DE102014002557A1 - Method of operating an igniter - Google Patents

Method of operating an igniter Download PDF

Info

Publication number
DE102014002557A1
DE102014002557A1 DE102014002557.8A DE102014002557A DE102014002557A1 DE 102014002557 A1 DE102014002557 A1 DE 102014002557A1 DE 102014002557 A DE102014002557 A DE 102014002557A DE 102014002557 A1 DE102014002557 A1 DE 102014002557A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
primary current
primary
switching element
ignition
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014002557.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Gerhard Landsmann
Stefan Zehnpfund
Sascha Schmuck
Nicolas Frevert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Priority to DE102014002557.8A priority Critical patent/DE102014002557A1/en
Publication of DE102014002557A1 publication Critical patent/DE102014002557A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/0407—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F02P3/051—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/053—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Es wird eine Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Die Zündvorrichtung (1) weist eine als Transformator ausgebildete Zündspule (3), eine mit der Zündspule (3) elektrisch verbundene Zündkerze (4) und ein in Serie zu einer Primärwicklung (5) der Zündspule (3) geschaltetes ansteuerbares Schaltelement (6) auf. Das Verfahren führt ein Vorionisieren von Gasen in einer Zündfunkenstrecke (7) der Zündkerze (4) durch mindestens eine Unterbrechung (Δt) eines Primärstroms (IP) der Primärwicklung (5) mittels des Schaltelements (6) vor Erreichen eines Zündzeitpunkts (tZ) der Zündkerze (4) aus.A method for operating an ignition device (1) for an internal combustion engine is described. The ignition device (1) has an ignition coil (3) designed as a transformer, a spark plug (4) electrically connected to the ignition coil (3), and a controllable switching element (6) connected in series with a primary winding (5) of the ignition coil (3) , The method performs a pre-ionization of gases in a spark gap (7) of the spark plug (4) by at least one interruption (.DELTA.t) of a primary current (IP) of the primary winding (5) by means of the switching element (6) before reaching an ignition timing (tZ) of the spark plug (4) off.

Description

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Die Zündvorrichtung weist eine als Transformator ausgebildete Zündspule, eine mit der Zündspule elektrisch verbundene Zündkerze und ein in Serie zu einer Primärwicklung der Zündspule geschaltetes ansteuerbares Schaltelement auf.A method for operating an ignition device for an internal combustion engine is described. The ignition device comprises an ignition coil designed as a transformer, a spark plug electrically connected to the ignition coil and a controllable switching element connected in series with a primary winding of the ignition coil.

Eine derartiges Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung ist aus der Druckschrift DE 10 2009 057 925 B4 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird eine Steuereinheit mit einem Steuereingang für das Schaltelement gebildet. Mit der Steuereinheit wird eine einstellbare Versorgungsspannung für die Zündspule und ein Ansteuersignal für das Schaltelement abhängig von Strömen durch die Primär- und Sekundärwicklung der Zündspule und von der Spannung zwischen dem Verbindungspunkt der Primärwicklung der Zündspule mit dem Schaltelement und dem negativen Anschluss der Versorgungsspannung bereitgestellt.Such a method for operating an igniter is from the document DE 10 2009 057 925 B4 known. In the known method, a control unit is formed with a control input for the switching element. The control unit provides an adjustable supply voltage for the ignition coil and a drive signal for the switching element depending on currents through the primary and secondary windings of the ignition coil and the voltage between the junction of the primary winding of the ignition coil with the switching element and the negative terminal of the supply voltage.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung zu schaffen, das für neue Brennkraftmaschinen mit erhöhter Aufladung durch Turbolader geeignet ist, ohne die Zündfunkenstrecke vermindern zu müssen und ohne dass eine höhere Isolationsfestigkeit für Zündkabel und Zündkerzen erforderlich wird.An object of the present invention is to provide a method of operating an ignition device suitable for new supercharged turbocharged internal combustion engines without having to reduce the spark gap and without requiring higher insulation strength for ignition cables and spark plugs.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the subject matter of the independent claims. Advantageous developments emerge with the dependent claims.

Mit einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Die Zündvorrichtung weist eine als Transformator ausgebildete Zündspule, eine mit der Zündspule elektrisch verbundene Zündkerze und ein in Serie zu einer Primärwicklung der Zündspule geschaltetes ansteuerbares Schaltelement auf. Das Verfahren führt ein Vorionisieren von Gasen in einer Zündfunkenstrecke der Zündkerze durch mindestens eine Unterbrechung eines Primärstroms der Primärwicklung mittels des Schaltelements vor Erreichen eines Zündzeitpunkts der Zündkerze durch.A first aspect of the invention describes a method for operating an ignition device for an internal combustion engine. The ignition device comprises an ignition coil designed as a transformer, a spark plug electrically connected to the ignition coil and a controllable switching element connected in series with a primary winding of the ignition coil. The method performs a pre-ionization of gases in a spark gap of the spark plug by at least interrupting a primary current of the primary winding by means of the switching element before reaching an ignition timing of the spark plug.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass durch das Vorionisieren von Gasen in der Zündfunkenstrecke mittels mindestens einer Unterbrechung eines Primärstroms der Primärwicklung vor Erreichen eines Zündzeitpunkts der Zündkerze die Zündung der Brennkraftmaschine einerseits bei verminderter Durchbruchspannung und andererseits bei gleichbleibender oder auch vergrößerter Zündfunkenstrecke erfolgen kann. Das hat zur Folge, dass für neue Brennkraftmaschinen mit erhöhter Aufladung durch Turbolader gegenüber gegenwärtig angewandter Aufladung durch Turbolader weder die Isolationsfestigkeiten von Zündkabeln und Zündkerzen erhöht werden müssen noch die Brennstrecke der Zündkerzen verkleinert werden muss. Vielmehr kann die Zuverlässigkeit beim Betreiben der Zündvorrichtung und die Lebensdauer der Zündkerzen der Zündvorrichtung erhöht werden.This method has the advantage that by pre-ionizing gases in the spark gap by means of at least one interruption of a primary current of the primary winding before reaching an ignition timing of the spark plug, the ignition of the internal combustion engine on the one hand with reduced breakdown voltage and on the other hand can be done with a constant or enlarged spark gap. As a result, for new supercharged turbocharged engines over turbocharger turbocharging currently used, neither the insulation strengths of igniter cables and spark plugs need to be increased, nor does the focal length of the spark plugs need to be reduced. Rather, the reliability in operating the igniter and the life of the spark plugs of the igniter can be increased.

Dazu wird in einer weiteren Durchführung des Verfahrens eine Zeitspanne tu der Unterbrechung mit tu ≤ 100 μs, in einer Ausführungsform mit tu zwischen 10 μs ≤ tu ≤ 40 μs, und in einer Ausführungsform 30 μs vorgesehen. Bei einer derartigen Zeitspanne der Unterbrechung lässt sich eine geeignete Vorionisation erzielen, da die Sekundärspannung ausreichend ansteigen kann. Gleichzeitig ist es möglich, während des Anstiegs des Primärstroms mehrere derartige Unterbrechungen durchzuführen.For this purpose, in a further implementation of the method, a time interval t u of interruption is provided with t u ≦ 100 μs, in one embodiment with t u between 10 μs ≦ t u ≦ 40 μs, and in one embodiment 30 μs. With such a period of interruption, a suitable pre-ionization can be achieved because the secondary voltage can rise sufficiently. At the same time it is possible to perform several such interruptions during the rise of the primary current.

Die mindestens eine Unterbrechung erfolgt in einer Ausführungsform während eines linearen Anstiegs des Primärstroms in einer Aufladephase der Zündspule bis zu einem Schwellwert IPImax des Primärstroms. Dabei bildet sich über der Zündstrecke eine Ionisationsspannung USI aus, die mindestens 5 kV unter einer Durchbruchspannung zwischen 20 und 50 kV liegen soll, ohne dass sich ein Zündfunke zwischen den Elektroden der Zündkerze ausbildet. Somit kann die zum Zündzeitpunkt erforderliche Durchbruchspannung bei gleichbleibendem Elektrodenabstand der Zündkerze durch das Vorionisieren der Gase in der Zündfunkenstrecke um mehrere Kilovolt deutlich vermindert werden.The at least one interruption occurs in one embodiment during a linear increase of the primary current in a charging phase of the ignition coil up to a threshold value I PI max of the primary current. In this case, an ionization voltage U SI forms over the firing range, which should be at least 5 kV below a breakdown voltage between 20 and 50 kV, without an ignition spark forming between the electrodes of the spark plug. Thus, the breakdown voltage required at the time of ignition can be significantly reduced by several kilovolts with the electrode spark plug remaining constant by pre-ionizing the gases in the spark gap.

In einer Ausführungsform wird der Schwellwert IPImax in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen vorgegeben. Das ermöglicht eine Optimierung der Vorionisation, da die Vorionisation durch das Anlegen einer Spannung zwischen den Zündkerzen erreicht wird. Dabei ist die Spannung hoch genug ist für eine Ionisierung des Gases, jedoch zu niedrig, um einen Durchbruch oder einen Zündfunken zu erzeugen. Durch eine optimale Wahl des Bereichs für die Spannung, der insbesondere auch durch die Wahl des Schwellwert IPImax vorgegeben wird, wird die Vorionisation geeignet gesteuert.In one embodiment, the threshold value I PI max is predefined as a function of engine operating states. This makes it possible to optimize the preionization, since the preionization is achieved by the application of a voltage between the spark plugs. The voltage is high enough for ionization of the gas, but too low to produce a breakdown or spark. By an optimal choice of the range for the voltage, which is in particular given by the choice of the threshold I PI max, the pre-ionization is suitably controlled.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden nachfolgende Verfahrensschritte durchgeführt. Zunächst wird eine Gleichspannung an die Primärwicklung der Zündspule unter Schließen des seriell im Primärstromkreis angeordneten Schaltelements nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit angelegt. Es folgt ein lineares Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit an das Schaltelement zur Unterbrechung des Primärstroms unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke. Nach mindestens einer Unterbrechung von einigen Mikrosekunden erfolgt ein weiteres lineares Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis. Schließlich wird die Aufladung der Zündspule bis zu einem betriebsbedingten Zündzeitpunkt der Zündkerze der Brennkraftmaschine fortgesetzt unter Eingabe eines Abschaltsignals an das Schaltelement und Auslösen einer durch das Vorionisieren verminderten Durchbruchspannung der Zündfunkenstrecke.In one embodiment of the method, subsequent method steps are performed. First, a DC voltage is applied to the primary coil of the ignition coil while closing the switching element serially arranged in the primary circuit after inputting a turn-on signal of a control unit. It follows a linear increase of the primary current in the primary circuit until the input of at least one switch-off signal of the control unit to the switching element for interrupting the primary current to form a Ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap. After at least one interruption of a few microseconds, a further linear increase in the primary current takes place in the primary circuit. Finally, the charging of the ignition coil is continued until an operational ignition timing of the spark plug of the internal combustion engine with input of a switch-off signal to the switching element and triggering a reduced by the pre-ionization breakdown voltage of the spark gap.

Für mehrfache Unterbrechungen des Primärstroms weist das Verfahren weiterhin die folgenden Verfahrensschritte auf. Ein Abschaltsignal der Steuereinheit an das Schaltelement wird zur wiederholten Unterbrechung des Primärstroms unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke erneut eingegeben. Anschießend erfolgt ein wiederholtes Fortsetzen des linearen Anstiegs des Primärstroms mit anschließender Unterbrechung, bis ein maximaler Schwellwert für den Primärstrom in einer aktiven Ionisationsphase jedoch deutlich unterhalb einer durch die Vorionisation verminderten Durchbruchspannung erreicht ist.For multiple interruptions of the primary current, the method further comprises the following method steps. A turn-off signal of the control unit to the switching element is reentered for repeatedly interrupting the primary current to form an ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap. Anschießend carried a repeated continuation of the linear increase of the primary current with subsequent interruption until a maximum threshold for the primary current in an active ionization phase, however, is reached significantly below a reduced by the pre-ionization breakdown voltage.

Mit einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Zündvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, wobei die Zündvorrichtung eine Gleichspannungsquelle aufweist, die ausgebildet ist zum Anlegen einer Gleichspannung an eine Primärwicklung einer Zündspule unter Schließen eines seriell im Primärstromkreis angeordneten Schaltelements nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit.In a second aspect of the invention, an ignition device for carrying out the method is described, wherein the ignition device has a DC voltage source which is designed to apply a DC voltage to a primary winding of an ignition coil by closing a switching element arranged serially in the primary circuit after inputting a switch-on signal of a control unit.

Ferner umfasst die Zündvorrichtung eine Einrichtung, die ausgebildet ist, ein lineares Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis zu bewirken bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit an das Schaltelement zur Unterbrechung des Primärstroms unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke.Furthermore, the ignition device comprises a device which is designed to effect a linear increase of the primary current in the primary circuit until the input of at least one switch-off signal of the control unit to the switching element for interrupting the primary current to form an ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap.

Darüber hinaus verfügt die Zündvorrichtung über eine Einrichtung, die ausgebildet ist zum Bewirken eines weiteren linearen Anstiegs des Primärstroms in dem Primärstromkreis nach mindestens einer Unterbrechung von einigen Mikrosekunden.In addition, the initiator has means configured to cause a further linear increase in the primary current in the primary circuit after at least a few microsecond break.

Schließlich weist die Zündvorrichtung eine Einrichtung auf, die ausgebildet ist zum Fortsetzen der Aufladung der Zündspule bis zu einem betriebsbedingten Zündzeitpunkt der Zündkerze der Brennkraftmaschine unter Eingabe eines Abschaltsignals an das Schaltelement und Auslösen einer durch das Vorionisieren verminderten Durchbruchspannung der Zündfunkenstrecke.Finally, the ignition device has a device which is designed to continue the charging of the ignition coil up to an operational ignition timing of the spark plug of the internal combustion engine by inputting a switch-off signal to the switching element and triggering a reduced by the pre-ionization breakdown voltage of the spark gap.

Zum mehrfachen Unterbrechen des Primärstroms weist die Zündvorrichtung weiterhin eine Einrichtung auf, die ausgebildet ist zur erneuten Eingabe eines Abschaltsignals der Steuereinheit an das Schaltelement unter wiederholter Unterbrechung des Primärstroms mit Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke.For multiple interruption of the primary current, the ignition device further comprises a device which is designed to reenter a turn-off signal of the control unit to the switching element with repeated interruption of the primary current with formation of a kilovolt ionisation voltage at the spark gap.

Darüber hinaus umfasst die Zündvorrichtung eine Einrichtung, die ausgebildet ist zum wiederholten Fortsetzen des linearen Anstiegs des Primärstroms mit anschließender Unterbrechung bis ein maximaler Schwellwert für den Primärstrom einer aktiven Ionisationsphase unterhalb einer durch die Vorionisation verminderten Durchbruchspannung erreicht ist.In addition, the ignition device comprises a device which is designed to repeatedly continue the linear increase of the primary current with subsequent interruption until a maximum threshold value for the primary current of an active ionization phase is reached below a breakdown voltage reduced by the pre-ionization.

Mit einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt beschrieben, das, wenn es auf einer Recheneinheit für eine Zündvorrichtung ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, folgende Schritte auszuführen.A third aspect of the invention describes a computer program product which, when executed on an arithmetic unit for an ignition device, instructs the arithmetic unit to carry out the following steps.

Zunächst wird die Recheneinheit angeleitet, eine Gleichspannung an die Primärwicklung der Zündspule unter Schließen des seriell im Primärstromkreis angeordneten Schaltelements nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit anzulegen.First, the arithmetic unit is instructed to apply a DC voltage to the primary winding of the ignition coil while closing the switching element arranged serially in the primary circuit after inputting a turn-on signal to a control unit.

Ferner wird die Recheneinheit angeleitet, den Primärstrom in dem Primärstromkreis linear ansteigen zu lassen bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit an das Schaltelement zur Unterbrechung des Primärstroms unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke.Furthermore, the arithmetic unit is instructed to increase the primary current in the primary circuit linearly until the input of at least one switch-off signal of the control unit to the switching element for interrupting the primary current to form an ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap.

Darüber hinaus wird die Recheneinheit angeleitet, ein weiteres lineares Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis nach mindestens einer Unterbrechung von einigen Mikrosekunden fortzusetzen.In addition, the arithmetic unit is instructed to continue a further linear increase of the primary current in the primary circuit after at least an interruption of a few microseconds.

Schließlich wird die Recheneinheit angeleitet, die Aufladung der Zündspule fortzusetzen bis zu einem betriebsbedingten Zündzeitpunkt der Zündkerze der Brennkraftmaschine unter Eingabe eines Abschaltsignals an das Schaltelement und Auslösen einer durch das Vorionisieren verminderten Durchbruchspannung der Zündfunkenstrecke.Finally, the arithmetic unit is instructed to continue the charging of the ignition coil until an operational ignition timing of the spark plug of the internal combustion engine by inputting a shutdown signal to the switching element and triggering a reduced by the preionization breakdown voltage of the spark gap.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass ein Computerprogrammprodukt, das, wenn es auf einer Recheneinheit für eine Zündvorrichtung ausgeführt wird, die Recheneinheit weiterhin anleitet, für mehrfache Unterbrechungen des Primärstroms zusätzlich nachfolgende Schritte auszuführen.A further aspect of the invention provides that a computer program product which, when executed on an arithmetic unit for an ignition device, further instructs the arithmetic unit to additionally perform subsequent steps for multiple interruptions of the primary current.

Dabei wird die Recheneinheit angeleitet, erneut ein Abschaltsignal der Steuereinheit an das Schaltelement zur wiederholten Unterbrechung des Primärstroms einzugeben unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke. In this case, the arithmetic unit is instructed to again enter a switch-off signal of the control unit to the switching element for repeated interruption of the primary current to form an ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap.

Darüber hinaus wird die Recheneinheit angeleitet, den linearen Anstieg des Primärstroms wiederholt fortzusetzen mit anschließender Unterbrechung bis ein maximaler Schwellwert für den Primärstrom einer aktiven Ionisationsphase unterhalb einer durch die Vorionisation verminderten Durchbruchspannung erreicht ist.In addition, the arithmetic unit is instructed to continue the linear increase of the primary current repeatedly followed by interruption until a maximum threshold value for the primary current of an active ionization phase below a breakdown voltage reduced by the pre-ionization is reached.

Ferner umfasst die Zündvorrichtung ein computerlesbares Medium, auf dem ein Computerprogrammprodukt gespeichert ist.Furthermore, the ignition device comprises a computer-readable medium on which a computer program product is stored.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Betreiben einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine angegeben, wobei die Zündvorrichtung eine als Transformator ausgebildete Zündspule, eine mit der Zündspule elektrisch verbundene Zündkerze und ein in Serie zu einer Primärwicklung der Zündspule geschaltetes ansteuerbares Schaltelement aufweist, und wobei die Vorrichtung Mittel zum Vorionisieren von Gasen in der Zündfunkenstrecke der Zündkerze durch mindestens eine Unterbrechung des Primärstroms der Primärwicklung vor Erreichen eines Zündzeitpunkts der Zündkerze aufweist.According to one aspect of the invention, there is provided an apparatus for operating an ignition device for an internal combustion engine, the ignition device comprising an ignition coil configured as a transformer, a spark plug electrically connected to the ignition coil, and a controllable switching element connected in series with a primary winding of the ignition coil, and wherein the Apparatus comprises means for pre-ionizing gases in the spark gap of the spark plug by at least interrupting the primary current of the primary winding before reaching an ignition timing of the spark plug.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Betreiben der Zündvorrichtung für die Brennkraftmaschine Mittel auf zum Unterbrechen des Primärstroms für eine Zeitspanne tu mit tu ≤ 100 μs, insbesondere mit 10 μs ≤ tu ≤ 40 μs und insbesondere tu = 30 μs.In one embodiment, the device for operating the ignition device for the internal combustion engine comprises means for interrupting the primary current for a time interval t u with t u ≦ 100 μs, in particular with 10 μs ≦ t u ≦ 40 μs and in particular t u = 30 μs.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Betreiben der Zündvorrichtung für die Brennkraftmaschine Mittel auf zum Erzeugen mehrerer Unterbrechungen während eines linearen Anstiegs des Primärstroms in einer Aufladephase der Zündspule bis zu einem Schwellwert IPImax.In one embodiment, the device for operating the ignition device for the internal combustion engine comprises means for generating a plurality of interruptions during a linear increase of the primary current in a charging phase of the ignition coil up to a threshold value I PI max.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Betreiben der Zündvorrichtung für die Brennkraftmaschine Mittel auf zur Vorgabe des Schwellwerts IPImax in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen.In one embodiment, the device for operating the ignition device for the internal combustion engine has means for presetting the threshold value I PI max as a function of engine operating states.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Betreiben der Zündvorrichtung für die Brennkraftmaschine Mittel auf zur Verminderung der im Zündzeitpunkt erforderliche Durchbruchspannung bei gleichbleibendem Elektrodenabstand der Zündkerze durch das Vorionisieren der Gase in der Zündfunkenstrecke.In one embodiment, the device for operating the ignition device for the internal combustion engine comprises means for reducing the breakdown voltage required at the ignition time with constant electrode spacing of the spark plug by pre-ionizing the gases in the spark gap.

Ein Durchführungsbeispiel des Verfahrens und eine Ausführungsform der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.An embodiment of the method and an embodiment of the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures.

1 zeigt eine Zündvorrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 1 shows an ignition device of an internal combustion engine according to an embodiment of the invention,

2 zeigt eine graphische Darstellung der Steuerspannung UEST, des Primärstroms IP, des Sekundärstroms IS und der Sekundärspannung US in Abhängigkeit von der Zeit t gemäß einem Durchführungsbeispiel der Erfindung, 2 shows a graphical representation of the control voltage U EST , the primary current I P , the secondary current I S and the secondary voltage U S as a function of the time t according to an embodiment of the invention,

3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben einer Zündvorrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß einem weiteren Durchführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows a flowchart of the method for operating an ignition device of an internal combustion engine according to another embodiment of the invention.

1 zeigt ein Schaltbild einer Zündvorrichtung 1 einer Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Zündvorrichtung 1 wird von einer Gleichspannungsquelle 12 mit einer Gleichspannung V= versorgt, die einen Primärstrom IP in einem Primärstromkreis 8 einer Zündspule 3 durch eine Primärwicklung 5 mit einer Primärinduktivität Lp fließen lässt, sobald ein in Serie in dem Primärstromkreis 8 angeordnetes Schaltelement 6 geschlossen wird. 1 shows a circuit diagram of an ignition device 1 an internal combustion engine according to an embodiment of the invention. The ignition device 1 is from a DC voltage source 12 supplied with a DC voltage V = , which is a primary current I P in a primary circuit 8th an ignition coil 3 through a primary winding 5 with a primary inductance L p , once in series in the primary circuit 8th arranged switching element 6 is closed.

Während die Primärwicklung 5 der Zündspule 3 nur wenige Windungen für einen Primärstrom IP in der Größenordnung von mehreren Ampere aufweist, hat die Sekundärwicklung 11 der Zündspule 3 ein Vielfaches an Windungen zur Ausbildung einer Sekundärinduktivität Ls, durch die ein Sekundärstrom IS im Sekundärstromkreis 9 beispielsweise von mehreren zehn Milliampere fließen kann, sobald der Primärstromkreis 8 unterbrochen wird und eine Zündfunkenstrecke 7 zwischen Zündelektroden 13 und 14 einer Zündkerze 4 die Durchbruchspannung von beispielsweise mehreren zehn Kilovolt (kV) erreicht und unter Ausbildung eines Zündfunkens der Sekunderstromkreis 9 geschlossen wird. Dabei liegt der Abstand a zwischen den Elektroden 13 und 14 im Bereich von einem Millimeter (mm) und kann aufgrund des Vorionisierens von Gasen zwischen den Elektroden 13 und 14 trotz verminderter Durchbruchspannung um mehrere Prozentpunkte vergrößert werden.While the primary winding 5 the ignition coil 3 has only a few turns for a primary current I P on the order of several amperes, has the secondary winding 11 the ignition coil 3 a multiple of turns to form a secondary inductance L s , through which a secondary current I S in the secondary circuit 9 for example, several tens of milliamperes can flow as soon as the primary circuit 8th is interrupted and a spark gap 7 between ignition electrodes 13 and 14 a spark plug 4 the breakdown voltage of, for example, several tens of kilovolts (kV) is reached and, forming a spark, the secondary circuit 9 is closed. The distance is a between the electrodes 13 and 14 in the range of one millimeter (mm) and may be due to the preionization of gases between the electrodes 13 and 14 despite reduced breakdown voltage can be increased by several percentage points.

Um dieses Vorionisieren von Gasen zwischen den Elektroden 13 und 14 zu erreichen, wird in der linearen Anstiegsphase des Primärstroms IP in dem Primärstromkreis 8 das Schaltelement 6 durch die Steuereinheit 10 mindestens einmal unterbrochen, so dass sich zwischen den Elektroden 13 und 14 eine Vorionisationsspannung USI im Kilovoltbereich mit mindestens 5 kV unterhalb der Durchbruchsspannung, ohne dass sich ein Zündfunke zwischen den Elektroden 13 und 14 der Zündkerze 4 ausbildet.To this preionization of gases between the electrodes 13 and 14 is reached, in the linear rising phase of the primary current I P in the primary circuit 8th the switching element 6 through the control unit 10 interrupted at least once, so that between the electrodes 13 and 14 a Vorionisationsspannung U SI in the kilovolt range with at least 5 kV below the breakdown voltage, without causing a spark between the electrodes 13 and 14 the spark plug 4 formed.

2 zeigt eine graphische Darstellung der Steuerspannung UEST, des Primärstroms IP, des Sekundärstroms IS und der Sekundärspannung US in Abhängigkeit von der Zeit t gemäß einem Durchführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Durchführungsbeispiel wird innerhalb einer Ionisierungszeitspanne ti der lineare Anstieg des Primärstroms IP dreimal unterbrochen bei den Unterbrechungen Δt1, Δt2 und Δt3 für Unterbrechungszeitspannen von tu1, tu2 und tu3. Diese Unterbrechungen Δt1, Δt2 und Δt3 des Primärstroms IP werden von der Steuerspannung UEST für das Schaltelement von 5 V verursacht, indem die Steuerspannung UEST dreimal nach den Zeitspannen tp1, tp2 und tp3 jeweils für die Unterbrechungszeitspanne tu1, tu2 und tu3 unterbrochen wird, die beispielsweise bei tu ≤ 100 μs und vorzugsweise zwischen 10 μs ≤ tu ≤ 40 μs und besonders bevorzugt bei 30 μs liegt. 2 shows a graphical representation of the control voltage U EST , the primary current I P , the secondary current I S and the secondary voltage U S as a function of the time t according to an embodiment of the invention. In this operation example of the linear increase of the primary current I P is within a Ionisierungszeitspanne t i interrupted three times during the interruptions .DELTA.t 1, .DELTA.t.sub.2 and At 3 for interruption time intervals of t u1, t u2 and u3 t. These interruptions .DELTA.t 1 , .DELTA.t 2 and .DELTA.t 3 of the primary current IP are caused by the control voltage U EST for the switching element of 5 V by the control voltage U EST three times after the periods t p1 , t p2 and t p3 each for the interruption time period t u1 , t u2 and t u3 , which is for example at t u ≤ 100 μs and preferably between 10 μs ≤ t u ≤ 40 μs and particularly preferably 30 μs.

Die Aufladung der Zündspule mit Hilfe des linear ansteigenden Primärstroms IP kann nur solange für die Ionisierungsphase innerhalb der Ionisationszeitspanne ti unterbrochen werden, bis beispielsweise ein maximaler primärer Ionisierungsstrom von IPImax ≤ 8 A, erreicht ist. Dieser Schwellwert IPImax soll unterhalb beispielsweise eines maximalen Primärstroms von IPmax ≤ 20 A liegen, um ein vorzeitiges Zünden der Zündfunkenstrecke zu vermeiden, wobei der Schwellwert IPImax in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen wie Motordrehzahl und Motorlast vorgegeben wird.The charging of the ignition coil with the aid of the linearly increasing primary current I P can only be interrupted for the ionization phase within the ionization time period t i until, for example, a maximum primary ionization current of I PI max ≦ 8 A is reached. This threshold value I PI max should be below, for example, a maximum primary current of I P max ≤ 20 A, in order to avoid a premature ignition of the spark gap, wherein the threshold value I PI max is predetermined depending on engine operating conditions such as engine speed and engine load.

Wie der Verlauf der Sekundärspannung zeigt, liegt an den Elektroden der Zündkerze bei der ersten Unterbrechung Δt1 eine Ionisationsspannung USI1, bei der zweiten Unterbrechung Δt2 eine Ionisationsspannung von USI2 an und bei der dritten Unterbrechung Δt3 des Primärstroms IP wird eine Ionisationsspannung USI3 an den Elektroden der Zündkerze erreicht, die zunächst beispielsweise im einstelligen Kilovoltbereich für USI1 und USI2 liegt und beispielsweise bis zu 12 kV bei USI3 ansteigen kann. Durch die Ionisation nimmt die Spannung USI3 bis zum Ende der Aufladephase td geringfügig ab.As the course of the secondary voltage shows, the electrodes of the spark plug at the first interruption .DELTA.t 1 an ionization voltage U SI1 , at the second interruption .DELTA.t 2 an ionization voltage of U SI2 and at the third interruption .DELTA.t 3 of the primary current I P is an ionization voltage U reaches SI3 at the electrodes of the spark plug, which is initially, for example, in the single-digit kilovolt range for U SI1 and U SI2 and, for example, can rise up to 12 kV at U SI3 . Due to the ionization, the voltage U SI3 decreases slightly until the end of the charging phase t d .

Im Zündzeitpunkt tZ bildet sich eine aufgrund des Vorionisierens der Gase in der Zündfunkstrecke um den Betrag ΔUSB verminderte Durchbruchspannung USB aus. Diese Verminderung ΔUSB kann bis zu 10 kV betragen, so dass aufgrund des Vorionisierens der Durchbruchspannungsbereich bei gleichbleibendem Abstand der Elektroden der Zündkerze deutlich vermindert ist. Nach dem Zündzeitpunkt setzt eine Brenndauer tb ein, bei der der Sekundärstrom IS von beispielsweise 150 Milliampere auf 0 A innerhalb von beispielsweise bis zu 2 Millisekunden fällt. Während der Brenndauer tb stellt sich eine Brennspannung USZ zwischen den Elektroden der Zündkerze von beispielsweise ungefähr 1 kV ein.At the ignition time t Z , a breakdown voltage U SB reduced by the amount ΔU SB due to the pre-ionization of the gases in the spark gap is formed. This reduction .DELTA.U SB can be up to 10 kV, so that due to the Vorionisierens the breakdown voltage range at a constant distance of the electrodes of the spark plug is significantly reduced. After the ignition time, a burning time t b sets in, in which the secondary current I S of, for example, 150 milliamps falls to 0 A within, for example, up to 2 milliseconds. During the burning time t b , a burning voltage U SZ between the electrodes of the spark plug, for example, of about 1 kV sets.

3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben einer Zündvorrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß einem weiteren Durchführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows a flowchart of the method for operating an ignition device of an internal combustion engine according to another embodiment of the invention.

Das Verfahren beginnt mit einem Startschritt 100, wobei im Verfahrensschritt 101 ein Anlegen einer Gleichspannung an die Primärwicklung der Zündspule unter Schließen des seriell im Primärstromkreis angeordneten Schaltelements nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit erfolgt.The process starts with a start step 100 , wherein in the process step 101 applying a DC voltage to the primary winding of the ignition coil while closing the serially arranged in the primary circuit switching element after input of a turn-on signal of a control unit takes place.

Im Verfahrensschritt 102 erfolgt ein lineares Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit an das Schaltelement zur Unterbrechung des Primärstroms zur Ausbildung einer Ionisationsspannung im beispielsweise Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke.In the process step 102 there is a linear increase of the primary current in the primary circuit until the input of at least one switch-off signal of the control unit to the switching element for interrupting the primary current to form an ionization in the example kilovolt range at the spark gap.

Im Verfahrensschritt 103 wird das lineare Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis nach mindestens der einen Unterbrechung des Verfahrensschritts 102 nach beispielsweise einigen Mikrosekunden fortgesetzt.In the process step 103 becomes the linear increase of the primary current in the primary circuit after at least the one interruption of the process step 102 continued after, for example, a few microseconds.

Im Entscheidungsschritt 104 wird überprüft, ob der Primärstrom zum Ionisieren von Gasen der Zündfunkenstrecke der Zündkerze einen Schwellwert in Form eines maximalen Primärstroms in der Ionisationsphase IPImax erreicht hat.In the decision step 104 It is checked whether the primary current for ionizing gases of the spark gap of the spark plug has reached a threshold in the form of a maximum primary current in the ionization phase I PI max.

Ist das nicht der Fall, wird mit dem Verfahrensschritt 105 fortgesetzt, bei dem erneut eine Unterbrechung von einigen Mikrosekunden des Primärstroms initiiert wird. Danach wird mit dem Verfahrensschritt 106 mit dem linearen Ansteigen des Primärstroms für eine begrenzte Zeit beispielsweise von mehreren 10 Mikrosekunden fortgesetzt, bis erneut im Entscheidungsschritt 104 die oben erwähnte Prüfung folgt. Diese Schritte werden solange durchgeführt, bis der oben erwähnte Schwellwert des Primärstroms IP erreicht ist.If this is not the case, the process step 105 which initiates an interruption of a few microseconds of the primary current again. Thereafter, the process step 106 with the linear increase of the primary current for a limited time, for example, several tens of microseconds, until again in the decision step 104 the above test follows. These steps are performed until the above-mentioned threshold value of the primary current I P is reached.

Wird in dem Entscheidungsschritt 104 festgestellt, dass der oben erwähnte Schwellwert erreicht ist, kann mit dem Verfahrensschritt 107 fortgesetzt werden, bei dem ein weiteres Ansteigen des Primärstroms IP freigegeben wird, bis im Verfahrensschritt 108 ein Zündzeitpunkt in Abhängigkeit beispielsweise von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors erreicht ist. Im Verfahrensschritt 109 wird über eine begrenzte Brenndauer von bis zu 2 Millisekunden der Zündfunke zwischen den Elektroden der Zündkerze aufrecht erhalten, bis der Endschritt 110 erreicht ist.Will in the decision step 104 found that the above-mentioned threshold is reached, can with the process step 107 be continued, in which a further increase in the primary current I P is released until the process step 108 an ignition timing is achieved in dependence, for example, on the operating conditions of the internal combustion engine. In the process step 109 For a limited burning time of up to 2 milliseconds, the spark between the electrodes of the spark plug is maintained until the final step 110 is reached.

Obwohl zumindest eine beispielhafte Durchführung des Verfahrens in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannte Durchführung des Verfahrens ist lediglich ein Beispiel und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Durchführung des Verfahrens zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von den in der beispielhaften Durchführung des Verfahrens beschriebenen Schritte gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen. Although at least one exemplary implementation of the method has been shown in the foregoing description, various changes and modifications can be made. Said implementation of the method is merely an example and is not intended to limit the scope, applicability or configuration in any way. Rather, the foregoing description provides those skilled in the art with a plan for practicing at least one example performance of the method, and numerous changes in function and arrangement may be made to the steps described in the exemplary practice of the method without departing from the scope of the appended claims and to leave their legal equivalents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zündvorrichtungdetonator
33
Zündspuleignition coil
44
Zündkerzespark plug
55
Primärwicklungprimary
66
Schaltelementswitching element
77
Zündfunkenstreckespark gap
88th
PrimärstromkreisPrimary circuit
99
SekundärstromkreisSecondary circuit
1010
Steuereinheitcontrol unit
1111
Sekundärwicklungsecondary winding
1212
GleichspannungsquelleDC voltage source
1313
Zündelektrodeignition electrode
1414
Zündelektrodeignition electrode
100100
Startschrittstart step
101101
Verfahrensschrittstep
102102
Verfahrensschrittstep
103103
Verfahrensschrittstep
104104
Entscheidungsschrittdecision step
105105
Verfahrensschrittstep
106106
Verfahrensschrittstep
107107
Verfahrensschrittstep
108108
Verfahrensschrittstep
109109
Verfahrensschrittstep
110110
Endschrittfinal step
aa
Elektrodenabstandelectrode distance
Lp L p
Primärinduktivitätprimary inductance
Ls L s
Sekundärinduktivitätsecondary inductance
IP I P
Primärstromprimary current
IPmaxI P max
maximaler Primärstrom zur Auslösung einer Durchbruchspannung an der Zündfunkenstreckemaximum primary current for triggering a breakdown voltage at the spark gap
IPImaxI PI max
maximaler Primärstrom in der Ionisationsphasemaximum primary current in the ionization phase
IS I S
Sekundärstromsecondary current
tb t b
Brenndauerburning time
td t d
Aufladephaseloading phase
ti t i
IonisierungszeitspanneIonisierungszeitspanne
tp t p
Einschaltzeitspanne der SteuerspannungSwitch-on period of the control voltage
tu t u
UnterbrechungszeitspanneInterruption period
tz t z
Zündzeitpunktignition timing
Δt.delta.t
Unterbrechung des Anstiegs des PrimärstromsInterruption of the rise of the primary current
UEST U EST
Steuerspannungcontrol voltage
US U S
Sekundärspannungsecondary voltage
USB U SB
DurchbruchspannungBreakdown voltage
USI U SI
Ionisationsspannungionization
USZ U SZ
Brennspannungoperating voltage
ΔUSB ΔU SB
DurchbruchspannungsverminderungBreakdown voltage reduction
V= V =
GleichspannungDC

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009057925 B4 [0002] DE 102009057925 B4 [0002]

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine, wobei die Zündvorrichtung (1) eine als Transformator ausgebildete Zündspule (3), eine mit der Zündspule (3) elektrisch verbundene Zündkerze (4) und ein in Serie zu einer Primärwicklung (5) der Zündspule (3) geschaltetes ansteuerbares Schaltelement (6) aufweist, und wobei ein Vorionisieren von Gasen in der Zündfunkenstrecke (7) der Zündkerze (4) durch mindestens eine Unterbrechung (Δt) des Primärstroms (IP) der Primärwicklung (5) mittels des Schaltelements (6) vor Erreichen eines Zündzeitpunkts (tZ) der Zündkerze (4) durchgeführt wird.Method for operating an ignition device ( 1 ) for an internal combustion engine, wherein the ignition device ( 1 ) designed as a transformer ignition coil ( 3 ), one with the ignition coil ( 3 ) electrically connected spark plug ( 4 ) and in series to a primary winding ( 5 ) of the ignition coil ( 3 ) switched controllable switching element ( 6 ) and wherein a preionization of gases in the spark gap ( 7 ) of the spark plug ( 4 ) by at least one interruption (Δt) of the primary current (I P ) of the primary winding ( 5 ) by means of the switching element ( 6 ) before reaching an ignition timing (t Z ) of the spark plug ( 4 ) is carried out. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Zeitspanne tu der Unterbrechung mit tu ≤ 100 μs und insbesondere mit 10 μs ≤ tu ≤ 40 μs und insbesondere mit tu = 30 μs, vorgesehen wird.Method according to claim 1, wherein a time interval t u of the interruption with t u ≤ 100 μs and in particular with 10 μs ≤ t u ≤ 40 μs and in particular with t u = 30 μs is provided. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei mehrere Unterbrechungen (Δt1, Δt2, Δt3) während eines linearen Anstiegs des Primärstroms (IP) in einer Aufladephase (td) der Zündspule (3) bis zu einem Schwellwert IPImax vorgesehen werden.Method according to claim 1 or claim 2, wherein a plurality of interruptions (Δt 1 , Δt 2 , Δt 3 ) during a linear increase of the primary current (I P ) in a charging phase (t d ) of the ignition coil ( 3 ) up to a threshold I PI max. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schwellwert IPImax in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen vorgegeben wird.Method according to Claim 3, wherein the threshold value I PI max is predetermined as a function of engine operating states. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die im Zündzeitpunkt (tZ) erforderliche Durchbruchspannung (USB) bei gleichbleibendem Elektrodenabstand (a) der Zündkerze (4) durch das Vorionisieren der Gase in der Zündfunkenstrecke (7) vermindert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the breakdown voltage (U SB ) required in the ignition point (t Z ) is maintained at the same electrode spacing (a) of the spark plug ( 4 ) by pre-ionizing the gases in the spark gap ( 7 ) is reduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist: – Anlegen einer Gleichspannung (V=) an die Primärwicklung (5) der Zündspule (3) unter Schließen des seriell im Primärstromkreis (8) angeordneten Schaltelements (6) nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit (10), – lineares Ansteigen des Primärstroms (IP) in dem Primärstromkreis (8) bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit (10) an das Schaltelement (6) zur Unterbrechung des Primärstroms (IP) unter Ausbildung einer Ionisationsspannung (USI) im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke (7), – weiteres lineares Ansteigen des Primärstroms (IP) in dem Primärstromkreis (8) nach mindestens einer Unterbrechung (Δt) von einigen Mikrosekunden, – Fortsetzen der Aufladung der Zündspule (3) bis zu einem betriebsbedingten Zündzeitpunkt (tZ) der Zündkerze (4) der Brennkraftmaschine unter Eingabe eines Abschaltsignals an das Schaltelement (6) und Auslösen einer durch das Vorionisieren verminderten Durchbruchspannung (USB) der Zündfunkenstrecke (7).Method according to one of the preceding claims, wherein the method comprises the method steps: - applying a DC voltage (V = ) to the primary winding ( 5 ) of the ignition coil ( 3 ) while closing the serial in the primary circuit ( 8th ) arranged switching element ( 6 ) after input of a switch-on signal of a control unit ( 10 ), - linear increase of the primary current (I P ) in the primary circuit ( 8th ) until at least one switch-off signal of the control unit ( 10 ) to the switching element ( 6 ) for interrupting the primary current (I P ) to form an ionization voltage (U SI ) in the kilovolt range at the spark gap ( 7 ), - further linear increase of the primary current (I P ) in the primary circuit ( 8th ) after at least one interruption (Δt) of a few microseconds, - resuming the ignition coil charging (Δt) 3 ) to an operational ignition point (t Z ) of the spark plug ( 4 ) of the internal combustion engine while inputting a switch-off signal to the switching element ( 6 ) and triggering a reduced by the preionization breakdown voltage (U SB ) of the spark gap ( 7 ). Verfahren nach Anspruch 6, das für mehrfache Unterbrechungen (Δt1, Δt2, Δt3) des Primärstroms (IP) weiterhin die Verfahrensschritte aufweist: – erneute Eingabe eines Abschaltsignals der Steuereinheit (10) an das Schaltelement (6) zur wiederholten Unterbrechung (Δt1, Δt2, Δt3) des Primärstroms (IP) unter Ausbildung einer Ionisationsspannung (USI1, USI2, USI3) im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke (7), – wiederholtes Fortsetzen des linearen Anstiegs des Primärstroms (IP) mit anschließender Unterbrechung (Δt) bis ein maximaler Schwellwert (IPImax) für den Primärstrom (IP) in einer aktiven Ionisationsphase unterhalb einer durch die Vorionisation verminderten Durchbruchspannung (USB) erreicht ist.Method according to Claim 6, which, for multiple interruptions (Δt 1 , Δt 2 , Δt 3 ) of the primary current (I P ), further comprises the steps of: - re-inputting a switch-off signal of the control unit ( 10 ) to the switching element ( 6 ) for the repeated interruption (Δt 1 , Δt 2 , Δt 3 ) of the primary current (I P ) while forming an ionization voltage (U SI1 , U SI2 , U SI3 ) in the kilovolt range at the spark gap ( 7 ), - repeated continuation of the linear increase of the primary current (I P ) followed by interruption (Δt) to a maximum threshold value (I PI max) for the primary current (I P ) in an active ionization phase below a breakdown voltage (U SB ) is reached. Zündvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweisend: – Gleichspannungsquelle (12), ausgebildet zum Anlegen einer Gleichspannung (V=) an eine Primärwicklung (5) einer Zündspule (3) unter Schließen eines seriell im Primärstromkreis (8) angeordneten Schaltelements (6) nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit (10); – Einrichtung, ausgebildet zum Bewirken eines linearen Anstiegs des Primärstroms (IP) in dem Primärstromkreis (8) bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit (10) an das Schaltelement (6) zur Unterbrechung des Primärstroms (IP) unter Ausbildung einer Ionisationsspannung (USI) im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke (7), – Einrichtung, ausgebildet zum Bewirken eines weiteren linearen Anstiegs des Primärstroms (IP) in dem Primärstromkreis (8) nach mindestens einer Unterbrechung (Δt) von einigen Mikrosekunden, - Einrichtung, ausgebildet zum Fortsetzen der Aufladung der Zündspule (3) bis zu einem betriebsbedingten Zündzeitpunkt (tZ) der Zündkerze (4) der Brennkraftmaschine unter Eingabe eines Abschaltsignals an das Schaltelement (6) und Auslösen einer durch das Vorionisieren verminderten Durchbruchspannung (USB) der Zündfunkenstrecke (7).Ignition device for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, comprising: - DC voltage source ( 12 ) adapted to apply a DC voltage (V = ) to a primary winding ( 5 ) of an ignition coil ( 3 ) while closing a serial in the primary circuit ( 8th ) arranged switching element ( 6 ) after input of a switch-on signal of a control unit ( 10 ); Means adapted to effect a linear increase of the primary current (I P ) in the primary circuit ( 8th ) until at least one switch-off signal of the control unit ( 10 ) to the switching element ( 6 ) for interrupting the primary current (I P ) to form an ionization voltage (U SI ) in the kilovolt range at the spark gap ( 7 ), Means adapted to effect a further linear increase of the primary current (I P ) in the primary circuit ( 8th ) after at least one interruption (Δt) of a few microseconds, - device designed to continue the charging of the ignition coil ( 3 ) to an operational ignition point (t Z ) of the spark plug ( 4 ) of the internal combustion engine while inputting a switch-off signal to the switching element ( 6 ) and triggering a reduced by the preionization breakdown voltage (U SB ) of the spark gap ( 7 ). Zündvorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin zum mehrfachen Unterbrechen des Primärstroms (IP) aufweisend: – Einrichtung, ausgebildet zur erneuten Eingabe eines Abschaltsignals der Steuereinheit (10) an das Schaltelement (6) unter wiederholter Unterbrechung (Δt1, Δt2, Δt3) des Primärstroms (IP) mit Ausbildung einer Ionisationsspannung (USI) im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke (7), – Einrichtung, ausgebildet zum wiederholten Fortsetzen des linearen Anstiegs des Primärstroms (IP) mit anschließender Unterbrechung (Δt1, Δt2, Δt3) bis ein maximaler Schwellwert (IPImax) für den Primärstrom (IP) einer aktiven Ionisationsphase unterhalb einer durch die Vorionisation verminderten Durchbruchspannung (USB) erreicht ist.Ignition device according to claim 8, further comprising the multiple interruption of the primary current (I P ) comprising: - device designed to reenter a switch-off signal of the control unit ( 10 ) to the switching element ( 6 ) with repeated interruption (Δt 1 , Δt 2 , Δt 3 ) of the primary current (I P ) with the formation of an ionization voltage (U SI ) in the kilovolt range at the spark gap ( 7 ), Means adapted to repeatedly continue the linear increase of the primary current (I P ) with subsequent interruption (Δt 1 , Δt 2 , Δt 3 ) to a maximum threshold value (I PI max) for the Primary current (I P ) of an active ionization phase below a reduced by the pre-ionization breakdown voltage (U SB ) is reached. Computerprogrammprodukt, das, wenn es auf einer Recheneinheit für eine Zündvorrichtung ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, folgende Schritte auszuführen: – Anlegen einer Gleichspannung (V=) an die Primärwicklung (5) der Zündspule (3) unter Schließen des seriell im Primärstromkreis (8) angeordneten Schaltelements (6) nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit (10), – lineares Ansteigen des Primärstroms (IP) in dem Primärstromkreis (8) bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit (10) an das Schaltelement (6) zur Unterbrechung des Primärstroms (IP) unter Ausbildung einer Ionisationsspannung (USI) im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke (7), – weiteres lineares Ansteigen des Primärstroms (IP) in dem Primärstromkreis (8) nach mindestens einer Unterbrechung (Δt) von einigen Mikrosekunden, – Fortsetzen der Aufladung der Zündspule (3) bis zu einem betriebsbedingten Zündzeitpunkt (tZ) der Zündkerze (4) der Brennkraftmaschine unter Eingabe eines Abschaltsignals an das Schaltelement (6) und Auslösen einer durch das Vorionisieren verminderten Durchbruchspannung (USB) der Zündfunkenstrecke (7). Computer program product which, when executed on an arithmetic unit for an ignition device, instructs the arithmetic unit to carry out the following steps: - applying a DC voltage (V = ) to the primary winding ( 5 ) of the ignition coil ( 3 ) while closing the serial in the primary circuit ( 8th ) arranged switching element ( 6 ) after input of a switch-on signal of a control unit ( 10 ), - linear increase of the primary current (I P ) in the primary circuit ( 8th ) until at least one switch-off signal of the control unit ( 10 ) to the switching element ( 6 ) for interrupting the primary current (I P ) to form an ionization voltage (U SI ) in the kilovolt range at the spark gap ( 7 ), - further linear increase of the primary current (I P ) in the primary circuit ( 8th ) after at least one interruption (Δt) of a few microseconds, - resuming the ignition coil charging (Δt) 3 ) to an operational ignition point (t Z ) of the spark plug ( 4 ) of the internal combustion engine while inputting a switch-off signal to the switching element ( 6 ) and triggering a reduced by the preionization breakdown voltage (U SB ) of the spark gap ( 7 ). Computerprogrammprodukt, nach Anspruch 10 das, wenn es auf einer Recheneinheit für eine Zündvorrichtung ausgeführt wird, die Recheneinheit weiterhin anleitet, für mehrfache Unterbrechungen (Δt1, Δt2, Δt3) des Primärstroms (IP) zusätzlich folgende Schritte auszuführen: – erneute Eingabe eines Abschaltsignals der Steuereinheit (10) an das Schaltelement (6) zur wiederholten Unterbrechung (Δt1, Δt2, Δt3) des Primärstroms (IP) unter Ausbildung einer Ionisationsspannung (USI) im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke (7), – wiederholtes Fortsetzen des linearen Anstiegs des Primärstroms (IP) mit anschließender Unterbrechung (Δt1, Δt2, Δt3) bis ein maximaler Schwellwert (IPImax) für den Primärstrom (IP) einer aktiven Ionisationsphase unterhalb einer durch die Vorionisation verminderten Durchbruchspannung (USB) erreicht ist.Computer program product according to claim 10, when executed on an arithmetic unit for an ignition device, which further instructs the arithmetic unit to additionally carry out the following steps for multiple interruptions (Δt 1 , Δt 2 , Δt 3 ) of the primary current (I P ): - re-input a switch-off signal of the control unit ( 10 ) to the switching element ( 6 ) for the repeated interruption (Δt 1 , Δt 2 , Δt 3 ) of the primary current (I P ) with the formation of an ionization voltage (U SI ) in the kilovolt range at the spark gap ( 7 ), - repeated continuation of the linear increase of the primary current (I P ) with subsequent interruption (Δt 1 , Δt 2 , Δt 3 ) to a maximum threshold value (I PI max) for the primary current (I P ) of an active ionization phase below one of the Preionization decreased breakdown voltage (U SB ) is reached. Computerlesbares Medium, auf dem ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 9 oder Anspruch 10 gespeichert ist.A computer readable medium having stored thereon a computer program product according to claim 9 or claim 10.
DE102014002557.8A 2014-02-24 2014-02-24 Method of operating an igniter Withdrawn DE102014002557A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014002557.8A DE102014002557A1 (en) 2014-02-24 2014-02-24 Method of operating an igniter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014002557.8A DE102014002557A1 (en) 2014-02-24 2014-02-24 Method of operating an igniter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014002557A1 true DE102014002557A1 (en) 2015-08-27

Family

ID=53782160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014002557.8A Withdrawn DE102014002557A1 (en) 2014-02-24 2014-02-24 Method of operating an igniter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014002557A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008039729A1 (en) * 2008-08-26 2010-03-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for controlling ignition process in combustion chamber of internal combustion engine, particularly direct-injection gasoline engine, has measuring unit for measuring ignition coil signal of ignition coil
WO2012048763A1 (en) * 2010-10-12 2012-04-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ignition system with ignition by repeated production of at least one partial discharge
DE102009057925B4 (en) 2009-12-11 2012-12-27 Continental Automotive Gmbh Method for operating an ignition device for an internal combustion engine and ignition device for an internal combustion engine for carrying out the method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008039729A1 (en) * 2008-08-26 2010-03-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Device for controlling ignition process in combustion chamber of internal combustion engine, particularly direct-injection gasoline engine, has measuring unit for measuring ignition coil signal of ignition coil
DE102009057925B4 (en) 2009-12-11 2012-12-27 Continental Automotive Gmbh Method for operating an ignition device for an internal combustion engine and ignition device for an internal combustion engine for carrying out the method
WO2012048763A1 (en) * 2010-10-12 2012-04-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ignition system with ignition by repeated production of at least one partial discharge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2436698C3 (en) Circuit arrangement for an ignition device of an internal combustion engine
DE102011089966B4 (en) Method for operating an ignition device for an internal combustion engine
WO2012130649A1 (en) Method and device for extending the combustion duration of a spark ignited by a spark plug in an internal combustion engine
EP2067149A1 (en) Device for storing energy and transforming energy
DE112011103436B4 (en) Ignition system with ignition by repeated generation of one or more partial discharges
EP0390780B1 (en) High-voltage switch
DE19917889A1 (en) Controlled energy ignition system for an internal combustion engine
EP1620946B1 (en) Trigger / ignition device in a marx generator provided with n step capacitors
EP0827569B1 (en) Inductive ignition device
DE1920884A1 (en) Ignition device for internal combustion engines with capacitive storage
DE102014204193A1 (en) Ignition device with an ignition coil
DE3404245A1 (en) High-voltage generator circuit for a motor vehicle ignition system
EP0181961B1 (en) Impulse oscillator ignition system for an internal-combustion engine
DE102014002557A1 (en) Method of operating an igniter
DE102012200633A1 (en) Capacitive ignition system
EP0536157B1 (en) High voltage switch in double-coil ignition systems
DE102015112524A1 (en) Method for voltage balancing of capacitors connected in series
DE1751892C3 (en) Electrical pulse generator
DE102008041085A1 (en) Plasma ignition system for an internal combustion engine
DE2713217A1 (en) CONTROLLED ELECTRIC HIGH VOLTAGE SWITCHING DEVICE
DE102015110068A1 (en) ignition system
WO2017108389A1 (en) Ignition device for igniting a fuel-air mixture
DE3037113C2 (en) Ignition circuit for a positive-ignition internal combustion engine
DE102007060214A1 (en) Ignition coil arrangement for internal combustion engine, comprises primary coil and secondary coil, which is attached at spark plug, and switching element is provided for controlling current of primary coil by control signal
DE1439991C3 (en) Battery ignition system

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: LKGLOBAL ] LORENZ & KOPF PARTG MBB PATENTANWAE, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee