DE102005036975B4 - Elektronisch gesteuerte Zündanlage - Google Patents

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Abstract

Elektronisch gesteuerte Zündanlage zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine, mit einer Energiespeicherschaltung (1), die eine mit einer Gleichstromquelle (10) verbundene Energiespeicherspule (7) und eine erste Schalteinrichtung (8) zum Einschalten und Abschalten der Stromzufuhr von der Gleichstromquelle zu der Energiespeicherspule umfasst, einem mit der Energiespeicherspule (7) verbundenen Kondensator (2), einer Zündschaltung (3), die eine Zündspule (11) mit einer Primärwicklung (11a) und eine zweite Schalteinrichtung (12) zum Einschalten und Abschalten der Zuführung von in der Energiespeicherschaltung (1) gespeicherter Energie zu der Primärspule (11a) aufweist, einer Treiberschaltung (5), die eine Energiespeicherungs-Steuerschaltung (21) zum Einschalten der ersten Schalteinrichtung (8) während der Zeitdauer der Erzeugung eines Energiespeichersignals (IGt), eine Mehrfachzündungs-Steuerschaltung (22) zur abwechselnden Einschaltung und Abschaltung der ersten Schalteinrichtung (8) und der zweiten Schalteinrichtung (12) während der Zeitdauer der Erzeugung eines Entladungsdauersignals (IGw) und eine IGf-Signal-Detektorschaltung (23) zur Abgabe eines Normalbetriebssignals (IGf) aufweist, wenn die Stromstärke eines Primärstroms (i1) in der Primärwicklung (11a) in einem Normalbereich liegt, und einer elektronischen Steuereinheit (6), die eine IGt-Signal-Abgabeschaltung (25) zur Zuführung des Energiespeichersignals (IGt) zu der Treiberschaltung (5), eine IGw-Signal-Abgabeschaltung (26) zur Zuführung des sich in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine verändernden Entladungsdauersignals (IGw) zu der Treiberschaltung (5) und eine IGf-Signal-Bewertungsschaltung (27) aufweist, die auf der Basis des Normalbetriebssignals (IGf) beurteilt, ob eine korrekte Durchführung eines Zündvorgangs erfolgt oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass die IGf-Signal-Detektorschaltung (23) eine IGf-0-Signal-Abgabeschaltung (31) aufweist, die der elektronischen Steuereinheit (6) über eine gemeinsame Signalleitung (δ) ein einer kürzesten Entladungsdauer (w0) entsprechendes verkürztes Normalbetriebssignal (IGf-0) zuführt, wenn der Primärstrom (i1) in einem vorgegebenen Normalbereich liegt, die IGw-Signal-Abgabeschaltung (26) der Treiberschaltung (5) über die gemeinsame Signalleitung (δ) ein Entladungsdauer-Verlängerungssignal (IGw-T) während einer Zeitdauer vom Zeitpunkt der Abgabe des verkürzten ...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch gesteuerte Zündanlage zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine und betrifft insbesondere eine Zündanlage dieser Art, bei der eine Zeitdauer zur Durchführung einer Mehrfachzündung in Abhängigkeit von Betriebszuständen einer Brennkraftmaschine verändert und das Vorliegen eines normalen Zündbetriebs bzw. Zündvorgangs auf der Basis der Stärke des in der Primärwicklung einer Zündspule fließenden Stroms beurteilt werden. Die Druckschrift JP H06-193 534A beschreibt hierzu eine Zündsteueranlage für eine Brennkraftmaschine, die die Anzahl der Steuerleitungen reduziert und eine genauere Zündsteuerung realisiert, und die Druckschrift DE 101 27 362 A1 beschreibt eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine, bei der die Ladezeit eines Energiespeichers in Abhängigkeit von dem gemessenen Ladezustand des Energiespeichers regelt. Aus der japanischen Patentschrift 2 811 781 ist ein Beispiel für eine Zündanlage bekannt, bei der eine Zeitdauer zur Durchführung einer Mehrfachzündung in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen einer Brennkraftmaschine verändert wird, während aus der JP-A-2003-28 037 eine Zündanlage bekannt ist, bei der auf der Basis der Stärke eines in einer Zündspule fließenden Primärstroms beurteilt wird, ob ein Zündvorgang normal verläuft oder nicht. Zur Realisierung dieser beiden Funktionen müssen bei einer Zündanlage zwei Signalleitungen zwischen einer Ansteuer- oder Treiberschaltung und einer elektronischen Steuereinheit vorgesehen werden, nämlich eine Signalleitung zur Zuführung eines die Zeitdauer der Durchführung der Mehrfachzündung angebenden Signals IGw von der elektronischen Steuereinheit zu der Treiberschaltung und eines anderen Signals zur Zuführung eines einen normalen Zündvorgang angebenden Signals Igf von der Treiberschaltung zu der elektronischen Steuereinheit. Dies führt zu einem aufwendigen Aufbau der Zündanlage und damit zu hohen Herstellungskosten.
  • Die Erfindung ist unter Berücksichtigung dieses Problems konzipiert worden, wobei ihr die Aufgabe zu Grunde liegt, eine verbesserte Zündanlage anzugeben, bei der die vorstehend beschriebenen beiden Funktionen unter Verwendung einer gemeinsamen Signalleitung realisiert sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Zündanlage zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine umfasst eine Energiespeicherschaltung, die eine von einer Fahrzeugbatterie (Bordbatterie) mit Strom versorgte Energiespeicherspule und einen ersten Schalter zum Einschalten und Abschalten der Stromzufuhr von der Batterie zu der Energiespeicherspule aufweist, einen Kondensator zur elektrischen Energiespeicherung, eine Zündschaltung, die eine Zündspule und einen zweiten Schalter zum Einschalten und Abschalten der Stromversorgung einer Primärwicklung der Zündspule aufweist, eine Treiberschaltung, die eine Energiespeicherungs-Steuerschaltung, eine Mehrfachzündungs-Steuerschaltung und eine Normalbetriebssignal-Detektorschaltung aufweist, sowie eine elektronische Steuereinheit, die eine Energiespeichersignal-Abgabeschaltung (IGt-Signal-Abgabeschaltung), eine Entladungsdauersignal-Abgabeschaltung (IGw-Signal-Abgabeschaltung) und eine Normalbetriebssignal-Bewertungsschaltung (IGf-Signal-Bewertungsschaltung) aufweist.
  • Die Normalbetriebssignal-Detektorschaltung umfasst eine IGf-0-Signal-Abgabeschaltung, die ein der kürzesten Entladungsdauer für die Durchführung der Mehrfachzündung entsprechendes verkürztes Normalbetriebssignal (Signal IGf-0) abgibt, das von der Treiberschaltung der elektronischen Steuereinheit über eine gemeinsame Signalleitung (δ) zugeführt wird.
  • Die IGw-Signal-Abgabeschaltung gibt ein Entladungsdauer-Verlängerungssignal (Signal IGw-T) zur Verlängerung der Entladungsdauer auf eine durch eine auf der Basis von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine erfolgende Berechnung erhaltene Dauer (w) ab, das von der elektronischen Steuereinheit der Treiberschaltung über die gemeinsame Signalleitung (δ) zugeführt wird.
  • Die Mehrfachzündungs-Steuerschaltung kombiniert das Signal IGf-0 und das Signal IGw-T zur Bildung des Signals IGw. Während der Signaldauer des Signals IGw werden der erste und der zweite Schalter abwechselnd in kurzen Intervallen wiederholt eingeschaltet und abgeschaltet. Auf diese Weise erfolgt eine Mehrfachzündung während einer Entladungsdauer, die sich in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine verändert. Das Signal IGf kann in ähnlicher Weise durch Kombination des Signals IGf-0 mit dem Signal IGw-T erhalten werden. Ob ein Zündvorgang normal verläuft oder nicht, wird auf der Basis des Signals IGf beurteilt.
  • Hierbei können ein invertiertes Signal IGf-0 und ein invertiertes Signal IGw-T kombiniert und die kombinierten bzw. synthetisierten Signale sodann zur Bildung des Entladungsdauersignals (Signal IGw) umgekehrt werden. Ferner kann ein invertiertes Signal IGf für die Beurteilung verwendet werden, ob ein Zündvorgang normal verläuft oder nicht.
  • Erfindungsgemäß werden das von der Treiberschaltung der elektronischen Steuereinheit zuzuführende Signal IGf-0 und das von der elektronischen Steuereinheit der Treiberschaltung zuzuführende Signal IGw-T über die gleiche gemeinsame Signalleitung δ geführt. Hierdurch vereinfacht sich der Aufbau der Zündanlage, sodass geringere Herstellungskosten anfallen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltungsanordnung einer erfindungsgemäßen Zündanlage,
  • 2 verschiedene zeitabhängige Signalverläufe bei der erfindungsgemäßen Zündanlage,
  • 3 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltungsanordnung einer bekannten Zündanlage, und
  • 4 verschiedene zeitabhängige Signalverläufe bei der bekannten Zündanlage.
  • Vor der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 näher auf eine bekannte Zündanlage eingegangen, wodurch eine bessere Basis für das Verständnis der Erfindung erhalten wird. Die Zündanlage gemäß 3 stellt eine Zündanlage dar, die eine Funktion zur Änderung einer Entladungsdauer ”w”, in der eine Mehrfachzündung erfolgt, sowie eine Funktion aufweist, durch die überwacht wird, ob ein normaler Ablauf des Zündvorgangs vorliegt. Die Zündanlage umfasst hierbei eine Energiespeicherschaltung 1, einen Kondensator 2, eine Zündschaltung 3, ein Primärstrom-Überwachungselement 4, eine Treiberschaltung 5 sowie eine elektronische Steuereinheit (ECU) 6.
  • Die Energiespeicherschaltung 1 umfasst eine Energiespeicherspule 7, einen ersten Schalter 8 und eine Gegenstrom-Sperrdiode 9. Die Energiespeicherspule 7 besitzt eine hohe Induktivität zur Energiespeicherung und ist mit einer Fahrzeugbatterie bzw. Bordbatterie 10 verbunden. Der erste Schalter 8 stellt eine Schalteinrichtung zur Einschaltung und Abschaltung der Stromzufuhr von der Bordbatterie 10 zu der Energiespeicherspule 7 dar. Der erste Schalter 8 kann hierbei von verschiedenen Bauelementen wie einem IGBT-Transistor, einem Leistungstransistor, einem MOS-Feldeffekttransistor oder einem Kontaktschalter gebildet werden. Der Schaltbetrieb des ersten Schalters 8 wird von einem von der Treiberschaltung 5 zugeführten Ansteuersignal ”A” gesteuert. Die Diode 9 führt die in der Speicherspule 7 gespeicherte elektrische Energie einer Primärwicklung 11a einer Zündspule 11 zu, wobei eine Energiezufuhr von der Primärwicklung 11a zu der Energiespeicherspule 7 verhindert wird, wenn am Anschluss der Primärwicklung 11a eine hohe Spannung auftritt.
  • Der Kondensator 2, der über eine Seite zwischen die Diode 9 und die Primärwicklung 11a geschaltet ist, während seine andere Seite an Masse liegt, speichert elektrische Energie und führt die gespeicherte Energie der Primärwicklung 11a zu. Die Zündschaltung 3 umfasst einen zweiten Schalter 12 zum Einschalten und Abschalten der Stromversorgung der Primärwicklung 11a der Zündspule 11. Die Zündspule 11 und der zweite Schalter 12 sind einem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet, wobei die Betätigung der jeweiligen Schalter 12 von einem entsprechenden Ansteuersignal B#1, B#2 ... B#n für jeden Zylinder (n bezeichnet hierbei die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine) gesteuert wird. Der zweite Schalter 12 kann ebenfalls von einem IGBT-Transistor, einem Leistungstransistor, einem MOS-Feldeffekttransistor, einem Kontaktschalter oder dergleichen gebildet werden. Das Primärstrom-Überwachungselement 4 wird von einem Widerstand gebildet, der die Stromstärke des über die Primärwicklung 11a fließenden Primärstroms i1 erfasst.
  • Die Treiberschaltung 5 umfasst eine Energiespeicherungs-Steuerschaltung 21, eine Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 sowie eine IGf-Signal-Detektorschaltung 23. Die Energiespeicherungs-Steuerschaltung 21 schaltet den ersten Schalter 8 während einer Zeitdauer ein, bei der ein Energiespeichersignal IGt (H-Signal) von der elektronischen Steuereinheit ECU 6 über eine IGt-Signalleitung α zugeführt wird. Die Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 schaltet den ersten Schalter 8 und den zweiten Schalter 12 während einer Zeitdauer, bei der ein Entladungsdauersignal IGw von der elektronischen Steuereinheit ECU 6 über eine IGw-Signalleitung β zugeführt wird, abwechselnd in kurzen Intervallen wiederholt ein und aus. Hierbei umfasst die Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 eine Funktion zur einmaligen Durchführung einer EIN-AUS-Betätigung des ersten Schalters 8 unmittelbar nach Beendigung einer EIN-AUS-Betätigung des zweiten Schalters 12. Diese Betätigung erfolgt zur Aufladung des Kondensators 2 für den nächsten Vorgang.
  • Die IGf-Signal-Detektorschaltung 23 führt der elektronischen Steuereinheit ECU 6 über eine IGf-Signalleitung γ ein Normalbetriebssignal IGf (H-Signal) zu, wenn die von dem Primärstrom-Überwachungselement 4 erfasste Stromstärke des Primärstroms i1 in einem Normalbereich liegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Normalbetriebssignal IGf abgegeben, wenn der Primärstrom i1 über einem in 4 veranschaulichten Bewertungspegel liegt. Dieser Bewertungspegel ist auf einen Wert eingestellt, der unter einem Spitzenwert des Primärstroms i1 bei einem normal verlaufenden Zündvorgang liegt. Die IGf-Signal-Detektorschaltung 23 kann jedoch auch derart aufgebaut sein, dass das IGf-Signal abgegeben wird, wenn der Primärstrom i1 über dem Bewertungspegel und unter einem Maximalpegel liegt, der auf einen höheren Pegel als der Spitzenwert des Primärstroms bei einem normal verlaufenden Zündvorgang eingestellt ist. Wie in 4 veranschaulicht ist, wird das IGf-Signal abgeschaltet (vom H-Pegel auf den L-Pegel umgeschaltet), wenn das Energiespeichersignal IGt (H-Signal) von der elektronischen Steuereinheit ECU 6 abgegeben wird.
  • Die elektronische Steuereinheit 6 wird von einem bekannten Mikrocomputer gebildet, der eine Zentraleinheit (CPU) zur Durchführung von Steuer- und Rechenvorgängen, einen Speicher (wie z. B. einen Festspeicher (ROM), einen Bereitschafts-Direktzugriffsspeicher, einen EEPROM-Speicher oder RAM) zur Speicherung von verschiedenen. Programmen und Daten, Eingabe- und Ausgabeschaltungen, eine Stromversorgungsschaltung usw. aufweist. Verschiedene Daten und Informationen, die Betriebszustände der Brennkraftmaschine angeben, werden der elektronischen Steuereinheit ECU 6 von am Fahrzeug angebrachten Sensoren und Detektoren zugeführt.
  • Die elektronische Steuereinheit ECU 6 umfasst eine IGt-Signal-Abgabeschaltung 25, eine IGw-Signal-Abgabeschaltung 26 sowie eine IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27. Die IGt-Signal-Abgabeschaltung 25 führt das IGt-Signal der Treiberschaltung 5 über die IGt-Signalleitung α für eine vorgegebene Zeitdauer vor dem Beginn eines Zündvorgangs zu. Die IGw-Signal-Abgabeschaltung 26 führt das IGw-Signal, das der auf der Basis von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine angebenden verschiedenen Daten berechneten Entladungsdauer w entspricht, der Treiberschaltung 5 über die IGw-Signalleitung β zu. Die IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 beurteilt auf der Basis des von der Treiberschaltung 5 über die IGf-Signalleitung γ zugeführten IGf-Signals, ob ein Zündvorgang normal verläuft oder nicht.
  • Nachstehend werden Betrieb und Wirkungsweise der bekannten Zündanlage unter Bezugnahme auf 4 näher beschrieben. Während der Zeitdauer, in der das IGt-Signal der Treiberschaltung 5 zugeführt wird, ist der erste Schalter 8 eingeschaltet, sodass in der Energiespeicherspule 7 elektrische Energie gespeichert wird, wie dies in der Figur unter ”ie” veranschaulicht ist. Wenn das IGt-Signal auf einen niedrigen Pegel übergeht, werden der erste Schalter 8 abgeschaltet und gleichzeitig der zweite Schalter 12 eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt entlädt sich die in dem Kondensator 2 und der Energiespeicherspule 7 gespeicherte Energie über die Primärwicklung 11a. Demzufolge fließt ein hoher Primärstrom i1 über die Primärwicklung 11a, sodass auch in der Sekundärwicklung 11b ein hoher Sekundärstrom i2 induziert wird. Hierdurch wird an einer Funkenstrecke einer Zündkerze ein Zündfunken erzeugt, sodass eine Zündung (CDI-Zündung) stattfindet.
  • Andererseits wird in der Primärwicklung 11a Energie gespeichert, wenn der Primärstrom i1 auf Grund der in dem Kondensator 2 und der Energiespeicherspule 7 gespeicherten Energie über die Primärspule 11a fließt. Während der Zeitdauer, in der das IGw-Signal der Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 zugeführt wird, werden der erste Schalter 8 und der zweite Schalter 12 abwechselnd in kurzen Intervallen wiederholt abgeschaltet und eingeschaltet. Zum Zeitpunkt der Abschaltung des zweiten Schalters 12 fließt auf Grund der in der Primärwicklung 11a gespeicherten Energie ein hoher Sekundärstrom i2 in der Gegenrichtung der CDI-Zündung über die Sekundärwicklung 11b. Hierdurch wird in der Zündkerze ein Zündfunken erzeugt, wobei sich dieser Vorgang während der Entladungsdauer w wiederholt. Die sich in dieser Weise wiederholende Zündung wird als Mehrfachzündung bezeichnet.
  • Die CDI-Zündung erfolgt somit, wenn das Energiespeichersignal IGt auf einen niedrigen Pegel übergeht, während die Mehrfachzündung während der Zeitdauer erfolgt, in der das Entladungssignal IGw einen hohen Pegel aufweist. Wenn der Primärstrom i1 während der CDI-Zündung über dem kritischen Bewertungspegel liegt, wird von der IGf-Signal-Detektorschaltung 23 der IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 ein IGf-Signal zugeführt, das einen normalen Verlauf des Zündvorgangs angibt. Die IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 stellt somit bei Vorliegen des IGf-Signals einen normalen Verlauf des Zündvorgangs fest, sodass der vorstehend beschriebene Zündablauf wiederholt wird.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 die erfindungsgemäße Zündanlage im Vergleich zu der vorstehend beschriebenen Zündanlage des Standes der Technik näher beschrieben. Bei der bekannten Zündanlage wird die Entladungsdauer w für die Mehrfachzündung in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine verändert, wobei auf der Basis des IGf-Signals beurteilt wird, ob ein normaler Zündvorgang erfolgt oder nicht. Zu diesem Zweck wird das Entladungsdauersignal IGw von der elektronischen Steuereinheit ECU 6 der Treiberschaltung 5 über die IGw-Signalleitung β zugeführt. Andererseits wird das IGf-Signal von der Treiberschaltung 5 der elektronischen Steuereinheit ECU 6 über die IGf-Signalleitung γ zugeführt. Auf diese Weise sind bei der bekannten Zündanlage außer der IGt-Signalleitung α zusätzlich die Signalleitungen β und γ erforderlich. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 1 findet dagegen eine gemeinsame Signalleitung δ anstelle der bei der bekannten Zündanlage verwendeten Signalleitungen β und γ Verwendung. Im Rahmen der nachstehenden Beschreibung werden diejenigen Bestandteile der Zündanlage näher beschrieben, die sich von den Bestandteilen der bekannten Zündanlage unterscheiden und zur Verringerung der Anzahl der Signalleitungen vorgesehen sind.
  • Das einen normalen Verlauf eines Zündvorgangs bezeichnende Normalbetriebssignal IGf wird beim Übergang des Entladungsdauersignals IGw auf den L-Pegel (niedrigen Pegel) zurückgestellt. Die IGf-Signal-Detektorschaltung 23 umfasst eine IGf-Null-Signal-Abgabeschaltung 31, die bei der Zuführung des Signals IGf von der IGf-Signal-Detektorschaltung 23 ein verkürztes Normalbetriebssignal IGf-0 abgibt, das eine kürzeste Entladungsdauer w0 bezeichnet. Dieses Signal IGf-0 (H-Pegel) wird von einer Inverterschaltung 32 zur Bildung eines Signals IGf-0' (L-Pegel) invertiert. Das Signal IGf-0' wird sodann der in der Treiberschaltung 5 vorgesehenen Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 sowie über die gemeinsame Signalleitung δ der in der elektronischen Steuereinheit ECU 6 vorgesehenen IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 zugeführt.
  • Die IGw-Signal-Abgabeschaltung 26 der elektronischen Steuereinheit ECU 6 berechnet die Entladungsdauer w in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine und gibt ein Entladungsdauer-Verlängerungssignal IGw-T ab, wenn die berechnete Entladungsdauer w länger als die kürzeste Entladungsdauer w0 ist, wobei dieses Signal während einer Zeitdauer abgegeben wird, die in der Zeitdauer der Abgabe des Signals IGf-0 beginnt und zum Zeitpunkt des Übergangs des Signals IGw auf einen niedrigen Pegel endet. Das Signal IGw-T wird von einer Inverterschaltung 33 zur Bildung eines invertierten Signals IGw-T' invertiert (vom H-Pegel auf den L-Pegel). Das Signal IGw-T' wird sodann der in der elektronischen Steuereinheit ECU 6 vorgesehenen IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 sowie über die gemeinsame Signalleitung δ der in der Treiberschaltung 5 vorgesehenen Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 zugeführt.
  • Die Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 umfasst eine IGw-Signal-Inverterschaltung 34, die das Signal IGf-0' (L-Signal) mit dem über die gemeinsame Signalleitung δ zugeführten Signal IGw-T' (L-Signal) kombiniert und das kombinierte Signal zur Bildung des Entladungssignals IGw (H-Signal) invertiert. Während der Zeitdauer der Abgabe des Signals IGw (H-Signal) schaltet die Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 abwechselnd den ersten Schalter 8 und den zweiten Schalter 12 in kurzen Intervallen wiederholt ein und ab.
  • Die in der elektronischen Steuereinheit ECU 6 vorgesehene IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 umfasst eine IGf-Signal-Abgabeschaltung 35, die das Signal IGw-T' (L-Signal) mit dem über die gemeinsame Signalleitung δ zugeführten Signal IGf-0' (L-Signal) zur Bildung des Normalbetriebssignals IGf (L-Signal) kombiniert, das dann der IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 zugeführt wird, die wiederum die Feststellung trifft, dass ein normaler Ablauf des Zündvorgangs erfolgt, wenn das IGf-Signal (L-Signal) vorliegt.
  • Nachstehend werden Betrieb und Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Zündanlage unter Bezugnahme auf 2 näher beschrieben. Während der 'Zeitdauer, in der das Energiespeichersignal IGt (H-Signal) der Treiberschaltung 5 zugeführt wird, ist der erste Schalter 8 geschlossen, sodass in der Energiespeicherspule 7 Energie gespeichert wird. Beim Übergang des Signals IGt auf einen niedrigen Pegel (vom H-Pegel auf den L-Pegel) werden der erste Schalter 8 abgeschaltet und gleichzeitig der zweite Schalter 12 eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt entlädt sich die in der Energiespeicherspule 7 und dem Kondensator 2 gespeicherte Energie, sodass ein hoher Primärstrom i1 über die Primärwicklung 11a der Zündspule 11 fließt. Hierdurch wird in der Sekundärwicklung 11b ein hoher Sekundärstrom i2 induziert, sodass an der Zündkerze ein Zündfunken erzeugt wird und die CDI-Zündung erfolgt.
  • Gleichzeitig wird in der Zündspule 11 auf Grund des Primärstroms i1 elektrische Energie gespeichert.
  • Wenn bei der CDI-Zündung der Primärstrom i1 in einem Normalbereich liegt (z. B. über dem Bewertungspegel liegt), gibt die IGf-Signal-Detektorschaltung 23 das Signal IGf ab, während die IGf-0-Abgabeschaltung 31 das verkürzte Normalbetriebssignal IGf-0 (H-Signal) abgibt, das die kürzeste Entladungsdauer w0 bezeichnet. Das Signal IGf-0 (H-Signal) wird hierbei von der Inverterschaltung 32 zur Bildung des Signals IGf-0' (L-Signal) invertiert, das dann der in der Treiberschaltung 5 vorgesehenen Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 (d. h., der IGw-Signal-Inverterschaltung 34) und über die gemeinsame Signalleitung δ der elektronischen Steuereinheit ECU 6 zugeführt wird.
  • In dem Abschnitt (a) gemäß 2 ist der Zündablauf in einer Situation veranschaulicht, bei der die auf der Basis von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine berechnete Entladungsdauer w länger als die kürzeste Entladungsdauer w0 ist. Hierbei gibt die IGw-Signal-Abgabeschaltung 26 der elektronischen Steuereinheit ECU 6 das Entladungsdauer-Verlängerungssignal IGw-T (H-Signal) für eine Zeitdauer ab, die während des Vorliegens des Signal IGf-0 beginnt und mit dem Ablauf der Entladungsdauer w endet. Das Signal IGw-T (H-Signal) wird von der Inverterschaltung 33 zur Bildung des Signals IGw-T' (L-Signal) invertiert, das dann über die gemeinsame Signalleitung δ der Treiberschaltung 5 und in der elektronischen Steuereinheit ECU 6 über die IGf-Signal-Abgabeschaltung 35 der IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 zugeführt wird.
  • Die in der Treiberschaltung 5 vorgesehene IGw-Signal-Inverterschaltung 34 kombiniert das Signal IGf-0' (L-Signal) mit dem über die gemeinsame Signalleitung δ zugeführten Signal IGw-T' (L-Signal) und invertiert das kombinierte bzw. synthetisierte Signal zur Bildung des Entladungsdauersignals IGw (H-Signal), das dann der Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 zugeführt wird, die sodann während der Entladungsdauer w die Mehrfachzündung durchführt. Die IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 der elektronischen Steuereinheit ECU 6 stellt hierbei das Vorliegen eines normalen Zündvorgangs fest, wenn das Signal IGf (L-Signal) vorliegt.
  • Im Abschnitt (b) gemäß 2 ist der Zündablauf in einer Situation veranschaulicht, bei der die auf der Basis von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine berechnete Entladungsdauer w im wesentlichen gleich der kürzesten Entladungsdauer w0 ist. In dieser Situation wird von der IGw-Signal-Abgabeschaltung 26 der elektronischen Steuereinheit ECU 6 das Entladungsdauer-Verlängerungssignal IGw-T nicht abgegeben, sondern die IGw-Signal-Inverterschaltung 34 der Treiberschaltung 5 invertiert nur das Signal IGf-0' zur Bildung des Signals IGw. In dieser Situation wird das Signal IGw nur während der kürzesten Entladungsdauer w0 erzeugt und der Mehrfachzündungs-Steuerschaltung 22 zugeführt, die sodann die Mehrfachzündung während der kürzesten Entladungsdauer w0 herbeiführt. Die IGf-Signal-Bewertungsschaltung 27 der elektronischen Steuereinheit ECU 6 stellt hierbei das Vorliegen eines normalen Zündablaufs fest, wenn das Signal IGf (L-Signal) vorliegt.
  • Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: Wie vorstehend beschrieben, werden das Signal IGw-T' (L-Signal) und das Signal IGf-0' (L-Signal) in der Treiberschaltung 5 zur Bildung des Entladungsdauersignals IGw (H-Signal) kombiniert und invertiert, das dann in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine verändert wird. In ähnlicher Weise werden das Signal IGw-T' (L-Signal) und das Signal IGf-0' (L-Signal) in der elektronischen Steuereinheit ECU 6 zur Bildung des Normalbetriebssignals IGf (L-Signal) kombiniert, das für die Beurteilung verwendet wird, ob der Zündablauf normal erfolgt. Das Signal IGw-T' und das Signal IGf-0' werden beide zwischen der Treiberschaltung 5 und der elektronischen Steuereinheit ECU 6 über eine gemeinsame Signalleitung δ übermittelt. Die bei der Zündanlage des Standes der Technik erforderlichen beiden Signalleitungen β und γ sind bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung durch die gemeinsame Signalleitung δ ersetzt. Die erfindungsgemäße Zündanlage weist somit einen vereinfachten Aufbau auf, was eine Verringerung der Herstellungskosten ermöglicht.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auch in verschiedener Weise modifiziert werden. So können z. B. die Inverterschaltungen 32 und 33 entfallen, wobei die IGw-Signal-Inverterschaltung 34 als IGw-Signal-Synthetisierungsschaltung ausgestaltet werden kann, die lediglich eine Synthetisierung (Signalkombinierung) ohne Inversion durchführt. In diesem Falle werden das Signal IGw-T (H-Signal) und das Signal IGf-0 (H-Signal) zwischen der Treiberschaltung 5 und der elektronischen Steuereinheit ECU 6 über die gemeinsame Signalleitung δ übermittelt.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Zündanlage zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine wird somit eine Zeitdauer (w), bei der eine Mehrfachzündung erfolgt, in Abhängigkeit von Betriebszuständen einer Brennkraftmaschine verändert und auf der Basis eines die Stromstärke eines in einer Zündspule fließenden Primärstroms (i1) angebenden Signals (IGf) beurteilt, ob ein normaler Zündablauf vorliegt. Das die Dauer der Mehrfachzündung angebende Signal (w) und das den Primärstrom angebende Signal (IGf) werden zwischen einer Treiberschaltung (5) und einer elektronischen Steuereinheit (6) über eine gemeinsame Signalleitung (δ) übermittelt. Auf diese Weise ergibt sich ein vereinfachter Aufbau der Zündanlage im Vergleich zu einer bekannten Zündanlage, bei der die beiden Signale über jeweilige Einzelsignalleitungen (β und γ) übermittelt werden.

Claims (2)

  1. Elektronisch gesteuerte Zündanlage zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine, mit einer Energiespeicherschaltung (1), die eine mit einer Gleichstromquelle (10) verbundene Energiespeicherspule (7) und eine erste Schalteinrichtung (8) zum Einschalten und Abschalten der Stromzufuhr von der Gleichstromquelle zu der Energiespeicherspule umfasst, einem mit der Energiespeicherspule (7) verbundenen Kondensator (2), einer Zündschaltung (3), die eine Zündspule (11) mit einer Primärwicklung (11a) und eine zweite Schalteinrichtung (12) zum Einschalten und Abschalten der Zuführung von in der Energiespeicherschaltung (1) gespeicherter Energie zu der Primärspule (11a) aufweist, einer Treiberschaltung (5), die eine Energiespeicherungs-Steuerschaltung (21) zum Einschalten der ersten Schalteinrichtung (8) während der Zeitdauer der Erzeugung eines Energiespeichersignals (IGt), eine Mehrfachzündungs-Steuerschaltung (22) zur abwechselnden Einschaltung und Abschaltung der ersten Schalteinrichtung (8) und der zweiten Schalteinrichtung (12) während der Zeitdauer der Erzeugung eines Entladungsdauersignals (IGw) und eine IGf-Signal-Detektorschaltung (23) zur Abgabe eines Normalbetriebssignals (IGf) aufweist, wenn die Stromstärke eines Primärstroms (i1) in der Primärwicklung (11a) in einem Normalbereich liegt, und einer elektronischen Steuereinheit (6), die eine IGt-Signal-Abgabeschaltung (25) zur Zuführung des Energiespeichersignals (IGt) zu der Treiberschaltung (5), eine IGw-Signal-Abgabeschaltung (26) zur Zuführung des sich in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine verändernden Entladungsdauersignals (IGw) zu der Treiberschaltung (5) und eine IGf-Signal-Bewertungsschaltung (27) aufweist, die auf der Basis des Normalbetriebssignals (IGf) beurteilt, ob eine korrekte Durchführung eines Zündvorgangs erfolgt oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass die IGf-Signal-Detektorschaltung (23) eine IGf-0-Signal-Abgabeschaltung (31) aufweist, die der elektronischen Steuereinheit (6) über eine gemeinsame Signalleitung (δ) ein einer kürzesten Entladungsdauer (w0) entsprechendes verkürztes Normalbetriebssignal (IGf-0) zuführt, wenn der Primärstrom (i1) in einem vorgegebenen Normalbereich liegt, die IGw-Signal-Abgabeschaltung (26) der Treiberschaltung (5) über die gemeinsame Signalleitung (δ) ein Entladungsdauer-Verlängerungssignal (IGw-T) während einer Zeitdauer vom Zeitpunkt der Abgabe des verkürzten Normalbetriebssignals (IGf-0) bis zum Ablauf der Entladungsdauer (w) zuführt, wenn die in Abhängigkeit von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine berechnete Entladungsdauer (w) länger als die kürzeste Entladungsdauer (w0) ist, und das durch Kombination des verkürzten Normalbetriebssignals (IGf-0) und des Entladungsdauer-Verlängerungssignals (IGw-T) erhaltene Entladungsdauersignal (IGw) der Mehrfachzündungs-Steuerschaltung (22) zugeführt wird und die erste Schalteinrichtung (8) und die zweite Schalteinrichtung (12) während der Zuführungszeitdauer des Entladungsdauersignals (IGw) abwechselnd eingeschaltet und abgeschaltet werden.
  2. Elektronisch gesteuerte Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Kombination des verkürzten Normalbetriebssignals (IGf-0) und des Entladungsdauer-Verlängerungssignals (IGw-T) erhaltene Normalbetriebssignal (IGf) der IGf-Signal-Bewertungsschaltung (27) zugeführt und auf der Basis des Normalbetriebssignals (IGf) beurteilt wird, ob eine normale Durchführung des Zündablaufs erfolgt oder nicht.
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