點火系統(tǒng)和用于運行用于內(nèi)燃機的點火系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運行用于內(nèi)燃機的點火系統(tǒng)的方法。本發(fā)明尤其涉及在這種點火系統(tǒng)中對避免磨損進(jìn)行的改進(jìn)，其中在所述點火系統(tǒng)中能控制火花持續(xù)時間。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，用于內(nèi)燃機的點火系統(tǒng)以高壓發(fā)生器為基礎(chǔ)，借助于該高壓發(fā)生器將來自于車輛電池的能量轉(zhuǎn)換為較高的電壓，所述來自于車輛電池的能量被施加到火花隙上，以便點燃內(nèi)燃機中的可點燃的混合物。在這時流過升壓變壓器的電流突然中斷，據(jù)此存儲在升壓變壓器的磁場中的能量以火花的方式放電。如果所存儲的能量放電，則點火火花就熄滅。此外在現(xiàn)有技術(shù)中公開了一些點火系統(tǒng)，在這些點火系統(tǒng)中圍繞第二電壓發(fā)生器(“次級電壓發(fā)生器”)補充了第一電壓發(fā)生器(“初級電壓發(fā)生器”)，借助于該第一電壓發(fā)生器向現(xiàn)有的點火火花供給電能，并且由此能夠與所存儲的能量量值無關(guān)地維持所述點火火花。這種系統(tǒng)例如從現(xiàn)有技術(shù)中已知。由于高壓發(fā)生器的放電特性尤其在火花擊穿開始時就流動有如此高的電流，從而使得火花隙的電極腐蝕。借助于次級電壓發(fā)生器而延長的火花持續(xù)時間在此加強了腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)是，消除現(xiàn)有技術(shù)的前面所提到的缺點。
[0004]前面所提到的任務(wù)按照本發(fā)明通過一種用于運行用于內(nèi)燃機的點火系統(tǒng)的方法來解決，所述點火系統(tǒng)包括第一電壓發(fā)生器(“初級電壓發(fā)生器”)以及用于維持借助于所述初級電壓發(fā)生器產(chǎn)生的火花的旁路。在此，所述旁路尤其可以包括升壓斬波器或者設(shè)計為升壓斬波器。由所述初級電壓發(fā)生器(例如“升壓變壓器”)產(chǎn)生的火花經(jīng)由所述旁路以合適的方式通過取自車載電網(wǎng)的能量得到支持。按照本發(fā)明，確定使用所述點火系統(tǒng)的內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速。這例如可以實現(xiàn)數(shù)字控制信號的讀取(例如通過信號線路或者總線系統(tǒng))或者借助內(nèi)燃機的曲軸轉(zhuǎn)角在一段時間內(nèi)的變化實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的計算。通過這種方式能夠確定內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速變化。在對變化了的轉(zhuǎn)速作出的響應(yīng)中改變所述旁路的工作方式。通過這種方式能夠根據(jù)內(nèi)燃機的當(dāng)前的運行狀態(tài)來控制下述能量，所述旁路向所述火花供給該能量。因為根據(jù)本發(fā)明根據(jù)相應(yīng)的運行狀態(tài)來實現(xiàn)對通過所述旁路提供的點火火花能量進(jìn)行計量，所以可以減小點火系統(tǒng)的電極上的火花侵蝕。此外，減小了在升壓斬波器內(nèi)的熱量損失的產(chǎn)生。要提到的另一優(yōu)點是所述點火系統(tǒng)的穩(wěn)健性以及耐久性。此外，可以在選擇構(gòu)件時設(shè)定較小的要求，其中也可以使用較小的構(gòu)件(“小型化”)。最后，也可以降低電磁控制水平，這改善了電磁兼容性(EMV)。
[0005]從屬權(quán)利要求展示了本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案。
[0006]優(yōu)選地，所述工作方式的改變包括通過所述旁路改變電壓產(chǎn)生的時間間隔。換言之，根據(jù)轉(zhuǎn)速變化來調(diào)整下述時間間隔，在該時間間隔內(nèi)向點火火花提供能量。特別地，減小所述時間間隔的長度可以降低電極上的火花侵蝕。
[0007]例如，所述時間間隔的改變可以包括變更(Verschieben)曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的時間間隔并且作為替代方案或者附加方案可以包括延長或者縮短所述時間間隔。通過變更曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的時間間隔可以改變下述時刻，在該時刻所述旁路支持通過初級電壓發(fā)生器產(chǎn)生的點火火花。因為點火時刻通常隨著轉(zhuǎn)速的增大而在時間上提前，由此可以借助于所述旁路來實現(xiàn)對點火火花的無縫支持。由此可以有效地防止火花中斷。也可以根據(jù)所述轉(zhuǎn)速來進(jìn)行所述時間間隔的延長或縮短。所述轉(zhuǎn)速越大，所述點火火花的持續(xù)時間就可以選擇得越短。例如可以在低于預(yù)定義的閾值的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)設(shè)置用于點火火花的第一持續(xù)時間，而在高于所述閾值時設(shè)置更短的第二持續(xù)時間。通過這種方式，可以與運行狀態(tài)有關(guān)地減小腐蝕。
[0008]優(yōu)選地，可以對所述轉(zhuǎn)速進(jìn)行分類，并且將類別與預(yù)定義的參考值進(jìn)行比較。換言之，可以預(yù)定義轉(zhuǎn)速范圍并且將當(dāng)前確定的轉(zhuǎn)速分配給相應(yīng)的范圍。這能夠?qū)崿F(xiàn)降低測評時的開銷并且降低用于不同參考值的存儲需求。
[0009]轉(zhuǎn)速信號例如可以通過測評馬達(dá)控制器的信號來獲得。馬達(dá)控制器確定內(nèi)燃機本來的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，從而可以根據(jù)本發(fā)明在沒有附加開銷的情況下使用該信號?？梢酝ㄟ^分開的信號線路或者通過(例如數(shù)字的)總線將所述信號傳輸給所述點火系統(tǒng)。替代地或者附加地，可以通過測評所述點火系統(tǒng)內(nèi)的、在一段時間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角來執(zhí)行所述轉(zhuǎn)速信號。特別地，為此可以使用所述點火系統(tǒng)的電氣操控機構(gòu)或模擬的開關(guān)電路、微控制器或者ASIC(在樣機中)還有場可編程門陣列(FPGA)。通過這種方式，使得所述點火系統(tǒng)與外部的轉(zhuǎn)速信號的提供無關(guān)并且可以采用合適的解決方案或合適的開銷來確定當(dāng)前的轉(zhuǎn)速。由此一方面可以使用既有的硬件資源，另一方面可以降低通訊開銷。
[0010]進(jìn)一步降低開銷通過在改變旁路的工作方式時使用所存儲的參考值來得到。為此可以將轉(zhuǎn)速變化分配給相應(yīng)的參考值，由該參考值得出對于旁路的工作方式的改變的量度。例如可以對所述轉(zhuǎn)速進(jìn)行分類并且對于不同的轉(zhuǎn)速類別準(zhǔn)備好相應(yīng)的存儲的參考值。通過這種方式，使得在將當(dāng)前的轉(zhuǎn)速分配給所述旁路的確定的工作方式時的復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算成為多余。一方面由此減小了硬件開銷(計算功率)，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)盡可能快地提供用于所述旁路的新的工作方式的結(jié)果。
[0011]用于改變所述旁路的工作方式的示例包括:只要所述轉(zhuǎn)速達(dá)到1500轉(zhuǎn)每分鐘(U/min)和4500U/min之間的范圍，就將火花持續(xù)時間改變到2 ms和4 ms之間的范圍上。優(yōu)選地，如果所述轉(zhuǎn)速達(dá)到高于約2000U/min至3000U/min的范圍，則得出約3 ms的數(shù)值用于所述火花持續(xù)時間。替代地或附加地，只要所述轉(zhuǎn)速達(dá)到3500U/min和5500U/min之間的范圍，就可以將火花持續(xù)時間改變到I ms至3 ms上。優(yōu)選地，只要所述轉(zhuǎn)速達(dá)到4000U/min和5000U/min之間的范圍，就可以將所述火花持續(xù)時間確定為約2 ms。替代地或附加地，只要所述轉(zhuǎn)速達(dá)到4500U/min和6500 U/min之間的范圍，就可以將所述火花持續(xù)時間減小到0.5 ms至2 ms。特別地，只要所述轉(zhuǎn)速達(dá)到5500U/min和6500 U/min之間的范圍，就可以將所述火花持續(xù)時間確定為約I ms。替代地，可以在O和2500 U/min之間的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使用3 ms的火花持續(xù)時間，在2500和4000 U/min之間的轉(zhuǎn)速內(nèi)使用2 ms的火花持續(xù)時間，并且在高于4000U/min時使用I ms的火花持續(xù)時間。上面所提到的轉(zhuǎn)速分類和用于火花持續(xù)時間的類別例如可以作為參考值存儲在存儲器內(nèi)并且(例如根據(jù)其他運行特征參量)用于確定當(dāng)前的火花持續(xù)時間。相應(yīng)地，可以針對前面提到的轉(zhuǎn)速范圍預(yù)定義并且存儲點火時刻的改變。這能夠?qū)崿F(xiàn)簡單且穩(wěn)健地對所述轉(zhuǎn)速進(jìn)行測評并且在對新的轉(zhuǎn)速范圍作出的響應(yīng)中迅速改變所述火花持續(xù)時間。
[0012]根據(jù)一種有利的設(shè)計方案，所述旁路的工作方式的改變作為第一步驟包括通過所述旁路根據(jù)所確定的轉(zhuǎn)速來確定所述電壓產(chǎn)生的時間間隔。通過這種方式還根據(jù)所確定的轉(zhuǎn)速來確定升壓斬波器的運行持續(xù)時間。最后在這種預(yù)先確定的時間間隔內(nèi)運行所述旁路，由此控制所述點火火花的持續(xù)時間，即所謂的火花-或火花燃燒時間。
[0013]十分有利的是，通過下述方式來進(jìn)行所述電壓產(chǎn)生的時間間隔的確定:將所確定的轉(zhuǎn)速合適地歸入到保存在所述存儲器中的轉(zhuǎn)速間隔內(nèi)，其中分別為所述轉(zhuǎn)速間隔分配了所述電壓產(chǎn)生的預(yù)先確定的時間間隔進(jìn)而分配了所述升壓斬波器的預(yù)先確定的運行持續(xù)時間。于是將所述時間間隔確定到被分配給合適的轉(zhuǎn)速間隔的時間間隔上。
[0014]用于內(nèi)燃機的點火系統(tǒng)一其中在該點火系統(tǒng)中可以使用根據(jù)本發(fā)明的方法一包括:旁路，該旁路用于受控制地維持借助于初級電壓發(fā)生器產(chǎn)生的火花;和用于確定內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速的器件。通過這種方式也可以由所述點火系統(tǒng)確定轉(zhuǎn)速變化。附加地，所述點火系統(tǒng)包括用于在對所確定的轉(zhuǎn)速