CN1378619A - 内燃机点火装置和方法 - Google Patents
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Abstract
提出具有至少一个汽缸的内燃机点火装置和方法,在这里,点火装置具有一个中央控制单元和多个外设单元,它们分别为一个汽缸配置,在这里,从中央控制单元可向外设单元发送数字式控制信号,通过它们促使外设单元来点燃当时的汽缸,在这里,由外设单元求出有关外设单元中状态的测量值并且根据测量值向中央控制单元发送数字式诊断信号,在这里,由中央控制单元为了计算处理诊断信号求出控制信号和诊断信号之间的至少一个时间差。
Description
技术水平
本发明涉及独立权利要求所述种类的内燃机点火装置和方法。从EP-PS0344394中已经知道了内燃机点火装置和方法，它们采用一个电路来计算处理作为时间函数的点火线圈的初级电压曲线，在这里，该装置需要一个附加电路组件。借助于与参考初级电压曲线对比可以确定这种情况，在该情况下，初级电压幅值在规定时间到时之前下降到一个规定的幅值之下。这种情况被视为点火故障。
在DE-OS4140147中介绍了采用传感器采集次级电压曲线或者转换到初级侧的点火电压，在正确点火时，施加在诊断线上的信号从1转换到0(或者也可以选择从0转换到1)。这样，就可以选择汽缸地采集有缺陷的点火。
EP-OS0020069示出并介绍了一种装置，在这种装置中，这样监控初级电压曲线，将在这期间初级电压超过一个确定的预定值的时间差与一个预定的时间差对比。如果与预定的时间差对比，初级电压在较长时间差期间高于所述预定值，则识别是有缺陷的点火。
本发明优点
相比而言，按照本发明的具有独立权利要求特征的装置和方法的优点是，应用阈值监控初级电路或者次级电路参数值的变化。在超过或者低于预定的阈值时，在一个数字式诊断线中产生一个脉冲沿(Flanke)，这个脉冲沿在一个微型计算机中被计算处理。借助于诊断线传输的脉冲沿允许计算处理其中存在着一定点火状态的时间间隔。在合适选择阈值时，所述计算处理可以用于区别各种不同的故障点火原因，减轻了查找和排除这些原因的工作。另一个优点是，这样在电路技术方面实现本发明的装置比较简单，不必设置一个附加的用于点火诊断的电路组件。
通过在从属权利要求中介绍的措施可以有利地进一步构造和改善在独立权利要求中说明的装置或者方法。特别有利的是，不仅不同参数的诊断信号、如初级电流和初级电压，而且多个汽缸的诊断信号通过一个逻辑连接电路组件或者一个开集电极电路逻辑连接地通过一个汇总诊断线在考虑时间顺序下被输送。
同样有利的是，计时单元和微型计算机计算单元的一部分装在一个时间处理单元内，该时间处理单元与微型计算机分开配置并且与它连接，因为由时间处理单元执行的信号与运行的计时单元的比较不会对微型计算机的容量增加负荷。
另外的优点是，检查测量的时间间隔是否位于额定值间隔之内，因为内燃机的工作参数有一定的波动，这些波动在正确点火时也会使额定值在一定界限之内波动。在这里有利的是，根据内燃机工作参数借助于模型假设求出额定值间隔界限并存储在微型计算机里。也可以在使用中进行这个存储。然后，对于当时要进行的对比，根据内燃机的相应工作参数从存储单元中读出额定值间隔。被证明特别有利的是选择蓄电池电压作为工作参数。采用统计学方法在内燃机运行期间借助于测量的时间差值求出当时的额定值间隔，通过此达到了另一个有利的改善。此外，将测量的时间差与一个额定值对比，对一定的用途被证明是有利的。在此，进行测量的时间差与先前进行的相同汽缸燃烧过程的相应时间差的比的形成。然后，检验该比与1的偏差。由于两个燃烧过程之间的时间间距很小，温度和蓄电池电压波动几乎不会对这个比产生影响。此外，在计算处理这些时间间隔时有利的是，可以借助于控制信号根据汽缸特性区别这些时间间隔，并且可以这样进行与汽缸特性有关的故障分析。因此，可以采用有利的方式在微型计算机存储单元中存储当时汽缸的故障，在显示装置上输出或者根据汽缸特性采取应急措施。
另外被证明有利的是，在超过初级电流的一定的预定第一阈值时，在所属的诊断线里产生第一脉冲沿，所谓的第一充电脉冲沿，在控制信号内出现断开脉冲沿时，产生第二脉冲沿，所谓的第二充电脉冲沿。
另外有利的是，在检测出可控开关超温断开时，在所属的诊断线中产生第二脉冲沿，所谓的第二UETA(超温断开)一脉冲沿。因此，可以采用有利的方式求出作为当时汽缸控制信号内的触发脉冲沿和第一充电脉冲沿之间时间差的接通时间，并且检验，接通时间是否位于第一额定值间隔之内。在合适选择第一阈值时可以查出，在点火线圈中是否存在着蓄电池电压短路或者匝间短路。如果求出作为充电时间的第一充电脉冲沿和第二充电脉冲沿之间的时间并且检验，充电时间是否位于第二额定值间隔之内，则同样是有利的。由此可以采用有利的方式识别，是否在外设单元中存在着接触不良或者在微型计算机或者时间处理单元中存在着故障。另外被证明有利的是，在第二充电脉冲沿前出现第二UETA-脉冲沿时，第一充电脉冲沿和第二UETA一脉冲沿之间的时间差被确认为充电时间。因为同样可以通过诊断线检测出现超温断开，这是有利的。
在初级电压超过第二阈值时，在诊断线中产生第一脉冲沿，所谓的第一电压脉冲沿，在初级电压低于第三阈值时，则产生第二脉冲沿，所谓的第二电压脉冲沿，这同样被证明是有利的。
有利的是，由控制信号的断开脉冲沿和第一电压脉冲沿之间的时间差求出一个上升时间。采用同样有利的方式可以由控制信号的断开脉冲沿和第一电压脉冲沿之间的时间差确定一个上升时间，由第一电压脉冲沿和第二电压脉冲沿之间的时间差确定点火时间，在这里，在求出的上升时间低于第三额定值时和点火时间超过第四额定值时，则可以评价点火没有实现。
附图
附图中示出了本发明的实施例，并且在下面的说明中进行了详细介绍。图中示出：
图1为本发明装置的示意图，
图2为控制信号、初级电流、初级电压、电流诊断信号和电压诊断信号的两个示例的时间曲线(示意图)，
图3为控制信号、初级电流、初级电压和电流/电压诊断信号的两个实施例的时间曲线(示意图)，
图4为控制信号、初级电流、初级电压、电流诊断信号和在超温断开时电压诊断信号的两个实施例的时间曲线(示意图)，
图5为控制信号、初级电流、初级电压和在超温断开时电流/电压诊断信号的两个实施例的时间曲线(示意图)，
图6为按照本发明方法的流程(示意图)，
图7为用于观察接通时间的按照本发明方法的流程(示意图)，
图8为用于观察充电时间的按照本发明方法的流程(示意图)，
图9为用于观察点火时间的按照本发明方法的流程(示意图)。
实施例说明
在图1a中示出了按照本发明的内燃机点火装置。用示意图示出了用于内燃机一个汽缸的外设单元2，装有一个点火放大器3、一个具有初级绕组10和次级绕组15的点火线圈8和一个火花塞20。在这里，次级绕组15的第一端与火花塞20第一电极串接。火花塞20的第二电极和次级绕组15的第二端与发动机地(Motormasse)连接。点火放大器3的主要组成部分是一个主要作为大功率晶体管构成的可控开关5。大功率晶体管的集电极与点火线圈8的初级绕组10第一端串接，而可控开关5的发射极接地。初级绕组第二端与电源Ubat串接。
另外，在图1a中的内燃机点火装置具有一个微型计算机25，它是中央控制单元的一部分，包括一个存储单元，一个计算单元和一个计时单元。微型计算机25通过信号线30与每个外设单元2可控开关5的可控输入端连接。通过信号线向外设单元发送数字式控制信号，通过信号促使当时的外设单元进行点火。另外，微型计算机25通过一个诊断线35与外设单元2的点火放大器3连接。通过诊断线将数字诊断信号从外设单元发送到中央控制单元。微型计算机25的计时单元也可以包括在与微型计算机分开单独工作的时间处理单元(TPU)内，它具有一个附加计算单元。在这里，时间处理单元同样是中央控制单元的一部分。在这种情况下，诊断线35与时间处理单元连接，然后时间处理单元又通过一条数据线或者数条数据线与微型计算机连接。另外，时间处理单元与一条信号线或者数条信号线连接。
从图1b中示出的另一个实施例可以得知，为每个汽缸配置一个外设单元2。在图1b中示出了用于第一汽缸、第二汽缸和n个汽缸的外设单元2。这可以由在示出当时外设单元2的长方形中的符号(1.，2.，n)得知。在这里，每个外设单元2通过一条信号线30与微型计算机25连接，在这里，每个外设单元2内的信号线30通向可控开关5，如同借助于图1a所示出的那样。除此之外，每个外设单元与诊断线35连接，在这个实施例中，规定的一定数量的诊断线与逻辑连接电路组件连接。在这里，或是所有汽缸外设单元的诊断线与唯一的逻辑连接电路组件连接，或是规定的一定数量的诊断线与一个逻辑连接电路组件连接，在这里，在这种情况下存在着多个这样的逻辑连接电路组件。所述逻辑连接电路组件或者所述多个逻辑连接电路组件可以是单独的电路组件，或者集成在微型计算机25、时间处理单元或者一个或者多个点火放大器3中。
图1c示出了另一个实施例，在这个实施例中，不同汽缸的点火放大器3信号通过诊断线35借助所谓的开集电极电路36逻辑连接。多个诊断线35的信号可以这样逻辑连接成汇总诊断线37的信号，在这里，或是所有诊断线、或是最好两个、三个或者四个诊断线35的组的信号汇集成一条汇总诊断线37。(在图1c中从上向下排成行)第1个汽缸、第2个汽缸和n个汽缸的每个诊断线35通到开集电极电路36的可控开关元件38的基极，在这里，可控开关元件主要是作为晶体管构成。每个可控开关元件38的发射极与地连接。每组可控开关元件38的集电极相互并联并且与蓄电池电压上的上拉电阻串接。可控开关元件的集电极同样通过汇总诊断线37与微型计算机25或者时间处理单元连接。
在图1d中再一次详细示出了一个汽缸的点火放大器3。另外，除了已经说明的与信号线30和初级绕组10以及发动机地连接的可控开关5之外，至少一个比较电路、尤其是第一比较电路45、第二比较电路50和第三比较电路55、至少一个传感器、尤其是第一传感器60以及脉冲沿形成元件65是点火放大器3的组成部分。脉冲沿形成元件的输出端与诊断线35连接，而比较电路45、50、55的输出端和到信号线30的连接线路67与脉冲沿形成元件的输入端连接。在脉冲沿形成元件之内，来自第一、第二和第三比较电路和传感器以及信号线的、被施加脉冲沿的线路同样通过一个逻辑连接电路组件或者一个开集电极电路逻辑连接成诊断线35。
借助于图2至5介绍了图1说明的本发明内燃机点火装置组成部分的作用原理。在图2至5中，在横坐标方向绘出时间。这分别借助于上面绘出的时间线示出。在图2a中绘出通过信号线30从微型计算机传送给汽缸点火放大器3可控开关5的信号。在第一时间点T1，可控开关5通过信号线30、所谓的触发脉冲沿的信号接通，并且使初级电流从电源Ubat经过初级绕组10、可控开关5流到发动机地。在图2b中示出了初级电流I曲线。从图2b中得知，初级电流I随着时间连续上升。在这里，在第三时间点T3，超过给定的第一阈值I1。在第二时间点T2，通过信号线30信号内的脉冲沿、所谓的断开脉冲沿截止可控开关5，因此，在点火线圈8的次级绕组15中产生一个高压，然后高压在火花塞20上产生点火火花。第一时间点T1和第二时间点T2之间的过程称为充电过程，在这期间可控开关是接通的。第二时间点T2之后，初级电流I快速降低到零。在图2c中，在初级侧施加的初级电压U作为时间函数绘出。在按照本发明的内燃机点火装置中，从可控开关5和初级绕组10之间的一个点相对于地测量初级电压U。在第一时间点T1之前，初级电压是电源给定的蓄电池电压Ubat。从第一时间点T1起，在这个点可控开关5打开(oeffnen)，初级电压下降到饱和电压。第二时间点T2之后，在次级绕组15内感应高压之后，点火电压(也就是说在该电压上火花塞上的火花燃烧)被反送到初级侧。在此，初级电压具有在图2c中示出的曲线。在第二时间点T2之后的短时期内，初级电压急剧上升，紧接着又急剧下降，然而，在点火火花燃烧期间保持在高水平上。在初级电压急剧上升期间，在第四时间点的初级电压超过了明确预先给定的初级电压U1的第二阈值。在点火火花熄灭之后，初级电压又下降，一直到它达到蓄电池电压为止。在初级电压降低期间，初级电压经过明确预先给定的第三阈值。它例如可以处在电压值U2或者电压值U3(见图2c)上。如果预定电压值U2作为第三阈值，然后初级电压在第五时间点T5下降到低于这个第三阈值U2的电压。相反，如果预定更低的电压U3作为第三阈值，初级电压在第六时间点T6才下降到低于这个第三阈值U3的电压。
现在应该阐明诊断信号的产生，诊断信号在诊断线35或者汇总诊断线37中到达微型计算机25或者时间处理单元。如借助于图1d所示出的和上面所介绍的那样，点火放大器3具有至少一个比较电路45、50、55和/或者传感器60和一个产生信号的元件，最好是一个脉冲沿形成元件65。借助于比较电路可以将点火电路参数值、最好是初级电流和初级电压与阈值对比。如果点火电路参数值这样变化，超过或者低于明确预先给定的阈值时，与比较电路连接的产生信号元件则产生一个诊断信号，最好是脉冲沿形成元件产生第一或者第二脉冲沿，然后通过诊断线35将其发出。但是，也可以使用这样的分配，它为两个脉冲沿产生并且在其事件(超过或者低于阈值)中在脉冲沿形成元件内发生。脉冲沿形成元件也可以具有一个通到信号线30的连接67。这样，在触发或者断开脉冲沿达到可控开关时，同样可以产生第一或者第二脉冲沿。同样可以借助于一个或者多个传感器60检测明确预先给定的点火放大器状态。最好是可以确定，点火放大器的组件是否具有必须使它切断的这样的高温度，也就是说，必须进行所谓的超温断开。如果检测到一定的状况，脉冲沿形成元件同样可以产生第一或者第二脉冲沿并且发送给诊断线。在这里，第一脉冲沿意味着电平从0跳到1(正脉冲沿)或者从1跳到0(负脉冲沿)，第二脉冲沿意味着电平与此相反跳跃，也就是说从1跳到0(负脉冲沿)或者从0跳到1(正脉冲沿)。由产生信号的元件65产生的诊断信号也可以包括作为脉冲沿的其他数字信号，但是，在考虑到其形状情况下，数字信号也可以与脉冲沿相似地被传送和计算处理。因此，在下面的实施形式中只涉及到作为诊断信号特殊实施形式的脉冲沿。
在本发明的一个优选实施例中由比较电路45对比，初级电流是否超过明确预先给定的第一阈值I1。然后，脉冲沿形成元件65在初级电流超过第一阈值I1时，确切地说在第三时间点T3(见图2b)，则产生第一脉冲沿，所谓的充电脉冲沿。图2e示出了在这种情况下施加在诊断线上的信号。在第三时间点T3，电平从1变到0。在优选的实施例中，在充电过程开始之后在信号线30中施加断开脉冲沿时，才由脉冲沿形成元件产生第二脉冲沿，所谓的第二充电脉冲沿。该脉冲沿施加在第二时间点T2并且使可控开关5截止。在图2e中又示出了在第二时间点T2的第二充电脉冲沿，在这个优选实施例中，它意味着电平从0变到1。
在另一个优选实施例中，由比较电路50比较，初级电压是否超过第二阈值U1。如果在第四时间点T4超过了第二阈值，则脉冲沿形成元件65产生第一脉冲沿，所谓的第一电压脉冲沿，并且将它传送给诊断线35。从图2f和2g中可以知道第一电压脉冲沿。在优选的实施例中，第一电压脉冲沿是一个负脉冲沿。在优选的实施例中，当比较电路5 5确定，初级电压低于第三阈值时，则产生作为正脉冲沿的第二脉冲沿、所谓的第二电压脉冲沿。这样的阈值可以是第二电压值U2或者第三电压值U3。在图2f中示出了这种情况，其中，在低于第二电压值U2时产生第二电压脉冲沿(在第五时间点T5)，及在图2g中示出了这种情况，其中，在低于第三电压值U3时产生第二电压脉冲沿。通过选择阈值，如图2f与图2e对比所示出的那样，经不同长度时间延伸达到了电平0。在一个实施例中，电压值U1、U2和U3可使用地被构型。
图3示出了脉冲沿形成的另一个优选实施例，在这个实施例中先后产生充电脉冲沿和电压脉冲沿并且发送给相同的诊断线35。图3a至3c相当于图2a至2c，因此不需要再次说明。在图3e中画出了时间上的诊断线35的信号。与图2e相似，在第三时间点T3产生第一充电脉冲沿，在第二时间点T2产生第二充电脉冲沿。与图2f相似，然后在第四时间点产生第一电压脉冲沿和在第五时间点产生第二电压脉冲沿。分别配套的第一和第二脉冲沿被称为脉冲沿对，当在不同事件上脉冲沿对按时间顺序相继出现时，信号的相互排列才有可能。图3f示出了与图3e相似的诊断线信号，与图3e中信号的不同仅仅在于，第三阈值是另一个电压值。
图4示出了另一个优选实施例信号的时间过程。图4a与图2a相似，因此不再说明。在图4b中，初级电流作为时间函数绘出。与图2b相似，从第一时间点T1起，初级电流连续上升，并且在第三时间点超过第一阈值I1。在第七个时间点T7，由点火放大器电路组件进行超温断开，因为某些电路组件具有太高的温度。从第七个时间点T7起，初级电流慢慢下降，在达到第二时间点T2之后继续下降一直到初级电流到0为止。在图4c中示出了初级电压的对应的时间曲线。一直到第七个时间点T7为止，该曲线与图2c示出的曲线相似。由于超温断开，然后初级电压上升和在第二时间点T2之后又一次上升。接下来的曲线与图2c示出的曲线相似，因此不再说明。图4e示出了在由于超温断开产生一个脉冲沿时，诊断线的信号曲线怎样造型。与图2e相似，首先在第三时间点T3产生第一充电脉冲沿。然后在第七个时间点T7进行超温断开并且被传感器60检测。因此，脉冲沿形成元件65产生了第二脉冲沿，所谓的UETA-脉冲沿，如从图4e中所知道的那样。因为现在诊断线的电平已经处于1，所以在没有超温断开时在第二时间点T2产生的另外的第二脉冲沿、特殊的第二充电脉冲沿对诊断线35的电平没有作用。在图4f和4g中产生的诊断信号与来自初级电压曲线的诊断信号相同，所述初级电压曲线已经借助于图2f和2g进行了介绍。
图5示出了另一个实施例的信号曲线。图5a中的控制信号曲线、图5b中的初级电流曲线和图5c中的初级电压曲线与图4a至4c中绘出的曲线相同，因此不再说明。在图5e中，诊断信号作为时间函数绘出。首先，在第三时间点T3产生第一充电脉冲沿，由于出现超温断开，在第七个时间点产生一个第二UETA-脉冲沿。紧接着与图3e类似产生一个第一和一个第二电压脉冲沿。图5f中的诊断信号曲线与图5e中的诊断信号曲线的不同之处仅在于，用于第二电压脉冲沿的第三阈值是另一个电压值。
可以为每个汽缸的外设单元产生每个上面介绍的诊断信号。
数字式诊断信号通过诊断线35到达微型计算机25或者时间处理单元。如图1b中所示出的那样，从每个汽缸的外设单元2引出一条诊断线35。在采用多个汽缸时，多个诊断线35可以与逻辑连接电路组件40逻辑连接，它们的点火过程在时间上相互保持足够远，这样，汽缸的诊断信号可以被分开。在一个有利的实施例中，借助于一个逻辑连接电路组件40可以将最多四个缸的四个诊断线35汇总。如已经说明的那样，逻辑连接电路组件40的输出端构成了一条汇总诊断线37，它将逻辑连接的诊断信号传送给微型计算机或者时间处理单元。逻辑连接电路组件40按时间上正确的顺序进行到达的诊断信号的逻辑连接。这意味着，当在至少一个到达的诊断信号具有一个电平0时，才在输出端产生一个电平0。只有在所有进入的诊断线的电平具有1时，在逻辑连接电路组件40输出端上的电平才被置于1。包含在逻辑连接电路组件40内的逻辑电路取决于一个第一脉冲沿是否意味着电平从0变到1或者从1变到0。在这里示出的方案包括第一脉冲沿的电平从1变到0(负脉冲沿)。在另一种情况下，如果第一脉冲沿意味着一个正脉冲沿，借助于逻辑连接电路组件40这样进行逻辑连接，在至少一个到达的诊断信号的电平具有1时，则在输出端产生1，当所有到达的诊断信号的电平具有0时，在输出端产生0。
各个汽缸诊断线信号的相似逻辑连接也通过开集电极逻辑连接进行，这在图1c的实施例中示出。在这里，当在至少一个诊断线35上施加一个电平1时，则在汇总诊断线37中产生一个电平0。然后，可控开关元件接通，使电流从Ubat流到发动机地。因此，在集电极上的电压是零。如果诊断线37的所有电平是0，所有可控开关元件38则处于截止状态并且汇总诊断线的电平位于1。因此，采用这个用于本发明点火装置的实施例，汇总诊断线的脉冲沿与这些诊断线的脉冲沿相反，然而在时间上具有正确顺序。也就是说，一个正脉冲沿变为一个负脉冲沿，一个负脉冲沿变为一个正脉冲沿。另外，在考虑到这个特性时，可以区分第一和第二脉冲沿。
紧接着，如果存在着这样的信号，诊断线35或者汇总诊断线37的信号或是到达微型计算机，或是到达时间处理单元(TPU)。如已经说明的那样，两个单元包括有一个计时单元。通过将来自诊断线35或者汇总诊断线37的信号与在计时单元中连续走过的时间对比，可以求出各个事件之间的时间间隔，这些事件与线路上的信号连接。在这里，也可以考虑信号线和诊断线上脉冲沿之间的任意时间间隔，结合不同线路的脉冲沿。
在一个实施例中，求出触发脉冲沿和第一充电脉冲沿之间、即第一时间点T1和第三时间点T3之间的时间差，在这里，这个时间差称为接通时间。在另一个实施例中，求出第一和第二充电脉冲沿之间(确切地说T3和T2之间)的时间差。这个时间差称为充电时间。在出现超温断开时，决定充电时间结束的第二脉冲沿也是UETA一脉冲沿。在另一个实施例中，求出断开脉冲沿和第一电压脉冲沿之间(确切地说T2和T4之间)的时间差，所谓的上升时间，和/或者第一和第二电压脉冲沿之间(确切地说T4和T5或T6之间)的时间差，所谓的点火时间。借助于所属的控制信号，可以将这些时间间隔与当时的汽缸对应，也可以区别，一个脉冲沿对的两个脉冲沿之间的时间差属于充电时间或者属于点火时间。在相当于充电时间的时间差时，在出现第一脉冲沿时刻，充电过程还没有结束，也就是说，还没有超过第二时间点T2，在这个时间点借助于断开脉冲沿截止可控开关5，而在点火时间开始时，当时汽缸当时点火过程的第二时间点T2已经被超过。接着，求出的时间间隔被传送给微型计算机25的计算和存储单元。
然后，求出的时间间隔评价点火过程是否按规定进行。通过合适选择阈值、比如说第一、第二和第三阈值可以由求出的时间间隔长度、比如说从接通时间的长度得出有关在点火电路中出现的故障种类的结论。然后，故障种类可以根据汽缸特性存储在存储单元中和/或者在内燃机仪器上显示或者可以引入应急程序。图6示意性示出了这种按照本发明的方法。在步骤70中，将一个求出的时间差与内燃机一定汽缸的一定事件对应。在下一个步骤75中检验，当时的时间差是否位于规定的额定值间隔内，或者它是否大于或者小于额定值间隔的最大值或者最小值或者是否根本是可以求出当时的时间差。然后，在步骤80中进行评价以及可能时对评价反应。如果当时的时间差位于规定的额定值间隔内，则评价点火过程为正常。如果当时的时间差没有位于规定的额定值间隔内，根据时间差是否高于或者低于额定值间隔或者是否根本就没能求出时间差，则得出出现的确定的故障。在此，这些故障可以存储在微型计算机的存储器内或者作为报警在显示元件上显示。也可以根据故障采取应急措施。可以与内燃机其他功能配合采取这些措施。另外也可以为了计算处理故障考虑内燃机的其他特征参数，以便可以得出有关点火电路现存故障的准确和可靠结论。然后，对下一个时间差继续进行所述方法。额定值间隔不仅可以借助于模型计算作为内燃机参数的函数、最好是参照蓄电池电压求出，而且可以存储在微型计算机的存储单元内，在那里它们根据内燃机参数为当时要进行的评价被选出。在这里，也可以在应用中将额定值间隔存储到存储单元内。在另一个实施例中可以在内燃机运行时间期间由当前的测量值求出额定值间隔并且借助于统计学确定，哪些测量值属于当时的额定值间隔。同样可以将测量的时间差与一个额定值对比并且确定，该测量值是否高于或者低于额定值。在一个特殊的实施形式中，可以由所测量的时间差与相同汽缸这之前燃烧过程的测量时间差形成一个比。这个比必须在预先明确给定的1左右的范围内。在这里有利的是，归因于蓄电池电压或者温度变化的变化在相同汽缸的两个点火过程之间的短的时间间隔内可被忽略。
在图7中示出的一个优选实施例示出了接通时间的计算处理。在步骤85内对比，接通时间是否位于规定的第一阈值间隔内。如果是，这个方法沿路径90继续进行，没有以下面确定时间差对外设单元作用。如果接通时间高于第一额定值间隔的最大值，则所述方法到达步骤91。在步骤91里识别，存在着高欧姆点火电路。在下面的步骤93里，采取由此得出的应急措施，相应汽缸的故障存储在微型计算机25的存储器内和/或者将报警发送到内燃机的显示元件上。如果接通时间低于第一额定值间隔的最小值，则在步骤87中识别，存在着蓄电池电压短路或者点火电路内匝间短路。在步骤89中，与步骤93相似，根据故障特点对现有故障进行反应。
对这种故障可以采取的和防止在点火装置中产生的太高损耗功率破坏组件的应急措施最好包括：通过微型计算机25缩短充电过程，或者立即断开点火线圈8，或者降低内燃机转速，或者限制内燃机所属燃烧室的充气，或者在一个处于相对上死点尽可能早角度的点火角时点火。在内燃机特殊结构中，同样可以采取下列应急措施。最好是在采用汽油直接喷射一内燃机时可以从分层运行转换到均质运行，或者在采用装有涡轮增压器的内燃机时降低增压进气压力。
如果根本就没有接通时间被测量出，则所述方法到达步骤97，在这个步骤中确定，存在着线路电压降或者对地短路。在步骤99中，对相应故障做出与步骤93相似的反应。
图8示出了计算处理充电时间方法的另一个优选实施例。在步骤101中检验，充电时间是否位于第二额定值间隔之内。与图7中路径90相似，继续进行下一个时间差的方法。如果是这种情况，则所述方法到达路径103，并且将点火评价为符合规定。在充电时间小于第二额定值间隔的最小值时，该方法到达步骤105，在这个步骤中确定，存在着接触不良或者超温断开。如果在当前汽缸当时充电过程的时间差之内不再测量到第二充电时间，则超温断开是可能的。在下面的步骤107中类似于步骤93对当时的故障做出反应。如果测量的充电时间大于第二额定值间隔的最大值，则所述方法到达步骤109，在这个步骤中确定，在时间处理单元中存在着故障。在紧接着进行的步骤111中类似于方法步骤93作出反应，在超过充电时间时，补充在步骤93中采取的应急措施，通过接通可控开关5，也可以通过微型计算机启动点火，也就是说，施加高压和在火花塞两个电极之间跳过火花。
在图9中介绍了计算处理点火时间方法的另一个优选实施例。在步骤112中检验，上升时间是否低于第三额定值。如果是这种情况，该方法到达步骤113，在这个步骤中检查，点火时间是否小于第四额定值。如果是这种情况，该方法到达路径115，其中类似于路径90，继续进行下一个时间差的方法。然后，点火被评价为符合规定。如果没有上升时间和没有点火时间被检测出，则该方法到达步骤117，在这个步骤中确定，高压没有达到第二阈值，因此没能提供用于点火火花的一定能量。在下面的步骤121中类似于步骤93对故障做出反应。如果测量的点火时间大于第四额定值，则方法到达步骤123，在这个步骤中确定，电压衰减，因此没有进行点火。在紧接着进行的步骤125中类似于方法步骤93对故障反应。如果上升时间大于第三额定值，紧接着求出的充电时间没有被用来诊断点火过程，借助于分析下一个求出的时间差在路径126上继续进行所述方法。
迄今示出的实施例涉及到感应式点火系统，在采用电容式点火系统时也可以使用类似装置和类似方法。
同样，所示出的实施例涉及到初级电路的测量参数值、如初级电流和初级电压。也可以根据次级电路测量参数来说明类似的内燃机点火装置和方法。
本发明涉及内燃机点火装置和方法，在这里，可以在电路技术方面很简单及成本很小地诊断点火过程并且使诊断能够对可能的有关故障源做出详细的说明。
Claims (36)
1.内燃机点火装置，具有一个中央控制单元和多个外设单元，它们分别为一个汽缸配置，其中，可以从中央控制单元向这些外设单元发送数字式控制信号，通过它们促使外设单元来点燃当时的汽缸，在这里，由外设单元可求出有关外设单元中状态的测量值并且可根据这些测量值向中央控制单元发送数字式诊断信号，在这里，可由中央控制单元为了计算处理诊断信号求出控制信号和诊断信号之间的至少一个时间差。
2.按照权利要求1所述的装置，
其特征为，
为了计算处理诊断信号，可由中央控制单元另外求出诊断信号之间的至少一个时间差。
3.按照权利要求1或者2所述的装置，
其特征为，
可由中央控制单元进行该时间差或者这些时间差与额定值或者额定值间隔之间的比较。
4.按照权利要求3所述的装置，
其特征为，
可由中央控制单元根据所述比较确定点火装置内的故障。
5.按照权利要求4所述的装置，
其特征为，
所述故障可存储在中央控制单元的存储单元内和/或者在一个显示单元上输出和/或者可根据故障采取特殊的应急措施。
6.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
所述外设单元分别具有至少一个比较电路和/或者用于测定外设单元状态的传感器，在这里，借助于比较电路通过外设单元的电气值可确定一个可预定的阈值的低于或超过。
7.按照权利要求6所述的装置，
其特征为，
外设单元具有一个第一比较电路和/或者一个第二比较电路和/或者一个第三比较电路和/或者一个传感器，在这里，借助于第一比较电路可确定可预定的第一阈值被初级电流的超过，借助于第二比较电路可确定可预定的第二阈值被初级电压的超过，借助于第三比较电路可确定可预定的第三阈值被初级电压的低于，借助于传感器可求出外设单元一个元件的可预定温度的超过。
8.按照权利要求7所述的装置，
其特征为，
第二和/或者第三阈值是可使用的。
9.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
外设单元具有一个脉冲沿形成元件，其中，借助于该脉冲沿形成元件，数字式诊断信号可被描述为正脉冲沿或者负脉冲沿。
10.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
至少一个逻辑连接电路组件或者至少一个开集电极电路被这样设置，使一组可预定数量的外设单元的诊断信号首先可输入一个逻辑连接电路组件或者开集电极电路并且在那里按时间正确顺序相互逻辑连接成一个汇总诊断信号，在这里，汇总诊断信号紧接着输入中央控制单元。
11.按照前面权利要求之一所述的装置，
其特征为，
中央控制单元具有一个单独的时间处理单元，借助于这个时间处理单元为计算处理诊断信号可至少求出控制信号和诊断信号之间以及诊断信号之间的一个时间差。
12.具有至少一个汽缸的内燃机点火方法，在这里，从中央控制单元可向多个外设单元发送数字式控制信号，通过它们促使外设单元点燃相应的汽缸，在这里，由外设单元求出有关外设单元中状态的测量值并且根据这些测量值向中央控制单元发送数字式诊断信号，在这里，由中央控制单元为了计算处理诊断信号至少求出控制信号和诊断信号之间的一个时间差。
13.按照权利要求12所述的方法，
其特征为，
为了计算处理诊断信号，由中央控制单元另外求出诊断信号之间的至少一个时间差。
14.按照权利要求12或者13所述的方法，
其特征为，
由中央控制单元进行该时间差或者这些时间差与额定值或者额定值间隔之间的比较。
15.按照权利要求14所述的方法，
其特征为，
由中央控制单元根据所述比较确定点火装置内的故障。
16.按照权利要求15所述的方法，
其特征为，
所述故障在中央控制单元的存储单元内存储和/或者在显示装置上输出和/或者根据故障采取特殊的应急措施。
17.按照权利要求12至16之一所述的方法，
其特征为，
分别通过至少一个位于外设单元内的比较电路和/或者一个传感器求出外设单元的状态，在这里，借助于比较电路确定一个可预定的阈值由外设单元的一个电气值的低于或者超过。
18.按照权利要求17所述的方法，
其特征为，
借助于第一比较电路确定一个可预定的第一阈值被初级电流的超过，借助于第二比较电路确定一个可预定的第二阈值被初级电压的超过，借助于第三比较电路确定一个可预定的第三阈值被初级电压的低于，借助于第一传感器确定外设单元一个元件的可预定温度的超过。
19.按照权利要求18所述的方法，
其特征为，
第二和/或者第三阈值被使用。
20.按照权利要求12至19之一所述的方法，
其特征为，
外设单元具有一个脉冲沿形成元件，在这里，借助于该脉冲沿形成元件产生作为正脉冲沿或者负脉冲沿的数字式诊断信号。
21.按照权利要求12至20之一所述的方法，
其特征为，
至少一个逻辑连接电路组件或者至少一个开集电极电路被这样配置，使一组可预定数量的外设单元的诊断信号首先输入一个逻辑连接电路组件或者一个开集电极电路并且在那里按时间正确顺序相互逻辑连接成一个汇总诊断信号，在这里，汇总诊断信号紧接着被输入中央控制单元。
22.按照权利要求12至21之一所述的方法，
其特征为，
为了计算处理诊断信号，借助于一个与中央控制单元单独工作的时间处理单元至少求出控制信号和诊断信号之间和/或者诊断信号之间的一个时间差。
23.按照权利要求12至22之一所述的方法，
其特征为，
在借助于第一比较电路确定初级电流超过一个第一阈值时，则借助于脉冲沿形成元件产生作为诊断信号的一个第一脉冲沿，所谓的第一充电脉冲沿，在外设单元达到作为控制信号的断开脉冲沿时，产生作为诊断信号的一个第二脉冲沿，所谓的第二充电脉冲沿。
24.按照权利要求12至23之一所述的方法，
其特征为，
在借助于第一传感器确定外设单元一个元件的可预定温度被超过时，借助于该脉冲沿形成元件产生作为诊断信号的第二脉冲沿，所谓的第二UETA(超温断开)一脉冲沿。
25.按照权利要求12至24之一所述的方法，
其特征为，
在借助于第二比较电路确定初级电压超过一个第二阈值(U1)时，则借助于脉冲沿形成元件产生作为诊断信号的一个第一脉冲沿，所谓的第一电压脉冲沿，在借助于第三比较电路确定初级电压低于一个第三阈值(U2，U3)时，则借助于脉冲沿形成元件产生作为诊断信号的一个第二脉冲沿，所谓的第二电压脉冲沿。
26.按照权利要求12至25之一所述的方法，
其特征为，
将所述时间差或者所述多个时间差与作为额定值的相同汽缸先前燃烧过程的相应时间差进行比较。
27.按照权利要求12至26之一所述的方法，
其特征为，
借助于模型计算根据内燃机参数求出额定值间隔的界限并且存储在中央控制单元的存储单元里。
28.按照权利要求27所述的方法，
其特征为，
在使用中求出额定值间隔的界限。
29.按照权利要求27或者28之一所述的方法，
其特征为，
一个内燃机参数是蓄电池电压。
30.按照权利要求12至29之一所述的方法，
其特征为，
在内燃机运行时间期间借助统计学方法根据当前时间差确定额定值间隔的界限。
31.按照权利要求12至30之一所述的方法，
其特征为，
用于当时汽缸的控制信号的触发脉冲沿和一个诊断信号或者一个汇总诊断信号的第一充电脉冲沿之间的时间差被认定为接通时间并且检验，接通时间是否处于规定的第一额定值间隔内，在这里，在接通时间是零时则查出诊断系统内的故障或者点火系统内的线路电压降，或者在接通时间小于第一额定值间隔的最小值时则查出到蓄电池电压的短路或者在一个所属点火线圈中的匝间短路，或者当接通时间大于第一额定值间隔的最大值时则查出作为点火装置故障的高欧姆点火电路。
32.按照权利要求12至31之一所述的方法，
其特征为，
用于当时汽缸的诊断信号或者汇总诊断信号的第一和第二充电脉冲沿之间的时间差被认定为充电时间并且检验，充电时间是否处于规定的第二额定值间隔内，在这里，在充电时间小于第二额定值间隔最小值时则查出作为故障的外设单元内接触不良，或者在充电时间大于第二额定值间隔最大值时则查出中央控制单元内的故障。
33.按照权利要求32所述的方法，
其特征为，
在充电时间大于第二额定值间隔最大值时则由中央控制单元启动点火。
34.按照权利要求32所述的方法，
其特征为，
用于当时汽缸的诊断信号或者汇总诊断信号的第一充电脉冲沿和用于当时汽缸的第二UETA一脉冲沿之间的时间差也被确定为充电时间，在第二UETA一脉冲沿在第二充电脉冲沿或者断开脉冲沿前出现时，并且在充电时间小于第二额定值间隔的最小值时，查出作为故障的超温断开或者在外设单元内的接触不良，在这里，当还在第二额定值间隔内求出另一个充电时间时，则接触不良是更可能的。
35.按照权利要求12至34之一所述的方法，
其特征为，
用于当时汽缸的控制信号的控制脉冲沿和诊断信号或者汇总诊断信号的第一电压脉冲沿之间的时间差确定为上升时间并且检验，上升时间是否低于规定的第三额定值。
36.按照权利要求12至35之一所述的方法，
其特征为，
用于当时汽缸的诊断信号或者汇总诊断信号的第一和第二电压脉冲沿之间的时间差确定为点火时间并且检验，点火时间是否低于规定的第四额定值，在这里，在点火时间低于第四额定值和上升时间小于第三额定值时，则评价点火成功，或者在点火时间大于第四额定值并且上升时间小于第三额定值时，评价点火没有成功。
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