EP3069007A1 - Zündsystem und verfahren zum betreiben eines zündsystems - Google Patents

Zündsystem und verfahren zum betreiben eines zündsystems

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Publication number
EP3069007A1
EP3069007A1 EP14784255.3A EP14784255A EP3069007A1 EP 3069007 A1 EP3069007 A1 EP 3069007A1 EP 14784255 A EP14784255 A EP 14784255A EP 3069007 A1 EP3069007 A1 EP 3069007A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bypass
spark
output power
voltage
ignition system
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.)
Withdrawn
Application number
EP14784255.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Skowronek
Thomas Pawlak
Wolfgang Sinz
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 EP3069007A1 publication Critical patent/EP3069007A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/007—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a
  • Ignition system for an internal combustion engine comprising a
  • the present invention relates to a reduction in wear within the
  • Ignition systems are used in the prior art to ignite an ignitable mixture in a combustion chamber of a spark-ignition internal combustion engine.
  • a spark gap is subjected to electrical voltage, in response to which ignited the sparking flammable mixture in the combustion chamber.
  • the main requirements of modern ignition systems arise indirectly from necessary emission and fuel reductions. From appropriate engineered approaches, such as supercharging and lean / shift operation (spray-guided direct injection) in
  • a high voltage generator generates the high voltage required for the high voltage breakdown at the spark plug.
  • a bypass eg in the form of a boost converter, provides energy to maintain the spark for continued mixture ignition. In this way, high spark energies can be optimized
  • Funkenstromverlauf be provided despite a reduced design of the ignition system.
  • Spark break can lead, if the spark energy falls below a defined limit.
  • the previously known systems exploit the potential
  • the aforementioned need is satisfied according to the invention by a method for operating an ignition system. This is characterized by a need-based provision of spark energy, so that the
  • Spark current can be set to a desired value.
  • the method according to the invention for operating an ignition system is e.g. particularly suitable for a gasoline-powered internal combustion engine.
  • the ignition system comprises a primary voltage generator and a bypass, in particular designed as a boost converter, the bypass to the
  • Funkens is set up. On-board network power can be brought to a suitable voltage level and fed to the spark gap via the bypass.
  • the method according to the invention is characterized by determining a changed energy requirement for a spark to be kept upright by means of the bypass. In other words, depending on a current operating state, the energy requirement for the spark can vary and such a variation can be determined according to the invention.
  • the operation of the bypass is changed to meter the spark energy as needed. In this way, the spark plug wear is reduced by avoiding high spark currents.
  • Electrode wear on commercially available spark plugs arises, for example, with spark currents greater than 100 mA.
  • a spark break through Increase the output power of the bypass avoided by at
  • the operation of the bypass is adjusted below a lower spark current threshold.
  • the voltage threshold value (measurement voltage) is undershot or exceeded, which corresponds in relation to the voltage value at the spark plug, the operation of the bypass is adapted.
  • the reduction of waste heat in the bypass by controlling the spark current to a minimum required value is an advantage of the present invention.
  • the load on the electrical components e.g., a high voltage capacitor for caching electrical energy
  • the electrical components can be chosen cheaper in the design of the ignition system. Even in the electrical (control) circuit less heat loss is generated when adjusting the operation of the bypass to a changed energy demand.
  • the present invention allows a lower energy consumption of the ignition system from the electrical system (for example, a motor vehicle (KFZ) or a
  • Ignition system a reduction in electromagnetic emissions.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • Determining the changed energy requirement preferably comprises measuring a spark current or a spark voltage or a corresponding measurement voltage. This can be done for example by a shunt, via which a current is determined by the spark gap of the ignition system. Voltage detection may be performed, for example, by means of an electrical drive or an analog electrical circuit, e.g. in the form of a microcontroller, a field programmable gate array (FPGA) or an ASIC within the ignition system. In this way, a small or no additional hardware on the wall to realize the
  • determining the changed energy requirement comprises comparing a measured electrical characteristic of a spark with an associated reference.
  • the reference may be, for example, a
  • Characteristics are stored and compared with determined parameters.
  • the comparison with individual thresholds represents a simple mathematical operation which is cost-effective and space-saving to implement circuitry.
  • the method comprises the step of classifying the electrical characteristic by providing a measurement of the electrical characteristic to a predefined characteristic interval, e.g. is assigned within a storage means of the ignition system.
  • a predefined characteristic interval e.g. is assigned within a storage means of the ignition system.
  • the ignition system can be set up to allocate suitable characteristic parameters of the bypass to respective parameter classes.
  • the parameters can be within one
  • the changed energy requirement is determined by determining in a first step an electrical parameter and / or a change of this parameter and / or a rate of change of this characteristic.
  • the electrical parameter is, for example, a current of the spark and / or a voltage characterizing the voltage of the spark.
  • Comparison size exceeds a predetermined upper threshold and / or falls below a predetermined lower threshold.
  • the comparison variable may be the determined parameter or the change of the determined parameter or the rate of change of the determined characteristic.
  • the determination of the characteristic takes place within an electrical drive, an electronic circuit, e.g. in the form of a microcontroller, an FPGA and / or an ASIC of the ignition system.
  • an electronic circuit e.g. in the form of a microcontroller, an FPGA and / or an ASIC of the ignition system.
  • the aforementioned electronic components are arranged, for example, in the region of the ignition system for controlling the ignition process. Therefore, one is
  • changing the operation of the bypass includes increasing an output current and / or an output voltage and / or an output of the bypass. In particular, this is the case when it is determined that a previous output current / a previous
  • Operation of the bypass also include reducing an output current and / or an output voltage and / or an output power of the bypass to lower a current electrical characteristic of the spark at a value below a reference (a threshold value). In this way, both a spark erosion and a demolition of the bypass
  • changing the operation of the bypass may include lengthening or shortening an electrical signal output to maintain the spark.
  • a changed operating condition e.g., a changed speed
  • supply of electrical energy through the bypass may be shortened / lengthened to adjust for changed engine speeds, and, correspondingly, spark duration.
  • Torque sensors are determined that a successful ignition of a
  • This embodiment provides additional degrees of freedom in the ignition by a method according to the invention.
  • the trained for an internal combustion engine ignition system by means of which the inventive method is performed, has a bypass to
  • the bypass can be configured for example as a boost converter.
  • the ignition system includes means for determining an altered one
  • the funds can be one
  • the ignition system comprises means for
  • the ignition system comprises a shunt, by means of which it is set up to carry out a spark current measurement in order to determine a changed energy requirement.
  • the voltage measurement across the shunt may be accomplished, for example, by means of an electrical drive or an analog electrical circuit, e.g. take the form of a microcontroller, an FPGA and / or an ASIC of the ignition system.
  • a spark voltage detected without the use of a shunt may be detected by the above-mentioned integrated circuits to detect a changed spark
  • the ignition system may comprise an FPGA or an ASIC, in particular a respective one on each combustion chamber or on each spark plug.
  • the ignition system additionally has storage means by means of which it is set up to classify the current energy requirement.
  • the measured in the current operating state is the measured in the current operating state
  • the storage means can also provide operating parameters for the bypass, which have been found to be suitable for the respective energy demand classes.
  • Figure 1 is a circuit diagram of an embodiment of an ignition system in which a method according to the invention can be used.
  • Figure 3 is a flow chart illustrating steps of a
  • FIG. 1 shows a circuit of an ignition system 1, which has a
  • Step-up transformer 2 comprises as a high voltage generator whose
  • Primary side 3 can be supplied from an electrical energy source 5 via a first switch 30 with electrical energy.
  • the step-up transformer 2 consisting of a primary coil 8 and a secondary coil 9 may also be referred to as the first voltage generator or primary voltage generator.
  • a fuse 26 is provided at the entrance of the circuit, in other words at the connection to the electrical energy source 5, a fuse 26 is provided.
  • a capacitance 17 is provided parallel to the input of the circuit or parallel to the electrical energy source 5.
  • the secondary side 4 of the step-up transformer 2 is supplied via an inductive coupling of the primary coil 8 and the secondary coil 9 with electrical energy and has a known from the prior art diode 23 for Einschaltfunkenunterd Wegung, said diode alternatively by a Diode 21 can be replaced.
  • a spark gap 6 is provided against an electrical ground 14, via which the ignition current i 2 should ignite the combustible gas mixture.
  • Step-up transformer 2 a bypass 7 is provided which comprises, for example, the electronic components of a boost converter, namely an inductor 15, a switch 27, a capacitor 10 and a diode 16.
  • the inductance 15 in the form of a transformer having a primary side 15th 1 and a secondary side 15_2 provided.
  • the inductance 15 serves as an energy store in order to maintain a current flow.
  • Transformers are connected to the electric power source 5 and the fuse 26, respectively. In this case, a second connection of the primary side 15 1 via the switch 27 to the electrical ground 14 is connected. A second
  • connection of the secondary side 15_2 of the transformer is connected without a switch directly to the diode 16, which in turn is connected via a node to a terminal of the capacitor 10.
  • This connection of the capacitor 10 is connected to the secondary coil 9 via a shunt 19, for example, and another connection of the capacitor 10 is connected to the electrical ground 14.
  • Output power of the boost converter is fed via the node at the diode 16 in the ignition system and the spark gap 6 is provided.
  • the diode 16 is oriented in the direction of the capacitance 10 conductive.
  • Bypass 7 is thus comparable to a boost converter. Due to the
  • Transmission ratio acts a switching operation by the switch 27 in the branch of the primary side 15_1 also on the secondary side 15_2.
  • current and voltage according to the gear ratio on one side are higher or lower than on the other side of the transformer, can be for
  • the switch 27 is controlled via a drive 24, which is connected via a driver 25 to the switch 27.
  • Secondary coil 9 is the shunt 19 as current measuring means or
  • the measuring signal to the switch 27th is supplied.
  • the switch 27 is configured to respond to a defined range of the current i 2 through the secondary coil 9.
  • a Zener diode 21 is connected in the reverse direction parallel to the capacitor 10.
  • the control 24 receives a control signal S H ss- About this, the supply of energy or output power via the bypass 7 in the secondary side can be switched on and off.
  • the power of the electrical variable introduced through the bypass or into the spark gap, in particular via the frequency and / or the pulse-pause ratio can also be controlled via a suitable control signal S H ss.
  • a switching signal 32 is indicated, by means of which the
  • Switch 27 can be controlled via the driver 25.
  • the switch 27 When the switch 27 is closed, the inductance 15 is supplied via the electrical energy source 5 with a current which flows directly into the electrical ground 14 when the switch 27 is closed. With open switch 27, the current is conducted through the inductance 15 via the diode 16 to the capacitor 10.
  • Primary side 3 provided switch 30 is kept significantly shorter than is the case by the switching signal 32 for the switch 27.
  • a switching signal 32 for the switch 27 is kept significantly shorter.
  • Non-linear dipole symbolized by a high voltage diode 33 shown in dashed lines, the secondary-side coil 9 of the boost converter are connected in parallel. This high voltage diode 33 bridges the
  • a determination according to the invention of a changed energy requirement for the spark is provided by an information technology connection of the
  • Engine control unit (MSG) 40 possible, which receives a first signal S 4o for setting an operating point of an internal combustion engine and a corresponding second signal S 40 'to a microcontroller 42 outputs.
  • the microcontroller 42 is further connected to a memory 41, from which references in the form of limits for classes of energy for the current or future required electrical energy to maintain the spark can be read.
  • the microcontroller 42 is for
  • Influencing the operation of the bypass 7 is arranged to supply the control 24 with a modified according to need control signal S H ss, in response to which the driver 25, the switch 27 is supplied with a modified switching signal 32.
  • the bypass 7 may be the spark gap 6 in response to receiving the changed switching signal 32 with more or less electrical energy in the form of increased or decreased
  • FIG. 2 shows time diagrams for a) the ignition coil current i zs , b) the associated bypass current i H ss, c) the output voltage over the spark gap 6, d) the secondary coil current i 2 for the ignition system shown in FIG. 1 without (501) and (502) using the bypass 7, e) the switching signal 31 of the switch 30 and f) the switching signal 32 of the switch 27.
  • diagram a) shows a short and steep rise of the primary coil current i zs , which occurs during that time, in which the switch 30 in the conductive
  • Diagram b) also illustrates the current consumption of the bypass 7, which is produced by a pulse-shaped actuation of the switch 27.
  • clock rates in the range of several tens of kHz have proven to be suitable as switching frequencies in order to realize appropriate voltages and acceptable efficiencies, for example, the integer multiples of 10,000 Hz in the range between 10 and 100 kHz are mentioned as possible range limits the spark gap output power is recommended in this case a, in particular stepless, control of the pulse-pause ratio of the
  • Diagram c) shows the course 34 which in the operation according to the invention at the
  • Diagram d) shows the characteristics of the secondary coil current i 2 .
  • Step-up transformer stored magnetic energy in the form of a
  • Secondary coil current i 2 (502) driven over the spark gap 6, wherein the secondary current i 2 depends on the burning voltage at the spark gap 6 and is assumed here for the sake of simplicity of a constant burning voltage. Only after interruption of the bypass 7 by opening the switch 27 now also the secondary coil current i 2 drops from 0 A. From diagram d) it can be seen that the falling edge is delayed by the use of the bypass 7.
  • the total time during which the bypass is used is indicated as t H ss and the time period during which energy is given to the upstream side of the step-up transformer 2 as t.
  • the starting time of t H ss opposite t can be chosen variable.
  • it is also possible to increase the voltage supplied by the electrical energy source by means of an additional DC-DC converter (not shown), before the latter is switched on
  • Bypass 7 is processed further. It should be noted that concrete interpretations depend on many circuit-inherent and external constraints. It does not present to the skilled person any unreasonable problems of self-design for his purpose and for the constraints which he has to take into account.
  • FIG. 3 shows a flow chart illustrating the steps of a
  • step 100 a changed energy requirement is determined for an ignition spark to be maintained by means of the bypass.
  • a measurement of an electrical operating variable of the ignition system in particular the
  • Spark gap and the determined value is compared in step 200 with a stored reference.
  • An associated operating parameter is read out for the reference, which may be stored, for example, as an operating-value class assigned to the measured values, and in step 300 the
  • the parameter may be a change of a
  • the changed energy requirement is determined by determining in step 100 an electrical parameter and / or a change of this parameter and / or a rate of change of this parameter.
  • the electrical parameter is, for example, a current of the spark and / or a voltage characterizing the voltage of the spark.
  • step 200 it is determined whether an exceeding condition and / or an underflow condition is satisfied by checking whether a comparison quantity exceeds a predetermined upper threshold value and / or falls below a predetermined lower threshold value. If the comparison quantity exceeds the predetermined upper threshold, the
  • the comparison variable can be the determined characteristic variable or the change of the determined characteristic variable or the rate of change of the determined characteristic variable.
  • the upper threshold and / or the lower threshold is stored, for example, in a memory statically or dynamically.
  • the operation of the bypass is changed according to the embodiment in step 300 by reducing the output power or a quantity characterizing the output power when the overflow condition is satisfied.
  • the spark breakout is likely to occur and the output power or the quantity characterizing the output power will be increased. Decreasing or Increasing the
  • Output power of the bypass or the output power of the bypass characterizing variable can be done in predetermined levels or continuously, starting from a default value or a
  • the values of the individual stages for reducing or increasing the output power are stored, for example, in a memory, statically or dynamically.
  • This regulation is, for example, as a nonlinear control, in particular as
  • Two-point control or three-step control executed.
  • a continuous control in particular a control with P and / or I and / or D control elements.
  • the output power or the quantity characterizing the output power is thereby increased or reduced by changing the clocked control of the switch 27 of the bypass 7.
  • a computer program may be provided which is set up to carry out all described steps of the method according to the invention.
  • the computer program is stored on a storage medium.
  • the method according to the invention can be provided by an electrical circuit provided in the ignition system, an analogous one
  • Circuit, an ASIC or a microcontroller are controlled, which is configured to perform all the steps described in the inventive method.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems (1 ) für eine Brennkraftmaschine umfassend einen Primärspannungserzeuger (2) und einen Bypass (7), insbesondere einen Hochsetzsteller, zum Aufrechterhalten eines mittels des Primärspannungserzeugers (2) erzeugten Funkens vorgeschlagen, welches sich durch ein - Ermitteln eines veränderten Energiebedarfes für einen mittels des Bypasses (7) aufrecht zu erhaltenden Zündfunken, und im Ansprechen darauf Verändern der Arbeitsweise des Bypasses (7), auszeichnet.

Description

Beschreibung
Titel
Zündsvstem und Verfahren zum Betreiben eines Zündsvstems Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines
Zündsystems für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen
Primärspannungserzeuger und einen Bypass. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verringerung des Verschleißes innerhalb des
Zündsystems während des Betriebs.
Zündsysteme werden im Stand der Technik verwendet, um zündfähiges Gemisch in einer Brennkammer einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine zu entzünden. Hierzu wird eine Zündfunkenstrecke mit elektrischer Spannung beaufschlagt, im Ansprechen worauf der sich ausbildende Zündfunke das brennfähige Gemisch im Brennraum entzündet. Die Hauptanforderungen an moderne Zündsysteme ergeben sich indirekt aus notwendigen Emissions- und Kraftstoffreduzierungen. Aus entsprechenden motorischen Lösungsansätzen, wie Hochaufladung und Mager-/Schichtbetrieb (strahlgeführte Direkteinspritzung) in
Kombination mit erhöhten Abgasrückführraten (AGR), leiten sich Anforderungen an die Zündsysteme ab. Die Darstellung erhöhter Zündspannungs- und
Energiebedarfe bei erhöhten Temperaturanforderungen sind notwendig. Bei konventionellen induktiven Zündsystemen muss die gesamte zur Entflammung notwendige Energie in der Zündspule zwischengespeichert werden. Bei den hohen Anforderungen bezüglich der Zündfunkenenergie ergibt sich eine große Bauform der Zündspule. Dies steht mit den Anforderungen an geringe Bauräume heutiger Motorenkonzepte („Downsizing") in Konflikt. In einer früheren
Anmeldung der Anmelderin wurden zwei Hauptfunktionen des Zündsystems durch unterschiedliche Baugruppen übernommen. Ein Hochspannungserzeuger generiert die für den Hochspannungsdurchschlag an der Zündkerze erforderliche Hochspannung. Ein Bypass, z.B. in Form eines Hochsetzstellers, stellt Energie zur Aufrechterhaltung des Zündfunkens zur fortgeführten Gemischentflammung bereit. Auf diese Weise können hohe Funkenenergien bei optimiertem
Funkenstromverlauf trotz einer reduzierten Bauform des Zündsystems bereitgestellt werden.
Hohe Funkenströme führen bekanntermaßen zu starker Erosion der
Zündkerzenelektroden, wohingegen kleine Funkenströme zu einem
Funkenabriss führen können, falls die Zündfunkenenergie eine definierte Grenze unterschreitet. Die vorbekannten Systeme schöpfen das Potential zur
Verschleißminderung in Zündsystemen nicht zufriedenstellend aus.
Offenbarung der Erfindung
Der vorstehend genannte Bedarf wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems gestillt. Dieses zeichnet sich durch eine bedarfsgerechte Bereitstellung von Funkenenergie aus, so dass der
Funkenstrom auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Die
Arbeitsweise des Bypasses wird also abhängig vom Energiebedarf des
Zündfunkens verändert. Auf diese Weise kann ein Kompromiss zwischen Elektrodenerosion und Neigung zu Funkenabriss in geeigneter Weise realisiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems ist z.B. für eine benzinbetriebene Brennkraftmaschine besonders geeignet. Das Zündsystem umfasst einen Primärspannungserzeuger und einen Bypass, insbesondere als Hochsetzsteller ausgeführt, wobei der Bypass zum
Aufrechterhalten eines mittels des Primärspannungserzeugers erzeugten
Funkens eingerichtet ist. Über den Bypass kann Bordnetzenergie auf ein geeignetes Spannungsniveau gebracht und der Funkenstrecke zugeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch ein Ermitteln eines veränderten Energiebedarfes für einen mittels des Bypasses aufrecht zu erhaltenden Zündfunken aus. Mit anderen Worten kann in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Energiebedarf für den Zündfunken variieren und eine solche Variation erfindungsgemäß ermittelt werden. Im Ansprechen darauf wird die Arbeitsweise des Bypasses verändert, um die Zündfunkenenergie bedarfsgerecht zu dosieren. Auf diese Weise wird der Zündkerzenverschleiß durch Vermeidung von hohen Funkenströmen reduziert. Ein besonders starker
Elektrodenverschleiß an handelsüblichen Zündkerzen stellt sich beispielsweise bei Funkenströmen größer 100 mA ein. Zudem wird ein Funkenabriss durch Steigerung der Ausgangsleistung des Bypasses vermieden, indem bei
Unterschreitung eines unteren Funkenstromschwellwertes die Arbeitsweise des Bypasses angepasst wird. Alternativ wird bei Unter- oder Überschreitung eines Spannungsschwellwertes (Messspannung), der in entsprechender Beziehung zu dem Spannungswert an der Zündkerze steht, die Arbeitsweise des Bypasses angepasst. Auch die Reduktion von Verlustwärme im Bypass durch Regelung des Funkenstroms auf einen minimal benötigten Wert ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung. Die Belastung der elektrischen Bauteile (z.B. eines Hochspannungskondensators zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie) wird verringert. Daher können die elektrischen Bauelemente bei der Auslegung des Zündsystems kostengünstiger gewählt werden. Auch in der elektrischen (Steuer-) Schaltung wird bei der Anpassung der Arbeitsweise des Bypasses an einen veränderten Energiebedarf weniger Verlustwärme erzeugt. Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung eine geringere Energieaufnahme des Zündsystems aus dem Bordnetz (z.B. eines Kraftfahrzeugs (KFZ) oder eines
PKW), wodurch Kabelquerschnitte kleiner dimensioniert und Verbrauchsvorteile erzielt werden können. Zudem bedeuten geringere Ströme innerhalb des
Zündsystems eine Verringerung elektromagnetischer Emissionen. Mit anderen Worten wird die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) verbessert.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Bevorzugt umfasst das Ermitteln des veränderten Energiebedarfes ein Messen eines Zündfunkenstromes oder einer Zündfunkenspannung bzw. einer entsprechenden Messspannung. Dies kann beispielsweise durch einen Shunt erfolgen, über welchen ein Strom durch die Zündfunkenstrecke des Zündsystems ermittelt wird. Die Spannungsermittlung kann beispielsweise mit Hilfe einer elektrischen Ansteuerung oder einer analogen elektrischen Schaltung, z.B. in Form eines MikroControllers, eines Field Programmable Gate Array (FPGA) oder eines ASIC innerhalb des Zündsystems erfolgen. Auf diese Weise ist ein geringer bzw. kein zusätzlicher Hardware- Auf wand zur Realisierung des
erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich.
Weiter bevorzugt umfasst das Ermitteln des veränderten Energiebedarfes ein Vergleichen einer gemessenen elektrischen Kenngröße eines Zündfunkens mit einer zugeordneten Referenz. Die Referenz kann beispielsweise einem
Speichermittel entnommen werden. Diese kennzeichnet beispielsweise Schwellwerte beim Überschreiten welcher die Zündfunkenenergie zur
Vermeidung von Erosion gesenkt werden sollte und beim Unterschreiten welcher die Zündfunkenenergie zum Vermeiden eines unerwünschten Funkenabrisses erhöht werden sollte. Beispielsweise können Schwellwerte in Form von
Zündfunkenströmen und/oder Zündfunkenspannungen als elektrische
Kenngrößen abgespeichert und mit ermittelten Kenngrößen verglichen werden. Der Vergleich mit einzelnen Schwellwerten stellt eine einfache mathematische Operation dar, die schaltungstechnisch kostengünstig und platzsparend zu implementieren ist.
Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt eines Klassifizierens der elektrischen Kenngröße, indem ein Messwert für die elektrische Kenngröße einem vordefinierten Kenngrößenintervall z.B. innerhalb eines Speichermittels des Zündsystems zugeordnet wird. Dabei kann das Zündsystem eingerichtet sein, jeweiligen Kenngrößenklassen geeignete Betriebsparameter des Bypasses zuzuordnen. Die Parameter können beispielsweise innerhalb eines
Speichermittels des Zündsystems der jeweiligen Kenngrößenklasse zugeordnet sein und im Ansprechen auf ein Klassifizieren zum Betrieb des Bypasses angewendet werden. Auch diese Operation ist eine wenig aufwendige und schaltungstechnisch einfach und schnell realisierbare Möglichkeit zur
Implementierung der vorliegenden Erfindung.
Sehr vorteilhaft ist, wenn der veränderte Energiebedarf ermittelt, indem in einem ersten Schritt eine elektrische Kenngröße und/oder eine Änderung dieser Kenngröße und/oder eine Änderungsgeschwindigkeit dieser Kenngröße ermittelt wird. Die elektrische Kenngröße ist beispielsweise ein Strom des Zündfunkens und/oder eine eine Spannung des Zündfunkens charakterisierende Spannung. In einem zweiten Schritt wird ermittelt, ob eine Überschreitungsbedingung und/oder eine Unterschreitungsbedingung erfüllt ist, indem ermittelt wird, ob eine
Vergleichsgröße einen vorbestimmten oberen Schwellwert überschreitet und/oder einen vorbestimmten unteren Schwellenwert unterschreitet. Dabei kann die Vergleichsgröße die ermittelte Kenngröße oder die Änderung der ermittelten Kenngröße oder die Änderungsgeschwindigkeit der ermittelten Kenngröße sein. Die Arbeitsweise des Bypasses wird gemäß dem Ausführungsbeispiel verändert, indem die Ausgangsleistung oder eine die Ausgangsleistung charakterisierende
Größe verringert wird, wenn die Überschreitungsbedingung erfüllt ist. Wenn dagegen die Unterschreitungsbedingung erfüllt ist, droht ein Funkenabriss und es wird die Ausgangsleistung oder die die Ausgangsleistung charakterisierende Größe erhöht. Auf diese Weise wird der Funkenstrom auf einen Wert geregelt, dass weder ein Funkenabriss droht noch eine starke Erosion der
Zündkerzenelektrode auftritt.
Weiter bevorzugt erfolgt das Ermitteln der Kenngröße innerhalb einer elektrischen Ansteuerung, einer elektronischen Schaltung, z.B. in Form eines MikroControllers, eines FPGA und/oder eines ASICs des Zündsystems. Die vorgenannten elektronischen Bauelemente sind beispielsweise im Bereich des Zündsystems zur Steuerung des Zündvorgangs angeordnet. Daher ist eine
Implementierung der vorliegenden Erfindung auf diese Weise ohne zusätzlichen Hardwareaufwand möglich.
Weiter bevorzugt umfasst das Verändern der Arbeitsweise des Bypasses ein Erhöhen eines Ausgangsstromes und/oder einer Ausgangsspannung und/oder einer Ausgangsleistung des Bypasses. Insbesondere ist dies dann der Fall, wenn ermittelt wird, dass ein bisheriger Ausgangsstrom / eine bisherige
Ausgangsspannung / eine bisherige Ausgangsleistung zu einer elektrischen Kenngröße des Zündfunkens geführt hat, welcher eine vordefinierte Referenz (ein Schwellenwert) unterschreitet. Im umgekehrten Fall kann das Verändern der
Arbeitsweise des Bypasses auch ein Verringern eines Ausgangsstromes und/oder einer Ausgangsspannung und/oder einer Ausgangsleistung des Bypasses umfassen, um eine aktuelle elektrische Kenngröße des Zündfunkens auf einem Wert unterhalb einer Referenz (ein Schwellwert) abzusenken. Auf diese Weise kann sowohl eine Funkenerosion als auch ein Abreißen des
Zündfunkens wirksam vermieden bzw. verringert werden.
Zusätzlich kann das Verändern der Arbeitsweise des Bypasses ein Verlängern oder ein Verkürzen eines zur Aufrechterhaltung des Zündfunkens ausgegebenen elektrischen Signals umfassen. Beispielsweise kann im Ansprechen auf einen veränderten Betriebszustand (z.B. eine veränderte Drehzahl) eine Bereitstellung elektrischer Energie durch den Bypass verkürzt/verlängert werden, um veränderte Motordrehzahlen, und entsprechend auch die Zündfunkendauer, anzupassen. Zudem kann beispielsweise über Drucksensoren und/oder
Drehmomentsensoren ermittelt werden, dass eine erfolgreiche Zündung eines
Gemisches im Brennraum noch nicht erfolgt ist, so dass eine Aufrechterhaltung des Zündfunkens angezeigt erscheint. Diese Ausgestaltung bietet zusätzliche Freiheitsgrade bei der Zündung durch ein erfindungsgemäßes Verfahren.
Das für eine Brennkraftmaschine ausgebildete Zündsystem, mittels dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, weist einen Bypass zum
Aufrechterhalten eines mittels eines Primärspannungserzeugers erzeugten Funkens auf. Der Bypass kann beispielsweise als Hochsetzsteller ausgestaltet sein. Das Zündsystem umfasst Mittel zum Ermitteln eines veränderten
Energiebedarfes für einen mittels des Bypasses aufrecht zu erhaltenden
Zündfunken. Mit anderen Worten, können die Mittel eine
Betriebszustandsveränderung des Zündsystems bzw. der Brennkraftmaschine ermitteln, im Ansprechen auf welche die Zündkerze mit einer veränderten elektrischen Energie bzw. einer veränderten elektrischen Leistung zu versorgen ist, um einen Funkenabriss einerseits und einen übermäßigen Verschleiß des Zündsystems zu vermeiden. Zusätzlich umfasst das Zündsystem Mittel zum
Verändern der Arbeitsweise des Bypasses im Ansprechen auf eine ermittelte Energiebedarfsänderung. Diese Mittel sind eingerichtet, entsprechend dem veränderten Energiebedarf die Energiebereitstellung durch den Bypass zu justieren, um der Funkenstrecke eine modifizierte Leistung zuzuführen.
Beispielsweise umfasst das Zündsystem einen Shunt, mittels welchem es eingerichtet ist, eine Zündfunkenstrommessung durchzuführen, um einen veränderten Energiebedarf zu ermitteln. Die Spannungsmessung über dem Shunt kann beispielsweise mit Hilfe einer elektrischen Ansteuerung oder einer analogen elektrischen Schaltung, z.B. in Form eines MikroControllers, eines FPGA und/oder eines ASIC des Zündsystems erfolgen. Zusätzlich kann auch eine ohne Verwendung eines Shunts ermittelte Zündfunkenspannung durch die vorgenannten integrierten Schaltungen zur Ermittlung eines geänderten
Energiebedarfes der Zündfunkenstrecke verwendet werden. Als zu ermittelnde elektrische Kenngröße kommen auch hier Ströme, Spannungen und/oder Leistungen in Frage. Das Zündsystem kann ein FPGA bzw. einen ASIC, insbesondere ein jeweiliges solches an einer jeden Brennkammer oder an jeder Zündkerze, umfassen.
Beispielsweise weist das Zündsystem zusätzlich Speichermittel auf, mittels welcher es eingerichtet ist, den aktuellen Energiebedarf zu klassifizieren. Mit anderen Worten kann der im aktuellen Betriebszustand gemessene
Energiebedarf mit Energiebedarfsklassen innerhalb der Speichermittel verglichen werden. Die Speichermittel können zudem Betriebsparameter für den Bypass bereithalten, welche sich als geeignet für die jeweiligen Energiebedarfsklassen herausgestellt haben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
Figur 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiel eines Zündsystems, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren Anwendung finden kann; und
Figur 2 Zeitdiagrammen zu elektrischen Kenngrößen wie sie beim
Betrieb des in Figur 1 dargestellten Zündsystems auftreten können; und
Figur 3 ein Flussdiagramm, veranschaulichend Schritte eines
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Schaltung eines Zündsystems 1 , welches einen
Aufwärtstransformator 2 als Hochspannungserzeuger umfasst, dessen
Primärseite 3 aus einer elektrischen Energiequelle 5 über einen ersten Schalter 30 mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Der Aufwärtstransformator 2 bestehend aus einer Primärspule 8 und einer Sekundärspule 9 kann auch als erster Spannungserzeuger oder Primärspannungserzeuger bezeichnet werden. Am Eingang der Schaltung, mit anderen Worten also am Anschluss zur elektrischen Energiequelle 5, ist eine Sicherung 26 vorgesehen. Zur
Stabilisierung der Eingangsspannung ist darüber hinaus eine Kapazität 17 parallel zum Eingang der Schaltung bzw. parallel zur elektrischen Energiequelle 5 vorgesehen. Die Sekundärseite 4 des Aufwärtstransformators 2 wird über eine induktive Kopplung der Primärspule 8 und der Sekundärspule 9 mit elektrischer Energie versorgt und weist eine aus dem Stand der Technik bekannte Diode 23 zur Einschaltfunkenunterdrückung auf, wobei diese Diode alternativ durch eine Diode 21 ersetzt werden kann. In einer Masche mit der Sekundärspule 9 und der Diode 23 ist eine Funkenstrecke 6 gegen eine elektrische Masse 14 vorgesehen, über welche der Zündstrom i2 das brennfähige Gasgemisch entflammen soll. Zwischen der elektrischen Energiequelle 5 und der Sekundärseite 4 des
Aufwärtstransformators 2 ist ein Bypass 7 vorgesehen, der beispielsweise die elektronischen Bauelemente eines Hochsetzstellers umfasst, nämlich eine Induktivität 15, einen Schalter 27, eine Kapazität 10 und eine Diode 16. In diesem Bypass 7 ist die Induktivität 15 in Form eines Transformators mit einer Primärseite 15 1 und einer Sekundärseite 15_2 vorgesehen. Die Induktivität 15 dient hierbei als Energiespeicher, um einen Stromfluss aufrecht zu erhalten. Zwei erste Anschlüsse der Primärseite 15 1 und der Sekundärseite 15_2 des
Transformators sind jeweils mit der elektrischen Energiequelle 5 bzw. der Sicherung 26 verbunden. Dabei ist ein zweiter Anschluss der Primärseite 15 1 über den Schalter 27 mit der elektrischen Masse 14 verbunden. Ein zweiter
Anschluss der Sekundärseite 15_2 des Transformators ist ohne Schalter direkt mit der Diode 16 verbunden, die wiederum über einen Knotenpunkt mit einem Anschluss der Kapazität 10 verbunden ist. Dieser Anschluss der Kapazität 10 ist beispielsweise über einen Shunt 19 mit der Sekundärspule 9 und ein anderer Anschluss der Kapazität 10 ist mit der elektrischen Masse 14 verbunden. Die
Ausgangsleistung des Hochsetzstellers wird über den Knotenpunkt an der Diode 16 in das Zündsystem eingespeist und der Funkenstrecke 6 zur Verfügung gestellt. Die Diode 16 ist in Richtung der Kapazität 10 leitfähig orientiert. Der Aufbau des
Bypass 7 ist somit vergleichbar mit einem Hochsetzsteller. Aufgrund des
Übertragungsverhältnisses wirkt ein Schaltvorgang durch den Schalter 27 im Zweig der Primärseite 15_1 auch auf der Sekundärseite 15_2. Da jedoch Strom und Spannung gemäß dem Übersetzungsverhältnis auf der einen Seite höher bzw. niedriger als auf der anderen Seite des Transformators sind, lassen sich für
Schaltvorgänge günstigere Dimensionierungen für den Schalter 27 finden.
Beispielsweise können geringere Schaltspannungen realisiert werden, wodurch die Dimensionierung des Schalters 27 einfacher und kostengünstiger möglich ist. Gesteuert wird der Schalter 27 über eine Ansteuerung 24, welche über einen Treiber 25 mit dem Schalter 27 verbunden ist. Zwischen der Kapazität 10 und der
Sekundärspule 9 ist der Shunt 19 als Strommessmittel oder
Spannungsmessmittel vorgesehen, dessen Messsignal dem Schalter 27 zugeführt wird. Auf diese Weise ist der Schalter 27 eingerichtet, auf einen definierten Bereich der Stromstärke i2 durch die Sekundärspule 9 zu reagieren. Zur Absicherung der Kapazität 10 ist eine Zenerdiode 21 in Sperrrichtung parallel zur Kapazität 10 geschaltet. Überdies erhält die Ansteuerung 24 ein Steuersignal SHss- Über dieses kann die Einspeisung von Energie bzw. Ausgangsleistung über den Bypass 7 in die Sekundärseite ein- und ausgeschaltet werden. Dabei kann auch die Leistung der durch den Bypass bzw. in die Funkenstrecke eingebrachten elektrischen Größe, insbesondere über die Frequenz und/oder das Puls-Pause-Verhältnis über ein geeignetes Steuersignal SHss gesteuert werden. Des Weiteren ist ein Schaltsignal 32 angedeutet, mittels dessen der
Schalter 27 über den Treiber 25 angesteuert werden kann. Bei geschlossenem Schalter 27 wird die Induktivität 15 über die elektrische Energiequelle 5 mit einem Strom versorgt, welcher bei geschlossenem Schalter 27 unmittelbar in die elektrische Masse 14 fließt. Bei offenem Schalter 27 wird der Strom durch die Induktivität 15 über die Diode 16 auf den Kondensator 10 geleitet. Die sich im
Ansprechen auf den Strom im Kondensator 10 einstellende Spannung addiert sich zu der über der Sekundärspule 9 des Aufwärtstransformators 2 abfallenden Spannung, wodurch der Lichtbogen an der Funkenstrecke 6 gestützt wird. Dabei entlädt sich jedoch der Kondensator 10, so dass durch Schließen des Schalters 27 Energie in das magnetische Feld der Induktivität 15 gebracht werden kann, um bei einem erneuten Öffnen des Schalters 27 diese Energie wieder auf den Kondensator 10 zu laden. Erkennbar wird die Ansteuerung 31 des in der
Primärseite 3 vorgesehenen Schalters 30 deutlich kürzer gehalten, als dies durch das Schaltsignal 32 für den Schalter 27 der Fall ist. Optional kann ein
nichtlinearer Zweipol, durch eine gestrichelt dargestellte Hochspannungsdiode 33 symbolisiert, der sekundärseitigen Spule 9 des Hochsetzstellers parallel geschaltet werden. Diese Hochspannungsdiode 33 überbrückt den
Hochspannungserzeuger 2 sekundärseitig, wodurch die durch den Bypass 7 gelieferte Energie bzw. Ausgangsleistung direkt an die Funkenstrecke 6 geführt wird, ohne durch die Sekundärspule 9 des Hochspannungserzeugers 2 geführt zu werden. Somit entstehen keine Verluste über der Sekundärspule 9 und der Wirkungsgrad steigt.
Eine erfindungsgemäße Ermittlung eines veränderten Energiebedarfes für den Zündfunken ist durch eine informationstechnische Anbindung des
Motorsteuergerätes (MSG) 40 möglich, welches ein erstes Signal S 4o zur Einstellung eines Betriebspunktes einer Brennkraftmaschine erhält und ein korrespondierendes zweites Signal S40' an einen MikroController 42 ausgibt. Der MikroController 42 ist weiter an einen Speicher 41 angebunden, aus welchem Referenzen in Form von Grenzwerten für Klassen von Energie für die aktuell oder zukünftig erforderliche elektrische Energie zur Aufrechterhaltung des Zündfunkens ausgelesen werden können. Der MikroController 42 ist zur
Beeinflussung der Arbeitsweise des Bypasses 7 eingerichtet, die Ansteuerung 24 mit einem bedarfsgemäß modifizierten Steuersignal SHss zu versorgen, im Ansprechen auf welches der Treiber 25 den Schalter 27 mit einem geänderten Schaltsignal 32 versorgt. Beispielsweise kann der Bypass 7 die Funkenstrecke 6 im Ansprechen auf den Erhalt des geänderten Schaltsignals 32 mit mehr oder weniger elektrischer Energie in Form einer erhöhten oder verringerten
Ausgangsspannung versorgen.
Figur 2 zeigt Zeitdiagramme für a) den Zündspulenstrom izs, b) den zugehörigen Bypassstrom iHss , c) die ausgangsseitige Spannung über der Funkenstrecke 6, d) den Sekundärspulenstrom i2 für das in Figur 1 dargestellte Zündsystem ohne (501 ) und mit (502) Verwendung des Bypasses 7, e) das Schaltsignal 31 des Schalters 30 und f) das Schaltsignal 32 des Schalters 27. Im Detail: Diagramm a) zeigt einen kurzen und steilen Anstieg des Primärspulenstroms izs, welcher sich während derjenigen Zeit einstellt, in welcher sich der Schalter 30 im leitenden
Zustand („ON", siehe Diagramm 3e) befindet. Mit Ausschalten des Schalters 30 fällt auch der Primärspulenstrom izs auf 0 A ab. Diagramm b) veranschaulicht überdies die Stromaufnahme des Bypasses 7, welche durch eine pulsförmige Ansteuerung des Schalters 27 zustande kommt. In der Praxis haben sich als Schaltfrequenz Taktraten im Bereich mehrerer zehn kHz bewährt, um einerseits entsprechende Spannungen und andererseits akzeptable Wirkungsgrade zu realisieren. Beispielhaft seien die ganzzahligen Vielfachen von 10000 Hz im Bereich zwischen 10 und 100 kHz als mögliche Bereichsgrenzen genannt. Zur Regelung der an die Funkenstrecke abgegebenen Leistung empfiehlt sich dabei eine, insbesondere stufenlose, Regelung des Puls-Pause- Verhältnisses des
Signals 32 zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals. Diagramm c) zeigt den Verlauf 34 der sich beim erfindungsgemäßen Betrieb an der
Funkenstrecke 6 einstellenden Spannung. Diagramm d) zeigt die Verläufe des Sekundärspulenstroms i2. Sobald sich der Primärspulenstrom iZs aufgrund eines Öffnens des Schalters 30 zu 0 A ergibt und sich damit die im
Aufwärtstransformator gespeicherte magnetische Energie in Form eines
Lichtbogens über der Funkenstrecke 6 entlädt, stellt sich ein Sekundärspulenstrom i2 ein, der ohne Bypass (501 ) rasch gegen 0 abfällt. Im Gegensatz hierzu wird durch eine pulsförmige Ansteuerung (siehe Diagramm f, Schaltsignal 32) des Schalters 27 ein im Wesentlichen konstanter
Sekundärspulenstrom i2 (502) über die Funkenstrecke 6 getrieben, wobei der Sekundärstrom i2 von der Brennspannung an der Funkenstrecke 6 abhängt und hier der Einfachheit halber von einer konstanten Brennspannung ausgegangen wird. Erst nach Unterbrechung des Bypasses 7 durch Öffnen des Schalters 27 fällt nun auch der Sekundärspulenstrom i2 gegen 0 A ab. Aus Diagramm d) ist erkennbar, dass die abfallende Flanke durch die Verwendung des Bypasses 7 verzögert wird. Die gesamte Zeitdauer, während welcher der Bypass verwendet wird, ist als tHss und die Zeitdauer, während welcher Energie primärseitig in den Aufwärtstransformator 2 gegeben wird, als t, gekennzeichnet. Der Startzeitpunkt von tHss gegenüber t, kann variabel gewählt werden. Zudem ist es auch möglich, durch einen (nicht- dargestellten) zusätzlichen DC-DC-Wandler die von der elektrischen Energiequelle gelieferte Spannung zu erhöhen, bevor diese im
Bypass 7 weiter verarbeitet wird. Es sei zur Kenntnis genommen, dass konkrete Auslegungen von vielen schaltungsinhärenten und externen Randbedingungen abhängen. Es stellt den befassten Fachmann vor keine unzumutbaren Probleme, die für seinen Zweck und die von ihm zu berücksichtigenden Randbedingungen geeigneten Dimensionierungen selbst vorzunehmen.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm, veranschaulichend die Schritte eines
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei wird in Schritt 100 ein veränderter Energiebedarf für einen mittels des Bypasses aufrecht zu erhaltenden Zündfunken ermittelt. Im Zuge dessen wird eine Messung einer elektrischen Betriebsgröße des Zündsystems (insbesondere der
Zündfunkenstrecke) durchgeführt und der ermittelte Wert in Schritt 200 mit einer abgespeicherten Referenz verglichen. Zu der Referenz, welche beispielsweise als den Messwerten zugeordnete Betriebsgrößenklasse abgespeichert sein kann, wird ein zugehöriger Betriebsparameter ausgelesen und in Schritt 300 die
Arbeitsweise des Bypasses entsprechend dem aktualisierten Betriebsparameter verändert. Beispielsweise kann der Parameter eine Änderung einer
Schaltfrequenz beim Betrieb eines Hochsetzstellers als Bypass anzeigen. Durch die veränderte Schaltfrequenz wird eine veränderte Spannung durch den Bypass an die Funkenstrecke geliefert, so dass entweder ein Abreißen des Funkens oder eine erhöhte Elektrodenerosion vermieden werden können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der veränderte Energiebedarf ermittelt, indem im Schritt 100 eine elektrische Kenngrö ße und/oder eine Änderung dieser Kenngröße und/oder eine Änderungsgeschwindigkeit dieser Kenngröße ermittelt wird. Die elektrische Kenngrö ße ist beispielsweise ein Strom des Zündfunkens und/oder eine eine Spannung des Zündfunkens charakterisierende Spannung.
Au ßerdem wird im Schritt 200 ermittelt, ob eine Überschreitungsbedingung und/oder eine Unterschreitungsbedingung erfüllt ist, indem geprüft wird, ob eine Vergleichsgröße einen vorbestimmten oberen Schwellwert überschreitet und/oder einen vorbestimmten unteren Schwellenwert unterschreitet. Wenn die Vergleichsgrö ße den vorbestimmten oberen Schwellwert überschreitet, ist die
Überschreitungsbedingung erfüllt. Wenn die Vergleichsgröße den vorbestimmten unteren Schwellwert unterschreitet, ist die Unterschreitungsbedingung erfüllt. Dabei kann die Vergleichsgröße die ermittelte Kenngrö ße oder die Änderung der ermittelten Kenngrö ße oder die Änderungsgeschwindigkeit der ermittelten Kenngröße sein. Der obere Schwellwert und/oder der untere Schwellwert ist beispielsweise in einem Speicher statisch oder dynamisch gespeichert.
Die Arbeitsweise des Bypasses wird gemäß dem Ausführungsbeispiel im Schritt 300 verändert, indem die Ausgangsleistung oder eine die Ausgangsleistung charakterisierende Grö ße verringert wird, wenn die Überschreitungsbedingung erfüllt ist. Wenn dagegen die Unterschreitungsbedingung erfüllt ist, droht ein Funkenabriss und es wird die Ausgangsleistung oder die die Ausgangsleistung charakterisierende Grö ße erhöht. Das Verringern oder Erhöhen der
Ausgangsleistung des Bypasses oder der die Ausgangsleistung es Bypasses charakterisierenden Größe kann in vorgebbaren Stufen oder kontinuierlich erfolgen, und zwar ausgehend von einem Vorgabewert oder einem
vorhergehenden Wert. Die Werte der einzelnen Stufen zur Verringerung oder Erhöhung der Ausgangsleistung sind beispielsweise in einem Speicher statisch oder dynamisch gespeichert.
Die Schritte zur Ermittlung des veränderten Energiebedarfes und die Schritte zum Verändern der Arbeitsweise des Bypasses 7 bilden eine Regelung. Diese Regelung ist beispielsweise als nichtlineare Regelung, insbesondere als
Zweipunktregelung oder Dreipunktregelung, ausgeführt. Es kann aber auch eine stetige Regelung vorgesehen werden, insbesondere eine Regelung mit P- und/oder I- und/oder D-Regelgliedern. Die Ausgangsleistung oder die die Ausgangsleistung charakterisierende Größe wird dabei durch Veränderung der getakteten Ansteuerung des Schalters 27 des Bypasses 7 erhöht oder verringert.
Es kann ein Computerprogramm vorgesehen sein, das dazu eingerichtet ist, alle beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Dabei ist das Computerprogramm auf einem Speichermedium gespeichert. Alternativ zu dem Computerprogramm kann das erfindungsgemäße Verfahren von einem im Zündsystem vorgesehenen elektrischen Schaltkreis, einer analogen
Schaltung, einem ASIC oder einem MikroController gesteuert werden, der dazu eingerichtet ist, alle beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.
Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften
Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems (1 ) für eine
Brennkraftmaschine umfassend einen Primärspannungserzeuger (2) und einen Bypass (7), insbesondere einen Hochsetzsteller, zum
Aufrechterhalten eines mittels des Primärspannungserzeugers (2) erzeugten Zündfunkens, gekennzeichnet durch
Ermitteln (100) eines veränderten Energiebedarfes für den Zündfunken, und im Ansprechen darauf
- Verändern (300) der Arbeitsweise des Bypasses (7).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Ermitteln (100) des veränderten Energiebedarfes ein Messen eines Stroms des Zündfunkens und/oder einer eine Spannung des Zündfunkens entsprechenden Spannung umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ermitteln (100) des
veränderten Energiebedarfes ein Vergleichen (200) einer gemessenen elektrischen Kenngröße eines Zündfunkens mit einer zugeordneten Referenz umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend Klassifizieren (200) der elektrischen Kenngröße, und Verändern (300) der Arbeitsweise des Bypasses (7) in Abhängigkeit eines der Klasse zugeordneten Parameters.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln des veränderten Energiebedarfs die Schritte umfasst:
Ermitteln einer elektrischen Kenngröße und/oder einer Änderung der Kenngröße und/oder einer Änderungsgeschwindigkeit der
Kenngröße, wobei die elektrische Kenngröße insbesondere ein Strom des Zündfunkens und/oder eine eine Spannung des Zündfunkens charakterisierende Spannung ist,
Ermitteln, ob eine Überschreitungsbedingung und/oder eine
Unterschreitungsbedingung erfüllt ist, indem ermittelt wird, ob eine Vergleichsgröße einen vorbestimmten oberen Schwellwert überschreitet und/oder einen vorbestimmten unteren Schwellenwert unterschreitet, wobei die Vergleichsgröße die ermittelte Kenngröße oder die Änderung der ermittelten Kenngröße oder die
Änderungsgeschwindigkeit der ermittelten Kenngröße ist,
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verändern (300) der Arbeitsweise des Bypasses (7) den folgenden Schritt umfasst:
- Anpassen der Ausgangsleistung des Bypasses oder einer die
Ausgangsleistung des Bypasses charakterisierenden Größe, wenn die Überschreitungsbedingung und/oder die Unterschreitungsbedingung erfüllt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verändern (300) der Arbeitsweise des Bypasses (7) den folgenden Schritt umfasst:
Verringern der Ausgangsleistung des Bypasses oder einer die Ausgangsleistung des Bypasses charakterisierenden Größe, wenn die Überschreitungsbedingung erfüllt ist, oder
Erhöhen der Ausgangsleistung des Bypasses oder einer die
Ausgangsleistung des Bypasses charakterisierenden Größe des Bypasses, wenn die Unterschreitungsbedingung erfüllt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verringern oder Erhöhen der Ausgangsleistung des Bypasses oder der die
Ausgangsleistung des Bypasses charakterisierenden Größe in vorgebbaren Stufen oder kontinuierlich erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ausgangsleistung des Bypasses oder die die Ausgangsleistung des Bypasses charakterisierende Größe durch
Veränderung der getakteten Ansteuerung eines Schalters (27) des
Bypasses (7) erhöht oder verringert wird.
10. Computerprogramm, das eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
1 1 . Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.
12. Zündsystem, das eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
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