DE3800932A1

DE3800932A1 - Schliesszeitregelung fuer brennkraftmaschinen mit ausgelagerter zuendendstufe

Info

Publication number: DE3800932A1
Application number: DE3800932A
Authority: DE
Inventors: Christoph Doemland; Ulrich Friedrich; Guenter Leicht; Lienhard Niemetz; Rainer Rodenheber
Original assignee: Telefunken Electronic GmbH; Volkswagen AG
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1988-01-15
Filing date: 1988-01-15
Publication date: 1989-07-27
Also published as: EP0324159A1; DE3876774D1; EP0324159B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schließzeitregelung für Brennkraftmaschinen mit einer den Zündspulenstrom schaltenden Zündendstufe und einem Mikrocomputer mit seiner Ansteuerstufe, wobei auf der die Zündendstufe und die Ansteuerstufe verbindenden Steuerleitung, die den Stromfluß in der Primärwicklung der Zündspule bestim menden Pegel anliegen.

Moderne Motorsteuerungskonzepte bedienen sich heute der vielfältigen Möglichkeiten von Mikrocomputern, wo durch beispielsweise Zündwinkel und Einspritzzeiten als Funktion verschiedener Parameter gesteuert bzw. ge regelt werden können. Ziel ist es unter anderem eine Optimierung des Motorbetriebszustandes zu erreichen.

Da Mikrocomputer den extremen Umweltbedingungen in einem PKW-Motorraum, wie beispielsweise Hitze, Feuch tigkeit und Temperaturwechsel, nicht gewachsen sind, ging man schon früh den Weg, die komplexen und empfind lichen Elektronik-Baugruppen innerhalb der Fahrgast zelle unterzubringen. Die erforderlichen Leistungs treiber für die Zündspule bzw. die Einspritzventile wurden in demselben Gehäuse mit untergebracht. Um die Verlustleistung zu verringern, bediente man sich soge nannter getakteter Endstufen, wodurch sich aber unter anderem Probleme der Störsicherheit ergaben, da Mikro computer und getaktete Endstufe nicht immer zufrieden stellend zusammenarbeiten.

Aufgrund dieser Probleme zielen nun neuere Konzepte auf eine Dezentralisierung der Leistungstreiber zum je weiligen Stellglied hin ab. Dabei sollen diese ausge lagerten Endstufen eine gewisse "Intelligenz" besitzen und mit möglichst wenig Leitungen, unter anderem auch wegen der Störsicherheit, mit der Mikrocomputer-Steuer zentrale verbunden werden, um wirtschaftlich zu sein.

Ein bekanntes Konzept besteht aus einem Zündtransfor mator, an dem eine Leistungsendstufeneinheit direkt an gebracht wird. Diese Endstufeneinheit wird mit nur 3 An schlüssen verbunden, nämlich mit der Kfz-Batterie, der Fahrzeugmasse und der Ansteuerzentrale.

Aufgrund der aktuellen Meßdaten für Batteriespannung, Drehzahl und Saugrohrunterdruck bestimmt der Mikro computer den Zündzeitpunkt t _z und den Zeitpunkt für den Ladestrombeginn t _s der Zündspule. Diese Zeiten sind z. B. in entsprechenden Kennfeldern abgespeichert. Als Bezugsmarke dient dem Mikrocomputer beispielsweise eine Spannungsflanke, die immer dann auftritt, wenn der mechanische Stand der Kurbelwelle einen definier ten Punkt erreicht hat. Gewisse Schaltungsmittel sor gen dafür, daß der Primärzündspulenstrom I _PR auf den Wert I _{PR, max} begrenzt wird, wodurch auf der Primär seite der Zündspule eine Energie E _P mit dem konstanten Wert

E _p = I ²_{PR, max} · L _p/2

gespeichert wird (L _p = Induktivität der Primärspule). Steht der I _{PR, max}-Wert zu lange an der Zündspule an, so entsteht in der Endstufe eine hohe Verlustleistung. Der Zeitpunkt des Ladestrombeginns muß also so gelegt werden, daß zum Zündzeitpunkt t _z die gewünschte Zünd energie E _p auf der Primärseite der Zündspule zur Ver fügung steht. Die Ladezeit (t _z-t _s) sollte daher weder zu lang sein, um nicht unnötige Verluste in der Endstufe entstehen zu lassen, noch sollte sie zu kurz sein, da ansonsten die notwendige Zündenergie E _p nicht erreicht werden kann. In der Regel wird die Ladezeit (t _z-t _s) mit einer gewissen Zeitreserve beaufschlagt, um auch Streuungen der Parameter der beteiligten Bauelemente, auch aufgrund von Temperaturabhängigkeiten abzufangen, d. h. es wird der Zündspule eine längere Ladezeit als notwendig zugesprochen.

Auch bei dynamischen Änderungen, wie Abbremsen, Be schleunigen, unrunder Leerlauf, kann eine Steuerung der Endstufe ungünstiges Verhalten aufweisen, indem ent weder der maximale Zündspulenstrom I _{PR, max} nicht er reicht wird, bzw. der maximale Zündspulenstrom I _{PR, max} zu lange ansteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zur Schließzeitregelung anzugeben, die eine Steuerung der ausgelagerten Zündendstufe über einen geschlossenen Regelkreis ermöglicht, wobei zwischen der Ansteuereinheit des Mikrocomputers und der Zünd endstufe möglichst wenig Verbindungsleitungen vorhan den sein sollen.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß diese Steuerleitung als einzige Verbindung zwischen der Zündendstufe und der Ansteuerstufe bidirektional, im Sinne eines Regelkreises, genutzt wird.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Schließ zeitregelung besteht in der Verwendung der die End stufe und den Mikrocomputer verbindenden Steuerleitung auch als Rückleitung. Auf diese Weise ergibt sich ein geschlossener Regelkreis, wodurch der Einsatzzeitpunkt der Schließzeit optimal mit Hilfe des Mikrocomputers geregelt wird. Hierdurch ergeben sich eine Reihe von weiteren Vorteilen, nämlich eine geringere Wärmebe lastung der ausgelagerten Zündendstufe sowie eine ge ringere Störanfälligkeit durch die bidirektionale Ver wendung der Steuerleitung, wobei das zu einem geringe ren Materialeinsatz führt, wodurch auch die Wirtschaft lichkeit des Systems sichergestellt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Schließzeitregelung wird vor zugsweise das von der Zündendstufe erzeugte Signal auf der Steuerleitung zum Mikrocomputer über seine An steuerstufe geführt. Im Mikrocomputer wird mit Hilfe dieses Signals und des bekannten Zündzeitpunktes ein Korrekturwert für den Einsatzzeitpunkt des Ladezeitbe ginns berechnet.

Dieses Signal wird in einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung so erzeugt, daß bei einer Über schreitung eines definierten Schwellenwertes durch den Zündspulenstrom eine definierte Absenkung des auf der Steuerleitung stehenden, die Schließzeit bestimmenden Pegels erfolgt. Bei einer anderen vorteilhaften er findungsgemäßen Ausführung führt das Überschreiten des definierten Schwellenwertes durch den Zündspulenstrom zu einer definierten Erhöhung des die Schließzeit be stimmenden Pegels. In beiden Fällen wird jeweils die durch die Absenkung bzw. Erhöhung definierte Flanke als Auswertesignal dem Mikrocomputer über seine An steuerstufe zugeführt.

Bei einer besonders vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführung werden ein erster und ein zweiter Schwellen wert definiert, wobei der zweite Schwellenwert höher ist als der erste. Wenn der Zündspulenstrom zunächst die erste Schwelle übersteigt, wird der auf der Steuer leitung stehende, die Schließzeit bestimmende Pegel um einen definierten Betrag abgesenkt, um dann nach dem Überschreiten des zweiten Schwellenwertes durch den wert ansteigenden Zündspulenstrom sein ursprüng liches Niveau wieder anzunehmen. Die durch diese Ab senkung und nachfolgende Erhöhung des Pegels definier ten Flanken werden dem Mikrocomputer als Auswertesignale zugeführt. Da nun dem Mikrocomputer zwei Signale zur Korrektur des Einsatzzeitpunktes der Schließzeit zur Verfügung stehen, ist eine verbesserte Regelung möglich.

In einer Weiterbildung der Erfindung werden die Absen kungen bzw. die Erhöhungen der die Schließzeiten bestim menden Pegel entweder mit Hilfe von gesteuertem Spannungs teiler oder mit Hilfe gesteuerter Einströmer, die ihren Strom in einen Arbeitswiderstand treiben, durchgeführt.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Absenkung bzw. die Erhöhung der die Schließzeiten bestimmenden Pegel mit Hilfe eines durch Differentiation eines Spannungssprunges, welcher mit dem Erreichen des Stromschwellenwertes auftritt, erzeugten Hilfsimpulses.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der er findungsgemäßen Schließzeitregelung wird die Stroman stiegszeit des Zündspulenstromes bis zum Erreichen der definierten Stromschwelle in jeder Periode, in der der Zündspulenstrom die Stromschwelle erreicht, im Mikro computer abgespeichert. Hierdurch kann gemäß einer wei teren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Zeitkorrektur aus der Zeitdifferenz zwischen der gespei cherten Stromanstiegszeit des Zündspulenstromes aus der Vorperiode und der aktuellen Stromanstiegszeit gebildet werden, falls die definierte Stromschwelle durch den Zündspulenstrom nicht erreicht wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1, 2 und 3 erfindungsgemäße Schließzeitregelungen,

Fig. 4a-f Diagramme zur Wirkungsweise der erfindungs gemäßen Schließzeitregelungen nach den Fig. 1, 2 und 3 und

Fig. 5a-c Diagramme zur Wirkungsweise des Regelalgo rhythmusses der erfindungsgemäßen Schließzeitregelung nach Fig. 1.

In der Fig. 1 ist der prinzipielle Schaltungsaufbau der ausgelagerten Zündendstufe 1 und der Ansteuerstufe 3 dargestellt, wobei die Ansteuerstufe 3 einerseits über eine Steuerleitung 4 mit der Zündendstufe 1 ver bunden ist und andererseits über zwei Leitungen 4 a und 4 b mit dem Mikrocomputer 2. Darüberhinaus weist die Zündendstufe 1 noch weitere Anschlüsse auf, näm lich den Anschluß zur Fahrzeugbatterie 5 a und den An schluß zur Fahrzeugmasse 5 b.

Im Zusammenhang mit den Diagrammen der Fig. 4a-4d ergibt sich die folgende Wirkungsweise der Schließzeit regelung nach Fig. 1:

Wird der Transistor T 1 der Ansteuerstufe 3, dessen Emitter auf Masse liegt, über seinen Basiswiderstand R _B ₁, der mit der vom Mikrocomputer 2 kommenden Leitung 4 b verbunden ist, nichtleitend geschaltet, so liegt an dem mit dem Kollektor des Transistors T 1 verbundenen nicht invertierenden Eingang des Komparators K 1 die Spannung U _STAB über einen Widerstand R ₃ an.

Diese Spannung U _STAB stellt den Pegel U ₁,_E auf der Steuerleitung 4 dar, wie es in dem Diagramm der Fig. 4a gezeigt ist. Liegt der invertierende Eingang des Komparators K ₁ auf einem Triggerpotential mit dem Wert U _TR, der kleiner als U ₁,E/2 ist, so kann der Ansteuer strom I, den die Batterie über den Batterieanschluß 5 a über den Vorwiderstand R _V liefert, in die mit dem Aus gang des Komparators K ₁ verbundene Basis der Leistungs darlingtonstufe T _D fließen. Da die Primärseite der Zündspule ZS einerseits mit der Batteriespannung U _BATT und andererseits mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Endstufentransistors der Darlingtonstufe T _D und dem Stromfühlershunt R _s in Reihe geschaltet ist, beginnt der Zündspulenstrom I _PR durch diese Bauelemente zu fließen, wodurch der Einsatzzeitpunkt t _s der Schließ zeit bzw. Ladezeit definiert ist (vergleiche Fig. 4a und b). Der Zündspulenstrom I _PR nimmt in bekannter Weise exponentiell mit der Zeit so lange zu, bis an dem Strom fühlershunt R _S eine Spannung abfällt, die der an dem nicht invertierenden Eingang des Komparators K ₂ anlie genden Referenzspannung U _Ref entspricht. Weil der in vertierende Eingang des Komparators K ₂ an dem Verbin dungspunkt der Darlingtonstufe T _D und des Stromfühler shunts R _s angeschlossen ist, beginnt der Komparator K ₂ einen Teil des Ansteuerstromes I nach dem Massepo tential abzuleiten, da der Ausgang des Komparators K ₂ mit der Basis des Leistungsdarlington T _D verbunden ist. Hierdurch geht die Darlingtonstufe T _D aus dem Schalter betrieb in den aktiven Betrieb über, wodurch der weitere Anstieg des Zündspulenstromes I _PR gestoppt und auf den Wert

begrenzt wird (vergleiche Fig. 4b).

Wird der Transistor T ₁ über die Leitung 4 b zum Zeit punkt t _z vom Mikrocomputer 2 leitend geschaltet, so wird das Potential U _E am nichtinvertierenden Eingang des Komparators K ₁ auf einen Wert abgesenkt, der kleiner als die Triggerschwelle U _TR ist (Fig. 4a). Dies führt dazu, daß der Komparator K ₁ den Ansteuerstrom I voll ständig nach Masse ableitet, wodurch der Leistungsdar lington T _D in den nichtleitenden Schaltzustand über führt wird. Hierdurch wird ein positiver Spannungsimpuls am Kollektor des Leistungsdarlington T _D auf der Primär seite der Zündspule erzeugt, der in einen Hochspannungs impuls auf deren Sekundärseite übersetzt wird.

Der Zeitpunkt t _z stellt also den Zündzeitpunkt dar und die Zeitspanne (t _z-t _s) die Lade- bzw. Schließzeit. Die Fig. 4a bzw. 4b stellen den zeitlichen Verlauf der Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Komparators K ₁ bzw. den Verlauf des Zündspulenstromes I _PR dar, der durch die schon oben beschriebenen Schaltungsmittel auf den maximalen Zündspulenstrom I _{PR, max} begrenzt wird.

Die bisher beschriebene Schaltung ist aus dem Stand der Technik bekannt.

Im folgenden werden die Schaltungsmittel sowie deren Funktionen angegeben, die zu der erfindungsgemäßen, bidirektionalen Nutzung der Steuerleitung 4 führen. In der ausgelagerten Endstufe 1 sind dies gemäß der Fig. 1 die Widerstände R ₁, R ₂ und R ₄ und der Kompressor K ₃ und in der Ansteuerstufe die Widerstände R ₅, R ₆, R ₇ und R _B ₂, der Transistor T ₂ und der Komparator K ₄.

Der invertierende Eingang des Komparators K ₃ ist mit dem invertierenden Eingang des Komparators K ₂ verbun den, während der nichtinvertierende Eingang des Kompa rators K ₃ einerseits über den Widerstand R ₁ mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators K ₂ verbun den ist und andererseits über den Widerstand R ₂ mit Masse verbunden ist. Diese Widerstände R ₁ und R ₂, die einen Spannungsteiler darstellen, werden so dimensio niert, daß der über den Widerstand R ₄ mit der Steuerlei tung 4 verbundene Ausgang des Komparators K ₃ nach Masse gezogen wird, falls der Zündspulenstrom I _PR den Schwel lenwert

erreicht. Hierbei liegt die Spannung U _S ₁ am Widerstand R ₂ an.

Dann wird der aus den beiden Widerständen R ₃ und R ₄ ge bildete Spannungsteiler wirksam und bewirkt eine defi nierte Absenkung des Pegels U ₁,_E auf den Wert U _{2, E} (Fig. 4c). Falls diese beiden Widerstände den gleichen Widerstandswert aufweisen, beträgt der auf der Steuerlei tung 4 anliegende Pegel U _{2, E} den Wert U _{1, E}/2. Da aber dieser Pegelwert U _{2, E} größer als die Triggerschwellen spannung U _TR ist, bleibt der Leistungsdarlington T _D weiterhin leitend geschaltet bis der Transistor T ₁ leitend geschaltet wird. Hierdurch ergibt sich der auf der Steuerleitung 4 anliegende zeitliche Spannungsver lauf U _E gemäß des Diagrammes der Fig. 4c.

Der Komparator K ₄ der Ansteuerstufe 3, dessen nicht in vertierender Eingang einerseits über einen Widerstand R ₅ mit der Spannungsquelle U _STAB verbunden ist und ande rerseits über den Widerstand R ₆ mit Masse verbunden ist, hat die Aufgabe, aus dem Signal U _E gemäß des Diagrammes nach Fig. 4c eine für den Mikrocomputer geeignete Schaltinformation bereitzustellen. Der invertierende Eingang des Komparators K ₄ liegt direkt an der Steuer leitung 4, wodurch sich bei geeigneter Dimensionierung des aus den Widerständen R ₅ und R ₆ bestehenden Spannungs teilers - beispielsweise wenn am nichtinvertierenden Eingang des Komparators K ₄ der Spannungspegel U _S ₃ mit einem Wert von 0,75 U _{1, E} eingestellt wird (siehe Fig. 4c) - unter Zuhilfenahme des Transistors T ₂ und dessen Basis widerstandes R _B ₂ ein Signalverlauf U _A am Ausgang des Komparators K ₄ gemäß des Diagrammes nach Fig. 4d ergibt. Hierbei erhöht sich der Spannungspegel U _A am Ausgang des Komparators K ₄ von 0 V auf 5 V, wenn der Spannungs pegel am invertierenden Eingang des Komparators K ₄ die Spannungsschwelle U _S ₃ unterschreitet (vergleiche Fig. 4c). Im Zündzeitpunkt t _z wird mit dem Transistor T ₁ auch der Transistor T ₂ vom gesperrten in den leitenden Zustand überführt, wodurch der Ausgang des Komparators K ₄ auf Masse gezogen wird, das heißt, der Spannungspe gel von 5 V wird auf der Leitung 4 a wieder auf 0 V ab gesenkt.

Der Widerstand R ₇, der den Ausgang des Komparators K ₄ mit der 5 V-Spannungsquelle verbindet, nimmt eine Pegel anpassung von U _STAB auf 5 V auf der Leitung 4 a vor, falls dies die zulässigen Eingangspegel am Mikrocomputer 2 erfordern.

Der Ausgang des Komparators K ₄ ist außerdem mit dem Kollektor des Transistors T ₂ verbunden, während der Emitter dieses Transistors auf Masse liegt. Weiterhin ist der Basiswiderstand R _B ₁ des Transistors T ₁ mit dem Basiswiderstand R _B ₂ des Transistors T ₂ verbunden.

Das am Eingang, also auf der Leitung 4 a, zum Mikrocompu ter 2 stehende Signal gemäß Fig. 4d muß nun von diesem ausgewertet werden, damit er dann mit Hilfe eines Regel algorithmusses Korrekturwerte für den Ladezeitbeginn berechnen kann.

Im folgenden soll beispielhaft eine Auswertemöglichkeit eines Signals gemäß der Fig. 4d mit Hilfe der Diagramme der Fig. 5a bis 5e beschrieben werden. Das Diagramm nach Fig. 5a zeigt einen beispielhaften Spannungsver lauf, aus dem der Mikrocomputer 2 über die Perioden dauer T die Drehzahl bestimmt. Aufgrund weiterer aktuel ler Meßdaten bestimmt der Mikrocomputer dann den I _PR- Stromladebeginn t _s sowie den Zündzeitpunkt t _z.

Hierbei dient dem Mikrocomputer 2 die High-Low-Flanke des Spannungssignals als Bezugsmarke, die immer dann auftritt, wenn der mechanische Stand der Kurbelwelle des Motors einen definierten Punkt erreicht hat. Das Diagramm der Fig. 5b zeigt hierzu einen möglichen Verlauf des Zündspulenstromes I _PR, wobei mit t _s der Einsatzzeitpunkt der Schließzeit und mit I _PR,S ₁ der oben definierte Stromschwellenwert gekennzeichnet ist. Die Fig. 5c stellt den Spannungsverlauf U _A auf der Eingangsleitung 4 a zum Mikrocomputer 2 gemäß Fig. 1 dar. Die Zeitdauer t _DS ist die Sollzeit zwischen dem Erreichen des Stromschwellenwertes I _PR,S ₁ und dem Zünd zeitpunkt t _z, die beispielsweise in einem Kennlinien feld in Abhängigkeit der Batteriespannung U _Batt und der Drehzahl im Mikrocomputer abgelegt ist. Die Zeitdauer t _DI ist die der Sollzeit t _DS zugeordnete Ist-Zeit, also gleich der Dauer des High-Pegels des Spannungssig nals U _A gemäß Fig. 5c. Da dem Mikrocomputer 2 der Zünd zeitpunkt t _z bekannt ist, wird von dem Signal gemäß der Fig. 5c nur die Low-High-Flanke zur Auswertung herange zogen.

Zunächst werden die aktuellen Werte der Batteriespan nung und der Motordrehzahl erfaßt und aus dem entspre chenden Kennfeld der zugeordnete t _DS-Wert ermittelt und mit dem aus dem Signalverlauf U _A berechneten aktuellen t _DI-Wert verglichen. Falls der t _DS-Wert größer ist als der t _DI-Wert, wenn also der Einsatzzeitpunkt der Schließ zeit zu spät erfolgt, wie dies in der zweiten Periode des I _PR-t-Diagrammes der Fig. 5b dargestellt ist, er gibt sich folgender Korrekturzeitwert t ₁ (K ₁: Konstante):

t ₁ = (t _DS-t _DI) · K ₁<0.

Für die nachfolgende Periode ergibt sich hiermit ein korrigierter Einsatzpunkt t _{s, neu}:

t _{s, neu} = t _{s, alt}-t ₁.

Falls jedoch der Beginn der Schließzeit zu früh er folgt, das heißt wenn der t _DS-Wert kleiner als der t _DI- Wert ist, ergibt sich folgender Korrekturzeitwert t ₂:

t ₂ = (t _DS-t _DI) · K ₂<0

(K ₂: Konstante) und daraus ergibt sich der neue Einsatz zeitpunkt t _{s, neu}:

t _{s, neu} = t _{s, alt}-t ₂.

Nun kann auch der Fall eintreten, daß der Zündspulen strom I _PR nicht die Stromschwelle I _PR,S ₁ erreicht. Dann bleibt aber auch das Ausgangsspannungssignal U _A auf dem Low-Pegel, was die Unbestimmtheit der Zeitdauer t _DI zur Folge hat. Der t _s-Zeitpunkt könnte für die fol gende Periode in diesem Fall weiter als notwendig vor verlegt werden. Dies ist aber mit einer Erhöhung der Verlustleistung im Endstufentransistor T _D verbunden, insbesondere für solche Zündspulenströme I _PR, deren Endwerte sich knapp unterhalb des Stromschwellenwertes I _PR,S ₁ befinden.

Eine qualitative Verbesserung ist in diesem Fall mög lich, wenn die Zeitdauer t _a,alt zwischen dem Einsatz zeitpunkt der Schließzeit t _s und dem Zeitpunkt t _SR ge mäß Fig. 5b, bei dem der Zündspulenstrom I _PR die Strom schwelle I _PR,S ₁ erreicht, aus den Vorperioden miter faßt und im Mikrocomputer 2 abgespeichert wird. Eine Korrekturzeit kann damit abhängig gemacht werden vom Betrag der Abweichung

I _PR-I _PR,S ₁.

Die Korrekturzeit t ₃ ergibt sich somit zu

t ₃ = (t _{a, alt}-(t _z-t _s)_neu + t _{DS, neu}) · K ₃<0

mit

t _{a, alt} = (t _SR-t _s)_alt

(K ₃: Konstante). Damit ergibt sich für den Einsatzzeit punkt der Schließzeit der nächsten Periode:

t _{s, neu} = t _{s, alt}-t ₃.

Wie bereits weiter oben erwähnt, kommt es bei dem be schriebenen Auswertealgorithmus nur auf die Low-High- Flanke des Signals der Fig. 5c an. Dementsprechend reicht ein durch Differentiation der H/L-Flanke des Span nungsverlaufes U _K ₃ gemäß Fig. 4e abgeleitetes Signal aus, um einen Spannungsverlauf U _E gemäß Fig. 5d zu er reichen. Hiervon leitet sich dann am Ausgang der An steuerstufe 3 ein Signal U′ _A gemäß der Fig. 5e ab, das auf der Verbindungsleitung 4 a zum Mikrocomputer 2 zur Auswertung ansteht.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Schließ zeitregelung zeigt die Fig. 2. Hierbei stellt die Aus gangsstufe des Mikrocomputers 2 einen sogenannten Ein strömerausgang bereit, der über den Schalter S ₁ der An steuerstufe 3 geschaltet wird. Dieser Schalter S ₁ ver bindet die Spannungsquelle mit der Spannung U _STAB mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators K ₄, der außerdem auch mit der Steuerleitung 4 verbunden ist. Ist der Schalter S ₁ geschlossen, so fließt der Strom I ₁ von der Batterie in den Widerstand R _E, der über Masse mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators K ₁ verbunden ist. Demnach liegt an diesem Eingang des Komparators K ₁ die Spannung:

U ₁,_E = I ₁ · R _E.

Falls das Triggersignal U _TR am invertierenden Eingang des Komparators K ₁ kleiner als der Spannungsabfall U ₁,E am Widerstand R _E ist, beginnt der Zündspulenstrom I _PR exponentiell anzusteigen bis er den Wert I _PR,S ₁ er reicht (siehe Fig. 4b). Dann wird der Ausgang des Komparators K ₃ welcher über einen Widerstand R ₁₀ mit der Batteriespannung U _Batt verbunden ist, auf Massepoten tial gezogen. Der entsprechende Spannungsverlauf zeigt die Fig. 4e. Der Schalter S ₂, der mit dem nichtinver tierenden Eingang des Komparators K ₁ verbunden ist, wird in Abhängigkeit von dem am Ausgang des Komparators K ₃ anstehenden Potential U _K ₃ so angesteuert, daß dieser Schalter immer nur dann geschlossen ist, wenn der Zünd spulenstrom I _PR größer als die Stromschwelle I _PR,S ₁ ist. Für diesen Fall ergibt sich ein Spannungssignal U _E ge mäß der Fig. 4f mit den Spannungspegeln:

U ₁,_E = I ₁ · R _E

und

U ₂,_E = (I ₁ + I ₂) · R _E.

Der Unterschied zwischen dieser erfindungsgemäßen Schaltung und der Schaltung nach Fig. 1 besteht darin, daß in der ausgelagerten Endstufe 1 der Widerstand R ₄ nach Fig. 1 nun als Widerstand R _E auf Masse gelegt ist und zusätzlich der Schalter S ₂ und der Widerstand R ₁₀ angeordnet ist. Die Ansteuerstufe 3 weist gegenüber derjenigen nach Fig. 1 nur noch den Widerstand R ₇ und den Komparator K ₄ auf, wobei der invertierende Eingang des Komparators K ₄ mit einer Vergleichsspannung U _S ₄, die über einen Spannungsteiler an U _STAB realisiert sein kann, beaufschlagt ist und der mit der Steuerleitung 4 verbundene nichtinvertierende Eingang über den Schalter S ₁ und den Einströmer I ₁ an der Spannung U _STAB anliegt.

Für die Aufbereitung eines Signals gemäß Fig. 4f durch den Mikrocomputer 2 gilt entsprechend das für die Schal tung nach Fig. 1 beschriebene, das heißt, es ergibt sich ein auf der Leitung 4 a zum Mikrocomputer 2 anlie gendes Signal gemäß der Fig. 4d.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfin dung zeigt die Schaltung nach Fig. 3, wonach zwei Stromschwellenwerte I _PR,S ₁ und I _PR,S ₂ abgefragt werden. Hierbei ist in der Schaltung der ausgelagerten Endstufe 1 der Widerstand R ₂ gemäß der Fig. 1 in einen aus den Widerständen R ₂₁ und R ₂₂ bestehenden Spannungsteiler aufgeteilt, sowie ein weiterer Widerstand R ₁₁ und ein weiterer Komparator K ₅ hinzugefügt worden. Der nichtin vertierende Eingang des Komparators K ₃ liegt über dem Widerstand R ₂₂ an Masse, während der invertierende Ein gang dieses Komparators über den Widerstand R ₁₁ sowohl mit dem Stromfühlershunt R _S als auch mit dem invertie renden Eingang des Komparators K ₅ verbunden ist. Der nichtinvertierende Eingang des Komparators K ₅ ist über die Widerstände R ₂₁ und R ₂₂ mit Masse verbunden, während der Ausgang dieses Komparators mit dem invertierenden Eingang des Komparators K ₃ in Verbindung steht. Die Schaltung der Ansteuerstufe 3 stimmt mit derjenigen nach Fig. 1 überein.

Die Stromschwelle I _PR,S ₁ wird durch den Komparator K ₅, während die zusätzliche Stromschwelle I _PR,S ₂, die klei ner als die Stromschwelle I _PR,S ₁ ist, durch den Kompara tor K ₃ abgefragt wird; vergleiche hierzu Fig. 4b.

Erreicht der Zündspulenstrom I _PR die erste Stromschwelle I _PR,S ₂, so wird der Ausgang des Komparators K ₃ nach Massepotential gezogen, wodurch der aus den Widerständen R ₃ und R ₄ gebildete Spannungsteiler wirksam wird, wie schon weiter oben beschrieben wurde. Dadurch wird der Pegel U ₁,_E auf den Wert U ₂,_E abgesenkt, wie in Fig. 4g gezeigt ist. Wenn nun der Zündspulenstrom I _PR auch die zweite Stromschwelle I _PR,S ₁ erreicht, wird der Ausgang des Komparators K ₅, bzw. der invertierende Eingang des Komparators K ₃ nach Massepotential gezogen, wodurch der Ausgang des Komparators K ₃ nicht mehr auf Masse liegt. Dies hat zur Folge, daß der Spannungspegel U ₂,_E auf der Steuerleitung 4 gemäß Fig. 4g wieder auf den Pegel U ₁,_E zurückgeht. Am Ausgang des Komparators K ₄ der An steuerstufe 3 steht ein Spannungsverlauf U _A gemäß der Abb. 4h an. Bei diesem Signal beschreibt die posi tive Flanke F 1 das Erreichen der I _PR,S ₂-Schwelle und die negative Flanke F 2 das Erreichen der I _PR,S ₁-Schwelle.

Diese beiden Flanken können nun im Mikrocomputer 2 für die Berechnung eines verbesserten Korrekturwertes für den Einsatzzeitpunkt der Schließzeit verwendet werden.

Claims

1. Schließzeitregelung für Brennkraftmaschinen mit einer den Zündspulenstrom schaltenden Zündendstufe (1) und einem Mikrocomputer (2) mit seiner Ansteuerstufe (3), wobei auf der die Zündendstufe (1) und die Ansteuer stufe (3) verbindenden Steuerleitung (4), die den Strom fluß in der Primärwicklung der Zündspule bestimmenden Pegel anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Steuerleitung (4) als einzige Verbindung zwischen der Zündenstufe (1) und der Ansteuerstufe (3) bidirektio nal, im Sinne eines Regelkreises, genutzt wird.

2. Schließzeitregelung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das auf der Steuerleitung (4) von der Zündendstufe (1) zur Ansteuerstufe (3) gelangende Sig nal mit Hilfe des Mikrocomputers (2) zur Bestimmung des Einsatzzeitpunktes (t _s) für die Schließzeit ver wendet wird.

3. Schließzeitregelung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Schwellenwert derart definiert wird, daß bei einer Überschreitung dieses Schwellenwer tes durch den Zündspulenstrom eine definierte Absenkung des auf der Steuerleitung (4) stehenden, die Schließ zeit bestimmenden Pegels erfolgt, und daß die durch diese Absenkung definierte Flanke als Auswertesignal dem Mikrocomputer (2) zur Verfügung steht.

4. Schließzeitregelung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Schwellenwert derart definiert wird, daß bei einer Überschreitung dieses Schwellenwertes durch den Zündspulenstrom eine definierte Erhöhung des auf der Steuerleitung (4) stehenden, die Schließzeit bestimmenden Pegels erfolgt, und daß die durch diese Erhöhung definierte Flanke als Auswertesignal dem Mikro computer (2) zur Verfügung steht.

5. Schließzeitregelung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ein erster und ein zweiter Schwellen wert derart definiert wird, daß der zweite Schwellen wert höher liegt als der erste, und daß zunächst bei einer Überschreitung des ersten Schwellenwertes durch den Zündspulenstrom eine definierte Absenkung des auf der Steuerleitung (4) stehenden, die Schließzeit be stimmenden Pegels erfolgt, und daß bei Überschreitung des zweiten Schwellenwertes durch den Zündspulenstrom diese Absenkung des Pegels wieder rückgängig gemacht wird, und daß die durch diese Absenkung bzw. Erhöhung des Pegels definierte Flanken als Auswertesignale dem Mikrocomputer (2) zur Verfügung stehen.

6. Schließzeitregelung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung bzw. Erhö hung des die Schließzeit bestimmenden Pegels mit Hilfe eines gesteuerten Spannungsteilers erfolgt.

7. Schließzeitregelung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung bzw. Erhöhung des die Schließzeit bestimmenden Pegels mit Hilfe ge steuerter Einströmer, die ihren Strom in einen Arbeits widerstand treiben, erfolgt.

8. Schließzeitregelung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung bzw. Erhöhung des die Schließzeit bestimmenden Pegels mit Hilfe eines durch Differentiation eines Spannungssprunges, welcher mit dem Erreichen des Stromschwellenwertes auftritt, er zeugten Hilfsimpulses erfolgt.

9. Schließzeitregelung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Stromanstiegszeit des Zündspulen stromes bis zum Erreichen der definierten Stromschwelle in jeder Periode, in der der Strom die Stromschwelle erreicht, abgespeichert wird.

10. Schließzeitregelung nach Anspruch 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Nichterreichen der Stromschwelle durch den Zündspulenstrom die Zeitkorrektur aus der Zeit differenz zwischen der im Anspruch 9 definierten Strom anstiegszeit der Vorperiode und der aktuellen Stroman stiegszeit gebildet wird.