DE102013207909A1

DE102013207909A1 - Zündspulenvorrichtung für Hochfrequenzentladung

Info

Publication number: DE102013207909A1
Application number: DE102013207909.5A
Authority: DE
Inventors: Kimihiko Tanaya
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2033-05-01
Also published as: US20140116405A1; US9447766B2; DE102013207909B4; JP5469229B1; JP2014084836A

Abstract

Eine Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung umfasst: eine Primärspule (111), die einen Fluss erzeugt und akkumuliert; eine Sekundärspule (112), die mit der Primärspule (111) magnetisch gekoppelt ist, um eine vorbestimmte Hochspannung zu erzeugen, wenn eine Energie des akkumulierten Flusses freigegeben wird, und die an einem Ende mit einem Hochspannungsanschluss verbunden ist, der verwendet wird, um eine Energie an eine externe Vorrichtung zu liefern; einen Kondensator (116), der mit dem Hochspannungsanschluss verbunden ist, und verhindert, dass die Hochspannung hindurchtritt; und eine Induktivität (117), die, zusammen mit dem Kondensator, den Durchgang einer alleinigen vorbestimmten Frequenzkomponente ermöglicht. Die Primärspule (111), die Sekundärspule (112), der Kondensator (116) und die Induktivität (117) sind in einem gleichen Gehäuse installiert.

Description

Hintergrund der Erfindung
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung, die hauptsächlich zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, und insbesondere eine Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung, die in einer Zündvorrichtung für eine durch einen Funken gezündete Verbrennungskraftmaschine eingesetzt wird.
Stand der Technik
Es treten in den letzten Jahren Probleme des Umweltschutzes und verringerter Kraftstoffressourcen auf, und es ist für die Automobilindustrie dringend nötig, diese Probleme zu lösen. Ein Beispiel der Anstrengung beim Lösen dieser Probleme ist das Verfahren zum merklichen Verbessern des Kraftstoffverbrauchs mittels Verkleinerung und Gewichtsreduzierung der Kraftmaschine unter Verwendung eines Superladers (engl. Super Charger).
Es ist bekannt, dass in einem hoch komprimierten Zustand ein interner Druck einer Kraftmaschinenkammer extrem anwächst, selbst dann, wenn der Kraftstoff nicht brennt, und es daher schwierig ist, eine Funkenentladung zu erzeugen, um die Verbrennung zu starten. Einer der Gründe, der dieser Schwierigkeit zugrunde liegt, besteht darin, dass eine erforderliche Spannung zum Auslösen einer Entladung zwischen einer Hochspannungselektrode und einer GND- bzw. Masse-Elektrode (Funkenstrecke bzw. Gap) einer Zündkerze so hoch wird, dass ein Spannungsfestigkeitswert eines Isolationsabschnitts der Zündspule überschritten wird.
Eine Studie zum Erhöhen der Spannungsfestigkeit des Isolationsabschnitts wird derzeit durchgeführt, um dieses Problem zu lösen. Es ist jedoch schwierig, eine Spannungsfestigkeit sicherzustellen, die für die erforderliche Spannung unter der tatsächlichen Bedingung ausreichend hoch ist. Unter diesen Umständen gibt es keine andere Gegenmaßnahme, als einen Funkenstreckenabstand der Zündspule zu verringern.
Eine Verringerung der Funkenstrecke der Zündkerze erhöht jedoch den Einfluss einer Aktion gegen die Entzündbarkeit durch den Elektrodenabschnitt. Damit geht folglich ein weiteres Problem einher, da das Startverhalten und die Verbrennungscharakteristik verschlechtert werden.
Dieses Problem kann eliminiert werden, indem ein derartiger Einfluss vermieden wird, insbesondere durch die Bereitstellung von mehr Energie als die thermische Energie, die durch die Aktion zur Verhinderung einer Entzündbarkeit verwendet wird, d. h., an dem Elektrodenabschnitt mit einer Zündentladung oder indem die Verbrennung an dem entferntesten Punkt von der Elektrode durchgeführt wird. Zum Beispiel wird eine Zündvorrichtung vorgeschlagen, die in dem Patentdokument 1 offenbart ist.
Die Zündvorrichtung, die in dem Patentdokument 1 offenbart ist, ist eine Vorrichtung, die eine Hochenergie-Funkenentladung erzeugen kann und ein Entladungsplasma ausbildet, das sich in einem größeren Bereich verteilt, verglichen mit einer normalen Funkenentladung durch Erzeugen einer Funkenentladung über einem Zündkerzenspalt unter Verwendung einer Zündspule im Stand der Technik, und indem ein Hochfrequenzstrom in einen Pfad der Funkenentladung über eine Diode und einen Mixer fließt.
Dokumente im Stand der Technik

Patentdokument 1: JP-A-2011-099410

Die Zündvorrichtung im Stand der Technik, offenbart im Patentdokument 1, dient zum Entkoppeln und Koppeln eines Hochspannungssystems und eines Hochstromsystems unter Verwendung einer Diode. Es ist jedoch bekannt, dass bleifreie Hochspannungsdioden schwierig zu erhalten sind und für eine Massenproduktivität nicht akzeptabel sind. Darüber hinaus ist eine Effizienz der Hochspannungsdiode gering, da eine Halbwelle einer AC-Energie abgeschnitten wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung dient zur Lösung der Probleme der Vorrichtung im Stand der Technik, wie oben diskutiert, und hat zur Aufgabe die Bereitstellung einer Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung mit einer einfachen Konfiguration, die nicht nur in der Lage ist, eine Hochenergie-Entladung effizient zu erhalten, sondern darüber hinaus ein großes Entladungsplasma leicht auszubilden.
Eine Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst: eine Primärspule zum Erzeugen und Akkumulieren eines Flusses, wenn ein Strom fließt; eine Sekundärspule, magnetisch gekoppelt zu der Primärspule, zum Erzeugen einer vorbestimmten Hochspannung, wenn Energie des akkumulierten Flusses freigegeben wird, und verbunden mit einem Ende eines Hochspannungsanschlusses, der verwendet wird zur Energieversorgung an eine externe Vorrichtung; einen Kondensator, verbunden mit dem Hochspannungsanschluss und ausgebildet zum Verhindern eines Durchgangs der Hochspannung; und eine Induktivität, verbunden mit dem Kondensator, und der, zusammen mit dem Kondensator, einen Bandpassfilter ausbildet, der einen Durchgang einer alleinigen vorbestimmten Frequenzkomponente ermöglicht, wobei die Primärspule, die Sekundärspule, der Kondensator und die Induktivität in einem gleichen Gehäuse installiert sind.
Die Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung mit der obigen Konfiguration kann einen hohen AC-Entladungsstrom zwischen Elektroden einer Zündkerze in schnellen Zyklen liefern. Die Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung besteht daher aus einer einfachen Konfiguration und kann nicht nur eine Hochenergie-Entladung effizient erhalten, sondern darüber hinaus ein großes Entladungsplasma ausbilden. Selbst dann, wenn eine Zündkerze mit einer geringen Funkenstrecke verwendet wird, werden das Startverhalten und die Verbrennungscharakteristik nicht verschlechtert. Folglich wird es möglich, ein Gewicht durch verstärkte Verkleinerung zu reduzieren und die thermische Effizienz zu erhöhen, indem ein Kompressionsverhältnis erhöht wird. Der Kraftstoff, der zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, kann folglich merklich reduziert werden, und die CO₂-Emission wird erheblich reduziert. Somit kann ein Beitrag zum Umweltschutz erfolgen.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen noch weiter verdeutlicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht zur Darstellung einer Schaltungskonfiguration einer durch Funken gezündeten Zündvorrichtung, die eine Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet;
2A und 2B sind Ansichten zur Darstellung einer bestimmten Konfiguration der Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; und
3A und 3B sind Ansichten zur Darstellung einer bestimmten Konfiguration einer Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen einer Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung (im Folgenden auch einfach als Zündspulenvorrichtung bezeichnet) der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Gleichartige Komponenten werden mit gleichen Bezugszeichen in den jeweiligen Zeichnungen bezeichnet.
Erste Ausführungsform
Eine Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung der Erfindung betrifft eine durch Funken gezündete Zündvorrichtung, die eine Funkenentladung über einen Hauptzündkerzenabstand einer Zündkerze mit einer Hochspannung erzeugt, die durch eine Zündspulenvorrichtung erzeugt wird, und ein großes Entladungsplasma über dem Hauptzündkerzenspalt ausbildet, indem ein Hochfrequenz-AC-Strom in einen Pfad der Funkenentladung fließt.
1 ist eine Ansicht zur Darstellung einer Schaltungskonfiguration einer durch Funken gezündeten Zündvorrichtung unter Verwendung der Zündspulenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß 1 umfasst die durch Funken gezündete Zündvorrichtung unter Verwendung der Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung eine Zündkerze 101, eine Zündspulenvorrichtung 102, die eine vorbestimmte Hochspannung anwendet und einen Hochfrequenz-AC-Strom an die Zündkerze 101 liefert, und eine Steuervorrichtung 104, die einen Betrieb der Zündspulenvorrichtung 102 und der Hochfrequenz-Energieversorgung 103 steuert.
Die Zündkerze 101 enthält eine Hochspannungselektrode 101a als eine erste Elektrode und eine äußere Elektrode 101b als eine zweite Elektrode, die der Hochspannungselektrode 101 mit dem Hauptzündkerzenspalt, wobei es sich um ein vorbestimmtes Intervall dazwischen handelt, gegenüber liegt.
Die Zündspulenvorrichtung 102 umfasst eine Primärspule 111 und eine Sekundärspule 112, die über einen Kern 118 magnetisch miteinander gekoppelt sind, ein Schaltelement 114, das eine Anregung der Primärspule 111 steuert, eine Antriebsvorrichtung A113, die das Schaltelement 114 ansteuert, und eine Widerstandsvorrichtung 115, die ein Rauschen eines kapazitiven Entladungssystems unterdrückt, das erzeugt wird, wenn eine Entladung über dem Hauptzündkerzenspalt der Zündspule 101 ausgelöst wird.
Die Zündspulenvorrichtung 102 umfasst auch einen Kondensator 116 und eine Induktivität 117, die zusammen einen Bandpassfilter ausbilden, der es ermöglicht, dass ein Hochfrequenzstrom, der von der Hochfrequenz-Energieversorgung 103 geliefert wird, hindurchzugehen und eine Hochspannung, die in der Sekundärspule 112 erzeugt wird, zu blockieren, so dass diese an der Hochfrequenz-Energieversorgung 103 nicht anliegt.
Wie in 1 gezeigt, ist es für den Bandpassfilter erforderlich, die Induktivität 117 an der Seite der Hochfrequenz-Energieversorgung 103 und den Kondensator 116 an der Seite der Zündkerze 101 zu installieren. Wenn diese Komponenten umgekehrt installiert werden, wird eine extrem hohe Spannung über der Induktivität 117 erzeugt, und es wird schwierig, eine Spannungsfestigkeit der Induktivität 117 zu entwickeln. Da ferner eine höhere Spannung auch an dem Kondensator 116 anliegt, wird es ebenso schwierig, eine Spannungsfestigkeit des Kondensators 116 zu entwickeln. Sowohl die Induktivität 117 als auch der Kondensator 116 weisen ferner eine erhöhte Größe auf. Folglich wird die Massenproduktivität verschlechtert.
Ein Kondensator mit einem Kapazitätswert geringer als 100 pF wird für den Kondensator 116 ausgewählt. Der Grund für diese Wahl besteht darin, dass dann, wenn ein Kondensator mit einer Kapazität gewählt wird, die größer als 100 pF ist, eine Hochspannung, die über die Sekundärspule 112 erzeugt wird, durch den Kondensator 116 geht und an der Induktivität 117 und der Hochfrequenz-Energieversorgung 103 anliegt. Da ein Hochspannungskondensator größer wird, wenn ein Kapazitätswert erhöht wird, wird ein Kondensator mit einem Kapazitätswert von ca. 50 pF in der ersten Ausführungsform gewählt.
Ein Ende der Sekundärspule 112 ist mit der Hochspannungselektrode 101a der Zündkerze 101 über die Widerstandsvorrichtung 115 verbunden. Ein Ende des Kondensators 116 ist direkt mit der Hochspannungselektrode 101a der Zündkerze 101 verbunden.
Die Widerstandsvorrichtung 115 wird verwendet, um ein Rauschen zu unterdrücken, und kann in einem Fall weggelassen werden, wenn ein Ausmaß bzw. eine Größe eines erzeugten Rauschens in Abhängigkeit von einer Struktur oder einer Verdrahtungsbedingung der Kraftmaschine gering ist. In diesem Fall ist ein Ende der Sekundärspule 112 direkt mit der Hochspannungselektrode 101a der Zündkerze 101 verbunden, und ein Ende des Kondensators 116 ist ebenfalls direkt mit der Hochspannungselektrode 101a der Zündkerze 101 verbunden.
Durch Installieren der Primärspule 111, der Sekundärspule 112, des Kondensators 116 und der Induktivität 117 in der gleichen Einheit bzw. Gehäuse in der Zündspulenvorrichtung 102 kann ein Beitrag zur Reduzierung des Stromverbrauchs durch Verlustreduzierung erfolgen, wodurch das System vereinfacht wird, die Kosten reduziert werden, und das Rauschen unterdrückt wird.
Das Schaltelement 114 und die Ansteuervorrichtung A113 können in der Zündspulenvorrichtung 102 zum Zweck installiert werden, das Rauschen zu reduzieren und die Effizienz zu erhöhen. Zum Zweck der Verkleinerung der Kraftmaschine und zum Absenken dessen Gravitätszentrum können die Schaltelemente 114 und die Ansteuervorrichtung A113 alternativ außerhalb der Zündspulenvorrichtung 102 installiert werden, zum Beispiel in der Steuervorrichtung 104 oder in der Hochfrequenz-Energieversorgung 103, so dass die Zündspulenvorrichtung 102 in Größe und Gewicht reduziert wird.
Ein spezifisches Konfigurationsbeispiel der Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden erläutert.
Die 2A und 2B sind Ansichten, die zur Beschreibung einer Konfiguration der Zündspulenvorrichtung 102 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden. Bezugnehmend auf die 2A und 2B werden die Primärspule 111, die Sekundärspule 112, der Kern 118, der Kondensator 116A, die Induktivität 117, die Widerstandsvorrichtung 115A, eine Ansteuervorrichtung B203 in der Zündspulenvorrichtung 102 installiert. Die Ansteuervorrichtung B203 ist eine Vorrichtung, die aus dem Schaltelement 114 und der Ansteuervorrichtung A113 der 1 ausgebildet ist, die in der gleichen Einheit bzw. Gehäuse installiert sind.
Ein Verbindungsabschnitt 201 der 2B ist ein Verbindungsabschnitt der Zündspulenvorrichtung 102 und weist einen Batterieanschluss, einen GND- bzw. Masseanschluss, einen Anschluss zur Verbindung mit der Steuervorrichtung 104 und einen Anschluss zur Verbindung mit der Hochfrequenz-Energieversorgung 103 auf.
Eine Seite der Primärspule 111 ist mit dem Batterieanschluss verbunden, und die andere Seite ist über das Schaltelement 114 in der Ansteuervorrichtung B203 mit dem Masseanschluss verbunden. Das Schaltelement 114 in der Ansteuervorrichtung B203 ist ferner mit der Ansteuervorrichtung A113 in der Ansteuervorrichtung B203 verbunden. Die Ansteuervorrichtung A113 ist mit dem Anschluss verbunden, der mit der Steuervorrichtung 104 in dem Verbindungsabschnitt 201 verbunden wird.
Die Primärspule 111 ist peripher um den Kern 118 installiert, und die Sekundärspule 112 ist darüber hinaus um die Primärspule 111 gewickelt. Aufgrund dieser Konfiguration sind die Primärspule 111 und die Sekundärspule 112 in einem magnetisch gekoppelten Zustand.
Indem der Kern 118 derart ausgebildet wird, dass dieser einen sogenannten geschlossenen magnetischen Pfad aufweist, der vollständig geschlossen ist, oder einen Freiraum (engl. Clearance) so klein wie ca. 1 mm aufweist, kann ein verbesserter magnetisch gekoppelter Zustand erhalten werden. Es wird somit möglich, die Anzahl der Wicklungen der Primärspule 111 und der Sekundärspule 112 zu reduzieren. Durch diese Konfiguration kann eine DC-Widerstandskomponente in dem Pfad unterdrückt werden und daher wird ein Verlust reduziert, der durch eine Wärmeerzeugung verursacht wird und die Energie kann effizient übertragen werden. Es wird somit möglich, den Energie- bzw. Stromverbrauch der Zündvorrichtung zu reduzieren. Ferner wird der geschlossene magnetische Pfad ausgebildet, und indem der magnetische Pfade geschlossen wird, kann eine Flussenergie minimiert werden, die nach außen austritt. Somit kann nicht nur die Energie effizient übertragen werden, sondern es wird ferner möglich, das Auftreten von Rauschen und einer magnetischen Interferenz mit einer anderen Vorrichtung zu reduzieren.
Eine Seite der Sekundärspule 112 ist mit dem Batterieanschluss in dem Verbindungsabschnitt 201 verbunden und die andere Seite ist mit einem Ende der Widerstandsvorrichtung 115 verbunden. Die Widerstandsvorrichtung 115A ist darin eingefügt und mit einem Anschluss 206 verbunden. Der Anschluss 206 ist mit einer Feder 204 und einer Hülle 205A sowie einem Ende des Kondensators 116A verbunden.
Die Feder 204 und die Hülle 205A sind mit der Hochspannungselektrode 101a der Zündkerze 101 verbunden. Die Feder 204 wird bereitgestellt, um eine Verbindung mit der Hochspannungselektrode 101a der Zündspule 101 selbst dann bereitzustellen, wenn die Vorrichtung sich ernsthaft bewegt.
Die Hülle 205A wird bereitgestellt, um eine Verbindung mit der Hochspannungselektrode 101a der Zündspule 101 selbst dann bereitzustellen, wenn sich die Vorrichtung erheblich bewegt. Die Hülle 205A wird auch mit einer Funktion zur Reduzierung eines Impedanz-Werts (Induktivitätswert und DC-Widerstandswert) über einem Pfad von der Widerstandsvorrichtung 115A zu der Hochspannungselektrode 101a der Zündspule 101 ausgestattet. Da der Induktivitätswert und der DC-Widerstandswert über diesen Pfad reduziert werden kann, wird es folglich möglich, Energie effizient zu übertragen, indem ein Verlust reduziert wird, der durch eine Wärmeerzeugung verursacht wird. Folglich wird es möglich, einen Energie- bzw. Stromverbrauch der Vorrichtung zu reduzieren.
Eine Seite der Induktivität 117 ist mit dem Anschluss verbunden, der mit der Hochfrequenz-Energieversorgung 103 in dem Verbindungsabschnitt 201 zu verbinden ist, und die andere Seite ist mit dem Kondensator 116A verbunden. Die andere Seite des Kondensators 116A ist mit dem Anschluss 206 verbunden.
Eine Spannung, so hoch wie ca. 10 kV wird zwischen der Induktivität 117 und dem Kondensator 116A erzeugt, und es sollte beachtet werden, keinen elektrischen Leiter mit eine geringen Potential in der Nähe dieser Komponenten zu installieren. Die Zündspulenvorrichtung 102 kann verkleinert werden, indem die Induktivität 117 außerhalb der Zündspulenvorrichtung 102 installiert wird. In diesem Fall ist es jedoch schwierig, eine Spannungsfestigkeit des Verbindungsabschnitts 201 sicherzustellen, und eine spezielle Verbindung ist erforderlich. Es ist somit sehr wahrscheinlich, dass die Kosten der Zündspulenvorrichtung 102 vergrößert werden. Unter Berücksichtigung dieses Nachteils ist die Vorrichtung der ersten Ausführungsform derart konfiguriert, dass sowohl die Induktivität 117 als auch der Kondensator 116A in der Zündspulenvorrichtung 102 installiert sind und eine Isolierungsbehandlung unter Verwendung eines Epoxid-Materials angewendet wird, das darin eingefüllt wird.
Indem ferner die Induktivität 117 derart installiert wird, so dass diese kaum mit der Primärspule 111 und der Sekundärspule 112 magnetisch interferiert, wird es möglich, die Performance der Vorrichtung zu stabilisieren und die Qualität zu erhöhen. Insbesondere wird die Induktivität 117 derart installiert, dass Flüsse, die von dem elektrischen Leiter 117 und der Primär- und Sekundärspulen 111 und 112 erzeugt werden, nicht parallel zueinander orientiert sind. Zum Beispiel wird die Induktivität 117, wie in 2A gezeigt, derart installiert, dass die Flüsse senkrecht zueinander orientiert sind.
Durch Verwendung eines Hohlkerns oder eines Kerns vom offenen Magnetpfadtyp für die Induktivität 117 kann die Zündspulenvorrichtung 102 verkleinert werden. Der Grund für diese Verkleinerung ergibt sich wie folgt. Da ein Hochfrequenz-AC-Strom von mehreren Ampere durch die Induktivität 117 fließt, erfolgt in einem Kern vom geschlossenen Magnetpfadtyp ohne weiteres eine magnetische Sättigung. Wenn die Möglichkeit eröffnet wird, eine magnetische Sättigung zu verhindern, wird ein sehr großer Kern erforderlich. Folglich wird die Zündspulenvorrichtung 102, die einen derart großen Kern umgibt, in ihrer Größe erhöht.
Wie erläutert, besteht die Zündspulenvorrichtung für eine Hochfrequenzentladung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung aus einer einfachen und kompakten Konfiguration und ist nicht nur in der Lage, eine Hochenergie-Entladung effizient zu erhalten, sondern kann darüber hinaus ein großes Entladungsplasma ausbilden. Selbst dann, wenn eine Zündkerze mit einer geringen Funkenstrecke verwendet wird, werden das Startverhalten und die Verbrennungscharakteristik nicht verschlechtert. Folglich wird es möglich, das Gewicht zu reduzieren, indem eine verstärkte Verkleinerung verwendet wird, und die thermische Effizienz zu erhöhen, indem ein Kompressionsverhältnis erhöht wird.
Folglich kann der Kraftstoff merklich reduziert werden, der zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, und die Emission von CO₂ wird wesentlich reduziert. Es erfolgt somit ein Beitrag zum Umweltschutz.
Zweite Ausführungsform
Eine Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird jetzt erläutert. In der obigen ersten Ausführungsform sind die Widerstandsvorrichtung 115A und der Kondensator 116A an der Außenseite eines Zündkerzenlochs installiert. In der zweiten Ausführungsform sind die Widerstandsvorrichtung und der Kondensator im Gegensatz dazu in dem Zündkerzenloch installiert, so dass ein Strahlungsrauschen ferner unterdrückt werden kann.
Die 3A und 3B sind Ansichten zur Darstellung einer Konfiguration einer Zündspulenvorrichtung 102 zur Hochfrequenzentladung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Bezugnehmend auf die 3A und 3B wird, da die Schaltungskonfiguration und die Komponenten, die in der Zündspulenvorrichtung 102 installiert sind, die gleichen wie jene der obigen ersten sind, die Beschreibung nicht wiederholt, und nur der Unterschied wird detailliert erläutert.
In der zweiten Ausführungsform sind, wie in 3A gezeigt, eine Widerstandsvorrichtung 115B und ein Kondensator 116B in einem Zündkerzenloch 301 installiert.
Der Kondensator 116B weist eine Zylinderform auf, wie in 3B gezeigt. Eine Seite einer Elektrode ist eine innere Oberfläche 302A des Zylinders und die andere Seite ist eine äußere Oberfläche 302B des Zylinders.
Ein Ende der Widerstandsvorrichtung 115B ist mit der Sekundärspule 112 verbunden, und das andere Ende wird in einen Anschluss 206 eingefügt und mit dem Anschluss 206 elektrisch verbunden. Der Anschluss 206 wird in den Zylinder eingefügt, der den Kondensator 116B ausbildet, und kommt in einen elektrischen und physikalischen Kontakt mit der Elektrode 302A an der inneren Oberfläche. Darüber hinaus wird der Anschluss 206 derart installiert, so dass ein Kontakt mit einer Feder 204 und einer Hülle 205B vorliegt.
Die Elektrode 302B an der äußeren Oberfläche des Zylinders, wobei es sich um eine Elektrode an dem anderen Ende des Kondensators 116B handelt, ist mit der Induktivität 117 verbunden und daher ferner mit der Hochfrequenz-Energieversorgung 103 verbunden.
Die obige Konfiguration kann einen Pfad verkürzen, durch den ein Strom eines kapazitiven Entladungssystems als eine Rauschquelle fließt, auf eine kürzeste Länge. Indem der Pfad in dem Zündkerzenloch 301 verbleibt, wird es ferner möglich, das Austreten von Rauschen außerhalb der Kraftmaschine zu verhindern.
Wie erläutert, besteht die Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung aus einer einfachen und kompakten Konfiguration und ist nicht nur in der Lage, eine Hochenergie-Entladung effizient zu erhalten, sondern darüber hinaus ein großes Entladungsplasma auszubilden, während ein Strahlungsrauschen reduziert wird. Selbst dann, wenn eine Zündkerze mit einer geringen Funkenstrecke verwendet wird, werden das Startverhalten und die Verbrennungscharakteristik nicht verschlechtert. Folglich wird es möglich, ein Gewicht zu reduzieren, indem eine verstärkte Verkleinerung verwendet wird, und eine thermische Effizienz zu erhöhen, indem ein Kompressionsverhältnis erhöht wird.
Der Kraftstoff, der zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, kann folglich merklich reduziert werden, und eine CO₂-Emission wird erheblich reduziert. Es erfolgt somit ein Beitrag zum Umweltschutz.
Die Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung der Erfindung ist in einem Fahrzeug, einem Motorrad, einem Außenbordmotor und anderen Spezialmaschinen angebracht, die eine Verbrennungskraftmaschine verwenden, und führt zu einer Zündung von Kraftstoff auf zuverlässige Art und Weise, um die Verbrennungskraftmaschine effizient zu betreiben. Die Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung der Erfindung ist somit nützlich, um das Problem endlicher Kraftstoffvorräte zu lösen und die Umwelt zu schützen.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden dem Durchschnittsfachmann ersichtlich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, und es wird verstanden, dass diese nicht auf die hier dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist.
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

JP 2011-099410 A [0008]

Claims

Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung, umfassend: eine Primärspule (111) zum Erzeugen und Akkumulieren eines Flusses, wenn ein Strom fließt; eine Sekundärspule (112), magnetisch gekoppelt zu der Primärspule (111), zum Erzeugen einer vorbestimmten Hochspannung, wenn Energie des akkumulierten Flusses freigegeben wird, und verbunden mit einem Ende eines Hochspannungsanschlusses, der verwendet wird zur Energieversorgung an eine externe Vorrichtung; einen Kondensator (116), verbunden mit dem Hochspannungsanschluss und ausgebildet zum Verhindern eines Durchgangs der Hochspannung; und eine Induktivität (117), verbunden mit dem Kondensator (116), und der, zusammen mit dem Kondensator, einen Bandpassfilter ausbildet, der einen Durchgang einer alleinigen vorbestimmten Frequenzkomponente ermöglicht, wobei die Primärspule (111), die Sekundärspule (112), der Kondensator (116) und die Induktivität (117) in einem gleichen Gehäuse installiert sind.
Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung, umfassend: eine Primärspule (111) zum Erzeugen und Akkumulieren eines Flusses, wenn ein Strom fließt; einen Widerstand (115), der verwendet wird zum Unterdrücken von Strahlungsrauschen; eine Sekundärspule (112), magnetisch gekoppelt mit der Primärspule (111), um eine vorbestimmte Hochspannung zu erzeugen, wenn eine Energie des akkumulierten Flusses freigegeben wird, und an einem Ende über dem Widerstand (115) mit einem Hochspannungsanschluss verbunden, der verwendet wird, um Energie an eine externe Vorrichtung zu liefern; einen Kondensator (116), verbunden mit dem Hochspannungsanschluss, und zum Verhindern eines Durchgangs der Hochspannung; und eine Induktivität (117), verbunden mit dem Kondensator (116), und die, zusammen mit dem Kondensator, einen Bandpassfilter ausbildet, der einen Durchgang einer alleinigen vorbestimmten Frequenzkomponente ermöglicht, wobei die Primärspule (111), die Sekundärspule (112), der Kondensator (116), die Induktivität (117) und der Widerstand (115) in einem gleichen Gehäuse installiert sind.
Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Induktivität (117) derart installiert ist, dass ein Fluss davon und Flüsse der Primärspule (111) und der Sekundärspule (112) nicht parallel zueinander orientiert sind.
Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kondensator (116) eine Kapazität von 100 pF oder weniger aufweist.
Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Feder (204), verbunden mit dem Hochspannungsanschluss, und verwendet zum Aufrechterhalten eines Kontakts mit der externen Vorrichtung; und eine Hülle (205A, 205B), die installiert ist, um die Feder (204) abzudecken, und die nicht nur zum Aufrechterhalten eines Kontakts mit der externen Vorrichtung verwendet wird, sondern auch zum Reduzieren einer Impedanz über einem Pfad von dem Hochspannungsanschluss zu der externen Vorrichtung.
Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung nach Anspruch 1, wobei der Kondensator (116) installiert ist, um in ein Zündkerzenloch (301) der Kraftmaschine zu passen, an der die Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung angebracht ist.
Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung nach Anspruch 2, wobei der Kondensator (116) und/oder der Widerstand (115) installiert sind, um in ein Zündkerzenloch (301) der Kraftmaschine zu passen, an der die Zündspulenvorrichtung zur Hochfrequenzentladung angebracht ist.