CN103790749B - 用于内燃机的点火方法以及按该点火方法工作的点火设备 - Google Patents

用于内燃机的点火方法以及按该点火方法工作的点火设备 Download PDF

Info

Publication number
CN103790749B
CN103790749B CN201310532672.2A CN201310532672A CN103790749B CN 103790749 B CN103790749 B CN 103790749B CN 201310532672 A CN201310532672 A CN 201310532672A CN 103790749 B CN103790749 B CN 103790749B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
switch
ignition
magnitude
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310532672.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103790749A (zh
Inventor
丹尼斯·伦兹
莱奥·基斯林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pruefrex Engineering e Motion GmbH and Co KG
Original Assignee
Pruefrex Engineering e Motion GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pruefrex Engineering e Motion GmbH and Co KG filed Critical Pruefrex Engineering e Motion GmbH and Co KG
Publication of CN103790749A publication Critical patent/CN103790749A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103790749B publication Critical patent/CN103790749B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P1/00—Installations having electric ignition energy generated by magneto- or dynamo- electric generators without subsequent storage
    • F02P1/08—Layout of circuits
    • F02P1/086—Layout of circuits for generating sparks by discharging a capacitor into a coil circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00—Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • F02P11/02—Preventing damage to engines or engine-driven gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F02N2011/0874—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches characterised by said switch being an electronic switch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N2011/0881—Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N2011/0881—Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F02N2011/0896—Inverters for electric machines, e.g. starter-generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P1/00—Installations having electric ignition energy generated by magneto- or dynamo- electric generators without subsequent storage
    • F02P1/08—Layout of circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的点火方法以及按该点火方法工作的点火设备。在识别在用于内燃机的点火设备（1）的开关接头（16）上的停止开关（17）的开关状态的方法中，产生用于触发电子点火开关（14）的点火脉冲（SZ）并通过点火线圈（6）对（第一）蓄能器（10）进行放电以及在这种放电过程中产生具有负的和正的电压半波（S(±)）的电压信号（S1），该电压信号用于同步对开关接头（16）上的电压值（U21(ta)）的代表停止开关（17）的开关状态，尤其是其闭合位置的询问。

Description

用于内燃机的点火方法以及按该点火方法工作的点火设备
技术领域
本发明涉及一种识别用于内燃机的点火设备的开关接头上的停止开关的开关状态的方法以及一种按该方法工作的点火设备。
背景技术
由DE 197 36 032 B4以及由DE 10 2004 059 070 A1原则上公开了为点火模块或磁式点火线路(磁式点火线路或电容式点火设备)配设外部的停止开关。停止开关作用到功率电子装置(控制装置)上并且在闭合状态下阻止产生火花。
在由EP 2 330 606 A1公开的方法中，出于清洁停止开关的接触端的目的向用于磁式点火线路的停止开关的停止接头施加电压脉冲或电压信号。相应的电压脉冲通过对电压信号的整流产生，该电压信号在蓄能器放电的过程中产生。由此还公开了将平均电压脉冲同时用作停止开关询问或用于评估停止开关的状态，也就是说，它的开关接触端是否打开或闭合。为此，公知的磁式点火设备的数字控制装置可以测量出在平均电压脉冲期间在停止开关上的电压并且可以在超过特定的电平或为用于电压比较的控制装置预定的电压值时推断出停止开关处于打开状态中，而在低于电平或预定的电压值时则可以推断出停止开关处于闭合状态中。
发明内容
本发明所要解决的任务是，说明一种特别适合的用于运行这样的点火设备的方法，尤其是用于识别在用于内燃机的点火设备的开关接头上的停止开关的开关状态，特别是闭合状态的方法。此外还应当说明一种按这种方法工作的点火设备。
就方法而言，该任务按本发明通过如下用于识别在用于内燃机的具有点火开关的点火设备的开关接头上的停止开关的开关状态的方法来解决，在该方法中，产生用于触发电子点火开关的点火脉冲并通过点火线圈对第一蓄能器进行放电以及在这种放电过程中产生具有负的和正的电压半波的电压信号，该电压信号用于同步开关接头上的电压值的代表停止开关的开关状态的询问。在下文中，对有利的变型方案和改进方案进行描述。
就点火设备而言，所提到的任务按本发明通过如下用于内燃机的点火设备来解决，该点火设备具有能够与这个内燃机联接的磁式发电机、充电线圈、用于停止开关的开关接头以及控制装置，该充电线圈依赖于磁式发电机的转动位置产生具有交替的负和正的电压半波的充电线圈信号，其中，控制装置产生点火脉冲以接通通过点火变压器的初级绕组对第一蓄能器进行放电的电子点火开关，其中，控制装置具有同步输入端，在第一蓄能器放电过程中产生的电压信号被导引到所述同步输入端上，其中，控制装置具有比较器输入端，在对停止开关进行操纵期间在开关接头上产生的电压信号和/或电压值被导引到比较器输入端上；以及控制装置具有比较器函数，该比较器函数将开关接头上和/或第二蓄能器上的电压值与阈值进行比较，其中，比较结果说明了停止开关的开关状态。在下文中，对有利的设计方案进行描述。
在运行用于内燃机的点火设备时，产生了用于触发电子点火开关的点火脉冲并且通过点火线圈给形式为点火电容器的(第一)蓄能器放电，该蓄能器借助与磁式发电机联接的充电线圈被充电或已经被充电。这个充电线圈根据与内燃机联接的磁式发电机的转动位置产生了接下来也被称为电压信号的时间上的充电电压变化曲线，其具有交替变化地负和正的电压半波。
为了识别出在点火设备的开关接头(停止接头)上的停止开关的开关状态，在(第一)蓄能器放电的过程中有利地产生了具有负和正的电压半波的电压信号。这个电压信号适宜地被用于询问的同步，尤其是电平或电压值的同步。电压信号优选被用于在开关接头上的代表开关状态，尤其是闭合状态的询问(停止询问)的同步。为此适合的是将接在开关接头上的第二蓄能器充电到一个电压值。这个形式适宜地又是电容器的蓄能器的充电尤其在时间上在停止询问之前进行。
本发明基于如下认识，即，在多次检验或询问停止开关的开关状态(停止询问)的情况下，即使当特别是形式为微控制器的控制装置识别到一定数量的电压陷落或电平下降时，也仍然无法以一定的概率可靠地确定停止开关的操纵以及尤其是其实际的闭合状态。因此在被氧化的开关接触端的情况下对信号变化曲线的理论上的观察表明，迄今为止关于停止询问的方案或方法可能伴随有剩余误差。
本发明现在基于如下考虑，即，当停止询问或停止检验仅在确保有足够高的电流流过停止开关才被执行时，可以在没有剩余误差率的情况下可靠地推断出停止开关的开关状态，尤其是其闭合状态。这种具有较高电流值的电流可靠地引起了对停止开关的开关接触端的清洁以及尤其引起了可靠地分离氧化物或其它污物。这种具有高电流值的电流又在涉及到正的电压半波，至少是电压信号的第一正半波时才给出，该电压信号在产生点火火花(火花放电)的过程中可以在(第一)蓄能器上被截取。这个具有正的和负的电压半波的电压信号在触发电子点火开关的过程中产生，结果(第一)蓄能器或点火电容器通过这个点火开关和通常也被称为点火线圈的点火变压器的初级绕组放电。
这个信号近似具有正的和负的电压半波的在时间上不断下降的幅度的交流电压信号。首先，负电压半波在时间上跟随用于电子点火开关的点火脉冲或触发脉冲。紧随其后的正半波被导引到开关接头上并且当停止开关的开关接触端可靠地闭合时用于在那里产生通过停止开关的具有较高电流强度的电流。当停止开关打开时，这种电流消失。
如果在通过停止开关的这样的较大的电流期间执行停止询问，那么可以可靠地认为，停止开关已经在闭合位置中被操纵以及它的开关接触端可靠地接触。当电压信号的(第一)正电压半波在火花产生期间或在火花放电期间为了停止开关的开关接触端的自由燃烧(清洁)经由这个开关接触端被引导时，又实现了这种高的电流。
为了确保或支持这种高的电流，优选给接在点火设备的开关接头上的(第二)蓄能器(充电电容器或连接电容器)充电。它的充电状态在产生点火脉冲以触发点火开关之前达到。换句话说，这个(第二)蓄能器优选在时间上在火花释放前不久，例如在产生用于电子的点火开关或半导体开关的触发脉冲或点火脉冲之后的特定的时间段才被充电。
对这个充电状态或在开关接头上的电压值的询问可靠地说明了，停止开关是否已经在朝向闭合位置的方向上被操纵。也就是说如果在电压信号优选导引第一正电压半波的时间点上询问在开关接头上的蓄能器的充电状态或在这个开关接头上的电压值，那么当停止开关闭合而且它的接通接触端(开关接触端)经过清洁时至少不存在开关接头上被截取和分析的电压信号或电平的明显的电压波动。
与此相对，当在开关接头上的电压信号或电压值在其他时间点上被询问和/或停止开关被打开时，在开关接头上可能产生电压波动并因此处在相应被询问的电压信号中，以及由于开关接触端的污物(氧化物)使在开关接触端之间出现了短暂的电压火花放电或停止开关虽然被操纵进入闭合位置中，但它的接触端还没有无污物地闭合。
在开关接头上的电压值优选被导引到点火设备的控制装置的输入端上，尤其是微处理器或微控制器上，并且在此尤其提供了比较器或比较器函数。比较器函数可以在线路技术上或适宜地在程序技术上通过相应的算法以及进而通过软件来实现。
比较器函数优选仅当由于电子点火开关的触发而出现电压信号的第一正电压半波时才工作。比较器函数为此适宜地与这个电压信号以及在此尤其与第一正电压半波的时间点或时间间隔同步。换句话说，电压信号，尤其是其第一正电压半波被用于同步对开关接头上的电压询问(停止询问或停止检验)。在这个同步时间点上或同步时间间隔上，给优选接在开关接头上的蓄能器(电容器)充电，从而为所期望的通过已闭合的停止开关的高电流以及进而为清洁停止开关的接触端提供了足够高的能量。
因此，点火设备的控制装置在线路技术和/或程序技术上为此规定和设置，在由控制装置产生点火脉冲或在点火脉冲之前或之后的特定的时间段以触发电子点火开关之前，对开关接头上的这个蓄能器进行充电。点火设备的控制装置此外在线路技术和/或程序技术上规定和设置，询问或扫描开关接头上的当前的电压值并评估停止开关的开关状态。
为了给控制接头上的蓄能器充电，控制装置具有输出端，该输出端通过串联电阻被导引到开关接头上或被引导到这个开关接头和控制装置的输入端之间的连接上。控制装置的这个接下来也被称为比较器输入端的输入端导引在开关接头上的电压信号或电压值。作为备选，在控制装置的这个输入端和开关接头之间的连接在接入欧姆电阻的情况下被用于给开关接头上的蓄能器充电，其中，该欧姆电阻用于减小或分担在控制装置的输入端上的电压。
控制装置此外还具有下文被称为同步输入端的输入端，接下来也被称为同步信号的、具有负的和正的电压半波的(交流)电压信号被导引到该输入端上，该电压信号紧接着用于触发电子点火开关的点火脉冲的产生而产生并因此在火花产生期间产生。这个电压信号适宜地在第一蓄能器(点火电容器)和点火发电机的初级绕组之间或必要时在触发线圈上被截取并作为同步信号输送给控制装置。例如具有或没有这样的触发线圈的点火设备原则上由DE 102 32 756 A1或EP 2 020 502 A1公开了。
按照有利的改进方案，可以附加地在充电线圈信号的特别是第一正电压半波期间，也就是说在时间上在火花产生之前并在磁式发电机的同一转期间进行询问以识别出在开关接头上的停止开关的开关状态。
以适合的方式由被询问或被扫描的充电线圈信号尤其在其第一正电压半波期间与阈值的偏差推断出开关状态。在此，当被询问或被扫描的充电线圈信号低于阈值时，适宜地推断或识别出闭合状态或停止开关在闭合位置中的操纵。当被询问的充电线圈信号高于阈值时，也类似地识别出打开状态或停止开关未被操纵。充电线圈信号的询问或扫描优选以一定数量的扫描和/或在特定的扫描持续时间内进行。当在一定数量的扫描时探测出低于阈值，那么就识别到了闭合状态或停止开关在闭合位置中的操纵。
这个充电状态或对开关接头上的电压值的询问说明了，停止开关是否已经在朝向闭合位置的方向上被操纵。也就是说如果在充电电压(充电线圈信号)优选导引第一电压半波的时间点上询问在开关接头上的蓄能器的充电状态或在这个开关接头上的电压值，那么当停止开关打开时，可以预期电压值在那里处在阈值之上。这也尤其适合如下情况，即，停止开关虽然实际上被打开，但由于开关接触端的污物，在开关接头上的例如几KΩ的最终的电阻引起了大于或等于阈值的电压值。换句话说，在预定阈值的情况下也考虑到了这种情况。而当停止开关闭合时，可以预期电压值会低于阈值。当开关接触端的污物又引起了一定的电阻值(旁通)时，这也适用，但是该电阻值例如为50Ω明显小于在打开的停止开关的情况下的电阻值。
用本发明实现的优势尤其在于，通过设置停止询问(停止检验)可以在用于停止开关的接触端的尽可能最大的自由燃烧电流期间在时间上在用于内燃机的点火设备的火花形成的范围内实施可靠的测量，而在点火设备的电压接头上的用于停止开关的被监控的电压信号、电压值或电平中不会出现相关的干扰。因此尤其与停止开关的所使用的接触端材料和/或其开关结构无关地实现了对停止开关的开关状态，尤其是闭合状态的可靠的识别。
如果例如在转速限制或线平衡(Austaktung)期间不应发出火花，在线路平衡中按特定的转速模型以及不在每一个磁式发电机转圈或磁极转子转圈期间点火，那么就可以取代在点火火花内的询问而利用在充电线圈信号期间测定的针对开关状态的询问结果。
附图说明
接下来借助附图详细阐释本发明的实施例。附图中：
图1示意性示出了用于例如由内燃机运行的手持设备或工具的内燃机的磁式点火设备；
图2部分地示意性示出了点火设备在线路技术上的结构，该点火设备带有控制装置，其带有在其上导引的开关和信号接头；
图3在电压-时间图表中示出了电压信号或同步信号随着电子点火开关的触发的变化曲线；
图4示出了在点火设备的开关接头上或在其用于停止开关的控制装置上的电平；
图5示意性示出了点火设备的磁式发电机，连同带磁铁和铁芯以及布置在其上的线圈的磁极转子；
图6示出了充电线圈(图6c)以及其它的线圈或线圈绕组(图6a)的充电电压关于时间的变化曲线，以及在按图2的铁芯的臂中的磁通(图6b和6d)关于时间的变化曲线；以及
图7示出了充电电压以及初始线圈电压和在形式上优选为微控制器(μC)的控制装置的信号接头(停止端口)上的电压的时间变化曲线。
具体实施方式
图1以框图示出点火设备(磁式或电容式点火设备)1，其带有磁式发电机2，该磁式发电机形式为带具有北极和南极N、S的磁极转子的磁铁，该磁极转子同步地随未详细示出的内燃机一起旋转。在此，借助磁式发电机2产生的、通过铁芯3得到增强的磁场在充电线圈4以及必要时其他线圈绕组或触发线圈5中以及在通常也被称为点火传送器、点火发电机或点火线圈的、带有初级绕组7和次级绕组8的点火变压器6中感应出了电压或电流。通过整流器(二极管)9将充电线圈4的充电电压(充电电流)的正半波导向接下来被称为点火电容器的第一蓄能器10。充电电压的正半波通过点火变压器6的与点火电容器10(例如接地)串联的初级绕组(初级线圈)7给点火电容器10充电。
通过充电线圈4(对应图1中用虚线示出的信号线)或必要时通过触发线圈5，在能量上将电压供应(供电)11供送给形式优选为微处理器或微控制器的控制和/或调节装置12。电压源11提供用于接下来被称为控制装置的控制和/或调节装置12的供应电压VDD。
装置12具有控制输出端13，其将点火脉冲SZ导引到电子半导体开关(点火开关)14，例如晶闸管的控制接头(基极、门极)，以便触发这个控制接头并且通过点火变压器6的初级绕组7给点火电容器10放电以及在点火变压器6的次级线圈8中产生高压脉冲。这个高压脉冲本身在内燃机的火花塞15上引起了火花放电。
点火设备1此外还设有停止开关接头(停止接头)16或具有这样的停止开关接头。在停止接头16上连接有或可连接有停止开关17。为停止接头16配设控制装置12的接头(输入端/输出端)18。控制装置12尤其通过这个接头(连接销)18与停止接头16在线路技术和/或信号技术上相连。
控制装置12此外还具有接头(信号输入端或同步输入端)19。电压信号或同步信号S1被导引到这个接头上，该电压信号或同步信号在点火电容器10和点火变压器6的初级绕组7之间或在必要时存在的触发线圈5上被截取。
在开关接头16上的形式为相应的电压值或电平的电压信号S2被导引到下文中也被称为比较器输入端或比较器连接销的接头18上。通过这个接头18以及尤其是通过串联电阻20也为连接在开关接头16上以及优选接地的尤其是形式为电容器的第二蓄能器21充电(图2)。
图2示出了点火设备1在线路技术上的组成部分，该点火设备带有实施成微处理器的控制装置12、点火开关14、点火变压器6以及点火电容器10。这个组成部分通过整流器(二极管)9被导引到接头22上，该接头本身被导引到充电线圈4上。点火变压器6在次级侧被导引到点火设备1的接头23上，例如火花塞15连接或可连接到该接头上。为开关接头16配设形式为电容器21的接地的第二蓄能器。
点火变压器6，也就是说其初级绕组7在初级侧通过与串联二极管(整流器)24以及接在该二极管之后的欧姆电阻25的串联被导引到开关接头16或其与控制装置12的连接销18的连接上。通过二极管或整流器24可以将电压信号S1的正电压半波S(+)导引到开关接头16上并进而也导引到电容器21上。电容21的充电通过接头18以及接在其后的电阻20和/或通过充电电阻26来实现，该充电电阻被导引到控制装置12的接头(充电接头)27上。
电压信号S1作为同步信号通过同步接头19被输送给装置12。装置12具有用虚线示出的比较器函数28，其能以程序技术、线路技术和/或构件技术来实施。这个接下来也被称为比较器的函数28监控信号S2并在特定的时间点询问电容器21的充电状态或其电压值或电平U21，并且将这个也在开关接头16上的当前的电压值U21与阈值USW进行比较。
比较器函数28仅在特定的时间间隔内被激活。换句话说，对信号S2的电压值U21的询问或对其电平的询问仅与特定的时间范围同步地或在电压信号S1的特定的时间点上进行。适合的是，这个电压范围或这个时间间隔或这个时间点是第一正半波S(+)或处在图3中示出的信号S1的这个半波S(+)内。
图3示出了这个电压信号S1，该电压信号在点火脉冲SZ期间或在火花塞接通时产生并被用于同步对开关接头16上的电压值U21的询问以及在控制装置12中被相应地询问和评估。
图4示出了在开关接头16上的信号S2随时间t变化的电平U21。在询问开关接头16上的这个电平U21期间，接在开关接头16上的第二蓄能器(电容器)21已经被充电到电压值U21＝VDD，其中，例如VDD＝5V。在此，充电电压以及进而在开关接头16上的电平U21被调整到特定的电压值，该电压值优选对应于供应电压VDD。电容器21被预充电到这个值VDD。
假设，在时间点t0上由控制装置12产生了或已经产生了用于触发点火开关14的点火脉冲SZ。在时间点t1上开始了点火电容器10通过点火变压器6的初级绕组7的放电。因此点火电容器10被周期性地充电和放电，从而在点火电容器10和点火变压器6的初级绕组7之间产生了电压信号S1，其带有就幅度而言在时间t上衰减的负电压半波S(-)以及正电压半波S(+)。
在电压信号S1固有的脉冲期间，也就是说跟随在时间点t1之后的具有在数值上最大幅度的第一负半波S(-)(该第一负半波作为初级脉冲被用于产生在点火变压器6的次级侧很高的电压(高压)并进而又用于产生点火火花)，在时间上从时间点t2开始和在时间点t3上以及在时间间隔t3-t2＝△内t终止的、具有相比而言最高的正电压幅度的第一正半波S(+)被导引到开关头16上以及在停止开关17连接上时通过这个停止开关接地。
如果停止开关17在闭合位置中，那么基于电压信号S1的第一正半波S(+)产生的很高的电流被用来清洁停止开关17的可能被氧化或污染的接触端。因为尤其在时间上已经在正半波S(+)的这个时间间隔△t＝t3-t2之前将电容器21预充电到电压值VDD，所以在这个时间间隔△t＝t3-t2内的时间点ta上提供了附加的充电电压U21>VDD以及因此在开关接头16上的附加的能量。换句话说，在产生点火火花期间以及尤其是在时间间隔△t＝t3-t2期间，提供了比仅具有电压信号S1的正半波S(+)以及仅具有电压值U21＝VDD更高的电流，以便在停止开关17的闭合位置中可靠地清洁该停止开关的接触端以及实现在停止开关17的闭合位置中的可靠的接触。
如图4所示，当停止开关17打开时，在开关接头16上的电压信号S1的正半波S(+)可以引起相对电压值(电平)U21＝VDD提高直至6倍的电平或电压值U21。超过时间点t3仍然被提高的电压值U21归因于第二电容器21的存在。在没有这个电容器21的情况下，信号S2在时间间隔△t＝t3-t2内会遵循用虚线示出的变化曲线。
如果停止开关17处于闭合位置中，那么只要停止开关17的开关接触端附着有污物，基于在时间间隔△t＝t3-t2期间通过停止开关17的电流可以预期具有相应较低电平或电压值U21'的旁通。这在图4中在下方的图中示出。如果时间上在t2之前借助控制装置12已经给电容器21充好电或预充电，那么控制装置12优选时间上在t3之后，也就是在火花产生之后，借助信号S1超过值U21＝VDD地出于能量效率或节能的原因切断对电容器21的附加的充电功能。
此外，当在开关接头16上的电平或电压值U21处在阈值USW之下时，可以借助电压值U21可靠地推断出停止开关17处于闭合位置中，也就是说，停止开关的接触端实际上是接触的而且是经过清洁的。这个电压值小于电压值U21＝VDD并且适合地处在2V到4V之间，例如U21＝3.5V。换句话说可以认为，在具有经过清洁而且是接触的开关接触端的停止开关17的闭合状态中能忽视旁通而且电平U21小于这个阈值USW并且在此为零或接近零。如果在开关接头16上的电平或电压值U21大于或等于阈值USW，那么可以认为停止开关17是打开的。
对在开关接头16上的电平U21的询问借助控制装置12的比较器函数28与电压信号S1同步地并且在此在第一正半波S(+)期间进行。特别适合的询问时间点ta(图4)在时间上处在第一正半波S(+)的时间点t2和t3之间的时间间隔△t内，在发生的电压陷落或电压击穿之后，而通过充电线圈4将相应的电压通过闭合的停止开关17而补入。
因此在本发明的有利的改进方案中，针对同步或在同步过程中启动了限时环节△tn。这个限时环节△tn的启动时间可以是用于产生点火脉冲SZ的时间点t0或点火时间点。相应的限时环节△t2然后在时间点ta结束，在该时间点ta上进行对开关接头16上的当前的电平U21的询问，亦即进行停止询问。由停止接头16上的电压值U21或U21'可以推断出停止开关17是打开的或是闭合的。
在时间点t1启动备选的限时环节△t3，在该时间点开始电压信号S1的第一负半波S(-)以及因此开始产生点火脉冲SZ或点火火花。这个时间间隔△t3又在电压信号S1的第一正半波S(+)的时间点t2到t3之间，优选在时间点ta上结束。另一适合的限时环节是时间间隔△t4，其在时间点t2开始以及又在时间点ta结束。
因此优选在第一正半波S(+)期间和/或通过借助其中一个时间间隔△tn的计时器来实现比较器或比较器函数28与电压信号S1的同步。询问时间点ta在此优选在时间上足够远离时间点t2。特别优选的是询问时间点
图5示出了点火设备1的磁式发电机2按发电机或直流发电机原理的功能。在磁极转子P上在露出的圆形节段内布置有具有北极N和南极S的永久磁铁M。具有两个铁芯臂Ka和Kb以及连接臂或中间臂Km的U型的铁芯3优选与磁极转子P对置。铁芯3在其臂Ka和Kb上承载充电线圈4或点火变压器6以及必要时承载触发线圈5。
磁极转子P与内燃机或内燃电机的曲轴同步地旋转。磁极转子P例如沿转动方向D逆时针旋转。随着磁极转子P每转一圈，铁芯3或其臂Ka、Kb周期性地通过气隙L被相应的磁通Ba或Bb穿流。因此在充电线圈4中感应出了接下来被称为充电电压的充电线圈信号ULS，其时间变化曲线在图6c中示出。图6a示出了在点火变压器6中以及在触发线圈5中的时间上的电压变化曲线。在臂Ka和Kb中的场变化曲线则在图6d或6b中示出。
图7示出了具有经逆转的负半波ULS(-)的充电电压ULS的时间变化曲线。此外，图7还示出了在开关接头16上的电压信号S2，该电压信号通过连接销18输送给控制装置12。
在图7中可以看到，在时间点tx1开始以及例如在时间点tx2结束对开关接头16上的信号S2的询问或扫描。这种所谓的低电压询问在时间上在点火时间点tz之前，但在磁极转子P的同一转内以及进而在磁式发电机2的同一转内进行。信号S2代表在电容器(并联电容器)21(图2)上的充电电压或电压值U21的时间变化曲线。在停止接头或开关接头16上的这个信号S2被多次扫描。如果多次探测到小于U21＝VDD的电压值U21(低电平)，那么这是针对停止开关17在其闭合位置中的操纵的征兆。
此外，对开关接头16上的信号水平或信号值U21的询问或扫描在充电电压ULS对应于图6c中的电压半波4的第一正半波内或期间进行。如果很少探测在开关接头16上的低电平，那么就不会识别到停止开关17的闭合以及因此不会识别到停止命令。适合的是，这个低电压询问附加于对停止开关17的操纵状态的询问并且在此在时间上在此之前在点火时间点tZ上，但在磁式发电机2的同一圈期间进行。
本发明并不局限于前面所说明的实施例。更确切地说技术人员也可以由此推导出本发明的其它变型方案，而不会脱离本发明的主题。此外，所有结合实施例说明的单个特征尤其也能以其它方式相互组合，而不会脱离本发明的主题。
附图标记列表
1 点火设备
2 磁式发电机
3 铁芯
4 充电线圈
5 触发线圈
6 点火变压器
7 初级绕组
8 次级绕组
9 整流器/二极管
10 蓄能器/点火电容器
11 电压供应装置
12 控制/调节装置
13 控制输出端
14 点火开关/半导体开关
15 火花塞
16 停止接头
17 停止开关
18 接头
19 接头
20 电阻
21 蓄能器/电容器
22 接头
23 接头
24 整流器/二极管
25 电阻
26 充电电阻
27 充电接头/接头
28 比较器函数/函数
D 转动方向
Ba,b 磁通
Ka,b 铁芯臂
Km 中间臂
L 气隙
M 永久磁铁
N 北极
S 南极
P 磁极转子
S(±) 电压半波
S1 电压信号/同步信号
S2 电压信号
SZ 点火脉冲
△t 时间间隔
△t2,3,4 限时环节
ta 询问时间点
tz 点火时间点
tx1,2 时间点
U21 电压值/电平
ULS 充电电压
ULS(±) 半波
USW 阈值
VDD 供应电压

Claims (14)

1.一种用于识别在用于内燃机的具有点火开关(14)的点火设备(1)的开关接头(16)上的停止开关(17)的开关状态的方法，在所述方法中，产生用于触发电子点火开关(14)的点火脉冲(SZ)并通过点火线圈(6)对第一蓄能器(10)进行放电以及在这种放电过程中产生具有负的和正的电压半波(S(±))的电压信号(S1)，所述电压信号用于同步开关接头(16)上的电压值(U21(ta))的代表停止开关(17)的开关状态的询问。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，
-将接在开关接头(16)上的第二蓄能器(21)预充电到第一电压值；
-当停止开关(17)在打开位置中时，借助电压信号(S1)的至少一个正电压半波(S(±))将接在开关接头(16)上的第二蓄能器(21)充电到比第一电压值更大的第二电压值；以及
-询问在第二蓄能器(21)和/或开关接头(16)上的电压值(U21)。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，
电压信号(S1)在时间上的电压变化曲线(S1(t))用于同步在第二蓄能器(21)上或开关接头(16)上的询问。
4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
电压信号(S1)的第一正电压半波(S(+))用于同步在电压信号(S1)的第一正电压半波(S(+))期间在询问时间点(ta)对电压值(U21)的询问。
5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
由当前的电压值(U21)与阈值(USW)的偏差推断停止开关(17)的开关状态，
-其中，当电压值(U21)小于阈值(USW)时，识别到停止开关的闭合位置；以及
-其中，当电压值(U21)大于或等于阈值(USW)时，识别到停止开关的打开位置。
6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
当开关接头(16)上的电压值(U21)在电压信号(S(±))的第一正半波(S(+))期间以及在限时环节(△t2,3,4)结束之后低于阈值(USW)时，推断出停止开关(17)的闭合状态，其中，在产生点火脉冲(SZ)的时间点(t0)上或者说在点火时间点上，或在产生点火脉冲(SZ)的时间点(t0)和出现电压信号(S1)的表征性电压值(S(±))的时间之间的时间点(t1、t2)上，启动所述限时环节(△t2,3,4)。
7.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
在第一蓄能器(10)的放电过程中产生的电压信号(S1)的至少正的电压半波(S(±))被导引到开关接头(16)上。
8.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-依赖于与内燃机联接的磁式发电机(M)的转动位置，产生具有交替的负和正的电压半波(LS(-)、LS(+))的充电线圈信号(ULS)，以及
-充电线圈信号(ULS)被用于给第一蓄能器(10)充电。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，
在充电线圈信号(ULS)的正电压半波期间以及在时间上在点火设备(1)的开关接头(16)上的电压值(U21)的点火脉冲(SZ)产生之前，为了识别停止开关(17)的开关状态而进行询问，其中，由被询问的电压值(U21)与第一电压值(VDD)和/或阈值(USW)的偏差推断出停止开关(17)的闭合位置或打开位置。
10.按权利要求8所述的方法，其特征在于，
在充电线圈信号(ULS)的第一正电压半波(LS(+))期间以及在时间上在点火设备(1)的开关接头(16)上的电压值(U21)的点火脉冲(SZ)产生之前，为了识别停止开关(17)的开关状态而进行询问，其中，由被询问的电压值(U21)与第一电压值(VDD)和/或阈值(USW)的偏差推断出停止开关(17)的闭合位置或打开位置。
11.一种用于内燃机的点火设备(1)，所述点火设备具有能够与这个内燃机联接的磁式发电机(M)、充电线圈(4)、用于停止开关(17)的开关接头(16)以及控制装置(12)，所述充电线圈依赖于磁式发电机(M)的转动位置产生具有交替的负和正的电压半波(LS(-)、LS(+))的充电线圈信号(ULS)，
-其中，控制装置(12)产生点火脉冲(SZ)以接通通过点火变压器的初级绕组(7)对第一蓄能器(10)进行放电的电子点火开关(14)；
-其中，控制装置(12)具有同步输入端(19)，在第一蓄能器(10)放电过程中产生的电压信号(S1)被导引到所述同步输入端上；
-其中，控制装置(12)具有比较器输入端(18)，在对停止开关(17)进行操纵期间在开关接头(16)上产生的电压信号(S2)和/或电压值(U21、VDD)被导引到所述比较器输入端上；以及
-控制装置(12)具有比较器函数(28)，所述比较器函数将开关接头(16)上和/或第二蓄能器(21)上的电压值(U21)与阈值(USW)进行比较，其中，比较结果说明了停止开关(17)的开关状态。
12.按权利要求11所述的点火设备(1)，其特征在于，
控制装置(12)依赖于点火变压器的初级侧的或在触发线圈(5)上截取的电压信号(S1)的变化曲线，随着点火脉冲(SZ)的产生或在时间上在点火脉冲(SZ)产生之后启动限时环节(△t2,3,4)，其中，在限时环节(△t2,3,4)结束之后进行对开关接头(16)上或第二蓄能器(21)上的当前的电压值(U21)的询问。
13.按权利要求11或12所述的点火设备(1)，其特征在于，
控制装置(12)伴随着充电线圈信号(ULS)的第一正电压半波(LS(+))的出现或在充电线圈信号(ULS)的第一正电压半波(LS(+))的特定的时间点上启动限时环节，在此期间进行对开关接头(16)上或第二蓄能器(21)上的当前的电压值(U21)的询问。
14.按权利要求11或12所述的点火设备(1)，其特征在于，
控制装置(12)伴随着充电线圈信号(ULS)的第一正电压半波(LS(+))的出现或在充电线圈信号(ULS)的第一正电压半波(LS(+))的特定的时间点上启动限时环节，在此期间进行开关接头(16)上或第二蓄能器(21)上的当前的电压值(U21)的带有多次扫描的询问序列。
CN201310532672.2A 2012-10-31 2013-10-31 用于内燃机的点火方法以及按该点火方法工作的点火设备 Active CN103790749B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012021325.5 2012-10-31
DE102012021325 2012-10-31
DE102012021609 2012-11-06
DE102012021609.2 2012-11-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103790749A CN103790749A (zh) 2014-05-14
CN103790749B true CN103790749B (zh) 2016-09-14

Family

ID=50479777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310532672.2A Active CN103790749B (zh) 2012-10-31 2013-10-31 用于内燃机的点火方法以及按该点火方法工作的点火设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9574539B2 (zh)
CN (1) CN103790749B (zh)
DE (1) DE102013016028B4 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8912672B2 (en) * 2009-05-20 2014-12-16 Cummins Power Generator IP, Inc. Control of an engine-driven generator to address transients of an electrical power grid connected thereto
CN105189998B (zh) * 2013-03-15 2018-03-30 沃尔布罗发动机使用有限责任公司 点火诊断系统
JP6342026B1 (ja) * 2017-02-14 2018-06-13 三菱電機株式会社 内燃機関の燃焼状態検出装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2031448U (zh) * 1988-01-09 1989-01-25 司立柱 电容储能式电子点火器
CN1062580A (zh) * 1990-11-15 1992-07-08 轨道工程有限公司 内燃机的电容放电点火系统
US6188224B1 (en) * 1997-09-11 2001-02-13 Siemens Automotive, S.A. Process for the diagnosis of an ignition device of an internal combustion engine
US6701896B2 (en) * 2001-11-13 2004-03-09 Prufrex-Elektro-Apparatebau, Inh. Helga Müller, geb. Dutschke Microelectronic ignition method and ignition module with ignition spark burn-time prolonging for an internal combustion engine
US7362011B2 (en) * 2004-04-05 2008-04-22 Fujitsu Ten Limited Apparatus for preventing corrosion of contact

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55125037A (en) * 1979-03-20 1980-09-26 Nissan Motor Electronic device power supply circuit for vehicle
DE3137550A1 (de) * 1981-09-22 1983-03-31 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen
DE3325275A1 (de) * 1983-07-13 1985-01-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Schaltungsanordnung zur zuendung von brennkraftmaschinen
US5903063A (en) * 1997-04-14 1999-05-11 Prince Corporation Ignition sensor circuit
DE19736032B4 (de) 1997-08-20 2006-12-07 Prüfrex-Elektro-Apparatebau Inh. Helga Müller, geb. Dutschke Zündverfahren und Zündanordnung für Brennkraftmaschinen
DE10232756B4 (de) 2001-11-13 2013-12-12 Prüfrex-Elektro-Apparatebau Inh. Helga Müller, geb. Dutschke Mikroelektronisches Zündverfahren und Zündmodul mit Zündfunken-Brenndauerverlängerung für eine Brennkraftmaschine
JP3625474B1 (ja) * 2004-04-05 2005-03-02 富士通テン株式会社 接点腐食防止回路
JP3625473B1 (ja) * 2004-04-05 2005-03-02 富士通テン株式会社 接点腐食防止方法および装置
US7156075B2 (en) * 2004-08-20 2007-01-02 Prufrex-Elektro-Apparatebau, Inh. Helga Muller Geb Dutschke Ignition method with stop switch for internal-combustion engines
DE102004059070A1 (de) 2004-08-20 2006-02-23 Prüfrex-Elektro-Apparatebau Inh. Helga Müller, geb. Dutschke Zündverfahren mit Stopschalter für Brennkraftmaschinen
JP2006316639A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Denso Corp メインリレー故障診断方法及び電子制御装置
US7683642B2 (en) * 2006-09-28 2010-03-23 Landis+Gyr, Inc. Apparatus and method for metering contact integrity
EP2020502A1 (de) 2007-08-01 2009-02-04 Prüfrex-Elektro-Apparatebau Elektrisches Zündverfahren für Brennkraftmaschinen
EP2042727A1 (de) * 2007-09-27 2009-04-01 Prüfrex-Elektro-Apparatebau Zündsystem für Verbrennungsmotoren
JP5205356B2 (ja) * 2009-10-09 2013-06-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 電源装置とコンタクタ溶着判定方法
EP2330606A1 (de) 2009-12-01 2011-06-08 Prüfrex Engineering e Motion GmbH & Co. KG Verfahren zum Erzeugen und Anlegen eines reinigenden Spannungsimpulses an einen Stoppanschluss sowie zugehörige digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung
US8395278B2 (en) * 2010-08-05 2013-03-12 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for starting an internal combustion engine
JP5668441B2 (ja) * 2010-12-07 2015-02-12 株式会社ジェイテクト 駆動力配分制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2031448U (zh) * 1988-01-09 1989-01-25 司立柱 电容储能式电子点火器
CN1062580A (zh) * 1990-11-15 1992-07-08 轨道工程有限公司 内燃机的电容放电点火系统
US6188224B1 (en) * 1997-09-11 2001-02-13 Siemens Automotive, S.A. Process for the diagnosis of an ignition device of an internal combustion engine
US6701896B2 (en) * 2001-11-13 2004-03-09 Prufrex-Elektro-Apparatebau, Inh. Helga Müller, geb. Dutschke Microelectronic ignition method and ignition module with ignition spark burn-time prolonging for an internal combustion engine
US7362011B2 (en) * 2004-04-05 2008-04-22 Fujitsu Ten Limited Apparatus for preventing corrosion of contact

Also Published As

Publication number Publication date
US9574539B2 (en) 2017-02-21
DE102013016028B4 (de) 2019-07-18
DE102013016028A1 (de) 2014-04-30
US20140137846A1 (en) 2014-05-22
CN103790749A (zh) 2014-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6657351B2 (en) Contactless energy transfer apparatus
CN106105015B (zh) 用于同步电机的转子和相应的同步电机
CN103790749B (zh) 用于内燃机的点火方法以及按该点火方法工作的点火设备
CN103946051A (zh) 一种用于机动车的控制单元
CN105122636B (zh) 分相交流同步电机控制器
CN105074198A (zh) 内燃机用点火装置
WO2004068683A2 (en) Generator with dual cycloconverter for 120/240 vac operation
CN106817800A (zh) 驱动电路和包含该驱动电路的led灯
WO2018123768A1 (ja) 金属異物検出装置、ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム
US20150054338A1 (en) Intuitive Electronic Circuit
US7688073B2 (en) Diagnosis device of capacitor discharge ignition device for engine
CN106443523A (zh) 磁传感器集成电路、信号处理方法、电机组件及应用设备
CN206773439U (zh) 基于线控器的控制系统
US20060163879A1 (en) Engine driven power supply device
CN106411187B (zh) 电动工具及其无刷电机的控制方法
CN108667359B (zh) 高压断路器开关电容网络电机操动机构的控制装置及方法
WO2013164816A1 (en) Electrical circuit for ignition system for jet engine
CN102484366B (zh) 具有反接保护和过电压保护的电子换向电机和方法
CN102201767A (zh) 电机装置及使用该电机装置的风扇
CN103296937A (zh) 直流电机的控制电路和控制方法
JPS6316288Y2 (zh)
CN108631435A (zh) 一种发电机自启动控制装置和一种供电系统
CN103430266B (zh) 用来检查用于隔离开关的控制信号的装置和方法
CN203942474U (zh) 交直流两用电机控制系统及家用电器
CN114598186B (zh) 电动工具及电动工具启动方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant