KR19990014943A - 유도 점화 장치 - Google Patents

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랄프홀거베렌스
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 점화 코일에 대한 하나 이상의 제어 회로를 구비하고 다시 하나 이상의 점화 플러그를 구비한 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치에 관한 것이다. 이 유도 점화 장치는 하기의 장점을 갖는다. 즉, 하나 이상의 점화 플러그에 배속되는 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)가 설치되어 있고, 이 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)는 제어 회로의 제 1 제어 신호에 의해 전류가 통하는 온 상태로 유지되고, 다시 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)를 온 상태로 두고 하나 이상의 점화 플러그(3; 3a 내지 3n)에 스파크 전류(I2)가 흐르고, 다시 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)는 후속의 제어가 없는 경우에는 스파크 전류가 소정의 값(보존 전류)를 밑돌때까지 전류가 통하는 상태로 멈추도록 구성이 되어 있는 점에서 탁월하다.

Description

유도 점화 장치
여기에서 언급하는 것과 같은 유도 점화 장치는 공지되어 있다. 이 유도 점화 장치는 개별 이그닛션 코일을 가질 수 있거나, 또는 전자적인 고압 배전부를 장비할 수가 있다. 다시 상기한 바와 같은 방법도 공지된다. 이온 전류 측정에 의거해서 내연기관의 연소 특성을 감시할 수 있으나 특히 내연기관의 회전수가 높은 경우에 이 이온 전류 측정을 실시하는 일은 종종 문제가 된다. 또 이 동작 상태에서는 방전 과정을 위한 에너지를 점화 플러그를 거쳐서 전부 사용할 수 없고 잔류 에너지가 점화 과정 후에 남아 버려 이 잔류 에너지를 위해 점화 장치의 손실 전력이 크게 상승할 수 있는 것이 판명되었다. 이미 점화 장치의 점화 출력측에 전류 제한을 설치하는 것 또는 전류 제한을 1 차 저항을 거쳐서 실시하는 것이 시도되었다. 그러나 이 양편의 경우에는 점화 출력층 또는 점화 코일로 높은 손실 전력이 발생한다. 다시 점화 코일의 에너지를 높은 회전수 일때에 도통 시간을 철회하므로서 저하시키는 것이 시도되었다. 그러나 이 경우 다음과 같은 문제가 발생하였다. 즉 여러가지 동작 조건에 있어서 충분한 전압 공급 및 에너지 공급을 보증할 수는 없는 문제가 발생하였다.
본 발명은 청구범위 제 1 항의 상위 개념 기재의 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치 및 청구범위 제 10 항의 상위 개념 기재의 내연기관의 점화 플러그를 제어하는 방법에 관한 것이다.
도 1 은 점화 플러그마다 각각 개별 이그니션 코일을 갖는 유도 점화 장치의 제 1 실시예를 도시하는 도면.
도 2 는 전자적 고압 배전부를 갖춘 유도 점화 장치의 제 1 실시예를 도시하는 도면.
도 3 은 전자적 고압 배전부를 갖춘 유도 점화 장치의 제 2 실시예를 도시하는 도면.
도 4 는 도 1 내지 도 3 의 유도 점화 장치의 내부에서 측정할 수 있는 전압 및 전류의 개략적인 선도.
청구범위 제 1 항의 특징부분에 기재된 구성을 갖춘 본 발명의 유도 점화 장치 및 청구범위 제 10 항의 특징부분에 기재된 구성을 갖춘 방법은 상기한 단점을 회피하는 점에서 탁월하다. 전압 공급 및 점화 플러그에 공급되는 2 차 개시 전류를 감소시킬 필요 없이 이온 전류 측정을 실시할 수 있음이 보증된다. 다시 멀티 실린더 엔진에 있어서 말하자면 잔류 에너지 동작은 높은 회전수의 경우라도 출력층만에 의한 제어의 경우까지도 피할 수 있다. 이 경우 소정의 에너지에서 낮은 개시 전류에 의한 점화 플러그 제어가 행해진다. 이때문에 플러그 마모가 적어진다.
본 발명을 다음 도면에 의거해서 상세히 설명한다.
도 1 은 유도 점화 장치(1)의 개략적인 회로도를 도시한다. 이 유도 점화 장치(1)에서는 내연기관의 각 점화 플러그(3)에 개별 이그니션 코일이라고도 칭하고 있는 점화 코일(5)이 배속되어 있다. 이 점화 코일(5)은 점화 출력단을 거쳐서 제어가능하고 이 점화 출력단에서 여기에서는 제어신호(7)의 시간 경과만이 표시되어 있다. 이 제어 신호(7)는 스위칭 장치 여기에서는 트랜지스터(9)에 공급된다.
점화 코일(5)의 1 차측에는 1 차 권선(11')이 설치되어 있고 이 1 차권선(11')은 한편에서는 정의 부호로 표시되어 있는 전압 공급부에 접속되어 있고 다른편에서는 트랜지스터(9)를 거쳐서 어스에 접속되어 있다. 점화 코일(5)의 2 차측에는 그것의 고압 출력측(11)에 고압 스위치(13)가 설치되어 있다. 이 고압 스위치(13)는 고압 출력측(11)과 점화 플러그(3) 사이의 접속로(15)에 설치되어 있다. 고압 출력측(11)에 접속되는 점화 코일(5)의 2 차측의 권선(17)은 다른편에서는 측정 회로(19)를 거쳐서 어스에 접속되어 있다. 측정 회로(19)는 병열 회로중에 제너 다이오드(21)를 포함한다. 이 제너 다이오드(21)는 그 캐소드에 의해 접속점(23)에 접속되고 그 애노드에 의해 어스에 접속되어 있다. 접속점(23)과 어스 사이에는 제너 다이오드(21)에 대해서 병열로 콘덴서(25) 및 다이오드(27)로 형성되는 직열 회로가 있다. 이 다이오드(27)의 캐소드는 어스에 접속되고 애노드는 콘덴서(25)에 접속되어 있다. 이 다이오드(27)의 애노드 내지는 콘덴서(25)에 저항(29)이 접속되어 있다. 이 저항(29)은 다른편에서는 어스에 접속되어 있다. 따라서 저항(29)은 다이오드(27)에 대해서 병열로 접속되어 있다. 다이오드(27)와 콘덴서(25) 사이의 접속점에 측정 전압 출력측(31)이 있다. 이 접속점에는 저항(29)도 접속되어 있다. 이 측정 전압 출력측(31)에서 이온 전류에 비례하는 전압이 측정된다.
내연기관의 각 점화 플러그(3)에 대해서 코일(5) 및 유리하게는 측정회로(19)가 설치된다.
유도 점화 장치(1)의 중심은 고압 스위치(3)이다. 이 고압 스위치(13)는 점화 코일(5)의 2 차측에 설치되어 있고 여기에서는 고압 브레이크 오버다이오드로서 형성되어 있다. 이 고압 브레이크 오버 다이오드의 캐소드는 고압 출력측(11)에 접속되고 이 고압 브레이크 오버 다이오드의 애노드는 점화 플러그(3)에 접속되어 있다. 고압 스위치에 대해서 병열로 접속되고 파선으로 그려진 정 반대의 극성의 다이오드(33)에 의해 고압 스위치(13)가 역도통성을 갖고 형성되어 있음이 표시되어 있다. 다이오드(33)는 고압 스위치가 스위치 오프되어 있는 경우에도 고압 출력측(11)에서 접속로(15)를 거쳐서 정의 전위를 점화 플러그(3)의 스파크 갭(35)에 도달시킨다. 이 정의 전위(U)는 콘덴서(25)를 거쳐서 스파크 갭(35)에 부가되고 이에 의해 이온화 전류(IION)를 공지된 방법으로 측정할 수 있다. 이 이온화 전류는 연소과정을 예를들자면 점화 플러그(3)에 배속되는 실린더의 녹킹 및 연소실내에서 경과하는 연소를 해명한다.
점화 코일(5)의 1 차측에서 트랜지스터(9)를 흐르는 전류는 I1에 의해 표시되고 2 차측에서 흐르는 전류는 I2에 의해 표시되어 있다. 트랜지스터(9)의 베이스에 부가되는 제어 신호는 UES에 의해 표시되어 있고 이 제어 신호는 여기에는 도시되지 아니한 출력단 제어부로부터 공급된다. 세모꼴 형의 화살표 기호에 의해 점화시점이 표시되어 있다.
도 2 에 개략적으로 도시되어 있는 유도 점화 장치(1')는 원리적으로는 도 1 의 점화 장치와 동일한 구조 부재를 갖는다. 일치하는 부재는 동일한 참조부호로 표시되어 있다.
도 2 의 유도 점화 장치(1')에서는 여기에는 도시되지 아니한 출력단 제어부의 제어신호(7)가 여기에서도 트랜지스터(9)로 표시된 스위치에 부가된다. 이 스위치는 유일한 점화 코일(5)을 제어한다. 이 점화 코일(5)에는 병열 접속된 복수의 점화 플러그(3a 내지 3n)가 접속된다. 점화 코일(5)의 2 차측의 고압 출력측(11) 사이에 접속로(15)를 거쳐서 점화 플러그(3a 내지 3n)가 각각 고압 스위치(13a 내지 13n)를 거쳐서 접속되어 있다. 이 경우 각 점화 플러그에는 별개의 고압 스위치가 배속되어 있다. 고압 스위치(13a 내지 13n)에 대해서 병열로 접속되고 파선으로 도시된 다이오드(33a 내지 33n)에 의해 고압 스위치가 역도통성을 갖고 형성되어 있음이 표시되어 있다.
고압 스위치의 상응하는 제어에 의해 점화 코일(5)의 에너지는 점화 플러그(3a 내지 3n)에 (전자적으로) 분배된다. 도 2 는 따라서 전자적 고압 배전부를 갖춘 점화 장치를 도시하고 있다.
점화 코일(5)의 2 차측에서는 고압 출력측(1)에 대해서 반대측의 권선(17)의 끝에 측정 회로(19)도 설치되어 있다. 이 측정 회로(19)의 구조는 도 1 에 도시되어 설명된 것과 같다. 따라서 도 1 의 설명을 참조바란다.
점화 코일(5)의 1 차측에는 전류(I1)가 흐르고 2 차측에는 전류(I2)가 흐른다. 이 전류(I2)는 고압 스위치(13a 내지 13n)를 거쳐서 각 점화 플러그(3a 내지 3n)에 공급된다. 점화 코일(5)의 제어도 여기에는 도시되지 아니한 출력단 제어부의 UES로 표시된 제어 신호(7)를 거쳐서 행해진다. 이 제어 신호(7)는 트랜지스터(9)의 베이스에 부가된다. 여기에서도 세모꼴형의 화살표 기호에 따라 점화 시점이 표시되어 있다.
고압 스위치(13a 내지 13n)는 여기에서는 단지 예로서 광 트리거 브레이크 오버 다이오드(LKD)로서 형성되어 있다. 이 광 트리거 브레이크 오버 다이오드(LKD)는 오버 헤드에 접속가능한(ueberkopf schaltbar) 고압 다이오드(13'a 내지 13'n)와 광 제어 가능한 스위치(13a 내지 13n)를 포함하고 있다. 이 광 제어 가능한 스위치는 광 신호를 거쳐서 제어된다. 이 광 신호는 적당한 광 출력 소자 예를 들면 발광 다이오드를 거쳐서 발생된다. 도통 절환을 위해 필요한 광은 파형상의 2 개의 화살표에 의해 표시되어 있다. 이 광을 발생하기 위해 필요한 전류는 IEHV에 의해 표시되어 있다.
고압 스위치(13a 내지 13n)의 내부에는 2 개의 다이오드 즉 광 제어 가능한 스위치와 오버 헤드에 접속 가능한 스위치가 직열로 접속되어 있고 오버 헤드에 접속 가능한 스위치(13'a/13'n)의 애노드는 점화 플러그(3a/3n)에 접속되고 오버 헤드에 접속이 가능한 스위치(13'a/13'n)의 캐소드는 광 제어 가능한 스위치(13a/13)의 애노드에 접속되어 있다. 광 제어 가능한 스위치의 캐소드는 접속로(15)를 거쳐서 점화 코일(5)의 고압 출력측(11)에 접속되어 있다. 도 2 에는 점화 플러그(3a 내지 3n)가 부의 전위에 의해 제어되는 것이 표시되어 있다. 광 트리거 브레이크 오버 다이오드(13a 내지 13n)는 상술한 바와 같이 역도통성을 갖고 형성된다. 즉 광 트리거 브레이크 오버 다이오드는 소정의 정의 측정 전위 즉 콘덴서(25)의 전하로 도통되어 이 결과 점화 플러그(3a 내지 3n)의 스파크 갭을 거쳐서 부여되는 이온 전류(IION)를 검출할 수 있다. 이온 측정에 사용되는 측정 전압은 100V 내지 500V, 유리하게는 200V 내지 300V 이다. 이같은 사실은 회로의 여러가지 변형 실시예에 해당한다.
도 3 은 전자적 고압 배전부를 갖춘 도 2 의 유전 점화 장치(I')의 변형 실시예를 도시한다. 도 3 의 점화장치(1)는 오로지 다음 사실에 따라 다르다. 즉 점화 플러그(3a 내지 3n)가 정의 전위에 의해 제어되고 이 정의 전위는 고압 출력측(11) 및 접속로(15)를 거치고 고압 스위치(13a 내지 13n)를 거쳐서 점화 플러그(3a 내지 3n)에 부가되므로서 다르다. 고압 스위치(13a 내지 13n)는 여기에서도 광 트리거 브레이크 오버 다이오드(LKD)로서 형성되어 있고 각각 광 제어 가능한 스위치(13a 내지 13n) 및 오버 헤드에 접속 가능한 스위치(13'a 내지 13'n)인 고압 브레이크 오버 다이오드를 포함하고 있다. 도 3 의 회로에서 사용되는 스위치(13a 내지 13n)는 역방향으로 저지한다.
고압 스위치(13a 내지 13n)의 다이오드의 극성은 도 2 의 실시예의 경우와는 반대이다. 따라서 광 제어 가능한 스위치(13a 내지 13n)의 애노드는 접속로(15)를 거쳐서 고압 출력측(11)에 접속되고 그 한편에서 오버 헤드에 접속 가능한 스위치(13'a 내지 13'n)의 캐소드는 점화 플러그(3a 내지 3n)에 접속되어 있다.
측정 회로(19')는 도 1 및 도 2 의 측정 회로와 명확하게 다르다. 이 측정 회로(19')는 예를 들면 저항(37), 다이오드(39) 및 저항(41)으로 형성되는 직렬 회로를 포함하고 있다. 저항(37)은 점화 코일(5)의 1 차측에 접속되어 있고 더욱이 여기에서는 트랜지스터(9)의 콜렉터에 접속되어 있다. 저항(37)의 다른편 측에는 다이오드(39)의 애노드가 접속되고 이 다이오드(39)의 캐소드는 저항(41) 및 콘덴서(42)에 접속되어 있다. 저항(41)과는 반대측의 콘덴서(42)의 끝은 저항(44)을 거쳐서 어스에 접속되어 있다. 이 저항(41)과는 반대편의 콘덴서(42)의 끝은 저항(44)을 거쳐서 어스에 접속되어 있다. 이 저항(41)과는 반대편의 콘덴서(42)의 끝에는 이온 전류(IION)에 비례하는 전압이 인출된다. 콘덴서(42)와는 반대측의 저항(41)의 끝에는 접속점(23)이 있다. 이 접속점(23)에 점화 플러그(3a 내지 3n)에 설치되는 고압 스위치, 여기에서는 고압 다이오드(43a 내지 43n)가 접속되어 있다. 이들 고압 다이오드(43a 내지 43n)의 애노드는 접속점(23)에 접속되고 이들 고압 다이오드(43a 내지 43n)의 캐소드는 점화 플러그(3a 내지 3n)의 스파크 갭의 끝에 접속되어 있다. 이 점화 플러그(3a 내지 3n)의 스파크 갭의 끝에 고압 스위치(13a 내지 13n)도 접속되어 있다. 점화 플러그(3a 내지 3n)의 스파크 갭의 반대측의 끝은 어스에 접속되어 있다.
이온 전류(IION)을 검출하기 위해 측정 회로(19')를 거쳐서 정의 전압 신호가 점화 플러그(3a 내지 3n)에 부가된다. 고압 다이오드(43a 내지 43n)의 극성이 마주함에 의해 점화 플러그(3a 내지 3n)에 부가되는 고전압이 측정 회로(19')에 도달하는 것을 피할 수 있다.
그밖의 점에서는 도 3 의 유도 점화 장치(1)의 구성 부재는 도 2 의 변형 실시예의 구성 부재에 상응한다. 동일한 부재는 동일한 참조부호로 표시되어 있다. 그 점에 관해서는 도 2 의 설명을 참조해주기 바란다.
도 4 는 트랜지스터(9)의 베이스에 부가되는 제어 전압(UES)을 경과하는 시간(t) 위에 개략적으로 도시하고 있다. 이 아래의 선도는 점화 코일(5)의 1 차 전류(I1)를 시간 위에 표시하고 다시 그 아래에는 제어되는 점화 플러그에 공급되는 점화 코일(5)의 2 차 전류(I2)를 표시한다. 그래서 제 4 부분선도에는 점화 플러그에 부가되는 2 차 전압(U2)을 시간(t) 위에 표시한다. 마지막으로 도 4 의 가장 아래 부분 선도에는 전류(IEHV)가 표시되어 있다. 이 전류(IEHV)는 도 2 및 도 3 에 도시된 광 제어 가능한 스위치(13a 내지 13n)의 제어 즉 전자적 고압 배전에 사용된다.
도 4의 선도에서 다음 사실이 보고 얻을 수 있다. 즉 시점(t1) 까지의 말하자면 도통시간 사이에 제어전압(UES)이 부가되고 세모꼴의 화살표 기호로 표시되는 점화 시점에는 이 제어 전압(UES)은 차단되는 것이 보인다. 시점(t1) 까지는 1 차 전류(I1)는 직선 형상으로 상승하여 그후 급격하게 강하한다. 시점(t1) 까지는 2 차 전류(I2)는 제로 그대로이나 시점(t1)에 그 최대값으로 상승한다. 동시에 시점(t1)에는 점화 전압(U2)의 피크가 나타난다.
희망하는 점화기간은 시점(t1)에서 시점(t2)까지의 기간에 걸쳐서 계속된다. 도 4 에서 파악되는 것은 기간 t1t t2사이에 2 차 전류 I2는 실질적으로 직선 형상으로 강하하는 것이다. 도 1 에서 도 3 까지의 유도 점화 장치의 고압 스위치는 다음과 같이 선택된다. 즉 말하자면 고압 스위치의 유지 전류를 하회한다는 이유로 이들 고압 스위치가 시점(t2)에 있어서(I2)의 전류값으로 스위치 오프하도록 선택된다.
U2의 전압 피크에 의해 시점(t1)에서 도 1 의 유도 점화 장치(1)의 오버 헤드에 접속 가능한 고압 브레이크 오버 다이오드로서 형성되는 고압 스위치(13)는 보통 절환된다. 이 결과 2 차 전류(I2)는 점화 플러그(3)의 스파크 갭(35)을 거쳐서 흐르고 점화 스파크가 발생한다. 이 스파크는 고압 스위치가 스위치 오프되면 곧바로 꺼진다. 이것은 2 차 전류가 보존 전류값을 하회하므로서 일어난다. 따라서 고압 스위치의 특별한 구성에 의해 점화 기간이 제한되는 것이 보증된다. 그러나 점화 기간은 다음과 같은 것으로도 제한이 된다. 즉 2 차 전류(I2)를 강제적으로 차단해서 이에 따라 고압 스위치의 보존 전류값을 하회하므로서 제한될 수 있다. 2 차 전류의 차단은 다음같이 해서 달성된다. 즉 제어 회로를 거쳐서 시점(t2)에 제 2 제어신호(A)를 송출하여 이 제 2 제어 신호(A)에 의해 전류(I1)를 새로 통하므로서 달성된다. 이 출력단 제어부의 제 2 제어 신호는 10μs 내지 500μs 까지의 기간 유지된다. 특히 100μs 의 지속 기간의 제어 신호가 적합한 것이 실증되었다. 이 t2t t2의 기간 동안에 전류(I1)는 상승하여 다시 값 제로로 강하한다. 이에 따라 전류 흐름(I2)는 강제적으로 종료된다. 전류(I2)는 이로서 결정적이고 또한 강제적으로 고압 스위치의 보존 전류 보다 아래의 값으로 강하한다. 리커버리타임 내지는 턴 오프시간 이라고도 칭하는 거의 50μs 의 기간 후에 다시 전압은 순방향에서 고압 스위치에 부가된다.
시점(t3)에서의 제어 신호(A)의 차단 후에 2 차 전압(U2)은 다시 단시간 상승하여 그후 제로로 강하한다. 이때 점화 코일의 잔류 에너지의 급속한 소정의 감소가 일어나 전압(U2)은 벌써 고압 스위치의 저지 전압을 상회하지 않는다. 따라서 이들 고압 스위치는 그 오프 상태로 멈추고 점화 플러그는 벌써 점화하지 않는다.
도 4 에 도시된 전압 및 전류 경과는 도 2 및 도 3 에 도시된 유도 점화 시스템에도 해당된다.
광 트리거 브레이크 오버 다이오드로서 형성되는 고압 스위치(13a 내지 13n)는 광 제어 가능한 스위치(13a 내지 13n)의 작동에 의해 스위치 온 된다. 따라서 광 트리거 스위치는 작동 상태에서 오버 헤드에 접속 가능한 스위치와 고압 출력측(11) 사이를 도통 접속한다. 이 결과 오버 헤드에 접속가능한 스위치(13'a 내지 13'n)는 과전압에 의해 스위치 온된다. 이 오버 헤드에 접속이 가능한 스위치의 도통은 전류 신호(IEHV)에 의해 행해진다. 이 전류 신호(IEHV)는 시점(t1)에서의 점화 전압(U2)발생 직전에 점화 플러그(3a 내지 3n)의 광 제어 가능한 스위치(13a 내지 13n)에 부가되고 점화 플러그(3a 내지 3n)에는 점화 코일(5)의 에너지가 공급되게 된다. 단지 예로서이나 스위치 신호(IEHV)는 시점(t1)의 전후 100μs 동안 광 제어가 가능한 스위치(13a 내지 13n)중의 1 개에 부가되는 것으로 한다. 명백한 사실은 점화 기간의 소정의 종료 때문에 다시 별도의 신호(IEHV)를 광 제어가 가능한 스위치에 부가할 필요는 없다는 것이다. 광 트리거 스위치(13a 내지 13n) 내지는 이 광 트리거 스위치에 속하는 고압 브레이크 오버 다이오드(13'a 내지 13'n)의 스위치 오프는 오로지 시점(t2)에 부가되는 제 2 의 제어 신호(A)에 의해 행해진다. 이 제 2 의 제어 신호(A)는 도 4 의 가장 위의 부분 선도에 도시되어 있다.
따라서, 신호(UES)에 의해 도 2 및 도 3 의 점화 장치에 있어서도 1 차 전류(I1)는 시점(t2)에 있어서 다시 상승하고 이때문에 2 차 전류(I2)는 강제적으로 종료되고 도 4 에서 알 수 있는 바와 같이 거의 20mA/50μs 만큼 강하하여 이 결과 점화 기간은 강제적으로 종료된다. 또 도 2 및 도 3 의 변형 실시예에 있어서도 2 차 전압(U2)은 시점(t3)에서의 제 2 의 제어 신호(UES)의 차단때에 다시 상승하나 오버 헤드에 접속이 가능한 스위치(13'a 내지 13'n)의 저지 전압에 달하는 일은 없다. 그래서 그후 제로를 향해서 강하한다. 따라서 점화 플러그의 잔류 에너지는 점화 플러그를 새롭게 점화하는 일없이 신속하게 저하한다.
따라서 도 1 내지 도 3 에 도시된 회로는 점화 기간을 임의로 단축할 수 있는 점에서 탁월하다. 이것은(한편에서) 도 1 에 도시된 바와 같은 고압 스위치 이거나 또는 도 2 및 도 3 에 의거해서 설명된 바와 같은 고압 스위치이거나 -고압 스위치를 사용하므로서 가능하다. 이 고압 스위치의 보존 전류는 2 차 전류(I2)가 이 고압 스위치의 보존 전류를 하회하는 까닭에 시점(t2)에서 차단되도록 선택된다.
이들의 회로의 실질적으로 확실한 기능은 시점(t2)에서 발생되어 점화 코일에 송출되는 제 2 의 제어 신호(A)에 의해 2 차 전류(I2)가 임의로 차단되는 경우에 얻어진다. 시점(t2)의 제 2 의 제어 신호에 의해 상술하는 바와 같이 2 차 전류(I2)는 확실하게 제로로 강하한다. 이 결과 고압 스위치는 확실하게 스위치 오프되어 일정한 기간(리커버리 타임/턴 오프시간)의 후에도 오프상태 대로이다.
고압 스위치의 스위치 오프에 의해 점화 플러그는 점화 코일에서 /*감 결합된다. 이때문에 시점(t3) 후에 2 차 전압(U2)이 상승하는 경우라도 플러그의 재점화는 행해지지 아니한다.
이 설명에서 한편에서는 도 1 내지 도 3 의 유도 점화 장치의 기능이 명백해지고 다른 편에서는 유도 점화 장치에 의한 내연기관의 점화 플러그를 제어하는 방법이 명백해진다. 이 방법은 꼭같이 점화 플러그의 소정의 점화 기간을 실현하기 위해 2 개의 제어 신호를 발생하는 점에서 탁월하다. 제 1 제어 신호는 시점(t1)에 점화 과정을 트리거하는데에 사용된다. 시점(t2)로 송출되는 제 2 제어 신호(A)는 점화 플러그에 있어서 2 차 전류를 확실하게 차단하여 이에 따라 점화 기간을 제한하는 목적을 갖는다. 이 제 2 제어 신호는 한편에서 사용되는 고압 스위치의 리커버리 타임/턴 오프 시간을 지키기 위해 유리하게는 100μs 의 기간 공급되지 아니하면 아니되는 것이 판명되었다. 다른편에서 이 제 2 제어 신호가 짧은 지속시간 때문에 1 차 전류(I1)의 차단 때에 2 차 전류(I2)는 시점(t3)에서는 일찌감치 다시 상승하지 않는 것이 보증된다.
도 1 내지 도 3 의 회로의 특별한 실시예 및 이 방법의 구성에 의해 점화 플러그에 측정 전류를 부가할 수가 있고 도 1 및 도 2 내지는 도 3 에서 도시되고 설명된 측정 회로(19 내지는 19')가 사용된다. 점화 플러그의 스파크 갭을 거쳐서 흐르는 측정 전류는 점화 스파크가 발생하지 아니한 동안에 평가된다. 이 측정 전류는 연소 동안에 연소실내에 존재하는 이온 때문에 흐른다. 이 이온 전류 측정이라고도 칭하는 방법에 의해 연소 과정이 감시된다. 측정 전류는 20μA 내지 200μA 까지의 범위내에 있다. 유리하게는 50μA 내지 100μA 의 측정 전류가 선택된다. 도 1 및 도 2 에 사용되는 고압 스위치에 대한 설명에서 명백한 사실은 이 이온 전류 측정의 실시예는 역도통 브레이크 오버 다이오드 즉 역도통 고압 다이오드 내지는 역 도통 광 트리거 브레이크 오버 다이오드가 사용되는 것이다. 이에 따라 이온 전류 측정의 실시는 비교적 근소한 코스트로 행해진다. 도 1 에서 설명한 바와 같이 개별 이그니션 코일이 사용되는 경우에는 각 점화 플러그에 대해서 별개의 측정 회로를 설치할 수가 있다. 그러나, 복수의 예로서 4 개의 점화 플러그에 대해서 유일한 측정 회로를 사용하는 일도 고려된다.
도 3 에는 역저지 고압 스위치가 사용된다. 도 3 에 도시된 측정 회로는 도 1 의 장치에도 사용할 수 있고 도 1 의 고압 스위치(13)는 그 경우 역저지형으로 구성되지 않으면 안된다.
상술한 설명에서 알 수 있는 바와 같이 도 1 내지 도 3 에 도시된 유도 점화 장치에 있어서 이온 전류 측정은 점화 플러그에 송출되는 전압 공급 또는 2 차 개시전류(I2)를 감소시킬 필요없이 가능하다. 2 차 전류의 소정의 「차단」에 의해 점화 코일의 높은 에너지가 플러그에 송출되고 이에 따라 각가지 동작조건 아래에서 충분한 전압 공급 및 에너지 공급이 부여된다.
고압 스위치의 보존 전류를 특별하게 설정하거나 또는 유리하게는 제 2 제어 신호인가의 어떤 것에 의한 고압 스위치의 임의의 스위치 오프에 의해 다음 사실이 보증된다. 즉, 출력단 제어부 또는 점화 플러그에 있어서 높은 손실 전력이 발생되지 아니하는 것이 보증된다.
고압 스위치의 차단에 의해 점화 코일에 남아 있는 에너지는 점화 플러그의 재 점화를 초래하는 일 없이 작은 시정수로 소멸한다. 최종적으로 점화 기간을 임의로 종료시키므로서 멀티실린더 엔진 예를 들면 5 개 보다 많은 실린더를 갖춘 엔진에 있어서 잔류 에너지 동작은 높은 회전수의 경우에 및 출력단 만에 의한 제어의 경우에 회피된다. 이 경우 소정의 에너지에서 점화 플러그에 대해서 비교적 낮은 개시 전류가 선택되고 상응해서 점화 기간이 길어진다. 2 차 전류(I2)의 남은 개시값에 의해 플러그 마모가 비교적 작아진다. 이 동작 방법은 도 2 및 도 3 에서 설명한 바와 같이 특히 전자적 고압 배전부와 관련되어 실현된다.

Claims (14)

  1. 하나 이상의 점화 코일에 대해 하나 이상의 제어 회로를 갖추고, 또한 하나 이상의 점화 플러그를 구비한 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치에 있어서,
    하나 이상의 점화 플러그에 배속되는 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)를 특징으로 하고,
    상기 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)는 제어 회로의 제 1 제어 신호에 의해 전류가 통하는 온 상태로 보존되고,
    상기 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)의 온 상태에서 하나 이상의 점화 플러그(3; 3a 내지 3n)에 스파크 전류(I2)가 흐르고,
    다시 상기 고압 스위치는 후속하는 제어가 없는 경우에 스파크 전류가 소정의 값(보존 전류)을 하회할 때까지 전류가 통하는 상태로 머물도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제어 회로는 점화 기간의 소정의 종료를 위해 제 2 제어 신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 제어 신호는 새로운 2 차 전류(I2)가 발생되지 않을 만큼 짧고, 또한 제 2 제어 신호는 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)가 턴 오프 시간후에 오프상태로 멈출 만큼 긴 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 2 제어 신호의 전류가 통하는 시간은 10μs 내지 500μs 이고 유리하게는 거의 100μs 인 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)는 점화 코일 2 차측의 고압 출력측(11)과 점화 플러그(3; 3a 내지 3n)사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 고압 스위치는 브레이크 오버 다이오드 또는 트리거가 가능한 것으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 고압 스위치(13)는 역도통 고압 브레이크 오버 다이오드로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 고압 스위치(13; 13a 내지 13n)는 역도통 광 트리거 브레이크 오버 다이오드로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 이온 전류를 검출하기 위한 점화 플러그(3; 3a 내지 3n)에 측정 전류를 부가하는 측정 회로(19, 19')를 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 위한 유도 점화 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 기재된 유도 점화 장치에 의해 내연기관의 점화 플러그를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 점화 플러그의 소정의 점화 기간을 실현하기 위해 2 개의 제어 신호를 발생하고,
    제 1 제어 신호는 점화 스파크를 발생시키기 위해 사용되고, 제 2 제어 신호는 2 차 전류를 차단하여 이에 따라 점화 기간을 종료시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 제어하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 제 2 제어 신호는 스파크 전류를 점화 플러그에 통하는 고압 스위치의 스위치 오프를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 제어하는 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 제 2 제어 신호를 10μs 내지 500μs 동안 공급하고 유리하게는 거의 100μs 동안 공급하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 제어하는 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 연소과정을 이온 전류 측정에 의해 감시하기 위해 점화 플러그에 측정 전압을 부가하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 제어하는 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 전압은 100V 내지 500V 유리하게는 200V 내지 300V 로 선택되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화 플러그를 제어하는 방법.
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