DE102012200633A1 - Kapazitives Zündsystem - Google Patents

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Abstract

Kapazitives Zündsystem (1) für einen Verbrennungsmotor, aufweisend: einen Spannungswandler (40), der jeweils zwei Primär- und Sekundäranschlüsse hat und eingerichtet ist, eine an die Primäranschlüsse angelegte Spannung in eine höhere Spannung an den Sekundäranschlüssen zu wandeln; eine Primärspannungsquelle (10) zum Bereitstellen einer Primärspannung, wobei die Primärspannungsquelle zwei Spannungsquellenanschlüsse (A+, A) hat, die an jeweils einen der Primäranschlüsse angeschlossen sind, so dass ein Primärschaltkreis (20) gebildet ist; einen Schalter (T1), der in den Primärschaltkreis eingebunden ist und einen Steuerteil (T1.1) hat, so dass der Schalter geschlossen und geöffnet werden kann; eine erste Steuereinrichtung (21), die mit dem Steuerteil verbunden ist und eingerichtet ist, diesen gemäß einem Zündmuster zum Schließen/Öffnen anzusteuern; und eine elektrische Kapazität (C1, C2), die in den Primärschaltkreis eingebunden ist, so dass sie bei geöffnetem Schalter mit der Primärspannung auf eine elektrische Ladung aufladbar ist und bei geschlossenem Schalter diese an die Primäranschlüsse abgeben kann, so dass die Spannung an den Sekundäranschlüssen auf eine Zündspannung ansteigt. Gemäß der Erfindung ist eine zweite Steuereinrichtung (25) vorgesehen, die eingerichtet ist, bei sich veränderndem Zündenergiebedarf einer an die Sekundäranschlüsse angeschlossenen Zündeinrichtung (31) einen zum Erreichen der Zündspannung auftretenden Spannungsanstieg an diesen konstant zu halten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein für einen Verbrennungsmotor vorgesehenes kapazitives Zündsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein kapazitives Zündsystem der eingangsgenannten Art ist z.B. aus US 5 245 965 A bekannt.
  • Bei kapazitiven Zündsystemen ist es derzeit üblich, dass, ausgehend von einer minimal notwendigen Zündenergie bei neuen Zündkerzen (als Zündeinrichtung), eine während eines Alterungsprozesses der Zündkerzen steigende effektive Zündenergie über eine Anhebung der Primärspannung bereitgestellt wird.
  • Durch die Anhebung der Primärspannung, bei der nur die zur Verfügung gestellte Energie erhöht wird, wird ein Anstieg der von der Zündkerze an den Sekundäranschlüssen des Spannungswandlers abgreifbaren Spannung vor Durchbruch bzw. Funkenüberschlag steiler. Dieser Effekt erhöht die Schädigung der Zündkerze und führt somit zu einer Verkürzung von deren Lebensdauer.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kapazitives Zündsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, mit dem eine Verlängerung der Lebensdauer der Zündeinrichtung ermöglicht wird.
  • Dies wird mit einem kapazitiven Zündsystem gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Von den Erfindern wurde erkannt, dass sich bei der üblichen Regelung der Zündenergie über die Spannung bei steigendem Zündenergiebedarf die Entlade-Zeitkonstante des Primärschaltkreises verändert. Genauer sinkt bei marktüblichen kapazitiven Zündsystemen die charakteristische spezifische Entladezeit bei steigendem Zündenergiebedarf.
  • Gemäß der Erfindung weist ein kapazitives Zündsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen gasbetriebenen Großmotor, auf: einen Spannungswandler mit jeweils mehreren Primäranschlüssen und Sekundäranschlüssen, wobei der Spannungswandler eingerichtet ist, eine an die Primäranschlüsse angelegte Spannung in eine von einer Zündeinrichtung des Verbrennungsmotors an den Sekundäranschlüssen abgreifbare höhere Spannung zu wandeln; eine Primärspannungsquelle zum Bereitstellen einer Primärspannung, wobei die Primärspannungsquelle mehrere Spannungsquellenanschlüsse hat, die an jeweils einen der Primäranschlüsse des Spannungswandlers angeschlossen sind, so dass ein Primärschaltkreis gebildet ist; einen Schalter, der in den Primärschaltkreis eingebunden ist und der einen Steuerteil hat, so dass der Schalter geschlossen und geöffnet werden kann; eine erste Steuereinrichtung, die mit dem Steuerteil des Schalters verbunden ist und die eingerichtet ist, den Steuerteil des Schalters gemäß einem für den Verbrennungsmotor vorgegebenen Zündmuster zum Schließen und Öffnen anzusteuern; und eine elektrische Kapazität, die in den Primärschaltkreis eingebunden ist, so dass sie bei geöffnetem Schalter mit der Primärspannung auf eine vorbestimmte elektrische Ladung aufladbar ist und bei geschlossenem Schalter über eine spezifische Entladezeit hinweg die Ladung an die Primäranschlüsse des Spannungswandlers abgeben kann, so dass die Spannung an den Sekundäranschlüssen des Spannungswandlers auf eine Zündspannung ansteigt. Das erfindungsgemäße Zündsystem zeichnet sich aus durch eine zweite Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, bei sich veränderndem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung einen zum Erreichen der Zündspannung auftretenden Spannungsanstieg an den Sekundäranschlüssen konstant zu halten.
  • Mit anderen Worten werden gemäß der Erfindung, um auch bei steigendem Zündenergiebedarf den sekundärseitigen Spannungsanstieg vor Durchbruch konstant zu halten, bei steigendem Zündenergiebedarf von der zweiten Steuereinrichtung ein oder mehrere Systemparameter variiert.
  • Dies bewirkt eine Verlängerung der Lebensdauer der Zündeinrichtung (welche bevorzugt als Zündkerze ausgebildet ist), insbesondere beim Einsatz hoher Zündenergien. Der Verschleiß der Zündeinrichtung wird dabei verringert durch die Senkung der Durchbruchspannung aufgrund gezielter Ausnutzung der Stoßkennlinie.
  • Die Primärspannungsquelle kann zum Beispiel eine elektrische Batterie aufweisen, deren Gleichstrom über einen Aufwärtswandler auf eine Primärspannung bis ca. 400 Volt erhöht wird. Alternativ kann die Primärspannungsquelle z.B. einen Wechselstromgenerator des Verbrennungsmotors aufweisen, dessen Wechselstrom über einen Spulen-Transformator auf eine Primärspannung bevorzugt von ca. 300 Volt bis 400 Volt erhöht wird und über einen Gleichrichter zu Gleichstrom umgewandelt wird.
  • Der Schalter kann z.B. von einem mechanischen Schalter gebildet sein und einen mechanischen Steuerteil aufweisen. Alternativ kann der Schalter z.B. von einem elektronischen Schalter gebildet sein und einen elektronischen Steuerteil aufweisen. Bevorzugt ist der Schalter von einem Thyristor gebildet, wobei der Steuerteil von einem Gate des Thyristors gebildet ist.
  • Die erste Steuereinrichtung kann z.B. einen an einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehenen Steuerabschnitt, wie z.B. einen Nockenabschnitt, aufweisen. Die erste Steuereinrichtung kann einen Sensor aufweisen, der mit dem Steuerabschnitt zur Erzeugung eines Zündsignals zusammenwirkt. Die erste Steuereinrichtung kann außerdem einen elektronischen Impulsgeber aufweisen, der auf Basis des Zündsignals einen Steuerimpuls für das Gate des Thyristors erzeugt, so dass dieser einen Stromdurchgang ermöglicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Steuereinrichtung eingerichtet, den Spannungsanstieg konstant zu halten durch Steuern der spezifischen Entladezeit in Abhängigkeit vom Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Steuereinrichtung eingerichtet, den Spannungsanstieg konstant zu halten durch Steuern der spezifischen Entladezeit, so dass diese bei sich veränderndem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung konstant bleibt. Mit anderen Worten wird eine konstante charakteristische Entladezeit des Zündsystems erzielt.
  • Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung definiert der Primärschaltkreis einen elektrischen Widerstand und eine elektrische Induktivität, wobei die elektrische Kapazität und/oder der elektrische Widerstand und/oder die elektrische Induktivität größenverstellbar ausgebildet ist, und wobei die zweite Steuereinrichtung eingerichtet ist, die spezifische Entladezeit zum Konstanthalten des Spannungsanstiegs zu steuern durch Verändern der Größe der elektrischen Kapazität und/oder des elektrischen Widerstandes und/oder der elektrischen Induktivität.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Steuereinrichtung eingerichtet, bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung die elektrische Kapazität zu vergrößern, so dass einer durch die Erhöhung des Zündenergiebedarfs bewirkten Verkürzung der spezifischen Entladezeit entgegengewirkt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Steuereinrichtung eingerichtet, bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung den elektrischen Widerstand zu erhöhen, so dass einer durch die Erhöhung des Zündenergiebedarfs bewirkten Verkürzung der spezifischen Entladezeit entgegengewirkt wird.
  • Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Steuereinrichtung eingerichtet, bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung die elektrische Induktivität zu erhöhen, so dass einer durch die Erhöhung des Zündenergiebedarfs bewirkten Verkürzung der Entladezeit entgegengewirkt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Spannungswandler von einem Transformator mit einer Primärspule und einer Sekundärspule gebildet, wobei die elektrische Induktivität von dem Transformator gebildet ist.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Steuereinrichtung eingerichtet, gleichzeitig mit dem Steuern der spezifischen Entladezeit eine Höhe der Primärspannung in Abhängigkeit vom Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung zu verändern.
  • Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Steuereinrichtung eingerichtet, bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung die Primärspannung zu erhöhen.
  • Im Fazit realisiert die Erfindung eine gezielte Beeinflussung der Entlade-Zeitkonstante auf der Primärseite in Abhängigkeit des Zündenergiebedarfs, z.B. durch kontrollierte Veränderung der Primärkapazität. Auch die Induktivität oder der Widerstand sind Parameter, mit Hilfe deren Änderung ein ähnlicher Effekt erzielt werden kann. Gemäß der Erfindung wird bei steigendem Zündenergiebedarf der sekundärseitige Spannungsanstieg vor Durchbruch konstant gehalten.
  • Um die Entlade-Zeitkonstante des Primärkreises konstant zu halten, können bei steigendem Zündenergiebedarf neben der Ladespannung (Primärspannung) ein oder mehrere weitere Systemparameter variiert werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird analog zur Primärspannung die elektrische Kapazität, insbesondere die Kapazität eines Primärkondensators, erhöht. Das Ergebnis bei richtiger Auslegung ist eine konstante charakteristische Entladezeit des Zündsystems.
  • Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung – soweit dies technisch sinnvoll ist – beliebig miteinander kombiniert sein können.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben.
  • 1 zeigt ein Schaltbild eines kapazitiven Zündsystems für einen Verbrennungsmotor.
  • 2 zeigt ein Schaltbild eines gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten kapazitiven Zündsystems für einen Verbrennungsmotor.
  • 1 zeigt ein Schaltbild eines kapazitiven Zündsystems 1' eines Verbrennungsmotors (nicht vollständig gezeigt).
  • Das Zündsystem 1' weist eine Primärspannungsquelle 10, einen Primärschaltkreis 20, einen Sekundärschaltkreis 30 und einen Spannungswandler 40 auf, der zwischen den Primärschaltkreis 20 und den Sekundärschaltkreis 30 geschaltet ist.
  • Die Primärspannungsquelle 10 weist eine Gleichstrom bereitstellende elektrische Batterie 11, einen Aufwärtswandler 12 und einen Gleichrichter 13 auf. Der Gleichrichter 13 weist vier Dioden D1–D4 auf, die zu einer Graetz-Schaltung miteinander verschaltet sind. Der Aufwärtswandler 12 ist so ausgebildet, dass er die von der Batterie 11 bereitgestellte Spannung auf eine Primärspannung von ca. 300 Volt bis 400 Volt erhöht. An dem Gleichrichter 13 sind zwei Spannungsquellenanschlüsse A+, A– der Primärspannungsquelle 10 gebildet.
  • Der Primärschaltkreis 20 weist eine elektrische Kapazität in Form von zwei zueinander parallel geschalteten Kondensatoren C1' und C2 (ein erster Kondensator C1' und ein zweiter Kondensator C2), einen elektrischen Widerstand in Form von drei in Reihe zueinander geschalteten Widerstandsbauelementen R1, R2 und R3 (ein erstes Widerstandsbauelement R1, ein zweites Widerstandsbauelement R2 und ein drittes Widerstandsbauelement R3), einen elektronischen Schalter in Form eines Thyristors T1 und eine Steuereinrichtung 21 auf.
  • Die Steuereinrichtung 21 weist einen an einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehenen Steuerabschnitt (nicht gezeigt), einen Hallsensor oder induktiven Sensor (nicht gezeigt), der mit dem Steuerabschnitt zur Erzeugung eines Zündsignals zusammenwirkt, und einen elektronischen Impulsgeber 22 auf.
  • Der Spannungswandler 40 weist einen Transformator mit einer Primärspule L1 und einer Sekundärspule L2 auf. Die Primärspule L1 weist zwei Primäranschlüsse (nicht bezeichnet) auf, und die Sekundärspule L2 weist zwei Sekundäranschlüsse (nicht bezeichnet) auf. An die Sekundäranschlüsse der Sekundärspule L2 ist eine Zündeinrichtung 31 in Form einer Zündkerze angeschlossen, so dass der Sekundärschaltkreis 30 gebildet ist.
  • Der Spannungswandler 40 ist eingerichtet, eine an seine Primäranschlüsse angelegte Spannung in eine von der Zündeinrichtung 31 an den Sekundäranschlüssen abgreifbare höhere Spannung zu wandeln.
  • Die Anode des Thyristors T1 ist an einen der Primäranschlüsse der Primärspule L1 des Spannungswandlers 40 angeschlossen, wohingegen die Kathode des Thyristors T1 an einen der Anschlüsse des zweiten Widerstandsbauelements R2 angeschlossen ist. Die ersten und zweiten Widerstandsbauelemente R1 und R2 sind in Reihe zueinander geschaltet, wobei das erste Widerstandsbauelement R1 mit seinem vom zweiten Widerstandsbauelement R2 abgewandten Anschluss an den Pluspol (A+) der beiden Spannungsquellenanschlüsse A+, A– der Primärspannungsquelle 10 angeschlossen ist. Der andere der Primäranschlüsse der Primärspule L1 des Spannungswandlers 40 ist direkt an den Minuspol (A–) der beiden Spannungsquellenanschlüsse A+, A– der Primärspannungsquelle 10 angeschlossen.
  • Das dritte Widerstandsbauelement R3 ist mit einem seiner Anschlüsse an die Anode des Thyristors T1 und an den vom ersten Widerstandsbauelement R1 abgewandten Anschluss des zweiten Widerstandsbauelements R2 und mit dem anderen seiner Anschlüsse an einen von zwei Anschlüssen des Impulsgebers 21 und an ein Gate T1.1 als einen Steuerteil des Thyristors T1 angeschlossen. Das Gate T1.1 dient zum gesteuerten Schließen und Öffnen eines Kathoden-Anoden-Pfades des Thyristors T1.
  • Der andere Anschluss des Impulsgebers 21 ist an den Minuspol (A–) der beiden Spannungsquellenanschlüsse A+, A– der Primärspannungsquelle 10 und an den damit verbundenen Primäranschluss der Primärspule L1 des Spannungswandlers 40 angeschlossen.
  • Auf diese Weise ist die Primärspannungsquelle 10 mit ihren beiden Spannungsquellenanschlüssen A+, A– an jeweils einen der beiden Primäranschlüsse des Spannungswandlers 40 angeschlossen, so dass der Primärschaltkreis 20 gebildet ist.
  • Der Impulsgeber 22 ist derart ausgebildet, dass er auf Basis des Zündsignals einen Steuerimpuls für das Gate T1.1 des Thyristors T1 erzeugt, so dass der Thyristor T1 einen Stromdurchgang entlang seines Kathoden-Anoden-Pfades ermöglicht.
  • Die Steuereinrichtung 21 ist demgemäß mit dem Gate T1.1 des Thyristors T1 verbunden und eingerichtet, das Gate T1.1 des Thyristors T1 gemäß einem für den Verbrennungsmotor vorgegebenen Zündmuster zum Schließen und Öffnen Kathoden-Anoden-Pfades anzusteuern.
  • Die elektrische Kapazität in Form der beiden Kondensatoren C1', C2 ist wie oben beschrieben in den Primärschaltkreis 20 eingebunden, so dass sie bei geöffnetem Schalter, d.h. bei geöffnetem bzw. undurchlässigem Kathoden-Anoden-Pfad des Thyristors T1, mit der Primärspannung auf eine vorbestimmte elektrische Ladung aufladbar ist und bei geschlossenem Schalter, d.h. bei geschlossenem bzw. durchlässigem Kathoden-Anoden-Pfad des Thyristors T1, über eine spezifische Entladezeit hinweg die Ladung an die Primäranschlüsse des Spannungswandlers 40 abgeben kann, so dass die Spannung an den Sekundäranschlüssen des Spannungswandlers 40 auf eine Zündspannung ansteigt, welche zum Durchbruch bzw. Funkenüberschlag an der Zündeinrichtung 31 führt.
  • Im Betrieb des Zündsystems 1' werden die beiden Kondensatoren C1', C2 von der Primärspannungsquelle 10 kontinuierlich (auch diskontinuierlich, wenn Aufwärtsregler 12 regelbar) auf ca. 300 Volt bis 400 Volt aufgeladen. Wenn der Thyristor T1 zum Zündzeitpunkt auf Basis des Zündsignals von dem Impulsgeber 22 einen positiven Steuerimpuls für das Gate T1.1 erhält, wird er leitend (der Kathoden-Anoden-Pfad wird geschlossen), und die beiden Kondensatoren C1', C2 entladen sich über die Primärspule L1 des Spannungswandlers 40. Der Entladestromstoß induziert in der Sekundärspule L2 die Zündspannung, welche z.B. etwa 15 bis 55 Kilovolt betragen kann und welche zum Durchbruch bzw. Funkenüberschlag an der Zündeinrichtung 31 führt.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 2 ein kapazitives Zündsystem 1 eines Verbrennungsmotors (nicht vollständig gezeigt) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 2 zeigt ein Schaltbild des erfindungsgemäßen kapazitiven Zündsystems 1.
  • Das in 2 gezeigte Zündsystem 1 ist bis auf einige Unterschiede in Aufbau und Funktion identisch mit dem in 1 gezeigten Zündsystem 1'. Deshalb werden im Folgenden nur diese Unterschiede aufgezeigt, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Im Unterschied zu 1 ist bei dem erfindungsgemäßen Zündsystem 1 von 2 der erste Kondensator C1 hinsichtlich der Größe seiner elektrischen Kapazität verstellbar ausgebildet. Zu diesem Zweck kann der erste Kondensator C1 z.B. als kontinuierlich verstellbarer Drehkondensator oder z.B. in Form mehrerer in Stufen parallel zusammenschaltbarer Kondensatoren ausgebildet sein.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Zündsystem 1 von 2 ist zusätzlich zu der ersten Steuereinrichtung 21 eine zweite Steuereinrichtung 25 vorgesehen. Die zweite Steuereinrichtung 25 weist ein Stellglied 26 (z.B. einen Stellmotor oder einen Schalter) auf, welches eingerichtet ist, die Größe der elektrischen Kapazität des ersten Kondensators C1 in Abhängigkeit von einem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung 31 zu verstellen.
  • Der aktuelle Zündenergiebedarf kann von der zweiten Steuereinrichtung 25 z.B. über eine in den Sekundärschaltkreis 30 integrierte und mit der zweiten Steuereinrichtung 25 signalverbundene Messeinrichtung (nicht gezeigt) ermittelt werden.
  • Die zweite Steuereinrichtung 25 ist bevorzugt eingerichtet, bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung 31 die elektrische Kapazität des ersten Kondensators C1 zu vergrößern, so dass einer durch die Erhöhung des Zündenergiebedarfs bewirkten Verkürzung der spezifischen Entladezeit entgegengewirkt wird.
  • Die zweite Steuereinrichtung 25 hält somit auch bei sich veränderndem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung 31 einen zum Erreichen der Zündspannung auftretenden Spannungsanstieg an den Sekundäranschlüssen der Sekundärspule L2 konstant, indem die Entladezeit in Abhängigkeit vom Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung 31 gesteuert und insbesondere konstant gehalten wird.
  • Alternativ oder zusätzlich zum Verändern der Größe der elektrischen Kapazität C1, C2 des Primärschaltkreises 20 kann (obwohl in 2 nicht so dargestellt) auch mindestens eines der elektrischen Widerstandsbauelemente R1, R2, R3 und/oder die elektrische Induktivität des Spannungswandlers 40 größenverstellbar sein.
  • In diesem Fall kann die zweite Steuereinrichtung 25 eingerichtet sein, die Entladezeit zum Konstanthalten des Spannungsanstiegs zu steuern durch Verändern der Größe der elektrischen Kapazität C1, C2, des elektrischen Widerstandes R1, R2, R3 und/oder der elektrischen Induktivität des Spannungswandlers 40.
  • Bevorzugt kann die zweite Steuereinrichtung 25 bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung 31 die Größe des elektrischen Widerstandes des Widerstandsbauelementes R1, R2, R3 erhöhen, so dass einer durch die Erhöhung des Zündenergiebedarfs bewirkten Verkürzung der spezifischen Entladezeit entgegengewirkt wird. Die zweite Steuereinrichtung 25 kann bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung 31 die Größe der elektrischen Induktivität des Spannungswandlers 40 erhöhen, so dass einer durch die Erhöhung des Zündenergiebedarfs bewirkten Verkürzung der Entladezeit entgegengewirkt wird.
  • Neben dem oben beschriebenen Verändern der Systemparameter elektrische Kapazität, elektrischer Widerstand und/oder elektrische Induktivität kann die zweite Steuereinrichtung 25 eingerichtet sein, gleichzeitig mit dem Steuern der Entladezeit (d.h. dem Verändern der Systemparameter elektrische Kapazität, elektrischer Widerstand und/oder elektrische Induktivität) eine Höhe der Primärspannung in Abhängigkeit vom Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung 31 zu verändern, insbesondere bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung 31 die Primärspannung zu erhöhen.
  • Im Fazit realisiert die Erfindung eine gezielte Beeinflussung der Entlade-Zeitkonstante auf der Seite des Primärschaltkreises 20 in Abhängigkeit des Zündenergiebedarfs, z.B. durch kontrollierte Veränderung der Primärkapazität. Gemäß der Erfindung können auch die Induktivität oder der Widerstand Parameter sein, mit Hilfe deren Änderung ein ähnlicher Effekt erzielt werden kann. Gemäß der Erfindung wird somit bei steigendem Zündenergiebedarf der sekundärseitige Spannungsanstieg vor Durchbruch konstant gehalten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zündsystem
    1'
    Zündsystem
    10
    Primärspannungsquelle
    A+
    Spannungsquellenanschluss
    A–
    Spannungsquellenanschluss
    11
    elektrische Batterie
    12
    Aufwärtswandler
    13
    Gleichrichter
    D1
    Diode
    D2
    Diode
    D3
    Diode
    D4
    Diode
    20
    Primärschaltkreis
    21
    Steuereinrichtung
    22
    Impulsgeber
    25
    Steuereinrichtung
    26
    Stellglied
    30
    Sekundärschaltkreis
    31
    Zündeinrichtung
    40
    Spannungswandler
    L1
    Primärspule
    L2
    Sekundärspule
    C1
    Kondensator
    C1'
    Kondensator
    C2
    Kondensator
    R1
    Widerstandsbauelement
    R2
    Widerstandsbauelement
    R3
    Widerstandsbauelement
    T1
    Thyristor
    T1.1
    Gate
  • 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
    • US 5245965 A [0002]

Claims (10)

  1. Kapazitives Zündsystem (1) für einen Verbrennungsmotor, aufweisend: einen Spannungswandler (40) mit jeweils mehreren Primäranschlüssen und Sekundäranschlüssen, wobei der Spannungswandler (40) eingerichtet ist, eine an die Primäranschlüsse angelegte Spannung in eine von einer Zündeinrichtung (31) des Verbrennungsmotors an den Sekundäranschlüssen abgreifbare höhere Spannung zu wandeln; eine Primärspannungsquelle (10) zum Bereitstellen einer Primärspannung, wobei die Primärspannungsquelle (10) mehrere Spannungsquellenanschlüsse (A+, A–) hat, die an jeweils einen der Primäranschlüsse des Spannungswandlers (40) angeschlossen sind, so dass ein Primärschaltkreis (20) gebildet ist; einen Schalter (T1), der in den Primärschaltkreis (20) eingebunden ist und der einen Steuerteil (T1.1) hat, so dass der Schalter (T1) geschlossen und geöffnet werden kann; eine erste Steuereinrichtung (21), die mit dem Steuerteil (T1.1) des Schalters (T1) verbunden ist und die eingerichtet ist, den Steuerteil (T1.1) des Schalters (T1) gemäß einem für den Verbrennungsmotor vorgegebenen Zündmuster zum Schließen und Öffnen anzusteuern; und eine elektrische Kapazität (C1, C2), die in den Primärschaltkreis (20) eingebunden ist, so dass sie bei geöffnetem Schalter (T1) mit der Primärspannung auf eine vorbestimmte elektrische Ladung aufladbar ist und bei geschlossenem Schalter (T1) über eine spezifische Entladezeit hinweg die Ladung an die Primäranschlüsse des Spannungswandlers (40) abgeben kann, so dass die Spannung an den Sekundäranschlüssen des Spannungswandlers (40) auf eine Zündspannung ansteigt; gekennzeichnet durch eine zweite Steuereinrichtung (25), die eingerichtet ist, bei sich veränderndem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung (31) einen zum Erreichen der Zündspannung auftretenden Spannungsanstieg an den Sekundäranschlüssen konstant zu halten.
  2. Kapazitives Zündsystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Steuereinrichtung (25) eingerichtet ist, den Spannungsanstieg konstant zu halten durch Steuern der spezifischen Entladezeit in Abhängigkeit vom Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung (31).
  3. Kapazitives Zündsystem (1) gemäß Anspruch 2, wobei die zweite Steuereinrichtung (25) eingerichtet ist, den Spannungsanstieg konstant zu halten durch Steuern der Entladezeit, so dass diese bei sich veränderndem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung (31) konstant bleibt.
  4. Kapazitives Zündsystem (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Primärschaltkreis (20) einen elektrischen Widerstand (R1, R2, R3) und eine elektrische Induktivität definiert, wobei die elektrische Kapazität (C1, C2), der elektrische Widerstand (R1–R3) und/oder die elektrische Induktivität größenverstellbar ausgebildet ist, und wobei die zweite Steuereinrichtung (25) eingerichtet ist, die Entladezeit zum Konstanthalten des Spannungsanstiegs zu steuern durch Verändern der Größe der elektrischen Kapazität (C1, C2), des elektrischen Widerstandes (R1–R3) und/oder der elektrischen Induktivität.
  5. Kapazitives Zündsystem (1) gemäß Anspruch 4, wobei die zweite Steuereinrichtung (25) eingerichtet ist, bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung (31) die elektrische Kapazität (C1, C2) zu vergrößern, so dass einer durch die Erhöhung des Zündenergiebedarfs bewirkten Verkürzung der spezifischen Entladezeit entgegengewirkt wird.
  6. Kapazitives Zündsystem (1) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die zweite Steuereinrichtung (25) eingerichtet ist, bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung (31) den elektrischen Widerstand (R1–R3) zu erhöhen, so dass einer durch die Erhöhung des Zündenergiebedarfs bewirkten Verkürzung der Entladezeit entgegengewirkt wird.
  7. Kapazitives Zündsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die zweite Steuereinrichtung (25) eingerichtet ist, bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung (31) die elektrische Induktivität zu erhöhen, so dass einer durch die Erhöhung des Zündenergiebedarfs bewirkten Verkürzung der Entladezeit entgegengewirkt wird.
  8. Kapazitives Zündsystem (1) gemäß Anspruch 7, wobei der Spannungswandler (40) von einem Transformator mit einer Primärspule (L1) und einer Sekundärspule (L2) gebildet ist, und wobei die elektrische Induktivität von dem Transformator gebildet ist.
  9. Kapazitives Zündsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die zweite Steuereinrichtung (25) eingerichtet ist, gleichzeitig mit dem Steuern der Entladezeit eine Höhe der Primärspannung in Abhängigkeit vom Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung (31) zu verändern.
  10. Kapazitives Zündsystem (1) gemäß Anspruch 9, wobei die zweite Steuereinrichtung (25) eingerichtet ist, bei sich erhöhendem Zündenergiebedarf der Zündeinrichtung (31) die Primärspannung zu erhöhen.
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