DE19536324A1

DE19536324A1 - Method for testing the ignition system of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE19536324A1
Application number: DE1995136324
Authority: DE
Inventors: Ernst Goeschl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-03
Also published as: EP0766004A3; EP0766004A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.The invention relates to a method with the features of the preamble of claim 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.Such a method is known from EP 0 020 067 B1, EP 0 020 068 B1 and EP 0 020069 B1 known. Here, only the primary ignition voltage goes out visually examined their absolute value. This depends on the operating status the internal combustion engine and other, often temporary interferences. Due to these faults, the analysis of the primary ignition chip statement may not be applicable. This applies, for example, if a coupling of an interference signal before the actual rise in the primary Ignition voltage occurs and the specified time is supposed to be longer than it did or is the increase in the primary ignition voltage due to the interference signal and is not caused by the ignition system. The time period can be corresponding also appear to be shortened if during the period when the primary ignition voltage is above the threshold, due to a malfunction a brief under threshold is exceeded. In both cases, the error display is incorrect 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.The invention has for its object a method of the aforementioned Way to create an exact statement about possible errors in the Zündan position also delivers when external interference in the primary ignition circuit occur.

Die Erfindung löst diese Aufgabe- durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa tentanspruchs 1.The invention solves this problem by the characterizing features of the Pa claim 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.By limiting the primary ignition voltage, reproducible Er results achieved. Influences that are dependent on the respective operating state, will be hidden. The choice of the threshold in relation to the maximum The value of the primary ignition voltage switches on the effects of interference the result. The change in the primary ignition voltage due to this interference pure flows lead to high-frequency amplitude modulation of the primary ren ignition voltage. However, the minimum value of the primary ignition voltage is also under unfavorable conditions above the threshold and has no influence on the Error display. The relationship between the value of the threshold and is reversed the maximum value of the primary ignition voltage so that this condition is satisfied. In individual cases, this can mean that the threshold is also larger or is less than 50% of the value to which the primary ignition voltage is limited.

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.To implement the circuitry of the invention is preferably with egg nem time window worked out when interrupting the primary ignition current is resolved and that determines the time after which the primary ignition voltage at ord proper function of the ignition system has safely dropped below the threshold ken is. The length of the time window can vary depending on the application application can be selected variably. This can be done through appropriate programming tion of the monitoring device.

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.Finally, by integrating the monitoring device in the control unit the ignition system achieves an improvement in the circuitry complexity. The regulation of the primary ignition voltage to the limit value and the supervision The primary ignition voltage occurs simultaneously within the control area and there preferably within one and the same ASIC.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiels weiter erläutert. Es zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment shown in the drawing game explained further. It shows

Fig. 1 den schaltungstechnischen Aufbau einer Zündanlage, in der das erfin dungsgemäße Verfahren realisiert wird und Fig. 1 shows the circuit design of an ignition system in which the inventive method is realized and

Fig. 2 Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens. Fig. 2 diagrams for explaining the method.

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.An ignition system of FIG. 1 shown in sections contains several circuits arranged in parallel for the spark plugs arranged in the cylinders. Each of these circuits 1 contains a controllable transistor 2 which is connected by a control device 3 and which is connected in series with the primary winding 4 of an ignition coil 5 . The secondary winding 6 of the ignition coil 5 is connected to a spark plug 7 in series. The circuit known also under the designation resting high voltage distribution additionally has a voltage divider 8 as a sensor for the ignition voltage present in the primary circuit. The output signal of the voltage divider is also fed back to the control unit 3 .

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.This output signal is an indicator of the condition of the ignition system and in particular of the functionality of the secondary circuit, consisting essentially of the secondary winding 6 and the spark plug 7 . The output signal of the voltage divider 8 also serves to control the ignition process.

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.When the entire ignition system is in proper condition, the output signal of the voltage divider 8 has the course shown in diagram a of FIG. 2. When the primary circuit is interrupted, symbolized by an arrow A, the output signal remains unchanged for a period of 20 microseconds, in order to then rise steeply to a limit value of 360 V and then drop and oscillate again after 7.5 microseconds. In the event of a fault in the secondary circuit, here a complete interruption, the output signal of the voltage divider 8 shows the course shown in diagram b. While the rise in the ignition voltage (after 20 µs) is as in case a, the primary ignition voltage remains at the high level for a considerably longer time and only drops again after a significantly longer time, here after about 120 µs.

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).In order to be able to detect all faults in the secondary circuit of the ignition system, which may not differ from normal case a as clearly as shown and to simultaneously deliver a result free of external faults, a number of measures are used:
The maximum voltage in the primary circuit is limited to a predetermined value, here 360 V. This is done by a corresponding control of Tran sistor 2 depending on the output signal of the voltage divider 8th This has a double function as a sensor for the condition of the ignition system and in particular the secondary circuit, and at the same time as an actual value transmitter for regulating the primary voltage to the specified value (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.In order to detect a possible misfire, which is caused by an interruption in the primary circuit 4 , 2 , a comparator (not shown) is provided in the control unit 3 , which detects whether the primary voltage exceeds the interruption of the primary circuit a threshold. This is equal to half the value of the clamping voltage, ie here 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. A time window F is also provided, which is started when the primary circuit (A) is interrupted and has a length of 50 microseconds. With the help of this window F delays in the reduction of the primary ignition voltages are recognized. These delays are an indicator of faults in the secondary circuit of the ignition system. For this purpose, a check is carried out to determine whether the primary ignition voltage has dropped below the threshold value when window F has ended. If this is not the case, as shown in case b, this results in a malfunction in the secondary circuit, which is registered in the control unit 3 and can also be used, for example, to increase the fuel supply to the cylinder in which the spark plug 7 is located interrupt. By varying the length of the window F, it is also possible to check the course of the primary-side ignition voltage more precisely.

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.It can be easily seen that the with the help of the comparator and Window F made a statement about the condition of the ignition system free of faults is caused by external sources of interference or by interference within the Ignition system, such as parasitic capacitances, can be caused nen. The coupling of the window to the trigger time and not to the course the primary-side ignition voltage delivers a particularly trouble-free result.

Claims

1. A method for checking the ignition system of an internal combustion engine, with an ignition coil, with a monitoring device for the primary Zündspan voltage and with an error display when the primary ignition voltage is a predetermined time above a predetermined threshold, characterized in that the primary ignition voltage to one Value is limited, which is approximately twice as high as the predetermined threshold and that the error display is generated if the primary ignition voltage does not reach the threshold value or does not fall below the threshold after the primary ignition current has been interrupted.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sinking the primary ignition voltage is determined by means of a time window (F), which is started when the primary ignition current is interrupted.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the monitoring of the primary ignition voltage in the control unit ( 3 ) of the ignition system is carried out.