DE102009036849A1

DE102009036849A1 - Zündsystem eines Motors und Verfahren zur Steuerung desselben

Info

Publication number: DE102009036849A1
Application number: DE102009036849A
Authority: DE
Inventors: Deok Ryol Yongin Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2029-08-11
Also published as: JP2010285978A; CN101922397B; US7992543B2; US20100307452A1; KR20100132340A; KR101171905B1; CN101922397A; JP5591501B2; DE102009036849B4

Abstract

Zündsystem eines Motors, aufweisend eine Zündvorrichtung, die einen Strom verwendet, der einer Zündspule zugeführt wird, um einen Zündfunken in einer Brennkammer des Motors zu erzeugen, einen Starterfassungsabschnitt, der ein Startsignal zum Starten eines gestoppten Motors erfasst, einen Kühlmitteltemperaturerfassungsabschnitt, der eine Kühlmitteltemperatur des Motors erfasst, und einen Energiesteuerungsabschnitt, der eine Schließzeit des der Zündspule zugeführten Stromes für eine vorbestimmte Zeit nach dem Starten des Motors erhöht, wenn das Startsignal erfasst ist und die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.

Description

Für die Anmeldung wird die Priorität der am 9. Juni 2009 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2009-0051119 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Die Erfindung betrifft ein Zündsystem eines Motors, und insbesondere ein Zündsystem eines Motors, bei dem die Sicherheit des frühen Startens des Motors verbessert wird, und ein Verfahren zur Steuerung desselben.
Im Allgemeinen verbrennt ein Motor mit Benzin-Direkteinspritzung Leichtkraftstoff, um die Abgase des Motors zu reduzieren. Jedoch muss eine hohe Energie zugeführt werden, um die Stabilität der Verbrennung unter der Bedingung des Leichtkraftstoffs zu erhöhen.
Ein Verfahren zur Erhöhung der Energie einer Zündspule besteht darin, dass der Kernquerschnitt in einer Spule erweitert oder die Windungszahl der Spule erhöht wird, jedoch tritt hier das Problem auf, dass die Abmessung der Spule vergrößert wird und die Kosten erhöht werden.
Insbesondere tritt, da der Leichtkraftstoff mit Luft verbrennt, das Problem auf, dass die Startstabilität bei einer niedrigen Temperatur des Motors oder in einem frühen Stadium des Startens schlecht ist.
Mit der Erfindung wird ein Zündsystem eines Motors geschaffen, bei dem die Startstabilität bei einer niedrigen Temperatur des Motors verbessert wird.
Nach einem Aspekt der Erfindung weist ein Zündsystem eines Motors eine Zündvorrichtung, die einen Strom verwendet, der einer Zündspule zugeführt wird, um einen Zündfunken in einer Brennkammer des Motors zu erzeugen, einen Starterfassungsabschnitt, der ein Startsignal zum Starten eines gestoppten Motors erfasst, einen Kühlmitteltemperaturerfassungsabschnitt, der eine Kühlmitteltemperatur des Motors erfasst, und einen Energiesteuerungsabschnitt auf, der eine Schließzeit des der Zündspule zugeführten Stromes für eine vorbestimmte Zeit nach dem Starten des Motors erhöht, wenn das Startsignal erfasst ist und die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Die vorbestimmte Zeit kann innerhalb von etwa 10 ms liegen, und die vorbestimmte Temperatur kann etwa 0 Grad Celsius sein.
Eine normale Schließzeit kann etwa 1,7 ms sein, und die erhöhte Schließzeit kann etwa 2,4 ms sein.
Der Starterfassungsabschnitt kann das Startsignal zum Starten eines Startermotors oder einen an den Startermotor übertragenen Strom erfassen, und der Energiesteuerungsabschnitt erhöht die Schließzeit für die vorbestimmte Zeit von einem Erfassungspunkt, um den Motor zu starten.
Wenn die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, kann der Energiesteuerungsabschnitt ein Kennfeld mit normaler Schließzeit für den der Zündspule zugeführten Strom verwenden.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Zündsystem eines Motors eine Zündvorrichtung, die einen Strom verwendet, der von einer Zündspule zugeführt wird, um einen Zündfunken in einer Brennkammer des Motors zu erzeugen, einen Kühlmitteltemperaturerfassungsabschnitt, der eine Kühlmitteltemperatur des Motors erfasst, und einen Energiesteuerungsabschnitt auf, der eine Schließzeit des von der Zündspule zugeführten Stromes für eine vorbestimmte Zeit nach einem Startpunkt des Motors erhöht, wenn die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Zündsystem eines Motors eine Einspritzdüse, die Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, eine Zündvorrichtung, die einen Strom verwendet, der von einer Zündspule zugeführt wird, um einen Zündfunken in einer Brennkammer des Motors zu erzeugen, einen Kühlmitteltemperaturerfassungsabschnitt, der eine Kühlmitteltemperatur des Motors erfasst, und einen Energiesteuerungsabschnitt auf, der eine Schließzeit des von der Zündspule zugeführten Stromes für eine vorbestimmte Zeit nach einem Startpunkt des Motors erhöht, wenn die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines Zündsystems eines Motors, das eine Zündvorrichtung aufweist, die einen Strom verwendet, der von einer Zündspule zugeführt wird, um einen Zündfunken in einer Brennkammer des Motors zu erzeugen, die Schritte a) Erfassen eines Startsignals zum Starten des Motors, b) Erfassen einer Temperatur eines Kühlmittels des Motors, und c) Erhöhen einer Schließzeit des von der Zündspule zugeführten Stromes für eine vorbestimmte Zeit von einem Startpunkt des Motors, wenn das Startsignal erfasst ist und die Temperatur des Kühlmittels geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Das Verfahren zur Steuerung eines Zündsystems eines Motors kann ferner nach dem Schritt c) den Schritt Anwenden eines Kennfeldes mit normaler Schließzeit nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeit umfassen.
Gemäß der Erfindung wird, wenn die Temperatur des Motors gering ist, die Schließzeit für eine vorbestimmte Zeit erhöht, so dass der Zündfunken in dem Zylinder wirksam gebildet wird, um das Starten des Motors mit dem Zündsystem gemäß der Erfindung zu ermöglichen.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Diagramm, das die Schließzeit und den Strom der Zündspule in einem Zündsystem eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2 ein Diagramm, das den Strom und die Energie einer Zündspule in einem Zündsystem eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
3 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines Zündsystems eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Mit Bezug auf die Zeichnung wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Bei einem Motor mit Benzin-Direkteinspritzung (GDI) wird eine Direkteinspritzdüse verwendet, um anders als bei einem Motor mit Mehrpunkteinspritzung (MPI) den Kraftstoff direkt in die Brennkammer des Motors einzuspritzen.
Insbesondere muss, da der Kraftstoff leicht ist, der Zündspule eine hohe Energie zugeführt werden, so dass es häufig der Fall ist, dass die Startstabilität des Motors bei niedriger Temperatur des Motors im Winter verschlechtert wird.
Wenn die Kühlwassertemperatur gering ist, wird gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung die Hardware der Zündspule nicht verändert, sondern die Schließzeit des der Zündspule zugeführten Stromes wird erhöht, um die von der Zündspule erzeugte Energie zu erhöhen.
Im Allgemeinen bezeichnet die Schließzeit den Zeitraum des Zuführens des Stromes, der an eine Primärspule für die Zündung übertragenen wird. Wenn der Stromzuführzeitraum größer ist, wird die Ladeenergie erhöht, so dass die Induktionsspannung einer Sekundärspule erhöht wird, wenn der Stromkreis unterbrochen ist. Dementsprechend ist es vorteilhaft, dass das Luft/Kraftstoff-Mischgas sicher gezündet wird. Jedoch kann durch die Verlängerung der Schließzeit die Lebensdauer der die Zündung betreffenden Bauteile reduziert werden.
1 ist ein Diagramm, das die Schließzeit und den Strom der Zündspule in einem Zündsystem eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Mit Bezug auf 1 bezeichnet die horizontale Achse die Schließzeit, und die vertikale Achse bezeichnet einen Primärstrom. Wenn die Schließzeit lang ist, ist der Primärstrom erhöht.
Entsprechend der Kapazität der Zündspule gibt es eine erste Zündspule (Energiekapazität 30 mJ), eine zweite Zündspule (Energiekapazität 40 mJ) und eine dritte Zündspule (Energiekapazität 60 mJ), die Stromstärke der Primärseite der ersten Zündspule ist 6 A, wenn deren Schließzeit 1,7 ms ist, und wenn die Schließzeit auf 2,4 ms erhöht wird, ist die Stromstärke 10 A.
2 ist ein Diagramm, das den Strom und die Energie einer Zündspule in einem Zündsystem eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Mit Bezug auf 2 bezeichnet die horizontale Achse einen Primärstrom, und die vertikale Achse bezeichnet das Energieniveau der Zündspule.
Wenn der Primärstrom der ersten Zündspule (Energiekapazität 30 mJ) 6 A ist, ist die erzeugte Energie 30 mJ, und wenn der Primärstrom 10 A ist, ist die erzeugte Energie 39 mJ.
Wie oben beschrieben, kann unter der Bedingung, dass die Hardware der Zündspule (Windungszahl oder Kernquerschnitt) nicht verändert wird, die von der Zündspule erzeugte Energie erhöht werden. Es ist lediglich notwendig, die Schließzeit zu begrenzen, um keine übermäßige Wärme von der Zündspule zu erzeugen.
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird, wenn die Kühlmitteltemperatur nur unterhalb einer vorbestimmten Temperatur (z. B. 0°C) liegt, die Schließzeit für eine vorbestimmte Zeit (innerhalb von 10 ms) nach dem Starten erhöht, um den Motor wirksam zu starten. Tatsächlich kann unter Berücksichtigung der Drehzahl des Motors und der Anzahl der Zylinder die Schließzeit bis zu 3 ms verlängert werden.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerung eines Zündsystems eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Mit Bezug auf 3 beginnt in einem nullten Schritt S10 die Steuerung des Zündsystems des Motors, und in einem ersten Schritt S11 wird die Kühlmitteltemperatur erfasst, und es wird bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Ferner wird im ersten Schritt S11 ein Startsignal erfasst, wobei das Startsignal ein Startsignal zum Betreiben eines Startermotors oder der dem Startermotor zugeführte Strom sein kann.
Wenn im ersten Schritt S11 die Kühlmitteltemperatur geringer als die vorbestimmte Temperatur ist und das Startsignal erfasst ist, wird in einem zweiten Schritt S12 das Kennfeld mit erhöhter Schließzeit verwendet, so dass die hohe Energie von der Zündspule erzeugt wird.
In einem dritten Schritt S13 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit nach dem Erfassen des Startsignals abgelaufen ist oder nicht.
Wenn im dritten Schritt S13 die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, wird in einem vierten Schritt S14 das Kennfeld mit normaler Schließzeit für den Betrieb verwendet.
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann die vorbestimmte Temperatur des Kühlmittels 0°C sein, und es ist erwünscht, dass die vorbestimmte Zeit innerhalb von 10 ms liegt, um die Zündspule nicht abzuschwächen.
Wenn die Temperatur des Motors im Winter gering ist, tritt das Problem auf, dass der Motor zu der Zeit nicht gestartet wird, jedoch wird die an die Zündspule übertragene Schließzeit erhöht, wodurch das obige Problem mit der Erfindung gelöst wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- KR 10-2009-0051119 [0001]

Claims

Zündsystem eines Motors, aufweisend: eine Zündvorrichtung, die einen Strom verwendet, der einer Zündspule zugeführt wird, um einen Zündfunken in einer Brennkammer des Motors zu erzeugen; einen Starterfassungsabschnitt, der ein Startsignal zum Starten eines gestoppten Motors erfasst; einen Kühlmitteltemperaturerfassungsabschnitt, der eine Kühlmitteltemperatur des Motors erfasst; und einen Energiesteuerungsabschnitt, der eine Schließzeit des der Zündspule zugeführten Stromes für eine vorbestimmte Zeit nach dem Starten des Motors erhöht, wenn das Startsignal erfasst ist und die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Zündsystem nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Zeit innerhalb von etwa 10 ms liegt, und die vorbestimmte Temperatur etwa 0 Grad Celsius ist.
Zündsystem nach Anspruch 1, wobei eine normale Schließzeit etwa 1,7 ms ist, und die erhöhte Schließzeit etwa 2,4 ms ist.
Zündsystem nach Anspruch 1, wobei der Starterfassungsabschnitt das Startsignal zum Starten eines Startermotors oder einen an den Startermotor übertragenen Strom erfasst, und der Energiesteuerungsabschnitt die Schließzeit für die vorbestimmte Zeit von einem Erfassungspunkt erhöht, um den Motor zu starten.
Zündsystem nach Anspruch 1, wobei nach Ablauf der vorbestimmten Zeit der Energiesteuerungsabschnitt ein Kennfeld mit normaler Schließzeit für den der Zündspule zugeführten Strom verwendet.
Zündsystem eines Motors, aufweisend: eine Zündvorrichtung, die einen Strom verwendet, der von einer Zündspule zugeführt wird, um einen Zündfunken in einer Brennkammer des Motors zu erzeugen; einen Kühlmitteltemperaturerfassungsabschnitt, der eine Kühlmitteltemperatur des Motors erfasst; und einen Energiesteuerungsabschnitt, der eine Schließzeit des von der Zündspule zugeführten Stromes für eine vorbestimmte Zeit nach einem Startpunkt des Motors erhöht, wenn die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Zündsystem eines Motors, aufweisend: eine Einspritzdüse, die Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt; eine Zündvorrichtung, die einen Strom verwendet, der von einer Zündspule zugeführt wird, um einen Zündfunken in einer Brennkammer des Motors zu erzeugen; einen Kühlmitteltemperaturerfassungsabschnitt, der eine Kühlmitteltemperatur des Motors erfasst; und einen Energiesteuerungsabschnitt, der eine Schließzeit des von der Zündspule zugeführten Stromes für eine vorbestimmte Zeit nach einem Startpunkt des Motors erhöht, wenn die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Verfahren zur Steuerung eines Zündsystems eines Motors, das eine Zündvorrichtung aufweist, die einen Strom verwendet, der von einer Zündspule zugeführt wird, um einen Zündfunken in einer Brennkammer des Motors zu erzeugen, umfassend die Schritte: a) Erfassen eines Startsignals zum Starten des Motors; b) Erfassen einer Temperatur eines Kühlmittels des Motors; und c) Erhöhen einer Schließzeit des von der Zündspule zugeführten Stromes für eine vorbestimmte Zeit von einem Startpunkt des Motors, wenn das Startsignal erfasst ist und die Temperatur des Kühlmittels geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend den Schritt: Anwenden eines Kennfeldes mit normaler Schließzeit, nachdem die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, nach dem Schritt c).