点火线圈场强感应式探测系统技术方案

一种点火线圈场强感应式探测系统，包括：中央控制模块，用于发出点火指令和接收状态反馈信号；点火模块，用于根据中央控制模块发出的点火指令控制充电电路；初级线圈，位于充电电路中并产生初级互感电压；次级线圈，位于初级线圈的外围，用于根据初级线圈的初级互感电压产生给火花塞放电的次级电压；感应线圈，与初级线圈、次级线圈在轴向上分离设置并且位于次级线圈输出端的高压传递导线附近，用于在高压传递导线的感应电流激发下产生感应电压信号；信号处理模块，用于将感应电压信号进行处理从而为中央控制模块提供一个用来判断发动机的汽缸内点火状况和缸体相位的数字信号。本实用新型专利技术可提高电喷系统点火子系统的控制精度，结构简单，便于生产过程的装配。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发动机的点火线圈

技术介绍
在汽车发动机点火系统中，点火线圈是一种为点燃发动机气缸内的空气和燃油混合物提供点火能量的执行部件。它是一种基于电磁感应原理的特殊脉冲升压器，它将8-16V的低电压按设定频率通断使之次级产生20-40KV的电压通过火花塞产生电火花。在汽车发动机发展过程中，人们一直在寻求一些方法提高和完善对发动机的控制，比如发动机判缸，发动机汽缸内部燃烧压力状况，由于点火线圈与发动机工作状况息息相关，因而需要一种能利用点火线圈为基础的判断发动机气缸位置和燃烧压力状况的技术。
技术实现思路
为了克服上述缺点，本技术的目的是提供一种结构简单、稳定可靠的点火线圈场强感应式探测系统。为了达到以上目的，本技术提供了一种点火线圈场强感应式探测系统，包括：中央控制模块，用于发出点火指令和接收状态反馈信号；点火模块，用于根据所述的中央控制模块发出的点火指令控制充电电路；初级线圈，位于所述的充电电路中并产生初级互感电压；次级线圈，位于所述的初级线圈的外围，用于根据所述的初级线圈的初级互感电压产生给火花塞放电的次级电压；感应线圈，与所述的初级线圈、次级线圈在轴向上分离设置并且位于所述的次级线圈输出端的高压传递导线附近，用于在所述的高压传递导线的感应电流激发下产生感应电压信号；信号处理模块，用于将所述的感应电压信号进行处理从而为所述的中央控制模块提供一个用来判断发动机的汽缸内点火状况和缸体相位的数字信号。作为本技术进一步的改进，所述的信号处理模块包括感应电压处理单元和相位判别单元，所述的感应电压处理单元对感应线圈输出的感应电压信号进行测量、降压、整形处理，所述的相位判别单元对感应电压处理单元输出的信号由集成电路处理为含有相位信息的数字信号。作为本技术进一步的改进，所述的相位判别模块采用型号为德州仪器CD14358B的IC芯片。作为本技术进一步的改进，所述的感应线圈采用平板式感应线圈。作为本技术进一步的改进，所述的平板式感应线圈由环氧树脂固定在次级线圈输出端的高压传递导线正上方。作为本技术进一步的改进，所述的点火模块包括组合式火花塞，所述的组合式火花塞两两配对并且彼此之间具有确定的相位关系。作为本技术进一步的改进，为所述的相位判别单元预设定V感应-临界值，当感应电压信号大于V感应-临界值，此时所述的相位判别单元为所述的中央控制模块提供一个用来判断发动机的汽缸内点火状况和缸体相位的数字信号，所述的中央控制模块判定此状态为点火状态；当感应电压信号小于V感应-临界值，此时所述的相位判别单元没有信号输出，所述的中央控制模块判定此状态为无点火状态。本技术的点火线圈次级高压输出端平板式电感线圈感应技术是一种可以根据监测电感线圈所产生的感应电压大小和波形可以判断发动机缸体点火状况及相对位置的技术，此技术可用来提高电喷系统点火子系统的控制精度，而且其感应信号可以用来取代相位传感器，由于结构简单，感应线圈与高压传递导线之间的定位容易且精确，便于生产过程的装配。附图说明附图1描述了初级电流与配对塞火花击穿电压极性图；附图2描述了根据本技术的点火线圈场强感应式探测系统的电路原理图；附图3为根据本技术的电场强度感应相位判别分组点火线圈构造图；附图4描述了平板式电场感应线圈与次级高压传递导线位置关系；附图5描述了平板式电场感应线圈结构；附图6描述了高压输出端高压导线周边电动势分布状况；附图7描述了感应电压处理单元和相位判别单元的电路原理图；附图8描述了感应电压与三针放电负载电压和相位信号之间的相互关系；附图9为实施例中感应电压与三针放电负载电压关系图；附图10至附图12为实施例中三针放电负载电压-感应电压-相位输出信号波形图。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。参见附图1所示，描述了初级电流与配对塞火花击穿电压极性图。分组点火线圈在释放能量的过程中，次级线圈高压传递导线周边开始产生电场，而逐渐增大的电场产生电动势连通配对火花塞的电极。在10～30微秒的瞬间，电动势变得足够大使得火花塞间隙被击穿并产生火花。当火花塞间隙之间的电压增加到产生火花并点燃缸内的燃油和空气的混合体时，在火花产生的瞬间，火花塞间隙中的混合气体被离子化使次级电流开始从正极流向负极，击穿电压的大小与燃油与空气的混合气体压力成正比。火花塞间隙产生火花强劲程度取决于各个火花塞间隙的阻抗，影响火花塞间隙阻抗的因素有很多，但影响最大的因素要属发动机缸体内的压力。缸内压力越大，需要的击穿电压也就越高。汽缸在排气冲程时所需的击穿电压要小，因为在排气时缸内的压力要比压缩冲程时缸内压力要小得多，这样使得排气端得火花塞间隙要比压缩端的火花塞间隙先达到击穿状态，其时间差在几个微秒范围之内。而本技术的平板式电感线圈基于配对火花塞的击穿顺序这个特征来实现判断缸内点火状况和相位探测功能。参见附图2，描述了根据本技术的点火线圈场强感应式探测系统的电路原理图。如图所示，高压输出端平板式感应线圈电场强度监测、相位判别系统是一个组合式的设计，该点火线圈场强感应式探测系统包括：中央控制模块，用于发出点火指令和接收状态反馈信号；点火模块，用于根据中央控制模块发出的点火指令控制充电电路；初级线圈，位于充电电路中并产生初级互感电压；次级线圈，位于初级线圈的外围，用于根据初级线圈的初级互感电压产生给火花塞放电的次级电压；感应线圈，与初级线圈、次级线圈在轴向上分离设置并且位于次级线圈输出端的高压传递导线附近，用于在高压传递导线的感应电流激发下产生感应电压信号；信号处理模块，用于将感应电压信号进行处理从而为中央控制模块提供一个用来判断发动机的汽缸内点火状况和缸体相位的数字信号。附图3为根据本技术的电场强度感应相位判别分组点火线圈构造图，附图4描述了平板式电场感应线圈与次级高压传递导线位置关系，点火模块包括组合式火花塞，组合式火花塞包括一对排气端火花塞和一对压缩端火花塞，其配对方式是1号与4号配对，2号与3号配对，由于使用分组点火线圈时发动机汽缸是配对工作的，当其中一个火花塞的击穿电压为负电压时，另一个火花塞的击穿电压必定为正电压，排气端的火花塞击穿电压在时间顺序上要先于压缩端的火花塞。当汽缸4（火花塞4）处入压缩阶段，汽缸1（火花塞1）则处入排气阶段。附图5描述了平板式电场感应线圈结构，图中感应线圈采用平板式感应线圈，置于点火线圈次级输出端高压传递导线正上端约5mm的安全距离的环氧树脂里，该线圈中心采用硅钢片的铁芯，铁芯外部包裹工程塑料构成的壳体。附图6描述了高压输出端高压导线周边电动势分布状况，高压传递导线的感应电流激发下周围激发产生变化的电场，随着距离导线距离的增加电动势逐渐减弱，感应线圈产生感应电压信号，感应线圈连接感应电压监测、波形处理及相位判别模块相，感应电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点火线圈场强感应式探测系统，其特征在于，包括：中央控制模块，用于发出点火指令和接收状态反馈信号；点火模块，用于根据所述的中央控制模块发出的点火指令控制充电电路；初级线圈，位于所述的充电电路中并产生初级互感电压；次级线圈，位于所述的初级线圈的外围，用于根据所述的初级线圈的初级互感电压产生给火花塞放电的次级电压；感应线圈，与所述的初级线圈、次级线圈在轴向上分离设置并且位于所述的次级线圈输出端的高压传递导线附近，用于在所述的高压传递导线的感应电流激发下产生感应电压信号；信号处理模块，用于将所述的感应电压信号进行处理从而为所述的中央控制模块提供一个用来判断发动机的汽缸内点火状况和缸体相位的数字信号。

【技术特征摘要】
1.一种点火线圈场强感应式探测系统，其特征在于，包括：
中央控制模块，用于发出点火指令和接收状态反馈信号；
点火模块，用于根据所述的中央控制模块发出的点火指令控制充电电路；
初级线圈，位于所述的充电电路中并产生初级互感电压；
次级线圈，位于所述的初级线圈的外围，用于根据所述的初级线圈的初级互感电压产生给火花塞放电的次级电压；
感应线圈，与所述的初级线圈、次级线圈在轴向上分离设置并且位于所述的次级线圈输出端的高压传递导线附近，用于在所述的高压传递导线的感应电流激发下产生感应电压信号；
信号处理模块，用于将所述的感应电压信号进行处理从而为所述的中央控制模块提供一个用来判断发动机的汽缸内点火状况和缸体相位的数字信号。
2.根据权利要求1所述的点火线圈场强感应式探测系统，其特征在于：所述的信号处理模块包括感应电压处理单元和相位判别单元，所述的感应电压处理单元对感应线圈输出的感应电压信号进行测量、降压、整形处理，所述的相位判别单元对感应电压处理单元输出的信号由集成电路处理为含有相位信息的数字信号。
3....

【专利技术属性】
技术研发人员：童彬，任春生，
申请(专利权)人：昆山凯迪汽车电器有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32