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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine.
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HINTERGRUNDTECHNIK
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Eine genaue Steuerung einer Verbrennungsmaschine, die an die umliegende Umgebung, wie zum Beispiel Temperaturen, angepasst ist, wird jüngst angestrebt, um eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu steigern, Emissionen zu reduzieren und dergleichen. In einer Umgebung mit einer hohen Feuchtigkeit ist es beispielsweise unwahrscheinlich, dass eine Luft-Kraftstoff-Mischung infolge einer Erhöhung der Wärmekapazität der Luft-Kraftstoff-Mischung gezündet wird, und selbst wenn die Luft-Kraftstoff-Mischung entzündet, ist es unwahrscheinlich, dass sich die Flamme ausbreitet.
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Die Verbrennungscharakteristiken der Luft-Kraftstoff-Mischung können folglich verschlechtert werden. Es ist daher gewünscht, eine Gegenmaßnahme dazu zu liefern.
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Eine Patentschrift 1 beschreibt eine Zündvorrichtung, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erhöht, um dadurch in einer Umgebung mit einer hohen Feuchtigkeit NOx zu verringern. Diese Zündvorrichtung erhöht jedoch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Zustand, in dem es aufgrund der Umgebung mit einer hohen Feuchtigkeit schwierig ist, die Luft-Kraftstoff-Mischung zu entzünden, und es unwahrscheinlich ist, dass sich die Flamme ausbreitet. Dies kann in einem Wegblasen der Flamme resultieren.
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ZITATLISTE
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PATENTSCHRIFT
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Patentschrift 1:
JP H06-272590 A -
KURZFASSUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der im Vorhergehenden erwähnten Probleme gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Zündvorrichtungen zu schaffen, die jeweils fähig sind, eine Verschlechterung der Verbrennungscharakteristiken in einer Umgebung mit einer hohen Feuchtigkeit zu reduzieren.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Zündspule, die eine Primärspule und eine Sekundärspule hat, und eine Funken- bzw. Zündkerze, die mit der Sekundärspule verbunden ist, auf. Eine Erregung und eine Entregung der Primärspule erzeugen eine elektromagnetische Induktion. Die elektromagnetische Induktion versorgt die Zündkerze mit einer Energie, um dadurch eine Funkenentladung zu erzeugen. Die Zündvorrichtung weist eine erste Schaltung, eine zweite Schaltung, einen Steuerabschnitt und eine Feuchtigkeitserfassungseinheit auf.
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Die erste Schaltung ist betriebsfähig, um die Primärspule zu erregen und zu entregen, um zu bewirken, dass die Zündkerze die Funkenentladung startet. Die zweite Schaltung ist betriebsfähig, um die Primärspule von einer negativen Seite der Primärspule in einer ersten Richtung zu erregen, um dadurch eine Erregung der Sekundärspule in einer zweiten Richtung während der Funkenentladung, die durch den Betrieb der ersten Schaltung gestartet wurde, beizubehalten. Die beibehaltene Erregung versorgt die Zündkerze kontinuierlich mit Energie, sodass eine Fortsetzung der Funkenentladung durchgeführt wird. Die erste Richtung ist einer Richtung einer Erregung der Primärspule, die durch die erste Schaltung ausgeführt wird, entgegengesetzt, und die zweite Richtung ist dieselbe wie eine Richtung einer Erregung der zweiten Spule, wobei die Erregung der zweiten Spule basierend auf dem Betrieb der ersten Schaltung gestartet wurde.
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Der Steuerabschnitt steuert den Betrieb der ersten Schaltung und einen Betrieb der zweiten Schaltung. Die Feuchtigkeitserfassungseinheit erfasst eine Feuchtigkeit einer Einlassluft, die in die Verbrennungsmaschine eingelassen wird. Der Steuerabschnitt ist konfiguriert, um gemäß einer Erhöhung der Feuchtigkeit der Einlassluft
- (1) die erste Schaltung zu steuern, um einen Startzeitpunkt der Funkenentladung, die durch die erste Schaltung erzeugt wird, nach früh zu verstellen,
- (2) die zweite Schaltung zu steuern, um eine Menge an Energie, mit der die Zündkerze durch die zweite Schaltung versorgt wird, zu erhöhen.
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Ein Nach-früh-Verstellen des Startzeitpunkts der Funkenentladung, die durch die erste Schaltung erzeugt wird, ermöglicht, dass das Entzünden der Luft-Kraftstoff-Mischung gleichmäßig auftritt. Ein Erhöhen der Menge an Energie, mit der die Zündkerze durch die zweite Schaltung versorgt wird, ermöglicht, dass sich die Flamme ohne Weiteres ausbreitet. Dies kompensiert eine Schwierigkeit beim Entzünden der Luft-Kraftstoff-Mischung und eine Schwierigkeit bei der Ausbreitung der Flamme aufgrund einer hohen Feuchtigkeit. Dies resultiert in einer Reduzierung der Verschlechterung der Verbrennungscharakteristiken in einer Umgebung mit einer hohen Feuchtigkeit.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Zündvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Verbrennungsmaschine, die die Zündvorrichtung aufweist.
- 3 ist ein Zeitdiagramm, das Betriebsvorgänge der Zündvorrichtung darstellt.
- 4 ist ein Diagramm, das darstellt, wie sich ein Sekundärstrom mit der Zeit bei sowohl einem normalen Modus als auch einem Modus für eine hohe Feuchtigkeit der Zündvorrichtung ändert.
- 5A ist ein Diagramm, das darstellt, wie sich ein Sekundärstrom mit der Zeit bei sowohl dem normalen Modus als auch dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit der Zündvorrichtung ändert.
- 5B ist ein Diagramm, das darstellt, wie sich ein Sekundärstrom mit der Zeit bei sowohl in dem normalen Modus als auch dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit einer Zündvorrichtung gemäß einer Modifikation ändert.
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BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Das Folgende beschreibt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich von selbst, dass das Ausführungsbeispiel lediglich ein spezifisches Beispiel offenbart, und daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel begrenzt.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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KONFIGURATION DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Bezug nehmend auf 1 und 2 beschreibt das Folgende eine Zündvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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Die Zündvorrichtung 1 weist eine Zündspule 4, die eine Primärspule 2 und eine Sekundärspule 3 aufweist, und eine Zündkerze 5, die mit der Sekundärspule 3 verbunden ist, auf. Die Zündvorrichtung 1 ist konfiguriert, um eine Erregung und Entregung der Primärspule 2 durchzuführen, um dadurch eine elektromagnetische Induktion zu bewirken. Die elektromagnetische Induktion versorgt die Zündkerze 5 mit Energie, um dadurch zu bewirken, dass die Zündkerze 5 eine Funkenentladung für eine Luft-Kraftstoff-Mischung erzeugt. Die Zündvorrichtung 1 ist an einer Verbrennungsmaschine 6 zum Antreiben eines Fahrzeugs angebracht und zündet zu einem vorbestimmten Zündzeitpunkt die Luft-Kraftstoff-Mischung in einer Verbrennungskammer 7.
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Die Zündkerze 5 hat eine bekannte Konfiguration und weist eine Mittelelektrode 8, die mit einem ersten Ende der Sekundärspule 3 verbunden ist, und eine Masseelektrode 9, die über den Zylinderkopf oder dergleichen der Verbrennungsmaschine 6 an Masse gelegt ist, auf. Die Zündkerze 5 erzeugt zwischen der Mittelelektrode 8 und der Masseelektrode 9 basierend auf Energie, die in der Sekundärspule 3 erzeugt wird, eine Funkenentladung.
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Die Verbrennungsmaschine 6 ist fähig, eine magere Verfeuerung unter Verwendung von Benzin als ein Kraftstoff durchzuführen, und ist konfiguriert, derart, dass eine Drehströmung der Luft-Kraftstoff-Mischung, wie zum Beispiel eine Trommelströmung oder eine Wirbelströmung, in der Verbrennungskammer 7 erzeugt wird. Die Zündvorrichtung 1 wird im Folgenden im Detail beschrieben werden.
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Die Zündvorrichtung 1 weist eine erste Schaltung 11, eine zweite Schaltung 12 und einen Steuerabschnitt 13 auf. Die erste Schaltung 11 bewirkt durch Ein-/Ausschalten einer Erregung zu der Primärspule 2, dass die Zündkerze 5 die Funkenentladung startet. Während einer Funkenentladung, die durch den Betrieb der ersten Schaltung 11 gestartet wurde, erregt die zweite Schaltung 12 die Primärspule 2 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Erregung, die durch die erste Schaltung 11 ausgeführt wurde. Dies ermöglicht, dass die zweite Schaltung 12 eine Erregungsrichtung der Sekundärspule 3 beibehält, um dieselbe wie die Richtung einer Erregung zu sein, die durch die erste Schaltung 11 gestartet wurde. Dies resultiert in einer Fortsetzung einer Energieversorgung der Zündkerze 5, um dadurch eine Funkenentladung fortzusetzen. Der Steuerabschnitt 13 steuert den Betrieb der ersten und zweiten Schaltungen 11, 12 und weist eine elektronische Steuereinheit (auf die im Folgenden als ECU (= electronic control unit) Bezug genommen ist) 16, eine Erregungsansteuerung 17 und dergleichen auf.
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Die ECU 16 dient als ein Steuerzentrum für die Verbrennungsmaschine 6 und gibt verschiedene Signale, wie zum Beispiel ein Zündsignal IGt und ein Entladungsfortsetzungssignal IGw, die später beschrieben sind, aus, um eine Erregung der Primärspule 2 zu steuern. Eine Steuerung einer Erregung der Primärspule 2 ermöglicht, dass die elektrische Energie, die in der Sekundärspule 3 induziert wird, gesteuert wird, was es möglich macht, eine Funkenentladung durch die Zündkerze 5 zu steuern.
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Die ECU 16 empfängt Signale von verschiedenen Sensoren, die an dem Fahrzeug angebracht sind, um Parameter zu erfassen, die Betriebsbedingungen und den gesteuerten Zustand der Verbrennungsmaschine 6 angeben. Die ECU 16 weist eine Eingangsschaltung zum Verarbeiten von Eingangssignalen und eine CPU zum Durchführen einer Steuerverarbeitung und einer Berechnungsverarbeitung, die sich auf die Steuerung der Verbrennungsmaschine 6 beziehen, basierend auf den Eingangssignalen auf. Die ECU 16 weist ferner verschiedene Speicher zum Speichern von Daten, Programmen und dergleichen, die zum Steuern der Verbrennungsmaschine 6 benötigt werden, und eine Ausgangsschaltung zum Ausgeben von Signalen, die für die Steuerung der Verbrennungsmaschine 6 benötigt werden, basierend auf den Verarbeitungsresultaten der CPU auf.
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Die verschiedenen Sensoren, die Signale zu der ECU 16 ausgeben, weisen beispielsweise einen Drehgeschwindigkeitssensor 24 zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine 6, einen Einlassdrucksensor 25 zum Erfassen des Drucks der Einlassluft, die in die Verbrennungsmaschine 6 eingelassen wird, und einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 26 zum Erfassen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Luft-Kraftstoff-Mischung auf. Die ECU 16 führt basierend auf den erfassten Werten von Parametern, die von diesen Sensoren erhalten werden, die Zündsteuerung durch die Verwendung der Zündvorrichtung 1, eine Kraftstoffeinspritzsteuerung durch die Verwendung eines Kraftstoffeinspritzventils 27 und dergleichen aus. Die Zündvorrichtung 1 des vorliegenden Beispiels ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 27, das in einem Einlassluftkanal 28 angeordnet ist, versehen. Die Konfiguration kann jedoch ein sogenannter Direkteinspritztyp sein, der Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 7 einspritzt.
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Die erste Schaltung 11 weist einen ersten Schalter 31 zum Starten einer Entladung auf, der auf der Masseseite (einer Seite eines niedrigeren elektrischen Potenzials) eines ersten Anschlusses der Primärspule 2 angeordnet ist. Der erste Schalter 31 verbindet die positive Elektrode einer Batterie 30 mit einem zweiten Anschluss der Primärspule 2 und verbindet den ersten Anschluss der Primärspule 2 mit Masse.
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Eine Einschaltung und Ausschaltung des ersten Schalters 31 in der ersten Schaltung 11 erlaubt, dass die Primärspule 2 Energie speichert, und die Energie, die in der Primärspule 2 gespeichert ist, erzeugt in der Sekundärspule 3 eine hohe Spannung, um dadurch zu bewirken, dass die Zündkerze 5 eine Funkenentladung startet. Auf die Funkenentladung, die durch die Betriebsvorgänge der ersten Schaltung 11 erzeugt wird, kann im Folgenden als eine Hauptzündung Bezug genommen werden. Hinsichtlich der Erregungsrichtung der Primärspule 2 (das heißt der Richtung eines Primärstroms) ist die Richtung von der Batterie 30 hin zu dem ersten Schalter 31 als positiv zu verstehen.
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Die erste Schaltung 11 schaltet genauer gesagt basierend auf der Dauer, während der der erste Schalter 31 mit dem Zündsignal IGt von der ECU 16 versorgt wird, den ersten Schalter 31 ein, sodass die Spannung über der Batterie 30 an die Primärspule 2 angelegt wird und mit dem Primärstrom, der eine positive Polarität hat, versorgt wird. Dies ermöglicht, dass eine magnetische Energie in der Primärspule 2 gespeichert wird. Die erste Schaltung 11 schaltet danach den ersten Schalter 31 aus, um zu bewirken, dass die Sekundärspule 3 basierend auf einer elektromagnetischen Induktion eine hohe Spannung erzeugt. Dies bewirkt, dass die Hauptzündung auftritt. Der erste Schalter 31 ist ein IGBT, ein MOS-Transistor, ein Thyristor oder dergleichen. Das Zündsignal IGt weist der ersten Schaltung 11 die Dauer, während der die Primärspule 2 Energie in der ersten Schaltung 11 speichert, und ferner den Zündstartzeitpunkt an.
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Die zweite Schaltung 12 ist zwischen der Primärspule 2 und dem ersten Schalter 31 vorgesehen und weist einen zweiten Schalter 34, der eine Leistungsversorgung von einer Verstärkungsschaltung 33 zu der Primärspule 2 ein-/ausschaltet, auf. Die Verstärkungsschaltung 33 verstärkt die Spannung über der Batterie 30, um die Spannung in einem Kondensator 36 für die Dauer zu speichern, während der die Verstärkungsschaltung 33 von der ECU 16 mit dem Zündsignal IGt versorgt wird.
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Die Verstärkungsschaltung 33 weist genauer gesagt den Kondensator 36, eine Drosselspule 37, einen Verstärkungsschalter 38, eine Verstärkungsansteuerung 39 und eine Diode 40 auf. Die Drosselspule 37 hat ein Ende, das mit der positiven Elektrode der Batterie 30 verbunden ist. Der Verstärkungsschalter 38 ermöglicht, dass die Drosselspule 37 intermittierend erregt wird. Die Verstärkungsansteuerung 39 versorgt den Verstärkungsschalter 38 mit einem Steuersignal, um dadurch den Verstärkungsschalter 38 ein-/auszuschalten. Der Verstärkungsschalter 38 kann beispielsweise ein MOS-Transistor oder dergleichen sein. Ein Ein-/Ausschalten des Verstärkungsschalters 38 ermöglicht, dass eine magnetische Energie, die in der Drosselspule 37 gespeichert ist, als elektrische Energie in dem Kondensator 36 gespeichert wird.
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Es ist sichergestellt, dass die Verstärkungsansteuerung 39 den Verstärkungsschalter 38 während der Dauer, während der von der ECU 16 mit dem Zündsignal IGt versorgt wird, zyklisch ein-/ausschaltet. Die Diode 40 verhindert, dass Energie, die in dem Kondensator 36 gespeichert ist, zurück hin zu der Drosselspule 37 fließt.
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Die zweite Schaltung 12 weist den zweiten Schalter 34 und eine Diode 44 auf. Der zweite Schalter 34 ist beispielsweise ein MOS-Transistor, der die Versorgung der negativen Seite der Primärspule 2 mit der Energie von dem Kondensator 36 ein-/ausschaltet. Die Diode 44 verhindert einen Rückfluss von Strom von der Primärspule 2 hin zu dem zweiten Schalter 34. Die Erregungsansteuerung 17 sendet ein Steuersignal zu dem zweiten Schalter 34, um dadurch den zweiten Schalter 34 einzuschalten. Dies ermöglicht, dass die negative Seite der Primärspule 2 mit einer Energie von der Verstärkungsschaltung 33 versorgt wird.
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Während der Dauer, wenn die Erregungsansteuerung 17 mit einem Entladungsfortsetzungssignal IGw versorgt wird, schaltet die Erregungsansteuerung 17 den zweiten Schalter 34 ein/aus, um eine Energie, mit der die Primärspule 2 von dem Kondensator 36 versorgt wird, zu steuern, um dadurch einen Sekundärstrom zu steuern, der die Erregungsmenge der Sekundärspule 3 angibt. Das Entladungsfortsetzungssignal IGw weist die Dauer zum Fortsetzen einer Funkenentladung, die als die Hauptzündung erzeugt wird, an.
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Während einer Funkenentladung, die durch die Betriebsvorgänge der ersten Schaltung 11 gestartet wird, erregt die zweite Schaltung 12 die Primärspule 2 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung einer Erregung, die durch die erste Schaltung 11 ausgeführt wird. Dies ermöglicht, dass die zweite Schaltung 12 die Erregungsrichtung des Sekundärstroms beibehält, um dieselbe wie die Richtung einer Erregung, die durch die erste Schaltung 11 gestartet wird, zu sein. Dies resultiert in einer Fortsetzung einer Energieversorgung der Zündkerze 5, um dadurch eine Funkenentladung fortzusetzen. Auf eine solche Funkenentladung, die sich basierend auf den Betriebsvorgängen der zweiten Schaltung 12 zu der Hauptzündung fortsetzt, kann im Folgenden als eine kontinuierliche Funkenentladung Bezug genommen sein.
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Die Erregungsansteuerung 17 steuert basierend auf einem Stromanweisungssignal IGa, das von der ECU 16 geliefert wird und einen Befehlswert für den Sekundärstrom angibt, den Sekundärstrom. Das erste Ende der Sekundärspule 3 ist mit der Mittelelektrode 8 der Zündkerze 5, die im Vorhergehenden beschrieben ist, verbunden. Ein zweites Ende der Sekundärspule, das dem ersten Ende gegenüberliegt, ist mit einer Rückkopplungs- (F/B-; F/B = feedback) Schaltung 46 verbunden.
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Die F/B-Schaltung 46 erfasst den Sekundärstrom, der in der Sekundärspule 3 erzeugt wird, und koppelt den Sekundärstrom zu dem Steuerabschnitt 13 zurück. Das zweite Ende der Sekundärspule 3 ist über eine Diode 47, die den Sekundärstrom daran hindert, in eine Richtung zu fließen, mit der F/B-Schaltung 46 verbunden. Ein Nebenschlusswiderstand 48 ist mit der F/B-Schaltung 46 zum Erfassen des Sekundärstroms verbunden.
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Die Erregungsansteuerung 17 steuert basierend auf dem erfassten Wert des Sekundärstroms, der zu derselben rückgekoppelt wird, und dem Befehlswert für den Sekundärstrom, der basierend auf dem Stromanweisungssignal IGa erfasst wird, die Ein-/Aus-Umschaltbetriebsvorgänge des zweiten Schalters 34. Die Erregungsansteuerung 17 bestimmt beispielsweise basierend auf dem Befehlswert obere und untere Schwellen für den erfassten Wert des Sekundärstroms und startet oder stoppt gemäß dem Resultat eines Vergleichens des erfassten Werts mit den oberen und unteren Schwellen ein Ausgeben des Steuersignals. Wenn genauer gesagt der erfasste Wert des Sekundärstroms größer als die obere Grenze ist, stoppt die Erregungsansteuerung 17 ein Ausgeben des Steuersignals. Wenn der erfasste Wert des Sekundärstroms kleiner als die untere Grenze ist, startet die Erregungsansteuerung 17 ein Ausgeben des Steuersignals.
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Die ersten und zweiten Schaltungen 11 und 12, die F/B-Schaltung 46 und die Erregungsansteuerung 17 sind als eine Schaltungseinheit 49 aufgebaut. Die Zündkerze 5, die Zündspule 4 und die Schaltungseinheit 49 sind an jeden Zylinder gebaut.
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Das Folgende beschreibt unter Bezugnahme auf 3 die Betriebsvorgänge der Zündvorrichtung 1. In 3 stellt „IGt“ den Eingangszustand des Zündsignals IGt mit hohen/niedrigen Pegeln dar, und „IGw“ stellt den Eingangszustand des Entladungsfortsetzungssignals IGw mit hoch/niedrig dar. „1stSW“ stellt den Ein-/Aus-Zustand des ersten Schalters 31 dar, „2ndSW“ stellt den Ein-/Aus-Zustand des zweiten Schalters 34 dar, „BstSW“ stellt den Ein-/Aus-Zustand des Verstärkungsschalters 38 dar, und „VC“ stellt die in den Kondensator 36 geladene Spannung dar. „I1“ stellt den Primärstrom (den Strom, mit dem die Primärspule 2 versorgt wird) dar, und „I2“ stellt den Sekundärstrom (den Strom, mit dem die Sekundärspule 3 versorgt wird) dar.
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Wenn das Zündsignal IGt von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel (siehe eine Zeit t01) umschaltet und während das Signal IGt hoch ist, wird der erste Schalter 31 in dem Ein-Zustand beibehalten, sodass der Primärstrom, der die positive Polarität hat, zu der Primärspule 2 fließt. Dies ermöglicht, dass Energie in der Primärspule 2 gespeichert wird. Während die in den Kondensator 36 geladene Spannung niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, wird der Verstärkungsschalter 38 wiederholt ein-/ausgeschaltet, sodass die verstärkte Energie in dem Kondensator 36 gespeichert wird.
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Wenn das Zündsignal IGt von dem hohen Pegel zu dem niedrigen Pegel (siehe eine Zeit t02) umschaltet, wird der erste Schalter 31 ausgeschaltet, sodass die Erregung der Primärspule 2 unterbrochen wird. Dies resultiert darin, dass basierend auf einer elektromagnetischen Induktion eine hohe Spannung in der Sekundärspule 3 erzeugt wird, sodass bewirkt wird, dass die Zündkerze 5 die Hauptzündung startet. Nach dem Auftreten der Hauptzündung durch die Zündkerze 5 schwächt sich der Sekundärstrom mit einem im Wesentlichen dreieckigen Kurvenverlauf ab (siehe eine gestrichelte Linie von I2). Bevor dann der Sekundärstrom die untere Schwelle erreicht, schaltet das Entladungsfortsetzungssignal IGw von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel um (siehe eine Zeit t03).
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Wenn das Entladungsfortsetzungssignal IGw von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel umschaltet, ermöglicht ein Steuern der Ein-/Aus-Umschaltbetriebsvorgänge des zweiten Schalters 34, dass mit der Energie, die in dem Kondensator 36 gespeichert ist, die negative Seite der Primärspule 2 aufeinanderfolgend versorgt wird. Der Primärstrom fließt dementsprechend von der Primärspule 2 hin zu der positiven Elektrode der Batterie 30. Jedes Mal, wenn der zweite Schalter 34 eingeschaltet wird, wird genauer gesagt ein zusätzlicher Primärstrom, der von der Primärspule 2 hin zu der positiven Elektrode der Batterie 30 fließt, dem Primärstrom, der durch die Primärspule 2 fließt, hinzugefügt, sodass sich der Primärstrom hin zu der negativen Seite (siehe die Zeit t03 bis zu einer Zeit t04) erhöht.
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Jedes Mal, wenn der zusätzliche Primärstrom zu dem Primärstrom hinzugefügt wird, wird ein zusätzlicher Sekundärstrom, der die gleiche Richtung wie die Richtung des Sekundärstroms basierend auf der Hauptzündung hat, zu der Sekundärspule 3 aufeinanderfolgend hinzugefügt, sodass der Pegel des Sekundärstroms zwischen den oberen und unteren Grenzen beibehalten wird. Ein Steuern der Ein-/Aus-Umschaltbetriebsvorgänge des zweiten Schalters 34 ermöglicht somit, dass der Sekundärstrom kontinuierlich fließt, um einen Pegel zu haben, der ermöglicht, dass eine Funkenentladung beibehalten wird. Der Ein-Zustand des Entladungsfortsetzungssignals IGw, der kontinuierlich beibehalten wird, ermöglicht daher, dass die kontinuierliche Funkenentladung in der Zündkerze 5 beibehalten wird.
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CHARAKTERISTIKEN DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Das Folgende beschreibt charakteristische Konfigurationen des Ausführungsbeispiels.
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Die Zündvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel weist ferner einen Feuchtigkeitserfassungsabschnitt (auf den im Folgenden als ein Feuchtigkeitssensor 50 Bezug genommen ist) auf. Der Feuchtigkeitssensor 50 ist in dem Einlassluftkanal 28, der Einlassluft zu der Verbrennungsmaschine 6 führt, angeordnet und erfasst eine Feuchtigkeit der Einlassluft, um dadurch zu bewirken, dass die ECU 16 basierend auf der Feuchtigkeit der Einlassluft ein Signal ausgibt (siehe 2).
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Der Steuerabschnitt 13 verwendet basierend auf dem erfassten Wert einer Feuchtigkeit des Feuchtigkeitssensors 50 geeignet erste und zweite Modi. Der Steuerabschnitt 13 verwendet die ersten und zweiten Modi zum Steuern des Startzeitpunkts der Funkenentladung, die durch die erste Schaltung 11 ausgeführt wird, und zum Steuern der Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 durch die zweite Schaltung 12 versorgt wird.
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Der erste Modus stellt einen Modus eines normalen Zustands dar. Bei dem ersten Modus stellt der Steuerabschnitt 13 den Startzeitpunkt der Funkenentladung, die durch die erste Schaltung 11 ausgeführt wird, auf eine vorbestimmte Zeit ein, und stellt die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 durch die zweite Schaltung 12 versorgt wird, auf eine vorbestimmte Menge an Energie ein (im Folgenden ist auf diesen ersten Modus als ein normaler Modus Bezug genommen).
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Der zweite Modus stellt einen Modus eines Zustands einer hohen Feuchtigkeit dar. Bei dem zweiten Modus stellt der Steuerabschnitt 13 den Startzeitpunkt der Funkenentladung, die durch die erste Schaltung 11 ausgeführt wird, ein, um im Vergleich zu dem Startzeitpunkt in dem normalen Modus nach früh verstellt zu sein, und stellt die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 durch die zweite Schaltung 12 versorgt wird, ein, um verglichen mit der Menge an Energie in dem normalen Modus erhöht zu sein (im Folgenden ist auf diesen zweiten Modus als ein Modus für eine hohe Feuchtigkeit Bezug genommen).
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BETRIEBSVORGÄNGE BEI DEM AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Das Folgende beschreibt unter Bezugnahme auf 4 die Betriebsvorgänge bei dem Ausführungsbeispiel. Die durchgezogene Linie in 4 stellt dar, wie sich der Sekundärstrom mit der Zeit in dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit ändert, und die gestrichelte Linie stellt dar, wie sich der Sekundärstrom mit der Zeit in dem normalen Modus ändert. Es sei angenommen, dass der Befehlswert des Sekundärstroms für sowohl den Modus für eine hohe Feuchtigkeit als auch den normalen Modus in gleicher Weise bestimmt wird. Jedes von Bezugszeichen T02, T03 und T04 stellt eine Zeit dar, zu der das entsprechende Signal von einem Zustand zu dem anderen Zustand in dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit umgeschaltet wird, und jedes von Bezugszeichen t02, t03 und t04 stellt eine Zeit dar, zu der das entsprechende Signal von einem Zustand zu dem anderen Zustand umgeschaltet wird.
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T02 stellt genauer gesagt eine Zeit dar, zu der das Zündsignal IGt von dem hohen Pegel zu dem niedrigen Pegel umgeschaltet wird, und entspricht t02 in 3. T03 stellt eine Zeit dar, zu der das Entladungsfortsetzungssignal IGw von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel umgeschaltet wird, und entspricht t03 in 3. T04 stellt eine Zeit dar, zu der das Entladungsfortsetzungssignal IGw von dem hohen Pegel zu dem niedrigen Pegel umgeschaltet wird, und entspricht t04 in 3.
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t02 stellt ähnlicherweise eine Zeit dar, zu der das Zündsignal IGt von dem hohen Pegel zu dem niedrigen Pegel umgeschaltet wird, und entspricht t02 in 3. t03 stellt eine Zeit dar, zu der Entladungsfortsetzungssignal IGw von dem niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel umgeschaltet wird, und entspricht t03 in 3. t04 stellt eine Zeit dar, zu der das Entladungsfortsetzungssignal IGw von dem hohen Pegel zu dem niedrigen Pegel umgeschaltet wird, und entspricht t04 in 3.
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Der Steuerabschnitt 13 bestimmt zuerst basierend auf dem erfassten Wert des Feuchtigkeitssensors 50, ob die Einlassluft in einem Zustand einer hohen Feuchtigkeit ist. Der Steuerabschnitt 13 bestimmt genauer gesagt basierend auf einer Bestimmung, ob der erfasste Wert des Feuchtigkeitssensors 50 eine vorbestimmte Schwelle überschritten hat, ob die Einlassluft in dem Zustand einer hohen Feuchtigkeit ist.
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Nach einem Bestimmen, dass die Einlassluft in dem Zustand einer hohen Feuchtigkeit ist, führt der Steuerabschnitt 13 den Modus für eine hohe Feuchtigkeit aus. Die Ausführung des Modus für eine hohe Feuchtigkeit bewirkt, dass die Zündvorrichtung 1 den Startzeitpunkt der Funkenentladung verglichen mit dem Startzeitpunkt in dem normalen Modus nach früh verstellt (siehe die Zeit T02 verglichen mit der Zeit t02). Die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 versorgt wird, erhöht sich entsprechend in dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit verglichen mit der Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 in dem normalen Modus versorgt wird. Da der Befehlswert des Sekundärstroms in dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit gleich dem Befehlswert des Sekundärstroms in dem normalen Modus ist, ermöglicht ein Vergrößern der Entladungsfortsetzungsdauer, dass sich die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 versorgt wird, erhöht (siehe die Dauer von der Zeit T03 bis zu der Zeit T04 verglichen mit der Dauer von der Zeit t03 bis zu der Zeit t04).
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Es sei bemerkt, dass die Dauer von der Zeit T02 bis zu der Zeit T03 und die Dauer von der Zeit t02 bis t03 im Wesentlichen gleich sind, da der Befehlswert des Sekundärstroms in dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit gleich dem Befehlswert des Sekundärstroms in dem normalen Modus ist.
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Nach einem Bestimmen, dass sich die Einlassluft nicht in dem Zustand einer hohen Feuchtigkeit befindet, führt sonst der Steuerabschnitt 13 den normalen Modus aus.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Der Steuerabschnitt 13 der Zündvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel steuert die erste Schaltung 11, um den Startzeitpunkt einer Funkenentladung, die durch die erste Schaltung 11 erzeugt wird, gemäß einer Erhöhung der Feuchtigkeit der Einlassluft nach früh zu verstellen. Der Steuerabschnitt 13 steuert zusätzlich die zweite Schaltung 12, um die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 versorgt wird, gemäß einer Erhöhung der Feuchtigkeit der Einlassluft zu erhöhen.
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Ein Nach-früh-Verstellen des Startzeitpunkts der Funkenentladung, die durch die erste Schaltung 11 erzeugt wird, ermöglicht, dass das Entzünden der Luft-Kraftstoff-Mischung gleichmäßig auftritt, und das Erhöhen der Menge an Energie zu der Zündkerze 5, mit der durch die zweite Schaltung 12 versorgt wird, ermöglicht, dass sich die Flamme ohne Weiteres ausbreitet. Das Nach-früh-Verstellen des Startzeitpunkts der Funkenentladung und das Erhöhen der Menge an Energie zu der Zündkerze 5 kompensieren eine Schwierigkeit beim Entzünden der Luft-Kraftstoff-Mischung und eine Schwierigkeit bei der Ausbreitung der Flamme aufgrund einer hohen Feuchtigkeit. Dies resultiert in einer Reduzierung einer Verschlechterung der Verbrennungscharakteristiken.
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Der Steuerabschnitt 13 der Zündvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel steuert die Betriebsvorgänge der zweiten Schaltung 12, um dadurch die Entladungsfortsetzungsdauer zu vergrößern, sodass die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 versorgt wird, erhöht wird. Dies resultiert darin, dass sich die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 versorgt wird, erhöht, ohne die Stärke des Sekundärstroms zu erhöhen.
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Das heißt, die zweite Schaltung 12, die die Dauer eines Erhöhens des Primärstroms zu der negativen Seite desselben vergrößert oder reduziert, ermöglicht, dass sich die Dauer für die kontinuierliche Funkenentladung erhöht oder verringert, ohne die Stärke des Sekundärstroms zu erhöhen.
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Eine Zündvorrichtung, die keine zweite Schaltung aufweist, kann im Gegensatz dazu konfiguriert sein, um lediglich den Sekundärstrom zu erhöhen, um dadurch die Entladungsdauer zu vergrößern, was in einer unvermeidlichen Erhöhung des Verschleißens der Zündkerze resultiert.
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Die Zündvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel macht es daher möglich, das Verschleißen der Zündkerze 5 zu reduzieren, während die Menge an Energie zu der Zündkerze 5 verglichen mit der Zündvorrichtung, die keine zweite Schaltung aufweist, erhöht wird.
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MODIFIKATION
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Die vorliegende Erfindung kann verschieden modifiziert sein, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das im Vorhergehenden erwähnte Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um die Entladungsfortsetzungsdauer zu vergrößern, um dadurch die Menge an Energie zu der Zündkerze 5 in dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit zu vergrößern. Wie in 5A gezeigt ist, ist es jedoch möglich, die Größe des Sekundärstroms zu erhöhen, um dadurch die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 versorgt wird, zu erhöhen. In 5A ist die Dauer der kontinuierlichen Funkenentladung zwischen dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit und dem normalen Modus gleich (siehe die Dauer von der Zeit T03 bis zu der Zeit T04 und die Dauer von der Zeit t03 bis zu der Zeit t04).
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Diese Modifikation ermöglicht, dass die Dauer der kontinuierlichen Funkenentladung für eine gleichmäßige Vorbereitung des anschließenden Entzündens, das heißt eine anschließende Zündung, der Luft-Kraftstoff-Mischung reduziert wird. Ein Erhöhen der Größe des Befehlswerts des Sekundärstroms ermöglicht beispielsweise, dass sich die Größe des Sekundärstroms erhöht.
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Wie in 5B dargestellt ist, ist es möglich, die Größe des Sekundärstroms zu erhöhen und die Dauer der kontinuierlichen Funkenentladung zu erhöhen, um dadurch die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 versorgt wird, zu erhöhen.
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Das im Vorhergehenden erwähnte Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um gemäß einer Schwellenbestimmung zwischen dem Modus für eine hohe Feuchtigkeit und dem normalen Modus umzuschalten. Es ist möglich, im Verhältnis zu dem erfassten Wert der Feuchtigkeit, die durch den Feuchtigkeitssensor 14 gemessen wird, den Startzeitpunkt einer Funkenentladung nach früh zu verstellen und die Menge an Energie, mit der die Zündkerze 5 versorgt wird, zu erhöhen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zündvorrichtung
- 2
- Primärspule
- 3
- Sekundärspule
- 4
- Zündspule
- 5
- Zündkerze
- 11
- erste Schaltung
- 12
- zweite Schaltung
- 13
- Steuerabschnitt
- 50
- Feuchtigkeitssensor (Feuchtigkeitserfassungsabschnitt)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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