WO1998019066A1 - Zündvorrichtung und verfahren zum betreiben einer zündvorrichtung - Google Patents

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WO1998019066A1
WO1998019066A1 PCT/EP1997/005950 EP9705950W WO9819066A1 WO 1998019066 A1 WO1998019066 A1 WO 1998019066A1 EP 9705950 W EP9705950 W EP 9705950W WO 9819066 A1 WO9819066 A1 WO 9819066A1
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voltage
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current
capacitor
resonant circuit
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PCT/EP1997/005950
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Inventor
Ludwig Juffinger
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Ficht Gmbh & Co. Kg
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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
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/10—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having continuous electric sparks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/06—Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08—Layout of circuits
    • F02P3/0853—Layout of circuits for control of the dwell or anti-dwell time
    • F02P3/0861—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices
    • F02P3/0869—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices using digital techniques

Definitions

  • the invention relates to an electrical ignition device according to the preamble of claim 1 and a method for operating an ignition device.
  • Such ignition devices are used to ignite fuel / air mixtures in internal combustion engines. Fuel / air mixtures that have a stoichiometric ratio require little ignition energy and burn off safely. However, internal combustion engines are increasingly operated with lean mixtures, which can significantly reduce fuel consumption and pollutant emissions. Such lean fuel / air mixtures require higher ignition energies and a longer ignition spark in order to ensure a safe ignition of the fuel / air mixture.
  • Capacitive ignition devices are characterized by a high ignition voltage and a rapid rise in ignition voltage, so that an ignition spark is generated even with non-ideal spark gaps
  • the intense spark of a capacitive ignition device is only very short, so that flame-retardant mixtures often cannot be ignited.
  • Inductive ignition devices generate a relatively long-lasting ignition spark, but the maximum ignition voltage is considerably lower than with capacitive ignition devices.
  • This ignition device has a conventional construction with a primary capacitor serving as a first energy source or energy store, which is arranged in a primary circuit.
  • the primary circuit is coupled via a transformer to a secondary circuit in which a spark plug is provided.
  • the primary capacitor is charged to a predetermined voltage value by means of a current source and suddenly discharged by means of a trigger device.
  • the discharge pulse is coupled into the secondary circuit via the transformer and causes a high voltage pulse to generate a spark at the spark plug or spark gap.
  • this ignition device corresponds to one conventional capacitive ignition device.
  • a secondary capacitor is connected in series with the spark plug as a second energy source in the secondary circuit.
  • This secondary capacitor is charged via the same current source as the primary capacitor or via a further current source, the secondary capacitor then being discharged by the spark generated by the primary capacitor, since the secondary circuit is closed by the formation of a plasma in the spark gap. The arc is kept burning by the second energy source, the secondary capacitor.
  • DE 30 33 367 AI shows a circuit for increasing the intensity and duration of the ignition sparks available from an ignition coil, which has a charging capacitor and an ignition coil-containing resonant circuit, which is excited by means of a transistor circuit after the ignition of an ignition spark in such a way that the ignition spark is kept burning.
  • the invention has for its object to provide an ignition device that is simple and yet enables an ideal ignition pulse. Furthermore, the invention is based on the object of providing a method for operating an ignition device which both ensures a reliable ignition process and is simple to carry out.
  • the object is achieved by a device with the features of claim 1 and a method with the features of claim 12.
  • the ignition device according to the invention is designed similarly to the known capacitive ignition devices from a primary and a secondary circuit, which are coupled to one another via a transformer, a capacitor being arranged in the primary circuit.
  • the capacitor can be suddenly discharged to generate an ignition spark.
  • the capacitor is part of an oscillating circuit, so that the energy not consumed when the ignition spark is generated is reloaded into the capacitor.
  • a device for repeated excitation of the resonant circuit is provided, with which the capacitor is preferably supplied with additional energy during “reloading” or “swinging back”.
  • the resonant circuit is kept vibrating near its natural frequency, so that an alternating current is fed into the secondary circuit, which receives the ignition spark as an arc when burning.
  • the current flowing in the secondary circuit and / or the voltage applied to the secondary circuit is detected and in accordance with the detected current and / or the Detected voltage of the current of the secondary circuit or the amount of energy introduced into the spark gap regulated to a predetermined constant value.
  • this ensures reliable ignition of even very lean fuel / air mixtures by the ignition spark that burns for as long as required, and on the other hand prevents the consumption of electrical energy from increasing excessively, as is customary in conventional ignition devices which are also intended to ignite lean mixtures .
  • the invention thus allows for the first time to ignite lean-burn engines in an energy-efficient manner.
  • FIG. 1 shows the device according to the invention in a schematically simplified circuit diagram
  • FIG. 3 schematically shows an ignition process based on the capacitor voltage, a control signal for a switch and an ignition voltage tapped at the spark plug.
  • the ignition device according to the invention has a primary circuit 1 and a secondary circuit 2.
  • the secondary circuit 2 consists essentially of an ignition line 3, a spark plug 4 and the secondary side of a transformer 5 with its secondary coil 6. Furthermore, conventional interference suppression elements (not shown) are provided in the secondary circuit.
  • Z4 denotes a complex resistance in the secondary circuit 2, which represents the total resistance of all elements in the secondary circuit.
  • the primary circuit 1 is coupled to the secondary circuit 2 via the transformer 5, which has a primary coil 7 in the primary circuit and the secondary coil 6 in the secondary circuit.
  • the transmission ratio from the primary to the secondary side is, for example, approximately 1: 100, so that the voltage on the secondary side is approximately one hundred times greater than that on the primary side.
  • the primary coil 7 is part of an oscillating circuit 8, in which a capacitor 10 and a discharge switch 11 are arranged.
  • the resonant circuit 8 has two line sections 9a, 9b, each of which connects the capacitor 10 to the primary coil 7.
  • One of the two line sections 9a is connected via a supply line 12 to a connection of a current source 13, so that a supply voltage U v is present at line section 9a.
  • the other line section 9b is connected via a further supply line 14 to the other connection of the current source 13, a charging switch 15 being arranged in the supply line 14.
  • the supply line 14 is connected to ground.
  • a diode D1 is arranged in parallel with the charging switch 15 and connects the line section 9b to ground.
  • the discharge and charge switches 11, 15 are actuated by a control device 16 by means of control voltages U stll , U st ⁇ s , which, in accordance with a trigger signal and the voltage and / or current states in the ignition device, discharge the capacitor 10 and excite the resonant circuit 8 controls.
  • Three measuring resistors R1, R2 and R3 are provided to detect the individual voltage and / or current states.
  • the measuring resistor R1 is arranged in the line section 9b of the oscillating circuit 8, specifically in the area between the capacitor 10 and the connection point to the supply line 14.
  • the measuring resistor R2 is arranged in the supply line 14 and the measuring resistor R3 in the ignition line 3 in the secondary circuit 2.
  • the measuring line 20 is connected to the resonant circuit 8 on the side of the capacitor 10 which is directed towards the voltage supply.
  • the measuring line 21 is connected to the resonant circuit 8 in the area between the capacitor 10 and the measuring resistor R1 and the measuring line 22 is connected to the line section between the measuring resistor R1 and R2.
  • the measuring line 23 is connected to the side of the measuring resistor R2 connected to ground.
  • the measuring line 24 is connected to the secondary circuit 2 or its ignition line 3 in the area between the secondary coil 6 of the transformer 5 and the measuring resistor R3.
  • the capacitor voltage U cl is tapped, which represents a measure of the current state of charge of the capacitor 10.
  • the measuring lines 21, 22 arranged on both sides of the measuring resistor R1 tap the voltage U R1 applied to the measuring resistor R1 , which represents a measure of the current I p flowing in the resonant circuit 8.
  • the measuring lines 22, 23 arranged on both sides of the measuring resistor R2 tap the voltage U R2 applied to the measuring resistor R2, which is a measure of the charging current flowing through the supply line 14.
  • the measuring line 24 connected to the secondary circuit 2 taps off the voltage U R3 applied to the measuring resistor R3 with respect to ground, which represents a measure of the current I s flowing in the secondary circuit 2.
  • the capacitor 10 is charged with a charging current I by closing the charging switch 15 (FIG. 2a).
  • the discharge switch is open, so that the supply voltage U v is present directly at the capacitor 10.
  • a supply voltage U v which is positive with respect to ground is indicated.
  • the charging switch 15 is opened (FIG. 2b). The capacitor 10 is thus in its state of charge.
  • the discharge switch 11 is closed (FIG. 2 c), so that the resonant circuit 8 is closed and the capacitor 10 is discharged. If the charging switch 15 is not yet open, this is also opened, even if the capacitor voltage has not yet reached its predetermined value. By discharging the capacitor 10, a current pulse I P flowing through the primary coil 7 of the transformer is generated. In the resonant circuit shown in Fig. 2c, the current pulse is directed clockwise. It is transmitted through the transformer 5 to the secondary side, the electrical voltage being multiplied, so that a sufficient ignition voltage for the ignition is present at the spark plug 4 or the corresponding spark gap.
  • the charging switch 15 is briefly closed during the recharging of the capacitor by the current pulse I p oscillating back due to the natural oscillation behavior of the oscillating circuit 8, so that the capacitor 10 is charged by the charging current I L in addition to the "oscillating charge" from the voltage supply becomes.
  • the charge level on the capacitor 10 is increased or the voltage U cl is increased.
  • This additional charging of the capacitor 10 via the voltage supply preferably takes place when the current direction reverses with respect to the first discharge process (FIGS. 2c, 2d) (FIGS. 2e, 2f,). Ie that from the point in time at which the capacitor 10 has its maximum electrical charge with opposite polarity with respect to the original or the polarity generated by the charging current, the capacitor 10 can be charged by closing the charging switch 15 from outside the resonant circuit 8, this additional charging is preferably ended at the latest when the current direction reverses again.
  • This additional charging of the capacitor 10 can take place with each "back-swing", so that the resonant circuit 8 is continuously kept vibrating.
  • An oscillating circuit that continuously oscillates in this way continuously transmits an alternating voltage via the transformer 5, with which a spark ignited at the spark plug 4 is held as an arc to burn.
  • the additional charging of the capacitor 10 during the "backward oscillation” is a targeted excitation of the resonant circuit close to its natural frequency.
  • the regular excitation by closing the charging switch 15 causes a change in the overall impedance of the resonant circuit, so that the natural frequency changes accordingly.
  • the point in time of the excitation is preferably determined on the basis of the capacitor voltage U cl picked up or the measuring voltage U R1 tapped at the measuring resistor R1 .
  • the oscillation circuit can also be partially excited outside of this time interval, but here the efficiency is worse than with complete excitation within this time interval.
  • FIG. 3 shows an ignition process according to the invention using the capacitor voltage U cl , the control voltage U stl5 for actuating the charging switch 15 and an ignition voltage U x tapped at the spark plug, the individual voltages being plotted over time t.
  • striking times are marked with t 0 , t 17 ...
  • the capacitor voltage is approximately 300 V.
  • the discharge switch 11 is closed, so that the The voltage U cl across the capacitor drops abruptly and the voltage across the spark plug 4 suddenly increases until time t 2 .
  • a spark is generated on the spark plug, so that a plasma is built up on the spark gap and the resistance of the spark gap is suddenly reduced.
  • the voltage U ⁇ applied to the spark plug 4 drops to a relatively low value. With this relatively low voltage U x , the ignition spark continues to burn as an arc.
  • the capacitor voltage U cl has reached its minimum (negative maximum) of approximately -100 V, so that the current direction in the resonant circuit 8 is reversed at this time and the capacitor voltage U cl increases again.
  • the time t 4 represents the zero crossing of the capacitor voltage U cl , that is to say that the capacitor voltage U cl is zero at the time t 4 .
  • the charging switch 15 is closed, ie a voltage pulse of the control voltage U stl5 is emitted, and the excitation of the resonant circuit is started.
  • the point in time for starting the excitation of the resonant circuit or for starting the additional charging process of the capacitor 10 can also be selected earlier, wherein it is preferably only presented until the point in time t 3 at which the current direction in the resonant circuit reverses.
  • the capacitor voltage U cl reaches a maximum.
  • the current direction in the resonant circuit 8 is reversed again, so that the voltage U cl across the capacitor drops again.
  • the charging process is continued here beyond the time t 5 to a time t s in order to introduce a sufficient amount of energy into the resonant circuit 8.
  • the capacitor voltage drops to the next minimum at t 7 , with an additional charging process being started at t 8 at the subsequent zero crossing. In principle, this can be repeated any number of times, so that the ignition spark is kept burning as an arc.
  • the voltage U : on the secondary side does not correspond exactly to the sinusoidal-like profile fed from the primary side into the secondary side due to the changing plasma and the interference suppression elements.
  • the amplitude of the alternating voltage maintained by the excitation is approximately 60-100 V. It is approximately one fourth to one third of the original charging voltage of 300 V.
  • the duration of the repetitive pulses of the control voltage U stl5 determines the energy supplied.
  • the pulse duration is set to a predetermined value, so that the pulses each have the same amount of energy.
  • the control device 16 which is a measure of the current I s in the secondary circuit 2. If the voltage signal is greater than a predetermined threshold value, the pulse duration of the control voltage U stl5 is shortened, whereas the pulse duration is extended if the measured voltage signal is below a predetermined value.
  • the energy input introduced into the spark gap is detected to determine the pulse duration, for example by tapping the voltage U R3 and the two voltages U cl and U R1 .
  • the sum of the voltages U cl and U R1 essentially corresponds to the voltage applied to the primary coil 7.
  • the sum of the voltages U cl and U R1 is multiplied by the transmission factor of the transformer, in order to estimate the voltage applied to the spark gap.
  • the voltage applied to the secondary circuit 2 and the current flowing therein are thus known, the energy introduced into the spark gap per pulse and thus the energy flow can be calculated and the pulse duration can be regulated as a function of the energy flow introduced.
  • the voltage can be measured by an additional measuring coil known per se, which is arranged between the primary and secondary coils 7, 6.
  • the current flowing in the secondary circuit 2 can also be measured indirectly by the voltage drop across the resistor R1.
  • the diode D1 arranged in parallel with the charging switch 15 has the effect that the potential of the line section 9b in relation to ground does not become less than approximately -1 volt. This ensures that no larger negative potential builds up on the line section 9b and thus no large potential difference arises between the supply voltage U v and the line section 9b. In this way, the realization of the discharge switch 11 is facilitated by semiconductor elements.
  • the secondary side on which the high voltage is applied is very simple, without complex electronic components.
  • the energy is fed in with high efficiency because the energy supply is based on the natural frequency of the resonant circuit.
  • the spark can theoretically be kept on as an arc for as long as desired.
  • the ignition device Since the oscillation circuit is excited as a function of certain measured quantities, such as, for example, the capacitor voltage U cl and the current in the oscillation circuit, the ignition device according to the invention automatically adjusts to changing parameters which influence the natural frequency of the oscillation circuit. Such changes essentially occur due to aging of the components in the secondary circle that affect the primary circuit.
  • the design of the ignition device according to the invention is essentially only a modification on the primary side compared to conventional ignition devices, which can be carried out and retrofitted simply and inexpensively.
  • the ignition device according to the invention allows monitoring of the energy given off at the spark gap, so that the energy supply can be metered exactly.
  • a short spark duration can be selected so that the ignition spark is generated by a single voltage pulse alone, as in conventional capacitive ignition devices.
  • the device according to the invention can also be used very advantageously for igniting gas discharge lamps.
  • the amount of ignition energy supplied has an influence on the life of such a gas discharge lamp. Repeated misfires lead to rapid aging.
  • the ignition energy is regulated in a simple manner to a minimum required for ignition, so that the known disadvantages of conventional ignition devices can be avoided.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Zündvorrichtung vorzugsweise für Brennkraftmaschinen. Die Zündvorrichtung weist einen als Schwingkreis mit einem Kondensator und einer Spule ausgebildeten Primärkreis auf, der mittels eines Transformators an einen Sekundärkreis gekoppelt ist, in dem eine Zündkerze angeordnet ist. An der Zündkerze wird ein Zündfunke durch eine Entladung des Kondensators erzeugt, wobei der Zündfunke als Lichtbogen am Brennen gehalten wird, indem dem Schwingkreis wiederholt Energiepulse von außen zugeführt werden.

Description

Zündvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine elektrische Zündvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. ein Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung.
Derartige Zündvorrichtungen werden zum Zünden von Kraftstoff/- Luft-Gemischen in Brennkraftmotoren verwendet. Kraftstoff/Luft- Gemische, die ein stöchiometrisches Verhältnis aufweisen, benötigen wenig Zündenergie und brennen sicher ab. Jedoch werden Brennkraftmaschinen zunehmend mit mageren Gemischen betrieben, wodurch der Kraftstoffverbrauch und der Schadstoffausstoß erheblich gesenkt werden kann. Solche mageren Kraftstoff/Luft-Gemische benötigen höhere Zündenergien und einen länger andauernden Zündfunken, um ein sicheres Entzünden des Kraftstoff/Luft-Gemisches sicherzustellen.
Ferner treten bei besonderen Anwendungen, wie z.B. bei Motoren für Motorboote spezielle Zündprobleme auf. So kann das Luft/- Kraftstoff-Gemisch aufgrund von Feuchtigkeitsanteilen nur schwer entzündbar sein, oder es sammeln sich in einem länger andauernden Leerlaufbetrieb Rußpartikel an, die die Zündung beeinträchtigen. Insbesondere bei niedrigen Drehzahlen und im Startbetrieb treten bei Brennkraftmaschinen Zündprobleme auf.
Grundsätzlich sind zwei Arten von Zündvorrichtungen, nämlich induktive Zündvorrichtungen (Coil Ignition = CD und kapazitive Zündvorrichtungen (Capacitive Discharge Ignition = CDI) bekannt. Kapazitive Zündvorrichtungen zeichnen sich durch eine hohe Zündspannung und einem schnellen Zündspannungsanstieg aus, so daß auch bei nicht idealen Funkenstrecken ein Zündfunke erzeugt werden kann. Der intensive Zündfunke einer kapazitiven Zündvorrichtung ist jedoch nur sehr kurz andauernd, so daß schwer entflammbare Gemische oftmals nicht entzündet werden können.
Induktive Zündvorrichtungen erzeugen hingegen einen relativ lang andauernden Zündfunken, wobei jedoch die maximale Zündspannung wesentlich geringer als bei kapazitiven Zündvorrichtungen ist.
Aus der WO 93/04279 ist eine Zündvorrichtung bekannt, bei der zwei Energiequellen verwendet werden, um einen Zündfunken mit hoher Zündspannung zu erzeugen, der zugleich relativ lange andauert. Hierbei wird zwischen dem eigentlichen Funken, zu dessen Erzeugung eine hohe Spannung benötigt wird, und dem sich daran anschließenden Lichtbogen unterschieden, der mit einer relativ geringen Spannung am Brennen gehalten wird.
Diese Zündvorrichtung weist einen an sich herkömmlichen Aufbau mit einem als erste Energiequelle bzw. Energiespeicher dienenden Primärkondensator auf, der in einem Primärkreis angeordnet ist. Der Primärkreis ist über einen Transformator an einen Sekundärkreis gekoppelt, in dem eine Zündkerze vorgesehen ist. Der Primärkondensator wird mittels einer Stromquelle auf einen vorbestimmten Spannungswert geladen und mittels einer Triggereinrichtung schlagartig entladen. Der Entladepuls wird über den Transformator in den Sekundärkreis gekoppelt und bewirkt einen hohen Spannungspuls zur Erzeugung eines Funkens an der Zündkerze bzw. Funkenstrecke. Insoweit entspricht diese Zündvorrichtung einer herkömmlichen kapazitiven Zündvorrichtung.
Darüber hinaus ist im Sekundärkreis ein Sekundärkondensator als zweite Energiequelle in Reihe zur Zündkerze geschaltet. Dieser Sekundärkondensator wird über die gleiche Stromquelle wie der Primärkondensator oder über eine weitere Stromquelle geladen, wobei sich der Sekundärkondensator anschließend an den durch den Primärkondensator erzeugten Funken entlädt, da durch die Bildung eines Plasmas in der Funkenstrecke der Sekundärkreis geschlossen ist. Durch die zweite Energiequelle, dem Sekundärkondensator, wird der Lichtbogen am Brennen gehalten.
Ferner sind aus der US 4,083,347 und der US 4,506,650 weitere Zündvorrichtungen bekannt, die im Sekundärkreis zusätzliche elektronische Bauteile enthalten, um eine pulsförmige bzw. kapazitive Zündung mit hoher Zündspannung über einen längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten.
Das Einspeisen zusätzlicher Energie in den Sekundärkreis bzw. das Vorsehen von elektronischen Bauteilen, insbesondere Halbleiterbauelemente, ist im Sekundärkreis aufgrund der darin auftretenden hohen Spannungen (> 3000 V) und hohen Ströme (> 250 mA) nicht oder nur mit außergewöhnlich hohem technischen Aufwand möglich.
Aus der DE 30 33 367 AI geht ein Schaltkreis zum Steigern von Intensität und Dauer der von einer Zündspule lieferbaren Zündfunken hervor, die einen Ladekondensator und eine Zündspule enthaltenden Schwingkreis aufweist, der mittels einer Transistorschaltung nach dem Zünden eines Zündfunkens derart angeregt wird, daß der Zündfunken am Brennen gehalten wird.
Aus der DE 37 14 155 AI (= US-Patentanmeldung 857,299 vom 30. April 1986), der DE-OS 20 48 960 und der US 4,677,960 gehen Schaltungen hervor, mit welchen jeweils eine Folge von rasch aufeinanderfolgenden Zündfunken erzeugt werden kann. Ein belie- big langes Brennen des Zündfunkens ist mit diesen Schaltungen nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und dennoch einen idealen Zündpuls ermöglicht. Desweiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung zu schaffen, das sowohl einen sicheren Zündvorgang gewährleistet, als auch einfach ausführbar ist.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung ist ähnlich den bekannten kapazitiven Zündvorrichtungen aus einem Primär- und einem Sekundärkreis ausgebildet, die über einen Transformator miteinander gekoppelt sind, wobei im Primärkreis ein Kondensator angeordnet ist . Der Kondensator kann zur Erzeugung eines Zündfunkens schlagartig entladen werden.
Erfindungsgemäß ist der Kondensator Bestandteil eines Schwingkreises, so daß die beim Erzeugen des Zündfunkens nicht verbrauchte Energie in den Kondensator wieder zurückgeladen wird. Zudem ist eine Einrichtung zum wiederholten Anregen des Schwingkreises vorgesehen, mit der der Kondensator vorzugsweise beim "Zurückladen" bzw. "Zurückschwingen" mit zusätzlicher Energie versorgt wird. Hierdurch wird der Schwingkreis nahe seiner Eigenfrequenz am Schwingen gehalten, so daß in den Sekundärkreis ein Wechselstrom eingespeist wird, der den Zündfunken als Lichtbogen am Brennen erhält. Zudem wird der im Sekundärkreis fließende Strom und/oder die am Sekundärkreis anliegende Spannung detektiert und nach Maßgabe des detektierten Stroms und/oder der detektierten Spannung des Stroms des Sekundärkreises oder die in die Funkenstrecke eingebrachte Energiemenge auf einen vorbestimmten konstanten Wert geregelt.
Hierdurch wird zum einen durch den beliebig lang brennenden Zündfunken eine sichere Entzündung selbst sehr magerer Kraftstoff/Luft-Gemische sichergestellt und andererseits verhindert, daß der Verbrauch an elektrischer Energie übermäßig steigt, wie es bei herkömmlichen Zündvorrichtungen, die auch magere Gemische entzünden sollen, üblich ist. Die Erfindung erlaubt somit erstmals energetisch sparsam Magermotoren zu zünden.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem schematisch vereinfachten Schaltbild,
Fig. 2 bis 2h in einer schematisch vereinfachten Darstellung die Ladezustände im Schwingkreis,
Fig. 3 schematisch einen Zündvorgang anhand der Kondensatorspannung, einem Steuersignal für einen S- chalter und einer an der Zündkerze abgegriffenen Zündspannung.
Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung weist einen Primärkreis 1 und einen Sekundärkreis 2 auf.
Der Sekundärkreis 2 besteht im wesentlichen nur aus einer Zündleitung 3, einer Zündkerze 4 und der Sekundärseite eines Transformators 5 mit seiner Sekundärspule 6. Ferner sind übliche Entstörglieder (nicht dargestellt) im Sekundärkreis vorgesehen. In Fig. 1 ist mit Z4 ein komplexer Widerstand im Sekundärkreis 2 bezeichnet, der den Gesamtwiderstand aller Elemente im Sekundärkreis darstellt. Der Primärkreis 1 ist mit dem Sekundärkreis 2 über den Transformator 5 gekoppelt, der im Primärkreis eine Primärspule 7 und im Sekundärkreis die Sekundärspule 6 aufweist. Das Übertragungs- verhältnis von Primär- zur Sekundärseite beträgt bspw. etwa 1 : 100, so daß die Spannung auf der Sekundärseite etwa hundertmal so groß wie die auf der Primärseite ist. Die Primärspule 7 ist Bestandteil eines Schwingkreises 8, in dem ein Kondensator 10 und ein Entladeschalter 11 angeordnet ist.
Der Schwingkreis 8 weist zwei Leitungsabschnitte 9a, 9b auf, die jeweils den Kondensator 10 mit der Primärspule 7 verbinden. Einer der beiden Leitungsabschnitte 9a ist über eine Versorgungsleitung 12 mit einem Anschluß einer Stromquelle 13 verbunden, so daß an den Leitungsabschnitt 9a eine Versorgungsspannung Uv anliegt. Der andere Leitungsabschnitt 9b ist über eine weitere Versorgungsleitung 14 mit dem anderen Anschluß der Stromquelle 13 verbunden, wobei in der Versorgungsleitung 14 ein Ladeschalter 15 angeordnet ist. Die Versorgungsleitung 14 ist mit Masse verbunden. Parallel zum Ladeschalter 15 ist eine Diode Dl angeordnet, die den Leitungsabschnitt 9b mit Masse verbindet.
Die Entlade- und Ladeschalter 11, 15 werden von einer Steuereinrichtung 16 mittels Steuerspannungen Ustll, Ustιs betätigt, die nach Maßgabe eines Triggersignals und den in der Zündvorrichtung vorliegenden Spannungs- und/oder Stromzuständen die Entladung des Kondensators 10 und die Anregung des Schwingkreises 8 steuert. Zur Erfassung der einzelnen Spannungs- und/oder Stromzustände sind drei Meßwiderstände Rl, R2 und R3 vorgesehen. Der Meßwiderstand Rl ist im Leitungsabschnitt 9b des Schwinkreises 8, und zwar im Bereich zwischen dem Kondensator 10 und der Verbindungsstelle zur Versorgungsleitung 14 angeordnet. Der Meßwiderstand R2 ist in der Versorgungsleitung 14 und der Meßwiderstand R3 in der Zündleitung 3 im Sekundärkreis 2 angeordnet.
Am Primärkreis 1 sind vier Meßleitungen 20, 21, 22, 23 zum Abgreifen der am Kondensator 10 und den Meßwiderständen Rl und R2 anliegenden Spannungen vorgesehen, die der Steuereinrichtung 16 zugeführt werden. Die Meßleitung 20 ist mit dem Schwingkreis 8 an der zur Spannungsversorgung gerichteten Seite des Kondensators 10 verbunden. Die Meßleitung 21 ist an den Schwingkreis 8 im Bereich zwischen dem Kondensator 10 und dem Meßwiderstand Rl und die Meßleitung 22 ist an den Leitungsabschnitt zwischen dem Meßwiderstand Rl und R2 angeschlossen. Die Meßleitung 23 ist an der mit Masse verbundenen Seite des Meßwiderstandes R2 angeschlossen. Die Meßleitung 24 ist mit dem Sekundärkreis 2 bzw. dessen Zündleitung 3 im Bereich zwischen der Sekundärspule 6 des Transformators 5 und dem Meßwiderstand R3 verbunden.
Zwischen den beiden Meßleitungen 20, 21, die beidseitig des Kondensators 10 angeordnet sind, wird die Kondensatorspannung Ucl abgegriffen, die ein Maß des aktuellen Ladezustandes des Kondensators 10 darstellt. Die an beiden Seiten des Meßwiderstandes Rl angeordneten Meßleitungen 21, 22 greifen die am Meßwiderstand Rl anliegende Spannung UR1 ab, die ein Maß für den im Schwingkreis 8 fließenden Strom Ip darstellt . Die an beiden Seiten des Meßwiderstandes R2 angeordneten Meßleitungen 22, 23 greifen die am Meßwiderstand R2 anliegende Spannung UR2 ab, die ein Maß für den durch die Versorgungsleitung 14 fließenden Ladestrom ist.
Die mit dem Sekundärkreis 2 verbundene Meßleitung 24 greift die am Meßwiderstand R3 gegenüber Masse anliegende Spannung UR3 ab, die ein Maß für den im Sekundärkreis 2 fließenden Strom Is darstellt.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung anhand der Fig. 2a bis 2h erläutert.
Während eines zündungsfreien Zeitraumes wird der Kondensator 10 durch Schließen des Ladeschalters 15 mit einem Ladestrom I geladen (Fig. 2a) . Hierbei ist der Entladeschalter offen, so daß die Versorgungsspannung Uv unmittelbar am Kondensator 10 anliegt. In dem in den Fig. 2a bis 2h schematisch dargestellten Modell des Schwingkreises ist eine gegenüber Masse positive Versorgungsspannung Uv angegeben. Hat die Kondensatorspannung Ucl einen vorbestimmten Wert erreicht, wird der Ladeschalter 15 geöffnet (Fig. 2b) . Der Kondensator 10 befindet sich somit in seinem Ladezustand.
Geht nun an der Steuereinrichtung 16 ein Triggersignal ein, das die Auslösung eines Zündfunkens anzeigt, wird der Entladeschal- ter 11 geschlossen (Fig. 2c) , so daß der Schwingkreis 8 geschlossen wird und sich der Kondensator 10 entlädt. Falls der Ladeschalter 15 noch nicht geöffnet ist, wird auch dieser geöffnet, selbst wenn die Kondensatorspannung noch nicht ihren vorbestimmten Wert erreicht hat. Durch das Entladen des Kondensators 10 wird ein durch die Primärspule 7 des Transformators fließender Stromimpuls IP erzeugt. In dem in Fig. 2c dargestellten Schwingkreis ist der Stromimpuls im Uhrzeigersinn gerichtet . Er wird durch den Transformator 5 auf die Sekundärseite übertragen, wobei die elektrische Spannung vervielfacht wird, so daß an der Zündkerze 4 bzw. der entsprechenden Funkenstrecke eine für die Zündung ausreichende Zündspannung anliegt.
Hierbei verbleibt jedoch aufgrund des in der Primärspule 7 aufgebauten Magnetfeldes eine Restenergie im Primärkreis 1 gespeichert. Durch den Abbau des Magnetfeldes (Fig. 2d) in der Primärspule 7, nachdem der Kondensator 10 entladen ist, wird der Kondensator entgegen der in den Fig. 2a, 2b gezeigten ursprünglichen Polung wieder aufgeladen (Fig. 2d, 2e) . Wenn das Magnetfeld in der Primärspule 7 abgebaut ist (Fig. 2e) , schwingt die im Kondensator gespeicherte Ladung wieder "zurück" (Fig. 2f) , wobei sich der Kondensator 10 entlädt und in der Primärspule 7 wieder einen Stromimpuls erzeugt. Dieser "zurückschwingende" Strom Ip fließt in dem in Fig. 2f gezeigten Schwingkreis im Gegenuhrzeigersinn, wobei der Stromimpuls Ip durch den Transformator 5 in den Sekundärkreis 2 übertragen wird und dort einen Spannungs- impuls erzeugt . Hierbei wird wiederum Restenergie in der Primär- spule 7 gespeichert, die nach dem Entladen des Kondensators 10 wieder abgebaut wird und den Kondensator wieder mit der ursprünglichen Polung auflädt. Diese im Kondensator gespeicherte Energie bzw. elektrische Ladung ist aufgrund der in den Sekundärkreis 2 übertragenen Energie und wegen der elektrischen Widerstände im Primärkreis 1 gegenüber der ursprünglich gespeicherten Energie stark reduziert.
Erfindungsgemäß wird deshalb der Ladeschalter 15 während des erneuten Aufladens des Kondensators durch den aufgrund des Eigenschwingverhaltens des Schwingkreises 8 zurückschwingenden Strompuls Ip kurzzeitig geschlossen, so daß der Kondensator 10 zusätzlich zu der "zurückschwingenden Ladung" von der Spannungs- Versorgung durch den Ladestrom IL aufgeladen wird. Hierdurch wird das Ladungsniveau am Kondensator 10 angehoben bzw. die Spannung Ucl erhöht .
Diese zusätzliche Ladung des Kondensators 10 über die Spannungs- Versorgung erfolgt vorzugsweise dann, wenn sich die Stromrichtung bezüglich des ersten Entladevorganges (Fig. 2c, 2d) umkehrt (Fig. 2e, 2f,) . D.h., daß ab dem Zeitpunkt, ab dem der Kondensator 10 seine maximale elektrische Ladung mit Gegenpolung gegenüber der ursprünglichen bzw. der durch den Ladestrom erzeugten Polung aufweist, der Kondensator 10 durch Schließen des Ladeschalters 15 von außerhalb des Schwingkreises 8 aufgeladen werden kann, wobei dieser zusätzliche Ladevorgang vorzugsweise spätestens dann beendet wird, wenn sich die Stromrichtung wieder umkehrt .
Diese zusätzliche Aufladung des Kondensators 10 kann bei jeder "Rückschwingung" erfolgen, so daß der Schwingkreis 8 kontinuierlich am Schwingen gehalten wird. Ein auf diese Art und Weise kontinuierlich schwingender Schwingkreis überträgt über den Transformator 5 kontinuierlich eine Wechselspannung, mit der ein an der Zündkerze 4 entzündeter Funke als Lichtbogen am Brennen gehalten wird. Das zusätzliche Aufladen des Kondensators 10 während der "Rückschwingung" ist eine gezielte Anregung des Schwingkreises nahe seiner Eigenfrequenz . Die regelmäßige Anregung durch Schließen des Ladeschalters 15 bewirkt eine Änderung der Gesamtimpedanz des Schwingkreises, so daß sich die Eigenfrequenz dementsprechend verändert. Der Zeitpunkt der Anregung wird vorzugsweise anhand der aufgenommenden Kondensatorspannung Ucl bzw. der am Meßwiderstand Rl abgegriffenen Meßspannung UR1 festgelegt . Weist die Kondensatorspannung Ucl eine zur ursprünglichen Polung umgekehrte Polung auf, und ist die am Meßwiderstand Rl abgegriffene Meßspannung UR1 und damit der Strom im Schwingkreis gleich Null, so bedeutet dies, daß die "Rückschwingung" einsetzt und die Anregung des Schwingkreises durch Schließen des Ladeschalters 15 gestartet werden kann. Der zusätzliche Ladevorgang bzw. die Anregung des Schwingkreises wird zweckmäßigerweise spätestens dann beendet, wenn die Kondensatorspannung Ucl wieder die ursprüngliche Polung aufweist und die am Meßwiderstand Rl abgegriffene Spannung UR1 gleich Null ist . Diese beiden Zeitpunkte (Ucl < 0 und U R1 = 0; Ucl > 0 und UR1 = 0) begrenzen das Zeitintervall, währenddessen der Strom im Schwingkreis 8 entgegen der Richtung des ersten Entladevorganges gerichtet ist.
Eine Anregung des Schwingkreises kann auch zum Teil außerhalb dieses Zeitintervalls erfolgen, wobei hier jedoch der Wirkungsgrad schlechter als bei einer vollständigen Anregung innerhalb dieses Zeitintervalls ist.
In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer Zündvorgang anhand der Kondensatorspannung Ucl, der Steuerspannung Ustl5 zum Betätigen des Ladeschalters 15 und einer an der Zündkerze abgegriffenen Zündspannung Ux dargestellt, wobei die einzelnen Spannungen über die Zeit t aufgetragen sind. An der Zeitachse t sind markante Zeitpunkte mit t0, t17... gekennzeichnet.
Zum Zeitpunkt t0 beträgt die Kondensatorspannung etwa 300 V. Am Zeitpunkt tλ wird der Entladeschalter 11 geschlossen, so daß die Spannung Ucl am Kondensator abrupt abfällt und die Spannung an der Zündkerze 4 schlagartig bis zum Zeitpunkt t2 ansteigt. Am Zeitpunkt t2 entsteht an der Zündkerze ein Zündfunke, so daß an der Funkenstrecke ein Plasma aufgebaut wird und sich der Widerstand der Funkenstrecke schlagartig verringert . Hierdurch fällt die an der Zündkerze 4 anliegende Spannung UΣ auf einen relativ geringen Wert ab. Mit dieser relativ geringen Spannung Ux brennt der Zündfunke als Lichtbogen weiter. Zum Zeitpunkt t3 hat die Kondensatorspannung Ucl ihr Minimum (negatives Maximum) von etwa -100 V erreicht, so daß sich in diesem Zeitpunkt die Stromrichtung im Schwingkreis 8 umkehrt und die Kondensatorspannung Ucl wieder zunimmt. Der Zeitpunkt t4 stellt den Nulldurchgang der Kondensatorspannung Ucl dar, d.h. , daß die Kondensatorspannung Ucl zum Zeitpunkt t4 gleich Null ist. Mit dem Nulldurchgang der Spannung Ucl wird der Ladeschalter 15 geschlossen, d.h. ein Spannungspuls der Steuerspannung Ustl5 abgegeben, und die Anregung des Schwingkreises gestartet . Der Zeitpunkt zum Starten der Anregung des Schwingkreises bzw. zum Starten des zusätzlichen Ladevorganges des Kondensators 10 kann auch früher gewählt werden, wobei er vorzugsweise nur bis zum Zeitpunkt t3 vorgelegt wird, an dem sich die Stromrichtung im Schwingkreis umkehrt.
Zum Zeitpunkt t5 erreicht die Kondensatorspannung Ucl ein Maximum. Die Stromrichtung im Schwingkreis 8 kehrt sich wieder um, so daß die Spannung Ucl am Kondensator wieder abfällt. Der Ladevorgang wird hier jedoch über den Zeitpunkt t5 hinaus bis zu einem Zeitpunkt ts fortgesetzt, um im Schwingkreis 8 eine ausreichende Energiemenge einzubringen. Die Kondensatorspannung senkt sich bis zum nächsten Minimum bei t7 ab, wobei beim darauffolgenden Nulldurchgang bei t8 ein zusätzlicher Ladevorgang gestartet wird. Dies kann grundsätzlich beliebig oft wiederholt werden, so daß der Zündfunke als Lichtbogen am Brennen gehalten wird. Die Spannung U: an der Sekundärseite entspricht in ihrem Verlauf aufgrund des sich ändernden Plasmas und der Entstörglie- der nicht exakt dem von der Primärseite in die Sekundärseite eingespeisten sinusformähnlichen Verlauf. Es ist jedoch eine etwa rechteckförmige Wechselspannung erkennbar, mit der der Lichtbogen am Brennen gehalten wird. An der Primärseite beträgt die Amplitude der durch die Anregung aufrecht erhaltenen Wechselspannung etwa 60 - 100 V. Sie beträgt etwa ein Viertel bis ein Drittel der ursprünglichen Ladespannung von 300 V.
Die Dauer der sich wiederholenden Pulse der Steuerspannung Ustl5 bestimmt die zugeführte Energie. In einer einfachen Ausführungsform ist die Pulsdauer auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, so daß die Pulse jeweils die gleiche Energiemenge aufweisen.
Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, den Strom Is auf einen vorbestimmten Wert zu regeln. Hierzu wird das an der Meßleitung 24 abgegriffene Spannungssignal von der Steuereinrichtung 16 ausgewertet, das ein Maß für den Strom Is im Sekundärkreis 2 ist. Ist das Spannungssignal größer als ein vorbestimmter Schwellenwert, so wird die Pulsdauer der Steuerspannung Ustl5 verkürzt, wohingegen die Pulsdauer verlängert wird, wenn das gemessene Spannungssignal unter einem vorbestimmten Wert liegt.
Bei der erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform wird zur Bestimmung der Pulsdauer der in der Funkenstrecke eingebrachte Energieeintrag detektiert, indem beispielsweise die Spannung UR3 und die beiden Spannungen Ucl und UR1 abgegriffen werden. Die Summe der Spannungen Ucl und UR1 entspricht im wesentlichen der an der Primärspule 7 anliegenden Spannung. Zur Bestimmung des in der Funkenstrecke eingebrachten Energieflusses [Joule/Sekunde] wird die Summe der Spannungen Ucl und UR1 mit dem Übertragungsfaktor des Transformators multipliziert, um so die an der Funkenstrecke anliegende Spannung abzuschätzen. Da somit die am Sekundärkreis 2 anliegende Spannung und der darin fließende Strom (entspricht UR3) bekannt sind, kann die in die Funkenstrecke pro Puls eingebrachte Energie und damit der Energiefluß berechnet werden und die Pulsdauer in Abhängigkeit der eingebrachten Energieflusses geregelt werden. Anstelle der Abschätzung der Spannung über die Spannung Ucl und UR1 kann die Spannung durch eine zusätzliche, an sich bekannte Meßspule gemessen werden, die zwischen der Primär- und der Sekundärspule 7, 6 angeordnet wird. Den im Sekundärkreis 2 fließenden Strom kann man auch indirekt durch die am Widerstand Rl abfallende Spannung messen.
Die parallel zum Ladeschalter 15 angeordnete Diode Dl bewirkt, daß das Potential des Leitungsabschnittes 9b bezogen auf Masse nicht kleiner als etwa -1 Volt wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß sich am Leitungsabschnitt 9b kein größeres negatives Potential aufbaut und somit keine große Potentialdifferenz zwischen der Versorgungsspannung Uv und dem Leitungsabschnitt 9b entsteht. Hierdurch wird die Realisierung des Entladeschalters 11 durch Halbleiterelemente erleichtert.
Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung weist gegenüber herkömmlichen Zündvorrichtungen wesentliche Vorteile auf:
1. Die Sekundärseite, an der die Hochspannung anliegt, ist sehr einfach, ohne aufwendige elektronische Bauteile ausgebildet.
2. Die Energieeinspeisung erfolgt mit hohem Wirkungsgrad, da sich die Energiezufuhr an der Eigenfrequenz des Schwingkreises orientiert.
3. Der Zündfunke kann als Lichtbogen theoretisch beliebig lange am Brennen gehalten werden.
4. Da die Anregung des Schwingkreises in Abhängigkeit von bestimmten gemessenen Größen, wie z.B. der Kondensatorspannung Ucl und des Stromes im Schwingkreis erfolgt, stellt sich die erfindungsgemäße Zündvorrichtung automatisch auf sich ändernde Parameter ein, die die Eigenfrequenz des Schwingkreises beeinflussen. Solche Änderungen treten im wesentlichen durch eine Alterung der Bauteile im Sekundär- kreis auf, die auf den Primärkreis rückwirken.
5. Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung stellt gegenüber herkömmlichen Zündvorrichtungen im wesentlichen nur eine Modifikation auf der Primärseite dar, die einfach und kostengünstig ausführbar und nachrüstbar ist.
6. Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung erlaubt die Überwachung der an der Funkenstrecke abgegebenen Energie, so daß die Energiezufuhr exakt dosiert werden kann.
7. Für ein gut entzündbares Gemisch kann eine kurze Funkenbrenndauer gewählt werden, so daß der Zündfunke wie bei herkömmlichen kapazitiven Zündvorrichtungen alleine durch einen einzigen Spannungspuls erzeugt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch sehr vorteilhaft zum Zünden von Gasentladungslampen eingesetzt werden. Die Menge der zugeführten Zündenergie hat Einfluß auf die Lebensdauer einer solchen Gasentladungslampe. Wiederholte Fehlzündungen führen zu einer schnellen Alterung. Mit erfindungsgemäßen Zündvorrichtungen wird auf einfache Art und Weise die Zündenergie auf einen minimalen zur Zündung notwendigen Bedarf geregelt, so daß die bekannten Nachteile herkömmlicher Zündvorrichtungen vermieden werden können.
Zudem kann mit der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung nicht nur das Zünden einer Gasentladungslampe verbessert werden, sondern es kann auch während des Brennens der Gasentladungslampe zugeführte Energie geregelt werden, so daß die Lampe beispielsweise temperaturunabhängig ein bestimmtes Lichtspektrum abstrahlt.
Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ohne zusätzlichen Sensor eine Selbstdiagnose erfolgen.

Claims

Patentansprüche
Elektrische Zündvorrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen mit
- einem Primärkreis (1) mit einem Kondensator (10) ,
- einem Sekundärkreis (2) , in dem eine Zündkerze (4) zum Zünden eines Kraftstoff/Luft-Gemisches angeordnet werden kann,
- einer Ladeeinrichtung zum Laden des Kondensators (10) auf eine vorbestimmte LadeSpannung,
- einem Transformator (5) zum Übertragen eines durch Entladen des Kondensators (10) erzeugten elektrischen Zündpulses vom Primärkreis (1) in den Sekundärkreis (2) , wobei der Primärkreis (1) als elektrischer Schwingkreis (8) mit dem Kondensator (10) und einer Spule (7) ausgebildet ist, und eine Steuereinrichtung (16) vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß der Schwingkreis (8) wiederholt angeregt werden kann, um einen durch eine Kondensatorentladung entzündeten Zündfunken als Lichtbogen am Brennen zu erhalten, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Einrichtung zum Detektieren des Stomes (Is) und/oder- der Spannung (Uτ) im Sekundärkreis (2) , wobei die Steuer- 10
einrichtung (16) so ausgebildet ist, daß nach Maßgabe des detektierten Stroms (Is) und/oder der detektierten Spannung (Uj.) der Strom (Is) oder der in den Sekundärkreis (2) eingebrachte Energiefluß auf einen etwa konstanten Wert geregelt werden .
2. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einrichtung zum Detektieren des Stroms (Is) einen im Sekundärkreis (2) angeordneten Widerstand (R3) aufweist und die Steuereinrichtung (16) mit einer Meßleitung (24) zum Abgreifen der am Widerstand (R3) abfallenden Spannung (U3) verbunden ist, die proportional zum Strom (Is) ist.
3. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einrichtung zum Detektieren der Spannung (Ux) eine im Transformator (5) zwischen einer Primär- und Sekundärspule angeordnete Meßspule aufweist, an welcher eine zur Spannung im Sekundärkreis (2) proportionale Spannung abfällt.
4. Elektrische Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Transformator (5) eine Primärspule (7) und eine Sekundärspule (6) aufweist, wobei die Primärspule (7) die Spule des Schwingkreises (8) ist.
5. Elektrische Zündvorrichtung nach einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Schwingkreis (8) ein Entladeschalter (11) angeordnet ist, der von der Steuereinrichtung betätigbar ist.
6. Elektrische Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schwingkreis (8) zwei Leitungsabschnitte (9a, 9b) aufweist, die jeweils die Spule (7) mit dem Kondensator
(10) verbinden, wobei jeweils ein Leitungsabschnitt (9a, 9b) über eine Versorgungsleitung (12, 14) mit einem Anschluß einer Spannungsversorgung (13) verbunden ist, wobei in einer der Versorgungsleitungen (12, 14) ein Ladeschalter
(15) angeordnet ist, der von der Steuereinrichtung (16) betätigbar ist:
7. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in einer der Versorgungsleitungen (12, 14) ein Meßwiderstand (R2) angeordnet ist, wobei die am Meßwiderstand (R2) abfallende Spannung ein Maß des durch die Versorgungsleitungen (12, 14) fließenden Ladestroms (IL) ist.
8. Elektrische Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Schwingkreis (8) ein Meßwiderstand (Rl) angeordnet ist, wobei die am Meßwiderstand (Rl) abfallende Spannung ein Maß des im Schwingkreis (8) fließenden Stroms (Ip) darstellt .
9. Elektrische Zündvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuereinrichtung (16) mit Meßleitungen (20, 21) zum Abgreifen der am Kondensator (10) anliegenden Spannung (Ucl) verbunden ist.
10. Elektrische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuereinrichtung (16) mit Meßleitungen (22, 23) zum Abgreifen der an dem in der Versorgungsleitung (14) angeordneten Meßwiderstand (R2) abfallenden Spannung verbunden ist.
11. Elektrische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuereinrichtung (16) mit Meßleitungen (21, 22) zum Abgreifen der an dem im Schwingkreis (8) angeordneten Meßwiderstand (Rl) abfallenden Spannung verbunden ist.
12. Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Zündvorrichtung einen als Schwingkreis mit einem Kondensator und einer Spule ausgebildeten Primärkreis aufweist, der mittels eines Transformators an einen Sekundärkreis gekoppelt ist, in dem eine eine Funkenstrecke darstellende Zündkerze angeordnet ist, wobei ein Zündfunke an der Zündkerze durch eine Entladung des Kondensators erzeugt wird und der Zündfunke als Lichtbogen am Brennen gehalten wird, indem dem Schwingkreis wiederholt Energiepulse von außen zugeführt werden und der Strom und/oder die Spannung im Sekundärkreis detektiert wird, wobei nach Maßgabe des detektierten Stroms und/oder der detektierten Spannung des Stroms des Sekundärkreises oder der in die Funkenstrecke eingebrachte Energiefluß auf einen vorbestimmten konstanten Wert geregelt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Regelung durch Veränderung der Pulsdauer erfolgt .
14. Verfahren nach Anspruch 12 und/oder 13 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Strom im Sekundärkreis mittels eines im Sekundärkreis angeordneten Widerstandes detektiert wird, von dem eine zum Strom proportionale Spannung abfällt.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spannung des Sekundärkreises mittels einer zwischen einer Primär- und einer Sekundärspule des Transformators angeordneten Meßspule detektiert wird.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Spannung des Sekundärkreises detektiert wird, indem die an einer Primärspule des Transformators anliegende Spannung (Ucl + UR1) detektiert und mit dem Übertragungsfaktor des Transformators multipliziert wird.
17. Verfahren nach einem oder mehreren Ansprüchen 12 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Schwingkreis die Energiepulse in Form von Strompulsen von außen zugeführt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die von außen zugeführten Strompulse den Kondensator aufladen, wobei die von außen zugeführten Strompulse in die gleiche Richtung wie der jeweils im Bereich des Kondensators im Schwingkreis aufgrund des Eigenschwingverhaltens des Schwingkreises fließende Strom gerichtet sind, so daß sich die von außen zugeführten Strompulse mit dem aufgrund des Eigenschwingverhaltens des Schwingkreises fließenden Stromes addieren.
19. Verfahren nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zufuhr eines Strompulses in den Schwingkreis mit einer Umkehr der Stromrichtung im Schwingkreis gestartet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 und/oder 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zufuhr eines Strompulses in den Schwingkreis spätestens mit einer Umkehr der Stromrichtung im Schwingkreis beendet wird.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anzahl der Energiepulse bzw. die Zeitdauer, währenddessen nach einer Kondensatorentladung dem Schwingkreis Energiepulse zugeführt werden, auf einen vorbestimmten Wert beschränkt wird.
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