DE4132858C2 - Steuervorrichtung mit Feldzündungsdetektion für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung mit Fehlzündungsdetektion für eine Brennkraftmaschine. Diese Steuervorrichtung kann beabsichtigte oder gesteuerte Fehlzündungen aufgrund von beispielsweise einem beabsichtigten Abschalten der Kraftstoffzufuhr von anderen Fehlzündungen unterscheiden, die aufgrund von Fehlfunktionen erfolgen.

Die DE 39 34 310 A1 beschreibt eine Zündaussetzer-Erkennungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Der hier verwendete Fehlzündungs-Detektor detektiert Fühlzündungen durch Auswertung eines Ionenstroms, der in dem Zylinder durch Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches entsteht und durch einen Ionenstromdetektor erfaßt wird. Der Ionenstromdetektor erfaßt den Ionenstrom durch Auswertung des Stroms und der Spannung an der Sekundärwicklung der Zündspule. Das Ionenstromsignal wird in einem Vergleicher mit einem Schwellwert verglichen und aufgrund dieses Vergleichs wird eine Fehlzündung erfaßt. Da in dem Ionenstrom auch eine Komponente enthalten ist, die von der Zündhochspannung an der Sekundärwicklung herrührt, wird die Ausgabe des Ionenstromsignals beim Zeitpunkt einer Ausgabe eines Zündsignals an die Zündspule unterbrochen. Wenn ein Zündaussetzer mit einer derartigen Vorrichtung erkannt wird, wird außerdem die Kraftstoffzufuhr zu dem betreffenden Zylinder unterbrochen.

Die DE 39 22 447 A1 beschreibt ebenfalls eine Steuervorrichtung mit einer Fehlzündungsdetektion. Im Gegensatz zu der voranstehend erwähnten Fehlzündungserfassung auf Grundlage des Ionenstroms wertet die hier offenbarte Steuervorrichtung die Zündspannung an der Zündspule aus, um eine Fehlzündung zu erfassen. Wenn erfaßt wird, daß die Zündspannung fehlt, dann wird eine Fehlzündung bestimmt. Für den Zylinder, für den der Fehlzündungszustand festgestellt wurde, wird das zugeordnete Kraftstoffeinspritzventil geschlossen.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer anderen Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine. 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 Steuervorrichtung 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.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin

• - eine Steuervorrichtung mit Fehlzündungsdetektion vorzuschlagen, bei der in einer Betriebsweise ohne Kraftstoffzufuhr eine fehlerhafte Erzeugung eines Fehlzündungssignals vermieden wird.

Dieses Problem wird durch eine Steuervorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Unteransprüchen 2 bis 7.

Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausfühungsform der Erfindung;

Fig. 2 zeigt Wellenformen der Signale in verschiedenen Bereichen der Ausführungsform von Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Schemadiagramm, das noch eine andere Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt; bei der eine fehlerhafte Ausgabe eines Fehlzündungserfassungssignals aufgrund von Rauschen, das durch eine auf eine Zündung hin entwickelte Zündhochspannung indiziert wird, auf zuverlässige Weise verhindert werden kann;

Fig. 4 ist ein Steuerungsdiagramm, das die Wellenformen der Signale in verschiedenen Bereichen der Steuervorrichtung von Fig. 3 zeigt;

Fig. 5 ist eine zu Fig. 3 oder 1 ähnliche Darstellung, zeigt jedoch eine bekannte Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine;

Fig. 6 ist eine zu Fig. 4 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. 2 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.

Fig. 1 stellt eine 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. 2 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. 1 und insbesondere auf das Steuerungsdiagramm von Fig. 2 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. 2 gezeigt. In diesem Fall führt die Steuerung 1, wie bei (B) in Fig. 2 gezeigt, der Kraftstoffeinspritzung 14 ein Kraftstoffeinspritzungssteuersignal B synchron mit dem Ausgangssignal A von dem Signalgenerator 19 zu, das bei (A) in Fig. 2 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. 2 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. 2 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. 2 gezeigt, so daß der zweite Zähler 13 ein Niedrigpegelaus­ gangssignal G während der Zeit zwischen t₁ und t₂ erzeugt, wie bei (G) in Fig. 2 gezeigt. Der andere positive oder nicht exkluxive Eingangsanschluß des UND-Gatters 30 hat einen niedrigen Pegel, wie bei (H) in Fig. 2 gezeigt, so daß der Ausgangspegel desselben ebenfalls niedrig ist, wie bei (I) in Fig. 2 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. 2 gezeigt. Demzufolge wird, wie bei (D) in Fig. 2 gezeigt, kein Ionenstrom erzeugt und der Komparator 11 erzeugt kein Rücksetzsignal, wie bei (E) in Fig. 2 gezeigt. Entsprechend wird, wie bei (F) in Fig. 2 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. 2 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. 2 gezeigt, ebenso wie beim Fehlzünden (4) bei (D) in Fig. 2. Deshalb wird der Maskierungsimpuls H um eine vorbestimmte Zeitdauer δ t verlängert, wie bei (H) in Fig. 2 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. 2 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. 2 gezeigt, was diese Tatsache anzeigt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Steuereinrichtung mit Fehlzündungsdetektion für eine Brennkraftmaschine, 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 Steuervorrichtung von Fig. 1, mit der Ausnahme, daß eine Maskierungseinrichtung 25 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. Diese Maskierungseinrichtung 25 kann zusammen mit der in Fig. 1 gezeigten Maskierungseinrichtung 30 verwendet werden. Somit werden für die gleichen Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet, die bei der Beschreibung der Vorrichtung von Fig. 1 verwendet wurden.

Die mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnete Maskierungseinrichtung umfaßt eine Serienschaltung, die einen Widerstand 21 und einen 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 Steuervorrichtung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf das in Fig. 4 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. 4 gezeigt ist, ein Kraftstoffeinspritzungssteuersignal für die Entspritzung 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. 4 gezeigt, und eine negative Spannung C₂ entsteht über der Sekundärwicklung der Zündspule 3, wie bei (C₂) in Fig. 4 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. 4 gezeigt. Somit werden dieese 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. 4 gezeigt.

Andererseits erzeugt der Komparator 23 der Maskierungseinrichtung 25 ein Ausgangssignal C′, wie bei (C′) in Fig. 4 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. 4 gezeigt, und vollführt logische Verknüpfungen, um ein Ausgangs- oder Rücksetzsignal E′ zu erzeugen, das bei (E′) in Fig. 4 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. 4 gezeigt. In diesem Fall bleibt der Ausgangspegel des zweiten Zählers 13 niedrig, wie bei (G) in Fig. 4 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. 4 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. 4 gezeigt. Entsprechend erzeugt der zweite Zähler 13 ein Ausgangssignal G, das beim Zeitpunkt t₃ ansteigt und dann durch einen Rücksetzimpuls E′ aufgrund eines Ionenstroms zurückgesetzt wird, was somit ein Fehlzünden in dem Zylinder 15 detektiert.

Die unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebene Maskierungseinrichtung 25 umfassend die Elemente 21-24 kann in die Vorrichtung aus Fig. 1 eingebaut werden, um die in den Fig. 1 und 3 ermöglichten Maskierungsfunktionen kombiniert vorzusehen. Dies kann gleichermaßen dadurch erzielt werden, daß die Maskierungseinrichtung 30 umfassend das UND-Gatter 30 in Fig. 1 in die Vorrichtung aus Fig. 3 eingebaut wird.

Claims (7)

1. Steuervorrichtung mit Fehlzündungsdetektion für eine Brennkraftmaschine, umfassend:

• a) eine Steuerung (1) zum Steuern der Zündung und der Kraftstoffzufuhr für einen Zylinder (15) des Motors der Brennkraftmaschine synchron mit dessen Drehung;
• b) einen Fehlzündungs-Detektor (MD) zum Detektieren von Fehlzündungen in dem Zylinder (15) mit einem Ionenstromdetektor (ID) zum Detektieren eines Ionenstroms, der zwischen den Elektroden einer Zündkerze (5) auf eine Verbrennung eines Luft/Kraftstoffgemisches in dem Zylinder (15) hin erzeugt wird; und
• c) eine Maskierungseinrichtung (Fig. 1; 30) zum Maskieren des Ausgangssignals des Fehlzündungs-Detektors (MD), wenn die Steuerung (1) die Kraftstoffzufuhr für den Zylinder (15) unterbricht.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskierungseinrichtung (30) ein UND-Gatter (30) umfaßt, wobei an einen invertierenden Eingangsanschluß des UND-Gatters (30) ein Maskierungssignal angelegt ist, welches die Steuerung (1) in Abhängigkeit von dem Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr für den Zylinder (15) erzeugt, wobei die Erzeugung des Maskierungssignales gestoppt ist während der Kraftstoffzufuhr für den Zylinder (15), und wobei an einen nichtinvertierten Eingangsanschluß des UND-Gatters (30) das Ausgangssignal des Fehlzündungs-Detektors (MD) angelegt ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlzündungs-Detektor (MD) umfaßt:

• - eine Zähleinrichtung (12, 13) mit einem Taktanschluß, an den ein Taktsignal angelegt ist, einem Rücksetzanschluß, an den das Ausgangssignal des Ionenstromdetektors angelegt ist, und einem Ausgangsanschluß, der mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des UND-Gatters (30) verbunden ist.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenstromdetektor (ID) umfaßt:

• - eine Rückstromprüfdiode (6), deren Anode mit der Zündkerze (5) und einer 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 zu einer Serienschaltung des ersten Widerstandes (7) und der Gleichstromquelle (8) geschaltet sind; und
• - einen Komparator (11), dessen erster Eingangsanschluß mit einem Verbindungspunkt (D) 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.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zweite Maskierungseinrichtung (Fig. 3, 21-24) zur Erfassung einer Zündhochspannung, die über der Sekundärwicklung einer Zündspule (3) entsteht, und zur Maskierung einer in dem Ausgangssignal des Ionenstromdetektors (ID) enthaltenen Rauschkomponente (N) in Abhängigkeit von der erfaßten Zündhochspannung.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Maskierungseinrichtung (21-24) umfaßt:

• - eine Serienschaltung eines Widerstandes (21) und eines Kondensators (22), die miteinander zwischen der Zündspule (3) und Masse in Serie geschaltet sind;
• - einen Komparator (23) mit einem ersten Eingangsanschluß, der mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand (21) und dem Kondensator (22) verbunden ist, einem zweiten Eingangsanschluß, der mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist, und einem Ausgangsanschluß; und
• - einem UND-Gatter (24) mit einem invertierenden Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß des Komparators (23) verbunden ist, und mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß, an den das Ausgangssignal des Ionenstromdetektors (ID) angelegt ist.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgenerator (19) vorgesehen ist, der synchron mit der Drehung einer Kurbelwelle (18) des Motors ein Steuersignal mit einer Reihe von Impulsen erzeugt, das der Zähleinrichtung als das Taktsignal zugeführt wird.