EP0827569B1 - Induktive zündeinrichtung - Google Patents

Induktive zündeinrichtung Download PDF

Info

Publication number
EP0827569B1
EP0827569B1 EP96945739A EP96945739A EP0827569B1 EP 0827569 B1 EP0827569 B1 EP 0827569B1 EP 96945739 A EP96945739 A EP 96945739A EP 96945739 A EP96945739 A EP 96945739A EP 0827569 B1 EP0827569 B1 EP 0827569B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
ignition device
current
spark
drive signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96945739A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0827569A1 (de
Inventor
Manfred Vogel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0827569A1 publication Critical patent/EP0827569A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0827569B1 publication Critical patent/EP0827569B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • 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
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/02—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors
    • F02P7/03—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means
    • F02P7/035—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means without mechanical switching means
    • 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
    • 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
    • F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits
    • 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
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/045—Layout of circuits for control of the dwell or anti dwell time
    • F02P3/0453—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/0456—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques

Definitions

  • the invention is based on an inductive ignition device for spark plugs of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, also by one Method for controlling a spark plug Internal combustion engine according to the preamble of the claim 10th
  • Inductive ignition devices of those mentioned here Kind are known. You can use single spark coils have or with an electronic high-voltage distribution be equipped. Also are Methods of the type mentioned above are known. In particular at high engine speeds it is often problematic to measure ion current perform the combustion behavior the internal combustion engine can be monitored. It has also been shown that in this operating state the one intended for a discharge process Energy not completely dissipated via a spark plug can be, but rather that residual energy after Termination of the ignition process is due to the power loss in the ignition device can rise sharply. It has already been tried a current limitation in the ignition output stage of the ignition device to provide or a current limit to perform over primary resistors. In both However, cases result in high power losses in the ignition stage or in the ignition coil. It was also tries to run the energy through the ignition coil Reduce the withdrawal of the closing time at high speeds. However, the problem has arisen here that not in all operating conditions sufficient voltage and energy supply ensured can be.
  • the inductive ignition device according to the invention with the features mentioned in claim 1 and the method with the features listed in claim 10 are characterized by the fact that the mentioned here Disadvantages are avoided. It's sure, that performed an ion current measurement can be without the tension and the secondary initial current supplied to the spark plug will have to be reduced. In addition, a so-called residual energy operation in multi-cylinder engines even at high speed, even when activated with only one power amplifier, avoided. It can triggering of the spark plugs at a given energy with a low initial current, so that there is less candle wear.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a inductive ignition device 1, in which each spark plug 3 of an internal combustion engine also as a single spark coil designated ignition coil 5 assigned which can be controlled via an ignition output stage, from which only the control signal 7 via the time is indicated that on a switching device, here a transistor 9 is given.
  • a transistor 9 is given.
  • a high-voltage switch 13 is provided, which in the connection path 15 between the high voltage output 11 and spark plug 3 is arranged.
  • the Measuring circuit 19 comprises a in parallel connection Zener diode 21 with its cathode at a connection point 23 and is connected to ground with its anode. Is parallel between the connection point 23 and ground a series connection to the Zener diode 21 a capacitor 25 and a diode 27, the cathode to ground and its anode with the capacitor 25 is connected. At the anode of the diode 27 respectively the capacitor 25 is a resistor 29 connected, which is on the other hand to ground. The resistor 29 is therefore parallel to the diode 27. At the junction between diode 27 and the capacitor 25, on which the resistor 29 is connected, there is a measuring voltage output 31, to which a proportional ion current Voltage can be measured.
  • each spark plug 3 of the internal combustion engine an ignition coil 5 and preferably also a measuring circuit 19 provided.
  • the core of the inductive ignition device 1 is the high-voltage switch 13, which is provided on the secondary side of the ignition coil 5 and is designed here as a high-voltage breakover diode, the cathode of which is at the high-voltage output 11 and the anode of which is at the spark plug 3.
  • the high-voltage switch 13 is designed to conduct backwards.
  • the diode 33 allows a positive potential to reach the high-voltage output 11 and the connection path 15 to the spark gap 35 of the spark plug 3 even when the high-voltage switch is switched off.
  • the positive potential U is applied to the spark gap 35 via the capacitor 25 in order to be able to measure an ionization current I ION in a known manner.
  • This ionization current provides information about the combustion process, in particular about knocking of the cylinder assigned to the spark plug 3 and about the combustion taking place in the combustion chamber.
  • the current flowing on the primary side of the ignition coil 5 through the transistor 9 is designated I 1 , the current flowing on the secondary side I 1 .
  • the control signal applied to the base of the transistor 9, which comes from an output stage control, not shown here, is referred to as U ES .
  • the ignition timing is indicated by a lightning symbol.
  • the inductive ignition device 1 ' which is shown in FIG is shown schematically, points in principle same components as the ignition device in Figure 1. Matching parts were the same Provide reference numbers.
  • inductive ignition device 1 In the inductive ignition device 1 'according to FIG. 2 is a control signal 7 of a not shown here Power stage control on a turn here switch indicated as transistor 9, which drives a single ignition coil 5 the plurality of spark plugs 3a to 3n lying in parallel can be connected. Between the high voltage output 11 on the secondary side of the ignition coil 5 are the spark plugs via a connection path 15 3a to 3n each via high voltage switch 13a connected up to 13n. Every spark plug is there a separate high-voltage switch is assigned. Through a parallel to the high voltage switches 13a to 13n, dashed lines Diode 33a to 33n is indicated that the high voltage switch are designed to conduct backwards.
  • Figure 2 thus shows an ignition device electronic high voltage distribution.
  • a measuring circuit 19 is provided, whose structure is identical to that in Figure 1 illustrated and explained. It will therefore referred to what has been said for FIG. 1.
  • a current I 1 On the primary side of the ignition coil 5, a current I 1, on the secondary side of a current I 2 which is forwarded via the high voltage switches 13a to 13n to the respective spark plug 3a to 3n.
  • the ignition coil 5 is in turn driven by a drive signal 7, referred to as U ES , of an output stage drive, not shown here, which is connected to the base of the transistor 9.
  • U ES drive signal 7, referred to as U ES , of an output stage drive, not shown here, which is connected to the base of the transistor 9.
  • the ignition point is again indicated by a lightning symbol.
  • the high-voltage switch 13a to 13n is designed here purely by way of example as a light-triggered breakover diode (LKD), which comprises an overhead high-voltage diode 13'a or 13'n and a light-controllable switch 13''a or 13 "n.
  • LLD light-triggered breakover diode
  • the light-controllable switch can be via a light signal
  • the light required for switching through is indicated by two wavy arrows, and the current required to generate the light is identified by I EHV .
  • the two diodes i.e. the light-controllable switch and the switch which can be switched overhead, are connected in series, the anode of the switch 13'a / 13'n which can be switched overhead being connected to the spark plug 3a / 3n and the cathode thereof the anode of the light-controllable switch 13''a / 13''n.
  • the cathodes of the light-controllable switches are connected to the high-voltage output 11 of the ignition coil 5 via the connection path 15.
  • the spark plugs 3a to 3n are driven with a negative potential.
  • the light-triggered breakover diodes 13a to 13n are designed to be reverse conducting, that is to say they are conductive at a certain positive measuring potential, the charge on the capacitor 25, so that the ion current I ION given over the spark gap of the spark plugs 3a to 3n can be detected.
  • the measuring voltage used for the ion current measurement is 100 V to 500 V, preferably 200 V to 300 V. This applies to all circuit variations.
  • FIG. 3 shows an embodiment variant of the one in FIG 2 shown inductive ignition device 1 ' electronic high voltage distribution.
  • the ignition device 1 "in Figure 3 differs only in that the spark plugs 3a to 3n driven with a positive potential via the high voltage output 11 and the connection path 15 via the high voltage switch 13a to 13n is placed on the spark plugs 3a to 3n.
  • the high voltage switches 13a to 13n are again designed as light-triggered breakover diodes (LKD) and each have a light controllable switch 13''a to 13 "n and a high voltage breakover diode, which have an overhead switch 13'a to 13'n.
  • LDD light-triggered breakover diodes
  • the polarity of the diodes of the high voltage switch 13a to 13n is the reverse of that shown in FIG Embodiment.
  • the anodes of the light controllable Switches 13''a to 13 "n are therefore located via the connection path 15 at the high voltage output 11, while the cathodes of the overhead switchable Switches 13'a to 13'n on the spark plugs 3a to 3n lie.
  • the measuring circuit 19 includes, for example, a series circuit comprising a resistor 37, a diode 39 and a resistor 41.
  • the resistor 37 is connected to the primary side of the ignition coil 5, specifically here to the Collector of transistor 9.
  • On the other side of resistor 37 is the anode of diode 39, the cathode of which is connected to resistor 41 and capacitor 42.
  • connection point 23 to which the high-voltage switches associated with the spark plugs 3a to 3n, here high-voltage diodes 43a to 43n, are connected, the anodes of which are connected to the connection point 23 and the cathodes of which are connected to the spark gap 3a to 3n are connected, to which the high-voltage switches 13a to 13n are also located.
  • the opposite end of the spark gap of the spark plugs 3a to 3n is grounded.
  • a positive voltage signal is applied to the spark plugs 3a to 3n via the measuring circuit 19 'in order to detect the ion current I ION .
  • the polarization of the high-voltage diodes 43a to 43n prevents the high voltage applied to the spark plugs 3a to 3n from reaching the measuring circuit 19 '.
  • FIG. 4 schematically shows the course of the drive voltage U ES applied to the base of the transistor 9 over time t, including the primary current I 1 in the ignition coil 5 over time, and also the secondary current I 2 in the ignition coil 5, which feeds the controlled spark plugs and in a fourth partial diagram the secondary voltage U 2 applied to the spark plugs over time t.
  • the last, lowest partial diagram in FIG. 1 indicates the current I EHV , which is used to control the light-controllable switches 13''a to 13''n mentioned in FIGS. 2 and 3 and thus the electronic high-voltage distribution.
  • control voltage U ES is present during the so-called closing time up to the time t 1 and is switched off at the ignition time, which is indicated by a lightning symbol.
  • the primary current I 1 increases linearly up to the time t 1 and then drops suddenly.
  • the secondary current I 2 remains at zero until the time t 1 and rises to its maximum value at the time t 1 .
  • the peak for the ignition voltage U 2 results at the time t 1 .
  • the desired spark duration extends over the period t 1 to time t 2 . It can be seen from FIG. 4 that the secondary current I 2 drops essentially linearly during the period t 1 t t t t 2 .
  • the high-voltage switches of the inductive ignition devices in FIGS. 1 to 3 can be selected such that the switches switch off at the current value of I 2 given at time t2, because the so-called holding current of these high-voltage switches is not reached.
  • the voltage peak of U 2 causes the high-voltage switch 13 of the inductive ignition device 1 according to FIG. 1, which is designed as an overhead switchable high-voltage breakover diode, to be switched through at time t 1 , so that the secondary current I 2 flows across the spark gap 35 of the spark plug 3, the ignition spark burning.
  • the spark goes out as soon as the high-voltage switch switches off. This can be done by the secondary current falling below the holding current value.
  • the special design of the high-voltage switch can thus ensure that the spark duration is limited. However, the spark duration can also be limited by forcibly switching off the secondary current I 2 and thereby falling below the holding current value of the high-voltage switch.
  • the secondary current is switched off in that a second control signal A is emitted via the control circuit at time t 2 , on the basis of which the current I 1 flows again.
  • the second control signal of the output stage control is maintained for a period of 10 ⁇ s to 500 ⁇ s.
  • a control signal with a duration of 100 ⁇ s has proven particularly useful.
  • the current I 1 rises and falls back to zero.
  • the current flow I 2 is forcibly ended.
  • the current I 2 thus drops in a defined and inevitable manner to a value which is below the holding current of the high-voltage switch.
  • a voltage can again be applied to the high-voltage switch in the forward direction.
  • the high-voltage switches 13a to 13n which are designed as light-triggered breakover diodes, are switched on by activating the light-controllable switches 13''a to 13 "n. In the activated state, the light-triggered switches therefore release the connection between the switches which can be switched overhead and the high-voltage output 11, so that the overhead switches switchable switches 13'a to 13'n can be switched on by the overvoltage U 2.
  • the switch which can be switched overhead is released by a current signal I EHV which is transmitted to the light-controllable switch 13 '' immediately before the ignition voltage U 2 occurs at time t 1 .
  • a to 13 "n of the spark plug 3a to 3n is applied to which the energy of the ignition coil 5 is to be supplied.
  • the switching signal I EHV is present for 100 ⁇ s before and after the time t 1 at one of the light-switchable switches 13 ′′ a to 13 ′′ n. It can be seen that for the defined termination of the spark duration no further signal I EHV has to be applied to the light switchable switch.
  • the light-triggerable switches 13a to 13n, or the high-voltage breakover diodes 13'a to 13'n assigned to these switches, are switched off exclusively by the second control signal A applied at time t 2 , which is shown in the uppermost partial diagram of FIG.
  • the primary current I 1 is also in the ignition means, which are shown in Figures 2 and 3, at time t 2 to rise again, so that there too the secondary current I 2 is forcibly terminated and -As from Figure 4 evident - drops by approximately 20 mA / 50 ⁇ s, so that the spark duration is forcibly ended.
  • the secondary voltage U 2 will rise again at time t 3 when the second control signal U ES is switched off, but without reaching the blocking voltage of the switches 13'a to 13'n which can be switched overhead, and then against Fall off zero. The residual energy in the spark plug is thus rapidly reduced without the spark plugs igniting again.
  • the circuits shown in FIGS. 1 to 3 are characterized in that the spark duration can be shortened in a targeted manner. On the one hand, this is possible by using high-voltage switches, such as those shown in FIG. 1 or those that have been explained with reference to FIGS. 2 and 3, whose holding current is selected such that the secondary current I 2 at time t 2 is switched on because the holding current of the high-voltage switch is undershot.
  • a significantly reliable function of the circuits is obtained if the secondary current I 2 is specifically switched off by a second control signal A, which is generated at time t 2 and is delivered to the ignition coil.
  • the second control signal at time t 2 leads the secondary current I 2 down to zero in a defined manner, so that the high-voltage switches are definitely switched off and remain switched off after a certain period of time (recovery time / release time).
  • the spark plugs Due to the high-voltage switch being switched off, the spark plugs are decoupled from the ignition coil, so that the spark plugs cannot be re-ignited even after the secondary voltage U 2 rises after time t 3 .
  • the function of the inductive ignition devices according to FIGS. 1 to 3 results, on the other hand the method for controlling a spark plug of an internal combustion engine with the aid of an inductive ignition device, which is characterized in that two control signals are generated to implement a defined spark duration of a spark plug become.
  • the first control signal is used to trigger the ignition process at time t 1 ;
  • the second control signal A emitted at time t 2 has the purpose of switching off the secondary current in the spark plug in a defined manner and thus limiting the spark duration.
  • the second control signal must be provided for a period of preferably 100 microseconds so that, on the one hand, the recovery time / release time for the high-voltage switch used is observed.
  • the short duration of the second control signal ensures that when the primary current I 1 is switched off, the secondary current I 2 does not rise again at time t 3 .
  • the spark plugs can be moved with a measuring current are applied, with measuring circuits 19 and 19 'can be used in the Figures 1 and 2 and 3 shown and have been explained.
  • the measuring current over the spark gap the spark plug flows is evaluated, while the ignition spark is no longer burning. He flows due to the in the combustion chamber during combustion existing ions. With this also as ion current measurement designated method can be the combustion process be monitored.
  • the measuring current lies in a range from 20 ⁇ A to 200 ⁇ A. Preferably becomes a measuring current of 50 ⁇ A to 100 ⁇ A chosen.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Es wird eine induktive Zündeinrichtung für Zündkerzen einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Ansteuerschaltung für wenigstens eine Zündspule und mit mindestens einer Zündkerze vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, daß ein der mindestens einen Zündkerze zugeordneter Hochspannungsschalter (13; 13a bis 13n) vorgesehen ist, der durch ein erstes Ansteuersignal der Ansteuerschaltung in leitenden, eingeschalteten Zustand gebracht wird, der im eingeschalteten Zustand von dem Funkenstrom (I2) der mindestens einen Zündkerze (3; 3a bis 3n) durchflossen wird und so ausgelegt ist, daß er ohne weitere Ansteuerung im leitenden Zustand bleibt, bis der Funkenstrom einen bestimmten Wert (Haltestrom) unterschreitet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer induktiven Zündeinrichtung für Zündkerzen einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1, außerdem von einem Verfahren zur Ansteuerung einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 10.
Induktive Zündeinrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie können Einzelfunkenspulen aufweisen oder mit einer elektronischen Hochspannungsverteilung ausgerüstet sein. Außerdem sind Verfahren der oben genannten Art bekannt. Insbesondere bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine ist es häufig problematisch, eine Ionenstrommessung durchzuführen, anhand derer das Verbrennungsverhalten der Brennkraftmaschine überwacht werden kann. Es hat sich auch gezeigt, daß in diesem Betriebszustand die für einen Entladungsvorgang vorgesehene Energie nicht restlos über eine Zündkerze abgebaut werden kann, sondern daß vielmehr Restenergie nach Beendigung des Zündvorgangs vorhanden ist, aufgrund derer die Verlustleistung in der Zündeinrichtung stark ansteigen kann. Es wurde bereits versucht, eine Strombegrenzung in der Zündendstufe der Zündeinrichtung vorzusehen oder eine Strombegrenzung über Primärwiderstände durchzuführen. In beiden Fällen ergeben sich jedoch hohe Verlustleistungen in der Zündendstufe oder in der Zündspule. Es wurde außerdem versucht, die Energie der Zündspule durch Rücknahme der Schließzeit bei hohen Drehzahlen abzusenken. Es hat sich hier jedoch das Problem ergeben, daß nicht in allen Betriebsbedingungen ein ausreichendes Spannungs- und Energieangebot sichergestellt werden kann.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße induktive Zündeinrichtung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen und das Verfahren mit den in Anspruch 10 aufgeführten Merkmalen zeichnen sich dadurch aus, daß die hier genannten Nachteile vermieden werden. Es ist sichergestellt, daß eine Ionenstrommessung durchgeführt werden kann, ohne daß das Spannungsangebot und der sekundäre Anfangsstrom, der der Zündkerze zugeführt wird, verringert werden müssen. Außerdem wird ein sogenannter Restenergiebetrieb bei Mehrzylindermotoren auch bei hoher Drehzahl, selbst bei Ansteuerung mit nur einer Endstufe, vermieden. Dabei kann bei vorgegebener Energie eine Ansteuerung der Zündkerzen mit einem niedrigen Anfangsstrom erfolgen, so daß sich ein niedriger Kerzenverschleiß ergibt.
Zeichnung
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
ein erstes Ausführungsbeispiel einer induktiven Zündeinrichtung, die jeweils eine Einzelfunkenspule für je eine Zündkerze aufweisen;
Figur 2
eine erste Ausführungsform einer induktiven Zündeinrichtung mit einer elektronischen Hochspannungsverteilung;
Figur 3
eine zweite Ausführungsform einer induktiven Zündeinrichtung mit elektronischer Hochspannungsverteilung und
Figur 4
ein schematisches Diagramm von Spannungen und Strömen, die innerhalb der induktiven Zündeinrichtungen gemäß den Figuren 1 bis 3 gemessen werden können.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer induktiven Zündeinrichtung 1, bei der jeder Zündkerze 3 einer Brennkraftmaschine eine auch als Einzelfunkenspule bezeichnete Zündspule 5 zugeordnet ist, die über eine Zündendstufe ansteuerbar ist, von der hier lediglich das Ansteuersignal 7 über der Zeit angedeutet ist, das auf eine Schalteinrichtung, hier einen Transistor 9 , gegeben wird. Auf der Primärseite der Zündspule 5 ist eine Primärwicklung 11' vorgesehen, die einerseits mit einer mit einem Pluszeichen gekennzeichneten Spannungsversorgung und anderseits über den Transistor 9 mit Masse verbunden ist. Auf der Sekundärseite der Zündspule 5 ist an deren Hochspannungsausgang 11 ein Hochspannungsschalter 13 vorgesehen, der in dem Verbindungspfad 15 zwischen Hochspannungsausgang 11 und Zündkerze 3 angeordnet ist. Die an dem Hochspannungsausgang 11 angeschlossene Wicklung 17 der Sekundärseite der Zündspule 5 ist andererseits über eine Meßschaltung 19 auf Masse gelegt. Die Meßschaltung 19 umfaßt in Parallelschaltung eine Zenerdiode 21, die mit ihrer Kathode an einem Anschlußpunkt 23 und mit ihrer Anode an Masse liegt. Zwischen dem Anschlußpunkt 23 und Masse liegt parallel zur Zenerdiode 21 eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 25 und einer Diode 27, deren Kathode an Masse und deren Anode mit dem Kondensator 25 verbunden ist. An der Anode der Diode 27 beziehungsweise dem Kondensator 25 ist ein Widerstand 29 angeschlossen, der andererseits auf Masse liegt. Der Widerstand 29 liegt damit parallel zur Diode 27. An der Verbindungsstelle zwischen Diode 27 und dem Kondensator 25, an der auch der Widerstand 29 angeschlossen ist, ergibt sich ein Meßspannungsausgang 31, an den eine dem Ionenstrom proportionale Spannung gemessen werden kann.
Für jede Zündkerze 3 der Brennkraftmaschine ist eine Zündspule 5 und vorzugsweise auch eine Meßschaltung 19 vorgesehen.
Der Kern der induktiven Zündeinrichtung 1 ist der Hochspannungsschalter 13, der auf der Sekundärseite der Zündspule 5 vorgesehen und hier als Hochspannungskippdiode ausgebildet ist, deren Kathode am Hochspannungsausgang 11 und deren Anode an der Zündkerze 3 liegt. Durch eine parallel zum Hochspannungsschalter liegende, gestrichelt eingezeichnete, entgegengesetzt polarisierte Diode 33 ist angedeutet, daß der Hochspannungsschalter 13 rückwärts leitend ausgebildet ist. Die Diode 33 läßt auch bei ausgeschaltetem Hochspannungsschalter ein positives Potential vom Hochspannungsausgang 11 und über den Verbindungspfad 15 zur Funkenstrecke 35 der Zündkerze 3 gelangen. Das positive Potential U wird über den Kondensator 25 an die Funkenstrecke 35 angelegt, um einen Ionisierungsstrom IION, auf bekannte Weise messen zu können. Dieser Ionisierungsstrom gibt Aufschluß über den Verbrennungsvorgang, insbesondere über ein Klopfen des der Zündkerze 3 zugeordneten Zylinders und über die im Brennraum ablaufende Verbrennung.
Der auf der Primärseite der Zündspule 5 durch den Transistor 9 fließende Strom wird mit I1 bezeichnet, der auf der Sekundärseite fließende Strom mit I2. Das an die Basis des Transistors 9 angelegte Ansteuersignal, welches von einer hier nicht dargestellten Endstufenansteuerung stammt, wird mit UES bezeichnet. Durch ein Blitz-Symbol wird der Zündzeitpunkt angedeutet.
Die induktive Zündeinrichtung 1', die in Figur 2 schematisch dargestellt ist, weist grundsätzlich gleiche Bauteile auf, wie die Zündeinrichtung in Figur 1. übereinstimmende Teile wurden mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Bei der induktiven Zündeinrichtung 1' gemäß Figur 2 wird ein Ansteuersignal 7 einer hier nicht dargestellten Endstufenansteuerung auf einen hier wiederum als Transistor 9 angedeuteten Schalter gelegt, der eine einzige Zündspule 5 ansteuert, an die mehrere parallel liegende Zündkerzen 3a bis 3n angeschlossen sein können. Zwischen dem Hochspannungsausgang 11 auf der Sekundärseite der Zündspule 5 sind über einen Verbindungspfad 15 die Zündkerzen 3a bis 3n jeweils über Hochspannungsschalter 13a bis 13n angeschlossen. Dabei ist jeder Zündkerze ein separater Hochspannungsschalter zugeordnet. Durch eine parallel zu den Hochspannungsschaltern 13a bis 13n liegende, gestrichelt eingezeichnete Diode 33a bis 33n ist angedeutet, daß die Hochspannungsschalter rückwärtsleitend ausgebildet sind.
Durch entsprechende Ansteuerung der Hochspannungsschalter wird die Energie der Zündspule 5 auf die Zündkerzen 3a bis 3n (elektronisch) verteilt. Figur 2 zeigt also eine Zündeinrichtung mit elektronischer Hochspannungsverteilung.
Auf der Sekundärseite der Zündspule 5 ist an dem Hochspannungsausgang 11 gegenüberliegenden Ende der Wicklung 17 wiederum eine Meßschaltung 19 vorgesehen, deren Aufbau identisch ist, wie der in Figur 1 dargestellte und erläuterte. Es wird daher auf das zu Figur 1 Gesagte verwiesen.
Auf der Primärseite der Zündspule 5 fließt ein Strom I1, auf der Sekundärseite ein Strom I2, der über die Hochspannungsschalter 13a bis 13n an die jeweilige Zündkerze 3a bis 3n weitergeleitet wird. Die Ansteuerung der Zündspule 5 erfolgt wiederum über ein als UES bezeichnetes Ansteuersignal 7 einer hier nicht dargestellten Endstufenansteuerung, das an die Basis des Transistors 9 gelegt wird. Durch ein Blitz-Symbol ist der Zündzeitpunkt wiederum angedeutet.
Der Hochspannungsschalter 13a bis 13n ist hier rein beispielhaft als lichtgetriggerte Kippdiode (LKD) ausgebildet, die eine überkopf schaltbare Hochspannungsdiode 13'a beziehungsweise 13'n sowie einen lichtsteuerbaren Schalter 13''a beziehungsweise 13"n umfaßt. Der lichtsteuerbare Schalter kann über ein Lichtsignal gesteuert werden, das über ein geeignetes Lichtabgabeelement, beispielsweise eine Leuchtdiode, erzeugt wird. Das zur Durchschaltung erforderliche Licht wird durch zwei wellenförmige Pfeile angedeutet. Der zur Erzeugung des Lichts erforderliche Strom ist mit IEHV gekennzeichnet.
Innerhalb des Hochspannungsschalters 13a beziehungsweise 13n sind die beiden Dioden, also der lichtsteuerbare Schalter und der überkopf schaltbare Schalter in Reihe geschaltet, wobei die Anode des überkopf schaltbaren Schalters 13'a/13'n an der Zündkerze 3a/3n angeschlossen ist und dessen Kathode an der Anode des lichtsteuerbaren Schalters 13''a/13''n. Die Kathoden der lichtsteuerbaren Schalter werden über den Verbindungspfad 15 mit dem Hochspannungsausgang 11 der Zündspule 5 verbunden. In Figur 2 ist angedeutet, daß die Zündkerzen 3a bis 3n mit einem negativen Potential angesteuert werden. Die lichtgetriggerten Kippdioden 13a bis 13n sind, wie oben erwähnt, rückwärts leitend ausgebildet, das heißt, sie sind bei einem bestimmten positiven Meßpotential, der Ladung des Kondensators 25, leitend, so daß der über der Funkenstrecke der Zündkerzen 3a bis 3n gegebene Ionenstrom IION erfaßt werden kann. Die für die Ionenstrommessung verwendete Meßspannung beträgt 100 V bis 500 V, vorzugsweise 200 V bis 300 V. Dies gilt für alle Schaltungsvariationen.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsvariante der in Figur 2 dargestellten induktiven Zündeinrichtung 1' mit elektronischer Hochspannungsverteilung. Die Zündeinrichtung 1" in Figur 3 unterscheidet sich ausschließlich dadurch, daß die Zündkerzen 3a bis 3n mit einem positiven Potential angesteuert werden, das über den Hochspannungsausgang 11 und den Verbindungspfad 15 über die Hochspannungsschalter 13a bis 13n an die Zündkerzen 3a bis 3n gelegt wird. Die Hochspannungsschalter 13a bis 13n sind wiederum als lichtgetriggerte Kippdioden (LKD) ausgebildet und weisen jeweils einen lichtsteuerbaren Schalter 13''a bis 13"n und eine Hochspannungskippdiode, die einen überkopf schaltbaren Schalter 13'a bis 13'n darstellt, umfaßt. Die bei der in Figur 3 dargestellten Schaltung verwendeten Schalter 13a bis 13 n sperren in Rückwärtsrichtung.
Die Polung der Dioden der Hochspannungsschalter 13a bis 13n ist umgekehrt als bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Anoden der lichtsteuerbaren Schalter 13''a bis 13"n liegen also über den Verbindungspfad 15 am Hochspannungsausgang 11, während die Kathoden der überkopf schaltbaren Schalter 13'a bis 13'n an den Zündkerzen 3a bis 3n liegen.
Die Meßschaltung 19' weicht allerdings gegenüber der in Figur 1 und 2 dargestellten ab: Sie umfaßt beispielweise eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 37, einer Diode 39 sowie einem Widerstand 41. Der Widerstand 37 ist mit der Primärseite der Zündspule 5 verbunden und zwar hier mit dem Kollektor des Transistors 9. Auf der anderen Seite des Widerstands 37 liegt die Anode der Diode 39, deren Kathode mit dem Widerstand 41 und dem Kondensator 42 verbunden ist. Das dem Widerstand 41 gegenüberliegende Ende des Kondensators 42, an dem die dem Ionenstrom IION proportionale Spannung abgegriffen wird, ist über den Widerstand 44 an Masse gelegt. An dem dem Kondensator 42 gegenüberliegenden Ende des Widerstands 41 ist ein Anschlußpunkt 23 gegeben, an dem den Zündkerzen 3a bis 3n zugeordnete Hochspannungsschalter, hier Hochspannungsdioden 43a bis 43n angeschlossen sind, deren Anoden am Anschlußpunkt 23 und deren Kathoden an dem Ende der Funkenstrecke der Zündkerzen 3a bis 3n angeschlossen sind, an dem auch die Hochspannungsschalter 13a bis 13n liegen. Das gegenüberliegende Ende der Funkenstrecke der Zündkerzen 3a bis 3n liegt auf Masse.
Über die Meßschaltung 19' wird ein positives Spannungssignal an die Zündkerzen 3a bis 3n angelegt, um den Ionenstrom IION zu erfassen. Durch die Polarisierung der Hochspannungsdioden 43a bis 43n wird vermieden, daß die an die Zündkerzen 3a bis 3n gelegte Hochspannung zur Meßschaltung 19' gelangt.
Im übrigen entsprechen die Bauteile der induktiven Zündeinrichtung 1" gemäß Figur 3 denen der in Figur 2 dargestellten Ausführungsvariante. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Es wird insofern auf die Beschreibung zu Figur 2 verwiesen.
Figur 4 zeigt schematisch den Verlauf der an die Basis des Transistors 9 angelegten Ansteuerungsspannung UES über der Zeit t, darunter den Primärstrom I1 in der Zündspule 5 über der Zeit, außerdem den Sekundärstrom I2 in der Zündspule 5, der den angesteuerten Zündkerzen zugeleitet wird und in einem vierten Teildiagramm die an den Zündkerzen anliegende Sekundärspannung U2 über der Zeit t. Schließlich wird in dem letzten, untersten Teildiagramm in Figur 1 der Strom IEHV angedeutet, der der Ansteuerung der in den Figuren 2 und 3 angesprochenen lichtsteuerbaren Schalter 13''a bis 13''n und damit der elektronischen Hochspannungsverteilung dient.
Aus der Darstellung in Figur 4 ist ersichtlich, daß während der sogenannten Schließzeit bis zum Zeitpunkt t1 die Ansteuerspannung UES anliegt und zum Zündzeitpunkt, der durch ein Blitz-Symbol angedeutet ist, abgeschaltet wird. Bis zum Zeitpunkt t1 steigt der Primärstrom I1 linear an und fällt dann schlagartig ab. Bis zum Zeitpunkt t1 bleibt der Sekundärstrom I2 auf Null und steigt zum Zeitpunkt t1 auf seinen Maximalwert an. Gleichzeitig ergibt sich zum Zeitpunkt t1 der Peak für die Zündspannung U2.
Die gewünschte Funkendauer erstreckt sich über den Zeitraum t1 bis zum Zeitpunkt t2. Aus Figur 4 ist ersichtlich, daß während des Zeitraums t1 ≤ t ≤ t2 der Sekundärstrom I2 im wesentlichen linear abfällt. Die Hochspannungsschalter der induktiven Zündeinrichtungen in den Figuren 1 bis 3 können so gewählt werden, daß die Schalter bei dem zum Zeitpunkt t2 gegebenen Stromwert von I2 abschalten, weil nämlich der sogenannte Haltestrom dieser Hochspannungsschalter unterschritten wird.
Durch den Spannungspeak von U2 wird zum Zeitpunkt t1 der als überkopf schaltbare Hochspannungskippdiode ausgebildete Hochspannungsschalter 13 der induktiven Zündeinrichtung 1 gemäß Figur 1 durchgeschaltet, so daß der Sekundärstrom I2 über die Funkenstrecke 35 der Zündkerze 3 fließt, wobei der Zündfunke brennt. Der Funke erlischt, sobald der Hochspannungsschalter abschaltet. Dies kann dadurch geschehen, daß der Sekundärstrom den Haltestromwert unterschreitet. Durch die spezielle Auslegung der Hochspannungsschalter kann also sichergestellt werden, daß die Funkendauer begrenzt wird. Die Funkendauer kann aber auch dadurch begrenzt werden, daß der Sekundärstrom I2 zwangsweise abgeschaltet wird und dadurch der Haltestromwert des Hochspannungsschalters unterschritten wird. Die Abschaltung des Sekundärstroms wird dadurch erreicht, daß über die Ansteuerschaltung zum Zeitpunkt t2 ein zweites Ansteuersignal A abgegeben wird, aufgrund dessen der Strom I1 erneut fließt. Das zweite Ansteuersignal der Endstufenansteuerung wird für einen Zeitraum von 10 µs bis 500 µs aufrechterhalten. Besonders bewährt hat sich ein Ansteuersignal von 100 µs Zeitdauer. Während dieses Zeitraums t2 ≤ t ≤ t3 steigt der Strom I1 und fällt wieder auf den Wert Null ab. Dadurch wird der Stromfluß I2 zwangsweise beendet. Der Strom I2 sinkt damit definiert und zwangsweise auf einen Wert ab, der unterhalb des Haltestroms des Hochspannungsschalters liegt. Nach einer Zeitspanne, die auch als Erholzeit beziehungsweise Freiwerdezeit bezeichnet wird, von circa 50 µs kann wiederum eine Spannung in Vorwärtsrichtung an den Hochspannungsschalter angelegt werden.
Nach dem Abschalten des Ansteuersignals A zum Zeitpunkt t3 steigt die Sekundärspannung U2 wieder kurz an und fällt dann gegen Null ab. Es findet hier ein rascher definierter Abbau der Restenergie in der Zündspule statt, wobei die Spannung U2 die Sperrspannung der Hochspannungsschalter nicht mehr überschreitet. Diese verbleiben also in ihrem ausgeschalteten Zustand, so daß die Zündkerzen nicht mehr zünden.
Die in Figur 4 angedeuteten Spannungs- und Stromverläufe ergeben sich auch für die in den Figuren 2 und 3 dargestellten induktiven Zündsysteme.
Die als lichtgetriggerte Kippdioden ausgebildeten Hochspannungsschalter 13a bis 13n werden durch Aktivierung der lichtsteuerbaren Schalter 13''a bis 13"n eingeschaltet. Die lichtgetriggerten Schalter geben also in aktiviertem Zustand die Verbindung zwischen den überkopf schaltbaren Schaltern und dem Hochspannungsausgang 11 frei, so daß die überkopf schaltbaren Schalter 13'a bis 13'n durch die Überspannung U2 eingeschaltet werden können. Die Freigabe der überkopf schaltbaren Schalter erfolgt durch ein Stromsignal IEHV, das unmittelbar vor Auftreten der Zündspannung U2 zum Zeitpunkt t1 an den lichtsteuerbaren Schalter 13''a bis 13"n der Zündkerze 3a bis 3n angelegt wird, der die Energie der Zündspule 5 zugeführt werden soll. Rein beispielhaft wird davon ausgegangen, daß das Schaltsignal IEHV 100 µs vor und nach dem Zeitpunkt t1 an einem der lichtschaltbaren Schalter 13''a bis 13''n anliegt. Es ist ersichtlich, daß zur definierten Beendigung der Funkendauer kein weiteres Signal IEHV an die lichtschaltbaren Schalter angelegt werden muß. Die Abschaltung der lichttriggerbaren Schalter 13a bis 13n, beziehungsweise der diesen Schaltern zugeordneten Hochspannungskippdioden 13'a bis 13'n, erfolgt ausschließlich durch das zum Zeitpunkt t2 angelegte zweite Ansteuersignal A, das im obersten Teildiagramm von Figur 4 dargestellt ist.
Durch das Signal UES wird also auch bei den Zündeinrichtungen, die in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind, der Primärstrom I1 zum Zeitpunkt t2 wieder ansteigen, so daß auch dort der Sekundärstrom I2 zwangsweise beendet wird und -wie aus Figur 4 ersichtlich- etwa um 20 mA/50 µs abfällt, so daß die Funkendauer zwangsweise beendet wird. Auch bei den Ausführungsvarianten gemäß den Figuren 2 und 3 wird die Sekundärspannung U2 bei Abschaltung des zweiten Ansteuersignals UES zum Zeitpunkt t3 wiederum ansteigen, ohne jedoch die Sperrspannung der überkopf schaltbaren Schalter 13'a bis 13'n zu erreichen, und dann gegen Null abfallen. Die Restenergie in der Zündkerze wird also rasch abgebaut, ohne daß die Zündkerzen erneut zünden.
Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Schaltungen zeichnen sich also dadurch aus, daß die Funkendauer gezielt verkürzt werden kann. Dies ist einerseits dadurch möglich, daß Hochspannungsschalter -sei es solche, die in Figur 1 dargestellt sind oder solche, die anhand der Figuren 2 und 3 erläutert wurden- eingesetzt werden, deren Haltestrom so gewählt ist, daß der Sekundärstrom I2 zum Zeitpunkt t2 deshalb angeschaltet wird, weil der Haltestrom der Hochspannungschalter unterschritten wird.
Eine wesentlich sichere Funktion der Schaltungen ergibt sich, wenn der Sekundärstrom I2 gezielt durch ein zweites Ansteuersignal A abgeschaltet wird, das zum Zeitpunkt t2 erzeugt und an die Zündspule abgegeben wird. Durch das zweite Ansteuersignal zum Zeitpunkt t2 wird, wie oben beschrieben, der Sekundärstrom I2 definiert auf Null heruntergeführt, so daß die Hochspannungsschalter definitiv abgeschaltet werden und nach einem gewissen Zeitraum (Erholungszeit/Freiwerdezeit) abgeschaltet bleiben.
Durch die abgeschalteten Hochspannungsschalter werden die Zündkerzen von der Zündspule abgekoppelt, so daß auch bei Ansteigen der Sekundärspannung U2 nach dem Zeitpunkt t3 ein Wiederzünden der Kerzen ausgeschlossen ist.
Aus diesen Erläuterungen ergibt sich einerseits die Funktion der induktiven Zündeinrichtungen gemäß den Figuren 1 bis 3, andererseits das Verfahren zur Ansteuerung einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine mit Hilfe einer induktiven Zündeinrichtung, das sich eben dadurch auszeichnet, daß zur Realisierung einer definierten Funkendauer einer Zündkerze zwei Ansteuersignale erzeugt werden. Das erste Ansteuersignal dient dazu, den Zündvorgang zum Zeitpunkt t1 auszulösen; das zweite zum Zeitpunkt t2 abgegebene Ansteuersignal A hat den Zweck, den Sekundärstrom in der Zündkerze definiert abzuschalten und damit die Funkendauer zu begrenzen. Es hat sich gezeigt, daß das zweite Ansteuersignal für einen Zeitraum von vorzugsweise 100 µs bereitgestellt werden muß, damit einerseits die Erholzeit/Freiwerdezeit für die verwendeten Hochspannungsschalter eingehalten wird. Andererseits ist aufgrund der kurzen Dauer des zweiten Ansteuersignals sichergestellt, daß beim Abschalten des Primärstroms I1 der Sekundärstrom I2 zum Zeitpunkt t3 nicht wieder ansteigt.
Durch die spezielle Ausgestaltung der Schaltungen der Figuren 1 bis 3 und durch die Auslegung des Verfahrens können die Zündkerzen mit einem Meßstrom beaufschlagt werden, wobei Meßschaltungen 19 beziehungsweise 19' eingesetzt werden können, die in den Figuren 1 und 2 beziehungsweise 3 dargestellt und erläutert wurden. Der Meßstrom, der über die Funkenstrecke der Zündkerze fließt, wird ausgewertet, während der Zündfunke nicht mehr brennt. Er fließt aufgrund der im Verbrennungsraum während der Verbrennung vorhandenen Ionen. Mit dieser auch als Ionenstrommessung bezeichneten Methode kann der Verbrennungsvorgang überwacht werden. Der Meßstrom liegt in einem Bereich von 20 µA bis 200 µA. Vorzugsweise wird ein Meßstrom von 50 µA bis 100 µA gewählt. Aus den Erläuterungen zu den in den Figuren 1 und 2 verwendeten Hochspannungsschaltern wird deutlich, daß für die Durchführung der Ionenstrommessung rückwärts leitende Kippdioden, also rückwärts leitende Hochspannungsdioden beziehungsweise rückwärts leitende, lichtgetriggerte Kippdioden eingesetzt werden, so daß die Durchführung der Ionenstrommessung mit relativ geringem Aufwand erfolgen kann. Wenn, wie anhand von Figur 1 erläutert, Einzelfunkenspulen eingesetzt werden, ist es möglich, für jede Zündkerze eine separate Meßschaltung vorzusehen. Denkbar ist aber auch, für mehrere, beispielsweise vier Zündkerzen, eine einzige Meßschaltung einzusetzen.
In Figur 3 werden rückwärts sperrende Hochspannungsschalter eingesetzt. Die in Figur 3 dargestellte Meßschaltung ist auch für Anordnungen nach Figur 1 anwendbar, die Hochspannungsschalter 13 nach Figur 1 sind dann rückwärtssperrend auszugestalten.
Aus dem oben Gesagten wird ersichtlich, daß die Ionenstrommessung bei den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten induktiven Zündeinrichtungen möglich ist, ohne daß das an die Zündkerzen abgegebene Spannungsangebot oder der sekundäre Anfangsstrom I2 verringert werden müssen. Durch die definierte "Abschaltung" des Sekundärstroms kann eine hohe Energie in der Zündspule an die Kerzen abgegeben werden, so daß unter allen Betriebsbedingungen ein ausreichendes Spannungs- und Energieangebot gegeben ist.
Durch die gezielte Abschaltung der Hochspannungsschalter, entweder durch eine spezielle Vorgabe des Haltestroms der Hochspannungsschalter oder vorzugsweise durch ein zweites Ansteuersignal, wird sichergestellt, daß sich keine erhöhte Verlustleistung in der Endstufenansteuerung oder der Zündkerze einstellt.
Durch das Sperren des Hochspannungsschalters kann die in der Zündspule verbliebene Energie mit kleiner Zeitkonstante ausschwingen, ohne daß es zum Wiederzünden der Zündkerzen kommt. Schließlich kann durch das gezielte Beenden der Funkendauer ein Restenergiebetrieb bei Mehrzylindermotoren, beispielsweise bei Motoren mit mehr als fünf Zylindern, bei einer hohen Drehzahl und bei einer Ansteuerung mit nur einer Endstufe vermieden werden. Dabei kann bei vorgegebener Energie ein relativ niedriger Anfangsstrom für die Zündkerzen gewählt werden, wobei sich eine entsprechend lange Funkendauer einstellt. Durch den niedrigen Anfangswert des Sekundärstroms I2 stellt sich ein relativ niedriger Kerzenverschleiß ein. Diese Betriebsweise ist besonders im Zusammenhang mit einer elektronischen Hochspannungsverteilung, wie sie anhand der Figuren 2 und 3 erläutert wurde, realisierbar.

Claims (14)

  1. Induktive Zündeinrichtung (1,1') für Zündkerzen (3,3a-3n) einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Ansteuerschaltung (9) für wenigstens eine Zündspule (5) und mit mindestens einer Zündkerze (3), gekennzeichnet durch einen der mindestens einen Zündkerze zugeordneten Hochspannungsschalter (13;13a bis 13n), der durch ein erstes Ansteuersignal der Ansteuerschaltung in leitenden, eingeschalteten Zustand gebracht wird, der im eingeschalteten Zustand von dem Funkenstrom (I2) der mindestens einen Zündkerze (3;3a bis 3n) durchflossen wird und so ausgelegt ist, daß er ohne weitere Ansteuerung im leitenden Zustand bleibt, bis der Funkenstrom einen bestimmten Wert (Haltestrom) unterschreitet.
  2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung zur definierten Beendigung der Funkendauer ein zweites Ansteuersignal abgibt.
  3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ansteuersignal so kurz ist, daß kein erneuter Sekundärstrom (I2) erzeugt wird und daß das zweite Ansteuersignal so lang ist, daß der Hochspannungsschalter (13;13a bis 13n) nach einer Freiwerdezeit in abgeschaltetem Zustand verbleibt.
  4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltzeit des zweiten Ansteuersignals 10 µs bis 500 µs, vorzugsweise circa 100 µs beträgt.
  5. Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsschalter (13;13a bis 13n) zwischen einem Hochspannungsausgang (11) auf der Sekundärseite der Zündspule und der Zündkerze (3;3a bis 3n) angeordnet ist.
  6. Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsschalter als Kippdiode oder triggerbar ausgebildet ist.
  7. Zündeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsschalter (13) als rückwärts leitende Hochspannungskippdiode ausgebildet ist.
  8. Zündeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungsschalter (13a bis 13n) als rückwärtsleitende, lichtgetriggerte Kippdiode ausgebildet ist.
  9. Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine die Zündkerzen (3;3a bis 3n) mit einem Meßspannung beaufschlagende Meßschaltung (19,19') zur Erfassung des Ionenstroms.
  10. Verfahren zur Ansteuerung einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine mit Hilfe einer induktiven Zündeinrichtung, insbesondere mittels einer induktiven Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung einer definierten Funkendauer einer Zündkerze zwei Ansteuersignale erzeugt werden, wobei das erste Ansteuersignal der Erzeugung des Zündfunkens und das zweite Ansteuersignal der Abschaltung des Sekundärstroms und damit der Beendigung der Funkendauer dient.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ansteuersignal der Abschaltung eines Hochspannungsschalters dient, über den der Funkenstrom zur Zündkerze fließt.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ansteuersignal für einen Zeitraum von 10 µs bis 500 µs, vorzugsweise von circa 100 µs bereitgestellt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerzen mit einer Meßspannung beaufschlagt werden, um den Verbrennungsvorgang mit Hilfe einer Ionenstrommessung zu überwachen.
  14. Verfahren nach der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßspannung von 100 V bis 500 V, vorzugsweise von 200 V bis 300 V gewählt wird.
EP96945739A 1996-03-20 1996-11-20 Induktive zündeinrichtung Expired - Lifetime EP0827569B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19610862A DE19610862A1 (de) 1996-03-20 1996-03-20 Induktive Zündeinrichtung
DE19610862 1996-03-20
PCT/DE1996/002209 WO1997035109A1 (de) 1996-03-20 1996-11-20 Induktive zündeinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0827569A1 EP0827569A1 (de) 1998-03-11
EP0827569B1 true EP0827569B1 (de) 2000-02-23

Family

ID=7788798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP96945739A Expired - Lifetime EP0827569B1 (de) 1996-03-20 1996-11-20 Induktive zündeinrichtung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6116226A (de)
EP (1) EP0827569B1 (de)
JP (1) JPH11505588A (de)
KR (1) KR19990014943A (de)
DE (2) DE19610862A1 (de)
ES (1) ES2143804T3 (de)
RU (1) RU2169856C2 (de)
WO (1) WO1997035109A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19849258A1 (de) * 1998-10-26 2000-04-27 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Energieregelung an Zündsystemen mit primärseitigem Kurzschlußschalter
JP2000205034A (ja) * 1999-01-18 2000-07-25 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の燃焼状態検出装置
AT409406B (de) 2000-10-16 2002-08-26 Jenbacher Ag Zündsystem mit einer zündspule
JP4528469B2 (ja) * 2000-12-21 2010-08-18 日本特殊陶業株式会社 内燃機関用点火装置
US6779517B2 (en) * 2001-11-29 2004-08-24 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ignition device for internal combustion engine
US6666196B2 (en) * 2002-01-10 2003-12-23 Delphi Technologies, Inc. Ignition system having improved spark-on-make blocking diode implementation
DE10250736A1 (de) * 2002-10-31 2004-05-13 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Unterdrückung von Frühzündungen
DE102005044030B4 (de) * 2005-09-14 2011-02-17 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Verfahren und Einrichtung zur Ionisationsmessung bei Verbrennungskraftmaschinen mit Unterdrückung der Zündrestspannung
DE102007029953A1 (de) * 2007-06-28 2009-01-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung der Zündenergie
US8286617B2 (en) 2010-12-23 2012-10-16 Grady John K Dual coil ignition
WO2016181242A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 Eldor Corporation S.P.A. Electronic ignition system for an internal combustion engine
DE102020215994A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3411845A1 (de) * 1984-03-30 1985-10-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Mehrkerzige und verteilerlose zuendanlage fuer brennkraftmaschinen
DE4020103A1 (de) * 1990-06-23 1992-01-02 Bosch Gmbh Robert Hochspannungsschalter bei doppelfunkenspulen-zuendanllagen
GB2245649A (en) * 1990-06-29 1992-01-08 Champion Spark Plug Europ Semi-conductor control of i.c.engine ignition distribution
US5293129A (en) * 1990-11-09 1994-03-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ionic current sensing apparatus for engine spark plug with negative ignition voltage and positive DC voltage application
DE4117808C2 (de) * 1991-05-31 1994-09-22 Bosch Gmbh Robert Zündanlagen für Brennkraftmaschinen mit Hochspannungsschalter
JP2951780B2 (ja) * 1991-12-09 1999-09-20 三菱電機株式会社 内燃機関の燃焼検出装置
EP0627554B1 (de) * 1993-05-28 1997-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Verteilerloses Zündsystem mit lichtgesteuerten Hochspannungsschaltern
KR950704611A (ko) * 1993-09-29 1995-11-20 랄프 베렌스·위르겐 프리드만 내연기관의 점화시스템용 고전압 스위치(High voltage switch for ignition systems of internal combustion engines)
DE4417164C1 (de) * 1994-05-17 1995-06-22 Bosch Gmbh Robert Hochspannungskippdiode insb. geeignet als Zündspannungsverteiler eines Verbrennungsmotors
DE19502304A1 (de) * 1995-01-26 1996-08-01 Bosch Gmbh Robert Zündanlage für Brennkraftmaschinen

Also Published As

Publication number Publication date
RU2169856C2 (ru) 2001-06-27
WO1997035109A1 (de) 1997-09-25
JPH11505588A (ja) 1999-05-21
DE19610862A1 (de) 1997-09-25
ES2143804T3 (es) 2000-05-16
KR19990014943A (ko) 1999-02-25
EP0827569A1 (de) 1998-03-11
US6116226A (en) 2000-09-12
DE59604497D1 (de) 2000-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4230200C2 (de) Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE4241471C2 (de) Verbrennungsermittlungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE3221885C2 (de) Plasma-Zündsystem für eine mehrere Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine
DE3221990C2 (de) Plasmazündanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE3212874C2 (de) Plasmazündanlage für eine Brennkraftmaschine
EP0827569B1 (de) Induktive zündeinrichtung
EP0790406A2 (de) Elektronisches Zündsystem für Brennkraftmaschinen
DE2307443A1 (de) Zuendkontrollsystem
DE2139360C3 (de) Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit kapazitivem und induktivem Energiespeicher
DE2927058C2 (de) Steuereinrichtung für eine Zündspule
WO2012130649A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verlängerung der brenndauer eines von einer zündkerze gezündeten funkens in einem verbrennungsmotor
DE69123395T2 (de) Gleichstrom-Zündungssystem
EP0848161B1 (de) Induktives Spulenzündsystem für einen Motor
DE2433155B2 (de) Zündschaltung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE1920884A1 (de) Zuendvorrichtung fuer Brennkraftmaschinen mit kapazitiver Speicherung
DE3129919A1 (de) Zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine
DE2547397C2 (de) Elektronisches Zündsystem für Brennkraftmaschinen
DE10028105B4 (de) Fehlzündungsdetektionssystem mittels Ionenmessung bei einer Schließvorspannung
DE3404245A1 (de) Hochspannungs-generatorschaltung fuer ein kraftfahrzeugzuendsystem
DE2648517C2 (de) Überwachungsschaltung für eine zu einer Brennkraftmaschine gehörende Zündeinrichtung
DE2418265A1 (de) Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen
DE1464045B2 (de) Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen
EP0805920B1 (de) Zündanlage für brennkraftmaschinen
DE1539225A1 (de) Funkenzuendschaltung fuer Brennkraftmaschinen
DE3144264A1 (de) Transistorisierte zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE ES FR GB IT SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19980325

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 19990427

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE ES FR GB IT SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 59604497

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20000330

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: STUDIO JAUMANN P. & C. S.N.C.

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2143804

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

ET Fr: translation filed
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20000502

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20001109

Year of fee payment: 5

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20001113

Year of fee payment: 5

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20001121

Year of fee payment: 5

Ref country code: FR

Payment date: 20001121

Year of fee payment: 5

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20010126

Year of fee payment: 5

26N No opposition filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20011120

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20011121

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20011121

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 96945739.9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020702

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20011120

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020730

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20021213

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051120