DE4241471A1 - Ignition monitor for internal combustion engine - has ion current detector, and voltage limiter in parallel with secondary ignition coil - Google Patents
Ignition monitor for internal combustion engine - has ion current detector, and voltage limiter in parallel with secondary ignition coilInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Verbrennungsermittlungsvorrichtung zur Verwendung in einer
Brennkraftmaschine.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung eines Beispiels für
eine konventionelle Verbrennungsermittlungsvorrichtung
dieser Art, unter Bezug auf Fig. 24. In Fig. 24 bezeichnet
die Bezugsziffer 1 eine Zündspule, die eine Primärwicklung
1a und eine Sekundärwicklung 1b aufweist; 2 einen
Leistungstransistor, der an die Primärwicklung 1a
angeschlossen ist und dazu verwendet wird, einen durch die
Primärwicklung 1a fließenden Primärstrom abzuschneiden; 3
eine Zündkerze, die an die Sekundärwicklung 1b
angeschlossen ist, und die dann, wenn an sie eine
Hochspannung zur Zündung angelegt wird, ein Gasgemisch
einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) entzünden kann; 4
eine Stromversorgung, die eine Vorspannung mit positiver
Polarität an die Zündspule 3 als Vorspannungseinrichtung
anlegen soll; 5 einen Widerstand, der in Reihe mit der
Stromversorgung 4 geschaltet ist und dazu verwendet wird,
einen Ionenstrom in eine Spannung umzuwandeln; und 6 eine
Ausgangsklemme, die zur Erfassung der in dem Widerstand 5
erzeugten Spannung verwendet wird und mit dem Widerstand 5
zusammenarbeitet, um so eine
Ionenstromermittlungseinrichtung zu bilden.
Bei dem voranstehend beschriebenen Aufbau wird zum
Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine der
Leistungstransistor 2 ausgeschaltet, um hierdurch den
Primärstrom der Primärwicklung 1a abzuschneiden, und dann
wird eine Hochspannung für die Zündung mit negativer
Polarität in der Sekundärwicklung 1b erzeugt, um hierdurch
eine Entladung über die Elektroden der Zündkerze 3
hervorzurufen, so daß das Gasgemisch der Brennkraftmaschine
gezündet werden kann.
Bei diesem Vorgang wird mit der Verbrennung des
Gasgemisches eine Ionisierung hervorgerufen, so daß Ionen
erzeugt werden. Nach der voranstehend erwähnten Entladung
dient hierbei die Elektrode der Zündkerze 3 als Elektrode
zur Ermittlung eines Ionenstroms, und es fließt ein
Ionenstrom infolge der Elektronenbewegung, die durch die
Vorspannung mit positiver Polarität der Stromversorgung 4
hervorgerufen wird. Durch Ermittlung einer in dem
Widerstand infolge des Ionenstroms erzeugten Spannung durch
die Ausgangsklemme 6 läßt sich daher die Verbrennung des
Gasgemisches bestätigen.
Wenn bei der voranstehend angegebenen konventionellen
Verbrennungsermittlungsvorrichtung der Leistungstransistor
2 eingeschaltet wird, um hierdurch die Primärwicklung 1a
leitend zu machen, wird allerdings eine Hochspannung mit 1
bis 2 Kilovolt in der Sekundärwicklung 1b erzeugt. Wenn
eine Zündspule 1 des Typs mit einem Aufsteckkopf verwendet
wird, veranlaßt daher aus diesem Grund die Hochspannung die
Zündkerze 3 zu einer Entladung vor ihrem normalen
Zündzeitpunkt, so daß eine vorzeitige Zündung auftreten
kann.
Die vorliegende Erfindung soll die voranstehend
beschriebenen Schwierigkeiten ausschalten, die bei der
konventionellen Verbrennungsermittlungsvorrichtung
auftreten. Daher besteht die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe in der Bereitstellung einer
Verbrennungsermittlungsvorrichtung zur Verwendung in einer
Brennkraftmaschine, die eine vorzeitige Zündung verhindert.
Zur Lösung der voranstehenden Aufgabe wird gemäß der
Erfindung eine Verbrennungsermittlungsvorrichtung zur
Verwendung in einer Brennkraftmaschine zur Verfügung
gestellt, welche folgende Teile umfaßt:
eine Ionenstromermittlungsvorrichtung zur Feststellung eines Ionenstroms, der durch Verbrennung eines Gasgemisches erzeugt wird, durch Anlegen einer Spannung an eine Zündkerze, und
eine Begrenzungsvorrichtung zur Begrenzung einer Spannung, die in der Sekundärwicklung erzeugt wird, wenn eine Primärwicklung leitend gemacht wird.
eine Ionenstromermittlungsvorrichtung zur Feststellung eines Ionenstroms, der durch Verbrennung eines Gasgemisches erzeugt wird, durch Anlegen einer Spannung an eine Zündkerze, und
eine Begrenzungsvorrichtung zur Begrenzung einer Spannung, die in der Sekundärwicklung erzeugt wird, wenn eine Primärwicklung leitend gemacht wird.
Gemäß einer ersten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung
weist die Begrenzungseinrichtung der
Verbrennungsermittlungsvorrichtung eine Reihenschaltung mit
einer Hochspannungsdiode und einem Widerstand oder einer
Zenerdiode auf, die jeweils über eine Sekundärwicklung
geschaltet sind.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung umfaßt die
Begrenzungseinrichtung der
Verbrennungsermittlungsvorrichtung eine Reihenschaltung mit
einer Hochspannungsdiode bzw. einer Zenerdiode, die
zwischen ein Ende einer Sekundärwicklung einer Zündspule
und eine Spulenstromversorgung oder Masse geschaltet ist.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung umfaßt die
Begrenzungseinrichtung der
Verbrennungsermittlungsvorrichtung eine Parallelschaltung
mit einer Hochspannungsdiode und einem Widerstand bzw.
einer Zenerdiode, die jeweils zwischen ein
Zündhochspannungs-Erzeugungsende einer Sekundärwicklung und
eine Zündkerze geschaltet sind, sowie eine weitere
Hochspannungsdiode, die zwischen das andere Ende der
Sekundärwicklung und die Zündkerze geschaltet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dann, wenn eine
Primärwicklung eingeschaltet ist, in einer Sekundärwicklung
eine Spannung erzeugt, die durch die Begrenzungseinrichtung
begrenzt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform 1 einer
Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 2A und 2B erläuternde Darstellungen des
Betriebsablaufs der Ausführungsform 1 gemäß der
Erfindung;
Fig. 3 bis 5 Schaltbilder von Ausführungsformen 2 bis 4
der Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 6 ein Schaltbild einer Ausführungsform 5 einer
Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 7A und 7B erläuternde Darstellungen des Betriebsablaufs
der Ausführungsform 5 gemäß der Erfindung;
Fig. 8 bis 10 Schaltbilder von Ausführungsformen 6 bis 8
der Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 11 ein Schaltbild einer Ausführungsform gemäß Fig. 9
einer Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 12A und 12B erläuternde Darstellungen des
Betriebsablaufs der Ausführungsform 9 gemäß der
Erfindung;
Fig. 13 ein Schaltbild einer Ausführungsform 10 einer
Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 14 ein Schaltbild einer Ausführungsform 11 einer
Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 15A bis 15C erläuternde Darstellungen des
Betriebsablaufs der Ausführungsform 11 gemäß der
Erfindung;
Fig. 16 bis 18 Schaltbilder von Ausführungsformen 12 bis 14
der Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 19 ein Schaltbild einer Ausführungsform 15 einer
Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 20A bis 20C erläuternde Darstellungen des Betriebs
ablaufs der Ausführungsform 15 gemäß der Erfindung;
Fig. 21 bis 23 Schaltbilder von Ausführungsformen 16 bis 18
der Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der
Erfindung; und
Fig. 24 ein Schaltbild einer konventionellen
Verbrennungsermittlungsvorrichtung.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsform 1 einer
Verbrennungsermittlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei welcher die Bezugsziffer 7 einen Kondensator
bezeichnet, der an die Seite positiver Polarität einer
Sekundärwicklung 7b angeschlossen ist, und 8 einen
Widerstand bezeichnet, der zwischen den Kondensator 7 und
Masse geschaltet ist und dazu verwendet wird, einen
Ionenstrom in eine Spannung umzuwandeln. Der Widerstand 8
arbeitet mit einer Ausgangsklemme 6 zusammen, um so eine
Ionenstromermittlungseinrichtung zu bilden. 10 bezeichnet
eine Diode, die parallel zum Widerstand 8 geschaltet ist,
11 bezeichnet eine Zenerdiode, die zwischen das
Ausgangsende der Sekundärwicklung 1b gegenüberliegend deren
Zündhochspannungs-Erzeugungsende und eine
Spulenstromversorgung 9 geschaltet ist, und 12, 13
bezeichnen eine Hochspannungsdiode bzw. einen Widerstand,
die parallel zur Sekundärwicklung 1b geschaltet sind und
zur Ausbildung einer Reihenschaltung verwendet werden.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Betriebs der
Ausführungsform 1. Während eine Zündspule 1 eingeschaltet
ist, wird eine vorgegebene Spannung von der Reihenschaltung
erzeugt, die aus der Hochspannungsdiode 12 und dem
Widerstand 13 besteht, die jeweils an die Sekundärwicklung
1b angeschlossen sind, und die vorgegebene Spannung kann
willkürlich eingestellt werden, entsprechend dem
Widerstandswert des Widerstands 13. Andererseits wird zu
einem Zündzeitpunkt der Strom einer Primärwicklung 1a
abgeschnitten, in der Sekundärwicklung 1b wird eine
Zündhochspannung erzeugt (in der Größenordnung von -10 bis
-25 kV), und ein Entladungsstrom kann entlang einem Weg
fließen, der in Fig. 2A durch Pfeile angedeutet ist, um
hierdurch ein Gasgemisch einer Brennkraftmaschine zu
zünden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kondensator 7 durch
den Entladungsstrom auf eine in Fig. 2A gezeigte Polarität
aufgeladen. Hierbei wird darauf hingewiesen, daß die
Ladespannung des Kondensators 7 durch die Zenerdiode 11
willkürlich eingestellt werden kann.
Zwar wird bei der Verbrennung des Gemisches eine Ionisation
hervorgerufen, so daß hierdurch Ionen erzeugt werden,
ähnlich wie beim Stand der Technik, jedoch kann zu diesem
Zeitpunkt ein Ionenstrom so fließen, wie dies durch Pfeile
in Fig. 2B angedeutet ist, infolge der Elektronenbewegung,
die durch die Vorspannung mit positiver Polarität (in der
Größenordnung von 50 bis 300 V) des Kondensators 7
hervorgerufen wird. Daher kann die Verbrennung des
Gemisches durch Ermittlung einer Spannung bestätigt werden,
die an der Ausgangsklemme 6 als ein Ergebnis der Erzeugung
des Ionenstroms erzeugt wird. Auf diese Weise wird bei der
Ausführungsform 1 dann, wenn ein Leistungstransistor 2
eingeschaltet wird, um hierdurch die Primärwicklung 1a zum
Leiten zu veranlassen, eine in der Sekundärwicklung 1b zu
erzeugende Spannung durch die Hochspannungsdiode 12 und den
Widerstand 13 geregelt, die jeweils in Reihe über die
Sekundärwicklung 1b geschaltet sind. Daher kann die auf der
Sekundärseite zu erzeugende Spannung ordnungsgemäß
gesteuert werden, um hierdurch eine vorzeitige Zündung zu
verhindern.
Bei der Ausführungsform 1 wurde ein Fall beschrieben, in
welchem die Zündspule 1 die Zündhochspannung mit negativer
Polarität erzeugt. Allerdings kann gemäß der Erfindung die
Zündspule 1 auch so aufgebaut sein, daß sie eine
Zündhochspannung einer positiven Polarität erzeugt, und ein
derartiges Beispiel, nämlich die Ausführungsform 2, ist in
Fig. 3 gezeigt. In Fig. 3 bezeichnen die Bezugsziffern 15,
16 jeweils Dioden. Bei der Ausführungsform 2 sind die Diode
10, die Zenerdiode 11 und die Hochspannungsdiode 12 in
Umkehrrichtung geschaltet, verglichen mit der
Ausführungsform 1 gemäß Fig. 1. Ein Entladungsstrom fließt
entlang einem Weg, der eine Sekundärwicklung 1b umfaßt,
eine Diode 15, eine Zündkerze 3, Masse, eine Diode 10,
einen Kondensator 7 und eine Sekundärwicklung 1b, und in
diesem Fall wird der Kondensator 7 auf eine in Fig. 3
gezeigte Polarität aufgeladen. Weiterhin fließt ein
Ionenstrom entlang einem Weg, welcher den Kondensator 7
umfaßt, eine Diode 16, die Zündkerze 3, Masse, einem
Widerstand 8 und dem Kondensator 7. Die übrigen Abschnitte
dieser Anordnung und die Betriebswirkungen der
Ausführungsform 2 gleichen denen der Ausführungsform 1.
Fig. 4 zeigt ein Schaltbild, welches in einer
Ausführungsform 3 gemäß der Erfindung verwendet wird. In
dieser Figur bezeichnet eine Bezugsziffer 14 einen
Verteiler, der eine zentrale Elektrode 14a sowie mehrere
Umfangselektroden 14b aufweist, und 17 bezeichnet eine
Diode. Weiterhin ist eine Zündspule 1 so ausgebildet, daß
sie eine Zündhochspannung mit negativer Polarität erzeugt.
Ein Entladungsstrom fließt entlang einem Weg, der eine
Sekundärwicklung 1b umfaßt, einen Kondensator 7, eine Diode
10, Masse, eine Zündkerze 3, Umfangselektroden 14b, einen
Luftspalt, eine zentrale Elektrode 14a, und eine
Sekundärwicklung 1b. Die anderen Abschnitte dieser
Anordnung, der Betrieb und die Wirkungen der
Ausführungsform 3, gleichen denen der voranstehend
beschriebenen Ausführungsformen 1 und 2.
Fig. 5 zeigt ein Schaltbild, welches bei einer
Ausführungsform 4 gemäß der Erfindung verwendet wird. In
dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 14 einen
Verteiler, der eine zentrale Elektrode 14a und mehrere
Umfangselektroden 14b aufweist, und 17 bezeichnet eine
Diode. Eine Zündspule 1 ist dazu ausgebildet, eine
Zündhochspannung mit positiver Polarität zu erzeugen. Ein
Entladungsstrom fließt entlang einem Weg, welcher eine
Sekundärwicklung 1b umfaßt, eine zentrale Elektrode 14a,
einen Luftspalt, Umfangselektroden 14b, eine Zündkerze 3,
Masse, eine Diode 10, einen Kondensator 7 und eine
Sekundärwicklung 1b. Der Kondensator wird auf eine in Fig.
5 gezeigte Polarität aufgeladen. Weiterhin fließt ein
Ionenstrom entlang einem Weg, der einen Kondensator 7
umfaßt, eine Diode 16, eine Zündkerze 3, Masse, einen
Widerstand 8 und einen Kondensator 7. Die anderen
Abschnitte der Anordnung, deren Betrieb und Wirkungen bei
der Ausführungsform 4 entsprechen denen der voranstehend
beschriebenen Ausführungsformen 1, 2 und 3.
Hierbei wird darauf hingewiesen, daß bei den
Ausführungsformen 1 bis 4 die
Ionenstromermittlungseinrichtung so ausgebildet ist, daß
sie durch den Widerstand 8 eine Spannung umwandelt.
Allerdings soll dies nicht begrenzend verstanden werden, da
nämlich andere Anordnungen eingesetzt werden können.
Fig. 6 zeigt ein Schaltbild, welches bei einer
Ausführungsform 5 gemäß der Erfindung verwendet wird. In
Fig. 6 ist über eine Sekundärwicklung 1b eine
Reihenschaltung geschaltet, die aus einer
Hochspannungsdiode 12 und einer Zenerdiode 18 besteht, und
übrige Abschnitte der Ausführungsform 5 sind gleich denen
der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform 1. Wenn bei dem
voranstehend erwähnten Aufbau eine Primärwicklung 1a
leitend gemacht wird, wird eine vorgegebene Spannung von
der Reihenschaltung erzeugt, die aus der Hochspannungsdiode
2 und der Zenerdiode 18 besteht, die jeweils an die
Sekundärwicklung 1b angeschlossen sind, und die vorgegebene
Spannung kann entsprechend des Zenerspannungswerts der
Zenerdiode 18 willkürlich eingestellt werden. Weiterhin
wird zum Zündzeitpunkt eine Zündhochspannung negativer
Polarität (-10 bis -20 kV) in der Sekundärwicklung 1b
erzeugt, und ein Entladungsstrom kann entlang einem durch
Pfeile in Fig. 7A bezeichneten Weg fließen, um hierdurch
eine Entladung zwischen den Elektroden der Zündkerze 3
hervorzurufen, so daß ein Gasgemisch einer
Brennkraftmaschine gezündet werden kann. Zum selben
Zeitpunkt wird der Kondensator 7 durch den Entladungsstrom
aufgeladen, mit einer in Fig. 7A gezeigten Polarität. Die
Ladespannung des Kondensators 7 kann durch die Zenerdiode
11 frei eingestellt werden. Weiterhin fließt ein Ionenstrom
auf eine in Fig. 7B gezeigte Weise, und durch Ermittlung
des Ionenstroms durch die Ausgangsklemme 6 kann die
Verbrennung des Gemisches bestätigt werden. Bei der
Ausführungsform 5 wird eine Spannung, die auf der
Sekundärseite der Zündspule 1 erzeugt werden soll, wenn
diese eingestellt ist, gesteuert durch die
Hochspannungsdiode 12 und die Zenerdiode 18, wodurch eine
vorzeitige Zündung verhindert wird.
Die Fig. 8 bis 10 zeigen jeweils Schaltungen, die jeweils
in Ausführungsformen 6 bis 8 der Erfindung verwendet
werden. In jeder dieser Figuren ist eine Zenerdiode 18
anstelle des Widerstands 13 in den Fig. 3 bis 5 vorgesehen.
Der Betrieb und die Wirkungen der Ausführungsformen 6 bis 8
gleichen denen der Ausführungsformen 2, 3 und 4.
Fig. 11 zeigt ein Schaltbild, welches bei einer
Ausführungsform 9 gemäß der Erfindung verwendet wird. In
Fig. 11 sind zwischen dem Zündhochspannungs-Erzeugungsende
einer Sekundärwicklung 1b und deren gegenüberliegendem
Ausgangsende eine Hochspannungsdiode 19 und eine Zenerdiode
11 vorgesehen, die miteinander in Reihe geschaltet sind.
Weiterhin ist zwischen dem Zündhochspannungs-Erzeugungsende
der Sekundärwicklung 1b und einer Spulenstromversorgung 9
eine Reihenschaltung vorgesehen, die aus einer
Hochspannungsdiode 20 und einer Zenerdiode 21 besteht.
Andere Bezugsziffern bezeichnen dieselben Teile wie bei den
voranstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung.
Wenn bei dem voranstehend beschriebenen Aufbau die
Zündspule 1 leitend wird, so wird in der Sekundärwicklung
1b durch die Hochspannungsdiode 20 und die Zenerdiode 21
eine vorbestimmte Spannung erzeugt, und entsprechend den
Zenerspannungswerten kann die vorgegebene Spannung beliebig
eingestellt werden. Weiterhin wird zum Zündzeitpunkt eine
Zündhochspannung mit negativer Polarität (in der
Größenordnung von -10 bis -25 kV) in der zweiten Wicklung
1b erzeugt, und es kann ein Entladungsstrom entlang eines
Weges fließen, der in Fig. 12A durch Pfeile gezeigt ist, um
hierdurch eine Entladung zwischen den Elektroden der
Zündkerze 3 zu erzeugen, so daß das Gemisch der
Brennkraftmaschine gezündet werden kann. Gleichzeitig wird
der Kondensator 7 geladen, wobei die Ladungsspannung des
Kondensators 7 durch die Zenerdiode 11 willkürlich
eingestellt werden kann. Bei der Verbrennung des Gemisches
tritt eine Ionisierung auf, die wiederum zur Erzeugung von
Ionen führt, und ein Ionenstrom kann entlang eines Weges
fließen, der in Fig. 12A durch Pfeile bezeichnet ist, mit
Hilfe der Vorspannung mit positiver Polarität (in der
Größenordnung von 50 bis 300 V) des Kondensators 7. Durch
Erfassung einer Spannung, die in dem Widerstand 8 erzeugt
wird, mit Hilfe der Ausgangsklemme 6, läßt sich die
Verbrennung des Gemisches bestätigen. Bei der
Ausführungsform 9 wird eine Hochspannung, die auf der
Sekundärseite erzeugt werden soll, wenn die Zündspule 1
eingeschaltet ist, gemeinsam durch die Reihenschaltung
gesteuert, die aus der Hochspannungsdiode 19 und der
Zenerdiode 11 besteht, und durch die Reihenschaltung, die
aus der Hochspannungsdiode 20 und der Zenerdiode 21 besteht
(und alternativ kann die Steuerung auch durch nur eine der
Reihenschaltungen erfolgen), und hierdurch wird eine
vorzeitige Zündung verhindert.
Fig. 13 zeigt ein Schaltbild, welches bei einer
Ausführungsform 10 gemäß der Erfindung verwendet wird. Bei
dieser Ausführungsform 10 wird ein
Hochspannungsverteilungssystem verwendet, welches einen
Verteiler 14 einsetzt, und eine Sekundärwicklung 1b ist zur
Erzeugung einer Hochspannung für die Zündung ausgebildet.
Ein Entladungsstrom kann entlang eines Weges fließen, der
eine Sekundärwicklung 1b umfaßt, einen Kondensator 7, eine
Diode 10, Masse, eine Zündkerze 3, mehrere
Umfangselektroden 14b des Verteilers 14, einen Luftspalt,
eine zentrale Elektrode 14a des Verteilers 14, und die
Sekundärwicklung 1b. Die Wirkungen der Ausführungsform 10
sind ähnlich wie die der Ausführungsform 9.
Fig. 14 zeigt ein Schaltbild, welches bei einer
Ausführungsform 11 gemäß der Erfindung verwendet wird. In
dieser Figur bezeichnen die Bezugsziffern 23 und 24 eine
Hochspannungsdiode bzw. einen Widerstand, die parallel
zwischen das Zündungshochspannungs-Erzeugungsende einer
Sekundärwicklung 1b und eine Zündkerze 3 geschaltet sind.
Die Bezugsziffer 24 bezeichnet eine Hochspannungsdiode, die
zwischen die Ausgangsklemme der Sekundärwicklung 1b
gegenüber deren Zündhochspannungs-Erzeugungsende und die
Zündkerze 3 geschaltet ist. Andere Bezugszeichen bezeichnen
dieselben Teile, die bereits bei den voranstehenden
Ausführungsformen gezeigt wurden.
Wenn bei dem voranstehend erläuterten Aufbau die Zündspule
1 eingeschaltet ist, so kann ein Strom auf solche Weise
fließen, wie dies in Fig. 15A durch Pfeile angedeutet ist,
und dies führt zu einem Spannungsabfall an den beiden Enden
des Widerstands 23, wodurch eine Spannung in dem
Verbindungsabschnitt des Widerstands 23 und der Zündkerze 3
gesteuert werden kann. Wenn andererseits die Leitung der
Primärwicklung 1a zum Zündzeitpunkt durch den
Leistungstransistor 2 abgeschnitten wird, so wird in der
Sekundärwicklung 1b eine Zündhochspannung mit negativer
Polarität (in der Größenordnung von -20 bis -25 kV)
erzeugt, und ein Entladungsstrom kann entlang eines Weges
fließen, der in Fig. 15B durch Pfeile bezeichnet ist, um
hierdurch eine Entladung zwischen den Elektroden der
Zündkerze 3 hervorzurufen, so daß das Gasgemisch der
Brennkraftmaschine gezündet werden kann, und zur selben
Zeit wird der Kondensator 7 auf eine gezeigte Polarität
aufgeladen. Durch die Zenerdiode 11 kann die Ladespannung
willkürlich eingestellt werden.
Bei der Verbrennung des Gemisches wird bei diesem Vorgang
eine Ionisierung hervorgerufen, die wiederum zur Erzeugung
von Ionen führt, und ein Ionenstrom kann entlang eines
Weges fließen, der durch Pfeile in Fig. 15C bezeichnet ist,
infolge der Bewegung von Elektronen, die durch die positive
Vorspannung (in der Größenordnung von 50 bis 300 V) des
Kondensators 7 hervorgerufen wird. Gleichzeitig kann durch
Ermittlung einer in dem Widerstand 8 erzeugten Spannung mit
Hilfe der Ausgangsklemme 6 die Verbrennung des Gemisches
bestätigt werden.
Fig. 16 zeigt ein Schaltbild, welches bei einer
Ausführungsform 12 gemäß der Erfindung verwendet wird. Zwar
ist bei dieser Ausführungsform 12 eine Klemme einer
Zenerdiode 11 nicht mit einer Spulenstromversorgung 9
verbunden, sondern ist geerdet, jedoch lassen sich ähnliche
Wirkungen wie bei den voranstehend beschriebenen
Ausführungsformen der Erfindung erzielen. Weiterhin zeigt
Fig. 17 ein Schaltbild, welches bei einer Ausführungsform
13 gemäß der Erfindung verwendet wird. Bei der
Ausführungsform 13 wird ein Hochspannungsverteilungssystem
unter Verwendung eines Verteilers 14 eingesetzt, und nicht
ein unabhängiges Zündsystem. In diesem Fall erzeugt eine
Sekundärwicklung 1b eine Hochspannung mit negativer
Polarität, und ein Entladungsstrom fließt entlang eines
Weges, der eine Sekundärwicklung 1b umfaßt, einen
Kondensator 7, eine Diode 10, Masse, eine Zündkerze 3,
einen Verteiler 14 (einschließlich peripherer Elektroden
14b, eines Luftspalts, und einer zentralen Elektrode 14a),
und die Sekundärwicklung 1b. Im übrigen sind der Betrieb
und die Wirkungen der Ausführungsform 13 ähnlich wie die
der vorhergehenden Ausführungsformen der Erfindung.
Schließlich zeigt Fig. 18 ein Schaltbild, welches bei einer
Ausführungsform 14 verwendet wird. Bei dieser
Ausführungsform 14 ist eine Klemme der Zenerdiode 11 in
Fig. 17 an Masse angeschlossen.
Fig. 19 zeigt ein Schaltbild, welches bei einer
Ausführungsform 15 gemäß der Erfindung verwendet wird. Bei
dieser Ausführungsform 15 ist eine Zenerdiode 25 anstelle
des Widerstands 23 von Fig. 14 vorgesehen. Der Betrieb der
Ausführungsform 15, wie er in den Fig. 20A bis 20C
beschrieben ist, ist ähnlich wie bei der Ausführungsform 11
von Fig. 14, und auch ihre Wirkungen sind ähnlich wie die
der Ausführungsform 11. Weiterhin zeigen die Fig. 21 bis 23
jeweils Schaltbilder, die bei Ausführungsformen 16 bis 18
gemäß der Erfindung verwendet werden. Bei den jeweiligen
Ausführungsformen 22 bis 24 ist eine Zenerdiode 25 anstelle
des Widerstands 23 von Fig. 14 vorgesehen. Der Betrieb und
die Wirkungen dieser Ausführungsformen sind ähnlich wie die
der vorher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann gemäß der
vorliegenden Erfindung eine Spannung, die in einer
Sekundärwicklung erzeugt werden soll, wenn eine Zündspule
eingeschaltet ist, gesteuert werden, und die dann erzeugte
Spannung veranlaßt die Zündkerze nicht zu einer Entladung,
wodurch eine vorzeitige Zündung vor einem normalen
Zündzeitpunkt verhindert wird.
Claims (5)
1. Verbrennungsermittlungsvorrichtung zur Verwendung in
einer Brennkraftmaschine, mit einer Zündspule, in
welcher eine Hochspannung für die Zündung an einer
Sekundärwicklung erzeugt wird, wenn ein Strom einer
Primärwicklung abgeschnitten wird, und mit einer
Zündkerze für eine Entladung und zum Zünden eines
Gasgemisches, wenn an sie die Hochspannung zur Zündung
angelegt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbrennungsermittlungsvorrichtung umfaßt:
eine Ionenstromerfassungseinrichtung zur Erfassung eines Ionenstroms, der infolge der Verbrennung des Gasgemisches erzeugt wird, durch Anlegen einer Spannung an die Zündkerze; und
eine Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung einer Spannung, die in der Sekundärwicklung erzeugt wird, wenn die Primärwicklung so eingeschaltet wird, daß sie leitet.
eine Ionenstromerfassungseinrichtung zur Erfassung eines Ionenstroms, der infolge der Verbrennung des Gasgemisches erzeugt wird, durch Anlegen einer Spannung an die Zündkerze; und
eine Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung einer Spannung, die in der Sekundärwicklung erzeugt wird, wenn die Primärwicklung so eingeschaltet wird, daß sie leitet.
2. Verbrennungsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung
eine Reihenschaltung mit einer Hochspannungsdiode und
entweder einem Widerstand oder einer Zenerdiode
aufweist, wobei die Reihenschaltung über die
Sekundärwicklung geschaltet ist.
3. Verbrennungsermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung
eine Reihenschaltung mit einer Hochspannungsdiode und
einer Zenerdiode aufweist, wobei die Reihenschaltung
zwischen ein Ende der Sekundärwicklung der Zündspule
und entweder die Spulenstromversorgung oder Masse
geschaltet ist.
4. Verbrennungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung
eine Parallelschaltung mit einer Hochspannungsdiode
und entweder einem Widerstand oder einer Zenerdiode
aufweist, wobei die Parallelschaltung zwischen ein
Zündhochspannungserzeugungsende der Sekundärwicklung
und die Zündkerze geschaltet ist, wobei eine weitere
Hochspannungsdiode zwischen das andere Ende der
Sekundärwicklung und entweder das
Zündhochspannungserzeugungsende oder die Zündkerze
geschaltet ist.
5. Verbrennungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Verteiler
vorgesehen ist, der eine zentrale Elektrode und
mehrere Umfangselektroden aufweist.
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