Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 (EP-A-0470277).
Aus der DE-A-27 59 154 ist eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei welcher die Funkenentladedauer auf einen vorgegebenen Wert geregelt wird, indem die Zeitdauer, innerhalb welcher der Funkenentladestrom bis zu einem vorgegebenen Entladestromniveau abgesunken ist, mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird und abhängig von dem Vergleichsergebnis die Schließdauer des Primärstromkreises der Zündspule nachgeregelt wird. Damit sollen Änderungen der Belastung an der Zündkerze ausgeglichen werden, wenn infolge Verschmutzung der Zündkerzenelektroden ein Nebenschlußwiderstand gebildet oder durch Abbrand der Elektrodenabstand vergrößert wird.
Aus der DE-A-21 45 285 ist bekannt, daß zum Entzünden des Kraftstoff-Luft-Gemisches in einem Zylinder die anfängliche Stromstärke im Zündfunken wichtig ist.
Dieser Spitzenwert und die Steigung der abfallenden Kurve des Funkenentladestroms vermindern sich aber mit zunehmender Verschmutzung bzw. Vergrößerung des Elektrodenabstandes, so daß die zur Verfügung stehende Zündenergie immer geringer werden kann, ohne eine Nachregelung der Schließdauer beim Gegenstand nach der DE-A-27 59 154 zur Folge zu haben.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die gattungsgemäße Zündeinrichtung so auszubilden, daß solche Zündkerzenbelastungen und darüber hinaus Temperatureffekte der Zündspule sowie herstellerspezifische Unterschiede der Zündspulen und Zündkerzen, d. h. des Zündkreises insgesamt, erkannt und ausgeglichen werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2-7 angegeben.
Der Spitzenwert des im Zündkerzen- oder Sekundärstromkreis im Zündzeitpunkt oder kurz danach fließenden Stromes wird mittels einer Regelung der Schließdauer mit einem Sollwert verglichen. Ist der Spitzenwert infolge irgendeiner Ursache - Übersetzungsverhältnis oder Qualität der Zündspule, Kerzen- oder Kabelzustand, Verschmutzung, Kontaktabbrand usw. - höher oder niedriger als der vorgegebene, in diesem Ausführungsbeispiel von Motordrehzahl und Motorlast abhängige Sollwert, so wird die Schließdauer des Primärstromkreises kürzer oder länger, um so den Istwert wieder auf den Sollwert zu bringen.
Damit ist ein ausreichender Anfangs- oder Spitzenwert des Zündstromes gewährleistet, der für eine sichere Gemischzündung erforderlich ist, unabhängig vom weiteren Verlauf des Zündstromes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Prinzip-Schaltbild der Zündeinrichtung. Die Primärwicklung 1 einer Zündspule SP wird über einen Schalttransistor 3 angesteuert. Der erste Anschluß der Sekundärwicklung 2 wird zu einer oder mehreren Zündkerzen ZK und der zweite Anschluß ist über einen Sensor 4 mit dem Minuspol einer nicht dargestellten Versorgungsspannungsquelle verbunden. Gestrichelt angedeutet ist eine weitere Sekundärwicklung von möglichen weiteren Zündspulen, deren zweite Anschlüsse auf den gemeinsamen Punkt P führen. Von diesem Punkt P führt eine Meßleitung 8 über einen Spitzenwert-Gleichrichter 14 zu einem Anschlußpin 12 eines Mikroprozessors 16.
Bis hierher entspricht die Schaltung der bekannten Zündeinrichtung, von welcher die Erfindung ausgeht.
Der Mikropozessor 16 weist softwaremäßig die Funktion einer Zündsteuerschaltung auf. Die wichtigsten Größen einer Zündsteuerung sind der Zündzeitpunkt ZZP und die Schließdauer SD des Primärstromkreises. Aus beiden Größen kann dann der Schließbeginn, bezogen auf die Kurbelwellenstellung der Brennkraftmaschine, bestimmt werden.
Der Zündzeitpunkt wird in an sich bekannter Weise aus verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine ermittelt und interessiert hier nicht weiter.
Schließbeginn und Zündzeitpunkt bestimmen Anfang und Ende eines Steuerimpulses ST, der an die Basis des Schalttransistors 3 gelangt und diesen öffnet, so daß in der Primärwicklung 1 der Zündspule SP Strom fließen kann.
Der bei der Zündung eines bestimmten Zylinders x (Index x = 1 ... z, wobei z gleich der Zylinderzahl entspricht) auftretende Spitzenwert Ix des sekundärseitigen Zündstromes wird im Spitzenwert-Gleichrichter 14 gespeichert. Der Wert der Schließdauer besteht aus einem Vorsteuerwert V, der mit einem Anpaßwert fakx gewichtet wird.
In einem ersten Speicherberech 5 sind in einer Tabelle oder in einem Kennfeld mehrere Vorsteuerwerte V in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter, beispielsweise von der Motordrehzahl N, der Motorlast LM, der Motortemperatur T oder, wie zu diesem Ausführungsbeispiel, der Versorgungsspannung UB gespeichert.
In einem zweiten Speicherbereich 6 sind in einem Kennfeld, abhängig von Motordrehzahl N und Motorlast (gemessen über die Luftmasse LM) Sollwerte S für den Spitzenwert des Zündstromes gespeichert.
Istwert Ix und Sollwert S werden zu einem geeigneten Zeitpunkt in eine erste Rechenschaltung 7 (diese und weitere Rechenschaltungen sind softwaremäßig im Rechenprogramm des Mikroprozessors 16 enthalten) übertragen, welche einen der Differenz beider Werte zugeordneten Anpaßwert fakx errechnet, der anschließend in einem Zwischenspeicher 9 abgelegt wird. Die Zuordnung kann additiv, multiplikativ oder anders erfolgen.
Dieser Zwischenspeicher 9 weist für jeden Zylinder x der Brennkraftmaschine einen Speicherplatz auf, in den der errechnete Anpaßwert fakx zylinderselektiv abgelegt wird, bis er für den nächsten Zündvorgang dieses Zylinders weiterverarbeitet wird.
Vor der Zwischenspeicherung wird in einem weiteren Programmschritt, in der Zeichnung dargestellt als eine weitere Rechenschaltung 11, noch geprüft, ob der errechnete Wert fakx größer als ein vorgegebener oberer (fakmax) oder kleiner als ein vorgegebener unterer Grenzwert fakmin ist. Falls dies zutrifft, wird fakx vor der Weiterverarbeitung auf diesen Grenzwert gesetzt und anschließend zwischengespeichert. Zur Bestimmung der nächsten Schließdauer SDx dieses Zylinders x werden der momentan gültige Vorsteuerwert V und der Anpaßwert fakx aus ihren Speichern 5 und 9 in eine zweite Rechenschaltung 10 übertragen und dort miteinander - beispielsweise additiv oder multiplikativ - zur Schließdauer SDx des Zylinders x verknüpft.
Um bei hohen Motordrehzahlen N nicht an die Grenze der Rechenkapazität des Mikroprozessors 16 zu stoßen - dieser hat eine Vielzahl von Berechnungen durchzuführen - ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, die zylinderselektive Berechnung des Anpaßwertes fakx nur unterhalb eines vorgegebenen Motordrehzahl-Grenzwertes NG vorzunehmen und bei Erreichen oder Überschreiten dieses Grenzwertes nur den Anpaßwert fakl eines bestimmten ersten Zylinders (x = 1) zu berechnen und für alle weiteren Zylinder während eines kompletten Zündzyklus (2 Umdrehungen der Kurbelwelle bei einem VierTakt-Motor) mitzuverwenden.
Dazu wird im Drehzahlbereich unterhalb des Motordrehzahl-Grenzwertes NG für jeden weiteren Zylinder (x = 2 ... z) ein Korrekturwert korx errechnet, welcher dem Verhältnis fakx/fakl zugeordnet ist, und in einem weiteren Speicherbereich 13 gespeichert. Diese Werte bleiben auch nach dem Abstellen des Motors gespeichert.
Oberhalb des Motordrehzahl-Grenzwertes NG bleiben diese Korrekturwerte unverändert und werden zur Bildung der Schließdauerwerte SDx mit herangezogen. Mit der Berechnung neuer Korrekturwerte wird erst nach einer vorgegebenen Zahl von Motorumdrehungen nach Motorstart begonnen.
Somit werden die Schließdauern, wie folgt, berechnet:
Vor der Ausgabe der auf diese Weise ermittelten Schließdauerwerte SDx wird in diesem Ausführungsbeispiel noch geprüft, ob diese größer als ein vorgegebener oberer (SDmax) oder kleiner als ein vorgegebener unterer Grenzwert (SDmin) sind. Diese Grenzwerte können vorzugsweise selbst von wenigstens einem Betriebsparameter abhängig gespeichert sein.
Bei zu kleinem Schließdauerwert SD < SDmin ist eine sichere Zündung nicht gewährleistet und bei einem zu großen Schließdauerwert SD > SDmax besteht die Gefahr zu großer Erhitzung der Zündspule.