公开(公告)号：US07197913B2

公开(公告)日：2007-04-03

申请号：US10655273

申请日：2003-09-04

申请人： Guoming G. Zhu ,  Kevin D. Moran

发明人： Guoming G. Zhu ,  Kevin D. Moran

IPC分类号： G01M15/00 ,  G01L23/22

CPC分类号： F02P17/12 ,  F02P2017/125

摘要： This feature of the present invention comprises a method, apparatus, and system for detecting and conditioning an ionization current signal. In one embodiment of the invention, an analog signal conditioning circuit detects and processes the ionization signal. The analog signal conditioning circuit uses a signal isolator having an input and an output, an amplifier having a first and a second input, and a first and a second output, wherein the first input operably connected to the signal isolator output, a peak detector having a first and a second input, and an output, wherein the first input is operably connected to the first output of the amplifier, and an integrator having a first and a second input, and an output, wherein the first input is operably connected to the second output of the amplifier.

摘要翻译： 本发明的该特征包括用于检测和调理电离电流信号的方法，装置和系统。 在本发明的一个实施例中，模拟信号调理电路检测和处理电离信号。 模拟信号调理电路使用具有输入和输出的信号隔离器，具有第一和第二输入的放大器以及第一和第二输出，其中可操作地连接到信号隔离器输出的第一输入端，具有 第一输入和第二输入以及输出，其中第一输入可操作地连接到放大器的第一输出，以及具有第一和第二输入的积分器和输出，其中第一输入可操作地连接到 放大器的第二个输出。

公开(公告)号：US07063079B2

公开(公告)日：2006-06-20

申请号：US10458492

申请日：2003-06-11

申请人： Garlan J. Huberts ,  Michael T. Nation ,  Guoming G. Zhu ,  Kevin D. Moran ,  Bruce Wang ,  Kenneth L. Gould

发明人： Garlan J. Huberts ,  Michael T. Nation ,  Guoming G. Zhu ,  Kevin D. Moran ,  Bruce Wang ,  Kenneth L. Gould

IPC分类号： G01C23/22

CPC分类号： F02P17/12 ,  F01N2430/00 ,  F02D41/22 ,  F02D2041/285 ,  F02M26/01 ,  F02P3/045 ,  F02P3/0453 ,  F02P3/051 ,  F02P5/1506 ,  F02P5/1514 ,  F02P5/1523 ,  F02P5/1526 ,  F02P17/02 ,  F02P17/10 ,  F02P2017/125 ,  F02P2017/128 ,  Y02T10/46

摘要： Two embodiments of an integrated ionization detection circuit and ignition coil driver, an ASIC and a single electronic package, are disclosed. The apparatuses reduce the cost and complexity of an in-cylinder ionization detection system by combining like functionality into one ASIC or electronic module easing packaging constraints. In both embodiments, a current sink is used. The current sink removes noise in the form of voltage splices. The voltage spikes are high voltage, but of short duration. The current sink prevents these spikes from turning on the IGBT. However, the current sink allows the IGBT command signal to pass. This device also comprises a switch whereby ionization current and coil primary current are multiplexed.

摘要翻译： 公开了集成电离检测电路和点火线圈驱动器，ASIC和单个电子封装的两个实施例。 这些装置通过将类似的功能组合成一个ASIC或电子模块来降低包装限制，降低了汽缸内电离检测系统的成本和复杂性。 在两个实施例中，使用电流吸收器。 电流接收器以电压接头的形式去除噪声。 电压尖峰是高电压，但持续时间短。 电流吸收器防止这些尖峰引起IGBT。 然而，电流吸收器允许IGBT命令信号通过。 该装置还包括开关，其中电离电流和线圈初级电流被复用。

公开(公告)号：US07293554B2

公开(公告)日：2007-11-13

申请号：US11088292

申请日：2005-03-24

申请人： Kevin D. Moran ,  Guoming G. Zhu ,  Michael T. Nation

发明人： Kevin D. Moran ,  Guoming G. Zhu ,  Michael T. Nation

IPC分类号： F02P3/04

CPC分类号： F02P3/0453 ,  F02D2041/2034 ,  F02D2041/2048 ,  F02P3/051 ,  Y02T10/142

摘要： A device to control the charging rate of an ignition coil for an internal combustion spark ignition engine. The device controls the turn-on rate of the primary coil by slew-rate limiting using switching devices and a Miller-effect capacitor in order to reduce secondary oscillation magnitudes originated by a sharp transition of the controlling switch.

摘要翻译： 用于控制用于内燃式点火发动机的点火线圈的充电速率的装置。 该器件通过使用开关器件和米勒效应电容器的转换速率限制来控制初级线圈的导通率，以便减少由控制开关的急剧转变引起的次级振荡幅度。

公开(公告)号：US07005855B2

公开(公告)日：2006-02-28

申请号：US10738550

申请日：2003-12-17

申请人： Guoming G. Zhu ,  Kevin D. Moran

发明人： Guoming G. Zhu ,  Kevin D. Moran

IPC分类号： F02P17/00

CPC分类号： F02P17/12 ,  F02P2017/125

摘要： The present invention is directed to a dual charge rate power supply circuit and method for ionization detection. The circuit includes a first diode, first and second capacitors, and first and second current paths. The first diode includes an anode operably connected to a first end of a primary winding. The first capacitor has a second end operably connected to ground and the second capacitor has a first end operably connected to the cathode of the first diode as well as a second end operably connected to ground. The first and second current paths are operably connected between the first and second capacitors and include a second diode, a parallel combination of a first resistor and a third diode, and a second resistor. The first diode is operably connected in parallel with the first capacitor. The second resistor has a first end operably connected to the cathode of the first diode and the parallel combination is operably connected between a second end of the second resistor and the first end of the first capacitor.

摘要翻译： 本发明涉及一种双电荷率电源电路及电离检测方法。 该电路包括第一二极管，第一和第二电容器以及第一和第二电流路径。 第一二极管包括可操作地连接到初级绕组的第一端的阳极。 第一电容器具有可操作地连接到地的第二端，并且第二电容器具有可操作地连接到第一二极管的阴极的第一端以及可操作地连接到地的第二端。 第一和第二电流路径可操作地连接在第一和第二电容器之间，并且包括第二二极管，第一电阻器和第三二极管的并联组合以及第二电阻器。 第一二极管与第一电容器并联地可操作地连接。 第二电阻器具有可操作地连接到第一二极管的阴极的第一端，并联组合可操作地连接在第二电阻器的第二端和第一电容器的第一端之间。

公开(公告)号：US07251571B2

公开(公告)日：2007-07-31

申请号：US10655985

申请日：2003-09-05

申请人： Guoming G. Zhu ,  Kevin D. Moran

发明人： Guoming G. Zhu ,  Kevin D. Moran

IPC分类号： G01R19/00 ,  G01R27/00

CPC分类号： F02P17/12 ,  F02P17/00 ,  F02P2017/125 ,  H01T13/60

摘要： In a first embodiment, the present invention is a method of detecting an open secondary winding, including the steps of enabling an integrator, resetting the integrator, detecting an ionization current, integrating the ionization current over a spark window, comparing the integrated ionization current with a threshold, and setting an open secondary flag if the integrated ionization current is below the threshold. In another preferred embodiment, the invention is a method of detecting an open secondary winding by measuring spark duration including the steps of comparing an ionization signal with a first threshold, measuring the spark duration when the ionization signal is greater than the first threshold, comparing said spark duration with a second threshold, and setting an open secondary flag.

摘要翻译： 在第一实施例中，本发明是一种检测开路次级绕组的方法，包括以下步骤：使积分器复位积分器，检测电离电流，将电离电流整合在火花窗上，将积分电离电流与 阈值，并且如果集成电离电流低于阈值，则设置打开的次级标志。 在另一个优选实施例中，本发明是一种通过测量火花持续时间来检测开路次级绕组的方法，包括以下步骤：将电离信号与第一阈值进行比较，当电离信号大于第一阈值时测量火花持续时间， 具有第二阈值的火花持续时间，并设置打开的辅助标志。

公开(公告)号：US07290442B2

公开(公告)日：2007-11-06

申请号：US10926110

申请日：2004-08-25

申请人： Guoming G. Zhu ,  Chao F. Daniels ,  Kevin D. Moran

发明人： Guoming G. Zhu ,  Chao F. Daniels ,  Kevin D. Moran

IPC分类号： G01M15/00

CPC分类号： F02D35/021 ,  F02D41/009

摘要： A robust multi-criteria minimum timing for the best torque (MBT) timing estimation method and apparatus utilizes different ionization signal waveforms that are generated under different engine operating conditions. The MBT timing criteria is calculated based upon both ionization and analog derivative ionization. Multiple MBT timing criteria are determined and combined to increase the reliability and robustness of MBT timing estimation based upon spark plug ionization signal waveforms. In a preferred embodiment, a combination of the MBT timing estimation criteria comprises a maximum flame acceleration location, a 50% burn location, and a second peak location.

摘要翻译： 用于最佳扭矩（MBT）定时估计方法和装置的鲁棒多准则最小定时利用在不同发动机工作条件下产生的不同电离信号波形。 基于电离和类比衍生电离计算MBT时序准则。 确定并组合多个MBT定时标准，以增加基于火花塞电离信号波形的MBT定时估计的可靠性和鲁棒性。 在优选实施例中，MBT定时估计标准的组合包括最大火焰加速位置，50％燃烧位置和第二峰值位置。

公开(公告)号：US06922057B2

公开(公告)日：2005-07-26

申请号：US10458724

申请日：2003-06-11

申请人： Guoming G. Zhu ,  Michael T. Nation ,  Bruce Wang ,  Kenneth L. Gould ,  Garlan J. Huberts ,  Kevin D. Moran

发明人： Guoming G. Zhu ,  Michael T. Nation ,  Bruce Wang ,  Kenneth L. Gould ,  Garlan J. Huberts ,  Kevin D. Moran

IPC分类号： F01N3/20 ,  F02D35/02 ,  F02D41/00 ,  F02D41/02 ,  F02D41/14 ,  F02D41/22 ,  F02D41/24 ,  F02M25/07 ,  F02P3/045 ,  F02P3/05 ,  F02P5/15 ,  F02P5/152 ,  F02P17/02 ,  F02P17/10 ,  F02P17/12

CPC分类号： F02P3/0453 ,  F01N3/2006 ,  F01N2430/00 ,  F02D2041/285 ,  F02M26/01 ,  F02P3/045 ,  F02P3/051 ,  F02P5/1506 ,  F02P5/1514 ,  F02P5/1523 ,  F02P5/1526 ,  F02P17/02 ,  F02P17/10 ,  F02P17/12 ,  F02P2017/125 ,  F02P2017/128 ,  Y02T10/26 ,  Y02T10/46

摘要： A charge pump is used to supply current to the ionization detection circuit. To detect in-cylinder ions generated during the combustion process, a DC bias voltage needs to be applied. There are two ways to generate the DC bias: conventional DC power supply (large electronics) and capacitor charges by primary or secondary flyback voltage (high voltage capacitor). Typically, flyback voltage is used to charge the capacitor which supplies current to the ionization detection circuit. This necessitates the use of high voltage capacitors. Generally, ceramic capacitors are used. However, as temperature fluctuates, the board that the capacitor is mounted on can flex, causing the ceramic capacitor to crack. This invention proposes to use a high voltage charge pump to provide enough DC bias voltage for measuring ionization current. In a preferred embodiment, a model number M1C4827 EL driver is used in the charge pump circuit. The charge pump circuit will convert the 12 Volt DC at the B+ terminal to a 90 to 100 volt pulse train with a pulse repetition frequency of 500 kHz at the charge pump output.

摘要翻译： 电荷泵用于向电离检测电路供电。 为了检测在燃烧过程中产生的缸内离子，需要施加直流偏置电压。 产生直流偏置有两种方式：常规直流电源（大型电子设备）和电容器电荷通过初级或次级回扫电压（高压电容）。 通常，使用反激电压对向离子化检测电路提供电流的电容器充电。 这就需要使用高压电容器。 通常使用陶瓷电容器。 然而，随着温度波动，电容器安装的电路板可能会发生弯曲，导致陶瓷电容器断裂。 本发明提出使用高压电荷泵来提供足够的DC偏置电压来测量电离电流。 在优选实施例中，在电荷泵电路中使用型号M1C4827EL驱动器。 电荷泵电路将在B +端子处将12伏直流电转换成90至100伏脉冲串，脉冲重复频率为500 kHz，电荷泵输出。

公开(公告)号：US06951201B2

公开(公告)日：2005-10-04

申请号：US10458627

申请日：2003-06-11

申请人： Guoming G. Zhu ,  Michael T. Nation ,  Bruce Wang ,  Kenneth L. Gould ,  Kevin D. Moran ,  Garlan J. Huberts

发明人： Guoming G. Zhu ,  Michael T. Nation ,  Bruce Wang ,  Kenneth L. Gould ,  Kevin D. Moran ,  Garlan J. Huberts

IPC分类号： F02P17/00 ,  F01N3/20 ,  F02D35/02 ,  F02D41/00 ,  F02D41/02 ,  F02D41/14 ,  F02D41/22 ,  F02D41/24 ,  F02D45/00 ,  F02M25/07 ,  F02P3/045 ,  F02P3/05 ,  F02P5/15 ,  F02P5/152 ,  F02P17/02 ,  F02P17/10 ,  F02P17/12 ,  G01L23/22

CPC分类号： F02P3/051 ,  F01N3/2006 ,  F01N2430/00 ,  F02D35/021 ,  F02D35/027 ,  F02D41/0255 ,  F02D41/1408 ,  F02D41/1482 ,  F02D41/2454 ,  F02D2041/141 ,  F02D2041/285 ,  F02D2200/1015 ,  F02D2250/18 ,  F02M26/01 ,  F02P3/045 ,  F02P3/0453 ,  F02P5/1506 ,  F02P5/1514 ,  F02P5/1523 ,  F02P5/1526 ,  F02P17/02 ,  F02P17/10 ,  F02P17/12 ,  F02P2017/125 ,  F02P2017/128 ,  Y02T10/26 ,  Y02T10/46

摘要： In a first preferred embodiment, the present feature of the invention multiplexes both the ionization and driver current feedback signals into one signal, thus reducing cost and making coil packaging easier. The multiplexed signal first outputs the ionization detection signal and then replaces the ionization signal with the charge current feedback signal when the charge command Vin is enabled. In other words, the multiplexed feedback signal outputs the ionization feedback signal and switches to the charge current feedback signal when the charge command Vin is active. In a second preferred embodiment, the present feature of the invention comprises a method and apparatus to multiplex the ignition driver gate signal with both the ignition coil charge current feedback signal and the ionization signal, thus reducing the package pin count by two.

摘要翻译： 在第一优选实施例中，本发明的本特征将电离和驱动器电流反馈信号两者复用为一个信号，从而降低成本并且使线圈封装变得更容易。 复用信号首先输出电离检测信号，然后当使能中的充电指令V SUB时，用充电电流反馈信号代替电离信号。 换句话说，多路反馈信号输出电离反馈信号，并且当中的充电指令V SUB有效时，切换到充电电流反馈信号。 在第二优选实施例中，本发明的本特征包括一种将点火驱动器门信号与点火线圈充电电流反馈信号和电离信号两者进行多路复用的方法和装置，从而将封装引脚数减少两倍。

公开(公告)号：US06883509B2

公开(公告)日：2005-04-26

申请号：US10458632

申请日：2003-06-11

申请人： David L. Porter ,  Garlan J. Huberts ,  Constantine Panagos ,  Guoming G. Zhu ,  Michael T. Nation ,  Bruce Wang ,  Kenneth L. Gould ,  Kevin D. Moran

发明人： David L. Porter ,  Garlan J. Huberts ,  Constantine Panagos ,  Guoming G. Zhu ,  Michael T. Nation ,  Bruce Wang ,  Kenneth L. Gould ,  Kevin D. Moran

IPC分类号： F01N3/20 ,  F02D35/02 ,  F02D41/00 ,  F02D41/02 ,  F02D41/14 ,  F02D41/22 ,  F02M25/07 ,  F02P3/045 ,  F02P3/05 ,  F02P5/15 ,  F02P5/152 ,  F02P17/02 ,  F02P17/10 ,  F02P17/12 ,  F02P3/06

CPC分类号： F02P17/12 ,  F02D35/027 ,  F02D2041/285 ,  F02D2200/1015 ,  F02M26/01 ,  F02P3/045 ,  F02P3/0453 ,  F02P3/051 ,  F02P2017/125 ,  F02P2017/128

摘要： Internal combustion engine (ICE) on-plug ignition coils with transistor drivers located in powertrain control modules (PCM) or other remote locations are prone to high electrical and magnetic interference (EMI) emissions and are subject to interference from other components due to long connecting wires. Ionization detection circuits have even greater sensitivity to EMI because of their very low signal current levels (mioroampere). The present feature of the invention integrates both the coil driver transistor and ionization detection circuits into the on-plug ignition coil. By placing the circuit on top or on the side of the coil, the connection distance from the circuit to the secondary winding is minimized. Thus, the circuit is less susceptible to electrical and electromagnetic noise.

摘要翻译： 具有位于动力总成控制模块（PCM）或其他远程位置的晶体管驱动器的内燃机（ICE）插头点火线圈容易发生高电磁干扰（EMI）发射，并且由于长连接而受到其他部件的干扰 电线 电离检测电路对EMI具有更高的灵敏度，因为它们具有非常低的信号电流水平（微安）。 本发明的本发明的特征是将线圈驱动晶体管和电离检测电路都集成到插入式点火线圈中。 通过将电路放置在线圈的顶部或侧面上，使从电路到次级绕组的连接距离最小化。 因此，电路不易受到电气和电磁噪声的影响。