Titel

Zündsvstem und Verfahren zum Betreiben eines Zündsvstems Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines

Zündsystems für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen

Primärspannungserzeuger und einen Bypass. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verringerung des Verschleißes innerhalb des

Zündsystems während des Betriebs.

Zündsysteme werden im Stand der Technik verwendet, um zündfähiges Gemisch in einer Brennkammer einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine zu entzünden. Hierzu wird eine Zündfunkenstrecke mit elektrischer Spannung beaufschlagt, im Ansprechen worauf der sich ausbildende Zündfunke das brennfähige Gemisch im Brennraum entzündet. Die Hauptanforderungen an moderne Zündsysteme ergeben sich indirekt aus notwendigen Emissions- und Kraftstoffreduzierungen. Aus entsprechenden motorischen Lösungsansätzen, wie Hochaufladung und Mager-/Schichtbetrieb (strahlgeführte Direkteinspritzung) in

Kombination mit erhöhten Abgasrückführraten (AGR), leiten sich Anforderungen an die Zündsysteme ab. Die Darstellung erhöhter Zündspannungs- und

Energiebedarfe bei erhöhten Temperaturanforderungen sind notwendig. Bei konventionellen induktiven Zündsystemen muss die gesamte zur Entflammung notwendige Energie in der Zündspule zwischengespeichert werden. Bei den hohen Anforderungen bezüglich der Zündfunkenenergie ergibt sich eine große Bauform der Zündspule. Dies steht mit den Anforderungen an geringe Bauräume heutiger Motorenkonzepte („Downsizing") in Konflikt. In einer früheren

Anmeldung der Anmelderin wurden zwei Hauptfunktionen des Zündsystems durch unterschiedliche Baugruppen übernommen. Ein Hochspannungserzeuger generiert die für den Hochspannungsdurchschlag an der Zündkerze erforderliche Hochspannung. Ein Bypass, z.B. in Form eines Hochsetzstellers, stellt Energie zur Aufrechterhaltung des Zündfunkens zur fortgeführten Gemischentflammung bereit. Auf diese Weise können hohe Funkenenergien bei optimiertem

Funkenstromverlauf trotz einer reduzierten Bauform des Zündsystems bereitgestellt werden.

Hohe Funkenströme führen bekanntermaßen zu starker Erosion der

Zündkerzenelektroden, wohingegen kleine Funkenströme zu einem

Funkenabriss führen können, falls die Zündfunkenenergie eine definierte Grenze unterschreitet. Die vorbekannten Systeme schöpfen das Potential zur

Verschleißminderung in Zündsystemen nicht zufriedenstellend aus.

Offenbarung der Erfindung

Der vorstehend genannte Bedarf wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems gestillt. Dieses zeichnet sich durch eine bedarfsgerechte Bereitstellung von Funkenenergie aus, so dass der

Funkenstrom auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Die

Arbeitsweise des Bypasses wird also abhängig vom Energiebedarf des

Zündfunkens verändert. Auf diese Weise kann ein Kompromiss zwischen Elektrodenerosion und Neigung zu Funkenabriss in geeigneter Weise realisiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems ist z.B. für eine benzinbetriebene Brennkraftmaschine besonders geeignet. Das Zündsystem umfasst einen Primärspannungserzeuger und einen Bypass, insbesondere als Hochsetzsteller ausgeführt, wobei der Bypass zum

Aufrechterhalten eines mittels des Primärspannungserzeugers erzeugten

Funkens eingerichtet ist. Über den Bypass kann Bordnetzenergie auf ein geeignetes Spannungsniveau gebracht und der Funkenstrecke zugeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch ein Ermitteln eines veränderten Energiebedarfes für einen mittels des Bypasses aufrecht zu erhaltenden Zündfunken aus. Mit anderen Worten kann in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Energiebedarf für den Zündfunken variieren und eine solche Variation erfindungsgemäß ermittelt werden. Im Ansprechen darauf wird die Arbeitsweise des Bypasses verändert, um die Zündfunkenenergie bedarfsgerecht zu dosieren. Auf diese Weise wird der Zündkerzenverschleiß durch Vermeidung von hohen Funkenströmen reduziert. Ein besonders starker

Elektrodenverschleiß an handelsüblichen Zündkerzen stellt sich beispielsweise bei Funkenströmen größer 100 mA ein. Zudem wird ein Funkenabriss durch Steigerung der Ausgangsleistung des Bypasses vermieden, indem bei

Unterschreitung eines unteren Funkenstromschwellwertes die Arbeitsweise des Bypasses angepasst wird. Alternativ wird bei Unter- oder Überschreitung eines Spannungsschwellwertes (Messspannung), der in entsprechender Beziehung zu dem Spannungswert an der Zündkerze steht, die Arbeitsweise des Bypasses angepasst. Auch die Reduktion von Verlustwärme im Bypass durch Regelung des Funkenstroms auf einen minimal benötigten Wert ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung. Die Belastung der elektrischen Bauteile (z.B. eines Hochspannungskondensators zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie) wird verringert. Daher können die elektrischen Bauelemente bei der Auslegung des Zündsystems kostengünstiger gewählt werden. Auch in der elektrischen (Steuer-) Schaltung wird bei der Anpassung der Arbeitsweise des Bypasses an einen veränderten Energiebedarf weniger Verlustwärme erzeugt. Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung eine geringere Energieaufnahme des Zündsystems aus dem Bordnetz (z.B. eines Kraftfahrzeugs (KFZ) oder eines

PKW), wodurch Kabelquerschnitte kleiner dimensioniert und Verbrauchsvorteile erzielt werden können. Zudem bedeuten geringere Ströme innerhalb des

Zündsystems eine Verringerung elektromagnetischer Emissionen. Mit anderen Worten wird die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) verbessert.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Bevorzugt umfasst das Ermitteln des veränderten Energiebedarfes ein Messen eines Zündfunkenstromes oder einer Zündfunkenspannung bzw. einer entsprechenden Messspannung. Dies kann beispielsweise durch einen Shunt erfolgen, über welchen ein Strom durch die Zündfunkenstrecke des Zündsystems ermittelt wird. Die Spannungsermittlung kann beispielsweise mit Hilfe einer elektrischen Ansteuerung oder einer analogen elektrischen Schaltung, z.B. in Form eines MikroControllers, eines Field Programmable Gate Array (FPGA) oder eines ASIC innerhalb des Zündsystems erfolgen. Auf diese Weise ist ein geringer bzw. kein zusätzlicher Hardware- Auf wand zur Realisierung des

erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich.

Weiter bevorzugt umfasst das Ermitteln des veränderten Energiebedarfes ein Vergleichen einer gemessenen elektrischen Kenngröße eines Zündfunkens mit einer zugeordneten Referenz. Die Referenz kann beispielsweise einem

Speichermittel entnommen werden. Diese kennzeichnet beispielsweise Schwellwerte beim Überschreiten welcher die Zündfunkenenergie zur

Vermeidung von Erosion gesenkt werden sollte und beim Unterschreiten welcher die Zündfunkenenergie zum Vermeiden eines unerwünschten Funkenabrisses erhöht werden sollte. Beispielsweise können Schwellwerte in Form von

Zündfunkenströmen und/oder Zündfunkenspannungen als elektrische

Kenngrößen abgespeichert und mit ermittelten Kenngrößen verglichen werden. Der Vergleich mit einzelnen Schwellwerten stellt eine einfache mathematische Operation dar, die schaltungstechnisch kostengünstig und platzsparend zu implementieren ist.

Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt eines Klassifizierens der elektrischen Kenngröße, indem ein Messwert für die elektrische Kenngröße einem vordefinierten Kenngrößenintervall z.B. innerhalb eines Speichermittels des Zündsystems zugeordnet wird. Dabei kann das Zündsystem eingerichtet sein, jeweiligen Kenngrößenklassen geeignete Betriebsparameter des Bypasses zuzuordnen. Die Parameter können beispielsweise innerhalb eines

Speichermittels des Zündsystems der jeweiligen Kenngrößenklasse zugeordnet sein und im Ansprechen auf ein Klassifizieren zum Betrieb des Bypasses angewendet werden. Auch diese Operation ist eine wenig aufwendige und schaltungstechnisch einfach und schnell realisierbare Möglichkeit zur

Implementierung der vorliegenden Erfindung.

Sehr vorteilhaft ist, wenn der veränderte Energiebedarf ermittelt, indem in einem ersten Schritt eine elektrische Kenngröße und/oder eine Änderung dieser Kenngröße und/oder eine Änderungsgeschwindigkeit dieser Kenngröße ermittelt wird. Die elektrische Kenngröße ist beispielsweise ein Strom des Zündfunkens und/oder eine eine Spannung des Zündfunkens charakterisierende Spannung. In einem zweiten Schritt wird ermittelt, ob eine Überschreitungsbedingung und/oder eine Unterschreitungsbedingung erfüllt ist, indem ermittelt wird, ob eine

Vergleichsgröße einen vorbestimmten oberen Schwellwert überschreitet und/oder einen vorbestimmten unteren Schwellenwert unterschreitet. Dabei kann die Vergleichsgröße die ermittelte Kenngröße oder die Änderung der ermittelten Kenngröße oder die Änderungsgeschwindigkeit der ermittelten Kenngröße sein. Die Arbeitsweise des Bypasses wird gemäß dem Ausführungsbeispiel verändert, indem die Ausgangsleistung oder eine die Ausgangsleistung charakterisierende

Größe verringert wird, wenn die Überschreitungsbedingung erfüllt ist. Wenn dagegen die Unterschreitungsbedingung erfüllt ist, droht ein Funkenabriss und es wird die Ausgangsleistung oder die die Ausgangsleistung charakterisierende Größe erhöht. Auf diese Weise wird der Funkenstrom auf einen Wert geregelt, dass weder ein Funkenabriss droht noch eine starke Erosion der

Zündkerzenelektrode auftritt.

Weiter bevorzugt erfolgt das Ermitteln der Kenngröße innerhalb einer elektrischen Ansteuerung, einer elektronischen Schaltung, z.B. in Form eines MikroControllers, eines FPGA und/oder eines ASICs des Zündsystems. Die vorgenannten elektronischen Bauelemente sind beispielsweise im Bereich des Zündsystems zur Steuerung des Zündvorgangs angeordnet. Daher ist eine

Implementierung der vorliegenden Erfindung auf diese Weise ohne zusätzlichen Hardwareaufwand möglich.

Weiter bevorzugt umfasst das Verändern der Arbeitsweise des Bypasses ein Erhöhen eines Ausgangsstromes und/oder einer Ausgangsspannung und/oder einer Ausgangsleistung des Bypasses. Insbesondere ist dies dann der Fall, wenn ermittelt wird, dass ein bisheriger Ausgangsstrom / eine bisherige

Ausgangsspannung / eine bisherige Ausgangsleistung zu einer elektrischen Kenngröße des Zündfunkens geführt hat, welcher eine vordefinierte Referenz (ein Schwellenwert) unterschreitet. Im umgekehrten Fall kann das Verändern der

Arbeitsweise des Bypasses auch ein Verringern eines Ausgangsstromes und/oder einer Ausgangsspannung und/oder einer Ausgangsleistung des Bypasses umfassen, um eine aktuelle elektrische Kenngröße des Zündfunkens auf einem Wert unterhalb einer Referenz (ein Schwellwert) abzusenken. Auf diese Weise kann sowohl eine Funkenerosion als auch ein Abreißen des

Zündfunkens wirksam vermieden bzw. verringert werden.

Zusätzlich kann das Verändern der Arbeitsweise des Bypasses ein Verlängern oder ein Verkürzen eines zur Aufrechterhaltung des Zündfunkens ausgegebenen elektrischen Signals umfassen. Beispielsweise kann im Ansprechen auf einen veränderten Betriebszustand (z.B. eine veränderte Drehzahl) eine Bereitstellung elektrischer Energie durch den Bypass verkürzt/verlängert werden, um veränderte Motordrehzahlen, und entsprechend auch die Zündfunkendauer, anzupassen. Zudem kann beispielsweise über Drucksensoren und/oder

Drehmomentsensoren ermittelt werden, dass eine erfolgreiche Zündung eines

Gemisches im Brennraum noch nicht erfolgt ist, so dass eine Aufrechterhaltung des Zündfunkens angezeigt erscheint. Diese Ausgestaltung bietet zusätzliche Freiheitsgrade bei der Zündung durch ein erfindungsgemäßes Verfahren.

Das für eine Brennkraftmaschine ausgebildete Zündsystem, mittels dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, weist einen Bypass zum

Aufrechterhalten eines mittels eines Primärspannungserzeugers erzeugten Funkens auf. Der Bypass kann beispielsweise als Hochsetzsteller ausgestaltet sein. Das Zündsystem umfasst Mittel zum Ermitteln eines veränderten

Energiebedarfes für einen mittels des Bypasses aufrecht zu erhaltenden

Zündfunken. Mit anderen Worten, können die Mittel eine

Betriebszustandsveränderung des Zündsystems bzw. der Brennkraftmaschine ermitteln, im Ansprechen auf welche die Zündkerze mit einer veränderten elektrischen Energie bzw. einer veränderten elektrischen Leistung zu versorgen ist, um einen Funkenabriss einerseits und einen übermäßigen Verschleiß des Zündsystems zu vermeiden. Zusätzlich umfasst das Zündsystem Mittel zum

Verändern der Arbeitsweise des Bypasses im Ansprechen auf eine ermittelte Energiebedarfsänderung. Diese Mittel sind eingerichtet, entsprechend dem veränderten Energiebedarf die Energiebereitstellung durch den Bypass zu justieren, um der Funkenstrecke eine modifizierte Leistung zuzuführen.

Beispielsweise umfasst das Zündsystem einen Shunt, mittels welchem es eingerichtet ist, eine Zündfunkenstrommessung durchzuführen, um einen veränderten Energiebedarf zu ermitteln. Die Spannungsmessung über dem Shunt kann beispielsweise mit Hilfe einer elektrischen Ansteuerung oder einer analogen elektrischen Schaltung, z.B. in Form eines MikroControllers, eines FPGA und/oder eines ASIC des Zündsystems erfolgen. Zusätzlich kann auch eine ohne Verwendung eines Shunts ermittelte Zündfunkenspannung durch die vorgenannten integrierten Schaltungen zur Ermittlung eines geänderten

Energiebedarfes der Zündfunkenstrecke verwendet werden. Als zu ermittelnde elektrische Kenngröße kommen auch hier Ströme, Spannungen und/oder Leistungen in Frage. Das Zündsystem kann ein FPGA bzw. einen ASIC, insbesondere ein jeweiliges solches an einer jeden Brennkammer oder an jeder Zündkerze, umfassen.

Beispielsweise weist das Zündsystem zusätzlich Speichermittel auf, mittels welcher es eingerichtet ist, den aktuellen Energiebedarf zu klassifizieren. Mit anderen Worten kann der im aktuellen Betriebszustand gemessene

Energiebedarf mit Energiebedarfsklassen innerhalb der Speichermittel verglichen werden. Die Speichermittel können zudem Betriebsparameter für den Bypass bereithalten, welche sich als geeignet für die jeweiligen Energiebedarfsklassen herausgestellt haben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:

Figur 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiel eines Zündsystems, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren Anwendung finden kann; und

Figur 2 Zeitdiagrammen zu elektrischen Kenngrößen wie sie beim

Betrieb des in Figur 1 dargestellten Zündsystems auftreten können; und

Figur 3 ein Flussdiagramm, veranschaulichend Schritte eines

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Schaltung eines Zündsystems 1 , welches einen

Aufwärtstransformator 2 als Hochspannungserzeuger umfasst, dessen

Primärseite 3 aus einer elektrischen Energiequelle 5 über einen ersten Schalter 30 mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Der Aufwärtstransformator 2 bestehend aus einer Primärspule 8 und einer Sekundärspule 9 kann auch als erster Spannungserzeuger oder Primärspannungserzeuger bezeichnet werden. Am Eingang der Schaltung, mit anderen Worten also am Anschluss zur elektrischen Energiequelle 5, ist eine Sicherung 26 vorgesehen. Zur

Stabilisierung der Eingangsspannung ist darüber hinaus eine Kapazität 17 parallel zum Eingang der Schaltung bzw. parallel zur elektrischen Energiequelle 5 vorgesehen. Die Sekundärseite 4 des Aufwärtstransformators 2 wird über eine induktive Kopplung der Primärspule 8 und der Sekundärspule 9 mit elektrischer Energie versorgt und weist eine aus dem Stand der Technik bekannte Diode 23 zur Einschaltfunkenunterdrückung auf, wobei diese Diode alternativ durch eine Diode 21 ersetzt werden kann. In einer Masche mit der Sekundärspule 9 und der Diode 23 ist eine Funkenstrecke 6 gegen eine elektrische Masse 14 vorgesehen, über welche der Zündstrom i ₂ das brennfähige Gasgemisch entflammen soll. Zwischen der elektrischen Energiequelle 5 und der Sekundärseite 4 des

Aufwärtstransformators 2 ist ein Bypass 7 vorgesehen, der beispielsweise die elektronischen Bauelemente eines Hochsetzstellers umfasst, nämlich eine Induktivität 15, einen Schalter 27, eine Kapazität 10 und eine Diode 16. In diesem Bypass 7 ist die Induktivität 15 in Form eines Transformators mit einer Primärseite 15 1 und einer Sekundärseite 15_2 vorgesehen. Die Induktivität 15 dient hierbei als Energiespeicher, um einen Stromfluss aufrecht zu erhalten. Zwei erste Anschlüsse der Primärseite 15 1 und der Sekundärseite 15_2 des

Transformators sind jeweils mit der elektrischen Energiequelle 5 bzw. der Sicherung 26 verbunden. Dabei ist ein zweiter Anschluss der Primärseite 15 1 über den Schalter 27 mit der elektrischen Masse 14 verbunden. Ein zweiter

Anschluss der Sekundärseite 15_2 des Transformators ist ohne Schalter direkt mit der Diode 16 verbunden, die wiederum über einen Knotenpunkt mit einem Anschluss der Kapazität 10 verbunden ist. Dieser Anschluss der Kapazität 10 ist beispielsweise über einen Shunt 19 mit der Sekundärspule 9 und ein anderer Anschluss der Kapazität 10 ist mit der elektrischen Masse 14 verbunden. Die

Ausgangsleistung des Hochsetzstellers wird über den Knotenpunkt an der Diode 16 in das Zündsystem eingespeist und der Funkenstrecke 6 zur Verfügung gestellt. Die Diode 16 ist in Richtung der Kapazität 10 leitfähig orientiert. Der Aufbau des

Bypass 7 ist somit vergleichbar mit einem Hochsetzsteller. Aufgrund des

Übertragungsverhältnisses wirkt ein Schaltvorgang durch den Schalter 27 im Zweig der Primärseite 15_1 auch auf der Sekundärseite 15_2. Da jedoch Strom und Spannung gemäß dem Übersetzungsverhältnis auf der einen Seite höher bzw. niedriger als auf der anderen Seite des Transformators sind, lassen sich für

Schaltvorgänge günstigere Dimensionierungen für den Schalter 27 finden.

Beispielsweise können geringere Schaltspannungen realisiert werden, wodurch die Dimensionierung des Schalters 27 einfacher und kostengünstiger möglich ist. Gesteuert wird der Schalter 27 über eine Ansteuerung 24, welche über einen Treiber 25 mit dem Schalter 27 verbunden ist. Zwischen der Kapazität 10 und der

Sekundärspule 9 ist der Shunt 19 als Strommessmittel oder

Spannungsmessmittel vorgesehen, dessen Messsignal dem Schalter 27 zugeführt wird. Auf diese Weise ist der Schalter 27 eingerichtet, auf einen definierten Bereich der Stromstärke i ₂ durch die Sekundärspule 9 zu reagieren. Zur Absicherung der Kapazität 10 ist eine Zenerdiode 21 in Sperrrichtung parallel zur Kapazität 10 geschaltet. Überdies erhält die Ansteuerung 24 ein Steuersignal S _H ss- Über dieses kann die Einspeisung von Energie bzw. Ausgangsleistung über den Bypass 7 in die Sekundärseite ein- und ausgeschaltet werden. Dabei kann auch die Leistung der durch den Bypass bzw. in die Funkenstrecke eingebrachten elektrischen Größe, insbesondere über die Frequenz und/oder das Puls-Pause-Verhältnis über ein geeignetes Steuersignal S _H ss gesteuert werden. Des Weiteren ist ein Schaltsignal 32 angedeutet, mittels dessen der

Schalter 27 über den Treiber 25 angesteuert werden kann. Bei geschlossenem Schalter 27 wird die Induktivität 15 über die elektrische Energiequelle 5 mit einem Strom versorgt, welcher bei geschlossenem Schalter 27 unmittelbar in die elektrische Masse 14 fließt. Bei offenem Schalter 27 wird der Strom durch die Induktivität 15 über die Diode 16 auf den Kondensator 10 geleitet. Die sich im

Ansprechen auf den Strom im Kondensator 10 einstellende Spannung addiert sich zu der über der Sekundärspule 9 des Aufwärtstransformators 2 abfallenden Spannung, wodurch der Lichtbogen an der Funkenstrecke 6 gestützt wird. Dabei entlädt sich jedoch der Kondensator 10, so dass durch Schließen des Schalters 27 Energie in das magnetische Feld der Induktivität 15 gebracht werden kann, um bei einem erneuten Öffnen des Schalters 27 diese Energie wieder auf den Kondensator 10 zu laden. Erkennbar wird die Ansteuerung 31 des in der

Primärseite 3 vorgesehenen Schalters 30 deutlich kürzer gehalten, als dies durch das Schaltsignal 32 für den Schalter 27 der Fall ist. Optional kann ein

nichtlinearer Zweipol, durch eine gestrichelt dargestellte Hochspannungsdiode 33 symbolisiert, der sekundärseitigen Spule 9 des Hochsetzstellers parallel geschaltet werden. Diese Hochspannungsdiode 33 überbrückt den

Hochspannungserzeuger 2 sekundärseitig, wodurch die durch den Bypass 7 gelieferte Energie bzw. Ausgangsleistung direkt an die Funkenstrecke 6 geführt wird, ohne durch die Sekundärspule 9 des Hochspannungserzeugers 2 geführt zu werden. Somit entstehen keine Verluste über der Sekundärspule 9 und der Wirkungsgrad steigt.

Eine erfindungsgemäße Ermittlung eines veränderten Energiebedarfes für den Zündfunken ist durch eine informationstechnische Anbindung des

Motorsteuergerätes (MSG) 40 möglich, welches ein erstes Signal S 4o zur Einstellung eines Betriebspunktes einer Brennkraftmaschine erhält und ein korrespondierendes zweites Signal S ₄₀ ' an einen MikroController 42 ausgibt. Der MikroController 42 ist weiter an einen Speicher 41 angebunden, aus welchem Referenzen in Form von Grenzwerten für Klassen von Energie für die aktuell oder zukünftig erforderliche elektrische Energie zur Aufrechterhaltung des Zündfunkens ausgelesen werden können. Der MikroController 42 ist zur

Beeinflussung der Arbeitsweise des Bypasses 7 eingerichtet, die Ansteuerung 24 mit einem bedarfsgemäß modifizierten Steuersignal S _H ss zu versorgen, im Ansprechen auf welches der Treiber 25 den Schalter 27 mit einem geänderten Schaltsignal 32 versorgt. Beispielsweise kann der Bypass 7 die Funkenstrecke 6 im Ansprechen auf den Erhalt des geänderten Schaltsignals 32 mit mehr oder weniger elektrischer Energie in Form einer erhöhten oder verringerten

Ausgangsspannung versorgen.

Figur 2 zeigt Zeitdiagramme für a) den Zündspulenstrom i _zs , b) den zugehörigen Bypassstrom i _H ss , c) die ausgangsseitige Spannung über der Funkenstrecke 6, d) den Sekundärspulenstrom i ₂ für das in Figur 1 dargestellte Zündsystem ohne (501 ) und mit (502) Verwendung des Bypasses 7, e) das Schaltsignal 31 des Schalters 30 und f) das Schaltsignal 32 des Schalters 27. Im Detail: Diagramm a) zeigt einen kurzen und steilen Anstieg des Primärspulenstroms i _zs , welcher sich während derjenigen Zeit einstellt, in welcher sich der Schalter 30 im leitenden

Zustand („ON", siehe Diagramm 3e) befindet. Mit Ausschalten des Schalters 30 fällt auch der Primärspulenstrom i _zs auf 0 A ab. Diagramm b) veranschaulicht überdies die Stromaufnahme des Bypasses 7, welche durch eine pulsförmige Ansteuerung des Schalters 27 zustande kommt. In der Praxis haben sich als Schaltfrequenz Taktraten im Bereich mehrerer zehn kHz bewährt, um einerseits entsprechende Spannungen und andererseits akzeptable Wirkungsgrade zu realisieren. Beispielhaft seien die ganzzahligen Vielfachen von 10000 Hz im Bereich zwischen 10 und 100 kHz als mögliche Bereichsgrenzen genannt. Zur Regelung der an die Funkenstrecke abgegebenen Leistung empfiehlt sich dabei eine, insbesondere stufenlose, Regelung des Puls-Pause- Verhältnisses des

Signals 32 zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals. Diagramm c) zeigt den Verlauf 34 der sich beim erfindungsgemäßen Betrieb an der

Funkenstrecke 6 einstellenden Spannung. Diagramm d) zeigt die Verläufe des Sekundärspulenstroms i ₂ . Sobald sich der Primärspulenstrom i _Z s aufgrund eines Öffnens des Schalters 30 zu 0 A ergibt und sich damit die im

Aufwärtstransformator gespeicherte magnetische Energie in Form eines

Lichtbogens über der Funkenstrecke 6 entlädt, stellt sich ein Sekundärspulenstrom i ₂ ein, der ohne Bypass (501 ) rasch gegen 0 abfällt. Im Gegensatz hierzu wird durch eine pulsförmige Ansteuerung (siehe Diagramm f, Schaltsignal 32) des Schalters 27 ein im Wesentlichen konstanter

Sekundärspulenstrom i ₂ (502) über die Funkenstrecke 6 getrieben, wobei der Sekundärstrom i ₂ von der Brennspannung an der Funkenstrecke 6 abhängt und hier der Einfachheit halber von einer konstanten Brennspannung ausgegangen wird. Erst nach Unterbrechung des Bypasses 7 durch Öffnen des Schalters 27 fällt nun auch der Sekundärspulenstrom i ₂ gegen 0 A ab. Aus Diagramm d) ist erkennbar, dass die abfallende Flanke durch die Verwendung des Bypasses 7 verzögert wird. Die gesamte Zeitdauer, während welcher der Bypass verwendet wird, ist als t _H ss und die Zeitdauer, während welcher Energie primärseitig in den Aufwärtstransformator 2 gegeben wird, als t, gekennzeichnet. Der Startzeitpunkt von t _H ss gegenüber t, kann variabel gewählt werden. Zudem ist es auch möglich, durch einen (nicht- dargestellten) zusätzlichen DC-DC-Wandler die von der elektrischen Energiequelle gelieferte Spannung zu erhöhen, bevor diese im

Bypass 7 weiter verarbeitet wird. Es sei zur Kenntnis genommen, dass konkrete Auslegungen von vielen schaltungsinhärenten und externen Randbedingungen abhängen. Es stellt den befassten Fachmann vor keine unzumutbaren Probleme, die für seinen Zweck und die von ihm zu berücksichtigenden Randbedingungen geeigneten Dimensionierungen selbst vorzunehmen.

Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm, veranschaulichend die Schritte eines

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei wird in Schritt 100 ein veränderter Energiebedarf für einen mittels des Bypasses aufrecht zu erhaltenden Zündfunken ermittelt. Im Zuge dessen wird eine Messung einer elektrischen Betriebsgröße des Zündsystems (insbesondere der

Zündfunkenstrecke) durchgeführt und der ermittelte Wert in Schritt 200 mit einer abgespeicherten Referenz verglichen. Zu der Referenz, welche beispielsweise als den Messwerten zugeordnete Betriebsgrößenklasse abgespeichert sein kann, wird ein zugehöriger Betriebsparameter ausgelesen und in Schritt 300 die

Arbeitsweise des Bypasses entsprechend dem aktualisierten Betriebsparameter verändert. Beispielsweise kann der Parameter eine Änderung einer

Schaltfrequenz beim Betrieb eines Hochsetzstellers als Bypass anzeigen. Durch die veränderte Schaltfrequenz wird eine veränderte Spannung durch den Bypass an die Funkenstrecke geliefert, so dass entweder ein Abreißen des Funkens oder eine erhöhte Elektrodenerosion vermieden werden können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der veränderte Energiebedarf ermittelt, indem im Schritt 100 eine elektrische Kenngrö ße und/oder eine Änderung dieser Kenngröße und/oder eine Änderungsgeschwindigkeit dieser Kenngröße ermittelt wird. Die elektrische Kenngrö ße ist beispielsweise ein Strom des Zündfunkens und/oder eine eine Spannung des Zündfunkens charakterisierende Spannung.

Au ßerdem wird im Schritt 200 ermittelt, ob eine Überschreitungsbedingung und/oder eine Unterschreitungsbedingung erfüllt ist, indem geprüft wird, ob eine Vergleichsgröße einen vorbestimmten oberen Schwellwert überschreitet und/oder einen vorbestimmten unteren Schwellenwert unterschreitet. Wenn die Vergleichsgrö ße den vorbestimmten oberen Schwellwert überschreitet, ist die

Überschreitungsbedingung erfüllt. Wenn die Vergleichsgröße den vorbestimmten unteren Schwellwert unterschreitet, ist die Unterschreitungsbedingung erfüllt. Dabei kann die Vergleichsgröße die ermittelte Kenngrö ße oder die Änderung der ermittelten Kenngrö ße oder die Änderungsgeschwindigkeit der ermittelten Kenngröße sein. Der obere Schwellwert und/oder der untere Schwellwert ist beispielsweise in einem Speicher statisch oder dynamisch gespeichert.

Die Arbeitsweise des Bypasses wird gemäß dem Ausführungsbeispiel im Schritt 300 verändert, indem die Ausgangsleistung oder eine die Ausgangsleistung charakterisierende Grö ße verringert wird, wenn die Überschreitungsbedingung erfüllt ist. Wenn dagegen die Unterschreitungsbedingung erfüllt ist, droht ein Funkenabriss und es wird die Ausgangsleistung oder die die Ausgangsleistung charakterisierende Grö ße erhöht. Das Verringern oder Erhöhen der

Ausgangsleistung des Bypasses oder der die Ausgangsleistung es Bypasses charakterisierenden Größe kann in vorgebbaren Stufen oder kontinuierlich erfolgen, und zwar ausgehend von einem Vorgabewert oder einem

vorhergehenden Wert. Die Werte der einzelnen Stufen zur Verringerung oder Erhöhung der Ausgangsleistung sind beispielsweise in einem Speicher statisch oder dynamisch gespeichert.

Die Schritte zur Ermittlung des veränderten Energiebedarfes und die Schritte zum Verändern der Arbeitsweise des Bypasses 7 bilden eine Regelung. Diese Regelung ist beispielsweise als nichtlineare Regelung, insbesondere als

Zweipunktregelung oder Dreipunktregelung, ausgeführt. Es kann aber auch eine stetige Regelung vorgesehen werden, insbesondere eine Regelung mit P- und/oder I- und/oder D-Regelgliedern. Die Ausgangsleistung oder die die Ausgangsleistung charakterisierende Größe wird dabei durch Veränderung der getakteten Ansteuerung des Schalters 27 des Bypasses 7 erhöht oder verringert.

Es kann ein Computerprogramm vorgesehen sein, das dazu eingerichtet ist, alle beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Dabei ist das Computerprogramm auf einem Speichermedium gespeichert. Alternativ zu dem Computerprogramm kann das erfindungsgemäße Verfahren von einem im Zündsystem vorgesehenen elektrischen Schaltkreis, einer analogen

Schaltung, einem ASIC oder einem MikroController gesteuert werden, der dazu eingerichtet ist, alle beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.

Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften

Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten

Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.