DE19536324A1 - Verfahren zum Prüfen der Zündanlage einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der EP 0 020 067 B1, EP 0 020 068 B1 und EP 0 020069 B1 bekannt. Dabei wird lediglich die primäre Zündspannung hin­ sichtlich ihres Absolutwerts untersucht. Dieser ist abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und von weiteren, häufig vorübergehenden Störeinflüssen. Bedingt durch diese Störungen kann die mit der Analyse der primären Zündspan­ nung verbundene Aussage unzutreffend sein. Dies gilt beispielsweise dann, wenn eine Einkopplung eines Störsignals vor dem eigentlichen Anstieg der primären Zündspannung auftritt und die vorgegebene Zeit damit vermeintlich länger als tat­ sächlich ist bzw. der Anstieg der primären Zündspannung durch das Störsignal und nicht durch die Zündanlage verursacht wird. Entsprechend kann die Zeitdauer scheinbar auch verkürzt sein, wenn während der Zeit, in der die primäre Zünd­ spannung über der Schwelle liegt, aufgrund einer Störung eine kurzzeitige Unter­ schreitung der Schwelle auftritt. In beiden Fällen ist die Fehleranzeige unzutref­ fend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine exakte Aussage über eventuelle Fehler in der Zündan­ lage auch dann liefert, wenn äußere Störeinflüsse im primären Zündstromkreis auftreten.

Die Erfindung löst diese Aufgabe- durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1.

Durch die Begrenzung der primären Zündspannung werden reproduzierbare Er­ gebnisse erzielt. Einflüsse, die abhängig vom jeweiligen Betriebszustand sind, werden damit ausgeblendet. Die Wahl der Schwelle im Verhältnis zum maximalen Wert der primären Zündspannung schaltet die Auswirkung von Störeinflüssen auf das Ergebnis aus. Die Veränderung der primären Zündspannung durch diese Stö­ reinflüsse führen zwar zu einer hochfrequenten Amplitudenmodulation der primä­ ren Zündspannung. Der Minimalwert der primären Zündspannung liegt jedoch auch unter ungünstigsten Bedingungen über der Schwelle und hat keinen Einfluß auf die Fehleranzeige. Umgekehrt ist die Zuordnung zwischen dem Wert der Schwelle und dem Maximalwert der primären Zündspannung so zu wählen, daß diese Bedingung erfüllt ist. Im Einzelfall kann dies bedeuten, daß die Schwelle auch größer oder kleiner als 50% des Wertes ist, auf den die primäre Zündspannung begrenzt wird.

Zur schaltungstechnischen Realisierung der Erfindung wird vorzugsweise mit ei­ nem Zeitfenster gearbeitet, das bei Unterbrechen des primären Zündstroms ausge­ löst wird und das die Zeit bestimmt, nach der die primäre Zündspannung bei ord­ nungsgemäßer Funktion der Zündanlage sicher unter den Schwellwert abgesun­ ken ist. Die Länge des Zeitfensters kann entsprechend dem jeweiligen Anwen­ dungsfall variabel gewählt werden. Dies kann durch entsprechende Programmie­ rung der Überwachungseinrichtung geschehen.

Schließlich wird durch die Integration der Überwachungseinrichtung im Steuergerät der Zündanlage eine Verbesserung des schaltungstechnischen Aufwands erreicht. Die Regelung der primären Zündspannung auf den Grenzwert und die Überwa­ chung der primären Zündspannung geschieht gleichzeitig innerhalb des Steuerge­ räts und dort bevorzugt innerhalb ein und desselben ASICs.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den schaltungstechnischen Aufbau einer Zündanlage, in der das erfin­ dungsgemäße Verfahren realisiert wird und

Fig. 2 Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens.

Eine ausschnittsweise dargestellte Zündanlage von Fig. 1 enthält mehrere parallel angeordnete Schaltkreise für die in den Zylindern angeordneten Zündkerzen. Je­ der dieser Schaltkreise 1 enthält einen steuerbaren Transistor 2, der durch ein Steuergerät 3 beschaltet ist und der mit der Primärwicklung 4 einer Zündspule 5 in Reihe geschaltet ist. Die Sekundärwicklung 6 der Zündspule 5 ist mit einer Zünd­ kerze 7 in Reihe geschaltet. Die auch unter der Bezeichnung ruhende Hochspan­ nungsverteilung bekannte Schaltung besitzt zusätzlich einen Spannungsteiler 8 als Sensor für die im Primärkreis anliegende Zündspannung. Das Ausgangssignal des Spannungsteilers ist ebenfalls auf das Steuergerät 3 zurückgeführt.

Dieses Ausgangssignal ist ein Indikator für den Zustand der Zündanlage und ins­ besondere für die Funktionsfähigkeit des Sekundärkreises, bestehend im wesentl­ ichen aus der Sekundärwicklung 6 und der Zündkerze 7. Das Ausgangssignal des Spannungsteilers 8 dient gleichzeitig dazu, den Zündvorgang zu steuern.

Bei ordnungsgemäßem Zustand der gesamten Zündanlage besitzt das Ausgangs­ signal des Spannungsteilers 8 den im Diagramm a von Fig. 2 dargestellten Verlauf. Bei Unterbrechen des Primärkreises, symbolisiert durch einen Pfeil A, bleibt das Ausgangssignal für eine Zeit von 20 µs unverändert, um dann steil auf einen Grenz-Wert von 360 V anzusteigen und nach 7,5 µs wieder abzufallen und auszu­ schwingen. Bei einer Störung des Sekundärkreises, hier einer vollständigen Unter­ brechung, zeigt das Ausgangssignal des Spannungsteilers 8 den im Diagramm b wiedergegebenen Verlauf. Während der Anstieg der Zündspannung (nach 20 µs,) wie im Fall a ist, bleibt die primäre Zündspannung wesentlich länger auf dem ho­ hen Niveau und fällt erst nach einer deutlich längeren Zeit, hier nach etwa 120 µs, wieder ab.

Um sämtliche Störungen im Sekundärkreis der Zündanlage detektieren zu können, die sich möglicherweise nicht so deutlich wie dargestellt vom Normalfall a unter­ scheiden und um gleichzeitig ein von äußeren Störungen freies Ergebnis zu liefern, werden eine Reihe von Maßnahmen angewandt:
Die maximale Spannung im Primärkreis ist auf einen vorgegebenen Wert, hier 360 V, begrenzt. Dies geschieht durch eine entsprechende Steuerung des Tran­ sistors 2 in Abhängigkeit vom Ausgangssignals des Spannungsteilers 8. Dieser besitzt eine Doppelfunktion als Sensor für den Zustand der Zündanlage und insbe­ sondere des Sekundärkreises und gleichzeitig als Istwert-Geber im Rahmen der Regelung der Primärspannung auf den vorgegebenen Wert (360 V).

Um einen eventuellen Zündaussetzer, der durch eine Unterbrechung im Primär­ kreis 4, 2 hervorgerufen ist, zu erkennen, ist im Steuergerät 3 ein Komparator (nicht dargestellt) vorgesehen, der erkennt, ob die Primärspannung dem Unterbre­ chen des Primärkreises einen Schwellwert übersteigt. Dieser ist gleich dem halben Wert der Klemmspannung, d. h., hier gleich 180 V.

Ferner ist ein Zeitfenster F vorgesehen, das bei Unterbrechen des Primärkreises (A) gestartet wird und eine Länge von 50 µs besitzt. Mit Hilfe dieses Fensters F werden Verzögerungen im Abbau der primären Zündspannungen erkannt. Diese Verzögerungen sind ein Indikator für Fehler im Sekundärkreis der Zündanlage. Hierzu wird geprüft, ob die primäre Zündspannung bei Ablauf des Fensters F unter den Schwellwert abgesunken ist. Ist dies, wie im Fall b dargestellt, nicht der Fall, so ergibt sich daraus eine Störung im Sekundärkreis, die im Steuergerät 3 registriert wird und beispielsweise auch dazu verwendet werden kann, die Kraftstoffzufuhr des Zylinders, in dem sich die Zündkerze 7 befindet, zu unterbrechen. Durch Va­ riation der Länge des Fensters F ist es auch möglich, den Verlauf der primär­ seitigen Zündspannung genauer zu überprüfen.

Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß die mit Hilfe des Komparators und des Fensters F erzielte Aussage über den Zustand der Zündanlage frei von Störungen ist, die durch äußere Störquellen oder aber auch durch Störungen innerhalb der Zündanlage, wie beispielsweise parasitäre Kapazitäten, hervorgerufen sein kön­ nen. Die Kopplung des Fensters an den Auslösezeitpunkt und nicht an den Verlauf der primärseitigen Zündspannung liefert ein besonders störungsfreies Ergebnis.

Claims (3)

1. Verfahren zum Prüfen der Zündanlage einer Brennkraftmaschine, mit einer Zündspule, mit einer Überwachungseinrichtung für die primäre Zündspan­ nung und mit einer Fehleranzeige dann, wenn die primäre Zündspannung eine vorgegebene Zeit über einer vorgegebenen Schwelle liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Zündspannung auf einen Wert begrenzt ist, der etwa doppelt so hoch wie die vorgegebene Schwelle ist und daß die Fehleranzeige erzeugt wird, wenn die primäre Zündspannung nach dem Unterbrechen des primären Zündstroms den Schwellwert nicht erreicht oder nicht unter die Schwelle absinkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absinken der primären Zündspannung mittels eines Zeitfensters (F) festgestellt wird, das bei Unterbrechen des primären Zündstroms gestartet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung der primären Zündspannung im Steuergerät (3) der Zündan­ lage durchgeführt wird.