CN209308880U - 点火器电路和点火系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种点火器电路和点火系统。解决的技术问题是常规点火系统可能无法在预期的时间开始关断过程，这导致系统继续操作，从而增加了点火线圈损坏的可能性。在各种实施方案中，点火系统在过度停留条件的情况下激活点火线圈的软关断。点火电路包括在预定情况下选择性地激活的第一计数器和第二计数器。第二计数器的输出控制参考电流的值，值随时间推移线性地减小，并且其中参考电流的变化率可根据时钟信号的频率来调整。在各种实施方案中，软关断独立于供电电压和温度来操作。本实用新型实现的技术效果是提供点火电路，点火电路操作以防止关断过程期间的时滞，并且提供与供电电压和温度无关的关断过程。

Description

点火器电路和点火系统
技术领域
本实用新型涉及点火器电路和点火系统。
背景技术
通常用于点火系统中的点火线圈可为电控的。具体地讲，电子控制单元(ECU)一般控制点火线圈的停留时间。停留时间是线圈接通的时间周期，并且通常基于系统应用来预先确定。然而，在一些情况下，ECU发生故障可导致点火线圈接通时间长于应有时间(该条件可称为“过度停留”)，这可引起点火线圈损坏(例如，熔化和/或燃烧)。在这样的情况下，许多常规系统具有超时功能，其激活关断操作。在关断操作中，线圈电流以“硬关断”或“软关断”的方式中的任一种断开。如果点火线圈操作时间进入过度停留，则“硬关断”快速断开通过点火线圈的线圈电流，而不管曲柄位置。如果点火线圈操作时间进入过度停留，则“软关断”缓慢减少通过点火线圈的电流。在点火线圈电流仅受线圈电阻限制而非有意限制的电流的情况下，在软关断周期的预期开始时间与软关断周期的实际开始时间之间存在时滞。该时滞有效地增加了点火线圈接通的时间长度并且是供电电压的函数。例如，在供电电压相对较低的情况下，时滞较大，这增加了点火线圈由于过热而损坏的可能性。
实用新型内容
本实用新型涉及点火器电路和点火系统。
由本实用新型解决的技术问题是常规点火系统可能无法在预期的时间开始关断过程，这导致系统继续操作，从而增加了点火线圈损坏的可能性。
在各种实施方案中，点火系统在过度停留条件的情况下激活点火线圈的软关断。点火器电路包括在预定情况下选择性地激活的第一计数器和第二计数器。第二计数器的输出控制参考电流的值，该值随时间推移线性地减小，并且其中参考电流的变化率可根据时钟信号的频率来调整。在各种实施方案中，软关断独立于供电电压和温度来操作。
在一个方面，被配置为根据时钟信号操作并且控制点火线圈的点火器电路包括：第一计数器，该第一计数器响应于时钟信号并且被配置为在第一预定周期内进行计数并且生成第一计数输出；第二计数器，该第二计数器响应于时钟信号并且被配置为计数并生成第二计数输出；其中第二计数器在第一预定周期期间在预定情况下开始计数；限流器电路，该限流器电路耦接到第二计数器的输出端子并且被配置为基于第二计数输出来生成输出；和关断控制器，该关断控制器耦接到第二计数器的输入端子和开关元件，并且被配置为检测限流器电路输出的变化。
在一个实施方案中，开关元件包括：栅极端子，该栅极端子耦接到：限流器电路的输出、以及关断控制器的输入端子；集电极端子，该集电极端子耦接到点火线圈；以及发射极端子，该发射极端子耦接到电流感测电路；其中开关元件：响应于限流器电路输出；并且具有响应于点火线圈的饱和电流；并且第二计数器的初始计数值对应于大于开关元件的饱和电流的参考电流值。
在一个实施方案中，关断控制器被配置为：检测在开关元件的栅极端子处的栅极电压的减小；并且当检测到减小时暂停第二计数器。
在一个实施方案中，第二计数器在第一预定周期结束时恢复计数。
在一个实施方案中，在软关断周期期间的第二计数器的总计数是供电电压电平的函数。
在一个实施方案中，第一计数器：当控制信号被启用时开始计数；并且在预定计数值处结束。
在一个实施方案中，第一预定周期与供电电压电平和点火线圈的温度无关。
在一个实施方案中，第一计数器和关断控制器中的至少一者被配置为根据第一计数输出选择性地操作第二计数器。
在另一个方面，点火系统包括：点火线圈；和点火器电路，该点火器电路耦接到点火线圈并且包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)，其中点火器电路被配置为：在第一预定周期内生成第一输出信号；生成第二输出信号；根据第二输出信号生成线性减小的参考电流；将栅极电压施加到IGBT，其中栅极电压基于参考电流和点火线圈电流；并且检测栅极电压的减小。
在上述点火系统的一个实施方案中，点火器电路包括：第一电路，该第一电路用以生成第一输出信号；第二电路，该第二电路用以生成第二输出信号；第三电路，该第三电路耦接到第二电路的输出端子并且被配置为生成线性减小的参考电流；驱动器电路，该驱动器电路用以将栅极电压施加到IGBT；和关断控制器，该关断控制器耦接到第二电路的输入端子和开关元件，并且被配置为检测参考电流的变化。
本实用新型实现的技术效果是提供点火电路，该点火电路操作以防止关断过程期间的时滞，并且提供与供电电压和温度无关的关断过程。
附图说明
当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图当中的类似元件和步骤。
图1代表性地示出了根据本技术的示例性实施方案的点火系统；
图2是根据本技术的示例性实施方案的点火器电路的框图；
图3是根据本技术的示例性实施方案的示出点火线圈的电流的曲线图；
图4A是根据本技术的示例性实施方案的示出电子控制单元信号的曲线图；
图4B是根据本技术的示例性实施方案的示出IGBT栅极电压的曲线图；
图4C是根据本技术的示例性实施方案的示出第一计数器的计数输出的曲线图；
图4D是根据本技术的示例性实施方案的示出第二计数器的计数输出的曲线图；
图4E是根据本技术的示例性实施方案的示出线圈电流和对应参考电流的曲线图；
图5是根据本技术的第一操作的示出在各种供电电压电平下的线圈电流的曲线图；
图6是根据本技术的第二操作的示出在各种供电电压电平下的线圈电流的曲线图；
图7是根据本技术的替代实施方案的点火器电路的框图；并且
图8A-图8E是根据图7的点火器电路的波形输出。
具体实施方式
本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置成执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如，本技术可采用可执行多种功能的各种限流器、数模转换器、点火线圈、开关电路、计数器、电流传感器等。另外，本技术可结合任何数量的系统(诸如汽车、船舶和航空系统)实施，并且所述的这些系统仅为该技术的示例性应用。另外，本技术可采用任何数量的常规技术以用于提供控制信号，感测电流，信号转换，生成时钟信号等。
根据本技术的各个方面的用于点火系统的方法和装置可结合任何合适的汽车系统(诸如具有内燃机的汽车等)一起操作。参见图1，示例性点火系统100可结合到由内燃机提供动力的汽车系统中。例如，在各种实施方案中，点火系统100可包括电子控制单元(ECU)125、点火器电路130、点火线圈105、电源120和火花塞135，它们一起操作以生成极高电压并产生火花，该火花会点燃引擎燃烧室中的燃料空气混合物。
电源120充当点火系统100的电源。例如，电源120可生成DC(直流)供电电压VDD。电源120可包括用于生成功率的任何合适的设备和/或系统。例如，电源120可包括通常用于汽车应用的12伏铅酸电池。在示例性实施方案中，电源120可耦接到点火线圈105。在各种实施方案中，电源120还可耦接到其他部件(诸如ECU 125)以有利于操作。
ECU 125可控制点火系统100中的一个或多个部件的各种操作。例如，ECU 125可被配置为传输表示接通/断开模式、特定操作状态等的各种控制信号。在示例性实施方案中，ECU 125可耦接到点火器130并且被配置为传输ECU信号以操作点火器130。例如，ECU信号可表示点火器130的接通/断开模式，继而控制点火线圈105的操作。在ECU 125失效或发生故障的情况下，点火器130和点火线圈105可以以非预期的方式操作并且产生过度停留情况。
一般来讲，ECU 125可用预定停留时间进行编程，该预定停留时间是点火线圈130在接通模式下为实现正常操作而应有的优选时间量。可根据特定应用、电源120的额定规格和/或点火线圈105的变换能力来选择停留时间。在ECU 125未在期望时间断开点火器130的情况下，点火器130和点火线圈105将继续在接通模式下操作。然而，大多数点火系统100具有内置功能以在点火器130保持在接通模式长于预期的情况下断开点火线圈105。
点火线圈105将电源120的DC电压变换为在火花塞135中产生电火花所需的更高电压，该电火花继而点燃进给到引擎的燃料空气混合物。例如，点火线圈105可电耦接到电源120的正极端子及火花塞135。点火系统100可包括任何合适的线圈，例如感应线圈。在各种实施方案中，点火线圈105可包括具有初级电压VC1的初级线圈110和具有次级电压VC2的次级线圈115。在示例性实施方案中，初级线圈110包括匝数相对较少的导线，并且次级线圈115包括比初级线圈110中所使用的更细且匝数更多的导线。点火线圈105可根据匝数比(N＝N2/N1)来描述，该匝数比是次级线圈115的匝数(N2)比初级线圈110的匝数(N1)。一般来讲，次级电压VC2等于初级电压VC1乘以匝数比(即，VC2＝VC1×N)。因此，次级电压VC2高于初级电压VC1。在示例性实施方案中，初级线圈110可耦接到点火器130，并且次级线圈115可耦接到火花塞135。
根据各种实施方案，点火器130控制和/或测量(或者检测或感测)流过点火线圈105的线圈电流ICOIL。在示例性实施方案中，点火器130还可被配置为在发生故障或操作误差并且停留时间超过预定超时周期的情况下执行软关断操作以断开点火线圈105。在示例性实施方案中，点火器130可耦接到初级线圈110，并且线圈电流ICOIL可为流过初级线圈110的电流。点火器130可包括各种电路设备和/或系统以用于提供计数值、电流感测、信号放大、控制参考电压、信号转换，控制和/或限制电流等。例如，并且参见图2，点火器130可包括开关元件245、保护电路250和驱动器电路210。点火器130还可包括时钟发生器电路230，该时钟发生器电路被配置为以固定和可可变频率生成时钟信号CLK。
根据各种实施方案，点火器130还可包括电流源(未示出)，该电流源被配置为向限流器电路215、电流传感器电路225、和/或点火器130内的其他电路提供偏置电流。电流源可包括被配置为生成预定电流的任何合适的电路和/或系统。
保护电路250结合开关元件245一起操作以逐渐减少通过初级线圈110的电流(即，线圈电流ICOIL)直至点火线圈105完全关断(即，线圈电流等于零)并且不再向火花塞135提供电压。保护电路250可被配置为将电压转换为电流，提供多个电流的差动电流，放大信号，并且/或者有利于限制和/或停止线圈电流ICOIL。例如，保护电路250可包括第一计数器200、第二计数器205、关断控制器220、限流器电路215、以及电流感测电路225。保护电路250还可包括信号转换器，诸如数模(D/A)转换器235。保护电路250可结合开关元件245一起操作以在软关断操作期间生成期望的线圈电流ICOIL。可根据电源120的额定规格、特定应用和/或点火线圈105的变换能力来选择软关断期间线圈电流ICOIL的特定幅值。
第一计数器和第二计数器200、205可被配置为生成递增地增加/减少的数字输出。第一计数器和第二计数器200、205可耦接到时钟发生器电路230以接收时钟信号CLK。例如，第一计数器200可根据时钟信号CLK生成第一计数输出COUT1，并且类似地，第二计数器205可根据时钟信号CLK生成第二计数输出COUT2。第一计数器和第二计数器200、205可包括适于基于时钟脉冲来生成预定义状态的任何电路和/或设备，诸如由触发器构造的电路。在示例性实施方案中，第一计数输出和第二计数输出COUT1、COUT2是数字信号。在替代实施方案中，第一计数输出和第二计数输出COUT1、COUT2可以是适于指示计数值的任何信号。
在示例性实施方案中，第一计数器200的第一输出端子可耦接到关断控制器220和/或第二计数器205。作为另外一种选择，第一计数器200的第二输出端子可耦接到第二计数器205，并且被配置为将标志信号传输到第二计数器205以开始/停止第二计数器205的操作。在示例性实施方案中，第二计数器205可响应于从第一计数器200传输的第一计数输出COUT1和/或标志信号。第二计数器205的输出端子可耦接到数模转换器235，其中数模转换器235将第二计数输出转换为参考电流IREF。数模转换器235然后可将参考电流IREF传输到限流器电路215。
在示例性实施方案中，第一计数器200可被编程为计数预定数量的计数和/或预定时间周期，诸如256次计数、512次计数或1024次计数。计数的数量可基于点火系统100(图1)的特定规范和/或期望的关断操作。由于第一计数输出和第二计数输出COUT1、COUT2基于时钟信号CLK，所以时钟信号CLK的频率将指示在给定时间周期内计数的数量。预定数量的计数和/或时间周期可根据特定应用、点火线圈规范、电源120的最大供电电压、以及其他相关参数来选择。
关断控制器220可被配置为控制点火器130内的各种电路的操作。例如，关断控制器220可耦接到第二计数器205并且可生成控制器输出信号COUT3以停止/开始第二计数器205的操作。在示例性实施方案中，关断控制器220可耦接到开关元件245的栅极端子，并且被配置为检测开关元件245的栅极电压VGATE。关断控制器220可进一步被配置为检测栅极电压VGATE的变化，诸如栅极电压VGATE的减小。一般来讲，当栅极电压VGATE开始减小时，这指示线圈电流ICOIL也即将开始减小。在示例性实施方案中，关断控制器220传输控制器输出信号COUT3以在第一计数器输出COUT1达到预定值时停止第二计数器205，并且/或者在关断控制器220检测到栅极电压VGATE的减小时恢复第二计数器205的操作。关断控制器220可包括被配置为根据预定情况处理数据并且传输数据的任何电路和/或系统。例如，关断控制器220可包括各种逻辑电路、存储器、运算放大器等。关断控制器220还可电连接到电源120，并且从电源120接收功率。
限流器电路215被配置为控制开关元件245的操作。例如，限流器电路215的输出端子可直接耦接到开关元件245的输入，或者可经由驱动器电路210耦接到开关元件的输入。限流器电路215还可被配置为比较和/或放大信号。例如，限流器电路215可包括具有可变增益的运算放大器或任何其他合适的放大器。限流器电路215可根据参考IREF和感测电流ISENSE在输出端子处生成参考电压VREF，其中感测电流ISENSE根据线圈电流ICOIL来生成，该线圈电流继而控制栅极电压VGATE。例如，限流器电路215可比较参考电流IREF与感测电流ISENSE。限流器电路215可保持参考电压VREF的电平，继而保持栅极电压VGATE的电平，直到参考电流IREF达到特定值，在这种情况下，限流器电路215可开始减小参考电压VREF，这继而也减小栅极电压VGATE。在示例性实施方案中，输出端子耦接到开关元件245，其中开关元件245响应于栅极电压VGATE。限流器电路215可包括用于放大和/或衰减输入信号和/或比较两个信号的任何合适的电路。在示例性实施方案中，限流器电路215可进一步耦接到电流感测电路225，该电流感测电路感测/检测线圈电流ICOIL。
电流感测电路225感测和/或检测电流。在示例性实施方案中，电流感测电路225结合感测电阻器240一起操作以检测线圈电流ICOIL的幅值。例如，电流感测电路225可连接在开关元件245的端子和感测电阻器225之间的第一点处，以及在感测电阻器240和地GND之间的第二点处。电流感测电路225可被配置为通过间接感测感测电阻器240两端的电压来感测线圈电流ICOIL。电流感测电路225可将感测电压转换为对应于线圈电流ICOIL的感测电流ISENSE值。电流感测电路225可包括适于直接或间接感测和/或测量电流的任何电路和/或系统。
限流器电路215可响应于感测电流ISENSE的幅值。例如，限流器电路215可利用与线圈电流ICOIL和/或感测电流ISENSE相关的信息来调整其输出信号。例如，限流器电路215可根据感测电流ISENSE和参考电流IREF之间的比较来增加或减小参考电压VREF的幅值。
开关元件245被配置为控制点火线圈105的操作。例如，在示例性实施方案中，开关元件245耦接到初级线圈110并且控制线圈电流ICOIL。开关元件245可包括能够控制电流流动的任何合适的电路和/或系统。
在示例性实施方案中，开关元件245包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)，该IGBT具有栅极端子、发射极端子和集电极端子。在本实施方案中，集电极端子耦接到初级线圈110，发射极端子耦接到感测电阻器240和电流感测电路225，并且栅极端子耦接到限流器电路215和/或驱动器电路210的输出。因此，开关元件245响应于限流器电路215和/或驱动器电路210，并且当到栅极端子的电压(即，栅极电压VGATE)增加时，线圈电流ICOIL也增加。
在替代实施方案中，保护电路250可使用模拟技术来实现。例如，并且参见图7，保护电路250可包括用以生成第一斜坡电压VRAMP1的第一斜坡发生器700(相当于第一计数器200，图2)，用以生成第二斜坡电压VRAMP2的第二斜坡发生器705(相当于第二计数器205，图2)，以及电压-电流转换器710(相当于D/A转换器235，图2)。在本实施方案中，关断控制器220响应于第一斜坡电压VRAMP1，并且将控制信号CTRL传输到第二斜坡发生器705。第一斜坡发生器700还可耦接到第二斜坡发生器705，并且可被配置为传输接通/断开信号以开始/停止第二斜坡发生器705。接通/断开信号可对应于第一斜坡电压VRAMP1的特定值。第二斜坡发生器705可将第二斜坡电压VRAMP2传输到电压-电流转换器710，其中电压-电流转换器710将第二斜坡电压VRAMP2转换为斜坡电流IRAMP。限流器电路215以与上述相同的方式响应于斜坡电流IRAMP。
在各种替代实施方案中，保护电路250可用数字设备和模拟设备的组合来实现。例如，在一个实施方案中，保护电路250可包括第一计数器200、第二斜坡发生器705和电压-电流转换器710。在替代实施方案中，保护电路250可包括第一斜坡发生器700、第二计数器205和D/A转换器235。
根据各种实施方案，点火器130操作以提供关断功能的快速和稳定激活，以及确保点火线圈接通的总时间不会由于供电电压的电平而延长。在操作中，点火器130在故障，诸如ECU 125故障的情况下激活点火线圈105的软关断操作，该故障会导致电流在延长或以其他方式未预期的时间周期内流过点火线圈105。为了防止对点火线圈105的损坏并确保软关断周期TSSD尽可能相当快地开始以减少点火线圈105接通的总时间(例如，TON)，并且尽可能快地结束，但是时间足够长以减少在软关断周期TSSD期间可能发生的电感反冲。延长软关断周期可帮助防止火花塞135的无意火花。
参见图2、图3和4A-图4E，在示例性操作中，ECU将高ECU信号输入施加到点火器130。该高信号增加开关元件245的栅极电压VGATE，这允许通过点火线圈105的电流增加。ECU一施加高ECU信号输入，第一计数器200就开始对第一计数输出COUT1进行计数并且将其传输到关断控制器220。第一计数器200在第一预定时间周期TON内进行计数。在第一计数器200计数到特定计数值和/或特定时间值(例如，1024的计数或30ms)之后，第一计数器200将第一标志信号传输到第二计数器205以开始第二计数器205的操作。换句话讲，第二计数器205在第一预定周期TON期间在预定情况下开始生成第二计数输出COUT2。在替代实施方案中，在接收到特定计数值和/或特定时间值后，关断控制器220可通过控制器输出信号COUT3来开始第二计数器205的操作。特定计数值和/或时间值被设置为小于第一预定时间周期TON。第二计数器205然后对第二计数输出COUT2进行计数并且将其传输到数模转换器235。数模转换器然后将第二计数输出COUT2转换为参考电流IREF。在示例性实施方案中，参考电流IREF最初被设置为大于开关元件245的饱和电流ISAT(图4E)。换句话讲，初始第二计数输出COUT2对应于参考电流IREF值，该值大于开关元件245的饱和电流ISAT。在示例性实施方案中，参考电流IREF随着第二计数输出COUT2增加而减小。
第二计数器205继续计数，直到关断控制器220检测到栅极电压VGATE的减小。当这发生时，关断控制器220将控制器输出信号COUT3传输到第二计数器205以暂停第二计数器205。当第一计数器200到达第一预定周期TON结束时，第一计数器200可将第二标志信号传输到第二计数器205以恢复第二计数器205的操作并且关断周期TSSD开始。
开关元件245控制线圈电流ICOIL并且响应于栅极电压VGATE。因此，在参考电压VREF减小时，栅极电压VGATE减小，并且线圈电流ICOIL也减小。因此，在软关断周期TSSD期间，第二计数器输出COUT2增加，参考电流IREF减小，并且参考电压减小，这减小线圈电流ICOIL。第二计数器205继续计数，直到线圈电流ICOIL达到零。
在示例性实施方案中，点火器130控制线圈电流ICOIL，使得在软关断周期TSSD期间，线圈电流ICOIL以线性方式减小。然而，在其他实施方案中，线圈电流ICOIL可首先以非线性方式减小，然后继续以线性方式减小。可根据时钟信号CLK的频率来调整线圈电流ICOIL的变化率。
参见图5和图6，根据各种操作规范，第二计数器205暂停期间的周期是供电电压VDD的函数。另外，软关断周期TSSD是时钟信号CLK的频率的函数。换句话讲，第二计数输出COUT2、参考电压VREF、参考电流IREF和/或线圈电流ICOIL的变化率基于时钟信号CLK的频率，使得在频率增加时，线圈电流ICOIL的变化率增加，并且反之亦然。因此，软关断周期TSSD可通过改变时钟信号CLK的频率来缩短或延长。
还可注意到，只要时钟信号CLK的速率是恒定的，点火线圈105接通的周期(即，第一预定周期TON)便与供电电压VDD和点火线圈105的温度无关。另外，总第二计数输出是供电电压VDD的函数。例如，供电电压VDD越高，第二计数器205在线圈电流ICOIL达到零之前计数的时间越长。总的来说，与常规系统相比，上述操作缩短了点火线圈105接通的总时间(即，TON)，在该常规系统中，接通周期的结束(以及软关断周期TSSD的开始)是供电电压VDD的函数。
在替代操作中，并且参见图7和图8A-图8E，当第一斜坡电压VRAMP1达到第一阈值TH1时，第二斜坡发生器705可被激活并且开始生成第二斜坡电压VRAMP2。在暂停周期后，当第一斜坡电压VRAMP1达到第二阈值TH2时，第二斜坡发生器705可被重新激活并且恢复生成第二斜坡电压VRAMP2。
在上述描述中，已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述特定具体实施方式用于展示所述技术及其最佳模式，而不旨在以任何方式另外限制本技术的范围。实际上，为简洁起见，方法和系统的常规制造、连接、制备和其他功能方面可能未详细描述。此外，多张图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或步骤。在实际系统中可能存在多个替代的或另外的功能关系或物理连接。
已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下作出各种修改和变化。以示例性而非限制性方式考虑说明和附图，并且所有此类修改旨在包括在本技术的范围内。因此，应通过所述的一般实施方案及其在法律意义上的等同形式，而不是仅通过上述具体示例确定所述技术的范围。例如，除非另外明确说明，否则可以任何顺序执行任何方法或工艺实施方案中列举的步骤，并且不限于具体示例中提供的明确顺序。另外，任何装置实施方案中列举的部件和/或元件可以多种排列组装或者以其他方式进行操作配置，以产生与本技术基本上相同的结果，因此不限于具体示例中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其他优点和问题解决方案。然而，任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或组成部分。
术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排他性的包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素，而且还可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品、组合物或装置固有的其他要素。除了未具体引用的那些，本技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或部件的其他组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其他方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其他操作要求。
上文已结合示例性实施方案描述了本技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下对示例性实施方案作出变化和修改。这些和其他变化或修改旨在包括在本技术的范围内，如随附权利要求所述。
根据一个方面，被配置为根据时钟信号操作并且控制点火线圈的点火器电路包括：第一计数器，该第一计数器响应于时钟信号并且被配置为在第一预定周期内进行计数并生成第一计数输出；第二计数器，该第二计数器响应于时钟信号并且被配置为计数并生成第二计数输出；其中第二计数器在第一预定周期期间在预定情况下开始计数；限流器电路，该限流器电路耦接到第二计数器的输出端子，并且被配置为基于第二计数输出来生成输出；以及关断控制器，该关断控制器耦接到第二计数器的输入端子和开关元件，并且被配置为检测限流器电路输出的变化。
在一个实施方案中，开关元件包括：栅极端子，该栅极端子耦接到：限流器电路的输出、以及关断控制器的输入端子；集电极端子，该集电极端子耦接到点火线圈；和发射极端子，该发射极端子耦接到电流感测电路；其中开关元件：响应于限流器电路输出；并且具有响应于点火线圈的饱和电流。
在一个实施方案中，第二计数器的初始计数值对应于参考电流值，该参考电流值大于开关元件的饱和电流。
在一个实施方案中，关断控制器被配置为：检测在开关元件的栅极端子处的栅极电压的减小；并且当检测到减小时暂停第二计数器。
在一个实施方案中，第二计数器在第一预定周期结束时恢复计数。
在一个实施方案中，在软关断周期期间的第二计数器的总计数是供电电压电平的函数。
在一个实施方案中，第一计数器：当启用控制信号时开始计数；并且在预定计数值处结束。
在一个实施方案中，第一预定周期与供电电压电平和点火线圈的温度无关。
在一个实施方案中，第一计数器和关断控制器中的至少一者被配置为根据第一计数输出选择性地操作第二计数器。
根据另一个方面，用于形成点火系统的方法包括：形成点火器电路，该点火器电路适于耦接到点火线圈并且被配置为：用第一计数器在第一预定周期内进行计数；用第二计数器进行计数，其中第二计数器在第一预定周期期间在预定情况下开始计数；根据第二计数器的输出值生成参考电流；根据参考电流和线圈电流生成输出电压；根据输出电压控制绝缘栅双极晶体管；并且检测输出电压的减小。
在一个操作中，生成参考电流包括：生成从最大值到饱和值的线性减小的参考电流。
在一个操作中，生成参考电流还包括生成从饱和值到零的线性减小的参考电流，其中参考电流不迟于第一预定周期的结束达到零。
在一个操作中，该方法还包括当检测到输出电压的减小时暂停第二计数器的操作。
在一个操作中，该方法还包括当第一预定周期结束时恢复第二计数器的操作。
在又一个方面，点火系统包括：点火线圈；以及点火器电路，该点火器电路耦接到点火线圈并且包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)，其中点火器电路被配置为：在第一预定周期内生成第一计数输出；生成第二计数输出；根据第二计数输出生成线性减小的参考电流；将栅极电压施加到IGBT，其中栅极电压基于参考电流和点火线圈电流；并且检测栅极电压的减小。
在一个实施方案中，点火器电路在第一预定周期期间在预定情况下开始生成第二计数输出。
在一个实施方案中，第一预定周期与供电电压电平和点火线圈的温度无关。
在一个实施方案中，点火器电路进一步被配置为：当栅极电压开始减小时暂停第二计数输出；并且当第一预定周期结束时恢复第二计数输出。
在一个实施方案中，第二计数输出的变化率基于时钟频率。
在一个实施方案中，初始第二计数输出对应于大于IGBT的饱和电流的参考电流值。
在一个实施方案中，点火器电路包括：第一电路，该第一电路用以生成第一输出信号；第二电路，该第二电路用以生成第二输出信号；第三电路，该第三电路耦接到第二电路的输出端子，并且被配置为生成线性减小的参考电流；驱动器电路，该驱动器电路用以将栅极电压施加到IGBT；以及关断控制器，该关断控制器耦接到第二电路的输入端子和开关元件，并且被配置为检测参考电流的变化。

Claims (10)

1.一种点火器电路，被配置为根据时钟信号操作并且控制点火线圈，其特征在于，所述点火器电路包括：
第一计数器，所述第一计数器响应于所述时钟信号并且被配置为针对第一预定周期进行计数并生成第一计数输出；
第二计数器，所述第二计数器响应于所述时钟信号并且被配置为计数并生成第二计数输出；其中所述第二计数器在所述第一预定周期期间在预定情况下开始计数；
限流器电路，所述限流器电路耦接到所述第二计数器的输出端子，并且被配置为基于所述第二计数输出来生成输出；和
关断控制器，所述关断控制器耦接到所述第二计数器的输入端子和开关元件，并且被配置为检测所述限流器电路输出的变化。
2.根据权利要求1所述的点火器电路，其特征在于，
所述开关元件包括：栅极端子、集电极端子和发射极端子，
所述栅极端子耦接到所述限流器电路的输出以及所述关断控制器的输入端子；
所述集电极端子耦接到所述点火线圈；和
所述发射极端子耦接到电流感测电路；
其中所述开关元件响应于所述限流器电路输出，并且具有响应于所述点火线圈的饱和电流；并且
所述第二计数器的初始计数值对应于参考电流值，所述参考电流值大于所述开关元件的所述饱和电流。
3.根据权利要求2所述的点火器电路，其特征在于，所述关断控制器被配置为：
检测在所述开关元件的所述栅极端子处的栅极电压的减小；以及
当检测到所述减小时暂停所述第二计数器。
4.根据权利要求3所述的点火器电路，其特征在于，所述第二计数器在所述第一预定周期结束时恢复计数。
5.根据权利要求1所述的点火器电路，其特征在于，所述第二计数器在软关断周期期间的总计数是供电电压电平的函数。
6.根据权利要求1所述的点火器电路，其特征在于，所述第一计数器在控制信号被启用时开始计数，并且在预定计数值处结束。
7.根据权利要求1所述的点火器电路，其特征在于，所述第一预定周期与供电电压电平和所述点火线圈的温度二者无关。
8.根据权利要求1所述的点火器电路，其特征在于，所述第一计数器和所述关断控制器中的至少一者被配置为根据所述第一计数输出选择性地操作所述第二计数器。
9.一种点火系统，其特征在于，包括：
点火线圈；和
点火器电路，所述点火器电路耦接到所述点火线圈并且包括绝缘栅双极晶体管IGBT，其中所述点火器电路被配置为：
针对第一预定周期生成第一输出信号；
生成第二输出信号；
根据所述第二输出信号生成线性减小的参考电流；
将栅极电压施加到所述IGBT，其中所述栅极电压基于所述参考电流和点火线圈电流；以及
检测所述栅极电压的减小。
10.根据权利要求9所述的点火系统，其特征在于，所述点火器电路包括：
第一电路，所述第一电路用以生成所述第一输出信号；
第二电路，所述第二电路用以生成所述第二输出信号；
第三电路，所述第三电路耦接到所述第二电路的输出端子并且被配置为生成所述线性减小的参考电流；
驱动器电路，所述驱动器电路用以将所述栅极电压施加到所述IGBT；和
关断控制器，所述关断控制器耦接到所述第二电路的输入端子和开关元件，并且被配置为检测所述参考电流的变化。
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