DE4132858A1

DE4132858A1 - Zuendvorrichtung fuer eine verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE4132858A1
Application number: DE4132858A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Ikeuchi; Shigemi Murata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1991-10-02
Publication date: 1992-04-16
Anticipated expiration: 2011-10-03
Also published as: KR920008335A; KR950006653B1; US5178001A; DE4132858C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine und insbesondere eine Zündvorrichtung, die Fehlfunktionen aufgrund von Rauschen verhindern kann, das durch eine Hochspannung induziert wird, die auf die Entladung einer Zündkerze hin erzeugt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Zündvorrichtung, die beabsichtigte oder gesteuerte Fehlzündungen aufgrund von beispielsweise einem beabsichtigten Abschalten der Kraftstoffzufuhr von anderen Fehlzündungen unterscheiden kann, die aufgrund von Fehlfunktionen erfolgen.

Fig. 5 zeigt ein typisches Beispiel einer bekannten Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine. In dieser Figur umfaßt die dargestellte Vorrichtung eine Steuerung 1 zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung des Verbrennungsmotors synchron mit dessen Drehung, einen Leistungstransistor 2, eine Zündspule 3, eine Rückstromprüfdiode 4 und eine Zündkerze 5. Die Zündspule 3 besitzt eine Primärwicklung, die über eine Kollektor-Emitterverbindung des Leistungstransistors 2 mit der Masse verbunden ist, und eine Sekundärwicklung, die mit einer Elektrode der Zündkerze 5 über die Rückstromprüfdiode 4 verbunden ist. Die andere Elektrode der Zündkerze 5 ist über eine Ionenstrommeßdiode 6 und einen Widerstand 7 mit einer negativen Elektrode einer Gleichstromversorgung 8 verbunden.

Eine Serienschaltung eines Kondensators 9 und eines Widerstandes 10 ist parallel mit der Serienschaltung des Widerstandes 7 und der Gleichstromquelle 8 verbunden. Ein Komparator 11 besitzt einen ersten und zweiten Eingangsanschluß, wobei der erste Eingangsanschluß mit einer Verbindung zwischen dem Kondensator 9 und dem Widerstand 10 verbunden ist, und der zweite Eingangsanschluß mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist. Wenn, wie bei (D) in Fig. 6 gezeigt, eine Spannung D an den ersten Eingangsanschluß angelegt wird, welche die Referenzspannung am zweiten Eingangsanschluß übersteigt, so erzeugt der Komparator 11 ein Ausgangssignal E, wie bei (E) in Fig. 6 gezeigt, welches als Rücksetzsignal einem ersten und zweiten Zähler 12, 13 zugeführt wird, die einen Binärzähler bilden. In diesem Zusammenhang bilden die Elemente 6 bis 11 zusammen einen Ionenstromdetektor zum Detektieren eines zwischen den Elektroden der Zündkerze 5 erzeugten Ionenstroms bei der Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches in dem Zylinder 15. Der erste Zähler 12 wird durch einen Taktimpuls abwechselnd an- und ausgeschaltet oder in einen hohen und einen niedrigen Pegel geschaltet, wobei der Taktimpuls über einen Komparator 20, der später näher beschrieben wird, von einem Signalgenerator 19 zugeführt wird, und der Zähler wird durch ein Rücksetzsignal E von dem Komparator 11 zurückgesetzt, so daß dieser ein Ausgangssignal erzeugt, wie bei (F) in Fig. 6 gezeigt. Der zweite Zähler 13 erzeugt ein Hochpegelausgangssignal, wenn in den ersten Zähler 12 ein Taktimpuls A eingegeben wird, während dieser sich in einem Hochpegel befindet, und er wird durch ein Rücksetzsignal E von dem Komparator 11 zurückgesetzt.

Die Steuerung 1 stellt einer Kraftstoffeinspritzung 14 ein Kraftstoffeinspritzsteuersignal zur Verfügung, die darauf basierend, eine geeignete Kraftstoffmenge in ein Ansaugrohr IP des Motors einspritzt. Der Motor umfaßt einen Zylinder 15, in dem ein Kolben 16 für eine Hin- und Herbewegung aufgenommen ist. Der Kolben 16 ist über ein Pleuel 17 mit einer Kurbelwelle 18 verbunden.

Ein Signalgenerator 19 erzeugt synchron mit der Drehung der Kurbelwelle 18 ein Steuersignal. Das Steuersignal enthält eine Serie von Impulsen, die in vorbestimmten Intervallen auftreten. Das Steuersignal von dem Signalgenerator 19 wird der Steuerung 1 als Taktsignal zugeführt, ebenso wie dem ersten Zähler 12 über den Komparator 20.

Die Betriebsweise der oben beschriebenen, bekannten Zündvorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das in Fig. 6 gezeigte Steuerungsdiagramm beschrieben, das die Wellenformen der Signale in verschiedenen Bereichen der Zündvorrichtung zeigt.

Unter normalen Betriebsbedingungen des Motors, bei denen im Zylinder 15 eine normale Verbrennung synchron mit einem Ausgangs- oder Taktimpuls A von dem Signalgenerator 19 ohne Fehlzündungen stattfindet, wie bei (A) in Fig. 6 gezeigt ist, erzeugt die Steuerung 1 ein Kraftstoffeinspritzungssteuer signal B, wie bei (B) in Fig. 6 gezeigt, das der Einspritzung 14 zugeführt wird. Gleichzeitig schaltet die Steuerung 1 den Leistungstransistor 2 ab, so daß über der Primärwicklung der Zündspule 3 eine positive Spannung aufgebaut wird, wie bei (C₁) in Fig. 6 gezeigt, und eine negative Spannung wird über der Sekundärwicklung der Zündspule 3 aufgebaut, wie bei (C₂) in Fig. 6 gezeigt, wodurch die Zündkerze 5 einen Funken erzeugt. Auf den Funken der Zündkerze 5 hin wird ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 15 gezündet. Demzufolge wird zwischen den Elektroden der Zündkerze 5 ein Ionenstrom I erzeugt, der dem ersten Eingangsanschluß des Komparators 11 über die Diode 6 und den Kondensator 9 zugeführt wird. Die Wellenform des Ionenstromes I, der somit dem Komparator 11 zugeführt wird, enthält eine Rauschkomponente N, wie bei (D) in Fig. 6 gezeigt, die von einer Hochspannung herrührt, die über die Sekundärwicklung der Zündspule 3 induziert wird, wenn der Leistungstransistor 2 abgeschaltet wird. Wenn der Komparator 11 den Ionenstrom I mit der Rauschkomponente N an seinem ersten Eingangsanschluß empfängt, erzeugt dieser ein Ausgangssignal in Form eines Rücksetzsignales E, wie bei (E) in Fig. 6 gezeigt. Mit anderen Worten werden während einer Periode des Taktsignals A von dem Signalgenerator 19 (d. h. einer Periode zwischen nachfolgenden Impulsen) zwei Arten von Rücksetzsignalen gezeigt, eines aufgrund von Rauschen und das andere aufgrund des Ionenstroms. Als Konsequenz wird der erste Zähler 12, der durch einen Taktimpuls abwechselnd an- und ausgeschaltet und durch einen Rücksetzsignalimpuls zurückgesetzt wird, ständig durch ein Rücksetzsignal aufgrund von Rauschen zurückgesetzt, so daß dieser ein Ausgangssignal erzeugt, das mit der steigenden Flanke des Taktimpulses A ansteigt, und das mit der fallenden Flanke eines rauschinduzierten Rücksetzimpulses abfällt, wie bei (F) in Fig. 6 gezeigt. Demzufolge erzeugt der zweite Zähler 13 kein Ausgangssignal oder ständig ein Ausgangssignal niedrigen Pegels, wie bei (G) in Fig. 6 gezeigt.

Auf diese Weise arbeiten der erste und der zweite Zähler 12, 13 der bekannten Zündvorrichtung ohne Rücksicht auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Ionenstroms, so daß es bei einer Fehlzündung während einer Zeit t₂, entsprechend der fallenden Flanke eines Taktimpulses und der Zeit t₃, entsprechend einer steigenden Flanke des folgenden Taktimpulses unmöglich ist, diese Fehlzündung zu detektieren.

Wenn darüber hinaus die Steuerung 1 die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder 15 absichtlich unterbricht, um beispielsweise während einer raschen Geschwindigkeitsabnahme Kraftstoff zu sparen, erzeugt der zweite Zähler 13 ein Hochpegelaus gangssignal, das ein Fehlzünden in dem Zylinder 15 anzeigt. Dies bedeutet, wie in Fig. 7 dargestellt, daß die Steuerung 1 das Erzeugen eines Kraftstoffeinspritzsteuersignales, wie bei (B) in Fig. 7 gezeigt, stoppt, wenn die Kraftstoffzufuhr für den Zylinder 15 zu einem Zeitpunkt während t₃ und t₄ beispielsweise unterbrochen wird, so daß kein Ionenstrom erzeugt wird wie bei (D) in Fig. 7 gezeigt, und somit erzeugt der Komparator 11 kein Rücksetzsignal, wie bei (E) in Fig. 7 gezeigt. Demzufolge steigt der Ausgang des ersten Zählers 12, wie bei (F) in Fig. 7 gezeigt, zu einem Zeitpunkt t_3, zu dem ein Taktimpuls A in diesen von dem Komparator 20 eingegeben wird, und fällt zum Zeitpunkt t₄, zu dem der nachfolgende Taktimpuls A eingegeben wird, so daß der zweite Zähler 13 zu einem Zeitpunkt t₄ ein Hochpegelausgangssignal erzeugt und dann durch einen Rücksetzimpuls E von dem Komparator 11 zu einem Zeitpunkt t₆ zurückgesetzt wird, wie bei (G) in Fig. 7 gezeigt. Dies bedeutet, daß der zweite Zähler 13 während Perioden, bei denen die Kraftstoffzufuhr unterbunden ist, ein Fehlzündungsdetektierungssignal erzeugt, was nicht erwünscht ist.

Demzufolge zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, die in Zusammenhang mit der oben beschriebenen, bekannten Zündvorrichtung aufgezählten Probleme zu beseitigen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neue und verbesserte Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, bei der Fehlfunktionen aufgrund von Rauschen, das durch eine auf eine Zündung hin entwickelte Zündhochspannung induziert ist, auf zuverlässige Weise verhindert werden können. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine neue und verbesserte Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraft maschine zu schaffen, bei der die Erzeugung eines Fehlzündungsdetektierungssignals während einer Betriebsweise, bei der die Kraftstoffzufuhr unterbunden ist, verhindert ist.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Zündspule und einer Zündkerze mit Elektroden gelöst, umfassend: eine Steuerung zum Steuern der Zündung eines Zylinders des Motors synchron mit dessen Drehung; einen mit der Zündkerze und der Zündspule verbundenen Detektor zum Detektieren eines Ionenstroms, der zwischen den Elektroden der Zündkerze auf eine Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches in dem Zylinder hin erzeugt wird; und eine Maskierungseinrichtung zum Maskieren des Ausgangssignals des Detektors in Abhängigkeit von der Entladung der Zündkerze.

Der Dektektor ist ein Ionenstromdetektor, der eine Ionenstromkomponente detektiert, die durch die Verbrennung des Gemisches aufgrund des Ionenstromes erzeugt wird, und eine Rauschkomponente detektiert, die durch die Zündspule auf eine Zündung hin erzeugt wird. Die Maskierungseinrichtung arbeitet derart, daß die Rauschkomponente alleine, die in dem Ausgangssignal des Detektors enthalten ist, maskiert wird.

Vorzugsweise umfaßt die Maskierungseinrichtung: eine Serienschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators, die miteinander zwischen der Zündspule und der Masse in Serie geschaltet sind; einen Komparator, dessen erster Eingangsanschluß mit einem Knoten zwischen dem Widerstand und dem Kondensator verbunden ist, dessen zweiter Eingangsanschluß mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist, und der einen Ausgangsanschluß aufweist; und ein UND-Gatter, dessen invertierter Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des Komparators verbunden ist, und an dessen nichtinvertiertem Eingangsanschluß das Ausgangssignal des Detektors eingegeben wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, umfassend: eine Steuerung zum Steuern der Zündung und der Kraftstoffzufuhr für einen Zylinder des Motors synchron mit dessen Drehung; einen Detektor zum Detektieren von Fehlzündungen in dem Zylinder; und eine Maskierungsein richtung zum Maskieren des Ausgangssignals des Detektors, wenn die Steuerung die Kraftstoffzufuhr für den Zylinder unterbricht.

Vorzugsweise umfaßt die Maskierungseinrichtung ein UND-Gatter, dessen invertierter Eingangsanschluß ein Maskierungssignal empfängt, welches durch die Steuerung in Abhängigkeit von dem Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr für den Zylinder erzeugt wird, wobei die Erzeugung des Maskierungssignales gestoppt wird, nachdem die Kraftstoffzufuhr für den Zylinder wieder beginnt, und wobei an den nichtinvertierten Eingangsanschluß des UND-Gatters das Ausgangssignal des Detektors eingegeben wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Zündspule und einer Zündkerze mit Elektroden vorgesehen, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Steuerung zum Steuern der Zündung und der Kraftstoffzufuhr eines Zylinders des Motors synchron mit dessen Umdrehung; einen Fehlzündungsdetektor zum Detektieren von Fehlzündungen in dem Zylinder, wobei der Fehlzündungsdetektor einen Ionenstromdetektor umfaßt, der mit der Zündkerze und der Zündspule zum Detektieren eines Ionenstromes verbunden ist, der zwischen den Elektroden der Zündkerze auf eine Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches in dem Zylinder hin erzeugt wird; und eine erste Maskierungseinrichtung zum Maskieren des Ausgangssignales des Ionenstromdetektors in Abhängigkeit von der Entladung der Zündkerze; und eine zweite Maskierungseinrichtung zum Maskieren des Ausgangssignals des Fehlzündungsdetektors, wenn die Steuerung die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder unterbricht.

Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten, beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung genauer hervorgehen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt.

Fig. 1 ist ein Schemadiagramm, das die grundsätzliche Anordnung einer erfindungsgemäßen Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine zeigt;

Fig. 2 ist ein Steuerungsdiagramm, das die Wellenformen der Signale in verschiedenen Bereichen der Zündvorrichtung von Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ist eine zu Fig. 1 ähnliche Ansicht, zeigt jedoch eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 zeigt ein zu Fig. 2 ähnliches Diagramm jedoch in Zusammenhang mit der Ausführungsform von Fig. 3;

Fig. 5 ist eine zu Fig. 1 ähnliche Darstellung, zeigt jedoch eine bekannte Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine;

Fig. 6 ist eine zu Fig. 2 ähnliche Darstellung, steht jedoch in Zusammenhang mit der bekannten Vorrichtung von Fig. 5 für den Fall einer unbeabsichtigten Fehlzündung; und

Fig. 7 ist eine zu Fig. 4 ähnliche Darstellung jedoch in Zusammenhang mit der bekannten Vorrichtung von Fig. 5, und zwar für den Fall einer beabsichtigten oder gesteuerten Fehlzündung aufgrund einer Unterbrechung der Kraftstoffversorgung.

Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, die eine genaue Detektierung von Fehlzündungen auf höchst zuverlässige Weise durchführen kann, während eine fehlerhafte Detektierung aufgrund einer auf eine Zündung hin erzeugten Hochspannung verhindert ist. Die dargestellte Vorrichtung ist im wesentlichen gleich zu der Konstruktion der bekannten Zündvorrichtung von Fig. 5, mit der Ausnahme, daß eine Maskierungseinrichtung zum Maskieren des Ausgangssignals eines Ionenstromdetektors ID vorgesehen ist, welcher sich aus den Elementen 6 bis 11 zusammensetzt, und zwar in Abhängigkeit von der Entladung der Zündkerze 5. Somit werden für die gleichen Bauteile dieser Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen verwendet, die bei der Beschreibung der bekannten Vorrichtung von Fig. 5 verwendet wurden.

Die mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnete Maskierungseinrich tung umfaßt eine Serienschaltung, die einen Widerstand 21 und eine Kondensator 22 umfaßt, die miteinander zwischen der Sekundärwicklung einer Zündspule 3 und der Masse in Serie geschaltet sind. Der erste Eingangsanschluß eines Komparators 23 ist mit einem Knoten zwischen dem Widerstand 21 und dem Kondensator 22 verbunden, ein zweiter Eingangsanschluß ist mit einer Referenzspannungsquelle verbunden, und ein Ausgangsanschluß ist mit einem negativen oder invertierten Eingangsanschluß eines UND-Gatters 24 verbunden, dessen positiver oder nichtinvertierter Eingangsanschluß mit einem Ausgangsanschluß eines Komparators 11 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß des UND-Gatters 24 ist mit einem gemeinsamen Rücksetzanschluß eines ersten und zweiten Zählers 12, 13 verbunden. Die übrige Konstruktion dieser Ausführungsform gleicht der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung von Fig. 5.

Die Betriebsweise dieser Ausführungsform wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf das in Fig. 2 gezeigte Steuerungsdiagramm beschrieben. Zunächst sei der Fall betrachtet, daß der Motor normal läuft, während in dem Zylinder 15 eine normale Verbrennung ohne Fehlzündung stattfindet. Im normalen Betriebszustand des Motors erzeugt die Steuereinheit 1 synchron mit einem Ausgangs- oder Taktsignal A von dem Signalgenerator 19, das bei (A) in Fig. 2 gezeigt ist, ein Kraftstoffeinspritzungssteuersignal für die Einspritzung 14 und gleichzeitig schaltet die Steuerung den Leistungstransistor 2 aus, so daß eine positive Spannung C₁ über der Primärwicklung der Zündspule 3 entsteht, wie bei (C₁) in Fig. 2 gezeigt, und eine negative Spannung C₂ entsteht über der Sekundärwicklung der Zündspule 3, wie bei (C₂) in Fig. 2 gezeigt, wodurch die Zündkerze 5 einen Funken erzeugt. Auf Entladen oder Funken der Zündkerze 5 hin wird das Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 15 gezündet. Als Ergebnis wird zwischen den Elektroden der Zündkerze 5 ein Ionenstrom I erzeugt, der dem ersten Eingangsanschluß des Komparators 11 über die Diode 6 und den Kondensator 9 zugeführt wird. In diesem Zusammenhang umfaßt der somit in den Komparator 11 eingegebene Ionenstrom I grundsätzlich eine Rauschkomponente oder einen Impuls N, aufgrund einer durch die Zündspule 3 induzierten Hochspannung auf das Abschalten des Leistungstransistors 2 hin, wie bei (D) in Fig. 2 gezeigt. Somit werden diese beiden Typen von Impulsen, die einen Ionenstromimpuls I und einen Rauschimpuls N umfassen, an den ersten Eingangsanschluß des Komparators 11 gegeben, der dann ein Ausgangssignal E erzeugt, das zwei Typen von Impulsen in einem Zyklus des Taktsignals A enthält, wobei eines aufgrund des Ionenstromes entsteht und das andere aufgrund des Rauschens, wie bei (E) in Fig. 2 gezeigt.

Andererseits erzeugt der Komparator 23 der Maskierungseinrichtung 25 ein Ausgangssignal C′, wie bei (C′) in Fig. 2 gezeigt, in Abhängigkeit von einer Zündhochspannung, die über der Sekundärwicklung der Zündspule 3 entsteht, wenn der Leistungstransistor 2 durch die Steuerung 1 abgeschaltet wird. Das Ausgangssignal C′ von dem Komparator 23 wird an den invertierten Eingangsanschluß des UND-Gatters 24 gegeben, das auch ein Ausgangssignal E von dem Komparator 11 empfängt, wie bei (E) in Fig. 2 gezeigt, und vollführt logische Verknüpfungen, um ein Ausgangs- oder Rücksetzsignal E′ zu erzeugen, das bei (E′) in Fig. 2 gezeigt ist. Somit wird ein rauschinduzierter Rücksetzimpuls, der in dem Ausgangssignal E des Komparators 11 enthalten ist, durch das Ausgangssignal C′ von dem Komparator 23 maskiert oder unwirksam gemacht, so daß ein Rücksetzimpuls, der lediglich aufgrund des Ionenstroms alleine erzeugt ist, aus dem Ausgangssignal E des Komparators 11 als ein richtiges Rücksetzsignal herausgenommen wird, das dann an den ersten Zähler 12 gegeben wird. Als Ergebnis erzeugt der erste Zähler 12 ein Ausgangssignal, das mit der steigenden Flanke eines Taktimpulses A ansteigt oder hochpegelig wird, und das mit der fallenden Flanke eines Rücksetzsignales E′ fällt oder niederpegelig wird, wie bei (F) während der Periode zwischen dem Zeitpunkt t₁ und dem Zeitpunkt t₂ in Fig. 2 gezeigt. In diesem Fall bleibt der Ausgangspegel des zweiten Zählers 13 niedrig, wie bei (G) in Fig. 2 gezeigt.

Nun sei der Fall betrachtet, daß beispielsweise während der Periode zwischen dem Zeitpunkt t₂ und dem Zeitpunkt t₃ eine Fehlzündung stattfindet. In diesem Fall wird kein Ionenstrom zwischen den Elektroden der Zündkerze 5 auf eine Entladung derselben hin erzeugt, so daß das UND-Gatter 24, von dem der nichtinvertierte Eingangsanschluß sich nun auf niedrigem Pegel befindet, einen Ausgangs- oder Rücksetzimpuls erzeugt, wie klar bei (E′) in Fig. 2 gezeigt. Als Ergebnis wird der Ausgangspegel des ersten Zählers 12 durch einen Taktimpuls A, der zu einem Zeitpunkt t₂ von dem Komparator 20 erzeugt ist, auf hohen Pegel geschaltet, und wird dann zu einem Zeitpunkt t₃ durch den nachfolgenden Taktimpuls A zurückgesetzt, wie bei (F) in Fig. 2 gezeigt. Entsprechend erzeugt der zweite Zähler 13 ein Ausgangssignal G, das beim Zeitpunkt t₃ ansteigt und dann durch einen Rücksetzimpuls E′ aufgrund eines Ionenstromes zurückgesetzt wird, was somit ein Fehlzünden in dem Zylinder 15 detektiert.

Fig. 3 stellt eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar, die eine fehlerhafte Detektierung einer beabsichtigten oder gesteuerten Fehlzündung in einem Zylinder verhindern kann. Zu diesem Zweck ist eine Maskierungseinrichtung 30 vorgesehen, die mit einer Steuerung 1 und einem Fehlzündungsdetektor MD verbunden ist, der durch einen Ionenstromdetektor ID und eine Zähleinrichtung gebildet wird, die einen ersten und einen zweiten Zähler 12, 13 umfaßt, um das Ausgangssignal des Fehlzündungsdetektors MD zu maskieren, wenn die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder 15 unterbrochen ist. Die Maskierungseinrichtung 30 umfaßt ein UND-Gatter, dessen positiver oder nichtinvertierter Eingangsanschluß mit einem Ausgangsanschluß des zweiten Zählers 13 verbunden ist, und dessen negativer oder invertierter Eingangsanschluß mit der Steuerung 1 verbunden ist, die bei dieser Ausführungsform ein Maskierungssignal H in Abhängigkeit von dem Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr in dem Zylinder 15 erzeugt, wie bei (H) in Fig. 4 gezeigt.

Die übrige Konstruktion dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die der bekannten in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung, und deshalb sind die gleichen Elemente mit den gleichen, in Fig. 5 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet.

Die Betriebsweise dieser Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 und insbesondere auf das Steuerungsdiagramm von Fig. 4 beschrieben. Zunächst sei der Fall betrachtet, daß der Motor normal betrieben wird, ohne daß die Kraftstoffzufuhr mit dem Zylinder 15 unterbrochen ist, wie während der Periode zwischen t₁ und t₂ in Fig. 4 gezeigt. In diesem Fall führt die Steuerung 1, wie bei (B) in Fig. 4 gezeigt, der Kraftstoffeinspritzung 14 ein Kraftstoffeinspritzungssteuersignal B synchron mit dem Ausgangssignal A von dem Signalgenerator 19 zu, das bei (A) in Fig. 4 gezeigt ist. Zum gleichen Zeitpunkt steuert die Steuerung 1 auch einen Leistungstransistor 2 derart, daß der Leistungstransistor 2 zum richtigen Zeitpunkt geschaltet wird, wodurch eine negative Hochspannung über der Sekundärwicklung einer Zündspule 3 erzeugt wird, wie bei (C₂) in Fig. 4 gezeigt. Demzufolge entlädt sich die Zündkerze 5, um einen Funken zu erzeugen, wodurch ein Luft/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 15 zur Verbrennung gezündet wird, wodurch in einem Zwischenraum zwischen den Elektroden der Zündkerze 5 ein Ionenstrom erzeugt wird. Der somit erzeugte Ionenstrom wird von der Zündkerze 5 über eine Diode 6 und einen Kondensator 9 einem ersten Eingangsanschluß eines Komparators 11 zugeführt, der dann ein Ausgangssignal E erzeugt, wie bei (E) in Fig. 4 gezeigt, das einem gemeinsamen Rücksetzanschluß der ersten und zweiten Zähler 12, 13 als Rücksetzsignal zugeführt wird. Der erste Zähler 12 erzeugt ein Ausgangssignal F, das durch einen Taktimpuls A von einem Komparator 20 auf einen hohen Pegel geschaltet wird, und das dann durch einen Rücksetzimpuls E von dem Komparator 11 auf niedrigen Pegel zurückgesetzt wird, wie bei (F) in Fig. 4 gezeigt, so daß der zweite Zähler 13 ein Niedrigpegelaus gangssignal G während der Zeit zwischen t₁ und t₂ erzeugt, wie bei (G) in Fig. 4 gezeigt. Der andere positive oder nicht exkluxive Eingangsanschluß des UND-Gatters 30 hat einen niedrigen Pegel, wie bei (H) in Fig. 4 gezeigt, so daß der Ausgangspegel desselben ebenfalls niedrig ist, wie bei (I) in Fig. 4 gezeigt.

Wenn anschließend die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder 15 im Zeitpunkt zwischen t₃ und t₆ beispielsweise unterbrochen wird, so stoppt die Steuerung 1 die Erzeugung eines Kraftstoffeinspritzsteuersignals, wie bei (B) in Fig. 4 gezeigt. Demzufolge wird, wie bei (D) in Fig. 4 gezeigt, kein Ionenstrom erzeugt und der Komparator 11 erzeugt kein Rücksetzsignal, wie bei (E) in Fig. 4 gezeigt. Entsprechend wird, wie bei (F) in Fig. 4 gezeigt, der Ausgang des ersten Zählers 12 durch einen Taktimpuls A zum Zeitpunkt t₃ auf hohen Pegel geschaltet und anschließend durch einen nachfolgenden Taktimpuls A zum Zeitpunkt t₅ auf niedrigen Pegel geschaltet, wodurch der Ausgang des zweiten Zählers 13 zu einem Zeitpunkt t₅ ansteigt und dann zu einem Zeitpunkt t₉ abfällt, (d. h. er wird durch einen Rücksetzimpuls E von dem Komparator 11 auf niedrigen Pegel geschaltet). Dies bedeutet, daß der Zähler 13 während den Perioden zwischen t₅ und t₆ und zwischen t₆ und t₇ ein Fehlzündungsde tektierungssignal erzeugt, das für ein beabsichtigtes oder gesteuertes Fehlzünden, beispielsweise aufgrund des Unterbrechens der Kraftstoffzufuhr wie auch für normales Zünden, nicht erzeugt werden sollte. Um diese Situation zu vermeiden, wird gemäß dieser Ausführungsform das Ausgangssignal G des zweiten Zählers 13 dem nicht invertierten Eingangsanschluß des UND-Gatters 30 zu dem invertierten Eingangsanschluß zugeführt, von dem die Steuerung 1 ein Maskierungssignal H erzeugt, das in Abhängigkeit von einem fehlenden Kraftstoffeinspritzungs steuerimpuls B ansteigt, der zu einem Zeitpunkt t₄ für eine normale Kraftstoffeinspritzungssteuerung erzeugt werden sollte, wie bei (H) in Fig. 4 gezeigt. Das somit dem UND-Gatter 30 zugeführte Maskierungssignal H dient dazu, das Fehlzündungsdetektierungssignal zu maskieren oder unwirksam zu machen. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß aufgrund verschiedener Gründe wie beispielsweise einer nicht ausreichenden Kraftstoffmenge, die in dem Zylinder 15 vorhanden ist, eine normale Verbrennung nicht unmittelbar nach dem Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr stattfindet, wie durch einen Kraftstoffeinspritzungssteuerimpuls (1) bei (B) in Fig. 4 gezeigt, ebenso wie beim Fehlzünden (4) bei (D) in Fig. 4. Deshalb wird der Maskierungsimpuls H um eine vorbestimmte Zeitdauer δ t verlängert, wie bei (H) in Fig. 4 gezeigt, so daß sichergestellt ist, daß dieser andauert, bis eine normale Verbrennung ohne Fehlfunktion wieder einsetzt. Zu diesem Zweck steuert die Steuerung 1 beispielsweise durch ein Programm derart, daß das Maskierungssignal H unwirksam gemacht oder beseitigt wird, wenn eine vorbestimmte Anzahl (in der dargestellten Ausführungsform drei) an Kraftstoffeinspritzungssteuerimpulsen B nach dem Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr gezählt werden, oder indem das Maskierungssignal H über eine Zeitsteuerung, nachdem eine vorbestimmte Zeit seit dem Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr verstrichen ist, unwirksam gemacht oder beseitigt wird. Darüber hinaus zeigt ein Impuls (5), wie er durch eine gestrichelte Linie bei (D) in Fig. 4 gezeigt ist, das Auftreten von tatsächlichem oder richtigem Fehlzünden an, und in diesem Fall steigt der Ausgang des UND-Gatters 30 zu einem Zeitpunkt t₁₁, wie bei (I) in Fig. 4 gezeigt, was diese Tatsache anzeigt.

Aus dem Obengesagten wird für den Fachmann klar hervorgehen, daß das UND-Gatter 30 der Fig. 3 in die Vorrichtung von Fig. 1 eingebaut werden kann oder daß die Maskierungseinrichtung 25 umfassend die Elemente 21 bis 25 anstelle dessen in die Vorrichtung von Fig. 3 eingebaut werden kann, um die durch diese Vorrichtungen ermöglichten Funktionen kombiniert vorzusehen.

Claims

1. Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Zündspule (3) und einer Zündkerze (5) mit Elektroden, umfassend:

- eine Steuerung (1) zum Steuern der Zündung eines Zylinders (15) des Motors synchron mit dessen Drehung;
- einen mit der Zündkerze (5) und der Zündspule (3) verbundenen Detektor (ID) zum Detektieren eines Ionenstroms, der zwischen den Elektroden der Zündkerze (5) auf eine Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches in dem Zylinder (15) hin erzeugt wird;
- und eine Maskierungseinrichtung (25) zum Maskieren des Ausgangssignals des Detektors (ID) in Abhängigkeit von der Entladung der Zündkerze (5).

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (ID) ein Ionenstromdetektor ist, der eine Ionenstromkomponente detektiert, die durch die Verbrennung des Gemisches aufgrund des Ionenstroms erzeugt wird, sowie eine Rauschkomponente, die durch die Zündspule auf eine Zündung hin erzeugt wird, wobei die Maskierungseinrichtung (5) die in dem Ausgangssignal des Detektors alleine enthaltene Rauschkomponente maskiert.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskierungseinrichtung (5) umfaßt:

- eine Serienschaltung eines Widerstandes (21) und eines Kondensators (22), die miteinander zwischen der Zündspule (3) und der Masse in Serie geschaltet sind;
- einen Komparator (23), dessen erster Eingangsanschluß mit einem Knoten zwischen dem Widerstand (21) und dem Kondensator (22) verbunden ist, dessen zweiter Eingangsanschluß mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist, und der einen Ausgangsanschluß aufweist; und
- ein UND-Gatter (24), dessen invertierter Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des Komparators (23) verbunden ist, und an dessen nichtinvertiertem Eingangsanschluß das Ausgangssignal des Detektors (ID) gegeben wird.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (ID) ein Ionenstromdetektor ist, der umfaßt:

- eine Rückstromprüfdiode (6), deren Anode mit der Zündkerze (5) und der Zündspule (3) verbunden ist, und deren Kathode mit einer Gleichstromquelle (8) über einen ersten Widerstand (7) verbunden ist;
- eine Serienschaltung umfassend, einen Kondensator (9) und einen zweiten Widerstand (10) und damit parallel verbunden eine Serienschaltung eines ersten Widerstandes (7) und der Gleichstromquelle (8); und
- einen Komparator (11), dessen erster Eingangsanschluß mit einer Verbindung zwischen dem Kondensator (9) und dem zweiten Widerstand (10) verbunden ist, dessen zweiter Eingangsanschluß mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist, und dessen Ausgangsanschluß mit dem nichtinvertierten Eingangsanschluß des UND-Gatters (24) verbunden ist.

5. Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine umfassend:

- eine Steuerung (1) zum Steuern der Zündung und der Kraftstoffzufuhr für einen Zylinder (15) des Motors synchron mit dessen Drehung;
- einen Detektor (MD) zum Detektieren von Fehlzündungen in dem Zylinder (15); und
- eine Maskierungseinrichtung zum Maskieren des Ausgangssignals des Detektors, wenn die Steuerung (1) die Kraftstoffzufuhr für den Zylinder (15) unterbricht.

6. Zündvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskierungseinrichtung ein UND-Gatter (30) umfaßt, dessen invertierter Eingangsanschluß ein Maskierungssignal empfängt, welches durch die Steuerung (1) in Abhängigkeit von dem Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr für den Zylinder (15) erzeugt wird, wobei die Erzeugung des Maskierungssignales gestoppt wird, nachdem die Kraftstoffzufuhr für den Zylinder (15) wieder beginnt, und wobei an den nichtinvertierten Eingangsanschluß des UND-Gatters das Ausgangssignal des Detektors eingegeben wird.

7. Zündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Fehlzündungsdetektor (MD) ist, umfassend:

- einen Ionenstromdetektor zum Detektieren eines Ionenstromes, der zwischen den Elektroden einer Zündkerze auf eine Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches in dem Zylinder hin erzeugt wird; und
- eine Zähleinrichtung (12, 13) mit einem Taktanschluß, an den ein Taktsignal gegeben wird, einem Rücksetzanschluß, an den das Ausgangssignal des Ionenstromdetektors gegeben wird, und einem Ausgangsanschluß, der mit dem nichtinvertierten Eingangsanschluß des UND-Gatters (30) verbunden ist.

8. Zündvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenstromdetektor umfaßt:

- eine Rückstromprüfdiode (6), deren Anode mit der Zündkerze (5) und der Zündspule (3) verbunden ist, und deren Kathode mit einer Gleichstromquelle (8) über einen ersten Widerstand (7) verbunden ist;
- eine Serienschaltung umfassend, einen Kondensator (9) und einen zweiten Widerstand (10), die parallel mit einer Serienschaltung eines ersten Widerstandes (7) und der Gleichstromquelle (8) geschaltet sind; und
- einen Komparator (11), dessen erster Eingangsanschluß mit einer Verbindung zwischen dem Kondensator (9) und dem zweiten Widerstand (10) verbunden ist, dessen zweiter Eingangsanschluß mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist, und dessen Ausgangsanschluß mit dem Rücksetzanschluß der Zähleinrichtung (12, 13) verbunden ist.

9. Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Zündspule (3) und einer Zündkerze (5) mit Elektroden umfassend:

- eine Steuerung (1) zum Steuern der Zündung und der Kraftstoffzufuhr eines Zylinders des Motors synchron mit dessen Umdrehung;
- einen Fehlzündungsdetektor (MD) zum Detektieren von Fehlzündungen in dem Zylinder (15), wobei der Fehlzündungsdetektor einen Ionenstromdetektor umfaßt, der mit der Zündkerze (5) und der Zündspule (3) zum Detektieren eines Ionenstromes verbunden ist, der zwischen den Elektroden der Zündkerze auf eine Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches in dem Zylinder hin erzeugt wird; und
- eine erste Maskierungseinrichtung zum Maskieren des Ausgangssignales des Ionenstromdetektors in Abhängigkeit von der Entladung der Zündkerze; und
- eine zweite Maskierungseinrichtung zum Maskieren des Ausgangssignals des Fehlzündungsdetektors, wenn die Steuerung (1) die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder (15) unterbricht.

10. Zündvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenstromdetektor eine Ionenstromkomponente detektiert, die durch die Verbrennung des Gemisches aufgrund des Ionenstromes erzeugt wird, und eine Rauschkomponente, die durch die Zündspule (3) auf eine Zündung hin erzeugt wird, wobei die erste Maskierungseinrichtung die in dem Ausgangssignal des Ionenstromdetektors alleine enthaltene Rauschkomponente maskiert.

11. Zündvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Maskierungseinrichtung umfaßt:

- eine Serienschaltung eines Widerstandes (21) und eines Kondensators (22), die miteinander zwischen der Zündspule (3) und der Masse in Serie geschaltet sind;
- einen Komparator (23) mit einem ersten Eingangsanschluß, der mit einem Knoten zwischen dem Widerstand (21) und dem Kondensator (9) verbunden ist, einem zweiten Eingangsanschluß, der mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist, und einem Ausgangsanschluß; und
- einem UND-Gatter (24), dessen invertierter Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des Komparators (25) verbunden ist, und an dessen nichtinvertiertem Eingangsanschluß das Ausgangssignal des Detektors gegeben wird.

12. Zündvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Maskierungseinrichtung ein UND-Gatter (30) umfaßt, dessen invertierter Eingangsanschluß ein Maskierungssignal empfängt, das durch die Steuerung (1) in Abhängigkeit von dem Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr für den Zylinder (15) erzeugt wird, wobei die Erzeugung des Maskierungssignales unterbrochen wird, nachdem die Kraftstoffzufuhr für den Zylinder wieder einsetzt, und an dessen nichtinvertiertem Eingangsanschluß das Ausgangssignal des Fehlzündungsdetektors geben wird.

13. Zündvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlzündungsdetektor (MD) ferner eine Zähleinrichtung (12, 13) mit einem Taktanschluß umfaßt, an den ein Taktsignal eingegeben wird, einen Rücksetzanschluß, an den das Ausgangssignal des Ionenstromdetektors eingegeben wird, und einen Ausgangsanschluß, der mit dem nichtinvertierten Eingangsanschluß des UND-Gatters (30) verbunden ist.

14. Zündvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenstromdetektor umfaßt:.

- eine Rückstromprüfdiode (6), deren Anode mit der Zündkerze (5) und der Zündspule (3) verbunden ist, und deren Kathode über einen ersten Widerstand (7) mit einer Gleichstromquelle (8) verbunden ist;
- eine Serienschaltung umfassend, einen Kondensator (9) und einen zweiten Widerstand (10), die parallel mit einer Serienschaltung eines ersten Widerstandes (7) und der Gleichstromquelle (8) verbunden sind; und
- einen Komparator, dessen erster Eingangsanschluß mit einer Verbindung zwischen dem Kondensator (9) und dem zweiten Widerstand (10) verbunden ist, dessen zweiter Eingangsanschluß mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist, und dessen Ausgangsanschluß mit dem Rücksetzanschluß der Zähleinrichtung (12, 13) verbunden ist.