JPH07501599A - 内燃機関のための点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関のための点火装置 従来技術 本発明は主請求の範囲の上位概念に示されている内燃機関のための点火装置から 出発する。この種の点火装置はドイツ連邦共和国特許出願公開公報第２３３９８ ９６号公報に示されている。この公知の点火装置の場合、１次巻線と点火トラン ジスタのスイッチング区間との間の１次電流回路において、所定のブレークダウ ン電圧を有する素子が、スイッチングトランジスタの別間電極へ接続されている 。点火トランジスタのスイッチング区間が非導通状態へ移行する際に電圧が許容 値を上回ると、所定のブレークダウン電圧素子におけるブレークダウン電圧が生 じて、点火トランジスタの制御区間を介して制ｍｔｔｔ流が流れはじめる。この 制御型；禿は点火トランジスタのエミッタ・コレクタ区間を再び幾らか導通状態 にさせる。これにより点火トランジスタのスイッチング区間における電圧が再び 低下し、所定のブレークダウン電圧を有するスイッチング素子における電圧がこ のブレークダウン電圧を下回るまで持続する。固定のブレークダウン電圧素子（ ツェナーダイオード）を有するこの装置は、必ずしも全部の作動電圧の場合に、 過電圧からの保護をしない。例えば点火装置を、従って所定のブレークダウン電 圧を有する素子を、２次側負荷が大きい場合に、全部の作動状態に対して十分な ２次便電圧送出がなお生ずるようにするように設計すると、２次側の負荷が低い 場合にはより高い値が高電圧案内部材に現れてしまう。この種の過負荷は、例え ば点火プラグが劣化したりないし外れていて高電圧の絶縁が破壊される時に、高 電圧案内部材を破損させる。

従来の公知の装置は、点火トランジスタの電圧クランプ作用として固定の１次側 ツェナー動作による機能動作をする。さらにこの装置の場合は、十分な２次電圧 供給送出と高電圧案内部材の耐力との間に十分ではない妥協がはかられている。

発明の利点 主請求項のＦｙ！部分に示された構成を有する本発明による装置は、従来装置に 比較して次の利点を有する。

即ちその都度の２次側の負荷へ出力段の１次側電圧ツェナー状態を適合化するこ とにより、負荷が小さい時に点火袋！に高すぎる電圧が生ずることがなく、負荷 が高すぎる時は低すぎる電圧送出が生じない利点が得られる。

従属形式の請求の範囲に示されている構成により主請求の範囲に示されている点 火装置における有利な発展形態及び改善が達せられる。特に有利に、１次電圧の 立ち上がり時間の評価にによりその都度に、点火火花に対して最適な電圧値が供 給される。特に有利に、２次側負荷に対する尺度として、１次巻線において達し た電圧が、所定の時間の経過後に評価される。そのため、変化された作動条件へ 直接応動できる。最後に２次側で作用する負荷の検出は、利用できる点火電圧退 出に関する通報が可能になる利点を提供する。例えば１次電圧の立ち上がり時間 の評価または、所定の時間内の所定の１次電圧への到達が、点火電圧送出に対す る尺度として評価される０点火コイルの２次側で、点火電圧送出の１次側での検 出は、次の利点を有する。

即ち正常なエンジン作動中に、点火系における生じ得るエラーの検出のための診 断評価の目的で実施できる。

例えば２次電圧の平坦な立ち上がりは、点火プラグが短絡している指標となる。

他方、検出された火花持続時間が限界値より短いか、または燃焼を表す燃焼電圧 経過が欠如すると、例えば点火可能な混合気が、または点火プラグにおける点火 火花が、プラグのジャックが外れているために供給されない。

本来の電圧送出は例えばプラグのジャックの引き抜きにより可能となる、しかし このことは内燃機関の作動の場合には使用できない。この場合、評価は上述の様 に点火電圧検出の簡単な構成により行われている。

図面 本発明の実施例が図面に示されており、以下の記載において説明される。第１図 は可変の出力段ツェナー状態を示す基本構成図である。第２図はテーブル形式で 、２次側負荷と１次電圧の上昇経過との関係を示す。

第３図は１次電圧を検出して評価する流れ図である。

実施例の説明 第１図は、図示されていない内燃機関における点火装置を示す。点火コイル２の １次巻線は、一端が給電電圧Ｕｎと接続され、他端が点火トランジスタ３のコレ クタ・エミッタ区間と抵抗４を介してアースと接続されている。点火コイル２の ２次巻線５に負荷が接続されている。この負荷はここではコンデンサ６と抵抗７ どの並列接続体による等価回路として示されている。

１次側電圧を検出する目的で１次巻線ｌと点火トランジスタ３との間にタップ８ が設けられている。そのため１次側電圧Ｕｐが評価ユニット９において評価され る。点火パルスのトリガの際の１次側電圧Ｕｐの上昇線は２次側の負荷に対する 尺度である。１次巻線と点火トランジスタ３との間の別のタップ１４は、抵抗１ ０とツェナーダイオード１１を介してトランジスタ１２の制御入力側へ導かれて いる。トランジスタ１２のコレクタは抵抗１５を介して５Ｖの給電電圧へ導かれ ている。他方、トランジスタ１２のエミッタは、点火信号用の制御端子１３と点 火トランジスタ３の制御入力側との接続点へ導かれている。第３のトランジスタ １６は、コレクタ側が抵抗ｌＯとツェナーダイオード１’　１との接続点へ導か れており、エミッタ側がアースへ接続されている。この第３のトランジスタ１６ の制御入力側は評価ユニット９と接続されている。

前述の点火装置は次のように動作する。制御端子１３を介して点火トランジスタ ３がまず最初に導通状態へ制御される。そのため点火コイル２の１次巻線に電流 が流される。制御端子１３における信号が終わると、トランジスタ３は非導通状 態に達する。そのため点火コイル２の１次巻線ｌにおける電流が遮断し、これに 依存する高電圧パルスが２次巻線５の中に発生する。

そのため２次側において、図示されていない点火プラグに点火火花が発生される であろう。点火トランジスタが非導通状態へ移行する際に電圧が許容値を上回る と、ツェナーダイオード１１における電圧がブレークダウン電圧に達して、その ためトランジスタ１２の制御入力側に制御電流が加わる。そのため点火トランジ スタ３における制御電流もこのトランジスタを再び幾分か電流導通状態にする。

これにより点火トランジスタ３のスイッチジグ区間における電圧が直ちに低下す る。この低下は、ツェナーダイオード１１における電圧がこのツェナーダイオー ドのブレークダウン電圧を下回るまで持続する。このことは、点火トランジスタ ３の公知の電圧クランプ作用である。ツェナーダイオード１１が応動する際の１ 次側電圧Ｕｐはクランプ電圧と称する。評価ユニット９においてタップ８を介し て１次電圧が検出されて次のように評価される。即ちツェナーダイオード１１に 形成される電圧がトランジスタ１６の制御作用を介して変化できるように、即ち トランジスタ１６が抵抗１０と共に可調整の分圧器を形成するように、評価され る。この場合、可調整の分圧器の中点に存在する電圧は、ツェナーダイオードｌ ｌに加わる電圧に相応する。トランジスタ１６の制御に応じて、ツェナーダイオ ードに加わる電圧電位が変化される。この目的で評価ユニット９において１次電 圧Ｕｐの、所定値までの立ち上がり時間ｔｒが評価される。２次側における大き い容量性負荷は、小さい容量性負荷の場合よりも、より長い立ち上がり時間ｔｒ を生じさせる。長い立ち上がり時間ｔｒの場合すなわち大きい容量性負荷の場合 、トランジスタ１６は相応に大きい電圧により導通制御され、そのためツェナー ダイオード１１において取り出される電圧電位は小さくなる。これと反対に低い 負荷の場合はトランジスタ１６は相応により小さく導通制御される。その結果、 ツェナーダイオ−トド１１は大きい容量性負荷の場合よりも一層早くブレークダ ウン電圧に達する。

第２図に２次側負荷と１次電圧の立ち上がり時間ｔｒとの関係が示されている。

第２図におけるテーブルは２つの領域に、即ち２次側電流回路におけるより大き い負荷に対する領域ａ）と、より小さい負荷に対する領域ｂ）とに分割されてい る。これらの領域は、測定の際にそれぞれ２つの異なる負荷が用いられることに より、互いに区別される。さらにテーブルの中に１次電圧の０から２００Ｖへの 立ち上がり時間ｔｒ、電圧変化ｄＵＩ（２５μｓの間の）、および電圧変化ｄＵ 、（５０μｓの間の）が示されている。第２図におけるこのテーブルに示されて いる様に、ａに示されている負荷（Ｃ−６とＲ−７の値と比較せよ）の場合は、 ｂに示されている負荷の場合よりも、２００ｖの１次電圧に達するまで著しく大 きい立ち上がり時間ｔｒが経過する。立ち上がり時間と２次側負荷との間に直接 的な関係が成り立つ。この関係は評価ユニット９の中で評価されていて、トラン ジスタ１６が相応に制御される。

２次側負荷を検出するもう１つの可能な構成は、所定の時間（例えば２５μｓま たは５０μｓ）の後に評価ユニット９により電圧変化ｄＵｐが検出されることに ある。この場合も第２図に示されている様に、同じ時間の後は、負荷が小さい場 合は、テーブルのａ）における電圧電位よりも、テーブルｂ）における電圧電位 の方が大きい。

第３図は、検出された１次側電圧ｕｐを評価する手順を示す。動作ステップ２０ において、第１図に示された１次電圧ｕｐが検出される。この検出の場合、例え ば２００Ｖの１次電圧Ｕｐに達するまでの立ち上がり時間ｔｒまたは所定の時間 後の達した１次電圧Ｕｐが評価される。後続の動作ステップ２１において、検出 された１次電圧Ｕｐが、例えば２００Ｖに達するまでの時間が評価されることに より、作用する２次側負荷に対する尺度として評価される。続いて動作ステップ ２２においてクランプ電圧が第１図で説明した様に、トランジスタ１６の相応の 制御を介して設定される。

動作ステップ２３において、検出された１次電圧が、火花持続時間の、および／ または燃焼電圧経過の基準値Ｕ、、、と比較される。質問ステップ２４において 、検出された値が所定の限界値ＵＩＩＦの範囲内にあるが否かが検出される。肯 定の答の場合は動作ステップ２５において、評価された点火が正常であると識別 される。２４における質問に対して否定の答の場合は動作ステップ２６へ導かれ 、２６において、行われた点火がエラーを有するものとして評価される。この評 価の場合に同時に、種々のエラー形式への分類が、評価された燃焼電圧にもとづ いて可能となる。例えば点火発生の際の過振動の欠如は即ち平坦な電圧立ち上が りは、点火プラグにおける短絡を推定させる。そのため動作ステップ２７におい てエラー表示信号が送出され、動作ステップ２８において、これに続く燃焼が評 価される。第１図の評価ユニット９を介して、例えば１次電圧の立ち上がりが低 すぎて短絡の存在が推定される時は、２次側電圧出力が相応のクランプ作用ＵＲ Ｌを介して、点火プラグの自由燃焼を作動させる目的で、上昇される。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＰＴ、　Ｓ Ｅ）、ＪＰ、　ＵＳ（７２）発明者　ゴリン、ヴアルター ドイツ連邦共和国　７１６９６　メークリンゲン　ハイドンシュトラーセ　６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．点火コイルと該点火コイルの１次電流回路における点火出力段を有し、点火 コイルの１次巻線の中を流れる１次電流を制御するために、１次電圧に依存する 、点火出力段の電圧クランプ作用を行わせるクランプ回路が設けられている形式 の、内燃機関のための点火装置において、クランプ電圧が、１次電圧（Ｕｐ）へ 接続されている評価ユニット（９）により、２次側の負荷（６，７）に依存して 次のように変化可能であり、即ち２次側の負荷が高い場合は高いクランプ電圧を 、クランプ回路（１０，１１，１２，１６）に作用させ、および２次側の負荷が 低い場合は相応に低いクランプ電圧を、クランプ回路（１０，１１，１２，１６ ）に作用させることを特徴とする、内燃機関のための点火装置。 ２．評価ユニット（９）が２次側の負荷の尺度として、１次電圧（Ｕｐ）の立ち 上がり時間を検出する、請求の範囲１記載の点火装置。 ３．評価ユニット（９）が、点火時点から１次巻線における所定の電圧閾値に違 するまでの時間を、立ち上がり時間（ｔｒ）に対する尺度として検出する、請求 の範囲２記載の点火装置。 ４．評価ユニット（９）は、点火時点後の所定の時間の後に、２次側の負荷に対 する尺度として、１次巻線における電圧を検出する、請求の範囲１記載の点火装 置。 ５．検出された１次電圧（Ｕｐ）が、正しい燃焼を表す火花持続時間および／ま たは燃焼電圧経過のための限界値（ＵＲＥＦ）と比較される、請求の範囲１から ４までのいずれか１項記載の点火装置。 ６．１次電圧が限界値から偏差すると、燃焼エラーが検出されてエラー表示信号 （２７）が送出される、請求の範囲５記載の点火装置。