DE9311065U1 - Circuit arrangement for flame detection - Google Patents
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BERU Ruprecht GmbH & Co. KG
D-71636 LudwigsburgBERU Ruprecht GmbH & Co. KG
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Schaltungsanordnung zur FlammerkennungCircuit arrangement for flame detection
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Flammerkennung für eine Transistorspulenzündung eines Brenners, die eine Ansteuerstufe aufweist, die einen im Stromkreis der Primärwicklung einer Zündspule liegenden Leistungstransistor ansteuert.The invention relates to a circuit arrangement for flame detection for a transistor coil ignition of a burner, which has a control stage that controls a power transistor located in the circuit of the primary winding of an ignition coil.
Eine Transistorspulenzündung, deren Aufbau und Arbeitsweise an sich bekannt sind, wird als Zündvorrichtung bei mit Gas, Dieselkraftstoff, Benzin oder anderen Brennstoffen betriebenen Brennern vorgesehen. Es ist dabei erwünscht, die Brennerflamme zu überwachen, d.h. eine Flammerkennung und Zünddiagnose vorzusehen.A transistor coil ignition, the structure and mode of operation of which are known per se, is intended as an ignition device for burners operated with gas, diesel fuel, petrol or other fuels. It is desirable to monitor the burner flame, i.e. to provide flame detection and ignition diagnosis.
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Aus der DE-OS 3706555 ist es bekannt, zur Flammüberwachung einer Zündeinrichtung in Form einer Glühkerze mit einem Glühkerzenkörper eine Ionisationselektrode vorzusehen, die in die Glühkerze integriert ist. Bei dieser bekannten Flammüberwachung ist ein zusätzlicher Schaltungsaufwand zur Ansteuerung notwendig, wobei weiterhin die Zünddiagnose schwierig ist und sich die Signalauswertung als störanfällig erweist. Von der fertigungstechnischen Sicht ergibt sich darüberhinaus ein zusätzlicher konstruktiver Aufwand.From DE-OS 3706555 it is known to provide an ionization electrode integrated into the glow plug for flame monitoring of an ignition device in the form of a glow plug with a glow plug body. With this known flame monitoring, additional circuitry is required for control, while ignition diagnosis is also difficult and signal evaluation is susceptible to failure. From a manufacturing point of view, additional design effort is also required.
Aus der DE-OS 4107335 sind darüberhinaus ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zündüberwachung einer Zündanlage bekannt, mit denen die Zündanlage auf Nebenschluß und Unterbrechung auf der sekundären Hochspannungsseite überprüft werden kann. Dazu wird in der Zündungsphase eine Zünddiagnose durchgeführt.Furthermore, DE-OS 4107335 discloses a method and a device for monitoring the ignition of an ignition system, with which the ignition system can be checked for shunts and interruptions on the secondary high-voltage side. For this purpose, an ignition diagnosis is carried out in the ignition phase.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgegenüber darin die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine sichere Erkennung der Flamme bei geringerem schaltungstechnischen Aufwand möglich ist.The object underlying the invention is, in contrast, to design the circuit arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that reliable detection of the flame is possible with less circuitry effort.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist.This object is achieved according to the invention by the embodiment specified in the characterizing part of claim 1.
Aufgrund dieser Ausbildung erlaubt es die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, die gesamte Transistorspulenzündung, bei der sie vorgesehen ist, einfach und kompakt in Form eines kompletten Gerätes auszubilden.Due to this design, the circuit arrangement according to the invention allows the entire transistor coil ignition, in which it is intended, to be designed simply and compactly in the form of a complete device.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.Particularly preferred embodiments and further developments of the circuit arrangement according to the invention are the subject of claims 2 to 6.
Insbesondere die im Anspruch 6 angegebene Weiterbildung erlaubt eine zusätzliche Diagnose zur Erkennung von Nebenschluß und Unterbrechung sowie Kurzschluß der Zündanlage in der Zündphase und zwar zusätzlich zu der Flammerkennung in der Flammerkennungsphase.In particular, the further development specified in claim 6 allows an additional diagnosis for the detection of shunts and interruptions as well as short circuits in the ignition system in the ignition phase, in addition to the flame detection in the flame detection phase.
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Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigenParticularly preferred embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings. They show
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,Fig. 1 is a schematic circuit diagram of an embodiment of the circuit arrangement according to the invention,
Fig. 2 bis 4 in Zeitdiagrammen die Signalverläufe von an bestimmten Punkten der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung auftretenden Signalen undFig. 2 to 4 show in time diagrams the signal curves of signals occurring at certain points of the circuit arrangement shown in Fig. 1 and
Fig. 5 ein schematisches Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeisp'iels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.Fig. 5 is a schematic circuit diagram of a further embodiment of the circuit arrangement according to the invention.
In Fig. 1 ist in einem Blockschaltbild eine herkömliche Transistorspulenzündung dargestellt, die mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Flammerkennung versehen ist.Fig. 1 shows a block diagram of a conventional transistor coil ignition, which is provided with an embodiment of the circuit arrangement according to the invention for flame detection.
Die Transistorspulenzündung besteht aus einer Zündspule ZS, einem Leistungstransistor Tr2 mit einer Z-Diode ZDl zur Spannungsbegrenzung sowie einem Stromsensor R2 zur Stromerfassung. Die Ansteuerstufe der Transistorspulenzündung ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Komparator Kl gebildet, an dessen einem Eingang einer von zwei Stromsollwerten Isolll und Isoll2 liegt die für die Ansteuerung während einer beliebig langen Zündphase und während einer beliebig langen Flammerkennungsphase dienen. Die jeweiligen Zeiträume für diese beiden Phasen sind durch ein Zeitglied ZGl bestimmt, das einen Schalter Sl mit zwei Kontakten für die beiden Stromsollwerte schaltet, so daß je nach Schalterstellung ein entsprechender Stromsollwert am Eingang des Komparators Kl liegt. Aufgrund dieser Ausbildung ist ein gleichzeitiges Zünden und Flammerkennen nicht möglich.The transistor coil ignition consists of an ignition coil ZS, a power transistor Tr2 with a Z-diode ZDl for voltage limitation and a current sensor R2 for current detection. The control stage of the transistor coil ignition in the embodiment shown in Fig. 1 is formed by a comparator Kl, at one input of which is one of two current setpoints Isolll and Isoll2, which are used for control during an ignition phase of any length and during an arbitrarily long flame detection phase. The respective time periods for these two phases are determined by a timer ZGl, which switches a switch Sl with two contacts for the two current setpoints, so that depending on the switch position, a corresponding current setpoint is at the input of the comparator Kl. Due to this design, simultaneous ignition and flame detection is not possible.
Am zweiten Eingang des Komparators Kl liegt der Stromistwert des über die Primärwicklung der Zündspule ZS bei durchgeschaltetem Leistungstransistor Tr2 fließenden Stromes, der vom Stromsensor R2 erfaßt wird, der die Form eines WiderstandesThe second input of the comparator Kl contains the actual current value of the current flowing through the primary winding of the ignition coil ZS when the power transistor Tr2 is switched on, which is detected by the current sensor R2, which has the form of a resistor
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Der Komparator Kl steuert ein Flip-Flop FFl mit einem Takteingang CP an, dessen nichtinvertierender Ausgang Q an einer Treiberstufe, im vorliegenden Fall aus in Gegentakt geschalteten Transistoren TrIa und TrIb liegt. Der Leistungstransistor Tr2 wird über die Treiberstufe angesteuert, um die Primärwicklung der Zündspule ZS zu laden.The comparator Kl controls a flip-flop FFl with a clock input CP, whose non-inverting output Q is connected to a driver stage, in this case consisting of transistors TrIa and TrIb connected in push-pull. The power transistor Tr2 is controlled via the driver stage in order to charge the primary winding of the ignition coil ZS.
Arbeitsweise und Aufbau einer derartigen Transistorspulenzündung im einzelnen sind an sich bekannt und werden deshalb nicht naher erläutert.The operation and structure of such a transistor coil ignition are known in detail and are therefore not explained in more detail.
Während in der Zündphase am Komparator Kl der Stromsollwert Isolll liegt, so daß der Stromfluß über die Primärwicklung der Zündspule ZS ausreicht, um beim Sperren des Leistungstransistors Tr2 einen Zündfunken an der Funkenstrecke FS, d.h. an den Elektroden oder der Zündkerze zu erzeugen, liegt in der Flammerkennungsphase der Stromsollwert Isoll2 am Komparator Kl, der unter dem Stromsollwert Isolll liegt und für einen Stromfluß über die Primärwicklung der Zündspule ZS sorgt, der soweit reduziert ist, daß an den Elektroden kein Funkenüberschlag in nichtleitenden Medien z.B. Luft oder einem Gasgemisch erfolgen kann.While in the ignition phase the current setpoint Isolll is present at the comparator Kl, so that the current flow through the primary winding of the ignition coil ZS is sufficient to generate an ignition spark at the spark gap FS, i.e. at the electrodes or the spark plug, when the power transistor Tr2 is blocked, in the flame detection phase the current setpoint Isol2 is present at the comparator Kl, which is below the current setpoint Isolll and ensures a current flow through the primary winding of the ignition coil ZS that is reduced to such an extent that no spark can occur at the electrodes in non-conductive media, e.g. air or a gas mixture.
Falls allerdings an der Funkenstrecke FS eine Flamme vorhanden ist, so ist die Funkenstrecke FS ionisiert und somit in leitfähigem Zustand, so daß dennoch ein Funkenüberschlag auftritt, da keine Ionisierungsarbeit durch die Spannung an der Funkenstrecke FS verrichtet werden muß.However, if a flame is present at the spark gap FS, the spark gap FS is ionized and thus in a conductive state, so that a sparkover still occurs because no ionization work has to be performed by the voltage at the spark gap FS.
Die Amplitude der an der Sekundärseite der Zündspule ZS, d.h. an der Funkenstrecke FS auftretenden Impulse sollte in Abhängigkeit von der Länge der Funkenstrecke FS d.h. des Elektrodenabstandes und/oder der Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches und/oder der Flammengeschwindigkeit eingestellt werden. Bei höheren Geschwindigkeiten ergibt sich nämlich eine Aufweitung des Ionisationskanals, was einer Erhöhung desThe amplitude of the pulses occurring on the secondary side of the ignition coil ZS, i.e. at the spark gap FS, should be set depending on the length of the spark gap FS, i.e. the electrode gap and/or the flow speed of the gas mixture and/or the flame speed. At higher speeds, this results in a widening of the ionization channel, which leads to an increase in the
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Elektrodenabstandes gegenüber den Verhältnissen bei ruhendem Gasgemisch entspricht. Diese Einstellung kann über eine entsprechende Wahl der Höhe des Wertes IS0112 am Komparator Kl erfolgen, was beispielsweise mittels eines eine variable Spannung liefernden Generators, beispielsweise eines Rampengenerators statt des Schalters Sl möglich ist.electrode distance compared to the conditions with a static gas mixture. This setting can be made by selecting the appropriate value of IS0112 on the comparator Kl, which is possible, for example, by means of a generator that supplies a variable voltage, such as a ramp generator instead of the switch Sl.
Ein Funkenüberschlag wird über eine Flammenerkennungseinrichtung überwacht, die gemäß Fig. 1 aus einem Gleichrichter Girl, einem Speicherglied in Form eines RC Gliedes R3, C2 sowie einem Komparator K2 besteht, die das Signal von der Primärwicklung der Zündspule ZS nach Sperren des Leistungstransistors Tr2 auf das Vorliegen einer Flamme in der Flammerkennungsphase auswertet.A sparkover is monitored by a flame detection device which, according to Fig. 1, consists of a rectifier Girl, a storage element in the form of an RC element R3, C2 and a comparator K2, which evaluates the signal from the primary winding of the ignition coil ZS after blocking the power transistor Tr2 for the presence of a flame in the flame detection phase.
Das dabei anstehende Signal an der Kathode der Diode Dl wird über das RC Glied R3, C2 integriert und über den Komparator K2 mittels eines Vergleiches mit einem am anderen Eingang des Komparators K2 liegenden Sollwert ausgewertet.The signal present at the cathode of the diode Dl is integrated via the RC element R3, C2 and evaluated via the comparator K2 by comparing it with a setpoint value at the other input of the comparator K2.
Um eine fehlerfreie Erkennung der Flamme sowie eine zuverlässige Aussage über die Funktion der Zündung zu erhalten, kann zusätzlich eine Zünddiagnoseeinrichtung ZuDl vorgesehen sein, die in der Zündphase die Zündanlage auf Nebenschluß und Unterbrechung auf der sekundären Hochspannungsseite überprüft. Eine derartige Zünddiagnoseeinrichtung ist an sich bekannt.In order to obtain error-free detection of the flame and a reliable statement about the function of the ignition, an ignition diagnostic device ZuDl can also be provided, which checks the ignition system for shunts and interruptions on the secondary high-voltage side during the ignition phase. Such an ignition diagnostic device is known per se.
Tritt in der Zünd- oder in der Flammerkennungsphase ein Fehler auf, so wird das an einer Anzeigeeinrichtung Al angezeigt und zur Kenntnis gebracht, an der die Ausgangssignale des Komparators K2 für die Flammerkennung sowie der Zünddiagnoseeinrichtung ZüDl liegen.If an error occurs during the ignition or flame detection phase, this is displayed and reported on a display device Al, which contains the output signals of the comparator K2 for flame detection and the ignition diagnostic device ZüDl.
Im folgenden wird anhand der Figuren 2 bis 4 die Arbeitsweise des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung im einzelnen erläutert.In the following, the operation of the above-described embodiment of the circuit arrangement according to the invention is explained in detail with reference to Figures 2 to 4.
Bei Anschalten der Batteriespannung +Ub liegt am Komparator Kl der Referenzwert Isolll. Das bedeutet, daß sich die ZündungWhen the battery voltage +Ub is switched on, the reference value Isolll is present at the comparator Kl. This means that the ignition
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in der Zündphase befindet, deren Dauer durch das Zeitglied ZGl bestimmt ist. In dieser Zündphase erfolgt neben der Zündung eine gleichzeitige Zünddiagnose über die Zünddiagnoseeinrichtung ZuDl so daß die Funkenstrecke FS auf Unterbrechungen und Nebenschluß der Elektroden untersucht wird.is in the ignition phase, the duration of which is determined by the timer ZGl. In this ignition phase, in addition to the ignition, a simultaneous ignition diagnosis is carried out via the ignition diagnosis device ZuDl so that the spark gap FS is examined for interruptions and shunts of the electrodes.
Nach Ablauf der Zündphase schaltet das Zeitglied ZGl über den Schalter Sl den Referenzwert Isoll2 an den Komparator Kl. Dadurch wird der vom Stromsensor R2 erfaßte Primärladestrom der Zündspule ZS soweit reduziert, daß an der Funkenstrecke FS ohne Flamme kein Überschlag erfolgen kann. An den Punkten A und B im Schaltbild von Fig. 1 liegen dann Signale mit dem in Fig. 2 dargestellten Verlauf.After the ignition phase has ended, the timing element ZGl switches the reference value Isoll2 to the comparator Kl via the switch Sl. This reduces the primary charging current of the ignition coil ZS, which is detected by the current sensor R2, to such an extent that no arcing can occur at the spark gap FS without a flame. At points A and B in the circuit diagram in Fig. 1, signals with the course shown in Fig. 2 are then present.
Beim Abschalten des Stromes durch ein Sperren des Leistungstransistors Tr2 treten am Punkt A Halbschwingungen auf, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind. Ursächlich werden diese Halbschwingungen durch die negativen nach Masse geleiteten Schwingungsanteile über der Kollektoremitterstreckendiode des Transistors Tr2 erzeugt. Das heißt mit anderen Worten, daß an der Kathode der Diode Dl positive Impulse anstehen, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind.When the current is switched off by blocking the power transistor Tr2, half-oscillations occur at point A, as shown in Fig. 3. These half-oscillations are caused by the negative oscillation components that are conducted to ground via the collector-emitter junction diode of the transistor Tr2. In other words, this means that positive pulses are present at the cathode of the diode D1, as shown in Fig. 3.
Wird nun der Sekundärkreis der Zündspule ZS über die Funkenstrecke FS durch einen erfolgten Überschlag belastet, der in der Flammerkennungsphase nur dann auftritt, wenn eine Flamme vorhanden ist, d. h. wenn die Funkenstrecke durch eine Flamme ionisiert ist, dann wird von der im Magnetkreis der Zündspule ZS gespeicherten Energie ein Teil verbraucht. Das hat zur Folge, daß die Abschaltspannungswerte am Transistor Tr2 wesentlich geringer als ohne eine Flamme sind und die Kollektoremitterstreckendiode des Transistors Tr2 nicht mehr in den leitendend Zustand versetzt wird.If the secondary circuit of the ignition coil ZS is now loaded via the spark gap FS by a flashover, which only occurs in the flame detection phase when a flame is present, i.e. when the spark gap is ionized by a flame, then part of the energy stored in the magnetic circuit of the ignition coil ZS is consumed. This means that the cut-off voltage values on the transistor Tr2 are significantly lower than without a flame and the collector-emitter diode of the transistor Tr2 is no longer put into the conductive state.
Physikalisch läßt sich die beim Vorhandensein einer Flamme auftretende Belastung der Zündspule ZS durch einen Funkenüberschlag an der Funkenstrecke FS infolge der nicht zuPhysically, the load on the ignition coil ZS that occurs when a flame is present can be explained by a spark flashover at the spark gap FS as a result of the insufficient
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verrichtenden Ionisierungsarbeit erklären, so daß der Energiebedarf für den Funkenüberschlag wesentlich geringer als bei nicht ionisierten und nichtleitenden Medien wie z.B. Luft oder anderen Gasgemischen ist.This can be explained by the ionization work carried out, so that the energy required for the sparkover is significantly lower than for non-ionized and non-conductive media such as air or other gas mixtures.
Aufgrund dieser Belastung der Zündspule ZS beim Vorliegen einer Flamme und den dadurch bedingten geringeren Abschaltspannungswerten am Transistor Tr2 stehen keine Impulse am Punkt A sowie an der Diode Dl an, wie es in Figur 4 dargestellt ist.Due to this load on the ignition coil ZS when a flame is present and the resulting lower cut-off voltage values on the transistor Tr2, there are no pulses at point A or at the diode Dl, as shown in Figure 4.
Das am Punkt A anliegende Signal mit oder ohne Impulsspitzen (Fig. 3, Fig. 4) wird über den Gleichrichter Girl gleichgerichtet und über das Integrierglied R3, C2 geglättet. Die geglättete Spannung liegt am Komparator K2, der diese mit einer Bezugsspannung USOLL vergleicht. Je nach Signalzustand am Punkt A ergibt sich ein Ausgangssignal Uout vom Komparator K2, das zu einer entsprechenden Anzeige an der Anzeigeeinrichtung Al führt. Das dabei gebildete Fehlersignal kann zur weiteren Verarbeitung verwendet werden.The signal at point A with or without pulse peaks (Fig. 3, Fig. 4) is rectified by the rectifier Girl and smoothed by the integrator R3, C2. The smoothed voltage is applied to the comparator K2, which compares it with a reference voltage USOLL. Depending on the signal state at point A, an output signal Uout is produced by the comparator K2, which leads to a corresponding display on the display device Al. The error signal generated in this way can be used for further processing.
Fig. 5 zeigt das schematische Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, das sich von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zum einen durch die Ausbildung der Schaltungseinrichtung unterscheidet, die in der Flammerkennungsphase den über die Primärwicklung der Zündspule ZS fließenden Ladestrom auf eine Stromstärke begrenzt, die unter der für die Erzeugung eines Zündfunkens in der Zündphase notwendigen Ladestromstärke liegt. Während bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel diese Schaltungs-einrichtung aus einem Zeitglied ZG und einem durch das Zeitglied ZG betätigten Schalter Sl bestand, wird bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel diese Schaltungseinrichtung von einem Rampengenerator RGl gebildet, dessen Ausgangsspannung in Form eines Wertes Irp am Komparator Kl liegt.Fig. 5 shows the schematic circuit diagram of a further embodiment of the circuit arrangement according to the invention, which differs from the embodiment shown in Fig. 1 on the one hand by the design of the circuit device, which in the flame detection phase limits the charging current flowing through the primary winding of the ignition coil ZS to a current intensity that is below the charging current intensity necessary for generating an ignition spark in the ignition phase. While in the embodiment shown in Fig. 1 this circuit device consisted of a timing element ZG and a switch Sl actuated by the timing element ZG, in the embodiment shown in Fig. 5 this circuit device is formed by a ramp generator RGl, the output voltage of which is in the form of a value Irp at the comparator Kl.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel derThe embodiment shown in Fig. 5 of the
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erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung unterscheidet sich weiterhin von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Wert list d.h. der Stromistwert des über die Primärwicklung der Zündspule ZS bei durchgeschaltetem Leistungstransistor Tr2 fließenden Stromes nicht nur am Eingang des Komparators Kl sondern auch an einer als Signalauswerteeinrichtung ausgebildeten Anzeigeeinrichtung Al liegt.The circuit arrangement according to the invention further differs from the embodiment shown in Fig. 1 in that the value list, i.e. the actual current value of the current flowing through the primary winding of the ignition coil ZS when the power transistor Tr2 is switched on, is not only at the input of the comparator Kl but also at a display device Al designed as a signal evaluation device.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist insbesondere dazu geeignet, über die Amplitude der Flammerkennungsimpulse eine Aussage über die Strömungsgeschwindigkeit der Flamme oder des Gasgemisches im Brennraum zu treffen. Dazu werden an die Funkenstrecke FS Impulse mit steigender Spannungsamplitude geschaltet. Das wird über den Rampengenerator RGl erreicht, dessen Ausgangsspannung mit der Zeit linear ansteigt. Durch die dementsprechende kontinuierliche Erhöhung des Primärladestroms list, der über den Widerstand R2 fließt, der als Stromsensor arbeitet, werden auf der Sekundärseite der Zündspule ZS dann Impulse mit steigender Amplitude erzeugt. Da der Ionisationskanal, d.h. die tatsächliche Funkenstrecke FS bei höheren Geschwindigkeiten des Gasgemisches oder bei höheren Flammengeschwindigkeiten zunimmt, liefert die Höhe der Amplitude der Impulse an der Funkenstrecke FS, die notwendig ist, um einen Überschlag zu bewirken, eine Information über die Flammen- oder Gasgemischgeschwindigkeit.The embodiment shown in Fig. 5 is particularly suitable for making a statement about the flow speed of the flame or gas mixture in the combustion chamber via the amplitude of the flame detection pulses. To do this, pulses with increasing voltage amplitude are connected to the spark gap FS. This is achieved via the ramp generator RGl, whose output voltage increases linearly over time. By continuously increasing the primary charging current Is, which flows through the resistor R2, which works as a current sensor, pulses with increasing amplitude are then generated on the secondary side of the ignition coil ZS. Since the ionization channel, i.e. the actual spark gap FS, increases at higher speeds of the gas mixture or at higher flame speeds, the level of the amplitude of the pulses at the spark gap FS, which is necessary to cause a flashover, provides information about the flame or gas mixture speed.
Zu dem Zeitpunkt, an dem bei steigender Spannungsamplitude der Impulse an der Funkenstrecke FS ein Überschlag zum ersten Mal erfolgt, liefert die Auswerteschaltung aus dem Gleichrichter Girl, dem Integrationsglied R3, C2 über den Komparator K2 das Signal Uout, das an der Anzeigeeinrichtung Al liegt. Der Wert des Primärladestromes list, der zu diesem Zeitpunkt d. h. zu dem Zeitpunkt, an dem das Signal Uout am Komparator K2 auftritt, liegt gleichfalls an der Anzeigeeinrichtung Al. Die Anzeigeeinrichtung Al ist als Signalverarbeitungseinrichtung so ausgebildet, daß die Eingangswerte gespeichert und als Maß fürAt the point in time at which a flashover occurs for the first time with increasing voltage amplitude of the pulses at the spark gap FS, the evaluation circuit from the rectifier Girl, the integration element R3, C2 via the comparator K2 supplies the signal Uout, which is available on the display device Al. The value of the primary charging current Is, which is available at this point in time, i.e. at the point in time at which the signal Uout appears on the comparator K2, is also available on the display device Al. The display device Al is designed as a signal processing device in such a way that the input values are stored and used as a measure for
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die Geschwindigkeit der Flamme oder des Gasgemisches ausgewertet und verwendet werden können.the speed of the flame or gas mixture can be evaluated and used.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bietet gegenüber dem in Fig. 1 dargestellen Ausführungsbeispiel somit die weitere Möglichkeit, nicht nur eine Flammerkennung durchzuführen sondern auch eine Information über die Geschwindigkeit der Flamme oder des zu zündenden Gasgemisches zu erhalten.The embodiment of the circuit arrangement according to the invention shown in Fig. 5 thus offers, compared to the embodiment shown in Fig. 1, the additional possibility of not only carrying out flame detection but also of obtaining information about the speed of the flame or the gas mixture to be ignited.
Als Betriebsarten einer derartigen Zündung mit Zünddiagnose und Flammerkennung kommen der intermittierende Betrieb von Zündphase und Flammerkennung, ein aufeinanderfolgender Betrieb sowie auch ein extern gesteuerter Betrieb in Frage.Possible operating modes for such an ignition with ignition diagnosis and flame detection are intermittent operation of ignition phase and flame detection, sequential operation and also externally controlled operation.
Tritt weiterhin in der Flammerkennungsphase eine hochspannungsseitige Unterbrechung auf, so wird auch das erkannt und zur Anzeige gebracht. D.h., daß die Funkenstrecke FS in der Flammerkennungsphase auch auf Unterbrechung der hochspannungsseitigen Anschlüße untersucht wird, was ebenso wie bei der Flammerkennung über die entweder belastete oder unbelastete Zündspule ZS möglich ist.If an interruption on the high-voltage side occurs during the flame detection phase, this is also detected and displayed. This means that the spark gap FS is also checked for interruptions in the high-voltage side connections during the flame detection phase, which is possible just as with the flame detection via the either loaded or unloaded ignition coil ZS.
Aufgrund des geringen Schaltungsaufwandes läßt sich die oben beschriebene Schaltungsanordnung kostengünstig herstellen, sie bietet dennoch die Möglichkeit einer sicheren Flammerkennung sowie einer zusätzlichen Zünddiagnose um Fehlerkennungen auszuschließen.Due to the low circuit complexity, the circuit arrangement described above can be manufactured cost-effectively, but it still offers the possibility of reliable flame detection as well as additional ignition diagnostics to exclude false detections.
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