用于确定火花电压的检测系统技术方案

公开了一种用于确定电容性放电点火系统(52)中的火花塞(54)的火花电压的检测系统(59)。该检测系统可以具有传感器电路(60)，其配置成通过测量初级线圈(68)的低侧(78)上的电压来检测火花的发生。该检测系统还可以具有连接到传感器电路的电子控制单元(58)。该电子控制单元可以配置成从传感器电路接收指示电压超过阈值的信号。该电子控制单元还可以配置成基于信号来确定火花时间，并且基于火花时间来确定火花电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及检测系统，并且更具体地涉及一种用于确定火花电压的检测系统。
技术介绍
许多发动机(包括汽油发动机、气体燃料发动机和双燃料发动机)包括用于点燃空气/燃料混合物以产生热量的点火系统，热量可用于产生机械动力。一些点火系统包括产生点燃空气/燃料混合物的火花的火花塞。诸如点火线圈的电气装置向火花塞输出高压电以用于产生火花。在一些发动机中，检测系统在发动机操作时测量点火系统的各种参数。电子控制单元(ECU)和/或机器操作者可以利用由检测系统输出的信息来监测发动机操作和/或确定何时需要进行维护(例如，需要更换火花塞)。例如，电子控制单元可以确定火花电压(即，刚好在产生火花之前的火花塞电极的电压)，火花电压可以是火花塞的剩余使用寿命的指示。在先前的检测系统中，电子控制单元可以基于初级电流上升时间的测量来估计火花电压，例如点火线圈的初级线圈中的电流在点火循环期间从其最终值的大约0％上升到100％的时间量。虽然该方法可以给出火花电压的一些指示，但是它具有局限性。例如，上升电流的非线性特性可能导致火花电压未准确地进行估计。此外，某些不利状况，诸如多弧状况(例如，在一个点火循环期间从一个火花塞产生多个火花)、引起异常低或高的火花电压、高发动机负载和/或燃烧湍流的状况，可能也会导致不准确。火花电压的不准确估计可能导致火花塞的低效使用。例如，可能在必需更换之前就更换了火花塞。在2002年12月10日授予Downs的美国专利第6,492,818号(“'818专利”)中公开了尝试确定火花电压而不使用初级电流上升时间的一个示例。具体地，'818专利的检测系统包括响应于所反映的从次级线圈到初级线圈的火花事件的火花检测电路。检测系统确定开始电容性放电和发生所反映的火花事件之间的时间差。处理电路可以利用该时间差来确定火花电压。虽然'818专利的检测系统使用了测量初级电流上升时间来确定火花电压的替代方案，但其可能不够理想。具体地，'818专利没有解决某些不利状况下的火花检测，因此，检测系统不能配置成持续地确定火花电压。本专利技术旨在克服上述的一个或多个问题和/或现有技术的其它问题。
技术实现思路
在一方面，本专利技术涉及一种用于确定电容性放电点火系统中的火花塞的火花电压的方法。该方法可以包括测量初级线圈的低侧上的电压。该方法还可以包括基于该电压确定火花时间。该方法可以进一步包括基于火花时间确定火花电压。在另一方面，本专利技术涉及一种用于确定电容性放电点火系统中的火花塞的火花电压的检测系统。该检测系统可以包括配置成通过测量初级线圈的低侧上的电压来检测火花的发生的传感器电路。该检测系统还可以包括连接到传感器电路的电子控制单元。电子控制单元可以配置成从传感器电路接收指示电压超过阈值的信号。电子控制单元可以进一步配置成基于信号确定火花时间，并且基于火花时间确定火花电压。附图说明图1是示例性公开的发动机的示意图；图2是可以结合图1的发动机使用的示例性公开的检测系统的示意图；图3是可以结合图2的检测系统使用的传感器电路的示意图；图4和图5描绘了示例性点火循环的次级电压与时间以及初级线圈上升时间与时间的关系的波形；以及图6和图7描绘了示例性点火循环的次级电压和传感器电路输出与时间的关系的波形。具体实施方式图1示出了示例性内燃机10。为了本专利技术的目的，发动机10将被描述为四冲程气体燃料发动机，例如天然气发动机。然而，本领域技术人员将认识到，发动机10可以是任何其他类型的内燃机，例如汽油或双燃料发动机。发动机10可以包括至少部分地限定一个或多个汽缸14(图1中仅示出一个)的发动机缸体12。活塞16可以可滑动地设置在每个汽缸14内，以在上止点(TDC)位置和下止点(BDC)位置之间往复运动，并且汽缸盖18可以与每个汽缸14相关联。汽缸14、活塞16和汽缸盖18可以一起限定燃烧室20。可以设想，发动机10可以包括任何数量的燃烧室20，并且燃烧室20可以设置成“直列”配置、“V”配置或任何其它合适的配置。发动机10还可以包括可旋转地设置在发动机缸体12内的曲轴22。连杆24可以将每个活塞16连接到曲轴22，使得活塞16在每个相应汽缸14内的上止点位置与下止点位置之间的滑动运动导致曲轴22的旋转。类似地，曲轴22的旋转可以导致活塞16在上止点位置与下止点位置之间的滑动运动。在四冲程发动机中，活塞16可以通过进气冲程、压缩冲程、燃烧或动力冲程、以及排气冲程在上止点位置与下止点位置之间往复运动。还可以设想，发动机10可以可选地是二冲程发动机，其中完整循环包括压缩/排气冲程(下止点至上止点)和动力/排气/进气冲程(上止点至下止点)。汽缸盖18可以限定进气通道26和排气通道28。进气通道26可以将来自进气歧管30的压缩空气或者空气和燃料混合物引导通过进气开口32并进入到燃烧室20中。排气通道28可以类似地将来自燃烧室20的排气引导通过排气开口34并进入到排气歧管36中。具有阀元件40的进气阀38可以设置在进气开口32内并且配置成选择性地接合阀座42。阀元件38可以在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置处，阀元件40接合阀座42以抑制相对于进气开口32的流体流动，而在第二位置处，阀元件40从阀座42移除以允许流体流动。具有阀元件46的排气阀44可以类似地设置在排气开口34内，并且配置成选择性地接合阀座48。阀元件46可以在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置处，阀元件46接合阀座48以抑制相对于排气开口34的流体流动，而在第二位置处，阀元件46从阀座48移除以允许流体流动。一系列阀致动组件(未示出)可以与发动机10可操作地关联，以使阀元件40和46在第一位置与第二位置之间移动。应当注意，每个汽缸盖18可以包括多个进气开口32和多个排气开口34。每个这样的开口将与进气阀元件40或排气阀元件46相关联。发动机10可以包括用于每个汽缸盖18的阀致动组件，该阀致动组件配置成致动汽缸盖18的所有进气阀38或所有排气阀44。还可以设想，如果需要，单个阀致动组件能够致动与多个汽缸盖18相关联的进气阀38或排气阀44。例如，阀致动组件可以体现为凸轮/推杆/摇臂装置、螺线管致动器、液压致动器或本领域已知的任何其它用于致动的装置。燃料喷射装置50可以与发动机10相关联以将加压燃料引导到燃烧室20中。例如，燃料喷射装置50可以体现为处于与进气通道26连通的电子阀。可以设想，喷射装置50能够可选地实施为液压地、机械地或气动地致动的喷射装置，其选择性地加压和/或允许加压燃料经由进气通道26或以另一种方式(即，直接地)进入燃烧室20。燃料可以包括压缩气体燃料，例如天然气、丙烷、生物气体、垃圾填埋气体或氢气。还可以设想，燃料可以是液化的，例如汽油、柴油、甲醇、乙醇或任何其它液体燃料，并且可能需要车载泵(未示出)来加压燃料。由喷射装置50允许进入进气通道26中的燃料量可以与引入燃烧室20中的燃料与空气的比率相关联。具体地，如果期望将燃料和空气的贫混合物(与空气量相比，具有相对少量的燃料的混合物)引入燃烧室20中，与需要燃料和空气的富混合物(与空气量相比，具有相对大量的燃料的混合物)相比，喷射装置50可以在喷射位置保持更短的时间段(或可以以其它方式被控制为每个给定循环喷射较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定电容性放电点火系统(52)中的火花塞(54)的火花电压的方法，包括：测量初级线圈(68)的低侧(78)上的电压；基于所述电压确定火花时间；以及基于所述火花时间确定火花电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.21 US 14/2835501.一种用于确定电容性放电点火系统(52)中的火花塞(54)的火花电压的方法，包括：测量初级线圈(68)的低侧(78)上的电压；基于所述电压确定火花时间；以及基于所述火花时间确定火花电压。2.根据权利要求1所述的方法，其中，测量所述初级线圈的所述低侧上的所述电压包括测量初级绕组(76)与低侧开关(70)之间的电压。3.根据权利要求2所述的方法，其中，测量所述初级线圈的所述低侧上的所述电压还包括测量所述初级线圈的低侧引脚(79)处的电压。4.根据权利要求1所述的方法，其中，测量所述初级线圈的所述低侧上的所述电压包括测量电流感测电阻器(77)附近的电压。5.根据权利要求4所述的方法，其中，测量所述初级线圈的所述低侧上的所述电压包括直接测量所述电流感测电阻器处的电压。6.一种用于确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·舒尔茨，D·D·丹宁，W·E·小贺班，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US