ZÜNDANLAGE FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN MIT FEHLZÜNDUNGSERKENNUNG DURCH VERGLEICH MIT REFERENZZÜNDUNGEN DERSELBEN ZÜNDSPULE

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage für Brennkraftmaschinen zur Überwachung einzelner Zündvorgänge nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Zündanlage mit einer Überwachungseinrichtung aus der DE-A-41 16 642 bekannt. Bei dieser Zündanlage werden durch Erfassen der auf die Primärseite transformierten Brennspannung Zündfunkenbrenndauer und Zündfunkenbrennspannung erfaßt und mit Grenzwerten für eine korrekte Zündung verglichen, so daß beim Erkennen einer fehlerhaften Verbrennung ein entsprechendes Fehlermeldesignal beispielsweise ein optisches Signal am Armaturenbrett des Fahrzeuges ausgegeben wird. Hierbei sind die Grenzwerte für eine korrekte Zündung in Abhängigkeit von Betriebsbereichen in der Applikation ermittelt und in einem Speicher abgelegt.

Vorteile der Erfindung

[0002] Die erfindgungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Grenzwerte für eine korrekte Zündung nicht fest vorgegeben sind, sondern sich verändernden Bedingungen, wie beispielsweise Zündspulen mit anderen Parametern, angepaßt werden. Somit kann auf veränderte Parameter einer Zündspule beispielsweise nach einem Austausch der Zündspule in der Werkstatt und der Verwendung einer Zündspule eines anderen Herstellers durch Anpassung der Grenzwerte Rechnung getragen werden. Dies führt dazu, daß nach einem Zündspulenaustausch nicht fälschlicherweise ein Zündfehler erkannt wird, obwohl die Zündung korrekt war bzw. daß ein Signal für eine korrekte Zündung ausgegeben wird, während die Zündung fehlerhaft war.Es ist weiterhin von Vorteil, daß zur Referenzwertbildung für die Grenzwerte einer korrekten Zündung die gemessenen Größen Funkendauer und Brennspannung verwendet werden, die in einem Zylinder gemessen werden, welcher von der gleichen Zündspule gespeist wird.

[0003] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführte Maßnahme sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die gemessenen Werte der Funkendauer und der Brennspannung, die für die Referenzwertbildung verwendet werden, in Last- und Drehzahlklassen abzulegen. Letztendlich ist es vorteilhaft, die Werte für die Referenzwertbildung zyklisch zu erneuern, wobei beispielsweise die letzten 10 Vergangenheitswerte für die Referenzwertbildung benutzt werden und nach jeder Zündung der älteste Wert durch den neu gemessenen Wert ersetzt wird. Letztendlich ist es vorteilhaft, für den Vergleich nur die Meßwerte der Zylinder heranzuziehen, die von derselben Zündspule gespeist werden. Bei einer Brennkraftmaschine mit rotierender Verteilung, können somit die Meßwerte aller Zylinder verglichen werden, während bei der Verwendung von Doppelfunkenspulen beispielsweise nur die Zylinder miteinander verglichen werden, die von dieser Doppelfunkenspule gespeist werden.

Zeichnung

[0004] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den Prinzipaufbau zur Erfassung der Funkendauer und der Brennspannung mit einer Doppelfunkenspule und Zündkerzen, Figur 2 zeigt den Spannungsverlauf im Normalbetrieb, wobei Figur 2a den Arbeitstakt, Figur 2b den Auspufftakt darstellt, in Figur 3 ist der Spannungsverlauf dargestellt, wenn die Zündkerze 2 einen Masseschluß hat, wobei Figur 3a den Spannungsverlauf im Arbeitstakt und Figur 3b im Auspufftakt darstellt, in Figur 4a ist der Spannungsverlauf im Auspufftakt und in Figur 4b ein Arbeitstakt dargestellt, wobei im Gegensatz zu 3a und 3b die Zündkerze mit Masseschluß sich im Arbeitstakt befindet, und Figur 5 einen Ablaufplan zur Fehlererkennung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0005] Figur 1 zeigt eine Möglichkeit, die Spannung an der Primärwicklung 10 einer Doppelfunkenspule 11 zu erfassen und zu überwachen. Hierbei ist zwischen der Primärwicklung 10 und dem Steuertransistor 12 ein Abgriff 13 vorgesehen, welcher an den Emitter eines pnp-Transistors geführt ist. Die primärseitig induzierte Brennspannung wird so über einen Spannungsteiler 15/16 an den positiven Eingang eines Komparators 17 geführt. Am zweiten Eingang des Komparators 17 liegt eine Referenzspannung U_REF an, die beispielsweise von einem Steuergerät 18 für den jeweiligen Betriebszustand vorgegeben wird. Somit steht am Ausgang des Komparators 17 ein der Funkendauer entsprechendes digitales Signal zur Verfügung, welches an das Steuergerät 18 geführt ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die induzierte Brennspannung über den pnp-Transistor 14 und den Spannungsteiler 15/16 direkt an das Steuergerät 18 zu führen, um neben der Funkendauer auch den Brennspannungsverlauf auszuwerten.

[0006] Bei der dargestellten Doppelfunkenspule 11 ist jedem Ende der Sekundärwicklung 19 eine Zündkerze ZK1 und ZK2 zugeordnet ist. Der Zündkerze ZK2 ist eine gestrichelte Verbindung 20 und gestrichelt ein Widerstand 21 zugeordnet. Diese Darstellung 20 und 21 soll einen Nebenschlußwiderstand an der Zündkerze ZK2 verdeutlichen, welcher beispielsweise durch Verschmutzungen der Zündkerze gebildet wird.

[0007] Figur 2 zeigt den Spannungsverlauf an den Zündkerzen ZK1 und ZK2 während einer Verbrennung, wobei in Figur 2a der Spannungsverlauf U(ZK1), der sich im Arbeitstakt befindenden Zündkerze ZK1, und in Figur 2b der Spannungsverlauf U(ZK2), der sich im Auspufftakt befindenden Zündkerze ZK2 dargestellt. Hier ist ersichtlich, daß die Brennspannung im Arbeitstakt aufgrund von Gasgemisch und Ansprechspannung der Kerzen deutlich größer ist als im Auspufftakt, während jedoch die Funkendauerlängen t1 bis t2 annähernd gleich sind.

[0008] In den Figuren 3 und 4 ist jeweils der Spannungsverlauf an den Zündkerzen dargestellt, während sich an der Zündkerze ZK2 ein Masseschluß befindet, wobei bei Figur 3 sich die Zündkerze ZK2 mit Masseschluß im Auspufftakt und bei Figur 4 im Arbeisttakt befindet.

[0009] Figur 3a zeigt den Spannungsverlauf u(ZK1) an der Zündkerze ZK1 im Arbeitstakt, während sich in Figur 3b die Zündkerze ZK2 mit Masseschluß im Auspufftakt befindet. Da an der Zündkerze ZK2 keine Energie umgesetzt wird, jedoch die gleiche Energiemenge wie im Normalbetrieb zu Verfügung steht, wird die Funkendauer t1 bis t2 größer sein.

[0010] In Figur 4b kann der Arbeitstakt an Zündkerze ZK2 mit Masseschluß keinen Beitrag zum Spannungsverlauf liefern, da aber auch hier die Energie für den Normalbetrieb zur Verfügung steht und Durchbruch- und Brennspannung an der Zündkerze ZK1 in Figur 5a im Auspufftakt sehr gering sind, wird die Funkendauer t1 bis t2 deutlich größer sind als im Normalbetrieb.

[0011] In Figur 5 sind schematisch die einzelnen Verfahrensschritte zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Im Arbeitsschritt 31 wird die Brennspannung U1 und U2 sowie der Zeitpunkt der Durchbruchszündung und der Zeitpunkt des Funkenendes zur Ermittlung der Funkendauer t1 bis t2 erfaßt. Im Arbeitsschritt 32 werden diese erfaßten Werte der jeweiligen Last bzw. Drehzahl zugeordnet und so bewertet in Tabellen abgelegt.

[0012] In der anschließenden Abfrage 33 wird untersucht, ob die zu einer Zündspule gehörigen erfaßten Werte der Brennspannung und der Funkendauer unter Berücksichtigung einer applizierbaren Toleranzgröße T annähernd gleich sind. Konnte die Abfrage 33 mit ja beantwortet werden, entsprechen also die gemessenen Größen den vorher gebildeten Referenzwerten, so führt der ja-Ausgang zu einem Arbeitsschritt 34, in welchem die Zündung als in Ordnung gewertet wird. Ein nein auf die Abfrage 33 führt zum Arbeitsschritt 35, in welchem die untersuchte Zündung als fehlerhaft gewertet wird. In einem anschließenden Arbeitsschritt 36 werden nun Fehlermaßnahmen, wie beispielsweise die Abschaltung der Einspritzung in diesem Zylinder bzw. die Erhöhung des Spannungsangebotes an der Zündspule eingeleitet, damit sich in diesem Fall die Zündkerze möglicherweise selbst freibrennen kann. Gleichzeitig ist es möglich eine optische oder akkustische Fehlerinformation für den Fahrer der Brennkraftmaschine auszugeben bzw. den Fehler abzuspeichern. Im anschließenden Arbeitsschritt 37 wird die darauffolgende Zündung in analoger Weise untersucht.

[0013] Wichtig bei dem durchgeführten Verfahren ist, daß jeweils nur die erfaßten Meßwerte einer Zündung verglichen werden, die von der gleiche Zündspule ausgelöst werden. Bei einer Brennkraftmaschine mit rotierender Verteilung könnten so die gemessenen Werte aller Zylinder miteinander verglichen werden, während beispielsweise bei Zündspulen mit Doppelfunkenspulen nur die Zylinder vergleichbar sind, die ein und derselben Zündspule zugeordnet sind.

Ansprüche

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit mindestens einer Zündspule (11) und einem mit der Primärwicklung (10) in Reihe liegenden steuerbarem Schalter (12) sowie einer am hochspannungsseitigem Ende der Sekundärwicklung angeschlossenen Zündkerze und einem zwischen Primärwicklung und Schalter (12) liegendem Abgriff (13) zur Erfassung der auf die Primärseite transformierten Brennspannung sowie einer nachgeordneten Auswerteschaltung (17, 18) zum Vergleich der erfaßten Brennspannung mit Grenzwerten für eine korrekte Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspule eine Doppelfunkenspule ist und an jedem Ende der Sekundärwicklung eine Zündkerze (ZK1, ZK2) angeschlossen ist und die Grenzwerte für eine korrekte Verbrennung aus der erfaßten Brennspannung mindestens eines vorhergehenden Verbrennungszyklus festgelegt sind.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgebbare Anzahl von Vergangenheitswerten für die Grenzwertfestlegung verwendet wird.

3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßten Werte der Brennspannung für Zündfunkenbrenndauer und/oder Zündfunkenbrennspannung um einen bestimmten Wert (T) von den Grenzwerten für eine korrekte Verbrennung abweichen dürfen, ohne daß die Zündung als fehlerhaft gewertet wird.

Claims

1. Ignition system for internal combustion engines having at least one ignition coil (11) and one controllable switch (12) which is connected in series with the primary winding (10) and one sparking plug connected to the high-voltage-side end of the secondary winding and one tap (13), located between the primary winding and switch (12), for detecting the firing voltage transformed onto the primary side, and a downstream evaluation circuit (17, 18) for comparing the detected firing voltage with limit values for a correct combustion, characterized in that the ignition coil is a double spark coil and a sparking plug (ZK1, ZK2) is connected to each end of the secondary winding, and the limit values for a correct combustion are identified from the detected firing voltage of at least one preceding combustion cycle.

2. Ignition system according to Claim 1, characterized in that a prescribable number of past values is used for identifying the limit value.

3. Ignition system according to Claim 1 or 2, characterized in that the detected values of the firing voltage for ignition spark firing duration and/or ignition spark firing voltage may deviate from the limit values for a correct combustion by a specific value (T), without the ignition being evaluated as being faulty.

Revendications

1. Système d'allumage pour moteurs à combustion interne comprenant au moins une bobine d'allumage (11) et un interrupteur (12) commandable se trouvant en série avec l'enroulement primaire (10), ainsi qu'avec une bougie d'allumage raccordée à l'extrémité de l'enroulement secondaire, située du côté haute tension, et une prise (13) entre l'enroulement primaire et l'interrupteur (12), pour détecter la tension d'allumage transformée sur le côté primaire, ainsi qu'un circuit d'exploitation (17, 18) monté en aval et servant à comparer la tension de combustion détectée avec des valeurs limites pour une combustion correcte, système d'allumage caractérisé en ce que
la bobine d'allumage est une bobine à double étincelle, et à chaque extrémité de l'enroulement secondaire est raccordée une bobine d'allumage (ZK1, ZK2) et les valeurs limites pour une combustion correcte sont déterminées à partir de la tension de combustion détectée d'au moins un cycle de combustion précédent.

2. Système d'allumage selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'
on utilise un nombre prédéfinissable de valeurs passées pour la détermination des valeurs limites.

3. Système d'allumage selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
les valeurs détectées de la tension de combustion pour la durée de brûlage de l'étincelle d'allumage et/ou la tension de brûlage de l'étincelle d'allumage peuvent s'écarter d'une valeur déterminée (T) des valeurs limites pour une combustion correcte, sans que l'allumage soit considéré comme défectueux.

Zeichnung