DE19616543C1 - Engine controller for controlling fuel injection and ignition of multiple cylinder internal combustion engine - Google Patents
Engine controller for controlling fuel injection and ignition of multiple cylinder internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät für mehrzylindri ge Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff von Patentan spruch 1. Ein derartiges Motorsteuergerät für zylinderindivi duell oder gruppenweise erfolgende Steuerung der Zündung und der Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine ist in der EP 0 640 762 A1 beschrieben.The invention relates to an engine control unit for multi-cylinder ge internal combustion engines according to the preamble of patent saying 1. Such an engine control unit for cylinder individual duel or group control of the ignition and the fuel injection of an internal combustion engine is in EP 0 640 762 A1.
In der Regel wirken die Steuersignale eines Motorsteuergeräts für Zündung und Kraftstoffeinspritzung in einem Kraftfahrzeug auf je eine Leistungsendstufe pro Zündspule bzw. Kraftstoff- Einspritzventil ein, die wenigstens einen elektronischen Lei stungsschalter - im folgenden "Zündschalter" genannt - auf weist, welcher entsprechend diesen Steuersignalen die zuge ordnete Zündspule oder das zugeordnete Kraftstoff-Einspritz ventil bestromt. Üblicherweise schalten diese Zündschalter die einseitig mit dem Pluspol einer Betriebsspannung verbun denen Zündspulen und Kraftstoff-Einspritzventile nach Masse. Solche Leistungsschalter werden als lowside-Schalter bezeich net. Es sind aber auch sog. highside-Schalter bekannt, welche die einseitig mit dem Minuspol einer Betriebsspannung verbun denen Zündspulen und Kraftstoff-Einspritzventile mit dem Pluspol verbinden.The control signals from an engine control unit generally act for ignition and fuel injection in a motor vehicle to one power output stage per ignition coil or fuel Injector, which has at least one electronic Lei control switch - hereinafter referred to as "ignition switch" indicates which according to these control signals the ordered ignition coil or the associated fuel injection valve energized. These ignition switches usually switch which is connected on one side to the positive pole of an operating voltage which ignition coils and fuel injectors by mass. Such circuit breakers are referred to as low-side switches net. However, so-called highside switches are also known which is connected on one side to the negative pole of an operating voltage which ignition coils and fuel injectors with the Connect positive pole.
Derartige Zündschalter können im Betrieb durchlegieren, was einen Kurzschluß nach Minus (Masse) oder Plus der Betriebs spannung darstellt. Das bedeutet bei einem kurzgeschlossenen Einspritzventil eine permanente Kraftstoffeinspritzung und bei einer kurzgeschlossenen Zündspule einen permanenten Pri märstrom mit Überhitzung der Zündspule. In beiden Fällen muß die Brennkraftmaschine sofort abgestellt werden, um größere Schäden zu verhindern: das Kraftfahrzeug bleibt liegen. Such ignition switches can alloy what in operation a short to negative (mass) or plus of the operation represents tension. That means with a shorted Injector a permanent fuel injection and with a shorted ignition coil a permanent pri märstrom with overheating of the ignition coil. In both cases the internal combustion engine can be turned off immediately for larger ones Preventing damage: the motor vehicle breaks down.
Bei der Kraftstoffeinspritzung ist es möglich, im Fehlerfall mittels besonderer Schaltungen einen eingeschränkten Betrieb aufrecht zu erhalten (DE 44 02 115 A1).With fuel injection it is possible in the event of a fault restricted operation by means of special circuits to maintain (DE 44 02 115 A1).
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Motorsteuergerät zu schaf fen, welches in der Lage ist, auch bei einem Kurzschluß in einem Leistungsschalter der Zündung das Fahrzeug zumindest eingeschränkt - bis zum Erreichen einer Werkstatt - in Be trieb zu halten.The object of the invention is to create an engine control unit fen, which is able to withstand a short circuit in a circuit breaker of the ignition at least the vehicle restricted - until reaching a workshop - in Be urged to keep.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa tentanspruchs 1 gelöst. Diese Lösung hat den Vorteil, daß bei einem durchlegierenden Zündschalter das Fahrzeug nicht sofort außer Betrieb gesetzt werden muß und - ggf. mit Beschränkung der Motordrehzahl - weiterbetrieben werden kann.This object is achieved by the features of Pa claim 1 solved. This solution has the advantage that at the vehicle does not immediately switch off must be taken out of service and - if necessary with restrictions the engine speed - can continue to be operated.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dem An spruch 2 zu entnehmen.An advantageous embodiment of the invention is the An to find saying 2.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is below Reference to the schematic drawing explained in more detail. It demonstrate:
Fig. 1 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Motorsteuer gerätes, und Fig. 1 is a circuit diagram of an engine control device according to the invention, and
Fig. 2 ein Signaldiagramm zu dessen Wirkungsweise. Fig. 2 is a signal diagram of its operation.
Fig. 1 zeigt ein mikroprozessorgesteuertes Motorsteuergerät MS für eine nicht dargestellte Vierzylinder-Brennkraftmaschi ne eines Kraftfahrzeuges, welches unter anderem in bekannter Weise Steuersignale st1 bis st4 an vier Zündendstufen E1 bis E4 leitet. Diese Endstufen weisen je einen elektronischen lowside-Zündschalter S1 bis S4 auf, der entsprechend den Steuersignalen den Primärstrompfad für eine der Zündspulen Zs1 bis Zs4 schließt (Beginn der Schließzeit) oder öffnet (Zündzeitpunkt). Jeder dieser Primärstrompfade führt in be kannter Weise vom Pluspol V+ einer Betriebsspannung über die Primärwicklung der zugeordneten Zündspule Zs1 bis Zs4 und von dieser über einen lowside-Zündschalter S1 bis S4 nach Masse GND. Mit jeder Sekundärwicklung der Zündspulen Zs1 bis Zs4 ist in bekannter Weise eine Zündkerze Z1 bis Z4 verbunden. Fig. 1 shows a microprocessor-controlled engine control unit MS for a four-cylinder internal combustion engine, not shown, of a motor vehicle, which, among other things, passes control signals st1 to st4 to four ignition output stages E1 to E4 in a known manner. These output stages each have an electronic low-side ignition switch S1 to S4, which closes or opens the primary current path for one of the ignition coils Zs1 to Zs4 in accordance with the control signals (start of the closing time) or opens (ignition time). Each of these primary current paths leads in a known manner from the positive pole V + an operating voltage via the primary winding of the associated ignition coil Zs1 to Zs4 and from this via a low-side ignition switch S1 to S4 to ground GND. A spark plug Z1 to Z4 is connected in a known manner to each secondary winding of the ignition coils Zs1 to Zs4.
Jede der vier Zündendstufen E1 bis E4 weist eine an sich be kannte Kurzschlußüberwachung auf, die im Falle eines Kurz schlusses ein Diagnosesignal D1 bis D4 an das Motorsteuerge rät sendet.Each of the four ignition output stages E1 to E4 has one per se knew short-circuit monitoring, which in the case of a short close a diagnostic signal D1 to D4 to the engine control unit advises sends.
Ohne den in Fig. 1 dargestellten gemeinsamen Schalter GS handelt es sich bei der Schaltung nach Fig. 1 um eine an sich bekannte Zündungssteuerung, wobei im Falle eines Kurz schlusses in einer der vier Zündendstufen E1 bis E4 das Fahr zeug sofort stillgelegt werden muß.Without the common switch GS shown in FIG. 1, the circuit according to FIG. 1 is a known ignition control system, and in the event of a short circuit in one of the four ignition output stages E1 to E4, the vehicle must be shut down immediately.
Erfindungsgemäß ist in diese Schaltung der erwähnte gemeinsa me Schalter GS zwischen den gemeinsamen plusseitigen Verbin dungspunkt A der Primärwicklungen aller Zündspulen Zs1 bis Zs4 und den Pluspol V+ der Betriebsspannung eingefügt, der über ein Steuersignal gs vom Motorsteuergerät MS geschaltet wird.According to the invention, the mentioned common is in this circuit me switch GS between the common plus-side connection point A of the primary windings of all ignition coils Zs1 to Zs4 and the positive pole V + of the operating voltage inserted, the switched by a control signal gs from the engine control unit MS becomes.
Die Arbeitsweise des Motorsteuergeräts wird nachstehend an hand der in Fig. 2 gezeigten Signaldiagramme erläutert, wel che den jeweiligen digitalen Schaltzustand der vier Zünd schalter S1 bis S4 und des gemeinsamen Schalters GS für je weils einen Motorzyklus von zwei Kurbelwellenumdrehungen ein mal bei ungestörtem Betrieb (Bereich a) und einmal im Falle eines angenommenen Kurzschlusses im Zündschalter S1 (Bereich b) zeigen: H = leitend; L = nichtleitend.The operation of the engine control unit is explained below with reference to the signal diagrams shown in Fig. 2, which che the respective digital switching state of the four ignition switches S1 to S4 and the common switch GS for each one engine cycle of two crankshaft revolutions once with undisturbed operation (area a) and once in the event of an assumed short circuit in the ignition switch S1 (area b) show: H = conductive; L = non-conductive.
Die Zündung des Kraftstoff/Luft-Gemischs bei ungestörtem Be trieb erfolgt bekannterweise in der üblichen Reihenfolge nach jeweils einer halben Kurbelwellenumdrehung periodisch in den Zylindern I-III-IV-II, mit dem Übergang des entsprechenden Zündschalters S1, S3, S4, S2 in den nichtleitenden Zustand. Die Dauer des leitenden Zustands der Zündschalter entspricht der Schließdauer der Zündspulen-Primärstromkreise.Ignition of the fuel / air mixture with undisturbed loading drive is known to follow in the usual order half a crankshaft revolution periodically in each Cylinders I-III-IV-II, with the transition of the corresponding Ignition switch S1, S3, S4, S2 in the non-conductive state. The duration of the conductive state of the ignition switches corresponds to the duration of closing of the ignition coil primary circuits.
Bei ungestörtem Betrieb, was in der Regel der Fall ist (im Bereich a von Fig. 2 dargestellt), ist der gemeinsame Schal ter GS vorzugsweise permanent in leitendem Zustand H. Das hat den Vorteil, daß nicht laufend Steuersignale gs für ihn er zeugt werden müssen, wodurch das Motorsteuergerät bzw. der üblicherweise in ihm enthaltene Mikroprozessor entlastet wird. Andernfalls müßte der gemeinsame Schalter GS synchron mit jedem Zündschalter S1 bis S4 betätigt werden, da nur dann, wenn ein Zündschalter und der gemeinsame Schalter gleichzeitig leiten, ein Primärstrom durch eine Zündspule fließen kann.With undisturbed operation, which is usually the case (shown in area a of Fig. 2), the common switch ter GS is preferably permanently in the conductive state H. This has the advantage that control signals gs are not generated for him continuously must, whereby the engine control unit or the microprocessor usually contained in it is relieved. Otherwise, the common switch GS would have to be actuated synchronously with each ignition switch S1 to S4, since a primary current can only flow through an ignition coil if an ignition switch and the common switch are conducting at the same time.
Weist nun beispielsweise der Zündschalter S1 einen Kurzschluß auf, wodurch er permanent leitet und die zugeordnete Zündend stufe E1 ein Diagnosesignal D1 an das Motorsteuergerät MS sendet, so arbeitet die Motorsteuerung folgendermaßen:Now, for example, the ignition switch S1 has a short circuit on, whereby he conducts permanently and the assigned ignition stage E1 a diagnostic signal D1 to the engine control unit MS sends, the motor control works as follows:
- 1.) das Steuersignal 11 für das Kraftstoff-Einspritzventil des der fehlerhaften Zündendstufe E1 zugeordneten Zylinders I wird für die Dauer des Kurzschlusses eingestellt, es erfolgt in den Zylinder I keine Kraftstoffeinspritzung, d. h., Zylin der I wird für die Dauer des Kurzschlusses stillgelegt;1.) the control signal 11 for the fuel injector of the cylinder I assigned to the faulty ignition output stage E1 is set for the duration of the short circuit, there is no fuel injection in the cylinder I, ie, Zylin the I is shut down for the duration of the short circuit;
- 2.) der gemeinsame Schalter GS geht vom permanent leitenden Zustand H in den nichtleitenden Zustand L über; er wird nur dann leitend geschaltet, wenn ein nicht kurzgeschlossener Zündschalter S2, S3 oder S4 (dessen Zündschalter nicht kurz geschlossen ist) leitend geschaltet wird.2.) the common switch GS goes from the permanently conductive State H in the non-conductive state L over; he will only then switched to on if it is not short-circuited Ignition switch S2, S3 or S4 (whose ignition switch is not short is closed) is switched on.
Das hat zur Folge, daß der Vierzylinder-Motor nun nur noch mit drei Zylindern betrieben wird und daß mit jeder Zündung in einem der Zylinder II, III oder IV auch eine Zündung im Zylinder I erfolgt (statt einer Zündung also drei Zündungen pro Motorzyklus). Diese Zündungen im Zylinder I sind jedoch wirkungslos, da in Zylinder I kein Kraftstoff eingespritzt wird.As a result, the four-cylinder engine is now only is operated with three cylinders and that with each ignition in one of the cylinders II, III or IV also an ignition in Cylinder I takes place (three ignitions instead of one ignition) per engine cycle). These ignitions are in cylinder I, however ineffective since no fuel is injected into cylinder I. becomes.
Der einzige Nachteil ist, daß mit jeder Zündung in einem der Zylinder II, III oder IV immer ein doppelt hoher Zündstrom durch den gemeinsamen Schalter GS fließt, als dies bei intak ten Zündschaltern der Fall wäre. Diesen Nachteil kann man je doch für die Dauer bis zum Erreichen einer Werkstatt in Kauf nehmen, wenn man im Gegenzug dafür das völlige Außerbetrieb setzen des Fahrzeuges verhindern kann. Es kann jedoch zweck mäßig sein, in diesem Fall die Motordrehzahl zu begrenzen, um einerseits die Schaltung nicht zu überlasten und andererseits den Fahrer zu veranlassen, möglichst umgehend eine Werkstatt aufzusuchen.The only disadvantage is that with each ignition in one of the Cylinder II, III or IV always has a double high ignition current flows through the common switch GS than when intact ten ignition switches would be the case. You can have this disadvantage but for the duration until a workshop is reached if in return you take the total out of service prevent the vehicle from setting. However, it can be useful moderate in this case to limit the engine speed to on the one hand not to overload the circuit and on the other hand to get the driver to a workshop as soon as possible to visit.
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Verbindungspunkt (A) der Primärwicklungen aller Zündspulen und dem einen Pol (V+) der Betriebsspannung ein allen Zündspulen (Zs1 bis Zs4) gemeinsamer, vom Motor steuergerät (MS) geschalteter, elektronischer Schalter (GS) angeordnet ist,
wobei dieser gemeinsame Schalter (GS)
- a) bei ordnungsgemäßer Funktion aller Zündschalter (S1 bis S4) wenigstens dann leitend geschaltet ist, wenn einer der Zündschalter (S1 bis S4) leitend geschaltet ist,
- b) bei einem Kurzschluß an wenigstens einem Zündschalter (S1) nur dann leitend geschaltet ist, wenn ein nicht kurzge schlossener Zündschalter (S2 bis S4) leitend geschaltet ist, und
characterized,
that between the connection point (A) of the primary windings of all ignition coils and the one pole (V +) of the operating voltage is arranged an electronic switch (GS) which is common to all ignition coils (Zs1 to Zs4) and is switched by the engine control unit (MS),
this common switch (GS)
- a) if all of the ignition switches (S1 to S4) function properly, at least when one of the ignition switches (S1 to S4) is turned on,
- b) in the event of a short circuit on at least one ignition switch (S1) is only turned on when a non-short-circuited ignition switch (S2 to S4) is turned on, and
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DE1996116543 DE19616543C1 (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Engine controller for controlling fuel injection and ignition of multiple cylinder internal combustion engine |
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Cited By (1)
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- 1996-04-25 DE DE1996116543 patent/DE19616543C1/en not_active Expired - Fee Related
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