EP1254313A2 - Verfahren zur erzeugung einer folge von hochspannungszündfunken und hochspannungszündvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur erzeugung einer folge von hochspannungszündfunken und hochspannungszündvorrichtung

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EP1254313A2
EP1254313A2 EP01903597A EP01903597A EP1254313A2 EP 1254313 A2 EP1254313 A2 EP 1254313A2 EP 01903597 A EP01903597 A EP 01903597A EP 01903597 A EP01903597 A EP 01903597A EP 1254313 A2 EP1254313 A2 EP 1254313A2
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EP
European Patent Office
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ignition
spark
energy store
voltage
ignition energy
Prior art date
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EP01903597A
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French (fr)
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Manfred Vogel
Werner Herden
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/10—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having continuous electric sparks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
    • F23Q3/004—Using semiconductor elements

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a sequence of high-voltage ignition pulses and a high-voltage ignition device according to the preamble of claim 8.
  • ignition systems In addition to the inductive ignition. capacitive ignition systems and alternating current ignition systems are also known. Furthermore, ignition systems have become known in the prior art, in which a sequence of high-voltage ignition sparks is generated.
  • the device also known as double ignition, generates a plurality of ignition sparks in a cylinder during a combustion process in order to improve the combustion.
  • ignition systems are known, for example, which have a plurality of ignition energy stores, for example ignition coils.
  • the ignition spark sequence is time-controlled in the prior art, this time control being carried out by software and / or hardware by means of a control unit.
  • a disadvantage of the known multiple spark systems is that the time between an opening and Discharge of the ignition storage is relatively long.
  • an increased material expenditure is required.
  • Ignition coil to use The reduction in the recharging time of the ignition energy store is essentially achieved by recharging it before it is completely discharged. Irrespective of parameter changes, such as the ignition voltage, the ignition voltage of the ignition spark, the speed of the internal combustion engine, the ratio of the air-fuel mixture, the battery voltage situation or the like, a residual ignition energy remains in the ignition energy store, so that the recharging process is shortened , whereupon the subsequent spark can be generated with a much shorter time interval to the first spark.
  • the recharging process of the ignition energy store is only started when the ignition spark current reaches the
  • this measuring line can be used to measure the ignition spark current. This results in an inexpensive and robust solution to the
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a high-voltage ignition device
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a high-voltage ignition device
  • FIG. 4 shows the current and voltage profiles associated with the high-voltage ignition device according to FIG. 3 over time.
  • FIG. 1 shows a high-voltage ignition device 1, which includes an ignition energy storage 2, a control unit 3 and a switching element 4 u.
  • the high-voltage ignition device 1 provides electrical energy for generating a high-voltage ignition spark at a spark gap 5.
  • the spark gap 5 is formed on a spark generating means 6, which is preferably implemented as a spark plug. can be.
  • the Zundenergy Eat 2 is formed in 'preferred exemplary form as an inductor, so realized as an ignition coil 1 7, which has a primary winding 8 and a .Sekundärwicklung. 9
  • the spark generator 6 is connected to the secondary winding 9, an interference suppressor 10 and a so-called EFU diode 11 (switch-on spark suppression), the anode of which, and the spark gap 5, are arranged in this circuit
  • the primary winding 8 has one end of the winding at a supply voltage U B , which is, for example, the battery voltage of an on-board battery of a motor vehicle. 'The other winding end of the primary winding 8 is "' can be laid across the switching element 4 to ground. Depending on 25 the switching element 4 is controlled by the control unit 3 via a trigger output 4 ', that is, the power supply circuit is opened or closed for the primary winding 8. with a closed switching element 4 of the ignition energy is 30 2 overall load. After the charging of the ignition energy is stored Zundenergie Grandes 2, the degraded via the radio link 5 by opening the Wege ⁇ ements 4 and the ignition energy. 2 discharged thereby.
  • the control unit 3 has a voltage measurement input 14 which is connected to a voltage tap 15 which is located in the primary-side circuit between the primary coil 8 and the switching element 4 in order to be able to measure the so-called clamp voltage of the ignition energy store 2. Furthermore, the control device 3 has a current measurement input 16 which is connected to a current tap 17 of the switching element 4. The primary current I p is measured via this current measurement input 16, at least during the charging process of the ignition energy store 2. In addition, the control unit 3 includes a determining device 19 which determines the state of charge of the energy store 2 at least during the generation of ignition sparks.
  • the determination device has a current measurement input 20 which is connected to a winding end of the secondary winding 9, so that the spark current I p can be measured during the ignition spark generation.
  • a measuring resistor 21 also referred to as a shunt, is connected to the connecting line between the Strpm measuring unit 20 and the secondary winding 9 with its one connection, the other connection of the measuring resistor 21 being connected to ground 18.
  • the control device 3 has a control input 22 to which a control voltage U E can be applied, which can be output by a switching device.
  • Charging is again carried out until reaching the specified value I f ur ⁇ PIZÜND en Primärström at time t 3 is opened whereupon the switching element 4 via the control unit 3 again, so that by discharging a VietnameseZündfunken. ignites the spark gap 5 at time t 3 , which continues to burn until the ignition spark current l p has dropped again to the trigger value I TR at time t 4 , whereupon the switching element 4 is closed again and the ignition energy storage device is charged again is until the value of the primary current I p again reaches the value I P / IGNIT at time - t s .
  • the switching element 4 for a charging process of the ignition energy store 2 is only closed when the ignition spark current I F has the trigger value I ra for falls below a certain time period, for example 20 ⁇ s to 80 ⁇ s, so that current peaks are quasi filtered out and are not taken into account when activating the switching element 4.
  • the trigger value I ra is less than the maximum current I P, raax and can be, for example, 0.3 to 0.7 times the maximum ignition current I F $ max .
  • This trigger value I ra can therefore be varied, preferably as a function of at least one operating parameter of the internal combustion engine. For example, the speed and / or the
  • a characteristic curve field is available - in which several characteristic curves are contained, so that depending on these operating characteristic curves the Internal combustion engine the trigger value I TR can be selected. Changing the trigger value I TR also changes the duration of a single spark, so the number of sparks for a spark sequence can be changed.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a high-voltage ignition device 1, wherein the detecting means to the control device 19 in a formed 3 upstream switching unit '27, which comprises a switching device 28 which has its output connected to the control input 22 of the controller 3 and the control voltage U E for the control unit - 3 provides.
  • the control voltage U E is provided in a pulse-like manner in accordance with FIG. 4a, specifically as a function of the spark current I F. If this spark current I F reaches the trigger value 1 ⁇ (FIG. 4c), a control voltage pulse U E is again applied to the control input 22, so that the control unit 3 closes the switching element 4 until the primary current I p reaches the ignition value I P (Z ⁇ ND (FIG.
  • control voltage U E is that only three connections 23, 24 and 25 have to be led out of the housing which accommodates the unit 3 ', which has the control device 3 and the switching element 4.
  • the current measurement input 20 is tapped between a Zener diode 29 and the measuring resistor 21, the Zener diode 29 being switched in the forward direction for the spark current I p .
  • the connecting line between the secondary winding 9 and the Zener diode 29 is passed on to an ion current measuring device 30, with which the ion current in the combustion chamber can be measured during spark breaks, in order, for example, to be able to assess the knocking behavior of the internal combustion engine.
  • the same or equivalent parts in FIGS. 3 and 4 as in FIGS. 1 and 2 are provided with the same reference numerals. In this respect, reference is made to their description.
  • a multiple charging and discharging of the ignition energy store 2 is realized, the charging time compared to known systems for recharging the ignition energy store 2 being significantly reduced in order to reduce the pause times between two ignition sparks, since residual energy always remains in the ignition energy store 2.
  • Inexpensive ignition energy storage devices in particular coils, whose primary energy is ⁇ 100 mJ can thus be used.
  • zü ⁇ ro may also include an adjustment to the respective supply voltage level, in particular loading situation, the 'on-board battery can be achieved.
  • the duration of a spark sequence or the number of sparks during a spark sequence can be varied.
  • the adaptation of the discharge time of the ignition energy store can also be adapted to the conditions in the secondary circuit of the ignition energy store 2 and of the ignition spark generation means 6, so that tolerances of the resistors 12, 10 and 13 in the secondary circuit can also be compensated for.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Folge vo Hochspannungszündfunken, bei dem ein Zündenergiespeicher (2) bis zu einem festlegbaren Ladezustand (I>P<, >ZÜND<) aufgeladen wird, durch Entladen des Zündenergiespeichers (2) an einem an dem Zündenergiespeicher (2) angeschlossenen Zündfunkenerzeugungsmittel (6) ein Zündfunken erzeugt wird, ein Wiederaufladevorgang des Zündenergiespeichers (2) gestartet wird, bevor der Zündenergiespeicher (2) vollständig entladen ist, und durch Entladen des Zündenergiespeichers (2) ein weiterer Zündfunken am Zündfunkenerzeugungsmittel (6) erzeugt wird.

Description

Verfahren zur Erzeugung einer Folge von Hochspannungszundfunken und ΗochspannungsZündvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Folge von Hochspannungszündimpulsen sowie eine HochspannungsZündvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind verschiedene Hochspannungs-Zündvorrichtungen bekannt. Neben der induktiven Zündung sind . außerdem kapazitive Zündsysteme sowie Wechselstrom-Zündsysteme bekannt. Ferner sind im Stand der Technik Zündsysteme bekannt geworden, bei- denen eine Folge von Hochspannungszundfunken erzeugt wird. Die auch als Doppelzündung bekannte Vorrichtung erzeugt während eines Verbrennungsvor- ganges in einem Zylinder mehrere Zündfunken, um die Verbrennung zu verbessern. Hierfür sind beispielsweise Zündsysteme bekannt, die mehrere Zündenergiespeicher, beispielsweise Zündspulen, aufweisen. Die Zündfunkenfolge wird im Stand der Technik zeitge- steuert, wobei diese ZeitSteuerung per Software und/oder Hardware mittels eines Steuergeräts erfolgt . Nachteilig bei den bekannten Mehrfachfunken- Systemen ist, dass die Zeit zwischen einem Auf- und Entladevorgang des Zündspeichers relativ lange ist . Außerdem ist bei Zündsystemen mit mehreren Zündenergiespeichern ein erhöhter- Materialaufwand erforderlich.
Vorteile der Erfindung
Mit dem Verfahren zur Erzeugung einer Folge von Hochspannungszündimpulsen, das die Merkmale des Än- spruchs 1 aufweist, und mit der Hochspannungs- Zündvorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 8 besitzt, ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Zeit zwischen einem Entlade- und Aufladevorgang eines Zündenergiespeichers zu verkürzen. Dadurch ist es möglich, während eines Verbrennungsvorganges mehrere Hochspannungszundfunken bereitzustellen. Es ist jedoch auch möglich, aufgrund der Erhöhung der Anzahl der Zündfunken, die Kapazität des Zündenergiespeichers zu reduzieren, also beispielsweise ei-' ne gegenüber dem Stand der Technik verkleinerte
Zündspule zu verwenden. Im. wesentlichen wird die Verkürzung der Wiederaufladezeit des Zündenergiespeichers dadurch erreicht, dass dieser vor seiner vollständigen Entladung wieder aufgeladen wird. Es verbleibt also unabhängig von Parameter nderungen, wie beispielsweise der Zündspannung, der Brennspannung des Zündfunkens, der Drehzahl der Brennkraftmaschine, des Verhältnisses des Luft-Kraftstoff- Gemisches, der Batteriespannungssituation oder der- gleichen, eine Restzündenergie im Zündenergiespeicher, so dass der Wiederaufladevorgang verkürzt ist, worauf der Folgefunken mit einem wesentlich geringeren Zeitabstand zum Erstfunken erzeugt werden kann. Um eine vollständige Entladung des Zündenergiespeichers auf einfach Art und Weise verhindern zu können, ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass -während der Zündfunken brennt- der 5 Zündfunkenstrom gemessen und bei Unterschreiten eines festlegbaren Wertes des Zündfunkenstromes der Wiederaufladevorgang des Zündenergiespeichers gestartet wird. Um unkontrollierte Wiederzündung am Zündfunkenerzeugungsmittel auszuschließen, die bei-
10 spielsweise durch Stromspitzen des Zündfunkenstromes hervorgerufen werden kann, ist in besonders bevorzugter Ausführungsform vorgesehen, dass der Wiederaufladevorgang des Zündenergiespeichers erst dann gestartet wird, wenn der Zündfunkenstrom den
15. festlegbaren Wert für einen vorgegebenen Zeitraum unterschritten hat. Damit wird jedoch auch eine Mindestfunkendauer gewährleistet, die für die Zündung des Luft-Kraftstoffgemisches im Brennraum erforderlich ist . Da das Wiedereinschalten also erst
20 bei Unterschreiten des . ündfunkenströms unter den festlegbaren Wert erfolgt, wird aber auch die kurze Wiederaufladezeit des Zündfunkenspeichers erreicht, da Restzündenergie im Speicher vorhanden ist.
25 Ist eine Messleitung von dem Zündenergiespeicher zu einem Steuergerät für eine Ionenstrommessung vorhanden, so kann diese Messleitung zur Messung des Zündfunkenstroms verwendet werden. Dadurch ergibt sich eine kostengünstige und robuste Lösung der
30 Steuerung des Wiederaufladevorgangs durch das Steuergerät .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zeichnung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung -näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hochspannungs- ündvorrichtung,
Figur 2 über der Zeit aufgetragen den Ladestrom eines Zündenergiespeichers der Hochspannungszündvorrichtung, den Zündfunkenstrom sowie eine' SteuerSpannung,
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispieϊ einer Hochspannungs-Zündvorrichtung, und
Figur 4 die zur Hochspannungs-Zündvorrichtung nach Figur 3 zugehörigen Strom- und Span- ' nungsverläufe über der Zeit.
Beschreibung der ' Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine Hochspannungs-Zündvorrichtung 1, die einen Zündenergiespeicher 2, ein Steuergerät 3 und ein Schaltelement 4 u fasst. Die Hochspannungs- Zündvorrichtung 1 stellt an einer Funkenstrecke 5 elektrische Energie zur Erzeugung eines Hochspannungs-Zündfunkens bereit. Die Funkenstrecke 5 ist an einem Zündfunkenerzeugungsmittel 6 ausgebildet, das vorzugsweise als Zündkerze realisiert . sein -kann. Der Zundenergiespeicher 2 ist in ' bevorzugter Aus- führungsform als Induktivität ausgebildet, also als Zündspule17 realisiert, die eine Primärwicklung 8 und eine .Sekundärwicklung 9 besitzt. An der Sekun- 5 därwicklung 9 ist das Zündfunkenerzeugungsmittel 6 angeschlossen, wobei in diesem Stromkreis noch ein Entstörwiderstand 10 und eine, sogenannte EFU-Diode 11 (Einschalt-Funken-Unterdrückung) angeordnet sind, deren Anode mit der Funkenstrecke 5 und deren
1.0 Kathode mit der Sekundärwicklung 9 verbunden sind. Ferner sind in diesem Stromkreis noch- der Abbrand- . iderstand 12 des Zündfunkenerzeugungsmittels und der Widerstand 13 des Zündenergiespeichers 2 eingezeichnet. Mit ihrem einen Wicklungsende ist die Se-
15 kundärwicklung 9 also mit der Funkenstrecke 5 und mit ihrem anderen Wicklungsende mit dem Steuergerät 3 verbunden.
Die Primärwicklung 8 liegt mit- ihrem einen 20 Wicklungsende an einer Versorgungsspannung UB, die beispielsweise die Batteriespannung einer Bordbatterie eines Kraftfahrzeugs ist. ' Das andere Wicklungsende der Primärwicklung 8 ist"' über das Schaltelement 4 auf Masse legbar. Je nachdem, wie 25 das Schaltelement 4 von dem Steuergerät 3 über einen Ansteuerausgang 4 ' angesteuert wird, ist also der Versorgungsstromkreis für die Primärwicklung 8 geöffnet oder geschlossen. Bei geschlossenem Schaltelement 4 wird der Zündenergiespeicher 2 ge- 30 laden. Nach erfolgter Aufladung des Zundenergiespeichers 2 wird durch Öffnen des Schalteϊements 4 die gespeicherte Zündenergie über die Funkenstrecke 5 abgebaut und der Zündenergiespeicher .2 dadurch entladen. Das Steuergerät 3 weist einen Spannungsmesseingang 14 auf, der mit einem Spannungsabgriff 15 verbunden ist, der im primärseitigen- Stromkreis zwischen der Primärspule 8 und dem -Schaltelement 4 liegt, um die sogenannte KlammerSpannung des Zündenergiespeichers 2 messen zu können. Ferner weist das Steuergerät 3 einen Strommesseingang 16 auf, der mit einem Stromabgriff 17. des Schaltelements 4 verbunden ist. Über diesen Strommesseingang 16 wird der Primärstrom Ip gemessen, und zwar zumindest während des LadeVorgangs des Zündenergiespeichers 2. Außerdem u fasst das' Steuergerät 3 eine Ermittlungseinrichtung 19, die den Ladezustand des Energiespeichers 2 zumindest während der Zündfunkenerzeugung ermittelt. Hierzu weist die Ermittlungseinrichtung in bevorzugter Ausführungsform einen Strommesseingang 20 auf, der mit einem Wicklungsende der Sekundärwicklung 9 verbunden ist, so dass während der Zündfunkenerzeugung der Funkenstrom Ip gemessen werden kann. Um dies einfach und leicht ausführen zu können, ist ein auch als Shunt bezeichneter Messwiderstand 21 an die Verbindungsleitung zwischen Strpm- messeingaiig 20 und Sekundärwicklung 9 mit seinem einen Anschlύss angeschlossen, wobei der andere An- schluss des Messwiderstands 21 zur Masse 18 geführt ist . Schließlich weist das Steuergerät 3 einen Steuereingang 22 auf, an den eine SteuerSpannung UE angelegt werden kann,- die von einem Schaltgerät ausgegeben werden kann.
Anhand der Figuren 1 und 2a bis 2c wird im Folgenden ' die Funktionsweise der Hochspannungs-Zündvorrichtung 1 erläutert: Bei aktiviertem Steuereingang 22 liegt die Steuerspannung UE in einem Zeit- räum t0 bis tE an (Figur 2c) . Daraufhin steuert das Steuergerät 3 das Schaltelement 4 an, so dass der Versorgungsstromkreis für die Primärwicklung 8 geschlossen ist und der Primärstrom Ip ab dem Zeit- punkt t0 ansteigt.' Der Strom Ip ändert sich in Abhängigkeit des Ladezustands des Zündenergiespeichers 2. Bei Erreichen eines vorgebbaren Wertes ^P.ZÖND zum Zeitpunkt tx wird das Schaltelement 4 über das Steuergerät 3 wieder geöffnet, so dass der an- schließende Entladevorgang des Zündenergiespeichers 2 den Funkenstrom IF (Figur 2b) zum Zeitpunkt tx ansteigen lässt, worauf' der Zündfunke an der Funkenstrecke 5 brennt . Durch fortschreitende Entladung des Zündenergiespeichers 2 nimmt der Funken- ström IF ab. Bei Erreichen eines vorgebbaren Triggerwertes Ira des Funkenstroms IF, der durch die Ermittlungseinrichtung 19 erfasst wird, wird das Schaltelement 4 über das Steuergerät 3 wieder geschlossen und . ein Wiederaufladevorgang des Zünd- energiespeichers 2 zum Zeitpunkt t2 gestartet. Der
Ladevorgang wird wieder bis zum Erreichen des bestimmten Wertes IPIZÜND fur ^en Primärström zum Zeitpunkt t3 durchgeführt, worauf das Schaltelement 4 über das Steuergerät 3 wieder geöffnet wird, so dass durch den Entladevorgang ein FolgeZündfunken . an -der Funkenstrecke 5 zum Zeitpunkt t3 zündet, der so lange brennt, bis der Zündfunkenstrom lp wieder auf den Triggerwert ITR zum Zeitpunkt t4 abgefallen ist, woraufhin das Schaltelement 4 wieder geschlos- sen wird und ein weiterer Ladevorgang des Zündenergiespeichers durchgeführt wird, bis der Wert des Primärstrom Ip wieder den Wert IP/ZÜND zuιn Zeitpunkt - ts erreicht. Durch nochmaliges Öffnen des Schaltelements 4 erfolgt wieder ein Entladevorgang des Zündspeichers 2, der wiederum ein Zündfunken zum Zeitpunkt ts an der Funkenstrecke 5 erzeugt. Die Ansteuerspannung UE liegt jedoch zum Zeitpunkt tE nicht mehr am Steuereingang 22 an, so dass das ■ Steuergerät 3 das Schaltelement 4 nicht wieder schließt und der Zündfunken vollständig ausbrennt. Ohne weiteres zeigt sich also, dass je nach Ansteuerdauer t0 bis tE zum Zeitpunkt tx ein Erstfunken, im Zeitraum t2 bis t4 zumindest ein oder auch mehre- re Folgefunken erzeugt werden können und zum Zeitpunkt ts ein A schlussZündfunke erzeugt wird, der ausbrennen kann.
Um zwischen zwei Zündfunken, beispielsweise im Zeitraum t2 bis t3, ein unkontrolliertes Laden beziehungsweise Entladen des Zündenergiespeichers zu verhindern, wird das Schaltelement 4 für einen Ladevorgang des Zündenergiespeichers 2 erst dann geschlossen, wenn der Zündfunkenstrom IF den Trigger- wert Ira für einen bestimmten Zeitraum, beispielsweise 20μs bis 80μs, unterschreitet, so dass Stromspitzen quasi ausgefiltert werden und bei der An- steuerung des Schaltelements 4 nicht berücksichtigt werden. Der Triggerwert Ira ist geringer als der Ma- xi alstrom IP,raax und kann beispielsweise das 0,3 bis 0,7-fache des maximalen Zündstroms IF$max betragen. Dieser Triggerwert Ira ist also variierbar, und zwar vorzugsweise in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine. Hierfür können beispielsweise die Drehzahl und/oder die
Last der Brennkraftmaschine dienen. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Kennlinienfeld verfügbar ist, - in dem mehrere Kennlinien enthalten sind, so dass in Abhängigkeit dieser Betriebskennlinien der Brennkraftmaschine der Triggerwert ITR gewählt werden kann. Durch Ändern des Triggerwerts ITR ändert sich auch die Dauer eines Einzelfunkens, somit kann die Funkenanzahl für eine Funkenfolge geändert wer- den.
Aus Figur 1 geht noch hervor, dass sowohl das Steuergerät 3 und' der Messwiderstand 21 als auch das Schaltelement 4, das insbesondere als Leistungs- Schalter ausgebildet ist, als Einheit 3' auf einem Halbleitersubstrat kostengünstig hergestellt werden können, so dass lediglich vier' Anschlüsse 23 bis 26 aus einem dieses Substrat aufnehmenden Gehäuse herausgeführt werden müssen. Selbstverständlich können das Steuergerät 3, der Messwiderstand 21 und das Schaltelement 4 als separate Bauelemente ausgebildet sein, die jedoch auch in einem einzigen Gehäuse angeordnet sein können, das die Anschlüsse 23 bis 26 aufweist.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hochspannungs-Zündvorrichtung 1, bei der die Ermittlungseinrichtung 19 in einer dem Steuergerät 3 vorgeschalteten Schalteinheit '27 ausgebildet ist, die ein Schaltgerät 28 umfasst, das ausgangsseitig mit dem Steuereingang 22 des Steuergeräts 3 verbunden ist und die SteuerSpannung UE für das Steuergerät - 3 bereitstellt. Die Steuerspannung UE wird gemäß Figur 4a impulsartig bereitgestellt, und zwar in Abhängigkeit des Funkenstroms IF. Erreicht dieser Funkenstrom IF den Triggerwert 1^ (Figur 4c) , wird wieder ein Steuerspannungsimpuls UE auf den Steuereingang 22 gegeben, so dass das Steuergerät 3 das Schaltelement 4 schließt, bis der Primärstrom Ip den Zündwert IP(ZÖND (Figur 4b) erreicht., worauf das Schaltelement 4 wieder geöffnet . wird, so dass durch Entladen des Zündenergiespeichers 2 wieder ein Funke an der "Funkenstrecke 5 bereitgestellt werden kann. Vorteilhaft bei dieser Bereitstellung der SteuerSpannung UE ist,- dass aus dem Gehäuse, das die Einheit 3' aufnimmt, die das Steuergerät 3 und das Schaltelement 4. aufweist, lediglich drei Anschlüsse 23, 24 und 25 herausgeführt -werden müs- sen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Hochspannungs- Zündvorrichtung 1 gemäß Figur 3 ist der Strommess- eingang 20 zwischen einer Zenerdiode 29 und dem Messwiderstand 21 abgegriffen, wobei die Zenerdiode 29 für -den Funkenstrom Ip in Durchlässrichtung geschaltet ist . Die Verbindungsleitung zwischen Sekundärwicklung 9 und der Zenerdiode 29 wird weitergeführt zu einer Ionenstrommesseinrichtung 30, mit der in Zündfunkenpausen der Ionenstrom in. dem Brennraum gemessen werden kann, um beispielsweise das Klopfverhalten der Brennkraftmaschine beurteilen zu können. Im übrigen sind in den Figuren 3 und 4 gleiche beziehungsweise gleich wirkende Teile wie in den Figuren 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen versehen. Insofern wird auf deren Beschreibung verwiesen.
Mit der Hochspannungs-Zündvorrichtung 1 wird also ein mehrfaches Auf- und Entladen des Zündenergiespeichers 2 realisiert, wobei zur Reduzierung der Paus nzeiten zwischen zwei Zündfunken die Ladezeit gegenüber bekannten Systemen zum Wiederaufladen des Zündenergiespeichers 2 wesentlich verkürzt ist, da immer Restenergie im Zündenergiespeicher 2 verbleibt. Es können somit kostengünstige Zündenergiespeicher, insbesondere Spulen, verwendet werden, deren Primärenergie < lOOmJ ist. Durch Änderung des Triggerwertes Ira für den Funkenstrom und Änderung des Abschaltstromes IP,züιro kann außerdem eine Anpassung an die jeweilige Versorgungsspannungshöhe, insbesondere Ladesituation der' Bordbatterie, erreicht werden. Außerdem kann die Dauer einer Fun- kenfolge beziehungsweise die Funkenanzahl während einer Funkenfolge variiert werden.
Die Anpassung der Entladezeit des Zündenergiespei- -chers kann außerdem an die Bedingungen im Sekundär- kreis des Zündenergiespeichers 2 und des Zündfunkenerzeugungsmittels 6 angepasst werden, so dass auch Toleranzen der Widerstände 12, 10 und 13 im Sekundärkreis kompensiert werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung einer Folge' von Hochspannungszundfunken, bei dem
-ein Zündenergiespeicher (2) bis zu einem festleg- baren Ladezustand (IP/ZÜHD) aufgeladen wird,
-durch Entladen des Zundenergiespeichers (2) an einem an dem Zündenergiespeicher (2) angeschlossenen Zündfunkenerzeugungsmittel (6) ein Zündfunken er- zeugt wird,
-ein Wiederaufladevorgang des Zündenergiespeichers (2) gestartet wird, bevor der Zündenergiespeicher (2) vollständig entladen ist, und
-durch Entladen des Zündenergiespeicher (2) ein weiterer Zündfunken am Zündfunkenerzeugungsmittel (6) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,, dass während der Zündfunkenerzeugung der Zündfunkenstrom (IF) gemessen wird und bei Unterschreiten eines festlegbaren Wertes (1^) des Zündfunkenstromes (IF) der Wiederaufladevorgang des Zündener- giespeichers (2) gestartet wird.
3. Verfahren nach' Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wiederaufladevorgang des Zundenergiespeichers (2) gestartet wird, -wenn der ■ Zündfunkenstrom (IF) den festlegbaren Wert (ITR) für einen vorgebbaren Zeitraum unterschritten hat.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü- 5 .ehe, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ladevorgang, ein Wiederaufladevorgang und ein vollständiger Entladevorgang des Zündenergiespeichers (2) innerhalb eines Verbrennungszyklus erfolgen.
10 5. Verfahren- nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Wiederaufladevorgänge innerhalb eines Verbrennungszyklus in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmt wird.
15
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Zündfunkenpause eine Ionenstrommessung erfolgt und dass in Abhängigkeit der aus der lonenstrommessung
20 ermittelten Parameter der StartZeitpunkt des Wie- deraufladevorganges des Zündenergiespeichers (2.) gewählt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü- 25 ehe, dadurch gekennzeichnet, dass der Triggerwert
(ITR) für den Zündfunkenstrom (IF) in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters, insbesondere der Drehzahl und/oder Last, der Brennkraftmaschine variierbar ist .
30.
8. Hochspannungs-Zündvorrichtung zur Erzeugung einer Funkenf-olge , mit einem ZündenergieSpeicher, einem Schaltelement für den Zündenergiespeicher, das eine Energieversorgungseinrichtung mit dem- Zünd- energiespe cher verbindet und unterbricht, und einer Steuereinrichtung für das Ansteuern des Schalt- elements, gekennzeichnet durch eine Ermittlungseinrichtung (19) für den Ladezustand ( Iτ?ιZäSD) des Zünd- 5 energiespeichers (2), wobei die Steuereinrichtung (3) das Schaltelement (4) dann wieder, schließt, wenn der Ladezustand des Zündenergiespeichers (2) einen vorgebbaren -Wert unterschreitet und das Schaltelement (4) wieder geöffnet wird, wenn ein 10 vorgebbarer Ladezustand wieder erreicht ist.
9. Hochspannungs-Zündvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (19) eine Strommesseinrichtung für den
15 Funkenstrom (IF)'ist.
10. Hochspannungs-Zündvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündenergiespeicher (2) eine Induktivität ist.
20
11. Hochspannungs-Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche '8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) die Ermittlungseinrichtung (19) aufweist.
25
12. Hochspannungs-Zündvorrichtung nach- Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (4) ein Halbleiter-Schaltelement ist.
•30 13. Hochspannungs-Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiter-Schaltelement und die Steuereinrichtung (3) auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sind.
14.. Hochspannungs-Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis , 13 , gekennzeichnet durch eine lonenstrommesseinrichtung (30) .
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