1.具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng),由點(diǎn)火線圈,車載直流電源,火花塞和點(diǎn)火電路組成;點(diǎn)火電路是發(fā)動機(jī)電子控制單元內(nèi)的一部分電路,發(fā)動機(jī)電子控制單元內(nèi)部設(shè)有中央處理器、開關(guān)器件和驅(qū)動電路;IGBT為點(diǎn)火系統(tǒng)的開關(guān)器件;中央處理器的一個時間處理單元通道通過開關(guān)器件IGBT的驅(qū)動電路連接開關(guān)器件IGBT的柵極;開關(guān)器件IGBT的集電極連接點(diǎn)火線圈初級的第一端;點(diǎn)火線圈初級的第二端連接車載直流電源;其特征在于:點(diǎn)火電路由D/A轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動電路,電流采樣電路、限流保護(hù)電路、電流反饋電路構(gòu)成;中央處理器根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況,計算出最合理的點(diǎn)火能量,通過中央處理器的同步串行外部設(shè)備接口(SPI)設(shè)定點(diǎn)火電流閾值,將設(shè)定好的電流值對應(yīng)的電壓值提供給D/A轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為模擬電壓量,提供點(diǎn)火電流對應(yīng)的閾值電壓,進(jìn)而控制點(diǎn)火電流;點(diǎn)火電流經(jīng)過電流采樣電路將電流值轉(zhuǎn)換為電壓值,并提供給電流反饋電路,電流反饋電路將判斷點(diǎn)火電流是否達(dá)到設(shè)定的點(diǎn)火電流閾值,并將反饋信號提供給中央處理器的時間處理單元通道,由此形成一個閉合的控制環(huán);中央處理器根據(jù)反饋信號計算并調(diào)節(jié)下一次點(diǎn)火電流達(dá)到設(shè)定值所需要的充電時間,實現(xiàn)點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng),其特征在于所述的D/A轉(zhuǎn)換電路包括:十位低功耗數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器MAX5711AUT的同步串行外部設(shè)備接口、SCLK和DIN連接對應(yīng)的中央處理器的同步串行外部設(shè)備接口;數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器MAX5711AUT的DAC輸出端OUT輸出電壓基準(zhǔn)“VREF”,連接所述的電流反饋電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng),其特征在于所述的驅(qū)動電路包括:來自中央處理器的點(diǎn)火控制信號“IGN_CMD1”連接倒相器U2A的輸入端;PNP型三極管Q1的發(fā)射極作為驅(qū)動電路的供電電源端,連接限流保護(hù)電路的輸出端“V_DRV_POWER”,集電極為驅(qū)動電路的輸出端,連接NPN型三極管Q2的集電極和開關(guān)器件IGBT的柵極;三極管Q2的發(fā)射極接地;四個串聯(lián)的匹配電阻R1、R2、R3和R4的五個結(jié)點(diǎn)分別連接三極管Q1的發(fā)射極,三極管Q1的基極,倒相器U2A的輸出端,三極管Q2的基極和三極管Q2的發(fā)射極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng),其特征在于所述的電流采樣包括:采樣電阻RS1串連在點(diǎn)火系統(tǒng)開關(guān)器件IGBT的發(fā)射極“IGBT_E”和地之間;采樣電阻RS1將點(diǎn)火線圈的初級電流轉(zhuǎn)換為電壓信號,輸出采樣電壓“V_SAMPLE”;經(jīng)過由電阻R5和電容C2構(gòu)成的一階低通濾波電路后連接到限流保護(hù)電路和電流反饋電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng),其特征在于所述的限流保護(hù)電路包括:所述的電流采樣電路輸出的采樣電壓“V_SAMPLE”通過串聯(lián)電阻R7連接到構(gòu)成誤差放大器的運(yùn)算放大器U3A的反相輸入端;運(yùn)算放大器U3A的同相輸入端連接直流供電電源VDD5經(jīng)過分壓電阻R10、R11分壓得到一個參考電壓 “Vref1”;由串連的電阻R6和電容C4并聯(lián)電容C3構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò),連接運(yùn)算放大器U3A的反相輸入端和輸出端;兩個相反方向串連的5.1V穩(wěn)壓DZ1、DZ2連接運(yùn)算放大器U1的反相輸入端和輸出端;運(yùn)算放大器U1的輸出端通過串聯(lián)電阻R8連接NPN型三極管Q3的基極;三極管Q3的集電極接6V直流供電電源VDD6,基極和發(fā)射極兩端連接電阻R9,發(fā)射極為限流保護(hù)電路的輸出端“V_DRV_POWER”,連接到所述驅(qū)動電路的供電電源端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng),其特征在于所述的電流反饋電路包括:電壓比較器U4A的反相輸入端通過電阻R15連接電流采樣電路輸出的采樣電壓“V_SAMPLE”,同相輸入端通過電阻R17連接電壓基準(zhǔn)電路輸出的電壓基準(zhǔn)“VREF”;反饋電阻Rf連接電壓比較器U4A的反相輸入端和輸出端;電壓比較器U4A的輸出端通過上拉電阻R12連接到直流供電電源VDD5,并連接到電壓比較器U4B的反相輸入端;電壓比較器U4B的同相輸入端連接到直流供電電源VDD5經(jīng)過分壓電阻R13、R16分壓得到的直流參考電壓;電壓比較器U4B的輸出端通過上拉電阻R14連接到直流供電電源VDD5,并連接到中央處理器的一路時間處理單元通道;電壓比較器U4B的輸出端輸出點(diǎn)火電流反饋信號 “IMON_FD”。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng),其特征在于所述的中央處理器控制何時給點(diǎn)火線圈提供充電電流以及何時點(diǎn)火,保證發(fā)動機(jī)在各種工況下可靠、準(zhǔn)確點(diǎn)火;具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng)的控制方法的具體步驟如下:D/A轉(zhuǎn)換電路輸出電壓基準(zhǔn)“VREF”和電流采樣電路輸出的采樣電壓“V_SAMPLE”分別連接電流反饋電路中電壓比較器U4A的同相輸入端和反相輸入端;當(dāng)采樣電壓“V_SAMPLE”低于電壓基準(zhǔn)“VREF”時,電流反饋電路輸出的點(diǎn)火電流反饋信號“IMON_FD”為低電平,否則輸出高電平狀態(tài);中央處理器從開關(guān)器件IGBT的柵極發(fā)送控制信號使其導(dǎo)通開始計時,直至點(diǎn)火電流反饋信號“IMON_FD”由低電平改為高電平停止計時,所得的計時時長為,為點(diǎn)火電流從零上升到設(shè)定點(diǎn)火電流的時間;在點(diǎn)火線圈正常工作的條件下,中央處理器根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況,計算出最合理的點(diǎn)火能量,通過中央處理器的同步串行外部設(shè)備接口(SPI)和D/A轉(zhuǎn)換電路設(shè)定點(diǎn)火電流閾值;根據(jù)當(dāng)前點(diǎn)火電流反饋值信號“IMON_FD”判斷每次點(diǎn)火電流是否達(dá)到設(shè)定值,計算并調(diào)節(jié)下一次點(diǎn)火電流達(dá)到設(shè)定點(diǎn)火電流所需要的充電時間,實現(xiàn)點(diǎn)火能量自適應(yīng)脈寬調(diào)節(jié)功能;
如果在點(diǎn)火線圈在當(dāng)前周期設(shè)定的充電時間內(nèi),沒有檢測到電流反饋值信號“IMON_FD”即點(diǎn)火電流沒有達(dá)到設(shè)定值;則下一次點(diǎn)火線圈的充電時間調(diào)節(jié)為;其中,為點(diǎn)火線圈的開環(huán)標(biāo)定充電時間,根據(jù)查表得到;為點(diǎn)火線圈充電自適應(yīng)調(diào)節(jié)時間步長;
如果在點(diǎn)火線圈在當(dāng)前周期設(shè)定的充電時間內(nèi),檢測到電流反饋值信號“IMON_FD”,即點(diǎn)火電流達(dá)到設(shè)定值,記錄點(diǎn)火電流從零上升到設(shè)定點(diǎn)火電流的時間;則下一次點(diǎn)火線圈的充電時間調(diào)節(jié)為;其中,為點(diǎn)火線圈充電自適應(yīng)調(diào)節(jié)時間裕量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng),其特征在于所述的點(diǎn)火電流反饋值信號“IMON_FD”連接的中央處理器的時間處理單元通道具有自適應(yīng)脈寬調(diào)節(jié)功能,在每次點(diǎn)火充電時間的周期內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)火電流從零上升到設(shè)定點(diǎn)火電流閾值所需的時間,并保證下一次點(diǎn)火充電時間具有恰當(dāng)?shù)某潆姇r間裕量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的具有點(diǎn)火能量自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的點(diǎn)火系統(tǒng),其特征在于所述的自適應(yīng)脈寬調(diào)節(jié)對單個發(fā)動機(jī)氣缸獨(dú)立適用,其調(diào)整的充電時間寬度適用于其對應(yīng)的某個發(fā)動機(jī)缸,每個氣缸需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)時間和診斷保護(hù)數(shù)據(jù)。
10.所述的自適應(yīng)調(diào)節(jié)是根據(jù)當(dāng)前周期內(nèi)的點(diǎn)火電流的從零上升到設(shè)定點(diǎn)火電流的時間來計算下一次點(diǎn)火線圈充電的脈寬;當(dāng)前點(diǎn)火周期的點(diǎn)火時刻,由上一周期檢測到的充電時間決定,不受當(dāng)前電流反饋值信號“IMON_FD”影響;下一點(diǎn)火周期的點(diǎn)火充電時間被調(diào)整后,應(yīng)當(dāng)調(diào)整的是點(diǎn)火充電起始時刻,而點(diǎn)火時刻始終應(yīng)當(dāng)保證在正確的曲軸相位。