EP1299630B1 - Zündverfahren - Google Patents

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EP1299630B1
EP1299630B1 EP01931405A EP01931405A EP1299630B1 EP 1299630 B1 EP1299630 B1 EP 1299630B1 EP 01931405 A EP01931405 A EP 01931405A EP 01931405 A EP01931405 A EP 01931405A EP 1299630 B1 EP1299630 B1 EP 1299630B1
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EP
European Patent Office
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operating mode
ignition
homogeneous
spark
current
Prior art date
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EP01931405A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1299630A1 (de
Inventor
Manfred Vogel
Werner Herden
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
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Publication of EP1299630A1 publication Critical patent/EP1299630A1/de
Application granted granted Critical
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F02P3/051—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/053—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
    • 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
    • F02P15/08—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 multiple-spark ignition, i.e. ignition occurring simultaneously at different places in one engine cylinder or in two or more separate engine cylinders

Definitions

  • the present invention relates to an ignition method for an internal combustion engine, wherein an injection is performed alternatively at least in a first operating mode or in a second operating mode and wherein the charging of the ignition coil is performed depending on the current operating mode, and a corresponding ignition device.
  • the homogeneous operation can also be realized lean and / or exhaust gas recirculation (EGR) as a homogeneous operation H2.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • a high flow level is required. This deflects the spark plasma until it breaks off and reignites occur.
  • shift operation S In internal combustion engines with gasoline direct injection, a so-called charge stratification is realized in the combustion chamber for full utilization of the consumption advantage in certain operating ranges, which is referred to below as shift operation S.
  • shift operation S by contrast, only a small stoichiometric cloud is introduced into the combustion chamber, which is locally ignitable, whereas the remaining contents of the combustion chamber can not be ignited.
  • the advantage of this shift operation S lies in an extended lean operation of the internal combustion engine and thus ultimately in a fuel economy. It is therefore desirable to make the operating range of the stratified operation S as large as possible, that is, in particular to expand to the highest possible loads and high speeds.
  • this layered mode of operation is a single spark lasting as long as possible at an initial current of typically about 50-80 mA and a secondary energy of typically about 80-100 mJ or a pulse train of adjustable length with an initial current of about 100 mA from a coil with about 30 mJ secondary energy just.
  • An ignition coil can be designed either for long spark duration (high secondary inductance, ie high secondary winding number) with moderate starting current or for short spark duration (low secondary inductance, ie low secondary winding number). A decision for a discrete interpretation as a compromise is therefore absolutely necessary.
  • US-A-5 170 760 discloses an internal combustion engine with direct injection of fuel into the combustion chambers, wherein in a first mode a stratified charge is ignited with two or more ignition pulses in the ignition primary circuit; a second mode of operation is also provided with homogeneous charge in the combustion chamber, with fewer firing pulses than in stratified operation This triggers a different number of firing pulses / sparks or a longer burning spark, or higher energy firing pulses are used in the first stratified charge mode
  • the ignition method according to the invention with the features of claim 1 has the advantage over the known approaches that an adapted to the problem of gasoline direct injection engines function optimal flame both stratified operation in homogeneous lean operation and / or with EGR and cold start or other critical engine conditions allows.
  • Control of the operation can be done as needed. Only as much energy as is required to ignite is introduced. As a result, unnecessary Kerzenabbrand is avoided.
  • a smaller coil space due to lower number of turns on the secondary side or larger iron cross-section is possible with the same installation space.
  • a cost advantage by saving of magnets for biasing the iron circuit can be achieved.
  • the appropriate type of ignition is provided via a control pulse coding.
  • the first operating mode is a homogeneous normal operation, which is subdivided into the submodes stoichiometric normal operation and substoichiometric normal operation, and the second operating mode is an inhomogeneous stratified operation.
  • control pulse courses have different pulse times and / or pulse counts. In this way, virtually any number of operating states can be coded with simple means.
  • the iron circuit of the ignition coil is driven to an onset of saturation in an operating mode which requires a high spark initial current.
  • This design has the advantage that More energy can be stored and the voltage slew rate increased due to the initially lower secondary inductance.
  • FIG. 1 is a plot of the spark current waveform i F versus time t according to a first embodiment of the present invention.
  • the curve a) represents the spark current profile as a discharge of the ignition coil (secondary energy approx. 30 mJ, primary deactivation current approx. 10 A) without the pulse train characteristic.
  • the secondary spark spark current amounts to approx. 110 mA with a burning time of approx , 35 ms at a spark ignition voltage of 1500 V.
  • the curve b) shows this ignition coil in the realization of a pulse train with four pulses, in which the primary-side reconnection of the ignition coil takes place in each case when the spark current has dropped to about 50 mA. To realize the short recharging time, a battery voltage of 42 V is assumed.
  • the short recharging time can be achieved by increasing the primary current from 10 A to 30 A at a previously common battery voltage of 14 V.
  • the curve c) shows the spark current characteristic for the homogeneous operation H1 or H2, namely, when the coil was charged by increasing the primary side shutdown current (from about 10 A to 15 A) to about twice the energy of 60 mJ.
  • This first embodiment assumes that the coil is in the linear range of magnetizability.
  • FIG. 2 is a plot of the spark current waveform i F versus time t according to a second embodiment of the present invention.
  • the curve a) represents the spark current characteristic as a discharge of the ignition coil (bar coil, secondary energy approx. 30 mJ, primary switch-off current approx. 10 A) without the pulsing characteristic.
  • the secondary-side spark starting current as in the above first example, is approx. 110 mA with a burning time of approx 0.35 ms.
  • the curve b) shows this ignition coil when implementing a pulse train with four pulses as in the above first example, in which the primary side reconnection of the ignition coil takes place in each case when the spark current has dropped to about 50 mA. To realize the short recharge time Here, too, a battery voltage of 42 V is assumed.
  • Curve c) shows the spark current profile for homogeneous operation, namely when the coil is charged to approximately twice the energy of 60 mJ by increasing the primary-side switch-off current (from approx. 10 A to 20 A). This results in an increased spark starting current of 200 mA, which is non-linear, i. initially steeper, falls off, since initially there is a lower inductance due to the saturation property. Again, a sufficiently short spark duration of about 0.5 ms.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a drive device for realizing the first or second embodiment.
  • MS designates an engine control unit, L a control logic and ES an output stage, which as essential components a power transistor LT, a spark plug ZK and an ignition coil ZS includes. It is assumed that the pulse train generating electronics, so the control logic L and the output stage ES, is located on / in the ignition coil ZS.
  • a control pulse SI is supplied depending on the current injection mode, which has a coding from which the control logic L can detect locally, whether a pulse train at low energy or ein.Pulszug at high energy, a single pulse at low energy or a single pulse is desired at high energy.
  • the invention is not limited to the illustrated pulse shapes, energies and burning times or the like. limited. Also, further injection modes may be provided.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

    STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zündverfahren für eine Brennkraftmaschine, wobei eine Einspritzung alternativ mindestens in einem ersten Betriebsmodus oder in einem zweiten Betriebsmodus durchgeführt wird und wobei das Laden der Zündspule in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebsmodus durchgeführt wird, sowie eine entsprechende Zündvorrichtung.
  • Obwohl auf beliebige Kraftstoffe und Motoren beliebiger Fahrzeuge anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in bezug auf eine Benzindirekteinspritzung einer Brennkraftmaschine eines Personenwagens erläutert.
  • Fig. 4 illustriert für verschiedene Betriebsarten einer Brennkraftmaschine die Abhängigkeit des Drehmoments M von der Drehzahl N.
  • Beim sogenannten homogenen Normalbetrieb H1 der Benzindirekteinspritzung wird der gesamte Brennraum mit einem stöchiometrischen Luft-/Krafstoffgemisch homogen (Lambdawert λ = 1) gefüllt, das zum Zündzeitpunkt durch den Zündfunken gezündet wird. Hier existieren bei hoher Energiedichte des Gemischs keinerlei Entflammungsprobleme.
  • Der Homogenbetrieb kann aber auch mager und/oder mit Abgasrückführung (AGR) als Homogenbetrieb H2 realisiert werden. Hierbei ist allgemein, um bei den geringen Energiedichten des Gemischs im Brennraum ausreichend schnelles Durchbrennen zu erreichen, ein hohes Strömungsniveau erforderlich. Dieses lenkt das Funkenplasma aus, bis es abreißt und Wiederzündungen erfolgen.
  • Hierdurch verteilt sich die Funkenenergie bei einer Spulenzündung mit typischen Funkendauern unter diesen Umständen von typischerweise ca. 1 ms auf zahlreiche Folgefunken, die jeweils neue Gemischbereiche erreichen.
  • Da aber magerster Betrieb oder sogenannter Hoch-AGR-Betrieb nur dann erreicht wird, wenn die gesamte Energie der Zündspule in einen einzigen Flammkern eingebracht wird, muß also die gesamte in der Zündspule gespeicherte Energie in so kurzer Zeit zugeführt werden, daß innerhalb dieser Zeitspanne (typischerweise ca. 0,3 - 0,6 ms) noch kein Abreißen des Funkens erfolgt.
  • Hieraus ergibt sich für diesen Betrieb H2 eine Anforderung nach möglichst hoher Energie und sehr kurzer Funkendauer (ca. 0,3 - 0,6 ms), was einen hohen erforderlichen Anfangsstrom von 150 - 200 mA zur Folge hat.
  • Bei Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung wird zur vollständigen Nutzung des Verbrauchsvorteils in bestimmten Betriebsbereichen eine sogenannte Ladungsschichtung im Brennraum realisiert, was im folgenden als Schichtbetrieb S bezeichnet wird.
  • Beim Schichtbetrieb S hingegen wird lediglich eine kleine stöchiometrische Wolke in den Brennraum eingebracht, welche lokal zündbar ist, wohingegen der restliche Inhalt des Brennraums nicht gezündet werden kann. Der Vorteil dieses Schichtbetriebs S liegt in einem erweiterten Magerbetrieb der Brennkraftmaschine und damit letztendlich in einer Kraftstoffersparnis. Es ist daher wünschenswert, den Betriebsbereich des Schichtbetriebs S möglichst groß zu gestalten, also insbesondere auf möglichst hohe Lasten und hohe Drehzahlen auszudehnen.
  • Im Schichtbetrieb S können am Ort des Zündfunkens bei hoher mittlerer Energiedichte in der Gemischwolke deutliche örtliche und/oder zeitliche Lambda-Schwankungen existieren. Um dabei sichere Entflammung zu erreichen, sollte der Funke lang brennen (typischerweise ca. 5 - 10° KW (KW = Kurbelwinkel)), so daß innerhalb dieser Zeit die Flammkernbildung, immer dann gestartet werden kann, wenn ein brennbarer Gemischbereich durch das Funkenplasma erfaßt wird.
  • Dabei steht dann unter Umständen, je nach Strömung des Gemischs an der Zündkerze, mit zunehmender Funkendauer nur noch ein sich stetig verringernder kleiner Teil der elektrisch aus der Zündspule eingebrachten Energie der Flammkernbildung zur Verfügung, weshalb bekanntermaßen vorgeschlagen wurde, innerhalb des obigen KW-Intervalls einen Pulszug zu erzeugen, also die Zündspule mehrfach zu laden und entladen.
  • Also werden dieser geschichteten Betriebsweise ein möglichst lang brennender Einzel-Zündfunke bei einem Anfangsstrom von typischerweise ca. 50 - 80 mA und einer Sekundärenergie von typischerweise ca. 80 - 100 mJ oder ein Pulszug einstellbarer Länge bei einem Anfangsstrom von ca. 100 mA aus einer Spule mit ca. 30 mJ Sekundärenergie gerecht.
  • Da sich die Anforderungen für die Betriebsbereiche geschichtet S und homogen H1 bzw. H2 also deutlich unterscheiden, ist in einer konventionellen Systemauslegung mit Einzelfunken ein Zielkonflikt gegeben, der bisher nur als Kompromiß angegangen werden kann. Eine Zündspule kann entweder für lange Funkendauer (hohe Sekundärinduktivität, d.h. hohe Sekundär-Windungszahl) mit mäßigem Anfangsstrom oder für kurze Funkendauer (niedrige Sekundärinduktivität, d.h. niedrige Sekundärwindungszahl) ausgelegt werden. Eine Entscheidung für eine diskrete Auslegung als Kompromiß ist also unbedingt erforderlich.
  • Die US-A-5 170 760 offenbart eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennräume, wobei in einem ersten Modus eine geschichteter Ladung mit zwei oder noch mehr Zündstromimpulsen im Primärkreis der Zündung gezündet wird;
    ein zweiter Betriebsmodus ist auch vorgesehen mit homogener Ladung im Brennraum, wobei weniger Zündstromimpulse als im geschichteten Betrieb vorzusehen sind
    dadurch kommt es zur Auslösung von einer unterschiedlichen Zahl von Zündimpulsen/Zündfunken bzw. zu einem länger brennenden Zündfunken oder es werden Ansteuerimpulse höherer Energie im ersten Modus mit geschichteter Ladung benutzt
    • VORTEILE DER ERFINDUNG
  • Das erfindungsgemäße Zündverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber den bekannten Lösungsansätzen den Vorteil auf, daß eine an die Problematik der Benzindirekteinspritzungsmotoren angepaßte Funktion eine optimale Entflammung sowohl im geschichteten Betrieb, im homogenen Magerbetrieb und/oder mit AGR sowie im Kaltstart oder sonstigen kritischen Motorbedingungen ermöglicht.
  • Eine Steuerung der Betriebsweise kann nach Bedarf erfolgen. Nur so viel Energie, wie zu Entflammung erforderlich ist, wird eingebracht. Hierdurch wird unnötiger Kerzenabbrand vermieden.
  • Ein kleinerer Spulenbauraum durch geringere Windungszahl auf der Sekundärseite oder größerer Eisenquerschnitt ist möglich bei gleichem Bauraum. Damit ist ein Kostenvorteil durch Einsparung von Magneten zur Vormagnetisierung des Eisenkreises erzielbar.
  • Für den jeweiligen Betriebsmodus wird die geeignete Zündungsart über eine Steuerimpulskodierung vorgesehen wird. Es wird eine für den geschichteten Betrieb geeignete Pulszugzündung kombiniert mit dem Schritt, im Homogenbetrieb die Zündspule über eine Erhöhung des Primärstroms mit deutlich höher Energie zu laden, so daß sie sich aber trotzdem als Einzelfunke noch innerhalb der gewünschten Brenndauer von z.B. ca. 0, 3 = 0, 6 ms entlädt.
  • In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der erste Betriebsmodus ein homogener Normalbetrieb, der in die Untermodi stöchiometrischer Normalbetrieb und unterstöchiometrischer Normalbetrieb aufgeteilt ist, und ist der zweite Betriebsmodus ein inhomogener Schichtbetrieb.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weisen die Steuerimpulsverläufe unterschiedliche Impulszeiten und/oder Impulsanzahlen auf. So lassen sich mit einfachen Mitteln quasi beliebig viele Betriebszustände codieren.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Eisenkreis der Zündspule bei einem Betriebsmodus, der einen hohen Funkenanfangsstrom benötigt, bis in die beginnende Sättigung angesteuert. Diese Auslegung hat den Vorteil, daß sich sich mehr Energie speichern läßt und die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit erhöht wegen der anfänglich niedrigeren Sekundärinduktivität erhöht ist.
    • ZEICHNUNGEN
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    • Fig. 1
    eine Darstellung des Funkenstromverlaufs iF über der Zeit t gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 2
    eine Darstellung des Funkenstromverlaufs iF über der. Zeit t gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer Ansteuereinrichtung zur Realisierung der ersten bzw. zweiten Ausführungsform; und
    Fig. 4
    für verschiedene Betriebsarten einer Brennkraftmaschine die Abhängigkeit des Drehmoments M von der Drehzahl N.
    BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Fig. 1 ist eine Darstellung des Funkenstromverlaufs iF über der Zeit t gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In Fig. 1 stellt die Kurve a) den Funkenstromverlauf als Entladung der Zündspule (Sekundärenergie ca. 30 mJ,' primärer Abschaltstrom ca. 10 A) ohne die Pulszugeigenschaft dar. Der sekundärseitige Funkenanfangsstrom beträgt ca. 110 mA bei einer Brenndauer von ca. 0,35 ms bei einer Funkenbrennspannung von 1500 V.
  • Die Kurve b) zeigt diese Zündspule bei Realisierung eines Pulszugs mit vier Pulsen, bei denen das primärseitige Wiedereinschalten der Zündspule jeweils dann erfolgt, wenn der Funkenstrom auf ca. 50 mA abgesunken ist. Zur Realisierung der kurzen Wiederaufladezeit wird eine Batteriespannung von 42 V angenommen.
  • Allgemein sei dazu bemerkt, daß bei einer bisher üblichen Batteriespannung von 14 V die kurze Wiederaufladezeit durch Erhöhen des Primärstroms von 10 A auf 30 A erreichbar ist.
  • Die Kurve c) zeigt den Funkenstromverlauf für den Homogenbetrieb H1 bzw. H2, nämlich wenn die Spule durch Erhöhung des primärseitgen Abschaltstroms (von ca. 10 A auf 15 A) auf ca. die doppelte Energie von 60 mJ aufgeladen wurde.
  • Hierbei ergibt sich bei einem nunmehr auf ca. 160 mA erhöhten Anfangsstrom eine Funkenbrenndauer von ca. 0, 5 ms.
  • Dieses erste Ausführungsbeispiel setzt voraus, daß sich die Spule im linearen Bereich der Magnetisierbarkeit befindet.
  • Fig. 2 ist eine Darstellung des Funkenstromverlaufs iF über der Zeit t gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In diesem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird angenommen, daß sich infolge beschränkten Bauraums (Stabspule) eine lineare Erhöhung der Magnetisierbarkeit nicht mehr erreichen läßt, sondern bewußt die Nichtlinearität der Magnetisierung einbezogen wird.
  • Die Kurve a) stellt den Funkenstromverlauf als Entladung der Zündspule (Stabspule, Sekundärenergie ca. 30 mJ, primärer Abschaltstrom ca. 10 A) ohne die Pulszugeigenschaft dar. Der sekundärseitige Funkenanfangsstrom beträgt wie im obigen ersten Beispiel ca. 110 mA bei einer Brenndauer von ca. 0,35 ms.
  • Die Kurve b) zeigt diese Zündspule bei Realisierung eines Pulszugs mit vier Pulsen wie im obigen ersten Beispiel, bei denen das primärseitige Wiedereinschalten der Zündspule jeweils dann erfolgt, wenn der Funkenstrom auf ca. 50 mA abgesunken ist. Zur Realisierung der kurzen Wiederaufladezeit wird hier ebenfalls eine Batteriespannung von 42 V angenommen.
  • Die Kurve c) zeigt den Funkenstromverlauf für den Homogenbetrieb, nämlich wenn die Spule durch Erhöhung des primärseitigen Abschaltstroms (von ca. 10 A auf 20 A) auf ca. die doppelte Energie von 60 mJ aufgeladen wird. Hierbei ergibt sich nunmehr ein erhöhter Funkenanfangsstrom von 200 mA, der nichtlinear, d.h. anfänglich steiler, abfällt, da zunächst eine niedrigere Induktivität infolge der Sättigungseigenschaft gegeben ist. Auch hier entsteht eine ausreichend kurze Funkendauer von ca. 0,5 ms.
  • Diese Auslegung hat zwei Vorteile. Bei begrenztem Bauraum (Stabspule) läßt sich mehr Energie speichern, wenn der Eisenkreis bis in die beginnende Sättigung ausgesteuert wird. Die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit erhöht sich wegen der anfänglich niedrigeren Sekundärinduktivität. Die erhöhte Spannungsanstiegsgeschwindigkeit wirkt sich positiv bei Kerzennebenschlüssen, d.h. bei verrußten Kerzen (Kaltstart) aus.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ansteuereinrichtung zur Realisierung der ersten bzw. zweiten Ausführungsform.
  • Im einzelnen bezeichnen MS ein Motorsteuergerät, L eine Steuerlogik und ES eine Endstufe, die als wesentliche Komponenten einen Leistungstransistor LT, eine Zündkerze ZK sowie eine Zündspule ZS umfaßt. Es wird angenommen, daß die einen Pulszug erzeugende Elektronik, also die Steuerlogik L und die Endstufe ES, sich an/in der Zündspule ZS befindet.
  • Vom Motorsteuergerät MS wird abhängig vom aktuellen Einspritzmodus ein Steuerimpuls SI geliefert, der eine Codierung aufweist, aus dem die Steuerlogik L vor Ort erkennen kann, ob ein Pulszug bei niedriger Energie oder ein.Pulszug bei hoher Energie, ein Einzelimpuls bei niedriger Energie oder ein Einzelpuls bei hoher Energie gewünscht wird.
  • Fig. 3 zeigt beispielhaft geeignete Codierungen:
    • a) ein einziger kurzer Steuerimpuls SI (ca. 10 - 100 µs): Einzelfunke 30 mJ bei homogenem Betrieb mit λ = 1;
    • b) zwei kurze Steuerimpulse SI (je ca. 10 - 100 µs).: Einzelfunke 60 mJ bei homogenem Magerbetrieb ggfs. mit AGR;
    • c) ein langer Steuerimpuls SI (ca. 1 - 5 ms): Pulszug Basis 30 mJ bei Schichtbetrieb;
    • d) ein langer Steuerimpuls SI (ca. 1 - 5 ms) nach einem kurzem Steuerimpuls SI (ca. 10 - 100 µs): Pulszug Basis 60 mJ bei Kalt- und/oder Rangierstarts oder bei sonstigen besonders kritischen Motorbedingungen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt.
  • Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die illustrierten Impulsformen, Energien und Brenndauern o.ä. beschränkt. Auch können weitere Einspritzmodi vorgesehen sein.

Claims (4)

  1. Zündverfahren für eine Brennkraftmaschine, wobei eine Einspritzung alternativ mindestens in einem homogenen Normalbetrieb (H1, H2) oder in einem inhomogenen Schichtbetrieb (S) durchgeführt wird, wobei eine Zündspule von einem Primärstrom mit einer Zündenergie aufgeladen wird, wobei ein für den aktuellen Betriebsmodus charakteristischer Steuerimpulsverlauf (SI) vorgesehen ist, wobei das Laden der Zündspule (ZS) von einer Steuerlogik (L) beim inhomogenen Schichtbetrieb (S) in Form einer Pulszugzündung mit einem vorbestimmten Primärstrom und im homogenen Normalbetrieb (H1, H2) unter Erhöhung des Primärstroms im Vergleich zum inhomogenen Schichtbetrieb in der Form einer Einzelpulszündung durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der homogene Normalbetrieb in die Untermodi stöchiometrischer Normalbetrieb (H1) und unterstöchiometrischer Normalbetrieb (H2) aufgeteilt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerimpulsverläufe (SI) unterschiedliche Impulszeiten und/oder Impulsanzahlen aufweisen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze einen Eisenkreis mit einem linearen Bereich der Magnetisierbarkeit aufweist, und dass er bei einem Betriebsmodus, bei dem Zündfunken mit einem hohen Anfangsfunkenstrom benötigt werden, die Zündspule so angesteuert wird, dass der Eisenkreis bis in die beginnende Sättigung der Magnetisierung angesteuert wird.
EP01931405A 2000-06-30 2001-04-05 Zündverfahren Expired - Lifetime EP1299630B1 (de)

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DE10031875A DE10031875A1 (de) 2000-06-30 2000-06-30 Zündverfahren und entsprechende Zündvorrichtung
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EP (1) EP1299630B1 (de)
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