[发明专利]用于控制电晕点火装置的方法

说明书

技术领域

本发明基于具有如专利权利要求1的前续部分中所规定特征的方法。该方法从WO 2010/011838 A1中可知。

背景技术

在WO 2004/063560 A1中公开内燃机的燃烧室中燃料-空气混合物如何通过燃烧室内产生的电晕放电被点火。为此，点火电极延伸通过一个处于地电位的燃烧室壁并与其电气隔离，并且伸入到燃烧室中，优选地与设置在燃烧室内的活塞相对。点火电极与燃烧室壁一起形成电容，该燃烧室壁处于地电位并用作反电极。燃烧室与其内容物用作电介质。根据活塞的实际冲程，空气或燃料-空气混合物或废气包含在所述燃烧室中。

电容是所产生的高频电压激发的电振荡电路的组成部分，例如，利用具有中心抽头的变压器。变压器与交替地施加可预定直流电压到通过中心抽头连接的变压器的两个初级绕组的开关设备配合。变压器的次级绕组为串联振荡电路供电，其电容部分由点火电极和燃烧室壁组成。激发振荡电路并由变压器供电的交流电压的频率被控制，以使其与振荡电路的共振频率尽可能接近。这导致点火电极和点火电极布置其中的燃烧室壁之间的电压过冲击。共振频率通常在500千赫至6兆赫之间，并且点火电极的交流电压达到例如50 kV－100 kV的值。

因而，电晕放电可在燃烧室中发生。电晕放电不应击穿为电弧放电或火花放电。因此，点火电极与地之间的电压保持在完全击穿电压以下。为此，从WO 2004/063560 A1中可知，在变压器的输入端测量电压和电流并由其计算阻抗作为电压和电流的商。将所计算的阻抗与所选阻抗的目标值进行比较，以便可保持电晕放电，而不发生完全电压击穿。

从WO 2010/011838 A1中可知，通过设定目标阻抗在初级侧控制变压器，因为首先，在足够低的电压，没有电晕放电发生，确定在变压器的输入端的所谓基线阻抗（baseline impedance）。从低电压开始，在变压器输入端的电流-电压关系初始为线性的，表明恒定阻抗：电流最初与电压成比例地增加。基线阻抗是各点火器的特征。一旦超过一定电压，阻抗就增加，这表明因为变压器初级侧上测量的电流强度不再与电压增加成比例，而是随电压的增加而越来越缓慢地逐步增加，直到点火电极和一个邻接燃烧室的壁之间发生电压击穿。在从WO2010/011838 A1已知的方法中，确定目标阻抗以使其为基线阻抗和附加阻抗的和。通过增大电压直到发生火花放电，附加阻抗小幅增加。只要检测到火花放电，则附加阻抗减小，减小幅度稍微大于前面幅度，以便因此避免进一步的火花放电并保持振荡电路共振。这样能够将变压器输入端的电流和电压保持在能够发生火花放电的值以下，并将其限制在电晕达到最大的值，因此实现燃料-空气混合物可靠点火。

发明内容

本发明的目的在于提供一种如何进一步改善电晕点火装置的点火行为并优化燃烧的方法。

本发明的目的是通过具有由权利要求1所限定的特征的方法来实现的。本发明的有利改进是从属权利要求的主旨。

一种电晕点火装置，利用源自点火电极的电晕放电，在周期性运转的内燃机中点燃燃料-空气混合物，利用施加到DC/AC转换器的初级侧的初级电压，电振荡电路被激励，该振荡电路连接于点火电极。在根据本发明的一个方法中，连续测量DC/AC转换器的初级侧上的阻抗，并且通过估算阻抗测量值来确定电晕放电开始的时间。将该时间点与目标值进行比较，且在引擎的后续工作周期中，根据所述比较的结果，改变DC/AC转换器的初级侧的激励。

在根据本发明的一个方法中，对于点燃电晕放电，可以通过闭环或开环控制将阻抗设定为目标值，该目标值具有有利的大电晕放电。不是简单地假定电晕放电开始的时间与阻抗的目标值达到的时间相对应，而是根据本发明考虑电晕放电通常点火早得多。

电晕放电的开始时间对于点火行为以及燃料非常重要，即使电晕放电的开始通常与燃烧室中燃料-空气混合物的点火时间不一致。可通过预先设定电晕放电开始的目标值来优化燃烧。如果电晕放电开始的时间偏离预定目标值，则通过改变DC/AC变换器的初级侧的激励来进行校正操作。

在此，考虑电晕放电的开始与目标值的偏离，即使在引擎的当前工作周期中，例如，如果电晕放电开始的过早，则通过减缓初级电压或初级电流的增加，或者，如果开始的过迟，则通过加速初级电压或初级电流的增加。燃料-空气混合物的点火时间取决于通过电晕放电释放的能量的量。因而，考虑到电晕放电的开始，可以将点火时间设定为最优值。