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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine und
insbesondere eine Mehrfunken-Zündanlage
(Mehrfachfunkenzündungsanlage,
Anlage zum Zünden
mit mehrfachen Funken) zum Zünden
des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine durch mehrere elektrische Zündfunken
bei jedem Zündzeitpunkt
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Stand
der Technik
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Die
P2003 521619 A (WO
01/055588) offenbart eine Mehrfunken-Zündanlage,
bei dem eine Schalteinrichtung entsprechend der Größe eines
aus einer Batterie durch eine Primärspule fließenden Primärstroms und der Größe eines
durch eine Sekundärspule
einer Zündspule
fließenden
Sekundärstroms
(Entladestromes) ein- oder ausgeschaltet wird. Genauer schaltet
die Schalteinrichtung zur Erzeugung mehrfacher Zündfunken an einer Zündkerze
aus, wenn die Größe des Primärstroms
sich auf einen Schwellwert erhöht,
und schaltet ein, um das Laden elektrischer Energie in der Primärspule zu
starten, wenn die Größe des Sekundärstroms
sich auf einen weiteren Schwellwert verringert.
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Falls
jedoch die Batteriespannung fluktuiert, wenn die Primärspule geladen
wird, variiert die Ladezeit der Primärspule. Falls die Ladezeit
sich erhöht, steigt
eine zündungslose
Zeitdauer an, in der kein Zündfunken
erzeugt wird, was dazu führt,
dass das Kraftstoffzündungsverhalten
verschlechtert wird.
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Darstellung
der Erfindung
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Daher
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Zündsteuerungsschaltung
anzugeben, die ein gutes Kraftstoffzündungsverhalten zeigt, selbst
falls die Batteriespannung fluktuiert.
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Dabei
soll eine Zündanlage
für eine
Magerverbrennungs-Brennkraftmaschine
bereitgestellt werden, die ein verwirbeltes mageres Luft-Kraftstoff-Gemischgas
zünden
kann, das sich an einer Zündkerze
mit hoher Geschwindigkeit vorbeibewegt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine
gemäß Patentanspruch 1
oder alternative gemäß Patentanspruch
11 oder 12 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist eine Zündanlage
für eine
Brennkraftmaschine eine Zündspule,
eine elektrische Energieversorgungseinrichtung zum Zuführen eines
Primärstroms
zu einer Primärspule
der Zündspule
mit einer vorgeschriebenen Spannung, eine Schalteinrichtung zum
Ein- und Ausschalten des Primärstroms zu
gesteuerten Zeitpunkten, um die elektrische Energie aus einer Sekundärspule zu
der Zündkerze
zu entladen, eine Maschinenzustandserfassungseinrichtung zur Erfassung
eines Signals, das sich auf eine Strömungsgeschwindigkeit eines
Luft-Kraftstoff-Gemischgases
in der Brennkraftmaschine bezieht, und eine Zündsteuerungseinrichtung zur
Steuerung der Schalteinrichtung auf, um mehrfache Zündfunken
in einer vorbestimmten Zündungszeitdauer
bzw. Zündungsperiode
bereitzustellen. Die vorstehend beschriebene Zündsteuerungseinrichtung steuert
die Schalteinrichtung zum Beibehalten jedes der Zündfunken
entsprechend dem Signal, das sich auf die Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischgases
in der Brennkraftmaschine bezieht.
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In
der vorstehend beschriebenen Zündanlage
kann die elektrische Energieversorgungseinrichtung eine Batterie
und einen Anhebungsgleichspannungswandler (Hochsetzsteller) aufweisen,
und kann die Zündsteuerungseinrichtung
eine Zündsteuerungsschaltung
zur derartigen Steuerung der Schalteinrichtung aufweist, dass jeder
der Zündfunken
beibehalten wird, bis das Signal, das sich auf die Strömungsgeschwindigkeit
des Luft-Kraftstoff-Gemischgases bezieht, einen vorbestimmten Wert
annimmt.
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In
dieser Zündanlage
kann die Maschinenzustandserfassungseinrichtung einen Widerstand
aufweisen, der in Reihe mit der Sekundärspule der Zündungsspule
geschaltet ist, wobei die Zündsteuerungsschaltung
die Schalteinrichtung derart steuern kann, dass jeder der Zündfunken
beibehalten wird, bis die Größe des von
dem Widerstand erfassten Sekundärstroms
der Zündspule
eine vorgeschriebene Größe annimmt,
oder die Zündsteuerungsschaltung kann
die vorgeschriebene Größe entsprechend
dem durch die Maschinenzustandserfassungseinrichtung erfassten Signal ändern oder
kann die vorgeschriebene Größe ändern, wenn
sich die vorbestimmte Zündungszeitdauer
(Zündungsperiode)
sich ihrem Ende nähert.
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In
der vorstehend beschriebenen Zündanlage
kann die Zündsteuerungsschaltung
die Schalteinrichtung zum Laden der Zündspule mit elektrischer Energie
für eine
vorbestimmte Ladezeit einschalten, bevor die mehrfachen Zündfunken
jeweils bereitgestellt werden, die erzeugt werden, wenn die Schalteinrichtung
ausgeschaltet wird, um elektrische Energie aus der Zündspule
zu entladen. In dieser Zündanlage
erhöht
die Zündsteuerungsschaltung
die vorgeschriebene Ladungszeit, wenn die Maschinendrehzahl niedriger
wird.
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In
dem vorstehend beschriebenen System kann die elektrische Energieversorgungseinrichtung eine
Batterie, eine Energieversorgungsschaltung und eine Kondensatorentladeschaltung
aufweisen, die aus der Batterie zugeführte elektrische Energie speichert
und die elektrische Energie in die Zündspule entlädt und die
Zündsteuerungsschaltung
kann die Kondensatorentladeschaltung zum Speichern der elektrischen
Energie für
eine vorgeschriebene Ladezeit vor jedem der mehrfachen Zündfunken
zu speichern, die erzeugt werden, wenn die Schalteinrichtung eingeschaltet
wird, um die elektrische Energie aus der Kondensatorentladeschaltung
in die Zündspule
entladen wird.
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In
der vorstehend beschriebenen Zündanlage
kann die Kondensatorentladeschaltung eine Energieakkumulationsspule,
die mit der Batterie verbunden ist, eine zweite Schalteinrichtung
zum Ein- und Ausschalten des der Energieakkumulationsspule zugeführten Stroms sowie
einen Energiespeicherkondensator zum Speichern elektrischer Energie
der Energieakkumulationsspule aufweisen, die durch den Schaltbetrieb
der zweiten Schalteinrichtung erzeugt wird.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung weist eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine eine
Zündspule,
eine elektrische Energieversorgungseinrichtung zur Zufuhr eines
Primärstroms
zu einer Primärspule
der Zündspule
mit einer vorgeschriebenen Spannung, eine Schalteinrichtung zum
Ein- und Ausschalten des Primärstroms
bei gesteuerten Zeitpunkten (Zeitverläufen) zum Ausstoß der elektrischen
Energie aus einer Sekundärspule der
Zündspule
zu der Zündkerze,
ein Sekundärstromerfassungselement
zur Erfassung eines Sekundärstroms
und eine Zündsteuerungseinrichtung
zur Steuerung der Schalteinrichtung auf, um mehrfache Zündfunken
in einer vorbestimmten Zeitdauer (Periode) an der Zündkerze
bereitzustellen. Die Zündsteuerungseinrichtung
ist eingerichtet, die Schalteinrichtung derart zu steuern, dass
jeder der Zündfunken beibehalten
wird, bis die Größe des Sekundärstroms eine
vorbestimmte Größe annimmt.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung weist eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine eine
Zündspule,
eine Batterie, eine elektrische Energieversorgungsschaltung zur
Zufuhr eines Stroms zu einer Primärspule der Zündspule
bei einer Spannung, die höher
als eine Spannung der Batterie ist, eine Schalteinrichtung zum Ein-
und Ausschalten des Primärstroms
bei mehrfachen gesteuerten Zeitpunkten zum Laden und Entladen der
Zündspule
mit elektrischer Energie, eine mit der Sekundärspule verbundene Zündkerze,
ein Sekundärstromerfassungselement
zur Erfassung eines aus der Sekundärspule der Zündkerze
zugeführten
Sekundärstroms,
und eine Zündsteuerungseinrichtung
zur derartigen Steuerung der Schalteinrichtung auf, dass mehrfache Zündfunken
in einer vorbestimmten Zeitdauer (Periode) an der Zündkerze
bereitgestellt werden. Die Zündsteuerungseinrichtung
steuert die Schalteinrichtung derart, dass jede der Zündfunken
beibehalten wird, bis die Größe des von
dem Sekundärstromerfassungselement
erfassten Sekundärstroms
eine vorbestimmte Größe annimmt.
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen der Zeichnungen
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Die
Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele
im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
schematisches Schaltbild einer Zündanlage
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 Zeitverläufe, die
einen Betrieb der Hauptabschnitte der Zündanlage veranschaulichen,
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3A Zeitverläufe, die
eine Beziehung zwischen einem Ansteuerungssignal und einem Sekundärstrom einer
Zündspule
der Zündanlage
veranschaulichen,
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3B Zeitverläufe, die
eine Beziehung zwischen einem Ansteuerungssignal und einem Primärstrom der
Zündspule
veranschaulichen,
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4 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen der Strömungsrate eines Kraftstoffgases und
der Größe des Zündfunkenbeibehaltungsstroms veranschaulicht,
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5 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen einer an die Primärspule einer
Zündspule angelegten
Spannung und einer Energieladezeit der Zündspule veranschaulicht,
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6A einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und einer
Energieladezeit veranschaulicht,
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6B einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Zündungszeitdauer, in der mehrfache Funken
erzeugt werden, und der Energieladezeit veranschaulicht,
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7 ein
schematisches Schaltbild, das eine Zündanlage gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung veranschaulicht,
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8 Zeitverläufe, die
den Betrieb von Hauptabschnitten der Zündanlage gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
veranschaulichen, und
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9A, 9B und 9C Graphen,
die Signalverläufe
des Sekundärstroms
anderer modifizierter Zündanlagen
veranschaulichen.
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Weg(e) zur Ausführung der
Erfindung
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Die
Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Eine
Zündanlage
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist unter Bezugnahme auf 1 bis 6A und 6B beschrieben.
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Wie
es in 1 gezeigt ist, weist die Zündanlage eine Zündspule 10,
eine Energieversorgungsschaltung 11, eine Batterie 12,
einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (nachstehend als IGBT
abgekürzt) 13,
eine Zündsteuerungsschaltung 14,
eine Zündkerze 15,
eine Zener-Diode 16, einen Strommesswiderstand 17,
eine ECU 20 usw. auf.
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Die
Zündspule 10 weist
eine Primärspule 10a und
eine Sekundärspule 10b auf.
Die Primärspule 10a weist
ein Paar Anschlüsse
auf, von denen einer über
die Energieversorgungsschaltung 11 mit einem Anschluss
auf hohem Potential (beispielsweise 12V) der Batterie 12 verbunden
ist, und der andere Anschluss über
den IGBT 13 mit Masse verbunden ist.
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Der
IGBT 13 weist ein Gate auf, das mit der Zündsteuerungsschaltung 14 verbunden
ist, die den Schaltbetrieb des IGBT 13 steuert. Die Energieversorgungsschaltung 11 weist
einen allgemeinen Anhebungsgleichspannungswandler (Hochsetzsteller) auf,
der eine Induktivität,
ein Schaltelement und einen Kondensator aufweist, um eine Spannung
bereitzustellen, die an die Primärspule 10a anzulegen
ist. Die Sekundärspule 10b weist
zwei Anschlüsse
auf, von denen eine mit der Zündkerze 15 verbunden
ist und der andere Anschluss mit Masse über die Zener-Diode 16 und
den Strommesswiderstand 17 verbunden ist. Das Spannungssignal
des Strommesswiderstands 17 wird der Zündsteuerungsschaltung 14 zugeführt.
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Die
ECU 20 weist einen Mikrocomputer auf, der aus einer CPU,
einem RAM, einem ROM usw. besteht, und führt verschiedene Steuerungsprogramme
aus, die in dem ROM gespeichert sind, um die Brennkraftmaschine
zu steuern. Die ECU 20 empfängt Maschinenbetriebsdaten
wie eine Maschinendrehzahl und eine Fahrpedalposition und berechnet einen
geeigneten Zündzeitpunkt
(Zündzeitverlauf) und
eine geeignete Zündzeitdauer
(Zündperiode),
in der mehrfache Funken erzeugt werden, auf der Grundlage der Daten,
um ein Zündzeitpunktsignal IGt
und ein Zündzeitdauersignal
(Zündperiodensignal)
IGw zu der Zündsteuerungsschaltung 14 auszugeben.
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Die
Zündsteuerungsschaltung 14 stellt
ein Ansteuerungssignal IG zur Steuerung des Schaltbetriebs des IGBT 13 entsprechend
dem Zündzeitpunktsignal
IGt und dem Zündzeitdauersignal
IGw bereit.
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Genauer
schaltet die Zündsteuerungsschaltung 14 den
IGBT 13 entsprechend dem Zündzeitpunktsignal IGt zur Erzeugung
des ersten Zündfunkens
zu dem Zündzeitpunkt
aus. Danach schaltet die Zündsteuerungsschaltung 14 den
IGBT 13 wiederholt ein und aus, um mehrfache Zündfunken
an der Zündkerze 15 zu
erzeugen.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, wird der erste Zündfunken
(Sekundärspannung
V2) zu dem Zeitpunkt t11 erzeugt, und werden die mehrfachen Zündfunken
in der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t11 und t14 erzeugt, in
denen der IGBT 13 zyklisch ein- und ausgeschaltet wird.
Zu dem Zeitpunkt t10 vor dem ersten Funkenzeitpunkt t11 nimmt das
Zündzeitpunktsignal
IGt einen hohen Pegel (H) an. Folglich nimmt das Ansteuerungssignal
IG einen hohen Pegel an, um den IGBT 13 einzuschalten.
Dementsprechend fließt
ein Primärstrom
I1 in der Primärspule 10a,
um die elektrische Energie in die Zündspule 10 zu laden.
Wenn das Zündzeitpunktsignal
IGt einen niedrigen Pegel (L) zu dem Funkenzeitpunkt t11 annimmt,
nimmt das Ansteuerungssignal IG einen niedrigen Pegel an, um den
IGBT 13 auszuschalten. Als Ergebnis wird die erste Zündspannung
V2 durch die Sekundärspule 10b erzeugt,
um den ersten Zündfunken
an der Zündkerze 15 zu
bewirken, so dass der Sekundärspule
I2 zu der Zündkerze 15 fließt.
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Das
(auch also Mehrfunkensignal bezeichnete) Zündzeitdauersignal IGw steigt
ebenfalls auf den hohen Pegel (H-Pegel) zu dem Funkenzeitpunkt 11 an.
Daher steigt das Ansteuerungssignal IG auf den hohen Pegel (H-Pegel) zu dem Zeitpunkt
t12 zum Einschalten des IGBT 13 für eine Zeitdauer Tc bis zu
dem Zeitpunkt t13 an, um dem Primärstrom in der Primärspule 10a zum
Fließen
zu bringen, wodurch die Zündspule 10 mit
ausreichender elektrischer Energie geladen wird. Darauffolgend fällt das Ansteuerungssignal
auf den niedrigen Pegel (L-Pegel) ab, um den IGBT 13 erneut
auszuschalten, wodurch die elektrische Energie entladen wird, um
erneut einen Zündfunken
zu erzeugen. Danach ändert das
Ansteuerungssignal IG wiederholt seinen Pegel, um den IGBT 13 ein-
und auszuschalten, um mehrfache Funken an der Zündkerze 15 zu erzeugen,
bis der Pegel des Zündzeitdauersignals
IGw zu dem Zeitpunkt t14 den niedrigen Pegel (L) annimmt.
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Dabei ändert sich
die zur Erzeugung eines Zündfunkens
an der Zündkerze 15 erforderliche
elektrische Energie mit Änderung
der Strömungsgeschwindigkeit
des Luft-Kraftstoff-Gemischgases in dem Maschinenzylinder. Falls
die Strömungsgeschwindigkeit
des Luft-Kraftstoff-Gemischgases
höher wird,
verringert sich die Größe des Sekundärstroms,
wenn der Ein-Aus-Betrieb des IGBT 13 wiederholt wird, wie
es in 3A gezeigt ist. Demgegenüber steigt
die Größe des Sekundärstromes
an, wenn der Ein-Aus-Betrieb des IGBT 13 wiederholt wird,
wie es in 3B gezeigt ist.
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Der
Erfinder hat bemerkt, dass die Größe des (nachstehend als Funkenbeibehaltungsstrom bezeichneten)
Sekundärstromes
Ik, der zur Beibehaltung stabiler Zündfunken erforderlich ist,
ansteigt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit
des Luft-Kraftstoff-Gemischgases ansteigt, wie es in 4 gezeigt ist.
Weiterhin wird die Zeitdauer, in der eine gewisse Größe elektrischer
Energie in die Zündspule
geladen wird, kürzer,
wenn die an die Primärspule 10a angelegte
Eingangsspannung ansteigt, wie es in 5 gezeigt
ist. Daher ist es effektiv, die Primärspule 10a mit einer
geeigneten Größe des Primärstromes
in der Ladezeit Tc (beispielsweise 0,4 msec) zu versorgen, so dass
die Eingangsspannung V1 entsprechend der Größe des Sekundärstromes
gesteuert wird.
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Somit
ist die Zündsteuerungsschaltung 14 eingerichtet,
das Ansteuerungssignal IG auf den hohen Pegel zu bringen, um den
IGBT 13 zur Zufuhr des Primärstromes I1 einzuschalten,
wenn die Größe des Sekundärstromes
(oder Funkenstromes) so groß wie
ein (nachstehend als Beibehaltungsstromwert bezeichneter) Schwellwert
Ik wird, der eine Sekundärspannung
zur Bewirkung mehrfacher Zündfunken bereitstellt,
wie es in 2 gezeigt ist. Gleichzeitig
ist die Energieversorgungsschaltung 11 eingerichtet, eine
Versorgungsspannung mit einem Pegel Vo bereitzustellen, der ausreichend
ist, um den Primärstrom
I1 zum Laden der Primärspule
mit der elektrischen Energie in der Ladezeit Tc zu versorgen, selbst falls
die Batteriespannung sich auf einen minimalen Pegel (beispielsweise
12V) verringert. Dabei kann die Versorgungsspannung Vo zur Bereitstellung
einer geeigneten elektrischen Energie durch die Zündsteuerungsschaltung 14 entsprechend
der Größe des Sekundärstromes
gesteuert werden, der durch den Strommesswiderstand 17 gemessen
wird.
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Nachstehend
ist eine Zündanlage
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben.
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In
der Zündanlage
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann die Ladezeit entsprechend der Maschinendrehzahl
geändert
werden. Wie es in 6A gezeigt ist, verringert sich
die geeignete Ladezeit Tc, wenn die Maschinendrehzahl ansteigt.
Wie es in 6B gezeigt ist, steigt die verfügbare Zeit
zum Laden der Zündspule 10 an,
wenn die Zündzeitdauer
ansteigt.
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Die
Zündsteuerungsschaltung 14 kann
eine Ladezeitsteuerungseinrichtung (oder ein Ladezeitsteuerungsprogramm)
zur Erhöhung
der Ladezeit Tc mit Verringerung der Maschinendrehzahl bereitstellen.
Dieses Ausführungsbeispiel
ist effektiv zur Verringerung der Arbeitsbelastungen der Energieversorgungsschaltung 11,
der Batterie 12, des IGBT 13, der Zündkerze 15 usw.
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Der
Strommesswiderstand 17 kann durch eine andere Einrichtung
ersetzt werden, die einen Wert misst, der die Strömungsgeschwindigkeit
des Luft-Kraftstoff-Gemischgases
in dem Maschinenzylinder wiedergibt, wie die Maschinendrehzahl,
der Zylinderladungswirkungsgrad, usw.
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Eine
Zündanlage
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist unter Bezugnahme auf 7 bis 8 beschrieben.
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Dabei
bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen Abschnitte, Teile
oder Komponenten wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Wie
es in 7 gezeigt ist, weist die Zündanlage eine Kondensatorentladeschaltung
(die nachstehend als CD-Schaltung bezeichnet ist) 30 zusätzlich zu
der Zündspule 10,
der Energieversorgungsschaltung 11, der Batterie 12,
dem IGBT 13, der Zündsteuerungsschaltung 14,
der Zündkerze 15, dem
Strommesswiderstand 17 und der ECU 20 auf. Die
Zener-Diode 16, die in Reihe mit dem Strommesswiderstand 17 geschaltet
ist, ist durch eine Gegenflussverhinderungs-Diode 35 ersetzt,
die in Reihe mit der Primärspule 10 und
dem IGBT 13 geschaltet ist. Die CD-Schaltung 30 kann
auch in der Energieversorgungsschaltung 11 enthalten sein.
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Die
CD-Schaltung 30 weist eine Reihenschaltung einer Energieakkumulationsspule 31 und eines
zweiten IGBT 32, eine Diode 33 und einen Energieakkumulationskondensator 34 auf.
Die erste Reihenschaltung ist zwischen der Batterie 12 und
der Masse geschaltet. Die Anode der Diode 33 ist mit der Reihenschaltung
zwischen der Spule 33 und dem IGBT 32 verbunden,
und die Kathode ist mit dem Anschluss der Primärspule 10a verbunden,
der mit der Energieversorgungsschaltung 11 durch die Rückflussverhinderungs-Diode 35 verbunden
ist.
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Wenn
die Zündsteuerungsschaltung 14 dem Gate
des zweiten IGBT 32 ein zweites Ansteuerungssignal Ds zuführt, schaltet
der IGBT 32 ein, um die Energieakkumulationsspule 31 mit
einer Größe elektrischer
Energie zu laden. Genauer schaltet die Zündsteuerungsschaltung 14 den
IGBT 32 entsprechend dem zweiten Ansteuerungssignal Ds
ein, um Strom der Energieakkumulationsspule 31 zuzuführen. Danach
schaltet die Zündsteuerungsschaltung 14 den IGBT 32 aus,
um die durch die Spule 31 akkumulierte elektrische Energie
zu dem Energieakkumulationskondensator 34 zu entladen,
der ebenfalls die elektrische Energie speichert. Die Diode 35 verhindert
einen Rückfluss des
Stroms aus dem Kondensator 34 zu der Energieversorgungsschaltung 11.
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Wie
es in 8 gezeigt ist, wird der erste Zündfunken
zu dem Zeitpunkt t11 erzeugt, und die mehrfachen Zündfunken
werden in der Zeitdauer (Periode) zwischen dem Zeitpunkt t11 und
t14 erzeugt, in der der Haupt-IGBT 13 und
der zweite IGt 32 zyklisch ein- und ausgeschaltet werden.
Dabei schaltet der zweite IGBT 32 aus, um die Energieakkumulationsspule 31 zu
entladen, wenn der Haupt-IGBT 13 einschaltet, um einen
Zündfunken bereitzustellen.
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Zu
dem Zeitpunkt t10 vor dem ersten Funkenzeitpunkt t11 nimmt der Pegel
des Zündzeitpunktsignals
IGt einen hohen Pegel an, um zu bewirken, dass das zweite Ansteuerungssignal
Ds den hohen Pegel (H) annimmt, so dass der zweite IGBT 32 einschalten
kann, um die Energieakkumulationsspule 31 zu laden. Darauffolgend
nimmt zu dem Funkenzeitpunkt t11 der Pegel des Hauptansteuerungssignals
IG den hohen Pegel (H) an, um den IGBT 13 einzuschalten,
wohingegen der Pegel des zweiten Ansteuerungssignals Ds den niedrigen
Pegel (L) annimmt, um den zweiten IGBT 32 auszuschalten. Dementsprechend
wird die elektrische Energie des Kondensators 34 in die
Zündspule 10 entladen,
um die erste Zündspannung
V2 zum Bewirken des ersten Zündfunkens
an der Zündkerze 15 zu
erzeugen. Das heißt,
dass der Sekundärstrom
I2 durch die Zündkerze 15 fließt, während die
Energieakkumulationsspule 31 geladen wird.
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Die
Zündsteuerungsschaltung 14 ist
eingerichtet, den Pegel des zweiten Ansteuerungssignals Ds auf den
hohen Pegel zu bringen, um den zweiten IGBT 32 einzuschalten,
und den Pegel des Hauptansteuerungssignals IG auf den niedrigen
Pegel zu bringen, um den Haupt-IGBT 13 zu dem Zeitpunkt t12
auszuschalten, zu dem die Größe des Sekundärstromes
(oder Funkenstromes) sich verringert, und so groß wie der Beibehaltungsstromwert
Ik wird. Als Ergebnis wird die Energieakkumulationsspule 31 erneut
mit einer Größe elektrischer
Energie geladen, die ausreichend ist, um den Zündfunken zu erzeugen. Die Zündsteuerungsschaltung 14 wiederholt den
vorstehend beschriebenen Steuerungsbetrieb zur Erzeugung mehrfacher
Funken an der Zündkerze 15,
bis zu dem Zeitpunkt t14 der Pegel des Zündzeitdauersignals (Mehrfunkensignals)
IGw den niedrigen Pegel (L) annimmt.
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Die
Energieversorgungsschaltung 11 ist ebenfalls eingerichtet,
eine Versorgungsspannung mit einem Pegel Vo bereitzustellen, der
ausreichend ist, um den Strom zum Laden der Energieakkumulationsspule 31 mit
der elektrischen Energie in der Ladezeit Tc bereitzustellen, selbst
falls die Batteriespannung sich auf einen minimalen Pegel verringert.
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Die
Versorgungsspannung Vo kann zur Bereitstellung einer geeigneten
elektrischen Energie durch die Zündsteuerungsschaltung 14 entsprechend
der Größe des Sekundärstromes
gesteuert werden, der durch den Strommesswiderstand 17 gemessen
wird.
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Wie
es in den 9A und 9B gezeigt ist,
kann die Zündsteuerungsschaltung 14 den
Pegel (absoluten Wert) des Beibehaltungsstroms Ik linear oder nichtlinear
erhöhen,
wenn die Mehrfachzündfunken
fortgesetzt werden. Dies dient zur Erhöhung der elektrischen Energie,
die in die Primärspule 10a der
Zündspule 10 entladen
wird, wenn der Maschinenkolben nahe zu dem oberen Totpunkt gelangt,
an dem die Strömungsgeschwindigkeit
des Luft-Kraftstoff-Gemischgases
in den Maschinenzylinder maximal ist. Die Zündsteuerungsschaltung 14 kann
ebenfalls die Ladezeit Tc zusätzlich
zu dem Pegel des Beibehaltungsstromes Ik erhöhen, wie es in 9C gezeigt
ist.
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Der
Pegel des Beibehaltungsstromes Ik kann entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit des
Luft-Kraftstoff-Gemischgases gesteuert werden, indem die Beziehung
zwischen dem Beibehaltungsstrom und der Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischgases
gemäß 4 berücksichtigt
wird.
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In
der vorstehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde die
Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele davon offenbart.
Es sollte jedoch klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen
an den spezifischen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Umfang der Erfindung
ausgeführt werden
können,
wie sie in den beigefügten
Patentansprüchen
dargelegt ist.
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Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, weist eine Zündanlage
für eine
Brennkraftmaschine eine Zündspule 10,
eine elektrische Energieversorgungsschaltung 11, 12, 30,
einen Schalttransistor 13, ein Maschinenzustandserfassungselement
oder eine Maschinenzustandserfassungseinheit, die ein Signal erfasst,
das sich auf die Strömungsgeschwindigkeit eines
Luft-Kraftstoff-Gemischgases in der Brennkraftmaschine bezieht,
und eine Zündsteuerungsschaltung 20, 14 auf,
die den Schalttransistor 13 zur Bereitstellung mehrfacher
Zündfunken
in einer vorbestimmten Zündzeitdauer
t11-t14 steuert. Die Zündsteuerungseinheit 20, 14 steuert
den Schalttransistor zur Beibehaltung jeder der Zündfunken
entsprechend dem Signal, das sich auf die Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Kraftstoff-Gemischgases
in der Brennkraftmaschine bezieht, um eine ausreichende Funkenenergie
zum Zünden
des Luft-Kraftstoff-Gemischgases beizubehalten.