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    • 专利摘要:
    Eine Zündanlage (1) für eine Brennkraftmaschine umfasst zwei Zündkerzen (10), (20) für jeden Zylinder (100), einer jeden Zündkerze (10), (20) unabhängig voneinander zugeordnete Zündspulen (140), (240), eine Zündenergiequellenschaltung (50) zur Zuführung von elektrischer Energie zu ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) der Zündspulen (140), (240) sowie eine Transistor-Zündschaltung (60) zum Einschalten und Abschalten der elektrischen Energiezufuhr von der Zündenergiequellenschaltung (50) zu den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241). Bei dieser Zündanlage (1) sind die dem gleichen Zylinder (100) zugeordneten Zündkerzen (10), (20) entsprechenden ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) der für jeden Zylinder vorgesehenen Transistor-Zündschaltung (60) parallel geschaltet. Die Zündenergiequellenschaltung (50) wird von einer Schaltungsanordnung gebildet, die einen Energiespeicherkondensator (53) zur Speicherung von den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) zugeführter elektrischer Energie aufweist, während die Transistor-Zündschaltung bzw. Ansteuerschaltung (60) von einer Schaltungsanordnung gebildet wird, die einen MOS-Feldeffekttransistor aufweist.
    公开号:DE102004015543A1
    申请号:DE200410015543
    申请日:2004-03-30
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Tetsuya Kariya Miwa；Atsuya Kariya Mizutani
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:F02P3-05
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine zurAnsteuerung einer Anzahl von mehreren Zündkerzen, die jedem Zylinderder Brennkraftmaschine zugeordnet sind.
    [0002] Bekanntermaßen können beieiner Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine jedem Zylinder der Brennkraftmaschine mehrereZündkerzenzugeordnet werden. Wenn eine Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine in dieser Weise aufgebaut ist und mehrere Zündkerzenbei einem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine Verwendungfinden und gleichzeitig gezündetwerden, lassen sich ein guter Verbrennungsablauf im Zylinder, eineOptimierung des Verbrennungs-Wirkungsgrads,eine Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs, eine Magergemischverbrennungund dergleichen erzielen (siehe z.B. die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr.Hei 1-232 165, Seiten 5 bis 7, 3).
    [0003] Einesolche Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine ist jedoch nicht unproblematisch. Da nämlich jederZündkerzeunabhängigvoneinander eine Zündspule,eine elektrische Ansteuerschaltung zur Steuerung der Zuführung vonelektrischer Energie zu der Zündspuleund dergleichen zugeordnet ist, ergibt sich zwangsläufig eineVergrößerung desUmfangs und der Herstellungskosten einer solchen Zündanlage,die sich kaum vermeiden lässt.
    [0004] Wennz.B, zwei Zündkerzeneinem jeden Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, verdoppeltsich bereits die Anzahl der Zündspulenund die Anzahl der elektrischen Ansteuerschaltungen im Vergleichzu einer Zündanlage,bei der einem Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils nur eine Zündkerzezugeordnet ist.
    [0005] Angesichtsdieses Nachteils des Standes der Technik liegt der Erfindung daherdie Aufgabe zu Grunde, eine kompakte Zündanlage für eine Brennkraftmaschine mit überlegenenEigenschaften anzugeben, die sich mit geringen Herstellungskostenfertigen lässt.
    [0006] DieseAufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.
    [0007] Inden Unteransprüchensind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
    [0008] Dieerfindungsgemäße Zündanlagefür eine Brennkraftmaschineumfasst eine Anzahl von mehreren Zündkerzen, die jedem Zylinderder Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Außerdem ist einer jeden Zündkerzeunabhängigvoneinander eine jeweilige Zündspulezugeordnet, wobei eine Zündenergiequellenschaltungelektrische Energie einer einen Teil der Zündspule bildenden ersten Wicklungbzw. Primärwicklungzuführt.Die Zündanlageumfasst weiterhin eine Ansteuerschaltung zum Einschalten und Abschaltender elektrischen Energiezufuhr von der Zündenergiequellenschaltung zuder ersten Wicklung und ist dadurch gekennzeichnet, dass die derAnzahl von jeweils dem gleichen einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschinezugeordneten Zündkerzenentsprechende Anzahl von ersten Wicklungen der einem jeden Zylinderjeweils einzeln zugeordneten Ansteuerschaltung parallel geschaltetist und dass die Ansteuerschaltung der der Anzahl von jeweils dem gleichenZylinder zugeordneten Zündkerzenentsprechenden Anzahl von ersten Wicklungen gleichzeitig elektrischeEnergie zuführt.
    [0009] Beider erfindungsgemäßen Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine sind somit die jeweils dem gleichen Zylinderzugeordneten Zündkerzenentsprechenden ersten Wicklungen der einem jeden Zylinder jeweilseinzeln zugeordneten Ansteuerschaltung parallel geschaltet, d.h.,die jeweilige einzelne Ansteuerschaltung steuert die Vielzahl bzw.Anzahl von Zündspulen,die den jeweiligen Zündkerzenentspricht, welche dem gleichen Zylinder zugeordnet sind. Bei dervorstehend beschriebenen Zündanlage für eine Brennkraftmaschineentspricht somit die Anzahl der vorstehend beschriebenen Ansteuerschaltungender Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine, sodass sich eineVerbesserung des Verbrennungs-Wirkungsgrades usw. erzielen lässt, damehrere Zündkerzenfür jedenZylinder vorgesehen sind.
    [0010] Generellist zur Erzeugung eines Zündfunkensdurch eine Zündkerzedie Zuführungeiner hohen Energiemenge in einer äußerst kurzen Zeitdauer erforderlich.Dies erfordert wiederum die Verwendung eines Leistungsbauelements(wie z.B. eines Leistungstransistors) als Schaltelement für die Ansteuerschaltung.Eine solches Leistungsschaltelement ist jedoch normalerweise teuerund weist größere Abmessungenauf. Wenn somit die Anzahl der Ansteuerschaltungen niedrig gehaltenwerden kann, könnenhierdurch auch die Herstellungskosten niedrig gehalten und eineVergrößerung derAbmessungen und dergleichen der Zündanlage für eine Brennkraftmaschine vermiedenwerden.
    [0011] Dieerfindungsgemäße Zündanlagefür eine Brennkraftmaschineweist somit überlegeneEigenschaften auf, da die beiden Forderungen nach kostengünstigerHerstellung und kompaktem Aufbau erfüllt werden und gleichzeitigeine hohe Zündleistung erzieltwird. Gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung wird die Zündenergiequellenschaltungvorzugsweise von einer Schaltungsanordnung gebildet, die einen Energiespeicherkondensatorzur Speicherung der einer ersten Wicklung bzw. Primärwicklung einerZündspulezuzuführendenelektrischen Energie aufweist.
    [0012] BeiVerwendung einer solchen Schaltungsanordnung kann die Kapazität des Energiespeicherkondensatorszur Steuerung der elektrischen Energie verwendet werden, die dereinem jeden Zylinder zugeordneten (vorstehend beschriebenen) Ansteuerschaltungzugeführtwird. Durch geeignete Vorgabe der elektrostatischen Kapazität des Kondensators derZündenergiequellenschaltunglässt sichsomit die der Ansteuerschaltung zugeführte elektrische Energie ingeeigneter Weise dimensionieren und auf den erforderlichen Wertbeschränken.
    [0013] Einesolche Konfiguration ermöglichteine kompakte und kostengünstigeAusführungder Ansteuerschaltung, was ebenfalls zur Lösung der der Erfindung zu Grundeliegenden Aufgabenstellung beiträgt,eine kompakte und kostengünstigeAusführungeiner Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine zu ermöglichen.Darüberhinaus wird die Ansteuerschaltung vorzugsweise von einer Schaltungsanordnunggebildet, die einen MOS-Feldeffekttransistor umfasst.
    [0014] BeiVerwendung einer solchen Schaltungsanordnung entstehen im allgemeinenerhebliche Herstellungskosten, wobei ein MOS-Feldeffekttransistor darüber hinaus üblicherweisegrößere Abmessungen aufweist.Da erfindungsgemäß jedocheine Verringerung der Anzahl der erforderlichen MOS-Feldeffekttransistorenerzielt wird, erweist sich dieses Merkmal der Erfindung zur Verringerungder Herstellungskosten der Zündanlageals besonders vorteilhaft.
    [0015] DieErfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielenunter Bezugnahme auf die zugehörigenZeichnungen näherbeschrieben. Es zeigen:
    [0016] 1 ein schematisches Schaltbildbzw. Ersatzschaltbild einer Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine gemäß einemersten Ausführungsbeispiel derErfindung,
    [0017] 2A bis 2D Signalverläufe zur Veranschaulichung vonZündvorgängen beidem ersten Ausführungsbeispielder Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine,
    [0018] 3 ein schematisches Schaltbildbzw. Ersatzschaltbild einer Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine gemäß einemzweiten Ausführungsbeispielder Erfindung,
    [0019] 4A bis 4C den Verlauf von elektrischen Strömen, dieZündspulenund einer Transistor-Zündschaltungeines dritten Ausführungsbeispielsder Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine bei Verwendung einer Kondensatorzündung zugeführt werden,und
    [0020] 5A bis 5D den Verlauf von elektrischen Strömen, dieden Zündspulenund der Transistor-Zündschaltungdes dritten Ausführungsbeispiels derZündanlagefür eineBrennkraftmaschine bei Verwendung einer reinen Transistorzündung zugeführt werden.
    [0021] 1 zeigt ein schematischesSchaltbild bzw. Ersatzschaltbild einer Zündanlage (1) für eine Brennkraftmaschinegemäß dem erstenAusführungsbeispiel.
    [0022] Wiein 1 dargestellt ist,umfasst die Zündanlage(1) zwei Zündkerzen(10), (20), die jedem Zylinder (100)einer (in der Figur nicht dargestellten) Brennkraftmaschine zugeordnetsind, Zündspulen(140), (240), die jeder der Zündkerzen (10), (20)unabhängigvoneinander zugeordnet sind, eine Zündenergiequellenschaltung (50)zur Zuführung vonelektrischer Energie zu ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen(141), (241) der Zündspulen (140), (240)sowie eine Ansteuerschaltung (60) zum Einschalten und Abschaltender elektrischen Energiezufuhr von der Zündenergiequellenschaltung (50)zu den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241).Bei diesem ersten Ausführungsbeispielwird die Ansteuerschaltung (60) von einer Transistorschaltunggebildet, die nachstehend auch als "Transistor-Zündschaltung" bezeichnet ist.
    [0023] Beider Zündanlage(1) sind die ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen(141), (241), die den jeweils dem gleichen Zylinder(100) zugeordneten Zündkerzen(10), (20) entsprechen, der Ansteuerschaltung(Transistor-Zündschaltung)(60) parallel geschaltet, die jeweils einem jeden Zylinder(100) zugeordnet ist. Auf diese Anordnung wird nachstehend näher eingegangen.
    [0024] Wiein 1 dargestellt ist,wird die Zündspule(140) (240) von einer Kombination einer elektrisch mitder Zündkerze(10) (20) verbundenen zweiten Wicklung bzw. Sekundärwicklung(142) (242) und der von der Zündenergiequellenschaltung (50)mit elektrischer Energie beaufschlagten ersten Wicklung bzw. Primärwicklung(141) (241) gebildet. Die Zündspule (140) (240)ist hierbei dahingehend ausgestaltet, dass durch Umschaltung der elektrischenEnergiezufuhr der ersten Wicklung bzw. Primärwicklung (141) (241)durch elektromagnetische Induktion in der zweiten Wicklung bzw.Sekundärwicklung(142) (242) eine Hochspannung erzeugt wird.
    [0025] Gemäß 1 ist bei der Zündanlage(1) gemäß diesemAusführungsbeispielein Wicklungsende der zweiten Wicklung bzw. Sekundärwicklung(142) (242) mit einer (in der Zeichnung nichtdargestellten) Mittelelektrode der Zündkerze (10) (20)verbunden, sodass die von der zweiten Wicklung bzw. Sekundärwicklung(142) (242) erzeugte Hochspannung der Mittelelektrodeeiner jeden Zündkerze(10) (20) zugeführt und auf diese Weise eineZündentladungzwischen der Mittelelektrode und einer (in der Figur nicht dargestellten)Masseelektrode herbeigeführtwird.
    [0026] Weiterhinist gemäß 1 ein Spulenende der erstenWicklungen bzw. Primärwicklungen(141), (241) bei jeder der den dem gleichen Zylinder(100) jeweils zugeordneten Zündkerzen (10), (20)entsprechenden Zündspulen(140), (240) elektrisch mit der Zündenergiequellenschaltung(50) verbunden, die eine Schaltungsanordnung zur Beaufschlagungder ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen(141), (241) mit elektrischer Energie darstellt.
    [0027] Dasandere Wicklungsende der ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen(141), (241) liegt über die Transistor-Zündschaltung (60) anMasse, die ein von einem MOS-Feldeffekttransistorgebildetes Schaltelement (61) zur Umschaltung der elektrischen Energiezufuhrzu der ersten Wicklung bzw. Primärwicklung(141), (241) einer jeden Zündspule (140), (240)aufweist.
    [0028] Hierbeiist die Zündanlage(1) gemäß diesem erstenAusführungsbeispielin der in 1 veranschaulichten Weisedahingehend ausgestaltet, dass die Zündenergiequellenschaltung (50)gemeinsam fürsämtlicheZündspulen(140), (240) vorgesehen ist. Weiterhin ist für jedender Zylinder (100) eine Transistor-Zündschaltung (60) vorgesehen.Die den jeweils dem gleichen Zylinder (100) zugeordneten Zündkerzen(10), (20) entsprechenden ersten Wicklungen bzw.Primärwicklungen(141), (241) sind hierbei der Transistor-Zündschaltung(60) parallel geschaltet.
    [0029] Wiein 1 veranschaulichtist, wird die Zündenergiequellenschaltung(50) von einer Schaltungsanordnung gebildet, die eine Energiespeicherspule(51), einen Leistungstransistor (52) zum Einschaltenund Abschalten der elektrischen Energieabgabe der Energiespeicherspule(51) sowie einen Energiespeicherkondensator (53)zur Speicherung der von der Energiespeicherspule (51) zugeführten Energieaufweist. Ein Endanschluss der Zündenergiequellenschaltung(50) ist mit den Zündspulen(140), (240) verbunden. Der obere Endanschlussist mit einer Strom- oder Spannungsquelle (500) verbunden. Weiterhinist die Basiselektrode des Leistungstransistors (52) mitdem Ausgang einer Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung(550) verbunden. Der Leistungstransistor (52)dient hierbei zur Durchführungvon Schaltvorgängenin Abhängigkeitvon der überdie Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung(550) erfolgenden Regelung.
    [0030] Hierbeisteuert die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550)den Leistungstransistor (52) derart, dass die elektrischeStromversorgung der Energiespeicherspule (51) bei der Anstiegsflanke einesZündsignalsIgt einsetzt und bei der abfallenden Flanke des ZündsignalsIgt zur Abschaltung der Energiespeicherspule (51) unterbrochenbzw. beendet wird.
    [0031] Außerdem erfolgt über dieSchließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550)eine Regelung des Leistungstransistors (52) in Abhängigkeit vondem Betrag des elektrischen Stroms, der bei der Stromversorgungder Energiespeicherspule (51) fließt. Die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung(550) gemäß diesemAusführungsbeispielist hierbei in der in 1 veranschaulichtenWeise über einenEingangsanschluss (501) mit einer (in der Zeichnung nichtdargestellten und nachstehend auch als "ECU" bezeichneten)elektronischen Steuereinheit zur Berechnung des Zündzeitpunktsbei jedem der Zylinder (100) verbunden, über diedas ZündsignalIgt zugeführtwird.
    [0032] Gemäß 1 wird die Transistor-Zündschaltung(60) von einer Schaltungsanordnung gebildet, die das Schaltelement(61) zum Einschalten und Abschalten des von den erstenWicklungen bzw. Primärwicklungen(141), (241) der Zündspulen (140), (240)zu Masse fließendenStroms sowie eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Ansteuerschaltungzur Ansteuerung des Schaltelements (61) umfasst. Bei diesemAusführungsbeispielfindet ein MOS-Feldeffekttransistorals Schaltelement (61) Verwendung.
    [0033] Insbesondereist bei der Zündanlage(1) gemäß diesemAusführungsbeispielanstelle einer Zuordnung der Transistor-Zündschaltung (60) zujeder der Zündkerzen(10), (20) eine Zuordnung der Transistor-Zündschaltung(60) zu jedem der Zylinder (100) getroffen worden,d.h., die ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141),(241) der beiden Zündspulen(140), (240) sind der gemeinsam verwendeten Transistor-Zündschaltung(60) parallel geschaltet.
    [0034] Hierbeiist in der in 1 dargestelltenWeise die Basiselektrode des einem jeden Zylinder (100) entsprechendenSchaltelements (61) mit dem Ausgang einer Zuordnungs- oderVerteilerschaltung (80) verbunden, die wiederum mit einermonostabilen Kippstufe (70) verbunden ist.
    [0035] Dermonostabilen Kippstufe (70) wird über den Eingangsanschluss (501)von der elektronischen Steuereinheit das Zündsignal Igt zugeführt, woraufhinsie ein Signal hohen Pegels füreine vorgegebene Zeitdauer (die bei diesem Ausführungsbeispiel auf annähernd 2ms eingestellt ist) gleichzeitig mit der abfallenden Flanke desZündsignalsIgt abgibt. Der Zuordnungs- oder Verteilerschaltung (80)wird über einenEingangsanschluss (801) von der elektronischen Steuereinheitein Zündverteilungssignalzur Bestimmung eines zu zündendenZylinders zugeführt,woraufhin sie der Basiselektrode des dem für die Zündung vorgesehenen Zylinderentsprechenden Schaltelements (61) das von der monostabilenKippstufe (70) eingegebene Signal zuführt.
    [0036] Nachstehendwird unter Bezugnahme auf die Signalverläufe gemäß den 2A bis 2D näher aufBetrieb und Wirkungsweise der Zündanlage(1) gemäß diesemersten Ausführungsbeispieleingegangen.
    [0037] In 2A ist der Signalpegel desvon der elektronischen Steuereinheit abgegebenen ZündsignalsIgt dargestellt, während 2B den Betrag des der Energiespeicherspule(51) gemäß 1 zugeführten elektrischen Stroms veranschaulicht. 2C zeigt die Spannungenauf beiden Seiten des Energiespeicherkondensators (53)gemäß 1, während 2D die von der monostabilen Kippstufe(70) der Basiselektrode eines jeden Schaltelements (61) über die Zuordnungs-oder Verteilerschaltung (80) zugeführte Spannung veranschaulicht.
    [0038] Beidem in 2A dargestelltenAnstieg des von der elektronischen Steuereinheit zugeführten ZündsignalsIgt auf einen hohen Pegel schaltet die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung(550) (siehe 1)zunächstdie Emitter-Kollektor-Strecke des Leistungstransistors (52)durch.
    [0039] Hierdurchfließtder von der Strom- oder Spannungsquelle (500) (siehe 1) zugeführte elektrische Strom in derin 2B dargestelltenWeise überdie Energiespeicherspule (51). Hierbei erfolgt über dieSchließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550)eine Regelung des Leistungstransistors (52) auf der Basisdes Betrags des von einem (in der Figur nicht dargestellten) Strommesswiderstand ermitteltenelektrischen Stroms, um den elektrischen Strom auf einem vorgegebenenWert zu halten.
    [0040] Wie 2B zu entnehmen ist, erfolgthierbei zunächstein gleichmäßiger Anstiegdes der Energiespeicherspule (51) zugeführten elektrischen Stroms, bisein konstanter elektrischer Stromwert erreicht und beibehalten wird.Währenddieser Zeit wird durch Umsetzung der elektrischen Energie erhaltenemagnetische Energie in der Energiespeicherspule (51) gespeichert.
    [0041] Wennsodann zur Zeit t0 das von der elektronischen Steuereinheit zugeführte ZündsignalIgt auf einen niedrigen Pegel abfällt, unterbricht die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550)die elektrische Energiezufuhr überden Leistungstransistor (52). Wie in 2D veranschaulicht ist, wird bei dem Abfallendes von der elektronischen Steuereinheit zugeführten Zündsignals Igt auf einen niedrigenPegel gleichzeitig die monostabile Kippstufe (70) angesteuertund hälthierdurch ein Signal hohen Pegels für eine vorgegebene Zeitdauer τ aufrecht,die bei diesem ersten Ausführungsbeispielannähernd2 ms beträgt.
    [0042] DiesesSignal hohen Pegels wird sodann überdie Zuordnungs- oderVerteilerschaltung (80) der Basiselektrode des dem für die Zündung vorgesehenenZylinder (100) entsprechenden Schaltelement (61)zugeführt,wodurch das Schaltelement (61) zur Zuführung von Strom durchgeschaltetwird.
    [0043] Wennsomit in der vorstehend beschriebenen Weise die elektrische Stromzufuhr über den Leistungstransistor(52) unterbrochen bzw. beendet wird und die elektrischeStromzufuhr überdie Schaltelemente (61) (62) einsetzt, wird diein der vorstehend beschriebenen Weise in der Energiespeicherspule(51) gespeicherte magnetische Energie entladen. Die magnetischeEnergie wird sodann als elektrische Energie gleichzeitig einer jedenersten Wicklung bzw. Primärwicklung(141), (241) zugeführt, die dem Schaltelement(61) parallel geschaltet sind.
    [0044] Hierbeiwird eine Hochspannung in den zweiten Wicklungen bzw. Sekundärwicklungen(142), (242) der Zündspulen (140), (240)(die aus einer Kombination der ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen(141), (241) und der zweiten Wicklungen bzw. Sekundärwicklungen(142), (242) bestehen) auf Grund der elektromagnetischenInduktion erzeugt, die beim abrupten Einsetzen der elektrischenStromzufuhr zu den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141),(241) auftritt. Bei der Zuführung der in den zweiten Wicklungenbzw. Sekundärwicklungen (142),(242) erzeugten Hochspannung zu den Zündkerzen (10), (20)werden sodann durch eine zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrodeeiner jeden Zündkerze(10), (20) auftretende Funkenentladung Zündfunkenerzeugt.
    [0045] DieZündfunkenentladungan den Zündkerzen(10), (20) dauert hierbei an, bis der Entladestrom derEnergiespeicherspule (51) unter einen vorgegebenen elektrischenStromwert abfällt.Bei der monostabilen Kippstufe (70) (1) gemäß diesem Ausführungsbeispielist eine. vorgegebene Zeitdauer τ (siehe 2D) eingestellt, die länger alsdie Zeitdauer der Funkenentladung ist. Nach dem Ende der Funkenentladungbleibt somit das Schaltelement (61) weiterhin durchgeschaltet.
    [0046] Aufdiese Weise ermöglichtdas weiterhin durchgeschaltete Schaltelement (61) auchnach dem Ende der Funkenentladung die Aufrechterhaltung eines elektrischenStroms, der von der Stromquelle (500) über die Energiespeicherspule(51) und von den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen(141), (241) zu Masse fließt. Durch Aufrechterhaltungdieses Stromflusses überdie Energiespeicherspule (51) lässt sich eine erneute Speicherungvon magnetischer Energie in der Energiespeicherspule (51)erzielen. Wenn sodann das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe(70) zur Zeit t2 auf einen niedrigen Pegel abfällt, wirdder überdas bis zu diesem Zeitpunkt durchgeschaltete Schaltelement (61)erfolgende Stromfluss unterbrochen.
    [0047] Hierdurchwird in der in 2C veranschaulichtenWeise die in der Energiespeicherspule (51) gespeichertemagnetische Energie dem Energiespeicherkondensator (53) über eineDiode (511) zur Wiederaufladung des Energiespeicherkondensators(53) zugeführt.Die in dem Energiespeicherkondensator (53) gespeicherteelektrische Energie wird somit mit der von der Energiespeicherspule(51) abgegebenen magnetischen Energie kombiniert und den Zündspulen(140), (240) als elektrische Energie zugeführt. Wennsodann die elektronische Steuereinheit das Zündsignal Igt erneut zuführt, wiederholtsich der vorstehend beschriebene Ablauf bei einem anderen Zylinder(100), wobei sich die Speicherung der elektrischen Energiedurch die Zündenergiequellenschaltung(50) und die Funkenentladung an den Zündkerzen (10), (20)wiederholt.
    [0048] Wievorstehend beschrieben, ist bei der Zündanlage (1) diesesAusführungsbeispielseine einzige Transistor-Zündschaltung(60) gemeinsam fürdie Zündspulen(140), (240) vorgesehen, die den dem gleichenZylinder (100) zugeordneten Zündkerzen (10), (20)entsprechen.
    [0049] Auchwenn zwei oder mehr Zündkerzeneinem Zylinder zugeordnet werden, kann somit die gleiche Schaltungsanordnungwie im Falle der Verwendung nur einer Zündkerze für jeden Zylinder Verwendungfinden. Mit Hilfe der Zündanlage(1) gemäß diesemAusführungsbeispielkönnensomit höhere Herstellungskostenauf Grund einer höherenAnzahl von Zündkerzen(d.h., mehreren Zündkerzenfür jedenZylinder) und vergrößerten Abmessungender Zündanlagevermieden werden, wobei gleichzeitig die Vorteile der Verwendungvon mehreren Zündkerzenfür einenjeweiligen Zylinder, wie z.B. die Möglichkeit einer genaueren Einstellungder Verbrennung, eines geringeren Brennstoffverbrauchs auf Grundeines besseren Verbrennungs-Wirkungsgradesund dergleichen in vollem Umfang genutzt werden können.
    [0050] Anstelleder bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgendenZuführungder in dem Energiespeicherkondensator (53) und der Energiespeicherspule(51) gespeicherten Energie zu den Zündspulen (140), (240)besteht auch die Möglichkeitder Verwendung einer generellen Kondensator-Zündanlage, bei der die Energieden Zündspulennur von dem Energiespeicherkondensator zugeführt wird.
    [0051] Daszweite Ausführungsbeispielbasiert auf der Zündanlagegemäß dem erstenAusführungsbeispiel,wobei jedoch ein modifizierter Zündvorgang Verwendungfindet. Wie in 3 veranschaulichtist, findet bei dem zweiten Ausführungsbeispielanstelle der bei dem ersten Ausführungsbeispielverwendeten Kondensatorzündungeine reine TransistorzündungVerwendung. Die weiteren Merkmale des zweiten Ausführungsbeispielsentsprechen weitgehend dem ersten Ausführungsbeispiel.
    [0052] Beidem dritten Ausführungsbeispielwird der Betrag des überdie erste Wicklung bzw. Primärwicklungder Zündspulefließendenelektrischen Stroms und der Betrag des über die Transistor-Zündschaltungfließendenelektrischen Stroms mit den entsprechenden Werten der mit der Kondensatorzündung gemäß dem erstenAusführungsbeispielarbeitenden Zündanlageund der mit der reinen Transistorzündung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispielarbeitenden Zündanlagenachstehend verglichen. Die 4A bis 5C dienen hierbei zur Beschreibungdes dritten Ausführungsbeispiels.
    [0053] Die 4A und 4B zeigen einen elektrischen Strom Ic,der bei der mit Kondensatorzündungarbeitenden Zündanlage über dieerste Wicklung bzw. Primärwicklungder jeweiligen Zündspulenfließt,die den dem fürdie Zündungvorgesehenen Zylinder (100) zugeordneten beiden Zündspulenentsprechen. 4C zeigteinen elektrischen Strom Itr, der über das Schaltelement der Transistor-Zündschaltungfließt.
    [0054] Die 5A und 5B zeigen dagegen einen elektrischenStrom Ic, der bei der mit reiner Transistorzündung arbeitenden Zündanlageder ersten Wicklung bzw. Primärwicklungder jeweiligen Zündspulenzugeführtwird, die den dem fürdie Zündung vorgesehenenZylinder (100) zugeordneten beiden Zündkerzen entsprechen. 5C zeigt einen elektrischenStrom Itr, der hierbei überdas Schaltelement der Transistor-Zündschaltung fließt.
    [0055] Gemäß den 4A bis 5C stellt der über das Schaltelement der Transistor-Zündschaltungfließendeelektrische Strom Itr die Summe der über die ersten Wicklungen bzw.Primärwicklungender jeweiligen Zündspulenfließendenelektrischen StrömeIc dar. Wenn somit zwei oder mehr Zündkerzen einem einzigen Zylinderzugeordnet werden, muss das Schaltelement bei gemeinsamer Verwendungder Transistor-Zündschaltungeine hohe Leistung aufweisen.
    [0056] BeiVerwendung der Kondensatorzündung kannjedoch in der in den 4A bis 4C veranschaulichten Weiseder überdas Schaltelement der Transistor-Zündschaltung fließende elektrischeStrom Itr kleiner als bei Verwendung der in den 5A bis 5C veranschaulichtenreinen Transistorzündunggehalten werden, da bei Verwendung der Kondensatorzündung dieKapazitätdes Energiespeicherkondensators zur Steuerung der über dasSchaltelement der Transistor-Zündschaltungfließendenelektrischen Energie dienen kann.
    [0057] BeiVerwendung der Kondensatorzündung kanndaher die Einstellung der elektrostatischen Kapazität des Energiespeicherkondensatorsdahingehend optimiert werden, dass der über das Schaltelement der Transistor-Zündschaltung fließende elektrischeStrom Itr möglichstklein gehalten wird, sodass ein kostengünstiges kleines Bauelementmit geringer Leistung als Schaltelement eingesetzt werden kann. Außerdem ergebensich bei Verwendung der Kondensatorzündung sehr effektiv die Vorteileder Erfindung, die insbesondere eine kostengünstigere Herstellung und einenkompakteren Aufbau einer Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine ermöglichen,bei der einem jeden Zylinder mehrere Zündkerzen zugeordnet sind.
    [0058] Dievorstehend beschriebene Zündanlage (1)für eineBrennkraftmaschine umfasst somit zwei Zündkerzen (10), (20)für jedenZylinder (100), einer jeden Zündkerze (10), (20)unabhängigvoneinander zugeordnete Zündspulen(140), (240), eine Zündenergiequellenschaltung (50)zur Zuführungvon elektrischer Energie zu ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen(141), (241) der Zündspulen (140), (240) sowieeine Transistor-Zündschaltung(60) zum Einschalten und Abschalten der elektrischen Energiezufuhrvon der Zündenergiequellenschaltung(50) zu den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241).Bei dieser Zündanlage(1) sind die dem gleichen Zylinder (100) zugeordnetenZündkerzen(10), (20) entsprechenden ersten Wicklungen bzw.Primärwicklungen(141), (241) der für jeden Zylinder vorgesehenenTransistor-Zündschaltung(60) parallel geschaltet. Die Zündenergiequellenschaltung (50)wird von einer Schaltungsanordnung gebildet, die einen Energiespeicherkondensator(53) zur Speicherung von den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141),(241) zugeführterelektrischer Energie aufweist, währenddie Transistor-Zündschaltungbzw. Ansteuerschaltung (60) von einer Schaltungsanordnunggebildet wird, die einen MOS-Feldeffekttransistoraufweist.
    权利要求:
    Claims (3)
    [1] Zündanlage(1) füreine Brennkraftmaschine, mit einer Anzahl von mehreren Zündkerzen(10, 20), die als Zündeinrichtung in jedem Zylinder(100) der Brennkraftmaschine angeordnet sind, einereiner jeden Zündkerzeunabhängigvoneinander zugeordneten Zündspule(140, 240), einer Zündenergiequellenschaltung (50)zur Zuführungvon elektrischer Energie zu einer einen Teil der Zündspule(140, 240) bildenden ersten Wicklung (141, 241)und einer Ansteuerschaltung (60) zum Einschalten und Abschaltender elektrischer Energiezufuhr von der Zündenergiequellenschaltung (50)zu der ersten Wicklung (141, 241), dadurchgekennzeichnet, dass die der Anzahl von jeweils dem gleicheneinzelnen Zylinder (100) der Brennkraftmaschine zugeordneten Zündkerzen(10, 20) entsprechende Anzahl von ersten Wicklungen(141, 241) der einem jeden Zylinder (100)jeweils einzeln zugeordneten Ansteuerschaltung (60) parallelgeschaltet ist, und die Ansteuerschaltung der der Anzahl vonjeweils dem gleichen Zylinder (100) zugeordneten Zündkerzen(10, 20) entsprechenden Anzahl von ersten Wicklungen(141, 241) gleichzeitig elektrische Energie zuführt.
    [2] Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Zündenergiequellenschaltung(50) von einer Schaltungsanordnung gebildet wird, die einenEnergiespeicherkondensator (53) zur Speicherung von denjeweiligen ersten Wicklungen (141, 241) zugeführter elektrischerEnergie aufweist.
    [3] Zündanlagefür eineBrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Ansteuerschaltung (60) von einer Schaltungsanordnunggebildet wird, die einen MOS-Feldeffekttransistor aufweist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US6837229B2|2005-01-04|
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    DE102004015543B4|2016-05-12|
    US20040187854A1|2004-09-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-06-17| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2015-09-29| R079| Amendment of ipc main class|Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02P0003020000 Ipc: F02P0015080000 |
    2015-11-09| R016| Response to examination communication|
    2016-01-07| R018| Grant decision by examination section/examining division|
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    2017-02-14| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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