[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zündsystem mit einer Zündspule, die primärseitig
von einer Hochfrequenzquelle (HF-Quelle) gespeist wird, wobei die von der HF-Quelle
abgegebene Spannung pulsweitenmoduliert ist und eine Einrichtung zum Erfassen des
sekundärseitigen Stromes (Istwert) vorgesehen ist.
[0002] In der EP 0 547 258 A1 wird der Spitzenwert des im Zündkerzen- oder Sekundärstromkreis
zum Zündzeitpunkt oder kurz danach fließenden Stromes mittels einer Regelung der Schließdauer
mit einem Sollwert verglichen. Ist der Spitzenwert infolge irgendeiner Ursache - Übersetzungsverhältnis
oder Qualität der Zündspule, Kerzen- oder Kabelzustand, usw. - höher oder niedriger
als der vorgegebene Sollwert, so wird die Schließdauer des Primärstromkreises entsprechend
verkürzt oder verlängert.
[0003] Moderne Zündsysteme begnügen sich nicht mehr damit, einen Zündfunken abzugeben, sondern
wollen den Verlauf des Zündfunkens für jeden einzelnen Zündfunken gestalten, um eine
optimierte Verbrennung zu erzielen. Es ist bereits bekannt, als primärseitige Versorgung
für eine Zündspule eine Hochfrequenzquelle zu verwenden und die von der Hochfrequenz
abgegebene Spannung pulsweitenzumodulieren.
[0004] Aus den Schriften JP 55060664 A, JP 53090531 A sowie JP 01008357 A sind darüber hinaus
Zündregeleinrichtungen bekannt, bei denen das primärseitige Einspeisesignal in Abhängigkeit
von sekundärseitigen Meßsignalen geregelt wird. So wird in der JP 55060664 A dann
primärseitig eine Regelung vorgenommen, wenn der sekundärseitige Strom kleiner als
ein vorab definierter Schwellwert ist. In der JP 5309031 A wird als Regelgröße die
sekundärseitige Stromstärke und die Brenndauer herangezogen. In der JP 01008357 A
ist ein Pulsweitenregelkreis vorgesehen, um die primärseitigen Schaltvorgänge auf
der Basis eines sekundärseitgen abgegriffenen Ausgangssignals zu regeln.
[0005] Erfindungsgemäß soll nun die Möglichkeit gegeben sein, den Verlauf des Zündfunkens
frei vorggebbar zu gestalten.
[0006] Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die
die Pulsweite in Abhängigkeit vom erfaßten Istwert des Stromes auf der Sekundärseite
der Zündspule und von einem vorgegebenen Sollwert-Verlauf der Stromamplitude während
eines Zündfunkens regelt. Man kann damit einen Sollwert-Verlauf für den Zündstrom
während eines Zündfunkens vorgeben. Die Regeleinrichtung erfaßt während des Zündfunkens
den Istwert des Stromes und beeinflußt dann über die Pulsweitenmodulation den abgegebenen
Strom derart, daß der Sollwertverlauf in der Stromamplitude im wesentlichen eingehalten
wird.
[0007] Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, daß die Spannungsregelung derart
ausgelegt ist, daß sie die sekundärseitige Zündspannung auf einen Maximalwert begrenzt.
Mit einer solchen Regelung ist es insbesondere möglich, eine Spannungsbegrenzung der
sekundärseitigen Zündspannung zu erzielen.
[0008] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung
näher erläutert.
[0009] Die Fig. 1 bis 4 zeigen jeweils verschiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen
Zündsystems. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Zündsystem ist die Zündkerze mit 1 und
die Zündspule mit 2 bezeichnet. Diese Zündspule weist einen Sekundärkreis 2b und einen
Primärkreis 2a auf. Der Primärkreis wird von einer Hochfrequenzquelle 3 gespeist,
die eine pulsweitenmodulierte Spannung, typischerweise im Bereich von 50 bis 100 kH
auf der Leitung 4 abgibt. Auf der Leitung 5 kann ein Stromsollwert-Verlauf frei vorgegeben
werden, wie er beispielsweise in Fig. 5 im zweiten Diagramm gezeigt ist (I
soll). Die auf der Leitung 4 abgegebene primärseitige Spannung (dargestellt ohne Zündung
des Zündfunkens) ist pulsweitenmoduliert und in Fig. 5 als U
PRIMÄR dargestellt. Die sich ergebende, sekundärseitige Hochspannung U
HS ist im vierten Diagramm der Fig. 5 dargestellt. Der sekundärseitige Strom I
HS ergibt sich aus dem letzten Diagramm der Fig. 5.
[0010] Erfindungsgemäß ist nun gemäß Fig. 1 auf der Sekundärseite 2b der Zündspule 2 eine
Einrichtung 6 zur Erfassung des sekundärseitigen Stromes vorgesehen (beispielsweise
realisiert als Meß-Shunt). Über die Leitung 7 wird dann der sekundärseitige Istwert
des Stromes an die Regeleinrichtung 8 übertragen, die auf der Leitung 9 ein Steuersignal
an die HF-Quelle abgibt. Dieses Steuersignal 9 gibt im wesentlichen die Pulsweite
an, mit der dann die HF-Quelle bei einer vorgegebenen, vorzugsweise einstellbaren
Frequenz auf Leitung 4 die tatsächliche Primärspannung an die Zündspule 2 abgibt.
[0011] Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist anstelle der Stromregelung
der Fig. 1 eine Spannungsbegrenzungsregelung vorgesehen. Dazu gibt es eine Einrichtung
11 zur Erfassung der sekundärseitigen Spannung. Es handelt sich bei dieser Einrichtung
11 im einfachsten Fall um einen Anbindungsknoten für die Leitung 7'. Dieses Signal
gelangt in eine Regeleinrichtung 10, die einen Vergleich mit einem Spannungsmaximalwert
vorgibt. Wenn dieser überschritten wird, gibt es auf Leitung 12 ein Signal an die
Regeleinrichtung 8, was zu einer Reduzierung der Pulsweite und damit zu einer Reduzierung
der sekundärseitigen Spannung führt.
[0012] Wie die Fig. 3 zeigt, kann die Stromregelung der Fig. 1 mit der Spannungsbegrenzungsregelung
der Fig. 2 auch kombiniert werden, wobei für die Stromregelung ein erster Regler 8
und für die Spannungsbegrenzungsregelung ein zweiter Regler 8' vorgesehen ist.
[0013] Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist noch zusätzlich über ein
logisches Rundgatter 13 ein Triggereingang 14 vorgesehen, der den Beginn und das Ende
eines Zündfunkens festlegt. Das Triggersignal T ist in Fig. 5 als oberste Darstellung
gezeigt.
1. Zündsystem mit einer Zündspule, die primärseitig von einer Hochfrequenzquelle (HF-Quelle)
gespeist wird, wobei die von der HF-Quelle abgegebene Spannung pulsweitenmoduliert
ist und eine Einrichtung zum Erfassen des sekundärseitigen Stromes (Istwert) vorgesehen
ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (8) vorgesehen ist, die die Pulsweite in Abhängigkeit vom erfaßten
Istwert des Stromes auf der Sekundärseite der Zündspule und von einem vorgegebenen
Sollwert-Verlauf der Stromamplitude während eines Zündfunkens regelt.
2. Zündsystem mit einer Zündspule, die primärseitig von einer Hochfrequenzquelle (HF-Quelle)
gespeist wird, wobei die von der HF-Quelle abgegebene Spannung pulsweitenmoduliert
ist, insbesondere nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (11) zum Erfassen der sekundärseitigen Zündspannung (Istwert) und
eine Regeleinrichtung (10) vorgesehen sind, die die Pulsweite in Abhängigkeit vom
erfaßten Istwert der sekundärseitigen Spannung und von einem vorgebbaren Spannungssollwert
regelt.
3. Zündsystem nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsregelung derart ausgelegt ist, daß sie die sekundärseitige Zündspannung
auf einen Maximalwert begrenzt.
4. Zündsystem nach einem der Punkte 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der HF-Quelle (3) auf die Resonanzfrequenz des Zündkreises abgestimmt
ist.
