EP0635638B1 - Schaltungsanordnung zur Flammerkennung - Google Patents

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EP0635638B1
EP0635638B1 EP94109218A EP94109218A EP0635638B1 EP 0635638 B1 EP0635638 B1 EP 0635638B1 EP 94109218 A EP94109218 A EP 94109218A EP 94109218 A EP94109218 A EP 94109218A EP 0635638 B1 EP0635638 B1 EP 0635638B1
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EP
European Patent Office
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ignition
signal
circuit
flame
comparator
Prior art date
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EP94109218A
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EP0635638A2 (de
EP0635638A3 (de
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Odd Peters
Dieter Teutsch
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BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Original Assignee
Beru AG
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Publication date
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Publication of EP0635638A3 publication Critical patent/EP0635638A3/de
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    • F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
    • F23Q3/004—Using semiconductor elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
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    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
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    • F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
    • F02P2017/126—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits for burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/22—Timing network
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/36—Spark ignition, e.g. by means of a high voltage

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for Flame detection for a transistor coil ignition of a burner, which has a control stage, one in the circuit the primary winding of an ignition coil located power transistor when a certain current is reached locks in the circuit of the primary winding, the secondary winding lies over a spark gap and the specific one Current strength is selected so that when the power transistor is blocked voltage induced in the secondary winding triggers an ignition spark over a spark gap.
  • a transistor coil ignition is used as an ignition device with Gas, diesel fuel, gasoline or other fuels operated burners provided. It is desirable that Monitor burner flame, i.e. a flame detection and To provide ignition diagnosis.
  • DE-OS 4107335 is also a method and a device for ignition monitoring of an ignition system known with which the ignition system on shunt and interruption checked on the secondary high voltage side can be. For this purpose, an ignition diagnosis is made in the ignition phase carried out.
  • US-A-4 557 236 further describes an internal combustion engine the one to save fuel with a lean Air fuel mixture is operated, and at the Measurement of the flame speed the ionization height in the Cylinder is detected. If misfiring occurs, it will Air-fuel mixture enriched until stable is achieved. A second spark is also used for this used and thus the measurement signal on the secondary that is called the high voltage side of the coil removed.
  • the object underlying the invention is in contrast, in the circuit arrangement of the beginning mentioned type so that reliable detection of Flame possible with less circuitry effort is.
  • the training specified in claim 6 allows additional diagnosis to detect shunt and interruption and short circuit of the ignition system in the ignition phase in addition to the flame detection in the flame detection phase.
  • Fig. 1 is a conventional in a block diagram Transistor coil ignition shown with a Embodiment of the circuit arrangement according to the Flame detection is provided.
  • the transistor coil ignition consists of an ignition coil ZS, a power transistor Tr2 with a Zener diode ZD1 Voltage limitation and a current sensor R2 for current detection.
  • the control stage of the transistor coil ignition is at the embodiment shown in Fig. 1 from a Comparator K1 formed, at one input one of two Current setpoints Isoll1 and Isoll2 are those for the control during any ignition phase and during one serve any flame detection phase.
  • the respective Periods for these two phases are by a timer ZG1 determined that a switch S1 with two contacts for the two Current setpoints switches so that depending on the switch position corresponding current setpoint is at the input of comparator K1. Because of this training is a simultaneous ignition and Flame detection not possible.
  • the actual current value is at the second input of the comparator K1 of the primary winding of the ignition coil ZS switched through power transistor Tr2 flowing current is detected by the current sensor R2, which is in the form of a resistor Has.
  • the comparator K1 controls a flip-flop FF1 with one Clock input CP, whose non-inverting output Q at one Driver stage, in the present case from switched in push-pull Transistors Tr1a and Tr1b.
  • the power transistor Tr2 is controlled via the driver stage to the primary winding of the To load ignition coil ZS.
  • the current setpoint Isoll1 lies, so that the current flow over the primary winding of the Ignition coil ZS is sufficient to lock the power transistor Tr2 an ignition spark at the spark gap FS, i.e. to the To produce electrodes or the spark plug is in the Flame detection phase of the current setpoint Isoll2 at comparator K1, which is below the current setpoint Isoll1 and for a current flow about the primary winding of the ignition coil ZS, which so far is reduced that there is no sparkover at the electrodes non-conductive media e.g. Air or a gas mixture can.
  • non-conductive media e.g. Air or a gas mixture can.
  • the spark gap FS is ionized and thus in a conductive state, so that there is still a sparkover occurs because no ionization work by the voltage at the Spark gap FS must be performed.
  • the amplitude of the on the secondary side of the ignition coil ZS, i.e. pulses occurring at the spark gap FS should be in Dependence on the length of the spark gap FS i.e. of Electrode distance and / or the flow rate of the Gas mixture and / or the flame speed set will. At higher speeds there is one Widening of the ionization channel, which increases the Electrode distance compared to the conditions when stationary Gas mixture corresponds.
  • This setting can be made via a corresponding choice of the amount of the value IS0ll2 on the comparator K1 done, for example, by means of a variable voltage supplying generator, for example a ramp generator instead of switch S1 is possible.
  • a flashover is caused by a flame detection device monitors that according to FIG. 1 from a rectifier Glr1, a memory element in the form of an RC element R3, C2 and a comparator K2, which the signal from the Primary winding of the ignition coil ZS after locking the Power transistor Tr2 on the presence of a flame in the Evaluates flame detection phase.
  • the signal present at the cathode of the diode D1 is integrated via the RC element R3, C2 and via the comparator K2 by means of a comparison with one at the other entrance of the Comparator K2 lying setpoint evaluated.
  • a ZüD1 ignition diagnosis device can also be provided be in the ignition phase the ignition system on shunt and Interruption checked on the secondary high voltage side.
  • Such an ignition diagnosis device is known per se.
  • the comparator When the battery voltage + Ub is switched on, the comparator is connected K1 is the reference value Isoll1. That means the ignition is in the ignition phase, the duration of which by the timer ZG1 is determined. In this ignition phase there is a next to the ignition Simultaneous ignition diagnosis via the ZüD1 ignition diagnosis device so that the spark gap FS on interruptions and shunts of the electrodes is examined.
  • the timing element ZG1 switches over the switch S1 the reference value Isoll2 to the comparator K1.
  • the primary charging current detected by the current sensor R2 Ignition coil ZS reduced so far that the spark gap FS without Flame no flashover can occur.
  • points A and B in 1 are then signals with that in FIG. 2 shown course.
  • this can be done in the presence of a flame occurring load of the ignition coil ZS by a Arcing at the spark gap FS as a result of not explain ionizing work, so that the Energy requirement for the sparkover is much lower than for non-ionized and non-conductive media such as Air or other gas mixtures.
  • Switch-off voltage values at transistor Tr2 are no pulses at point A and at diode D1, as shown in FIG. 4 is shown.
  • the signal present at point A with or without pulse peaks (Fig. 3, Fig. 4) is rectified via the rectifier Glr1 and smoothed over the integrator R3, C2.
  • the smoothed Voltage is at the comparator K2, which this with a Reference voltage USOLL is compared.
  • the comparator K2 which too a corresponding display on the display device A1 leads.
  • the error signal thus formed can be used for further processing be used.
  • Fig. 5 shows the schematic diagram of another Embodiment of the circuit arrangement according to the invention, that of the embodiment shown in Fig. 1 for distinguishes one by the design of the circuit device, those in the flame detection phase over the Primary winding of the ignition coil ZS flowing charging current on a Amperage limited below that for generating a Spark is in the ignition phase necessary charging current. While this in the embodiment shown in Fig. 1 Circuit device from a timer ZG and one by Timer ZG operated switch S1 existed at the in Fig. 5 embodiment shown this circuit device formed by a ramp generator RG1, the output voltage is in the form of a value Irp on the comparator K1.
  • the embodiment shown in Fig. 5 Circuit arrangement according to the invention differs further from the embodiment shown in Fig. 1 in that the value I is i.e. the actual current value of the over the Primary winding of the ignition coil ZS with the power transistor switched on Tr2 flowing current not only at the entrance of the Comparator K1 but also on a signal evaluation device trained display device A1.
  • the embodiment shown in Fig. 5 is particular suitable for the amplitude of the flame detection pulses a statement about the flow velocity of the flame or the gas mixture in the combustion chamber.
  • the Spark gap FS pulses switched with increasing voltage amplitude. This is achieved via the ramp generator RG1, whose Output voltage increases linearly with time.
  • the primary charging current Iact that flows through resistor R2, which works as a current sensor, then pulses on the secondary side of the ignition coil ZS increasing amplitude generated. Since the ionization channel, i.e. the actual spark gap FS at higher speeds of the Gas mixture or increases at higher flame speeds, provides the level of the amplitude of the pulses on the spark gap FS, which is necessary to cause a rollover, a Information about the flame or gas mixture speed.
  • the evaluation circuit delivers from the rectifier Glrl, the integration element R3, C2 via the comparator K2 Signal Uout, which is located on the display device A1.
  • the value of the Primary charging current I which is d. H. to that Time at which the signal Uout occurs at the comparator K2 is also due to the display device A1.
  • the display device A1 is like this as a signal processing device trained that the input values stored and as a measure for the speed of the flame or the gas mixture is evaluated and can be used.
  • Circuit arrangement according to the invention offers compared to the in Fig. 1 thus illustrate the further embodiment Possibility not only to carry out a flame detection but also also information about the speed of the flame or of the gas mixture to be ignited.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Flammerkennung für eine Transistorspulenzündung eines Brenners, die eine Ansteuerstufe aufweist, die einen im Stromkreis der Primärwicklung einer Zündspule liegenden Leistungstransistor bei Erreichen einer bestimmten Stromstärke im Stromkreis der Primärwicklung sperrt, wobei die Sekundärwicklung über einer Funkenstrecke liegt und die bestimmte Stromstärke so gewählt ist, daß die beim Sperren des Leistungstransistors in der Sekundärwicklung induzierte Spannung einen Zündfunken über Funkenstrecke auslöst.
Eine Transistorspulenzündung, deren Aufbau und Arbeitsweise an sich bekannt sind, wird als Zündvorrichtung bei mit Gas, Dieselkraftstoff, Benzin oder anderen Brennstoffen betriebenen Brennern vorgesehen. Es ist dabei erwünscht, die Brennerflamme zu überwachen, d.h. eine Flammerkennung und Zünddiagnose vorzusehen.
Aus der DE-OS 3706555 ist es bekannt, zur Flammüberwachung einer Zündeinrichtung in Form einer Glühkerze mit einem Glühkerzenkörper eine Ionisationselektrode vorzusehen, die in die Glühkerze integriert ist. Bei dieser bekannten Flammüberwachung ist ein zusätzlicher Schaltungsaufwand zur Ansteuerung notwendig, wobei weiterhin die Zünddiagnose schwierig ist und sich die Signalauswertung als störanfällig erweist. Von der fertigungstechnischen Sicht ergibt sich darüberhinaus ein zusätzlicher konstruktiver Aufwand.
Aus der DE-OS 4107335 sind darüberhinaus ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zündüberwachung einer Zündanlage bekannt, mit denen die Zündanlage auf Nebenschluß und Unterbrechung auf der sekundären Hochspannungsseite überprüft werden kann. Dazu wird in der Zündungsphase eine Zünddiagnose durchgeführt.
Aus der WO-A-9220912 ist es weiterhin bekannt, die Entflammung eines Luftkraftstoffgemisches anhand der Zündspannungshöhe eines zweiten Zündfunkens zu erfassen, wobei das entsprechende Meßsignal auf der Sekundär-, das heißt der Hochspannungsseite der Zündspule abgenommen wird.
Die US-A-4 557 236 beschreibt weiterhin eine Brennkraftmaschine, die zur Kraftstoffeinsparung mit einem mageren Luftkraftstoffgemisch betrieben wird, und bei der zur Messung der Flammgeschwindigkeit die Ionisationshöhe im Zylinder erfaßt wird. Treten Zündungsaussetzer auf, wird das Luftkraftstoffgemisch angereichert, bis ein stabiler Zustand erreicht wird. Hierzu wird ebenfalls ein zweiter Zündfunken verwendet und somit das Meßsignal auf der Sekundär-, das heißt der Hochspannungsseite der zuen Spule abgenommen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine sichere Erkennung der Flamme bei geringerem schaltungstechnischen Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist.
Aufgrund dieser Ausbildung erlaubt es die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, die gesamte Transistorspulenzündung, bei der sie vorgesehen ist, einfach und kompakt in Form eines kompletten Gerätes auszubilden.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.
Insbesondere die im Anspruch 6 angegebene Weiterbildung erlaubt eine zusätzliche Diagnose zur Erkennung von Nebenschluß und Unterbrechung sowie Kurzschluß der Zündanlage in der Zündphase und zwar zusätzlich zu der Flammerkennung in der Flammerkennungsphase.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen
  • Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
  • Fig. 2 bis 4 in Zeitdiagrammen die Signalverläufe von an bestimmten Punkten der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung auftretenden Signalen und
  • Fig. 5 ein schematisches Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
    • In Fig. 1 ist in einem Blockschaltbild eine herkömliche Transistorspulenzündung dargestellt, die mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Flammerkennung versehen ist.
    Die Transistorspulenzündung besteht aus einer Zündspule ZS, einem Leistungstransistor Tr2 mit einer Z-Diode ZD1 zur Spannungsbegrenzung sowie einem Stromsensor R2 zur Stromerfassung. Die Ansteuerstufe der Transistorspulenzündung ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Komparator K1 gebildet, an dessen einem Eingang einer von zwei Stromsollwerten Isoll1 und Isoll2 liegt die für die Ansteuerung während einer beliebig langen Zündphase und während einer beliebig langen Flammerkennungsphase dienen. Die jeweiligen Zeiträume für diese beiden Phasen sind durch ein Zeitglied ZG1 bestimmt, das einen Schalter S1 mit zwei Kontakten für die beiden Stromsollwerte schaltet, so daß je nach Schalterstellung ein entsprechender Stromsollwert am Eingang des Komparators K1 liegt. Aufgrund dieser Ausbildung ist ein gleichzeitiges Zünden und Flammerkennen nicht möglich.
    Am zweiten Eingang des Komparators K1 liegt der Stromistwert des über die Primärwicklung der Zündspule ZS bei durchgeschaltetem Leistungstransistor Tr2 fließenden Stromes, der vom Stromsensor R2 erfaßt wird, der die Form eines Widerstandes hat.
    Der Komparator K1 steuert ein Flip-Flop FF1 mit einem Takteingang CP an, dessen nichtinvertierender Ausgang Q an einer Treiberstufe, im vorliegenden Fall aus in Gegentakt geschalteten Transistoren Tr1a und Tr1b liegt. Der Leistungstransistor Tr2 wird über die Treiberstufe angesteuert, um die Primärwicklung der Zündspule ZS zu laden.
    Arbeitsweise und Aufbau einer derartigen Transistorspulenzündung im einzelnen sind an sich bekannt und werden deshalb nicht näher erläutert.
    Während in der Zündphase am Komparator K1 der Stromsollwert Isoll1 liegt, so daß der Stromfluß über die Primärwicklung der Zündspule ZS ausreicht, um beim Sperren des Leistungstransistors Tr2 einen Zündfunken an der Funkenstrecke FS, d.h. an den Elektroden oder der Zündkerze zu erzeugen, liegt in der Flammerkennungsphase der Stromsollwert Isoll2 am Komparator K1, der unter dem Stromsollwert Isoll1 liegt und für einen Stromfluß über die Primärwicklung der Zündspule ZS sorgt, der soweit reduziert ist, daß an den Elektroden kein Funkenüberschlag in nichtleitenden Medien z.B. Luft oder einem Gasgemisch erfolgen kann.
    Falls allerdings an der Funkenstrecke FS eine Flamme vorhanden ist, so ist die Funkenstrecke FS ionisiert und somit in leitfähigem Zustand, so daß dennoch ein Funkenüberschlag auftritt, da keine Ionisierungsarbeit durch die Spannung an der Funkenstrecke FS verrichtet werden muß.
    Die Amplitude der an der Sekundärseite der Zündspule ZS, d.h. an der Funkenstrecke FS auftretenden Impulse sollte in Abhängigkeit von der Länge der Funkenstrecke FS d.h. des Elektrodenabstandes und/oder der Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches und/oder der Flammengeschwindigkeit eingestellt werden. Bei höheren Geschwindigkeiten ergibt sich nämlich eine Aufweitung des Ionisationskanals, was einer Erhöhung des Elektrodenabstandes gegenüber den Verhältnissen bei ruhendem Gasgemisch entspricht. Diese Einstellung kann über eine entsprechende Wahl der Höhe des Wertes IS0ll2 am Komparator K1 erfolgen, was beispielsweise mittels eines eine variable Spannung liefernden Generators, beispielsweise eines Rampengenerators statt des Schalters S1 möglich ist.
    Ein Funkenüberschlag wird über eine Flammenerkennungseinrichtung überwacht, die gemäß Fig. 1 aus einem Gleichrichter Glr1, einem Speicherglied in Form eines RC Gliedes R3, C2 sowie einem Komparator K2 besteht, die das Signal von der Primärwicklung der Zündspule ZS nach Sperren des Leistungstransistors Tr2 auf das Vorliegen einer Flamme in der Flammerkennungsphase auswertet.
    Das dabei anstehende Signal an der Kathode der Diode D1 wird über das RC Glied R3, C2 integriert und über den Komparator K2 mittels eines Vergleiches mit einem am anderen Eingang des Komparators K2 liegenden Sollwert ausgewertet.
    Um eine fehlerfreie Erkennung der Flamme sowie eine zuverlässige Aussage über die Funktion der Zündung zu erhalten, kann zusätzlich eine Zünddiagnoseeinrichtung ZüD1 vorgesehen sein, die in der Zündphase die Zündanlage auf Nebenschluß und Unterbrechung auf der sekundären Hochspannungsseite überprüft. Eine derartige Zünddiagnoseeinrichtung ist an sich bekannt.
    Tritt in der Zünd- oder in der Flammerkennungsphase ein Fehler auf, so wird das an einer Anzeigeeinrichtung A1 angezeigt und zur Kenntnis gebracht, an der die Ausgangssignale des Komparators K2 für die Flammerkennung sowie der Zünddiagnoseeinrichtung ZüD1 liegen.
    Im folgenden wird anhand der Figuren 2 bis 4 die Arbeitsweise des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung im einzelnen erläutert.
    Bei Anschalten der Batteriespannung +Ub liegt am Komparator K1 der Referenzwert Isoll1. Das bedeutet, daß sich die Zündung in der Zündphase befindet, deren Dauer durch das Zeitglied ZG1 bestimmt ist. In dieser Zündphase erfolgt neben der Zündung eine gleichzeitige Zünddiagnose über die Zünddiagnoseeinrichtung ZüD1 so daß die Funkenstrecke FS auf Unterbrechungen und Nebenschluß der Elektroden untersucht wird.
    Nach Ablauf der Zündphase schaltet das Zeitglied ZG1 über den Schalter S1 den Referenzwert Isoll2 an den Komparator K1. Dadurch wird der vom Stromsensor R2 erfaßte Primärladestrom der Zündspule ZS soweit reduziert, daß an der Funkenstrecke FS ohne Flamme kein Überschlag erfolgen kann. An den Punkten A und B im Schaltbild von Fig. 1 liegen dann Signale mit dem in Fig. 2 dargestellten Verlauf.
    Beim Abschalten des Stromes durch ein Sperren des Leistungstransistors Tr2 treten am Punkt A Halbschwingungen auf, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind. Ursächlich werden diese Halbschwingungen durch die negativen nach Masse geleiteten Schwingungsanteile über der Kollektoremitterstreckendiode des Transistors Tr2 erzeugt. Das heißt mit anderen Worten, daß an der Kathode der Diode D1 positive Impulse anstehen, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind.
    Wird nun der Sekundärkreis der Zündspule ZS über die Funkenstrecke FS durch einen erfolgten Überschlag belastet, der in der Flammerkennungsphase nur dann auftritt, wenn eine Flamme vorhanden ist, d. h. wenn die Funkenstrecke durch eine Flamme ionisiert ist, dann wird von der im Magnetkreis der Zündspule ZS gespeicherten Energie ein Teil verbraucht. Das hat zur Folge, daß die Abschaltspannungswerte am Transistor Tr2 wesentlich geringer als ohne eine Flamme sind und die Kollektoremitterstreckendiode des Transistors Tr2 nicht mehr in den leitendend Zustand versetzt wird.
    Physikalisch läßt sich die beim Vorhandensein einer Flamme auftretende Belastung der Zündspule ZS durch einen Funkenüberschlag an der Funkenstrecke FS infolge der nicht zu verrichtenden Ionisierungsarbeit erklären, so daß der Energiebedarf für den Funkenüberschlag wesentlich geringer als bei nichtionisierten und nichtleitenden Medien wie z.B. Luft oder anderen Gasgemischen ist.
    Aufgrund dieser Belastung der Zündspule ZS beim Vorliegen einer Flamme und den dadurch bedingten geringeren Abschaltspannungswerten am Transistor Tr2 stehen keine Impulse am Punkt A sowie an der Diode D1 an, wie es in Figur 4 dargestellt ist.
    Das am Punkt A anliegende Signal mit oder ohne Impulsspitzen (Fig. 3, Fig. 4) wird über den Gleichrichter Glr1 gleichgerichtet und über das Integrierglied R3, C2 geglättet. Die geglättete Spannung liegt am Komparator K2, der diese mit einer Bezugsspannung USOLL vergleicht. Je nach Signalzustand am Punkt A ergibt sich ein Ausgangssignal Uout vom Komparator K2, das zu einer entsprechenden Anzeige an der Anzeigeeinrichtung A1 führt. Das dabei gebildete Fehlersignal kann zur weiteren Verarbeitung verwendet werden.
    Fig. 5 zeigt das schematische Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, das sich von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zum einen durch die Ausbildung der Schaltungseinrichtung unterscheidet, die in der Flammerkennungsphase den über die Primärwicklung der Zündspule ZS fließenden Ladestrom auf eine Stromstärke begrenzt, die unter der für die Erzeugung eines Zündfunkens in der Zündphase notwendigen Ladestromstärke liegt. Während bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel diese Schaltungs-einrichtung aus einem Zeitglied ZG und einem durch das Zeitglied ZG betätigten Schalter S1 bestand, wird bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel diese Schaltungseinrichtung von einem Rampengenerator RG1 gebildet, dessen Ausgangsspannung in Form eines Wertes Irp am Komparator K1 liegt.
    Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung unterscheidet sich weiterhin von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Wert Iist d.h. der Stromistwert des über die Primärwicklung der Zündspule ZS bei durchgeschaltetem Leistungstransistor Tr2 fließenden Stromes nicht nur am Eingang des Komparators K1 sondern auch an einer als Signalauswerteeinrichtung ausgebildeten Anzeigeeinrichtung A1 liegt.
    Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist insbesondere dazu geeignet, über die Amplitude der Flammerkennungsimpulse eine Aussage über die Strömungsgeschwindigkeit der Flamme oder des Gasgemisches im Brennraum zu treffen. Dazu werden an die Funkenstrecke FS Impulse mit steigender Spannungsamplitude geschaltet. Das wird über den Rampengenerator RG1 erreicht, dessen Ausgangsspannung mit der Zeit linear ansteigt. Durch die dementsprechende kontinuierliche Erhöhung des Primärladestroms Iist, der über den Widerstand R2 fließt, der als Stromsensor arbeitet, werden auf der Sekundärseite der Zündspule ZS dann Impulse mit steigender Amplitude erzeugt. Da der Ionisationskanal, d.h. die tatsächliche Funkenstrecke FS bei höheren Geschwindigkeiten des Gasgemisches oder bei höheren Flammengeschwindigkeiten zunimmt, liefert die Höhe der Amplitude der Impulse an der Funkenstrecke FS, die notwendig ist, um einen Überschlag zu bewirken, eine Information über die Flammen- oder Gasgemischgeschwindigkeit.
    Zu dem Zeitpunkt, an dem bei steigender Spannungsamplitude der Impulse an der Funkenstrecke FS ein Überschlag zum ersten Mal erfolgt, liefert die Auswerteschaltung aus dem Gleichrichter Glrl, dem Integrationsglied R3, C2 über den Komparator K2 das Signal Uout, das an der Anzeigeeinrichtung A1 liegt. Der Wert des Primärladestromes Iist, der zu diesem Zeitpunkt d. h. zu dem Zeitpunkt, an dem das Signal Uout am Komparator K2 auftritt, liegt gleichfalls an der Anzeigeeinrichtung A1. Die Anzeigeeinrichtung A1 ist als Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet, daß die Eingangswerte gespeichert und als Maß für die Geschwindigkeit der Flamme oder des Gasgemisches ausgewertet und verwendet werden können.
    Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bietet gegenüber dem in Fig. 1 dargestellen Ausführungsbeispiel somit die weitere Möglichkeit, nicht nur eine Flammerkennung durchzuführen sondern auch eine Information über die Geschwindigkeit der Flamme oder des zu zündenden Gasgemisches zu erhalten.
    Als Betriebsarten einer derartigen Zündung mit Zünddiagnose und Flammerkennung kommen der intermittierende Betrieb von Zündphase und Flammerkennung, ein aufeinanderfolgender Betrieb sowie auch ein extern gesteuerter Betrieb in Frage.
    Tritt weiterhin in der Flammerkennungsphase eine hochspannungsseitige Unterbrechung auf, so wird auch das erkannt und zur Anzeige gebracht. D.h., daß die Funkenstrecke FS in der Flammerkennungsphase auch auf Unterbrechung der hochspannungsseitigen Anschlüße untersucht wird, was ebenso wie bei der Flammerkennung über die entweder belastete oder unbelastete Zündspule ZS möglich ist.
    Aufgrund des geringen Schaltungsaufwandes läßt sich die oben beschriebene Schaltungsanordnung kostengünstig herstellen, sie bietet dennoch die Möglichkeit einer sicheren Flammerkennung sowie einer zusätzlichen Zünddiagnose um Fehlerkennungen auszuschließen.

    Claims (6)

    1. Schaltungsanordnung zur Flammerkennung für eine Transistorspulenzündung eines Brenners, die eine Ansteuerstufe aufweist, die einen im Stromkreis der Primärwicklung einer Zündspule liegenden Leistungstransistor bei Erreichen einer bestimmten Stromstärke im Stromkreis der Primärwicklung sperrt, wobei die Sekundärwicklung über einer Funkenstrecke liegt und die bestimmte Stromstärke so gewählt ist, daß die beim Sperren des Leistungstransistors in der Sekundärwicklung induzierte Spannung einen Zündfunken über der Funkenstrecke auslöst, gekennzeichnet durch
      eine Schalteinrichtung (S1, ZG1; RG1), in der Ansteuerstufe (K1, FF1, Tr1a, Tr1b), die in der Flammerkennungsphase die Stromstärke im Stromkreis der Primärwicklung der Zündspule (ZS), bei der der Leistungstransistor (Tr2) gesperrt wird, auf einen Wert herabsetzt, bei dem die dann in der Sekundärwicklung der Zündspule (ZS) induzierte Spannung nur dann zu einem Funkenüberschlag an der Funkenstrecke (FS) führt, wenn eine Flamme vorhanden ist, und
      eine Auswerteschaltung (Glr1, R3, C2, K2), an der das nach dem Sperren des Leistungstransistors (Tr2) über der Primärwicklung der Zündspule (ZS) auftretende Signal liegt und die dieses Signal auf das Vorhandensein oder Fehlen einer Flamme im Brenner auswertet und in ein entsprechendes Ausgangssignal umwandelt.
    2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungseinrichtung (ZG1, S1) aus einem Zeitglied (ZG1) und einem durch das Zeitglied (ZG1) betätigten Schalter (S1) besteht, der je nach Schalterstellung den Stromstärkewert für die Flammerkennung oder für die Zündung an einen Eingang eines Komparators (K1) in der Ansteuerstufe der Transistorspulenzündung legt, an dessen anderem Eingang der Stromstärkewert eines Stromsensors (R2) im Stromkreis der Primärwicklung der Zündspule (ZS) liegt.
    3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungseinrichtung (RG1), aus einem Rampengenerator besteht, der eine linear ansteigende Ausgangsspannung liefert, die am Eingang eines Komparators (K1) in der Ansteuerstufe der Transistorspulenzündung liegt, an dessen anderem Eingang der Stromstärkewert eines Stromsensors (R2) im Stromkreis der Primärwicklung der Zündspule (ZS) liegt, wobei dieser Stromstärkewert des Stromsensors (R2) zusammen mit dem Anzeigesignal der Auswerteschaltung (Glr1, R3, C2, K2) an einer Signalverarbeitungsschaltung (A1) liegt, die eine dem Anzeigesignal entsprechende Anzeige liefert und die Eingangssignale in ein Maß für die Geschwindigkeit der Flamme und/oder der Geschwindigkeit des Brenngasgemisches verarbeitet.
    4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (Glr1, R3, C2, K2) einen weiteren Komparator (K2) aufweist, der das über einen Gleichrichter (Glr1) und ein Integrationsglied (R3, C2) integrierte Signal von der Primärwicklung der Zündspule (ZS) mit einem Bezugswert vergleicht und ein dem Vergleich entsprechendes Signal ausgibt.
    5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des weiteren Komparators (K2) an einer Anzeigeeinrichtung (A1) liegt.
    6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Zünddiagnoseeinrichtung (ZüD1), deren Ausgangssignal an der Anzeigeeinrichtung (A1) liegt.
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