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1. Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Zündsteuervorrichtung und ein Zündsteuerverfahren für einen Verbrennungsmotor, mit welchen ein brennbares Luft-Kraftstoffgemisch in einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors zu zünden ist.
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2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
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In den letzten Jahren sind Probleme ernster geworden, die sich auf Umweltverschmutzung und Kraftstoffknappheit beziehen, und das Angehen dieser Probleme ist eine dringliche Anforderung in vielen Industrien, einschließlich der Automobilindustrie, geworden. In einer Technik, die in Reaktion auf diese Probleme vorgeschlagen wurde, wird eine dramatische Verbesserung bei der Kraftstoff-Effizienz erzielt, indem der Pumpverlust durch die Verwendung von Abgasrückführung (EGR) reduziert wird.
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Jedoch ist als Abgas abgegebenes, verbranntes Gas nicht brennbar und hat eine größere Wärmekapazität als Luft. Daher, wenn eine große Menge verbrannten Gases durch EGR in die Verbrennungskammer rückgenommen wird, verschlechtern sich Zündbarkeit und Verbrennbarkeit des verbrennbaren Luft-Kraftstoffgemischs.
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In einer Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der als Lösung für dieses Problem vorgeschlagen worden ist, wird eine Funkenentladung einen längeren Zeitraum aufrechterhalten, indem zwei Paar von Spulen verwendet werden, so dass die Zündbarkeit des verbrennbaren Luft-Kraftstoffgemisches stabilisiert werden kann und ein stabiler Flammenkern gebildet werden kann, und als Ergebnis kann die Verbrennbarkeit des verbrennbaren Luft-Kraftstoffgemischs stabilisiert werden (siehe
japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2015-12956 beispielsweise).
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Bei dieser Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor werden erste und zweite Zündsignale so erzeugt, dass eine erste Entladungsperiode, die sich vom Start bis zum Ende einer Entladung erstreckt, welche durch Energetisieren einer ersten Primärspule erzeugt wird, partiell mit einer zweiten Entladungsperiode überlappt, die sich vom Start bis zum Ende einer Entladung erstreckt, die durch Energetisieren einer zweiten Primärspule erzeugt wird, ein Startzeitpunkt der ersten Entladungsperiode vor einem Startzeitpunkt der zweiten Entladungsperiode ist und eine überlappende Entladungsperiode zwischen den ersten und zweiten Entladungsperioden einer eingestellten Überlappungsperiode entspricht.
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Weiter wird die eingestellte Überlappungsperiode gemäß der ersten Entladungsperiode, einem Ausblas-Schwellenwert, der als Minimalwert eines Entladungsstromwerts dient, bei welchem kein Blow-out auftritt, und einem minimalen Spitzenwert, der als der Entladungsstromwert beim Startzeitpunkt der ersten Entladungsperiode dient, so dass ein Spitzen-Entladungsstrom innerhalb eines Bereichs minimiert wird, in welchem Blow-out nicht auftritt, eingestellt.
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Gemäß dieser Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, in dem die Funkenentladung eine längere Periode lang aufrechterhalten wird, so dass die Zündbarkeit und Verbrennbarkeit des brennbaren Luft-Kraftstoffgemisches stabilisiert wird, kann eine große Menge verbrannten Gases durch EGR in die Verbrennungskammer eingeführt werden, wodurch der Pumpverlust reduziert wird, und als Ergebnis kann eine Verbesserung bei der Kraftstoffeffizienz erwartet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In der Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-129465 beschrieben ist, beinhaltet eine Antriebsschaltung, welche Zündkerzen, die in den entsprechenden Zylindern vorgesehen sind, veranlasst, Funkenentladungen zu erzeugen, zwei Paar Spulen, und jedes Paar von Spulen wird durch Wickeln einer Primärspule und einer Sekundärspule um einen Kern gebildet. Weiter ist ein als ein Schaltelement dienender Transistor mit der Primärspule verbunden.
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Hier wird ein Zündsignal an jedes Paar von Spulen aus der Motorsteuervorrichtung ausgegeben und wenn wird der Transistor in Reaktion auf das Einschalten des Zündsignals eingeschaltet wird, wird ein primärer Strom der Primärspule zugeführt. Wenn der Transistor nachfolgend in Reaktion auf das Ausschalten des Zündsignals ausgeschaltet wird, wird eine hohe Spannung zwischen entsprechenden Enden der Sekundärspule erzeugt, so dass eine Funkenentladung zwischen Elektroden der Zündkerze erzeugt wird. Die Motorsteuervorrichtung wird nachfolgend als eine Motorsteuereinheit (ECU) bezeichnet.
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Zu dieser Zeit werden die Zündsignale bei einer geringen Zeitdifferenz in jedem Verbrennungszyklus ausgegeben und wird das Abgeben ab einem Punkt gestartet, bei welchem das erste Zündsignal ausgeschaltet wird, mit dem Ergebnis, dass ein sekundärer Spulenstrom zugeführt wird. Ein zwischen den Elektroden der Zündkerze erzeugter Entladungsstrom ist gleich einer Summe der entsprechenden sekundären Spulenströme.
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Falls jedoch das an das andere Paar von Spulen ausgegebene Zündsignal Ein ist, wenn das erste Zündsignal ausgeschaltet ist, kann die Impedanz des anderen Spulenpaares so sinken, dass etwas von der der Zündkerze zugeführten Energie herausleckt. In einer Hochdruckbedingung, in welcher eine hohe Spannung zum Erzeugen der Funkenentladung erforderlich ist, kann daher dielektrischer Funkenschlag nicht möglich sein und als Ergebnis kann eine Motorfehlzündung auftreten.
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Weiter, wenn eine Lawinendiode zwischen der Zündkerze und der Sekundärspule als eine Hochspannungsdiode zum Verhindern, dass ein reverser Strom durch die sekundäre Spule mit dem Ziel fließt, mit dem Ziel, Energielecken zu verhindern, verbunden ist, muss eine Hochleistungs-Lawinendiode verwendet werden, die hohe Spannungsresistenz zeigt, was zu einem Anstieg der Kosten führt.
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Diese Erfindung ist gemacht worden, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe derselben, eine Zündsteuervorrichtung und ein Zündsteuerverfahren für einen Verbrennungsmotor zu erhalten, mit welchem eine Motorfehlzündung bei niedrigen Kosten verhindert werden kann, selbst wenn Zündsignale mit einer kleinen Zeitdifferenz in jedem Verbrennungszyklus ausgegeben werden.
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Die Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß dieser Erfindung beinhaltet eine Zündkerze, welche eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode enthält, die so angeordnet sind, dass sie über einen Spalt hinweg gegenüberliegend sind, und die eine Funkenentladung im Spalt erzeugt, um ein brennbares Luft-Kraftstoffgemisch, das in einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors vorliegt, zu zünden, eine Zündspule, die eine Mehrzahl von Sätzen einer Primärspule und einer Sekundärspule beinhaltet, eine Hochspannung in der Sekundärspule erzeugt, indem ein der Primärspule zugeführter Primärstrom energetisiert oder unterbrochen wird und die erzeugte Hochspannung an die erste Elektrode anlegt, und eine Steuereinheit, die in einem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Primärspulen während eines einzelnen Zündprozesses angetrieben werden, zeitweilig die Energetisierung eines einer zweiten Primärspule zugeführten Primärstroms stoppt, wenn ein einer ersten Primärspule zugeführter Primärstrom unterbrochen wird, und den der zweiten Primärspule zugeführten Primärstrom nach dem Verstreichen einer Energetisierungsstoppperiode re-energetisiert.
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Weiter wird ein Zündsteuerverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß dieser Erfindung in einem Verbrennungsmotor realisiert, der eine Zündkerze aufweist, die eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode beinhaltet, die so angeordnet sind, dass sie über einen Spalt hinweg gegenüberliegend sind, und die eine Zündentladung im Spalt erzeugt, um ein brennbares Luft-Kraftstoffgemisch, das in einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors vorliegt, zu zünden, und eine Zündspule, die eine Mehrzahl von Sätzen einer Primärspule und einer Sekundärspule beinhaltet, eine Hochspannung in der Sekundärspule durch Energetisieren oder Unterbrechen eines der Primärspule zugeführten Stroms erzeugt und die erzeugte Hochspannung an die erste Elektrode anlegt, wobei das Zündsteuerverfahren in einem Fall implementiert wird, bei dem eine Mehrzahl von Primärspulen während eines einzelnen Zündprozesses angetrieben werden, und die Schritte des zeitweiligen Stoppens der Energetisierung einer Primärspule, die einer zweiten Primärspule zugeführt wird, wenn ein einer ersten Primärspule zugeführter Primärstrom unterbrochen wird, und Re-Energetisieren des der zweiten Primärspule zugeführten Primärstroms nach dem Verstreichen einer Energetisierungs-Stoppperiode beinhaltet.
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Bei der Zündsteuervorrichtung und dem Zündsteuerverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß dieser Erfindung wird in einem Fall, bei dem eine Mehrzahl von primären Spulen während eines einzelnen Zündprozesses angetrieben werden, eine Energetisierung des der zweiten Primärspule zugeführten Primärstroms zeitweilig gestoppt, wenn der der ersten Primärspule zugeführte Primärstrom unterbrochen wird, und wird der der zweiten Primärspule zugeführte Primärstrom nach dem Verstreichen der Energetisierungs-Stoppperiode re-energetisiert.
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Als Ergebnis kann eine Motorfehlzündung zu niedrigen Kosten verhindert werden, selbst wenn Zündsignale mit einer kleinen Zeitdifferenz in jedem Verbrennungszyklus ausgegeben werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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2 ist ein Timing-Diagramm, das eine Operation der Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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3 ist eine illustrative Ansicht, die eine partielle Vergrößerung einer in 2 gezeigten Sekundärspannung zeigt;
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4 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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5 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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6 ist ein Timing-Diagramm, das einen Betrieb der Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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7 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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8 ist ein Timing-Diagramm, das einen Betrieb der Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt; und
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9 ist ein Timing-Diagramm, das einen Betrieb einer Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugten Ausführungsformen einer Zündsteuervorrichtung und eines Zündsteuerverfahrens für einen Verbrennungsmotor gemäß dieser Erfindung werden unten unter Verwendung der Zeichnungen beschrieben. Identische oder entsprechende Teile der Zeichnungen werden unter Verwendung identischer Bezugszeichen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. In 1 ist eine mit einer Zündspule 2 verbundene Zündkerze 1 in jedem Zylinder des Verbrennungsmotors vorgesehen. Es ist anzumerken, dass 1 einen einzelnen, extrahierten Zylinder zeigt.
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Die Zündkerze 1 beinhaltet eine erste Elektrode, mit der eine Zündspannung zum Erzeugen einer Funkenentladung angelegt wird, und eine zweite Elektrode, die der ersten Elektrode über einen Spalt hinweg gegenüberliegt und auf einem Erdungspotential gehalten wird. Weiter, wenn eine Zündspannung der Zündspule 2 zwischen den Elektroden angelegt wird, erzeugt die Zündkerze 1 eine Funkenentladung, wodurch ein in einer Verbrennungskammer vorliegendes brennbares Luft-Kraftstoffgemisch entweder durch forcierte Zündung oder Zwangszündung so gezündet wird, dass das brennbare Luft-Kraftstoffgemisch verbrennt. Nachfolgend werden Zwangszündung und Selbstzündung einfach als Zündung bezeichnet.
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Die Zündspule 2 ist mechanisch an der Zündkerze 1 befestigt, um mit ihr integriert zu sein, und beinhaltet zwei Paare von Spulen, die aus einer Primärspule 21a und einer Sekundärspule 22a aufgebaut sind, wobei die Primärspule 21a an einem Ende mit einer Stromversorgung verbunden ist, die durch eine Batterie gebildet ist, und die Sekundärspule 22a mit der Primärspule 21a über einen Magnetkern gekoppelt ist, und eine Primärspule 21b und eine Sekundärspule 22b, wobei die Primärspule 21b mit einem Ende der Stromversorgung verbunden ist und die Sekundärspule 22b mit der Primärspule 21b über einen Magnetkern gekoppelt ist.
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Weiter sind als Schaltelemente dienende Leistungstransistoren 250a, 250b jeweils mit den anderen Enden der Primärspulen 21a, 21b der entsprechenden Spulenpaare verbunden. Weiterhin sind die Sekundärspulen 22a, 22b der entsprechenden Spulenpaare mit einem Ende der Stromversorgung, die durch eine Batterie gebildet ist, verbunden, während deren andere Enden mit der ersten Elektrode der Zündkerze 1 über Lawinendioden 270a, 270b zum Verhindern, dass reverse Ströme durch die entsprechenden Sekundärspulen 22a, 22b fließen, verbunden sind.
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Eine ECU 3, die als eine Steuereinheit dient, ermittelt die Ausgabe aus verschiedenen Sensoren, wie etwa einem Kurbelwinkelsensor 301, einem Einlassluftdrucksensor 302 und einem Wassertemperatursensor 303, bestimmt eine Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors auf Basis von Information aus den verschiedenen Sensoren und führt verschiedene Typen von Steuerung durch, die sich auf Kraftstoff, Zündung und so weiter beziehen. Weiter empfangen die Spulenpaare jeweils Zündsignale IG1, IG2 zum Aktivieren der entsprechenden Leistungstransistoren 250a, 250b aus der ECU 3.
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Als Nächstes wird Bezug nehmend auf 2 eine spezifische Operation der Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit der obigen Konfiguration beschrieben. 2 ist ein Timing-Diagramm, das eine Operation der Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. In 2 zeigt die Abszisse die Zeit, kann aber stattdessen den Kurbelwinkel zeigen.
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Zuerst bestimmt die ECU 3 die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors auf Basis der Information aus den verschiedenen Sensoren und gibt die Zündsignale IG1, IG2 zu Zeiten T0, T1, die als Zeitpunkte dienen, zu welchen die zwei Spulenpaare der Zündspule 2 aktiviert sind, aus. Hier kann die Zündentladung für eine längere Periode aufrechterhalten werden, indem eine kleine Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten eingefügt wird, zu welchen die zwei Spulenpaare aktiviert werden, so dass T1 > T0.
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Wenn das erste Zündsignal IG1 zur Zeit T0 zu einem hohen Pegel wechselt, wird ein Primärstrom der Primärspule 21a der zwei Spulenpaare zugeführt, die in der Zündspule 2 vorgesehen sind, so dass Energie beginnt, darin gespeichert zu werden.
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Als Nächstes wird zu einer Zeit T2, die als ein Zeitpunkt dient, zu welchem das Zündsignal IG1 von dem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel umgeschaltet wird, eine Sekundärspannung V2, die eine negative Hochspannung ist, in der Sekundärspule 22a erzeugt und der Zündkerze 1 zugeführt. Danach wird der Hochpegel und der Niedrigpegel jeweils als "H-Pegel" und ein "L-Pegel" bezeichnet werden.
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Derweil, wenn das an das andere Spulenpaar ausgegebene Zündsignal IG2 sich zum Zeitpunkt T1 zum H-Pegel verschiebt, wird ein Primärstrom der Primärspule
21b zugeführt, so dass Energie beginnt, darin gespeichert zu werden. Zu dieser Zeit, während der in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-129465 beschriebenen Zündsteuerung verbleibt das Zündsignal IG2 kontinuierlich ab der Zeit T1 bis zu einer Zeit T5 auf dem H-Pegel.
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In diesem Fall ist das an das andere Spulenpaar ausgegebene Zündsignal IG2 zur Zeit T2 auf dem H-Pegel, das heißt, wenn das erste Zündsignal IG1 vom H-Pegel zum L-Pegel umgeschaltet wird, und daher sinkt die Impedanz der Sekundärspannung 22b des anderen Spulenpaars.
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Hier, Bezug nehmend auf 3, wird eine Variation bei der Sekundärspannung V2 ab der Zeit T2, zu welcher die der Zündspule 1 zugeführte negative Hochspannung beginnt, erzeugt zu werden, bis zu einer Zeit T3, zu welcher der elektrische Funkenschlag gemäß dieser Erfindung auftritt, und eine Zeit T3', zu welcher der dielektrische Durchschlag gemäß dem Stand der Technik auftritt, beschrieben. 3 ist eine illustrative Ansicht, die eine partielle Vergrößerung der in 2 gezeigten Sekundärspannung zeigt. In 3 zeigt die Abszisse Zeit, kann aber stattdessen den Kurbelwinkel zeigen.
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Wenn die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors einer Hochdruckbedingung entspricht, in welcher eine Hochspannung erforderlich ist, um die Funkenentladung zu erzeugen, kann einige der, der Zündkerze 1 zugeführten Energie aus der mit der Sekundärspannung 22b verbundenen Lawinendiode 270b auslecken.
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Wenn zu dieser Zeit die Impedanz der Sekundärspule des anderen Spulenpaars niedrig ist, wie oben beschrieben, wird eine Abfallzeit der Sekundärspule V2 im Vergleich mit der Abfallzeit in einem Fall, bei dem kein Energielecken aufgetreten ist, verzögert, wie durch eine gestrichelte Linie in 3 gezeigt. Daher tritt, wenn ein elektrischer Durchschlag in der Hochdruckbedingung unmöglich wird, eine Motorfehlzündung auf.
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In der ersten Ausführungsform dieser Erfindung, wie in 2 gezeigt, wird daher zur Zeit T2, wenn das erste Zündsignal IG1 vom H-Pegel zum L-Pegel umgeschaltet wird, das an das andere Spulenpaar ausgegebene Zündsignal IG2 auch zeitweilig vom H-Pegel zum L-Pegel umgeschaltet. Mit anderen Worten werden zu der Zeit T2, welche als der Zeitpunkt dient, zu welchem die Zündsignale IG1, IG2 vom H-Pegel zum L-Pegel umgeschaltet werden, eine durch eine negative Hochspannung konstituierte Sekundärspannung gleichermaßen durch die Sekundärspule 22b erzeugt und an die Zündkerze 1 geliefert.
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Somit wird eine partielle Leckage von der, der Zündkerze 1 aus der Lawinendiode 270b, die mit der Sekundärspule 22b verbunden ist, gelieferten Energie eliminiert. Entsprechend wird ein dielektrischer Durchschlag möglich und als Ergebnis kann die Motorfehlzündung am Auftreten gehindert werden. Darüber hinaus besteht keine Notwendigkeit, Hochleistungs-Lawinendioden, die hohe Spannungsresistenz zeigen, als Lawinendioden 270a, 270b zu verwenden.
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Es ist anzumerken, dass die Energetisierungs-Stoppperiode Tb, während welcher das Zündsignal IG2 zeitweilig zum L-Pegel umgeschaltet wird, auf Basis der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors, die durch die ECU 3 bestimmt wird, eingestellt wird. Spezifischer wird die Energetisierungs-Stoppperiode Tb unter Verwendung eines Wertes, der vorab durch Experiment ermittelt wird, als eine Referenzperiode eingestellt.
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Insbesondere unter der Hochdruckbedingung, in welcher eine Hochspannung erforderlich ist, um eine Funkenentladung zu erzeugen, verlängert sich die Periode, die sich von der Zeit T2, zu welcher die negative Hochspannung beginnt, erzeugt zu werden, bis zur Zeit T3, zu welcher der elektrische Durchschlag auftritt, erstreckt. In diesem Fall wird daher die Energetisierungs-Stoppperiode Tb, während welcher das Zündsignal IG2 zum L-Pegel umgeschaltet wird, länger eingestellt werden als die Referenzperiode. Hier kann ein Wert innerhalb eines Bereichs von mehreren 10 µs bis mehreren 100 µs, der durch Anwenden eines Grads an Spielraum auf einen vorab experimentell ermittlten Wert erhalten wird, als die Energetisierungs-Stoppperiode Tb eingestellt werden.
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Weiter werden während der Periode, in welcher die Zündsignale IG1, IG2 beide auf L-Pegel sind, die sich von der Zeit T3, zu welcher der dielektrische Durchschlag auftritt, zu einer Zeit T4, zu welcher das Zündsignal IG2 zurück zum H-Pegel umgeschaltet wird, erstreckt, Entladungssekundärströme I2a, I2b aus den entsprechenden Spulenpaaren zugeführt und daher ist diese Periode länger als eine entsprechende Periode in einem Fall, bei dem nur das Zündsignal IG1 auf dem L-Pegel ist. Durch Einstellen eines Optimalwerts gemäß Betriebsbedingung wird jedoch ein Entladungs-Sekundärstrom I2 nicht unnötiger Weise zugeführt und als Ergebnis kann ein Verschleiß an der Zündkerze 1 vermindert werden.
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In der Zündvorrichtung gemäß dem Stand der Technik wird nachfolgend der Zeit T4, zu welcher das Zündsignal IG2 zum H-Pegel zurückgeschaltet wird, das Zündsignal IG2 auf das L-Pegel zur Zeit T5 gesetzt, um eine H-Pegel-Periode Ton2 des Zündsignals IG2 mit einer H-Pegel-Periode Ton1 des Zündsignals IG1 auszurichten. In der ersten Ausführungsform dieser Erfindung wird andererseits eine Re-Energetisierungsperiode, während welcher das Zündsignals IG2 zum H-Pegel umgeschaltet wird, auf Basis der Energetisierungs-Stoppperiode Tb eingestellt, während welcher das Zündsignal IG2 zeitweilig zum L-Pegel umgeschaltet wird.
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Wie oben beschrieben, wird unter der Hochdruckbedingung, unter der eine Hochspannung zum Erzeugen der Funkenentladung erzeugt werden muss, die Periode, die sich von der Zeit T2, zu welcher die negativ Hochspannung beginnt, erzeugt zu werden, bis zur Zeit T3, zu welcher der elektrische Durchschlag auftritt, erstreckt, verlängert, mit dem Ergebnis, dass eine große Menge der durch Zuführen eines Primärstroms an die Primärspule 21b gespeicherten Energie verbraucht wird.
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Daher, um die während der Energetisierungs-Stoppperiode Tb verbrauchte Energie zu kompensieren, wird die Periode Ton2, während welcher das Zündsignal IG2 zum H-Pegel geschaltet ist, um Tofs verlängert, oder Mit anderen Worten auf Ton2 + Tofs eingestellt, woraufhin das Zündsignal IG2 zur Zeit T6 zum L-Pegel geschaltet wird. Dadurch kann eine Situation, in welcher eine tatsächliche Funkenentladungsperiode kürzer als eine gewünschte Funkenentladungsperiode wird, was zur Verbrennungsinstabilität führt, vermieden werden.
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Nachfolgend der Zeit T6, zu welcher das Zündsignal IG2 zum L-Pegel umgeschaltet wird, wird gleichermaßen der Entladungs-Sekundärstrom I2b aus der Sekundärspule 22b zugeführt, was zu einem Anstieg bei einem Entladungs-Sekundärstrom I2, der zu der Zündkerze 1 geführt wird, führt, wobei der Entladungs-Sekundärstrom I2 gleich der Summe der Entladungs-Sekundärströme I2a, I2b ist.
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Als Nächstes wird zu einer Zeit T7 ein Primärstrom der Primärspule 21a zugeführt, so dass die gesamte darin gespeicherten Energie verbraucht wird, wodurch der aus der Sekundärspule 22a zugeführte Entladungs-Sekundärstrom I2a auf Null fällt. Weiter wird zu einer Zeit T8 ein Primärstrom der Primärspule 21b so zugeführt, dass die gesamte darin gespeicherte Energie verbraucht wird, wodurch der Entladungs-Sekundärstrom I2b, der aus der Sekundärspule 22b zugeführt wird, auf Null fällt. Als Ergebnis fällt der der Zündkerze 1 zugeführte Entladungs-Sekundärstrom I2 auf Null, wodurch die Funkenentladung beendet wird.
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Gemäß der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, in einem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Primärspulen während eines einzelnen Zündprozesses angetrieben werden, wird die Energetisierung des Primärstroms, welcher der zweiten Primärspule zugeführt wird, zeitweilig gestoppt, wenn der der ersten Primärspule zugeführte Primärstrom unterbrochen wird, und wird der der zweiten Primärspule zugeführte Primärstrom nach dem Verstreichen der Energetisierungs-Stoppperiode re-energetisiert.
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Als Ergebnis kann eine Motorfehlzündung am Auftreten gehindert werden, selbst in einem Fall, bei dem entsprechende Zündsignale zu einer leichten Zeitdifferenz in jedem Verbrennungszyklus ausgegeben werden.
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Darüber hinaus müssen keine Hochleistungs-Lawinendioden, die hohe Spannungsresistenz zeigen, verwendet werden und daher kann eine Kostenreduktion erzielt werden.
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Daher, durch Verwenden dieser Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und Aufrechterhalten der Funkenentladung eine längere Periode lang, um die Zündbarkeit und Verbrennbarkeit des brennbaren Luft-Kraftstoffgemischs zu stabilisieren, kann eine große Menge verbrannten Gases durch EGR in die Verbrennungskammer eingeführt werden, wodurch der Pumpverlust reduziert wird und als Ergebnis kann eine Verbesserung bei der Kraftstoffeffizienz erreicht werden.
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Weiter stellt die Steuereinheit die Energetisierungs-Stoppperiode, während welcher eine Energetisierung des zur zweiten Primärspule gelieferten Primärstroms zeitweilig gestoppt ist, auf Basis der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors ein und stellt die Energetisierungs-Stoppperiode länger ein als die Referenzperiode, insbesondere, wenn die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors der Hochdruckbedingung entspricht, bei welcher eine Hochspannung erforderlich ist, um die Funkenentladung zu erzeugen. Somit wird der Entladungs-Sekundärstrom nicht unnötiger Weise zugeführt und als Ergebnis kann ein Verschleiß an der Zündkerze minimiert werden.
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Weiterhin stellt die Steuereinheit die Re-Energetisierungsperiode, während welcher der der zweiten Primärspule zugeführte Primärstrom in Übereinstimmung mit der Energetisierungs-Stoppperiode re-energetisiert wird, ein. Als Ergebnis kann das Auftreten einer Situation, in welcher die tatsächliche Zündentladungsperiode kürzer wird als die gewünschte Zündentladungsperiode, was zu einer Verbrennungsinstabilität wird, am Auftreten gehindert werden.
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Zweite Ausführungsform
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4 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. In 4 beinhaltet die Zündspule 2 eine sekundäre Stromdetektionsschaltung 280, die den aus der Sekundärspule 22a zugeführten Entladungs-Sekundärstrom I2a detektiert. Alle anderen Konfigurationen sind identisch zur ersten, in 1 gezeigten Ausführungsform und daher ist deren Beschreibung weggelassen worden.
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Die Stromdetektionsschaltung 280 gibt eine detektierte Sekundärstromausgabe Vi2 in die ECU 3 ein und die ECU 3 re-energetisiert den der Primärspule 21b zugeführten Primärstrom auf Basis des Werts der Sekundärstromausgabe Vi2. Weiter ist ein Ende der Stromdetektionsschaltung 280 mit der Sekundärspule 22a verbunden und das andere Ende ist geerdet.
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Als Nächstes, Bezug nehmend auf 2, wird eine spezifische Operation der Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit der obigen Konfiguration beschrieben. Wie oben in der ersten Ausführungsform beschrieben, tritt ein dielektrischer Durchschlag zur Zeit T3 auf, woraufhin der Entladungs-Sekundärstrom I2a der Zündkerze 1 aus der Sekundärspule 22a zugeführt wird.
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Zu dieser Zeit bestimmt die ECU 3 aus der Sekundärstromausgabe Vi2, ob der Entladungs-Sekundärstrom I2a niedriger als ein auf beispielsweise –50 mA eingestellter Schwellenwert ist. Wenn der Entladungs-Sekundärstrom I2a niedriger als der Schwellenwert ist, schaltet die ECU 3 das Zündsignal IG2 vom L-Pegel zum H-Pegel um, um die Primärspule 21b zu re-energetisieren.
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Als Ergebnis kann die Primärspule 21b unmittelbar nach der Zeit T3, zu welcher der dielektrische Durchschlag auftritt, re-energetisiert werden und daher kann eine Versorgungsperiode des aus der Sekundärspule 22b zugeführten Entladungs-Sekundärstroms I2b verkürzt werden und kann auch die Periode, die sich von der Zeit T3 zur Zeit T4, während welcher der der Zündkerze 1 zugeführte Entladungs-Sekundärstrom I2 ansteigt, verkürzt werden.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie oben beschrieben, unterbricht die Steuereinheit den der ersten Primärspule zugeführten Primärstrom und re-energetisiert dann den der zweiten Primärspule zugeführten Primärstrom auf Basis des durch die Sekundärstrom-Detektionsschaltung detektierten Stroms. Daher wird kein unnötig großer Entladungs-Sekundärstrom geliefert und als Ergebnis kann ein Verschleiß der Zündkerze minimiert werden.
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Dritte Ausführungsform
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5 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. In 5 enthält die Zündspule 2 eine Ionenstrom-Detektionsschaltung 240, die in Bezug auf die Sekundärspule 22b vorgesehen ist. Alle anderen Konfigurationen sind identisch zur in 1 gezeigten ersten Ausführungsform und daher ist deren Beschreibung weggelassen worden.
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Die Ionenstrom-Detektionsschaltung 240 legt eine Vorspannung von ungefähr mehreren 100 Volt zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode der Zündkerze 1 an und detektiert einen Ionenstrom, der fließt, auf Basis einer Ionenmenge, die erzeugt wird, wenn das vbrennbare Luft-Kraftstoffgemisch in der Verbrennungskammer verbrannt wird und eines Leckstroms, der erzeugt wird, wenn ein Isolations-Widerstandswert zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode der Zündkerze 1 so abnimmt, dass die Zündkerze glimmt. Es ist anzumerken, dass wenn die Zündkerze glimmt, ein durch eine gestrichelte Linie in 5 angezeigter Leckpfad 12 in der Zündkerze 1 gebildet wird.
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Die in der Zündspule 2 vorgesehene Ionenstrom-Detektionsschaltung 240 beinhaltet eine "Bias"-Schaltung, oder mit anderen Worten einen mit einer Niederspannungsseite der Sekundärspule 22b verbundenen Kondensator 242, eine zwischen dem Kondensator 242 und der Erdung eingefügte Diode 243 und eine parallel zum Kondensator 242 verbundene, spannungsbegrenzende Zener-Diode 244.
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Der Kondensator 242 und die Zener-Diode 244 sind zwischen der Niederspannungsseite der Sekundärspule 22b und der Erdung so eingefügt, dass sie einen Ladungspfad zum Laden der Vorspannung in dem Kondensator 242 bilden, wenn der Entladungs-Sekundärstrom I2b erzeugt wird. Die Vorspannung dient als Stromversorgung, die während der Ionenstromdetektion verwendet wird, und der detektierte Ionenstrom wird einer Multiplikationsverarbeitung oder dergleichen durch eine Ionenstrom-Gleichrichtschaltung 241 unterworfen.
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Die ECU 3 ermittelt einen Ionen-(Leck-)Strom ION, der durch die Ionenstrom-Gleichrichtschaltung 241 ausgegeben wird. Weiter wandelt die ECU 3 das Stromsignal in ein Spannungssignal um und wandelt das Spannungssignal in ein Signal um, welches durch einen Microcomputer über einen A/D-Wandler verarbeitet werden kann. Es ist anzumerken, dass die Ausgabe der Ionenstrom-Gleichrichtschaltung 241 ein Hochfrequenzsignal enthält und daher eine AD-Wandlungs-Abtastrate vorzugsweise auf eine hohe Geschwindigkeit von ungefähr mehreren µs bis mehreren 10 µs eingestellt wird.
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Weiterhin verarbeitet die ECU 3 das umgewandelte Spannungssignal, um zu bestimmen, ob ein Leck in der Zündkerze 1 aufgrund einer Reduktion bei dem Isolations-Widerstandswert aufgetreten ist oder nicht. Hier, wie durch die gestrichelte Linie in 3 gezeigt, wenn ein Leck in der Zündkerze 1 auftritt, wird die Abfallzeit der Sekundärspannung V2 im Vergleich mit der Abfallzeit in einem Fall, wenn kein Leck aufgetreten ist, verzögert, oder mit anderen Worten, wenn keine Energie ausgeleckt ist.
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Als Ergebnis verlängert sich auch die Periode von der Zeit T2, zu welcher die negative Hochspannung beginnt, erzeugt zu werden, bis zur Zeit T3', zu welcher der elektrische Durchschlag auftritt. In diesem Fall ist es daher notwendig, die Energetisierungs-Stoppperiode Tb, die ab der Zeit T2 startet, während welcher das Zündsignal IG2 zeitweilig zum L-Pegel umgeschaltet wird, länger einzustellen als die Referenzperiode.
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Als Nächstes wird Bezug nehmend auf 6 eine spezifische Operation der Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit der obigen Konfiguration beschrieben. Wie oben in der ersten Ausführungsform beschrieben, bestimmt die ECU 3 den Betriebszustand des Verbrennungsmotors auf Basis der Information aus den verschiedenen Sensoren und gibt die Zündsignale IG1, IG2 so aus, dass eine kleine Zeitdifferenz von T1 > T0 zwischen den Timings existiert, zu welchen die zwei Spulenpaare, die in der Zündspule 2 vorgesehen sind, aktiviert werden.
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Wenn sich das Zündsignal IG2 zur Zeit T1 zum H-Pegel verschiebt, wird ein Primärstrom der Primärspule 21b des Spulenpaars mit der Ionenstrom-Detektionsschaltung 240 von den zwei in der Zündspule 2 vorgesehenen Spulenpaaren zugeführt, so dass Energie beginnt, darin gespeichert zu werden. Zu dieser Zeit beginnt der Primärstrom, ab der Zeit T1 zu fließen und steigt graduell an. Weiter wird eine als eine Induktionsspannung dienende Sekundärspannung in der Sekundärspule 22b erzeugt und sinkt anhand des Primärstroms graduell ab.
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Es ist anzumerken, dass die in der Sekundärspule zur Zeit T1 erzeugte Sekundärspannung, wenn das Zündsignal IG2 sich zum H-Pegel verschiebt, nachfolgend als eine "Zündsignal-EIN-Induktionsspannung" bezeichnet wird. Die Zündsignal-EIN-Induktionsspannung nimmt normalerweise einen Maximalwert von ungefähr 1 kV an. Darüber hinaus wird die Zündsignal-EIN-Induktionsspannung an die Zündkerze 1 angelegt und daher, wenn ein Leck in der Zündkerze 1 auftritt, fließt ein Leckstrom IL auf dem gebildeten Leckpfad 12, so dass er durch die Ionenstrom-Detektionsschaltung 240 detektiert wird.
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Hier kann der Isolations-Widerstandswert der Zündkerze 1 unter Verwendung der nachfolgenden Formel abgeschätzt werden.
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Isolations-Widerstandswert von Zündkerze 1 = Zündsignal-EIN-Induktionsspannung / Leckstrom IL
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Beispielsweise wird der Isolations-Widerstandswert der Zündkerze 1 aus der Zündsignal-EIN-Induktionsspannung nach einer EIN-Rauschen-Maskenperiode von mehreren 100 µs nach der Zeit T1, zu welcher sich das Zündsignal IG2 zum H-Pegel verschiebt, und dem Wert des Leckstroms IL berechnet. Es ist anzumerken, dass die Zündsignal-EIN-Induktionsspannung einen Wert annimmt, der vorab experimentell ermittelt wird.
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Weiterhin kann die Energetisierungs-Stoppperiode Tb, während welcher das Zündsignal IG2 zeitweilig zum L-Pegel umgeschaltet wird, auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von mehreren 10 µs zu mehreren 100 µs eingestellt werden, welcher durch Anwenden eines Grads an Spielraum auf einen Wert ermittelt wird, der aus einer Beziehung zwischen dem Isolations-Widerstandswert der Zündkerze 1, der vorab durch Experiment ermittelt wird, und einer Periode Tvb, die sich ab der Zeit T2 erstreckt, zu welcher die Negativ-Hochspannung beginnt, erzeugt zu werden, zu einem Punkt, zu welchem die maximale dielektrische Durchschlagspannung von beispielsweise 40 kV erreicht wird, ermittelt wird.
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Gemäß der dritten Ausführungsform, wie oben beschrieben, detektiert die Steuereinheit die Leckbedingung der Zündkerze auf Basis des durch die Zündsignal-EIN-Induktionsspannung detektierten Ionenstroms, und stellt, nach Detektion eines Lecks in der Zündkerze, die Energetisierungs-Stoppperiode länger ein, als die Referenzperiode ist. Spezifischer stellt die Steuereinheit die Energetisierungs-Stoppperiode, während welcher die Energetisierung des Primärstroms zeitweilig gestoppt ist, auf Basis der Leckbedingung der Zündkerze ein. Daher, unter Berücksichtigung der Möglichkeit eines Lecks in der Zündkerze, ist es möglich, sicherzustellen, dass ein unnötig großer Sekundärstrom nicht zugeführt wird und als Ergebnis kann die Abnutzung der Zündkerze unterdrückt werden.
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Weiter kann die dritte Ausführungsform dieser Erfindung mit dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Verfahren kombiniert werden, in welchem die Energetisierungs-Stoppperiode Tb, welche während einer Energetisierung des Primärstroms zeitweilig gestoppt ist, auf Basis der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors eingestellt wird, und spezifischer die Hochdruckbedingung, in welcher eine Hochspannung erforderlich ist, um die Funkenentladung zu erzeugen.
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Beispielsweise ist es, indem vorab experimentell der Isolations-Widerstandswert der Zündkerze 1, Perioden Tvb, die sich von der Zeit T2, zu welcher die negative Hochspannung beginnt, erzeugt zu werden, zu Punkten, an welchen die jeweiligen dielektrischen Durchschlagspannungen von 0 bis 40 kV erreicht werden, erstrecken, und eine Beziehung zwischen der Betriebsbedingung und der dielektrischen Durchschlagspannung sichergestellt werden, möglich, sogar noch zuverlässiger sicherzustellen, dass ein unnötig großer Entladungs-Sekundärstrom nicht zugeführt wird und als Ergebnis kann der Verschleiß der Zündkerze vermindert werden.
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Weiterhin, indem die Ionenstrom-Detektionsschaltung 240 bereitgestellt wird, kann ein während der Verbrennung erzeugter Ionenstrom ab der Zeit T8 in 6 detektiert werden und als Ergebnis kann auch ein durch Verschlechterung der Zündbarkeit und Brennbarkeit des brennbaren Luft-Kraftstoffgemischs aufgrund von EGR verursachtes Fehlzünden detektiert werden.
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Vierte Ausführungsform
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7 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. In 7 enthält die Zündspule 2 die Sekundärstrom-Detektionsschaltung 280, die den aus der Sekundärspule 22a zugeführten Entladungs-Sekundärstrom I2a detektiert und die Ionenstrom-Detektionsschaltung 240, die in Relation zur Sekundärspule 22b vorgesehen ist. Mit anderen Worten zeigt 7 eine Kombination von 4 und 5. Alle anderen Konfigurationen sind identisch zur in 1 gezeigten ersten Ausführungsform und daher ist deren Beschreibung weggelassen worden.
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Die ECU 3 ermittelt die aus der Sekundärstrom-Detektionsschaltung 280 ausgegebene Sekundärstromausgabe Vi2 und den aus der Ionenstrom-Detektionsschaltung 240 ausgegebenen Ionenstrom ION. Es ist anzumerken, dass in der vierten Ausführungsform dieser Erfindung die Sekundärstrom-Detektionsschaltung 280 und die Ionenstrom-Detektionsschaltung 240 beide bereitgestellt sind, aber stattdessen jegliche davon allein bereitgestellt sein kann.
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Als Nächstes wird Bezug nehmend auf 8 ein spezifischer Betrieb der Zündsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit der obigen Konfiguration beschrieben. Wie oben in der ersten Ausführungsform beschrieben, tritt dielektrischer Durchschlag zur Zeit T3 auf, woraufhin der Entladungs-Sekundärstrom I2a der Zündkerze 1 aus der Sekundärspule 22a zugeführt wird.
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Zu dieser Zeit, wie oben in der zweiten Ausführungsform beschrieben, bestimmt die ECU 3 aus dem Sekundärstromausgang Vi2, ob der Entladungs-Sekundärstrom I2a niedriger als ein beispielsweise auf –50 mA eingestellter Schwellenwert ist. Wenn der Entladungs-Sekundärstrom I2a niedriger als der Schwellenwert ist, schaltet die ECU 3 das Zündsignal IG2 vom L-Pegel zum H-Pegel um, um die Primärspule 21b zu re-energetisieren.
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Als Nächstes wird zur Zeit T6 das Zündsignal IG2 auf den L-Pegel umgeschaltet, so dass der Entladungs-Sekundärstrom I2b gleichermaßen aus der Sekundärspule 22b zugeführt wird. Wie durch eine gestrichelte Linienwellenform in der Zeichnung angegeben, kann jedoch die Funkenentladung teilweise zu einer Zeit Tc vor der Zeit T6 beendet werden. Die Ursache dafür, nimmt man an, ist ein Anstieg bei der Zündentladungs-Aufrechterhaltungsspannung aufgrund der Abnutzung der Zündkerze 1 und eines Flussanstiegs in der Verbrennungskammer.
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Wenn die Funkenentladungs-Aufrechterhaltungsspannung ansteigt, wird die Energie in der Zündspule 2 entsprechend wahrscheinlicher verbraucht und daher verkürzt sich die Zündentladungs-Aufrechterhaltungsperiode. Als Ergebnis ist die Funkenentladung zeitweilig beendet, was zu einer Verbrennungsinstabilität in einer Betriebsbedingung, die eine längere Funkenentladungsperiode erfordert, führen kann.
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Daher bestimmt vor der Zeit T6, zu welcher das Zündsignal IG2 zum L-Pegel umgeschaltet wird, die ECU 3, ob der Entladungs-Sekundärstrom I2a gleich ist einem oder einen auf beispielsweise 0 mA eingestellten Schwellenwert übersteigt, und wenn der Entladungs-Sekundärstrom I2a gleich dem Schwellenwert ist oder ihn übersteigt, bestimmt sie, dass eine Funkenentladungs-Aufrechterhaltung unterbrochen worden ist.
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Alternativ, vor der Zeit T6, zu welcher das Zündsignal IG2 zum L-Pegel umgeschaltet wird, bestimmt die ECU 3, ob der Ionenstrom ION gleich ist einem Schwellenwert oder ihn übersteigt, der beispielsweise auf 10 µA eingestellt ist, und wenn der Ionenstrom ION den Schwellenwert gleicht oder ihn übersteigt, bestimmt sie, dass eine Funkenentladungs-Aufrechterhaltung unterbrochen worden ist.
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Weiter, wenn die Funkenentladung zur Zeit Tc beendet wird, wird ein Rauschstrom in Übereinstimmung mit der Induktanz der Sekundärspule 22b der Zündspule 2, Streukapazität der Sekundärspulseite der Zündspule 2 und LC-Resonanz im Kondensator 242 erzeugt. Der durch die LC-Resonanz verursachte Rauschstrom fließt zur Ionenstrom-Detektionsschaltung 240 und daher wird nur ein Strom normaler Richtungs als ein Entladungsbeendigungs-Rauschstrom detektiert.
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Der Verbrennungs-Ionenstrom wird dann vor der Zeit T6 detektiert. Daher, indem bestimmt wird, ob der Ionenstrom ION gleich einem vorbestimmten Wert vor der Zeit T6 ist oder ihn übersteigt oder nicht, ist es möglich, festzustellen, ob eine Funkenentladungs-Aufrechterhaltung unterbrochen worden ist oder nicht.
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Nach Bestimmen, dass Funkenentladungs-Aufrechterhaltung unterbrochen worden ist, schaltet die ECU 3 zuerst das Zündsignal IG1 auf den H-Pegel zur Zeit T0 während eines nachfolgenden Selbstzündungstakts und stellt dann eine sich zur Zeit T1 erstreckende Periode Td, zu welcher das Zündsignal IG2 zum H-Pegel umgeschaltet ist, auf kürzer ein als eine Referenzzeitdifferenz, die durch die leichte Zeitdifferenz gebildet wird, die in den ersten bis dritten Ausführungsformen beschrieben ist. Als Ergebnis nähert sich die Zeit T6 der Zeit Tc und wenn T6 < Tc, kann eine Unterbrechung bei der Funkenentladungs-Aufrechterhaltung verhindert werden.
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Derweil wird die Periode ab der Zeit T1, zu welcher das Zündsignal IG2 zum H-Pegel umgeschaltet wird, zur Zeit T2, zu welcher das Zündsignal IG2 zum L-Pegel umgeschaltet wird, länger, was zu einem Anstieg bei der Menge von Primärstrom führt, welcher der Primärspule 21b zugeführt wird, und der Periode, während welcher der Primärstrom zugeführt wird. Als Ergebnis wird Wärme wahrscheinlicher durch die Zündspule 2 erzeugt als im vorherigen Selbstzündungstakt.
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Entsprechend kann sich die Energetisierungs-Stoppperiode Tb, während welcher das Zündsignal IG2 zeitweilig zum L-Pegel umgeschaltet wird, verlängern. Weiter kann die Energetisierungs-Stoppperiode Tb so eingestellt werden, dass der der Primärspule 21a zugeführte Primärstrom zur Zeit T3 und der der Primärspule 21b zur Zeit T6 zugeführte Primärstrom auf identischen Pegeln sind. Weiterhin, wenn ein Spielraum für ein Wärmeerzeugungs-Grenzwert der Zündspule 2 in einer Niedrigrotations-Betriebsbedingung oder dergleichen verbleibt, können entsprechende EIN-Perioden der Zündsignale IG1, IG2 verlängert werden.
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Gemäß der vierten Ausführungsform, wie oben beschrieben, detektiert die Steuereinheit die Funkenentladungs-Aufrechterhaltungsbedingung der Zündkerze, nachdem die der ersten Primärspule zugeführte Primärstrom unterbrochen wird, auf Basis der Ausgabe der Sekundärstrom-Detektionsschaltung oder/und der Ionenstrom-Detektionsschaltung. Nach Bestimmung, dass eine Funkenentladungs-Aufrechterhaltung unterbrochen worden ist, energetisiert die Steuereinheit den der ersten Primärspule während des nachfolgenden Selbstzündungstakts zugeführten Primärstrom und stellt dann die Periode erweiternd zur Energetisierung des der zweiten Primärspule zugeführte Primärstroms ein, kürzer als die Referenzzeitdifferenz zu sein und stellt die Energetisierungs-Stoppperiode länger als die Referenzperiode ein.
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Daher kann eine Situation, in welcher die Funkenentladungs-Aufrechterhaltung unterbrochen wird, kontinuierlich, am Auftreten gehindert werden, selbst wenn die Funkenentladungs-Aufrechterhaltungsspannung aufgrund Verschleiß an der Zündkerze und einem Flussanstieg in der Verbrennungskammer ansteigt, und als Ergebnis kann eine kontinuierliche Verbrennungs-Instabilität verhindert werden.
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Fünfte Ausführungsform
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In den ersten bis vierten Ausführungsformen, wie in 2 gezeigt, wird die Funkenentladung eine längere Periode lang aufrechterhalten, indem eine kleine Zeitdifferenz von T1 > T0 zwischen den entsprechenden Zeitpunkten eingefügt wird, an welchen die zwei Spulenpaare, die in der Zündspule 2 vorgesehen sind, aktiviert werden.
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Hier, wie in 9 gezeigt, kann die Funkenentladung eine längere Periode gleichermaßen aufrechterhalten werden, indem abwechselnde Zündoperationen durchgeführt werden, in welchen das Zündsignal IG1 zum H-Pegel zur Zeit T6 zurückgeschaltet wird, wenn das Zündsignal IG2 zum L-Pegel umgeschaltet wird, und das Zündsignal IG2 zum H-Pegel zur Zeit T7 zurückgeschaltet wird.
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Gemäß der fünften Ausführungsform, wie oben beschrieben, kann die Zündbarkeit des brennbaren Luft-Kraftstoffgemisches stabilisiert werden und kann ein stabilerer Flammenkern gebildet werden. Als Ergebnis kann die Verbrennbarkeit stabilisiert werden.
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Es ist anzumerken, dass die jeweiligen Ausführungsformen dieser Erfindung frei kombiniert und modifiziert oder weggelassen werden können, je nachdem, innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015-12956 [0004]
- JP 2015-129465 [0008, 0037]
