[发明专利]对燃烧室内燃料-空气混合物进行点火，尤其是在内燃机内通过电晕放电进行点火的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的方法以及根据权利要求17前序部分所述特征的系统。该方法和系统可从专利文件WO 2004/063560 A1中获知。

背景技术

WO 2004/063560 A1公开了燃料-空气混合物如何在内燃机的燃烧室内通过燃烧室内产生的电晕放电进行点火。为了达到该目的，一点火电极以电绝缘的方式通过燃烧室的一个壁面，该壁面连接地电势，并深入燃烧室中，优选地，所述壁面与燃烧室内的一活塞相对设置。所述点火电极与处于地电势的作为反电极的燃烧室壁面共同形成一电容。所述燃烧空间与其中所含物质起到电介质的作用。根据所述活塞周期，所述燃烧空间包含空气或燃料-空气混合物或废气。

所述电容为电气谐振电路的一部分，该电路通过高频电压进行供电，该高频电压由带有中心抽头的变压器产生。所述变压器与一开关装置配合工作，该开关装置交替地将一指定的DC电压施加到被中心抽头隔离的变压器的两个初级绕组。变压器的次级绕组供电给一串联谐振电路，该串联谐振电路具有由点火电极和燃烧室壁形成的电容。所述对谐振电路供电并通过变压器传送的交流电压频率通过下述方式进行控制，即使它尽可能的接近所述谐振电路的谐振频率。其结果是点火电极和设置点火电极的各燃烧室壁之间产生一过冲电压。所述谐振频率的范围在30KHz和3MHz之间，并且所述交流电压在点火电极上达到，例如，50kV到500kV的值。

在这种方式中，电晕放电能够在燃烧室内产生。所述电晕放电不应转变成电弧放电或火花放电。因此就可以确定，所述点火电极和燃烧室壁之间的电压会低于饱和击穿电压。为了达到此目的，在变压器的输出端测量平均电压和平均电流强度，并且通过该平均电压和平均电流强度的商计算出谐振电路的阻抗。将计算出的阻抗与阻抗的设定点值进行比较，该设定点值的选择方式为出使得电晕放电能够维持，但不会引起彻底的电压击穿。所述变压器的电流供应通过一调节器调节的方式为，例如通过脉宽调制，以使谐振电路的阻抗尽可能的接近设定点的值。

WO 2004/063560也公开了如何对高频点火装置的功能性进行监测，以及如何发出任何供给谐振电路的电压过低或过高以及任何对发动机控制装置点火失败的信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有益的改进方法，通过电晕放电点燃混合物的方式来点燃内燃机中的燃料-空气混合物。

该目的通过具有权利要求1所述特征的方法来实现。权利要求17的目的在于提供一种采用本发明方法在内燃机中点燃燃料-空气混合物的系统。本发明的进一步改进在从属权利要求中进行了描述。

本发明所述的方法用于点燃燃料-空气混合物，尤其是在内燃机中，尤其是在活塞发动机中，所述内燃机和活塞发动机具有一个或多个由壁面界定并处于地电势的燃烧室。所述方法尤其适用于机动车中的内燃机。在这种情况下，所述燃烧室的各个壁与机动车内储罐的接地端连接。

在本发明所述的方法中，一具有电容的电气谐振电路被供能，，所述电容由一从界定燃烧室的一个壁面延伸出来并伸入燃烧室中的电气隔离的点火电极以及处于地电势的燃烧室各个壁组合形成。在一带有往复式活塞的发动机中，所述点火电极优选地置于相应活塞的对面。所述谐振电路的供电通过下述方式进行控制，即在燃烧室中的点火电极和燃烧室的各壁之间产生电晕放电来点燃燃料-空气混合物，与此同时，避免了由于在点火电极和燃烧室各壁之间的完全电压击穿所带来的火花放电。

根据本发明，所述流入谐振电路的交流电流强度、给所述谐振电路供电的交流电压强度，和/或谐振电路的阻抗强度都是能够观测到的。表明燃烧室状态和/或燃烧室中的混合物状态的特征值可以通过观测或通过一个或多个由观测得出的测量值和/或按时间序列（chronological sequence）得到的测量值来获得。这些特征值优选地进入一诊断仪器（diagnostic instrument）和/或控制装置，特别是一发动机控制装置作为输入变量。

本发明具有如下显著优点：

·      本发明能够根据谐振电路的状态和燃烧室中存在的混合物状态得出结论。由点火电极和燃烧室的各壁面组合形成的电容取决于燃烧室的几何形状和尺寸，因此也取决于燃烧室中活塞的当前位置。此外，电容还取决于置于燃烧室中的介质及其状态。该电容尤其取决于所述介质的组成、温度、密度，并因此取决于其压力和其中的电荷载体的数量、类型以及构造。当（如在该种情况下）所述燃料-空气混合物通过电晕放电进行点火时，上述因素尤其重要。