DE4207140C2 - Fehlzündungsdetektorsystem zum Detektieren einer Fehlzündung in einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehlzündungsdetek­ torsystem zur Detektierung einer Fehlzündung in einem Verbrennungsmotor, das sich insbesondere zur Detektierung einer mit dem Kraftstoffzufuhrsystem zusammenhängenden Fehlzündung eignet.

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 größtentels 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.

Ein bekanntes Fehlzündungsdetektorsystem ist bereits aus der JP-PS Nr. 51-22568 bekannt, bei dem die Tatsache ausgenutzt wird, daß die Frequenz der Dämpfung der im Primärkreis einer Zündeinrichtung erzeugten Oszillatorspannung bei Öffnung der Verteilerkontakte im Vergleich zum Zündausfall bei eintre­ tender Zündung größer ist.

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.

Ein Fehlzündungsdetektorsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 40 09 451 A1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung dient zur Erfassung einer Fehlzündung, welche auf einer Trennung oder einem Erdkurzschluß einer Hochspannungsverbindung zwischen der Sekundärseite einer Zündspule und einer Zündkerze beruht. Es wird dabei festgestellt, ob die Zündkerzenspannung während einer ersten vorgegebenen Periode einen vorgegebenen Spannungswert überschreitet, wobei diese Periode mit der Erzeugung eines Zündsignals beginnt.

Aus der EP 0 277 468 A1 ist ein Verfahren zur Detektierung von Anomalien im Betrieb eines Zündsystems bekannt, bei dem festgestellt wird, daß Anamolien vorliegen, wenn der Spitzenspannungswert der Zündkerzen­ spannung eine Amplitude hat, die kleiner als ein erster Schwellenwert ist oder größer als ein zweiter Schwellenwert ist.

Aus der DE-OS 23 43 761 ist eine Schaltung bekannt, bei welcher vermittels eines Trigger-Impulses eine Vorrichtung zum Messen des Zündtakts betrieben wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fehlzündungsdetektorsystem für Verbrennungsmotoren anzuge­ ben, mit dem eine dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuodnende Fehlzündung genau detektiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Fehlzündungsdetektorsystem gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Der vorgegebene Spannungswert wird in Abhängigkeit von den Betriebs­ parametern des Motors eingestellt.

Vorzugsweise enthält die Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung eine Referenzpegel-Einstellschaltung, welche den vorgegebe­ nen Spannungswert auf der Basis des detektierten Wertes der Zündspannung einstellt.

Die Referenzpegel-Einstellschaltung enthält in Weiterbil­ dung der Erfindung eine Glättungsschaltung zur Glättung der Zündspannung sowie einen Verstärker zur Verstärkung des Ausgangssignals der Glättungsschaltung um einen vorgegebe­ nen Verstärkungsfaktor.

Die Zündeinrichtung besitzt Vorzugsweise einen Primärkreis und einen Sekundärkreis, wobei im Fehlzündungsdetektorsystem eine Stromprüfanordnung im Sekundärkreis zur Prüfung eines Stromflusses in Rückwärtsrichtung in Bezug auf eine Richtung Vorgesehen ist, in der bei einer Entladung der wenigstens einen Zündkerze ein Stromfluß auftritt.

Die Zündspule umfaßt insbesondere eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung, wobei die Zündspannung die in der Primärwicklung erzeugte Primärspannung ist.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform umfaßt die Zünd­ spule eine Primärspule und eine Sekundärspule, wobei die Zündspannung die durch die Sekundärspule erzeugte Sekun­ därspannung ist.

Der Motor besitzt insbesondere ein Kraftstoffzufuhrsystem, dem die Fehlzündung zuzuordnen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand Von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Fehlzündungsdetektorsystem;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Fehlzündungsdetek­ torsystems für einen Verbrennungsmotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Programms zur Detektierung einer dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung auf der Basis der Primärspannung (Zündspannung) einer Zündspule nach Fig. 1 gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 ein Änderungen der Primärspannung zeigendes Zeit­ taktdiagramm, das zur Erläuterung einer dem Kraft­ stoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung zweck­ mäßig ist;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Programms zur Detektierung einer dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung auf der Basis der Sekundärspannung (Zündspannung) der Zündspule gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 ein Änderungen der Sekundärspannung zeigendes Zeittaktdiagramm, das zur Erläuterung einer dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung zweckmäßig ist;

Fig. 7 ein Schaltbild eines Fehlzündungsdetektorssystems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 ein Schaltbild von Einzelheiten des Aufbaus eines Teils des Systems nach Fig. 7;

Fig. 9 ein Schaltbild von Einzelheiten des Aufbaus eines weiteren Teils des Systems nach Fig. 7;

Fig. 10 ein Zeittaktdiagramm, das zur Erläuterung der Wir­ kungsweise des Systems nach Fig. 7 zweckmäßig ist;

Fig. 11 ein Zeittaktdiagramm, das zur Erläuterung der Wir­ kungsweise des Systems nach Fig. 7 zweckmäßig ist;

Fig. 12 ein Flußdiagramm eines Programms zur Bestimmung einer Fehlzündung gemäß einer vierten Ausführungs­ form der Erfindung;

Fig. 13 ein Zeittaktdiagramm von Signalverläufen der Zündspannung; und

Fig. 14 ein Teilschaltbild einer Abänderung des Systems nach Fig. 7.

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 (θTH-Sensor) ist mit der Dros­ selklappe 3' zur Erzeugung eines elektrischen Signals ver­ bunden, das ein Maß für die Drosselklappenöffnung ist. Dieses Signal wird einer elektronischen Steuereinheit 5 (im folgenden mit "ECU" bezeichnet) zugeführt.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 Ventilöf­ fnungsperiode bzw. die Kraftstoffeinspritzperiode T_OUT, in der die Kraftstoffeinspritzventile 6 synchron mit der Einga­ be der TDC-Signalimpulse in die ECU 5 geöffnet werden sol­ len.

Weiterhin berechnet die CPU 5b den Zündzeittakt TIG des Mo­ tors auf der Basis des bestimmten Motorbetriebszustandes.

Die CPU 5b führt Berechnungen im oben beschriebenen Sinne durch und speist die Kraftstoffeinspritzventile 6 und die Zündeinrichtung 16 mit Treibersignalen und dem Zündbefehls­ signal A auf der Basis der Berechnungsergebnisse über die Ausgangsschaltung 5d.

Fig. 2 zeigt die Ausführungsform eines ersten erfindungsge­ mäßen Fehlzündungsdetektorsystems. Dieses Fehlzündungsde­ tektorsystem stellt aus der Größe der durch die Entladung der Zündkerze erzeugten kapazitiven Entladungsspannung fest, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist oder nicht und ob die Fehlzündung dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnen ist.

Gemäß Fig. 2 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 26, 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.

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.

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.

Anhand von Fig. 4 wird nachfolgend die in den vorgenannten Fällen erreichbare Zündspannungscharakteristik erläutert.

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.

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.

Danach verschiebt sich der Entladungszustand wie im Falle einer normalen Zündung (Kurve b') zu einem induktiven Entla­ dungszustand. Dabei ist auch der elektrische Widerstand des Entladespaltes der Zündkerze bei der Entladung der Zündspule im Fall der Zufuhr einer mageren Mischung usw. größer als im Fall einer normalen Zündung, so daß die induktive Entlade­ spannung im Vergleich zu normaler Zündung auf einen höheren Wert ansteigt, was zu einer früheren Verschiebung von induk­ tiven Entladungszustand zum kapazitiven Entladungszustand (späte kapazitive Entladung) führt. Die kapazitive Entlade­ spannung beim Übergang vom induktiven Entladungszustand zum kapazitiven Entladungszustand ist wesentlich höher als bei normaler Zündung (Kurve c'), weil die Spannung des dielek­ trischen Durchbruchs der Mischung höher als bei normaler Zündung ist und weil die Zündspule aufgrund der früheren Be­ endigung der induktiven Entladung (d. h. die Entladedauer ist kürzer) noch einen beträchtlichen Restenergiebetrag enthält. Daher fällt die Zündspannung unmittelbar nach der späten ka­ pazitiven Entladung drastisch auf nahezu Null Volt, weil die Restenergie der Zündspule drastisch abnimmt.

Gemäß den Fig. 4 und 6 zeigt die durch die Sekundärwicklung 21b erzeugte Zündspannung (Sekundärspannung) praktisch die gleiche Charakteristik wie die oben erläuterte Zündspannung (Primärspannung), welche durch die Primärwicklung 21a der Zündspule 21 erzeugt wird. Von einer Erläuterung der Sekun­ därspannungscharakteristik wird daher abgesehen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Fehlzündungsdetek­ torsystems nach Fig. 2 auf der Basis der Primärspannung der Zündspule 21 anhand der Fig. 3 und 4 beschrieben. Fig. 3 zeigt ein Programm zur Detektierung einer dem Krattstoffzu­ fuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung mittels der Schaltungs­ anordnung nach Fig. 2. Dieses Programm wird in vorgegebenen festen Zeitintervallen abgearbeitet.

Zunächst wird in einem Schritt S1 bestimmt, ob ein Zustands­ signal IG, das angibt, ob das Zündbefehlssignal A erzeugt wurde oder nicht, auf einen Wert von 1 gesetzt wurde oder nicht. Dieses Zustandssignal IG zeigt beim Setzen auf 1 an, daß das Signal A erzeugt wurde. Das Zustandssignal IG wird also bei der Erzeugung des Signals auf 1 gesetzt und beim Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode auf 0 rückgesetzt. Wurde das Zündbefehlssignal A nicht erzeugt, so ist die Ant­ wort im Schritt S1 negativ (Nein) und das Programm schreitet zu Schritten S2, S3 und S4 fort, wobei ein Zeitgeber in der ECU 5, welcher die abgelaufene Zeit nach der Erzeugung des Zündbefehlsignals A mißt, auf eine vorgegebene Zeitperiode Tmis1 gesetzt und gestartet wird, wobei der Wert eines Be­ reichs S auf 0 ausgelöst und im Speicher 5c gespeichert wird. Weiterhin wird das Zustandssignal IG auf 0 gesetzt, worauf die Beendigung des Programms folgt. Das Zustandssig­ nal IG wird bei Erzeugung des Signals A durch ein sich vom Programm nach Fig. 3 unterscheidendes Programm, beispiels­ weise ein Zündzeittakt-Berechnungsprogramm auf 1 gesetzt.

Die vorgegebene Zeitperiode Tmis1 wird auf eine Zeitperiode eingestellt, welche geringfügig länger als eine Zeitperiode vom Zeitpunkt der Erzeugung des Zündbefehlsignals A bis zum Zeitpunkt der Erzeugung der späten kapazitiven Entladung ist, die bei Auftreten einer normalen Zündung angenommen wird. Die Zeitperiode Tmis1 sowie im folgenden erläuterte vorgegebene Werte Vmis1 und Smis werden in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors 1 aus einer Tabelle ausgelesen.

Wenn das Zündbefehlssignal A erzeugt und damit das Zustands­ signal IG auf 1 gesetzt wurde, so schreitet das Programm vom Schritt S1 zu einem Schritt S5 fort, um zu bestimmen, ob die durch den Zeitgeber in der ECU 5 gezählte vorgegebene Zeit­ periode Tmis abgelaufen ist oder nicht (siehe Fig. 4). Un­ mittelbar nach der Erzeugung des Zündbefehlsignals A ist die vorgegebene Zeitperiode Tmis1 nicht abgelaufen, so daß das Programm zu einem Schritt S6 fortschreitet, um zu bestimmen, ob die Zündspannung V den Referenzspannungswert Vmis1 überschritten hat oder nicht (siehe Fig. 4). Der Referenz­ spannungswert Vmis1 ist auf einen Wert eingestellt, welchen die Zündspannung V im Falle einer normalen Zündung während der frühen kapazitiven Entladung notwendigerweise über­ steigt. Ist V ≦ Vmis1, so wird das Programm sofort beendet. Ist V < Vmis1, so wird in einem Schritt S7 ein Bereich be­ rechnet, welcher durch die den Referenzspannungswert Vmis1 angebende Kurve und einen Teil der Kurve definiert ist, wel­ che die Zündspannung anzeigt, die größer als der Wert Vmis1 ist. Der wert dieses Bereiches wird dem Wert des im Speicher 5c gespeicherten Bereichs S hinzuaddiert, um einen neuen Wert des Bereiches S zu gewinnen. Sodann wird in einem Schritt S8 bestimmt, ob der neue Wert des Bereichs S einen vorgegebenen Wert Smis übersteigt oder nicht. Übersteigt der erste den letzteren, so wird in einem Schritt S9 bestimmt, daß eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist, während für den Fall, daß der erstere den letzteren nicht übersteigt, das Programm beendet und festgelegt wird, daß keine FI-Fehlzün­ dung aufgetreten ist. Der vorstehend erläuterte Vorgang wird wiederholt ausgeführt, bis die durch den Zeitgeber gezählte vorgegebene Zeitperiode Tmis1 abläuft (Schritt S5). Der vor­ gegebene Wert FImis wird auf einen Wert eingestellt, der kleiner als ein Wert des Bereichs S ist, welcher durch Addi­ tion gewonnen werden kann, wenn eine FI-Fehlzündung auf­ tritt.

Beispiele für Werte des Bereichs S sind in Fig. 4 angegeben. In dieser Figur zeigt ein Bereich S1, der mit nach rechts fallenden Linien schraffiert ist, einen Wert des Bereichs S für den Fall einer normalen Zündung an, während die Summe von Bereichen S2 und S3 einen Wert des Bereichs S im Fall einer FI-Fehlzündung anzeigt. Der Wert des Bereichs S im Fall einer FI-Fehlzündung ist weit größer als der des Be­ reichs S im Falle einer normalen Zündung, so daß der erstere den vorgegebenen Wert Smis zuverlässig übersteigt.

Darüber hinaus sind in Fig. 4 die Bereiche S1 und S2 während der frühen kapazitiven Entladung berechnete Werte, während der Bereich S3 ein während der späten kapazitiven Entladung berechneter Wert ist. Im Programm nach Fig. 3 bedeutet der Bereich S den Bereich S1 allein auf der Summe der Bereiche S2 und S3.

Im folgenden wird anhand der Fig. 5 und 6 die Art der Detek­ tierung einer FI-Fehlzündung gemäß einer zweiten Ausfüh­ rungsform der Erfindung erläutert, wonach eine FI-Fehl­ zündung auf der Basis der Sekundärspannung der Zündspule mittels des erfindungsgemäßen Fehlzündungsdetektorsystems detektiert wird. In den Fig. 5 und 6 entsprechen eine vor­ gegebene Zeitperiode Tmis1', ein Referenzspannungswert Vmis1' und Bereiche S1', S2' und S3' den entsprechenden Werten Tmis1, Vmis1 sowie S1, S2 und S3 nach den Fig. 3 und 4. Die Wirkungsweise gemäß Fig. 5 entspricht derjenigen nach der oben erläuterten Fig. 3, so daß von einer Erläuterung abgesehen werden kann. Die Werte Tmis1 und Tmis1' können gleich oder verschieden voneinander sein. Der Referenz­ spannungswert Vmis1 wird gewöhnlich kleiner als der Wert Vmis1' eingestellt.

In der oben beschriebenen Weise kann bei der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung die Art einer Fehl­ zündung, d. h. das Auftreten einer FI-Fehlzündung genau bestimmt werden, wodurch es möglich wird, die Fehlerstelle frühzeitig zu bestimmen und eine geeignete Sicherungsaktion einzuleiten.

Fig. 7 zeigt ein Fehlzündungsdetektorsystem gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Dabei sind Elemente oder Teile, welche den Elementen oder Teilen nach den Fig. 1 und 2 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Eine Primärwicklung 21a einer Zündspule 21 ist in der glei­ chen Weise wie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 2 mit einem Transistor 22 verbunden. Eine Sekundärwicklung 21b der Zündspule 21 ist mit der Anode einer Diode 111 verbun­ den, deren Kathode mit einer Mittelelektrode 23a einer Zünd­ kerze 23 über einen Verteiler 112 verbunden ist. An eine Leitung 114 zwischen dem Verteiler 112 und der Mittelelek­ trode 23a ist elektrostatisch ein Spannungssensor 113 ange­ koppelt, der mit der Leitung 114 einen Kondensator von meh­ reren pF bildet. Der Ausgang dieses Spannungssensors 113 ist mit einem Eingang einer Spitzenhalteschaltung 124 sowie mit einem nichtinvertierenden Eingang eines ersten Komparators 127 über einen Eingangsanschluß T3 einer Eingangsschaltung 121 verbunden. Die Spitzenhalteschaltung 124 ist mit ihrem Ausgang mit einem invertierenden Eingang des ersten Kompara­ tors 127 über eine vergleichende Pegeleinstellschaltung 125 verbunden. Mit der Spitzenhalteschaltung 124 ist eine Rück­ setzschaltung 126 zur Rücksetzung des gehaltenen Spitzenwer­ tes mit einem geeigneten Zeittakt verbunden.

Ein Ausgangssignal des ersten Komparators 127 wird über ein Gatter 131 in eine Impulsdauer-Meßschaltung 132 eingespeist, welche eine Zeitperiode mißt, in der das Ausgangssignal vom ersten Komparator 127 in einer Gatterperiode auf einem hohen Pegel liegt. Das Gatter 131 liefert während dieser Gatterpe­ riode sein Ausgangssignal wie es ist und erzeugt eine Span­ nung VD entsprechend dem Wert der gemessenen Zeitperiode für eine nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Komparators 134. Der invertierende Eingang dieses zweiten Komparators 134 ist mit einer Referenzwert-Einstellschaltung 133 verbun­ den und erhält von dieser eine Referenzspannung VTREF für die Fehlzündungsbestimmung.

Gilt VT < VTREF, so erzeugt der zweite Komparator 134 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel, so daß festgelegt wird, daß eine FI-Fehlzündung stattgefunden hat. Die Referenzspannung VTREF wird in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors eingestellt.

Die ECU 5 gemäß Fig. 2 dient bei dieser Ausführungsform ebenfalls zur Kraftstoffeinspritzsteuerung und zur Zündzeit­ steuerung. Ein Schaltungsblock 5A nach Fig. 7 kann durch einen Teil der ECU 5 gebildet werden. Vorzugsweise wird ein Schaltungsblock 5B nach Fig. 7 jedoch getrennt von der ECU 5 ausgeführt und an einer Stelle nahe dem Zylinderblock des Motors 1 vorgesehen.

Fig. 8 zeigt Einzelheiten der Eingangsschaltung 121, der Spitzenhalteschaltung 124 und der vergleichenden Pegelein­ stellschaltung 125.

In dieser Figur ist der Eingangsanschluß T3 mit einem nicht­ invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 216 über einen Widerstand 215 verbunden. Der Eingangsanschluß T3 ist weiterhin über einen durch einen Kondensator 211, einen Wi­ derstand 212 und eine Diode 214 gebildeten Kreis geerdet, wobei die genannten Schaltungselemente parallelgeschaltet und über eine Diode 213 mit einer Speisespannungsleitung VBS verbunden sind.

Der Kondensator 211 besitzt eine Kapazität von beispiels­ weise 10⁴ pF und dient zur Teilung der durch den Spannungs­ sensor 113 detektierten Spannung in mehreren 1000 Einheiten. Der Widerstand 212 besitzt einen Wert von beispielsweise 500 KΩ. Die Dioden 213 und 214 dienen zur Steuerung der Eingangsspannung für den Operationsverstärker 216 in einem Bereich von 0 bis VBS. Ein invertierender Eingang des Opera­ tionsverstärkers 216 ist mit dessen Ausgang verbunden, so daß dieser Operationsverstärker 216 als Pufferverstärker (Impedanzwandler) arbeitet. Der Ausgang des Verstärkers 216 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des ersten Kompara­ tors 127 sowie mit einem invertierenden Eingang eines Opera­ tionsverstärkers 221 verbunden.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 221 ist über eine Diode 222 mit einem nichtinvertierenden Eingang eines Opera­ tionsverstärkers 227 verbunden, wobei invertierende Eingänge der Verstärker 221, 227 mit dem Ausgang des Verstärkers 227 verbunden sind. Diese Operationsverstärker bilden ebenfalls jeweils einen Pufferverstärker.

Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 227 ist über einen Widerstand 223 und einen Kondensator 226 ge­ erdet, deren Verbindungspunkt über einen Widerstand 224 mit dem Kollektor eines Transistors 225 verbunden ist. Der Emit­ ter des Transistors 225 ist geerdet, während seine Basis von einer Rücksetzschaltung 126 ein Rücksetzsignal erhält. Soll eine Rücksetzung durchgeführt werden, so nimmt das Rücksetz­ signal einen hohen Pegel an.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 227 ist über eine ver­ gleichende Pegeleinstellschaltung 125 bildende Widerstände 241 und 242 geerdet, deren Verbindungspunkt mit dem inver­ tierenden Eingang des ersten Komparators 127 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 8 ist die folgen­ de. Ein Spitzenwert der detektierten Zündspannung V (Aus­ gangsspannung des Operationsverstärkers 216) wird durch die Spitzenhalteschaltung 124 gehalten, wobei der gehaltene Spitzenwert durch die vergleichende Pegeleinstellschaltung 125 mit einem vorgegebenen Wert <1 multipliziert und das resultierende Produkt als vergleichender Pegel VCOMP in den ersten Komparator 127 eingespeist wird. Damit wird an einem Anschluß T4 ein Impulssignal geliefert, das einen hohen Pegel annimmt, wenn V < VCOMP gilt.

Fig. 9 zeigt Einzelheiten der Impulsdauer-Meßschaltung 132. Gemäß dieser Figur wird eine dreistufige Inverterschaltung durch Transistoren 331 bis 333 und Widerstände 334 bis 341 gebildet. Das Potential am Kollektor des Transistors 333 nimmt einen tiefen bzw. hohen Pegel an, wenn die Spannung am Anschluß T4 einen hohen bzw. tiefen Pegel annimmt. Der Kol­ lektor des Transistors 333 ist über einen Widerstand 342 mit der Basis eines Transistors 344 verbunden, dessen Basis über einen Widerstand 343 mit der Spannungsversorgungsleitung VBS verbunden ist, während sein Kollektor über einen Widerstand 345 und einen Kondensator 347 geerdet ist, deren Verbin­ dungspunkt über einen einem Pufferverstärker bildenden Operationsverstärker 349 und einen Widerstand 350 mit einem Anschluß T5 verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 345 und dem Kondensator 347 ist über einen Wi­ derstand 346 mit dem Kollektor eines Transistors 348 ver­ bunden, dessen Emitter geerdet ist und dessen Basis ein Rücksetzsignal von der CPU 5b erhält.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 9 ist die folgende: Besitzt das Eingangssignal am Anschluß T4 einen hohen Pegel, so leitet der Transistor 333 und damit auch der Transistor 344, wodurch der Kondensator 347 aufge­ laden wird. Besitzt das Eingangssignal am Anschluß T4 einen tiefen Pegel, so wird der Transistor 344 gesperrt und damit die Aufladung des Kondensators 347 gestoppt. Der Anschluß T5 nimmt daher eine Spannung VT an, welche proportional zu einer Zeitperiode ist, in der das über den Anschluß T4 ein­ gegebene Impulssignal einen hohen Pegel besitzt.

Die Wirkungsweise des gemäß der vorstehend erläuterten Aus­ führungsform ausgebildeten Fehlzündungsdetektorsystems wird anhand des Zeittaktdiagramms nach Fig. 10 erläutert. In (b), (c), (d) und (e) in Fig. 10 zeigen ausgezogene Kurven die Wirkungsweise bei normaler Zündung, während gestrichelte Kurven die Wirkungsweise bei einer FI-Fehlzündung zeigen. (a) in Fig. 10 zeigt das Zündbefehlssignal.

In (b) in Fig. 10 zeigt Änderungen der detektierten Zünd­ spannung V (B, B') und des Vergleichenden Pegels VCOMP (C, C') als Funktion der Zeit. Die Kurve B für normale Zündung Verläuft gleichartig wie die in der oben erläuterten Fig. 4.

Die Kurve B' bei einer FI-Fehlzündung zeigt nach einer Spit­ ze der kapazitiven Entladespannung unmittelbar vor Beendi­ gung der Entladung gegenüber Fig. 4 einen anderen Verlauf. Dies ergibt sich daraus, daß zwischen der Sekundärwicklung 21b und dem Verteiler 112 gemäß Fig. 7 die Diode 111 vorge­ sehen ist. Dies wird nachfolgend im einzelnen erläutert.

Durch die Zündspule 21 erzeugte elektrische Energie wird der Zündkerze 23 über die Diode 111 und den Verteiler 112 zuge­ führt und zwischen den Elektroden der Zündkerze 23 entladen. Restladung nach der Entladung wird in der erdfreien Kapazi­ tät zwischen der Diode 111 und der Zündkerze 23 gespeichert. Bei normaler Zündung wird die gespeicherte Ladung durch den Bereich der Elektroden der Zündkerze 23 vorhandene Ionen neutralisiert, so daß die Zündspannung V am Ende der kapazi­ tiven Entladung sofort fällt, als ob die Diode 111 nicht vorhanden wäre (B in (b) in Fig. 10).

Bei einer Fehlzündung sind jedoch praktisch keine Ionen im Bereich der Elektroden der Zündkerze 23 vorhanden, so daß die zwischen der Diode 111 und der Zündkerze 23 gespeicher­ te Ladung nicht neutralisiert wird und aufgrund des Vorhan­ denseins der Diode 111 auch nicht zur Zündspule 21 zurück­ fließen kann. Die Ladung wird daher ohne Entladung über die Zündspule 21 gehalten. Wenn der Druck im Motorzylinder ab­ sinkt, so daß die für die Entladung zwischen den Elektroden der Zündkerze 23 notwendige Spannung gleich der Spannung bei der Ladung wirkt, so tritt daher eine Entladung zwischen den Elektroden auf (Zeitpunkt t5) in (b) in Fig. 10). Aufgrund der Wirkung der Diode 111 wird daher selbst nach der Beendi­ gung der kapazitiven Entladung die Zündspannung V gegenüber normaler Zündung über eine längere Zeitperiode auf einem hohen Wert gehalten.

Die Kurven C, C' in (b) in Fig. 10 zeigen Änderung des ver­ gleichenden Pegels VCOMP als Funktion der Zeit, wie sie sich aus dem gehaltenen Spitzenwert der Zündspannung V ergeben.

Die Spitzenhalteschaltung 124 wird während der Zeitpunkte t2 und t3 zurückgesetzt. Die Kurven vor dem Zeitpunkt t2 zeigen daher den vergleichenden Pegel VCOMP, der vom letzten einer Zündung unterworfenen Zylinder gewonnen wird. (c) in Fig. 10 zeigt Ausgangssignale des ersten Komparators 127. Aus (b) und (c) in Fig. 10 ist ersichtlich, daß bei normaler Zündung zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 V < VCOMP gilt, während bei einer Fehlzündung zwischen den Zeitpunkten t1 und t5 V < VCOMP gilt. Während dieser Zeitdauern besitzt das Ausgangs­ signal des ersten Komparators 127 einen hohen Wert. Die Aus­ gangsspannung VT der Impulsdauer-Meßschaltung 132 ändert sich daher gemäß (d) in Fig. 10, so daß bei einer Fehlzündung (bei der VT durch eine Kurve E' gegeben ist) nach dem Zeitpunkt t6 VT < VTREF gilt. Das Ausgangssignal (Fehlzündungsbestimmungsausgangssignal) des zweiten Kom­ parators 134 nimmt daher nach dem Zeitpunkt t6 gemäß (e) in Fig. 10 einen hohen Wert an, wodurch eine FI-Fehlzündung de­ tektiert wird.

Die Impulsdauer-Meßschaltung 132 wird im Zeitpunkt t0 rück­ gesetzt.

Bei dieser Ausführungsform wird der vergleichende Pegel VCOMP auf der Basis der detektierten Zündspannung einge­ stellt, wodurch es möglich wird, eine FI-Fehlzündung ohne Beeinflussung durch Schwankungen der tatsächlichen Zünd­ spannung oder der detektierten Zündspannung stabil zu de­ tektieren. Weiterhin dient die Diode 111 in vergrößernder Weise zur Darstellung einer Differenz zwischen der Zeit­ periode, in welcher die Zündspannung den vergleichenden Pegel bei normaler Zündung übersteigt und der Zeitperiode, in der die erstere die letztere bei einer Fehlzündung über­ steigt, wodurch eine genaue Fehlzündungsdetektierung mög­ lich wird.

Die Impulsdauer-Meßschaltung 132 kann auch durch einen di­ gitalen Zähler gebildet werden. Fig. 11 zeigt ein Zeittakt­ diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise einer derartig aufgebauten Schaltung 132. In (a) in Fig. 11 zeigt Ausgangs­ impulse des ersten Komparators 127. (b) dieser Figur Zeit­ taktimpulse, deren Anzahl durch den digitalen Zähler gezählt wird, wobei jeder Impuls gemäß (a) dieser Figur einen hohen Pegel besitzt. Der Zählwert ändert sich gemäß (c) in Fig. 11. In diesem Beispiel wird der Zähler gemäß (d) in Fig. 11 unmittelbar vor dem Zündbefehlsignal A rückgesetzt. Wenn der Zählwert einen vorgegebenen Wert übersteigt, so wird ein die Detektierung einer Fehlzündung anzeigender Impuls gemäß (e) in Fig. 11 ausgegeben.

Gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung können die Funktionen der Impulsdauer-Meßschaltung 132, der Referenz­ wert-Einstellschaltung 133 und des zweiten Komparators 134 durch die CPU 5b der ECU 5 softwaremäßig realisiert werden. Fig. 12 zeigt ein durch die CPU 5b abgearbeitetes Programm zur Detektierung einer Fehlzündung. Dieses Programm wird immer dann abgearbeitet, wenn eine vorgegebene feste Zeit­ periode abläuft.

Zunächst wird in einem Schritt S11 bestimmt, ob das Zu­ standssignal IG gleich 1 ist oder nicht. Ist die Antwort auf diese Frage negativ (Nein), d. h. ist das Zustandssignal IG gleich 0, so wird ein gemessener Zeitwert eines Rücksetz­ zeitgebers in einem Schritt S12 auf 0 gesetzt, worauf die Beendigung des Programms folgt. Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S11 bestätigend (Ja), d. h. ist das Zu­ standssignal IG gleich 1, so wird in einem Schritt S13 bestimmt, ob der Wert tR des Rücksetzzeitgebers kleiner als ein vorgegebener Wert tRESET ist. Unmittelbar nach dem sich das Zustandssignal IG von 0 auf 1 geändert hat, ist die Ant­ wort auf diese Frage bestätigend (Ja), wobei in einem Schritt S16 bestimmt wird, ob ein Ausgangsimpuls des ersten Komparators 127, d. h. ein das Ergebnis der Bestimmung durch Spannungsvergleich anzeigender Impuls mit hohem Pegel in die CPU 5b eingespeist wird oder nicht. Ist die Antwort auf diese Frage bestätigend (Ja), so wird der Zählwert CP eines Zählers in einem Schritt S17 um ein Inkrement von 1 erhöht und sodann in einem Schritt S18 bestimmt, ob der resultie­ rende Zählwert CP kleiner als ein vorgegebener Wert CPref ist oder nicht.

Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S18 bestätigend (Ja), d. h. ist CP < CPref, so wird bestimmt, daß eine normale Zündung stattgefunden hat, und in einem Schritt S19 ein Zustandssignal FMIS auf 0 gesetzt, während bei negativer Antwort (Nein), d. h. CP ≧ CPref bestimmt wird, daß eine FI- Fehlzündung stattgefunden hat, und in einem Schritt S20 das Zustandssignal FMIS auf 1 gesetzt, worauf die Beendigung des Programms folgt.

Wird die Beantwortung der Frage im Schritt S13 negativ (Nein), d. h. ist tR < tRESET, so werden der Zählwert CP und das Zustandssignal IG in entsprechenden Schritten S14 und S15 auf 0 rückgesetzt, worauf das Programm zu einem Schritt S19 fortschreitet.

Gemäß dem Programm nach Fig. 12 entspricht der Zählwert CP des Zählers der Dauer des das Ergebnis der Bestimmung durch Spannungsvergleich anzeigenden Impulses, d. h. des Impulses mit hohem Pegel des ersten Komparators 127, wobei bestimmt wird, daß eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist, wenn die Dauer die vorgegebene Zeitperiode (CPref) übersteigt.

Im folgenden wird die Charakteristik der Diode 111 in der Ausführungsform nach Fig. 7 erläutert.

Besitzt die Diode 111 eine zu große Durchbruchsspannung in Sperrichtung, so tritt ein dielektrischer Durchbruch zwi­ schen den Elektroden der Zündkerze 23 unmittelbar nach Druckabfall im Motorzylinder nach Durchlauf des Kolbens durch den oberen Totpunkt auf, wenn eine große erdfreie Kapazität zwischen der Diode 111 und der Zündkerze 23 vor­ handen ist (d. h. die Spannung am Entladespalt der Zündkerze ist hoch), so daß die Zündspannung V sofort abfällt, ohne auf einem hohen Spannungswert gehalten zu werden (a) in Fig. 13). Ein Abfall der Zündspannung aufgrund eines derartigen dielektrischen Durchbruchs kann nicht von einem Abfall der Zündspannung V aufgrund des Ionenstroms bei normaler Zündung unterschieden werden, so daß eine Fehlzündungsdetektierung nicht möglich ist.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann an Stelle der Diode 111 eine Zener-Diode mit einer Zener-Spannung VZ in einer solchen Größenordnung verwendet werden, daß ein dielektri­ scher Durchbruch zwischen den Zündkerzenelektroden (5 bis 10 kV) nicht auftritt. In diesem Falle kann die detektierte Zündspannung V bei einer Fehlzündung gemäß (b) in Fig. 11 über eine lange Zeitperiode im Bereich der Zener-Spannung VZ gehalten werden, so daß eine Fehlzündungsdetektierung mög­ lich wird.

Wird als Diode 111 eine Diode mit mäßig kleiner Durchbruchs­ spannung in Sperrichtung verwendet, so können Ergebnisse er­ zielt werden, welche mit den durch eine Zener-Diode erreich­ ten Ergebnissen vergleichbar sind. Eine solche Diode muß jedoch auch noch richtig arbeiten, wenn die an sie angelegte Spannung kleiner als ein normaler Betriebsbereich wird, wel­ cher die Durchbruchsspannung in Sperrichtung nicht über­ steigt.

Gemäß Fig. 14 kann einer Diode 111 mit einer zu großen Durchbruchsspannung in Sperrichtung ein Kontaktelement 111' parallelgeschaltet werden. Dieses Element muß eine stabile dielektrische Durchbruchsspannung in der Größenordnung von 5 bis 10 kV besitzen. Auch mit einer derartigen Ausführungs­ form kann eine Zündspannungscharakteristik realisiert wer­ den, welche der gemäß (b) in Fig. 13 für eine Fehlzündung entspricht.

Als Glättungsschaltung kann weiterhin an Stelle der Spitzen­ halteschaltung 124 in Fig. 7 eine einen Mittelwert bildende Schaltung (integrierende Schaltung) verwendet werden.

Bei der oben beschriebenen dritten und vierten Ausführungs­ form kann zur Detektierung einer Fehlzündung in der ersten Ausführungsform entsprechender Weise ein Bereich berechnet werden, der durch eine Kurve, welche den vergleichenden Pe­ gel VCOMP anzeigt, und einen Teil der Kurve definiert ist, welche die detektierte Zündspannung V anzeigt, welche größer als der vergleichende Pegel VCOMP ist (d. h. ein Wert, der durch Integration von (V - VCOMP) gewonnen wird). Darüber hinaus können die dritte und vierte Ausführungsform mit der ersten oder zweiten Ausführungsform kombiniert werden, um das Auftreten einer Fehlzündung lediglich dann zu bestim­ men, wenn die durch die beiden Ausführungsformen gewonnenen Resultate zusammen das Auftreten einer Fehlzündung anzeigen.

Erfindungsgemäß wird also eine Fehlzündung in einem Verbren­ nungsmotor aus einer Zeitperiode, in der die Zündspannung einen vorgegebenen Spannungswert übersteigt, und/oder einen Bereich eines Teils von Werten der Zündspannung, welcher den vorgegebenen Spannungswert übersteigt, bestimmt. Es ist da­ her möglich, eine dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnende Fehlzündung (FI-Fehlzündung) genau zu detektieren und damit die fehlerhafte Stelle frühzeitig zu bestimmen und eine ge­ eignete Sicherheitsaktion auszulösen.

Darüber hinaus wird der vorgegebene Spannungswert in Abhän­ gigkeit von Betriebszuständen des Motors oder von der Zünd­ spannung eingestellt. Es ist daher möglich, eine Fehlzün­ dung selbst dann genau zu detektieren, wenn sich der Be­ triebszustand des Motors ändert.

Mittels der Stromprüfanordnung im Sekundärkreis der Zünd­ einrichtung wird darüber hinaus ein Stromfluß in Rückwärts­ richtung in Bezug auf eine Richtung geprüft, in welcher ein Stromfluß bei Entladung der Zündkerze auftritt. Bei Auftre­ ten einer Fehlzündung kann daher die Spannung im Sekundär­ kreis über eine lange Zeitperiode auf einem hohen wert ge­ halten und das Auftreten einer Fehlzündung genauer bestimmt werden.

Claims (7)

1. Fehlzündungsdetektorsystem zur Detektierung einer Fehlzündung in einem Verbrennungsmotor (1), der ein wenigstens eine Zündkerze (23) enthaltendes Zündsy­ stem (16) aufweist, mit einer Motorbetriebszustands-Detektoreinrichtung (4, 8, 9, 10, 11, 15) zur Detektierung von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors (1), mit einem Signalgenerator (in 5) zur Festlegung eines Zündzeittakts des Ver­ brennungsmotors (1) auf der Basis der Werte der detektierten Betriebsparameter und Erzeugung eines den festgelegten Zündzeittakt anzeigenden Zündbe­ fehlssignals (Fig. 10 (a)) und mit einer auf das Zündbefehlssignal (Fig. 10 (a)) ansprechenden Zünd­ einrichtung (21) zur Erzeugung einer Zündspannung für die Entladung der wenigstens einen Zündkerze (23), gekennzeichnet durch
eine Spannungswert-Detektorschaltung (24, 25, 26, 27, 28, 29 in Fig. 2; 113 in Fig. 7) zur Detektierung der von der Zündeinrichtung (21) nach der Erzeugung des Zündbefehlssignals (Fig. 10 (a)) erzeugten Werte der Zünd­ spannung und
eine Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung (in 5) zum Vergleich der detektier­ ten Werte der Zündspannung mit einem vorgegebenen Spannungswert (S6, V_mis1 in Fig. 3; VCOMP, B, B' in Fig. 10) und zur Bestimmung auf der Basis der Ergebnisse des Vergleichs, ob eine einem Kraftstoffzufuhrsystem für den Verbrennungsmotor (1) zuzuordnende Fehlzündung im Verbrennungsmotor (1) aufgetreten ist oder nicht, wobei diese Bestimmung abhängig von wenigstens einer Zeitperiode (t1 ... t6, t2 ... t4 in Fig. 10) erfolgt, innerhalb der die detektierten Werte der Zündspannung den vorgegebenen Spannungswert (S6, V_mis1 in Fig. 3; VCOMP, B, B' in Fig. 10) übersteigen, und abhängig von der Größe eines Bereiches (S in Fig. 3 bis 6), welcher definiert ist durch den vorgegebenen Spannungswert (S6, V_mis1 in Fig. 3; VCOMP, B, B' in Fig. 10) und den Teil der Zündspannungskurve, bei dem die dieser Kurve entsprechen­ den detektierten Zündspannungswerte den vorgegebenen Spannungswert übersteigen.

2. Fehlzündungsdetektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Spannungswert (S6, V_mis1 in Fig. 3; VCOMP, B, B' in Fig. 10) in Abhän­ gigkeit von den Betriebsparametern des Motors (1) eingestellt ist.

3. Fehlzündungsdetektorsystem nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlzündungs-Be­ stimmungsschaltung (in 5) eine Referenzpegel-Ein­ stellschaltung (124, 125, 126 in Fig. 7) enthält, welche den vorgegebenen Spannungswert (S6, V_mis1 in Fig. 3; VCOMP, B, B' in Fig. 10) auf der Basis der detektierten Werte der Zündspannung einstellt.

4. Fehlzündungsdetektorsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpegel-Einstellschal­ tung (124, 125, 126 in Fig. 7) eine Glättungsschaltung (124 in Fig. 7) zur Glättung der Zündspannung sowie einen Verstärker (125 in Fig. 7) zur Verstärkung des Ausgangssignals der Glättungsschaltung (124 in Fig. 7) um einen vorgege­ benen Verstärkungsfaktor umfaßt.

5. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrich­ tung (21) einen Primärkreis (21a in Fig. 7) und einen Sekundärkreis 21b, 111, 112) enthält und daß im Sekundärkreis (21b, 111, 112) eine Stromprüfanordnung (111) zur Prüfung eines Stromflusses in Rückwärts­ richtung in bezug auf eine Richtung vorgesehen ist, in welcher bei Entladung der wenigstens einen Zünd­ kerze (23) ein Stromfluß auftritt.

6. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündspule (21) vorgesehen ist, die eine Primärwicklung (21a) und eine Sekundärwicklung (21b) umfaßt und daß die Zündspannung die durch die Primärwicklung (21a) erzeugte Primärspannung (N₁ in Fig. 2) ist.

7. Fehlzündungsdetektorsystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündspule (21) vorgesehen ist, die eine Primärwicklung (21a) und eine Sekundärwicklung (21b) umfaßt und daß die Zündspannung die durch die Sekundärwicklung (21b) erzeugte Sekundärspannung (N₂ in Fig. 2) ist.