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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die einen Funkeninduktor enthält.
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Hintergrundgebiet
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Eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine wie z. B. für ein Kraftfahrzeug führt als Antwort auf ein Zündungssteuersignal, das von einer ECU (elektronische Steuereinheit) zugeführt wird, ein Umschalten zwischen Erregung und Unterbrechung eines Primärstroms zu einem primärseitigen Induktor eines Funkeninduktors durch. Folglich bewirkt die Zündvorrichtung aufgrund einer Unterbrechung des Primärstroms zu einem primärseitigen Induktor durch eine induzierte Spannung (Sekundärspannung), die in einem sekundärseitigen Induktor erzeugt wird, der mit dem primärseitigen Induktor magnetisch verbunden ist, dass die Zündkerze einen Funken erzeugt, um ein Luft/KraftstoffGemisch in einem Zylinder der Brennkraftmaschine zu zünden.
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Die Zündvorrichtung ist durch einen Kabelstrang in der räumlichen Nähe der Kraftmaschine angeordnet. Jedoch wird für die Zündvorrichtung gefordert, kein Auftreten eines Fehlers oder einer Fehlfunktion zu erleiden, wenn in den Kabelstrang ein Stoß oder intensives elektromagnetisches Rauschen induziert werden. Dementsprechend sind diverse Stoßfestigkeitsversuche und EMC-Versuche (Versuche zu elektromagnetischen Kompatibilität) zum Messen eines Stoßes oder eines starken elektromagnetischen Rauschens, die in den Kabelstrang induziert werden, vorgeschrieben.
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Im Übrigen wird für die Zündvorrichtung gefordert, eine Fehlfunktion und eine Verschlechterung der Eigenschaften durch einen Einfluss von Rauschen, das aufgrund der Zündsteuerung erzeugt wird, zu verhindern, um zum Zeitpunkt der Unterbrechung des Primärstroms zum primärseitigen Induktor eine sehr hohe Induktionsspannung zu erzeugen.
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Das Patentdokument 1 offenbart eine Zündvorrichtung, wobei bevor der Primärstrom auf der Grundlage eines Zündsignals an den primärseitigen Induktor angeregt wird, durch Mittel zur Unterdrückung einer EIN-Spannung zum Aufladen einer Streukapazitätskomponente des primärseitigen Induktors vorab unterdrückt wird, dass eine schnell ansteigende Pulsspannung in einer Sekundärspannung erzeugt wird.
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Dokument des Stands der Technik
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Patentdokument
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Patentdokument 1:
JP-2017-2818-A -
Zusammenfassung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Wenn hier das Umschalten des Primärstroms zum primärseitigen Induktor zwischen Erregung und Unterbrechung durchgeführt wird, wird im Funkeninduktor eine Induktionsspannung erzeugt, und außerdem treten diverse Arten von Rauschen auf. Insbesondere dann, wenn im sekundärseitigen Induktor eine hohe Spannung erzeugt werden soll, um zu bewirken, dass die Zündkerze zum Zeitpunkt der Unterbrechung des Primärstroms einen Funken erzeugt, wird auf erhebliche Weise Rauschen erzeugt. Die Hochspannung, die im sekundärseitigen Induktor erzeugt wird, bewirkt eine Resonanz durch induktive Komponenten und kapazitive Komponenten einer Energieversorgungsleitung, die zwischen dem Funkeninduktor und einer Gleichstromenergieversorgung angeordnet ist, und bewirkt, dass in der Energieversorgungsleitung ein Resonanzrauschen erzeugt wird. Das Resonanzrauschen, das in der Energieversorgungsleitung erzeugt wird, wird durch eine Leitungskopplung zwischen der Energieversorgungsleitung, die zwischen dem Funkeninduktor und der Gleichstromenergieversorgung angeordnet ist, und einer Signalleitung zum Übertragen des Zündungssteuersignals von der ECU zum Funkeninduktor in ein Zündungssteuersignal eingespeist. Wenn das Resonanzrauschen, das in das Zündungssteuersignal eingespeist wird, eine Amplitudenhöhe aufweist, mit der die Polarität des Zündungssteuersignals, das von der ECU zugeführt wird, umgekehrt wird, werden nach der Unterbrechungssteuerung des Primärstroms zum primärseitigen Induktor im primärseitigen Induktor eine unbeabsichtigte Induktion und Unterbrechung wiederholt. Wenn ein unbeabsichtigtes Verhalten des Primärstroms unmittelbar nach der Unterbrechung des Primärstroms auftritt, schwingt die Sekundärspannung als Antwort auf das Verhalten des Primärstroms ebenfalls. Daher führt dies manchmal zu einer Fehlzündung der Brennkraftmaschine, wenn eine Spannung, die für einen Funken der Zündkerze notwendig ist, nicht erhalten wird.
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In der Zündvorrichtung, die im Patentdokument 1 offenbart ist, wird ein Resonanzrauschen, das bei der Erregung des Primärstroms zum primärseitigen Induktor erzeugt wird, unterdrückt. Jedoch wird außerdem zum Zeitpunkt der Unterbrechung des Primärstroms Rauschen erzeugt, das eine Schwingung aufweist, die größer als jene des Resonanzrauschens ist, das zum Zeitpunkt der Erregung des Primärstroms erzeugt wird. Wenn sich das Resonanzrauschen, das aufgrund der Unterbrechung des Primärstroms erzeugt wird, um ein Zündsignal wickelt, besteht die Möglichkeit, dass ein Prozess zum Entfernen eines periodischen Pulses des Resonanzrauschens ununterbrochen erforderlich sein kann, und es wird befürchtet, dass das Antwortverhalten der Zündung auf der Grundlage des Zündsignals, das von der ECU zugeführt wird, verschlechtert wird. Ferner ist es notwendig, das Rauschen schnell zu konvergieren, da eine nutzlose Belastung auf die Zündvorrichtung aufgebracht wird, wenn das Resonanzrauschen eine Amplitudenhöhe aufweist, mit der die Polarität in Bezug auf das Zündsignal umgekehrt wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf eine derartige Situation wie oben beschrieben gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technologie bereitzustellen, die eine Zündung angemessen steuern kann.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Aspekt zum Lösen der oben beschriebenen Aufgabe enthält einen Funkeninduktor, der einen primärseitigen Induktor, der mit einer Gleichstromenergieversorgung verbunden ist, und einen sekundärseitigen Induktor, der mit dem primärseitigen Induktor magnetisch verbunden ist und mit einer Zündkerze verbunden ist, ein Schaltelement, das konfiguriert ist, ein Umschalten zwischen Erregung und Unterbrechung des Primärstroms zum primärseitigen Induktor durchzuführen, und eine Schaltelementsteuereinheit, die konfiguriert ist, das Schaltelement auf der Grundlage eines Zündungssteuersignals, das von einer elektronischen Steuervorrichtung zugeführt wird, zu steuern. In der Zündvorrichtung ist eine Verzögerungseinheit, die eine Steuerzeitvorgabe des Schaltelements verzögert, zwischen der elektronischen Steuervorrichtung und dem Schaltelement angeordnet, derart, dass ein erstes Resonanzrauschen, das aufgrund einer Unterbrechung des Primärstroms zum primärseitigen Induktor erzeugt wird, verringert wird.
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Vorteile der Erfindung
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Mit der vorliegenden Erfindung kann die Zündung geeignet gesteuert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm einer Zündvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist eine Zeitvorgabegrafik, die eine Schwankung eines Signals der Zündvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 3 ist ein Blockdiagramm einer Zündvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 4 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform.
- 5 ist ein Blockdiagramm einer Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform.
- 6 ist ein Blockdiagramm einer Zündvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.
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Art der Ausführung der Erfindung
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Mehrere Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Es sei erwähnt, dass die unten beschriebenen Ausführungsformen die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht einschränken und alle Faktoren und ihre Kombinationen, die in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben sind, für das Mittel zur Lösung der Erfindung nicht notwendigerweise unbedingt notwendig sein müssen.
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Erste Ausführungsform
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1 ist ein Blockdiagramm einer Zündvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
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Eine Zündvorrichtung 1 ist eine Zündvorrichtung z. B. einer Brennkraftmaschine (im Folgenden als Kraftmaschine bezeichnet), die in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist. Die Zündvorrichtung 1 enthält eine ECU (elektronische Steuereinheit) 10 als ein Beispiel für eine „elektronische Steuervorrichtung“, eine Schaltelementsteuerschaltung 20 als ein Beispiel für eine „Schaltelementsteuereinheit“, ein Schaltelement 30, eine Gleichstromenergieversorgung 40 wie etwa eine Fahrzeugbatterie, einen Funkeninduktor 50 und eine Zündkerze 60.
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Die ECU 10 ist durch eine Signalleitung 11 mit der Schaltelementsteuerschaltung 20 elektrisch verbunden. Die ECU 10 steuert den Betrieb der Kraftmaschine. Zum Beispiel gibt die ECU 10 ein ECU-Befehlssignal S1 als Komponente eines „Zündungssteuersignals“ zum Angeben eines Zündzeitpunkts der Zündkerze 60 auf der Grundlage der Drehung der Kraftmaschine aus.
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Die Schaltelementsteuerschaltung 20 enthält eine Eingabeschaltung 21, eine Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 als ein Beispiel für eine „Verzögerungseinheit“ und eine Vorstufenschaltung 23. Die Eingabeschaltung 21 ist mit der Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 elektrisch verbunden. Die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 ist mit der Vorstufenschaltung 23 elektrisch verbunden. Die Vorstufenschaltung 23 ist durch eine Signalleitung 24 mit dem Schaltelement 30 elektrisch verbunden.
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Die Eingabeschaltung 21 empfängt das ECU-Befehlssignal S1, das von der ECU 10 ausgegeben wird. Die Eingabeschaltung 21 formt das empfangene ECU-Befehlssignal S1, derart, dass ein Zündungssteuersignal S2 erzeugt wird, und gibt das erzeugte Zündungssteuersignal S2 an die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 aus. Die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 erzeugt ein Einstellungssignal S3 nach Verzögerung, auf dem ein angemessener Verzögerungsbetrag Td (siehe 2, manchmal als Einschaltverzögerung bezeichnet) bei der Zündsteuerung vorgesehen worden ist, und gibt das erzeugte Einstellungssignal S3 nach Verzögerung an die Vorstufenschaltung 23 aus. Der Verzögerungsbetrag Td kann vergrößert werden, wenn der Zeitraum zunimmt, für den das Zündungssteuersignal S2 einen Schwellenwert überschreitet. Die Vorstufenschaltung 23 erzeugt ein Vorstufensignal S4 zum Ansteuern des Schaltelements 30 auf der Grundlage des Einstellungssignals S3 nach Verzögerung und gibt das erzeugte Vorstufensignal S4 an das Schaltelement 30 aus.
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Das Schaltelement 30 enthält einen Steueranschluss, der mit der Signalleitung 24 elektrisch verbunden ist, einen Masseanschluss, der mit der GND elektrisch verbunden ist, und einen Erregungsanschluss, der mit einem primärseitigen Induktor 51 des Funkeninduktors 50 elektrisch verbunden ist. Das Vorstufensignal S4, das von der Vorstufenschaltung 23 ausgegeben wird, wird in das Schaltelement 30 eingegeben. Das Schaltelement 30 führt als Antwort auf das Vorstufensignal S4 ein Umschalten zwischen Erregung und Unterbrechung des Primärstroms I1 zum primärseitigen Induktor 51 des Funkeninduktors 50 durch. Es sei erwähnt, dass das Schaltelement 30 ein IGBT (bipolarer Transistor mit isoliertem Gate) sein kann.
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Der Funkeninduktor 50 enthält den primärseitigen Induktor 51 und einen sekundärseitigen Induktor 52, der mit dem primärseitigen Induktor 51 magnetisch gekoppelt ist.
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Ein Hochspannungsende des primärseitigen Induktors 51 ist durch eine Energieversorgungsleitung 41 mit der Gleichstromenergieversorgung 40 elektrisch verbunden. Ein Niederspannungsende des primärseitigen Induktors 51 ist durch das Schaltelement 30 mit der GND elektrisch verbunden.
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Ein Ende des sekundärseitigen Induktors 52 ist mit der Zündkerze 60 elektrisch verbunden. Das andere Ende des sekundärseitigen Induktors 52 ist durch eine Diode 55 zum Verhindern einer Einschaltspannung mit der GND verbunden.
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Wenn das Schaltelement 30 von ein auf aus geschaltet wird (ausgeschaltet wird), wird der Primärstrom 11, der zum primärseitigen Induktor 51 erregt wird, unterbrochen, und der Funkeninduktor 50, der in einer derartigen Weise wie oben beschrieben konfiguriert ist, geht aus einem Erregungszustand in einen Unterbrechungszustand über. Zu diesem Zeitpunkt wird im sekundärseitigen Induktor 52 eine negative Hochspannung (im Folgenden als Sekundärspannung V2 bezeichnet) erzeugt, und die Zündkerze 60 erzeugt einen Funken.
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Wenn das Schaltelement 30 andererseits von aus auf ein geschaltet wird (eingeschaltet wird), wird der Primärstrom I1 zum primärseitigen Induktor 51 erregt, und der Funkeninduktor 50 geht aus dem Unterbrechungszustand in den Erregungszustand über. Zu diesem Zeitpunkt wird auf dem sekundärseitigen Induktor 52 eine Spannung mit der umgekehrten Polarität wie jene bei der Unterbrechung erzeugt. Es sei erwähnt, dass die erzeugte Spannung mit umgekehrter Polarität durch die Diode 55 zum Verhindern einer Einschaltspannung unterdrückt wird.
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2 ist eine Zeitvorgabegrafik, die eine Schwankung eines Signals der Zündvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Es sei erwähnt, dass in 2 eine Energieversorgungsspannung (VBAT), ein ECU-Befehlssignal (S1), ein Zündungssteuersignal (S2), ein Einstellungssignal (S3) nach Verzögerung, ein Vorstufensignal (S4), der Primärstrom (I1) und eine Sekundärspannung (v2) in dieser Reihenfolge von oben abgebildet sind.
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Hier wird zum Zeitpunkt der Unterbrechung des Primärstroms I1 zum primärseitigen Induktor 51 manchmal durch die Sekundärspannung V2, die im sekundärseitigen Induktor 52 erzeugt wird, durch eine induktive Komponente und eine kapazitive Komponente der Energieversorgungsleitung 41 zwischen dem Funkeninduktor 50 und der Gleichstromenergieversorgung 40 Resonanz erzeugt. Wenn zum Zeitpunkt T1 ein erstes Resonanzrauschen Vn1 in der Energieversorgungsleitung 41 erzeugt wird, wird das erste Resonanzrauschen Vn1 in eine Energieversorgungsspannung VBAT eingespeist. Das erste Resonanzrauschen Vn1, das in der Energieversorgungsleitung 41 erzeugt wird, wird durch eine Kopplung der Energieversorgungsleitung 41 und der Signalleitung 11 in das ECU-Befehlssignal S1 eingespeist und wird als ein Befehl erkannt, der von der ECU 10 eingegeben wird. Dementsprechend wird das Zündungssteuersignal S2 zu einem Signal, derart, dass ungeachtet dessen, dass sich das ECU-Befehlssignal S1 (ein Signal, das tatsächlich von der ECU 10 ausgegeben wird, ist in 2 abgebildet) in einem Unterbrechungszustand befindet, EIN und AUS periodisch wiederholt werden.
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Insbesondere steuert die Schaltelementsteuerschaltung 20 das Schaltelement 30 auf der Grundlage der Polarität des ECU-Befehlssignals S1. Daher wiederholt der Primärstrom I1 den Erregungszustand und den Unterbrechungszustand, wenn das erste Resonanzrauschen Vn1 auf der Energieversorgungsleitung 41 erzeugt wird. Als ein Ergebnis schwingt die Sekundärspannung V2 manchmal als Antwort auf das Verhalten des Primärstroms I1 und wird niedriger als eine Spannung, die für einen Funken der Zündkerze 60 notwendig ist.
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Daher steuert die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 das Schaltelement 30, derart, dass das erste Resonanzrauschen Vn1, das aufgrund einer Unterbrechung des Primärstroms zum primärseitigen Induktor 51 erzeugt wird, verringert wird.
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Insbesondere bewirkt das erste Resonanzrauschen Vn1, dass der Primärstrom I1 zum primärseitigen Induktor 51 zum Zeitpunkt T2 erneut erregt wird, nachdem es in das Zündungssteuersignal S2 der Schaltelementsteuerschaltung 20 eingegeben worden ist. Wenn der primärseitige Induktor 51 durch das erste Resonanzrauschen Vn1 erneut erregt wird, wird ein zweites Resonanzrauschen Vn2 aufgrund der Erregung in der Energieversorgungsleitung 41 erzeugt. Wenn das zweite Resonanzrauschen Vn2 eine zu einer Phase des ersten Resonanzrauschens Vn1 umgekehrte Phase aufweist, wird das erste Resonanzrauschen Vn1 gedämpft. Dementsprechend verzögert die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 die Steuerzeitvorgabe (Einschalten) des Schaltelements 30, derart, dass das zweite Resonanzrauschen Vn2 bei der Erzeugungszeitvorgabe (Zeit T2) eine umgekehrte Phase (Phasendifferenz von näherungsweise 180 Grad) in Bezug auf das erste Resonanzrauschen Vn1 aufweist.
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Folglich wirkt das zweite Resonanzrauschen Vn2 in einer derartigen Richtung, dass das erste Resonanzrauschen Vn1 abgeschwächt (getilgt) wird, und das erste Resonanzrauschen Vn1 kann schnell gedämpft werden. Als ein Ergebnis kann danach die Erregung des Primärstroms I1 zum primärseitigen Induktor 51 aufgrund des ersten Resonanzrauschens Vn1 getilgt werden oder der Erregungszeitraum kann auf einen nahezu zu ignorierenden Erregungszeitraum eingestellt werden, und eine gewünschte Sekundärspannung V2 kann erhalten werden und die Zündung durch die Zündkerze 60 kann angemessen gesteuert werden.
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Es sei erwähnt, dass die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 bewirken kann, dass das Schaltelement 30 den Primärstrom I1 zum primärseitigen Induktor 51 unterbricht, wenn das Zündungssteuersignal S2 niedriger als der Schwellenwert wird. Insbesondere kann die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 die Ausschaltzeitvorgabe des Schaltelements 30 nicht verzögern. Folglich kann das Antwortverhalten der Zündung des Funkeninduktors 50 sichergestellt werden.
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Hier wird auf der Grundlage eines Parameters der Energieversorgungsleitung 41 zwischen dem Funkeninduktor 50 und der Gleichstromenergieversorgung 40 angenommen, dass die Schwingungsperiode T des ersten Resonanzrauschens Vn1, das aufgrund einer Unterbrechung des Primärstroms I1 zum primärseitigen Induktor 51 erzeugt wird, näherungsweise einige zehn µs beträgt. Dementsprechend kann die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 die Erregungszeitvorgabe des Primärstroms I1 zum primärseitigen Induktor 51 aufgrund des ersten Resonanzrauschens Vn1 unter Verwendung einer vergleichsweise kostengünstigen Schaltung verzögern. Es sei erwähnt, dass ein Einfluss durch die Verzögerung auf die Schwingungsperiode T (näherungsweise einige zehn µs) des ersten Resonanzrauschens Vn1 ignoriert werden kann, wenn die Steuerzeitvorgabe (der Erregungszeitpunkt) des Primärstroms I1 zum primärseitigen Induktor I1 verzögert werden soll, da der Erregungszeitraum des primärseitigen Induktors 51, der für einen Funken der Zündkerze 60 notwendig ist, kürzer als 2 bis 5 ms ist.
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Zweite Ausführungsform
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Nun wird eine Zündvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Es sei erwähnt, dass sich in der Zündvorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform die Konfiguration der Schaltelementsteuerschaltung von jener der Zündvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform unterscheidet. Gleichartige Elemente wie jene in der ersten Ausführungsform sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
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3 ist ein Blockdiagramm der Zündvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Eine Schaltelementsteuerschaltung 120 der Zündvorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält eine Zeitzählerschaltung 25 als ein Beispiel für eine „Zeitzählereinheit“, eine Entscheidungsschaltung 26 und eine Wegauswahlschaltung 27 zusätzlich zu der Eingabeschaltung 21, der Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 und der Vorstufenschaltung 23.
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Die Zeitzählerschaltung 25 misst einen Unterbrechungszeitraum des Zündsignals S1. Die Entscheidungsschaltung 26 entscheidet, ob ein Messergebnis von der Zeitzählerschaltung 25 (Unterbrechungszeitraum) innerhalb eines Bereichs eines vorgegebenen Zeitraums (von einem unteren Grenzschwellenwert zu einem oberen Grenzschwellenwert) liegt oder nicht. Die Wegauswahlschaltung 27 wählt auf der Grundlage eines Ergebnisses der Entscheidung durch die Entscheidungsschaltung 26 einen Weg, der eine Einschaltverzögerung hinzufügt, und einen weiteren Weg, der keine Einschaltverzögerung hinzufügt, aus. Die Wegauswahlschaltung 27 kann auf der Grundlage der Länge des Unterbrechungszeitraums gerade vor der Erregungssteuerung auswählen, ob eine Einschaltverzögerungseinstellung durchgeführt werden soll oder nicht.
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Wenn z. B. ein Ergebnis der Messung durch die Zeitzählerschaltung 25 (Unterbrechungszeitraum) länger als die Schwingungsperiode T des ersten Resonanzrauschens Vn1 ist, kann die Wegauswahlschaltung 27 das Schaltelement 30 auf der Grundlage der Zündungssteuerschwingung S2 steuern. Mit anderen Worten, die Wegauswahlschaltung 27 muss die Erregungszeitvorgabe des Primärstroms I1 zum primärseitigen Induktor 51 durch das erste Resonanzrauschen Vn1 nicht verzögern.
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Insbesondere ist ein Minimalwert eines üblicherweise angenommenen Unterbrechungszeitraums des Zündsignals S1 gleich einem Wert, der durch Subtrahieren des Erregungszeitraums des Funkeninduktors 50, der zur Erzeugung eines Funkens durch die Zündkerze 60 notwendig ist, von einem Minimalwert des Zündzyklus, der auf der Grundlage einer maximalen Drehzahl der Kraftmaschine berechnet wird, erhalten wird. Wenn im Fall einer Viertaktkraftmaschine angenommen wird, dass die maximale Drehzahl der Kraftmaschine 8000 min-1 beträgt, ist der Minimalwert des Zündzyklus 15 ms (= 66,6 Hz), und selbst dann, wenn angenommen wird, dass die maximale Drehzahl der Kraftmaschine 12000 min-1 beträgt, ist der Minimalwert des Zündzyklus 10 ms (= 100 Hz). Wenn angenommen wird, dass der Erregungszeitraum des Funkeninduktors 50, der zur Erzeugung eines Funkens durch die Zündkerze 60 notwendig ist, im Bereich von 2 bis 5 ms liegt, beträgt der üblicherweise angenommene Minimalwert des Unterbrechungszeitraums 5 ms. Dementsprechend wird entschieden, dass das Signal ein normales Zündsignal S1 der ECU 10 ist, wenn der Unterbrechungszeitraum des Zündsignals S1 unmittelbar vor der Erregung zum primärseitigen Induktor 51 ausreichend länger als die Schwingungsperiode T des ersten Resonanzrauschens Vn1 ist, und es muss keine Einschaltverzögerung hinzugefügt werden und die Erregungszeitvorgabe des Primärstroms I1 zum primärseitigen Induktor 51 muss nicht verändert werden.
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Ferner kann die Wegauswahlschaltung 27 das Schaltelement 30 auf der Grundlage der Zündungssteuerschwingung S2 steuern, wenn ein Ergebnis der Messung durch die Zeitzählerschaltung 25 (Unterbrechungszeitraum) kürzer als die Schwingungsperiode T des ersten Resonanzrauschens Vn1 ist. Mit anderen Worten, die Wegauswahlschaltung 27 muss die Erregungszeitvorgabe des Primärstroms I1 zum primärseitigen Induktor 51 durch das erste Resonanzrauschen Vn1 nicht verzögern. Dies ermöglicht außerdem, einen vergleichsweise kurzen Unterbrechungszeitraum, der durch einen Stoß oder ein Störungsrauschen erzeugt wird, nicht zu verlängern.
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Dritte Ausführungsform
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Nun wird eine Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. Es sei erwähnt, dass sich die Zündvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform bezüglich der Konfiguration der Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung von der Zündvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform unterscheidet. Gleichartige Elemente wie jene in der Konfiguration der ersten Ausführungsform sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
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4 ist ein Konfigurationsdiagramm der Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung gemäß der dritten Ausführungsform.
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Die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22a der Zündvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ist eine analoge Schaltung, die ein primäres Verzögerungsfilter enthält, das einen Widerstand R und einen Kondensator C und eine Diode 71 zum Überbrücken des Widerstands beim Ausschalten enthält, wenn der Hochpegel des Zündungssteuersignals S2 zur Erregung verwendet wird, während der Niedrigpegel des Zündungssteuersignals S2 als eine Unterbrechungspolarität verwendet wird.
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Vierte Ausführungsform
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Nun wird eine Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben. Es sei erwähnt, dass sich die Zündvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform bezüglich der Konfiguration der Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung von der Zündvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform unterscheidet. Gleichartige Elemente wie jene in der Konfiguration der ersten Ausführungsform sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
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5 ist ein Blockdiagramm der Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung gemäß der vierten Ausführungsform.
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Die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22b der Zündvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform ist eine digitale Schaltung, die eine Vergleichsentscheidungsschaltung 81, eine Polaritätsänderungs-Detektionsschaltung 82, eine Zyklusverzögerungsschaltung 83 und eine UND-Schaltung 84 enthält.
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Die Vergleichsentscheidungsschaltung 81 bestimmt einen Pegel des Zündungssteuersignals S2, der höher als ein bestimmter Schwellenwert ist, als einen Hochpegel und bestimmt einen weiteren Pegel des Zündungssteuersignals S2, der niedriger als der bestimmte Schwellenwert ist, als einen Niedrigpegel, um über die Polarität zu entscheiden. Die Polaritätsänderungs-Detektionsschaltung 82 detektiert eine Polaritätsänderung des Zündungssteuersignals S2 vom Niedrigpegel auf den Hochpegel. Lediglich dann, wenn die Polaritätsänderungs-Detektionsschaltung 82 eine Polaritätsänderung des Zündungssteuersignals S2 vom Niedrigpegel auf den Hochpegel detektiert, erzeugt die Zyklusverzögerungsschaltung 83 ein Einstellungssignal S3 nach Verzögerung, dem unter Verwendung einer Zyklusperiode eines Referenzperiodensignals S5 als einer Minimaleinheit eine Verzögerung um eine vorgegebene Zyklusperiode hinzugefügt worden ist. Die UND-Schaltung 84 gibt das Einstellungssignal S3 nach Verzögerung lediglich dann aus, wenn sowohl der Ausgang der Zyklusverzögerungsschaltung 83 (Einstellungssignal S3 nach Verzögerung) als auch der Ausgang der Vergleichsentscheidungsschaltung 82 (Zündungssteuersignal S2) jeweils einen Hochpegel aufweisen.
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Fünfte Ausführungsform
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Nun wird eine Zündvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform beschrieben. Es sei erwähnt, dass sich die Zündvorrichtung 5 gemäß der fünften Ausführungsform bezüglich der Konfiguration der Schaltelementsteuerschaltung von der Zündvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform unterscheidet. Gleichartige Elemente wie jene in der Konfiguration der ersten Ausführungsform sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
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6 ist ein Blockdiagramm einer Zündvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform.
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Die Schaltelementsteuerschaltung 220 der Zündvorrichtung 5 gemäß der fünften Ausführungsform enthält einen Komparator 91 und ein Verzögerungseinstellungsregister 92 zusätzlich zu der Eingabeschaltung 21, der Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 und der Vorstufenschaltung 23.
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Der Komparator 91 entscheidet über eine Art des ECU-Befehlssignals S1. Das Verzögerungseinstellungsregister 92 weist eine Verzögerungsbetragsabbildung auf, in der ein Verzögerungsbetrag Td der Steuerzeitvorgabe des Schaltelements 30 gemäß einer Art des ECU-Befehlssignals S1 als ein Registereinstellungswert 93 aufgezeichnet ist. Das Verzögerungseinstellungsregister 92 gibt den Registereinstellungswert 93 auf der Grundlage eines Ergebnisses der Entscheidung des Komparators 91 und der Verzögerungsbetragsabbildung an die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung 22 aus.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt und enthält diverse Modifikationen.
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Zum Beispiel sind die oben beschriebenen Ausführungsformen im Einzelnen beschrieben, um die vorliegende Erfindung eindeutig zu erklären, und sind nicht notwendigerweise auf jene eingeschränkt, die alle oben beschriebenen Konfigurationen enthalten. Ferner ist es möglich, einen Abschnitt einer Konfiguration einer bestimmten Ausführungsform durch eine Komponente einer anderen Ausführungsform zu ersetzen, und es ist außerdem möglich, zu der Konfiguration einer bestimmten Ausführungsform die Konfiguration einer anderen Ausführungsform hinzuzufügen. Die Steuerleitungen und Signalleitungen sind angegeben, wo sie als für die Beschreibung notwendig erachtet werden, und es sind nicht notwendigerweise alle Steuerleitungen und Signalleitungen in Erzeugnissen angegeben.
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Zum Beispiel sind die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltungen 22, 22a und 22b der oben beschriebenen Ausführungsformen auf der Stromabwärtsseite der Eingabeschaltung 21 angeordnet. Die Konfiguration ist nicht darauf eingeschränkt, und die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltungen 22, 22a und 22b können auf der Stromaufwärtsseite der Eingabeschaltung 21 angeordnet sein und können zwischen dem Kopplungspunkt, an dem das erste Resonanzrauschen Vn1 zwischen der Energieversorgungsleitung 41 und der Signalleitung 11 eingespeist wird, und dem Schaltelement 30 angeordnet sein.
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Ferner können z. B. die Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltungen 22, 22a und 22b den Verzögerungsbetrag Td der Steuerzeitvorgabe des Schaltelements 30 in einer späteren Schwingungsperiode in Bezug auf eine vorhergehende Schwingungsperiode erhöhen, wenn das erste Resonanzrauschen Vn1 über mehrere Schwingungsperioden T erscheint. Folglich kann die Dämpfung des periodisch erzeugten ersten Resonanzrauschens Vn1 beschleunigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- Zündvorrichtung
- 2:
- Zündvorrichtung
- 5:
- Zündvorrichtung
- 10:
- ECU
- 20:
- Schaltelementsteuerschaltung
- 22:
- Einschaltverzögerungs-EinstellungsschaItung
- 22a:
- Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung
- 22b:
- Einschaltverzögerungs-Einstellungsschaltung
- 25:
- Zeitzählerschaltung
- 30:
- Schaltelement
- 40:
- Gleichstromenergieversorgung
- 50:
- Funkeninduktor
- 51:
- primärseitiger Induktor
- 52:
- sekundärseitiger Induktor
- 60:
- Zündkerze
- 120:
- Schaltelementsteuerschaltung
- 220:
- Schaltelementsteuerschaltung
- I1:
- Primärstrom
- S1:
- ECU-Befehl
- S2:
- Zündungssteuersignal
- T:
- Schwingungsperiode
- Td:
- Verzögerungsbetrag
- Vn1:
- erstes Resonanzrauschen
- Vn2:
- zweites Resonanzrauschen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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