DE102007029953A1 - Verfahren zur Regelung der Zündenergie - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Zündenergie, die einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung über Zündmittel eines Zündsystems zugeführt wird, wobei die Regelung in Abhängigkeit von der Brenndauer der Zündmittel erfolgt und wobei über eine Vorsteuerung eine Voreinstellung der Zündspulenenergie erfolgt. Gemäß der Erfindung wird in Abhängigkeit von der Brenndauer ein Zündmittel-Verschleißfaktor ermittelt und abhängig von dem Zündmittel-Verschleißfaktor über die Vorsteuerung die Energie der Zündspule erhöht oder beibehalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Zündenergie bei einer fremd gezündeten Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Da die spezifische Motorleistung bei Kraftfahrzeugen stetig zunimmt, geraten Bauteile wie die einer Zündanlage einer fremd gezündeten Brennkraftmaschine zunehmend an physikalische Grenzen. Insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit Turboladereinrichtungen steigt der Zündspannungsbedarf stark an um zu jedem Zeitpunkt eine ausreichende Versorgung mit Zündenergie sicherzustellen. Um einen aussetzerfreien Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten, muss das Zündspannungsangebot über Zündkerze und Zündspule für den maximalen Ladedruck im Leistungs- und Drehmomentmaximum ausgelegt werden. Eine weitere Abhängigkeit für die benötigte Zündenergie besteht im Elektrodenabstand der Zündkerze. Je größer der Elektrodenabstand (bzw. je größer der Verschleißgrad der Zündkerze), desto höher ist der Bedarf an Zündspannung. Für die Auslegung des Zündsystems wird der Elektrodenabstand an der Verschleißgrenze gewählt. Eine derartige Auslegung des Zündsystems hat den Nachteil, dass das stets vorgehaltene hohe Zündspannungsangebot für viele Betriebssituationen den tatsächlichen Bedarf an Zündspannung/Zündleistung erheblich übersteigt. Der Verschleiß der Zündkerzen wird hierdurch weiter unnötig erhöht, wodurch auch Zündwechselintervalle verkürzt werden.
  • Aus der DE 196 08 526 A1 ist ein Verfahren zur Regelung der Mindestzündenergie bei einer fremd gezündeten Brennkraftmaschine bekannt, durch das eine verbesserte Regelung der Zündenergie zur Verringerung des Zündkerzenverschleißes vorgeschlagen wird, in dem eine charakteristische Größe des Zündsystems gemessen wird, und mittels dieser die Gleichmäßigkeit der Gemischentflammung bestimmt wird und/oder die mögliche Nichtentflammung des Gemisches bei nicht ausreichender Zündenergie erfolgt. Insbesondere wird hier eine elektrische Messgröße wie die gemessene Brenndauer aufeinander folgender Zyklen eines Zylinders ausgewertet. Die statischen Streuungen in Form der Unterschiede von Merkmalen bei aufeinander folgenden Arbeitszyklen werden hier zur Regelung der Zündenergie ausgewertet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alternativ zu den aus dem Stand der Technik bereits bekannten Maßnahmen ein Verfahren anzugeben, durch dass möglichst nur soviel Zündenergie an die Zündmittel bereit gestellt wird, wie auch tatsächlich für eine sichere Entflammung des Zündgemisches erforderlich ist. Hierdurch soll eine geringere Dauerbelastung der Zündmittel und eine Minimierung des Verschleißes derselben erreicht werden.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Brenndauer eine stark schwankende Größe ist, die nicht zuverlässig zur kontinuierlichen Regelung der (Mindest-)Spulenenergie einer Zündspule eines Zündsystems verwendet werden kann. Um die Spulenenergie bzw. die Brenndauer direkt einzustellen, ist eine aufwändige Ionenstrommessung erforderlich. Nur hierdurch erscheint es möglich, in jedem Verbrennungszyklus eine Aussage über die Gemischentflammung treffen zu können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Brenndauer der Zündmittel zu ermitteln und in Abhängigkeit von der ermittelten Brenndauer einen Zündmittel-Verschleißfaktor zu bilden, über den die Vorsteuerung der Zündenergie (soweit erforderlich) erhöht werden kann. Eine direkte kontinuierliche Regelung der Brenndauer ist somit nicht erforderlich. Der ermittelte Brenndauerfaktor (Zündmittel-Verschleißfaktor) regelt nicht die einzelnen Verbrennungszyklen sondern dient als Parameter um die Alterung der Zündkerze auszugleichen. Die Zeitdauer nach Auslösung des Zündfunkens, in der die Primärspannung (Spannung der Zündspulen-Primärspule) über einer vorbestimmten Spannungsgrenze liegt wird als Brenndauer ermittelt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird über eine vorbestimmte Anzahl (eine Mehrzahl) von Verbrennungszyklen die Brenndauer ermittelt, wobei aus der Mehrzahl der Brenndauern die kürzeste Brenndauer ermittelt und in Abhängigkeit von der kürzesten Brenndauer der Zündmittel-Verschleißfaktor ermittelt wird. Durch Auswertung der kürzesten Brenndauer, aus einer Mehrzahl von ermittelten Brenndauern, kann eine sichere Aussage über den tatsächlichen Verschleißzustand der Zündmittel (Zündkerze) gemacht werden. Mit Vorteil erfolgt die Ermittlung der Brenndauern über eine vorbestimmte Anzahl (> 1) von Verbrennungszyklen in einem vorbestimmten stationären Arbeitspunkt. Anhand des ermittelten Brenndauerwertes wird ein Faktor (Zündmittel-Verschleißfaktor) zur Erhöhung der vorgesteuerten Zündenergie ermittelt, so dass der Zündmittelverschleiß ausgeglichen werden kann. Während eines Fahrzyklus (Start der Brennkraftmaschine bis zum nächsten Abstellen der Brennkraftmaschine – wobei ein Fahrzyklus die automatischen Motor-Stopps bei einem Start-Stopp-Betriebsmodus mit einschließt bzw. zulässt) ist nur eine Erhöhung des Faktors und damit der vorzusteuernden Zündenergie möglich, um zu vermeiden, dass eine zu niedrig eingestellte Spulenenergie zu Aussetzern führt. Des Weiteren kann mit jedem Abstellen der Brennkraftmaschine oder mit jedem Neustart derselben der Zündmittel-Verschleißfaktor auf einen vorbestimmten Wert, insbesondere auf seinen ursprünglichen Wert (z. B. KF = 1) zurückgesetzt werden. Der Reset des Faktors erfolgt vorzugsweise bei erkalteter Brennkraftmaschine (Motortemperatur </= vorbestimmter Temperatur-Grenzwert).
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19608526 A1 [0003]

Claims (4)

  1. Verfahren zur Regelung der Zündenergie, die einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung über Zündmittel eines Zündsystems zugeführt wird, wobei die Regelung in Abhängigkeit von der Brenndauer der Zündmittel erfolgt, und wobei über eine Vorsteuerung eine Voreinstellung der Zündspulenenergie erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Brenndauer ein Zündmittel-Verschleißfaktor ermittelt wird und abhängig von dem Zündmittel-Verschleißfaktor über die Vorsteuerung die Energie der Zündspule erhöht oder beibehalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – über eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen die Brenndauer ermittelt wird, – aus der Mehrzahl der Brenndauern die kürzeste Brenndauer ermittelt wird, und – in Abhängigkeit von der kürzesten Brenndauer der Zündmittel-Verschleißfaktor ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Brenndauern über eine vorbestimmte Anzahl von Verbrennungszyklen in einem vorbestimmten stationären Arbeitspunkt erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch jedes Abstellen/Deaktivieren der Brennkraftmaschine der Zündmittel-Verschleißfaktor auf einen vorbestimmten Wert zurückgesetzt wird.
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