用于電暈點火系統(tǒng)中共振頻率探測的方法
【專利摘要】提供了一種在電暈點火器運行的同時探測電暈點火器的共振頻率的系統(tǒng)和方法。該方法包括給電暈點火器提供多個能量脈沖，每個能量脈沖具有脈沖持續(xù)時間且彼此間隔空載期間，在空載期間，不提供能量給電暈點火器。在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止每個脈沖持續(xù)時間，電流的每個零點經(jīng)過發(fā)生在一個空載期間內(nèi)。響應(yīng)于電流的零點經(jīng)過，給電暈點火器提供下一個能量脈沖?；趦蓚€連續(xù)周期的脈沖期間和空載期間的求和或者零點經(jīng)過之間的時間獲得共振頻率值。共振頻率值隨著時間變的更加精確，相應(yīng)地調(diào)節(jié)驅(qū)動頻率。
【專利說明】
用于電暈點火系統(tǒng)中共振頻率探測的方法[0001 ] 相關(guān)申請的相互引用[0002]本申請要求2013年12月12日提交的美國臨時申請61/915,088(律師案號710240-6793 ;IA-50129)，2014年1月24日提交的美國臨時申請61/931,131(律師案號710240-6830; IA-50134)，2014年3月11日提交的美國臨時申請61/950,991 (律師案號710240-6901 ;IA-50147)，2014年10月30日提交的美國臨時申請62/072,530(律師案號710240-7346 ;IA-51029-1 )，2014年12月10日提交的美國臨時申請62/090,096(律師案號710240-7356; IA-50359)，2014年12月12日提交的美國發(fā)明專利申請14/568,219(律師案號710240-7404; IA-50129和IA-50129-1)，2014年12月12日提交的美國發(fā)明專利申請14/568,266(律師案號 710240-7409 ;IA-50147)，2014年12月12日提交的美國發(fā)明專利申請14/568,330(律師案號 710240-7410; IA-50359)，以及2014年12月12日提交的美國發(fā)明專利申請14/568,438(律師 案號710240-7411 ;IA-50134)的權(quán)益。其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明大體涉及電暈放電點火系統(tǒng)，更具體地涉及用于控制提供給電暈點火器系統(tǒng)的能量的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0004]電暈放電點火系統(tǒng)提供交流電壓和電流，快速連續(xù)地反轉(zhuǎn)高低電位電極，其促進電暈放電的形成且最小化電弧形成的幾率。該系統(tǒng)包括電暈點火器，電暈點火器具有加載了高射頻電壓電位的中心電極，該電極在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生強射頻電場。該電場使得燃燒室內(nèi)燃料和空氣混合物的一部分電離且開始介質(zhì)擊穿，促進了油氣混合物的燃燒，這稱為點火事件。優(yōu)選地，控制該電場從而燃料和空氣混合物保持介質(zhì)屬性且電暈放電發(fā)生，也稱為低溫等離子體。燃料和空氣混合物電離的部分形成火焰峰面，該火焰峰面變成自我維持 (self-sustaining)且燃燒燃料和空氣混合物的剩余部分。優(yōu)選地，控制電場從而燃料和空氣混合物不會失去全部介質(zhì)屬性，失去全部介質(zhì)屬性將產(chǎn)生熱等離子體且在電極和接地缸壁、活塞、金屬殼或者點火器的其他部分之間產(chǎn)生電弧。電暈放電點火系統(tǒng)的一個例子公開于
【申請人】Freen的美國專利6，883，507 〇
[0005]此外，優(yōu)選地控制電暈放電點火系統(tǒng)，從而以等于或者接近電暈點火器的共振頻率的驅(qū)動頻率給電暈點火器提供能量。由此提供在燃燒室內(nèi)引起穩(wěn)健的電暈放電的電壓放大。為了獲得這樣高水平的控制，有必要精確地探測電暈點火器的共振頻率。然而，難以獲得共振頻率的精確探測，尤其是在較寬頻率范圍內(nèi)。共振頻率在運行過程中的變化，例如電弧事件導(dǎo)致的變化，也使得難以精確探測共振頻率。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個方面提供改進的用于在電暈點火系統(tǒng)的電暈點火器運行的同時、探測電暈點火器的共振頻率的方法。該方法包括在第一脈沖持續(xù)時間以正電壓給電暈點火器提供第一能量脈沖，使得電流流經(jīng)所述電暈點火器；以及在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖持續(xù)時間。一經(jīng)終止所述第一脈沖持續(xù)時間第一空載器件立刻發(fā)生;且在第一空載期間不給所述電暈點火器提供能量。該方法還包括探測在所述第一空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點；且響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過，以第二脈沖持續(xù)時間的負電壓給電暈點火器提供第二能量脈沖，從而終止所述第一空載期間。然后該方法包括:在所述電流經(jīng)過零點之前終止所述第二脈沖持續(xù)時間。一經(jīng)終止所述第二脈沖持續(xù)時間第二空載期間立刻發(fā)生，且在該第二空載期間不給所述電暈點火器提供能量。該方法還包括探測在所述第二空載期間內(nèi)所述流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點；且響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過，以正電壓給電暈點火器提供第三能量脈沖，從而終止所述第二空載期間。該方法之后包括:基于所述第一脈沖持續(xù)時間，所述第一空載期間，所述第二脈沖持續(xù)時間，和所述第二空載期間的求和獲得第一共振頻率值。
[0007]本發(fā)明的另一個方面提供用于探測電暈點火系統(tǒng)的電暈點火器的共振頻率的方法，包括以下步驟:以正電壓給電暈點火器提供第一能量脈沖，使得生成的電流流經(jīng)所述電暈點火器;在所述流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖，且在第一空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第一能量脈沖所述第一空載期間立刻開始;獲得第一零點經(jīng)過期間，其中，所述第一零點經(jīng)過期間始于所述第一能量脈沖的起點并且終于所述第一零點經(jīng)過。該方法還包括通過加倍所述第一零點經(jīng)過期間，獲得第一共振頻率值。
[0008]本發(fā)明的另一個方面提供用于探測電暈點火系統(tǒng)的電暈點火器的共振頻率的方法，包括以下步驟:以正電壓給電暈點火器提供第一能量脈沖，使得生成的電流流經(jīng)所述電暈點火器;在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖，且在第一空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第一能量脈沖所述第一空載期間立刻開始； 獲得第一零點經(jīng)過期間，其中，所述第一零點經(jīng)過期間始于所述第一能量脈沖的起點并且當流經(jīng)電暈點火器的電流在所述第一空載期間內(nèi)經(jīng)過零點時終止。該方法接下來包括:響應(yīng)于所述電流的第一零點經(jīng)過，以負電壓給電暈點火器提供第二能量脈沖，以終止所述第一空載期間；在所述電流經(jīng)過零點之前終止所述第二脈沖，且在第二空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第二能量脈沖所述第二空載期間立刻開始；以及獲取第二零點經(jīng)過期間，其中，所述第二零點經(jīng)過期間始于所述第一零點經(jīng)過并且當所述流經(jīng)電暈點火器的電流在所述第二空載期間內(nèi)經(jīng)過零點時終止。該方法之后包括:基于所述第一零點經(jīng)過期間和所述第二零點經(jīng)過期間的求和獲得第一共振頻率值。
[0009]本發(fā)明的另一個方面提供用于探測電暈點火器的共振頻率的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一開關(guān)，所述第一開關(guān)以第一脈沖持續(xù)時間的正電壓給電暈點火器提供來自于電源的第一能量脈沖，使得電流流經(jīng)所述電暈點火器。所述第一開關(guān)在所述流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖持續(xù)時間。在第一空載期間不給所述電暈點火器提供能量， 一經(jīng)終止所述第一脈沖期間所述第一空載期間立刻發(fā)生。頻率探測器探測在所述第一空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點，且響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過而發(fā)起驅(qū)動信號，以給所述電暈點火器提供第二能量脈沖。第二開關(guān)接收所述驅(qū)動信號，以第二脈沖持續(xù)時間的負電壓給電暈點火器提供來自電源的所述第二能量脈沖，從而終止所述第一空載期間。所述第二開關(guān)在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第二脈沖期間。在第二空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第二脈沖期間所述第二空載期間立刻發(fā)生。所述頻率探測器探測在所述第二空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點，且響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過而發(fā)起驅(qū)動信號，以給所述電暈點火器提供第三能量脈沖。所述第一開關(guān)接收所述驅(qū)動信號，以正電壓給電暈點火器提供來自電源的所述第三能量脈沖，從而終止所述第二空載期間。所述頻率探測器基于所述第一脈沖持續(xù)時間，所述第一空載期間，所述第二脈沖持續(xù)時間，和所述第二空載期間的求和獲得第一共振頻率值。
[0010]本發(fā)明的又一個方面提供一種用于探測電暈點火系統(tǒng)的電暈點火器的共振頻率的系統(tǒng)，包括第一開關(guān)和頻率探測器。第一開關(guān)以正電壓給電暈點火器提供來自電源的第一能量脈沖，使得電流流經(jīng)所述電暈點火器。之后所述第一開關(guān)在所述流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一能量脈沖，且在第一空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第一能量脈沖所述第一空載期間立刻發(fā)生。頻率探測器通過加倍第一零點經(jīng)過期間，獲得第一共振頻率值，其中，所述第一零點經(jīng)過期間始于所述第一能量脈沖的起點，終于所述第一零點經(jīng)過。
[0011]本發(fā)明的又一個方面提供一種用于探測電暈點火系統(tǒng)的電暈點火器的共振頻率的系統(tǒng)，包括第一開關(guān)，第二開關(guān)和頻率探測器。第一開關(guān)以正電壓給電暈點火器提供第一能量脈沖，使得電流流經(jīng)所述電暈點火器。所述第一開關(guān)在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖持續(xù)時間，且在第一空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第一能量脈沖所述第一空載期間立刻發(fā)生。頻率探測器探測在所述第一空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點，且響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過而發(fā)起驅(qū)動信號，以給所述電暈點火器提供第二能量脈沖。所述頻率探測器獲得第一零點經(jīng)過期間，其中，所述第一零點經(jīng)過期間始于所述第一能量脈沖的起點并且終于所述第一零點經(jīng)過。第二開關(guān)接收所述驅(qū)動信號，以負電壓給電暈點火器提供來自電源的所述第二能量脈沖，從而終止所述第一空載期間。所述第二開關(guān)在所述流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第二脈沖持續(xù)時間，且在第二空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第二能量脈沖所述第二空載期間立刻發(fā)生。所述頻率探測器探測在所述第二空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點。所述頻率探測器獲得第二零點經(jīng)過期間，其中，所述第二零點經(jīng)過期間始于所述第一零點經(jīng)過并且終于所述第二零點經(jīng)過。所述頻率探測器基于所述第一零點經(jīng)過期間和所述第二零點經(jīng)過期間的求和獲得第一共振頻率值。
[0012]該系統(tǒng)和方法提供許多優(yōu)點。首先，獲得的共振頻率值隨著時間變得更加精確，等于或者接近于電暈點火器的實際共振頻率。此外，在提供能量給電暈點火器時、更典型地、 在電暈點火器提供電暈放電時，獲得共振頻率值。因此，無需額外的電源階段或者測量周期。此外，可以在電暈點火器運行時、或者在將來的電暈事件之前，例如響應(yīng)于電弧事件引起的變化或者其他條件，即時調(diào)節(jié)提供給電暈點火器的能量的驅(qū)動頻率，以匹配探測的共振頻率值?！靖綀D說明】
[0013]通過參考下文的詳細描述結(jié)合附圖，本發(fā)明的其他優(yōu)點將易于理解:
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的電暈放電點火系統(tǒng)的框圖；
[0015]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的電暈放電點火系統(tǒng)的框圖；
[0016]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的電暈放電點火系統(tǒng)的框圖；
[0017]圖4示出在一個電暈事件起點的、流經(jīng)電暈點火器的電流以及提供給電暈點火器的電壓的示意圖；
[0018]圖5示出在圖4的電暈事件的20個周期之后，流經(jīng)電暈點火器的電流和提供給電暈點火器的電壓?！揪唧w實施方式】
[0019]本發(fā)明提供改進的系統(tǒng)20和方法，所述系統(tǒng)20和方法用于在電暈點火器22運行的同時探測電暈點火器22的共振頻率。使用該方法獲得的共振頻率值等于或者非常近似于電暈點火器22的實際共振頻率。在提供能量給電暈點火器22時、以及在電暈點火器22提供電暈放電26時，能夠調(diào)節(jié)提供給電暈點火器22的能量的驅(qū)動頻率，以匹配所探測的共振頻率。 此外，可以基于探測的共振頻率值、在電暈點火器22運行時，例如響應(yīng)于電弧事件引起的變化或者其他條件，對驅(qū)動頻率進行即時調(diào)節(jié)。
[0020]圖1-3示出了能夠?qū)崿F(xiàn)改進的共振頻率探測的系統(tǒng)20的示例性實施例。相關(guān)美國專利申請14/568219,14/568330,和14/568438也描述了這些系統(tǒng)20,這些申請通過引用并入本文。在每個實施例中，系統(tǒng)20包括耦接到電感線圈L的電暈點火器22,其一起稱為運行在共振頻率的載荷。在本文中，共振頻率指代“電暈點火器22的共振頻率”。電暈點火器22接收位于驅(qū)動頻率和電位的能量，使得電流流過電暈點火器22?？梢栽陔姇烖c火器22的輸出 24測量電流和電壓。在內(nèi)部燃燒室內(nèi)運行過程中，電暈點火器22優(yōu)選地在點火端，即指電暈放電26，形成高射頻電場，以點燃引擎的燃燒室中的汽油和空氣的混合物。[〇〇21]系統(tǒng)20還包括控制器28和一對開關(guān)30A、30B，一對開關(guān)30A、30B控制提供給電暈點火器22的驅(qū)動頻率、以及系統(tǒng)20的電容/電感電路，從而驅(qū)動頻率保持在或者接近于電暈點火器22的共振頻率。運行系統(tǒng)20使得驅(qū)動頻率等于共振頻率，其提供電壓放大導(dǎo)致在燃燒室內(nèi)的電暈穩(wěn)健(robust)。[〇〇22]示例性實施例的控制器28在預(yù)定的時刻啟動開關(guān)30A和30B中的一個，從而獲得所需的驅(qū)動頻率。當開關(guān)30A和30B中的一個開啟時，能量從電源V3流經(jīng)啟動的開關(guān)30A或30B， 流至電暈點火器22。當開關(guān)30A、30B沒有開啟，能量不能流向電暈點火器22。開關(guān)30A被稱為第一開關(guān)，開關(guān)30B被稱為第二開關(guān)，然而開關(guān)30B可以可選擇地被稱為第一開關(guān)，開關(guān)30A 可以可選擇地被稱為第二開關(guān)。在每個情形中，在電暈點火系統(tǒng)20運行中的任何給定時間， 只有開關(guān)30A和30B中的一個是開啟的，且提供能量給電暈點火器22。因此，控制器28在啟動第二開關(guān)30B前停用第一開關(guān)30A，反之亦然，從而開關(guān)30A、30B不同時開啟。優(yōu)選地，開關(guān) 30A、30B的啟動與電暈點火器22的共振頻率同步。例如，在一個實施例中，當輸出24處的電流為正時，第一開關(guān)30A開啟且提供能量給電暈點火器22,當輸出24處的電流為負時，第二開關(guān)30B開啟且提供能量給電暈點火器22。系統(tǒng)20還包括頻率探測器，頻率探測器用于探測電暈點火器22的共振頻率。頻率探測器典型地提供多個共同工作的組件的結(jié)合，例如與電流傳感器36、或者系統(tǒng)20的其他組件結(jié)合工作的控制器28。
[0023]探測共振頻率的方法與在內(nèi)部燃燒引擎中的電暈點火器22運行的同時被執(zhí)行。如此，在提供能量給電暈點火器22時、典型地當電暈點火器22提供電暈放電26時，該方法被執(zhí)行。然而，該方法也可以以降低的占空比執(zhí)行，其中提供給電暈點火器22的能量在低電位，從而不產(chǎn)生電暈放電26。該方法也可以在降低的占空比執(zhí)行，占空比隨著時間增加。
[0024]圖4和5提供在實施本發(fā)明的方法時、提供給電暈點火器2 2的電壓以及流經(jīng)電暈點火器22的電流的實施例。圖4示出在電暈事件開始的電流和電壓，圖5示出在相同電暈事件的20個循環(huán)之后的電流和電壓?！半姇炇录笔翘峁┠芰拷o電暈點火器22且電暈點火器22提供電暈放電26的時間期間。如后文將進一步討論的，這些電流和電壓水平用于探測電暈點火器22的共振頻率。[〇〇25]大體上，該方法包括應(yīng)用第一開關(guān)30A，所述第一開關(guān)30A從例如V3的電源提供第一能量脈沖給電暈點火器22。在第一脈沖持續(xù)時間101以正電壓，第一能量脈沖被提供，使得正電流流經(jīng)電暈點火器22。如圖4所示，然后，第一開關(guān)30A在流經(jīng)電暈點火器22的電流經(jīng)過零點之前終止第一脈沖持續(xù)時間101。控制器28典型地基于系統(tǒng)20的組件的延遲而設(shè)置第一脈沖持續(xù)時間101的長度，從而第一脈沖持續(xù)時間101在流經(jīng)電暈點火器22的電流經(jīng)過零點之前終止。[〇〇26] 一經(jīng)終止第一脈沖持續(xù)時間101，第一空載期間201立即開始。如圖4所示，在第一空載期間201內(nèi)，不給電暈點火器22提供任何來自能量源V3或者其他類型能量源的能量，且在第一空載期間201內(nèi)，電壓電位為零。由于在第一空載期間201內(nèi)能量被關(guān)閉，沒有由開關(guān)導(dǎo)致的電暈電路的噪音相關(guān)的問題。[〇〇27] 在第一空載期間201，頻率探測器，例如控制器28和電流傳感器36的結(jié)合，探測何時流經(jīng)電暈點火器22的電流經(jīng)過零點。在第一空載期間201，電流僅經(jīng)過零點一次。在一個實施例中，電流傳感器36從輸出24獲得流經(jīng)電暈點火器22的電流，且確定電流的零點經(jīng)過。 該零點經(jīng)過測量典型地以輸出信號54從電流傳感器36傳輸給控制器28。[〇〇28] 控制器28接收輸出信號54,且響應(yīng)于電流的零點經(jīng)過，控制器28發(fā)起驅(qū)動信號50， 以提供第二能量脈沖給電暈點火器22。第二開關(guān)30B接收驅(qū)動信號50,且在第二脈沖期間 102、以負電壓提供來自電源V3的第二能量脈沖給電暈點火器22,以終止第一空載期間201。 如圖4所示，第二開關(guān)30B在流經(jīng)電暈點火器22的負電流經(jīng)過零點之前終止第二脈沖持續(xù)時間102?？刂破?8也可以基于系統(tǒng)20的元件的延遲而設(shè)置第二脈沖持續(xù)時間102的長度，從而第二脈沖持續(xù)時間102在流經(jīng)電暈點火器22的電流經(jīng)過零點之前終止。[〇〇29] 一經(jīng)終止第二脈沖期間102，第二空載期間202立即開始。如圖4所示，在第二空載期間202內(nèi)，不給電暈點火器22提供任何來自電源V3或者其他類型能量源的能量，且在第二空載期間202內(nèi)，電壓電位為零。第二脈沖持續(xù)時間102比第一脈沖持續(xù)時間101長，第二空載期間202比第一空載期間201短。
[0030]在第二空載期間202,如同在第一空載期間201—樣的模式，頻率探測器再次探測流經(jīng)電暈點火器22的電流何時經(jīng)過零點。電流在第二空載期間202僅經(jīng)過零點一次。響應(yīng)于電流的零點經(jīng)過，頻率探測器，典型地控制器28,發(fā)起另一個驅(qū)動信號50,以提供第三能量脈沖給電暈點火器22。第一開關(guān)30A接收驅(qū)動信號50,且以正電壓給電暈點火器22提供來自電源V3的第三能量脈沖，以終止第二空載期間202。[〇〇31]在第二空載期間202之后，頻率探測器基于第一脈沖持續(xù)時間101，第一空載期間 201，第二脈沖持續(xù)時間102和第二空載期間202的求和獲得第一共振頻率值。典型地，控制器28從系統(tǒng)的其他組件接收關(guān)于電流和電壓的信息，之后使用該信息來確定脈沖持續(xù)時間 101、102以及空載期間201、202?？刂破?8之后使用這些期間101、102、201、202的求和來確定第一共振頻率值?？梢允褂枚喾N不同的方法來確定基于該求和的第一共振頻率值，例如由控制器28的軟件執(zhí)行的算法。例如，獲得第一共振頻率值的步驟可以包括二等分該求和， 以確定該共振頻率的一半周期的期間。如上文指出的，可以在電暈事件中，即當提供能量給電暈點火器22時，進行由控制器28執(zhí)行的信息收集和評估、以獲得第一共振頻率值。[〇〇32] 在另一個實施例中，頻率探測器，例如電流傳感器36和控制器28,通過獲得相鄰的零點經(jīng)過之間的時間來確定第一共振頻率值，該時間可以包括第一能量脈沖的起點和第一零點經(jīng)過之間的時間、或者兩個連續(xù)的零點經(jīng)過之間的時間。例如，控制器28可以通過加倍第一零點經(jīng)過期間XI來獲得第一共振頻率值。如圖4所示，第一零點經(jīng)過期間XI適于能量脈沖的起點，終于第一零點經(jīng)過。第一零點經(jīng)過可以是如圖4所示的起點，也可以是兩個之后的零點經(jīng)過之間的時刻。[〇〇33]控制器28可選地可以獲得基于三個連續(xù)的零點經(jīng)過之間的時間的第一共振頻率值，該三個連續(xù)的零點經(jīng)過可以是圖4所示的首先的三個連續(xù)的零點經(jīng)過，或者三個之后的零點經(jīng)過。在本實施例中，控制器28獲得第一零點經(jīng)過期間XI和第二零點經(jīng)過期間X2,其中第二零點經(jīng)過期間X2始于第一零點經(jīng)過且終于第二零點經(jīng)過?？刂破?8獲得基于第一零點經(jīng)過期間XI和第二零點經(jīng)過期間X2的求和的第一共振頻率值。[〇〇34]在獲得第一共振頻率值之后，控制器28可以將提供給電暈點火器22的能量的驅(qū)動頻率調(diào)節(jié)成等于所獲得的第一共振頻率值，其與電暈點火器22的運行同時發(fā)生。控制器28 典型地指令開關(guān)30A、30B提供來自電源V3的、具有第一共振頻率值的能量給電暈點火器22， 同時電暈點火器22繼續(xù)提供電暈放電26。確定第一共振頻率值和調(diào)節(jié)驅(qū)動頻率以匹配獲得的第一共振頻率值都可以發(fā)生在同一個電暈事件中。
[0035]如圖4和5所示，以上步驟典型地重復(fù)幾個周期或者時間段，以獲得額外的共振頻率值，其中獲得每個連續(xù)的共振頻率值比之前獲得的值更接近電暈點火器22的實際共振頻率。典型地，如圖4所示，在每個電暈事件的起點，使用降低的占空比，且選擇脈沖持續(xù)時間， 使得能過精確地探測預(yù)先測定范圍的頻率。如圖4和5所示，在整個探測共振頻率值的過程中，脈沖持續(xù)時間增加，而空載期間降低，直到獲得最大的脈沖持續(xù)時間。當獲得最大脈沖持續(xù)時間時，電暈點火器22的實際共振頻率值被充分識別。[〇〇36]例如，該方法可以包括:使用第一開關(guān)30A，在第三脈沖持續(xù)時間103提供來自電源 V3的第三能量脈沖給電暈點火器22,第三脈沖持續(xù)時間103比第二脈沖持續(xù)時間102長;在流經(jīng)電暈點火器22的電流經(jīng)過零點之前終止第三脈沖持續(xù)時間103。在第三空載期間203不提供能量給電暈點火器22,一經(jīng)終止第三脈沖持續(xù)時間103,第三空載期間203立刻開始。第三空載期間203比第二空載期間202短。[〇〇37] 然后頻率探測器探測在第三空載期間203流經(jīng)電暈點火器22的電流何時經(jīng)過零點。響應(yīng)于電流的零點經(jīng)過，第二開關(guān)30B在第四脈沖持續(xù)時間104、以負電壓提供第四能量脈沖給電暈點火器22，以終止第三空載期間203。在流經(jīng)電暈點火器22的電流經(jīng)過零點之前終止第四脈沖持續(xù)時間104。在第四空載期間204不提供能量給電暈點火器22, 一經(jīng)終止第四脈沖持續(xù)時間104第四空載期間204立刻開始。[〇〇38]接著，頻率探測器探測在第四空載期間204內(nèi)流經(jīng)電暈點火器22的電流何時經(jīng)過零點，且響應(yīng)于電流的零點經(jīng)過、在第五脈沖持續(xù)時間105、以正電壓提供第五能量脈沖給電暈點火器22，以終止第四空載期間204。第四脈沖持續(xù)時間104比第三脈沖持續(xù)時間103長，第四空載期間204比第三空載期間203短。[〇〇39]與獲得第一共振頻率值相同的方式，然后頻率探測器基于第三脈沖持續(xù)時間103、 第三空載期間203、第四脈沖持續(xù)時間104、第四空載期間204的求和獲得第二共振頻率值。 探測的共振頻率值隨著時間變的更精確，因此獲得的第二共振頻率值典型地比第一共振頻率值更接近電暈點火器22的實際共振頻率。
[0040] 如圖4和5所示，該方法典型地以相同方式繼續(xù)，優(yōu)選地直到探測到電暈點火器22 的實際共振頻率，或者非常接近。在第五能量脈沖以后，可以提供給電暈點火器22多個額外的能量脈沖，其中每個額外的能量脈沖與下一個脈沖間隔一個空載期間，在該空載期間不提供能量給電暈點火器22。脈沖持續(xù)時間隨著時間持續(xù)增加，空載期間隨著時間持續(xù)降低。
[0041]以與獲得第一和第二共振頻率值相同的方式，探測且評估零點經(jīng)過和脈沖持續(xù)時間，以獲得額外的共振頻率值?？梢栽陔姇烖c火器22的運行同時，當提供能量給電暈點火器 22的同時，獲得的額外的共振頻率值被執(zhí)行。在電暈點火器22的運行的同時，控制器28也可以繼續(xù)調(diào)節(jié)驅(qū)動頻率以匹配獲得的共振頻率值，以繼續(xù)提高系統(tǒng)20的性能?；蛘?，在共振頻率探測過程的終點獲得的最后的共振頻率值，具體地，基于最后兩個脈沖持續(xù)時間和最后兩個空載期間的值，可以作為將來的電暈事件的起始驅(qū)動頻率，或者作為將來的電暈事件中的驅(qū)動頻率。
[0042]除了精確地探測電暈點火器22的共振頻率，該系統(tǒng)也能夠?qū)︱?qū)動頻率進行即時調(diào)節(jié)，例如響應(yīng)于共振頻率的變化，從而保持驅(qū)動頻率等于或者接近于電暈點火器22的實際共振頻率。該系統(tǒng)20也能夠有效地跟蹤和響應(yīng)于電弧事件引起的共振頻率變化?？焖佾@得共振頻率和快速實時調(diào)節(jié)驅(qū)動頻率使得保持所能達到的最佳性能成為可能。還應(yīng)當注意， 相關(guān)美國專利申請14/568219、14/568330和14/568438中描述了可以應(yīng)用于本文所述系統(tǒng)中的共振頻率控制的其他方法，這些專利申請通過引用并入本文。每個申請列出與本申請相同的發(fā)明人且與本申請同日提交。[〇〇43]圖1是根據(jù)第一示例性實施例的電暈放電點火系統(tǒng)20的框圖，其能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的同時地共振頻率探測的方法，能夠在電暈點火器22的運行中、快速地響應(yīng)于共振頻率變化和電弧事件，從而保持驅(qū)動頻率等于或者近似等于共振頻率。除了以上描述的控制器28、 開關(guān)30A、30B、電暈點火器22、電感線圈L和電流傳感器36,系統(tǒng)20還包括一對驅(qū)動器32A、 32B，稱為第一驅(qū)動器32A和第二驅(qū)動器32B。圖1的系統(tǒng)20還包括變壓器34，第一低通濾波器 38以及第一信號調(diào)節(jié)器40。在輸出24探測提供給電暈點火器22的電壓和流經(jīng)電暈點火器22 的電流。[〇〇44]系統(tǒng)20通過控制器28控制，其優(yōu)選地是一個可編程數(shù)字或者混合信號控制器，例如數(shù)字信號處理器(DSP)，復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，微控制器，或者微處理器?？刂破?8接收觸發(fā)輸入信號42，該信號命令控制器28發(fā)起在燃燒室內(nèi)的電暈放電26的產(chǎn)生?？刂破?8也提供電弧探測輸出信號44,以通知外部控制系統(tǒng)(未示出) 探測到電弧事件，且提供反饋輸出信號46、用于給外部控制系統(tǒng)提供關(guān)于電路的狀況和運行的額外數(shù)據(jù)。傳輸給和傳輸自控制器28的觸發(fā)輸入信號42、電弧探測輸出信號44和反饋輸出信號46被電磁兼容性濾波器，指代為EMC濾波器48,以及其他輸入濾波器49濾波。響應(yīng)于觸發(fā)輸入信號42,控制器28提供驅(qū)動信號50給驅(qū)動器32A、32B，其控制開關(guān)30A、30B。當開關(guān)30A、30B中的一個開啟時，電源V3，其是一個DC電壓，被施加到變壓器34的初級繞組52。變壓器34隨后通過輸出24提供具有驅(qū)動頻率的能量至電暈點火器22。在示例性實施例中，變壓器34具有各領(lǐng)域所知的“推挽(push-pul 1)”結(jié)構(gòu)。[〇〇45]在圖1的系統(tǒng)20中，第一電流傳感器36在輸出24測量流經(jīng)電暈點火器22的電流(輸出電流)。第一電流傳感器36也可以在輸出24收集關(guān)于在輸出24提供給電暈點火器22的電壓的信息，例如脈沖持續(xù)時間101、102、103、104和空載期間201、202、203、204的長度。電流傳感器36可以是例如分流電阻，霍爾效應(yīng)傳感器，或者變流器。電流傳感器36識別在每一空載期間201、202、203、204內(nèi)的電流的零點經(jīng)過，且發(fā)送包含該信息的輸出信號54至控制器 28。第一電流傳感器36可以使用多種不同的技術(shù)用于識別零點經(jīng)過。電流傳感器也可以確定脈沖持續(xù)時間101、102、103、104的長度和空載期間201、202、203、204的長度，且在輸出信號54中發(fā)送這些信息。[0〇46]優(yōu)選地，輸出信號54在被傳輸給控制器28之前被第一低通濾波器38輕度濾波。第一低通濾波器38在輸出信號54中制造小于電流的振蕩周期的相位偏移。在一個實施例中， 相位偏移為180度，但優(yōu)選地，相位偏移小于180度，更優(yōu)選地，相位偏移小于90度，其小于一半周期。第一低通濾波器38也去除由開關(guān)高電流和電壓產(chǎn)生的不想要的高頻噪聲。然后濾波過的輸出信號54被傳送給信號調(diào)節(jié)器40,其使得輸出信號54對于傳輸給控制器28而言是安全的。因此，輸出信號54處于能夠被控制器28安全地處理的電平。輸出信號54典型地在每個零點經(jīng)過之后被提供給控制器28。
[0047]控制器28接收帶有被第一電流傳感器36獲得的電流和電壓信息的輸出信號54,且使用該信息用于發(fā)起開關(guān)30A、30B的正確時機。第一脈沖持續(xù)時間101的長度由控制器28在電暈事件之前預(yù)先確定，但是第一空載期間201不是預(yù)先確定的。因此，控制器28通過輸出信號54監(jiān)控流經(jīng)電暈點火器22的電流的零點經(jīng)過。該零點經(jīng)過探測優(yōu)選地是考慮了測量電流中的延遲、第一低通濾波器38的延遲、和其他模擬或者數(shù)字電路元件的延遲，而被校正過的。一旦識別電流的零點經(jīng)過，控制器28通過啟動開關(guān)30A、30B的一個，馬上終止第一空載期間201。[〇〇48] 控制器28也使用包含在輸出信號54中的信息，用于在電暈點火器22的運行同時、 識別電暈點火器22的共振頻率。如以上論述的，控制器28可以使用多種不同的技術(shù)以識別基于脈沖持續(xù)時間101、102、103、104和空載期間201、202、203、204的求和的共振頻率值。一旦獲得了共振頻率值，控制器28在正確的時機啟動開關(guān)30A、30B，從而驅(qū)動頻率等于該共振頻率值。[〇〇49] 在示例性實施例中，一旦控制器28確定所需的第一開關(guān)30A和第二開關(guān)30B的時機，控制器28在所需的時機指令第一驅(qū)動器32A啟動第一開關(guān)30A或者指令第二驅(qū)動器32B 啟動第二開關(guān)30B。驅(qū)動器32A、32B在預(yù)先確定的時機被命令以啟動開關(guān)30A、30B，從而傳輸經(jīng)過開關(guān)30A、30B至變壓器34且最后至電暈點火器22的能量的驅(qū)動頻率等于控制器28獲得的電暈點火器22的共振頻率值。在電暈點火器22運行的同時，控制器28也可以在需要時調(diào)節(jié)開關(guān)30A、30B的時機，例如響應(yīng)于系統(tǒng)20中的條件的變化。
[0050]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的電暈放電26點火系統(tǒng)20的框圖，其運行類似于圖1的系統(tǒng)20,但是包括幾個額外的特征。一個額外的特征是，系統(tǒng)20的多個功能塊包括控制系統(tǒng)接地56,電源系統(tǒng)接地58,以及載荷接地60,它們彼此分離。該技術(shù)用于提高 EMI和/或電磁兼容性(EMC)?？刂葡到y(tǒng)接地56通過電流隔離62(galvanic isolat1n)與電源系統(tǒng)地58隔離。變壓器34隔離電源系統(tǒng)地58和載荷接地60,該隔離必須保持在第一電流傳感器36和控制器28之間?？梢酝ㄟ^在第一低通濾波器38或者第一信號調(diào)節(jié)器40處增加電流隔離62來獲得電源系統(tǒng)接地58和載荷接地60之間的隔離。或者，可以通過以差分模式運行第一低通濾波器38或者第一信號調(diào)節(jié)器40、其中僅可忽略的電流流過該器件，從而獲得電源系統(tǒng)接地58和載荷接地60之間的隔離。在圖2的系統(tǒng)20中，只有第一信號調(diào)節(jié)器40以差分模式運行，以隔離電源系統(tǒng)接地58和載荷接地60。一個或者多個這些方法可以被應(yīng)用。
[0051]圖2的系統(tǒng)20的另一個額外的特征是，在變壓器34的初級側(cè)的用于測量第二開關(guān) 30B中的電流幅度的第二電流傳感器64。具體地，第二電流傳感器64在第二開關(guān)30B的輸出處測量電流?；蛘?，在每個開關(guān)30A、30B處都可以有第二電流傳感器64。第二電流傳感器64 提供額外的反饋信號55給控制器28,給出有價值的診斷信息，這通過僅第一電流傳感器36 的相位測量是不可能實現(xiàn)的。例如，通過測量在開關(guān)30A、30B輸出處的電流，可能探測負載電路斷路或者短路。此外，圖2的系統(tǒng)20包括第二低通濾波器66,第二低通濾波器66位于電流傳感器和控制器28之間，用于在提供反饋信號55給控制器28之前，對電流輸出信號54輕度濾波。[〇〇52]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的電暈放電26點火系統(tǒng)20的框圖。圖3的系統(tǒng)20也包括電流隔離62,但是在該實施例中，電流隔離62位于控制器28的能量輸入側(cè)以及能量輸出側(cè)，且完全分離三個接地56、58、60。如果電流被設(shè)計成使用較少的接地運行，可以省略由電流隔離62提供的一個或者兩個屏障。[〇〇53]圖3的系統(tǒng)20還包括另一個繞組，指代為電壓反饋繞組68。電壓反饋繞組68提供的電壓反映在電暈點火器22的輸出24的電壓。電壓傳感器78優(yōu)選地位于電壓反饋繞組68的輸出，以測量該電壓。然后包含輸出電壓的輸出信號80被經(jīng)由第二低通濾波器66傳送給控制器28。第二低通濾波器66在提供輸出信號80給控制器28之前，輕度濾波電壓輸出信號80?？刂破?8能夠根據(jù)包含在輸出信號80中的信息來確定脈沖持續(xù)時間101、102、103、104的長度，以及空載期間201、202、203、204的長度。此外，不像圖1和2的系統(tǒng)20，控制信號72被提供給圖3的控制器28?？刂菩盘?2可以包括有關(guān)電暈點火器22的運行的任何信息，例如是否發(fā)生了電弧或者所需的電壓。[〇〇54]圖1-3中示出的示例性系統(tǒng)20的特征，以及在相關(guān)申請中示出的特征，除了本文所具體描述的結(jié)合，可以做多種結(jié)合使用。然而，系統(tǒng)20應(yīng)當能夠使用在其共振頻率或接近其共振頻率的AC信號來驅(qū)動電壓點火器22;使能或者禁用該AC驅(qū)動信號;獨立于提供給電暈點火器22的電壓的頻率、調(diào)節(jié)提供給電暈點火器22的電壓的占空比。
[0055]本發(fā)明的系統(tǒng)20和方法提供相對于相當?shù)南到y(tǒng)的多個優(yōu)點。如以上論述的，該系統(tǒng)和方法可以在電暈點火器22運行的同時、探測等于或者非常接近于電暈點火器22的實際共振頻率的共振頻率值?？梢栽诿總€周期后進行共振頻率的完整測量，可以評估該測量，且基于每個周期使用該測量。也可以在多個周期上進行測量，以提高探測的共振頻率值的準確度?？梢赃M行驅(qū)動頻率的即時調(diào)節(jié)，以保持驅(qū)動頻率等于或者接近于電暈點火器22的實際共振頻率，由此保持穩(wěn)健的電暈放電26。
[0056]顯然，根據(jù)以上教導(dǎo)，對本發(fā)明的多個更改例和變化例是可能的，并且可以以不同于具體描述的方式實施本發(fā)明，其位于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于探測電暈點火系統(tǒng)中的電暈點火器的共振頻率的方法，其特征在于，包括 以下步驟:在第一脈沖持續(xù)時間以正電壓給電暈點火器提供第一能量脈沖，使得產(chǎn)生的電流流經(jīng) 所述電暈點火器；在所述流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖持續(xù)時間，且在第一空 載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第一脈沖持續(xù)時間所述第一空載期間 立刻開始；探測在所述第一空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點；響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過，在第二脈沖持續(xù)時間以負電壓給電暈點火器提供第二能 量脈沖，從而終止所述第一空載期間；在所述電流經(jīng)過零點之前終止所述第二脈沖持續(xù)時間，且在第二空載期間不給所述電 暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第二脈沖持續(xù)時間所述第二空載期間立刻開始；探測在所述第二空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點；響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過，以正電壓給電暈點火器提供第三能量脈沖，從而終止所 述第二空載期間；以及基于所述第一脈沖持續(xù)時間，所述第一空載期間，所述第二脈沖持續(xù)時間，和所述第二 空載期間的求和獲得第一共振頻率值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括，當給所述電暈點火器提供能量時，以 等于獲得的所述第一共振頻率值的驅(qū)動頻率向所述電暈點火器施加能量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲得第一共振頻率值的步驟包括將所 述求和二分，以確定所述共振頻率的一半周期的期間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述正電壓使得所述電流在正向流動，所 述負電壓使得所述電流在負向流動，所述電流在所述第一空載期間內(nèi)僅經(jīng)過零點一次，所 述電流在所述第二空載期間內(nèi)僅經(jīng)過零點一次。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二脈沖持續(xù)時間比所述第一脈沖持 續(xù)時間長，所述第二空載期間比所述第一空載期間短。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括，基于所述系統(tǒng)的組件的延遲設(shè)置所 述第一脈沖持續(xù)時間，使得所述終止第一脈沖持續(xù)時間的步驟發(fā)生在所述流經(jīng)電暈點火器 的電流經(jīng)過零點之前。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括，當給所述電暈點火器提供能量時，調(diào) 節(jié)提供給所述電暈點火器的所述能量的驅(qū)動頻率，以匹配獲得的所述第一共振頻率值。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括，在第三脈沖持續(xù)時間給所述電暈點 火器提供第三能量脈沖；在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第三脈沖持續(xù)時間，且在第三空載期 間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第三脈沖持續(xù)時間所述第三空載期間立刻 開始；探測在所述第三空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點；響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過，以持續(xù)第四脈沖持續(xù)時間的負電壓給電暈點火器提供第 四能量脈沖，從而終止所述第三空載期間；在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第四脈沖持續(xù)時間，且在第四空載期 間不給所述電暈點火器提供能量，所述第四空載期間一經(jīng)終止所述第四脈沖時間立刻開 始；探測在所述第四空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點；響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過，以正電壓給電暈點火器提供第五能量脈沖，從而終止所 述第四空載期間；以及基于所述第三脈沖持續(xù)時間，所述第三空載期間，所述第四脈沖持續(xù)時間，和所述第四 空載期間的求和獲得第二共振頻率值。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第四脈沖持續(xù)期時間比所述第三脈沖 持續(xù)時間長，所述第四空載期間比所述第三空載期間短。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，包括，在所述第五能量脈沖之后給所述電 暈點火器提供多個能量脈沖，被提供的每個所述能量脈沖持續(xù)一個脈沖持續(xù)時間，且每個 被提供的所述能量脈沖彼此間隔一個空載期間，在所述空載期間內(nèi)不給所述電暈點火器提 供能量，以及其中，所述脈沖持續(xù)時間隨著時間延長，所述空載期間隨著時間縮短。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當給所述電暈點火器提供能量時以及在 所述電暈點火器提供電暈放電時，執(zhí)行所述獲得第一共振頻率值和第二共振頻率值的步 驟。12.—種用于探測電暈點火系統(tǒng)中的電暈點火器的共振頻率的方法，其特征在于，包括 以下步驟:以正電壓給電暈點火器提供第一能量脈沖，使得產(chǎn)生的電流流經(jīng)所述電暈點火器；在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖，且在第一空載期間不給所 述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第一能量脈沖所述第一空載期間立刻開始；獲得第一零點經(jīng)過期間，其中，所述第一零點經(jīng)過期間始于所述第一能量脈沖的起點 并且終于所述第一零點經(jīng)過；以及通過加倍所述第一零點經(jīng)過期間，獲得第一共振頻率值。13.—種用于探測電暈點火系統(tǒng)中的電暈點火器的共振頻率的方法，其特征在于，包括 以下步驟:以正電壓給電暈點火器提供第一能量脈沖，使得電流流經(jīng)所述電暈點火器；在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖，且在第一空載期間不給所 述電暈點火器提供能量，所述第一空載期間一經(jīng)終止所述第一能量脈沖立刻開始；獲得第一零點經(jīng)過期間，其中，所述第一零點經(jīng)過期間始于所述第一能量脈沖的起點、 終于所述第一零點經(jīng)過；響應(yīng)于所述電流的第一零點經(jīng)過，以負電壓給電暈點火器提供第二能量脈沖，以終止 所述第一空載期間；在所述電流經(jīng)過零點之前終止所述第二脈沖，且在第二空載期間不給所述電暈點火器 提供能量，所述第二空載期間一經(jīng)終止所述第二能量脈沖立刻開始；獲得第二零點經(jīng)過期間，其中，所述第二零點經(jīng)過期間始于所述第一零點經(jīng)過并且終 于所述第二零點經(jīng)過；以及基于所述第一零點經(jīng)過期間和所述第二零點經(jīng)過期間的求和獲得第一共振頻率值。14.一種用于探測電暈點火系統(tǒng)中的電暈點火器的共振頻率的系統(tǒng)，其特征在于，包 括:第一開關(guān)，所述第一開關(guān)在第一脈沖持續(xù)時間以正電壓給電暈點火器提供來自于電源 的第一能量脈沖，使得電流流經(jīng)所述電暈點火器；所述第一開關(guān)在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖持續(xù)時間，且 在第一空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第一脈沖持續(xù)時間所述第一 空載期間立刻開始；頻率探測器，所述頻率探測器探測在所述第一空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時 經(jīng)過零點，且響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過而發(fā)起驅(qū)動信號，以給所述電暈點火器提供第二 能量脈沖；第二開關(guān)，所述第二開關(guān)接收所述驅(qū)動信號，在第二脈沖持續(xù)時間以負電壓給電暈點 火器提供來自電源的所述第二能量脈沖，從而終止所述第一空載期間；所述第二開關(guān)在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第二脈沖期間，且在第 二空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第二脈沖期間所述第二空載期間 立刻開始；所述頻率探測器探測在所述第二空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點，且 響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過而發(fā)起驅(qū)動信號，以給所述電暈點火器提供第三能量脈沖；所述第一開關(guān)接收所述驅(qū)動信號，以正電壓給電暈點火器提供來自電源的所述第三能 量脈沖，從而終止所述第二空載期間；以及所述頻率探測器基于所述第一脈沖持續(xù)時間，所述第一空載期間，所述第二脈沖持續(xù) 時間，和所述第二空載期間的求和獲得第一共振頻率值。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻率探測器包括電流傳感器，所述 電流傳感器獲得流經(jīng)所述電暈點火器的電流以及確定所述電流的零點經(jīng)過。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻率探測器包括控制器，所述控制 器用于從所述電流傳感器接收所述探測的電流的零點經(jīng)過，且基于所述第一脈沖持續(xù)時 間、所述第一空載期間、所述第二脈沖持續(xù)時間、和所述第二空載期間的求和確定所述第一 共振頻率值。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，在給所述電暈點火器提供能量時，所述 控制器調(diào)節(jié)提供給所述電暈點火器的能量的驅(qū)動頻率，以匹配所述獲得的第一共振頻率值。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，當給所述電暈點火器提供能量時以及當 所述電暈點火器提供電暈放電時，執(zhí)行所述獲得第一共振頻率值和第二共振頻率值的步驟。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器基于所述系統(tǒng)的組件的延遲 設(shè)置所述第一脈沖持續(xù)時間，從而在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前，所述第一脈沖 持續(xù)時間終止。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)在第三脈沖持續(xù)時間給所 述電暈點火器提供來自電源的所述第三能量脈沖；所述第一開關(guān)在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第三脈沖持續(xù)時間，且在第三空載期間不給所述電暈點火器提供能量，所述第三空載期間一經(jīng)終止所述第三脈沖 持續(xù)時間立即開始；所述頻率探測器探測在所述第三空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點，且 響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過而發(fā)起驅(qū)動信號，以給所述電暈點火器提供第四能量脈沖；所述第二開關(guān)接收所述驅(qū)動信號，在第四脈沖持續(xù)時間以負電壓給電暈點火器提供來 自電源的所述第四能量脈沖，從而終止所述第三空載期間；所述第二開關(guān)在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第四脈沖持續(xù)時間，且 在第四空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第四脈沖持續(xù)時間所述第四 空載期間立即開始；所述頻率探測器探測在所述第四空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點，且 響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過而發(fā)起驅(qū)動信號，以給所述電暈點火器提供第五能量脈沖；響應(yīng)于所述電流的零點經(jīng)過，所述第一開關(guān)以正電壓給電暈點火器提供第五能量脈 沖，從而終止所述第四空載期間；以及所述頻率探測器基于所述第三脈沖持續(xù)時間，所述第三空載期間，所述第四脈沖持續(xù) 時間，和所述第四空載期間的求和獲得第二共振頻率值。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第四脈沖持續(xù)時間比所述第三脈沖 持續(xù)時間長，所述第四空載期間比所述第三空載期間短。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述開關(guān)在所述第五能量脈沖之后給所 述電暈點火器提供來自電源的多個能量脈沖，被提供的每個所述能量脈沖持續(xù)一個脈沖持 續(xù)時間，且每個所述能量脈沖彼此間隔一個空載期間，在所述空載期間內(nèi)不給所述電暈點 火器提供能量，所述脈沖持續(xù)時間隨著時間延長，所述空載期間隨著時間縮短。23.—種用于探測電暈點火系統(tǒng)中的電暈點火器的共振頻率的系統(tǒng)，其特征在于，包 括，第一開關(guān)，所述第一開關(guān)以正電壓給電暈點火器提供來自電源的第一能量脈沖，使得 電流流經(jīng)所述電暈點火器；所述第一開關(guān)在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第一脈沖，且在第一空 載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第一能量脈沖所述第一空載期間立刻 開始；頻率探測器，通過加倍第一零點經(jīng)過期間獲得第一共振頻率值，其中，所述第一零點經(jīng) 過期間始于所述第一能量脈沖的起點并且終于所述第一零點經(jīng)過。24.—種用于探測電暈點火系統(tǒng)中的電暈點火器的共振頻率的系統(tǒng)，其特征在于，包 括，第一開關(guān)，所述第一開關(guān)以正電壓給電暈點火器提供來自于電源的第一能量脈沖，使 得電流流經(jīng)所述電暈點火器；所述第一開關(guān)在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止第一脈沖持續(xù)時間，且在第 一空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第一能量脈沖所述第一空載期間 立刻開始；頻率探測器，所述頻率探測器探測在所述第一空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時 經(jīng)過零點，且響應(yīng)于所述電流的第一零點經(jīng)過而發(fā)起驅(qū)動信號，以給所述電暈點火器提供第二能量脈沖；所述頻率探測器獲得第一零點經(jīng)過期間，其中，所述第一零點經(jīng)過期間始于所述第一 能量脈沖的起點并且終于所述第一零點經(jīng)過；第二開關(guān)，所述第二開關(guān)接收所述驅(qū)動信號，以負電壓給電暈點火器提供來自于電源 的所述第二能量脈沖，從而終止所述第一空載期間；所述第二開關(guān)在流經(jīng)電暈點火器的電流經(jīng)過零點之前終止所述第二脈沖持續(xù)時間，且 在第二空載期間不給所述電暈點火器提供能量，一經(jīng)終止所述第二能量脈沖所述第二空載 期間立刻開始；所述頻率探測器探測在所述第二空載期間內(nèi)流經(jīng)電暈點火器的電流何時經(jīng)過零點； 所述頻率探測器獲得第二零點經(jīng)過期間，其中，所述第二零點經(jīng)過期間始于所述第一 零點經(jīng)過并且終于所述第二零點經(jīng)過；以及所述頻率探測器基于所述第一零點經(jīng)過期間和所述第二零點經(jīng)過期間的求和獲得第一共振頻率值。
【文檔編號】F02P23/04GK105980697SQ201480074758
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年12月12日
【發(fā)明人】約翰·安東尼·布倫斯
【申請人】費德羅-莫格爾點火公司