用于调整电晕点火装置的振荡电路的激发频率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于调整电晕点火装置的振荡电路的激发频率的方法。
【背景技术】
[0002]文献WO 2010/011838 Al公开了一种电晕点火装置，使用该电晕点火装置，可在内燃机的燃烧室内通过燃烧室内产生的电晕放电点燃燃料/空气混合物。该电晕点火装置包括插入绝缘体中的点火电极。点火电极、绝缘体和包围绝缘体的套筒形成一个电容。该电容是电晕点火装置的电振荡电路的一部分，其用例如30kHz到50MHz的高频交流电压进行激发。结果是点火电极升压，导致在所述点火电极处形成电晕放电。
[0003]为保证有效的操作，重要的是使振荡电路的激发频率尽可能地接近其谐振频率。
[0004]文献WO 2010/011838 Al公开了通过测量振荡电路的各个馈电点处的电流和电压之间的相移，并用锁相回路将所述相移调成零值，来对振荡电路的频率进行调节。在串联振荡电路中，电流与电压在谐振状态同相(相移=零)。锁相回路控制开关装置的开关速率，借此，预定的电压被交替地施加于互感器的一个初级绕组和其它初级绕组。因此，电流和电压在互感器的次级侧上，在串联振荡电路的馈电点处彼此同相。
[0005]在现有技术中，包括HF点火装置的HF振荡电路的谐振频率的偏移是主要问题。这里涉及不同的原因。谐振频率偏移的一个原因涉及HF点火装置的点火电极的尖端的温度、湿度、污染的变化，和内燃机操作相关的参数的变化。如WO 2010/011838 Al所公开的，用锁相回路将激发频率调整为谐振频率是复杂的，而且只解决部分问题。其原因在于，相位控制容易受到锁相回路的各个部件的温度漂移和电压噪声的影响。
[0006]为避免锁相回路的缺点，从文献DE 10 2011 052 096 Al可得知监测振荡电路的电流或电压的瞬时值，并馈给高频发生器以初级电压脉冲，这些初级电压脉冲在电流或电压的瞬时值分别低于或超过预定的切换阈值时启动或终止。该方法的缺点是在测量技术方面非常复杂。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种以接近其谐振频率的相对简单的方式操作电晕点火装置的方法。
[0008]上述方法通过具有权利要求1的特征的方法和根据权利要求2所述的方法得到解决。
[0009]电晕点火装置的振荡电路具有若干个在激发频率接近谐振频率时发生变化的电变量。这些变量在下文中被称作频率相关变量。这些变量的例子为电流和电压之间的相、阻抗、或电流与电压的商。
[0010]当激发频率与谐振频率一致时，这些变量中的一些发生过零(zero crossing)。此类变量在高于和低于谐振频率的激发频率下具有不同的代数符号。其中的一个例子是电流和电压之间的相位。当激发频率与谐振频率一致时，其它频率相关变量具有极值。如果变量的值被作为激发频率的函数作图，则最大值或最小值出现在谐振频率处。例如，当激发频率与谐振频率一致时，阻抗最小。当激发频率与谐振频率一致时，电流与电压的商最大。在恒定的电压下，当激发频率与谐振频率一致时电流最大。
[0011 ] 所有频率相关变量共同的特征是，在频率变化的情况下，可将变量的当前值与变量的先前值相比，以确定频率变化是否导致了激发频率接近谐振频率。但是，由频率变化引起的频率相关变量的值变化会小到，因不可避免的测量误差而导致不能确定激发频率在频率变化之前或之后是否更接近谐振频率。这尤其适用于当频率相关变量只在谐振频率附近发生微小的变化时，例如，具有平坦的最大值或最小值。
[0012]在比较不同激发频率下测量的频率相关变量的两个值时，具有更接近谐振频率的激发频率的值在下文中被称作“更好的”。如果频率相关变量在谐振频率下发生过零，举例来说，例如电流和电压之间的相位，则更小的绝对值是“更好的”。如果频率相关变量在谐振频率下处于最小值，举例来说，例如阻抗，则更小的值因此是“更好的”。如果频率相关变量在谐振频率下处于最大值，举例来说，例如电流与电压的商，则更大的值因此是“更好的”。类似地，比较频率相关变量的两个值时，具有更远离谐振频率的激发频率的值被认为是“更差的”。
[0013]在根据本发明的方法中，为简单起见，电晕点火装置的振荡电路初始以激发频率激发，其中所述激发频率具有被称作起始值的值。对频率相关变量的值进行测量并且该值(其属于激发频率的起始值)被存储作为基准值。接着，激发频率在第一方向上逐渐变化(要么增大要么减小)并且在每个增量(increment)之后重新确定频率相关变量的值。在每种情况下，之后将该值与基准值进行比较。如果发现显著的改进，则将该值在随后用作基准值，并且其所属的激发频率的值被用作起始值。
[0014]如果激发频率在渐进式变化中增大，获得的激发频率的起始值并未在进一步的渐进式增大中显著改善。相反，在进一步的渐进式增大中，最终获得显著更差的频率相关变量的值。在根据本发明的方法中，将与该值相关联的激发频率存储作为第一边界。
[0015]替代逐渐增大激发频率的是，还可以减小激发频率。如果激发频率在渐进式变化中减小，最终获得的激发频率的起始值并未在进一步的渐进式减小中显著改善。相反，在进一步的渐进式减小中，最终获得显著更差的频率相关变量的值。将与该值相关联的激发频率之后存储作为第一边界值。
[0016]在此背景下，词语“显著”意味着基准值和在已变化的频率下测量的值之间的差超过预定的阈值。该阈值被选择为使得所述阈值大于测量误差。
[0017]如果第一边界值已被发现，则从起始值开始，激发频率在另一方向上逐渐改变，即，如果通过逐渐增大激发频率发现第一边界值，则激发频率减小，而如果通过逐渐减小激发频率发现第一边界值，则激发频率增大。该频率变化的另一个方向在下文中也被称作第二方向。
[0018]在每个增量之后，测量振荡电路的频率相关变量的值，并执行检查以确定所测量的值是否显著偏离基准值，即，频率相关变量的测量值偏离基准值的量是否大于预定阈值。如果频率相关变量的测量值比基准值显著更好，则激发频率的当前值被选择作为新的起始值，并且从该新的起始值开始，激发频率进一步在第二方向上变化。如果新的起始值是通过增大频率发现的，则继续增大。如果新的起始值是通过减小频率发现的，则继续减小。
[0019]这样，最终发现不再能通过进一步的渐进式频率变化而显著改善的激发频率起始值。在第二方向上的进一步的渐进式频率变化最终导致比基准值显著更差的频率相关变量的值。将激发频率的当前值，即与频率相关值的该值相关联的激发频率的值，存储作为第二边界值。
[0020]然后激发频率被设置为两个边界值的平均值。该平均值通常比之前确定的起始值更接近谐振频率。
[0021]如果该方法之后又执行一次，则两个边界值的平均值被用作起始值，由此，这两个边界值被重新确定。因此，根据最新的发现，激发频率的起始值始终是最佳已知值，即，与谐振频率最一致的值。在发动机启动之后，激发频率被首次设置时，用于启动该方法的起始值通常较差，因此通过激发频率的渐进式变化可以发现更好的值。如果之后在后续的发动机循环中执行该方法，以便将激发频率调整为已改变的谐振频率，则渐进式频率变化通常不导致起始值的显著改善，因此使得该方法能够以更少的步骤执行，并且因此更快捷。
[0022]根据本发明的方法能够完全在一个发动机循环中执行。由于谐振频率通常在多个发动机循环内缓慢地变化，因此该方法也可以在多个发动机循环内执行，例如，通过仅在第一发动机循环中确定第一边界值并且之后在第二发动机循环中确定第二边界值。优选地，频