DE112015001714B4 - Zündvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Zündvorrichtung (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, welche elektrische Energie von zwei Zündspulen aus einer ersten Zündspule (3A) und einer zweiten Zündspule (3B) hin zu einer einzelnen Zündkerze (2) führt, wobei die Zündvorrichtung (1) aufweist:eine erste Schalteinheit (8), welche eine Hauptzündung durch Aufbringen einer Spannung zwischen Elektroden der Zündkerze (2) durch An- und Ausschalten der Bestromung einer Primärspule (5A) der ersten Zündspule (3A) ausgehend von einer fahrzeugseitigen Batterie (17) startet;eine Verstärkerschaltung (9), welche eine Spannung der fahrzeugseitigen Batterie (17) erhöht und die elektrische Energie sammelt; undeine zweite Schalteinheit (10), welche einen Strom mit der gleichen Richtung wie die durch das An- und Ausschalten der ersten Schalteinheit (8) erzeugte Funkenentladung zwischen den Elektroden der Zündkerze (2) durch Zuführen der in der Verstärkerschaltung (9) gesammelten elektrischen Energie in eine negative Seite (ein zweites Ende) der Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) aufbringt; wobeieine Funkenentladung zwischen den Elektroden der Zündkerze (2) mit der gleichen Richtung wie die durch das An- und Ausschalten der ersten Schalteinheit (8) erzeugte Funkenentladung durch Zuführen der elektrischen Energie in der Verstärkerschaltung (9) in die Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) durch die zweite Schalteinheit (10) fortsetzt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung, welche bei einer Verbrennungskraftmaschine verwendet wird.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, die elektrische Energie von zwei Zündspulen hin zu einer einzelnen Zündkerze führt, ist bekannt (beispielsweise Bezug auf Patentdokument 1). Gemäß dieser Technologie ist eine erste Schalteinheit zum An-/Ausschalten einer Leistungszuführung hin zu einer Primärspule, welche einer der Zündspulen entspricht, ausgehend von einer fahrzeugseitigen Batterie, und eine zweite Schalteinheit zum An-/Ausschalten der Leistungszuführung hin zu einer weiteren Primärspule, welche einer anderen Spule der Zündspulen entspricht, ausgehend von der fahrzeugseitigen Batterie vorgesehen. Außerdem wird ein so genanntes An/Aus-Umschalten basierend auf einem Voll-Transistorsystem der ersten und zweiten Schalteinheiten abwechselnd wiederholt, so dass sich An-Phasen der ersten und zweiten Schalteinheiten nicht überlappen. Daher kann ein stabiler Entladungszustand ohne eine unterbrochene Entladung aufrechterhalten werden.
  • Gemäß der Technologie von Patentdokument 1 nimmt jedoch, wenn die An-Phasen der ersten und zweiten Schalteinheiten überlappen, ein Entladestrom rapide ab und eine Funkenentladung kann nicht aufrechterhalten werden, und wenn sich umgekehrt Aus-Phasen der ersten und zweiten Schalteinheiten überlappen, überlappen sich Entladungszeiten, wodurch der Entladestrom rapide zunimmt, was eine wesentliche Beschädigung bei einer Elektrode der Zündkerze hervorruft. Da es notwendig ist, das An/Aus-Umschalten mit hoher Genauigkeit durchzuführen, damit der An/Aus-Zustand der ersten und zweiten Schalteinheiten einer Variation bei individuellen Teilen oder einer Veränderung eines Zündzeitpunkts aufgrund von Differenzen bei Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine folgt, wird daher die Konstruktion einer Steuerlogik der Technologie bei Patentdokument 1 kompliziert und es wird erachtet, dass eine Berechnungslast in einem tatsächlichen Betrieb groß wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichung JP 2012- 41 912 A
  • Weiterer Stand der Technik findet sich in den folgenden Dokumenten.
  • DE 11 2015 000 119 T5 offenbart eine Verbrennungssteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die eine Zündkerze zur Durchführung einer Funkenzündung eines Luftkraftstoffgemischs in der Brennkammer, eine Mehrzahl von Wicklungspaaren zum Erzeugen einer Funkenentladung in der Zündkerze, sowie ein Kraftstoffeinspritzventil, das zum Einspritzen von zerstäubtem Kraftstoff in der Lage ist, enthält. Zerstäubter Kraftstoff wird in den Einlasskanal eingespritzt, und es wird ein homogenes mageres Luftkraftstoffgemisch in der Brennkammer erzeugt. Das Luftkraftstoffverhältnis des Luftkraftstoffgemischs in der Brennkammer wird auf ein Luftkraftstoffverhältnis geregelt, das magerer als ein vorbestimmtes mageres Luftkraftstoffverhältnis ist, welches magerer als das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis ist, und eine Funkenentladungsstartsteuerzeit und eine Funkenentladungszeitdauer werden mittels der Mehrzahl von Wicklungspaaren gesteuert. Die Funkenentladungsstartsteuerzeit wird auf eine Steuerzeit gesetzt, die von der Funkenentladungsstartsteuerzeit zum Zünden eines geschichteten mageren Gemischs vorverlagert ist, das so ausgebildet ist, dass das Luftkraftstoffverhältnis in der Nähe der Zündkerze relativ klein ist.
  • US 5 097 815 A offenbart ein Zündsystem, bei dem Sekundärwicklungen einer ersten und einer zweiten Zündspule parallel zu einer Funkenelektrode eines Verbrennungsmotors geschaltet sind. Eine hohe Gleichspannung wird abwechselnd an die Primärwicklungen der ersten und der zweiten Zündspule angelegt. Wenn ein integrierter Wert eines Stromflusses durch die erste (die zweite) Zündspule einen ersten Referenzwert erreicht, wird diese Primärspule von einem Speisebus getrennt, und stattdessen wird die Primärwicklung der zweiten (der ersten) Zündspule mit dem Bus verbunden. Wenn ein Kurzschluss in einer der Zündspulen auftritt, leitet nur die andere Zündspule wiederholt, und dementsprechend erfolgt die Umschaltung der Erregung immer dann, wenn der Stromfluss durch die erste (die zweite) Zündspule einen zweiten Referenzwert erreicht. Tritt ein Bruch in einer der Zündspulen auf, leitet nur die andere Zündspule wiederholt, und dementsprechend erfolgt das Schalten der Bestromung, wenn der integrierte Wert des Stromflusses durch die erste (die zweite) Zündspule den ersten Referenzwert innerhalb eines ersten vorgegebenen Zeitintervalls nicht erreicht.
  • JP 2000- 310 175 A offenbart eine Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Wenn ein erstes Zündsignal einer Pulswelle von einem Zündsignalerzeugungsteil aufgebaut wird, ist ein Leistungsschaltelement EIN, und ein Primärstrom wird zu einer Primärspule geführt, und wenn das erste Zündsignal nach Ablauf einer Zeit nachläuft, ist das Leistungsschaltelement AUS, und eine Hochspannung wird in einer Sekundärspule durch die Unterbrechung des Primärstroms induziert, um einen Entladungsstrom zu einer Zündkerze zu zünden. Andererseits wird gleichzeitig mit dem Nachlauf des ersten Zündsignals ein zweites Zündsignal aufgebaut, ein Leistungsschaltelement wird EIN geschaltet, um einen Primärstrom zu einer Primärspule zu führen, ein Leistungsschaltelement wird nach Ablauf einer Zeit AUS geschaltet, und in einer Sekundärspule wird durch die Unterbrechung des Primärstroms eine Hochspannung induziert, um den Entladestrom zur Zündkerze zu zünden. Die Entladung basierend auf den Zündsignalen wird wiederholt.
  • US 2012 /0 186 569 A1 offenbart ein Zündsystem für einen Verbrennungsmotor. Es ist ein Zündsystem für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, das Folgendes umfasst: eine Zündspule mit einer Primär- und einer Sekundärspule, wobei die Zündspule so konfiguriert ist, dass sie von der Sekundärspule aus eine Hochspannung an eine Zündkerze anlegt; einen Leistungstransistor, der so konfiguriert ist, dass er eine intermittierende Steuerung eines durch die Primärspule fließenden Stroms für eine gegebene Zeitspanne auf der Grundlage eines eingegebenen Mehrfachimpulses durchführt, einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, der elektrisch mit der Primärspule verbunden und so konfiguriert ist, dass er eine an die Primärspule angelegte Vorspannung steuert; und eine Wandlersteuerungsschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler steuert, während sie einen Steuermodus entweder in einen Rückkopplungsmodus, in dem die Vorspannung auf der Grundlage eines Erfassungswerts der Vorspannung erhöht oder verringert wird, oder in einen Forcierte-Spannungserhöhung-Modus schaltet, in dem die Vorspannung erzwungenerweise erhöht wird.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte im Lichte der vorstehend dargelegten Probleme und Aufgabe davon ist es, eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine vorzusehen, welche die elektrische Energie von zwei Zündspulen hin zu einer Zündkerze führt, um eine Komplexität hinsichtlich eines An-/Aus-Umschaltens von zwei Schalteinheiten zu reduzieren.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Die obigen Aufgaben werden durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
  • Bei einer Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einem ersten Aspekt führt die Zündvorrichtung elektrische Energie von zwei Zündspulen aus einer ersten Zündspule und einer zweiten Zündspule hin zu einer einzelnen Zündkerze. Die Zündvorrichtung umfasst eine erste Schalteinheit, eine zweite Schalteinheit und eine Verstärkerschaltung.
  • Die erste Schalteinheit startet eine Hauptzündung durch Aufbringen einer Spannung zwischen Elektroden der Zündkerze durch An- und Ausschalten der Bestromung einer Primärspule der ersten Zündspule ausgehend von einer fahrzeugseitigen Batterie. Die Verstärkerschaltung erhöht bzw. verstärkt eine Spannung der fahrzeugseitigen Batterie und sammelt die elektrische Energie. Ferner bringt die zweite Schalteinheit einen Strom mit der gleichen Richtung wie die durch das An-/Ausschalten der ersten Schalteinheit erzeugte Funkenentladung zwischen den Elektroden der Zündkerze durch Zuführen der in der Verstärkerschaltung gesammelten elektrischen Energie in eine Primärspule der zweiten Zündspule auf.
  • Außerdem wird eine Funkenentladung zwischen den Elektroden der Zündkerze mit der gleichen Richtung wie die durch das An-/Ausschalten der ersten Schalteinheit erzeugte Funkenentladung durch Zuführen der elektrischen Energie in der Verstärkerschaltung in die Primärspule der zweiten Zündspule durch die zweite Schalteinheit fortsetzt.
  • Dadurch ist es zum einen möglich, die Funkenentladung zwischen den Elektroden der Zündkerze durch den Betrieb basierend auf der Voll-Transistorzündung durch das An-/Ausschalten der ersten Schalteinheit zu starten. Außerdem ist es möglich, die Funkenentladung durch Wiederholen von An/Aus der zweiten Schalteinheit, um die elektrische Energie der Verstärkerschaltung sequenziell hin zu der Primärspule der zweiten Zündspule zu führen, über irgendeine Zeitphase auf der gleichen Polarität fortzusetzen bzw. aufrechtzuhalten.
  • Daher ist es nicht notwendig zu betrachten, ob sich die An-Phasen der ersten und zweiten Schalteinheiten gegenseitig überlappen und sich die Aus-Phasen der ersten und zweiten Schalteinheiten nicht gegenseitig überlappen. Daher ist es bei der Zündvorrichtung, welche die elektrische Energie von zwei der ersten und zweiten Zündspulen hin zu der einzelnen Zündkerze führt, möglich, die Komplexität hinsichtlich des An/Aus-Umschaltens der ersten und zweiten Schalteinheiten in hohem Maße zu reduzieren.
  • In der nachfolgenden Beschreibung ist eine Funkenentladung, welche durch An/Ausschalten einer ersten Schalteinheit erzeugt wird, als eine Hauptzündung bezeichnet, und eine Funkenentladung, welche durch An-/Ausschalten einer zweiten Schalteinheit fortgesetzt wird, das heißt, eine auf die Hauptzündung folgende Funkenentladung ist als eine kontinuierliche Funkenentladung bezeichnet.
  • Ferner ist es durch Variieren der Spezifikationen der beiden Zündspulen aus den ersten und zweiten Zündspulen gemäß jeweiligen Funktionen möglich, die Zündfähigkeit sicherzustellen, Effekte zum stabilen Aufrechterhalten des Entladestroms zu fördern und einen Verschleiß der Kerzenelektrode zu unterdrücken.
  • Da beispielsweise die erste Zündspule erforderlich ist, um zwischen den Kerzenelektroden eine hohe Spannung aufzubringen, um die Hauptzündung initial zu erzeugen, ist es vorzuziehen, ein Wicklungsverhältnis der Spule zu erhöhen, und da die zweite Zündspule erforderlich ist, um den Entladestrom aufrechtzuerhalten, ist es vorzuziehen, eine Induktivität zu erhöhen. Daher ist es durch Einstellen der Spezifikationen der ersten und zweiten Zündspulen gemäß den Anforderungen möglich, die Zündfähigkeit zu verbessern, Effekte zum stabilen Aufrechterhalten des Entladestroms zu verbessern und einen Verschleiß der Kerzenelektrode zu unterdrücken.
  • Bei der Zündvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt weist die Primärspule der zweiten Zündspule ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende mit einer positiven Elektrode der fahrzeugseitigen Batterie verbunden ist und das zweite Ende über eine Freilaufdiode mit einer Masse verbunden ist. Zusätzlich ist eine Energiezuführleitung, welche die elektrische Energie von der Verstärkerschaltung in die Primärspule der zweiten Zündspule führt, mit einem Verbindungspunkt der Primärspule der zweiten Zündspule und der Freilaufdiode verbunden.
  • Dadurch ist es möglich, die in der Primärspule der zweiten Zündspule erzeugte Quellenspannung zu reduzieren, wenn die zweite Schalteinheit ausgehend von An zu Aus umgeschaltet wird. Das heißt, die in der Primärspule erzeugte Quellenspannung, wenn die zweite Schalteinheit abgeschaltet wird, kann von der Primärspule über den Pfad der fahrzeugseitigen Batterie, die Masse, die Freilaufdiode und die Primärspule in dieser Reihenfolge zurückgeführt werden. Daher kann die kontinuierliche Funkenentladung bei der Zündkerze ohne eine abrupte Stromveränderung stabil fortgesetzt werden.
  • Bei der Zündvorrichtung gemäß einem dritten Aspekt besitzt die Primärspule der zweiten Zündspule ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende mit einer Masse verbunden ist und das zweite Ende über die Freilaufdiode mit der Masse verbunden ist. Zusätzlich ist eine Energiezuführleitung, welche die elektrische Energie von der Verstärkerschaltung in die Primärspule der zweiten Zündspule führt, mit einem Verbindungspunkt der Primärspule der zweiten Zündspule und der Freilaufdiode verbunden.
  • Daher kann hinsichtlich eines Rückführpfads einer Quellenspannung einhergehend mit einem An-/Aus-Umschalten einer zweiten Schalteinheit ein Potenzial bei einem Ziel von der Primärspule im Vergleich zu dem zweiten Aspekt reduziert werden. Da ein Verstärkungsbereich einer Verstärkerschaltung verringert werden kann, ist es daher möglich, verschiedene Elemente anzuwenden, welche für die Verstärkerschaltung verwendet werden, und verschiedene Elemente, welche für eine Energiezuführleitung verwendet werden, mit einer niedrigen Widerstandsspannung. Folglich können Reduktionen der Kosten und der Größe der Zündvorrichtung und eine verbesserte Speichereffizienz der elektrischen Energie in der Verstärkerschaltung erreicht werden.
  • Bei der Zündvorrichtung gemäß einem vierten Aspekt umfasst die Zündvorrichtung einen Magneten mit einer umgekehrten Bias-Polarität.
  • Das heißt, der Magnet ist in einem magnetischen Pfad enthalten, der einen durch die Bestromung einer Primärspule erzeugten magnetischen Fluss führt und einen Kern, welcher den magnetischen Pfad bildet, durch eine Vorspannung magnetisch umkehrt (reverse-biases).
  • Entsprechend ist es unwahrscheinlich, dass in dem Kern eine magnetische Sättigung auftritt, und da es möglich ist, die Energie zu erhöhen, welche in der Primärspule gesammelt werden kann, ist es möglich, die Hauptzündung zu verstärken.
  • Bei der Zündvorrichtung gemäß einem fünften Aspekt entspricht der Magnet einem ersten Magneten und die Zündvorrichtung umfasst einen zweiten Magneten mit einer umgekehrten Bias-Polarität.
  • Das heißt, der zweite Magnet ist separat zu dem ersten Magneten angeordnet und in einem magnetischen Pfad enthalten, der einen durch die Bestromung einer Primärspule erzeugten magnetischen Fluss führt und einen Kern, welcher den magnetischen Pfad bildet, durch eine Vorspannung magnetisch umkehrt.
  • Entsprechend ist es unwahrscheinlich, dass in dem Kern eine magnetische Sättigung auftritt, und da es möglich ist, die Energie zu erhöhen, welche in der Primärspule aufgenommen werden kann, ist es möglich, die kontinuierliche Funkenentladung zu verstärken.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
    • 1 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht einer Zündvorrichtung (erste Ausführungsform);
    • 2 zeigt ein Zeitdiagramm, welches einen Betrieb der Zündvorrichtung beschreibt (erste Ausführungsform);
    • 3 zeigt eine schematische Konfigurationsansicht einer Zündvorrichtung (zweite Ausführungsform);
    • 4(a) zeigt eine erläuternde Abbildung eines Zustands, bei welchem ein Kern, der einen durch die Bestromung einer Hauptzündung einer Primärspule erzeugten magnetischen Fluss führt, magnetisch umgekehrt wird (zweite Ausführungsform);
    • 4(b) zeigt eine erläuternde Ansicht eines Zustands, bei welchem ein Kern, der einen durch die Bestromung einer kontinuierlichen Funkenentladung einer Primärspule erzeugten magnetischen Fluss führt, magnetisch umgekehrt wird (zweite Ausführungsform);
    • 5 zeigt ein Magnetisierungs-Kennliniendiagramm, welches eine Energiezunahme aufgrund einer mit einer Magnetverwendung einhergehenden Umkehr-Vorspannung (reverse bias) zeigt (zweite Ausführungsform); und
    • 6 zeigt ein Zeitdiagramm, welches einen Betrieb der Zündvorrichtung zeigt (dritte Ausführungsform).
  • ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend sind Arten und Weisen zum Ausführen der Erfindung mit Bezug auf Ausführungsformen beschrieben. Es ist anzumerken, dass Ausführungsformen angegeben sind, um ein spezifisches Beispiel zu offenbaren, und es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
  • Konfiguration der ersten Ausführungsform
  • Mit Bezug auf 1 ist eine Zündvorrichtung 1 einer ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Die Zündvorrichtung 1 ist dahingehend gedacht, dass diese an einer Fremdzündungsmaschine zum Bewegen eines Fahrzeugs zu montieren ist und diese zündet ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Verbrennungskammer zu einem vorbestimmten Zündzeitpunkt. Es ist anzumerken, dass ein Beispiel einer solchen Maschine einer Direkteinspritzmaschine entspricht, welche in der Lage ist, eine Magerverbrennung unter Verwendung von Ottokraftstoff als Kraftstoff durchzuführen, und die mit Wirbelströmungssteuerungsmitteln zum Schaffen einer Wirbelströmung des Luft-Kraftstoff-Gemischs, wie einer Tumble-Strömung oder einer Drallströmung, in einem Zylinder ausgerüstet ist.
  • Außerdem wird die Zündvorrichtung 1 in einem Betriebszustand mit einer Möglichkeit, dass eine Funkenentladung aufgrund einer hohen Gasströmungsrate in dem Zylinder ausgeblasen wird bzw. erlischt, wie einer mageren Verbrennung, derart gesteuert, dass diese eine auf eine Hauptzündung folgende kontinuierliche Funkenentladung durchführt.
  • Darüber hinaus ist die Zündvorrichtung 1 vom DI (Direktzündungs-)-Typ, welche elektrische Energie von zwei Zündspulen aus einer ersten Zündspule 3A und einer zweiten Zündspule 3B hin zu einer einzelnen Zündkerze 2 für jeden Zylinder führen soll.
  • Darüber hinaus soll die Zündvorrichtung 1 die Bestromung von Primärspulen 5A und 5B der Zündspulen 3A bzw. 3B basierend auf Signalen, wie einem Zündsignal IGt und einem Dauerentladungssignal IGw, welche von einer elektronischen Steuerungseinheit (nachfolgend als ECU 4 bezeichnet), die einen Kern einer Maschinensteuerung bildet, übergeben werden, steuern. Außerdem wird die Funkenentladung der Zündkerze 2 durch Steuern von elektrischer Energie, die in Sekundärspulen 6A und 6B der Zündspulen 3A bzw. 3B erzeugt wird, durch Steuern der Bestromung der Primärspulen 5A und 5B gesteuert.
  • Hierbei werden Signale von verschiedenen Sensoren zum Erfassen von Parametern, die einen Betriebszustand und einen Steuerzustand der Maschine (einen Aufwärmzustand, eine Maschinendrehzahl, eine Maschinenlast, ein Vorliegen oder Nichtvorliegen der Magerverbrennung, ein Ausmaß der Wirbelströmung oder dergleichen) angeben, bei der ECU 4 eingegeben. Ferner ist die ECU 4 derart konfiguriert, dass diese eine Eingangsschaltung zum Verarbeiten der eingegebenen Signale, eine CPU zum Durchführen einer Steuerverarbeitung und einer Berechnungsverarbeitung mit Bezug auf eine Maschinensteuerung basierend auf dem eingegebenen Signal, verschiedene Speicher zum Festhalten und Speichern von Daten und Programmen, welche für die Maschinensteuerung erforderlich sind, eine Ausgangsschaltung zum Ausgeben eines Signals, welches für die Maschinensteuerung basierend auf verarbeiteten Ergebnissen der CPU erforderlich ist, und dergleichen umfasst. Außerdem erzeugt die ECU 4 das Zündsignal IGt und das Dauerentladungssignal IGw gemäß den von verschiedenen Sensoren erlangten Maschinenparametern, und gibt diese aus.
  • Die Zündvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform umfasst die Zündkerze 2, die ersten und zweiten Zündspulen 3A und 3B, eine erste Schalteinheit 8, eine Verstärkerschaltung 9, eine zweite Schalteinheit 10 und die ersten bis vierten Dioden 12 bis 15, welche nachstehend beschrieben sind.
  • Die Zündkerze 2 besitzt eine bekannte Struktur mit einer mittleren Elektrode und einer Masseelektrode. Jede der Sekundärspulen 6A und 6B besitzt ein erstes Ende und ein zweites Ende, und die mittlere Elektrode ist mit den jeweiligen ersten Enden der Sekundärspulen 6A und 6B verbunden. Die Masseelektrode ist über einen Zylinderkopf der Maschine geerdet. Außerdem erzeugt die Zündkerze 2 die Funkenentladung zwischen der mittleren Elektrode und der Masseelektrode durch die in den Sekundärspulen 6A und 6B erzeugte elektrische Energie.
  • Jede der ersten und zweiten Zündspulen 3A und 3B weist die Primärspulen 5A bzw. 5B und die Sekundärspulen 6A bzw. 6B auf und entspricht einer bekannten Struktur, welche einen Strom (Sekundärstrom) in den Sekundärspulen 6A und 6B durch eine elektromagnetische Induktion gemäß einer Zunahme und einer Abnahme eines durch die Primärspulen 5A und 5B fließenden Stroms (Primärstroms) erzeugt. Hierbei weist jede der Primärspulen 5A und 5B ein erstes Ende bzw. ein zweites Ende auf, und beide erste Enden sind mit einer positiven Elektrode der fahrzeugseitigen Batterie 17 verbunden, während die zweiten Enden über eine Vielzahl von elektronischen Elementen mit der Masse verbunden sind (nachfolgend können Leitungen, welche das jeweilige zweite Ende der Primärspulen 5A und 5B mit der Masse verbinden, als Masseleitungen α bzw. β bezeichnet werden). Ferner weist jede der Sekundärspulen 6A und 6B ein erstes Ende bzw. ein zweites Ende auf, und beide ersten Enden sind mit der mittleren Elektrode der Zündkerze 2 verbunden, während die zweiten Enden mit der Masse verbunden sind.
  • Die erste Schalteinheit 8 ist bei der Masseleitung α vorgesehen und soll die Bestromung der fahrzeugseitigen Batterie 17 hin zu der Primärspule 5A An-/Ausschalten, und diese schaltet die Bestromung hin zu der Primärspule 5A in einer Phase an, in welcher das Zündsignal IGt von der ECU 4 aufgebracht wird. Hierbei entspricht das Zündsignal IGt einem Signal zum Anschalten der Bestromung bei der Primärspule 5A, und insbesondere einem Signal, welches eine Phase anweist, so dass die Primärspule 5A magnetische Energie sammelt. Es ist anzumerken, dass die erste Schalteinheit 8 einem Leistungstransistor, einem MOS-Transistor, einem Thyristor oder dergleichen entspricht.
  • Außerdem wird die Spannung der fahrzeugseitigen Batterie 17 auf die Primärspule 5A aufgebracht und ein positiver Primärstrom wird durch die erste Schalteinheit 8 erregt, welche während einer Phase angeschaltet ist, wenn das Zündsignal IGt von der ECU 4 übergeben wird, wodurch die magnetische Energie in der Primärspule 5A gesammelt wird. Danach wird durch das Ausschalten der ersten Schalteinheit 8 eine Hochspannung in der Sekundärspule 6A durch Umwandeln der in der Primärspule 5A gesammelten magnetischen Energie in elektrische Energie unter Verwendung einer elektromagnetischen Induktion erzeugt, während die Hochspannung zwischen den Elektroden der Zündkerze 2 aufgebracht wird, wodurch die Hauptzündung hervorgerufen wird.
  • Die Verstärkerschaltung 9 soll die Spannung der fahrzeugseitigen Batterie 17 verstärken und die Spannung in einem Kondensator 18 als die elektrische Energie sammeln, und diese verstärkt die Spannung der fahrzeugseitigen Batterie 17 und sammelt diese während einer Phase, in welcher das Zündsignal IGt von der ECU 4 übergeben wird. Ferner ist die Verstärkerschaltung 9 derart konfiguriert, dass diese zusätzlich zu dem Kondensator 18 eine Drosselspule 19, eine Verstärker-Schalteinheit 20, eine Verstärker-Treiberschaltung 21 und eine Diode 22 umfasst. Im Übrigen entspricht die Verstärker-Schalteinheit 20 beispielsweise einem Transistor vom MOS-Typ.
  • Hierbei ist ein Ende der Drosselspule 19 mit der positiven Elektrode der fahrzeugseitigen Batterie 12 verbunden und ein Bestromungszustand der Drosselspule 19 wird durch die Verstärker-Schalteinheit 20 unterbrochen. Ferner dient die Verstärker-Treiberschaltung 21 zum An-/Ausschalten der Verstärker-Schalteinheit 20 durch Übergeben eines Steuerungssignals hin zu der Verstärker-Schalteinheit 20, und durch die An/Aus-Betätigung der Verstärker-Schalteinheit 20 wird die in der Drosselspule 19 gesammelte magnetische Energie als die elektrische Energie in den Kondensator 18 geladen.
  • Es ist anzumerken, dass die Verstärker-Treiberschaltung 21 derart konfiguriert ist, dass diese die Verstärker-Schalteinheit 20 bei vorbestimmten Intervallen während einer Phase, in welcher das Zündsignal IGt von der ECU 4 übergeben wird, wiederholend an- und ausschaltet. Ferner dient die Diode 22 zum Verhindern, dass die in dem Kondensator 18 gesammelte elektrische Energie hin zu der Seite der Drosselspule 19 zurückfließt.
  • Die zweite Schalteinheit 10 führt die in der Verstärkerschaltung 9 gesammelte elektrische Energie durch die An-Betätigung zu. Dadurch wird ein Strom mit der gleichen Richtung wie die durch das An-/Ausschalten der ersten Schalteinheit 8 erzeugte Funkenentladung durch Überlagern zwischen den Elektroden der Zündkerze 2 durch die Primärspule 5B addiert, wodurch die auf die Hauptzündung folgende kontinuierliche Funkenentladung fortgesetzt wird. Darüber hinaus soll die zweite Schalteinheit 10 durch ein von der Antriebsschaltung 24 zugeführtes Steuersignal angeschaltet werden, und diese ist auf der folgenden Energiezuführleitung γ vorgesehen.
  • Das heißt, die Energiezuführleitung γ ist mit der Masseleitung β verbunden, und diese entspricht einer Leitung zum Zuführen der elektrischen Energie der Verstärkerschaltung 9 ausgehend von dem zweiten Ende (negative Seite) der Primärspule 5B. Ferner soll die Treiberschaltung 24 den hohen Pegel/niedrigen Pegel des Steuerungssignals durch wiederholendes Umschalten desselben während einer Phase, während welcher das Dauerentladungssignal IGw von der ECU 4 übergeben wird, ausgeben. Hierbei entspricht das Dauerentladungssignal IGw einem Signal zum Steuern einer Fortführungsdauer der kontinuierlichen Funkenentladung, und dieses entspricht insbesondere einem Signal, welches eine Phase steuert, um die elektrische Energie von der Verstärkerschaltung 9 durch die zweite Schalteinheit 10, welche das An-/Ausschalten durch die Treiberschaltung 24 wiederholt, zu der Primärspule 5B zu führen.
  • Außerdem wiederholt die zweite Schalteinheit 10 das An-/Aus-Umschalten während der Phase, in welcher das Dauerentladungssignal IGw von der ECU 4 übermittelt wird, um die elektrische Energie der Verstärkerschaltung 9 sequenziell hin zu der Primärspule 5B zu führen, und dadurch wird die kontinuierliche Funkenentladung fortgesetzt.
  • Es ist anzumerken, dass die zweite Schalteinheit 10 einem Leistungstransistor, einem MOS-Transistor, einem Thyristor oder dergleichen entspricht.
  • Die ersten und zweiten Dioden 12 und 13 sind entsprechend zwischen den mittleren Elektroden der Zündkerze 2 und den Sekundärspulen 6A und 6B angeordnet, und diese beschränken die Richtungen der Entladungsströme bei der Hauptzündung und der kontinuierlichen Funkenentladung, so dass diese der gleichen Richtung entsprechen. Das heißt, die ersten und zweiten Dioden 12 und 13 sind derart angeordnet, dass ein Entladestrom, wenn der Sekundärstrom durch das An-/Aus-Umschalten der ersten Schalteinheit 8 durch die Sekundärspule 6A fließt, und ein Entladestrom, wenn der Sekundärstrom durch das An-/Aus-Umschalten der zweiten Schalteinheit 10 durch die Sekundärspule 6B fließt, die gleiche Richtung aufweisen.
  • Zusätzlich ist die dritte Diode 14 auf einer negativen Seite der zweiten Schalteinheit 10 bei der Energiezuführleitung γ angeordnet, und diese soll verhindern, dass der Strom ausgehend von der Primärspule 5B zu der Verstärkerschaltung 9 zurück fließt.
  • Ferner ist die vierte Diode 15 bei der Masseleitung β näher an einer Masseseite als einem Verbindungspunkt zu der Energiezuführleitung γ angeordnet, und diese arbeitet als eine Freilaufdiode, wenn die zweite Schalteinheit 10 ausgehend von An auf Aus umgeschaltet wird. Das heißt, die vierte Diode 15 führt eine in der Primärspule 5B erzeugte Quellenspannung, wenn die zweite Schalteinheit 10 abgeschaltet wird, über einen Pfad der fahrzeugseitigen Batterie 17, die Masse, die vierte Diode 15 und die Primärspule 5B von der Primärspule 5B zurück.
  • Nachfolgend ist mit Bezug auf 2 der Betrieb der Zündvorrichtung 1 beschrieben.
  • Zu beachten ist, dass in 2 IGt dahingehend gedacht ist, dass dieses einen Eingangszustand des Zündsignals IGt durch Hoch/Niedrig darstellt, und IGw soll einen Eingangszustand des Dauerentladungssignals IGw durch Hoch/Niedrig darstellen. Ferner stellt ein Ausdruck Zuführschalter den An/Aus-Zustand der zweiten Schalteinheit 10 dar, I11 und I12 stellen jeweils einen Wert des in die Primärspulen 5A und 5B fließenden Primärstroms dar, und 12 stellt einen Wert des Entladestroms dar.
  • Wenn das Zündsignal IGt von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel umgeschaltet wird (Bezug auf Zeit t01), hält die erste Schalteinheit 8 den An-Zustand aufrecht und der positive Primärstrom fließt während einer Phase, wenn sich das Zündsignal IGt auf einem hohen Pegel befindet, in die Primärspule 5A, und dadurch wird die magnetische Energie in der Primärspule 5A gesammelt. Zusätzlich wird die elektrische Energie in der Verstärkerschaltung 9 gesammelt.
  • Die erste Schalteinheit 8 wird schließlich abgeschaltet und die Bestromung der Primärspule 5A wird abgeschnitten bzw. unterbrochen, wenn das Zündsignal IGt ausgehend von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel umgeschaltet wird (Bezug auf Zeit t02). Entsprechend wird die in der Primärspule 5A gesammelte magnetische Energie in elektrische Energie umgewandelt und in der Sekundärspule 6 wird die Hochspannung erzeugt, und dadurch wird die Hauptzündung bei der Zündkerze 2 gestartet.
  • Nachdem die Hauptzündung bei der Zündkerze 2 eingeleitet wird, wird der Entladestrom mit einer im Wesentlichen dreieckigen Wellenform abgeschwächt. Dann wird das Dauerentladungssignal IGt ausgehend von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel umgeschaltet (Bezug auf Zeit t03), bevor der Entladestrom eine untere Grenzschwelle erreicht (eine untere Grenze des Stromwerts, welche erforderlich ist, um die Funkenentladung aufrechtzuerhalten).
  • Wenn das Dauerentladungssignal IGw von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel umgeschaltet wird, wird die zweite Schalteinheit 10 an-/ausgeschaltet und die in der Verstärkerschaltung 9 gesammelte elektrische Energie wird sequenziell auf die negative Seite der Primärspule 5B geladen, wodurch der Primärstrom ausgehend von der Primärspule 5B hin zu der positiven Elektrode der fahrzeugseitigen Batterie 17 fließt. Insbesondere wird zu jeder Zeit, wenn die zweite Schalteinheit 10 angeschaltet wird, der Primärstrom von der Primärspule 5B zu der positiven Elektrode der fahrzeugseitigen Batterie 17 addiert und der Primärstrom nimmt hin zu der negativen Seite zu (Bezug auf Zeit t03 bis t04).
  • Außerdem wird zu jeder Zeit, wenn der Primärstrom zu der Primärspule 5B addiert wird, der Sekundärstrom sequenziell zu der Sekundärspule 6B addiert, wodurch der Entladestrom in der gleichen Richtung wie die Hauptzündung auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten wird. Folglich dauert die als die Hauptzündung erzeugte Funkenentladung als die kontinuierliche Funkenentladung an.
  • Effekte der ersten Ausführungsform
  • Die Zündvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform ist dahingehend gedacht, dass diese die elektrische Energie von zwei der ersten und zweiten Zündspulen 3A und 3B hin zu der einzelnen Zündkerze 2 führt, und diese besitzt die folgende erste Schalteinheit 8 und die zweite Schalteinheit 10. Zunächst bringt die erste Schalteinheit 8 durch An-/Ausschalten der Bestromung von der fahrzeugseitigen Batterie 17 hin zu der Primärspule 5A eine Spannung zwischen den Elektroden der Zündkerze 2 auf. Ferner bringt die zweite Schalteinheit 10 durch Zuführen der in der Verstärkerschaltung 9 gesammelten elektrischen Energie hin zu der Primärspule 5B eine Spannung mit der gleichen Richtung wie die durch das An-/Ausschalten der ersten Schalteinheit 8 erzeugten Spannung zwischen den Elektroden der Zündkerze 2 auf.
  • Außerdem wird die Hauptzündung durch das Aufbringen der Spannung zwischen den Elektroden der Zündkerze 2 durch An-/Ausschalten der ersten Schalteinheit 8 gestartet und die elektrische Energie der Verstärkerschaltung 9 wird durch wiederholendes An-/Ausschalten der zweiten Schalteinheit 10 sequenziell auf die Primärspule 5B aufgebracht, so dass die Spannungen in der gleichen Richtung kontinuierlich zwischen den Elektroden der Zündkerze 2 aufgebracht werden, wodurch die kontinuierliche Funkenentladung nach der Hauptentladung andauert.
  • Daher wird nach dem Start der Hauptzündung durch den Betrieb basierend auf der Voll-Transistorzündung durch An-/Ausschalten der ersten Schalteinheit 8 die elektrische Energie durch wiederholendes An-/Ausschalten der zweiten Schalteinheit 10 hin zu der Primärspule 5B geführt, bevor die Hauptzündung verschwindet, und dadurch ist es möglich, die kontinuierliche Funkenentladung über irgendeine Zeitphase fortzusetzen.
  • Daher ist es bei der Zündvorrichtung 1, welche die elektrische Energie von den beiden ersten und zweiten Zündspulen 3A und 3B hin zu der einzelnen Zündkerze 2 führt, nicht notwendig zu beachten, dass die An-Phasen der ersten und zweiten Schalteinheiten 8 und 9 einander nicht überlappen und die Aus-Phasen der ersten und zweiten Schalteinheiten 8 und 10 einander nicht überlappen. Entsprechend ist es möglich, eine Komplexität hinsichtlich An/Aus der ersten und zweiten Schalteinheiten 8 und 10 im Vergleich zu der herkömmlichen Technologie in hohem Maße zu reduzieren.
  • Zusätzlich kann, da die ersten und zweiten Zündspulen 3A und 3B entsprechend individuell für die Hauptzündung und für die kontinuierliche Funkenentladung angeordnet sind, eine einhergehend mit der Erregung der Hauptzündung erzeugte Wärme und eine einhergehend mit der Erregung der kontinuierlichen Funkenentladung erzeugte Wärme verteilt werden. Dadurch kann die Zündvorrichtung 1 verkleinert werden. Zusätzlich kann die Zündfähigkeit weiter verbessert werden, da es möglich ist, den Sekundärstrom durch in Übereinstimmung Bringen der Zeit t02, um das Zündsignal IGt ausgehend von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel umzuschalten, und der Zeit t03, um das Dauerentladungssignal IGw ausgehend von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel umzuschalten, frühzeitiger auf das für die Zündung erforderliche Niveau zu erhöhen.
  • Darüber hinaus ist es möglich, gemäß dem Betriebszustand der Maschine auszuwählen, ob lediglich die Hauptzündung erzeugt werden soll oder die kontinuierliche Funkenentladung bei der Hauptzündung fortgesetzt werden soll. Daher ist es möglich, optimale Aspekte der Zündung gemäß dem Betriebszustand der Maschine auszuwählen.
  • Ferner ist es durch Variieren der Spezifikationen der ersten und zweiten Zündspulen 3A und 3B gemäß den jeweiligen Funktionen möglich, die Zündfähigkeit sicherzustellen, Effekte zum stabilen Aufrechterhalten des Entladestroms zu fördern und einen Verschleiß der Kerzenelektrode zu unterdrücken.
  • Da beispielsweise die erste Zündspule 3A notwendig ist, um eine hohe Spannung zwischen den Kerzenelektroden aufzubringen, um die Hauptzündung initial zu erzeugen, ist es vorzuziehen, ein Wicklungsverhältnis der Spule zu erhöhen, und da die zweite Zündspule 3B notwendig ist, um den Entladestrom aufrecht zu erhalten, ist es vorzuziehen, eine Induktivität zu erhöhen.
  • Daher ist es durch Einstellen der Spezifikationen der ersten und zweiten Zündspulen 3A und 3B gemäß den Erfordernissen möglich, die Zündfähigkeit sicherzustellen, Effekte zum stabilen Aufrechterhalten des Entladestroms zu fördern und einen Verschleiß der Kerzenelektrode zu unterdrücken.
  • Ferner ist das zweite Ende der Primärspule 5B über die vierte Diode 15, welche als die Freilaufdiode dient, und die Energiezuführleitung γ mit der Masse verbunden. Mit anderen Worten, die vierte Diode 15, welche als die Freilaufdiode arbeitet, ist in der Masseleitung β näher an der Masseseite als dem Verbindungspunkt mit der Energiezuführleitung γ aufgenommen.
  • Dadurch ist es möglich, die in der Primärspule 5B erzeugte Quellenspannung zu erleichtern, wenn die zweite Schalteinheit 10 von An zu Aus umgeschaltet wird. Das heißt, die in der Primärspule 5B erzeugte Quellenspannung, wenn die zweite Schalteinheit 10 abgeschaltet wird, kann über den Pfad der fahrzeugseitigen Batterie 17, die Masse, die Freilaufdiode 15 und die Primärspule 5B von der Primärspule 5B zurückgeführt werden. Daher ist es möglich, einen Fehlbetrag des Sekundärstroms zu vermeiden und die kontinuierliche Funkenentladung stabil fortzusetzen.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine zweite Ausführungsform ist mit Bezug auf 3, 4(a) und 4(b) hauptsächlich hinsichtlich unterschiedlichen Punkten zu der ersten Ausführungsform beschrieben. Zu beachten ist, dass bei der zweiten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform die gleichen Funktionen davon zeigen.
  • Eine Zündvorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform umfasst erste und zweite Magnete 26A und 26B mit umgekehrten Bias-Polaritäten, welche später beschrieben sind. Als Erstes ist der erste Magnet 26A in einen Kern 27A mit aufgenommen, welcher einen magnetischen Fluss führt, der durch die Bestromung einer Primärspule 5A erzeugt wird und den Kern 27A durch eine Vorspannung umkehrt bzw. magnetisch umkehrt (reverse-biases). Ferner ist der zweite Magnet 26B separat zu dem ersten Magneten 26A angeordnet und dieser ist in einen Kern 27B mit aufgenommen, welcher einen magnetischen Fluss führt, der durch eine Bestromung einer Primärspule 5B erzeugt wird und den Kern 27B durch eine Vorspannung umkehrt bzw. magnetisch umkehrt (reverse-biases).
  • Das heißt, wenn die Hauptzündung erzeugt wird, wird der Kern 27A durch den ersten Magneten 26A magnetisch umkehrt, und da eine Variationsbreite einer magnetischen Flussdichte B groß ist, bis ein magnetischer Sättigungspunkt Bs erreicht wird (Bezug auf Variationsveränderungsbreiten ΔB0, ΔBa in 5), ist es möglich, eine in der Primärspule 5B gesammelte Energie zu erhöhen. Ferner wird der Kern 27B durch den zweiten Magneten 26B magnetisch umkehrt, wenn die kontinuierliche Funkenentladung fortgesetzt wird, und da die Variationsbreite der magnetischen Flussdichte B groß ist, bis der magnetische Sättigungspunkt Bs erreicht wird (Bezug auf Variationsveränderungsbreiten ΔB0, ΔBb in 5), ist es möglich, eine in der Primärspule 5B gesammelte Energie zu erhöhen.
  • Dadurch kann der erste Magnet 26A in einer Richtung aufgenommen sein, um die Hauptzündung zu verstärken, und mit einer Verstärkung, um die Hauptzündung zu verstärken, während der zweite Magnet 26B in einer Richtung aufgenommen sein kann, um die kontinuierliche Funkenentladung bei der gleichen Polarität wie die Hauptzündung zu verstärken, und mit einer Verstärkung, um die kontinuierliche Funkenentladung zu verstärken. Folglich ist es möglich, die Leistungsfähigkeit der ersten und zweiten Zündspulen 3A und 3B durch die ersten und zweiten Magnete 26A bzw. 26B individuell zu erhöhen.
  • Beispielsweise entspricht eine Energie, welche in der Primärspule 5A aufgenommen werden kann, wenn der Kern 27A nicht durch den ersten Magneten 26A magnetisch umkehrt wird, und eine Energie, welche in der Primärspule 5B aufgenommen werden kann, wenn der Kern 27B nicht durch den zweiten Magneten 26B magnetisch umkehrt wird, einem Bereich einer Region α, welche von einer vertikalen Achse, einer Magnetisierungskurve Mc und einer horizontalen Linie von B = magnetischer Sättigungspunkt Bs in 5 umgeben ist.
  • Im Gegensatz dazu wird ein Fall des Aufnehmens der ersten und zweiten Magnete 26A, 26B in die jeweiligen Kerne 27A und 27B zum Verstärken der Hauptzündung und der kontinuierlichen Funkenentladung betrachtet. Hierbei ist eine Magnetisierungskraft Hca des ersten Magneten 26A größer konfiguriert als eine Magnetisierungskraft Hcb des zweiten Magneten 26B, da zum Erzeugen der Hauptzündung im Vergleich zum Fortsetzen der kontinuierlichen Funkenentladung eine große Energie erforderlich ist.
  • Daher entspricht eine Energie, welche in der Primärspule 5A aufgenommen werden kann, wenn der Kern 27A durch den ersten Magneten 26A magnetisch umkehrt wird, einem Bereich einer Region β, welche von einer vertikalen Linie von H = -Hca, der Magnetisierungskurve Mc und der horizontalen Linie von B = magnetischer Sättigungspunkt Bs in 5 umgeben ist. Ferner entspricht eine Energie, welche in der Primärspule 5B aufgenommen werden kann, wenn der Kern 27B durch den ersten Magneten 26B magnetisch umkehrt wird, einem Bereich einer Region y, welche von einer vertikalen Linie von H = -Hcb, der Magnetisierungskurve Mc und der horizontalen Linie von B = magnetischer Sättigungspunkt Bs in 5 umgeben ist.
  • Mit dem Vorstehenden kann die in der Primärspule 5A und 5B gesammelte Energie durch die ersten und zweiten Magnete 26A bzw. 26B erhöht werden, und ferner kann die in der Primärspule 5A gesammelte Energie größer sein als die in der Primärspule 5B gesammelte Energie.
  • Dritte Ausführungsform
  • Eine dritte Ausführungsform ist mit Bezug auf 6 hauptsächlich hinsichtlich unterschiedlichen Punkten zu der ersten Ausführungsform beschrieben. Zu beachten ist, dass bei der dritten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform die gleichen Funktionen davon zeigen.
  • Gemäß einer Zündvorrichtung 1 einer dritten Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, ist ein erstes Ende einer Primärspule 5B mit einer Masse verbunden.
  • Daher kann mit Bezug auf einen Rückführpfad einer Quellenspannung einhergehend mit einem An-/Aus-Umschalten einer zweiten Schalteinheit 10 ein Potenzial bei einem Ziel von der Primärspule 5B im Vergleich zu der ersten Ausführungsform reduziert werden. Daher ist es möglich, verschiedene Elemente anzuwenden, welche für die Verstärkerschaltung 9 verwendet werden (ein Kondensator 18, eine Verstärker-Schalteinheit 20 und eine Diode 22 usw.), und eine zweite Schalteinheit 10, für eine Energiezuführleitung γ verwendet, mit einer niedrigen Widerstandsspannung, da ein Verstärkungsbereich einer Verstärkerschaltung 9 verringert werden kann. Folglich können eine Reduktion der Kosten und der Größe der Zündvorrichtung 1 und eine verbesserte Speichereffizienz der elektrischen Energie in der Verstärkerschaltung 9 erreicht werden.
  • Modifikationen
  • Obwohl die ersten und zweiten Magnete 26A und 26B in die jeweiligen Kerne 27A und 27B mit aufgenommen werden bzw. in diesen enthalten sind, um sowohl die Hauptzündung als auch die kontinuierliche Funkenentladung bei der vorstehenden Ausführungsform zu stärken, kann auf eine Aufnahme des zweiten Magneten 26B verzichtet werden, um die Kosten durch Beschränken eines auf die Primärspule 5B aufgebrachten Strombetrags zu reduzieren, so dass der Kern 27B beispielsweise nicht magnetisch gesättigt wird.
  • Obwohl bei den vorstehenden Ausführungsformen ein Anwendungsbeispiel der Zündvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung auf einen Ottomotor beschrieben ist, da eine Zündfähigkeit des Kraftstoffes (insbesondere eines Luft-Kraftstoff-Gemischs) durch die kontinuierliche Funkenentladung verbessert werden kann, kann diese auf Maschinen unter Verwendung von Ethanol-Kraftstoff oder einem Kraftstoffgemisch angewendet werden. Ferner kann die Zündfähigkeit durch die kontinuierliche Funkenentladung ebenso verbessert werden, auch wenn diese auf eine Maschine angewendet wird, welche einen minderwertigen Kraftstoff verwendet.
  • Obwohl bei den vorstehenden Ausführungsformen ein Anwendungsbeispiel der Zündvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung auf eine Maschine beschrieben ist, welche den Magerverbrennungsbetrieb durchführen kann, ist diese nicht auf die Anwendung auf die Maschine beschränkt, welche die Magerverbrennung durchführen kann, sondern diese kann auf eine Maschine angewendet werden, welche die Magerverbrennung nicht durchführt, da die Zündfähigkeit durch die kontinuierliche Funkenentladung auch bei Verbrennungszuständen verbessert werden kann, welche sich von der Magerverbrennung unterscheiden.
  • Obwohl bei den vorstehenden Ausführungsformen ein Anwendungsbeispiel der Zündvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung bei einer Direkteinspritzmaschine beschrieben ist, welche Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer einspritzt, kann diese auf eine Maschine vom Saugrohr-Einspritztyp angewendet werden, bei welcher Kraftstoff auf einer stromaufwärtigen Einlassseite eines Einlassventils (in einen Einlasskanal) eingespritzt wird.
  • Obwohl bei den vorstehenden Ausführungsformen ein Anwendungsbeispiel der Zündvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung bei einer Maschine offenbart ist, welche eine Wirbelströmung (die Tumble-Strömung oder Drallströmung usw.) des Gasgemischs in dem Zylinder aktiv erzeugt, kann diese auf eine Maschine angewendet werden, welche die Wirbelströmungs-Steuerungsmittel (ein Tumble-Strömungs-Steuerungsventil oder ein Drallströmungs-Steuerungsventil usw.) nicht umfasst.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung bei den vorstehenden Ausführungsformen auf die Zündvorrichtung 1 vom DI-Typ angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung auf eine Zündvorrichtung 1 vom Verteiler-Typ angewendet werden, welche die Sekundärspannung zu jeder Zündkerze 2 verteilt und führt, oder eine Zündvorrichtung 1 einer Einzylindermaschine (beispielsweise ein Motorrad oder dergleichen), welche keine Verteilung der Sekundärspannung erfordert.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1
    Zündvorrichtung
    2
    Zündkerze
    3A und 3B
    Erste und zweite Zündspulen
    5A und 5B
    Primärspulen
    8
    Erste Schalteinheit
    9
    Verstärkerschaltung
    10
    Zweite Schalteinheit
    17
    Fahrzeugseitige Batterie

Claims (6)

  1. Zündvorrichtung (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, welche elektrische Energie von zwei Zündspulen aus einer ersten Zündspule (3A) und einer zweiten Zündspule (3B) hin zu einer einzelnen Zündkerze (2) führt, wobei die Zündvorrichtung (1) aufweist: eine erste Schalteinheit (8), welche eine Hauptzündung durch Aufbringen einer Spannung zwischen Elektroden der Zündkerze (2) durch An- und Ausschalten der Bestromung einer Primärspule (5A) der ersten Zündspule (3A) ausgehend von einer fahrzeugseitigen Batterie (17) startet; eine Verstärkerschaltung (9), welche eine Spannung der fahrzeugseitigen Batterie (17) erhöht und die elektrische Energie sammelt; und eine zweite Schalteinheit (10), welche einen Strom mit der gleichen Richtung wie die durch das An- und Ausschalten der ersten Schalteinheit (8) erzeugte Funkenentladung zwischen den Elektroden der Zündkerze (2) durch Zuführen der in der Verstärkerschaltung (9) gesammelten elektrischen Energie in eine negative Seite (ein zweites Ende) der Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) aufbringt; wobei eine Funkenentladung zwischen den Elektroden der Zündkerze (2) mit der gleichen Richtung wie die durch das An- und Ausschalten der ersten Schalteinheit (8) erzeugte Funkenentladung durch Zuführen der elektrischen Energie in der Verstärkerschaltung (9) in die Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) durch die zweite Schalteinheit (10) fortsetzt wird.
  2. Zündvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) ein erstes Ende und ein zweites Ende besitzt, wobei das erste Ende mit einer positiven Elektrode der fahrzeugseitigen Batterie (17) verbunden ist und das zweite Ende über eine Freilaufdiode (15) mit einer Masse verbunden ist; und eine Energiezuführleitung (y), welche die elektrische Energie von der Verstärkerschaltung (9) in die Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) führt, mit einem Verbindungspunkt der Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) und der Freilaufdiode (15) verbunden ist.
  3. Zündvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) ein erstes Ende und ein zweites Ende besitzt, wobei das erste Ende mit einer Masse verbunden ist und das zweite Ende über die Freilaufdiode (15) mit der Masse verbunden ist; und eine Energiezuführleitung (y), welche die elektrische Energie von der Verstärkerschaltung (9) in die Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) führt, mit einem Verbindungspunkt der Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) und der Freilaufdiode (15) verbunden ist.
  4. Zündvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zündvorrichtung (1) einen Magneten (26A) mit einer umgekehrten Bias-Polarität umfasst, welcher in einem magnetischen Pfad (27A) enthalten ist, bei welchem ein durch die Bestromung der Primärspule (5A) der ersten Zündspule (3A) erzeugter magnetischer Fluss verläuft.
  5. Zündvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei der Magnet (26A) einem ersten Magneten entspricht; und die Zündvorrichtung (1) einen zweiten separat zu dem ersten Magneten (26A) vorgesehenen Magneten (26B) mit einer umgekehrten Bias-Polarität umfasst, welcher in einem magnetischen Pfad (27B) enthalten ist, bei dem ein durch die Bestromung der Primärspule (5B) der ersten Zündspule (3B) erzeugter magnetischer Fluss verläuft.
  6. Zündvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Wicklungsverhältnis der Primärspule (5B) der zweiten Zündspule (3B) kleiner ist als ein Wicklungsverhältnis der Primärspule (5A) der ersten Zündspule (3A).
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