專利名稱：發(fā)動機的點火系統(tǒng)及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機的點火系統(tǒng)。更加具體而言，本發(fā)明涉及一種發(fā)動機的點 火系統(tǒng)，其改善了初始啟動的安全性能，本發(fā)明還涉及所述發(fā)動機的點火系統(tǒng)的控制方法。
背景技術：
總體而言，汽油直接噴射發(fā)動機燃燒稀薄燃料，以減少其排放氣體。然而，在稀薄 燃料的情形下，將要供應高能量，以增強燃燒室的穩(wěn)定性。用來增大點火線圈的能量的方法是加寬線圈內(nèi)部的鐵芯面積或者增大線圈的繞 組匝數(shù)(wound number of times)，但是其存在的問題是線圈的尺寸增大，成本增加。特別而言，由于稀薄燃料與空氣相燃燒，存在的問題是在發(fā)動機的低溫下或者啟 動的初始階段，啟動穩(wěn)定性很差。公開于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應 當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面致力于提供一種發(fā)動機的點火系統(tǒng)，其優(yōu)點是改善了低溫下的 啟動穩(wěn)定性。在本發(fā)明的一個方面當中，一種發(fā)動機的點火系統(tǒng)可以包括點火裝置，其使用供 給至點火線圈的電流來在所述發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生火花；啟動檢測部分，其檢測用來啟 動已停止的發(fā)動機的啟動信號；冷卻劑溫度檢測部分，其檢測所述發(fā)動機的冷卻劑溫度； 以及電力控制部分，在檢測到所述啟動信號并且所述冷卻劑溫度在預定溫度以下的情況 下，在啟動了發(fā)動機之后，該電力控制部分將供給至所述點火線圈的電流的駐留時間增加 預定時間。所述預定時間可以在大約IOms之內(nèi)，并且所述預定溫度可以大約為0攝氏度。正常的駐留時間可以大約為1.7ms，并且增加的增大的駐留時間可以為大約 2. 4ms ο所述啟動檢測部分可以檢測用來啟動啟動電機的所述啟動信號，或者檢測傳遞至 所述啟動電機的電流，并且所述電力控制部分從檢測點將所述駐留時間增大預定時間，以 啟動所述發(fā)動機。在預定時間已過去的情況下，所述電力控制部分可以將正常的駐留時間映射應用 至供給至所述點火線圈的所述電流。在本發(fā)明的另一方面當中，一種發(fā)動機的點火系統(tǒng)可以包括點火裝置，其使用點火線圈供給的電流來在所述發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生火花；冷卻劑溫度檢測部分，其檢測所 述發(fā)動機的冷卻劑溫度；以及電力控制部分，在所述冷卻劑溫度在預定溫度以下的情況下， 在所述發(fā)動機的啟動點之后，該電力控制部分將所述點火線圈供給的電流的駐留時間增加 預定時間。在本發(fā)明的再一方面當中，一種用來控制發(fā)動機的點火系統(tǒng)的方法，所述發(fā)動機 的點火系統(tǒng)包括點火裝置，該點火裝置使用點火線圈供給的電流來在所述發(fā)動機的燃燒室 中產(chǎn)生火花，所述方法可以包括a)檢測用來啟動所述發(fā)動機的啟動信號；b)檢測所述發(fā) 動機的冷卻劑的溫度；以及c)在檢測到所述啟動信號并且所述冷卻劑溫度在預定溫度以 下的情況下，從所述發(fā)動機的啟動點開始將所述點火線圈供給的電流的駐留時間增加預定 時間。所述的控制發(fā)動機的點火系統(tǒng)的方法還可以包括以下步驟在步驟C)之后所述 預定時間已過去之后，采用正常的駐留時間映射。在本發(fā)明的再一方面當中，一種發(fā)動機的點火系統(tǒng)，包括噴射器，其直接將燃料 噴射到汽缸內(nèi)；點火裝置，其使用點火線圈供給的電流來在所述發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生火 花；冷卻劑溫度檢測部分，其檢測所述發(fā)動機的冷卻劑溫度；以及電力控制部分，在所述冷 卻劑溫度在預定溫度以下的情況下，在所述發(fā)動機的啟動點之后，該電力控制部分將所述 點火線圈供給的電流的駐留時間增加預定時間。在本發(fā)明各個方面當中，在發(fā)動機的溫度很低的情況下，將駐留時間增大預定時 間，從而火花有效地在汽缸內(nèi)形成，以在按照本發(fā)明的發(fā)動機的點火系統(tǒng)當中穩(wěn)定發(fā)動機 的啟動。本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附 圖和隨后的具體實施方式
中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實 施方式中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方式
共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。


圖1是顯示按照本發(fā)明示例性實施例的發(fā)動機的點火系統(tǒng)中的點火線圈的駐留 時間(dwell time)和電流的圖表。圖2是顯示按照本發(fā)明示例性實施例的發(fā)動機的點火系統(tǒng)中的點火線圈的電流 和能量的圖表。圖3是顯示用來控制按照本發(fā)明示例性實施例的發(fā)動機的點火系統(tǒng)的方法的流 程圖。應當了解，附圖并不必須是按比例繪制的，其示出了某種程度上經(jīng)過簡化了的闡 述本發(fā)明的基本原理的各個特征的表示。在此所公開的本發(fā)明的特定的設計特征，包括例 如特定的尺寸、定向、定位和外形，將部分地由特定目的的應用和使用環(huán)境所確定。在這些圖形中，附圖標記在附圖的多幅圖形中指代本發(fā)明的同樣的或等效的部 分。
具體實施例方式接下來將具體參考本發(fā)明的各個實施例，在附圖中和以下的描述中示出了這些實
4施例的實例。雖然本發(fā)明與示例性實施例相結(jié)合進行描述，但是應當了解，本說明書并非旨 在將本發(fā)明限制為那些示例性實施例。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施例，而且 覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、 等效形式以及其它實施例。以下，將參考附圖來詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。汽油直接噴射(GDI)發(fā)動機采用直接噴射的噴射器來將燃料直接噴射到其發(fā)動 機的燃燒室中，這與MPI (多點噴射)發(fā)動機有所不同。特別而言，由于燃料稀薄，因此需將高能量供應至發(fā)動機的點火線圈，并且在冬天 發(fā)動機的溫度很低的情況下，很多案例表明發(fā)動機的啟動穩(wěn)定性變得十分糟糕。在冷卻劑溫度很低的情況下，本發(fā)明示例性實施例中的點火線圈的部件并未發(fā)生 變化，但是供給至點火線圈的電流的駐留時間增大，以增加點火線圈所產(chǎn)生的能量?？傮w而言，駐留時間表示傳遞至初級線圈以用于點火的所述電流的供給間隔，當 電流供給間隔變長的時候，帶電荷的能量(chargedenergy)也增大，從而當電路中斷的時 候，次級線圈的感應電壓升高。因此，有利地，空氣/燃料混合氣體被安全地點燃。但是，由 于駐留時間延長，與點火相關的元件的壽命可能會縮短。圖1是顯示按照本發(fā)明示例性實施例的發(fā)動機的點火系統(tǒng)中的點火線圈的駐留 時間和電流的圖表。參考圖1，橫軸表示駐留時間，縱軸表示根據(jù)駐留時間的第一電流，并且當駐留時 間變長的時候，該第一電流就增大。根據(jù)點火線圈的容量，具有第一點火線圈(能量容量30mJ)、第二點火線圈(能量 容量40mJ)和第三點火線圈(能量容量60mJ)，并且當電流的駐留時間是1.7ms的時候，第 一點火線圈的第一側(cè)的電流大小是6A，并且當駐留時間增大至2. 4ms的時候，其電流大小 是 IOA0圖2是顯示按照本發(fā)明示例性實施例的發(fā)動機的點火系統(tǒng)中的點火線圈的電流 和能量的圖表。參考圖2，橫軸表示第一電流，縱軸表示點火線圈的能量級。在第一點火線圈(能量容量30mJ)的第一電流是6A的情況下，所形成的能量是 30mJ，并且第一電流是IOA時，所形成的能量是39mJ。如上所述，在點火線圈的部件(線圈數(shù)量或者鐵芯面積)并未發(fā)生變化的情況下， 產(chǎn)生于點火線圈的能量能夠增大。只不過需要限制駐留時間，不要從點火線圈過度產(chǎn)生熱量。在本發(fā)明示例性的實施例中，在冷卻劑溫度僅僅在預定溫度(例如0攝氏度)以 下的情況下，在啟動后，駐留時間增加預定時間(IOms以內(nèi))，以有效地啟動發(fā)動機。事實 上，考慮到發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和汽缸數(shù)量，駐留時間可以延長至3ms。圖3是顯示用來控制按照本發(fā)明示例性實施例的發(fā)動機的點火系統(tǒng)的方法的流 程圖。參考圖3，在零步驟SlO中，將要開始控制發(fā)動機的點火系統(tǒng)，在第一步驟Sll中， 檢測冷卻劑溫度，并確定冷卻劑溫度在預定溫度以下。進一步地，在第一步驟Sll中檢測啟動信號，其中啟動信號可以是用來操作啟動電機的啟動信號或者是供給至啟動電機的電流。如果在第一步驟Sll中冷卻劑溫度在預定溫度以下，并且在第二步驟S12中檢測 到啟動信號，應用具有增加的駐留時間的映射(map)，從而從點火線圈中產(chǎn)生高能量。在第三步驟S13中，當檢測到啟動信號之后，來確定預定時間是否過去。在第三步驟S13中，如果預定時間已經(jīng)過去，那么則應用正常的駐留時間映射，以 在第四步驟S14中進行操作。在本發(fā)明示例性的實施例中，冷卻劑的預定溫度可以是0攝氏度，并且理想地，預 定時間在IOms以內(nèi)，從而不損害點火線圈。當冬天發(fā)動機的溫度很低的時候，存在的問題是發(fā)動機無法一次性啟動，但傳遞 至點火線圈的駐留時間被增大，從而解決本發(fā)明中的上述問題。前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述 并非想窮盡本發(fā)明，或者將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導， 可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定 原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的 示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由所附的權利要求書及其 等同形式所限定。
權利要求
一種發(fā)動機的點火系統(tǒng)，包括點火裝置，其使用供給至點火線圈的電流來在所述發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生火花；啟動檢測部分，其檢測用來啟動已停止的發(fā)動機的啟動信號；冷卻劑溫度檢測部分，其檢測所述發(fā)動機的冷卻劑溫度；以及電力控制部分，在檢測到所述啟動信號并且所述冷卻劑溫度在預定溫度以下的情況下，在啟動了發(fā)動機之后，該電力控制部分將供給至所述點火線圈的電流的駐留時間增加預定時間。
2.如權利要求1所述的點火系統(tǒng)，其中所述預定時間在大約IOms之內(nèi)，并且所述預定 溫度大約為0攝氏度。
3.如權利要求1所述的點火系統(tǒng)，其中正常的駐留時間大約為1.7ms,并且增加的增大 的駐留時間大約為2. 4ms。
4.如權利要求1所述的點火系統(tǒng)，其中所述啟動檢測部分檢測所述用來啟動啟動電機 的所述啟動信號，或者檢測傳遞至所述啟動電機的電流，并且所述電力控制部分從檢測點 將所述駐留時間增大預定時間，以啟動所述發(fā)動機。
5.如權利要求1所述的點火系統(tǒng)，其中在預定時間已過去的情況下，所述電力控制部 分將正常的駐留時間映射應用至供給至所述點火線圈的所述電流。
6.一種發(fā)動機的點火系統(tǒng)，包括點火裝置，其使用點火線圈供給的電流來在所述發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生火花； 冷卻劑溫度檢測部分，其檢測所述發(fā)動機的冷卻劑溫度；以及 電力控制部分，在所述冷卻劑溫度在預定溫度以下的情況下，在所述發(fā)動機的啟動點 之后，該電力控制部分將所述點火線圈供給的電流的駐留時間增加預定時間。
7.一種用來控制發(fā)動機的點火系統(tǒng)的方法，所述發(fā)動機的點火系統(tǒng)包括點火裝置，該 點火裝置使用點火線圈供給的電流來在所述發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生火花，所述方法包括a)檢測用來啟動所述發(fā)動機的啟動信號；b)檢測所述發(fā)動機的冷卻劑的溫度；以及c)在檢測到所述啟動信號并且所述冷卻劑溫度在預定溫度以下的情況下，從所述發(fā)動 機的啟動點開始將所述點火線圈供給的電流的駐留時間增加預定時間。
8.如權利要求7所述的控制發(fā)動機的點火系統(tǒng)的方法，還包括以下步驟 在步驟c)之后所述預定時間已過去之后，采用正常的駐留時間映射。
9.一種發(fā)動機的點火系統(tǒng)，包括噴射器，其直接將燃料噴射到汽缸內(nèi)；點火裝置，其使用點火線圈供給的電流來在所述發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生火花； 冷卻劑溫度檢測部分，其檢測所述發(fā)動機的冷卻劑溫度；以及 電力控制部分，在所述冷卻劑溫度在預定溫度以下的情況下，在所述發(fā)動機的啟動點 之后，該電力控制部分將所述點火線圈供給的電流的駐留時間增加預定時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機的點火系統(tǒng)及其控制方法，其中發(fā)動機的點火系統(tǒng)可以包括點火裝置，其使用供給至點火線圈的電流來在所述發(fā)動機的燃燒室中產(chǎn)生火花；啟動檢測部分，其檢測用來啟動已停止的發(fā)動機的啟動信號；冷卻劑溫度檢測部分，其檢測所述發(fā)動機的冷卻劑溫度；以及電力控制部分，在檢測到所述啟動信號并且所述冷卻劑溫度在預定溫度以下的情況下，在啟動了發(fā)動機之后，該電力控制部分將供給至所述點火線圈的電流的駐留時間增加預定時間。因此，如果在發(fā)動機的溫度很低，將駐留時間增大預定時間，從而火花有效地在汽缸內(nèi)形成，以在按照本發(fā)明的發(fā)動機的點火系統(tǒng)中穩(wěn)定發(fā)動機的啟動。
文檔編號F02P5/15GK101922397SQ20091016521
公開日2010年12月22日 申請日期2009年8月13日 優(yōu)先權日2009年6月9日
發(fā)明者金德烈 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社