流的期间在次级绕组上生成电流；和积分电路，介于偏置电路与参考电压之间。

积分电路包括串联连接至偏置电路并且连接在偏置电路与参考电压之间的积分电容器。

积分电容器被配置为：

-借助于在所述充电步骤期间流经次级绕组的电流来在在所述充电步骤期间进行预充电；

-当流入次级绕组中的电流大致为零时，在充电步骤期间保持充电状态大致恒定；

-在将能量从初级绕组传递至次级绕组的步骤期间，借助于流经次级绕组的电流来完全放电。

更优选地，控制单元被配置为：

将代表存储在积分电容器中的电流的值与所述预定义的第一参考值进行比较；

当所述代表值超过所述预定义的第一参考值时，激活用于检测火花塞的污染的所述模式。

进一步地，根据本发明的该方面的电子控制设备与电子点火系统至少提供用于将电离电流的积分的测量的信息传递至位于线圈之外的电子控制单元的两种可能的具体有效方案，以在初级绕组的充能步骤中检测火花塞污染、燃物-可燃物混合物的失火、和/或燃物-可燃物混合物的预点火的存在性。

附图说明

从通过参考所附附图的实施例而提供的优选实施方式及其变形之后的描述中，本发明的额外特征与优点将变得更为显而易见，其中：

-图1示出了根据本发明的实施方式的电子点火系统的框图；

-图1A至图1C示出了图1中指示电流流动的点火系统的框图；

-图2A至图2C示意性地示出了根据本发明的实施方式的电子点火系统在三个燃烧循环期间所生成的一些信号的可能趋势，在这种情况下，燃物-可燃物混合物出现两次正确点火并且燃物-可燃物出现失火；

-图3示出了根据本发明的实施方式的变形的电子点火系统的框图；

-图4A至图4C示意性地示出了在根据本发明的实施方式的变形的电子点火系统中所生成的一些信号的可能趋势；

-图5示意性地示出了在根据本发明的电子点火系统中所生成的一些信号的可能趋势，在这种情况下，燃物-可燃物混合物出现预点火；

-图6a示出了根据本发明的实施方式的电子点火系统的框图；

-图7a与图7b示意性地示出了根据本发明的一个方面的电子点火系统在监测火花塞的污染状况(零污染状况(干净的火花塞)与高污染状况)的方法的实现期间所生成的一些信号的可能趋势。

具体实施方式

应当观察到，在下列描述中，即使在本发明的不同实施方式中进行了示出，然而，在图中以相同的参考标号表示相同或相似的块、部件、或模块。

参考图1A、图1B、图1C，示出了用于根据本发明的实施方式的内燃机的电子点火系统15。

电子点火系统15可以安装在任意机动车辆上，诸如，例如，机动车辆、摩托车、或卡车。

点火系统15包括：

-点火线圈2；

-火花塞3；

-电子控制设备1；

-电子控制单元20。

电子控制单元20(通常以ECU表示)是处理单元(例如，微处理器)，其距内燃机的头部足够远地定位，以不被点火线圈2的高工作温度影响。

电子控制设备1和线圈2反而位于发动机头部的附近并且被设计成耐受发动机头部的高工作温度。

火花塞3连接至点火线圈2的次级绕组2-2。

具体地，火花塞3的第一电极连接至次级绕组2-2并且第二电极连接至接地参考电压。

火花塞3具有在其电极之上生成火花的功能并且火花能够使内燃机的汽缸中所容纳的空气-燃料混合物燃烧。

应观察到，出于对本发明进行阐明之目的，在下文中考虑到空气-燃料混合物，但是，更一般地，本发明可应用于燃物(也来自空气)与可燃物(也不同于燃料)的混合物。

点火线圈2具有初级绕组2-1、次级绕组2-2、以及用于使初级绕组2-1与次级绕组2-2电感耦合的磁芯2-3。

使点火系统15基于三个操作步骤来产生作用：

-进行充电的第一步骤，其中，通过以递增趋势流经初级绕组2-1的初级电流I_pr来完成初级绕组2-1中的充能；

-能量传递的第二步骤，其中，完成从初级绕组2-1至次级绕组2-2的能量传递，由此在火花塞3的电极上产生火花并且因此使内燃机的汽缸中所容纳的空气/燃料混合物燃烧；

-测量电离电流的第三步骤，其中，如下面更为详细阐明的，对电离电流I_ion的积分进行测量。

测量电离电流的第三步骤还包括化学步骤和随后的热步骤。

电子控制设备1包括：

-驱动单元5；

-高压开关4；

-偏置电路6；

-积分电路7；

-局部控制单元9。

优选地，电子控制设备1是被封闭在外壳中的单一部件，即，将驱动单元5、高压开关4、偏置电路6、以及积分电路7封闭在单一外壳中；例如，将驱动单元5、高压开关4、偏置电路6、以及积分电路7安装在同一印刷电路板上。

可替代地，将偏置电路6和积分电路7封闭在单一外壳中，而驱动单元5和高压开关4位于所述外壳之外；例如，将驱动单元5和/或高压开关4封闭在电子控制单元20内。

初级绕组2-1包括被适配成接收电池电压V_batt(例如，等于12伏特)的第一端子并且还包括连接至高压开关4并且被适配成生成初级电压V_pr的第二端子。

进一步地，在下文中，“初级绕组2-1上的压降”指初级绕组2-1的第一端子与第二端子之间的电位差。

次级绕组2-2连接至点火火花塞3；具体地，如图1A至图1C中所示，次级绕组2-2包括第一端子和第二端子，该第一端子连接至火花塞3的第一电极并且被适配成生成次级电压V_sec，并且该第二端子通过偏置电路6和积分电路7朝向接地参考电压连接。

在下文中，使用“初级电流”I_pr指示流经初级绕组2-1的电流并且使用“次级电流”I_sec指示在能量从初级绕组2-1至次级绕组2-2的传递的第二步骤期间流经次级绕组2-2的电流。

优选地，将电阻器介于火花塞3与次级绕组2-2之间，具有使噪音衰减的功能。

高压开关4串联连接至初级绕组2.1。

术语“高压”指电压大于200伏特的开关4的端子I4i。

具体地，高压开关4的第一端子I4i连接至初级绕组2.1的第二端子、第二端子I4o连接至接地参考电压、并且控制端子I4c连接至驱动单元5。

高压开关4可根据控制端子I4c上接收到的控制信号S_ctrl的值而在闭合位置和断开位置之间切换。

优选地，通过具有与端子I4i重合的集电极端子、具有与端子I4o重合的发射极端子、并且具有与端子I4c重合的栅极端子的IGBT类型晶体管(绝缘栅极双极晶体管)实现高压开关4；因此，在这种情况下，初级电压V_pr等于IGBT晶体管4的集电极端子的电压。

具体地，当闭合时，使IGBT晶体管4在饱和区域中产生作用，并且当断开时，使IGBT晶体管4在抑制区域中产生作用。

使IGBT晶体管4以大于200伏特的电压值产生作用。

可替代地，能够利用场效应晶体管(MOSFET、JFET)、或利用两个双极结型晶体管(BJT)实现高压开关4，或者其可以是固态开关(继电器)。

向驱动单元5供应小于或等于电池电压V_batt的电源电压VCC。

例如，如果假设电池电压V_batt的值是12V，则电源电压VCC的值可以是8.2V、5V、或3.3V。

如下面更为详细阐明的，偏置电路6具有使火花塞3偏置的功能，以在测量电离电流的第三步骤期间产生电离电流I_ion的流动。

偏置电路6介于次级绕组2-2的第二端子与积分电路7之间。

优选地，偏置电路6包括如图1A至图1C中所示的电连接的第一电容器C6(下面以“偏置电容器”表示)，该第一电容器C6与第一齐纳二极管DZ8的并联连接。

偏置电容器C6包括连接至第一齐纳二极管DZ8的阴极端子的第一端子，该第一端子连接至次级绕组2-2的第二端子。

偏置电容器C6包括连接至积分电路7的第二端子。

偏置电容器C6具有生成电能、以迫使电离电流I_ion在塞3的火花结束之后流动的功能。

事实上，在将能量从初级绕组传递至次级绕组的第二步骤期间，对偏置电容器C6进行充电，并且在测量电离电流I_ion的第三步骤期间，偏置电容器C6至少部分通过电离电流I_ion放电。

在下文中，使用V_C6指示偏置电容器C6上的压降。

应注意，如下面更为详细阐明的，偏置电容器C6的电容的值比根据测量电离电流的已知方案的偏置电路中所使用的电容器的电容的值低许多。

例如，偏置电容器C6的电容在10纳法拉与150纳法拉之间。

在测量电离电流的第三步骤中，能够在电离电流接近结束时(如图2A中所示)、或者在电离电流I_ion结束之后或之前不久偏置电容器C6进行(部分或完全)放电。

第一齐纳二极管DZ8包括连接至次级绕组2-2的第二端子的阴极端子并且包括连接至积分电路7的阳极端子。

使第一齐纳二极管DZ8具有第一操作模式，其中，当其反向偏置时(即，当阳极端子的电压小于阴极端子的电压时)，其自身上的压降等于齐纳电压Vz(例如，等于200伏特)，并且使其具有第二操作模式，其中，当其正向偏置时(即，当阳极端子的电压大于阴极端子的电压时，例如，约0.7伏特)，其操作为正常二极管。

如下面以V_DZ8(例如，V_DZ8等于200伏特)表示的，在传递能量的第二步骤期间，第一齐纳二极管DZ8被反向偏置并且具有限制偏置电容器C6上的电压的值的功能，偏置电容器C6被充电高至达到等于第一齐纳二极管DZ8的齐纳电压的最大值。

在测量电离电流的第三步骤期间，使第一齐纳二极管DZ8正向偏置；例如，使第一齐纳二极管DZ8上的电压等于约0.7伏特。

如下面更为详细阐明的，积分电路7具有下列功能：测量电离电流I_ion的积分值；执行电流-电压转换并且生成代表在点火循环的第三步骤期间所测量的电离电流I_ion的积分值的积分电压信号V_int_I_ion。

积分电路7连接在偏置电路6与接地参考电压之间。

如下面更为详细阐明的，在传递能量的第二步骤期间(其中，电极上产生火花)，完成积分电路7的重置，以允许在第三步骤期间测量电离电流I_ion的积分。

更具体地，如图1A至图1C中所示，积分电路7包括第二电容器C4(下面以“积分电容器”表示)，该第二电容器C4与第二齐纳二极管DZ11的并联连接。

积分电容器C4包括连接至第二齐纳二极管DZ11的阳极端子的第一端子，该第一端子连接至偏置电路6，具体地，连接至偏置电容器C6的第二端子和第一齐纳二极管DZ8的阳极端子。

积分电容器C4还包括连接至第二齐纳二极管DZ11的阴极端子的第二端子，该第二端子连接至接地参考电压。

积分电容器C4具有下列功能：存储通过电离电流I_ion的流动而产生的电荷(在测量电离电流I_ion的第三步骤期间)；因此测量作为电离电流I_ion的积分函数的值；具体地，通过积分电容器C4测量的值随着电离电流I_ion的积分值的增加而增加(例如，成正比)。

进一步地，即，当火花塞3的电极之间产生火花时，积分电容器C4通过流经次级绕组2-2的次级电流I_sec的脉冲来在传递能量的第二步骤期间自动完全放电(其可能的剩余电荷)

因此，积分电压信号V_int_I_ion表示积分电容器C4上的电压，即，在测量电离电流I_ion的第三步骤期间所测量的电离电流I_ion.的积分值的函数(例如，成正比)。

第二齐纳二极管DZ11包括连接至积分电容器C4的第一端子的阳极端子，该阳极端子连接至偏置电路6，具体地，连接至偏置电容器C6的第二端子和第一齐纳二极管DZ8的阳极端子。

第二齐纳二极管DZ11还包括连接至积分电容器C4的阴极端子，积分电容器C4连接至接地参考电压。

使第二齐纳二极管DZ11具有第一操作模式，其中，当其反向偏置时(即，当阳极端子的电压小于阴极端子的电压时)，其自身上的压降等于齐纳电压Vz(例如，等于15伏特)，并且使其具有第二操作模式，其中，当其正向偏置时(即，当阳极端子的电压大于阴极端子的电压约0.7伏特时)，其操作为正常二极管。

在测量电离电流I_ion的第三步骤期间，第二齐纳二极管DZ11被反向偏置并且具有将积分电容器C4上的积分电压V_int_I_ion的值限制为等于第二齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11的最大值的功能，在这种情况下，第三步骤中的积分电压V_int_I_ion的值达到较高的值：这允许在不损坏其的情况下使积分电容器C4的第一端子(直接或间接)连接至局部控制单元9(例如，小型微处理器)。

例如，第二齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11等于15伏特并且由此将积分电容器C4上的积分电压V_int_I_ion的值限制为值Vint_max＝V_DZ11＝--15伏特，即，将积分电容器C4上的压降(在测量电离电流的第三步骤期间)限制为所定义的负值-15伏特。

在传递能量的第二步骤期间，第二齐纳二极管DZ11被正向偏置并且具有下列功能：保持积分电容器C4上的电压为大致空值；例如，在传递能量的第二步骤期间，将积分电容器C4上的电压限制为等于约0.7伏特的正值。

电子控制单元20具有控制点火线圈2的操作的功能，目的是在正确的时刻在火花塞3上产生火花。

具体地，如下面更为详细阐明的，电子控制单元20包括输出端子，输出端子被适配成生成从第一值转换成第二值(例如，从逻辑低转换成高值)的点火信号S_ac，以终止对初级绕组2-1进行充电的第一步骤并且激活将能量从初级绕组2-1传递至次级绕组2-2的第二步骤。

驱动单元5(例如，微控制器)具有控制高压开关的操作的功能。

驱动单元5包括第一输入端子，该第一输入端子被适配成接收从一个值转换成另一值(例如，从逻辑高转换成低值，或反之亦然)的点火信号S_ac，并且包括第一输出端子，该第一输出端子被适配成根据点火信号S_ac的值生成用于驱动高压开关4断开或闭合的控制信号S_ctrl。

具体地，驱动单元5被配置为接收具有第一值(例如，逻辑高值)的点火信号S_ac并且生成具有用于驱动高压开关4的闭合的第一值(例如，电压值大于零)的控制信号S_ctrl。

进一步地，驱动单元5被配置为接收具有第二值(例如，逻辑低值)的点火信号S_ac并且生成具有用于驱动高压开关4的断开的第二值(例如，空电压值)的控制信号S_ctrl，由此突然中断流经初级绕组2-1的初级电流流动I_pr：这导致短长度的初级绕组2-1的第二端子上的电压脉冲通常具有200V-450V的峰值并且具有几微秒的长度。

因此，将存储在初级绕组2-1中的能量转移至次级绕组2-2上；具体地，在次级绕组2-2的第一端子上生成高值电压脉冲，通常为15kV-50kV，即，足以触发火花塞3的电极之间的火花。

出于检测空气-燃料混合物在火花塞3所在的汽缸的燃烧室中是否存在失火之目的，局部控制单元9(例如，微处理器或微控制器)具有通过使用单独的通信信道采集电离电流I_ion的积分值的信息并且转移至电子控制单元20的功能。

例如，可能由于故障喷射器、或故障火花塞3、或燃烧室内的其他原因(诸如火花塞3的污染状况)而引起失火。

局部控制单元9电连接至积分电路7和电子控制单元20。

根据本发明的第一方面，局部控制单元9包括：第一输入端子，被适配成接收点火信号Sac；包括：第二输入端子，被适配成接收代表积分电路7的积分电容器C4上的电压V_C4(即，代表电离电流I_ion的积分)的积分电压信号V_int_I_ion；并且包括：输出端子，被适配成针对具有长度ΔT(见图2A至图2C中的ΔT1、ΔT2、ΔT3、ΔT4)的每次循环(见图2A至图2C中的I1、I2、I3、I4)根据前一循环中的电离电流I_ion的积分测量值生成携带电压脉冲的燃烧监测电压S_id，即，ΔT是前一循环中的电离电压V_int_I_ion的检测值的函数。

应注意，在测量电离电流I_ion的第三步骤期间所生成的积分电压V_int_I_ion的值具有负趋势并且因此使用控制单元9内的逆变器生成具有正趋势的积分电压。

如下面更为详细阐明的，电子控制单元20在每次燃烧循环中使用燃烧监测电压S_id来检测空气-燃料混合物在其中安装火花塞3的汽缸的燃烧室中是否存在失火。

具体地，燃烧监测电压S_id的电压脉冲的长度ΔT是前一点火循环中的电离电流I_ion的积分测量值的函数(例如，成正比)，即，其是在前一点火循环中的积分电容器C4上所检测的积分电压V_int_I_ion的值的函数(例如，成正比)。

因此，前一循环中的控制单元9被配置为根据点火信号S_ac并且根据携带前一点火循环中的电离电流I_ion的积分测量值的积分电压信号V_int_I_ion生成燃烧监测电压S_id：

-当点火信号S_ac具有递增的边缘时(见图2A至图2C中的时刻t1、t10、t20、t30)，在燃烧监测电压S_id的电压脉冲中生成递增边缘(见图2A至图2C中的电压脉冲I1,I2,I3,I4的递增边缘)；

-燃烧监测电压S_id的电压脉冲的长度ΔT是前一点火循环中测量电离电流I_ion的步骤的积分电压V_int_I_ion的值的函数(例如，成正比)(见图2A至图2C中具有相应长度ΔT1、ΔT2、ΔT3、ΔT4的脉冲I1、I2、I3、I4在时刻t1.1、t10.1、t20.1、t30.1的递减边缘)。

因此，电子控制单元20具有检测空气-燃料混合物在其中安装火花塞3的汽缸的燃烧室中是否存在失火的另一功能。

在这种情况下，电子控制单元20包括输入端子，输入端子被适配成针对每次点火循环根据电离电流I_ion的积分测量值接收携带具有长度ΔT的电压脉冲的燃烧监测电压S_id。

因此，电子控制单元20被配置为根据电离电流I_ion的积分测量值检测空气-燃料混合物在其中安装火花塞3的汽缸的燃烧室中是否存在失火。

更具体地，电子控制单元20针对每次点火循环执行电压脉冲的长度ΔT(取决于电离电流I_ion的积分测量值)相对于点火阈值的比较，以检测每次点火循环中是否存在失火。

有利地，点火阈值的值是可变的并且取决于发动机的操作条件，诸如，例如，发动机的转数与发动机负载。

电子控制单元20还具有根据电离电流I_ion的积分测量值检测空气-燃料混合物是否存在预点火或污染的功能，即，在对初级绕组2-1进行充电的步骤期间检测存在不需要的电流电平。

图1A示出了对初级绕组2-1充能的第一步骤期间的电子点火系统15，其中，高压开关4闭合：在该配置中，电流I_chg(见图1A)从电池电压V_batt朝向接地流动、跨越第一初级绕组2-1和高压开关4；因此，所述电流I_chg的值等于流入初级绕组2-1中的初级电流I_pr的值。

图1B示出了将能量从初级绕组2-1传递至次级绕组2-2的第二步骤期间的电子点火系统15，其中，高压开关10断开：在该配置中，电流I_tr(见图1B)流经火花塞3、次级绕组2-2、偏置电路6、以及积分电路7。

图1C示出了测量电离电流I_ion的第三步骤期间的电子点火系统15并且示出了代表电离电流I_ion的积分测量值的积分电压信号V_int_I_ion的生成。

应观察到，高压开关4是断开的并且电离电流I_ion流经积分电路7、偏置电路6、次级绕组2-2、以及火花塞3(再次见图1C和图2C)。

参考图2A至图2C，根据本发明的实施方式示出了点火信号S_ac、控制信号S_ctrl、初级电流I_pr、次级电流I_sec、电离电流I_ion、积分电压V_int_I_ion、以及燃烧监测电压S_id的可能趋势。

应注意，出于对本发明进行阐明之目的，图2A至图2C示出了与电离电流I_ion的信号分离的次级电流I_sec的信号，但是，实际上，其是在电子点火系统15的两个不同操作步骤中流经次级绕组2-2的电流，分别是传递具有长度T_tr的能量的第二步骤和测量具有长度T_ion的电离电流的第三步骤，因为电流的数量级不同，即，在传递能量的第二步骤中的次级电流I_sec的情况下，为数百mA(毫安)，并且在电离电流I_ion的情况下，为数百μA(微安)，所以该分离也是有用的。

应注意，图2A至图2C中表示的信号不是按比例的并且描述内容优于从信号推导的值。

图2A示出了t1与t10之间所包括的第一点火循环并且图2B示出了时刻t10与t20之间所包括的第二点火循环：在两种循环中，空气-燃料混合物在发动机的汽缸的燃烧室中进行正确地燃烧，即，在火花塞3的电极之间出现正确的火花。

另外，图2C示出了时刻t10与t20之间所包括的第三点火循环，其中，空气-燃料混合物在发动机的汽缸的燃烧室中出现失火，即，在传递能量的第二步骤中，火花塞3的电极之间并不出现火花。

在第三循环之后的点火循环中，信号的趋势继续，仅示出了第三循环之后的第四循环的一部分。

应观察到，对于存在电子点火系统15的三个操作步骤的第一点火循环和第二点火循环：

-对初级绕组2-1进行充电的第一步骤具有长度T_chg并且包括第一循环的时刻t1与t2之间、第二循环的时刻t10与t12之间：在这些时刻，积分电路7开始重置，具体地，积分电容器C4开始缓慢地放电并且通过从积分电容器C4的端子O4看到的电荷而部分放电；

-将能量从初级绕组2-1传递至次级绕组2-2的第二步骤具有长度T_tr并且包括第一循环的时刻t2与t5之间、第二循环的时刻t12与t15之间：在这些时刻，假设在火花塞3的电极上正确地产生火花，对积分电路7进行重置(具体地，积分电容器C4朝向大致空值快速地放电)，而且，对偏置电路6的偏置电容器C6进行充电，直至其达到第一齐纳二极管DZ8的齐纳电压V_DZ8的值；

-测量电离电流并且生成积分电压V_int_I_ion的第三步骤具有长度T_ion并且包括第一循环的时刻t5与t10之间、第二循环的时刻t15与t20之间：在这些时刻，偏置电路6的偏置电容器C6操作为迫使电离电流I_ion流动的电能的生成器，并且因此，偏置电路6的偏置电容器C6通过电离电流I_ion的流动而至少部分放电，而且，通过对积分电容器C4进行充电而测量值(通过检测积分电容器C4上的积分电压V_int_I_ion)，即，电离电流I_ion的积分的函数(例如，成正比)，直至积分电压V_int_I_ion达到最大值Vint_max(在其中电离电流I_ion的积分值是高值的情况下，局限于齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11)。

而且，应观察到，此外，对于第三点火循环，存在电子点火系统15的三个操作步骤：

-对初级绕组2-1进行充电的第一步骤具有长度T_chg并且包括时刻t20与t22时间：在这些时刻，在初级绕组2-1中完成能量的充电并且对积分电容器C4进行部分和缓慢地放电；

-将能量从初级绕组2-1传递至次级绕组2-2的第二步骤具有长度T_tr并且包括时刻t22与t25之间的时间：在这些时刻，假设空气-燃料混合物在其中安装火花塞3的燃烧室中出现失火；

-测量电离电流并且生成积分电压V_int_I_ion的第三步骤具有长度T_ion并且包括时刻t25与t30之间：不同于第一循环和第二循环的第三步骤，在第三循环的该第三步骤中，电离电流I_ion由于空气-燃料混合物的失火而大致为空，并且因此，不对积分电容器C4进行充电(即，其在大致空值下保持放电，例如，0.7伏特)，因此，测量(通过检测积分电压V_int_I_ion)电离电流I_ion的积分为大致空值(即，非常小)。

更详细地，在充电的第一步骤中(包括第一循环的t1与t2之间、第二循环的t10与t12之间、以及第三循环的t20与t22之间的时刻)，高压开关4闭合，初级电流I_pr具有从空值递增至最大值Ipr_max的趋势，次级电流I_sec的值大致为空，电离电流I_ion为空并且积分电压信号V_int_I_ion为空(第一循环)或朝向大致空的值缓慢增加(第二循环)。

在传递能量的第二步骤中(包括第一循环的t2与t5之间、第二循环的t12与t15之间、以及第三循环的t22与t25之间的时间间隔)，进行下列操作：

-使高压开关4断开，初级电流I_pr大致为空，次级电流I_sec在时刻t2(第一循环)、t12(第二循环)、以及t22(第三循环)具有最大值Isec_max的脉冲并且然后具有从最大值Isec_max递减的趋势，直至分别在时刻t4(第一循环)、t14(第二循环)、以及t24(第三循环)达到大致空值；

-使电容器C4快速放电，并且因此，积分电压信号V_int_I_ion在第二循环(即，在第一循环的时刻t2与t3之间、第二循环的时刻t12与t13之间、第三循环的时刻t22与t23之间)的开始首先朝向空值快速地增加，直至达到大致空值(例如，约等于正向偏置的齐纳二极管DZ11上的电压的0.7伏特)，并且然后，在第二循环(即，第一循环的时刻t3与t5之间、第二循环的时刻t13与t15之间、第三循环的时刻t25与t25之间)的剩余时间间隔内，保持积分电压信号V_int_I_ion等于大致空值(例如，约0.7伏特)；

-在第一循环、第二循环、以及第三循环的整个第二步骤期间，电离电流I_ion为空。

具体地，积分电压V_int_I_ion指积分电容器C4上的压降V_C4，并且因此，在第二循环的传递能量的第二步骤期间，积分电容器C4进行放电，直至在时刻t13(距t12不远)达到完全放电，其中，积分电容器C4上的压降大致为空(例如，等于正向偏置的齐纳二极管DZ11上的压降的0.7伏特)。

在测量电离电流的第三步骤中(包括第一循环的t5与t10之间、第二循环的t15与t20之间、以及第三循环的t25与t30之间的时间间隔)，使高压开关4断开。

在第一循环的时刻t2之后、在第二循环的时刻t12之后、并且在第三循环的时刻t22之后，初级电流I_pr具有空值。

在第一循环的t4与t10之间、第二循环的t14与t20之间、以及第三循环的t24与t30之间所包括的时刻，次级电流I_sec为空。

进一步地，因为空气-燃料混合物在第一循环与第二循环中进行正确燃烧，所以电离电流I_ion在第一循环的t5与t7之间与第二循环的t15与t17之间所包括的时刻流经次级绕组2-2。

具体地，在测量第一循环和第二循环的电离电流的第三步骤中，电离电流I_ion在第一循环的t5与t6之间与第二循环的t15与t16之间所包括的时刻具有第一电流峰值P1(化学阶跃)，然后，在第一循环的时刻t6与t7之间并且在第二循环的t16与t17之间存在第二电流峰值P2(热阶跃)，然后，电离电流I_ion从第一循环的时刻t7起并且从第二循环的时刻t17起具有大致空值。

另外，在第三循环的第三步骤中，因为空气-燃料混合物存在失火，所以在时刻t25与t27之间，电离电流I_ion也大致为空。

进一步地，在测量第一循环与第二循环的电离电流的第三步骤中(包括第一循环的t5与t10之间与第二循环的t15与t20之间的时刻)，积分电压V_int_I_ion在第一循环的时刻t5和第二循环的时刻t15反而具有从大致空值开始递减的单调趋势，直至达到最大负值Vint_max(例如，等于齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11)，在测量第一循环和第二循环的电离电流的第三步骤中的给定时间时刻所检测的积分电压V_int_I_ion的值表示电离电流I_ion在直至所考虑的时间时刻所对的区域(负符号)，即，电离电流I_ion的积分测量。

具体地，积分电压V_int_I_ion指积分电容器C4上的压降V_C4，并且因此，在测量第一循环和第二循环的电离电流的第三步骤期间，完成积分电容器C4的充电，其电荷被限制为负值，以使得积分电容器C4上的电压达到等于被反向偏置的齐纳二极管DZ11上的齐纳电压V_DZ11的最大负值Vint_max。

例如，第二齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11等于15伏特，因此，将积分电压V_int_I_ion的值限制为值Vint_max＝V_DZ11＝-15伏特，即，在测量第一循环和第二循环的电离电流的第三步骤期间，将积分电容器C4上的电压限制为例如等于-15伏特的已定义负值。

另外，在测量第三循环(包括t25与t30之间的时刻)的电离电流的第三步骤中，积分电压V_int_I_ion由于空气-燃料混合物的失火而反而具有大致空的趋势，并且因此，在测量第三循环的电离电流的第三步骤中的给定时间时刻所检测的积分电压V_int_I_ion的值是非常小的值(即，约为空)，即，电离电流I_ion的积分测量是非常小的值(即，约为空)。

此外，参考图1A至图1C与图2A至图2C，下面将对根据本发明的实施方式的点火系统在包括时刻t1与t30之间的三次点火循环以及t30之后的第四点火循环的一部分中的操作进行描述。

-出于阐明操作之目的，考虑下列假设：

-参考电压V_ref等于接地参考电压；

-电池电压V_batt＝12V；

-电源电压VCC＝5V；

-通过IGBT晶体管实现高压开关4；

-利用偏置电容器C6与齐纳二极管DZ8的并联连接实现偏置电路6；

-利用积分电容器C4与齐纳二极管DZ11的并联连接实现积分电路7；

-假设在初始时刻t1对积分电容器C4进行充电，具体地，积分电容器C4上的电压等于齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11(例如，-15伏特)；

-控制信号S_ctrl指电压信号；

-积分信号S_ac与控制信号S_ctrl具有逻辑值，其中，逻辑低值是0V并且逻辑高值等于电源电压VCC＝5V。

-线圈2的匝数之比为N；

-在空气-燃料混合物进行正确燃烧的情况下，燃烧监测电压S_id的脉冲的长度ΔT与积分电压V_int_I_ion的检测值成正比。

假设从时刻t1之前的点火循环中进行空气-燃料混合物的适当点火的条件开始。

在时刻t1，第一点火循环开始并且电子控制单元20生成从逻辑低值转换成逻辑高值(等于电源电压VCC)的点火信号S_ac，点火信号S_ac指示开始充电步骤。

驱动单元5接收等于逻辑高值的点火信号S_ac并且在IGBT晶体管4的控制端子上生成具有等于使IGBT晶体管4闭合的逻辑高值的值的控制电压信号S_ctrl(见图1A中的配置)。

进一步地，在时刻t1，局部控制单元9接收积分电压V_int_I_ion的检测值并且生成具有带上升边缘的电压脉冲I1的燃烧监测电压S_id。

由于IGBT晶体管4是闭合的，开始对初级绕组2-1充能的第一步骤，其中，初级电流I_pr开始从电池电压V_batt朝向接地参考电压流动，从而流经初级绕组2-1和IGBT晶体管4。

初级电压V_pr从值V_batt转换成饱和电压值Vds_sat，初级绕组2.1的第一端子的电压保持等于V_batt，并且因此，初级绕组2-1上的压降从空值转换成等于V_batt-Vds_sat的值；进一步地，次级电压V_sec从空值转换成值N*(V_batt-Vds_sat)。

包括t1与t2之间(不包括t2)的时刻的操作与所描述的时刻t1的操作相似，具有下列差异，

具体地，

-控制电压信号S_ctrl保持等于逻辑高值(等于电源电压VCC)的值，其保持IGBT晶体管4是闭合的；

-流经初级绕组2-1的初级电流I_pr具有递增趋势，从而继续利用能量对初级绕组2-1进行充电；

-初级绕组2.1的第一端子的电压保持等于V_batt；

-由于初级电流I_pr增加，初级电压V_pr具有递增趋势；

-初级绕组2.1上的压降具有递减趋势；

-次级电压V_sec具有从值N*V_batt递减至值N*(V_batt-Vds_sat)的趋势，且具有遵循初级电压V_pr减去匝数N之比的值的趋势；

-保持以齐纳二极管DZ11的齐纳电压的值对积分电容器C4进行充电，并且因此，积分电压V_int_I_ion具有等于齐纳二极管DZ11的齐纳电压的值(例如，-15伏特)的大致恒定趋势。

而且，在包括t1与t2之间的时刻，电离电流I_ion为空并且积分电压V_int_I_ion也为空。

最后，在包括t1与t2之间的时刻，局部控制单元9接收积分电压V_int_I_ion的检测值并且根据积分电压V_int_I_ion的所述检测值而生成在时刻t1.1具有电压脉冲I1的下降边缘的燃烧监测电压S_id，由此在第一循环之前并且其中假设空气-燃料混合物已经进行正确点火的点火循环中(图中未示出)生成具有与积分电压V_int_I_ion的检测值成正比的长度ΔT1的脉冲I1；电子控制单元20使用所述长度ΔT1来检测空气-燃料混合物在其中安装火花塞3的发动机的汽缸的燃烧室中是否存在失火。

在时刻t2，电子控制单元20生成从逻辑高值(等于电源电压VCC)转换成逻辑低值的点火信号S_ac，点火信号S_ac指示点火的第一步骤结束和将能量从初级绕组2-1传递至次级绕组2-2的步骤开始。

驱动单元5接收等于逻辑低值的点火信号S_ac并且在IGBT晶体管4的控制端子上生成具有使IGBT晶体管4断开的逻辑低值的控制电压信号S_ctrl(见图1B中的配置)。

因为IGBT晶体管4断开，所以通过初级绕组2-1从电池电压V_batt朝向接地的电流I_chg突然中断，并且因此，开始将能量(之前存储在初级绕组2-1中)传递至次级绕组2-2上。

因此，初级电压V_pr具有较高值(通常等于200V-450V)和较短长度(通常为几微秒)的脉冲，初级电流I_pr从最大值Ipr_max突然减小至空值，次级电流I_sec具有值Isec_max的脉冲并且次级电流V_sec具有非常高的值(例如，30KV)的脉冲，从而触发火花塞3的电极上的火花。

进一步地，在时刻t2，还开始通过次级电流I_sec的脉冲对偏置电容器C6进行充电并且开始对积分电容器C4进行快速和完全地放电；因此，在传递能量的第二步骤中，积分电容器C4上的电压首先具有朝向大致空值的快速转换并且然后保持等于大致空值(例如，通过齐纳二极管DZ11的正向偏置而等于约0.7伏特的正值)。

应注意，出于简化之缘故，假设初级电流I_pr在时间时刻t2具有从最大值Ipr_max至空值的瞬间转换，但是，实际上，在例如持续2微秒与15微秒之间的时间间隔内发生所述转换；在这种情况下，次级电压V_sec的绝对值具有到最大值的高斜坡递增趋势，并且当次级电压V_sec已经达到最大值时(并且因此当初级电流I_pr已经达到空值时)，发射火花。

在包括t2与t5之间(不包括t5)的时刻，保持火花塞3的电极之间的火花，并且因此，空气-燃料混合物继续燃烧。

操作与所描述的时刻t2的操作相似，由此保持抑制IGBT晶体管4。

因此，保持初级电流I_pr的值为零，而次级电流I_sec具有开始从最大值Isec_max递减的趋势。

在t2与t3之间的时刻，次级电流I_sec流经次级绕组2-2并且然后流经被充电的偏置电容器C6；在特定时刻，次级电流I_sec(流经次级绕组2-2)开始流经齐纳二极管DZ8，然后，齐纳二极管DZ8被反向偏置并且限制偏置电容器C6上的电压V_C6等于第一齐纳二极管DZ8的齐纳电压V_DZ8(例如，齐纳二极管DZ8的齐纳电压V_DZ8等于200V)。

而且，在t2之后的时刻，次级电流I_sec(如上面示出的，流经次级绕组2-2并且然后流经偏置电容器C6或齐纳二极管DZ8)流经快速放电的积分电容器C4，并且由此，积分电容器C4上的电压从最大负值Vint_max朝向大致空值快速地转换。

因此，尽管偏置电容器C6正在充电(或尽管偏置电容器C6已经充电并且被限制为齐纳二极管DZ8的齐纳电压V_DZ8的值)，然而，积分电容器C4对之前存储的残留电荷进行快速放电，以准备在第三步骤中测量电离电流I_ion的积分值。

在t2之后的特定时刻，次级电流I_sec(如上面示出的，流经次级绕组2-2并且流经偏置电容器C6或齐纳二极管DZ8)开始流经被正向偏置的齐纳二极管DZ11，并且由此，在时刻t3，积分电容器C4上的电压V_C4(并且因此积分电压V_int_I_ion)是等于约0.7伏特的正值；因为该值相对于齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11的值非常小，所以上面指示(并且图2A中也指示)积分电容器C4在第二步骤中放电，以下降达到其自身的电压V_C4的“大致空”值。

而且，在包括t2与t5之间的时刻，电离电流I_ion为空并且积分电压V_int_I_ion也为空。

在时刻t5，可以开始测量电离电流，如同之前的时刻t4，次级电流I_sec的值已经达到空值，并且因此，可以在空气-燃料混合物的燃烧期间所生成的离子之后仅测量火花塞3的电极处所生成的电流的贡献。

因此，在时刻t5开始第三步骤；偏置电路6开始产生流经次级绕组2-2的电离电流I_ion的流动，并且由此，积分电路7开始测量电离电流I_ion的强度的积分值。

具体地，在时刻t5，偏置电容器C6操作为电能的生成器(通过存储在之前第二步骤中的电荷)并且开始通过电离电流I_ion对偏置电容器C6进行放电。

而且，在时刻t5，通过在火花结束之后存储由燃烧室中生成的离子所产生的电荷，积分电容器C4开始朝向负值充电，并且因此，在时刻t5，开始测量电离电流I_ion的积分值。

更具体地，在包括t5与t6之间的时刻，生成(通过偏置电路6)电离电流I_ion的值的第一峰值P1，代表在测量电离电流的步骤的化学阶跃期间产生的离子所生成的电流，而且，测量(通过积分电路7，具体地，通过正在充电的积分电容器C4)与电离电流I_ion的强度积分成比例的值，从而生成积分电压信号V_int_I_ion。

因此，在包括t5与t6之间的时刻，积分电容器C4继续充电并且积分电压V_int_I_ion具有从时刻t5的空值递减至时刻t6的第一负值V1的趋势(例如，V1int＝-2伏特)。

同样，在包括t6与t7之间的时刻，生成(通过偏置电路6)电离电流I_ion的值的第二峰值P2，代表由测量电离电流的第三步骤的化学阶跃期间产生的离子所生成的电流，并且还继续测量(通过积分电路7，具体地，通过积分电容器C4)与电离电流I_ion的强度积分成比例的值，从而生成积分电压信号V_int_I_ion；因此，在包括t6与t7之间的时刻，积分电容器C4继续充电并且积分电压V_int_I_ion继续具有从时刻t6的第一值V1int递减至时刻t7的最大负值Vint_max(绝对值大于V1int)的趋势(例如，Vint_max＝-15伏特)。

在包括t7与t10之间的时刻，因为火花塞3的电极上的活动已经结束，所以电离电流I_ion具有大致空值，积分电容器C4保持充电并且积分电压V_int_I_ion具有等于最大负值Vint_max的恒定趋势。

在电离电流的积分测量值达到(在包括第三步骤的t6与t7之间的时刻)较高值的假设中，齐纳二极管DZ11发生反向偏置，并且因此，电流从接地参考端子流入二极管DZ11(尽管积分电容器C4上的电流变为空)，由此将积分电容器C4上的电压的值限制为等于齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11的值(例如，等于-15伏特)；因此，在包括t6与t7之间的时刻，积分电压V_int_I_ion达到等于齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11的值(例如，-15伏特)，并且在随后的时刻，积分电压V_int_I_ion具有等于齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11的大致恒定趋势(例如，-15伏特)。

应注意，在测量电离电流的已知方案中，在测量电离电流的整个步骤期间保持对偏置电容器C6进行充电(即，需要保持偏置电容器C6上的电压V_C6大致恒定处于零伏特之外的值)。

另外，根据本发明，足以(通过积分电容器C4的充电并且同时通过偏置电容器C6的放电，并且反之亦然)保持(在测量电离电流的第三步骤期间)在比测量电离电流的第三步骤的长度之外的更短时间间隔内对偏置电容器C6进行充电，由此允许使用具有低得多的电容值的偏置电容器C6(由此，偏置电容器C6具有更小的尺寸)；例如，图2A表明偏置电容器C6上的压降V_C6在接近其中电离电流I_ion已经达到空值的时间时刻达到非常小的值(空极限)，但是，在时间时刻t7之前或之后的时间时刻，电压VC_6也可以达到非常小的值，在后者情况下，距时刻t7的距离比距时刻t10的距离小得多。

例如，偏置电容器C6的电容的值在50纳法拉(nF)与150nF之间的值。

在时刻t10，第一点火循环结束并且第二点火循环开始，其中，假设空气-燃料混合物再次进行正确燃烧。

第二点火循环的时刻t10与t12之间的操作(对能量进行充电的第一步骤)与上面所述的第一点火循环的时刻t1与t2之间的操作相似，差异在于，积分电容器C4开始缓慢地放电并且通过从积分电容器C4的端子O4看到的电荷而部分放电。

而且，在时刻t10，控制信号S_ctrl具有上升边缘并且局部控制单元9生成携带具有上升边缘的电压脉冲I2的燃烧监测电压S_id，电子控制单元20在第一循环中使用燃烧监测电压S_id来检测空气-燃料混合物在安装有火花塞3的发动机的汽缸的燃烧室中存在正确的燃烧。

具体地，局部控制单元9接收代表与第一点火循环中的电离电流I_ion的积分测量成正比的值的积分电压V_int_I_ion并且生成携带具有与测量第一点火循环的电离电流I_ion的步骤中的积分电压V_int_I_ion的值成正比的长度ΔT2的电压脉冲I2的燃烧监测电压S_id。

因此，在包括t10与t12之间的时刻，局部控制单元9将携带具有长度ΔT2的电压脉冲I2的燃烧监测电压S_id发送至电子控制单元20；电子控制单元20接收燃烧监测电压S_id、执行时间长度ΔT2的值与点火阈值的值之间的比较、检测时间长度ΔT2的值大于点火阈值的值、并且因此在第一点火循环中检测空气-燃料混合物在其中安装火花塞3的发动机的汽缸的燃烧室中未发生失火(即，在第一循环中，火花塞3的电极之间产生正确的火花，即，空气-燃料混合物进行正确燃烧)。

第二点火循环的时刻t12与t15之间(其中产生火花的传递能量的第二步骤)的操作等同于之前描述的第一点火循环的时刻t2与t5之间的操作。

具体地，在第二循环的时刻t12与t13之间(t13在t12之间)，通过次级电流I_sec的流动对积分电容器C4(在测量第一循环的电离电流的之前步骤中进行充电)上的残余电压进行快速放电，直至通过齐纳二极管DZ11的正向偏置来在时刻t13达到积分电容器C4上的电压的大致空值(例如，约0.7伏特)；如此，积分电容器C4(完全放电)准备用于存储在测量第二循环的电离电流的步骤中所产生的电荷，因此，积分电路7进行自动重置，而无需中断驱动单元5或电子控制单元20。

应注意，积分电容器C4上的残余电压在第二循环的第一步骤期间的放电比第二循环的第二步骤期间的放电慢许多。

因此，在第二循环的充电与传递能量的步骤期间(包括t10与t15之间的时刻)，积分电压V_int_I_ion在时刻t13具有从最大负值Vint_max递增至大致空值(例如，约0.7伏特)的趋势，并且然后，保持等于大致空值(见图2B)，其中，在距时刻t12不是非常远的时刻t13达到所述大致空值。

第二点火循环的时刻t15与t20之间的操作(测量电离电流的第三步骤)与上面所述的第一点火循环的时刻t5与t10之间的操作相似，因此，至少部分通过次级绕组2-2的点火电流I_ion的流动来对偏置电容器C6进行放电，并且使积分电容器C4朝向负值充电，由此通过检测积分电容器C4上的积分电压信号V_int_I_ion来测量与电离电流I_ion的积分成比例的值。

在包括t17与t20之间的时刻，由于火花塞3的电极上的活动已经结束，点火电流I_ion具有大致空值。

在时刻t20，第二点火循环结束并且第三点火循环开始，其中，出现失火。

第三点火循环的时刻t20与t22之间的操作(对能量进行充电的第一步骤)与之前所述的第二点火循环的时刻t10与t12之间的操作相似。

具体地，在时刻t20，控制信号S_ctrl具有上升边缘并且局部控制单元9生成携带具有上升边缘的电压脉冲I3的燃烧监测电压S_id，电子控制单元20在第二循环中使用燃烧监测电压S_id检测空气-燃料混合物在其安装有火花塞3的发动机的汽缸的燃烧室中存在正确燃烧。

具体地，局部控制单元9接收代表与第二点火循环中的电离电流I_ion的积分测量成正比的值的积分电压V_int_I_ion并且生成携带具有与测量第二点火循环的点火电流I_ion的步骤的积分电压V_int_I_ion的值成正比的长度ΔT3的电压脉冲I3的燃烧监测电压S_id。

因此，在包括t20与t22之间的时刻，局部控制单元9将携带具有长度ΔT3的电压脉冲I3的燃烧监测电压S_id发送至电子控制单元20；电子控制单元20接收燃烧监测电压S_id、执行时间长度ΔT3的值与点火阈值之间的比较、检测时间长度ΔT3的值大于点火阈值的值、并且因此在第二点火循环中检测空气-燃料混合物在安装有火花塞3的发动机的汽缸的燃烧室中未发生失火(即，在第二循环中，火花塞3的电极之间产生正确火花，即，空气-燃料混合物进行正确燃烧)。

第三点火循环的时刻t22与t25之间的操作(传递能量的第二步骤)与之前描述的第二点火循环的时刻t12与t15之间的操作相似。

另外，第三点火循环的时刻t25与t30之间的操作(测量电离电流并且测量电离电流的积分的第三步骤)与第二点火循环的时刻t15与t20之间的操作的不同在于，在第三循环中，空气-燃料混合物已经在其中安装火花塞3的发动机的汽缸的燃烧室中出现失火。

具体地，在包括第三循环的t25与t30之间的时刻，流经次级绕组2-2的电离电流I_ion的值由于空气-燃料混合物的失火而大致为空，并且因此，不对积分电容器C4进行充电，而是保持放电处于大致空值；因此，在第三循环的第三步骤期间，检测具有大致空值的积分电压V_int_I_ion，即，在第三循环的第三步骤中，电离电流I_ion的积分测量值约等于零。

在时刻t30，第三点火循环结束并且第四点火循环开始，在图2C中仅部分地示出了第四点火循环。

具体地，图2C示出了，在时刻t30，控制信号S_ctrl具有上升边缘并且局部控制单元9生成携带具有上升边缘的电压脉冲I4的燃烧监测电压S_id，电子控制单元20使用燃烧监测电压S_id在第三循环中检测空气-燃料混合物在其中安装火花塞3的发动机的汽缸的燃烧室中存在失火。

具体地，在第三点火循环中，因为电离电流I_ion的积分测量由于失火而约等于零，所以局部控制单元9接收具有大致空值的积分电压V_int_I_ion，由此，局部控制单元9生成携带具有非常小的长度ΔT4的电压脉冲I4的燃烧监测电压S_id。

因此，在包括t30与t30.1之间的时刻，局部控制单元9将携带具有非常小的长度ΔT4的电压脉冲I4的燃烧监测电压S_id发送至电子控制单元20；电子控制单元20接收燃烧监测电压S_id、执行时间长度ΔT4的值与点火阈值之间的比较、检测时间长度ΔT4的值小于点火阈值的值、并且因此在第三点火循环中检测空气-燃料混合物已经在其中安装火花塞3的发动机的汽缸的燃烧室中发生失火(即，在第三循环中，火花塞3的电极之间未产生正确的火花，即，空气-燃料混合物未进行正确燃烧)。

应观察到，出于之前阐明本发明的操作之目的，考虑出于简化起见，在空气-燃料混合物进行正确燃烧的情况下，燃烧监测电压S_id的脉冲的长度ΔT与积分电压V_int_I_ion的检测(绝对)值成正比，但是，更一般地，本发明可应用于这样的情况，即，其中，燃烧监测电压S_id的脉冲的长度ΔT随着积分电压V_int_I_ion的检测(绝对)值的增加而增加。

还应观察到，还能够利用执行驱动驱动单元5的功能和局部控制单元9的控制功能的单一电子部件实现驱动单元5和局部控制单元9；换言之，能够将局部控制单元9整合到驱动单元5内，或反之亦然。

应观察到，图2A至图2C示出了燃烧监测电压S_id携带代表前一循环中是否存在失火的时间脉冲I1、I2、I3、I4的情况，即：

-第一电压脉冲I1的时间长度ΔT1位于第一循环的第一充电步骤内，但是，其代表在t1与t10之间的第一循环之前的循环中不存在失火(图2A至图2C中未示出)；

-第二电压脉冲I2的时间长度ΔT2位于第二循环的第一充电步骤内，但是，其代表在t1与t10之间的第一循环中不存在失火；

-第三电压脉冲I3的时间长度ΔT3位于第三循环的第一充电步骤内，但是，其代表在t10与t20之间的第二循环中不存在失火；

-第四电压脉冲I4的时间长度ΔT4位于第四循环的第一充电步骤内，但是，其代表在t20与t30之间的第三循环中存在失火。

可替代地，还可以生成燃烧监测电压S_id，以使得其携带代表同一循环中是否存在失火的时间脉冲I1、I2、I3，即：

-第一电压脉冲I1的时间长度ΔT1位于第一循环的第一充电步骤内，并且其代表在t1与t10之间的第一循环中不存在失火；

-第二电压脉冲I2的时间长度ΔT2位于第二循环的第一充电步骤内，并且其代表在t10与t20之间的第二循环中不存在失火；

-第三电压脉冲I3的时间长度ΔT3位于第三循环的第一充电步骤内，并且其代表在t20与t30之间的第三循环中存在失火。

参考图3，示出了根据本发明的实施方式的变形的电子点火系统115。

图3中的点火系统115与图1A至图1C中的点火系统的不同在于，其还包括根据由局部控制单元109(与9相似)生成的电流控制信号S_ctrl_i的值来控制的电流生成器11；如此，可以避免使用局部控制单元109与电子控制单元20之间的额外连接来传递燃烧监测信号S_id。

具体地，电流生成器11被配置为生成具有取决于电流控制信号S_ctrl_i的值的值的触发电流I_cl，其进而取决于积分电压V_int_I_ion的检测值。

更具体地，在本发明的变形中，使用触发电流I_cl的脉冲的变形的两个边缘之间的距离(见图4A至图4C中的脉冲I5、I6、I7、I8以及相应长度ΔT5、ΔT6、ΔT7、ΔT8)来确定各个燃烧循环的前一循环中是否存在失火，即，在测量前一循环的电离电流的步骤期间，电流脉冲的两个边缘之间的长度与积分电压信号V_int_I_ion的值成正比。

局部控制单元9包括被适配成接收点火信号Sac的第一输入端子、包括被适配成接收代表电离电流I_ion的积分测量值(通过积分电路7的积分电容器C4上的压降而测量)的积分电压信号V_int_I_ion的第二输入端子、并且包括被适配成根据点火信号Sac的值和积分电压V_int_I_ion的检测值生成控制由电流生成器11生成的触发电流I_cl的值的电流控制信号S_ctrl_i的输出端子。

参考图4A至图4C，示出了图3中的电子点火系统115的一些信号的趋势。

考虑循环的触发电流I_cl的变形的两个边缘之间的长度代表前一循环是否存在失火的情况。

具体地，假设在t1与t10之间的第一循环中，空气-燃料混合物进行正确燃烧，在t10与t20之间的第二循环中，进行正确燃烧，并且在t20与T30之间的第三循环中，发生失火。

应观察到，在第一循环和第二循环中，由于空气-燃料混合物进行适当的点火，而在第三循环中，空气-燃料混合物发生失火，第二点火循环与第三点火循环中的触发电流I_cl的两个变化边缘之间的长度ΔT6与ΔT7的值比第四循环中的触发电流I_cl的两个变化边缘之间的长度ΔT8大得多。

应观察到，出于对本发明进行阐明之目的，考虑了燃物-可燃物混合物(例如，空气-燃料)在安装有火花塞3的汽缸的燃烧室中发生失火的情况，但是，更一般地，本发明可应用于这样的情况，即，其中，实体不足的燃物-可燃物混合物在燃烧室中发生燃烧(即，火花塞3的电极之间产生的火花不足)；因此，关于失火的之前考虑同样可应用于燃烧不足的情况。

参考图5，示出了空气-燃料混合物在对初级绕组2-1充能的第一步骤期间进行预点火的情况下的点火系统的信号趋势；在这种情况下，还是在对初级绕组2-1充能的第一步骤期间，通过次级绕组2-2生成电离电流I_ion。

图5表示与图2B相似的点火循环，且不同在于，在对初级绕组2-1充能的第一步骤的时刻t10.2与t12之间，因为空气-燃料混合物从时刻t10.2起开始进行预点火，所以电离电流I_ion具有从空值递增至最大值Iion_max的趋势；相应地，在进行充电的第一步骤期间，对积分电容器C4进行预充电，由此，在时刻t10与t10.2之间，积分信号V_int_I_ion(即，电离电流I_ion的积分值)为空，然后，在时刻t10.2，开始具有递减的单调趋势，直至在时刻t10.2与t12之间的时刻t10.3达到足底啊负值Vint_max(例如，等于齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11)。

随后，在传递能量的第二步骤中，积分信号V_int_I_ion由于积分电容器C4的快速放电而具有朝向空值快速递增的趋势，由此，在t12.1与t15之间传递能量的第二步骤的剩余时间间隔期间，积分信号V_int_I_ion保持处于大致空值(例如，等于0.7伏特)。

最后，在测量电离电流的第三步骤中(t15与t20之间的时刻)，积分信号V_int_I_ion的趋势与之前关于图2B中的本发明的实施方式的第二循环的描述相似，即，从时刻t15开始，其由于积分电容器C4的充电而在时刻t17具有从空值递减、直至达到最大负值Vint_max的趋势，由此，在包括t17与t20之间的第三步骤的剩余时间间隔内，积分信号V_int_I_ion具有等于Vint_max的大致恒定趋势。

在燃烧室中的空气-燃料混合物在充电步骤期间未进行预点火的情况下，积分电容器C4保持充电状态大致恒定，即，大致空值(如图5中所示)或等于二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11的值(如图2A中所示)。

与图2A至图2C中关于失火的电压脉冲和图4A至图4C中关于失火的电流脉冲有关的之前考虑同样可应用于预点火，且不同在于，电压或电流脉冲位于对能量进行充电的第一步骤结束时。

因此，从监测信号S_id携带的电压脉冲(见图5中的I9和I10)位于点火信号S_ac的最后部分中，其中，其具有较高的值并且与前一循环中是否存在预点火有关，并且电压脉冲相对于失火检测具有相反的意义，即：

-如果长度ΔT小于预点火阈值的值，则其指在前一循环中不进行预点火，

-如果长度ΔT大于或等于预点火阈值的值，则其指在前一循环中进行预点火。

考虑图5中所示的实施例，因为在第一循环中未进行预点火，所以第二循环中的电压脉冲I9具有小于预点火的值的长度ΔT9，而因为在第二循环中进行预点火，所以第三循环中的电压脉冲I10具有大于预点火阈值的值的长度ΔT9。

参考图7a与图7b中示出的，示出了其中火花塞发生污染的情况下的点火系统的信号趋势。

可以通过与图1相似的设备或可替代地通过图6中示出的设备1(和系统15)检测该信号。

应注意，与迄今所描述的一致，在下列描述中，即使在本发明的不同实施方式中进行了示出，在图中以相同的参考标号表示相同或相似的块、部件、或模块。

与上述实施方式相似，电子控制设备1包括高压开关4和驱动单元5。

高压开关4串联连接至线圈的初级绕组2-1并且被配置为在闭合位置和断开位置之间切换。

驱动单元5被配置为在对初级绕组2-1中的能量T_chg进行充电的步骤期间控制高压开关4的闭合并且在将能量T_tr从线圈的初级绕组传递至次级绕组的步骤期间控制高压开关4断开。

进一步地，设备1包括串联连接至次级绕组2-2的第二端子的电流的测量电路30’、30”。

测量电路30’、30”被配置为至少在充电步骤T_chg期间检测次级绕组2-2上的流动电流。

例如，与迄今所描述的相似，该测量电路30’可以包括偏置电路6和积分电路7。

然而，可替代地，如图6中示出的，测量电路30”可以包括串联地电布置在次级绕组2-2的第二端处的电阻器31，以使电流流入可测量的绕组中。

由此，测量电路30’、30”被配置为生成代表在次级绕组上所检测的电流的信号。

更精确地，测量电路30’、30”连接至控制单元，无论其是否位于局部控制单元9或电子控制单元20中。

在优选实施方式中，测量电路30’、30”连接至局部控制单元9，以为其提供代表检测电流的信号。

然而，还可以由电子控制单元20、或由与测量电路30’、30”相关联的另一处理单元执行下面参考该局部控制单元9所报告的相同操作。

由此，控制单元9被配置为接收代表由测量电路30’、30”检测的电流的所述信号并且将所述信号的相关值与至少一个预定义的(或预设)第一参考值I_thr进行比较。

此处，表达“相关值”指代表在充电步骤T_chg期间流入次级绕组2-2中的电流的电平的值并且优选地是鲁棒的并且同时是易于检测的。

在第一实施方式中，由所述充电步骤T_chg期间的代表信号的峰值(模块/绝对值)定义代表电流的信号的相关值。

应注意，此处，表达“峰(或最大)值”不必指代表信号到达的最大波峰，而是，优选地，指定义充电步骤T_chg的时间间隔内的任意波峰(数学)点。

可替代地，可以由所述充电步骤T_chg期间的代表信号的平均值(模块/绝对值)定义电流的代表信号的相关值。

有利地，该方案可能比任意峰值或干扰更具鲁棒性。

进一步可替代地，由所述充电步骤T_chg期间的代表信号的积分值定义电流的代表信号的相关值。

由图1中的设备定义的该方案具有连接至更大鲁棒性、连接至信号处理/滤波的更大可能性的技术优点。

在任意情况下，优选地，由于在次级中产生的电流因污染而通常具有负符号(相对于初级)，相关值表示实际检测或计算值的模块/绝对值。

在优选实施方式中，由信号的积分值定义并且通过介于偏置电路6与参考电压GND之间的积分电路7检测电流的代表信号的相关值，之前已经参考预点火和失火对其全部内容进行了描述。

由此，在优选实施方式中，经必要修正，与参考预点火描述的偏置电路6和积分电路7有关的全部技术特征还可应用于火花塞污染的检测。

因此，在该充电步骤T_chg期间，如果电流流入次级绕组2-2内，积分电路7则被配置为在初级绕组的充能步骤期间进行预充电。

因此，积分电路7测量在充电步骤期间由于火花塞3的污染而流经次级绕组的电离电流的积分值。

根据本发明的一方面，事实上，当信号的所述相关值超过所述预定义的第一参考值I_thr时，控制单元9被进一步配置为激活用于检测火花塞3的污染的模式。

优选地，第一参考值I_thr(预定义或预设)介于80μA与8000μA之间，优选地，介于100μA与2000μA之间。

在本文中，术语“污染”指定义火花塞3的至少一部分，具体地，覆盖有碳烟沉积物(属于碳质来源)的中心电极的陶瓷绝缘体，该中心电极是导电的。

事实上，在少量或无污染的条件下，在充电步骤T_chg期间流入次级绕组2-2中的电流大致为零。相反，由于火花塞3的污染状况增加，沉积在绝缘体上的碳质层在建立电子流的电极之间产生“接触”。

有利地，由于存在检测电路并且参考充电步骤T_chg设置比较步骤，可以在不改变线圈和火花塞3的具体结构的情况下检测火花塞3上可能存在的污染。

更详细地，积分电路包括串联连接至偏置电路6并且连接在偏置电路与参考电压之间的积分电容器C4。

积分电容器被配置为：

-通过在充电步骤T_chg期间(污染情况下)流经次级绕组2-2的电流来在充能步骤期间对初级绕组进行预充电；

-如果在次级绕组2-2中流动的电流大致为零(“干净的”火花塞)，则在充能步骤期间保持充电状态大致恒定；

-在将能量(T_tr)从初级绕组传递至次级绕组的步骤期间通过流经次级绕组的电流来完全放电。

然后，将对积分电容器C4进行充电的电流值与第一参考值I_thr进行比较，并且如果超过该值，则检测火花塞的污染状况。

在优选实施方式中，控制单元9还被进一步配置为将所述显著的电流值与第二参考值进行比较，该第二参考值小于第一参考值I_thr。

因此，控制单元9被编程为：

-如果所述相关值大于所述第二参考值、但小于所述第一参考值I_thr，则识别火花塞3的低污染状况；

-如果所述相关值大于所述第一参考值I_thr，则识别火花塞3的高污染状况。

有利地，如此，不仅可以识别是否存在污染，而且还可以区分两个(或多个)级别的污染，从而促进对所实施的补救措施的校准和/或被发送至驾驶员的通信。

鉴于此，优选地，第二参考值介于60μA与100μA之间，更优选地，介于70μA与90μA之间。

在该实施方式中，第一参考值I_thr反而介于500μA与2000μA之间，更优选地，介于700μA与1500μA之间。

进一步地，在优选实施方式中，提供第三最大参考值，优选地，大于5000μA(更优选地，大于7000μA)。

根据该实施方式，控制单元9还被配置为将所述显著的电流值与第三参考值进行比较并且将代表对火花塞3的更换需求的信号发送至电子控制单元20。

就结构方面而言，优选地，积分电路7包括积分电容器C4与齐纳二极管DZ11的并联连接，齐纳二极管具有连接至偏置电路的阳极端子并且具有连接至参考电压的阴极端子。

在测量电离电流的步骤期间，齐纳二极管DZ11被反向偏置并且被配置为将积分电容器C4在其充电期间的电压限制为等于齐纳二极管DZ11的齐纳电压的最大定义值Vint_max。

在能量传递步骤期间，齐纳二极管DZ11被正向偏置并且被配置为使积分电容器C4上的电压偏置成大致空值。

在火花塞发生污染的情况下，积分电容器C4被配置为进行充电，直至达到具有等于齐纳二极管DZ11的齐纳电压V_DZ11的绝对值的其自身电压。

应注意，优选地，电子设备1介于电子点火系统15内，电子点火系统15不仅设置有该设备，而且还设置有电子控制单元20和点火线圈2。

优选地，鉴于此，在激活用于检测火花塞3的污染的所述模式之后，控制单元9(局部)被配置为将警报信号发送至电子控制单元20。

电子控制单元20进而被配置为在接收所述警报信号是激活火花塞3的清洁程序。

有利地，如此，检测并不局限于指示火花塞3的条件和/或必须更换火花塞的时刻，而且还致力于通过旨在减少污染的措施而延长其使用寿命。

优选地，在该火花塞3清洁程序期间，电子控制单元20被配置为使火花塞3的电极处的温度上升，以消除碳质残渣。

然而，应注意，可替代地，可以由局部控制单元9或由与线圈2相关联的另一处理单元直接开始火花塞3清洁程序。

如之前讨论地，本发明的目的还是一种内燃机中的点火线圈的监测方法和控制方法。

优选地，但不排他，通过迄今所述的控制设备和点火系统实现该方法。

在任意情况下，经必要修正，如果可与根据本发明的监测和控制方法的实现方式兼容，则与系统15和设备1有关描述的每种方法可应用于下列内容。

因此，之前在系统15与设备1的描述中使用的技术特征和参考标号对于监测和控制方法的后续描述也时有效的，但规定除外。

参考监测方法，在用于燃烧机的点火线圈的充电和放电循环期间实现，其中，利用第一时间间隔ΔT1内的能量对初级绕组进行循环充电，并且随后，通过所述第一时间间隔ΔT1结束时的电磁感应将初级绕组2-1中所充电的能量传递至次级绕组2-2。

第一时间间隔ΔT1与充电步骤T_chg相对应，来在上述传递步骤T_tr中进行能量传递。

由此，监测方法提供在所述第一时间间隔ΔT1期间检测次级绕组2-2上的流动电流并且在第一时间间隔ΔT1期间识别次级绕组2-2上的所述流动电流的相关值。

换言之，方法涉及在充电步骤期间检测次级电流、识别所述电流的相关值。

根据上面已经描述的，相关值可以具有各种性质，但是，优选地，选自于次级绕组2-2在第一时间间隔ΔT1中的流动电流的峰值、平均值、或积分值。

优选地，如之前报告的，由在次级中检测、但其性质通常为负的值的模块/绝对值定义相关值。

进一步提供将相关值与至少预定义的第一参考值I_thr进行比较的步骤。优选地，第一参考值I_thr与上面已经描述的值对应，其特征与示例性的值可适用。

如果比较表明相关值大于所述第一参考值I_thr，方法则涉及识别火花塞3的污染状况，从而使得该信息是可用的。

优选地，在检测污染的情况下，开始火花塞3的清洁程序，在有效实施方式中，清洁程序使得火花塞3的电极处的温度上升，以消除碳质残渣。

在该实施方式中，本发明的方法目标编程真实的线圈控制方法，在于，优选地，通过适当地驱动线圈和/或发动机而实现电极处的温度变化，例如，通过增加发动机负载和/或改变火花提前角和/或通过其他已知方法。

根据已经参考控制设备1所描述的，在本发明的方法目标的优选实施方式中，比较步骤还涉及将显著的电流值与第二参考值进行比较，第二参考值小于所述第一参考值I_thr。

由此，如下：

-如果所述相关值大于所述第二参考值、但小于所述第一参考值I_thr并且优选地介于60μA与100μA之间，则识别火花塞3的低污染状况；

-如果所述相关值大于所述第一参考值I_thr，则识别火花塞3的高污染状况。

此外，在这种情况下，在有效实施方式中，方法还涉及将相关值与第三参考值进行比较，第三参考值大于第一参考值并且优选地大于5000μA。

如果比较表明相关值大于第三参考值，则方法涉及生成警报信号，警报信号的信息指示必须更换火花塞3。

本发明实现了旨在目标并且提供重要的优点。

事实上，申请人通过对充电期间的次级电流的比较分析而监测火花塞的污染状况的直觉允许以简单、经济、并且极其鲁棒的方式获得必要的信息(火花塞状况)。

事实上，除在其中通常未对次级绕组完成分析的时间间隔(充电步骤)期间采用线圈的“典型”结构之外，在产生火花之前检测电流允许即使在点火失败的情况下也确保识别火花塞的污染状况。

事实上，鉴于此，该方法还可易于应用于ION类型的方案，其中，极度推动次级监测电路和逻辑，从而采用偏置电路和次级检测电路通常是无源的时间窗口。

因此，本发明的方法目标不仅简单并且有效，而且，可与线圈的电流驱动和控制逻辑完美互补并且集成。

Claims (6)

1.一种用于控制内燃机的点火线圈的电子设备(1)，电子控制设备包括：

-高压开关(4)，串联连接至线圈的初级绕组并且被配置为在闭合位置和断开位置之间切换；

-驱动单元(5)，被配置为：

在对所述初级绕组充能的步骤(T_chg)期间控制所述高压开关闭合；

在将能量从所述线圈的所述初级绕组传递至次级绕组的步骤(T_tr)期间控制所述高压开关断开；

-电流测量电路(30’、30”)，串联连接至所述次级绕组(2-2)的第二端子并且被配置为：

至少在充电步骤(T_chg)期间检测在所述次级绕组(2-2)上生成的电流；

生成代表检测到的电流的信号；

其特征在于，所述电子控制设备包括至少一个控制单元(9)，所述控制单元(9)被配置为：

-接收由测量电路检测到的代表所述电流的所述信号；

-将所述信号的相关值与至少一个预定义的第一参考值(I_thr)进行比较；

-当所述信号的所述相关值超过预定义的所述第一参考值(I_thr)时，激活用于检测火花塞(3)的污染的模式。

2.根据权利要求1所述的电子设备(1)，其中，所述测量电路(30’)包括：

-偏置电路(6)，串联连接至所述次级绕组的第二端子并且被配置为在检测所述次级绕组上的所述电流期间生成电流；

-积分电路(7)，介于所述偏置电路与参考电压(GND)之间；

其中，所述积分电路包括串联连接至所述偏置电路(6)并且连接在所述偏置电路与所述参考电压之间的积分电容器(C4)；

其中，所述积分电容器被配置为：

-通过在所述充电步骤(T_chg)期间流经所述次级绕组(2-2)的电流来在所述充电步骤(T_chg)期间进行预充电；

-当在所述次级绕组(2-2)中流动的电流大致为零时，在所述充电步骤(T_chg)期间保持电荷状态大致恒定；

-在将能量从所述初级绕组传递至所述次级绕组的所述步骤(T_tr)期间通过流经所述次级绕组的电流来完全放电。

3.根据权利要求2所述的电子设备(1)，其中，所述控制单元(9)被配置为：

-将存储在所述积分电容器(C4)中的代表电流的值与预定义的所述第一参考值(I_thr)进行比较；

-当代表值超过预定义的所述第一参考值(I_thr)时，激活用于检测所述火花塞(3)的污染的所述模式。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备(1)，其中，所述第一参考值(I_thr)在80μA与8000之间，优选地，介于100μA与2000μA之间。

5.一种用于内燃机的电子点火系统(15)，所述系统包括：

-线圈(2)，具有第一端子连接至电池电压的的初级绕组(2-1)并且具有第一端子连接至点火(3)火花塞(3)的次级绕组(2-2)；

-根据前述权利要求中任一项所述的电子控制设备(1)，其中，所述初级绕组的第二端子连接至高压开关(4)；

-电子控制单元(20)，连接至所述电子控制设备(1)的驱动单元(5)并且包括输出端子，所述输出端子被适配成生成点火信号(Sac)，所述点火信号具有指示对所述初级绕组充电的步骤的开始的第一值并且具有指示将能量从所述初级绕组(2-1)传递至所述次级绕组(2-2)的步骤的开始的第二值，

并且其中，所述驱动单元(5)被进一步配置为接收所述点火信号并且生成闭合和断开所述高压开关的控制信号(S_ctrl)，作为所述驱动单元(5)的功能。

6.根据权利要求5所述的点火系统(15)，其中，在激活用于检测所述火花塞(3)的污染的模式之后，控制单元(9)被配置为将警报信号发送至所述电子控制单元(20)，并且其中，所述电子控制单元(20)被配置为在接收到所述警报信号时开始火花塞(3)清洁程序。

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