DE4010839A1

DE4010839A1 - Vorrichtung zur erzeugung eines triggersignals aus zuendimpulsen einer zuendanlage

Info

Publication number: DE4010839A1
Application number: DE4010839A
Authority: DE
Inventors: Peter Etzold
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1991-10-10
Also published as: JP3148232B2; JPH05506075A; US5294887A; WO1991015678A1; EP0523074B1; EP0523074A1; DE59108682D1; ES2100948T3

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Trigger signals aus Zündimpulsen einer Zündanlage, vorzugsweise einer Brenn kraftmaschine. Aus der DE-PS 24 43 403 ist eine Zündanlage bekannt, die eine Zündspule und einen im Primärkreis der Zündspule ange ordneten Unterbrecherschalter aufweist. Zur Beeinflussung des Lauf verhaltens einer mit einer Zündanlage betriebenen Brennkraftmaschine ist ein steuerbarer Schalter vorgesehen, der mit einer Auslöse schalteinrichtung parallel zur Primärwicklung der Zündspule schalt bar ist und somit einzelne Zündvorgänge für die Brennkraftmaschine unterdrückt. Die Unterdrückung einzelner Zündvorgänge findet An wendung beispielsweise bei einer Kompressionsprüfung der Brennkraft maschine unter Heranziehung des Anlasserstroms oder beispielsweise bei Leistungs- und Laufruhemessungen. Um beispielsweise bei der Kompressionsmessung eine Zuordnung des Stroms zu den einzelnen Zylindern in einfacher Weise vornehmen zu können, benötigt ein ange schlossener Motortester eine zuverlässige Information über jeden einzelnen, in der Zündanlage auftretenden Zündimpuls, unabhängig davon, ob der Zündimpuls einen Zündvorgang auslöst oder nicht.

Es ist allgemein bekannter Stand der Technik, ein den Zündimpulsen entsprechendes Triggersignal aus der Primärseite der Zündspule abzu leiten. Die dort abgreifbaren Signale sind von zahlreichen Störungen überlagert und weisen unterschiedliche Signalverläufe auf in Ab hängigkeit von ausgelösten oder unterdrückten Zündvorgängen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Er zeugung eines Triggersignals aus Zündimpulsen einer Zündanlage an zugeben, das jeden in der Zündanlage auftretenden Zündimpuls wiedergibt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß das am Ausgang abgreifbare Triggersignal jeden auf der Primärseite einer Zündspule auftretenden Zündimpuls wiedergibt, unabhängig davon, ob der Zündvorgang für die Brennkraftmaschine unterdrückt ist oder nicht. Vorgesehen sind erste, mit dem Primäranschluß der Zündspule verbindbare Mittel zum Detektieren von Zündimpulsen sowie zweite, mit einer Kurzschließanordnung für die Primärwicklung der Zündspule verbindbare Mittel zum Detektieren von Zündimpulsen sowie eine An ordnung zum Zusammenfassen der von den beiden Detektionsmittel ab gegebenen Signale zum Bereitstellen eines an einem Ausgang abgreif baren Triggersignals. Das erste, mit der Primärseite der Zündspule verbindbare Detektionsmittel erkennt überwiegend diejenigen Zündim pulse, die bei freigegebenen Zündvorgängen auftreten. Die mit der Kurzschließanordnung verbindbaren Detektionsmittel erkennen über wiegend diejenigen Zündimpulse, die bei unterdrückten Zündvorgängen auftreten. Die Anordnung zum Zusammenfassen der von der beiden Detektionsmittel abgegebenen Signale stellt sicher, daß in jedem Fall ein Triggersignal beim Auftreten von jedem Zündimpuls zur Ver fügung steht.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist durch die einfache Adaption an der Zündanlage gegeben. Es werden lediglich zwei Anschlüsse parallel zur Primärseite der Zündspule benötigt. Mit diesen beiden Anschlüssen ist gleichzeitig die Kurzschließanordnung kontaktierbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Anschluß an unterschied liche Zündsysteme wie beispielsweise herkömmliche Spulenzündungen, elektronische Zündungen und verteilerlose Ein- sowie Mehrfunken zündungen geeignet.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsge mäßen Vorrichtung ergeben sich aus Unteransprüchen.

Die ersten Detektionsmittel, die mit den Primäranschluß der Zünd spule kontaktiert werden, enthalten vorteilhafterweise einen Spannungskomparator, der bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwellenspannung ein Signal abgibt. Die Schwelle ist vorzugsweise auf die primärseitige Schwingung abgestimmt, die beim Auftreten eines Zündvorgangs auftritt.

Die zweiten Detektionsmittel, die mit der Kurzschließanordnung ver bunden sind, enthalten vorteilhafterweise einen Stromsensor mit Komparator, der bei Überschreiten einer vorgegebenen Stromschwelle ein Signal abgibt. Die Stromschwelle wird vorzugsweise abgestimmt auf den in der Kurzschließanordnung erwarteten Strom, der nach Aus lösung der Kurzschlußanordnung zum Unterdrücken eines Zündvorgangs auftritt.

Der Stromsensor ist im einfachsten Fall ein ohmscher Widerstand, wobei insbesondere ein Kaltleiter geeignet ist. Als Stromdetektor eignet sich dann insbesondere eine Leuchtdiode, die bei Über schreiten eines vorgegebenen Spannungsabfalls am Stromsensor akti viert wird. Die Leuchtdiode ist vorzugsweise Teil eines Opto kopplers, der den Vorteil einer galvanischen Trennung gegenüber der weiteren Auswerteschaltung mit sich bringt.

Die Anordnung zum Zusammenfassen der von den beiden Detektions mitteln abgegebenen Signale ist in besonders einfacher Weise als ODER-Verknüpfung realisierbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch bei Mehrspulen-Zündanlagen geeignet. Es ist jeweils nur ein einziger zusätzlicher Anschluß an der Primärseite jeder einzelnen Zündspule vorzunehmen. Als Mittel zur Entkopplung zwischen den einzelnen Zündspulen sind insbesondere Dioden geeignet.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der er findungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung.

Zeichnung

Die einzige Figur zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsge mäßen Vorrichtung zur Erzeugung eines Triggersignals aus Zündim pulsen einer Zündanlage.

Die Figur zeigt eine von einer Spannungsquelle 10 mit elektrischer Energie versorgten Zündanlage 11. Die Spannungsquelle 10 weist einen ersten und zweiten Anschluß 12, 13 auf. Die Zündanlage 11 enthält zwei Zündspulen 14, 15. Die Zündspulen 15, 16 weisen jeweils eine Primärwicklung 16, 17 sowie eine Sekundärwicklung 18, 19 auf. Ein erster Anschluß 20, 21 der Primärwicklung 16, 17 ist jeweils mit dem ersten Anschluß 12 der Spannungsquelle 10 verbunden. Ein zweiter Anschluß 22, 23 der Zündspule 15, 16 ist jeweils über einen Schalter 24, 25 mit dem zweiten Anschluß 13 der Spannungsquelle 10 verbind bar. Die Schalter 24, 25 sind von einer nicht näher gezeigten Steuereinrichtung über Steuermittel 26, 27 betätigbar.

Die Sekundärwicklungen 18, 19 der Zündspulen 15, 16 sind mit Zünd kerzen 28, 29, 30, 31 verbunden, die einer nicht näher gezeigten Brennkraftmaschine zugeordnet sind. In der Figur ist beispielhaft eine Doppelfunken-Zündanlage gezeigt, bei der beide Anschlüsse der Sekundärwicklungen 18, 19 jeweils mit Zündkerzen 28, 29; 30, 31 verbunden sind.

Die zweiten Anschlüsse 22, 23 der Primärwicklungen 16, 17 sind über Dioden 32, 33 zusammengeführt. In der Figur ist ferner eine dritte Diode 34 eingetragen, die zu einer weiteren, in der Figur nicht ge zeigten Zündspule führt. Die Diode 34 ist stellvertretend für be liebig viele weitere Dioden eingetragen. An der gemeinsamen Ver bindung der Dioden 32, 33, 34 ist ein mit dem zweiten Anschluß 13 der Spannungsquelle 10 verbundener Arbeitswiderstand angeordnet. Mit dem gemeinsamen Anschluß ist weiterhin eine Kurzschließanordnung 41 verbunden, die einen Kurzschluß zum ersten Anschluß 12 der Spannungsquelle 10 herstellen kann. Die Kurzschließanordnung 41 ist in der Figur mit dem Schaltsymbol eines Thyristors eingetragen. Am Steuereingang 42 des Thyristors ist eine nicht näher gezeigte Aus löseeinrichtung für den Kurzschluß angeschlossen. Ferner sind an dem gemeinsamen Anschluß der Dioden 32, 33, 34 und der Kurzschließan ordnung 41 erste Mittel 43 zum Detektieren von Zündimpulsen ange schlossen, die an den zweiten Anschlüssen 22, 23 der Primärwick lungen 16, 17 auftreten. In der Kurzschließanordnung 41 sind zweite Mittel 44 zum Detektieren von Zündimpulsen vorgesehen, die ebenfalls an den zweiten Anschlüssen 22, 23 auftreten und nach Auslösung der Kurzschlußanordnung 41 dort eine Wirkung hervorrufen.

Die Mittel 44 enthalten einen als Stromsensor wirkenden Widerstand 45, dem eine Serienschaltung mit einer Leuchtdiode 46 und einem Schutzwiderstand 47 parallel geschaltet ist. Die Leuchtdiode 46 bildet mit einem Fotoempfänger 48 einen Optokoppler zur Auskopplung des Signals.

Die von den beiden Detektionsmitteln 43, 44 abgegebenen Signale werden einer Anordnung 49 zum Zusammenführen beider Signale zuge leitet. Am Ausgang 50 der Anordnung 49 steht ein Triggersignal zur Verfügung, das jedem in der Zündanlage auftretenden Zündimpuls entspricht, unabhängig davon, ob ein Zündvorgang an Zündkerzen 28, 29; 30, 31 der Brennkraftmaschine ausgelöst wird oder nicht.

Die Arbeitsweise der in der Figur gezeigten Prinzipschaltung wird nun näher erläutert:

Die Zündanlage 11 ist beispielsweise zur Auslösung von Zündvorgängen in einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine vorgesehen. Die Zündan lage kann unterschiedlich ausgestaltet sein. In der Figur sind bei spielsweise zwei Zündspulen 14, 15 gezeigt. Es kann gleichfalls nur eine Zündspule vorgesehen sein, ebenso können auch mehr als zwei Zündspulen vorhanden sein. Die Zündspulen 14, 15 sind in der Figur mit einer getrennten Primärwicklung 16, 17 sowie einer Sekundär wicklung 18, 19 gezeigt. Es ist ebenso möglich, die Zündspulen 14, 15 als sogenannte Spartransformatoren auszubilden, wobei lediglich eine Wicklung vorgesehen ist, die eine Anzapfung aufweist. In diesem Fall ist die Primärwicklung zweckmäßigerweise als Nieder spannungs- und die Sekundärwicklung als Hochspannungswicklung zu bezeichnen. Ferner ist es möglich, daß die Zündspulen 14, 15 jeweils mehrere Sekundärwicklungen 18, 19 aufweisen, die zu weiteren Zünd kerzen führen. Im Beispiel sind zwei Doppelfunken-Zündspulen ge zeigt, bei denen beide Anschlüsse der Sekundärwicklungen 18, 19 jeweils zu Zündkerzenpaaren 28, 29; 30, 31 führen.

Die Ansteuerung der Zündspulen 14, 15 erfolgt mit Hilfe von steuer baren Schaltern 24, 25. Diese Schalter können sowohl mechanische Unterbrecherkontakte in einer herkömmlichen einfachen Spulenzündan lage sein. Es ist ebenso möglich, daß die Schalter 24, 25 als Halb leiterschalter ausgebildet sind, die beispielsweise in einem elek tronischen Zündgerät als Endstufentransistoren realisiert sind. Die Steuermittel 26, 27 der Schalter 24, 25 sind im Falle einer ein fachen Unterbrechersteuerung jeweils mechanische Nocken und im Falle einer elektronischen Zündanlage elektronische Komponenten zur An steuerung der Halbleiterschalter.

Ein Zündvorgang an den Zündkerzen 28, 29, 30, 31 tritt während dem Öffnen der Schalter 24, 25 nach Abschluß einer Schließphase mit vor gegebener Dauer auf. Zum ordnungsgemäßen Arbeiten der Zündanlage 11 sind weitere Komponenten, beispielsweise sogenannte Zündkondensa toren erforderlich, die jedoch für die erfindungsgemäße Vorrichtung nur von untergeordneter Bedeutung sind und deshalb weggelassen wurden. Nach dem Öffnen der Schalter 24, 25 entsteht an den zweiten Anschlüssen 22, 23 der Primärwicklungen 16, 17 jeweils ein steiler Spannungsanstieg, der Amplituden bis zu mehreren 100 Volt aufweisen kann. Dieser hohe Spannungsanstieg eignet sich besonders zum Ab leiten von Triggersignalen aus den Zündimpulsen, die an den zweiten Anschlüssen 22, 23 auftreten. Die ersten Mittel 43 zum Detektieren dieser Zündimpulse enthalten deshalb vorzugsweise einen Spannungs komparator, dessen Schaltschwelle auf diese primärseitige Zündim pulsspannung abgestimmt ist. Die Schaltschwelle ist beispielsweise auf 100 V eingestellt. Bei Überschreiten dieser Schwelle gibt der Spannungskomparator einen Impuls ab, der zeitlich mit dem Auftreten der Zündimpulse an den Zündkerzen 28, 29, 30, 31 übereinstimmt. Zur Entkopplung der Signale zwischen den einzelnen Zündspulen 14, 15 sind Dioden 32, 33, 34 vorgesehen.

Für bestimmte Messungen an der Brennkraftmaschine, beispielsweise Kompressionsmessungen mit Hilfe des Anlasserstroms sowie Leistungs- und Laufruhemessungen, ist die Unterdrückung einzelner oder mehrerer Zündauslösungen in Folge erforderlich. Hierzu ist die Kurzschließanordnung 41 vorgesehen, die einen steuerbaren Schalter enthält. Besonders geeignet ist hierfür der in der Figur einge tragene Thyristor, an dessen Steuereingang 42 eine Auslöseein richtung angeschlossen ist, die den Thyristor jeweils zum richtigen Zeitpunkt einschaltet und somit den Primärkreis der Zündspule 14 oder der Zündspule 15 kurzschließt. Während des Bestehens des Kurz schlusses wird das Entstehen einer hohen primärseitigen Spannung an den zweiten Anschlüssen 22, 23 unterbunden. Die ersten Mittel 43 können dann unter Umständen nicht mehr jeden Zündimpuls detektieren, der an den zweiten Anschlüssen 22, 23 auftritt. Deshalb sind die zweiten Mittel 44 vorgesehen, die in der Kurzschließanordnung 41 enthalten sind.

Der während der Schließphase der Schalter 24, 25 in den Primär wicklungen 16, 17 fließende Strom wird nach Öffnen der Schalter 24, 25 über die Kurzschließanordnung 41 zum ersten Anschluß 12 der Spannungsquelle 10 zurückgeleitet. Dieser Strom weist Amplituden von einigen Ampere auf. Die zweiten Mittel 44 enthalten vorzugsweise einen Stromsensor, der beispielsweise als ohmscher Widerstand 45 ausgebildet ist. Besonders geeignet ist auch ein Kaltleiter, der eine Schutzfunktion für den Thyristor wahrnimmt. Der im Kurz schlußkreis fließende Strom führt zu einem Spannungsabfall am Wider stand 45, der mit Hilfe eines weiteren Spannungskomparators auswert bar ist. Geeignet ist beispielsweise eine parallel zum Widerstand 45 geschaltete Leuchtdiode 46, die eine Strahlung emittiert, sobald deren Schwellenspannung überschritten ist. Der Widerstand 47 be grenzt den durch die Leuchtdiode 46 fließenden Strom und stellt den Arbeitspunkt ein. Die Leuchtdiode 46 ist vorzugsweise Teil eines Optokopplers, der in einem Gehäuse integriert den mit der Leucht diode 46 zusammenwirkenden Fotoempfänger 48 enthält. Die zweiten Mittel 44 geben somit ein Signal bei dem Auftreten von Zündimpulsen an den zweiten Anschlüssen 22, 23 und gleichzeitig ausgelöstem Kurzschluß ab.

Zur Bereitstellung eines Triggersignals, das jedem ausgelösten Zünd impuls entspricht, unabhängig davon, ob die Auslösung eines Zündvor gangs unterdrückt ist oder nicht, ist die Anordnung 49 vorgesehen, an deren Ausgang 50 die Triggerimpulse auftreten. Die Anordnung 49 ist in besonders einfacher Weise als ODER-Verknüpfung realisierbar. Die Anordnung 49 muß sicherstellen, daß entweder die von den ersten Mitteln 43 oder die von den zweiten Mitteln 44 oder von beiden Mitteln 43, 44 abgegebenen Signale zum Ausgang 50 gelangen.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Triggersignals aus Zündimpulsen einer Zündanlage (11), vorzugsweise einer Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen:

- die Zündanlage (11) enthält wenigstens eine Zündspule (14, 15) mit einer primär- und wenigstens einer Sekundärwicklung (16, 17; 18, 19);
- ein erster Anschluß (20, 21) der Primärwicklung (16, 17) ist mit einem ersten Anschluß (12) einer Spannungsquelle (10) verbunden und ein zweiter Anschluß (22, 23) der Primärwicklung (16, 17) ist mit einem steuerbaren Schalter (24, 25) an den zweiten Anschluß (13) der Spannungsquelle (10) schaltbar;
- die Primärwicklung (16, 17) ist wenigstens zeitweise zum Unter drücken von Zündvorgängen an Zündkerzen (28, 29; 30, 31) kurz schließbar;
- es sind erste, mit dem zweiten Anschluß (22, 23) der Primär wicklung (16, 17) verbindbare Mittel (43) zum Detektieren von Zünd impulsen vorgesehen;
- es sind zweite, mit der Kurzschließanordnung (41) verbindbare Mittel (44) zum Detektieren von Zündimpulsen vorgesehen und
- es ist eine Anordnung (49) zum Zusammenfassen der von den beiden Mitteln (43, 44) abgegebenen Signale vorgesehen zum Bereitstellen des an einem Ausgang (50) abgreifbaren Triggersignals.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten Mittel (43) einen Spannungskomparator enthalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweiten Mittel (44) einen Stromsensor (45) und einen Komparator (46, 47) enthalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Stromsensor (45) ein elektrischer Widerstand, vorzugsweise ein Kaltleiter ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der parallel zum Wider stand (45) eine Leuchtdiode (46) geschaltet ist, die in einem Opto koppler enthalten ist, der die Leuchtdiode (46) und einen Foto empfänger (48) enthält.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Anordnung (49) als ODER-Verknüpfung realisiert ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mehrere Zündspulen (14, 15) vorgesehen sind, deren zweite Anschlüsse (22, 23) der Primärwicklungen (16, 17) über Dioden (32, 33, 34) gegeneinander entkoppelt sind.