DE10243271A1

DE10243271A1 - Device for igniting air-fuel mixture in internal combustion engine, has circuit for producing and/or amplifying HF energy with feedback network for power matching of circuit to variable load impedance

Info

Publication number: DE10243271A1
Application number: DE2002143271
Authority: DE
Inventors: Michael Thiel; Hans-Oliver Ruoss; Julia Kantz; Friedrich Landstorfer; Klaus Linkenheil; Jan Waldmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2003-12-04

Abstract

The device has a high frequency electrical energy source with a coaxial waveguide structure forming a resonator chamber into which the HF energy is fed at one end of the inner conductor, whose other end protrudes into the relevant combustion chamber. A microwave plasma is generated at this end. A circuit (3) for producing and/or amplifying the HF energy has a feedback network (T1,T2) for power matching of the circuit to a variable load impedance.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Verbrennungsmotor mittels einer hochfrequenten Energiequelle nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. The invention relates to a device for igniting a Air-fuel mixture in an internal combustion engine using a high frequency energy source after Preamble of the main claim.

Die Zündung eines solchen Luft-Kraftstoff-Gemischs mit Hilfe einer sogenannten Zündkerze stellt einen üblichen Bestandteil von Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge dar. Bei diesen heute eingesetzten Zündsystemen wird die Zündkerze induktiv mittels einer Zündspule mit einer genügend hohen elektrischen Spannung versorgt, so dass sich ein Zündfunke am Ende der Zündkerze im Brennraum des Verbrennungsmotors herausbildet um die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs einzuleiten. The ignition of such an air-fuel mixture with The help of a so-called spark plug represents a common one Part of internal combustion engines for motor vehicles In these ignition systems used today, the Spark plug inductively by means of an ignition coil with a sufficiently high electrical voltage is supplied so that a spark at the end of the spark plug in the combustion chamber of the Internal combustion engine forms around the combustion of the Initiate air-fuel mixture.

Beim Betrieb dieser herkömmlichen Zündkerze können Spannungen bis über dreißig Kilovolt auftreten, wobei durch den Verbrennungsprozess Rückstände, wie Ruß, Öl oder Kohle sowie Asche aus Kraftstoff und Öl auftreten, die unter bestimmten thermischen Bedingungen elektrisch leitend sind. Es dürfen jedoch bei diesen hohen Spannungen keine Über- oder Durchschläge am Isolator der Zündkerze auftreten, so dass der elektrische Widerstand des Isolators auch bei den auftretenden hohen Temperaturen während der Lebensdauer der Zündkerze sich nicht verändern sollte. You can use this conventional spark plug Voltages up to over thirty kilovolts occur, due to residues such as soot, oil or Coal as well as ash from fuel and oil occur under certain thermal conditions electrically conductive are. However, at these high voltages, none are allowed Flashover or breakdowns on the spark plug insulator occur, so the electrical resistance of the insulator even at the high temperatures that occur during the Spark plug life should not change.

Es ist beispielsweise aus der DE 198 52 652 A1 eine Zündvorrichtung bekannt, bei der die Zündung eines solchen Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung eines koaxialen Leitungsresonators vorgenommen wird. Hierbei wird die Zündspule durch eine genügend starke Mikrowellenquelle, z. B. eine Kombination aus einem Hochfrequenzgenerator und einem Verstärker, ersetzt. Mit einem geometrisch optimierten koaxialen Leitungsresonator stellt sich dann die für die Zündung erforderliche Feldstärke am offenen Ende des kerzenähnlichen Leitungsresonators ein und zwischen den Elektroden der Kerze bildet sich mit dem Spannungsüberschlag eine zündfähige Plasmastrecke heraus. It is, for example, from DE 198 52 652 A1 Ignition device known in which the ignition of such Air-fuel mixture in an internal combustion engine Motor vehicle using a coaxial Line resonator is made. Here, the Ignition coil by a sufficiently strong microwave source, e.g. B. a combination of a high frequency generator and an amplifier. With a geometric The optimized coaxial line resonator then turns to the the ignition required field strength at the open end of the candle-like line resonator and between the Electrodes of the candle form with the Flashover an ignitable plasma path.

Eine solche Hochfrequenzzündung ist auch in dem Aufsatz "SAE-Paper 970071, Investigation of a Radio Frequency Plasma Ignitor for Possible Internal Combustion Engine Use" beschrieben. Auch bei dieser Hochfrequenz- bzw. Mikrowellenzündung wird ohne eine übliche Zündspule eine Hochspannung mittels einer niederohmigen Einspeisung am sogenannten heißen Ende einer λ/4-Leitung eines HF- Leitungsresonators erzeugt. Such a high-frequency ignition is also in the attachment "SAE paper 970071, Investigation of a Radio Frequency Plasma Ignitor for Possible Internal Combustion Engine Use ". Even with this high-frequency or Microwave ignition becomes a without a conventional ignition coil High voltage by means of a low-resistance feed on so-called hot end of a λ / 4 line of an HF Line resonator generated.

In herkömmlicher Weise wird die zuvor erwähnte Mikrowellenquelle auf einen bestimmten Betriebszustand ausgelegt, wobei für eine Anwendung als Hochfrequenzzündung im allgemeinen aber mindestens zwei grundlegende Betriebszustände, nämlich der ungezündete Zustand und der gezündete Zustand, auftreten. Der Übergangsbereich zwischen diesen Zuständen und zusätzliche Einflussparameter wie z. B. die im Brennraum herrschende Temperatur, die Rußbelegung und der Druck wirken sich dabei nachhaltig auf das Resonanz- und Impedanzverhalten des Hochfrequenzresonators aus. Dies hat in der Regel zur Folge, dass nur noch ein Bruchteil der zur Verfügung stehenden Leistung in den Resonator eingekoppelt wird. Der restliche Anteil wird reflektiert und belastet oder zerstört unter Umständen das hier verwendete Leistungshalbleiterbauelement im dem Oszillator nachgeschalteten Verstärker. Gegebenenfalls kann auch eine Zündung im Brennraum komplett verhindert werden. In a conventional manner, the previously mentioned Microwave source designed for a specific operating state, being used for high frequency ignition in general but at least two basic Operating states, namely the unignited state and the ignited Condition, occur. The transition area between these States and additional influencing parameters such as B. the temperature prevailing in the combustion chamber, the soot occupancy and the pressure have a lasting effect on the resonance and impedance behavior of the high-frequency resonator. This usually means that only one Fraction of the available power in the Resonator is coupled. The rest will may reflect and burden or destroy this used power semiconductor device in the Oscillator downstream amplifier. If necessary, too ignition in the combustion chamber can be completely prevented.

Für sich gesehen sind Schaltungsanordnungen, z. B. aus der US-PS 3 426 298 oder der US-PS 3 624 536, bekannt, mit denen das Impedanzverhalten von Hochfrequenzschaltungen über eine geeignete Rückkopplung positiv beeinflusst werden kann. Seen on their own are circuit arrangements, e.g. B. from the U.S. Patent No. 3,426,298 or U.S. Patent No. 3,624,536, known which the impedance behavior of high-frequency circuits positively influenced by a suitable feedback can be.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Verbrennungsmotor mittels einer hochfrequenten elektrischen Energiequelle, mit einer einen Resonatorraum bildenden koaxialen Wellenleiterstruktur, in die die hochfrequente elektrische Energie an einer vorgegebenen Einkoppelstelle am einen Ende des Innenleiters der koaxialen Wellenleiterstruktur einspeisbar ist. Das anderen Ende des Innenleiters ragt in den jeweiligen Brennraum eines Zylinders des Verbrennungsmotors hinein, wobei an diesem Ende durch ein hohes Spannungspotential ein Mikrowellenplasma erzeugbar ist. Die koaxiale Wellenleiterstruktur ist dabei so ausgebildet, dass sich für eine vorgegebene effektive Wellenlänge λ_eff der eingekoppelten hochfrequenten Schwingung ein Leitungsresonator in etwa nach der Beziehung (2n + l).λ_eff/4 mit n ≥ 0 ergibt und die hochfrequente Schwingung beispielsweise durch eine kapazitive, induktive, gemischte oder eine Aperturkopplung eingekoppelt wird. Die effektive Wellenlänge λ_eff wird dabei im wesentlichen durch die Formgebung des Endes des herausragenden Innleiters, durch die Abdichtung des Dielektrikums bzw. durch die Formgebung des gesamten Leitungsresonators bestimmt. The invention is based on a device for igniting an air-fuel mixture in an internal combustion engine by means of a high-frequency electrical energy source, with a coaxial waveguide structure forming a resonator space, into which the high-frequency electrical energy at a predetermined coupling point at one end of the inner conductor of the coaxial waveguide structure is feedable. The other end of the inner conductor protrudes into the respective combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine, a microwave plasma being able to be generated at this end by a high voltage potential. The coaxial waveguide structure is designed in such a way that for a given effective wavelength λ _{eff of} the injected high-frequency oscillation, a line resonator results approximately according to the relationship (2n + l) .λ _eff / 4 with n ≥ 0 and the high-frequency oscillation, for example, by capacitive, inductive, mixed or an aperture coupling is coupled. The effective wavelength λ _eff is essentially determined by the shape of the end of the protruding inner conductor, by the sealing of the dielectric or by the shape of the entire line resonator.

Mit dieser Vorrichtung erfolgt die Zündung eines Luft- Kraftstoff-Gemischs in einem Verbrennungsmotor unter Verwendung eines z. B. von seiner Geometrie her optimierten koaxialen Resonators. Die für die Zündung erforderliche Leistung wird durch eine geeignete frei schwingende Oszillatorschaltung in den Resonator eingekoppelt und die erforderliche Feldstärke stellt sich am offenen Ende des kerzenähnlichen Resonators ein, wodurch an dieser Stelle eine Plasmaflamme entsteht. This device ignites an air Fuel mixture in an internal combustion engine Using a z. B. optimized from its geometry coaxial resonator. The one required for the ignition Performance is determined by a suitable free-swinging Oscillator circuit coupled into the resonator and the required field strength is at the open end of the candle-like resonator, which at this point a plasma flame is created.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung und/oder Verstärkung der einzukoppelnden hochfrequenten Energie mit einem Rückkoppelnetzwerk vorhanden. Mit diesem Rückkoppelnetzwerk ist eine Leistungsanpassung der Schaltungsanordnung an eine veränderliche Lastimpedanz, die im wesentlichen durch die physikalischen Verhältnisse am anderen Ende des Innenleiters gebildet sind, durchführbar. Das Rückkoppelnetzwerk ist in besonders vorteilhafter Weise als ein Vierpolnetzwerk ausgeführt, dessen Eingangsimpedanz durch die aus den physikalischen Verhältnisse am anderen Ende des Innenleiters gebildeten Rückkoppelsignale beeinflusst ist und dessen Ausgangsimpedanz aus der mit der Transmissionsverstärkung gewichteten Eingangsimpedanz gebildet ist. In the device according to the invention is in advantageously a circuit arrangement for generating and / or Amplification of the high-frequency energy to be coupled in with a feedback network. With this Feedback network is a performance adjustment of the Circuit arrangement to a variable load impedance, which in essentially due to the physical conditions other end of the inner conductor are formed, feasible. The feedback network is particularly advantageous Way executed as a four-pole network, the Input impedance by the from the physical Relationships formed at the other end of the inner conductor Feedback signals is affected and its output impedance from the weighted with the transmission gain Input impedance is formed.

Die Erfindung ermöglicht auf einfache Weise eine geeignete adaptive Anpassung des oben beschriebenen koaxialen Resonators an die vorgeschaltete Oszillatorschaltung. Somit wird in jedem Betriebszustand gewährleistet, dass ein Großteil der verfügbaren Leistung in den Resonator eingekoppelt wird. Die hier vorgenommene Kompensation der physikalischen Verhältnisse im oder am Resonator erfolgt durch die Abhängigkeit der Leistungseinkopplung von den Betriebsparametern. Daher ist das erfinderische Konzept vor allem auch für den nachträglichen Einbau in bereits existierende Verbrennungsmotoren geeignet. The invention enables a simple appropriate adaptive adaptation of the coaxial described above Resonators to the upstream oscillator circuit. This ensures that a Much of the power available in the resonator is coupled. The compensation of the physical conditions in or on the resonator by the dependence of the power coupling on the Operating parameters. Hence the inventive concept especially for retrofitting in already existing internal combustion engines suitable.

Wesentlich bei der Erfindung ist, dass durch das Rückkoppelnetzwerk ein Verstärker mit angeschlossener Last, die eine variable Eingangsimpedanz besitzt, auf einfache Wiese zu einem Vierpoloszillator erweitert werden kann. Der Verstärker wird dabei aus einer Eingangsquelle mit einer variablen Innenimpedanz gespeist, wobei die Regelung dieser Eingangsimpedanz durch die entsprechend dimensionierte Rückkopplung erfolgt. It is essential in the invention that by Feedback network an amplifier with connected load that has a variable input impedance, on simple Wiese can be expanded to a four-pole oscillator. The Amplifier is from an input source with a variable internal impedance, the regulation this input impedance by the corresponding dimensioned feedback takes place.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rückkoppelnetzwerk aus jeweils einem Übertrager für den am Ausgang auftreten Strom und einem Übertrager für die am Ausgang auftretende Spannung gebildet, wobei die Werte für den jeweiligen Strom oder Spannung mit einem jeweils vorgegebenen Übersetzungsverhältnis auf den Eingang des Rückkoppelnetzwerks zurückgeführt werden. In a preferred embodiment, this is Feedback network consisting of one transformer each for the output occur electricity and a transformer for that at the output occurring voltage is formed, the values for the respective current or voltage with one each predetermined transmission ratio on the receipt of the Feedback network can be fed back.

In vorteilhafter Weise kann damit die Regelung der Eingangsimpedanz durch die geeignete Rückkopplung einer der Ausgangsspannung bzw. dem Ausgangsstrom proportionalen Spannung zum Eingang des Verstärkers vorgenommen werden. Der Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung werden dabei direkt durch die zeit- und betriebszustandsvariante Eingangsimpedanz der Zündkerze beeinflusst, so dass dann am Eingang des Verstärkers die aus den Rückkoppelsignalen gebildete Innenimpedanz gebildet ist und diese Eingangsimpedanz erscheint, gewichtet mit der Transmissionsimpedanz S₂₁ des Verstärkers, als Ausgangsimpedanz am Ausgang des Verstärkers. Advantageously, the input impedance can thus be regulated by suitable feedback of a voltage proportional to the output voltage or the output current to the input of the amplifier. The output current and the output voltage are directly influenced by the input impedance of the spark plug, which varies according to the time and operating state, so that the internal impedance formed from the feedback signals is then formed at the input of the amplifier and this input impedance appears, weighted with the transmission impedance S _{21 of} the amplifier, as the output impedance at the output of the amplifier.

Zusammenfassend ergeben sich damit die Vorteile, dass insbesondere mit einer einfach auszuführenden geeigneten Auslegung des Rückkopplungsnetzwerks bzw. der Teilnetzwerke in Form der Übertrager für Strom und Spannung, eine Leistungsanpassung des Verstärkers an variable Lastimpedanzen erreichbar ist. Weiterhin kann der Verstärker für die einzukoppelnde Energie auf einfache Weise als ein Halbleiterverstärker mit einer im Betriebsfrequenzbereich der Zündung ausreichenden Verstärkung ausgebildet sein. In summary, there are the advantages that especially with a suitable one that is easy to carry out Interpretation of the feedback network or Subnetworks in the form of current and voltage transformers, one Power adjustment of the amplifier to variable Load impedances is achievable. Furthermore, the amplifier for the energy to be coupled in as a simple Semiconductor amplifier with an operating frequency range the ignition be sufficiently amplified.

Die wesentlichen Vorteile einer solchen Hochfrequenzzündkerze gegenüber der herkömmlichen Verwendung einer Zündspule sind auch hier vor allem eine Kosteneinsparung durch die Möglichkeit zur Miniaturisierung. Die bei der vorgeschlagenen Vorrichtung erreichte weitgehende Wärmewertfreiheit ermöglicht zudem eine Reduzierung der Typenvielfalt und damit ebenfalls eine Kosteneinsparung. The main advantages of such High frequency spark plug compared to the conventional use of a Ignition coils are above all a cost saving through the possibility of miniaturization. The at the proposed device achieved extensive Freedom from thermal values also enables a reduction in Variety of types and thus also cost savings.

Dadurch, dass hier am koaxialen Wellenleiter auf einfache Weise ein elektrisches Mess- oder Steuersignal auskoppelbar ist, das von den physikalischen Größen des freistehenden Plasma im Luft-Kraftstoff-Gemisch abhängig ist, wird prinzipiell eine Einstellbarkeit der Flammgröße ermöglicht, womit ein vergrößertes Zündvolumen im Vergleich zur herkömmlichen Zündkerze und eine gute Einleitung der Flammfront in den Brennraum erreichbar ist. Dies führt zu einer Erhöhung der Zündsicherheit insbesondere bei Magergemischmotoren und bei einer Benzin-Direkt-Einspritzung. Because here on the coaxial waveguide on simple Way an electrical measurement or control signal can be decoupled from the physical quantities of the free-standing plasma in the air-fuel mixture is dependent is basically an adjustability of the flame size enables, with which an increased ignition volume in comparison to the conventional spark plug and a good introduction to the Flame front in the combustion chamber is accessible. this leads to an increase in ignition reliability in particular Lean mixed engines and with a direct petrol injection.

Ferner sind zusätzliche Freiheitsgrade durch die Steuerbarkeit der Brenndauer aufgrund der Möglichkeit der Ableitung eines Steuersignals vorhanden. Das ausgekoppelte elektrische Signal ist in einer Auswerteschaltung weiterverarbeitbar, mit der eine Regelung der hochfrequenten Energiequelle und/oder eine Steuerung vorgegebener Betriebsfunktionen bewirkbar ist. Diese Steuerbarkeit aufgrund der Möglichkeit der Verbrennungsdiagnostik und damit der Optimierung der Motorsteuerung führt zu einem geringeren Verschleiß der als Zündelektroden wirkenden Strukturen und es ist außerdem auch ein gesteuertes Abbrennen von Verunreinigungen, z. B. von Ruß, möglich. Furthermore, additional degrees of freedom are given by the Controllability of the burning time due to the possibility of Derivation of a control signal available. The decoupled electrical signal is in an evaluation circuit further processable with a regulation of the high-frequency Energy source and / or a control specified Operating functions can be effected. This controllability due to the possibility of combustion diagnosis and thus the optimization of the engine control leads to a less wear on those acting as ignition electrodes Structures and it's also a controlled one Burn off contaminants, e.g. B. of soot, possible.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is based on the Drawing explained. Show it:

Fig. 1 eine prinzipielle Ansicht einer Vorrichtung zum hochfrequenten Zünden eines Luft-Kraftstoff- Gemischs in einem Verbrennungsmotor mit einer koaxialen Wellenleiterstruktur als Resonator und Fig. 1 is a schematic view of a device for high-frequency ignition of an air-fuel mixture in an internal combustion engine with a coaxial waveguide structure as a resonator and

Fig. 2 ein Schaltungsbeispiel einer Verstärkerschaltungsanordnung zur Erzeugung der in die Wellenleiterstruktur einzukoppelnden hochfrequenten Energie mit einem Rückkopplungsnetzwerk. Fig. 2 is a circuit example of an amplifier circuit arrangement for producing the coupled into the waveguide structure high-frequency energy with a feedback network.

Description of the embodiment

In Fig. 1 ist eine Prinzipansicht einer Vorrichtung zum hochfrequenten Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Verbrennungsmotor gezeigt, die Bestandteile einer sogenannten Hochfrequenzzündkerze 1 aufweist. Es sind hier im einzelnen ein HF-Generator 2 und ein eventuell auch verzichtbarer Verstärker 3 vorhanden, die als Mikrowellenquelle die hochfrequenten Schwingungen erzeugen. Schematisch ist hier eine induktive Einkopplung 4 der hochfrequenten Schwingungen in eine als λ/4-Resonator 5 aufgebaute koaxialen Wellenleiterstruktur als wesentlicher Bestandteil der Hochfrequenzzündkerze 1 gezeigt. In Fig. 1 is a schematic view of an apparatus is shown of an air-fuel mixture in an internal combustion engine to the high-frequency ignition, the constituents having a so-called high-frequency spark 1. There is an RF generator 2 and an amplifier 3 , which may also be omitted, which generate the high-frequency vibrations as a microwave source. An inductive coupling 4 of the high-frequency vibrations into a coaxial waveguide structure constructed as a λ / 4 resonator 5 is shown schematically here as an essential component of the high-frequency spark plug 1 .

Der koaxiale Resonator 5 besteht aus einem Außenleiter 6 und einem Innenleiter 7, wobei das eine sogenannte offene oder heiße Ende 8 des Resonators 5 mit dem Innenleiter als Zündstift 7a die Zündung bewirkt. Für die hochfrequenten Schwingungen stellt das andere sogenannte kalte brennraumferne Ende 9 des Resonators 5 einen Kurzschluss dar. Das Dielektrikum 10 zwischen dem Außenleiter 6 und einem Innenleiter 7 besteht im wesentlichen aus Luft oder aus einem geeigneten nichtleitenden Material. Lediglich zur Abdichtung des offenen Endes 8 des Resonators 5 zum Brennraum ist eine Dichtung 11 vorhanden. Die Dichtung 11 besteht auch aus einem nichtleitendem Material, das den Temperaturen im Brennraum standhält, z. B. Keramik. Dabei bestimmen die dielektrischen Eigenschaften des Füllmaterials 10 bzw. der Abdichtung 11 mit die Abmessungen des Resonators 5. The coaxial resonator 5 consists of an outer conductor 6 and an inner conductor 7 , the so-called open or hot end 8 of the resonator 5 with the inner conductor as the ignition pin 7 a causing the ignition. The other so-called cold end 9 of the resonator 5 remote from the combustion chamber represents a short circuit for the high-frequency vibrations. The dielectric 10 between the outer conductor 6 and an inner conductor 7 consists essentially of air or of a suitable non-conductive material. A seal 11 is provided only for sealing the open end 8 of the resonator 5 to the combustion chamber. The seal 11 is also made of a non-conductive material that withstands the temperatures in the combustion chamber, for. B. ceramics. The dielectric properties of the filling material 10 or the seal 11 also determine the dimensions of the resonator 5 .

Bei dieser Hochfrequenzzündkerze 1 wird das Prinzip der Feldüberhöhung in einem koaxialen Resonator 5 der Länge (2n + l) *λ_eff/4 mit n ≥ O genutzt. Das durch eine genügend starke Mikrowellenquelle als Generator 2 und ev, dem Verstärker 3 erzeugte hochfrequente Signal wird durch die Einkopplung 4, z. B. induktiv, kapazitiv oder eine Aperturkopplung, in den Resonator 5 eingespeist. Durch die Ausbildung eines Spannungsknotens am Kurzschluss am brennraumfernen Ende 9 und eines Spannungsbauchs am einen offenen Ende 8 ergibt sich hier am Ende 8 eine Feldüberhöhung. Dieser Effekt kann durch mindestens einen zusätzlichen Zündstift 7a noch verstärkt werden, was zu einer Erhöhung der Zündsicherheit führt. In the case of this high-frequency spark plug 1 , the principle of field elevation in a coaxial resonator 5 of length (2n + l) * λ _eff / 4 with n O O is used. The high-frequency signal generated by a sufficiently strong microwave source as a generator 2 and ev, the amplifier 3 is by the coupling 4 , z. B. inductive, capacitive or an aperture coupling, fed into the resonator 5 . The formation of a voltage node at the short circuit at the end 9 remote from the combustion chamber and a voltage antinode at an open end 8 results in a field increase at the end 8 . This effect can be reinforced by at least one additional ignition pin 7 a, which leads to an increase in ignition reliability.

Aus Fig. 2 ist ein ebenfalls prinzipieller Aufbau einer Schaltungsanordnung, insbesondere der Verstärkerschaltung 3 nach der Fig. 1, zur Erzeugung und/oder Verstärkung der einzukoppelnden hochfrequenten Energie ersichtlich, bei der ein Rückkoppelnetzwerk vorhanden ist. Das hier gezeigte Rückkopplungsnetzwerk weist einen ersten Übertrager T1 auf, der mit einem entsprechend gewählten Übersetzungsverhältnis ü die Größe des am Ausgang A auftreten Stroms I auf den Eingang E des Verstärkers V in Form einer Spannungsbeaufschlagung abbildet. FIG. 2 also shows a basic structure of a circuit arrangement, in particular the amplifier circuit 3 according to FIG. 1, for generating and / or amplifying the high-frequency energy to be coupled in, in which a feedback network is present. The feedback network shown here has a first transformer T1, which maps the magnitude of the current I occurring at the output A to the input E of the amplifier V in the form of a voltage application with a correspondingly selected transmission ratio ü.

Weiterhin ist gemäß der Fig. 2 ein zweiter Übertrager T2 als weiterer Bestandteil des Rückkoppelnetzwerks vorhanden, der mit einem entsprechend gewählten Übersetzungsverhältnis ü die Größe der am Ausgang A auftreten Spannung U auf dem Eingang E des Verstärkers V in Form einer weiteren Spannungsbeaufschlagung abbildet. Further 2, a second transformer T2 is shown in FIG. Available as a further component of the feedback network, with a suitably chosen transmission ratio ü the size of the mapping at the output A may occur voltage U on the input E of the amplifier V in the form of a further voltage application.

Mit diesem dargestellten Rückkoppelnetzwerk aus den Übertragern T1 und T2 ist ein Vierpolnetzwerk gebildet, das eine Leistungsanpassung der Schaltungsanordnung an eine veränderliche Lastimpedanz, die im wesentlichen durch die physikalischen Verhältnisse am Zündstift 7a des Innenleiters 7 gebildet sind, durchführbar. Die Eingangsimpedanz S₁₁ ist dabei durch Rückkoppelsignale beeinflusst und die Ausgangsimpedanz S₂₂ ist aus der mit der Transmissionsverstärkung S₂₁ gewichteten Eingangsimpedanz gebildet. With this illustrated feedback network from the transmitters T1 and T2, a Vierpolnetzwerk is formed, the power matching of the circuit arrangement at a variable load impedance, which are formed essentially by the physical conditions on the firing pin 7 a of the inner conductor 7, feasible. The input impedance S ₁₁ is influenced by feedback signals and the output impedance S ₂₂ is formed from the input impedance weighted with the transmission gain S ₂₁ .

Claims

1. Device for igniting an air-fuel mixture in an internal combustion engine by means of a high-frequency electrical energy source, with

- A coaxial waveguide structure ( 6 , 7 ) forming a resonator space, into which the high-frequency electrical energy can be fed at a predetermined coupling point ( 4 ) at one end of an inner conductor ( 7 ) of the waveguide structure ( 6 , 7 ) and

- In which the waveguide structure ( 6 , 7 ) projects with the other end of the inner conductor ( 7 ) into the respective combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine, a microwave plasma being able to be generated at this end by a high voltage potential, characterized in that

- A circuit arrangement ( 3 ) for generating and / or amplifying the high-frequency energy to be coupled in has a feedback network (T1, T2) with which a power adjustment of the circuit arrangement ( 3 ) to a variable load impedance, which is essentially due to the physical conditions at the other end of the Inner conductor ( 7 ) are formed, can be carried out.

2. Device according to claim 1, characterized in that

- The feedback network (T1, T2) is a four-pole network, whose input impedance (S11) is influenced by the feedback signals formed from the physical conditions at the other end, in particular an ignition pin ( 7 a), of the inner conductor ( 7 ), and its output impedance (S ₂₂ ) is formed from the input impedance (S ₁₁ ) weighted with the transmission gain (S ₂₁ ).

3. Device according to claim 2, characterized in that

- The feedback network is formed in each case from a transformer (T1) for the current (I) occurring at the output (A) and a transformer (T2) for the voltage (U) occurring at the output (A), the values for the respective current (I) or the voltage (U) with a predetermined transmission ratio (ü) can be fed back to the input of the feedback network or an amplifier (V).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that

- The amplifier (V) for the energy to be injected is a semiconductor amplifier with sufficient amplification in the operating frequency range of the ignition.