WO2015071056A1 - Ignition system and method for limiting a cut-off current of a boost converter in an ignition system - Google Patents

Abstract

The invention relates to an ignition system and to a method method for limiting a cut-off current (I_HSS) of a boost converter during operation of a boost converter in an ignition system for an internal combustion engine. According to the invention the following steps are carried out: operation (100) of the boost converter (7) with a first duty factor (TV1) in a first operational state, operation (100) of the boost converter (7) with a second duty factor (TV2) in a second operational state. According to the invention the first duty factor (TV1) leads to a lower average power consumption in the boost converter (7) by comparison with the second duty factor (TV2).

Description

Beschreibung  description

Titel title

Zündsvstem und Verfahren zur Beschränkung eines Abschaltstromes eines Hochsetzstellers in einem Zündsvstem  Ignition system and method for limiting a cut-off current of a boost converter in a Zündsvstem

Stand der Technik State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zündsystem sowie ein Verfahren zur Beschränkung eines Abschaltstromes bei einer Inbetriebnahme eines The present invention relates to an ignition system and a method for limiting a turn-off in a commissioning of a

Hochsetzstellers in einem Zündsystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung den Schutz elektronischer Bauteile in einem solchen Zündsystem. Boost converter in an ignition system. In particular, the present invention relates to the protection of electronic components in such an ignition system.

Im Stand der Technik sind Zündsysteme bekannt, mittels welchen brennfähiges Gemisch in fremdgezündeten Brennkraftmaschinen entzündet wird, indem über ein induktives System elektrische Energie für einen Hochspannungsdurchschlag an eine Funkenstrecke innerhalb des Brennraums der Brennkraftmaschine geführt wird. Die Zündfunkenentladung entflammt das innerhalb der Ignition systems are known in the prior art, by means of which a combustible mixture is ignited in spark-ignition internal combustion engines, by electrical energy for a high-voltage breakdown is conducted via an inductive system to a spark gap within the combustion chamber of the internal combustion engine. The spark discharge ignites this within the

Brennkammer befindliche Gemisch. Bekannt sind insbesondere induktive Zündsysteme, bei welchen der Übertrager im Wesentlichen zwei Funktionen vereint. Einerseits wird eine Hochspannung bereitgestellt, um den Combustion chamber located mixture. In particular inductive ignition systems are known in which the transformer essentially combines two functions. On the one hand, a high voltage is provided to the

Hochspannungsdurchschlag der Funkenstrecke zu ermöglichen, und Enable high voltage breakdown of the spark gap, and

andererseits Energie an den entstandenen Funken zur fortwährenden on the other hand, energy at the resulting sparks to the perpetual

Gemischentflammung abzugeben. Hierzu wird häufig ein gescherter Release mixture flame. This is often a sheared

ferromagnetischer Eisenkreis mit Primär- und Sekundärwicklung verwendet. In einer früheren Anmeldung der Anmelderin wurden zwei Hauptfunktionen des Zündsystems durch unterschiedliche Baugruppen übernommen, bei welchen der Übertrager als Primärspannungserzeuger um einen Bypass erweitert wird, der die Aufgabe hat, den entstandenen Zündfunken mit elektrischer Energie zu versorgen. Bei der Aufteilung der oben genannten Funktionen auf den ferromagnetic iron circuit used with primary and secondary winding. In a previous application of the applicant, two main functions of the ignition system were taken over by different assemblies, in which the transformer is extended as a primary voltage generator by a bypass, which has the task of supplying the resulting spark with electrical energy. In the division of the above functions on the

Primärspannungserzeuger und den Bypass können die Bauteile des Übertragers deutlich kleiner dimensioniert werden, da die vom Übertrager zu speichernde Energie deutlich geringer ausfällt. Der Bypass kann einen Hochsetzsteller umfassen bzw. im Wesentlichen durch einen Hochsetzsteller gebildet werden. In der Literatur wird hinsichtlich des Hochsetzstellerbetriebs lediglich auf den stationären Betrieb Bezug genommen. Auf das Einschalten und etwaige Primary voltage generator and the bypass, the components of the transformer can be made significantly smaller, since the energy to be stored by the transformer is significantly lower. The bypass can be a boost converter comprise or essentially formed by a boost converter. In the literature, reference is made only to steady-state operation in terms of boost converter operation. On the switch and any

Probleme in diesem Betriebszustand wird im Stand der Technik nicht Problems in this operating state is not in the prior art

eingegangen. Im Gegenteil wird lediglich auf den stationären Betrieb verwiesen und die Inbetriebnahme des Hochsetzstellers mit seinem stationären Betrieb gleichgesetzt. Die Erfinder der vorliegenden Vorrichtung haben herausgefunden, dass kritische Betriebszustände bei der Inbetriebnahme eines Hochsetzstellers in einem Zündsystem entstehen können bzw. bestehendes Optimierungspotenzial bislang nicht ausgeschöpft wird. received. On the contrary, reference is made only to the stationary operation and equated the commissioning of the boost converter with its steady state operation. The inventors of the present device have found that critical operating conditions can arise during the startup of a boost converter in an ignition system or that existing optimization potential has not yet been exhausted.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie ein Zündsystem gelöst. Mittels der vorliegenden Erfindung wird eineThe above object is achieved by a method and an ignition system according to the invention. By means of the present invention is a

Stromüberhöhung im Übertrager des Hochsetzstellers sowie in dessen Current increase in the transformer of the boost converter and in the

Peripheriebauteilen verhindert. Im Zuge dessen wird auch eine elektrische Überlastung elektronischer Bauteile im Zündsystem verhindert. Hierzu wird ein Verfahren vorgeschlagen, mittels welchem der Abschaltstrom des primärseitigen Stroms bei einer Inbetriebnahme eines Hochsetzstellers in einem Zündsystem für eine Brennkraftmaschine beschränkt werden kann. Der Abschaltstrom tritt insbesondere in dem Moment auf, in welchem ein eingangsseitiger Stromfluss in den Hochsetzsteller unterbrochen wird. Die gespeicherte Energie des Peripheral components prevented. In the course of this, electrical overloading of electronic components in the ignition system is also prevented. For this purpose, a method is proposed, by means of which the cut-off current of the primary-side current can be limited during start-up of a boost converter in an ignition system for an internal combustion engine. The turn-off occurs in particular in the moment in which an input-side current flow is interrupted in the boost converter. The stored energy of the

Hochsetzstellers wird über ausgangsseitige Dioden der Funkenstrecke bzw. den Ausgangskapazitäten zugeführt. Das nach dem primärseitigen Abschalten desStep-up converter is supplied via output-side diodes of the spark gap and the output capacitances. The after the primary side shutdown of the

Hochsetzstellers zusammenfallende elektromagnetische Feld treibt in diesem Moment einen sekundärseitigen Stromfluss, der zum Laden der Kapazität verwendet wird. Unzulässig hohe Ströme würden bei dieser Verfahrensweise Gefahr für die Funktionssicherheit des Zündsystems und seine Bauelemente bedeuten. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, den Hochsetzsteller mit einem ersten Tastverhältnis in einem ersten Betriebszustand zu betreiben, den Hochsetzsteller mit einem zweiten Tastverhältnis in einem zweiten Hochsetzstellers coincident electromagnetic field drives at this moment a secondary current flow, which is used to charge the capacity. Inadmissibly high currents would mean danger to the reliability of the ignition system and its components in this procedure. According to the invention it is therefore proposed to operate the boost converter with a first duty cycle in a first operating state, the boost converter with a second duty cycle in a second

Betriebszustand zu betreiben, wobei das erste Tastverhältnis gegenüber dem zweiten Tastverhältnis zu einer geringeren mittleren Leistungsaufnahme in dem Hochsetzsteller führt. Unter einem "Tastverhältnis" sei im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Quotient aus Einschaltdauer gegenüber einem gesamten Bilanzierungszeitraum von Einschaltdauer und Ausschaltdauer verstanden. Mit anderen Worten wird die mittlere Einschaltdauer des Operate operating state, wherein the first duty cycle compared to the second duty cycle leads to a lower average power consumption in the boost converter. In the context of the present invention, a "duty cycle" is the quotient of duty cycle compared to an entire balancing period of duty cycle and switch-off duration Understood. In other words, the average duty cycle of the

Hochsetzstellers angepasst, um den Abschaltstrom zu beschränken. Da ein Hochsetzsteller mehrere Ein-/Ausschaltzyklen benötigt, bis die Spannung an dem Ausgangskondensator einen eingeschwungenen Zustand erreicht hat, fließen bis zum Erreichen des eingeschwungenen Zustands in Abhängigkeit derStep-up converter adapted to limit the turn-off. Since a step-up converter requires several ON / OFF cycles until the voltage at the output capacitor has reached a steady-state state, until the steady state is reached, depending on the

Betriebsweise des Hochsetzstellers mitunter unzulässig hohe Ströme. Eine schnellstmögliche Aufladung des ausgangsseitigen Kondensators ist indes wichtig für die Funktion des Zündsystems. Dies wird durch einen maximal hohen Duty-Cycle (Puls-Pause-Verhältnis oder Tastverhältnis) erreicht. Bei jedem Ein- /Ausschaltzyklus wird die in der Induktivität gespeicherte Energie in den Operation of the boost converter sometimes impermissibly high currents. However, the fastest possible charging of the output-side capacitor is important for the function of the ignition system. This is achieved by a maximum duty cycle (pulse-pause ratio or duty cycle). With each on / off cycle, the energy stored in the inductor is converted into the

Kondensator umgeladen. Die Induktivität wird durch einen ferromagnetischen Magnetkreis dargestellt. Für den stationären Betrieb wird das maximale  Condenser reloaded. The inductance is represented by a ferromagnetic magnetic circuit. For stationary operation, the maximum

Tastverhältnis so gewählt, dass das Material unterhalb der magnetischen Sättigung ausgesteuert wird. Hierzu wird erfindungsgemäß das Tastverhältnis im Verlaufe der Zeit während der Inbetriebnahme des Hochsetzstellers angepasst.Duty cycle selected so that the material is controlled below the magnetic saturation. For this purpose, the duty cycle is adjusted in the course of time during the commissioning of the boost converter according to the invention.

Während der Inbetriebnahme des Hochsetzstellers ist die During commissioning of the boost converter is the

Hochspannungskapazität noch entladen. Bei maximalem Tastverhältnis (für den stationären Betrieb) kann die gesamte Energie der Induktivität nicht vollständig umgeladen werden. Die Restenergie führt dabei dazu, dass beim nächsten Ladezyklus der Abschaltstrom einen höheren Wert annimmt und somit die magnetische Sättigung bzw. der maximal zulässige Abschaltstrom überschritten würde, sofern nicht von der erfindungsgemäßen Betriebsweise Gebrauch gemacht wird. Auf diese Weise können Stromüberhöhungen verhindert und eine schnelle Aufladung der Ausgangskondensatoren gewährleistet werden. High voltage capacity still discharged. At maximum duty cycle (for steady state operation), the entire inductor energy can not be fully transferred. The residual energy leads to the fact that at the next charge cycle of the cut-off current assumes a higher value and thus the magnetic saturation or the maximum allowable cut-off current would be exceeded, unless the operation of the invention is used. In this way current overshoots can be prevented and a fast charging of the output capacitors can be ensured.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims show preferred developments of the invention.

Bevorzugt liegt der zweite Betriebszustand in einem im Wesentlichen The second operating state preferably lies in one substantially

eingeschwungenen Betriebsbereich des Hochsetzstellers. Mit anderen Worten liegt der erste Betriebszustand einer Inbetriebnahme des Hochsetzstellers zeitlich näher als der zweite Betriebszustand. Die im ersten Betriebszustand erfindungsgemäß geringere Leistungsaufnahme gewährleistet eine stabile Inbetriebnahme und eine Beschränkung des Abschaltstromes. steady operating range of the boost converter. In other words, the first operating state of a startup of the boost converter is temporally closer than the second operating state. The inventively lower power consumption in the first operating state ensures a stable startup and a limitation of the cut-off current.

Bevorzugt weisen das erste Tastverhältnis und das zweite Tastverhältnis denselben Takt auf. Mit anderen Worten wird die Schaltfrequenz nicht verändert, wenn zwischen dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand das Tastverhältnis geändert wird. Dies ermöglicht eine einfache Ansteuerung mit vorgegebenem Takt und kostengünstiger Realisierung des Taktgebers. Preferably, the first duty cycle and the second duty cycle on the same clock. In other words, the switching frequency is not changed when between the first operating state and the second operating state the duty cycle is changed. This allows a simple control with a predetermined clock and cost-effective implementation of the clock.

Alternativ kann das Tastverhältnis konstant gehalten werden und die Alternatively, the duty cycle can be kept constant and the

Inbetriebnahme des Hochsetzstellers über die Änderung des Taktes (Frequenz) erfolgen. Dabei wird die Frequenz in geeigneten Schritten bis zum zweiten Betriebszustand reduziert. Commissioning of the boost converter via the change of the clock (frequency) done. The frequency is reduced in suitable steps up to the second operating state.

Zur Anpassung der mittleren Leistungsaufnahme kann das erste Tastverhältnis eine kürzere mittlere "Ein"-Dauer aufweisen, als das zweite Tastverhältnis, dies kann beispielsweise durch eine im ersten Betriebszustand gegenüber dem zweiten Betriebszustand spätere steigende Flanke und/oder eine frühere fallende Flanke des Steuersignals für den Hochsetzsteller realisiert werden. Eine stufenlose Anpassung des Tastverhältnisses ermöglicht dabei eine besonders exakte Dosierung der Leistungsaufnahme des Hochsetzstellers, was zu einer schnellstmöglichen Betriebsbereitschaft bei maximaler Betriebssicherheit des Hochsetzstellers führt. To adjust the average power consumption, the first duty cycle can have a shorter average "on" duration than the second duty cycle, this can be, for example, by a rising edge in the first operating state compared to the second operating state and / or an earlier falling edge of the control signal for the Step-up converter can be realized. A stepless adjustment of the duty cycle allows a particularly accurate metering of the power consumption of the boost converter, which leads to the fastest possible operational readiness with maximum reliability of the boost converter.

Der Takt zur Ansteuerung des Hochsetzstellers kann beispielsweise in einem Frequenzbereich zwischen 20 kHz und 100 kHz, bevorzugt zwischen 40 kHz undThe clock for controlling the boost converter can, for example, in a frequency range between 20 kHz and 100 kHz, preferably between 40 kHz and

60 kHz, liegen. Im vorgenannten Frequenzbereich ist eine geeignete 60 kHz, lie. In the aforementioned frequency range is a suitable

Dimensionierung der Bauelemente des Hochsetzstellers möglich, ohne dass die Schaltverluste zu stark ansteigen. Selbstverständlich können mehrere Betriebszustände nacheinander realisiert werden, bis der Hochsetzsteller von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand überführt wird. Beispielsweise kann dabei der erste Betriebszustand in einem Zeitbereich zwischen 0 με bis 50 με nach der Dimensioning of the components of the boost converter possible without the switching losses increase too much. Of course, several operating states can be realized in succession until the boost converter is transferred from a first operating state to a second operating state. For example, the first operating state in a time range between 0 με to 50 με after the

Inbetriebnahme währen und in ihm ein Tastverhältnis zwischen 40% und 70%, insbesondere zwischen 55% und 65%, realisiert werden. Ein sich an den erstenCommissioning and in him a duty cycle between 40% and 70%, in particular between 55% and 65%, realized. One at the first

Betriebszustand anschließender dritter Betriebszustand kann beispielsweise von 50 με bis 100 με nach der Inbetriebnahme des Hochsetzstellers währen und ein Tastverhältnis zwischen 50% und 80%, insbesondere zwischen 65% und 75%, realisieren. Ein sich an den dritten Betriebszustand anschließender vierter Betriebszustand kann beispielsweise von 100 με bis 150 με nach der Operating state subsequent third operating state, for example, from 50 με to 100 με after commissioning of the boost converter währ and realize a duty cycle between 50% and 80%, in particular between 65% and 75%. A fourth operating state subsequent to the third operating state can be, for example, from 100 με to 150 με after the

Inbetriebnahme währen und ein Tastverhältnis zwischen 60% und 90%, insbesondere zwischen 75% und 85%, aufweisen. Der zweite Betriebszustand kann sich beispielsweise an den vierten Betriebszustand anschließen und von 150 με bis 200 με nach der Inbetriebnahme währen. Erfindungsgemäß weist er das höchste Tastverhältnis auf, welches beispielsweise zwischen 70% und 100%, insbesondere zwischen 80% und 90%, liegt. Die vorstehend genannte Einteilung in vier unterschiedliche Betriebszustände ist lediglich beispielhaft zu verstehen und eine stufenlose Anpassung des Tastverhältnisses wäre ebenfalls möglich. Eine alternative Möglichkeit, das Tastverhältnis in einem zweiten Betriebszustand festzulegen, besteht darin, zunächst den Abschaltstrom des Hochsetzstellers zu ermitteln und in Abhängigkeit des Ergebnisses ein geeignetes zweites Tastverhältnis zu bestimmen. Die Ermittlung kann beispielsweise ein Messen des Stromes oder ein Empfangen einer Größe umfassen, welche Rückschlüsse auf einen aktuellen Abschaltstrom zulässt. Auf diese Weise kann eine situationsgerechte Anpassung des Tastverhältnisses erfolgen, ohne auf gespeicherte Referenzwerte zurückgreifen zu müssen. Mit anderen Worten kann Speicherplatz durch eine aktuelle Ermittlung eingespart werden. Commissioning and have a duty cycle between 60% and 90%, in particular between 75% and 85%. The second operating state For example, it may connect to the fourth operating state and last from 150 με to 200 με after startup. According to the invention it has the highest duty cycle, which is for example between 70% and 100%, in particular between 80% and 90%. The above-mentioned division into four different operating states is to be understood merely as an example and a continuous adjustment of the duty cycle would also be possible. An alternative possibility of determining the duty cycle in a second operating state is to first determine the switch-off current of the boost converter and to determine a suitable second pulse duty factor as a function of the result. The determination may include, for example, measuring the current or receiving a variable which allows conclusions to be drawn about an actual switch-off current. In this way, a situation-appropriate adjustment of the duty cycle can be done without having to resort to stored reference values. In other words, storage space can be saved by a current determination.

Vorteilhaft ist, wenn das Tastverhältnis ausgehend vom ersten Tastverhältnis über mehrere Schaltzyklen des Schalters hinweg stufenförmig bis zum Erreichen des zweiten Tastverhältnisses erhöht wird, da auf diese Weise die It is advantageous if the duty cycle, starting from the first duty cycle across several switching cycles of the switch is gradually increased until reaching the second duty cycle, since in this way the

Leistungsaufnahme des Hochsetzstellers allmählich erhöht wird, so dass keine anfänglichen Überhöhungen des Abschaltstromes auftreten und der  Power consumption of the boost converter is gradually increased so that no initial increases in the turn-off occur and the

Abschaltstrom l _Hss auf einen zulässigen Bereich beschränkt wird. Dabei ist jedem Betriebszustand oder jedem vorbestimmten Zeitintervall ein Shutdown current l _H ss is limited to a permissible range. In this case, each operating state or each predetermined time interval is a

vorbestimmtes Tastverhältnis zugeordnet, das in einem Speicher der Steuerung abgelegt ist. Assigned predetermined duty cycle, which is stored in a memory of the controller.

Das Zündsystem für eine Brennkraftmaschine, das eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens auszuführen, umfasst eine Funkenstrecke zur Führung eines Zündfunkens. Weiter ist ein Hochsetzsteller zur Versorgung eines Zündfunkens in der Funkenstrecke mit elektrischer Energie vorgesehen, welcher The ignition system for an internal combustion engine configured to perform all steps of the method includes a spark gap for guiding a spark. Further, a boost converter for supplying a spark in the spark gap is provided with electrical energy, which

beispielsweise einen Primärspannungserzeuger zur Erzeugung des Zündfunkens ergänzen kann. Schließlich ist eine Verarbeitungseinheit vorgesehen, durch welche das Zündsystem eingerichtet ist, ein Verfahren auszuführen, wie es in Verbindung mit dem erstgenannten Erfindungsaspekt eingehend beschrieben worden ist. Zusätzlich kann ein Speichermittel vorgesehen sein, in welchem Referenzwerte für Tastverhältnisse in unterschiedlichen Betriebszuständen abgespeichert sind. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Speichermittel eine Vielzahl von Grenzwerten für ermittelte Abschaltströme gespeichert sein, welchen jeweilige Tastverhältnisse zugeordnet sind. Die Merkmale, For example, can complement a primary voltage generator for generating the spark. Finally, a processing unit is provided, by which the ignition system is arranged to carry out a method as has been described in detail in connection with the first-mentioned aspect of the invention. In addition, a memory means may be provided, in which reference values for duty cycles in different operating states are stored. Alternatively or additionally, a plurality of limit values for determined switch-off currents can be stored in the memory means, to which respective duty cycles are assigned. The characteristics,

Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erstgenannten Erfindungsaspekt beschriebenen derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Feature combinations and the advantages resulting therefrom correspond to those described in connection with the first-mentioned aspect of the invention such that, in order to avoid repetition, reference is made to the above statements.

Weiter bevorzugt kann das erfindungsgemäße Zündsystem Mittel zum Ermitteln eines Abschaltstromes des Hochsetzstellers umfassen. Mit anderen Worten können Messmittel oder Anschlüsse an eine Signalinfrastruktur vorhanden sein, durch welche das erfindungsgemäße Zündsystem Informationen über einen aktuellen Abschaltstrom erhalten und verwenden kann. Die erhaltenen More preferably, the ignition system according to the invention may comprise means for determining a turn-off of the boost converter. In other words, measuring means or connections can be present at a signal infrastructure, by means of which the ignition system according to the invention can obtain and use information about a current switch-off current. The obtained

Informationen können beispielsweise die Verarbeitungseinheit veranlassen, ein erstes Tastverhältnis im Ansprechen auf einen vordefinierten Abschaltstrom in ein zweites Tastverhältnis zu ändern. For example, information may cause the processing unit to change a first duty cycle to a second duty cycle in response to a predetermined turn-off current.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist: Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

Figur 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiel eines Figure 1 is a circuit diagram of an embodiment of a

erfindungsgemäßen Zündsystems;  ignition system according to the invention;

Figur 2 Zeitdiagramme zu elektrischen Kenngrößen, wie sie beim Figure 2 timing diagrams to electrical characteristics, as in the

Betrieb des in Figur 1 dargestellten Zündsystems auftreten können; eine stark vereinfachte Schaltung eines Ausführungsbeispiels eines Hochsetzstellers;  Operation of the ignition system shown in Figure 1 can occur; a greatly simplified circuit of an embodiment of a boost converter;

Figur 4 Zeitdiagramme elektrischer Größen innerhalb der in Figur 3 dargestellten Schaltung; FIG. 4 shows time diagrams of electrical quantities within the circuit shown in FIG. 3;

Figur 5 eine alternative Darstellung der elektrischen Größen innerhalb der in Figur 3 dargestellten Schaltung; Figur 6 eine Detailansicht eines Zeitdiagramms zweier erster Figure 5 is an alternative representation of the electrical quantities within the circuit shown in Figure 3; FIG. 6 shows a detail view of a time diagram of two first

Schaltvorgänge eines Hochsetzstellers und sich im Ansprechen darauf ergebende elektrische Größen der Schaltung nach Figur 3;  Switching operations of a boost converter and in response thereto electrical quantities of the circuit of Figure 3;

Figur 7 ein Zeitdiagramm eines erfindungsgemäß variierten Figure 7 is a timing diagram of an inventively varied

Tastverhältnisses eines Ansteuersignais und ein resultierender Strom eines Hochsetzstellers; und  Duty cycle of a drive signal and a resultant current of a boost converter; and

Figur 8 ein Flussdiagramm, veranschaulichend Schritte eines Figure 8 is a flow chart illustrating steps of a

Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.  Embodiment of a method according to the invention.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

Figur 1 zeigt eine Schaltung eines Zündsystems 1 , welches einen FIG. 1 shows a circuit of an ignition system 1, which has a

Aufwärtstransformator 2 mit einer Primärspule 8 und einer Sekundärspule 9 als Hochspannungserzeuger umfasst, dessen Primärseite 3 aus einer elektrischen Energiequelle 5 über einen ersten Schalter 30 mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Am Eingang der Schaltung, mit anderen Worten also am Step-up transformer 2 comprising a primary coil 8 and a secondary coil 9 as a high voltage generator whose primary side 3 can be supplied from an electrical energy source 5 via a first switch 30 with electrical energy. At the entrance of the circuit, in other words at the

Anschluss zur elektrischen Energiequelle 5, ist eine Sicherung 26 vorgesehen. Zur Stabilisierung der Eingangsspannung ist darüber hinaus eine Kapazität 17 parallel zum Eingang der Schaltung bzw. parallel zur elektrischen Energiequelle 5 vorgesehen. Die Sekundärseite 4 des Aufwärtstransformators 2 wird über eine induktive Kopplung der Primärspule 8 und der Sekundärspule 9 mit elektrischer Energie versorgt und weist eine aus dem Stand der Technik bekannte Diode 23 zur Einschaltfunkenunterdrückung auf, wobei diese Diode alternativ durch die Diode 21 ersetzt werden kann. In einer Masche mit der Sekundärspule 9 und der Diode 23 ist eine Funkenstrecke 6 gegen eine elektrische Masse 14 vorgesehen, über welche der Zündstrom i₂ das brennfähige Gasgemisch entflammen soll. Connection to the electric power source 5, a fuse 26 is provided. To stabilize the input voltage beyond a capacitance 17 is provided parallel to the input of the circuit or parallel to the electric power source 5. The secondary side 4 of the step-up transformer 2 is powered by an inductive coupling of the primary coil 8 and the secondary coil 9 with electrical energy and has a known from the prior art diode 23 for Einschaltfunkenunterdrückung, which diode may alternatively be replaced by the diode 21. In a mesh with the secondary coil 9 and the diode 23, a spark gap 6 is provided against an electrical ground 14, via which the ignition current i ₂ should ignite the combustible gas mixture.

Zusätzlich ist ein Bypass mit einem Hochsetzsteller 7 zwischen der elektrischen Energiequelle 5 und der Sekundärseite 4 des Aufwärtstransformators 2 vorgesehen. Der Hochsetzsteller 7 umfasst eine Induktivität 15, einen Schalter 27, eine Kapazität 10 und eine Diode 16. In dem Hochsetzsteller 7 ist dieIn addition, a bypass is provided with a boost converter 7 between the electric power source 5 and the secondary side 4 of the step-up transformer 2. The boost converter 7 comprises an inductor 15, a switch 27, a capacitor 10 and a diode 16. In the boost converter 7 is the

Induktivität 15 in Form eines Transformators mit einer Primärseite 15 1 und einerInductance 15 in the form of a transformer with a primary side 15 1 and a

Sekundärseite 15_2 vorgesehen. Die Induktivität 15 dient hierbei als Energiespeicher, um einen Stromfluss aufrecht zu erhalten. Zwei erste Secondary side 15_2 provided. The inductance 15 serves as Energy storage to maintain a current flow. Two first

Anschlüsse der Primärseite 15 1 und der Sekundärseite 15_2 des  Connections of the primary side 15 1 and the secondary side 15_2 of

Transformators sind jeweils mit der elektrischen Energiequelle 5 bzw. der Transformers are each connected to the electric power source 5 and the

Sicherung 26 verbunden. Dabei ist ein zweiter Anschluss der Primärseite 15 1 über einen Schalter 27 mit der elektrischen Masse 14 verbunden. Ein zweiterFuse 26 connected. In this case, a second terminal of the primary side 15 1 is connected via a switch 27 to the electrical ground 14. A second

Anschluss der Sekundärseite 15_2 des Transformators ist ohne Schalter direkt mit einer Diode 16 verbunden, die wiederum über einen Knotenpunkt mit einem Anschluss einer Kapazität 10 verbunden ist. Dieser Anschluss der Kapazität 10 ist mit der Sekundärspule 9 und ein anderer Anschluss der Kapazität 10 ist mit der elektrischen Masse 14 verbunden. Die Ausgangsleistung des Connection of the secondary side 15_2 of the transformer is connected without a switch directly to a diode 16, which in turn is connected via a node to a terminal of a capacitor 10. This terminal of the capacitor 10 is connected to the secondary coil 9 and another terminal of the capacitor 10 is connected to the electrical ground 14. The output power of the

Hochsetzstellers wird über den Knotenpunkt an der Diode 16 in das Zündsystem eingespeist und der Funkenstrecke 6 zur Verfügung gestellt.  Step-up converter is fed via the node on the diode 16 in the ignition system and the spark gap 6 is provided.

Die Diode 16 ist in Richtung der Kapazität 10 leitfähig orientiert. Aufgrund des Übertragungsverhältnisses wirkt ein Schaltvorgang durch den Schalter 27 imThe diode 16 is oriented in the direction of the capacitance 10 conductive. Due to the transmission ratio, a switching operation by the switch 27 acts in

Zweig der Primärseite 15_1 auch auf der Sekundärseite 15_2. Da jedoch Strom und Spannung gemäß dem Übersetzungsverhältnis auf der einen Seite höher bzw. niedriger als auf der anderen Seite des Transformators sind, lassen sich für Schaltvorgänge günstigere Dimensionierungen für den Schalter 27 finden. Branch of the primary side 15_1 also on the secondary side 15_2. However, since current and voltage according to the gear ratio on one side are higher or lower than on the other side of the transformer, can be found for switching operations more favorable dimensions for the switch 27.

Beispielsweise können geringere Schaltspannungen realisiert werden, wodurch die Dimensionierung des Schalters 27 einfacher und kostengünstiger möglich ist. Gesteuert wird der Schalter 27 über eine Ansteuerung 24, welche über einen Treiber 25 mit dem Schalter 27 verbunden ist. Zwischen der Kapazität 10 und der Sekundärspule 9 ist ein Shunt 19 als Strommessmittel oder For example, lower switching voltages can be realized, whereby the dimensioning of the switch 27 is simpler and less expensive. The switch 27 is controlled via a drive 24, which is connected via a driver 25 to the switch 27. Between the capacitor 10 and the secondary coil 9 is a shunt 19 as current measuring means or

Spannungsmessmittel vorgesehen, dessen Messsignal dem Schalter 27 zugeführt wird. Auf diese Weise ist der Schalter 27 eingerichtet, auf einen definierten Bereich der Stromstärke i₂ durch die Sekundärspule 9 zu reagieren. Zur Absicherung der Kapazität 10 ist eine Zenerdiode 21 in Sperrrichtung parallel zur Kapazität 10 geschaltet. Überdies erhält die Ansteuerung 24 ein Steuersignal S_Hss- Über dieses kann die Einspeisung von Energie über den Hochsetzsteller 7 in die Sekundärseite ein- und ausgeschaltet werden. Dabei kann auch die Leistung der durch den Hochsetzsteller bzw. in die Funkenstrecke eingebrachten elektrischen Größe, insbesondere über die Frequenz und/oder das Puls-Pause- Verhältnis über ein geeignetes Steuersignal S_Hss gesteuert werden. Des Voltage measuring means provided, the measuring signal is supplied to the switch 27. In this way, the switch 27 is configured to respond to a defined range of the current i ₂ through the secondary coil 9. To protect the capacitor 10, a Zener diode 21 is connected in the reverse direction parallel to the capacitor 10. Moreover, the control 24 receives a control signal S _H ss- About this, the supply of energy via the boost converter 7 in the secondary side and are turned off. In this case, the power of the electrical variable introduced by the step-up converter or into the spark gap, in particular via the frequency and / or the pulse-pause ratio, can also be controlled via a suitable control signal S _H ss. Of

Weiteren ist ein Schaltsignal 32 angedeutet, mittels dessen der Schalter 27 über den Treiber 25 angesteuert werden kann. Bei geschlossenem Schalter 27 wird die Induktivität 15 über die elektrische Energiequelle 5 mit einem Strom versorgt, welcher bei geschlossenem Schalter 27 unmittelbar in die elektrische Masse 14 fließt. Bei offenem Schalter 27 wird der Strom durch die Induktivität 15 über die Diode 16 auf den Kondensator 10 geleitet. Die sich im Ansprechen auf den Strom im Kondensator 10 einstellende Spannung addiert sich zu der über der Sekundärspule 9 des Aufwärtstransformators 2 abfallenden Spannung, wodurch der Lichtbogen an der Funkenstrecke 6 gestützt wird. Dabei entlädt sich jedoch der Kondensator 10, so dass durch Schließen des Schalters 27 Energie in das magnetische Feld der Induktivität 15 gebracht werden kann, um bei einem erneuten Öffnen des Schalters 27 diese Energie wieder auf den Kondensator 10 zu laden. Erkennbar wird die Ansteuerung 31 des in der Primärseite 3 vorgesehenen Schalters 30 deutlich kürzer gehalten, als dies durch das Furthermore, a switching signal 32 is indicated, by means of which the switch 27 can be controlled via the driver 25. When the switch 27 is closed, the inductance 15 is supplied via the electrical energy source 5 with a current, which flows directly into the electrical ground 14 when the switch 27 is closed. With open switch 27, the current is conducted through the inductance 15 via the diode 16 to the capacitor 10. The voltage in response to the current in the capacitor 10 adjusting voltage adds to the voltage across the secondary coil 9 of the step-up transformer 2 voltage, whereby the arc is supported at the spark gap 6. In this case, however, the capacitor 10 discharges, so that 27 energy can be brought into the magnetic field of the inductor 15 by closing the switch to 27 to recharge this energy to the capacitor 10 at a reopening of the switch. Visible, the control 31 of the provided in the primary side 3 switch 30 is kept significantly shorter than this by the

Schaltsignal 32 für den Schalter 27 der Fall ist. Optional kann ein nichtlinearer Zweipol, durch eine gestrichelt dargestellte Hochspannungsdiode 33 Switching signal 32 for the switch 27 is the case. Optionally, a non-linear two-pole, by a high voltage diode 33 shown in dashed lines

symbolisiert, der sekundärseitigen Spule 9 des Hochsetzstellers parallel geschaltet werden. Diese Hochspannungsdiode 33 überbrückt den symbolizes the secondary-side coil 9 of the boost converter are connected in parallel. This high voltage diode 33 bridges the

Hochspannungserzeuger 2 sekundärseitig, wodurch die durch den  High voltage generator 2 on the secondary side, causing by the

Hochsetzsteller 7 gelieferte Energie direkt an die Funkenstrecke 6 geführt wird, ohne durch die Sekundärspule 9 des Hochspannungserzeugers 2 geführt zu werden. Somit entstehen keine Verluste über der Sekundärspule 9 und der Wirkungsgrad steigt. Eine erfindungsgemäße Beschränkung des Upverter 7 supplied energy is passed directly to the spark gap 6, without being passed through the secondary coil 9 of the high voltage generator 2. Thus, no losses on the secondary coil 9 and the efficiency increases. A limitation of the invention

Abschaltstromes bei der Inbetriebnahme des Hochsetzstellers ist im  Shutdown current during startup of the boost converter is in

dargestellten Beispiel durch eine informationstechnische Anbindung der elektronischen Steuereinheit 42 möglich. Die elektronische Steuereinheit 42 ist weiter an einen Speicher 41 angebunden, aus welchem Referenzen in Form von Zeitfenstern gemessen ab einer Inbetriebnahme des Hochsetzstellers entsprechend zu verwendenden Tastverhältnissen ausgelesen werden können. Die elektronische Steuereinheit 42 ist zur Beeinflussung der Leistungsaufnahme des Hochsetzstellers eingerichtet, die Ansteuerung 24 mit einem bedarfsgemäß modifizierten Steuersignal S_Hss zu versorgen, im Ansprechen auf welches der Treiber 25 den Schalter 27 mit einem geänderten Schaltsignal 32 versorgt.represented by an information technology connection of the electronic control unit 42 possible. The electronic control unit 42 is further connected to a memory 41, from which references in the form of time windows measured from a startup of the boost converter can be read according to duty cycles to be used. In order to influence the power consumption of the boost converter, the electronic control unit 42 is equipped to supply the control 24 with a control signal S _H ss modified as needed in response to which the driver 25 supplies the switch 27 with a changed switching signal 32.

Beispielsweise kann die elektronische Steuereinheit 42 den Hochsetzsteller im Ansprechen auf den Erhalt des geänderten Schaltsignals 32 in einem ersten Betriebszustand zu einer verringerten Leistungsaufnahme und in einem zweiten, auf den ersten Betriebszustand folgenden Betriebszustand, zu einer erhöhten Leistungsaufnahme veranlassen. Die Kapazität 10 des Zündsystems wird mittels der Induktivität 15 des For example, the electronic control unit 42 may cause the boost converter in response to receiving the changed switching signal 32 in a first operating state to a reduced power consumption and in a second, following the first operating state operating state, to increased power consumption. The capacity 10 of the ignition system is by means of the inductance 15 of the

Hochsetzstellers 7 in mehreren Schaltzyklen durch pulsförmige Ansteuerung desHochsetzstellers 7 in several cycles by pulse-shaped control of

Schalters 27 des Hochsetzstellers 7 elektrisch geladen. Die Schaltzyklen innerhalb der einzelnen Betriebszustände weisen jeweils ein vorbestimmtes Tastverhältnis TV1 ,TV2,TV3,TV4 auf, wobei ein Betriebszustand beispielsweise jeweils einem vorbestimmten Zeitintervall entspricht, das jeweils auf einen Einschaltzeitpunkt des Hochsetzstellers 7 rückbezogen ist. Jedem Switch 27 of the boost converter 7 electrically charged. The switching cycles within the individual operating states each have a predetermined duty ratio TV1, TV2, TV3, TV4, wherein an operating state, for example, corresponds in each case to a predetermined time interval which is in each case related to a switch-on time of the boost converter 7. Each

Betriebszustand oder vorbestimmten Zeitintervallen ist also jeweils ein vorbestimmtes, in einem Speicher abgelegtes Tastverhältnis TV1 ,TV2,TV3,TV4 zugeordnet. Der Schalter 27 des Hochsetzstellers 7 wird in einem Schaltzyklus jeweils einmal ein- und ausgeschaltet, wobei während einer Einschaltdauer des Schalters 27 Energie im magnetischen Feld der Induktivität 15 gespeichert wird und diese gespeicherte Energie während einer Ausschaltdauer des Schalters 27 auf die Kapazität 10 geladen wird. Dabei entspricht in einem Schaltzyklus das Verhältnis von Einschaltdauer zu der Summe von Einschaltdauer und Ausschaltdauer dem Operating state or predetermined time intervals is thus assigned in each case a predetermined, stored in a memory duty cycle TV1, TV2, TV3, TV4. The switch 27 of the boost converter 7 is switched on and off once in a switching cycle, wherein energy is stored in the magnetic field of the inductor 15 during a switch-on period of the switch 27 and this stored energy is charged to the capacitor 10 during a switch-off period of the switch 27. In this case, in a switching cycle, the ratio of duty cycle to the sum of duty cycle and stop duration corresponds to

Tastverhältnis TV1 ,TV2,TV3,TV4. Duty cycle TV1, TV2, TV3, TV4.

Figur 2 zeigt Zeitdiagramme für a) den Zündspulenstrom i_zs, b) den zugehörigen Bypassstrom durch den Hochsetzsteller i_Hss, c) die ausgangsseitige Spannung über der Funkenstrecke 6, d) den Sekundärspulenstrom \₂ für das in Figur 1 dargestellte Zündsystem ohne (501 ) und mit (502) Verwendung des 2 shows time charts for a) the ignition coil current i _zs, b) the associated bypass flow through the boost converter i _H ss, c) the output-side voltage across the spark gap 6, d) the secondary coil current \ ₂ for the illustrated in Figure 1 the ignition system without (501 ) and with (502) using the

Hochsetzstellers 7, e) das Schaltsignal 31 des Schalters 30 und f) das Boost converter 7, e) the switching signal 31 of the switch 30 and f) the

Schaltsignal 32 des Schalters 27. Im Detail: Diagramm a) zeigt einen kurzen und steilen Anstieg des Primärspulenstroms i_zs, welcher sich während derjenigen Zeit einstellt, in welcher sich der Schalter 30 im leitenden Zustand („ON", sieheSwitching signal 32 of switch 27. In detail: Diagram a) shows a short and steep rise of the primary coil current i _zs , which occurs during the time in which the switch 30 is in the on state ("ON", see FIG

Diagramm 3e) befindet. Mit Ausschalten des Schalters 30 fällt auch der Diagram 3e) is located. With turning off the switch 30 also falls

Primärspulenstrom i_zs auf 0 A ab. Diagramm b) veranschaulicht überdies die Stromaufnahme des Hochsetzstellers 7, welche durch eine pulsförmige Primary coil current i _zs to 0 A from. Diagram b) also illustrates the current consumption of the boost converter 7, which by a pulse-shaped

Ansteuerung des Schalters 27 zustande kommt. In der Praxis haben sich als Schaltfrequenz Taktraten im Bereich mehrerer zehn kHz bewährt, um einerseits entsprechende Spannungen und andererseits akzeptable Wirkungsgrade zu realisieren. Beispielhaft seien die ganzzahligen Vielfachen von 10000 Hz im Bereich zwischen 10 und 100 kHz als mögliche Bereichsgrenzen genannt. Zur Regelung der vom Hochsetzsteller aufgenommenen elektrischen Leistung empfiehlt sich dabei eine, insbesondere stufenlose, Regelung des Puls-Pause- Verhältnisses des Signals 32. Diagramm c) zeigt den Verlauf 34 der sich beim erfindungsgemäßen Betrieb an der Funkenstrecke 6 einstellenden Spannung.Control of the switch 27 comes about. In practice, clock rates in the range of several tens of kHz have proven to be suitable as switching frequency, in order to realize appropriate voltages on the one hand and acceptable efficiencies on the other hand. Exemplary are the integer multiples of 10000 Hz in Range between 10 and 100 kHz called possible range limits. In order to control the electrical power consumed by the boost converter, it is advisable to control the pulse-pause ratio of the signal 32 in particular steplessly. Diagram c) shows the curve 34 of the voltage at the spark gap 6 during operation according to the invention.

Diagramm d) zeigt die Verläufe des Sekundärspulenstroms i₂. Sobald sich der Primärspulenstrom i_zs aufgrund eines Öffnens des Schalters 30 zu 0 A ergibt und sich damit die im Aufwärtstransformator gespeicherte magnetische Energie in Form eines Lichtbogens über der Funkenstrecke 6 entlädt, stellt sich ein Diagram d) shows the characteristics of the secondary coil current i ₂ . As soon as the primary coil current i _zs results due to an opening of the switch 30 to 0 A and thus discharges the magnetic energy stored in the step-up transformer in the form of an arc over the spark gap 6, it turns

Sekundärspulenstrom i₂ ein, der ohne Hochsetzsteller (501 ) rasch gegen 0 abfällt. Im Gegensatz hierzu wird durch eine pulsförmige Ansteuerung (siehe Diagramm f, Schaltsignal 32) des Schalters 27 ein im Wesentlichen konstanter Sekundärspulenstrom i₂ (502) über die Funkenstrecke 6 getrieben, wobei der Sekundärstrom i₂ von der Brennspannung an der Funkenstrecke 6 abhängt und hier der Einfachheit halber von einer konstanten Brennspannung ausgegangen wird. Erst nach Öffnen des Schalters 27 fällt nun auch der Sekundärspulenstrom i₂ gegen 0 A ab. Aus Diagramm d) ist erkennbar, dass die abfallende Flanke durch die Verwendung des Hochsetzstellers 7 verzögert wird. Die gesamte Zeitdauer, während welcher der Hochsetzsteller 7 verwendet wird, ist als t_Hss und die Zeitdauer, während welcher Energie primärseitig in den Secondary coil current i ₂ , which rapidly drops to 0 without boost converter (501). In contrast, a substantially constant secondary coil current i ₂ (502) is driven via the spark gap 6 by a pulse-shaped control (see diagram f, switching signal 32) of the switch 27, the secondary current i ₂ depending on the burning voltage at the spark gap 6 and here For the sake of simplicity, a constant burning voltage is assumed. Only after opening the switch 27 now also the secondary coil current i ₂ drops to 0 A. It can be seen from diagram d) that the falling edge is delayed by the use of the boost converter 7. The total time during which the boost converter 7 is used is as t _H ss and the time during which energy is in the primary side in the

Aufwärtstransformator 2 gegeben wird, als t, gekennzeichnet. Der Startzeitpunkt von t_Hss gegenüber t, kann während dieser Zeitdauer ebenso wie das Step-up transformer 2 is indicated as t. The starting time of t _H ss against t, during this period as well as the

Tastverhältnis des Schalters 27 variabel gewählt werden. Zudem ist es auch möglich, durch einen (nicht- dargestellten) zusätzlichen DC-DC-Wandler die von der elektrischen Energiequelle gelieferte Spannung zu erhöhen, bevor diese imDuty cycle of the switch 27 can be variably selected. In addition, it is also possible to increase the voltage supplied by the electrical energy source by means of an additional DC-DC converter (not shown), before the latter is switched on

Hochsetzsteller 7 weiter verarbeitet wird. Es sei zur Kenntnis genommen, dass konkrete Auslegungen von vielen schaltungsinhärenten und externen Step-up converter 7 is processed further. It should be noted that concrete interpretations of many circuit-inherent and external

Randbedingungen abhängen. Es stellt den befassten Fachmann vor keine unzumutbaren Probleme, die für seinen Zweck und die von ihm zu Depend on boundary conditions. It presents the skilled person with no unreasonable problems for his purpose and that of him too

berücksichtigenden Randbedingungen geeigneten Dimensionierungen selbst vorzunehmen. taking into account suitable boundary conditions themselves.

Figur 3 zeigt ein Schaltbild eines stark vereinfachten Ausführungsbeispiels eines Hochsetzstellers 7, welcher einen Übertrager 15 mit einer ersten Induktivität 15 1 und einer zweiten Induktivität 15_2 umfasst. Die erste Induktivität 15 1 ist in einer Masche mit einem Schalter 27 angeordnet, welcher durch ein FIG. 3 shows a circuit diagram of a greatly simplified exemplary embodiment of a boost converter 7, which comprises a transformer 15 with a first inductance 15 1 and a second inductance 15_2. The first inductor 15 1 is arranged in a mesh with a switch 27, which by a

Schaltsignal 32 angesteuert wird. Bei geschlossenem Schalter 27 fließt aufgrund einer Spannung U ein Strom l _Hss- Der Strom l _Hss führt zu einer im Magnetfeld des Übertragers 15 gespeicherten Energie, welche sich beim Öffnen des Schalters 27 sekundärseitig durch ein Laden einer ausgangsseitigen Kapazität 10 äußert. Ein Entladen der Kapazität 10 über die sekundärseitige Induktivität 15_2 wird durch eine Diode 16 zwischen der Kapazität 10 und der Switching signal 32 is controlled. When switch 27 is closed due to a voltage U a current l _H ss- The current l _H ss leads to a stored in the magnetic field of the transformer 15 energy which manifests itself during opening of the switch 27 on the secondary side by loading an output-side capacitance 10th A discharge of the capacitance 10 via the secondary-side inductance 15_2 is achieved by a diode 16 between the capacitor 10 and the

sekundärseitigen Induktivität 15_2 verhindert. Über der Kapazität 10 fällt eine ausgangsseitige Spannung U_c ab, welche mit der Anzahl erfolgter secondary-side inductance 15_2 prevented. Over the capacity 10, an output-side voltage U _c drops, which with the number of successful

Schaltvorgänge des Schalters 27 nach der Inbetriebnahme des Hochsetzstellers 7 ansteigt. Zwischen der Diode 16 bzw. der Kapazität 10 und der elektrischen Masse 14 ist eine Funkenstrecke 6 angeordnet. Switching operations of the switch 27 after the startup of the boost converter 7 increases. Between the diode 16 and the capacitor 10 and the electrical ground 14, a spark gap 6 is arranged.

Figur 4 zeigt ein Zeitdiagramm des Schaltsignals 32 des Schalters 27, des Hochsetzstellerstromes l_Hss sowie der ausgangsseitigen Spannung U_c über der ausgangsseitigen Kapazität 10 des Hochsetzstellers 7 (siehe Figur 3). Das Schaltsignal 32 ist als Rechtecksignal zwischen 0 V und ca. 12 V mit einemFigure 4 shows a timing diagram of the switching signal 32 of the switch 27, the boost converter current l _H ss and the output side voltage U _c on the output side capacitance 10 of the boost converter 7 (see Figure 3). The switching signal 32 is a rectangular signal between 0 V and about 12 V with a

Tastverhältnis von ca. 80% dargestellt. Eine Strichpunktmarkierung definiert den maximalen Wert l_max für den Hochsetzstellerstrom l _Hss, der bereits nach einem ersten Schaltzyklus I in einem zweiten Schaltzyklus II den Maximalwert l_max um ca. 17 A übersteigt. In einem dritten Schaltzyklus III übersteigt der Duty cycle of about 80% shown. A semicolon marking defines the maximum value l _max for the boost converter current l _H ss, which already exceeds the maximum value l _max by approximately 17 A after a first switching cycle I in a second switching cycle II. In a third switching cycle III exceeds the

Hochsetzstellerstrom l _Hss den Maximalwert l_max sogar um ca. 19 A. Erst in späteren Betriebszuständen (nicht separat bezeichnet) ist die Spannung U_c der Kapazität 10 so weit angestiegen, dass der Strom des Hochsetzstellers l _Hss abklingende Spitzenwerte annimmt und ab einem sechsten Schaltzyklus den Wert l_max einhält. Die Spannung U_c steigt indes (immer langsamer) weiter. Upstepper current l _H ss the maximum value l _max even by about 19 A. Only in later operating states (not separately designated), the voltage U _{c of} the capacitance 10 so far increased that the current of the boost converter l _H ss assumes decaying peak values and from a sixth switching cycle the value l _max complies. The voltage U _c , however, continues to rise (ever slower).

Gegen Ende des dargestellten Zeitintervalls erreicht sie Werte bis ca. 575 V. Towards the end of the illustrated time interval it reaches values up to about 575 V.

Figur 5 zeigt ein alternatives Zeitdiagramm der elektrischen Größen des FIG. 5 shows an alternative time diagram of the electrical quantities of

Schaltsignals 32 sowie des eingangsseitigen (primärseitigen) Stromes l _Hss durch den Hochsetzsteller 7. Die Gatespannung U_G stellt die Ansteuerspannung für den Schalter 27 des Hochsetzstellers 7 dar. Während in einem ersten Switching signal 32 and the input side (primary side) current l _H ss through the boost converter 7. The gate voltage U _G represents the drive voltage for the switch 27 of the boost converter 7. While in a first

Schaltvorgang I der Strom l _Hss den Spitzenwert im eingeschwungenen Zustand nicht einmal erreicht, übersteigt der Wert des Stromes l _Hss im zweiten und dritten Betriebszustand II, III ganz erheblich. Dieses Phänomen ist auf ein konstantes Tastverhältnis des Schaltsignals 32 gemäß dem Stand der Technik Switching operation I the current l _H ss not even reached the peak value in the steady state, exceeds the value of the current l _H ss in the second and third operating state II, III quite considerably. This phenomenon is due to a constant duty cycle of the switching signal 32 according to the prior art

zurückzuführen. Figur 6 zeigt ein Zeitdiagramm der zwei ersten Schaltvorgänge I, II des due. FIG. 6 shows a time diagram of the two first switching operations I, II of FIG

Schaltsignals 32 in einer Detailansicht, aus welcher der Einfluss eines bereits fließenden Stromes l _Hss zu Beginn des zweiten Schaltvorgangs II ersichtlich wird. Der Strom steigt nach dem Einschalten unabhängig von der Spannung U_c am Kondensator entsprechend der Ladefunktion der Induktivität (Spannung, Switching signal 32 in a detailed view, from which the influence of an already flowing current l _H ss at the beginning of the second switching operation II will be apparent. The current increases after switching independently of the voltage U _c on the capacitor according to the charging function of the inductance (voltage,

Widerstand, stromabhängige Induktivität) an, wobei der Offset des Stromwertes zum Einschaltzeitpunkt mit der gespeicherten Energie korreliert, die aufgrund der zu geringen Umladungszeit beim vorherigen Schaltzyklus nicht von der  Resistance, current-dependent inductance), wherein the offset of the current value at the time of switch-on with the stored energy correlates, due to the low reload time in the previous switching cycle not from the

Induktivität zu der Kapazität übertragen werden konnte. Im Ergebnis übersteigt er einen (nicht dargestellten Maximalstrom l_max) so erheblich, dass die primärseitigeInductance to the capacity could be transferred. As a result, it exceeds a (maximum current l _max not shown) so much that the primary-side

Isolation des Übertragers 15 sowie die Funktionsfestigkeit des Schalters 27 erheblich gefährdet werden. Beim Übertrager 15 kann eine in Mitleidenschaft gezogene Isolation der primärseitigen Wicklungen zu Kurzschlüssen führen. Hotspots innerhalb eines als IGBT ausgeführten Schalters 27 können zu einer dauerhaften Leitfähigkeit unter Verlust der Schaltfähigkeit des Schalters 27 führen. Der Bereich, in welchem die Überlagerung eines Stromanfangswertes, der mit der gespeicherten Energie des vorhergegangenen Schaltzyklus korreliert, und eines neuen zweiten Schaltvorgangs II besonders gut erkennbar ist, ist als vierter Bereich IV umrandet hervorgehoben. Isolation of the transformer 15 and the functional strength of the switch 27 are considerably at risk. In the transmitter 15, a damaged insulation of the primary-side windings can lead to short circuits. Hotspots within a switch 27 embodied as an IGBT can lead to a permanent conductivity with loss of the switching capability of the switch 27. The area in which the superposition of a current initial value, which correlates with the stored energy of the previous switching cycle, and a new second switching process II is particularly clearly recognizable, is highlighted as a fourth area IV.

Figur 7 zeigt eine erfindungsgemäße Anpassung des Tastverhältnisses in unterschiedlichen Betriebszuständen eines erfindungsgemäßen Hochsetzstellers 7. Hierzu wird in einem ersten Zeitbereich ein erstes Tastverhältnis TV1 für das Schaltsignal 32 gewählt. In einem auf den ersten Betriebszustand folgenden dritten Betriebszustand wird ein drittes Tastverhältnis TV3 für das Schaltsignal 32 gewählt, welches größer als das erste Tastverhältnis ist. Im Anschluss an den dritten Betriebszustand wird das dritte Tastverhältnis TV3 auf ein viertes FIG. 7 shows an adaptation according to the invention of the duty cycle in different operating states of a boost converter 7 according to the invention. For this purpose, a first duty cycle TV1 for the switching signal 32 is selected in a first time range. In a third operating state following the first operating state, a third duty cycle TV3 is selected for the switching signal 32, which is greater than the first duty cycle. Following the third operating state, the third duty cycle TV3 is set to a fourth

Tastverhältnis TV4 erhöht. Im Anschluss an den vierten Betriebszustand wird das vierte Tastverhältnis TV4 auf ein zweites Tastverhältnis TV2 erhöht. Dieses weist ungefähr eine 90%-ige "Ein"-Dauer auf. Im unteren Bereich des Diagramms ist ein moderat und ohne unzulässige Stromspitzen ansteigender primärseitiger Strom l_Hss erkennbar. Im Wesentlichen bei Erreichen des zweiten Duty cycle TV4 increased. Following the fourth operating state, the fourth duty cycle TV4 is increased to a second duty cycle TV2. This has about a 90% "on" duration. In the lower part of the diagram, a primary-side current l _H ss can be seen which increases moderately and without impermissible current peaks. Essentially on reaching the second

Betriebszustandes mit einem zweiten Tastverhältnis TV2 ist der Strom l _Hss eingeschwungen. Primärseitige Beschädigungen des Hochsetzstellers bzw. seiner Komponenten können so effektiv vermieden werden. Figur 8 zeigt ein Flussdiagramm, veranschaulichend Schritte eines Operating state with a second duty cycle TV2, the current l _H ss is settled. Primary damage to the boost converter or its components can be effectively avoided. FIG. 8 is a flowchart illustrating steps of FIG

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 100 wird der Hochsetzsteller eines Zündsystems mit einem ersten Tastverhältnis in einem ersten Betriebszustand nach seiner Inbetriebnahme betrieben. Anschließend wird in Schritt 200 der Hochsetzsteller mit einem zweiten Tastverhältnis in einem zweiten Betriebszustand betrieben. Da das erste Tastverhältnis eine geringere "Ein"-Dauer aufweist als das zweite Tastverhältnis, wird die Leistungsaufnahme des Hochsetzstellers allmählich erhöht, so dass keine anfänglichen Embodiment of the method according to the invention. In step 100, the boost converter of an ignition system is operated with a first duty cycle in a first operating state after its startup. Subsequently, in step 200, the boost converter is operated with a second duty cycle in a second operating state. Since the first duty cycle has a lower "on" duration than the second duty cycle, the power consumption of the boost converter is gradually increased, so that no initial

Überhöhungen des Abschaltstromes auftreten und der Abschaltstrom l _Hss auf einen zulässigen Bereich beschränkt wird. Overshoots of Abschaltstromes occur and the turn-off current l _H ss is limited to an acceptable range.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Tastverhältnis TV1 ,TV2,TV3,TV4 in dem Schritt 200 ausgehend von dem ersten Tastverhältnis TV1 über mehrere Schaltzyklen hinweg stufenförmig bis zum Erreichen des zweiten According to one embodiment, the duty cycle TV1, TV2, TV3, TV4 in the step 200 from the first duty cycle TV1 over several switching cycles stepwise until reaching the second

Tastverhältnisses TV2 erhöht. Das erste Tastverhältnis TV1 ist also kleiner als das zweite Tastverhältnis TV2 und weist auch eine kürzere mittlere Duty cycle TV2 increased. The first duty cycle TV1 is thus smaller than the second duty cycle TV2 and also has a shorter average

Einschaltdauer als dieses auf. Duty cycle than this on.

Es kann ein Computerprogramm vorgesehen sein, das dazu eingerichtet ist, alle beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Dabei ist das Computerprogramm auf einem Speichermedium gespeichert. Alternativ zu dem Computerprogramm kann das erfindungsgemäße Verfahren von einem im Zündsystem vorgesehenen elektrischen Schaltkreis, einer analogen A computer program may be provided which is set up to carry out all described steps of the method according to the invention. The computer program is stored on a storage medium. As an alternative to the computer program, the method according to the invention can be provided by an electrical circuit provided in the ignition system, an analogous one

Schaltung, einem ASIC oder einem MikroController gesteuert werden, der dazu eingerichtet ist, alle beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Circuit, an ASIC or a microcontroller are controlled, which is configured to perform all the steps described in the inventive method.

Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Even if the aspects of the invention and advantageous

Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Embodiments with reference to the attached

Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird. Drawings illustrated embodiments have been described in detail, modifications and combinations of features of the illustrated embodiments are possible for the skilled person without departing from the scope of the present invention, the scope of which is defined by the appended claims.

Claims

Verfahren zur Beschränkung eines Abschaltstromes (l _Hss) bei einer Method for limiting a breaking current (l _H ss) at a

Inbetriebnahme eines Hochsetzstellers (7) in einem Zündsystem für eine Brennkraftmaschine umfassend die Schritte: Commissioning a boost converter (7) in an ignition system for an internal combustion engine comprising the steps:

Betreiben (100) des Hochsetzstellers (7) mit einem ersten  Operating (100) the boost converter (7) with a first one

Tastverhältnis (TV1 ) in einem ersten Betriebszustand,  Duty cycle (TV1) in a first operating state,

Betreiben (100) des Hochsetzstellers (7) mit einem zweiten  Operating (100) the boost converter (7) with a second one

Tastverhältnis (TV2) in einem zweiten Betriebszustand, dadurch gekennzeichnet, dass  Duty cycle (TV2) in a second operating state, characterized in that

das erste Tastverhältnis (TV1 ) gegenüber dem zweiten Tastverhältnis (TV2) zu einer geringeren mittleren Leistungsaufnahme in dem Hochsetzsteller (7) führt.  the first duty cycle (TV1) compared to the second duty cycle (TV2) leads to a lower average power consumption in the boost converter (7).

Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der zweite Betriebszustand (II) in einem im Wesentlichen eingeschwungenen Betriebszustand des Hochsetzstellers (7) liegt. The method of claim 1, wherein the second operating state (II) is in a substantially steady operating state of the boost converter (7).

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Tastverhältnis (TV1 ) und das zweite Tastverhältnis (TV2) denselben Takt aufweisen. The method of claim 1 or 2, wherein the first duty cycle (TV1) and the second duty cycle (TV2) have the same clock.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zusätzlich eine Arbeitsfrequenz des Hochsetzstellers zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand modifiziert wird. The method of claim 1 or 2, wherein additionally an operating frequency of the boost converter between the first and second operating state is modified.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Tastverhältnis (TV1 ) eine kürzere mittlere„Ein"-Dauer aufweist als das zweite Tastverhältnis (TV2). Method according to one of the preceding claims, wherein the first duty cycle (TV1) has a shorter average "on" duration than the second duty cycle (TV2).

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Tastverhältnis (TV1 ) durch eine gegenüber dem zweiten Tastverhältnis (TV2) spätere steigende Flanke und/oder Method according to one of the preceding claims, wherein the first duty cycle (TV1) by a respect to the second duty cycle (TV2) later rising edge and / or

frühere fallende Flanke  former falling flank

realisiert wird. is realized.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Takt zur Ansteuerung des Hochsetzstellers (7) mit dem ersten Tastverhältnis (TV1 ) oder dem zweiten Tastverhältnis (TV2) in einem Bereich zwischen 20 kHz und 100 kHz, insbesondere zwischen 40 kHz und 60kHz, liegt. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the clock for driving the boost converter (7) with the first duty cycle (TV1) or the second duty cycle (TV2) in a range between 20 kHz and 100 kHz, in particular between 40 kHz and 60kHz, lies.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein

in dem ersten Betriebszustand von 0 με bis 50 με nach der  in the first operating state from 0 με to 50 με after the

Inbetriebnahme ein Tastverhältnis (TV1 ) zwischen 40 % und 70 %, insbesondere zwischen 55% und 65%, und/oder  Commissioning a duty cycle (TV1) between 40% and 70%, in particular between 55% and 65%, and / or

in einem dritten Betriebszustand von 50 με bis 100 με nach der Inbetriebnahme ein Tastverhältnis (TV3) zwischen 50 % und 80 %, insbesondere zwischen 65% und 75%, und/oder  in a third operating state of 50 .mu.sec to 100 .mu.sec after startup, a duty cycle (TV3) between 50% and 80%, in particular between 65% and 75%, and / or

in einem vierten Betriebszustand von 100 με bis 150 με nach der Inbetriebnahme ein Tastverhältnis (TV4) zwischen 60 % und 90 %, insbesondere zwischen 75% und 85%, und/oder  in a fourth operating state of 100 με to 150 με after startup, a duty cycle (TV4) between 60% and 90%, in particular between 75% and 85%, and / or

in dem zweiten Betriebszustand von 150 με bis 200 με nach der Inbetriebnahme ein Tastverhältnis (TV2) zwischen 70 % und 100 %, insbesondere zwischen 80% und 90%  in the second operating state of 150 με to 200 με after start-up a duty cycle (TV2) between 70% and 100%, in particular between 80% and 90%

gewählt wird.  is selected.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Abschaltstrom des Hochsetzstellers (7) ermittelt wird und in Abhängigkeit des Ergebnisses der Ermittlung das zweite Tastverhältnis (TV2) des zweiten 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein a cut-off of the boost converter (7) is determined and, depending on the result of the determination, the second duty cycle (TV2) of the second

Betriebszustandes festgelegt wird.  Operating state is set.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Kapazität (10) des Zündsystems mittels einer Induktivität (15) des Hochsetzstellers (7) in mehreren Schaltzyklen durch pulsförmige Ansteuerung eines Schalters (27) des Hochsetzstellers (7) elektrisch geladen wird, 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein a capacitance (10) of the ignition system by means of an inductance (15) of the boost converter (7) in several switching cycles by pulsed driving a switch (27) of the boost converter (7) is electrically charged,

wobei die Schaltzyklen in den einzelnen Betriebszuständen jeweils ein vorbestimmtes Tastverhältnis (TV1 ,TV2,TV3,TV4) aufweisen, wobei ein Betriebszustand jeweils einem vorbestimmten, auf einen  wherein the switching cycles in the individual operating states each have a predetermined duty cycle (TV1, TV2, TV3, TV4), wherein an operating state in each case a predetermined, to a

Einschaltzeitpunkt des Hochsetzstellers bezogenen Zeitintervall entspricht.  Turn-on time of the boost converter related time interval corresponds.

1 1 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schalter (27) des Hochsetzstellers (7) in einem Schaltzyklus jeweils einmal ein- und ausgeschaltet wird, wobei während einer Einschaltdauer des Schalters (27) Energie im magnetischen Feld der Induktivität (15) gespeichert und diese gespeicherte Energie während einer Ausschaltdauer des Schalters (27) auf die Kapazität (10) geladen wird, wobei in einem Schaltzyklus das Verhältnis von Einschaltdauer zu der Summe von Einschaltdauer und Ausschaltdauer dem Tastverhältnis (TV1 ,TV2,TV3,TV4) entspricht. 1 1. Method according to one of the preceding claims, wherein the switch (27) of the boost converter (7) is switched on and off once in a switching cycle, wherein during a switch-on period of the switch (27) Stored energy in the magnetic field of the inductor (15) and this stored energy during a turn-off of the switch (27) is charged to the capacitance (10), wherein in a switching cycle, the ratio of duty cycle to the sum of duty cycle and turn-off the duty cycle (TV1 , TV2, TV3, TV4).

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first

Tastverhältnis (TV1 ) im ersten Betriebszustand kleiner ist als das zweite Tastverhältnis (TV2) im zweiten Betriebszustand.  Duty cycle (TV1) in the first operating state is smaller than the second duty cycle (TV2) in the second operating state.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das 13. The method according to any one of the preceding claims, wherein the

Tastverhältnis (TV1 ,TV2,TV3,TV4) ausgehend vom ersten Tastverhältnis (TV1 ) stufenförmig über mehrere Schaltzyklen bis zum Erreichen des zweiten Tastverhältnisses (TV2) erhöht wird.  Duty cycle (TV1, TV2, TV3, TV4) starting from the first duty cycle (TV1) is gradually increased over several switching cycles until reaching the second duty cycle (TV2).

14. Computerprogramm, das eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen. A computer program adapted to carry out all steps of the method according to any one of claims 1 to 13.

15. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist. 15. A machine-readable storage medium on which the computer program according to claim 14 is stored.

16. Zündsystem, das eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen. 16. Ignition system, which is configured to carry out all the steps of the method according to one of claims 1 to 13.