INSTALACIÓN DE ENCENDIDO PARA UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Instalación de encendido para un motor de combustión interna, con una bobina de encendido (3), que puede ser alimentada sobre su lado primario (15) por una fuente de tensión y con una instalación de medición de la corriente secundaria (7) para la medición del desarrollo de la corriente del lado secundario (Isec) y con una instalación de regulación (12) para la regulación al menos temporal de la tensión del lado primario y/o de la corriente del lado primario (Ipri) en función del desarrollo medido de la corriente del lado secundario (Isec), caracterizada porque la fuente de tensión presenta al menos una fuente de tención de corriente continua y al menos un condensador (2) conectado en paralelo con ella, y porque la instalación de regulación (12) a continuación de una interrupción de la alimentación de la tensión o de la corriente del lado primario de la bobina de encendido (3) durante un proceso de encendido o a continuación de la caída de la tensión del lado primario o de la corriente del lado primario (Ipri) a través de la bobina de encendido (3) por debajo de un valor umbral predeterminable durante el proceso de encendido, solamente conecta la alimentación de la corriente de tensión o de corriente del lado primario de la bobina de encendido (3) de nuevo y la regula por encima del valor umbral cuando la corriente del lado secundario (Isec) inducida de esta manera actúa en la dirección del desarrollo previamente determinado de la corriente del lado secundario (Isec)

La presente invención se refiere a una instalación de encendido para un motor de combustión interna, en particular para un motor de gas, con una bobina de encendido, que puede ser alimentada sobre su lado primario por una fuente de tensión y con una instalación de medición de la corriente secundaria para la medición del desarrollo de la corriente del lado secundario y con una instalación de regulación para la regulación al menos temporal de la tensión del lado primario y/o de la corriente del lado primario en función del desarrollo medido de la corriente del lado secundario.

Ya se conocen instalaciones de encendido de este tipo en el estado de la técnica, ver por ejemplo el documento DE 10039725. A través de la regulación del lado primario en función del desarrollo de la corriente del lado secundario se controla en el estado de la técnica tanto el comienzo como también el desarrollo del proceso de encendido. En este caso, en el funcionamiento real interesa siempre de nuevo la extinción precoz de la chispa de encendido de la bujía de encendido dispuesta en el lado secundario de la bobina de encendido. Para alcanzar la duración de combustión prevista de la chispa de encendido, es necesario entonces encenderla de nuevo.

El problema de la presente invención es mejorar las instalaciones de encendido del tipo indicado al principio con el propósito de que después de la extinción precoz sea posible un restablecimiento lo más efectivo posible de la chispa de encendido.

Esto se consigue de acuerdo con la invención porque la instalación de regulación a continuación de una interrupción de la alimentación de la tensión o de la corriente del lado primario de la bobina de encendido durante un proceso de encendido o a continuación de la caída de la tensión del lado primario o de la corriente del lado primario a través de la bobina de encendido por debajo de un valor umbral predeterminado durante el proceso de encendido, solamente conecta la alimentación de la corriente de tensión o de corriente del lado primario de la bobina de encendido de nuevo y la regula por encima del valor umbral cuando la corriente del lado secundario inducida de esta manera actúa en la dirección del desarrollo, con preferencia inmediato, previamente determinado de la corriente del lado secundario.

Por lo tanto, de acuerdo con la invención está previsto que la instalación de regulación active el lado primario de la bobina de encendido de tal manera que la corriente inducida de este modo en el lado secundario está adaptada en el tiempo y en cuanto a la dirección a la corriente que fluye a través del proceso de encendido precedente todavía sobre el lado secundario, de modo que tiene lugar una superposición positiva o bien aditiva. De esta manera, se impide que la corriente inducida y la corriente presente todavía en el lado secundario se contrarresten, lo que significaría tanto una pérdida de tiempo durante el restablecimiento de la chispa de encendido como también una pérdida de energía. La chapa de encendido se puede restablecer de esta manera rápidamente y de manera energéticamente efectiva, de modo que se alcanza la duración de combustión total prevista de un proceso de encendido.

En este caso, de manera más favorable está previsto que la instalación de regulación conecte de nuevo la alimentación de tensión y/o de corriente del lado primario de la bobina de encendido durante o después de un cambio de polaridad o bien de un punto de anulación de la corriente del lado secundario o la regula por encima del valor umbral previamente determinado. El restablecimiento o bien la regulación por encima del valor umbral previamente determinado pueden estar previstos en este caso inmediatamente durante el cambio de polaridad o bien el punto de anulación de la corriente del lado secundario. Pero es más favorable prever un desplazamiento de tiempo predeterminado a continuación del cambio de polaridad o bien del punto de anulación y solamente después de este desplazamiento de tiempo conectar de nuevo la alimentación de la tensión del lado primario y/o de la corriente del lado primario o bien regularla por encima del valor umbral previamente determinado. Para adaptar el desplazamiento de tiempo a la frecuencia propia de la instalación de encendido, es favorable en este caso que el desplazamiento de tiempo predeterminado corresponda esencialmente a un cuarto del periodo propio, con preferencia del lado secundario, de la instalación de encendido, siendo el periodo propio el valor recíproco de la frecuencia propia.

Otras características y detalles de la presente invención resultan a partir de la siguiente descripción de las figuras. En este caso:

La figura 1 muestra un diagrama esquemático de un ejemplo de realización de acuerdo con la invención de una instalación de encendido.

La figura 2 muestra el desarrollo de diferentes parámetros para la representación de un proceso de encendido, y

La figura 3 muestra una representación esquemática para la colaboración entre la corriente primaria y la inducción magnética sobre el lado primario de la bobina de encendido.

El principio de regulación descrito anteriormente se puede utilizar para la activación de un encendido de condensador de alta tensión modulado (HKZ). El HKZ modulado se basa en la idea de alimentar la energía de encendido del condensador de forma progresiva a la bobina de encendido. Esto se puede realizar, en principio, de forma controlada o regulada. De acuerdo con la presente invención, se realiza la variante regulada y se describe a continuación. En la versión regulada, se conecta el lado primario de la bobina de encendido en función del estado de la chispa de encendido sobre el lado secundario en la tensión de alimentación. Una ventaja de este sistema reside en la prolongación temporal de la chispa de encendido con control simultáneo de la curca característica de la chispa de encendido. Se pueden alcanzar sin problemas duraciones de la combustión, con preferencia hasta 5.000 microsegundos con este sistema. Especialmente en motores de gas, se necesita con frecuencia una oferta de alta tensión hasta 40 kV (kilovoltios). Esto se puede conseguir con la excitación de un sistema de acuerdo con la invención en menos de 100 microsegundos. La duración de la combustión se predetermina por la instalación de regulación típicamente entre 100 y 1.200 microsegundos. Durante este tiempo, la chispa de encendido se caracteriza por una previsión regulable del valor teórico de la corriente de combustión Irated (ver la figura 2). La instalación de regulación debe activar en este caso la alimentación de la tensión de la bobina de encendido del lado primario de tal forma que se pueden alcanzar bien la característica predeterminada de la chispa de encendido o bien el desarrollo teórico de la corriente del lado Irated.

**(Ver fórmula)**

Los conceptos de la combustión o bien los motores de combustión interna con alto rendimiento presentan también turbulencias muy altas en el espacio de la combustión. A través de estas turbulencias se prolonga en el espacio la chispa de encendido de una bujía de encendido activada en el lado secundario por una instalación de encendido y se puede producir la extinción precoz. Para impedir una interrupción de la combustión en la cámara de combustión en virtud de una duración demasiado reducida de la combustión, la chispa de encendido debe restablecerse en el tiempo más corto posible. La tensión de encendido necesaria puede estar en este caso, en general, cerca de la oferta de alta tensión de la bobina de encendido. Para generar una chispa de encendido nueva lo más rápidamente posible, debería procurarse que durante la extinción de la chispa de encendido esté presente todavía energía residual en el circuito oscilan te del circuito de alta tensión, es decir, en el lado secundario de la bobina de encendido. Por lo tanto, para el restablecimiento de la chispa de encendido debe seleccionarse un instante, que utiliza positivamente la energía presente en el sistema. Esto se consigue porque la instalación de regulación 12 a continuación de una interrupción de la alimentación de tensión y/o de corriente del lado primario de la bobina de encendido durante un proceso de encendido o a continuación de la caída de la tensión del lado primario y/o de la corriente del lado primario Ipri a través de la bobina de encendido 3 por debajo del valor umbral previamente predeterminado durante el proceso de encendido, solamente conecta de nuevo la alimentación de la tensión y/o la alimentación de la corriente del lado primario de la bobina de encendido... [Seguir leyendo]

1. Instalación de encendido para un motor de combustión interna, con una bobina de encendido (3), que puede ser alimentada sobre su lado primario (15) por una fuente de tensión y con una instalación de medición de la corriente secundaria (7) para la medición del desarrollo de la corriente del lado secundario (Isec) y con una instalación de regulación (12) para la regulación al menos temporal de la tensión del lado primario y/o de la corriente del lado primario (Ipri) en función del desarrollo medido de la corriente del lado secundario (Isec), caracterizada porque la fuente de tensión presenta al menos una fuente de tención de corriente continua y al menos un condensador (2) conectado en paralelo con ella, y porque la instalación de regulación (12) a continuación de una interrupción de la alimentación de la tensión o de la corriente del lado primario de la bobina de encendido (3) durante un proceso de encendido

o a continuación de la caída de la tensión del lado primario o de la corriente del lado primario (Ipri) a través de la bobina de encendido (3) por debajo de un valor umbral predeterminable durante el proceso de encendido, solamente conecta la alimentación de la corriente de tensión o de corriente del lado primario de la bobina de encendido (3) de nuevo y la regula por encima del valor umbral cuando la corriente del lado secundario (Isec) inducida de esta manera actúa en la dirección del desarrollo previamente determinado de la corriente del lado secundario (Isec).

2. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la instalación de regulación (12) está configurada para la regulación al menos temporal de la tensión del lado primario y de la corriente del lado primario (Ipri) en función del desarrollo medido de la corriente del lado secundario (Isec).

3. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la instalación de regulación (12) conecta de nuevo la alimentación de tensión y/o de corriente del lado primario de la bobina de encendido (3) durante o después de un cambio de polaridad o bien de un punto de anulación de la corriente del lado secundario (Isec) o la regula por encima del valor umbral previamente determinado.

4. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la instalación de regulación (12) conecta de nuevo la alimentación de tensión y/o de corriente del lado primario de la bobina de encendido (3), con preferencia inmediatamente, o después de un desplazamiento de tiempo predeterminado a continuación de un cambio de polaridad o bien de un punto de anulación de la corriente del lado secundario (Isec) o la regula por encima del valor umbral previamente determinado.

5. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el desplazamiento de tiempo predeterminado corresponde esencialmente a un cuarto del periodo propio, con preferencia del lado secundario (16), de la instalación de encendido.

6. Instalación de encendido de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque cuando se conecta la instalación de encendido al comienzo de un proceso de encendido y/o a continuación de una interrupción de la alimentación de tensión y/o de corriente del lado primario de la bobina de encendido (3) o a continuación de la caída de la tensión del lado primario y/o de la corriente del lado primario (Ipri) a través de la bobina de encendido (3) por debajo del valor umbral previamente predeterminado durante el proceso de encendido, la instalación de regulación (12) prevé un intervalo de tiempo de activación (tan1, tan2), durante el cual se aplica de manera permanente sobre el lado primario

(15) de la bobina de encendido (3) la tensión de la fuente de tensión en toda la altura y/o durante un periodo de tiempo predeterminado.

7. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la instalación de regulación (12) supervisa durante el intervalo de tiempo de conexión (tan1, tan2) la corriente del lado secundario (Isec) a través de la instalación de medición de la corriente secundaria (7) y/o una tensión del lado secundario (Usec) cedida por la bobina de encendido (3) a través de una instalación de medición de la tensión secundaria (8) e interrumpe la alimentación de la tensión del lado primario de la bobina de encendido (3) cuando la corriente del lado secundario (Isec) y/o la tensión del lado secundario (Usec) cedida por la bobina de encendido excede(n) un valor límite predeterminado.

8. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque la instalación de regulación (12) regula la tensión del lado primario y/o la corriente del lado primario (Ipri) solamente a continuación del intervalo de tiempo de activación (tan1, tan2) en función del desarrollo de la corriente del lado secundario (Isec).

9. Instalación de encendido de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque sobre el lado primario (15) de la bobina de encendido (3) está previsto un conmutador (4) activado por la instalación de regulación (12), que presenta al menos un primer estado de conmutación, en el que la tensión de la fuente de tensión se aplica en la bobina de encendido (3), y al menos un segundo estado de conmutación, en el que la tensión de la fuente de tensión no se aplica en la bobina de encendido (3).

10. Instalación de encendido de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la instalación de regulación evalúa con la ayuda de la instalación de medición de la corriente secundaria (7) el desarrollo de la corriente del lado secundario (Isec) con respecto a su polaridad y/o su magnitud.

**(Ver fórmula)**

11. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque La instalación de regulación (12) evalúa con la ayuda de la instalación de medición de la corriente secundaria

(7) si la magnitud de la corriente del lado secundario (Isec) es o no mayor o igual que un valor mínimo predeterminado.

12. Instalación de encendido de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la instalación de regulación (12) está prevista para interrumpir o reducir la tensión aplicada en el lado primario (15) de la bobina de encendido (12) cuando una magnitud de una inducción magnética B sobre el lado primario (15) de la bobina de encendido (3) excede un valor máximo predeterminado.

13. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque el valor máximo predeterminado (Bmax) de la magnitud de la inducción magnética B es un límite superior de una zona de trabajo (17), en la que existe una relación al menos aproximadamente lineal entre la magnitud de la inducción magnética B y una corriente del lado primario (Ipri).

14. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizada porque el valor máximo (Bmax) predeterminado está por debajo de la zona saturada de la bobina de encendido (3).

15. Instalación de encendido de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizada porque la instalación de regulación (12) determina la magnitud de la inducción magnética B sobre el lado primario (15) de la bobina de encendido (3) indirectamente sobre la evaluación de una duración del (de los) tiempo(s) de conexión y del (de los) tiempo(s) de desconexión, de manera que durante el (los) tiempo(s) de conexión se aplican tensiones de la fuente de tensión en el lado primario (15) de la bobina de encendido (3) y durante el (los) tiempo(s) de desconexión no se aplica la tensión de la fuente de tensión en el lado primario (15) de la bobina de encendido (3).

16. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizada porque el valor máximo es un periodo de tiempo predeterminado y la instalación de regulación compara este periodo de tiempo con la suma de los tiempos de conexión, con preferencia a partir del comienzo de un proceso de encendido, menos la suma de los tiempos de desconexión, con preferencia a partir del comienzo del proceso de encendido.

17. Instalación de encendido de acuerdo con las reivindicaciones 12 a 14, caracterizada porque la instalación de encendido presenta una instalación de medición de la corriente primaria (14) y la instalación de regulación (12) determina la magnitud de la inducción magnética B sobre el lado primario

(15) de la bobina de encendido indirectamente a través de una evaluación de la corriente del lado primario (Ipri).

18. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizada porque el valor máximo es un valor máximo predeterminado de la corriente y la instalación de regulación (12) lo compara con la magnitud de la corriente del lado primario (Ipri).

19. Instalación de encendido de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizada porque la instalación de regulación (12), a continuación de una interrupción o una reducción de la tensión aplicada en el lado primario (15) de la bobina de encendido (12), solamente permite o inicia una reconexión o bien una elevación de la tensión de nuevo cuando la magnitud de la inducción magnética (B) en el lado primario (15) de la bobina de encendido (12) no alcanza el valor máximo (Bmax) predeterminado

o un valor teórico de reconexión predeterminado.

20. Instalación de encendido de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizada porque a continuación de una interrupción o reducción de la tensión aplicada en el lado primario (15) de la bobina de encendido, la instalación de regulación (12) solamente permite una reconexión o bien una elevación de la tensión del lado primario cuando cambia una polaridad de la corriente del lado secundario (Isec).

21. Instalación de encendido de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizada porque la fuente de tensión presenta un convertidor DC/DC.