DE19646917A1

DE19646917A1 - Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19646917A1
Application number: DE19646917A
Authority: DE
Inventors: Shinji Ooyabu; Yasuo Ito; Kazuhisa Mogi
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1997-05-15
Also published as: JPH09195913A; US5866808A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brenn kraftmaschine.

Die offengelegte ungeprüfte Japanische Patentanmeldung 61-57830 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewerten einer abnormalen Verbrennung. Gemäß der Japani schen Patentanmeldung 61-57830 wird, wenn ein Luft/Kraftstoffgasgemisch in einer Brennkraftmaschine durch die Funkenentladung einer Zündkerze gezündet wird, eine Spannung zum Messen an die Zündkerze angelegt, und ein Io nenstrom fließt zwischen Elektroden der Zündkerze. Der Io nenstrom weist verschiedene Frequenzkomponenten auf. In der Japanischen Patentanmeldung 61-57830 bewirkt der Ionen strom, daß ein Widerstand eine Anschlußspannung erzeugt, welche für eine notwendige Zeit nach der Entladung ver stärkt wird. Eine Klopfkomponente und eine Komponente einer natürlichen Oszillation werden durch jeweilige Filter aus der Anschlußspannung ausgefiltert. Ausgangssignale der Fil ter werden integriert und ein Dividierer berechnet das Ver hältnis zwischen den Integrationsergebnissen. In der Japa nischen Patentanmeldung 61-57830 wird das Ausgangssignal des Dividierers mit einer Spannung verglichen, die einer vorbestimmten Klopfintensitätsgrenze entspricht, um eine abnormale Verbrennung zu bewerten.

Die offengelegte ungeprüfte Japanische Patentanmeldung 50-94330 offenbart eine Vorrichtung zum Erfassen einer Fehlzündung in einer Brennkraftmaschine. In der Vorrichtung der Japanischen Patentanmeldung 50-94330 wird eine Erfas sung bezüglich eines eine Zündung anzeigenden Signals und eines Ionenstromsignals durchgeführt, die von einer Zünd kerze ausgegeben werden. Das Ionenstromsignal enthält ein Verbrennungssignal, welches zu dem eine Zündung anzeigenden Signal geringfügig verzögert ist. Die Vorrichtung der Japa nischen Patentanmeldung 50-94330 beinhaltet einen Kompara tor, welcher dazu dient, das Ionenstromsignal mit einem Zündungsanweisungssignal zu vergleichen, das synchron zu einer Hochspannung ist, die an die Zündkerze angelegt wird. Lediglich wenn sowohl das Zündungsanweisungssignal als auch das Verbrennungssignal gleichzeitig wirksam sind, gibt der Komparator ein aktives Signal aus. Die Vorrichtung der Ja panischen Patentanmeldung 50-94330 beinhaltet einen Bewer tungsbereich, welcher als Reaktion auf das Ausgangssignal des Komparators bestimmt, ob ein Luft/Kraftstoffgemisch in einem betreffenden Motorzylinder erfolgreich gezündet wor den ist oder nicht.

In der Vorrichtung der Japanischen Patentanmeldung 50- 94330 weist ein Ionenbandabstand (ion gap) einen Wider standswert auf, der von den Ionenzuständen in dem betref fenden Motorzylinder abhängt. Außerdem tritt ein Ionenstrom auf, welcher von dem Widerstandswert des Ionenbandabstands abhängt. Die Vorrichtung der Japanischen Patentanmeldung 50-94330 beinhaltet ein Filter zum Entfernen von Rauschkom ponenten aus dem Ionenstrom. Das Ausgangssignal des Filters wird in ein Pulssignal geformt, das das Ionenstromsignal bildet.

Im allgemeinen neigt magnetische Energie dazu, nach dem Ende einer Entladung über einer Zündkerze in einer Zünd spule zu bleiben. Diese restliche magnetische Energie be wirkt, daß Rauschen auf ein Ionenstromsignal überlagert wird, das von der Zündkerze ausgegeben wird. Sowohl die Ja panische Patentanmeldung 61-57830 als auch die Japanische Patentanmeldung 50-94330 lassen eine Lehre einer Gegenmaß nahme gegen solches Rauschen vermissen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Erfassen eines Zu stands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine zu schaffen.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine geschaffen, welche aufweist: eine Zündkerze; eine Zündspule, die eine Primär windung und eine Sekundärwindung aufweist, wobei die Sekun därwindung an die Zündkerze angeschlossen ist; einen an eine Seite niedriger Spannung der Sekundärwindung der Zünd spule angeschlossenen Ionenstromerfassungswiderstand zum Erfassen eines Ionenstroms; eine parallel zu der Primärwin dung der Zündspule geschaltete Diode; ein in Reihe zu der Primärwindung der Zündspule geschaltetes und in und aus ei nen eingeschalteten Zustand versetzbares Schaltelement; und eine Einrichtung zum Begrenzen eines Stroms, der durch die Diode fließt, wenn sich das Schaltelement in dem einge schalteten Zustand befindet.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung nach dem ersten Aspekt von ihr ge schaffen, die weiterhin eine parallel zu dem Ionenstromer fassungswiderstand geschaltete Zenerdiode zum Unterdrücken einer Entladung aufweist.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt von ihr ge schaffen, die weiterhin aufweist: eine Entladungsschleife für den Ionenstrom; eine sich in der Entladungsschleife be findende Energieversorgung zum Erfassen des Ionenstroms; und eine in der Entladungsschleife angeordnete Zenerdiode zum Festhalten von Restmagnetismus in der Zündspule, wobei die Entladungsschleife die Sekundärwindung der Zündspule und die Zündkerze aufweist.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine geschaffen, welche aufweist: eine Zündkerze; eine Zündspule, die eine Primär windung und eine Sekundärwindung aufweist, wobei die Sekun därwindung an die Zündkerze angeschlossen ist; einen an eine Seite niedriger Spannung der Sekundärwindung der Zünd spule angeschlossenen Ionenstromerfassungswiderstand zum Erfassen eines Ionenstroms; eine parallel zu dem Ionen stromerfassungswiderstand geschaltete erste Diode zum Un terdrücken einer Entladung; ein parallel zu der ersten Di ode geschaltetes Restmagnetismusresonanzelement zum Vorse hen einer Resonanz bezüglich Restmagnetismus; eine Energie versorgung zum Erfassen des Ionenstroms; und eine zweite Diode zum Festhalten des Restmagnetismus, wobei die zweite Diode eine Kathode und eine Anode aufweist, wobei die Ka thode an die Sekundärwindung der Zündspule angeschlossen ist und die Anode an die Energieversorgung angeschlossen ist.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine geschaffen, welche aufweist: eine Zündkerze; eine Zündspule, die eine Primär windung und eine Sekundärwindung aufweist, wobei die Sekun därwindung an die Zündkerze angeschlossen ist; einen an eine Seite niedriger Spannung der Sekundärwindung der Zünd spule angeschlossenen Ionenstromerfassungswiderstand zum Erfassen eines Ionenstroms; eine parallel zu der Primärwin dung geschaltete erste Diode; ein in Reihe zu der Primär windung der Zündspule geschaltetes und in und aus einen eingeschalteten Zustand versetzbares Schaltelement; eine Einrichtung zum Begrenzen eines Stroms, der durch die Diode fließt, wenn sich das Schaltelement in dem eingeschalteten Zustand befindet; eine parallel zu dem Ionenstromerfas sungswiderstand geschaltete zweite Diode zum Unterdrücken einer Entladung; ein parallel zu der zweiten Diode geschal tetes Restmagnetisinusresonanzelement zum Vorsehen einer Re sonanz bezüglich Restmagnetismus; eine Energieversorgung zum Erfassen des Ionenstroms; und eine dritte Diode zum Festhalten des Restmagnetismus, wobei die dritte Diode eine Kathode und eine Anode aufweist, wobei die Kathode an die Sekundärwindung der Zündspule angeschlossen ist und die An ode an die Energieversorgung angeschlossen ist.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine geschaffen, welche aufweist: eine Zündkerze; eine Zündspule, die eine Primär windung und eine Sekundärwindung aufweist; eine erste Zenerdiode; eine zweite Zenerdiode; und eine dritte Zener diode, bei der die Zündkerze, die Sekundärwindung der Zünd spule, die erste Zenerdiode, die zweite Zenerdiode und die dritte Zenerdiode in einer Schleife verbunden sind und eine der Polaritäten der ersten, zweiten und dritten Zenerdioden bezüglich einer Richtung eines Stroms, der durch die Schleife fließt, zu den verbleibenden zwei der Polaritäten entgegengesetzt ist.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung nach dem sechsten Aspekt von ihr weiterhin eine an die Schleife angeschlossene Einrichtung zum Erfassen eines Ionenstroms auf, der durch einen Teil der Schleife fließt.

Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung nach dem sechsten Aspekt von ihr weiterhin eine Reihenschaltung einer Diode und eines Wider stands auf, welche parallel zu der Primärwindung der Zünd spule geschaltet ist.

Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung nach dem sechsten Aspekt von ihr weiterhin einen Kondensator auf, der parallel zu entweder der ersten, zweiten oder dritten Zenerdiode geschaltet ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erfassen eines Verbrennungszustands gemäß einem er sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 ein Zeitbereichsdiagramm von Signalen in der Vor richtung in Fig. 1 und ebenso einer Vergleichsvor richtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erfassen eines Verbrennungszustands gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erfassen eines Verbrennungszustands gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 5 ein Zeitbereichsdiagramm von Signalen in der Vor richtung in Fig. 4 und ebenso einer Vergleichsvor richtung;

Fig. 6 eine scheinatische Darstellung einer Vorrichtung zum Erfassen eines Verbrennungszustands gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung; und

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erfassen eines Verbrennungszustands gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung.

Es folgt die Beschreibung von bevorzugten Ausführungs beispielen der vorliegenden Erfindung.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Fig. 1 beinhaltet eine Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftma schine eine Zündspule 7, welche eine Primärwindung 7a und eine Sekundärwindung 7b aufweist. Ein erstes Ende der Pri märwindung 7a der Zündspule 7 ist an den positiven Anschluß "+B" einer Batterie angeschlossen. Der negative Anschluß der Batterie ist an Masse gelegt. Die Anode einer Diode 1 ist an das erste Ende der Primärwindung 7a der Zündspule 7 angeschlossen. Die Kathode der Diode 1 ist über einen Wi derstand 2 an ein zweites Ende der Primärwindung 7a der Zündspule 7 angeschlossen. Das zweite Ende der Primärwin dung 7a der Zündspule 7 ist über ein Schaltelement 10, wie zum Beispiel einen Schalttransistor, an Masse gelegt. Das Schaltelement 10 weist einen Steueranschluß oder ein Gate auf, an das ein Zündungssignal IGt angelegt wird, das von einer elektronischen Steuereinheit (nicht gezeigt) ausgege ben wird. Das Schaltelement 10 wird als Reaktion auf das Zündungssignal IGt geschlossen und geöffnet.

Wenn das Schaltelement 10 durch das Zündungssignal IGt geschlossen wird, läßt die Batterie zu, daß ein Primärstrom I1 durch die Primärwindung 7a der Zündspule 7 fließt. Die Diode 1 dient dazu, einen Strom zu sperren, der entlang ei ner Richtung fließt, die zu der Richtung des Primärstroms 11 entgegengesetzt ist. Wenn das Schaltelement 10 geschlos sen ist, fließt ebenso ein Strom durch die Diode 1. Der Wi derstand 2 dient dazu, den Strom zu begrenzen, der durch die Diode 1 fließt.

Eine Zündkerze 8, die in einem Zylinder (einer Brenn kammer) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, weist ein Paar von ersten und zweiten Elektroden 8a bzw. 8b auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Ein erstes Ende der Sekun därwindung 7b der Zündspule 7 ist an die Kathode einer Zenerdiode 6 angeschlossen. Ein zweites Ende der Sekundär windung 7b der Zündspule 7 ist an die erste Elektrode 8a der Zündkerze 8 angeschlossen. Die zweite Elektrode 8b der Zündkerze 8 ist an Masse gelegt. Die Anode der Zenerdiode 6 ist an die Kathode einer Zenerdiode 9 und ebenso an ein er stes Ende eines Kondensators 5 angeschlossen. Die Anode der Zenerdiode 9 und ein zweites Ende des Kondensators 5 sind gemeinsam an die Anode einer Zenerdiode 3 angeschlossen. Der Kondensator 5 dient als eine Energieversorgung zum Er fassen eines Ionenstroms. Die Kathode der Zenerdiode 3 ist an Masse gelegt. Die Sekundärwindung 7b der Zündspule 7, die Zündkerze 8, die Zenerdioden 3, 6 und 9 und der Konden sator 5 sind verbunden, um einen Pfad einer geschlossenen Schleife auszubilden, entlang welchem ein Sekundärstrom I2 fließt. Die Zenerdiode 3 befindet sich bezüglich des Sekun därstroms 12 in einer Normalrichtung. Die Zenerdiode 6 be findet sich bezüglich des Sekundärstroms I2 in einer Rück wärtsrichtung. Die Zenerdiode 9 steuert die Spannung über dem Kondensator 5.

Ein Ende eines Widerstands 4 ist an den Verbindungs punkt zwischen dem Kondensator 5 und den Zenerdioden 3 und 9 angeschlossen. Das andere Ende des Widerstands 4 ist an den invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsver stärkers 20 angeschlossen. Der nichtinvertierende Ein gangsanschluß des Operationsverstärkers 20 ist an Masse ge legt. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 20 ist über einen Widerstand 21 an seinen invertierenden Eingangs anschluß angeschlossen. Der Widerstand 21 bestimmt die Ver stärkung des Operationsverstärkers 20. Der Widerstand 21 weist einen vorbestimmten hohen Widerstandswert von zum Beispiel gleich 500 kΩ auf.

Während eines gegebenen Zeitintervalls fließt ein Io nenstrom I_ION über den invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 20, den Widerstand 4, den Kondensator 5, die Zenerdiode 6, die Sekundärwindung 7b der Zündspule 7, die Zündkerze 8, Masse und den nichtinvertierenden Ein gangsanschluß des Operationsverstärkers 20. Wie es vorher gehend beschrieben worden ist, dient der Kondensator 5 als eine Energieversorgung zum Erfassen eines Ionenstroms I_ION. Die Spannung über dem Widerstand 4 hängt von dem Ionenstrom I_ION ab. Somit dient der Widerstand 4 dazu, den Ionenstrom I_ION zu erfassen. Der Widerstand 4 weist einen vorbestimm ten hohen Widerstandswert von zum Beispiel gleich 500 kΩ auf. Der hohe Widerstandswert des Widerstands 4 ist beim Unterdrücken eines unerwünschten Zündens eines Luft/Kraftstoffgemischs in dem Motorzylinder wirkungsvoll.

Die Diode 1 weist die folgende Funktion auf. Wenn Rest magnetismus in der Zündspule 7 auftritt, wird zugelassen, daß ein Strom, der von Restmagnetismus verursacht wird, durch die Primärwindung 7a der Zündspule 7, den Widerstand 2 und die Diode 1 fließt. Demgemäß wird Energie des Restma gnetismus verbraucht.

Die Zenerdiode 3 weist die folgenden Funktionen auf. Die Zenerdiode 3 unterdrückt ein unerwünschtes Zünden eines Luft/Kraftstoffgemischs in dem Motorzylinder. Außerdem un terdrückt die Zenerdiode 3 eine Spannungsresonanz, die von Restmagnetismus verursacht wird. Weiterhin unterdrückt die Zenerdiode 3 eine Resonanz einer Lichtbogenspannung zwi schen den ersten und zweiten Elektroden 8a bzw. 8b der Zündkerze 8. Es ist bevorzugt, daß die Zenerdiode 3 eine vorbestimmte hohe Zenerspannung in dem Bereich von zum Bei spiel 400 V bis 800 V aufweist.

Die Zenerdiode 8 weist die folgende Funktion auf. Die Zenerdiode 6 unterdrückt eine Spannungsresonanz, die von Restmagnetismus verursacht wird. Genauer gesagt verkürzt die Zenerdiode 6 die Lebensdauer der Spannungsresonanz. Es ist bevorzugt, daß die Zenerdiode 6 eine vorbestimmte nied rige Zenerspannung von zum Beispiel gleich 75 V aufweist.

Eine Vergleichsvorrichtung wird erzeugt, welche mit Ausnahme des folgenden Punkts gleich der Vorrichtung in Fig. 1 ist. Die Diode 1, der Widerstand 2 und die Zener dioden 3 und 6 sind in der Vergleichsvorrichtung nicht vor handen.

Fig. 2 zeigt die Wellenformen von verschiedenen Signa len in der Vorrichtung in Fig. 1 und der Vergleichsvorrich tung, welche auftreten, wenn die Brennkraftmaschine mit ei ner niedrigen Drehzahl betrieben wird.

Gemäß Fig. 2 ändert sich zu einem Augenblick t1 das Zündungssignal IGt zu einem Zustand eines hohen Pegels. Das Schaltelement 10 bewegt sich als Reaktion auf die Änderung des Zündungssignals IGt zu dem Zustand des hohen Pegels zu einem eingeschalteten Zustand (einem geschlossenen Zu stand). Demgemäß beginnt zu dem Augenblick t1 ein Primär strom I1 durch die Primärwindung 7a der Zündspule 7 zu fließen. Wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 2 gezeigt ist, wird zu dem Zeitpunkt t1 damit begonnen, daß ein Zündung ein-Rauschsignal SNon auf das Ausgangssignal des Opera tionsverstärkers 20 überlagert wird.

Das Zündungssignal IGt bleibt bis zu einem Augenblick t2, der dem Augenblick t1 folgt, in dem Zustand des hohen Pegels. Zu dem Zeitpunkt t2 kehrt das Zündungssignal IGt zu einem Zustand eines niedrigen Pegels zurück. Während das Zeitintervalls zwischen den Augenblicken t1 und t2 fährt der Primärstrom I1 fort, anzusteigen. Wie es in dem Ab schnitt (e) in Fig. 2 gezeigt ist, bleibt das Zündung-ein- Rauschsignal SNon lediglich während einem Anfangsteil des Zeitintervalls zwischen den Augenblicken t1 und t2 vorhan den.

Zu dem Augenblick t2 wird der Primärstrom I1 gesperrt. Andererseits beginnt zu dem Zeitpunkt t2 ein Sekundärstrom I2 durch die Sekundärwindung 7b der Zündspule 7 zu fließen. Der Sekundärstrom I2 steigt augenblicklich auf einen großen Pegel von zum Beispiel gleich ungefähr 60 mA an. Nach dem Augenblick t2 fällt der Sekundärstrom I2 mit einem Ver streichen der Zeit ab.

Zu einem Augenblick t3, der dem Augenblick t2 folgt, verschwindet der Sekundärstrom I2. Wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 2 gezeigt ist, wird zu dem Zeitpunkt t3 damit begonnen, daß ein Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM auf das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 20 überlagert wird. Das Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM wird von Rest magnetismus in einem Eisenkern der Zündspule 7 verursacht. Wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 2 gezeigt ist, ver schwindet das Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM vollständig vor einem Augenblick t4, der dem Augenblick t3 nachfolgt.

Wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 2 gezeigt ist, wird nach dem Augenblick t4 damit begonnen, daß ein effektives Ionenstromsignal SI_ION auf das Ausgangssignal des Opera tionsverstärkers 20 überlagert wird. Wie es in dem Ab schnitt (e) in Fig. 2 gezeigt ist, wird zu einem Augenblick t5, der dem Augenblick t4 nachfolgt, ein Motorklopfsignal SI_NOCK auf das Ionenstromsignal SI_ION überlagert.

Wie es in dem Abschnitt (d) in Fig. 2 gezeigt ist, wird in der Vergleichsvorrichtung zu dem Augenblick t1 damit be gonnen, daß ein Zündung-ein-Rauschsignal SNon auf das Aus gangssignal eines Operationsverstärkers überlagert wird. Das Zündung-ein-Rauschsignal SNon in der Vergleichsvorrich tung schwingt mit einer hohen Frequenz (vergleiche den Ab schnitt (d) in Fig. 2), während das Zündung-ein-Rauschsi gnal SNon in der Vorrichtung in Fig. 1 keine solchen Hoch frequenzkomponenten aufweist (vergleiche den Abschnitt (e) in Fig. 2).

Wie es in dem Abschnitt (d) in Fig. 2 gezeigt ist, wird in der Vergleichsvorrichtung zu dem Zeitpunkt t3 damit be gonnen, daß ein Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM auf das Ausgangssignal des Operationsverstärkers überlagert wird. Wie es in dem Abschnitt (d) in Fig. 2 gezeigt ist, bleibt das Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM in der Vergleichsvor richtung bis zu dem Augenblick t4 vorhanden und weist drei aufeinanderfolgende Pulse auf. Andererseits verschwindet das Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM in der Vorrichtung in Fig. 1, wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 2 gezeigt ist, vollständig vor dem Augenblick t4 und weist lediglich einen einzigen Puls auf.

Demgemäß ist es gezeigt worden, daß die Diode 1, der Widerstand 2 und die Zenerdioden 3 und 6 beim Unterdrücken eines Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM wirkungsvoll sind.

Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigt, be wegt sich die zeitliche Lage eines effektiven Ionenstromsi gnals SI_ION zu der zeitlichen Lage eines Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM hin. Der Zeitpunkt des Verschwindens ei nes Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM in der Vorrichtung in Fig. 1 ist früher als der Zeitpunkt des Verschwindens eines Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM in der Vergleichs vorrichtung (vergleiche die Abschnitte (d) und (e) in Fig. 2). Somit überlappt in der Vorrichtung in Fig. 1 auch bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine ein effektives Io nenstromsignal SI_ION kaum ein Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM in einer zeitlichen Lage. Dies ist beim genauen Erfas sen eines effektiven Ionenstromsignals SI_ION und eines Mo torklopfsignals SI_NOCK vorteilhaft.

Die Zenerdiode 6 unterzieht Energie von Restmagnetismus einem Spannungsfesthalteverfahren. Dadurch wird verhindert, daß Restmagnetismus eine Stromresonanz an der Sekundärwin dung 7b der Zündspule 7 verursacht, so daß die Lebensdauer eines Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM kurz sein wird.

Wenn ein Funke über der Zündkerze 8 auftritt, bildet die Zenerdiode 3 einen Pfad, über welchen ein Ladestrom in den Kondensator 5 fließt. In dem Fall, in dem der Opera tionsverstärker 20 und die Widerstände 4 und 21 in einem Chip einer integrierten Schaltung bzw. IC-Chip vorgesehen sind, ist es bevorzugt, die Zenerspannung der Zenerdiode 3 auf 800 V oder niedriger einzustellen, um das Auftreten ei ner hohen Spannung in dem IC-Chip zu verhindern. Es ist be vorzugt, die Zenerspannung der Zenerdiode 3 auf 400 V oder höher einzustellen, um das Auftreten eines Funkens zu einem unerwünscht frühen Zeitpunkt zu verhindern. Somit erstreckt sich der bevorzugte Bereich der Zenerspannung der Zener diode 3 zwischen 400 V und 800 V.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung, welches mit Ausnahme eines zusätzlichen Aufbaus, der hier im weiteren Verlauf erklärt wird, ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist. Das Ausführungs beispiel in Fig. 3 beinhaltet eine Zenerdiode 12 und einen Widerstand 13. Die Anode der Zenerdiode 12 ist an den Ver bindungspunkt zwischen Zenerdioden 3 und 9, einem Kondensa tor 5 und einem Widerstand 4 angeschlossen. Die Kathode der Zenerdiode 12 ist an ein Ende des Widerstands 13 ange schlossen. Das andere Ende des Widerstands 13 ist an Masse gelegt. Somit ist die Reihenschaltung der Zenerdiode 12 und des Widerstands 13 parallel zu der Zenerdiode 3 geschaltet.

Die Zenerdiode 12 weist eine vorbestimmte niedrige Ze nerspannung auf, welche höher als die Spannung über einer Batterie ist. Wenn die Batteriespannung gleich 12 V ist, ist die Zenerspannung der Zenerdiode 12 zum Beispiel gleich 16 V. Der Widerstand 13 weist einen vorbestimmten hohen Wi derstandswert von zum Beispiel 200 kΩ auf. Die Zenerdiode 12 und der Widerstand 13 lassen zu, daß die Zenerdiode 3 einer Zenerdiode gleichbedeutend ist, die eine niedrige Ze nerspannung aufweist.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Fig. 4 beinhaltet eine Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftma schine eine Zündspule 7, welche eine Primärwindung 7a und eine Sekundärwindung 7b aufweist. Ein erstes Ende der Pri märwindung 7a der Zündspule 7 ist an den positiven Anschluß "+B" einer Batterie angeschlossen. Der negative Anschluß der Batterie ist an Masse gelegt. Die Anode einer Diode 1 ist an das erste Ende der Primärwindung 7a der Zündspule 7 angeschlossen. Die Kathode der Diode 1 ist über einen Wi derstand 2 an ein zweites Ende der Primärwindung 7a der Zündspule 7 angeschlossen. Das zweite Ende der Primärwin dung 7a der Zündspule 7 ist über ein Schaltelement 10, wie zum Beispiel einen Schalttransistor, an Masse gelegt. Das Schaltelement 10 weist einen Steueranschluß oder ein Gate auf, an das ein Zündungssignal IGt angelegt wird, daß von einer elektronischen Steuereinheit (nicht gezeigt) ausgege ben wird. Das Schaltelement 10 wird als Reaktion auf das Zündungssignal IGt geschlossen und geöffnet.

Wenn das Schaltelement 10 durch das Zündungssignal IGt geschlossen wird, läßt die Batterie zu, daß ein Primärstrom I1 durch die Primärwindung 7a der Zündspule 7 fließt. Die Diode 1 dient dazu, einen Strom zu sperren, der entlang ei ner Richtung fließt, die zu der Richtung des Primärstroms I1 entgegengesetzt ist. Wenn das Schaltelement 10 geschlos sen ist, fließt ebenso ein Strom durch die Diode 1. Der Wi derstand 2 dient dazu, den Strom zu begrenzen, der durch die Diode 1 fließt.

Eine Zündkerze 8, die in einem Zylinder (einer Brenn kammer) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, weist ein Paar von ersten und zweiten Elektroden 8a bzw. 8b auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Ein erstes Ende der Sekun därwindung 7b der Zündspule 7 ist an die Kathode einer Zenerdiode 6 angeschlossen. Ein zweites Ende der Sekundär windung 7b der Zündspule 7 ist an die erste Elektrode 8a der Zündkerze 8 angeschlossen. Die zweite Elektrode 8b der Zündkerze 8 ist an Masse gelegt. Die Anode der Zenerdiode 6 ist an die Anode einer Zenerdiode 3 und ebenso an ein er stes Ende eines Widerstands 4 angeschlossen. Die Kathode der Zenerdiode 3 ist an die Kathode einer Zenerdiode 9 und ebenso an ein erstes Ende eines Kondensators 5 angeschlos sen. Außerdem ist ein zweites Ende des Widerstands 4 an die Kathode der Zenerdiode 9 und das erste Ende des Kondensa tors 5 angeschlossen. Die Anode der Zenerdiode 9 ist an Masse gelegt. Ein zweites Ende des Kondensators 5 ist an Masse gelegt. Der Kondensator 5 dient als eine Energiever sorgung zum Erfassen eines Ionenstroms. Die Sekundärwindung 7b der Zündspule 7, die Zündkerze 8, die Zenerdioden 3, 6 und 9 und der Kondensator sind verbunden, um einen Pfad ei ner geschlossenen Schleife auszubilden, entlang welchem ein Sekundärstrom I2 fließt. Die Zenerdiode 3 befindet sich be züglich des Sekundärstroms I2 in einer Normalrichtung. Die Zenerdiode 6 befindet sich bezüglich des Sekundärstroms I2 in einer Rückwärtsrichtung. Die Zenerdiode 9 steuert die Spannung über dem Kondensator 5.

Ein Ende eines Kondensators 14 ist an den Verbindungs punkt zwischen dem Widerstand 4 und den Zenerdioden 3 und 6 angeschlossen. Das andere Ende des Kondensators 14 ist an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß eines Operations verstärkers 20 angeschlossen. Der invertierende Eingangsan schluß des Operationsverstärkers 20 ist an seinen Ausgangs anschluß angeschlossen. Der Kondensator 14 wird für einen Kopplungszweck verwendet.

Während eines gegebenen Zeitintervalls fließt ein Io nenstrom I_ION über den Widerstand 4, die Zenerdiode 6, die Sekundärwindung 7b der Zündspule 7, die Zündkerze 8 und den Kondensator 5. Wie es vorhergehend beschrieben worden ist, dient der Kondensator 5 als eine Energieversorgung zum Er fassen eines Ionenstroms I_ION Die Spannung über dem Wider stand 4 hängt von dem Ionenstrom I_ION ab. Somit dient der Widerstand 4 dazu, den Ionenstrom I_ION zu erfassen. Der Wi derstand 4 weist einen vorbestimmten hohen Widerstandswert von zum Beispiel gleich 500 kΩ auf. Der hohe Widerstands wert des Widerstands 4 ist beim Unterdrücken eines uner wünschten Zündens eines Luft/Kraftstoffgemischs in dem Mo torzylinder wirkungsvoll.

Wie es vorhergehend beschrieben worden ist, wird eine Signalsspannung, die den Ionenstrom I_ION darstellt, von dem Widerstand 4 erzeugt. Der Kondensator 14 überträgt die Si gnalsspannung zu dem Operationsverstärker 20, während er eine Gleichspannungskomponente aus dieser entfernt.

Die Zenerdiode 6 weist die folgende Funktion auf. Die Zenerdiode 6 unterdrückt eine Spannungsresonanz, die von Restmagnetismus verursacht wird. Genauer gesagt verkürzt die Zenerdiode 6 die Lebensdauer der Spannungsresonanz. Es ist bevorzugt, daß die Zenerdiode 6 eine vorbestimmte nied rige Zenerspannung von zum Beispiel gleich 75 V aufweist.

Eine Vergleichsvorrichtung wird erzeugt, welche mit Ausnahme des folgenden Punkts gleich der Vorrichtung in Fig. 4 ist. Die Diode 1, der Widerstand 2 und die Zener dioden 3 und 6 sind in der Vergleichsvorrichtung nicht vor handen.

Fig. 5 zeigt die Wellenformen von verschiedenen Signa len in der Vorrichtung in Fig. 4 und der Vergleichsvorrich tung, welche auftreten, wenn die Brennkraftmaschine mit ei ner niedrigen Drehzahl betrieben wird.

Gemäß Fig. 5 ändert sich das Zündungssignal IGt zu ei nem Augenblick t1 zu einem Zustand eines hohen Pegels. Das Schaltelement 10 bewegt sich als Reaktion auf die Änderung des Zündungssignals IGt zu dem Zustand des hohen Pegels zu einem eingeschalteten Zustand (einem geschlossenen Zu stand). Demgemäß beginnt zu dem Augenblick t1 ein Primär strom I1 durch die Primärwindung 7a der Zündspule 7 zu fließen. Wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 5 gezeigt ist, wird zu dem Zeitpunkt t1 damit begonnen, das eine Zündung ein-Rauschsignal SNon auf das Ausgangssignal des Operati onsverstärkers 20 überlagert wird.

Das Zündungssignal IGt bleibt bis zu einem Augenblick t2, der dem Augenblick t1 folgt, in dem Zustand des hohen Pegels. Nach dem Augenblick t2 kehrt das Zündungssignal IGt zu einem Zustand eines niedrigen Pegels zurück. Während des Zeitintervalls zwischen den Augenblicken t1 und t2 fährt der Primärstrom I1 fort, anzusteigen. Wie es in dem Ab schnitt (e) in Fig. 5 gezeigt ist, bleibt das Zündung-ein- Rauschsignal SNon lediglich während eines Anfangsteils des Zeitintervalls zwischen den Augenblicken t1 und t2 vorhan den.

Zu dem Augenblick t2 wird der Primärstrom I1 gesperrt. Andererseits beginnt zu dem Augenblick t2 ein Sekundärstrom I2 durch die Sekundärwindung 7b der Zündspule 7 zu fließen. Der Sekundärstrom I2 steigt augenblicklich auf einen großen Pegel von zum Beispiel ungefähr 60 mA an. Nach dem Augen blick t2 verringert sich der Sekundärstrom I2 mit einem Verstreichen der Zeit.

Zu einem Augenblick t3, der dem Augenblick t2 folgt, verschwindet der Sekundärstrom I2. Wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 5 gezeigt ist, wird zu dem Zeitpunkt t3 damit begonnen, das ein Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM auf das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 20 überlagert wird. Das Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM wird von Rest magnetismus in einem Eisenkern der Zündspule 7 verursacht. Wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 5 gezeigt ist, ver schwindet das Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM vollständig vor einem Augenblick t4, der dem Augenblick t3 nachfolgt.

Wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 5 gezeigt ist, wird nach dem Augenblick t4 damit begonnen, daß ein effektives Ionenstromsignal SI_ION auf das Ausgangssignal des Operati onsverstärkers 20 überlagert wird. Wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 5 gezeigt ist, wird zu einem Augenblick t5, der dem Augenblick t4 nachfolgt, ein Motorklopfsignal SI_NOCK auf das Ionenstromsignal SI_ION überlagert.

Wie es in dem Abschnitt (d) in Fig. 5 gezeigt ist, wird in der Vergleichsvorrichtung zu dem Augenblick t1 damit be gonnen, daß ein Zündung-ein-Rauschsignal SNon auf das Aus gangssignal eines Operationsverstärkers überlagert wird. Das Zündung-ein-Rauschsignal SNon in der Vergleichsvorrich tung schwingt mit einer hohen Frequenz (vergleiche den Ab schnitt (d) in Fig. 5), während das Zündung-ein-Rauschsi gnal SNon in der Vorrichtung in Fig. 4 keine solchen Hoch frequenzkomponenten aufweist (vergleiche den Abschnitt (e) in Fig. 5).

Wie es in dem Abschnitt (d) in Fig. 5 gezeigt ist, wird in der Vergleichsvorrichtung zu dem Zeitpunkt t3 damit be gonnen, daß ein Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM auf das Ausgangssignal des Operationsverstärkers überlagert wird. Wie es in dem Abschnitt (d) in Fig. 5 gezeigt ist, bleibt das Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM in der Vergleichsvor richtung bis zu dem Augenblick t4 vorhanden und weist drei aufeinanderfolgende Impulse auf. Andererseits verschwindet das Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM in der Vorrichtung in Fig. 4, wie es in dem Abschnitt (e) in Fig. 5 gezeigt ist, vollständig vor dem Augenblick t4 und weist lediglich einen einzigen Puls auf.

Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigt, be wegt sich die zeitliche Lage eines effektiven Ionenstromsi gnals SI_ION zu der zeitlichen Lage eines Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM hin. Der Zeitpunkt des Verschwindens ei nes Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM in der Vorrichtung in Fig. 4 ist früher als der Zeitpunkt des Verschwindens eines Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM in der Vergleichs vorrichtung (vergleiche die Abschnitte (d) und (e) in Fig. 5). Somit überlappt bei der Vorrichtung in Fig. 4 auch bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine ein effektives Io nenstromsignal SI_ION kaum ein Restmagnetismus-Rauschsignal SN_RM in einer zeitlichen Lage. Dies ist beim genauen Erfas sen eines effektiven Ionenstromsignals SI_ION und eines Mo torklopfsignals SI_NOCK vorteilhaft.

Die Zenerdiode 6 unterzieht Energie des Restmagnetismus einem Spannungsfesthalteverfahren. Dadurch wird verhindert, daß Restmagnetismus eine Stromresonanz an der Sekundär windung 7b der Zündspule 7 verursacht, so daß die Lebens dauer eines Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM kurz sein wird.

Wenn ein Funke über der Zündspule 8 auftritt, bildet die Zenerdiode 3 einen Pfad, über welchen ein Ladestrom in den Kondensator 5 fließt. In dem Fall, in dem der Opera tionsverstärker 20 in einem IC-Chip vorgesehen ist, ist es bevorzugt, die Zenerspannung der Zenerdiode 3 auf 800 V oder niedriger einzustellen, um das Auftreten einer hohen Spannung in dem IC-Chip zu verhindern. Es ist bevorzugt, die Zenerspannung der Zenerdiode 3 auf 400 V oder höher einzustellen, um das Auftreten eines Funkens zu einem uner wünscht frühen Zeitpunkt zu verhindern. Somit erstreckt sich der bevorzugte Bereich der Zenerspannung der Zenerdi ode 3 zwischen 400 V und 800 V.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Fig. 6 beinhaltet eine Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftma schine eine Zündspule 7, welche eine Primärwindung 7a und eine Primärwindung 7b aufweist. Ein erstes Ende der Primär windung 7a der Zündspule 7 ist an den positiven Anschluß "+B" einer Batterie angeschlossen. Der negative Anschluß der Batterie ist an Masse gelegt. Die Anode einer Diode 1 ist an das erste Ende der Primärwindung 7a der Zündspule 7 angeschlossen. Die Kathode der Diode 1 ist über einen Wi derstand 2 an ein zweites Ende der Primärwindung 7a der Zündspule 7 angeschlossen. Das zweite Ende der Primärwin dung 7a der Zündspule 7 ist über ein Schaltelement 10, wie zum Beispiel einen Schalttransistor, an Masse gelegt. Das Schaltelement 10 weist einen Steueranschluß oder ein Gate auf, an das ein Zündungssignal IGt angelegt wird, das von einer elektronischen Steuereinheit (nicht gezeigt) ausgege ben wird. Das Schaltelement 10 wird als Reaktion auf das Zündungssignal IGt geschlossen oder geöffnet.

Eine Zündkerze 8, die in einem Zylinder (einer Brenn kammer) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, weist ein Paar von ersten und zweiten Elektroden 8a bzw. 8b auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Ein erstes Ende der Sekun därwindung 7b der Zündspule 7 ist an die Kathode einer Zenerdiode 6 angeschlossen. Ein zweites Ende der Sekundär windung 7b der Zündspule 7 ist an die erste Elektrode 8a der Zündkerze 8 angeschlossen. Die zweite Elektrode 8b der Zündkerze 8 ist an Masse gelegt. Die Anode der Zenerdiode 6 ist an die Kathode einer Zenerdiode 17 und ebenso an ein erstes Ende eines Widerstands 4 angeschlossen. Die Anode der Zenerdiode 17 ist an die Anode einer Zenerdiode 3 ange schlossen. Die Kathode der Zenerdiode 3 ist an Masse ge legt. Ein zweites Ende des Widerstands 4 ist an die Kathode einer Zenerdiode 9, ein erstes Ende eines Kondensators 5 und die Kathode einer Diode 16 angeschlossen. Die Anode der Zenerdiode 9 ist an Masse gelegt. Ein zweites Ende des Kon densators 5 ist an Masse gelegt. Der Kondensator 5 dient als eine Energieversorgung zum Erfassen eines Ionenstroms. Die Anode der Diode 16 ist über einen Widerstand 15 an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 2, dem Schaltele ment 10 und der Primärwindung 7a der Zündspule 7 ange schlossen. Der Kondensator 5 kann durch einen Strom geladen werden, welcher über den Widerstand 15 und die Diode 16 fließt. Die Zenerdiode 3 befindet sich bezüglich eines Se kundärstroms I2 in einer Normalrichtung. Die Zenerdiode 6 befindet sich bezüglich des Sekundärstroms I2 in einer Rückwärtsrichtung. Die Zenerdiode 9 steuert die Spannung über dem Kondensator 5.

Ein Ende eines Kondensators 4 ist an den Verbindungs punkt zwischen dem Widerstand 4 und den Zenerdioden 6 und 17 angeschlossen. Das andere Ende des Kondensators 14 ist an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß eines Opera tionsverstärkers 20 angeschlossen. Der invertierende Ein gangsanschluß des Operationsverstärkers 20 ist an seinen Ausgangsanschluß angeschlossen. Der Kondensator 14 wird für einen Kopplungszweck verwendet.

Während eines gegebenen Zeitintervalls fließt ein Io nenstrom I_ION über den Widerstand 4, die Zenerdiode 6, die Sekundärwindung 7b der Zündspule 7, die Zündkerze 8 und den Kondensator 5. Wie es vorhergehend beschrieben worden ist, dient der Kondensator 5 als eine Energieversorgung zum Er fassen des Ionenstroms I_ION. Die Spannung über dem Wider stand 4 hängt von dem Ionenstrom I_ION ab. Somit dient der Widerstand 4 dazu, den Ionenstrom I_ION zu erfassen. Der Wi derstand 4 weist einen vorbestimmten hohen Widerstandswert von zum Beispiel gleich 500 kΩ auf. Der hohe Widerstands wert des Widerstands 4 ist beim Unterdrücken eines uner wünschten Zündens eines Luft/Kraftstoffgemischs in dem Mo torzylinder wirkungsvoll.

Wie es vorhergehend beschrieben worden ist, wird eine Signalspannung, die einen Ionenstrom I_ION darstellt, von dem Widerstand 4 erzeugt. Der Kondensator 14 überträgt die Signalspannung zu dem Operationsverstärker 20, während er eine Gleichspannungskomponente aus dieser entfernt.

Die Diode 1, der Widerstand 2 und die Zenerdioden 3 und 6 sind beim Unterdrücken eines Restmagnetismus-Rauschsi gnals SN_RM wirkungsvoll. Die Zenerdiode 6 unterzieht Ener gie eines Restmagnetismus einem Spannungsfesthalteverfah ren. Dadurch wird verhindert, daß der Restmagnetismus eine Stromresonanz an der Sekundärwindung 7b der Zündspule 7 verursacht, so daß die Lebensdauer eines Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM kurz sein wird.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines fünften Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Fig. 7 beinhaltet eine Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftma schine eine Zündspule 7, welche eine Primärwindung 7a und eine Sekundärwindung 7b aufweist. Ein erstes Ende der Pri märwindung 7a der Zündspule 7 ist an den positiven Anschluß "+B" einer Fahrzeugbatterie angeschlossen. Der negative An schluß der Fahrzeugbatterie ist an Masse gelegt. Die Anode einer Diode 1 ist an das erste Ende der Primärwindung 7a der Zündspule 7 angeschlossen. Die Kathode der Diode 1 ist über einen Widerstand 2 an ein zweites Ende der Primärwin dung 7a der Zündspule 7 angeschlossen. Das zweite Ende der Primärwindung 7a der Zündspule 7 ist über ein Schaltelement 10, wie zum Beispiel einen Schalttransistor, an Masse ge legt. Das Schaltelement 10 weist einen Steueranschluß oder ein Gate auf, an das ein Zündungssignal IGt angelegt wird, das von einer elektronischen Steuereinheit (nicht gezeigt) ausgegeben wird. Das Schaltelement 10 wird als Reaktion auf das Zündungssignal IGt geschlossen und geöffnet.

Wenn das Schaltelement 10 durch das Zündungssignal IGt geschlossen wird, läßt die Fahrzeugbatterie zu, daß ein Primärstrom I1 durch die Primärwindung 7a der Zündspule 7 fließt. Die Diode 1 dient dazu, einen Strom zu sperren, der entlang einer Richtung fließt, die zu der Richtung des Pri märstroms I1 entgegengesetzt ist. Wenn das Schaltelement 10 geschlossen ist, fließt ebenso ein Strom durch die Diode 1. Der Widerstand 2 dient dazu, den Strom zu begrenzen, der durch die Diode 1 fließt.

Eine Zündkerze 8, die in einem Zylinder (einer Brenn kammer) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, weist ein Paar von ersten und zweiten Elektroden 8a bzw. 8b auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Ein erstes Ende der Sekun därwindung 7b der Zündkerze 7 ist an die Kathode einer Zenerdiode 6 angeschlossen. Ein zweites Ende der Sekundär windung 7b der Zündspule 7 ist an die erste Elektrode 8a der Zündkerze 8 angeschlossen. Die zweite Elektrode 8b der Zündkerze 8 ist an Masse gelegt. Die Anode der Zenerdiode 6 ist an die Kathode einer Zenerdiode 17 und ebenso an ein erstes Ende eines Widerstands 4 angeschlossen. Die Anode der Zenerdiode 17 ist an die Anode einer Zenerdiode 3 ange schlossen. Die Kathode der Zenerdiode 3 ist an Masse ge legt. Ein zweites Ende des Widerstands 4 ist an den positi ven Anschluß einer Batterie 5A angeschlossen, die von der Fahrzeugbatterie getrennt ist. Der negative Anschluß der Batterie 5A ist an Masse gelegt. Die Batterie 5A dient als eine Energieversorgung zum Erfassen eines Ionenstroms. Die Zenerdiode 3 befindet sich bezüglich eines Sekundärstroms I2 in einer Normalrichtung. Die Zenerdiode 6 befindet sich bezüglich des Sekundärstroms I2 in einer Rückwärtsrichtung.

Der nichtinvertierende Eingangsanschluß eines Opera tionsverstärkers 20 ist an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 4 und den Zenerdioden 6 und 17 angeschlos sen. Der invertierende Eingangsanschluß des Operationsver stärkers 20 ist an seinen Ausgangsanschluß angeschlossen.

Während eines gegebenen Zeitintervalls fließt ein Io nenstrom I_ION über den Widerstand 4, die Zenerdiode 6, die Sekundärwindung 7b der Zündspule 7, die Zündkerze 8 und die Batterie 5A. Wie es vorhergehend beschrieben worden ist, dient die Batterie 5A als eine Energieversorgung zum Erfas sen eines Ionenstroms I_ION. Die Spannung über dem Wider stand 4 hängt von dem Ionenstrom I_ION ab. Somit dient der Widerstand 4 dazu, den Ionenstrom I_ION zu erfassen. Die Spannung über dem Widerstand 4 wird zu dem Operationsver stärker 20 übertragen. Der Widerstand 4 weist einen vorbe stimmten hohen Widerstandswert von zum Beispiel gleich 500 kΩ auf. Der hohe Widerstandswert des Widerstands 4 ist beim Unterdrücken eines unerwünschten Zündens eines Luft/Kraftstoffgemischs in dem Motorzylinder wirkungsvoll.

Die Zenerdiode 6 weist die folgende Funktion auf. Die Zenerdiode 6 unterdrückt eine Spannungsresonanz, die von Restmagnetismus verursacht wird. Genauer gesagt, verkürzt die Zenerdiode 6 die Lebensdauer der Spannungsresonanz. Es ist bevorzugt, daß die Zenerdiode 6 eine vorbestimmte nied rige Zenerspannung von zum Beispiel gleich 75 V aufweist.

Die Diode 1, der Widerstand 2 und die Zenerdioden 3 und 6 sind beim Unterdrücken eines Restmagnetismus-Rauschsi gnals SN_RM wirkungsvoll. Die Zenerdiode 6 unterzieht Ener gie des Restmagnetismus einem Spannungsfesthalteverfahren. Dadurch wird verhindert, daß der Restmagnetismus eine Stromresonanz an der Sekundärwindung 7b der Zündspule 7 verursacht, so daß die Lebensdauer eines Restmagnetismus-Rauschsignals SN_RM kurz sein wird.

Eine in der vorhergehenden Beschreibung offenbarte Vor richtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine beinhaltet eine Zündkerze und eine Zündspule. Die Zündspule weist eine Primärwindung und eine Sekundärwindung auf. Ein Ionenstromerfassungswiderstand ist zum Erfassen eines Ionenstroms an eine Seite niedriger Spannung der Sekundärwindung der Zündspule angeschlossen. Eine Diode ist parallel zu der Primärwindung der Zündspule geschaltet. Ein Schaltelement ist in Reihe zu der Primär windung der Zündspule geschaltet. Das Schaltelement ist in und aus einen eingeschalteten Zustand versetzbar. Eine ge eignete Vorrichtung dient zum Begrenzen eines Stroms, der durch die Diode fließt, wenn sich das Schaltelement in dem eingeschalteten Zustand befindet.

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine, die aufweist:
eine Zündkerze (8);
eine Zündspule (7), die eine Primärwindung (7a) und eine Sekundärwindung (7b) aufweist, wobei die Sekundärwindung (7b) an die Zündkerze (8) angeschlossen ist;
einen an eine Seite niedriger Spannung der Sekundär windung (7b) der Zündspule (7) angeschlossenen Ionen stromerfassungswiderstand (4) zum Erfassen eines Ionen stroms (I_ION);
eine parallel zu der Primärwindung (7a) der Zündspule (7) geschaltete Diode (1);
ein in Reihe zu der Primärwindung (7a) der Zündspule (7) geschaltetes und in und aus einen eingeschalteten Zustand versetzbares Schaltelement (10);
eine Einrichtung (2) zum Begrenzen eines Stroms, der durch die Diode (1) fließt, wenn sich das Schaltelement (10) in dem eingeschalteten Zustand befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine parallel zu dem Ionenstromerfassungswiderstand (4) ge schaltete Zenerdiode (3) zum Unterdrücken einer Entla dung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Entladungsschleife für den Ionenstrom (I_ION);
eine sich in der Entladungsschleife befindende Energie versorgung (5; 5A) zum Erfassen des Ionenstroms (I_ION); und
eine in der Entladungsschleife angeordnete Zenerdiode (6) zum Festhalten von Restmagnetismus in der Zündspule (7),
wobei die Entladungsschleife die Sekundärwindung (7b) der Zündspule (7) und die Zündkerze (8) aufweist.

4. Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine, die aufweist:
eine Zündkerze (8);
eine Zündspule (7), die eine Primärwindung (7a) und eine Sekundärwindung (7b) aufweist, wobei die Sekundärwindung (7b) an die Zündkerze (8) angeschlossen ist;
einen an eine Seite niedriger Spannung der Sekundär windung (7b) der Zündspule (7) angeschlossenen Stromer fassungswiderstand (4) zum Erfassen eines Ionenstroms (I_ION);
eine parallel zu dem Ionenstromerfassungswiderstand (4) geschaltete erste Diode (3) zum Unterdrücken einer Entla dung;
ein parallel zu der ersten Diode (3) geschaltetes Restma gnetismusresonanzelement zum Vorsehen einer Resonanz be züglich Restmagnetismus;
eine Energieversorgung (5; 5A) zum Erfassen des Ionen stroms (I_ION);
eine zweite Diode (6) zum Festhalten des Restmagnetismus, wobei die zweite Diode (6) eine Kathode und eine Anode aufweist, wobei die Kathode an die Sekundärwindung (7b) der Zündspule (7) angeschlossen ist und die Anode an die Energieversorgung (5; 5A) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine, die aufweist:
eine Zündkerze (8);
eine Zündspule (7), die eine Primärwindung (7a) und eine Sekundärwindung (7b) aufweist, wobei die Sekundärwindung (7b) an die Zündkerze (8) angeschlossen ist;
einen an eine Seite niedriger Spannung der Sekundär windung (7b) der Zündspule (7) angeschlossenen Ionen stromerfassungswiderstand (4) zum Erfassen eines Ionen stroms (I_ION);
eine parallel zu der Primärwindung (7a) der Zündspule (7) geschaltete erste Diode (1);
ein in Reihe zu der Primärwindung (7a) der Zündspule (7) geschaltetes und in und aus einen eingeschalteten Zustand versetzbares Schaltelement (10);
eine Einrichtung (2) zum Begrenzen eines Stroms, der durch die Diode (1) fließt, wenn sich das Schaltelement (10) in dem eingeschalteten Zustand befindet;
eine parallel zu dem Ionenstromerfassungswiderstand (4) geschaltete zweite Diode (3) zum Unterdrücken einer Ent ladung;
ein parallel zu der zweiten Diode (3) geschaltetes Rest magnetismusresonanzelement zum Vorsehen einer Resonanz bezüglich Restmagnetismus;
eine Energieversorgung (5; 5A) zum Erfassen des Ionen stroms (I_ION); und
eine dritte Diode (6) zum Festhalten des Restmagnetismus, wobei die dritte Diode (6) eine Kathode und eine Anode aufweist, wobei die Kathode an die Sekundärwindung (7b) der Zündspule (7) angeschlossen ist und die Anode an die Energieversorgung (5; 5A) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Verbrennung in einer Brennkraftmaschine, die aufweist:
eine Zündkerze (8);
eine Zündspule (7), die eine Primärwindung (7a) und eine Sekundärwindung (7b) aufweist;
eine erste Zenerdiode (3),
eine zweite Zenerdiode (6); und
eine dritte Zenerdiode (17),
bei der die Zündkerze (8), die Sekundärwindung (7b) der Zündspule (7), die erste Zenerdiode (3), die zweite Zenerdiode (6) und die dritte Zenerdiode (17) in einer Schleife verbunden sind und eine der Polaritäten der er sten, zweiten und dritten Zenerdioden (3, 6, 17) bezüg lich einer Richtung eines Stroms, der durch die Schleife fließt, zu den verbleibenden zwei der Polaritäten entge gengesetzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine an die Schleife angeschlossene Einrichtung (4) zum Erfassen eines Ionenstroms (I_ION), der durch einen Teil der Schleife fließt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Reihenschaltung einer Diode (1) und eines Widerstands (2), welche parallel zu der Primärwindung (7a) der Zünd spule (7) geschaltet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Kondensator (5), der parallel zu entweder der ersten, zweiten oder dritten Zenerdiode (3, 6, 17) geschaltet ist.