DE4005806C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Stromflußdauer der Zündspule einer Zündanlage eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Strom­ flußdauer der Zündspule einer Zündanlage eines Verbrennungs­ motors insbesondere eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors bei dem synchron mit den Umdrehungen des Motors ein Signal erzeugt wird, das eine erste und eine zweite vorgegebene Kol­ benstellung, bezogen auf den oberen Totpunkt des Kolbens je­ des Zylinders des Motors angibt, und bei dem die Zündspule von einer Transistorschaltung angesteuert wird, um den Strom­ fluß durch die Zündspule einzuschalten und auszuschalten, wo­ bei mittels eines Zündsignals der Schaltbetrieb der Transi­ storschaltung in Abhängigkeit von der Drehzahl gesteuert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Zylinder eines Verbrennungsmotores werden von Zündkerzen gezündet, die von einer Zündspule mit Strom versorgt werden. In vielen herkömmlichen Zündsystemen wird die Zuführung von Strom zu einer Zündspule bei einer vorgegebenen, konstanten ersten Kolbenstellung für jeden Zylinder gestartet, bei­ spielsweise bei einer Stellung von 75° vor dem oberen Tot­ punkt, kurz ausgedrückt als 75° BTDC, und dann bei einer vor­ gegebenen zweiten Kolbenstellung unterbrochen, die sich mit der Drehzahl des Motors ändert.

Normalerweise tritt die zweite Kolbenstellung eher auf, wenn die Motordrehzahl zunimmt. Das bedeutet, daß die Zündspule bei niedrigen Drehzahlen des Motors, beispielsweise beim An­ lassen des Motors während eines größeren Winkelbereiches der Kurbelwellendrehung leitet als bei hohen Motordrehzahlen.

Da die Kurbelwelle bei niedrigen Motordrehzahlen länger braucht, um sich um 1° zu drehen, als bei hohen Motordreh­ zahlen, kann die Zeitdauer während der die Zündspule leitet, bei niedrigen Motordrehzahlen wesentlich länger sein als bei hohen Motordrehzahlen. Der elektrische Strom, der durch die Zündspule und andere Teile des Zündsystems bei niedrigen Drehzahlen während einer langen Zeitspanne fließt, kann dazu führen, daß diese thermisch beschädigt werden.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der DE-OS 25 34 373 bekannt, wobei es dort als nach­ teilig angesehen wird, daß bei niedriger Drehzahl der Ma­ schine die Primärwicklung einer Zündspule zu viel Energie zu­ geführt bekommt, so daß über ein zu langes Zeitintervall ein relativ hoher Strom durch die Primärwicklung der Zündspule fließt, mit der Folge, daß Energieverluste und thermische Probleme auftreten. Zu diesem Zweck ist dort ein Steuerschal­ ter vorgesehen, der beispielsweise einen mechanischen Unter­ brecherschalter aufweist, der sich in Abhängigkeit von der Kolbenstellung des jeweiligen Zylinders öffnen und schließen läßt. Dieses Schaltsignal wird normalerweise über eine Ver­ stärkerstufe mit Transistoren einem Zündtransistor zugeführt, welcher in Abhängigkeit von seiner Ansteuerung den Zündstrom­ kreis der Primärwicklung unterbricht bzw. schließt.

Um bei dieser herkömmlichen Vorrichtung die Schließzeit des Zündtransistors in einem vorgegebenen Drehzahlbereich klein zu halten, wird ein Steuerkondensator mit einem ersten Steu­ erwiderstand und einem zweiten Steuerwiderstand verwendet, durch welche in Zusammenwirkung mit einer Zenerdiode und ei­ nem Steuertransistor ein Kondensator aufgeladen oder beim Schließen des Steuerschalters über eine Diode entladen wird. Durch einen solchen Ladevorgang des Kondensators wird bis zu einem vorgegebenen Drehzahlwert der stromsperrende Zustand des Zündtransistors über eine längere Zeitspanne aufrechter­ halten. Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung ist es zwar mög­ lich, die Schließzeit des Zündtransistors bis zu einem vorge­ gebenen Drehzahlwert zu verkürzen. Es sind jedoch aus der DE- OS 25 34 373 keine Anregungen zu entnehmen, wie bei extrem niedrigen Drehzahlen, also im Startbetrieb der Maschine, eine geeignete Steuerung der Stromflußdauer der Zündspule erfolgen soll, um thermische Probleme zu vermeiden. Außerdem ist eine komplizierte Schaltungsanordnung mit einer Vielzahl von Kom­ ponenten erforderlich, um das Aufladen und Entladen des Kon­ densators durchzuführen. Weiterhin sind derartige Auflade- und Entladevorgänge immer mit Verzögerungen verbunden, die keine zeitlich exakte Steuerung ermöglichen. Schließlich ist bei der Anordnung gemäß der DE-OS 25 34 373 der Einfluß von Spannungsschwankungen der Gleichstromquelle nicht berück­ sichtigt. Schließlich ergibt sich dort durch die RC-Kombina­ tion der Widerstände und des Kondensators eine feste Verzö­ gerungsperiode, die nicht geändert werden kann, ohne weitere Schaltungskomponenten zu verwenden. Für die Startbetriebsart ist eine solche Zündsteuerung nur bedingt geeignet.

Eine weitere Zündanlage für Verbrennungsmotoren ist aus der DE-OS 27 00 676 bekannt, welche eine Einrichtung zur Steu­ erung des Schließwinkels im Zusammenwirken mit einem Winkel­ markengeber aufweist. Dort ist ein Zeitglied vorgesehen, wel­ ches die Schließzeit eines elektrischen Schalters für den Primärstromkreis der Zündspule beeinflussen kann. Dabei ist die Standzeit des Zeitgliedes bzw. die Kippzeit des verwende­ ten Multivibrators durch eine von der Frequenz des Winkelmar­ kengebers abhängige Spannung steuerbar. Bei einer solchen Zündanlage soll vermieden werden, daß bei einer steigenden Drehzahl die Schließzeit des Zündtransistors immer kürzer wird. Somit beeinflußt eine Steuerschaltung die Kippzeit des Zeitgliedes durch ein von der Drehzahl abhängiges Ausgangs­ signal in dem Sinne, daß die Kippzeit verkürzt wird und damit die Schließzeit des Zündtransistors im wesentlichen gleich­ bleibt. Somit werden dort Probleme behandelt, die bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors auftreten.

Aus der DE-OS 27 00 676 ist es weiterhin bekannt, die Stand­ zeit des Zeitgliedes zusätzlich durch die Versorgungsspannung zu steuern. Wenn nämlich bei absinkender Versorgungsspannung die Standzeit des Zeitgliedes zusätzlich verkürzt wird, so wird dadurch eine längere Schließzeit des Zündtransistors er­ reicht. Dies dient dem Zweck, daß auch in diesem Falle der Strom durch die Zündspule ungefähr konstant bleibt. Diese Druckschrift befaßt sich aber nicht mit dem Problem, gerade bei besonders niedrigen Drehzahlen in der Startbetriebsart eine Steuerung der Stromflußdauer der Zündspule durchzuführen und dabei ganz gezielt Verzögerungsperioden zu berechnen und dann den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von einem so berechne­ ten Wert zu steuern.

In der DE-OS 27 00 677 ist eine Zündanlage für Verbrennungs­ motoren beschrieben, welche eine Einrichtung zur Steuerung des Schließwinkels mit einem Zeitglied aufweist, dessen Standzeit bzw. dessen Kippzeit steuerbar sind. Zu diesem Zweck wird dort vorgeschlagen, bei steigender Versorgungs­ spannung einen kleineren Schließwinkel einzustellen, während bei abnehmender Spannung ein größerer Schließwinkel einge­ stellt wird, um das Startverhalten des Motors zu verbessern. Bei dieser herkömmlichen Zündanlage wird ein ähnliches Prin­ zip wie bei der DE-OS 25 34 373 eingesetzt, wobei ein Konden­ sator verwendet wird, der aufgeladen und entladen wird. Dabei wird eine steuerbare Stromquelle eingesetzt, um die Kippzeit einer monostabilen Schaltstufe in Abhängigkeit von der Span­ nung zu steuern. Bei dieser herkömmlichen Zündanlage wird eine komplizierte Schaltungsanordnung mit einer Vielzahl von Bauelementen verwendet, wobei das Schalten des Zündtran­ sistors mit einer analog arbeitenden Schaltung beeinflußt wird. Eine Berechnung der Zündzeitpunkte mit einer zusätzli­ chen Verzögerungsperiode sowie die Durchführung einer Zünd­ zeitsteuerung unter Verwendung von zwei vorgegebenen Be­ dingungen läßt sich der DE-OS 27 00 677 nicht entnehmen.

Weiterhin ist aus der DE-OS 21 27 674 ein Zündsystem für einen Verbrennungsmotor bekannt, das einen monostabilen Mul­ tivibrator aufweist, mit dem unterschiedliche Schließwinkel realisiert werden können. Dabei wird dort das Problem berück­ sichtigt, daß bei herkömmlichen Zündsystemen mit Halbleiter­ schaltern die Erregung der Primärspule bei niedrigen Dreh­ zahlen und bei hohen Drehzahlen in gleicher Weise erfolgt. Um aber im Bereich niedriger Drehzahlen den Strom nicht zu lange durch die Primärwicklung der Zündspule fließen zu lassen, ist eine spezielle Multivibratorschaltung mit einem monostabilen Multivibrator und einem Kondensator vorgesehen, um die Zeitdauer des Stromflusses durch den Primärkreis der Zünd­ spule zu steuern.

In dem Zündsystem gemäß der DE-OS 21 27 674 wird die Entlade­ zeit des Kondensators in Abhängigkeit von der Drehzahl ge­ steuert. Dabei führt eine Zunahme der Drehzahl zu einer Ver­ ringerung der elektrischen Ladung im Kondensator, so daß die Entladungszeit verkürzt wird. Die Dauer des Stromflusses durch den Primärstromkreis der Zündspule wird dadurch erhöht. Bei diesem herkömmlichen Zündsystem der DE-OS 21 27 674 ist es möglich, den Zündspulenstrom bei niedriger Drehzahl der Maschine länger zu unterbrechen als bei höherer Drehzahl. Bei niedrigen Betriebsdrehzahlen wird dabei die Zeit, in der der Strom fließt, auf den niedrigsten möglichen Grenzwert fest­ eingestellt. Die Berechnung einer speziellen Verzögerungs­ periode zur flexiblen Anpassung des Zündzeitpunktes ist dort nicht vorgesehen. Auch erfolgt dort keine Vorgabe des Zünd­ zeitpunktes bei niedrigen Drehzahlen in Abhängigkeit von zwei Bedingungen, die gleichzeitig erfüllt sein müssen.

Die DE-OS 24 24 896 gibt eine Zündeinrichtung für einen Ver­ brennungsmotor an, bei der wiederum das Prinzip der Steuerung der Entladung eines Steuerkondensators verwendet wird. Da­ durch soll einerseits bei niedriger Drehzahl der Stromfluß durch die Primärwicklung einer Zündspule begrenzt und ande­ rerseits bei hoher Drehzahl ausreichend Energie für die Er­ zeugung des Zündfunkens bereitgestellt werden. Ein Signalge­ ber ermöglicht dabei das Auswerten von zwei Kurbelwinkelstel­ lungen. Bei dieser Zündeinrichtung dient eine Spannungsän­ derung, welche in der zweiten Winkelstellung auftritt, zur Umschaltung des Zündtransistors, so daß die Zündung ausgelöst wird. Zugleich wird die in der zweiten Winkelstellung auftre­ tende Spannungsänderung verwendet, um die lineare Aufladung des Steuerkondensators auszulösen, dessen Entladung bei der ersten Winkelstellung eingeleitet worden ist.

Bei der Zündeinrichtung gemäß der DE-OS 24 24 896 ist eine Steuerung der Schließzeiten des Zündtransistors durch eine Beeinflussung der Lade- und Entladevorgänge in Abhängigkeit von der Drehzahl und durch eine Verwendung eines Schwellwert­ schalters möglich, so daß der Zündstrom hinreichend konstant bleibt. Spannungsschwankungen der Stromquelle werden durch eine verzögerte Aufladung des Steuerkondensators ausgegli­ chen. Dies dient allerdings dem Zweck, die Zündenergie mög­ lichst konstant zu halten. Diese Druckschrift berücksichtigt allerdings nicht die speziellen Probleme, die in der Startbe­ triebsart bei der Steuerung der Stromflußdauer einer Zünd­ spule auftreten.

Aus der DE-OS 30 43 247 ist schließlich eine Zündeinrichtung für Verbrennungsmotoren bekannt, wobei ein Zündtransistor vorgesehen ist, der im eingeschalteten Zustand eines Schwell­ wertschalters Strom fließen läßt und mit der Primärwicklung der Zündspule in Reihe geschaltet ist. Der Schwellwertschal­ ter wird von einem Signalgeber gesteuert, der ein Ausgangs­ signal liefert, welches von der Kolbenstellung der jeweiligen Zylinder abhängt. Dieses Steuersignal von dem Signalgeber wird von dem Schwellwertschalter ausgewertet und steuert das Einschalten und Abschalten des Zündtransistors. Bei dieser herkömmlichen Zündeinrichtung werden für den Bereich niedri­ ger Drehzahlen der Null-Wert des Steuersignals und die Schaltschwelle des Schwellwertschalters verschoben. Diese Verschiebung erfolgt dort durch eine abgeleitete Regelspan­ nung, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Höhe des Schei­ telwertes und dem Erreichen des Stromsollwertes in der Pri­ märwicklung erzeugt wird. Dieser Druckschrift lassen sich aber keine Anregungen oder Maßnahmen in der Richtung entnehmen, daß etwa eine spezielle Verzögerungsperiode berechnet wird, die zusätzlich zu der normalen Verzögerungszeit berücksichtigt wird, wenn der Verbrennungs­ motor in der Startbetriebsart arbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Stromflußdauer der Zündspule einer Zündanlage eines Verbrennungsmotors anzugeben, mit denen in wirksamer Weise thermische Beschädigungen der Zünd­ spule vermieden und eine zuverlässige Steuerung des Zündsi­ gnales auch in der Startbetriebsart gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Stromflußdauer der Zündspule einer Zündanlage eines Verbrennungsmotors mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 5 anzugeben. Vorteilhafte Weiter­ bildungen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird die Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Durch die angegebenen Maßnahmen wird eine wirksame Steuerung der Stromflußdauer der Zündspule unter Berücksichtigung der tatsächlichen Betriebsverhältnisse erzielt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungs­ beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Steuern der Stromfluß­ dauer der Zündspule einer Zündanlage eines Verbrennungsmotors;

Fig. 2 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung der Ausgangssignale des Signalgenerators und des Stromes durch die Primärwicklung der Zündspule der Ausführungsform gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht der Darstellung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung; und in

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung, die Anwendung finden kann bei einem nicht dargestellten Mehrzylindermotor. Bei dieser Ausführungs­ form ist der Motor mit sechs Zylindern ausgerüstet, wobei die Erfindung aber nicht auf einen Motor mit einer bestimmten Anzahl von Zylindern beschränkt ist. Wie in Fig. 1 dargestellt, liefern ein herkömmlicher Drehsignalgenerator 1 und verschiedene Sensoren 2 elektrische Eingangssignale über eine Schnittstelle 3 an einen Zündzeitrechner in Form eines Mikrocomputers 4.

Der Drehsignalgenerator 1 spricht auf die Umdrehungen eines bestimmten Teiles des nicht-dargestellten Motors, beispiels­ weise auf die Umdrehungen der Kurbelwelle oder der Nockenwelle an. Der Drehsignalgenerator 1 erzeugt, synchron mit den Drehungen des Motors, ein Ausgangssignal, welches erste und zweite Stellungen bezüglich des oberen Totpunktes des Kolbens jedes Zylinders des Motors angibt.

Fig. 2a zeigt ein Beispiel eines Ausgangssignals vom Dreh­ signalgenerator 1. Es hat eine ansteigende Flanke in einer ersten Kolbenstellung, beispielsweise in einer Stellung von 75° vor dem oberen Totpunkt (75° BTDC) sowie eine abfallende Flanke in einer zweiten Kolbenstellung, beispielsweise in einer Stellung von 5° vor dem oberen Totpunkt (5° BTDC), aber die genauen Kolbenstellungen, bei denen das Signal sich zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel ändert, sind nicht wichtig, so daß auch eine andere Art von Signal verwendet werden kann. Drehsignalgeneratoren 1, welche Signale dieser Art erzeugen können, sind hinreichend bekannt.

Die Sensoren 2 messen verschiedene Parameter des Motorbetriebs­ zustandes und umfassen unter anderem einen Batteriespannungs­ sensor, der ein Ausgangssignal erzeugt, welches die Batterie­ spannung für den Motor angibt. Andere Sensoren, die herkömm­ licherweise bei Zündregelsystemen verwendet werden, können ebenfalls vorgesehen sein. Auf der Basis der Eingangssignale vom Drehsignalgenerator 1 und den Sensoren 2 berechnet der Mikrocomputer 4 die Zündzeitpunkte und versorgt Leistungs­ transistoren 5 mit Zündsignalen. Die Leistungstransistoren 5 sind an die Primärwicklung einer Zündspule 6 angeschlossen, während die Sekundärwicklung der Zündspule 6 an eine Zündkerze 7 angeschlossen ist.

Wenn die Leistungstransistoren 5 eine hohe Ausgangsspannung vom Mikrocomputer 4 erhalten, beginnen sie zu leiten, und es fließt Strom durch die Primärwicklung der Zündspule 6. Wenn die Ausgangsspannung vom Mikrocomputer 4 auf einen niedrigen Pegel abfällt, wird der Strom in der Primärwicklung abgeschaltet, eine Hochspannung in der Sekundärwicklung er­ zeugt, und diese Spannung bewirkt eine Entladung durch die Zündkerze 7, um einen Zylinder des Motors zu zünden.

Fig. 2b zeigt den Strom durch die Primärwicklung der Zünd­ spule 6 während des Betriebes der Ausführungsform gemäß der Erfindung. Wenn der Motor in einer normalen Betriebsart arbei­ tet, also bei einer Drehzahl oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl, so steuert der Mikrocomputer 4 die Leistungs­ transistoren 5 derart, daß die Primärwicklung der Zündspule 6 von einer bestimmten Kolbenstellung ab zu leiten beginnt, die mit einer normalen Verzögerungszeit tn gegenüber der ansteigenden Flanke des Ausgangssignals vom Drehsignalgenerator 1 verzögert ist, wie es mit strichpunktierten Linien in Fig. 2b angedeutet ist.

Die normale Verzögerungszeit tn wird im allgemeinen in der Weise bestimmt, daß eine Minimalspannung, ausreichend hoch zur Erzeugung eines Funkens in der Zündkerze 7, in der Primärwicklung der Zündspule 6 entwickelt werden kann, bis der Strom der Primärwicklung abgeschaltet wird. Beispielsweise wird die normale Verzögerungszeit tn in geeigneter Weise bestimmt auf der Basis von verschiedenen Motorbetriebspara­ metern, wie z. B. der Batteriespannung, der Motordrehzahl, der Motorlast etc.

Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß die Art der Bestimmung der normalen Verzögerungszeit tn bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung nicht wichtig und im Stand der Technik hin­ reichend bekannt ist. Wenn andererseits der Motor in einer Startbetriebsart arbeitet, also gerade dabei ist, zu starten, so verzögert der Mikrocomputer 4 das Durchschalten der Leistungstransistoren mit einer speziellen Verzögerungszeit tc gegenüber der Anstiegsflanke des Ausgangssignals des Dreh­ signalgenerators 1, wobei der resultierende Strom in der Primärwicklung der Zündspule mit den ausgezogenen Linien in Fig. 2b angegeben ist.

Der Mikrocomputer 4 unterbricht den Primärstrom der Zündspule 6 zu einem vorgegebenen Zündzeitpunkt, der normalerweise durch die Motordrehzahl bestimmt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 findet die Zündung bei 5° BTDC statt. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel, und es gibt verschiedene Verfahren zur Regelung des Zündzeitpunktes, so daß er bei einer gewünschten Kolbenstellung stattfindet.

Die Fig. 3a und 3b zeigen vergrößerte Darstellungen und Ausschnitte aus der Darstellung gemäß den Fig. 2a bzw. 2b. In Fig. 3 bezeichnet T die Zeitdauer zwischen einer abfallenden Flanke und einer Anstiegsflanke des Ausgangssignals vom Drehsignalgenerator 1. Wenn bei einem Sechszylindermotor die ansteigenden und abfallenden Flanken bei 75° BTDC bzw. 5° BTDC liegen, so entspricht T einem Winkel von 50° der Kurbelwellen­ drehung. Durch Messung von T kann somit der Mikrocomputer 4 die Motordrehzahl bestimmen.

Wenn T kleiner ist als ein vorgegebener Wert, so stellt der Mikrocomputer 4 fest, daß der Motor in einer normalen Betriebs­ art arbeitet, und somit schaltet er die Leistungstransistoren 5 durch, nachdem die normale Verzögerungszeit tn von der jeweiligen Anstiegsflanke im Ausgangssignal des Drehsignal­ generators 1 verstrichen ist. Wenn jedoch T größer ist als der vorgegebene Wert, so stellt der Mikrocomputer 4 fest, daß der Motor in einer Startbetriebsart läuft.

Wenn zu diesem Zeitpunkt die Batteriespannung oberhalb eines vorgegebenen Pegels liegt, so berechnet der Mikrocomputer 4 eine spezielle Verzögerungszeit tc und verzögert das Durch­ schalten der Leistungstransistoren 5, bis die spezielle Verzögerungszeit tc verstrichen ist, gemessen von der Anstiegsflanke des Ausgangssignals des Drehsignalgenerators 1.

Der Mikrocomputer 4 berechnet die spezielle Verzögerungszeit tc mit der Formel

tc = kT,

wobei k ein vorgegebener Koeffizient ist. Infolgedessen hat der Strom in der Primärwicklung der Zündspule 6 einen Verlauf, der in Fig. 3b mit einer ausgezogenen Linie eingetragen ist. Es ist ersichtlich, daß die spezielle Verzögerungszeit tc umgekehrt proportional zur Motordrehzahl ist.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Routine, die vom Mikrocomputer 4 durchgeführt wird, um den Zeitpunkt zu regeln, bei welchem die Zündspule 6 zu leiten beginnt. Nach dem Start mißt beim Schritt S1 der Mikrocomputer 4 die Länge der Periode T in Fig. 3. Beim Schritt S2 stellt der Mikrocomputer 4 fest, ob der Motor in einer Startbetriebs­ art arbeitet, indem er den Wert von T mit einem vorgegebenen Wert vergleicht.

Wenn T größer ist als der vorgegebene Wert, dann wird festge­ stellt, daß der Motor gerade beim Starten ist, so daß die Routine zum Schritt S3 weitergeht. Beim Schritt S3 stellt der Mikrocomputer 4 aus den Eingangssignalen von den Sensoren 2 fest, ob die Batteriespannung über einem vorgegebenen Wert liegt. Wenn die Batteriespannung ausreichend hoch ist, dann berechnet der Mikrocomputer 4 im Schritt S4 die spezielle Verzögerungszeit tc gemäß der Beziehung tc = kT.

Beim Schritt S8 wird die spezielle Verzögerungszeit tc in einer Zeitsteuerung in dem Mikrocomputer 4 gesetzt. Beim Auftreten einer Anstiegsflanke des Ausgangssignals vom Dreh­ signalgenerator 1 beginnt die Zeitsteuerung zu arbeiten, und wenn die spezielle Verzögerungszeit tc verstrichen ist, gibt der Mikrocomputer 4 ein Signal mit hohem Pegel an die Leistungstransistoren 5, um diese durchzuschalten und die Stromzuführung zur Primärwicklung der Zündspule 6 zu beginnen.

Wenn beim Schritt S2 der Wert von T kleiner ist als der vorgegebene Wert, dann wird festgestellt, daß der Motor in einer normalen Betriebsart arbeitet, und die Routine geht zu einem Schritt S7 weiter, bei welchem die spezielle Verzögerungszeit tc auf tn gesetzt wird. Hierbei ist tn die normale Verzögerungszeit, wie oben erläutert.

Wenn beim Schritt S3 festgestellt wird, daß die Batterie­ spannung unterhalb der vorgegebenen Spannung liegt, dann geht die Routine zum Schritt S7′ weiter, und die spezielle Verzögerungs­ zeit tc wird auf Null gesetzt. Dies deswegen, weil - obwohl der Motor in einer Startbetriebsart läuft - es nicht möglich wäre, eine adäquate Zündspannung zu erhalten, wenn die Leitungszeit der Zündspule 6 verkürzt wäre. Die Routine geht dann zum Schritt S8 weiter, und die Verzögerungszeit tc wird in der Zeitsteuerung gesetzt.

Wenn somit bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Motor startet und die Batteriespannung ausreichend hoch ist, so wird die Leitungszeit der Zündspule 6 verkürzt, und thermische Beschädigungen der Leistungstransistoren 5 und der Zündspule 6, verursacht durch sehr hohen Leistungsverbrauch, wenn der Motor gerade gestartet wird, können verhindert werden.

Während die oben beschriebene Ausführungsform wirksam thermi­ sche Beschädigungen des Zündsystems verhindern kann, ist es bei der Routine gemäß Fig. 4 möglich, die Leitungszeit der Zündspule 6 sehr stark zu verkürzen, so daß es nicht möglich sein kann, eine adäquate Zündspannung zu erhalten. Dieses Problem wird bei einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung gelöst, wobei ein oberer Grenzwert für die spezielle Verzögerungszeit tc gesetzt wird.

Der Aufbau dieser Ausführungsform ist ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, und er unterscheidet sich hinsichtlich der Routine, die vom Mikrocomputer 4 zur Regelung des Zündzeitpunktes durchgeführt wird. Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm dieser Routine. Die Schritte S1 bis S4 sowie die Schritte S7 und S8 dieser Routine sind identisch mit den entsprechenden Schritten bei der Routine gemäß Fig. 4.

Beim Schritt S5 wird die spezielle Verzögerungszeit tc, die beim Schritt S4 berechnet wurde, mit einem vorgegebenen oberen Grenzwert tcmax verglichen. Wenn die spezielle Verzögerungs­ zeit tc kleiner ist als tcmax, dann kann eine adäquate Zünd­ spannung erhalten werden. Wenn somit beim Schritt S5 die Beziehung tc < tcmax gilt, dann wird beim Schritt S8 die spezielle Verzögerungszeit tc in der Zeitsteuerung so wie sie ist gesetzt.

Wenn jedoch die Relation tc tcmax gilt, so ist die spezielle Verzögerungszeit tc zu lang, um eine adäquate Zündspannung zu erhalten; somit wird beim Schritt S6 die spezielle Verzögerungszeit tc mit tcmax gleichgesetzt und dann beim Schritt S8 in der Zeitsteuerung gesetzt. Somit ist die spezielle Verzögerungszeit tc, die in der Zeitsteuerung gesetzt wird, niemals größer als tcmax, so daß eine adäquate Zündspannung garantiert werden kann.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Ver­ zögerungsperiode eine Zeitdauer, und der Mikrocomputer 4 verwendet eine Zeitsteuerung, um zu bestimmen, wann die Ver­ zögerungsperiode verstrichen ist. Es ist jedoch auch möglich, daß der Mikrocomputer 4 statt dessen die Verzögerungsperiode als eine vorgegebene Anzahl von Graden der Kurbelwellendrehung berechnet und bestimmt, wann die Verzögerungsperiode ver­ strichen ist, indem er die Anzahl von Graden der Kurbelwellen­ drehung mißt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Steuern der Stromflußdauer der Zündspule einer Zündanlage eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors, bei dem synchron mit den Umdrehungen des Motors ein Signal erzeugt wird, das eine erste und eine zweite vorgegebene Kolbenstel­ lung, bezogen auf den oberen Totpunkt des Kolbens jedes Zylinders des Motors angibt, und bei dem die Zündspule (6) von einer Transistorschaltung (5) angesteuert wird, um den Stromfluß durch die Zündspule (6) einzuschalten und auszuschalten, wobei mittels eines Zündsignals der Schaltbetrieb der Transistorschaltung (5) in Abhängigkeit von der Drehzahl gesteuert wird,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - es wird in Abhängigkeit von der Drehzahl festgestellt, ob sich der Motor in der Startbetriebsart oder in der Normalbetriebsart befindet,
• - es wird die Batteriespannung der Zündanlage gemessen,
• - wenn sich der Motor in der Normalbetriebsart befindet, wird der den Beginn des Stromflusses durch die Zünd­ spule (6) darstellende Zeitpunkt für die Lieferung des Zündsignals an die Transistorschaltung (5) derart be­ rechnet, daß das Zündsignal zu einem Zeitpunkt gelie­ fert wird, der bezogen auf die zweite vorgegebene Kol­ benstellung des jeweiligen Zylinders um eine normale, von den Betriebsparametern des Motors abhängende Ver­ zögerungszeit (tn) verzögert ist,
• - wenn die beiden Bedingungen erfüllt sind, daß (a) der Motor in der Startbetriebsart ist und daß (b) die Bat­ teriespannung über einem vorgegebenen Mindestwert liegt, wird der Zeitpunkt für die Lieferung des Zünd­ signals an die Transistorschaltung (5) derart berech­ net, daß das Zündsignal zu einem Zeitpunkt geliefert wird, der bezogen auf die zweite vorgegebene Kolben­ stellung des jeweiligen Zylinders um eine spezielle Verzögerungszeit (tc) verzögert ist, welche umgekehrt proportional zu der Drehzahl des Motors ist und größer als die normale Verzögerungszeit (tn) ist, und
• - wenn die beiden Bedingungen erfüllt sind, daß (a) der Motor in der Startbetriebsart ist und daß (c) die Bat­ teriespannung unter dem vorgegebenen Mindestwert liegt, wird der Zeitpunkt für die Lieferung des Zünd­ signals an die Transistorschaltung (5) derart berech­ net, daß das Zündsignal zu einem Zeitpunkt geliefert wird, der der zweiten vorgegebenen Kolbenstellung des jeweiligen Zylinders entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spezielle Verzögerungszeit (tc) in Form eines Zeitintervalls oder eines Winkelabstandes, bezogen auf die zweite vorgegebene Kolbenstellung des jeweiligen Zy­ linders bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Zeitdauer (T) zwischen der ersten und der zweiten vorgegebenen Kolbenstellung jedes Zylinders gemessen und daraus ein Wert tc = kT berechnet wird, der als die spezielle Verzögerungszeit (tc) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als spezielle Verzögerungszeit (tc) ein vorgegebener oberer Grenzwert (tcmax) verwendet wird, wenn der berech­ nete Wert der speziellen Verzögerungszeit (tc) größer als der obere Grenzwert ist.

5. Vorrichtung zum Steuern der Stromflußdauer der Zündspule einer Zündanlage eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch

• - einen Drehsignalgenerator (1), der synchron mit den Umdrehungen des Motors das Signal erzeugt, das eine erste und eine zweite vorgegebene Kolbenstellung, be­ zogen auf den oberen Totpunkt des Kolbens jedes Zylin­ ders des Motors angibt,
• - die Zündspule (6),
• - die Transistorschaltung (5), die den Stromfluß durch die Zündspule (6) ein- und ausschaltet, und
• - eine Steuereinrichtung, die an die Transistorschaltung (5) angeschlossen ist und mittels des Zündsignals den Schaltbetrieb der Transistorschaltung (5) in Abhängig­ keit von der Drehzahl steuert,
• - einen zur Steuereinrichtung gehörenden Rechner (4), der in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors fest­ stellt, ob sich der Motor in der Startbetriebsart oder in der Normalbetriebsart befindet,
• - einen an die Steuereinrichtung angeschlossenen Span­ nungssensor (2) zur Messung der Batteriespannung der Zündanlage,
• - wobei der Rechner (4) in Abhängigkeit von den Be­ triebsparametern der Transistorschaltung (5) das den Beginn des Stromflusses durch die Zündspule (6) dar­ stellende Zündsignal nach der normalen Verzögerungs­ zeit (tn), bezogen auf die zweite vorgegebene Kolben­ stellung des jeweiligen Zylinders liefert, wenn der Motor in der Normalbetriebsart oberhalb einer vorgege­ benen Drehzahl ist,
• - wobei der Rechner (4) der Transistorschaltung (5) das Zündsignal nach der speziellen Verzögerungszeit (tc), bezogen auf die vorgegebene Kolbenstellung des jewei­ ligen Zylinders liefert, wenn die beiden folgenden Be­ dingungen erfüllt sind:
  • (a) der Motor ist in der Startbetriebsart unterhalb der vorgegebenen Drehzahl und
  • (b) die Batteriespannung liegt über einem vorgegebenen Mindestwert,
• - und wobei der Rechner (4) der Transistorschaltung (5) das Zündsignal bei der zweiten vorgegebenen Kolben­ stellung des jeweiligen Zylinders liefert, wenn sich der Motor in der Normalbetriebsart befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spezielle Verzögerungszeit (tc) in Form eines Zeitintervalles oder eines Winkelabstandes, bezogen auf die zweite vorgegebene Kolbenstellung des jeweiligen Zy­ linders bestimmt wird, die von dem Drehsignalgenerator (1) erfaßt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rechner (4) eine Einrichtung aufweist, um je­ weils die Zeitdauer (T) zwischen einer ersten und einer zweiten vorgegebenen Kolbenstellung jedes Zylinders zu bestimmen,
und daß die spezielle Verzögerungszeit (tc) mit tc = kT bestimmt wird, wobei k eine Konstante ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (4) einen oberen Grenzwert (tcmax) für die spezielle Verzögerungszeit (tc) vorgibt.