DE4316775C2 - Zündanlage mit einer Überwachungseinrichtung für einzelne Zündvorgänge für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage mit einer Überwachungseinrichtung für einzelne Zündvorgänge für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Haupt­ anspruchs. Es ist schon eine Zündanlage mit einer Überwachungsein­ richtung aus der DE-OS 41 16 642 bekannt. Bei dieser Zündanlage wer­ den durch Erfassen der auf die Primärseite transformierten Brenn­ spannung Zündfunkenbrenndauer und Zündfunkenbrennspannung erfaßt und mit Grenzwerten für eine korrekte Zündung verglichen, so daß beim Erkennen einer fehlerhaften Verbrennung ein entsprechendes Fehler­ meldesignal beispielsweise ein optisches Signal am Armaturenbrett des Fahrzeuges ausgegeben wird. Hierbei sind die Grenzwerte für eine korrekte Zündung in Abhängigkeit von Betriebsbereichen in der Appli­ kation ermittelt und in einem Speicher abgelegt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Überwachungseinrichtung für eine Zündanlage zu schaffen, die auch bei veränderten Betriebsbedingungen eine Fehlererkennung ermöglicht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße 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 Her­ stellers durch Anpassung der Grenzwerte Rechnung getragen werden. Dies führt dazu, daß nach einem Zündspulenaustausch nicht fälsch­ licherweise 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 Großen Funkendauer und Brennspannung verwendet wer­ den, die in einem Zylinder gemessen werden, welcher von der gleichen Zündspule gespeist wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteil­ hafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch ange­ gebenen Zündanlage möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die gemes­ senen Werte der Funkendauer und der Brennspannung, die für die Refe­ renzwertbildung verwendet werden, in Last- und Drehzahlklassen abzu­ legen. Letztendlich ist es vorteilhaft, die Werte für die Referenz­ wertbildung 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.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den Prinzipaufbau zur Erfassung der Funkendauer und der Brennspannung mit einer Doppelfunkenspule und Zündkerzen,

Fig. 2 zeigt den Spannungsverlauf im Normalbetrieb, wobei Fig. 2a den Ar­ beitstakt, Fig. 2b den Auspufftakt darstellt, in

Fig. 3 ist der Spannungsverlauf dargestellt, wenn die Zündkerze 2 einen Masseschluß hat, wobei Fig. 3a den Spannungsverlauf im Arbeitstakt und Fig. 3b im Auspufftakt darstellt, in

Fig. 4a ist der Spannungsverlauf im Auspufftakt und in

Fig. 4b ein Arbeitstakt dargestellt, wobei im Gegensatz zu 3a und 3b die Zündkerze mit Masseschluß sich im Ar­ beitstakt befindet, und

Fig. 5 einen Ablaufplan zur Fehlererkennung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 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 Kompara­ tors 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 ge­ führt 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 Funken­ dauer auch den Brennspannungsverlauf auszuwerten.

Bei der dargestellten Doppelfunkenspule 11 ist jedem Ende der Sekun­ därwicklung 19 eine Zündkerze ZK1 und ZK2 zugeordnet. Der Zünd­ kerze 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.

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

In den Fig. 3 und 4 ist jeweils der Spannungsverlauf an den Zünd­ kerzen dargestellt, während sich an der Zündkerze ZK2 ein Masse­ schluß befindet, wobei bei Fig. 3 sich die Zündkerze ZK2 mit Masse­ schluß im Auspufftakt und bei Fig. 4 im Arbeitstakt befindet.

Fig. 3a zeigt den Spannungsverlauf u(ZK1) an der Zündkerze ZK1 im Arbeitstakt, während sich in Fig. 3b die Zündkerze ZK2 mit Masse­ schluß im Auspufftakt befindet. Da an der Zündkerze ZK2 keine Ener­ gie umgesetzt wird, jedoch die gleiche Energiemenge wie im Normal­ betrieb zu Verfügung steht, wird die Funkendauer t1 bis t2 größer sein.

In Fig. 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 Durch­ bruch- und Brennspannung an der Zündkerze ZK1 in Fig. 5a im Aus­ pufftakt sehr gering sind, wird die Funkendauer t1 bis t2 deutlich größer sind als im Normalbetrieb.

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

In der anschließenden Abfrage 33 wird untersucht, ob die zu einer Zündspule gehörigen erfaßten Werte der Brennspannung und der Funken­ dauer unter Berücksichtigung einer applizierbaren Toleranzgröße T annähernd gleich sind. Konnte die Abfrage 33 mit ja beantwortet wer­ den, 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 unter­ suchte 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 akustische Fehler­ information für den Fahrer der Brennkraftmaschine auszugeben bzw. den Fehler abzuspeichern. Im anschließenden Arbeitsschritt 37 wird die darauffolgende Zündung in analoger Weise untersucht.

Wichtig bei dem durchgeführten Verfahren ist, daß jeweils nur die erfaßten Meßwerte einer Zündung verglichen werden, die von der gleichen Zündspule ausgelöst werden, so daß bei Zünd­ spulen mit Doppelfunkenspulen nur die Zylinder vergleichbar sind, die ein und derselben Zündspule zugeordnet sind.

Claims (5)

1. Zündanlage mit einer Überwachungsanlage für einzelne Zündvorgänge für eine Brennkraftmaschine mit einer Zündspule (11) mit einer Primär- und Sekundärwicklung, einem mit der Primärwicklung (10) in Reihe liegenden steuerbaren Schalter (12), einer am hochspannungsseitigem Ende der Sekundärwicklung (19) angeschlossenen Zündkerze, einem zwischen der Primärwicklung (10) und dem Schalter (12) liegenden Abgriff (13) zur Erfassung der auf die Primärseite transformierten Brennspannung der Zündkerze sowie einer nachgeordneten Auswerteschaltung (17, 18) zum Vergleich der erfaßten Brennspannung mit Grenzwerten für eine korrekte Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspule (11) eine Doppelfunkenspule ist und an jedem Ende der Sekundärwicklung (19) eine Zündkerze (ZK1, ZK2) angeschlossen ist, die erfaßte Brennspannung jeder der beiden Zündkerzen (ZK1, ZK2) mit den Grenzwerten verglichen wird und die Grenzwerte für eine korrekte Verbrennung aus der erfaßten Brennspannung mindestens eines vorangegangenen Verbrennungszyklus in einem der Doppelfunkenspule zugeordneten Zylinder der Brennkraftmaschine ermittelt werden.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vorgebbare Anzahl von vergangenen Verbrennungszyklen bei der Ermittlung der Grenzwerte.

3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus den erfaßten Werten der Brennspannung für Zündfunkenbrenndauer und/oder die Zündfunkenbrennspannung ermittelt werden und daß die ermittelten Werte um einen bestimmten applizierbaren Wert (T) von den Grenzwerten für eine korrekte Verbrennung abweichen dürfen.

4. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare Anzahl bei der Ermittlung von Grenzwerten zehn Vergangenheitswerte betrifft und nach jeder Zündung der neu gemessene Wert den ältesten Wert ersetzt.

5. Zündanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Werte der Funkendauer und Brennspannung für die Referenzwertbildung in Last- und Drehzahlklassen abgelegt sind.