JP6449887B2 - コロナ点火システムを駆動するためのリアルモード方法 - Google Patents
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Description
本米国特許出願は、2013年12月12日に提出された米国仮特許出願番号第61/915,088号(代理人番号710240−6793;IA−50129)、2014年1月24日に提出された米国仮特許出願番号第61/931,131号(代理人番号710240−6830;IA−50134)、2014年3月11日に提出された米国仮特許出願番号第61/950,991号(代理人番号712040−6901;IA−50147)、2014年10月30日に提出された米国仮特許出願番号第62/072,530号(代理人番号710240−7346;IA−51029−1)、2014年12月10日に提出された米国仮特許出願番号第62/090,096号(代理人番号710240−7356;IΑ−50359)、2014年12月12日に提出された米国実用新案出願番号第14/568,219号(代理人番号710240−7404;IA−50129およびIA−50129−1)、2014年12月12日に提出された米国実用新案出願番号第14/568,266号(代理人番号710240−7409;IA−50147)、2014年12月12日に提出された米国実用新案出願番号第14/568,330号(代理人番号710240−7410;1A−50359)、および2014年12月12日に提出された米国実用新案出願番号第14/568,438号(代理人番号710240−7411;IA−50134)の恩恵を主張し、各々の内容全体を引用によって本願明細書において援用する。
1.発明の分野
この発明は概して、コロナ放電点火システムに関し、より特定的には、コロナ点火システムに供給されるエネルギを制御するための方法に関する。
コロナ放電点火システムは、交流電圧および電流を供給し、高電位電極と低電位電極とを高速で連続的に反転させ、コロナ放電の形成を強化し、アーク形成のための機会を最小化する。システムは、中央電極が高い無線周波数電圧電位に充電され、燃焼室において強い無線周波数電界を生成しているコロナ点火器を含む。電界は、燃焼室における燃料および空気の混合物の一部分をイオン化し絶縁破壊を開始させ、混合気の燃焼を容易にする。これは点火事象と称される。電界は、混合気が誘電特性を維持し、非熱的プラズマとも称されるコロナ放電が生じるように制御されることが好ましい。混合気のイオン化された部分は火炎前面を形成し、次いで自律的となり、混合気の残りの部分を燃焼する。電極と、点火器の接地筒壁、ピストン、金属シェル、または他の部分との間で熱プラズマおよび電気アークを生成することになるであろうすべての誘電特性を混合気が失わないように電界が制御されることが好ましい。
発明の一局面は、費用がかかるコントローラなしに、コロナ点火器の共振周波数においてまたはその近くで動作することが可能であり、かつ共振周波数の変化に迅速に適合することが可能なコロナ点火システムを提供する。当該システムは、無線周波数において電流を受取り、無線周波数電界を供給するコロナ点火器を含む。電流センサは、コロナ点火器によって受取られた電流に関する情報を含むフィルタリングされていない電流信号を取得する。信号フィルタおよび信号調整装置の少なくとも一方は、電流センサからフィルタリングされていない電流信号を受信し、調整された電流信号を供給する。調整された電流信号は、フィルタリングされていない電流信号の第1のゼロ交差に後続する第1の時間遅延の終わりにおいて生じる立下りエッジを含む。第1のタイマーは、調整された電流信号を受信し、調整された電流信号の立下りエッジに応答して第2の時間遅延を開始する。第1のタイマーは第1のタイマー信号も供給し、第1のタイマー信号は、第2の時間遅延の終わりにおいて立下りエッジを含み、第2の時間遅延は、第1のゼロ交差に後続するフィルタリングされていない電流信号の第2のゼロ交差の前に終わる。第2のタイマーは、第1のタイマーから第1のタイマー信号を受信し、第1の出力信号を供給する。第1のタイマー信号の立下りエッジにおける第2の時間遅延の終わりにおいて第3の時間遅延が始まり、第1の出力信号は、第3の時間遅延の初めにおいて立上りエッジを含む。第1のスイッチは、第1の出力信号を受信し、第3の時間遅延の終わりにおいて起動され、第3の時間遅延は、フィルタリングされていない電流信号の第2のゼロ交差においてまたは第2のゼロ交差後に終わる。起動された第1のスイッチは、エネルギ源からコロナ点火器に電流が流れることを可能にする。
本発明の他の利点は、添付の図面に関連して考慮されると以下の詳細な説明を参照することでより良く理解されるようになるため、容易に認識されることになる。
Claims (20)
- コロナ点火システムであって、
無線周波数における電流を受取り、無線周波数電界をもたらすコロナ点火器と、
前記コロナ点火器によって受取られた電流に関する情報を含むフィルタリングされていない電流信号を取得する電流センサと、
前記電流センサから前記フィルタリングされていない電流信号を受信し、調整された電流信号を供給する信号フィルタおよび信号調整装置の少なくとも一方とを備え、前記調整された電流信号は、前記フィルタリングされていない電流信号の第1のゼロ交差に後続する第1の時間遅延の終わりにおいて生じる立下りエッジを含み、さらに、
前記調整された電流信号を受信し、前記調整された電流信号の前記立下りエッジに応答して第2の時間遅延を開始し、第1のタイマー信号を供給する第1のタイマーを備え、前記第1のタイマー信号は、前記第2の時間遅延の終わりにおいて立下りエッジを含み、前記第2の時間遅延は、前記第1のゼロ交差に後続する前記フィルタリングされていない電流信号の第2のゼロ交差の前に終わり、さらに、
前記第1のタイマーから前記第1のタイマー信号を受信し、第1の出力信号を供給する第2のタイマーを備え、前記第1のタイマー信号の前記立下りエッジにおける前記第2の時間遅延の終わりにおいて第3の時間遅延が始まり、前記第1の出力信号は、前記第3の時間遅延の初めにおいて立上りエッジを含み、さらに、
前記第1の出力信号を受信し、前記第3の時間遅延の終わりにおいて起動される第1のスイッチを備え、前記第3の時間遅延は、前記フィルタリングされていない電流信号の前記第2のゼロ交差においてまたは前記第2のゼロ交差後に終わり、起動された前記第1のスイッチは、エネルギ源から前記コロナ点火器に電流が流れることを可能にする、コロナ点火システム。 - 前記第2のタイマーは、前記第1の出力信号の前記立上りエッジにおいて始まり、前記第1の出力信号の前記立下りエッジにおいて終わる第4の時間遅延を開始し、前記第4の時間遅延の終わりは、前記フィルタリングされていない電流信号の第3のゼロ交差の前に生じ、前記第1のスイッチは、前記第1の出力信号の前記立下りエッジにおいて始まり、前記第3のゼロ交差の前にまたは前記第3のゼロ交差において終わる第5の時間遅延の終わりにおいて停止される、請求項1に記載のシステム。
- 前記コロナ点火器によって受取られた電流のゼロ交差のうちの1つにおいてまたは隣接して前記第1のスイッチが起動されるかまたは停止されるように、第2の時間遅延および第4の時間遅延を設定するコントローラを含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記コントローラは電圧を受取り、前記コロナ点火器によって受取られたコロナ放電の形成のための電圧のゼロ交差が前記フィルタリングされていない電流信号の前記ゼロ交差と同時ではない場合、前記コントローラは、前記第2の時間遅延および前記第4の時間遅延のうち少なくとも一方を調節する、請求項3に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記タイマーのうちの1つへのイネーブル信号を開始して、前記第1のスイッチを起動し、かつ前記電流センサが電流に関する情報を取得する前に前記エネルギ源から前記コロナ点火器に電流が流れることを可能にする、請求項3に記載のシステム。
- 前記タイマーは、前記コントローラから電気的に独立している、請求項3に記載のシステム。
- 前記調整された電流信号は、前記第1のスイッチに伝達される前に前記コントローラに伝達されることなく、前記電流センサから前記第1のスイッチに伝達される、請求項1に記載のシステム。
- 前記調整された電流信号は、前記フィルタリングされていない電流信号の第4のゼロ交差に後続する第6の時間遅延の終わりにおいて生じる立上りエッジを含み、前記第6の時間遅延は前記第1の時間遅延と等しく、
第3のタイマーは、前記調整された電流信号を受信し、前記調整された電流信号の立上りエッジに応答して第7の時間遅延を開始し、第2のタイマー信号を供給し、前記第7の時間遅延は前記第2の時間遅延と等しく、前記第2のタイマー信号は、前記第7の時間遅延の終わりにおいて立上りエッジを含み、前記第7の時間遅延は、前記第4のゼロ交差に後続する前記フィルタリングされていない電流信号の第5のゼロ交差の前に終わり、
第4のタイマーは、前記第3のタイマーから前記第2のタイマー信号を受信し、第2の出力信号を供給し、第8の時間遅延は、前記第2のタイマー信号の前記立上りエッジにおける前記第7の時間遅延の終わりにおいて始まり、前記第8の時間遅延は前記第3の時間遅延と等しく、前記第2の出力信号は、前記第8の時間遅延の初めにおいて立下りエッジを含み、
第2のスイッチは、前記第2の出力信号を受信し、前記第8の時間遅延の終わりにおいて起動され、前記第8の時間遅延は、前記フィルタリングされていない電流信号の前記第5のゼロ交差においてまたは前記第5のゼロ交差後に終わり、起動された前記第2のスイッチは、前記エネルギ源から前記コロナ点火器に電流が流れることを可能にする、請求項1に記載のシステム。 - 前記第4のタイマーは、前記第2の出力信号の前記立下りエッジにおいて始まり、前記第2の出力信号の前記立上りエッジにおいて終わる第9の時間遅延を開始し、前記第9の時間遅延は前記第4の時間遅延と等しく、前記第9の時間遅延の終わりは、前記フィルタリングされていない電流信号の第6のゼロ交差の前に生じ、前記第2のスイッチは、前記第2の出力信号の前記立上りエッジにおいて始まり、前記第6のゼロ交差前にまたは前記第6のゼロ交差において終わる第10の時間遅延の終わりにおいて停止され、前記第10の時間遅延は前記第5の時間遅延と等しい、請求項8に記載のシステム。
- 前記フィルタリングされていない電流信号の前記ゼロ交差のうちの1つにおいてまたは隣接して前記スイッチが起動されるかまたは停止されるように前記第7の時間遅延および前記第9の時間遅延を設定するコントローラを含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記コロナ点火器は電圧を受取り、前記コロナ点火器によって受取られた電圧のゼロ交差が前記フィルタリングされていない電流信号のゼロ交差と同時ではない場合、前記コントローラは、前記第7の時間遅延および前記第9の時間遅延の少なくとも一方を調節する、請求項10に記載のシステム。
- 前記第1、第3、第5、第6、第8、および第10の時間遅延は、固定され、前記電流センサ、前記信号フィルタおよび/または前記信号調整装置、前記タイマー、ならびに前記スイッチの設計に少なくとも部分的に基づく、請求項10に記載のシステム。
- コロナ放電システムを制御する方法であって、
コロナ点火器に無線周波数でエネルギを供給するステップと、
前記コロナ点火器によって受取られた電流に関する情報を含むフィルタリングされていない電流信号を取得するステップと、
前記フィルタリングされていない電流信号の第1のゼロ交差に後続する第1の時間遅延の終わりにおいて生じる立下りエッジを含む調整された電流信号を供給するステップと、
前記調整された電流信号の前記立下りエッジに応答して第2の時間遅延を開始し、第1のタイマー信号を供給するステップとを備え、前記第1のタイマー信号は、前記第2の時間遅延の終わりにおいて立下りエッジを含み、前記第2の時間遅延は、前記第1のゼロ交差に後続する前記フィルタリングされていない電流信号の第2のゼロ交差の前に終わり、さらに、
第3の時間遅延の初めにおいて立上りエッジを含む出力信号を供給するステップを備え、前記第3の時間遅延は、前記第1のタイマー信号の前記立下りエッジにおける前記第2の時間遅延の終わりにおいて始まり、さらに、
前記第3の時間遅延の終わりにおいて前記第1の出力信号によって第1のスイッチを起動するステップを備え、前記第3の時間遅延は、前記フィルタリングされていない電流信号の前記第2のゼロ交差においてまたは前記第2のゼロ交差後に終わり、起動された前記第1のスイッチは、エネルギ源から前記コロナ点火器に電流が流れることを可能にする、方法。 - 前記第1の出力信号の前記立上りエッジにおいて始まり、前記第1の出力信号の立下りエッジにおいて終わる第4の時間遅延を開始することを含み、前記第4の時間遅延の終わりは、前記フィルタリングされていない電流信号の第3のゼロ交差の前に生じ、さらに、前記第1の出力信号の前記立下りエッジにおいて始まり、前記第3のゼロ交差前にまたは前記第3のゼロ交差において終わる第5の時間遅延の終わりにおいて前記第1のスイッチを停止することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記コロナ点火器によって受取られた電流のゼロ交差のうちの1つにおいてまたは隣接して前記第1のスイッチが起動されるかまたは停止されるように、第2の時間遅延および第4の時間遅延を設定することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記コロナ点火器によって受取られたコロナ放電の形成のための電圧のゼロ交差が前記フィルタリングされていない電流信号の前記ゼロ交差と同時ではない場合、前記第2の時間遅延および前記第4の時間遅延のうち少なくとも一方を調節することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記タイマーのうちの1つへのイネーブル信号を開始して、前記第1のスイッチを起動し、かつ前記電流センサが電流に関する情報を取得する前に前記エネルギ源から前記コロナ点火器に電流が流れることを可能にすることを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記調整された電流信号は、前記第1のスイッチに伝達される前に前記コントローラに伝達されることなく、前記電流センサから前記第1のスイッチに伝達される、請求項13に記載の方法。
- 前記調整された電流信号は、前記フィルタリングされていない電流信号の第4のゼロ交差に後続する第6の時間遅延の終わりにおいて生じる立上りエッジを含み、前記第6の時間遅延は前記第1の時間遅延と等しく、
前記調整された電流信号の立上りエッジに応答して第7の時間遅延を開始し、第2のタイマー信号を供給し、前記第7の時間遅延は前記第2の時間遅延と等しく、前記第2のタイマー信号は、前記第7の時間遅延の終わりにおいて立上りエッジを含み、前記第7の時間遅延は、前記第4のゼロ交差に後続する前記フィルタリングされていない電流信号の第5のゼロ交差の前に終わり、
第8の時間遅延の初めにおいて立下りエッジを含む第2の出力信号を供給し、前記第8の時間遅延は、前記第2のタイマー信号の前記立上りエッジにおける前記第7の時間遅延の終わりにおいて始まり、前記第8の時間遅延は前記第3の時間遅延と等しく、
前記第8の時間遅延の終わりにおいて前記第2の出力信号によって第2のスイッチを起動し、前記第8の時間遅延は、前記フィルタリングされていない電流信号の前記第5のゼロ交差においてまたは前記第5のゼロ交差後に終わり、起動された前記第2のスイッチは、前記エネルギ源から前記コロナ点火器に電流が流れることを可能にし、
前記第2の出力信号の前記立下りエッジにおいて始まり、前記第2の出力信号の前記立上りエッジにおいて終わる第9の時間遅延を開始し、前記第9の時間遅延は前記第4の時間遅延と等しく、前記第9の時間遅延の終わりは、前記フィルタリングされていない電流信号の第6のゼロ交差の前に生じ、
前記第2の出力信号の前記立上りエッジにおいて始まり、前記第6のゼロ交差前にまたは前記第6のゼロ交差において終わる第10の時間遅延の終わりにおいて前記第2のスイッチを停止し、前記第10の時間遅延は前記第5の時間遅延と等しい、請求項13に記載の方法。 - 前記コロナ点火器によって受取られた電圧のゼロ交差が前記フィルタリングされていない電流信号の前記ゼロ交差と同時ではない場合、前記第7および第9の時間遅延のうち少なくとも一方を調節することを含む、請求項19に記載の方法。
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