Die Erfindung betrifft ein elektronisch geregeltes Zündsystem, bei dem der Einsatzzeitpunkt des durch die Primärwicklung der Zündspule fließenden Primärstroms (Ip_r) drehzahlabhängig so geregelt ist, daß dieser Strom erst kurz vor dem Zündzeitpunkt den für die Zündung erforderlichen Wert (Ip_rmax) erreicht und bei dem unmittelbar vor dem Zündzeitpunkt festgestellt wird, ob der Primärstrom den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht hat, indem aus der Verweildauer (t_e) des Primärstroms im für die Zündung erforderlichen Wert (Ip_rmax) ein Prüfimpuls (U_te) abgeleitet wird, mit dessen Hilfe bei nicht vorhandenem oder nicht ausreichend großem Primärstrom zur Vermeidung von Zündaussetzern (ZA) die elektronische Regelung für einen definierten Zeitraum abgeschaltet und der Einsatzzeitpunkt des Primärstroms direkt vom Steuersignal (U_IN) des Zündimpulsgebers abgeleitet und nach Beendigung des Abschaltzeitraums der elektronisch gesteuerte Regelzustand kontinuierlich und automatisch wieder herbeigeführt wird.

Ein derartiges elektronisch geregeltes Zündsystem wird in der prioritäts älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 3 111 856. beschrieben.

Bei dem bereits vorgeschlagenen geregelten Zündsystem wird aus der Verweildauer des Primärstroms in seinem für die Zündung erforderlichen Wert ein Prüfimpuls der Zeitdauer t_e gewonnen. Mit diesem Prüfimpuls wird ein Schalter betätigt, über den ein Kondensator, der bei nicht vorhandenen t_e-Impulsen aufgeladen wird, wieder entladen wird. Daraus ergibt sich, daß die Spannung am Kondensator beim Auftreten von Prüfimpulsen unter den Wert einer Vergleichsspannung fällt, die fest vorgegeben und beispielsweise halb so groß ist wie die maximal mögliche Spannung am Kondensator bei folgendem Prüfimpuls. Diese Vergleichsspannung wird mit der Kondensatorspannung an einem Komparator verglichen, an dessen Ausgang nur dann ein Signal auftritt, wenn während eines vorhandenen Triggerimpulses die Kondensatorspannung über der Vergleichsspannung liegt. Dies ist nur dann möglich, wenn dem jeweiligen Triggerimpuls kein Prüfimpuls unmittelbar voranging und somit für eine ausreichende Entladung des Kondensators nicht besorgt wurde. Ein fehlender Prüfimpuls ist jedoch gleichbedeutend mit einem Zündaussetzer, da in diesem Fall der Primärstrom durch die Zündspule nicht den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht hat. Den Triggerimpuls, mit dem der Komparator aktiviert wird, gewinnt man aus der negativen Abschaltflanke des Steuersignals, wenn dieses Steuersignal des Zündimpulsgebers von seinem High-Pegel zum Low-Pegel geht. Durch ein Ausgangssignal am Komparator wird beispielsweise eine monostabile Kippstufe von ihrem stabilen Zustand in den quasistabilen Zustand übergeführt, so daß während der Zeitdauer, in der diese monostabile Kippstufe in ihrem quasistabilen Zustand verbleibt, die elektronische Regelung abgeschaltet und der Einsatzzeitpunkt des Primärstroms durch die Zündspule direkt vom Steuersignal des Zündimpulsgebers abgeleitet wird. Ist der Abschaltzeitraum zu Ende, so wird der elektronisch gesteuerte Regelzustand in der genannten Patentanmeldung beschriebenen Weise kontinuierlich und automatisch wieder herbeigeführt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schaltung weiter zu verbessern und insbesondere eine Schaltung anzugeben, die kleine und integrationsfähige Kondensatoren enthält. Diese Aufgabe wird bei einem elektronisch geregelten Zündsystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Prüfimpuls mit einer Integrationsstufe um ein Zeitintervall verlängert und der verlängerte Impuls einem ersten Eingang einer Logikschaltung (G₁) zugeführt wird, daß einem zweiten Eingang der Logikschaltung ein aus der Abschaltflanke des Steuersignals abgeleiteter Triggerimpuls zugeführt wird, und daß die Logik so gewählt ist, daß an ihr nur dann ein die Abschaltung der elektronischen Regelung auslösender Ausgangsimpuls auftritt, wenn während des Triggerimpulses kein von der Integrationsstufe gelieferter Impuls vorhanden ist.

Bei dem erfindungsgemäßen elektronisch geregelten Zündsystem wird somit gegenüber der bereits vorgeschlagenen Schaltungsanordnung der dort verwendete Spannungskomparator durch eine Logikschaltung ersetzt, der zum einen der Triggerimpuls und zum anderen ein verlängerter Prüfimpuls zugeführt wird. Die nunmehr vorgesehene Integrationsstufe enthält einen Kondensator, doch ist dieser Kondensator wesentlich kleiner, als der Kondensator der früher vorgeschlagenen Schaltung, der jeweils durch die Prüfimpulse t_e entladen wurde. Dadurch ist es möglich, die in der neu vorgeschlagenen Schaltung enthaltenen Kondensatoren voll in integrierter Schaltungstechnik mit in einen Halbleiterkörper zu integrieren, so daß die ansonsten notwendige externe Zuschaltung eines Kondensators entfällt.

Bei der neuen Schaltung innerhalb des elektronisch geregelten Zündsystems besteht die Logik vorzugsweise aus einem NOR-Gatter, an dessen erstem Eingang als positiver Impuls der verlängerte Prüfimpuls und an dessen zweitem Eingang die negativen Triggerimpulse anliegen. Die Verlängerungsdauer des Prüfimpulses muß größer sein als die Dauer des negativen Triggerimpulses.

Die Erfindung und ihre vorteilhafte Ausgestaltung soll anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert werden. Die Fig. 1 zeigt die Schaltung zur Erkennung von Zündaussetzern, während sich aus den Diagrammen der Fig. 2a bis 2f die Wirkungsweise der Schaltung ergibt.

Die Schaltung gemäß der Fig. 1 besteht aus einer Integratorstufe 1 und einer Differenzierstufe 2. Die Ausgangssignale beider Stufen werden auf jeweils einen Eingang eines NOR-Gatters G₁ gegeben. Das Ausgangssignal des NOR-Gatters steuert eine monostabile Kippstufe MF, über die die elektronische Regelung des Zündsystems beim Auftreten von Zündaussetzern für einen definierten Zeitraum abgeschaltet wird.

Die Integratorstufe 1 besteht aus einem Transistor T₄ an dessen Basiselektrode das Prüfsignal U_te anliegt, das gemäß der Fig. 2d aus der Verweildauer des Primärstroms in der Zündspule in dem für die Zündung erforderlichen Wert I_{pr max} gewonnen wird. Im Kollektorzweig des Transistors T₄ ist der Kollektorwiderstand R₅ enthalten, dem die Reihenschaltung aus einem Kondensator C₂ und einer Diode D₂ parallel geschaltet ist. An den Verbindungspunkt zwischen Kondensator C₂ und Diode D₂ ist die Basiselektrode des Ausgangstransistors T₅ angeschlossen, an dessen Kollektorwiderstand R₇ der verlängerte Prüfimpuls U_INTEGR anliegt. Der Emitterwiderstand R_e dieses Ausgangstransistors T₅ ist mit dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden. Die Ausgangsspannung U_INTEGR der Integrationsstufe 1 wird auf den Eingang E_i des NOR-Gatters G_I gegeben.

Die Differenzierstufe 2 enthält 3 einander nachgeschaltete Transistorstufen, mit den Transistoren T₁, T₂ und T₃. Auf die Basiselektrode des Eingangstransistors T₁ wird das Steuersignal U_IN, das am Zündimpulsgeber abgegriffen wird, gegeben. Die Emitterkollektorstrecke dieses Transistors T₁ ist mit dem Differenzierglied aus dem Kondensator C₁ und der Diode D₁ überbrückt. Außerdem weist der Transistor T₁ einen Emitterwiderstand R₁ auf. An die Verbindungsstelle zwischen Differenzierkondensator C₁ und Diode D₁ ist die Basiselektrode des Transistors T₂ angeschlossen, dessen Emitterwiderstand R₂ mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung verbunden ist. Am Kollektorwiderstand R₃ wird die Eingangsspannung für den Transistor T₃ abgegriffen, an dessen Kollektor die negativen Trigger- impulse U_TRIGGER abgegriffen und dem Eingang E₂ des NOR-Gatters G₁ zugeführt werden. Der Kollektorwiderstand R₄ des Ausgangstransistors T₃ der Differenzierstufe 2 ist wiederum mit dem positiven Potential der Versorgungsspannungsquelle verbunden. Der Fig. 1 ist ferner zu entnehmen, daß der Ausgangsanschluß des NOR-Gatters G₁ mit der monostabilen Kippstufe MF verbunden ist, an deren Ausgang das Signal U_out auftritt, mit dem die elektronische Regelung des Zündsystems für eine definierte Zeitspanne unterbrochen wird.

In der Fig. 2a ist das Steuersignal U_IN dargestellt, das auf die Steuerelektrode des Transistors T₁ der Differenzierstufe 2 gegeben wird. Die Perioden P₁ und P₂ des Steuersignals sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel identisch, während in der Periode P₃ ein beispielsweise durch Beschleunigungsvorgänge ausgelöster Fehler enthalten ist. In dieser Periode P₃ wurde die »Low-Phase« des Steuersignals zu Lasten der »High-Phase« verlängert. Es wird angenommen, daß in der Periode P₄ dieser Fehler nicht mehr auftritt. In der Fig. 2b ist das Triggersignal U_TRIGGER dargestellt, das am Ausgang A der Differenzierstufe auftritt und auf den Eingang E2 NOR-Gatter G₁ gegeben wird. Dieses Triggersignal wird aus der negativen Flanke des Steuersignals gewonnen, wenn das Steuersignal von der »High-Phase« in die »Low-Phase« übergeht. Zunächst wird durch jede Flanke des Steuersignals U_IN am Differenzierglied aus dem Kondensator C₁ und die Diode D₁ ein Impuls gewonnen. An der zweiten Stufe der Differenzierschaltung 2 mit dem Transistor T₂ werden die von den positiven Flanken des Steuersignals U_IN herrührenden Trigger-Impulse unterdrückt, so daß am Kollektorwiderstand R₃ des Transistors T₂ nur noch Trigger-Signale anliegen, die von den negativen Flanken des Steuersignals U_IN, herrühren. Diese Trigger-Impulse werden am Transistor T₃ invertiert, so daß am Ausgang A der Transistorstufe mit dem Transistor T₃ Triggerimpulse gemäß Fig. 2b anliegen. Die Triggerzeit, während der das Triggersignal U_TRIGGER seinen »Low-Wert« aufweist, ist gemäß Fig. 2b mit t_x bezeichnet.

In der Fig. 2c ist der Verlauf des Primärstroms in der Zündspule dargestellt. Bis zum Zündzeitpunkt kann der Primästrom anwachsen beziehungsweise den für die Zündung erforderlichen Wert Ip_{r max} aufweisen. Mit dem Zündzeitpunkt erfolgt die jeweilige Entladung der Zündspule. Wie man der Fig. 2c entnimmt, erreicht der Primärstrom bei normaler Betriebsweise und unter Einsatz der elektronischen Regelung seinen für die Zündung erforderlichen Wert I_{pr max} um die Zeit t_e vor dem Zündzeitpunkt der jeweiligen Periode. Dieser Wert wird auch während der Perioden P₁, P₂ und P₄ erreicht. Aus der Fig. 2c ergibt sich jedoch, daß bei der fehlerhaften Periode P₃ der Primärstrom nicht seinen für die Zündung erforderlichen Wert I_{pr max} erreichen kann, so daß ein Zündaussetzer ZA auftritt.

Aus der Zeitspanne, in der der Primärstrom in seinem Maximum gemäß Fig. 2c verharrt, wird ein Prüfimpuls U_te gewonnen, dessen Impulsbreite gemäß der Fig. 2d durch die Zeit t_e vorgegeben ist. Da in der dritten Periode der Primärstrom in der Zündspule seinen für die Zündung erforderlichen Wert I_{pr max} nicht erreichte, tritt in dieser Periode auch kein Prüfimpuls U_te auf.

Der Prüfimpuls U_te wird einem integrierenden Verstärker beziehungsweise einer Integratorstufe 1 gemäß der Fig. 1 zugeführt, so daß mit Hilfe des Kondensators C₂ eine in der Fig. 2e dargestellte Verlängerung des Prüfimpulses erfolgt. Die Verlängerungsdauer ist mit ty bezeichnet. Am Ausgang der Integratorstufe 1 liegt somit eine Spannung gemäß der Fig. 2e an, deren Impulse die Impulsweite t_e + ty aufweisen. Dieses Signal U_INTEGR wird dem Eingang E₁ des NOR-Gatters G₁ zugeführt. Am Ausgang des NOR-Gatters G₁ tritt definitionsgemäß nur dann ein »High-Pegel« auf, wenn beide Eingangspegel an den Eingängen E₁ und E2 Low sind. Da die Triggerimpulse gemäß der Fig. 2b negative Impulse sind, die stets in der Triggerzeit t_x den Low-Pegel erreichen, kann am Ausgang des NOR-Gatters G₁ nur dann ein High-Pegel auftreten, wenn während der Triggerzeit t_x innerhalb einer Periode des Steuersignals U_IN kein verlängerter Prüfimpuls U_INTEGR auftritt. Dies ist bei Zündaussetzern ZA der Fall, so daß, wie in Fig. 2f dargestellt, am Ende der dritten Periode P₃ vom NOR-Gatter G₁ ein Ausgangssignal U_MF abgegeben wird, durch das die Kippstufe MF geschaltet wird. Zur sicheren Funktionsweise der Schaltung muß gewährleistet sein, daß die Verlängerungsdauer ty der Prüfimpulse größer als die Dauer t_x der Triggersignale. Beispielsweise wird ty doppelt so groß sein wie t_x. Bei einem Ausführungsbeispiel wurde für t_x die Zeit von 20 µsec und für t_y die Zeit von 40 µsec durch entsprechende Dimensionierung der Kondensatoren C₁ und C₂ eingestellt. Der Kondensator C₁ wies dabei einen Wert von ca. 30 pF und der Kondensator C₂ einen Wert von ca. 60 pF auf. Kondensatoren dieser Größe können sehr leicht in integrierte Halbleiterschaltkreise mitintegriert werden, so daß keine gesonderten, extern zuzuschaltenden Kondensatoren benötigt werden. Die kleinen Werte der Kapazitäten sind auch insbesondere durch die in die Schaltung eingefügten Dioden D₁ und D₂ bedingt. So wird bei der Integrationsstufe 1 der Kondensator C₂ nur über den Basisstrom des Transistors T₅ und nicht über den Widerstand R₅ des Parallel-RC-Gliedes aufgeladen, so daß die Kapzität C₂ sehr klein bleiben kann. Die vorliegende Erfindung enthält somit eine bedeutsame Verbesserung und Vereinfachung des ansonsten sehr vorteilhaften elektronisch geregelten Zündsystems gemäß der früheren deutschen Patentanmeldung P 3 111 856.9.