Система зажигания для двигателя внутреннего сгорания и способ управления такой системой - RU2017118447A

1. Cистема зажигания, содержащая:

высоковольтный трансформатор, содержащий первичную обмотку, имеющую первую индуктивность L₁, и вторичную обмотку, имеющую вторую индуктивность L₂;

первичный резонансный контур, содержащий указанную первичную обмотку и емкость С₁ первичного контура, имеющий первую резонансную частоту f₁;

свечу зажигания, соединенную с вторичной обмоткой в качестве нагрузки при использовании для формирования вторичного резонансного контура, содержащего указанную вторичную обмотку, емкость С₂ вторичного контура, которая содержит емкость вторичной обмотки и емкость, представленную нагрузкой, и сопротивление Rp нагрузки вторичного контура, которое содержит потери во вторичной обмотке и сопротивление, представленное нагрузкой, при этом сопротивление нагрузки вторичного контура при использовании и во время цикла зажигания изменяется между первым значением, которое является высоким, и вторым значением, которое является низким, причем вторичный резонансный контур имеет вторую резонансную частоту f₂;

схему возбуждения, соединенную с первичным контуром, для возбуждения первичной обмотки;

причем магнитная связь k между первичной обмоткой и вторичной обмоткой составляет менее 0,5, так что резонансный трансформатор, содержащий указанный первичный резонансный контур и указанный вторичный резонансный контур, в совокупности имеет синфазную резонансную частоту f_с и дифференциальную резонансную частоту f_d, когда указанное сопротивление нагрузки является высоким; и

контроллер, соединенный с цепью обратной связи от указанного первичного резонансного контура или указанного вторичного резонансного контура и сконфигурированный таким образом, чтобы во время цикла зажигания схема возбуждения возбуждала первичную обмотку на переменной частоте, которая зависит от указанного изменяющегося сопротивления нагрузки вторичного контура, при этом указанное изменяющееся сопротивление нагрузки вторичного контура выводится контроллером из указанной цепи обратной связи.

2. Система зажигания по п. 1, в которой свеча зажигания является коронной свечой зажигания для генерирования коронного разряда только для целей зажигания, при этом контроллер конфигурирован таким образом, чтобы вызывать возбуждение первичной обмотки на синхронной резонансной частоте с помощью указанной схемы возбуждения, когда сопротивление нагрузки является высоким, для генерирования коронного разряда, а когда формируется искра, в результате низкого сопротивления нагрузки, тогда либо: а) прекращается возбуждение первичной обмотки, либо b) возбуждение первичной обмотки происходит на частоте, которая по существу отличается от резонансной частоты, в результате чего прекращается передача мощности в плазму искрового разряда.

3. Система зажигания по п. 1, в которой свеча зажигания является искровой свечой зажигания для генерирования искрового разряда для зажигания, при этом контроллер конфигурирован таким образом, чтобы вызывать возбуждение первичной обмотки на синфазной резонансной частоте или дифференциальной резонансной частоте с помощью схемы возбуждения, когда сопротивление нагрузки является высоким, в результате чего генерируется высокое напряжение для формирования искрового разряда, а когда сопротивление нагрузки является низким - возбуждать первичную обмотку на другой частоте, чтобы передавать заданное количество мощности в нагрузку.

4. Система зажигания по п. 2 или 3, в которой, если частота возбуждения равна синфазной резонансной частоте, значение C₁ является таким, что C₁ < L₂C₂/(1+0,5k)L₁, с тем чтобы улучшить эффективный коэффициент добротности резонансного трансформатора.

5. Система по п. 3, в которой, если частота возбуждения равна дифференциальной резонансной частоте, значение C₁ является таким, что C₁ > L₂C₂/(1-0,5k)L₁, с тем чтобы улучшить эффективный коэффициент добротности резонансного трансформатора.

6. Способ возбуждения системы зажигания, содержащей высоковольтный трансформатор, который содержит первичную обмотку, имеющую первую индуктивность L₁, и вторичную обмотку, имеющую вторую индуктивность L₂; первичный резонансный контур, содержащий указанную первичную обмотку и емкость С₁ первичного контура и имеющий первую резонансную частоту f₁; свечу зажигания, соединенную с вторичной обмоткой в качестве нагрузки при использовании для формирования вторичного резонансного контура, содержащего указанную вторичную обмотку, емкость С₂ вторичного контура, которая содержит емкость вторичной обмотки и емкость, представленную указанной нагрузкой, и сопротивление Rp нагрузки вторичного контура, которое содержит потери во вторичной обмотке и сопротивление, представленное указанной нагрузкой, при этом сопротивление нагрузки вторичного контура при использовании и во время цикла зажигания изменяется между первым значением, которое является высоким, и вторым значением, которое является низким, причем вторичный резонансный контур имеет вторую резонансную частоту f₂; схему возбуждения, соединенную с первичным контуром для возбуждения первичной обмотки на частоте возбуждения; магнитная связь k между первичной обмоткой и вторичной обмоткой составляет менее 0,5, так что резонансный трансформатор, содержащий указанный первичный резонансный контур и указанный вторичный резонансный контур, в совокупности имеет синфазную резонансную частоту f_с и дифференциальную резонансную частоту f_d, когда сопротивление нагрузки является высоким; характеризующийся тем, что

во время цикла зажигания возбуждают первичную обмотку на переменной частоте, которая зависит от указанного изменяющегося сопротивления нагрузки вторичного контура.

7. Способ по п. 6, в котором свеча зажигания является коронной свечой зажигания для генерирования коронного разряда только для целей зажигания, при этом, когда сопротивление нагрузки является высоким, возбуждают первичную обмотку на синфазной резонансной частоте для генерирования коронного разряда, и когда формируется искровой разряд в результате низкого сопротивления нагрузки, тогда либо а) прекращают возбуждение первичной обмотки, либо b) возбуждают первичную обмотку на частоте, которая по существу отличается от резонансной частоты, в результате чего прекращается передача мощности в плазму искрового разряда.

8. Способ по п. 6, в котором свеча зажигания является искровой свечой зажигания для генерирования искрового разряда для зажигания, при этом, когда сопротивление нагрузки является высоким, возбуждают первичную обмотку на синфазной резонансной частоте или дифференциальной резонансной частоте, таким образом, генерируя высокое напряжение для формирования искрового разряда, а когда сопротивление нагрузки является низким, возбуждают первичную обмотку на другой частоте, чтобы передавать заданное количество мощности в нагрузку.