DE102014002557A1 - Method of operating an igniter - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Die Zündvorrichtung (1) weist eine als Transformator ausgebildete Zündspule (3), eine mit der Zündspule (3) elektrisch verbundene Zündkerze (4) und ein in Serie zu einer Primärwicklung (5) der Zündspule (3) geschaltetes ansteuerbares Schaltelement (6) auf. Das Verfahren führt ein Vorionisieren von Gasen in einer Zündfunkenstrecke (7) der Zündkerze (4) durch mindestens eine Unterbrechung (Δt) eines Primärstroms (IP) der Primärwicklung (5) mittels des Schaltelements (6) vor Erreichen eines Zündzeitpunkts (tZ) der Zündkerze (4) aus.A method for operating an ignition device (1) for an internal combustion engine is described. The ignition device (1) has an ignition coil (3) designed as a transformer, a spark plug (4) electrically connected to the ignition coil (3), and a controllable switching element (6) connected in series with a primary winding (5) of the ignition coil (3) , The method performs a pre-ionization of gases in a spark gap (7) of the spark plug (4) by at least one interruption (.DELTA.t) of a primary current (IP) of the primary winding (5) by means of the switching element (6) before reaching an ignition timing (tZ) of the spark plug (4) off.
Description
Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Die Zündvorrichtung weist eine als Transformator ausgebildete Zündspule, eine mit der Zündspule elektrisch verbundene Zündkerze und ein in Serie zu einer Primärwicklung der Zündspule geschaltetes ansteuerbares Schaltelement auf.A method for operating an ignition device for an internal combustion engine is described. The ignition device comprises an ignition coil designed as a transformer, a spark plug electrically connected to the ignition coil and a controllable switching element connected in series with a primary winding of the ignition coil.
Eine derartiges Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung ist aus der Druckschrift
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung zu schaffen, das für neue Brennkraftmaschinen mit erhöhter Aufladung durch Turbolader geeignet ist, ohne die Zündfunkenstrecke vermindern zu müssen und ohne dass eine höhere Isolationsfestigkeit für Zündkabel und Zündkerzen erforderlich wird.An object of the present invention is to provide a method of operating an ignition device suitable for new supercharged turbocharged internal combustion engines without having to reduce the spark gap and without requiring higher insulation strength for ignition cables and spark plugs.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich mit den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the subject matter of the independent claims. Advantageous developments emerge with the dependent claims.
Mit einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Die Zündvorrichtung weist eine als Transformator ausgebildete Zündspule, eine mit der Zündspule elektrisch verbundene Zündkerze und ein in Serie zu einer Primärwicklung der Zündspule geschaltetes ansteuerbares Schaltelement auf. Das Verfahren führt ein Vorionisieren von Gasen in einer Zündfunkenstrecke der Zündkerze durch mindestens eine Unterbrechung eines Primärstroms der Primärwicklung mittels des Schaltelements vor Erreichen eines Zündzeitpunkts der Zündkerze durch.A first aspect of the invention describes a method for operating an ignition device for an internal combustion engine. The ignition device comprises an ignition coil designed as a transformer, a spark plug electrically connected to the ignition coil and a controllable switching element connected in series with a primary winding of the ignition coil. The method performs a pre-ionization of gases in a spark gap of the spark plug by at least interrupting a primary current of the primary winding by means of the switching element before reaching an ignition timing of the spark plug.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass durch das Vorionisieren von Gasen in der Zündfunkenstrecke mittels mindestens einer Unterbrechung eines Primärstroms der Primärwicklung vor Erreichen eines Zündzeitpunkts der Zündkerze die Zündung der Brennkraftmaschine einerseits bei verminderter Durchbruchspannung und andererseits bei gleichbleibender oder auch vergrößerter Zündfunkenstrecke erfolgen kann. Das hat zur Folge, dass für neue Brennkraftmaschinen mit erhöhter Aufladung durch Turbolader gegenüber gegenwärtig angewandter Aufladung durch Turbolader weder die Isolationsfestigkeiten von Zündkabeln und Zündkerzen erhöht werden müssen noch die Brennstrecke der Zündkerzen verkleinert werden muss. Vielmehr kann die Zuverlässigkeit beim Betreiben der Zündvorrichtung und die Lebensdauer der Zündkerzen der Zündvorrichtung erhöht werden.This method has the advantage that by pre-ionizing gases in the spark gap by means of at least one interruption of a primary current of the primary winding before reaching an ignition timing of the spark plug, the ignition of the internal combustion engine on the one hand with reduced breakdown voltage and on the other hand can be done with a constant or enlarged spark gap. As a result, for new supercharged turbocharged engines over turbocharger turbocharging currently used, neither the insulation strengths of igniter cables and spark plugs need to be increased, nor does the focal length of the spark plugs need to be reduced. Rather, the reliability in operating the igniter and the life of the spark plugs of the igniter can be increased.
Dazu wird in einer weiteren Durchführung des Verfahrens eine Zeitspanne tu der Unterbrechung mit tu ≤ 100 μs, in einer Ausführungsform mit tu zwischen 10 μs ≤ tu ≤ 40 μs, und in einer Ausführungsform 30 μs vorgesehen. Bei einer derartigen Zeitspanne der Unterbrechung lässt sich eine geeignete Vorionisation erzielen, da die Sekundärspannung ausreichend ansteigen kann. Gleichzeitig ist es möglich, während des Anstiegs des Primärstroms mehrere derartige Unterbrechungen durchzuführen.For this purpose, in a further implementation of the method, a time interval t u of interruption is provided with t u ≦ 100 μs, in one embodiment with t u between 10 μs ≦ t u ≦ 40 μs, and in one embodiment 30 μs. With such a period of interruption, a suitable pre-ionization can be achieved because the secondary voltage can rise sufficiently. At the same time it is possible to perform several such interruptions during the rise of the primary current.
Die mindestens eine Unterbrechung erfolgt in einer Ausführungsform während eines linearen Anstiegs des Primärstroms in einer Aufladephase der Zündspule bis zu einem Schwellwert IPImax des Primärstroms. Dabei bildet sich über der Zündstrecke eine Ionisationsspannung USI aus, die mindestens 5 kV unter einer Durchbruchspannung zwischen 20 und 50 kV liegen soll, ohne dass sich ein Zündfunke zwischen den Elektroden der Zündkerze ausbildet. Somit kann die zum Zündzeitpunkt erforderliche Durchbruchspannung bei gleichbleibendem Elektrodenabstand der Zündkerze durch das Vorionisieren der Gase in der Zündfunkenstrecke um mehrere Kilovolt deutlich vermindert werden.The at least one interruption occurs in one embodiment during a linear increase of the primary current in a charging phase of the ignition coil up to a threshold value I PI max of the primary current. In this case, an ionization voltage U SI forms over the firing range, which should be at least 5 kV below a breakdown voltage between 20 and 50 kV, without an ignition spark forming between the electrodes of the spark plug. Thus, the breakdown voltage required at the time of ignition can be significantly reduced by several kilovolts with the electrode spark plug remaining constant by pre-ionizing the gases in the spark gap.
In einer Ausführungsform wird der Schwellwert IPImax in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen vorgegeben. Das ermöglicht eine Optimierung der Vorionisation, da die Vorionisation durch das Anlegen einer Spannung zwischen den Zündkerzen erreicht wird. Dabei ist die Spannung hoch genug ist für eine Ionisierung des Gases, jedoch zu niedrig, um einen Durchbruch oder einen Zündfunken zu erzeugen. Durch eine optimale Wahl des Bereichs für die Spannung, der insbesondere auch durch die Wahl des Schwellwert IPImax vorgegeben wird, wird die Vorionisation geeignet gesteuert.In one embodiment, the threshold value I PI max is predefined as a function of engine operating states. This makes it possible to optimize the preionization, since the preionization is achieved by the application of a voltage between the spark plugs. The voltage is high enough for ionization of the gas, but too low to produce a breakdown or spark. By an optimal choice of the range for the voltage, which is in particular given by the choice of the threshold I PI max, the pre-ionization is suitably controlled.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden nachfolgende Verfahrensschritte durchgeführt. Zunächst wird eine Gleichspannung an die Primärwicklung der Zündspule unter Schließen des seriell im Primärstromkreis angeordneten Schaltelements nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit angelegt. Es folgt ein lineares Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit an das Schaltelement zur Unterbrechung des Primärstroms unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke. Nach mindestens einer Unterbrechung von einigen Mikrosekunden erfolgt ein weiteres lineares Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis. Schließlich wird die Aufladung der Zündspule bis zu einem betriebsbedingten Zündzeitpunkt der Zündkerze der Brennkraftmaschine fortgesetzt unter Eingabe eines Abschaltsignals an das Schaltelement und Auslösen einer durch das Vorionisieren verminderten Durchbruchspannung der Zündfunkenstrecke.In one embodiment of the method, subsequent method steps are performed. First, a DC voltage is applied to the primary coil of the ignition coil while closing the switching element serially arranged in the primary circuit after inputting a turn-on signal of a control unit. It follows a linear increase of the primary current in the primary circuit until the input of at least one switch-off signal of the control unit to the switching element for interrupting the primary current to form a Ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap. After at least one interruption of a few microseconds, a further linear increase in the primary current takes place in the primary circuit. Finally, the charging of the ignition coil is continued until an operational ignition timing of the spark plug of the internal combustion engine with input of a switch-off signal to the switching element and triggering a reduced by the pre-ionization breakdown voltage of the spark gap.
Für mehrfache Unterbrechungen des Primärstroms weist das Verfahren weiterhin die folgenden Verfahrensschritte auf. Ein Abschaltsignal der Steuereinheit an das Schaltelement wird zur wiederholten Unterbrechung des Primärstroms unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke erneut eingegeben. Anschießend erfolgt ein wiederholtes Fortsetzen des linearen Anstiegs des Primärstroms mit anschließender Unterbrechung, bis ein maximaler Schwellwert für den Primärstrom in einer aktiven Ionisationsphase jedoch deutlich unterhalb einer durch die Vorionisation verminderten Durchbruchspannung erreicht ist.For multiple interruptions of the primary current, the method further comprises the following method steps. A turn-off signal of the control unit to the switching element is reentered for repeatedly interrupting the primary current to form an ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap. Anschießend carried a repeated continuation of the linear increase of the primary current with subsequent interruption until a maximum threshold for the primary current in an active ionization phase, however, is reached significantly below a reduced by the pre-ionization breakdown voltage.
Mit einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Zündvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, wobei die Zündvorrichtung eine Gleichspannungsquelle aufweist, die ausgebildet ist zum Anlegen einer Gleichspannung an eine Primärwicklung einer Zündspule unter Schließen eines seriell im Primärstromkreis angeordneten Schaltelements nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit.In a second aspect of the invention, an ignition device for carrying out the method is described, wherein the ignition device has a DC voltage source which is designed to apply a DC voltage to a primary winding of an ignition coil by closing a switching element arranged serially in the primary circuit after inputting a switch-on signal of a control unit.
Ferner umfasst die Zündvorrichtung eine Einrichtung, die ausgebildet ist, ein lineares Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis zu bewirken bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit an das Schaltelement zur Unterbrechung des Primärstroms unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke.Furthermore, the ignition device comprises a device which is designed to effect a linear increase of the primary current in the primary circuit until the input of at least one switch-off signal of the control unit to the switching element for interrupting the primary current to form an ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap.
Darüber hinaus verfügt die Zündvorrichtung über eine Einrichtung, die ausgebildet ist zum Bewirken eines weiteren linearen Anstiegs des Primärstroms in dem Primärstromkreis nach mindestens einer Unterbrechung von einigen Mikrosekunden.In addition, the initiator has means configured to cause a further linear increase in the primary current in the primary circuit after at least a few microsecond break.
Schließlich weist die Zündvorrichtung eine Einrichtung auf, die ausgebildet ist zum Fortsetzen der Aufladung der Zündspule bis zu einem betriebsbedingten Zündzeitpunkt der Zündkerze der Brennkraftmaschine unter Eingabe eines Abschaltsignals an das Schaltelement und Auslösen einer durch das Vorionisieren verminderten Durchbruchspannung der Zündfunkenstrecke.Finally, the ignition device has a device which is designed to continue the charging of the ignition coil up to an operational ignition timing of the spark plug of the internal combustion engine by inputting a switch-off signal to the switching element and triggering a reduced by the pre-ionization breakdown voltage of the spark gap.
Zum mehrfachen Unterbrechen des Primärstroms weist die Zündvorrichtung weiterhin eine Einrichtung auf, die ausgebildet ist zur erneuten Eingabe eines Abschaltsignals der Steuereinheit an das Schaltelement unter wiederholter Unterbrechung des Primärstroms mit Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke.For multiple interruption of the primary current, the ignition device further comprises a device which is designed to reenter a turn-off signal of the control unit to the switching element with repeated interruption of the primary current with formation of a kilovolt ionisation voltage at the spark gap.
Darüber hinaus umfasst die Zündvorrichtung eine Einrichtung, die ausgebildet ist zum wiederholten Fortsetzen des linearen Anstiegs des Primärstroms mit anschließender Unterbrechung bis ein maximaler Schwellwert für den Primärstrom einer aktiven Ionisationsphase unterhalb einer durch die Vorionisation verminderten Durchbruchspannung erreicht ist.In addition, the ignition device comprises a device which is designed to repeatedly continue the linear increase of the primary current with subsequent interruption until a maximum threshold value for the primary current of an active ionization phase is reached below a breakdown voltage reduced by the pre-ionization.
Mit einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt beschrieben, das, wenn es auf einer Recheneinheit für eine Zündvorrichtung ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, folgende Schritte auszuführen.A third aspect of the invention describes a computer program product which, when executed on an arithmetic unit for an ignition device, instructs the arithmetic unit to carry out the following steps.
Zunächst wird die Recheneinheit angeleitet, eine Gleichspannung an die Primärwicklung der Zündspule unter Schließen des seriell im Primärstromkreis angeordneten Schaltelements nach Eingabe eines Einschaltsignals einer Steuereinheit anzulegen.First, the arithmetic unit is instructed to apply a DC voltage to the primary winding of the ignition coil while closing the switching element arranged serially in the primary circuit after inputting a turn-on signal to a control unit.
Ferner wird die Recheneinheit angeleitet, den Primärstrom in dem Primärstromkreis linear ansteigen zu lassen bis zur Eingabe mindestens eines Abschaltsignals der Steuereinheit an das Schaltelement zur Unterbrechung des Primärstroms unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke.Furthermore, the arithmetic unit is instructed to increase the primary current in the primary circuit linearly until the input of at least one switch-off signal of the control unit to the switching element for interrupting the primary current to form an ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap.
Darüber hinaus wird die Recheneinheit angeleitet, ein weiteres lineares Ansteigen des Primärstroms in dem Primärstromkreis nach mindestens einer Unterbrechung von einigen Mikrosekunden fortzusetzen.In addition, the arithmetic unit is instructed to continue a further linear increase of the primary current in the primary circuit after at least an interruption of a few microseconds.
Schließlich wird die Recheneinheit angeleitet, die Aufladung der Zündspule fortzusetzen bis zu einem betriebsbedingten Zündzeitpunkt der Zündkerze der Brennkraftmaschine unter Eingabe eines Abschaltsignals an das Schaltelement und Auslösen einer durch das Vorionisieren verminderten Durchbruchspannung der Zündfunkenstrecke.Finally, the arithmetic unit is instructed to continue the charging of the ignition coil until an operational ignition timing of the spark plug of the internal combustion engine by inputting a shutdown signal to the switching element and triggering a reduced by the preionization breakdown voltage of the spark gap.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass ein Computerprogrammprodukt, das, wenn es auf einer Recheneinheit für eine Zündvorrichtung ausgeführt wird, die Recheneinheit weiterhin anleitet, für mehrfache Unterbrechungen des Primärstroms zusätzlich nachfolgende Schritte auszuführen.A further aspect of the invention provides that a computer program product which, when executed on an arithmetic unit for an ignition device, further instructs the arithmetic unit to additionally perform subsequent steps for multiple interruptions of the primary current.
Dabei wird die Recheneinheit angeleitet, erneut ein Abschaltsignal der Steuereinheit an das Schaltelement zur wiederholten Unterbrechung des Primärstroms einzugeben unter Ausbildung einer Ionisationsspannung im Kilovoltbereich an der Zündfunkenstrecke. In this case, the arithmetic unit is instructed to again enter a switch-off signal of the control unit to the switching element for repeated interruption of the primary current to form an ionization voltage in the kilovolt range at the spark gap.
Darüber hinaus wird die Recheneinheit angeleitet, den linearen Anstieg des Primärstroms wiederholt fortzusetzen mit anschließender Unterbrechung bis ein maximaler Schwellwert für den Primärstrom einer aktiven Ionisationsphase unterhalb einer durch die Vorionisation verminderten Durchbruchspannung erreicht ist.In addition, the arithmetic unit is instructed to continue the linear increase of the primary current repeatedly followed by interruption until a maximum threshold value for the primary current of an active ionization phase below a breakdown voltage reduced by the pre-ionization is reached.
Ferner umfasst die Zündvorrichtung ein computerlesbares Medium, auf dem ein Computerprogrammprodukt gespeichert ist.Furthermore, the ignition device comprises a computer-readable medium on which a computer program product is stored.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Betreiben einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine angegeben, wobei die Zündvorrichtung eine als Transformator ausgebildete Zündspule, eine mit der Zündspule elektrisch verbundene Zündkerze und ein in Serie zu einer Primärwicklung der Zündspule geschaltetes ansteuerbares Schaltelement aufweist, und wobei die Vorrichtung Mittel zum Vorionisieren von Gasen in der Zündfunkenstrecke der Zündkerze durch mindestens eine Unterbrechung des Primärstroms der Primärwicklung vor Erreichen eines Zündzeitpunkts der Zündkerze aufweist.According to one aspect of the invention, there is provided an apparatus for operating an ignition device for an internal combustion engine, the ignition device comprising an ignition coil configured as a transformer, a spark plug electrically connected to the ignition coil, and a controllable switching element connected in series with a primary winding of the ignition coil, and wherein the Apparatus comprises means for pre-ionizing gases in the spark gap of the spark plug by at least interrupting the primary current of the primary winding before reaching an ignition timing of the spark plug.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Betreiben der Zündvorrichtung für die Brennkraftmaschine Mittel auf zum Unterbrechen des Primärstroms für eine Zeitspanne tu mit tu ≤ 100 μs, insbesondere mit 10 μs ≤ tu ≤ 40 μs und insbesondere tu = 30 μs.In one embodiment, the device for operating the ignition device for the internal combustion engine comprises means for interrupting the primary current for a time interval t u with t u ≦ 100 μs, in particular with 10 μs ≦ t u ≦ 40 μs and in particular t u = 30 μs.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Betreiben der Zündvorrichtung für die Brennkraftmaschine Mittel auf zum Erzeugen mehrerer Unterbrechungen während eines linearen Anstiegs des Primärstroms in einer Aufladephase der Zündspule bis zu einem Schwellwert IPImax.In one embodiment, the device for operating the ignition device for the internal combustion engine comprises means for generating a plurality of interruptions during a linear increase of the primary current in a charging phase of the ignition coil up to a threshold value I PI max.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Betreiben der Zündvorrichtung für die Brennkraftmaschine Mittel auf zur Vorgabe des Schwellwerts IPImax in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen.In one embodiment, the device for operating the ignition device for the internal combustion engine has means for presetting the threshold value I PI max as a function of engine operating states.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Betreiben der Zündvorrichtung für die Brennkraftmaschine Mittel auf zur Verminderung der im Zündzeitpunkt erforderliche Durchbruchspannung bei gleichbleibendem Elektrodenabstand der Zündkerze durch das Vorionisieren der Gase in der Zündfunkenstrecke.In one embodiment, the device for operating the ignition device for the internal combustion engine comprises means for reducing the breakdown voltage required at the ignition time with constant electrode spacing of the spark plug by pre-ionizing the gases in the spark gap.
Ein Durchführungsbeispiel des Verfahrens und eine Ausführungsform der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.An embodiment of the method and an embodiment of the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures.
Während die Primärwicklung
Um dieses Vorionisieren von Gasen zwischen den Elektroden
Die Aufladung der Zündspule mit Hilfe des linear ansteigenden Primärstroms IP kann nur solange für die Ionisierungsphase innerhalb der Ionisationszeitspanne ti unterbrochen werden, bis beispielsweise ein maximaler primärer Ionisierungsstrom von IPImax ≤ 8 A, erreicht ist. Dieser Schwellwert IPImax soll unterhalb beispielsweise eines maximalen Primärstroms von IPmax ≤ 20 A liegen, um ein vorzeitiges Zünden der Zündfunkenstrecke zu vermeiden, wobei der Schwellwert IPImax in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen wie Motordrehzahl und Motorlast vorgegeben wird.The charging of the ignition coil with the aid of the linearly increasing primary current I P can only be interrupted for the ionization phase within the ionization time period t i until, for example, a maximum primary ionization current of I PI max ≦ 8 A is reached. This threshold value I PI max should be below, for example, a maximum primary current of I P max ≤ 20 A, in order to avoid a premature ignition of the spark gap, wherein the threshold value I PI max is predetermined depending on engine operating conditions such as engine speed and engine load.
Wie der Verlauf der Sekundärspannung zeigt, liegt an den Elektroden der Zündkerze bei der ersten Unterbrechung Δt1 eine Ionisationsspannung USI1, bei der zweiten Unterbrechung Δt2 eine Ionisationsspannung von USI2 an und bei der dritten Unterbrechung Δt3 des Primärstroms IP wird eine Ionisationsspannung USI3 an den Elektroden der Zündkerze erreicht, die zunächst beispielsweise im einstelligen Kilovoltbereich für USI1 und USI2 liegt und beispielsweise bis zu 12 kV bei USI3 ansteigen kann. Durch die Ionisation nimmt die Spannung USI3 bis zum Ende der Aufladephase td geringfügig ab.As the course of the secondary voltage shows, the electrodes of the spark plug at the first interruption .DELTA.t 1 an ionization voltage U SI1 , at the second interruption .DELTA.t 2 an ionization voltage of U SI2 and at the third interruption .DELTA.t 3 of the primary current I P is an ionization voltage U reaches SI3 at the electrodes of the spark plug, which is initially, for example, in the single-digit kilovolt range for U SI1 and U SI2 and, for example, can rise up to 12 kV at U SI3 . Due to the ionization, the voltage U SI3 decreases slightly until the end of the charging phase t d .
Im Zündzeitpunkt tZ bildet sich eine aufgrund des Vorionisierens der Gase in der Zündfunkstrecke um den Betrag ΔUSB verminderte Durchbruchspannung USB aus. Diese Verminderung ΔUSB kann bis zu 10 kV betragen, so dass aufgrund des Vorionisierens der Durchbruchspannungsbereich bei gleichbleibendem Abstand der Elektroden der Zündkerze deutlich vermindert ist. Nach dem Zündzeitpunkt setzt eine Brenndauer tb ein, bei der der Sekundärstrom IS von beispielsweise 150 Milliampere auf 0 A innerhalb von beispielsweise bis zu 2 Millisekunden fällt. Während der Brenndauer tb stellt sich eine Brennspannung USZ zwischen den Elektroden der Zündkerze von beispielsweise ungefähr 1 kV ein.At the ignition time t Z , a breakdown voltage U SB reduced by the amount ΔU SB due to the pre-ionization of the gases in the spark gap is formed. This reduction .DELTA.U SB can be up to 10 kV, so that due to the Vorionisierens the breakdown voltage range at a constant distance of the electrodes of the spark plug is significantly reduced. After the ignition time, a burning time t b sets in, in which the secondary current I S of, for example, 150 milliamps falls to 0 A within, for example, up to 2 milliseconds. During the burning time t b , a burning voltage U SZ between the electrodes of the spark plug, for example, of about 1 kV sets.
Das Verfahren beginnt mit einem Startschritt
Im Verfahrensschritt
Im Verfahrensschritt
Im Entscheidungsschritt
Ist das nicht der Fall, wird mit dem Verfahrensschritt
Wird in dem Entscheidungsschritt
Obwohl zumindest eine beispielhafte Durchführung des Verfahrens in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannte Durchführung des Verfahrens ist lediglich ein Beispiel und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Durchführung des Verfahrens zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von den in der beispielhaften Durchführung des Verfahrens beschriebenen Schritte gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen. Although at least one exemplary implementation of the method has been shown in the foregoing description, various changes and modifications can be made. Said implementation of the method is merely an example and is not intended to limit the scope, applicability or configuration in any way. Rather, the foregoing description provides those skilled in the art with a plan for practicing at least one example performance of the method, and numerous changes in function and arrangement may be made to the steps described in the exemplary practice of the method without departing from the scope of the appended claims and to leave their legal equivalents.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zündvorrichtungdetonator
- 33
- Zündspuleignition coil
- 44
- Zündkerzespark plug
- 55
- Primärwicklungprimary
- 66
- Schaltelementswitching element
- 77
- Zündfunkenstreckespark gap
- 88th
- PrimärstromkreisPrimary circuit
- 99
- SekundärstromkreisSecondary circuit
- 1010
- Steuereinheitcontrol unit
- 1111
- Sekundärwicklungsecondary winding
- 1212
- GleichspannungsquelleDC voltage source
- 1313
- Zündelektrodeignition electrode
- 1414
- Zündelektrodeignition electrode
- 100100
- Startschrittstart step
- 101101
- Verfahrensschrittstep
- 102102
- Verfahrensschrittstep
- 103103
- Verfahrensschrittstep
- 104104
- Entscheidungsschrittdecision step
- 105105
- Verfahrensschrittstep
- 106106
- Verfahrensschrittstep
- 107107
- Verfahrensschrittstep
- 108108
- Verfahrensschrittstep
- 109109
- Verfahrensschrittstep
- 110110
- Endschrittfinal step
- aa
- Elektrodenabstandelectrode distance
- Lp L p
- Primärinduktivitätprimary inductance
- Ls L s
- Sekundärinduktivitätsecondary inductance
- IP I P
- Primärstromprimary current
- IPmaxI P max
- maximaler Primärstrom zur Auslösung einer Durchbruchspannung an der Zündfunkenstreckemaximum primary current for triggering a breakdown voltage at the spark gap
- IPImaxI PI max
- maximaler Primärstrom in der Ionisationsphasemaximum primary current in the ionization phase
- IS I S
- Sekundärstromsecondary current
- tb t b
- Brenndauerburning time
- td t d
- Aufladephaseloading phase
- ti t i
- IonisierungszeitspanneIonisierungszeitspanne
- tp t p
- Einschaltzeitspanne der SteuerspannungSwitch-on period of the control voltage
- tu t u
- UnterbrechungszeitspanneInterruption period
- tz t z
- Zündzeitpunktignition timing
- Δt.delta.t
- Unterbrechung des Anstiegs des PrimärstromsInterruption of the rise of the primary current
- UEST U EST
- Steuerspannungcontrol voltage
- US U S
- Sekundärspannungsecondary voltage
- USB U SB
- DurchbruchspannungBreakdown voltage
- USI U SI
- Ionisationsspannungionization
- USZ U SZ
- Brennspannungoperating voltage
- ΔUSB ΔU SB
- DurchbruchspannungsverminderungBreakdown voltage reduction
- V= V =
- GleichspannungDC
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009057925 B4 [0002] DE 102009057925 B4 [0002]
Claims (12)
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2014
- 2014-02-24 DE DE102014002557.8A patent/DE102014002557A1/en not_active Withdrawn
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