用于内燃机的点火系统技术方案

提出一种点火系统，其包括具有初级侧和次级侧的高压发生器，尤其是升压变压器、电能源，其可以与初级侧连接，以及火花间隙，其被设置用于，引导通过升压变压器传递到次级侧上的电流。升压变压器具有用于从电能源传递电能至次级侧的旁路。本发明专利技术的特征在于，旁路被设置用于，自一个预先限定的时间点起或自电流的一个预先限定的电流强度起，支持在高压发生器的次级线圈中的衰减的电信号。本发明专利技术还涉及一种用于产生和维持点火火花的相应的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于内燃机的点火系统现有技术本专利技术涉及一种用于内燃机的点火系统。本专利技术尤其涉及一种用于内燃机的、由(高)载荷和稀薄的、难燃的混合物(λ»1，稀薄分层设计，高废气再循环率)对其提出高的要求的点火系统。GB717676示出一种用于点火系统的升压变压器，其中使用按经由振动开关控制的、照升压转换器类型的电路部件，用以为经由升压变压器产生的火花提供电能。WO2009/106100A1示出一种相应于高电压电容点火系统构造成的电路装置，其中储存在电容中的能量一方面被引导到变压器的初级侧上并且另一方面经由具有二极管的旁路引导到火花间隙上。US2004/000878A1示出一种点火系统，其中包括次级侧的、多个电容的储存器被加载，用以对借助于变压器产生的火花供给电能。WO9304279A1示出一种具有两个能源的点火系统。能源将电能经由变压器传递到火花间隙，而在变压器的次级侧的接头和电接地之间布置第二能源。已知地，用于内燃机的点火系统以高压发生器，例如升压变压器，为基础，借助于它来自机动车蓄电池或发电机的能量被转换成高电压，借助于该电压对火花间隙供给，用于点燃内燃机中可燃混合物。为此，通过升压变压器流动的电流被突然中断，随后在升压变压器的磁场中储存的能量以火花的形式放电。为了保证特别可靠地点燃可燃混合物，在现有技术中已知一些点火系统，它们具有在时间上前后相继的多个火花事件，用以提高在火花事件之一的地点处存在可燃混合物的可能性。由现有技术中已知的另一个问题在于，火花放电期间转换的全部电能必须储存在高压发生器中，由此高压发生器变得较大并且因此成本高和要求很多结构空间。由于高压发生器的放电特性，尤其在火花放电开始时刻流动的电流大到使火花间隙的电极被腐蚀。在此在物理上不需要这种用于保证火花的高电流。仅仅火花放电的要求的持续时间以这种方式在忍受前述缺陷下得到保证。因此本专利技术的任务是克服现有技术的前述缺陷。本专利技术的公开按照本专利技术，前述任务通过一种点火系统以及一种用于产生和维持点火火花的方法来解决。如由现有技术中已知的，按照本专利技术的点火系统也具有高压发生器，例如升压变压器，其具有与能源连接的初级侧，和与火花间隙连接的次级侧。高压发生器的原理上的工作方式也对应于现有技术中已知的工作方式，并且因此不需要进一步解释。此外设置一个也由现有技术已知的火花间隙，它被设置用于引导通过高压发生器传递到次级侧上的电流。火花间隙在此例如可以布置在点火塞中。由于为了维持在火花间隙上的存在的电弧，需要较小的电压作为用于最初产生该电弧的电压，因此按照本专利技术设置旁路，该旁路可以将电能从电能源绕过高压发生器传递到次级侧。作为旁路在此处可以设想多种可能的电路，以下更详细讨论其中的单个电路。为了克服现有技术中已知的缺陷，旁路被设置用于，比借助于储存在高压发生器中的磁能更长时间地并且更可靠地维持借助于高压发生器产生的在火花间隙上的电弧。按照本专利技术，旁路被设置用于，自一个预先限定的时刻起或自电流的一个预先限定的电流强度起支持高压发生器的次级线圈中的衰减的电信号。换言之，在按照本专利技术的点火系统中可以设置一种逻辑电路，它实施时间测量和/或确定电流强度并且响应相应的预先限定的基准值的达到，使旁路输出次级侧的电信号。以这种方式，可以在优选不同的极性(电压供给的极性)的30mA至100mA的界限中的火花电流下产生优选在0.5ms至5ms之间的火花持续时间。这具有优点，经由高压发生器要传递的能量被显著减小并且因此初始火花电流下降，由此火花间隙的电极上的火花腐蚀可以减小并且高压发生器可比现有技术中的情况显著较小地设计。从属权利要求显示了本专利技术的优选的扩展方案。优选地，高压发生器设计成升压变压器并且在初级侧具有初级线圈和在次级侧具有次级线圈。两个线圈可以借助于变压器芯(例如由铁片构成的)相互磁性地耦联。在此，旁路被设置用于，除了升压变压器还附加地传递一个电压，该电压相加至一个位于升压变压器的次级线圈上的被变压的电压。以这种方式旁路通过输入附加的电能至火花间隙实现对火花电流的“支持”。备选地，高压发生器可以设计成高电压电容点火(HKZ)系统。用于产生高电压的这种和其它的系统系统以及它们的工作方式在现有技术中是已知的并且被描述，因此在此处不需要详细考虑。此外优选地，旁路可以包含一个或(有利地为了共同使用有时出现的高的电压)多个蓄能器，优选一个电容或多个串联和/或并联的电容，它的第一接头与高压发生器的次级侧的接头连接和它的第二接头与电接地连接，其中，尤其地，电感可控制地（可切换地）设置在能源和电容之间。以这种方式，旁路提供次级侧的蓄能器，借助于它在高压发生器的次级线圈中的衰减的电信号自一个预先限定的时间点起或自一个预先限定的电流强度起可以得到支持。如结合附图详细解释的那样，为了电容充电，可以在能源和电容之间可控制地设置一个电感。电容和电感在闭合的开关下形成一个振荡电路，借助于它可以暂时提高时间电容的第一接头上的电势。尤其对于这种情况，即开始时电流通过电感引导并且通过一个切换过程使储存在电感中的能量强制向电容放电，可以在合适选择的切换时间下提高非常高的电压，而需要的能量不必在高压发生器内进行中间储存。此外优选地，在电感和电容之间可以设置一个非线性的偶极，例如形式为二极管，它在电容的方向上具有流动方向。以这种方式可以防止在关闭的开关下能量从电容中在电感上"泄漏"。如果在本专利技术的范围内将“二极管”考虑为非线性的偶极，这是出于简短和可读性的原因进行的。对于专业人员来说清楚的是，有时电压可以经由称为二极管的非线性的偶极（双极）施加，它们必要时通过多个部件共同地，例如通过串联的二极管，更好地和更可靠地完成。在此情况下每个二极管可以设计成齐纳二极管。必要时也可以当预期在非线性的支路中的一个预先限定的第一电流方向时在响应一个信号下有利地闭合一个含有的开关并且当预期在非线性的支路中的一个预先限定的第二(反方指向的)电流方向时被打开。如果在以下有利地使用多个二极管并且可以加载高的电压，那么先前所述的也相应地适用于做些。尤其地，一方面在在电感和二极管之间的一个公共的接头和另一方面电接地之间可以设置一个可控制的连接部。以这种方式可以在关闭的开关下激发通过电感的电流流动，并且通过打开开关使电流经由二极管引导到电容上。在合适地选择的脉冲-暂停比（占空比）和/或控制频率下在此可以在非常好的效率下产生高的电压。此外优选地，例如可以在高压发生器的输出端子和电容之间可以设置电流测量机构，它例如可以设计成分流电阻。该电流测量机构此外例如可以布置在电容和接地之间或布置在二极管的线路中并且在此情况下被设置用于向在旁路中的开关发送信号，从而旁路可以对次级侧的网络中的临界电流强度产生反应。备选地或附加地可以设置一个超压保护，例如与电容并联的二极管，它防止电容受到超压。例如可以在截止方向上使用齐纳二极管，用以在过高的电压下经由电容进行卸载。备选地或附加地可以实施电压测量和/或功率测量，例如经由电容，以便获得有关点火电流和/或点火功率的信息。此外优选地，也可以将电感设计成具有初级侧和次级侧变换器或者说变压器，其中，初级侧的第一接头与能源连接和初级侧的第二接头经由开关与电接地连接。此外，变压器的次级侧的第一接头与能源连接和变压器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
点火系统(1)，包括‑至少一个高压发生器(2)，其各具有一个初级侧(3)和一个次级侧(4)，‑电能源(5)，其可以与初级侧(3)连接，和‑火花间隙(6)，其被设置用于引导通过高压发生器(2)传递到次级侧(4)上的电流，其中，‑高压发生器(2)具有用于传递电能至次级侧(4)的旁路(7)，其特征在于，‑旁路(7)被设置用于，自一个预先限定的时间点起或自电流的一个预先限定的电流强度起，支持在高压发生器(2)的次级线圈(9)中的衰减的电信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.12 DE 102012216182.1;2013.09.11 DE 10201321.点火系统(1)，包括-至少一个高压发生器(2)，其各具有一个初级侧(3)和一个次级侧(4)，-电能源(5)，其可以与初级侧(3)连接，和-火花间隙(6)，其被设置用于引导通过高压发生器(2)传递到次级侧(4)上的电流，其中，-高压发生器(2)具有用于传递电能至次级侧(4)的旁路(7)，其特征在于，-旁路(7)被设置用于，自一个预先限定的时间点起或自电流的一个预先限定的电流强度起，支持在高压发生器(2)的次级线圈(9)中的衰减的电信号，-旁路(7)具有一个电容或多个串联或并联的电容(10)作为蓄能器，其中所述一个电容或所述多个电容形成的系统具有第一接头和第二接头，第一接头与高压发生器(2)的次级侧的接头连接，并且第二接头与电接地(14)连接，其中电感(15)设置在能源(5)和蓄能器之间。2.根据权利要求1所述的点火系统，还包括用于电流测量(19)和/或电压测量和/或功率测量的机构，其被设置用于，向旁路(7)中的开关(27)发送信号，从而该开关可以对次级侧的网络中的临界电流强度产生反应。3.根据权利要求1或2所述的点火系统，其中，-高压发生器(2)设计成升压变压器并且在初级侧具有初级线圈(8)，-旁路(7)被设置用于产生一个电压，该电压相加到一个位于次级线圈(9)上的电压上或者被与次级线圈(9)并联地输入，和-一个输入电容(17)与能源(5)并联地设置。4.根据权利要求1或2所述的点火系统，其中，在电感(15)和蓄能器之间设置一个第一非线性的偶极，它具有在电容(10)的方向上的流动方向。5.根据权利要求4所述的点火系统，其中，第一非线性的偶极形式为第一二极管。6.根据权利要求4所述的点火系统，其中，在一方面电感(15)和第一非线性的偶极的一个公共的接头(35)和另一方面电接地(14)之间设置一个可控制的连接部。7.根据权利要求4所述的点火系统，其中，可控制的连接部包括形式为晶体管的开关(22，27)。8.根据权利要求1或2所述的点火系统，其中，旁路(7)具有-电感(15)，-电容(10)，-二极管(16)和-开关(27...

【专利技术属性】
技术研发人员：T斯科罗內克，T帕瓦克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE