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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Zündsteuerungssystem für einen
Verbrennungsmotor, der beispielsweise in einem Motorfahrzeug angebracht ist,
und insbesondere eine Zündvorrichtung
eines Zündsteuerungssystems
für einen
Verbrennungsmotor, das veranlasst, dass ein Strom durch eine Primärspule einer
Zündspule
geführt
und von dieser mittels eines Schaltelements abgeschaltet wird, um
eine hohe Spannung zur Zündung
in einer Sekundärspule der
Zündspule
zu erzeugen.
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Bei
einem herkömmlichen
Zündsteuerungssystem
für einen
Verbrennungsmotor ist eine Zündvorrichtung
mit einer Spule mit einem bestimmten Anschluss zum Ausgeben eines
Fehlerdiagnosesignals versehen, das durch Überwachen eines Zündbetriebs
erhalten wird, so dass das Fehlerdiagnosesignal zu einer Seite einer
elektronischen Steuerschaltung über
einen Pfad ausgegeben wird, der unterschiedlich von einem Pfad für einen
Zündsignalanschluss
ist (siehe z. B.
JP
64-35078 A ).
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Bei
der oben angegebenen Struktur verursacht jedoch die Notwendigkeit
für den
bestimmten Anschluss zum Ausgeben des Fehlerdiagnosesignals Probleme,
wie beispielsweise eine Erhöhung bezüglich der
Anzahl von Teilen einer Zündvorrichtung
und eine Erhöhung
bezüglich
der Anzahl von Kabelbäumen
zwischen der Zündvorrichtung
und der elektronischen Steuerschaltung.
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Um
diese Probleme zu lösen,
ist eine andere Zündvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor mit einer elektronischen Steuerschaltung zum Ausgeben eines
Zündsignals
zum Steuern einer Zündzeitgabe, einem
Zünder,
der basierend auf dem Zündsignal
von der elektronischen Steuerschaltung angetrieben wird, und einer
Fehlererfassungsschaltung zum Erfassen eines Fehlersignals, das
aus einem Strom erhalten wird, der durch eine Sekundärspule einer Zündspule
im Zünder
fließt
und das Fehlersignal zu der elektronischen Steuerschaltung zurückbringt, ausgestattet
und ist so strukturiert, dass derselbe Signaldraht für das Zündsignal
und das Fehlersignal verwendet wird. Bei der vorgenannten Zündvorrichtung
für den
Verbrennungsmotor wird mit einem Blick auf ein Verhindern, dass
das Zündsignal
und das Fehlersignal gleichzeitig ausgegeben werden, das Zündsignal
davon abgehalten, innerhalb des Zünders EIN-geschaltet zu werden,
wenn das Fehlersignal ausgegeben wird (siehe z. B.
JP 08-128381 A ).
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Bei
dieser Art von Zündsteuerungssystem für einen
Verbrennungsmotor wird eine Fehlerdiagnose oft von einem Ionenstrom
ausgeführt,
der von einer Sekundärspule
einer Zündspule
nach einer Zündung
und einer Explosion erhalten wird. Bei einer Vorrichtung mit diesem
Aufbau werden auch gleiche Probleme, wie beispielsweise eine Erhöhung bezüglich der
Anzahl von Teilen der Vorrichtung und eine Erhöhung bezüglich der Anzahl von Kabelbäumen, verursacht,
wenn die Vorrichtung mit einem bestimmten Anschluss zum Ausgeben
eines Fehlerdiagnosesignals versehen ist.
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Weiterhin
fließt
bei einer Vorrichtung zum Ausgeben eines Ionenstroms als Fehlerdiagnosesignal
ein Leckstrom, wenn Ruß oder ähnliches
zwischen Elektroden aufgrund des Glimmens einer Zündkerze
erzeugt wird, so dass ein Zustand verursacht wird, in welchem der
Ionenstrom auf eine falsche Weise konstant fließt. Infolge davon wird der
Ionenstrom selbst zu einer Zeitgabe ausgegeben, wenn ein Zündsignal
zuzuführen
ist, so dass es ein derartiges Problem gibt, dass das Zündsignal
nicht genau zu einer Schaltung bei einer nachfolgenden Stufe übertragen
werden kann.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündvorrichtung
eines Zündsteuerungssystems
für einen
Verbrennungsmotor mit einer Struktur zur Verfügung zu stellen, bei welcher
ein Ionenstrom als Fehlerdiagnosesignal verwendet wird, was es möglich macht,
ein Zündsignal
stabil zuzuführen
und den Ionenstrom stabil zu erfassen, während zugelassen wird, dass
ein Ionensignal, das als das Fehlerdiagnosesignal dient, von der
Seite der Zündvorrichtung
zu einer Seite der elektronischen Steuereinheit ausgegeben wird,
ohne die Struktur der Zündvorrichtung
kompliziert zu machen.
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Gemäß der vorliegenden
erfindungsgemäß wird eine
Zündvorrichtung
eines Zündsteuerungssystems
für einen
Verbrennungsmotor zur Verfügung
gestellt, die Folgendes enthält:
eine Zündspule
mit einer Primärspule
und einer Sekundärspule;
ein Schaltelement zum veranlassen, dass ein primärer Strom durch die Primärspule der
Zündspule
geführt
und von dieser abgeschaltet wird; eine Wellenform-Formungsschaltung
zum Formen einer Wellenform eines von einer Außenseite über eine Signalleitung übertragenen
Zündsignals,
um ein so erhaltenes Leitungssignal zu dem Schaltelement zuzuführen; eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung,
die an die Sekundärspule
der Zündspule
angeschlossen ist, zum Erfassen eines Ionenstroms, der durch die
Sekundärspule
fließt;
und eine Ionensignal-Erzeugungseinrichtung zum Ausgeben eines Ionensignals,
das den erfassten Ionenstrom für
eine vorbestimmte Periode anzeigt, nachdem das Leitungssignal der Wellenform-Formungsschaltung
ausgeschaltet worden ist, zur Außenseite über die Signalleitung, während das Leitungssignal
von der Wellenform-Formungsschaltung für ungültig erklärt wird.
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Die
Zündvorrichtung
des Zündsteuerungssystems
für den
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung macht es möglich,
ein Zündsignal
stabil zuzuführen
und einen Ionenstrom stabil zu erfassen, während zugelassen wird, dass
ein Ionensignal, das als Fehlerdiagnosesignal dient, ausgegeben
wird, ohne die Struktur der Zündvorrichtung
kompliziert zu machen.
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Es
folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, wobei:
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1 ein
Diagramm ist, das die Konfiguration eines Zündsteuerungssystems für einen
Verbrennungsmotor mit einer Zündvorrichtung
gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Diagramm ist, das ein Beispiel der Schaltung von jeweiligen Komponenten
des Zündsteuerungssystems
für den
Verbrennungsmotor der 1 zeigt;
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3 ein
Zeitdiagramm ist, das die Wellenformen von Signalen von den jeweiligen
Komponenten des Zündsteuerungssystems
der 2 zeigt;
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4 ein
Diagramm ist, das ein weiteres Beispiel der Schaltung der jeweiligen
Komponenten des Zündsteuerungssystems
für den
Verbrennungsmotor der 1 zeigt;
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5 eine
Diagramm ist, das die Konfiguration eines Zündsteuerungssystems für einen
Verbrennungsmotor mit einer Zündvorrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ein
Diagramm ist, das ein Beispiel der Schaltung jeweiliger Komponenten
des Zündsteuerungssystems
für den
Verbrennungsmotor der 5 zeigt;
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7 ein
Zeitdiagramm ist, das die Wellenformen von Signalen von den jeweiligen
Komponenten des Zündsteuerungssystems
der 6 zeigt;
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8 ein
Diagramm ist, das ein Beispiel der Schaltung eines Zündsteuerungssystems
für einen Verbrennungsmotor
mit einer Zündvorrichtung
gemäß einem
dritte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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9 ein
Zeitdiagramm ist, das die Wellenformen von Signalen von jeweiligen
Komponenten des Zündsteuerungssystems
der 8 zeigt.
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Es
folgt eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 ist
ein Diagramm, das die Konfiguration eines Zündsteuerungssystems für einen
Verbrennungsmotor mit einer Zündvorrichtung
gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 zeigt
eine Schaltung für
einen jeweiligen von Zylindern. Diese Schaltung besteht aus einer
Zündvorrichtung 100 zum
Zünden
einer Zündkerze 4 und
einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 200 mit einem Computer
(nicht besonders gezeigt) zum Durchführen einer Zündsteuerung
für die Zündvorrichtung 100.
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Die
ECU 200 ist mit einer Zündsignal-Treiberschaltung 201 zum
Zuführen
eines Zündsignals, einem
PNP-Transistor 202 zum Zuführen eines Signals zu einer
Stufe nachfolgend dazu basierend auf dem von der Zündsignal-Treiberschaltung 201 ausgegebenen
Zündsignal
und einem Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 zum
Erfassen eines Ionensignals als Fehlerdiagnosesignal von der später beschriebenen
Seite der Zündvorrichtung 100 und zum
Durchführen
einer Steuerung basierend auf einem Ergebnis der Erfassung des Ionensignals
ausgestattet.
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Die
Zündvorrichtung 100 ist
ausgestattet mit einer Zündspule 1 mit
einer Primärspule 2 und
einer Sekundärspule 3,
einer Zündsignal-Wellenform-Formungsschaltung 6 zum
Zuführen
eines Signals zu einer Stufe nachfolgend dazu, basierend auf einem Zündsignal
Igt, das von einem Emitter des PNP-Transistors 202 ausgegeben
ist, einer Treiberschaltung 7 zum Antreiben der Zündspule 1 und
einem Schaltelement 5 zum Veranlassen, dass ein Strom I1
durch die Primärspule 2 der
Zündspule 1 geführt und
von dieser abgeschaltet wird, basierend auf einem Ausgangssignal
von der Treiberschaltung 7. Um die Zündspule 1 anzutreiben, überträgt die Treiberschaltung 7 ein
Signal zu einer Stufe nachfolgend dazu basierend auf einem Ausgangssignal
von der Wellenform-Formungsschaltung 6 und steuert dadurch
das Schaltelement 5. Das Ausgangssignal von der Wellenform-Formungsschaltung 6 dient
als Leitungssignal zum Veranlassen, dass ein Strom durch das Schaltelement 5 geführt und
von diesem abgeschaltet wird.
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Die
Zündspule 1 erzeugt
eine hohe Spannung zum Veranlassen, dass die Sekundärspule 3 die
Zündkerze 4 zündet. Die
Zündvorrichtung 100 ist weiterhin
ausgestattet mit einer Ionen-Vorspannungsschaltung 8, die
an eine Niederspannungsseite der Sekundärspule 3 angeschlossen
ist, um einen Ionenstrom zu erzeugen, einer Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 zum
Erfassen eines nach einer Zündung
erzeugten Ionenstroms, um den erfassten Ionenstrom zu einer Stufe
nachfolgend dazu auszugeben, einer Differenzierschaltung 10 zum
Ausgeben eines Pulssignals basierend auf einem Ausgangssignal von
der Wellenform-Formungsschaltung 6,
einer Zeitgeberschaltung 11 zum Ausgeben eines Pulses einer
bestimmten Zeitlänge
mit einer Ausgabe von der Differenzierschaltung 10 als
Trigger angesehen, und einer Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 zum Ausgeben
eines Ionenstromsignals (Ionensignals) basierend auf einer Ausgabe
von der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9, während ein
Ausgangssignal von der Zeitgeberschaltung 11 empfangen
wird.
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Der
Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 der ECU 200 erfasst
und analysiert ein Ionensignal als Ausgangssignal von der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12.
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Die
Ionen-Vorspannungsschaltung 8 veranlasst, dass ein nach
einer Verbrennung erzeugter Ionenstrom fließt. Die Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 führt einen
Ionenstrom zu der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 zu. Die
Differenzierschaltung 10 gibt ein Pulssignal zu der Zeitgeberschaltung 11 bei
einer Stufe nachfolgend dazu zu einem Moment aus, wenn ein Zündsignal
AUS-geschaltet wird. Die Zeitgeberschaltung 11 führt eine
Pulsausgabe einer bestimmten Zeitlänge zu einer Stufe nachfolgend dazu
mit einem Ausgangssignal von der Differenzierschaltung 10 als
Trigger angesehen zu. Die Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 führt Information über den Ionenstrom
zu dem Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 in
der ECU 200 zu, während
ein Ausgangssignal von der Zeitgeberschaltung 11 zu der
Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 zugeführt wird. Der Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 führt eine
Analyse basierend auf der zugeführten
Information durch, um dadurch einen Zustand einer Verbrennung in
einer Verbrennungskammer (nicht gezeigt) innerhalb jedes der Zylinder
zu bestätigen.
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2 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel der Schaltung jeweiliger Komponenten
des Zündsteuerungssystems
für den
Verbrennungsmotor der 1 zeigt. Das Zündsteuerungssystem
für den
Verbrennungsmotor gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist für
einen Verbrennungsmotor entwickelt, der in einem Motorfahrzeug angebracht
ist. Die in 2 gezeigten jeweiligen Komponenten
sind im Motorfahrzeug angebracht. Die Zündspule 1, die die
Primärspule 1 und
die Sekundärspule 3 hat,
ist an einen Energieversorgungsanschluss VB, wie beispielsweise
eine Batterie im Fahrzeug (nicht gezeigt) angeschlossen. Die Batterie im
Fahrzeug hat eine Batteriespannung von beispielsweise 12 V. Der
Energieversorgungsanschluss VB hat eine Anschlussspannung von beispielsweise 12
V. Die Zündkerze 4 ist
an eine Hochspannungsseite der Sekundärspule 3 angeschlossen.
Die Zündspule 4 ist
in der Verbrennungskammer innerhalb jedes der Zylinder angeordnet.
Wenn ein Kraftstoff, wie beispielsweise Benzin, in die Verbrennungskammer zugeführt wird,
zündet
die Zündspule 4 und
verbrennt den Kraftstoff.
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Die
ECU 200 hat die Zündsignal-Treiberschaltung 201 und
den Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203. Die Zündsignal-Treiberschaltung 201 führt ein
Zündsignal
(z. B. ein Rechteckwellensignal) zu der Wellenform-Formungsschaltung 6 über den PNP-Transistor 202 und
einen Widerstand 204 zu.
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Die
Wellenform-Formungsschaltung 6 hat drei Anschlüsse, nämlich einen
Ausgangsanschluss 6a und Eingangsanschlüsse 6b und 6c.
Der Ausgangsanschluss 6a ist an die Treiberschaltung 7 und die
Differenzierschaltung 10 bei Stufen nachfolgend dazu angeschlossen.
Der Eingangsanschluss 6b ist an die ECU 200 angeschlossen
und der Eingangsanschluss 6c ist an die Zeitgeberschaltung 11 angeschlossen.
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Die
interne Struktur der Wellenform-Formungsschaltung 6 wird
beschrieben werden. Die Wellenform-Formungsschaltung 6 besteht
aus einer Komparatorschaltung 13, einer Referenzspannungsversorgung 14 und
einem Transistor 15. Wenn das Zündsignal Igt über einer
Spannung Vton ist, die in der Referenzspannungsversorgung 14 eingestellt
ist, gibt die Wellenform-Formungsschaltung 6 das Zündsignal
Igt zur Treiberschaltung 7 aus, um das Schaltelement 5 anzutreiben.
Das Schaltelement 5 ist als beispielsweise ein Bipolartransistor
mit isoliertem Gate (IGBT) mit einem Gateanschluss an die Treiberschaltung 7 angeschlossen,
einem Kollektoranschluss an die Primärspule 2 der Zündspule 1 angeschlossen
und einem Emitteranschluss an eine Referenzpotentialstelle GND einer
Fahrzeugkarosserie oder von ähnlichem
des Motorfahrzeugs angeschlossen, entwickelt. Die Referenzpotentialstelle
GND wird allgemein Erdung genannt.
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Die
Ionen-Vorspannungsschaltung 8 ist an die Niederspannungsseite
der Sekundärspule 3 angeschlossen.
Die Ionen-Vorspannungsschaltung 8 hat zwei Anschlüsse, nämlich einen
Ausgangsanschluss 8a und einen Eingangsanschluss 8b.
Der Ausgangsanschluss 8a ist an einen Eingangsanschluss 9b der
Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 bei einer Stufe nachfolgend
dazu angeschlossen und der Eingangsanschluss 8b ist an
die Niederspannungsseite der Sekundärspule 3 angeschlossen.
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Die
interne Struktur der Ionen-Vorspannungsschaltung 8 wird
beschrieben werden. Die Ionen-Vorspannungsschaltung 8 enthält Dioden 81 und 85,
einen Widerstand 82, eine Zenerdiode 83 und einen
Kondensator 84. Eine Anode der Diode 81 und ein
Ende des Widerstands 82 sind an den Eingangsanschluss 8b angeschlossen.
Eine Kathode der Diode 81 und das andere Ende des Widerstands 82 sind beide
an eine Kathode der Zenerdiode 83 und ein Ende des Kondensators 84 angeschlossen.
Eine Anode der Zenerdiode 83 und das andere Ende des Kondensators 84 sind
beide an eine Kathode der Diode 85 und den Ausgangsanschluss 8a angeschlossen.
Eine Anode der Diode 85 ist an die Erdung GND angeschlossen.
Die Diode 84 unterdrückt
eine Sekundärspannung,
die während
des Ansteigens eines primären
Stroms der Zündspule 1 erzeugt
wird, um dadurch eine fehlerhafte Zündung zu verhindern. Der Widerstand 82 stellt
einen Pfad sicher, durch welchen ein Ionenstrom fließt. Die
Zenerdiode 83 und der Kondensator 84 akkumulieren
elektrische Ladungen aufgrund einer auf der sekundären Hochspannungsseite
erzeugten Spannung. Die Diode 85 wird für einen Spannungsstoßschutz
verwendet.
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Die
Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 hat zwei Anschlüsse, nämlich einen
Ausgangsanschluss 9a und den Eingangsanschluss 9b.
Der Ausgangsanschluss 9a ist an einen Eingangsanschluss 9b der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 bei
einer Stufe nachfolgend dazu angeschlossen und der Eingangsanschluss 9b ist
an den Ausgangsanschluss 8a der Ionen-Vorspannungsschaltung 8 angeschlossen.
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Die
interne Struktur der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 wird
beschrieben werden. Die Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 enthält eine
Stromspiegelschaltung 93 mit zwei Transistoren 91 und 92, einer
Diodengruppe 94 und einer Verstärkerschaltung 95.
Ein Kollektor und eine Basis des Transistors 91, eine Basis
des Transistors 92 und eine Anode der Diodengruppe 94 sind
an den Eingangsanschluss 9b angeschlossen. Eine Kathode
der Diodengruppe 94 ist an die Erdung GND angeschlossen.
Emitter der Transistoren 91 und 92 sind an einen
Ausgangsanschluss der Verstärkerschaltung 95 angeschlossen. Ein
Eingangsanschluss (+) der Verstärkerschaltung 95 ist
an die Erdung GND angeschlossen und ein Eingangsanschluss (–) der Verstärkerschaltung 95 ist an
den Eingangsanschluss 9b angeschlossen. Ein Kollektor des
Transistors 92 ist an den Ausgangsanschluss 9a angeschlossen.
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Die
Differenzierschaltung 10 hat zwei Anschlüsse, nämlich einen
Ausgangsanschluss 10a und einen Eingangsanschluss 10b.
Der Ausgangsanschluss 10a ist an die Zeitgeberschaltung 11 bei
einer Stufe nachfolgend dazu angeschlossen und der Eingangsanschluss 10b ist
an den Ausgangsanschluss 6a der Wellenform-Formungsschaltung 6 und
die Treiberschaltung 7 angeschlossen.
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Die
interne Struktur der Differenzierschaltung 10 wird beschrieben
werden. Die Differenzierschaltung 10 enthält einen
Transistor 101, Widerstände 102 und 105,
eine interne Energieversorgung 103, einen Kondensator 104,
eine Komparatorschaltung 106 und eine Referenzspannungsversorgung 107.
Eine Basis und ein Emitter des Transistors 101 sind jeweils
an den Einganganschluss 10b und die Erdung GND angeschlossen.
Ein Kollektor des Transistors 101 ist an die interne Energieversorgung 103 über den
Widerstand 102 angeschlossen und auch separat an ein Ende
des Kondensators 104. Die interne Energieversorgung 103 ist
eine Spannungsversorgung, die innerhalb der Differenzierschaltung 10 stabilisiert
ist. Das andere Ende des Kondensators 104 ist an die Erdung
GND über
den Widerstand 105 angeschlossen, und an einen Eingangsanschluss
(+) der Komparatorschaltung 106. Ein Eingangsanschluss
(–) der
Komparatorschaltung 106 ist an die Referenzspannungsversorgung 107 angeschlossen, und
ein Ausgangsanschluss der Komparatorschaltung 106 ist an
den Ausgangsanschluss 10a angeschlossen.
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Die
Zeitgeberschaltung 11 hat drei Anschlüsse, nämlich einen Eingangsanschluss
und zwei Ausgangsanschlüsse.
Der Eingangsanschluss ist an die Differenzierschaltung 10 angeschlossen.
Einer der Ausgangsanschlüsse
ist an einen Eingangsanschluss 12c der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 angeschlossen
und der andere Ausgangsanschluss ist an den Eingangsanschluss 6c der
Wellenform-Formungsschaltung 6 angeschlossen.
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Die
Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 hat drei Anschlüsse, nämlich einen
Ausgangsanschluss 12a und die Eingangsanschlüsse 12b und 12c.
Der Ausgangsanschluss 12a ist zusammen mit der Wellenform-Formungsschaltung 6 an
die ECU 200 angeschlossen. Der Eingangsanschluss 12b ist
an den Ausgangsanschluss 9a der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 angeschlossen
und der Eingangsanschluss 12c ist an die Zeitgeberschaltung 11 angeschlossen.
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Die
interne Struktur der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 wird
beschrieben werden. Die Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 ist
gebildet durch eine Schaltung mit Transistoren 121 und 124,
einem Widerstand 122, einer internen Energieversorgung 123, einer
Stromspiegelschaltung 127 mit zwei Transistoren 125 und 126,
einer Stromspiegelschaltung 130 mit zwei Transistoren 128 und 129,
und einem Widerstand 131.
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Eine
Basis des Transistors 121 ist an den Eingangsanschluss 12c angeschlossen
und ein Kollektor des Transistors 121 ist jeweils an eine
Basis des Transistors 124 und über den Widerstand 122 an die
interne Energieversorgung 123 angeschlossen. Wie es der
Fall bei der internen Energieversorgung 103 ist, ist die
interne Energieversorgung 123 eine Spannungsversorgung,
die innerhalb der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 stabilisiert
ist. Ein Kollektor des Transistors 124 ist an den Eingangsanschluss 12b und
einen Kollektor des Transistors 125 angeschlossen.
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Eine
Basis und ein Kollektor des Transistors 125 sind an eine
Basis des Transistors 126 angeschlossen. Ein Kollektor
des Transistors 126 ist an einen Kollektor des Transistors 128 angeschlossen. Eine
Basis und ein Kollektor des Transistors 128 sind an eine
Basis des Transistors 129 angeschlossen. Ein Kollektor
des Transistors 129 ist an ein Ende des Widerstands 131 und
den Ausgangsanschluss 12a angeschlossen. Emitter der Transistoren 128 und 129 sind
an die interne Energieversorgung 123 angeschlossen. Das
andere Ende des Widerstands 131 und Emitter der Transistoren 121, 124, 125 und 126 sind
alle an die Erdung GND angeschlossen.
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Die
interne Struktur des Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereichs 203 wird
beschrieben werden. Der Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 enthält eine
Pufferschaltung 205 und eine Ionen-Steuerschaltung 206.
Ein Eingangsanschluss der Pufferschaltung 205 ist an einen
Kollektor des Transistors 202 angeschlossen und jeweils
an den Eingangsanschluss 6b der Wellenform-Formungsschaltung 6 und
den Ausgangsanschluss 12a der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 über den
Widerstand 204. Ein Ausgangsanschluss der Pufferschaltung 205 ist
an die Ionen-Steuerschaltung 206 angeschlossen.
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Die
Transistoren 91, 92, 128, 129 und 202 sind
als PNP-Transistoren
entwickelt und die Transistoren 15, 101, 121, 124, 125 und 126 sind
als NPN-Transistoren entwickelt.
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Die
Ionen-Vorspannungsschaltung 8 und die Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 bilden
eine Ionenstrom-Erfassungseinheit
und die Differenzierschaltung 10, die Zeitgeberschaltung 11 und
die Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 bilden eine Ionensignal-Erzeugungseinheit.
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3 ist
ein Zeitdiagramm, das die Wellenformen von Signalen von den jeweiligen
Komponenten der 2 zeigt. Der Betrieb des Zündsteuerungssystems
wird hierin nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben
werden. Wenn ein Zündsignal von
dem Mikrocomputer in der ECU 200 zu der Zündsignal-Treiberschaltung 201 zu
einem Zeitpunkt t1 zugeführt
wird, führt
die Zündsignal-Treiberschaltung 201 ein
Zündbefehlssignal
Igt1 eines Pegels von "L" zu einem Gate des
Transistors 202 zu. Somit wird der Transistor 202 EIN-geschaltet, so dass
ein Zündsignal
Itg eines Pegels von "H" über den Widerstand 204 und
eine Signalleitung L1 zu der Wellenform-Formungsschaltung 6 zugeführt wird.
Wenn das Zündsignal
Igt die Spannung Vton der Referenzspannungsversorgung 14 übersteigt
(d. h. ein Eingangssignal EIN ist), wird ein Signal Vcomp eines
Pegels von "H" von der Komparatorschaltung 13 in
der Wellenform-Formungsschaltung 6 zu
der Treiberschaltung 7 und der Differenzierschaltung 10 zugeführt. Die
Treiberschaltung 7, die das Signal des Pegels von "H" als Leitungssignal empfangen hat, führt ein
Gate-Signal eines Pegels von "H" zu einem Gate als
den Eingangsanschluss des Schaltelements 5 zu. Somit wird das
Schaltelement 5 EIN-geschaltet, so dass der Primärstrom I1
ein Fließen
durch die Primärspule 2 der Zündspule 1 beginnt.
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Wenn
es einen Leckstrom aufgrund des Glühens der Zündspule 4 gibt, fährt ein
Ionenstrom Ion damit fort, konstant zu fließen, außer dann, wenn eine elektrische
Entladung eines Sekundärstroms
I2 erfolgt.
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Danach
wird dann, wenn kein weiteres Zündbefehlssignal
zu der Zündsignal-Treiberschaltung 201 zugeführt wird
und das Zündbefehlssignal
Igt1 wieder einem Pegel "H" zu einem Zeitpunkt
t2 annimmt, der Transistor 202 AUS-geschaltet. Somit nimmt
das zu der Wellenform-Formungsschaltung 6 übertragene
Zündsignal
Igt einem Pegel von "L" an und nimmt das
von der Wellenform-Formungsschaltung 6 ausgegebene Signal
Vcomp einen Pegel von "L" an. Die Differenzierschaltung 10 empfängt das
Signal Vcomp, differenziert dieses Signal mittels einer Differenzierschaltung,
die aus dem Kondensator 104 und dem Widerstand 105 besteht,
und formt dann die Wellenform des differenzierten Signals mittels
einer Wellenform-Formungsschaltung, die aus der Komparatorschaltung 106 und
der Referenzspannungsversorgung 107 besteht. Somit gibt
die Differenzschaltung 10 ein Signal Vdif aus, das zwischen
dem Zeitpunkt t2 und einem Zeitpunkt t3 gepulst ist.
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Wenn
das Signal Vcomp einen Pegel von "H" annimmt,
nimmt das von der Treiberschaltung 7 ausgegebene Signal
Gate einen Pegel von "L" an. Zu einem Zeitpunkt,
zu welchem das Schaltelement 5 als Ergebnis AUS-geschaltet
ist, wird der durch die Primärspule 2 fließende Primärstrom I1
abgeschaltet, so dass eine hohe Spannung bei einem Kollektor C des
Schaltelements 5 erzeugt wird. Die Energie dieser hohen
Spannung wird einer Umwandlung unterzogen und dann zu der Sekundärspule 3 übertragen, so
dass eine negative Spannung auf der Hochspannungsseite der Sekundärspule 3 induziert
wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine positive Spannung an die Niederspannungsseite
der Sekundärspule 3 angelegt.
Die Spannung wird an beide Enden der Zenerdiode 83 über die
Diode 81 angelegt, so dass der Kondensator 84 mit
elektrischen Ladungen geladen wird. Wenn eine negative Spannung,
die zum Verursachen eines dielektrischen Durchbruchs in einem Spalt
der Zündkerze 4 ausreichend
ist, erzeugt wird, tritt eine elektrische Entladung in der Zündkerze 4 auf.
Zu diesem Zeitpunkt fließt
nach einer Verzögerung
ab dem Zeitpunkt t2 der Sekundärstrom 12 von
der Seite der Zündkerze 4 zu
der Sekundärspule 3 und
dann über die
Diode 81, die Zenerdiode 83 und die Diodengruppe 94 zur
Erdung GND (obwohl es in 3 schematisch gezeigt ist).
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Zu
einem Zeitpunkt t4 fließt
dann, wenn die elektrische Entladung endet, der Ionenstrom über den
Widerstand 82 zu der Sekundärspule 3 aufgrund einer
an den Kondensator 84 angelegten Spannung. Zu diesem Zeitpunkt
wird der Transistor 91 EIN-geschaltet, so dass die Stromspiegelschaltung 93 arbeitet.
Die Verstärkerschaltung 95 stellt
die Potentiale bei den Emittern der Transistoren 91 und 92 so
ein, dass das Potential an dem Kollektor des Transistors 91 Null
wird. Der Transistor 92 der Stromspiegelschaltung 93 lässt den
Kollektorstrom Ion äquivalent zu
einem Ionenstrom, der über
den Transistor 91 geflossen ist, herausströmen. Der
so ausgegebene Strom Ion wird zu der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 bei einer
Stufe nachfolgend zum Transistor 92 zugeführt.
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Auf
ein Empfangen des Signals Vdif als von der Differenzierschaltung 10 ausgegebenes
Pulssignal hin gibt die Zeitgeberschaltung 1 einen Puls Tout1 aus,
der für
eine vorbestimmte Zeit andauert, die im Voraus ab dem Zeitpunkt
t2 bis zu einem Zeitpunkt t5 eingestellt ist, und zwar als Ausgangssignal
Tout. Die Ausgabezeit des Pulses Tout1 ist auf einen Pegel unter
einem Wert eingestellt, der durch Subtrahieren von einem kürzesten
Zündzyklus
(Tmin), der in einem praktischen Einsatz realisiert wird, einer
Leitungszeit (Ton) in diesem Zyklus erhalten wird, wie es durch
die folgenden Ausdrücke
ausgedrückt
wird. Tout1 = t5 < t2 ≤ Tmin – Ton Tmin = t6 – t1
Ton = t2 – t1
-
Die
Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 empfängt das Signal Tout von der
Zeitgeberschaltung 11 und der Transistor 121 wird
für die
Dauer des Pulses Tout1, nämlich
dann, während
das Signal Tout auf dem Pegel "H" ist, auf EIN gehalten.
Somit fließt
der über
die interne Energieversorgung 123 und den Widerstand 122 fließende Strom
zu dem Kollektor des Transistors 121, so dass der Transistor 124 AUS-geschaltet
wird. Während
der Transistor 124 auf AUS gehalten wird, nämlich während der
Puls Tout1 von der Zeitgeberschaltung 11 zugeführt wird,
fließt
der Strom Ion äquivalent
zu dem von der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 zugeführten Strom über den Transistor 125,
so dass die Stromspiegelschaltung 127 EIN-geschaltet wird.
-
Der
Transistor 126 der Stromspiegelschaltung 127 zieht
den Strom Ion äquivalent
zu dem Ionenstrom, der über
den Transistor 124 geflossen ist, herein. Der Strom Ion
fließt
durch den Transistor 128, so dass die Stromspiegelschaltung 130 EIN-geschaltet
wird. Der Strom Ion äquivalent
zu dem Ionenstrom fließt
durch den Transistor 129 und wird dann zum Widerstand 131 zugeführt, so
dass eine Differenz bezüglich
des Potentials erzeugt wird. Der Strom Ion äquivalent zu dem Ionenstrom
kann auch durch Ändern
von beispielsweise dem Verhältnis
bezüglich
einer Größe oder
einer Quantität
zwischen den Transistoren 128 und 129 der Stromspiegelschaltung 130 verstärkt werden.
-
Aufgrund
der Differenz bezüglich
des Potentials, die im Widerstand 131 erzeugt wird, wird
eine Spannung entsprechend dem Strom Ion äquivalent zu dem Ionenstrom
in der Signalleitung L1 erzeugt, die den Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 mit
der Wellenform-Formungsschaltung 6 verbindet. Somit
kann der Ionenstrom durch Lesen eines Signals der Spannung als Ionensignal
in der Ionen-Steuerschaltung 206 über die Pufferschaltung 205 innerhalb
des Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereichs 203 bestätigt werden.
-
Dann
nimmt zu dem Zeitpunkt t5 das von der Zeitgeberschaltung 1 ausgegebene
Signal Tout einen Pegel von "L" an und wird der
Transistor 121 der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 AUS-geschaltet, so dass
der Transistor 124 EIN-geschaltet wird. Somit fließt der Strom
Ion äquivalent
zu dem Ionenstrom durch den Transistor 124, so dass die
Stromspiegelschaltung 127 AUS-geschaltet wird und somit
ein Zuführen
eines Signals zu einer Stufe nachfolgend dazu stoppt. Somit wird
der Strom Ion äquivalent
zu dem Ionenstrom, nämlich
das Ionensignal, nicht zu der Signalleitung L1 ausgegeben, bis ein
weiteres Zündsignal
zugeführt
wird.
-
Während einer
Periode, während
welcher der durch den Puls Tout1 angezeigte Ionenstrom erfasst wird,
nämlich
dann, wenn das von der Zeitgeberschaltung 11 ausgegebene
Signal Tout auf dem Pegel von "H" ist, wird der Transistor 15 auf
EIN in der Wellenform-Formungsschaltung 6 gehalten, so
dass die Ausgabe der Komparatorschaltung 13 auf den Pegel
von "L" gehalten wird. Während dieser
Periode wird daher ein Leitungssignal zum Führen eines Stroms durch das
Schaltelement 5 blockiert und somit nicht von der Wellenform-Formungsschaltung 6 ausgegeben.
-
4 ist
ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel der Schaltung der jeweiligen
Komponenten des Zündsteuerungssystems
für den
Verbrennungsmotor der 1 zeigt. 4 ist diesbezüglich unterschiedlich
von der 2, dass die Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 und
der Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 jeweils durch
eine Ionensignal-Ausgabeschaltung 120 und einen Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203a ersetzt
sind. 4 ist bezüglich
anderer Details grundsätzlich identisch
zu 2. In 4 sind dieselben Bezugszeichen
wie in 2 zum Bezeichnen der Komponenten verwendet, die
jeweils identisch oder äquivalent
zu denjenigen der 2 sind.
-
Die
interne Struktur der Ionensignal-Ausgabeschaltung 120 wird
beschrieben werden. In der Ionensignal-Ausgabeschaltung 120 sind
die Komponenten 121 bis 126 jeweils dieselben
wie diejenigen der 2. Der Kollektor des Transistors 126 ist
an eine Konstantstromquelle 132 und den Ausgangsanschluss 12a angeschlossen.
-
Die
interne Struktur des Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereichs 203a wird
beschrieben werden. Der Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203a enthält Widerstände 207 und 212,
eine Stromspiegelschaltung 210 mit Transistoren 208 und 209, die
als PNP-Transistoren entwickelt sind, eine interne Energieversorgung 211 und
die Ionen-Steuerschaltung 206. Ein Kollektor und eine Basis
des Transistors 208 und eine Basis des Transistors 209 sind
an einen Kollektor des Transistors 202 und den Widerstand 204 über den
Widerstand 207 angeschlossen. Emitter der Transistoren 208 und 209 sind
an die interne Energieversorgung 211 angeschlossen. Die
interne Energieversorgung 211 ist eine stabilisierte Spannungsversorgung.
Ein Kollektor des Transistors 209 ist an ein Ende des Widerstands 212 und
die Ionen-Steuerschaltung 206 angeschlossen. Das andere
Ende des Widerstands 212 ist an die Erdung GND angeschlossen.
-
Beim
Erfassen eines Ionenstroms fließen
der Strom Ion äquivalent
zum Ionenstrom und ein durch die Konstantstromquelle 132 fließender Strom
durch den Transistor 208 über den Widerstand 204 in
der ECU 200 und den Widerstand 207 in dem Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203a,
so dass die Stromspiegelschaltung 210 EIN-geschaltet wird.
Ein Kollektorstrom, der äquivalent
zu einem Strom als Summe des Stroms äquivalent zu dem Ionenstrom, der
durch den Transistor 208 geflossen ist, und einem konstanten
Strom ist, fließt
durch den Transistor 209 der Stromspiegelschaltung 210,
so dass eine Differenz bezüglich
des Potentials im Widerstand 212 erzeugt wird. Der Ionenstrom
kann durch Erfassen dieser Spannung als Ionensignal in der Ionen-Steuerschaltung 206 und
durch Subtrahieren von der Spannung einer Differenz bezüglich des
Potentials, die aufgrund des konstant fließenden konstanten Stroms verursacht
ist, der durch die Konstantstromquelle 132 erzeugt ist,
bestätigt
werden.
-
Der
Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203a und die Ionensignal-Ausgabeschaltung 120 der 4 senden
und empfangen Signale durch einen elektrischen Strom und sind somit
unanfällig
gegenüber
dem Einfluss von Schwankungen bezüglich des Potentials bei der
Erdung GND.
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Beim
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wie es oben beschrieben ist, wird der
Ionenstrom für
die vorbestimmte Zeit erfasst, die von der Zeitgeberschaltung 11 erhalten
wird, mit dem Signal, das von dem Zündsignal erhalten wird, als Trigger
angesehen, indem die Ionenstrom-Erfassungseinheit
(8, 9) und die Ionensignal-Erzeugungseinheit (10, 11, 12)
mit der Differenzierschaltung 10 und der Zeitgeberschaltung 11 verwendet
werden. Es ist daher möglich,
das Zündsignal
stabil zuzuführen
und den Ionenstrom stabil zu erfassen. Als Ergebnis ist es möglich, eine
Steuerung mit hoher Zuverlässigkeit
durchzuführen.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
5 ist
ein Diagramm, das die Konfiguration eines Zündsteuerungssystems für einen
Verbrennungsmotor mit einer Zündvorrichtung
gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Zündsteuerungssystem der 5 wird
durch Eliminieren der Differenzierschaltung 10, durch Ersetzen
der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 9 durch eine Sekundärstrom-
und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 und durch Hinzufügen einer
Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 in
den in 1 gezeigten Zündsteuerungssystem
erhalten.
-
6 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel der Schaltung jeweiliger Komponenten
des Zündsteuerungssystems
für den
Verbrennungsmotor der 5 zeigt. In diesem Zündsteuerungssystem
werden die Sekundärstrom-
und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 und die Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 verwendet.
Das zweite Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist bezüglich anderer konfigurationsmäßiger Details
grundsätzlich
identisch zum ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Beim zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung werden daher dieselben Bezugszeichen zum Bezeichnen der
Komponenten verwendet, die jeweils identisch oder äquivalent
zu denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung sind. Die Beschreibung von diesen Komponenten
wird weggelassen werden.
-
Die
Sekundärstrom-
und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 ist derart entwickelt,
dass sie drei Anschlüsse
hat, nämlich
Anschlüsse 9aa, 9bb und 9cc.
Der Anschluss 9aa ist an den Anschluss 12b der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 bei
einer Stufe nachfolgend dazu angeschlossen. Der Anschluss 9bb ist
an einen Anschluss 15b der Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 bei
einer Stufe nachfolgend dazu angeschlossen. Der Anschluss 9cc ist
an den Anschluss 8a der Ionen-Vorspannungsschaltung 8 angeschlossen.
-
Die
interne Struktur der Sekundärstrom-
und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 wird
beschrieben werden. Die Sekundär- und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 enthält eine
Spiegelschaltung 93 mit zwei Transistoren 91 und 92,
die jeweils als PNP-Transistoren entwickelt sind, eine Diodengruppe 94a,
eine Verstärkerschaltung 95 und
eine Stromspiegelschaltung 98 mit zwei Transistoren 96 und 97, die
jeweils als NPN-Transistoren entwickelt sind.
-
Die
Sekundärstrom-
und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 wird beschrieben
werden. Der Kollektor und die Basis des Transistors 91,
die Basis des Transistors 92 und eine Anode der Diodengruppe 94a sind
an den Anschluss 9cc angeschlossen. Die Anode der Diodengruppe 94a ist
an einen Kollektor und eine Basis des Transistors 96 und
eine Basis des Transistors 97 angeschlossen. Die Emitter
der Transistoren 91 und 92 sind an den Ausgangsanschluss
der Verstärkerschaltung 95 angeschlossen. Der
Eingangsanschluss (+) der Verstärkerschaltung 95 ist
an die Erdung GND angeschlossen und der Eingangsanschluss (–) der Verstärkerschaltung 95 ist an
den Anschluss 9cc angeschlossen. Emitter der Transistoren 96 und 97 sind
an die Erdung GND angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 92 ist
an den Anschluss 9aa angeschlossen. Ein Kollektor des Transistors 97 ist
an den Ausgangsanschluss 9bb angeschlossen.
-
Die
Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 hat zwei
Anschlüsse,
nämlich
einen Anschluss 15a und den Eingangsanschluss 15b.
Der Anschluss 15a ist an die Zeitgeberschaltung 11 angeschlossen
und der Anschluss 15b ist an den Anschluss 9bb der
Sekundärstrom-
und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 angeschlossen.
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Die
interne Struktur der Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 wird
beschrieben werden. Die Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 enthält eine Stromspiegelschaltung 153 mit
zwei Transistoren 151 und 152, die jeweils als
PNP-Transistoren entwickelt sind, eine interne Energieversorgung 154,
einen Widerstand 155, eine Komparatorschaltung 156 und eine
Referenzspannungsversorgung 157. Ein Kollektor und eine
Basis des Transistors 151 und eine Basis des Transistors 152 sind
an den Anschluss 15b angeschlossen. Emitter der Transistoren 151 und 152 sind
an die interne Energieversorgung 154 angeschlossen. Die
interne Energieversorgung 154 ist eine innerhalb der Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 stabilisierte
Energieversorgung. Ein Kollektor des Transistors 152 ist
an ein Ende des Widerstands 155 und einen Eingangsanschluss
(+) der Komparatorschaltung 156 angeschlossen. Das andere
Ende des Widerstands 155 ist an die Erdung GND angeschlossen.
Ein Eingangsanschluss (–)
der Komparatorschaltung 156 ist an die Referenzspannungsversorgung 157 angeschlossen.
Ein Ausgangsanschluss der Komparatorschaltung 156 ist an
den Anschluss 15a angeschlossen.
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Die
Ionen-Vorspannungsschaltung 8 und die Sekundärstrom-
und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 bilden die Sekundärstrom- und Ionenstrom-Erfassungseinheit.
Die Zeitgeberschaltung 11, die Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 und
die Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 bilden
die Ionensignal-Erzeugungseinheit.
-
7 ist
ein Zeitdiagramm, das die Wellenformen von Signalen von den jeweiligen
Komponenten der 6 zeigt. Der Betrieb des Zündsteuerungssystems
wird hierin nachfolgend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben
werden. Wenn ein Zündsignal vom
Mikrocomputer in der ECU 200 zu der Zündsignal-Treiberschaltung 201 bei
dem Zeitpunkt t1 zugeführt
wird, führt
die Zündsignal-Treiberschaltung 201 das
Zündbefehlssignal
Igt1 eines Pegels von "L" zum Gate des Transistors 202 zu.
Somit wird der Transistor 202 EIN-geschaltet, so dass das Zündsignal
Itg eines Pegels von "H" zu der Wellenform-Formungsschaltung 6 über den
Widerstand 204 und die Signalleitung L1 zugeführt wird.
Wenn das Zündsignal
Itg die Spannung Vton der Referenzspannungsversorgung 14 übersteigt
(d. h. ein Eingangssignal EIN ist), wird ein Signal eines Pegels
von "H" von der Komparatorschaltung 13 in
der Wellenform-Formungsschaltung 6 zu der Treiberschaltung 7 zugeführt. Die
Treiberschaltung 7, die das Signal eines Pegels von "H" als ein Leitungssignal empfangen hat,
führt ein Gate-Signal
eines Pegels von "H" zum Gate als den Eingangsanschluss
des Schaltelements 5 zu. Somit wird das Schaltelement 5 EIN-geschaltet,
so dass der Primärstrom
I1 ein Fließen
durch die Primärspule 2 der
Zündspule 1 beginnt.
-
Danach
wird dann, wenn kein weiteres Zündbefehlssignal
zu der Zündsignal-Treiberschaltung 201 zugeführt wird
und das Zündbefehlssignal
Igt wieder einen Pegel von "H" zum Zeitpunkt t2
annimmt, der Transistor 202 AUS-geschaltet. Somit wird
zu einem Zeitpunkt, zu welchem das von der Treiberschaltung 7 ausgegebene
Signalgate einem Pegel von "L" annimmt und das
Schaltelement 5 AUS-geschaltet wird, der durch die Primärspule 2 fließende Primärstrom I1
abgeschaltet, so dass eine hohe Spannung im Kollektor C des Schaltelements 5 erzeugt
wird. Die Energie dieser hohen Spannung wird einer Umwandlung unterzogen
und dann zur Sekundärspule 3 transferiert,
so dass eine negative Spannung auf der Hochspannungsseite der Sekundärspule 3 induziert
wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine positive Spannung an die Niederspannungsseite
der Sekundärspule 3 angelegt.
Die Spannung wird an beide der Enden der Zenerdiode 83 über die
Diode 81 angelegt, so dass der Kondensator 84 mit
elektrischen Ladungen geladen wird. Wenn eine negative Spannung,
die zum Veranlassen eines dielektrischen Durchbruchs in einem Spalt
der Zündkerze 4 ausreicht,
erzeugt wird, erfolgt eine elektrische Entladung in der Zündkerze 4.
Zu diesem Zeitpunkt fließt nach
einer Verzögerung
ab dem Zeitpunkt t2 der Sekundärstrom
I2 von der Seite der Zündkerze 4 zu
der Sekundärspule 3 und
dann über
die Diode 81, die Zenerdiode 83, die Diodengruppe 94a und
den Transistor 96 zu der Erdung GND (obwohl es in 7 schematisch
gezeigt ist). Der Transistor 96 wird EIN-geschaltet, wenn
der Sekundärstrom
I2 dort hindurch geführt
wird, so dass die Stromspiegelschaltung 98 arbeitet bzw.
in Betrieb ist.
-
Der
Transistor 97 der Stromspiegelschaltung 98 zieht
den Kollektorstrom I2 äquivalent
zu dem Sekundärstrom,
der über
dem Transistor 96 geflossen ist, herein. Der Kollektorstrom
I2 äquivalent
zum Sekundärstrom
fließt
ebenso durch den Transistor 151 der Sekundärstrom-Pulsschaltung 16,
so dass die Stromspiegelschaltung 153 arbeitet. Der Kollektorstrom äquivalent
zum Sekundärstrom
fließt
ebenso durch den Transistor 152, so dass eine Differenz
bezüglich
des Potentials zwischen beiden Enden des Widerstands 155 erzeugt
wird. Wenn die Spannung am Eingangsanschluss (+) der Komparatorschaltung 156 eine
Spannung Vth übersteigt,
die in der Referenzspannungsversorgung 157 eingestellt
ist, wird dadurch die Komparatorschaltung 156 EIN-geschaltet,
so dass die Ausgabe davon einen Pegel von "H" annimmt.
-
Der
Sekundärstrom
I2 wird kleiner, wenn die elektrische Entladung fortschreitet, und
die Spannung am Eingangsanschluss (+) der Komparatorschaltung 156 wird
gleich der oder kleiner als die Spannung Vth, so dass die Ausgabe
von der Komparatorschaltung 156 zu dem Zeitpunkt t3 einen
Pegel von "L" annimmt. In Reaktion
auf das Abfallen eines Pulses I2pulse als die Ausgabe von der Komparatorschaltung 156 gibt
die Zeitgeberschaltung 11 den Puls Tout1 aus, der ab dem
Zeitpunkt t3 bis zu dem Zeitpunkt t5 für eine vorbestimmte Zeit andauert.
-
Zum
Zeitpunkt t4 fließt
dann, wenn die elektrische Entladung endet, der Ionenstrom Ion aufgrund
einer an den Kondensator 84 angelegten Spannung über den
Widerstand 82 zur Sekundärspule 3. Zu diesem
Zeitpunkt wird der Transistor 91 EIN-geschaltet, so dass
die Stromspiegelschaltung 93 arbeitet. Die Verstärkerschaltung 95 stellt
die Potentiale der Emitter der Transistoren 91 und 92 so
ein, dass das Potential am Kollektor des Transistors 91 Null
wird. Der Transistor 92 der Stromspiegelschaltung 93 lässt den
Kollektorstrom Ion äquivalent
zum Ionenstrom, der über
den Transistor 91 geflossen ist, hinausfließen. Der
so ausgegebene Strom Ion wird bei der Stufe nachfolgend zu dem Transistor 92 zu der
Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 zugeführt.
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Die
Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 empfängt das Signal Tout von der
Zeitgeberschaltung 11 und der Transistor 121 wird
für die
Dauer des Pulses Tout1, nämlich
während
das Signal Tout auf einem Pegel von "H" ist,
auf EIN gehalten. Somit fließt
der über
die interne Energieversorgung 123 und den Widerstand 122 fließende Strom
zu dem Kollektor des Transistors 121, so dass der Transistor 124 AUS-geschaltet
wird. Während
der Transistor 124 auf AUS gehalten wird, nämlich während der
Puls Tout1 von der Zeitgeberschaltung 11 zugeführt wird,
fließt
der Strom Ion äquivalent
zum Ionenstrom, der von der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 zugeführt wird, über den
Transistor 125, so dass die Stromspiegelschaltung 127 EIN-geschaltet wird.
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Der
Transistor 126 der Stromspiegelschaltung 127 zieht
den Kollektorstrom Ion äquivalent
zu dem Ionenstrom, der über
den Transistor 125 geflossen ist, herein. Der Strom Ion
fließt
durch den Transistor 128, so dass die Stromspiegelschaltung 130 EIN-geschaltet
wird. Der Strom Ion äquivalent
zu dem Ionenstrom fließt
durch den Transistor 129 und wird dann zu dem Widerstand 131 zugeführt, so
dass eine Differenz bezüglich
des Potentials erzeugt wird. Der Strom Ion äquivalent zu dem Strom kann
auch durch Ändern
von beispielsweise dem Verhältnis
bezüglich
einer Größe oder
einer Quantität
zwischen den Transistoren 128 und 129 der Stromspiegelschaltung 130 verstärkt werden.
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Aufgrund
der Differenz bezüglich
des Potentials, die im Widerstand 131 erzeugt wird, wird
eine Spannung entsprechend dem Strom Ion äquivalent zu dem Ionenstrom
in der Signalleitung L1 erzeugt, die den Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 mit
der Wellenform-Formungsschaltung 6 verbindet. Somit
kann der Ionenstrom durch Lesen eines Signals der Spannung als Ionensignal
in der Ionen-Steuerschaltung 206 über die Pufferschaltung 205 innerhalb
des Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereichs 203 bestätigt werden.
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Dann
nimmt zu dem Zeitpunkt t5 das von der Zeitgeberschaltung 11 ausgegebene
Signal Tout einen Pegel von "L" an und wird der
Transistor 121 der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 AUS-geschaltet, so dass
der Transistor 124 EIN-geschaltet wird. Somit fließt der Strom
Ion äquivalent
zu dem Ionenstrom durch den Transistor 124, so dass die
Stromspiegelschaltung 127 AUS-geschaltet wird und somit
ein Zuführen
eines Signals zu der Stufe nachfolgend dazu stoppt. Somit wird der
Strom Ion äquivalent
zu dem Ionenstrom, nämlich
das Ionensignal, nicht zu der Signalleitung L1 ausgegeben, bis ein
weiteres Zündsignal
zugeführt
wird.
-
Bei
dem in 6 gezeigten Zündsteuerungssystem
können
die Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 und der Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 auch
jeweils durch die Ionensignal-Ausgabeschaltung 120 und
den Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203a gemäß dem vorangehenden
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das in 4 gezeigt
ist, ersetzt werden. Die Konfiguration und der Betrieb von diesen
Komponenten sind bei dem vorangehenden ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben worden und werden somit nachfolgend
nicht beschrieben werden.
-
Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wie es oben beschrieben ist, wird der
Ionenstrom für
die von der Zeitgeberschaltung 11 erhaltene vorbestimmte
Zeit mit dem von dem als Trigger angesehenen Sekundärstrom erhaltenen
Signal unter Verwendung der Sekundärstrom- und Ionenstrom-Erfassungseinheit
(8, 90) zum Erfassen des Sekundärstroms
und des Ionenstroms und der Ionensignal-Erzeugungseinheit (11, 12, 16)
mit der Sekundärstrom-Pulsschaltung 16,
der Zeitgeberschaltung 11 und der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 erfasst.
Es ist daher möglich,
das Zündsignal
stabil zuzuführen
und den Ionenstrom stabil zu erfassen, ohne durch Schwankungen bezüglich der
Spannung beim Leiten/Abschalten des Primärstroms durch/von der Zündspule
oder durch den Leck resultierend aus dem Klemmen der Zündkerze
beeinflusst zu werden, verursacht aufgrund der Erfassung des Ionenstroms für eine bestimmte
Zeitlänge.
Als Ergebnis ist es möglich,
eine Steuerung mit hoher Zuverlässigkeit durchzuführen.
-
Die
Notwendigkeit für
einen Schalter zum Durchführen
eines Wechsels bei einem Erfassen eines Ionenstroms oder eines Sekundärstroms
wird durch Verwenden der Sekundärstrom-
und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 eliminiert. Als Ergebnis
kann eine Vereinfachung der Schaltung erreicht werden.
-
Drittes Ausführungsbeispiel
-
8 ist
ein Diagramm, das die Konfiguration eines Zündsteuerungssystems für einen
Verbrennungsmotor mit einer Zündvorrichtung
gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Zündsteuerungssystem der 8 wird
durch Ersetzen der Zeitgeberschaltung 11 durch eine Zeitgeberschaltung 110 in
dem in 6 gezeigten Zündsteuerungssystem
erhalten. Das dritte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist bezüglich anderer konfigurationsmäßiger Details
grundsätzlich
identisch zu dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Beim dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung werden daher dieselben Bezugszeichen zum Bezeichnen der Komponenten
verwendet, die jeweils identisch oder äquivalent zu denjenigen des
zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung sind. Die Beschreibung von diesen Komponenten
wird weggelassen werden.
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Die
Zeitgeberschaltung 110 hat drei Anschlüsse, nämlich Ausgangsanschlüsse 11aa und 11bb und
einen Eingangsanschluss 11cc. Der Ausgangsanschluss 11aa ist
an den Eingangsanschluss 6c der Wellenform-Formungsschaltung 6 bei
einer Stufe nachfolgend dazu angeschlossen. Der Ausgangsanschluss 11bb ist
an den Eingangsanschluss 12c der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 bei
einer Stufe nachfolgend dazu angeschlossen. Der Eingangsanschluss 11cc ist
an den Ausgangsanschluss 15a der Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 angeschlossen.
-
Die
interne Struktur der Zeitgeberschaltung 110 wird beschreiben
werden. Die Zeitgeberschaltung 110 besteht aus zwei Konstantstromquellen 160 und 163,
einem Kondensator 161, einer Diode 162, einer
Stromspiegelschaltung 166 mit NPN-Transistoren 164 und 165,
einer internen Energieversorgung 167, Widerständen 168, 169, 171, 173, 176, 178, 179, 180, 182, 184 und 185,
einer Komparatorschaltung 170 und einer Schaltung mit NPN-Transistoren 172, 174, 175, 177, 181 und 183.
-
Die
Zeitgeberschaltung 110 wird beschrieben werden. Ein Ende
der Konstantstromquelle 160, der Kondensator 161,
eine Anode der Diode 162 und ein Eingangsanschluss (+)
der Komparatorschaltung 170 sind miteinander verbunden.
Eine Kathode der Diode 162 ist an einen Kollektor des Transistors 164 angeschlossen.
Eine Basis des Transistors 164 ist jeweils an eine Basis
und einen Kollektor des Transistors 165, ein Ende der Konstantstromquelle 163 und einen
Kollektor des Transistors 177 angeschlossen. Das andere
Ende der Konstantstromquelle 160 und das andere Ende der
Konstantstromquelle 163 sind an die interne Energieversorgung 167 angeschlossen.
Die interne Energieversorgung 167 ist eine innerhalb der
Zeitgeberschaltung 110 stabilisierte Energieversorgung.
-
Emitter
der Transistoren 164, 165 und 177 sind
an die Erdung GND angeschlossen. Ein Eingangsanschluss (–) der Komparatorschaltung 170 ist an
ein Ende des Widerstands 168, ein Ende des Widerstands 169 und
einen Kollektor des Transistors 172 angeschlossen. Das
andere Ende des Widerstands 168 ist an die interne Energieversorgung 167 angeschlossen
und das andere Ende des Widerstands 169 und ein Emitter
des Transistors 172 sind an die Erdung GND angeschlossen.
Ein Ausgangsanschluss der Komparatorschaltung 170 ist an
eine Basis des Transistors 172 und einen Kollektor des Transistors 174 über den
Widerstand 171 und an eine Basis des Transistors 175 über den
Widerstand 173 angeschlossen. Ein Kollektor des Transistors 175 ist
an die interne Energieversorgung 167 über den Widerstand 176,
an eine Basis des Transistors 177 über den Widerstand 178 und
an eine Basis des Transistors 181 über den Widerstand 179 angeschlossen.
-
Ein
Kollektor des Transistors 181 ist an die interne Energieversorgung 167 und
eine Basis des Transistors 183 über den Widerstand 180 angeschlossen.
Ein Kollektor des Transistors 183 ist an die interne Energieversorgung 167 über den
Widerstand 182, an den Ausgangsanschluss 11aa über den
Widerstand 814 und an den Ausgangsanschluss 11bb über den
Widerstand 185 angeschlossen. Emitter der Transistoren 174, 175, 181 und 183 sind
an die Erdung GND angeschlossen.
-
Die
Ionen-Vorspannungsschaltung 8 und die Sekundärstrom-
und Ionenstrom-Erfassungsschaltung 90 bilden die Sekundärstrom- und Ionenstrom-Erfassungseinheit.
Die Zeitgeberschaltung 110, die Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 und
die Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 bilden
die Ionensignal-Erzeugungseinheit.
-
9 ist
ein Zeitdiagramm, das die Wellenformen von Signalen von den jeweiligen
Komponenten der 8 zeigt. Der Betrieb des Zündsteuerungssystems
wird hierin nachfolgend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben
werden. Der Betrieb, der durchgeführt wird, bis ein Sekundärstrom fließt, ist derselbe
wie beim zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und wird somit nachfolgend nicht beschrieben
werden. In der Zeitgeberschaltung 110 wird dann, wenn Energie
von der internen Energieversorgung 167 durch die Zufuhr
von Energie von dem Energieversorgungsanschluss VB zugeführt wird,
das Potential (das hierin nachfolgend mit V(+) bezeichnet wird)
am Eingangsanschluss (+) der Komparatorschaltung 170 an
den Kondensator 161 über
die Konstantstromquelle 160 (Strom Iin) angelegt, so dass
der Kondensator 161 auf einer hohen Spannung ist. Die Spannung (die
hierin nachfolgend mit V(–)
bezeichnet wird), die am Eingangsanschluss (–) der Komparatorschaltung 170 erzeugt
wird, übersteigt
einen Wert (der hierin nachfolgend mit Vth(–) bezeichnet wird), der durch
Spannungen bestimmt wird, die jeweils an die Widerstände 168 und 169 durch
eine Teilung der Spannung der internen Energieversorgung 167 angelegt
werden, so dass die Ausgabe (hierin nachfolgend mit Vout bezeichnet) von
der Komparatorschaltung 170 einen Pegel von "H" annimmt. Als Ergebnis wird der Transistor 172 über den
Widerstand 171 EIN-geschaltet.
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Die
Spannung, die durch die Spannungen bestimmt wird, die jeweils an
die Widerstände 168 und 169 durch
eine Teilung der Spannung der internen Energieversorgung 167 angelegt
sind, wird auf gleich einer oder höher als eine Vorwärtsspannung bzw.
Durchlassspannung der Diode 162 eingestellt. Der Transistor 175 wird über den
Widerstand 173 EIN-geschaltet. Der Transistor 172 wird
EIN-geschaltet, so dass die Spannung V(–) nahe 0 V wird. Der Transistor 175 wird
EIN-geschaltet, so dass die Basis des Transistors 177 einen
Pegel von "L" über dem Widerstand 178 annimmt
und der anfangs EIN-geschaltete
Transistor 177 AUS-geschaltet wird. Somit fließt ein Strom
durch den Kollektor des Transistors 165 aufgrund der Konstantstromquelle 163 (Strom Iout),
so dass die Stromspiegelschaltung 166 EIN-geschaltet wird.
Ein Strom äquivalent
zu dem Strom Iout fließt
durch den Kollektor des Transistors 164, so dass elektrische
Ladungen im Kondensator 161 über die Diode 162 entladen
werden. Die Spannung V(+) hat einen Überfluss entsprechend der Durchlassspannung
der Diode 162, so dass die Spannung Vout konstant auf dem
Pegel von "H" ist.
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Wenn
der Sekundärstrom
I2 fließt
und die Pulsausgabe I2pulse von der Sekundärstrom-Pulsschaltung 16 zu
der Zeitgeberschaltung 110 bei einer Stufe nachfolgend
dazu zu dem Zeitpunkt t1 übertragen
wird, wird der Transistor 174 EIN-geschaltet. Somit wird
der Transistor 172 AUS-geschaltet, so dass sich Spannung
V(–) von
nahezu 0 V zu Vth(–) ändert. Diese
Spannung ist höher
als V(+), so dass die Spannung Vout invertiert wird, um einen Pegel
von "L" anzunehmen. Somit
wird der Transistor 175 über dem Widerstand 173 AUS-geschaltet, so dass
die Basis des Transistors 177 einen Pegel von "H" annimmt. Als Ergebnis wird der Transistor 177 EIN-geschaltet.
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Somit
wird die Stromspiegelschaltung 166 AUS-geschaltet, so dass
keine weiteren elektrischen Ladungen von dem Kondensator 161 über den
Transistor 164 entladen werden. Folglich steigt die Spannung
V(+) linear (entlang einer geraden Linie) (mit einem Gradienten
(1)) aufgrund des Stroms Iin und der Kapazität des Kondensators 161 an.
In der Zwischenzeit ist die Spannung Vout auf einem Pegel von "L". Daher wird der Transistor 175 über dem
Widerstand 173 AUS-geschaltet, so dass die Basis des Transistors 181 einen
Pegel von "H" annimmt. Ebenso
wird der Transistor 181 über den Widerstand 179 EIN-geschaltet,
so dass die Basis und der Kollektor des Transistors 183 jeweils
einen Pegel von "L" und einen Pegel
von "H" annehmen.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird eine Ausgabe eines Pegels von "H" zu dem Ausgangsanschluss 11aa über dem
Widerstand 184 zugeführt
und wird dadurch der Transistor 15 der Wellenform-Formungsschaltung 6 EIN-geschaltet,
so dass der Ausgangsanschluss 6a der Wellenform-Formungsschaltung 6 einen
Pegel von "L" annimmt. Daher nimmt
die Gate-Spannung über
die Treiberschaltung 7 einen Pegel von "L" an,
so dass das Schaltelement 5 AUS-geschaltet wird. Weiterhin
wird eine Ausgabe eines Pegels von "H" zum
Ausgangsanschluss 11bb über
den Widerstand 185 zugeführt. Wie es beim zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, wird, während der
Eingangsanschluss 12c auf einem Pegel von "H" in der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 ist,
die Ausgangsspannung des Ionensignals Ion von dem Ausgangsanschluss 12a in
der Signalleitung L1 erzeugt (Igt in 9). Der
Ionenstrom Ion beginnt zum Zeitpunkt t2 zu fließen.
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Wenn
die Spannung V(+) Vth(–)
beim Zeitpunkt t3 erreicht, nimmt die Spannung Vout dadurch einen
Pegel von "H" an. Somit wird der
Transistor 172 über
den Widerstand 171 EIN-geschaltet,
so dass die Spannung V(–)
auf nahezu 0 V abfällt.
Weiterhin wird der Transistor 175 aufgrund eines Signals
mit einem Pegel von "H", das über den
Widerstand 173 übertragen
wird, EIN-geschaltet, so dass der Transistor 177 aufgrund
eines Signals mit einem Pegel von "L",
das über
den Widerstand 178 übertragen
wird, AUS-geschaltet wird. Daher wird die Stromspiegelschaltung 166 EIN-geschaltet,
so dass die elektrischen Ladungen im Kondensator 161 über die
Diode 162 entladen werden. Zu diesem Zeitpunkt fällt die
Spannung (+) linear (entlang einer geraden Linie) (mit einem Gradienten
(2) aufgrund eines Stroms ab, der durch Subtrahieren des Stroms
Iin von dem Strom Iout und der Kapazität des Kondensators 161 erhalten
wird. Die Spannung Vout nimmt einen Pegel von "H" an,
so dass das Ausgangssignal Tout einen Pegel von "L" annimmt.
Daher wird die Ausgangsspannung des Ionensignals Ion nicht mehr
zugeführt
und stoppt die Spannung am Ausgangsanschluss 6a der Wellenform-Formungsschaltung 6 in
Abhängigkeit
von der Zeitgeberschaltung 110.
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Der
Gradient (2) muss auf weicher bzw. flacher als der Gradient (1)
eingestellt werden. In einem Fall, in welchem der Gradient (1) weicher
als der Gradient (2) ist, ändert
sich die Länge
der Zeit, zu welcher das Ausgangssignal Tout auf einen Pegel von "H" ist, nämlich die Länge des Pulses Tout1, nicht
in Abhängigkeit
von dem Zündzyklus.
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Der
Gradient (1) wird bestimmt, wie es in einem Ausdruck ausgedrückt wird:
V = (Iin × C) × t unter
Verwendung des Stromwerts Iin der Konstantstromquelle 160 und
einer Kapazität
C des Kondensators 161. Der Gradient (2) wird bestimmt,
wie es in folgendem Ausdruck ausgedrückt wird: V = ((Iout – Iin)/C) × t unter
Verwendung eines Werts, der durch Subtrahieren des Stroms Iin von
dem Stromwert Iout der Konstantstromquelle 163 und der
Kapazität
C des Kondensators 161 erhalten wird. Der Zyklus des Pulses
Tout1 wird mit dem als Trigger angesehenen Puls I2pulse eingestellt.
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In
dem Fall einer hohen Zündfrequenz
ist die Spannung V(+) nicht ausreichend abgefallen, wenn ein nachfolgendes
Zündsignal
eingegeben wird (zum Zeitpunkt t4). Daher wird die Länge einer
Zeit von einem Zeitpunkt, zu welchem das Ausgangssignal Tout einen
Pegel von "H" annimmt, bis zu
einem Zeitpunkt, zu welchem sich das Ausgangssignal Tout zu einem
Pegel von "L" verschiebt (vom
Zeitpunkt t4 bis zu dem Zeitpunkt t6), reduziert, so dass die Länge an Zeit
zum Ausgeben des Ionensignals reduziert wird.
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Eine
zusätzliche
Beschreibung wird bezüglich
einer Änderung
bezüglich
der Periode zum Erfassen eines Ionenstroms angegeben werden. Nimmt man
Bezug auf 9, steigt die Spannung (V+)
am Eingangsanschluss (+) der Komparatorschaltung 170 beim
Zeitpunkt t1 an. Diese Spannung steigt durch die Zufuhr eines konstanten
Stroms zum Kondensator 161 linear an. Die Länge der
Zeit, die erforderlich ist, bis die Spannung V(+) die Spannung Vth(–) als Schwelle
erreicht, ändert
sich in Abhängigkeit
von der Zündfrequenz
(d. h. einer Leitungsfrequenz eines Sekundärstroms). Die Spannung V(+)
ist zum Zeitpunkt t1 V(+)1 (siehe 9), steigt
aber beim Zeitpunkt t4 auf V(+)2 an. Dies ist deshalb so, weil der
Sekundärstrom
zum zweiten Mal geführt wird,
bevor die Spannung V(+) in Reaktion auf das erste Leiten des Sekundärstroms
auf V(+)1 abfällt. Während des
zweiten Leitens des Sekundärstroms wird
daher die Länge
der Zeit, die erforderlich ist, bis die Spannung V(+) Vth(–) erreicht,
reduziert.
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Die
Länge der
Zeit zum Erfassen des Ionenstroms ist zu der Zeit der zweiten Zündung kürzer als die
Zeit der ersten Zündung.
Je früher
die zweite Zündung
erfolgt, um so höher
wird die Spannung V(+)2. Daher wird die Länge der Zeit, die erforderlich
ist, bis die Spannung V(+) Vth(–)
erreicht, reduziert. Gegensätzlich
dazu wird, je später
die zweite Zündung
erfolgt, V(+)1 um so näher
zu der Spannung V(+)2. Daher erhöht
sich die Länge
der Zeit, die erforderlich ist, bis die Spannung V(+) Vth(–) erreicht.
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Beim
ersten und beim zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die Länge der Zeit zum Erfassen des
Ionenstroms nicht geändert,
sondern ist auf eine Erfassungsperiode (d. h. eine kurze Periode)
zu einem Zeitpunkt entsprechend der höchsten Zündfrequenz fixiert, nämlich einer
Erfassungsperiode zum Beenden einer Erfassung innerhalb einer bestimmten
Zeitlänge.
Somit wird der Ionenstrom bei diesem kurzen Zyklus selbst dann erfasst,
wenn die Zündfrequenz
niedrig ist, so dass eine weitere Verbesserung beim dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, um den Ionenstrom
für die
längstmögliche Periode
zu erfassen.
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Bei
dem in 8 gezeigten Zündsteuerungssystem
können
die Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 und der Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203 auch
jeweils durch die Ionensignal-Ausgabeschaltung 120 und
den Ionensignal-Erfassungs/Steuer-Bereich 203a gemäß dem vorangehenden
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das in 4 gezeigt
ist, ersetzt werden. Die Konfiguration und der Betrieb von diesen
Komponenten sind bei dem vorangehenden ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben worden und werden somit nachfolgend
nicht beschrieben werden.
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Beim
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wie es oben beschrieben ist, wird die
von der Zeitgeberschaltung 110 erhaltene vorbestimmte Zeit
basierend auf der Zündfrequenz
durch dint der Zeitgeberschaltung 110 mit dem von dem als Trigger
angesehenen Sekundärstrom
erhaltenen Signal unter Verwendung der Sekundärstrom- und Ionenstrom-Erfassungseinheit
(8, 90) zum Erfassen des Sekundärstroms
und des Ionenstroms und der Ionensignal-Erzeugungseinheit (110, 12, 16)
mit der Sekundärstrom-Pulsschaltung 16,
der Zeitgeberschaltung 110 und der Ionensignal-Ausgabeschaltung 12 eingestellt.
Der Ionenstrom wird in der Zwischenzeit erfasst, so dass die Länge an Zeit
zum Erfassen des Ionenstroms im Fall einer niedrigen Zündfrequenz
auf lang eingestellt werden kann. Es ist daher möglich, den Ionenstrom stabil
zu erfassen und somit eine Steuerung mit hoher Zuverlässigkeit durchzuführen.