DE4207139A1

DE4207139A1 - Misfire detector measuring spark duration - is used in IC engine and compares duration deduced from detection of ignition coil prim. and sec. voltages with predetermined reference interval

Info

Publication number: DE4207139A1
Application number: DE19924207139
Authority: DE
Inventors: Yuuichi Shimasaki; Masaki Kanehiro; Takuji Ishioka; Takashi Hisaki; Shigeru Maruyama; Shigetaka Kuroda; Masataka Chikamatsu; Hideaki Arai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 1992-09-10
Anticipated expiration: 2012-03-07
Also published as: DE4207139C2

Abstract

Thr prim. winding (21a) of the ignition coil (21) is switched (T2) by a bipolar transistor (22), producing a sec. pulse for the sparking plug (23). Voltages at the collector electrode (N1) and the central electrode (N2) of the plug are taken through 1000:1 and 100:1 dividers (24,25), filters (26, 28) and digitisers (27,29) to a processor (5b). Inputs (5a) from detectors of engine speed and inlet manifold absolute pressure control the prodn. of an ignition command signal (A). The spark duration is compared with a min. reference. USE/ADVANTAGE - The site of a misfire can be detected precisely and promptly for instigation of suitable countermeasures.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehlzündungsdetek torsystem zur Detektierung einer Fehlzündung in einem Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, das sich insbesondere zur Detektierung einer mit dem Kraftstoffzufuhrsystem zusammenhängenden Fehlzündung eignet.The present invention relates to misfire detection gate system for detecting a misfire in one Internal combustion engine according to the preamble of the claim 1, which is in particular for detecting a with the Suitable fuel delivery system related misfire.

In einem Verbrennungsmotor wird generell die durch die Zünd spule erzeugte Hochspannung (Zündspannung) des Motors sequentiell über einen Verteiler auf die Zündkerzen der Zylinder des Motors verteilt, um eine den Verbrennungs kammern zugeführte Mischung zu zünden. Findet bei einer oder mehreren Zündkerzen eine normale Zündung nicht statt, d. h. tritt eine Fehlzündung auf, so führt dies zu verschiedenen Nachteilen, wie bespeilsweise einer Beeinträchtigung der Fahreigenschaften und einem erhöhten Kraftstoffverbrauch. Weiterhin kann es zu einem sog. Nachbrennen von unverbrann tem Kraftstoffgas im Auspuffsystem des Motors führen, was eine Erhöhung der Temperatur eines Katalysators einer im Auspuffsystem angeordneten Abgas-Reinigungseinrichtung führt. Es ist daher wichtig, das Auftreten einer Fehlzündung zu verhindern. Fehlzündungen werden größtenteils nach ihrer Herkunft, nämlich bedingt durch das Kraftstoffzufuhrsystem oder bedingt durch das Zündsystem klassifiziert. Dem Kraft stoffzufuhrsystem zuzuordende Fehlzündungen sind durch die Zufuhr durch einer mageren oder fetten Mischung zum Motor bedingt, während dem Zündsystem zuzuordnende Fehlzündungen durch einen Zündausfall (sog. Fehlzündung) bedingt sind, d. h. an der Zündkerze findet eine normale Zündentladung nicht statt. Dies ist die Folge einer Verrußung oder eines Feuchtwerdens der Zündkerze mit Kraftstoff, speziell durch Adhäsion von Kohlenstoff im Kraftstoff an der Zündkerze, was zu einem Leckstrom zwischen den Elektroden der Zündkerze oder einer Fehlfunktion in der Zündschaltung führt. In an internal combustion engine, the ignition coil generated high voltage (ignition voltage) of the engine sequentially via a distributor on the spark plugs of the Cylinder of the engine distributed to the combustion to ignite mixture supplied to chambers. Find at one or normal ignition does not take place if several spark plugs, i. H. if misfire occurs, this leads to different ones Disadvantages, such as impairment of Driving characteristics and increased fuel consumption. Furthermore, there can be a so-called afterburn of unburned cause fuel gas in the exhaust system of the engine what an increase in the temperature of a catalyst in the Exhaust system arranged exhaust gas cleaning device leads. It is therefore important to avoid the occurrence of a misfire to prevent. Misfires are largely based on theirs Origin, namely due to the fuel supply system or classified by the ignition system. The force Misfire attributable to the misfeed system Lean or rich mixture feed to the engine due to misfires attributable to the ignition system are caused by an ignition failure (so-called misfire), d. H. there is a normal ignition discharge at the spark plug not instead. This is the result of a soot or one The spark plug gets wet with fuel, especially through Adhesion of carbon in the fuel to the spark plug what leakage current between the electrodes of the spark plug or malfunction in the ignition circuit.

Verteilerkontakte im Vergleich zum Zündausfall bei eintre tender Zündung größer ist.Distributor contacts compared to the ignition failure at entry tender ignition is greater.

Das konventionelle Fehlzündungsdetektorsystem basiert je doch lediglich auf der Frequenz der Dämpfung der durch die Zünschaltung erzeugten Oszillatorspannung, d. h. darauf, ob zwischen den Elektroden der Zündkerze eine Entladung auf tritt oder nicht. Das konventionelle System kann daher nicht unterscheiden, ob eine detektierte Fehlzündung einem Grund im Kraftstoffzufuhrsystem oder im Zündsystem zuzuordnen ist. Im Falle des Kraftstoffzufuhrsystems kann nämlich die Mi schung aufgrund ihres mageren oder fetten Zustandes nicht gezündet werden, obwohl eine Entladung tatsächlich stattge funden hat. Daher kann ein zufriedenstellender und sofor tiger Ausfallbeseitigungsvorgang nicht stattfinden.The conventional misfire detection system is based but only on the frequency of the attenuation by Switching generated oscillator voltage, d. H. on whether discharge occurs between the electrodes of the spark plug occurs or not. The conventional system cannot distinguish whether a detected misfire is a reason in the fuel supply system or in the ignition system. In the case of the fuel supply system, the Mi because of their lean or fat condition be ignited even though a discharge actually takes place found. Therefore, a satisfactory and immediate failure recovery process does not take place.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fehlzündungsdetektorsystem für Verbrennungsmotoren anzuge ben, mit dem eine dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnende Fehlzündung genau detektiert werden kann.The present invention is based on the object Misfire detector system for internal combustion engines with which one is assigned to the fuel supply system Misfire can be detected accurately.

Diese Aufgabe wird bei einem Fehlzündungsdetektorsystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is accomplished with a misfire detection system initially mentioned type according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1 solved.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung eine Meßschaltung zur Messung der Dauer der Entladung von der Zeit der Erzeugung des Zündbefehlssignals an auf der Basis des Ausgangssignals von der Spannungswert-Detektorschaltung sowie einen Kompa rator zum Vergleich der gemessenen Dauer der Entladung mit einer vorgegebenen Zeitperiode. Die Fehlzündungs-Bestim mungsschaltung beurteilt in Abhängigkeit vom Vergleich durch den Komparator, daß eine Fehlzündung im Motor aufgetreten ist, wenn die gemessenen Dauer der Entladung kürzer als die vorgegebene Zeitperiode ist. In a preferred embodiment of the invention contains the misfire determination circuit is a measurement circuit for Measurement of the duration of the discharge from the time of generation of the ignition command signal based on the output signal from the voltage value detector circuit as well as a compa rator to compare the measured duration of the discharge with a predetermined period of time. The misfire determination circuit judged depending on the comparison the comparator that a misfire occurred in the engine is when the measured duration of the discharge is shorter than that predetermined time period.

Die Meßschaltung bestimmt vorzugsweise einen Referenzspan nungswert auf der Basis des Ausgangssignals der Spannungs wert-Detektorschaltung, mißt eine Zeitperiode, während wel cher die durch die Spannungswert-Detektorschaltung nachfol gend detektierte Zündspannung kontinuierlich größer als der festgelegte Referenzspannungswert ist, und nimmt die gemes sene Zeitperiode als Dauer der Entladung.The measuring circuit preferably determines a reference chip voltage value based on the output signal of the voltage value detector circuit, measures a period of time during wel following the voltage value detector circuit Detected ignition voltage continuously greater than that specified reference voltage value, and takes the measured time period as the duration of the discharge.

Weiterhin bestimmt die Meßschaltung vorzugsweise den Refe renzspannungswert auf der Basis eines Spitzenwertes der durch die Spannungswert-Detektorschaltung detektierten Entladespannung.Furthermore, the measuring circuit preferably determines the ref limit voltage value based on a peak value of detected by the voltage value detector circuit Discharge voltage.

Andererseits kann die Meßschaltung den Referenzspannungs wert auf der Basis eines integrierten Wertes der durch die Spannungswert-Detektorschaltung detektierten Entladungs spannung bestimmen.On the other hand, the measuring circuit can measure the reference voltage value based on an integrated value by the Voltage value detector circuit detected discharge determine voltage.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält die Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung einen ersten unmit telbar nach der Erzeugung des Zündspannungssignals arbei tenden Komparator zum Vergleich der durch die Spannungs wert-Detektorschaltung detektierten Zündspannung mit einem ersten vorgegebenen Spannungswert, einem zweiten bei Über schreiten des ersten vorgegebenen Spannungswertes durch die Zündspannung arbeitenden Komparator zum Vergleich der nach folgend durch die Spannungswert-Detektorschaltung detek tierten Zündspannung mit einem zweiten vorgegebenen Span nungswert, bis eine vorgegebene Zeitperiode nach der Erzeu gung des Zündspannungssignals abläuft, sowie eine Beurtei lungsschaltung zur Beurteilung, daß eine Fehlzündung im Motor aufgetreten ist, wenn die Zündspannung unterhalb des zweiten vorgegebenen Spannungswertes liegt.According to a further embodiment of the invention contains the misfire determination circuit immediately first telbar work after the generation of the ignition voltage signal comparator comparing the voltage value detector circuit detected ignition voltage with a first predetermined voltage value, a second at over step through the first predetermined voltage value Ignition voltage comparator to compare the after following by the voltage value detector circuit detek based ignition voltage with a second predetermined span value until a predetermined period of time after generation tion of the ignition voltage signal expires, and an appraisal circuit to assess that a misfire in the Engine has occurred when the ignition voltage is below the second predetermined voltage value.

Die vorgegebene Zeitperiode ist auf eine erste Zeitperiode eingestellt, welche geringfügig länger als eine zweite Zeitperiode vom Zeitpunkt der Erzeugung des Zündspannungs signals bis zum Zeitpunkt des Auftretens einer auf eine in duktive Entladung folgenden kapazitiven Entladung ist. Die zweite Zeitperiode wird angenommen, wenn ein normales Zünden auftritt.The predetermined time period is on a first time period set which is slightly longer than a second Time period from the time of generation of the ignition voltage signals up to the time of occurrence of one on one in ductive discharge following capacitive discharge. The second time period is assumed when normal ignition occurs.

Vorzugsweise werden der erste und zweite vorgegebene Span nungswert in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors eingestellt.The first and second predetermined chips are preferably value depending on the operating conditions of the engine set.

Die Zündspule umfaßt eine Primärwickung und eine Sekundär wickung. Die Zündspannung kann entweder die durch die Pri märwicklung erzeugte Primärspannung oder die durch die Se kundärwicklung erzeugte Sekundärspannung sein.The ignition coil comprises a primary winding and a secondary winding. The ignition voltage can either be determined by the Pri primary winding or the voltage generated by the Se secondary voltage generated secondary.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:The invention is described below with reference to the figures the drawing shown embodiments closer explained. It shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Fehlzündungsdetektorsystem; Fig. 1 is a block diagram showing the overall arrangement of an internal combustion engine with an inventive misfire detector system;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fehlzündungsdetektorsy stems für einen Verbrennungsmotor; Fig. 2 is a block diagram of a first embodiment of a misfire detector system according to the invention for an internal combustion engine;

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Programms zur Detektierung eines den Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung auf der Basis der Primärspannung (Zündspannung) einer Zündspule nach Fig. 1; Fig. 3 is a flowchart of a program for detecting a fuel supply system attributable to misfire on the basis of the primary voltage (ignition voltage) of an ignition coil according to Fig. 1;

Fig. 4 ein Änderungen der Primärspannung zeigendes Zeit taktdiagramm, das zur Erläuterung von dem Kraft stoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündungen zweckmäßig ist; Fig. 4 is a timing diagram showing changes in the primary voltage, which is useful for explaining misfires attributed to the fuel supply system;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Programms zur Detektierung einer dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung auf der Basis der Sekundärspannung (Zündspannung) der Zündspule;5 is a flowchart of a program for detecting a attributable to the fuel supply system of misfire on the basis of the secondary voltage (ignition voltage) of the ignition coil.

Fig. 6 ein Änderungen der Sekundärspannung zeigendes Zeittaktdiagramm, das zur Erläuterung von dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündun gen zweckmäßig ist; Fig. 6 is a timing diagram showing changes in the secondary voltage, useful for explaining misfires attributable to the fuel supply system;

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Programms zur Messung einer Entladedauer zur Verwendung bei der Fehlzündungs detektierung gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; Fig. 7 is a flowchart of a program for measuring a discharge time for use in the misfire detection according to a second embodiment of the present invention;

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Programms zur Detektierung einer dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung auf der Basis der durch das Programm nach Fig. 7 gewonnenen Entladedauer; FIG. 8 is a flowchart of a program for detecting a misfire associated with the fuel supply system based on the discharge time obtained by the program of FIG. 7;

Fig. 9 ein Änderungen der Primärspannung zeigendes Zeit taktdiagramm, das zur Erläuterung der Funktion der Programme nach den Fig. 7 und 8 zweckmäßig ist; Fig. 9 is a timing diagram showing changes in the primary voltage useful for explaining the operation of the programs of Figs. 7 and 8;

Fig. 10 ein Diagramm von Änderungen der durch Integration der Zündspannung gewonnenen Primärspannung; und FIG. 10 is a graph of changes of the primary voltage obtained by integrating the starting voltage; and

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Ausführung der Programme nach den Fig. 7 und 8. Fig. 11 is a block diagram of a circuit arrangement for the execution of the programs shown in FIGS. 7 and 8.

Bei der Gesamtanordnung eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Fehlzündungsdetektorsystem nach Fig. 1 ist in einem Ansaugrohr 2 eines Motors 1 ein eine Drosselklappe 3′ aufnehmender Drosselklappenkörper 3 vorgesehen. Ein Dros selklappenöffnungs-Sensor 4 (RTH-Sensor) ist mit der Dros selklappe 3′ zur Erzeugung eines elektrischen Signals ver bunden, das ein Maß für die Drosselklappenöffnung ist. In the overall arrangement of an internal combustion engine with a misfire detection system according to the invention according to FIG. 1, a throttle body 3 'accommodating a throttle body 3 is provided in an intake pipe 2 of an engine 1 . A throttle valve sensor 4 (RTH sensor) is connected to the throttle valve 3 'to produce an electrical signal which is a measure of the throttle valve opening.

Dieses Signal wird einer elektronischen Steuereinheit 5 (im folgenden mit "ECU" bezeichnet) zugeführt.This signal is supplied to an electronic control unit 5 (hereinafter referred to as "ECU").

Kraftstoffeinspritzventile 6 für die Zylinder sind im An saugrohr an Stellen zwischen dem Motor 1 und dem Drossel klappenkörper 3 sowie in Strömungsrichtung gerinfügig vor einem nicht dargestellten Ansaugventil angeordnet. Diese Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer nicht darge stellten Kraftstoffpumpe und elektrisch mit der ECU 5 ver bunden, wodurch die Ventilöffnungsperioden durch Signale von dieser gesteuert werden.Fuel injection valves 6 for the cylinders are arranged in the intake manifold at locations between the engine 1 and the throttle valve body 3 and in the flow direction slightly in front of a suction valve, not shown. These fuel injectors 6 are connected to a fuel pump, not shown, and electrically connected to the ECU 5 , whereby the valve opening periods are controlled by signals therefrom.

Mit dem Inneren des Ansaugrohrs 2 steht über eine Leitung 7 an einer Stelle in Strömungsrichtung unmittelbar hinter der Drosselklappe 3′ ein Ansaugrohrabsolutdruck-Sensor 8 (PBA- Sensor) in Verbindung, der ein ein Maß für den erfaßten Ab solutdruck darstellendes elektrisches Signal zur ECU 5 lie fert. In das Ansaugrohr 3 ist an einer Stelle in Strömungs richtung hinter dem Ansaugrohrabsolutdruck-Sensor 8 ein An saugrohrtemperatur-Sensor 9 (TA-Sensor) eingesetzt, der ein ein Maß für die erfaßte Ansaugrohrtemperatur TA darstellen des elektrisches Signal zur ECU 5 liefert.With the inside of the intake pipe 2 is via a line 7 at a point in the flow direction immediately behind the throttle valve 3 'an intake pipe absolute pressure sensor 8 (PBA sensor) in connection, which is a measure of the detected absolute pressure from an electrical signal to the ECU 5th deliver. In the intake pipe 3 at one point in the flow direction behind the intake pipe absolute pressure sensor 8, an intake pipe temperature sensor 9 (TA sensor) is used, which represents a measure of the recorded intake pipe temperature TA of the electrical signal to the ECU 5 .

Ein im Zylinderblock des Motors 1 montierter Motorkühlmit teltemperatur-Sensor 10 (TW-Sensor) liefert ein ein Maß für die erfaßte Motorkühlmitteltemperatur TW darstellendes elek trisches Signal zur ECU 5.A mounted in the cylinder block of the engine 1 engine coolant temperature sensor 10 (TW sensor) provides a measure of the detected engine coolant temperature TW electrical signal to the ECU 5 .

Gegenüber einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle des Mo tors 1 (beide nicht dargestellt) sind ein Motordrehzahl- Sensor 11 (NE-Sensor) und ein Zylinderunterscheidungssensor 12 (CYL-Sensor) vorgesehen. Der Motordrehzahl-Sensor 11 erzeugt einen Impuls als TDC-Signalimpuls bei vorgegebenen Kurbelwinkeln, wenn sich die Kurbelwelle um 180° dreht, wäh rend der Zylinderunterscheidungssensor 12 einen Impuls bei einem vorgegebenen Kurbelwinkel eines speziellen Zylinders des Motors liefert. Diese Impulse werden der ECU 5 zuge führt.Opposite a camshaft or a crankshaft of the engine 1 (both not shown), an engine speed sensor 11 (NE sensor) and a cylinder discrimination sensor 12 (CYL sensor) are provided. The engine speed sensor 11 generates a pulse as a TDC signal pulse at predetermined crank angles when the crankshaft rotates 180 °, while the cylinder discrimination sensor 12 supplies a pulse at a predetermined crank angle of a specific cylinder of the engine. These pulses are fed to the ECU 5 .

In einem mit dem Zylinderblock des Motors 1 verbundenen Aus puffrohr 13 ist ein Dreiwegekatalysator 14 zur Reinigung von giftigen Komponenenten, wie beispielsweise HC, CO und NO_X vorgesehen. Im Auspuffrohr 13 ist an einer Stelle in Strö mungsrichtung vor dem Dreiwegekatalysator 14 ein O₂-Sensor 15 als Auspuffgas-Bestandteilkonzentrationssensor (im fol genden als "LAF-Sensor" bezeichnet) montiert, der für die ECU 5 ein elektrisches Signal mit einem Pegel liefert, der etwa proportional zur Sauerstoffkonzentration in den Aus puffgasen ist.In a connected to the cylinder block of the engine 1 from the exhaust pipe 13 , a three-way catalyst 14 for cleaning toxic components such as HC, CO and NO _{X is} provided. In the exhaust pipe 13 at one point in the flow direction before the three-way catalyst 14, an O ₂ sensor 15 as an exhaust gas component concentration sensor (hereinafter referred to as "LAF sensor") is mounted, which provides an electrical signal for the ECU 5 at a level , which is approximately proportional to the oxygen concentration in the exhaust gases.

Weiterhin ist im Motor 1 eine Zündeinrichtung 16 vorgese hen, welche eine Zündspule sowie im folgenden angesprochene Zündkerzen enthält und durch ein Zündbefehlssignal A von der ECU 5 eine Bogenzündung bewirkt.Furthermore, an ignition device 16 is provided in engine 1 , which contains an ignition coil and spark plugs which are referred to below and which causes ignition by an ignition command signal A from ECU 5 .

Die ECU 5 enthält eine Eingangsschaltung 5a mit Funktionen der Signalformung von Eingangssignalen von den vorstehend genannten verschiedenen Sensoren, der Verschiebung der Span nungspegel von Sensorausgangssignalen auf einen vorgegebe nen Pegel, der Umsetzung von Analogsignalen von Sensoren mit analogem Ausgang in Digitalsignale, usw., eine zentrale Ver arbeitungseinheit 5b (im folgenden "CPU" genannt), eine Speicheranordnung 5c zur Speicherung verschiedener durch die CPU 5b abzuarbeitender Betriebsprogramme sowie zur Speiche rung von Berechnungsergebnissen, usw., eine Ausgangsschal tung 5d, welche Treibersignale und das Zündbefehlssignal A für die Kraftstoffeinspritzventile 6 und die Zündeinrichtung 16 liefert, sowie eine im folgenden noch zu beschreibende Fehlzündungsdetektorschaltung 5e.The ECU 5 includes an input circuit 5 a with functions of signal shaping of input signals from the aforementioned various sensors, the shift of the voltage level of sensor output signals to a predetermined level, the conversion of analog signals from sensors with an analog output into digital signals, etc., one central Ver processing unit 5 b (hereinafter "CPU" called), a memory array 5c for storing various by the CPU 5 b abzuarbeitender operating programs and to spoke tion of calculation results, etc., an output TIC 5d which outputs driving signals and the ignition command signal a for the fuel injection valves 6 and the ignition device 16 , and a misfire detector circuit 5 e to be described below.

Die CPU 5b arbeitet in Abhängigkeit von den obengenannten Signalen von den Sensoren zur Bestimmung von Betriebsbedin gungen, in denen der Motor 1 arbeitet, wobei es sich bei spielsweise um einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Rückkoppel regelbereich sowie Steuerbereiche handelt. Sie berechnet auf der Basis der bestimmten Motorbetriebszustände die Ventil öffnungsperiode bzw. die Kraftstoffeinspritzperiode T_OUT, in der die Kraftstoffeinspritzventile 6 synchron mit der Eingabe der TDC-Signalimpulse in die ECU 5 geöffnet werden sollen.The CPU 5 b works in dependence on the above-mentioned signals from the sensors for determining operating conditions in which the engine 1 is operating, for example an air / fuel ratio feedback control range and control ranges. On the basis of the determined engine operating states, it calculates the valve opening period or the fuel injection period T _OUT , in which the fuel injection valves 6 are to be opened in synchronization with the input of the TDC signal pulses into the ECU 5 .

Weiterhin berechnet die CPU 5b den Zündzeittakt TIG des Mo tors auf der Basis des bestimmten Motorbetriebszustandes.Furthermore, the CPU 5 b calculates the ignition timing TIG of the engine based on the determined engine operating condition.

Die CPU 5b führt Berechnungen im oben beschriebenen Sinne durch und speist die Kraftstoffeinspritzventile 6 und die Zündeinrichtung 18 mit Treibersignalen und dem Zündbefehls signal A auf der Basis der Berechnungsergebnisse über die Ausgangsschaltung 5d.The CPU 5 b carries out calculations in the sense described above and feeds the fuel injection valves 6 and the ignition device 18 with driver signals and the ignition command signal A on the basis of the calculation results via the output circuit 5 d.

Fig. 2 zeigt die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fehlzündungsdetektorsystems. Dieses Fehlzündungsdetektor system stellt aus der Größe der durch die Entladung der Zündkerze erzeugten kapazitiven Entladungsspannung fest, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist oder nicht und ob die Fehl zündung dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnen ist. Fig. 2 shows the embodiment of the misfire detection system according to the invention. This misfire detector system determines from the size of the capacitive discharge voltage generated by the discharge of the spark plug whether a misfire has occurred or not and whether the misfire is attributable to the fuel supply system.

Gemäß Fig. 1 ist eine mit einer Versorgungsspannung VB ge speiste Eingangsklemme der Zündeinrichtung 16 mit einer Zündspule 21 (Zündeinrichtung) verbunden, welche eine Pri märwicklung 21a und eine Sekundärwicklung 21b aufweist. Diese Wicklungen sind an einem Ende miteinander verbunden. Das andere Ende der Primärwickung 21a ist an einem Knoten N1, an dem die Zündspannung (Primärspannung) erzeugt wird, mit dem Kollektor eines Transistors 22 verbunden. Die Basis dieses Transistors 22 ist mit einer Eingangsklemme T2 ver bunden, an der das Zündbefehlssignal A zugeführt wird. Der Emitter des Transistors ist geerdet. Das andere Ende der Sekundärwicklung 21b ist an einem Knoten N2, an dem die Zündspannung (Sekundärspannung) erzeugt wird, mit einer Mittelelektrode 23a einer Zündkerze 23 für den jeweiligen Motorzylinder verbunden. Eine Elektrode 23b der Zündkerze 23 ist geerdet. Der Knoten N1 ist mit einem Eingang einer Dämp fungsstufe 24 (Spannungswertdetektor) verbunden, während der Knoten N2 mit dem Eingang einer weiteren Dämpfungsstufe 25 (Spannungswertdetektor) verbunden ist. Die Dämpfungsstufen 24 und 25 sind mit ihren Ausgängen über Filter 28, 28 und A/D-Umsetzer 27, 29 der ECU 5 mit der CPU 5b gekoppelt. Die Dämpfungsstufen 24 und 25 sind weiterhin Spannungsteiler, welche die Primär- und Sekundärspannung mit einem entspre chenden Verhältnis von 1 : 1000 bzw. 1 : 100 teilen, so daß die Primärspannung von mehreren 100 V auf mehrere Volt geändert wird, während die Sekundärspannung von mehreren 10 kV auf mehrere 10 V geändert wird. Die CPU 5b ist mit der mit dem Zündbefehlsignal A gespeisten Basis des Transistors 25 über die Ausgangsschaltung 5d und über die Eingangsschaltung 5a mit verschiedenen Motorbetriebsparameter-Sensoren (Motorbe triebszustand-Detektoren), u. a. dem NE-Sensor 15 und dem PBA-Sensor 8 verbunden. Die CPU 5b bildet eine Signalgenera toranordnung, welche den Zündzeittakt auf der Basis der Mo torbetriebszustände bestimmt und erzeugt das Zündbefehls signal A. Weiterhin bildet sie eine Fehlzündungsbestim mungsanordnung, welche bestimmt, ob eine dem Kraftstoffzu fuhrsystem zuzuordnende Fehlzündung aufgetreten ist oder nicht.Referring to FIG. 1, a ge with a supply voltage VB supplied input terminal of the ignition device 16 is connected to an ignition coil 21 (ignition device) having a Pri märwicklung 21 a and having a secondary winding 21b. These windings are connected to one another at one end. The other end of the primary winding 21 a is connected to the collector of a transistor 22 at a node N 1 , at which the ignition voltage (primary voltage) is generated. The base of this transistor 22 is connected to an input terminal T 2 , to which the ignition command signal A is supplied. The emitter of the transistor is grounded. The other end of the secondary winding 21 b is connected at a node N 2 , at which the ignition voltage (secondary voltage) is generated, to a central electrode 23 a of a spark plug 23 for the respective engine cylinder. An electrode 23 b of the spark plug 23 is grounded. The node N 1 is connected to an input of a damping stage 24 (voltage value detector), while the node N 2 is connected to the input of a further damping stage 25 (voltage value detector). The damping stages 24 and 25 are coupled with their outputs via filters 28 , 28 and A / D converters 27 , 29 of the ECU 5 to the CPU 5 b. The damping stages 24 and 25 are also voltage dividers, which share the primary and secondary voltage with a corresponding ratio of 1: 1000 and 1: 100, so that the primary voltage is changed from several 100 V to several volts, while the secondary voltage from several 10 kV is changed to several 10 V. The CPU 5 b is supplied with the ignition command signal A of the base of the transistor 25 via the output circuit 5 d and via the input circuit 5 a with various engine operating parameter sensors (engine operating condition detectors), including the NE sensor 15 and the PBA sensor 8 connected. The CPU 5 b forms a signal generator arrangement which determines the ignition timing on the basis of the engine operating states and generates the ignition command signal A. Furthermore, it forms a misfire determination arrangement which determines whether a misfire associated with the fuel supply system has occurred or not.

Die Fig. 4 und 6 zeigen Zeittaktdiagramme der durch die Pri märwicklung 21a der Zündspule 21 erzeugten Zündspannung (Primärspannung) bzw. der durch die Sekundärwicklung 21b erzeugten Zündspannung (Sekundärspannung), wobei diese Span nungen als Funktion des Zündbefehlssignals A erzeugt werden. FIGS. 4 and 6 show timing charts of märwicklung by the Pri 21 starting voltage a of the ignition coil 21 generated (primary voltage) or b through the secondary winding 21 of the ignition voltage generated (secondary voltage), said clamping voltages are generated as a function of the ignition command signal A.

Diese Figuren sind zur Erläuterung von dem Kraftstoffzu fuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündungen zweckmäßig. Eine aus gezogene Kurve zeigt jeweils die Zündspannung bei normal ge zündeter Mischung, während eine gestrichelte Kurve jeweils die Zündspannung bei auftretender Fehlzündung zeigt. These figures are for explanation of the fuel misfire attributable to the driving system. One out drawn curve shows the ignition voltage at normal ge ignited mixture, while a dashed curve each shows the ignition voltage when misfire occurs.

Anhand von Fig. 4 wird nachfolgend die in den vorgenannten Fällen erreichbare Zündspannungscharakteristik erläutert.The ignition voltage characteristic achievable in the aforementioned cases is explained below with reference to FIG. 4.

Zunächst wird die im Falle einer normalen Zündung erreich bare Zündspannungscharakteristik anhand der ausgezogenen Kurven erläutert. Wird das Zündbefehlssignal A unmittelbar nach einem Zeitpunkt t0 erzeugt, so steigt die Zündspannung dann auf einen solchen Wert, daß ein dielektrischer Durch bruch der Mischung zwischen den Elektroden der Zündkerze, d. h. am Entladungsspalt der Zündkerze (Kurve a) hervorgeru fen wird. Übersteigt beispielsweise gemäß Fig. 4 die Zünd spannung einen Referenzspannungswert Vfire0 zur Bestimmung einer normalen Zündung, d. h. V<Vfire0, so tritt der di elektrische Durchbruch der Mischung ein. Der Entladungszu stand verschiebt sich dann von einem kapazitiven Entladungs zustand vor dem dielektrischen Durchbruch mit einer sehr kurzen Dauer bei einem Stromfluß von mehreren hundert Ampere zu einem induktiven Entladungszustand mit einer Dauer von mehreren Millisekunden mit einem praktisch konstanten Zünd spannungswert bei einem Stromfluß von mehreren zehn Milli ampere (Kurve b). Die induktive Entladungsspannung steigt mit einer Druckzunahme im Motorzylinder aufgrund des Kom pressionshubes des Kolbens nach dem Zeitpunkt t0 an, da eine höhere Spannung für die induktive Entladung bei zunehmendem Zylinderdruck erforderlich ist. In der Endstufe der indukti ven Entladung fällt die Spannung zwischen den Elektroden der Zündkerze unter einen für die Fortführung der induktiven Entladung notwendigen Wert aufgrund der abnehmenden indukti ven Energie der Zündspule, so daß die induktive Entladung aufhört und die kapazitive Entladung wieder auftritt. In diesem kapazitiven Entladungszustand steigt die Spannung zwischen den Zündkerzenelektroden wiederum an, und zwar in Richtung der Erzeugung eines dielektrischen Durchbruchs der Mischung. Da die Zündspule 21 dann jedoch einen sehr gerin gen Restenergiewert aufweist, ist der Anstiegsbetrag der Spannung klein (Kurve c). Dies ergibt sich daraus, daß der elektrische Widerstand des Entladungsspaltes aufgrund der Ionisierung der Mischung während des Zündens klein ist.First of all, the ignition voltage characteristic that can be achieved in the case of normal ignition is explained on the basis of the solid curves. If the ignition command signal A is generated immediately after a point in time t0, the ignition voltage then rises to such a value that a dielectric breakdown of the mixture between the electrodes of the spark plug, ie at the discharge gap of the spark plug (curve a), is caused. Exceeds, for example, as shown in FIG. 4, the ignition voltage a reference voltage value Vfire0 for determining a normal ignition, ie V <Vfire0, the di electrical breakdown of the mixture occurs. The Entladungszu stood then shifts from a capacitive discharge state before the dielectric breakdown with a very short duration with a current flow of several hundred amperes to an inductive discharge state with a duration of several milliseconds with a practically constant ignition voltage value with a current flow of several tens of milli ampere (curve b). The inductive discharge voltage increases with an increase in pressure in the engine cylinder due to the compression stroke of the piston after the time t0, since a higher voltage is required for the inductive discharge with increasing cylinder pressure. In the final stage of the inductive discharge, the voltage between the electrodes of the spark plug falls below a value necessary for the continuation of the inductive discharge due to the decreasing inductive energy of the ignition coil, so that the inductive discharge stops and the capacitive discharge occurs again. In this capacitive discharge state, the voltage between the spark plug electrodes increases again, in the direction of producing a dielectric breakdown of the mixture. However, since the ignition coil 21 then has a very low residual energy value, the amount of increase in the voltage is small (curve c). This results from the fact that the electrical resistance of the discharge gap is small due to the ionization of the mixture during ignition.

Im folgenden wird die durch die gestrichelten Kurven ange gebene Zündspannungscharakteristik erläutert, welche bei einer Fehlzündung auftritt, die dadurch hervorgerufen wird, daß beispielsweise dem Motor eine magere Mischung zugeführt wird, oder die Kraftstoffzufuhr zum Motor aufgrund eines Ausfalls des Kraftstoffzufuhrsystems unterbrochen wird. Un mittelbar nach dem Zeitpunkt t0 der Erzeugung des Zündbe fehlsignals A steigt die Zündspannung über einen Pegel, wel cher zu einem dielektrischen Durchbruch der Mischung führt. In diesem Falle ist das Verhältnis der Luftanteile in der Mischung größer als für den Fall einer Mischung mit einem Luft-/Kraftstoffverhältnis nahe dem stoichiometrischen Ver hältnis, so daß die dielektrische Festigkeit der Mischung entsprechend hoch ist. Da die Mischung nicht gezündet wird, wird sie auch ionisiert, so daß der elektrische Widerstand des Entladungsspaltes der Kerze hoch ist. Die dielektrische Durchbruchsspannung wird daher höher als im Fall einer nor malen Zündung der Mischung (Kurve a′), wie dies aus Fig. 4 hervorgeht.In the following, the ignition voltage characteristic indicated by the dashed curves is explained, which occurs in the event of a misfire, which is caused by, for example, the engine being supplied with a lean mixture or the fuel supply to the engine being interrupted due to a failure of the fuel supply system. Immediately after the time t0 of the generation of the ignition command signal A, the ignition voltage rises above a level which leads to a dielectric breakdown of the mixture. In this case, the ratio of the air fractions in the mixture is larger than in the case of a mixture with an air / fuel ratio close to the stoichiometric ratio, so that the dielectric strength of the mixture is correspondingly high. Since the mixture is not ignited, it is also ionized so that the electrical resistance of the discharge gap of the candle is high. The dielectric breakdown voltage is therefore higher than in the case of a normal ignition of the mixture (curve a '), as can be seen from Fig. 4.

Die Zündspannung V übersteigt daher einen Referenzspan nungswert Vmis1 zur Bestimmung einer dem Kraftstoffzufuhr system zuzuordnenden Fehlzündung (V<Vmis1). Danach ver schiebt sich der Entladungszustand zu einem induktiven Ent ladungszustand wie im Fall der normalen Zündung (Kurve b′). Auch ist der elektrische Widerstand des Entladungsspaltes der Kerze im Fall etwa der Zuführung einer mageren Mischung größer als im Fall einer normalen Zündung, so daß die in duktive Entladungsspannung im Vergleich zur normalen Zün dung auf einen höheren Wert ansteigt, was zu einer früheren Verschiebung vom induktiven Entladungszustand zum kapaziti ven Entladungszustand führt. Die kapazitive Entladungsspan nung beim Übergang vom induktiven Entladungszustand zum ka pazitiven Entladungszustand ist weit höher als bei normaler Zündung (Kurve c′), weil die Spannung des dielektrischen Durchbruchs der Mischung größer als bei normaler Zündung ist und weil die Zündspule aufgrund der früheren Beendigung der induktiven Entladung (d. h. die Entladungsdauer ist kürzer) noch einen beträchtlichen Restenergiebetrag enthält. Unmit telbar nach Beendigung der kapazitiven Entladung nimmt daher die Restenergie der Spule plötzlich ab, wobei auch die Zünd spannung plötzlich auf nahe Null Volt (Kurve c′) fällt.The ignition voltage V therefore exceeds a reference span Vmis1 for determining a fuel supply misfire (V <Vmis1). After that ver the discharge state shifts to an inductive discharge State of charge as in the case of normal ignition (curve b ′). Also the electrical resistance of the discharge gap the candle in the case of the supply of a lean mixture larger than in the case of normal ignition, so that the in ductile discharge voltage compared to normal ignition increase to a higher value, leading to an earlier one Shift from inductive discharge state to capacitance ven discharge state leads. The capacitive discharge chip voltage during the transition from the inductive discharge state to the ka capacitive discharge state is far higher than normal Ignition (curve c ′) because of the voltage of the dielectric Breakthrough of the mixture is greater than with normal ignition and because the ignition coil due to the earlier termination of the inductive discharge (i.e. the discharge time is shorter) still contains a considerable amount of residual energy. Immit telbar after the end of the capacitive discharge therefore increases the residual energy of the coil suddenly decreases, whereby the ignition voltage suddenly drops to near zero volts (curve c ′).

Erfindungsgemäß wird die Tatsache ausgenutzt, daß für den Fall des Auftretens einer dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzu ordnenden Fehlzündung (im folgenden als "FI-Fehlzündung" bezeichnet) die Zündspannung früher als im Fall der norma len Zündung auf nahezu Null Volt fällt.According to the invention, the fact is used that for In the event of an occurrence of the fuel supply system ordering misfire (hereinafter referred to as "FI misfire" the ignition voltage earlier than in the case of norma len ignition drops to almost zero volts.

Wie die Fig. 4 und 6 zeigen besitzt die durch die Sekundär wicklung 21b der Zündspule 21 erzeugte Zündspannung (Sekun därspannung) nahezu die gleiche Charakteristik wie die oben beschriebene durch die Primärwicklung 21a der Zündspule 21 erzeugte Zündspannung (Primärspannung). Von einer Erläute rung der Sekundärspannungscharakteristik wird daher abgese hen.As shown in FIGS. 4 and 6, the winding through the secondary of the ignition coil 21 b 21 generated ignition voltage (seconding därspannung) is almost the same characteristic as the above-described through the primary winding 21a of the ignition coil 21 generated ignition voltage (primary voltage). Explanation of the secondary voltage characteristic is therefore excluded.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Fehlzündungsdetek torschaltung nach Fig. 2 auf der Basis der Primärspannung der Zündspule 21 anhand der Fig. 3 und 4 erläutert. Fig. 3 zeigt ein Programm zur Detektierung einer dem Kraftstoffzu fuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung mittels der Schaltungs anordnung nach Fig. 2. Dieses Programm wird in vorgegebenen festen Zeitintervallen abgearbeitet.The operation of the misfire detector circuit according to FIG. 2 is explained on the basis of the primary voltage of the ignition coil 21 with reference to FIGS. 3 and 4. Fig. 3 shows a program for detecting a misfire to be assigned to the fuel supply system by means of the circuit arrangement according to Fig. 2. This program is processed at predetermined fixed time intervals.

Zunächst wird in einem Schritt S1 bestimmt, ob ein Zu standssignal IG, das anzeigt, ob das Zündbefehlssignal A erzeugt worden ist oder nicht, auf einen Wert von 1 gesetzt. Das Zustandssignal IG zeigt beim Setzen von 1 an, daß das Signal A erzeugt worden ist. Das Zustandssignal IG wird somit bei Erzeugung des Signals A auf 1 und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode durch ein sich vom Programm nach Fig. 3 unterscheidendes Programm, beispielsweise ein Zündzeittakt-Berechnungsprogramm auf 0 rückgesetzt. Wurde das Zündbefehlssignal A nicht erzeugt, so ist die Antwort auf die Frage im Schritt S1 negativ (Nein), wobei das Programm zu Schritten S2, S3 und S4 fortschreitet, in denen ein Zeitgeber in der ECU 5, welcher die nach der Erzeugung des Zündbefehlssignals A abgelaufenen Zeit mißt, auf eine vorgegebene Zeitperiode Tmis1 gesetzt und gestartet wird und sowohl ein Zustandssignal Zündung und das Zustandssignal IG auf 0 gesetzt werden, wonach das Programm beendet wird. Die vorgegebene Zeitperiode Tmis1 wird auf eine Zeitperiode gesetzt, welche geringfügig länger als eine Zeitperiode vom Zeitpunkt der Erzeugung des Zündbefehlssignals A bis zum Zeitpunkt des Auftretens der auf die induktive Entladung folgenden kapazitiven Entladung ist. Die letztgenannte Zeitperiode wird für eine normale Zündung angenommen und in Abhängigkeit von den Betriebszuständen (Betriebsparame terwerte) des Motors 1 aus einer Tabelle ausgelesen.First, it is determined in a step S 1 whether a status signal IG, which indicates whether the ignition command signal A has been generated or not, is set to a value of 1. The status signal IG indicates when the 1 is set that the signal A has been generated. The state signal IG is thus reset to 1 when the signal A is generated and after a predetermined period of time has elapsed by a program which differs from the program according to FIG. 3, for example an ignition timing calculation program. If the ignition command signal A has not been generated, the answer to the question in step S 1 is negative (no), the program proceeding to steps S 2 , S 3 and S 4 , in which a timer in the ECU 5 which follows the the elapsed time of the generation of the ignition command signal A, is set to a predetermined time period Tmis1 and started, and both an ignition status signal and the IG status signal are set to 0, after which the program is ended. The predetermined time period Tmis1 is set to a time period which is slightly longer than a time period from the time of generation of the ignition command signal A to the time of the occurrence of the capacitive discharge following the inductive discharge. The latter time period is assumed for a normal ignition and is read out from a table as a function of the operating states (operating parameter values) of the engine 1 .

Wenn das Zündbefehlssignal A erzeugt worden ist und damit das Zustandssignal IG auf 1 gesetzt ist, so schreitet das Programm vom Schritt S1 zu einem Schritt S5 fort, um zu bestimmen, ob die Zündspannung V den Referenzspannungswert (erster vorgegebener Spannungswert) Vfire0 überschritten hat oder nicht (siehe Fig. 4). Der Referenzspannungswert Vfire0 wird in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen, beispiels weise der Motordrehzahl, der Motorlast, der Batteriespannung oder der Motortemperatur aus einer Tabelle ausgelesen. Ein weiterer im folgenden noch zu erläuternder Spannungswert Vfire1 wird ebenfalls als Funktion von Motorbetriebszustän den aus einer Tabelle ausgelesen. Wird die Bedingung VVfire0 im Schritt S5 gehalten, so schreitet das Pro gramm zu einem Schritt S6 fort, in dem bestimmt wird, ob das Zustandssignal Zündung einen Wert von 1 annimmt oder nicht. Nimmt dieses Signal des Wert 1 nicht an, so wird das Pro gramm unmittelbar beendet. Ist dies jedoch der Fall, so schreitet das Programm zu einem Schritt S8 fort. Gilt im Schritt S5 V<Vfire0, so schreitet das Programm zu einem Schritt S7 fort, in dem das Zustandssignal Zündung auf 1 ge setzt wird. Sodann schreitet es zum Schritt S8 fort, um zu bestimmen, ob die vorgegebene Zeitperiode Tmis1 vom Zeit punkt der Erzeugung des Zündbefehlssignals A abgelaufen ist oder nicht (Fig. 4). Ist diese Periode abgelaufen, so wird festgelegt, daß es nicht weiter nötig ist, die Detektierung der FI-Fehlzündung durchzuführen, wonach die Schritte S3 und S4 abgearbeitet werden und das Programm beendet wird. Ist die vorgegebene Zeitperiode Tmis1 im Schritt S8 noch nicht abgelaufen, so wird in einem Schritt S9 bestimmt, ob die Zündspannung kleiner als die Referenzspannung (zweiter vor gegebener Spannungswert) Vfire1 ist oder nicht. Diese Refe renzspannung ist auf einen Wert gesetzt, welcher weit größer als 0 V aber weit kleiner als der Wert der induktiven Entla dungsspannung bei normaler Zündung ist. Ist im Schritt S9 V<Vfire1, so wird in einem Schritt S10 festgelegt, daß eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist. Gilt jedoch V<Vfire1, so wird festgelegt, daß keine FI-Fehlzündung aufgetreten ist.If the ignition command signal A has been generated and the status signal IG is thus set to 1, the program proceeds from step S 1 to step S 5 to determine whether the ignition voltage V has exceeded the reference voltage value (first predetermined voltage value) Vfire0 or not (see Fig. 4). The reference voltage value Vfire0 is read out from a table as a function of engine operating states, for example the engine speed, the engine load, the battery voltage or the engine temperature. Another voltage value Vfire1 to be explained below is also read out from a table as a function of engine operating states. If the condition VVfire0 is held in step S 5 , the program proceeds to step S 6 , in which it is determined whether the ignition status signal assumes a value of 1 or not. If this signal of value 1 does not accept, the program is immediately ended. If this is the case, however, the program proceeds to step S 8 . If V <Vfire0 applies in step S 5 , the program proceeds to step S 7 , in which the ignition status signal is set to 1 ge. Then, it proceeds to step S 8 to determine whether or not the predetermined time period Tmis1 has elapsed from the time of generation of the ignition command signal A ( Fig. 4). If this period has expired, it is determined that it is no longer necessary to carry out the detection of the FI misfire, after which steps S 3 and S 4 are processed and the program is ended. If the predetermined time period Tmis1 has not yet expired in step S 8 , it is determined in step S 9 whether or not the ignition voltage is less than the reference voltage (second before the given voltage value) Vfire1. This reference voltage is set to a value which is far greater than 0 V but far less than the value of the inductive discharge voltage with normal ignition. If V <Vfire1 in step S 9 , it is determined in step S 10 that an FI misfire has occurred. However, if V <Vfire1, it is determined that no FI misfire has occurred.

Anhand der Fig. 5 und 8 wird im folgenden die Art der Detek tierung einer FI-Fehlzündung gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform der Erfindung erläutert, wobei die FI-Fehlzündung auf der Basis der Sekundärspannung der Zündspule mittels eines Fehlzündungsdetektorsystems gemäß der Erfindung detek tiert wird. In den Fig. 5 und 6 entsprechen eine vorgegebene Zeitperiode Tmis1′ sowie Referenzspannungswerte Vfire0′, Vfire1′ und Vmis1′ den Größen Tmis1 sowie Vfire0, Vfire1 und Vmis1 in den Fig. 3 und 4. Die Funktion gemäß Fig. 5 ist die gleiche wie die oben beschriebene Funktion nach Fig. 3 und wird daher nicht noch einmal beschrieben. Die Werte Vfire0 und Vfire0′ können gleich oder voneinander verschieden sein; üblicherweise wird jedoch der Referenzspannungswert Vfire0 kleiner als der Wert Vfire0′ eingestellt. Referring to Figs. 5 and 8 will be referred to the type of Detek orientation of a FI misfire according to a second exporting approximately of the invention described, wherein the FI misfire of the invention, advantage Detek on the basis of the secondary voltage of the ignition coil by means of a misfire detection system in accordance with. In FIGS. 5 and 6 correspond to a predetermined time period Tmis1 'and reference voltage values Vfire0', Vfire1 'and Vmis1' sizes Tmis1 and Vfire0, Vfire1 and Vmis1 in Figs. 3 and 4. The function of FIG. 5 is the same as the function described above in FIG. 3 and will therefore not be described again. The values Vfire0 and Vfire0 ′ can be the same or different; Usually, however, the reference voltage value Vfire0 is set smaller than the value Vfire0 '.

Aus den obigen Erläuterungen ergibt sich, daß die Programme nach den Fig. 3 und 5 tatsächlich festlegen, ob die Zünd spannung V unter den Referenzspannungswert (zweiter vorge gebener Wert) Vfire1 (oder Vfire1′) (Fig. 4 und 6) fällt, nachdem sie den Referenzspannungswert (erster vorgegebener Wert) Vfire0 (oder Vfire0′) jedoch vor dem Ablaufen der vor gegebenen Zeitperiode Tmis1 (oder Tmis1′) nach Erzeugung des Zündbefehlssignals A überschritten hat und festlegen, daß die normale Zündung stattgefunden hat, wenn die Zündspannung V unter den zweiten vorgegebenen Wert Vfire1 (Vfire1′) ge fallen ist.From the above explanations it follows that the programs according to FIGS. 3 and 5 actually determine whether the ignition voltage V falls below the reference voltage value (second predetermined value) Vfire1 (or Vfire1 ') (FIGS . 4 and 6) after they have exceeded the reference voltage value (first predetermined value) Vfire0 (or Vfire0 ') but before the expiry of the given time period Tmis1 (or Tmis1') after generation of the ignition command signal A and stipulate that normal ignition has taken place when the ignition voltage V below the second predetermined value Vfire1 (Vfire1 ′) has fallen.

In der vorstehend beschriebenen Weise kann erfindungsgemäß die Art einer Fehlzündung, d. h. das Auftreten einer FI-Fehl zündung genau bstimmt werden, wodurch es möglich wird, die Fehlerstelle in einem frühen Zeitpunkt zu bestimmen und eine geeignete Fehlerverhinderungsaktion durchzuführen.In the manner described above, according to the invention the type of misfire, d. H. the occurrence of an FI failure ignition can be precisely determined, which makes it possible to Identify the point of failure at an early stage and determine a carry out appropriate error prevention actions.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Programme zur Detektierung einer FI- Fehlzündung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfin dung. Das Programm nach Fig. 7 wird in vorgegebenen festen Zeitintervallen abbgearbeitet, während das Programm nach Fig. 8 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode vom Zeit punkt der Erzeugung des Zündbefehlsignals A an (beispiels weise nach dem Zeitpunkt t₂ in (a) nach Fig. 9 in dem die vorgegebene Zeitperiode Tmis1 bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform abläuft) abgearbeitet wird. FIGS. 7 and 8 show programs for detecting a residual current misfire according to a third embodiment of the dung OF INVENTION. The program according to FIG. 7 is processed at predetermined fixed time intervals, while the program according to FIG. 8 after a predetermined period of time has elapsed from the time when the ignition command signal A was generated (for example after the time t ₂ in (a) according to FIG. 9 in which the predetermined time period Tmis1 expires in the first embodiment described above).

In einem Schritt S11 gemäß Fig. 7 wird bestimmt, ob das Zu standssignal IG den Wert 1 annimmt oder nicht. Ist die Ant wort negativ (Nein), so wird das Programm unmittelbar be endet. Nimmt das Zustandssignal IG den Wert 1 an, so wird ein Spitzenwert der Zündspannung V so wie er ist gehalten (Spitzenhaltung), wobei der gehaltene Spitzenwert mit einem vorgegebenen Wert α<1 multipliziert wird, um eine Refe renzspannung Vref₂ zu berechnen (Schritt S12). Die Refe renzspannung Vref₂ wird somit auf einen vom gehaltenen Spit zenwert der Zündspannung V abhängigen Wert eingestellt, wie dies in (a) in Fig. 9 dargestellt ist. Der gehaltene Spit zenwert wird unmittelbar vor dem nächsten Auftreten des Zündbefehlsignals A (in einem Zeitpunkt t1 in (a) von Fig. 9) auf 0 rückgesetzt.In a step S 11 according to FIG. 7, it is determined whether the status signal IG assumes the value 1 or not. If the answer is negative (no), the program ends immediately. If the status signal IG assumes the value 1 , a peak value of the ignition voltage V is held as it is (peak hold), the peak value held being multiplied by a predetermined value α <1 in order to calculate a reference voltage Vref ₂ (step S 12 ). The reference voltage Vref ₂ is thus set to a value dependent on the held peak value of the ignition voltage V, as shown in (a) in FIG. 9. The held peak value is reset to 0 immediately before the next occurrence of the ignition command signal A (at a time t1 in (a) of FIG. 9).

In einem nächsten Schritt S13 wird bestimmt, ob die Zünd spannung V größer als die Referenzspannung Vref₂ ist. Ist dies der Fall, so wird der Zählwert eines Dauerzählers, welcher eine Zeitperiode, während welcher V<Vref₂ ge halten wird, mißt, in einem Schritt S15 inkrementiert, wäh rend der Dauerzähler in einem Schritt S14 gestoppt wird, wenn V<Vref₂ ist, wonach die Beendigung des Programms folgt.In a next step S 13 it is determined whether the ignition voltage V is greater than the reference voltage Vref ₂ . If this is the case, then the count value of a duration counter, which measures a time period during which V <Vref ₂ is held, is incremented in a step S 15 , while the duration counter is stopped in a step S 14 if V < Vref ₂ is followed by the termination of the program.

Durch das Programm nach Fig. 7 wird somit eine Entladedauer Tm1 (bei normaler Zündung) oder Tm1′ (bei FI-Fehlzündung ge messen.By the program of FIG. 7 is thus a discharge time Tm1 (at normal firing) or Tm1 '(in FI misfire ge measure.

In einem Schritt S21 gemäß Fig. 8 wird der Zählwert des Dauerzählers, d. h. die Entladedauer Tm1 gelesen und in einem Schritt S22 festgelegt, ob die Entladedauer Tm1 länger als ein Referenzwert Tmref ist oder nicht. Ist die Antwort be stätigend (Ja), d. h. ist Tm1<Tmref, so wird in einem Schritt S23 festgelegt, daß eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist und sodann in einem Schritt S24 das Zustandssignal IG auf 0 rückgesetzt, worauf die Beendigung des Programms folgt. Gemäß dem Programm nach Fig. 8 wird bei Auftreten einer FI-Fehlzündung die Entladedauer Tm1′ kürzer als der Referenzwert Tmref, wie dies in (b) nach Fig. 9 dargestellt ist, so daß es möglich wird, das Auftreten der FI-Fehlzün dung zu detektieren.In step S 21 according to FIG. 8, the count value of the duration counter, ie the discharge duration Tm1, is read and in step S 22 it is determined whether the discharge duration Tm1 is longer than a reference value Tmref or not. If the answer is affirmative (yes), ie if Tm1 <Tmref, it is determined in a step S 23 that an FI misfire has occurred and then in a step S 24 the status signal IG is reset to 0, whereupon the program is terminated follows. According to the program of FIG. 8, when an FI misfire occurs, the discharge time Tm1 'is shorter than the reference value Tmref, as shown in (b) of FIG. 9, so that it becomes possible for the FI misfire to occur to detect.

In der vorstehend beschriebenen Weise wird bei dieser Aus führungsform die Referenzspannung Vref₂ auf der Basis der Zündspannung V eingestellt. Daher kann die Entladedauer Tm1 selbst bei sich mit einer Änderung des Betriebszustandes des Motors ändernder Zündspannung V genau bestimmt werden, um die Genauigkeit der Detektierung einer FI-Fehlzündung zu verbessern.In the manner described above, the reference voltage Vref _{2 is set} on the basis of the ignition voltage V in this embodiment. Therefore, the discharge time Tm1 can be accurately determined even when the ignition voltage V changes with a change in the operating state of the engine to improve the accuracy of detection of a FI misfire.

Der Zeitpunkt, in dem das Zustandssignal IG auf 1 gesetzt wird, d. h. der Zeitpunkt des Startens der Messung der Ent ladedauer-Zeitperiode muß nicht mit dem Zeitpunkt der Er zeugung des Zündbefehlssignals A zusammenfallen, da die Meß startzeit auf einen Zeitpunkt eingestellt wird, der nahe am Zeitpunkt der Erzeugung des Signals A liegt.The time at which the status signal IG is set to 1 will, d. H. the time of starting the measurement of Ent charging time period must not with the time of the Er generation of the ignition command signal A coincide, since the measuring start time is set to a time close to Time of generation of the signal A is.

Zwar wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Referenzspannung Vref₂ auf der Basis des gehaltenen Spitzenwertes der Zündspannung V eingestellt; dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da sie beispielsweise auch auf der Basis eines integrierten Wertes der Zündspan nung V eingestellt werden kann. In diesem abgewandelten Fall zeigt die Spannung Vref₂ eine Charakteristik, die gemäß Fig. 10 mit ablaufender Zeit progressiv zunimmt. Die Entladedauer Tm1 kann jedoch selbst mit einer derartigen Charakteristik ebenso genau wie im vorhergehend beschriebenen Ausführungs beispiel bestimmt werden.In the embodiment described above, the reference voltage Vref _{2 is set} on the basis of the held peak value of the ignition voltage V; however, this is not absolutely necessary, since it can also be set, for example, on the basis of an integrated value of the ignition voltage V. In this modified case, the voltage Vref _{2 shows} a characteristic which, according to FIG. 10, increases progressively with the passage of time. However, the discharge time Tm1 can be determined even with such a characteristic just as precisely as in the embodiment described above, for example.

Die vorstehend anhand der Fig. 7 und 8 beschriebene Art der Fehlzündungsdetektierung kann auch durch Hardware ausge führt werden. Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung (Hardware) zur Durchführung der Fehl zündungsdetektierung gemäß den Fig. 7 und 8. Der Ausgang des Filters 26 nach Fig. 2 ist mit dem Eingang einer Spitzen wert-Halteschaltung (bzw. einer integrierenden Schaltung) 121 sowie mit einem invertierenden Eingang eines Komparators 124 verbunden. Mit der Spitzenwert-Halteschaltung 121 ist eine Rücksetzschaltung 122 verbunden, welche den gehaltenen Spitzenwert im Zeitpunkt t1 in (a) gemäß Fig. 9 rücksetzt. Die Spitzenwert-Halteschaltung 121 hält einen Spitzenwert der Eingangsspannung vom Filter 26 und liefert den gehalte nen Spitzenwert für eine Referenzspannung-Einstellschaltung 123, welche durch einen Widerstandsspannungsteiler gebildet wird, der die Funktion des Multiplizierens des gehaltenen Spitzenwertes mit dem vorgegebenen Wert α (<1) durchführt. Der Ausgang der Schaltung 123 ist mit einem nichtinvertie renden Eingang des Komparators 124 verbunden.The type of misfire detection described above with reference to FIGS. 7 and 8 can also be carried out by hardware. Fig. 10 shows an embodiment of a circuit arrangement (hardware) for performing the misfire detection according to FIGS . 7 and 8. The output of the filter 26 of FIG. 2 is 121 with the input of a peak hold circuit (or an integrating circuit) and connected to an inverting input of a comparator 124 . A reset circuit 122 is connected to the peak value hold circuit 121 , which resets the held peak value at time t 1 in (a) according to FIG. 9. The peak hold circuit 121 holds a peak value of the input voltage from the filter 26 and supplies the held peak value for a reference voltage setting circuit 123 which is formed by a resistance voltage divider which performs the function of multiplying the held peak value by the predetermined value α (<1) carries out. The output of circuit 123 is connected to a non-inverting input of comparator 124 .

Der Komparator 124 erzeugt also einen Ausgangsimpuls, wel cher bei Erfüllung der Beziehung V<Vref₂ einen tiefen Pe gel annimmt, wie dies in (b) in Fig. 9 dargestellt ist. Der Ausgang des Komparators 124 ist mit einer Pulsdauer-Meß schaltung 125 verbunden, welche die Impulsbreite in (b) ge mäß Fig. 9, d. h. die Entladedauer Tm1 (Tm1′) mißt. Ein ein Maß für die gemessene Entladedauer Tm1 (Tm1′) darstellendes Ausgangssignal der Meßschaltung 125 wird in eine Fehlzün dungsbestimmungsschaltung 126 eingespeist, welche wiederum ein Ausgangssignal erzeugt, welches das Auftreten einer FI- Fehlzündung anzeigt, wenn Tm1 (Tm1′) <Tmref gilt.The comparator 124 thus generates an output pulse which assumes a low level when the relationship V <Vref _{2 is} satisfied, as shown in (b) in FIG. 9. The output of the comparator 124 is connected to a pulse duration measuring circuit 125 which measures the pulse width in (b) according to FIG. 9, ie the discharge duration Tm1 (Tm1 '). A measure of the measured discharge time Tm1 (Tm1 ') output signal of the measuring circuit 125 is fed into a misfire determination circuit 126 which in turn generates an output signal indicating the occurrence of an FI misfire when Tm1 (Tm1') <Tmref applies.

Auf diese Weise ist es auch mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 11 möglich, eine FI-Fehlzündung ebenso genau wie mit den Programmen nach den Fig. 7 und 8 zu detektieren. In der Schaltungsanordnung nach Fig. 11 kann die Spitzenwert-Halte schaltung 121 durch eine integrierende Schaltung ersetzt werden, wodurch gleichartige Ergebnisse erzielt werden.In this way it is also possible with the circuit arrangement according to FIG. 11 to detect an FI misfire just as precisely as with the programs according to FIGS. 7 and 8. In the circuit arrangement of FIG. 11, the peak hold 121 may be replaced by an integrating circuit circuit whereby similar results are obtained.

Anstelle der Ausnutzung der Primärspannung der Zündspule 21, wie dies bei der oben beschriebenen dritten Ausführungsform der Fall ist, kann natürlich auch die Sekundärspannung aus genutzt werden.Instead of utilizing the primary voltage of the ignition coil 21 , as is the case with the third embodiment described above, the secondary voltage can of course also be used.

Erfindungsgemäß wird also die Dauer einer an einer Zünd kerze auftretenden Entladung auf der Basis eines Ausgangs signals der Spitzenwert-Detektorschaltung gemessen und aus der gemessenen Entladedauer bestimmt, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist oder nicht. Das Auftreten einer Fehlzündung kann daher genau detektiert werden, wodurch die Fehlerstel le früh detektiert und eine geeignete Fehlervermeidungsmaß nahme getroffen werden kann.According to the invention, the duration of one ignition candle occurring discharge based on an output signals of the peak detector circuit measured and off The measured discharge time determines whether a misfire occurred or not. The occurrence of a misfire can therefore be detected exactly, which causes the error position le detected early and a suitable measure of error prevention can be taken.

Claims

1. Misfire detector system for detecting a misfire in an internal combustion engine ( 1 ), which has an ignition system ( 16 ) containing at least one spark plug ( 23 ), with an engine operating state detector device ( 15 ) for detecting operating parameter values of the engine ( 1 ), one Signal generator (in FIG. 5) for determining the ignition timing of the engine ( 1 ) on the basis of the detected operating parameter values of the engine ( 1 ) and generating an ignition command signal (A) indicating the specified ignition timing and with an ignition device ( 21 , 22 ) for generating an ignition voltage for the discharge of the at least one spark plug ( 23 ), characterized by a voltage value detector circuit ( 24 , 25 ) for detecting an ignition voltage generated by the ignition device ( 21 , 22 ) after the generation of the ignition command signal (A), and a misfire determination circuit ( 5; Fig. 11) for determining the discharge duration of the at least one Z Spark plug ( 23 ) based on an output signal of the voltage value detector circuit 24, 25 ) and determining the occurrence of a misfire in the engine ( 1 ) based on the determined discharge time.

2. Misfire detector system according to claim 1, characterized in that the misfire determination circuit (in 5; Fig. 11) a measuring circuit (in 5; 121, 122, 123 ) on the basis of the output signal of the voltage value detector circuit ( 24 , 25th ) and a comparator (in FIG. 5; 124 ) for comparing the measured duration of the discharge with a predetermined period of time.

3. Misfire detector system according to claim 1 and 2, characterized in that the measuring circuit (in 5; 121, 122, 123 ) sets a reference voltage value on the basis of the output signal of the voltage value detector circuit ( 24 , 25 ) measures a time period while which the ignition voltage subsequently detected by the voltage value detector circuit ( 24 , 25 ) is continuously greater than the predetermined reference voltage value, and determines the measured time period as the discharge duration.

4. misfire detector system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring circuit (in 5; 121, 122, 123 ) determines the reference voltage value on the basis of a peak value of the discharge voltage detected by the voltage detector circuit ( 24 , 25 ) .

5. Misfire detector system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring circuit (in 5; 121, 122, 123 ) determines the reference voltage value on the basis of an integrated value of the discharge voltage detected by the voltage value detector circuit ( 24 , 25 ).

6. Misfire detector system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the misfire determination circuit (in 5; Fig. 11) as a result of the comparison by the comparator (in 5; 124 ) determines that a misfire in the engine ( 1 ) occurred when the measured discharge time is shorter than the specified time period.

7. Misfire detector system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the misfire determination circuit (in Fig. 5; Fig. 11) a first immediately after the generation of the ignition command signal (A) comparator for comparing the voltage value by the detector circuit ( 24 , 25 ) detected ignition voltage with a first predetermined voltage value, a second when the first predetermined voltage value is exceeded by the ignition voltage working comparator for comparing the subsequently detected by the voltage value detector circuit ( 24 , 25 ) detected ignition voltage with a second predetermined Voltage value until the expiry of a predetermined time period after generation of the ignition command signal (A) as well as a determination circuit for determining the occurrence of a misfire in the engine ( 1 ) at ignition voltage below the second predetermined voltage value.

8. Misfire detector system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the predetermined Time period set to a first time period which is slightly longer than one in normal Ignition assumed second time period from the time the generation of the ignition command signal up to the point in time the occurrence of an inductive discharge following capacitive discharge is.

9. Misfire detector system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first and two te predetermined voltage value is set as a function of operating conditions of the engine ( 1 ).

10. Misfire detector system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ignition coil ( 21 ) comprises a primary winding ( 21 a) and a secondary winding ( 21 b), and that the ignition voltage is the primary voltage generated by the primary winding ( 21 a) .

11. Misfire detector system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ignition voltage is the secondary voltage generated by the secondary winding ( 21 a).

12. Misfire detector system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the misfire is caused by a fuel injection system of the engine ( 1 ).