DE4215153C2 - Zündvorrichtung für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine.

Fig. 2 ist ein Schaltbild, welches eine konventionelle Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt. In Fig. 2 ist ein Treibertransistor 2 an eine Batterie 1 über einen Widerstand 3 gekoppelt. Ein Leistungstransistor 4 in Darlington-Verbindung wird angesteuert durch den Ausgang des Treibertransistors 2. Die Zündspule 5 hat eine Primärspule, welche verbunden ist mit dem positiven Anschluß der Batterie 1 und dem Kollektor des Leistungstransistors 4. Die Sekundärspule der Zündspule 5 ist mit dem Zündstecker (nicht gezeigt) über einen Verteiler (nicht gezeigt) verbunden. Ein Stromerfassungswiderstand 6 ist mit dem Emitter des Leistungstransistors 4 und Masse verbunden. In Reaktion auf die Spannung, welche sich über dem Stromerfassungswiderstand 6 entwickelt, steuert ein Strombegrenzungsschaltkreis 7 den Basisstrom des Leistungstransistors 4 und begrenzt dadurch den Strom, der durch die Primärspule der Zündspule 5 fließt. Ein Zünderfassungsschaltkreis 8 erfaßt die Spannung, welche sich am Kollektor des Leistungstransistors 4 einstellt auf Unterbrechung des durch die Primärspule der Zündspule 5 fließenden Stroms hin und erzeugt ein Zündbestätigungssignal. In der Figur ist die Zündvorrichtung eingeschlossen innerhalb eines Strichpunktlinienkastens 9.

Der Betrieb der konventionellen Zündvorrichtung von Fig. 2 verläuft wie folgt.

Wenn der Treibertransistor 2 als Reaktion auf ein äußeres Signal ausgeschaltet wird, wird der Leistungstransistor 4 angeschaltet, um den Strom durch die Primärspule der Zündspule 5 fließen zu lassen. Unter diesen Umständen entwickelt sich eine Spannung entsprechend dem Strom, welcher durch die Primärspule der Zündspule 5 fließt, über dem Stromerfassungswiderstand 6. Diese über dem Stromerfassungswiderstand 6 entwicklte Spannung wird dem Strombegrenzungsschaltkreis 7 zugeführt. Als Reaktion auf diese Spannung steuert der Strombegrenzungsschaltkreis 7 den Basisstrom des Leistungstransistors 4 und begrenzt dadurch den Strom durch die Primärspule der Zündspule 5 auf eine vorherbestimmte Größe so, daß der Strom durch die Primärspule der Zündspule 5 auf einer bestimmten Größe gehalten wird.

Darauf, wenn der Treibertransistor 2 durch ein Zündsignal angeschaltet wird und der Leistungstransistor 4 abgeschaltet wird, um den Strom durch die Primärspule der Zündspule 5 zu unterbrechen, entwickelt sich eine Hochspannung über der Sekundärspule der Zündspule 5 und wird dem Zündstecker der Maschine über den Verteiler zugeführt.

Der Zünderfassungsschaltkreis 8 erfaßt die Spannung, welche sich am Kollektor des Leistungstransistors 4 auf die Unterbrechung des Stroms, der durch die Primärspule der Zündspule 5 fließt, hin einstellt. Wenn die erfaßte Spannung eine vorherbestimmte Höhe überschreitet, erzeugt der Zünderfassungsschaltkreis 8 ein Zündbestätigungssignal. Das Zündbestätigungssignal wird an einen Computer (nicht gezeigt) geliefert, so daß der Computer entscheiden kann, ob oder ob nicht die Zündspule ordnungsgemäß funktioniert. Der Computer bestimmt, zu welchem Zylinder der Maschine die versagende Zündspule gehört und die Kraftstoffzuführung zu dem aussetzenden Zylinder wird angehalten in einem Kraftstoffausgleichssystem.

Fig. 3 ist ein Schaltbild, welches eine weitere konventionelle Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt. Der Erfassungseingang des Zünderfassungsschaltkreises 8 ist verbunden mit dem Stromerfassungswiderstand 6, so daß die Spannung, welche dem Strom, der durch die Primärspule der Zündspule 5 fließt, entspricht, erfaßt werden kann. Somit erfaßt der Zünderfassungsschaltkreis 8 die Spannung, welche sich über dem Stromerfassungswiderstand 6 einstellt, entsprechend dem Strom, der durch die Primärspule der Zündspule 5 fließt und erzeugt ein Zündbestätigungssignal, wenn die erfaßte Stromgröße einen vorherbestimmten Wert überschreitet. Ansonsten ist der Schaltkreis von Fig. 3 ähnlich dem von Fig. 2.

Die obigen konventionellen Zündvorrichtungen haben jedoch folgenden Nachteil. Wenn eine Vielzahl von Zündvorrichtungseinheiten vorgesehen ist für die jeweiligen Zylinder einer Mehrzylindermaschine und die Zündspule und der Leistungstransistor von jeder Einheit in eine eingehäusige Einheit eingebaut sind, müssen separate Zünderfassungsschaltkreise für die jeweiligen Zylinder vorgesehen werden. So wird der Schaltkreis kompliziert und teuer.

Die nachveröffentlichte DE 40 16 307 A1 beschreibt eine Zündkreisüberwachung an einer Brennkraftmaschine, welche einen Zündstromsensor einschließt, der in einer gemeinsamen Primärstromzufuhrleitung der Zündspulen angeordnet ist. Ein Strombegrenzungsschaltkreis jeder Zündvorrichtungseinheit, der den durch die Primärspule der Zündspule fließenden Strom begrenzt, ist aus diesem Dokument nicht entnehmbar.

Aus JP 60-19 962 (A) ist eine Zündvorrichtung bekannt, die einen Emitterstrom eines Leistungstransistors in einer Zündeinrichtung erfaßt, um auf diese Weise eine Fehlfunktion der Zündeinrichtung feststellen zu können. Aus DE 38 41 739 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen von Zündsignalen bekannt, welche die an Schaltanschlüssen der Zündspulen auftretenden Signalspannungen mit Entkopplungsdioden abgreift. GB 21 72 115 A offenbart eine Zündüberwachungsvorrichtung, die in ähnlicher Weise Spannungen zwischen der Primärwicklung und der Schalteinrichtung einer jeden Zündeinrichtung über Entkopplungsdioden abgreift und auf diese Weise ein Überwachungssignal erzeugt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zündvorrichtung für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine vorzusehen, welche in der Lage ist, mit geringem Aufwand die Funktionszustände der Zündspulen für die jeweiligen Zylinder zu erfassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild, welches eine erfindungsgemäße Zündvorrichtung für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine zeigt;

Fig. 2 ein Schaltbild, welches eine konventionelle Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt; und

Fig. 3 einen Schaltplan, welcher eine weitere konventionelle Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt.

In den Zeichnungen betreffen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile oder Abschnitte.

Fig. 1 ist ein Schaltbild, welches eine erfindungsgemäße Zündvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine zeigt. Der Schaltkreis enthält eine Vielzahl von eingehäusig aufgebauten Zündvorrichtungseinheiten, welche für jeweilige Zylinder der Maschine vorgesehen sind. Fig. 1 zeigt zwei Zündvorrichtungseinheiten 9a und 9b. Jedoch kann der Schaltkreis vier Zündvorrichtungseinheiten für eine Vierzylindermaschine enthalten.

Jede der eingehäusigen Zündvorrichtungseinheiten 9a und 9b beinhaltet einen Leistungstransistor 4 in Darlington-Verbindung, eine Zündspule 5, einen Stromerfassungswiderstand 6 und einen Strombegrenzungsschaltkreis 7. Die Teile 4 bis 7 sind ähnlich wie die von Fig. 3 und 4. Somit ist in jeder der Zündvorrichtungseinheiten 9a und 9b der Reihenschaltkreis, welcher besteht aus der Primärspule der Zündspule 5, dem Leistungstransistor 4, und dem Stromerfassungswiderstand 6, verbunden mit dem positiven Anschluß der Batterie 1 und Masse. Der Strombegrenzungsschaltkreis 7, welcher verbunden ist mit der Basis des Leistungstransistors 4 und Masse, hat einen Erfassungseingangsanschluß, welcher verbunden ist mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Leistungstransistor 4 und dem Stromerfassungswiderstand 6. Der Strombegrenzungsschaltkreis 7 entdeckt somit die Spannung, welche sich über dem Stromerfassungswiderstand 6 einstellt.

Ein Zünderfassungsschaltkreis 8 mit einem geerdeten Anschluß ist in die gemeinsame Stromversorgungsleitung, welche Strom von der Batterie 1 an die jeweiligen Zündspulen 5 der Zündvorrichtungseinheiten 9a und 9b liefert, eingereiht (das heißt, der Zünderfassungsschaltkreis 8 ist eingereiht zwischen den positiven Anschluß der Batterie 1 und dem Verbindungspunkt, an dem sich die positiven Seiten der Zündspulen 5 der jeweiligen Zündvorrichtungseinheiten 9a und 9b treffen), so daß der Zünderfassungsschaltkreis 8 in Serienschaltkreisbeziehung mit der Primärspule jeder Zündspule 5 steht. Der Zünderfassungsschaltkreis 8 erfaßt somit den von der Batterie 1 und durch die Primärspule der Zündspule 5 der jeweiligen Zündvorrichtungseinheiten 9a und 9b fließenden Strom.

Als nächstes wird der Betrieb des Schaltkreises von Fig. 1 beschrieben. Die Vielzahl der Zündvorrichtungseinheiten 9a und 9b entsprechen und gehören zu den jeweiligen Zylindern einer Mehrzylindermaschine. Die Sekundärspule der Spule 5 der jeweiligen Zündvorrichtungseinheiten liefert eine Zündspannung an den Zündstecker des entsprechenden Zylinders. Ein Zündsignal wird von einer Steuereinheit (nicht gezeigt) an jede Zündvorrichtungseinheit beim Zündzeitpunkt des entsprechenden Zylinders geliefert.

Somit arbeitet die Zündvorrichtungseinheit 9a zum Beispiel wie folgt. Bei einem vorherbestimmten Kurbelwinkel vor dem Zündzeitpunkt des Zylinders, der zu der Zündvorrichtungseinheit 9a gehört, wird ein Stromzuführungssignal (hoher Spannungspegel) der Basis des Leistungstransistors 4 zugeführt und schaltet den Leistungstransistor 4 an, so daß ein Strom von der Batterie 1 durch die Primärspule der Zündspule 5 über den Zünderfassungsschaltkreis 8 fließt. Die Spannung, die sich über dem Stromerfassungswiderstand 6 entwickelt wegen des durch die Primärspule der Zündspule 5 fließenden Stroms wird erfaßt durch den Strombegrenzungsschaltkreis 7. Der Strombegrenzungsschaltkreis 7 steuert den Basisstrom des Leistungstransistor 4 in Übereinstimmung mit der erfaßten Spannung und begrenzt dadurch den durch die Primärspule der Zündspule 5 fließenden Strom auf einen vorherbestimmten Wert, so daß der Strom durch die Primärspule der Zündspule 5 auf einem vorherbestimmten Wert gehalten wird.

Unter diesen Umständen erfaßt der Zünderfassungsschaltkreis 8 den durch die Primärspule der Zündspule 5 fließenden Strom und erzeugt ein Zündbestätigungssignal auf Erfassen eines Stromes hin, der einen vorherbestimmten Wert überschreitet. Das Zündbestätigungssignal wird an den Computer der Steuereinheit (nicht gezeigt) geliefert.

Beim Zündzeitpunkt des Zylinders, der zur Zündvorrichtungseinheit 9a gehört, wird ein Zündsignal (niedriger Spannungspegel) der Basis des Leistungstransistors 4 zugeführt, um ihn auszuschalten und dadurch den durch die Primärspule der Zündspule fließenden Strom zu unterbrechen. Auf die Unterbrechung des Stroms durch die Primärspule der Zündspule hin wird eine Zündhochspannung erzeugt über der Sekundärspule der Zündspule 5. Diese Zündhochspannung wird an den Zündstecker des zugehörigen Zylinders geführt, so daß der Zylinder beim ordnungsgemäßen Zündzeitpunkt gezündet wird. Der Betrieb der anderen Zündvorrichtungseinheit 9b ist ähnlich dem der Einheit 9a.

Somit wird dem Computer der Steuereinheit das Zündbestätigungssignal der jeweiligen Zündvorrichtungseinheiten 9a und 9b zugeführt.

Dementsprechend entscheidet der Computer, ob oder ob nicht die Zündspule der jeweiligen Zündvorrichtungseinheiten ordnungsgemäß funktioniert. Durch Vergleichen der Entstehungszeiten des jeweiligen Zündbestätigungssignals mit den Zündzeitpunkten der jeweiligen Zylinder entscheidet der Computer, zu welchem Zylinder jedes einzelne Zündbestägigungssignal gehört. Die Kraftstoffzuführung an einen den Zylinder, der zu einer aussetzenden Zündspule gehört, für die das Zündbestätigungssignal nicht erzeugt wird, wird gestoppt in einem Kraftstoffausgleichssystem.

Claims (5)

1. Zündvorrichtung für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine, mit

• 1. einer Stromquelleneinrichtung;
• 2. einer Vielzahl von Zündvorrichtungseinheiten (9a, 9b), von denen jede
  • 1. eine Zündspule (5) einschließt;
  • 2. einen Leistungstransistor (4); und
  • 3. einen Strombegrenzungsschaltkreis (7); wobei
  • 4. die Zündspule (5) mit dem Leistungstransistor (4) verbunden ist;
  • 5. der Strombegrenzungsschaltkreis (7) den durch eine Primärspule der Zündspule (5) fließenden Strom begrenzt; und
  • 6. die Zündspulen (4) jeder Zündvorrichtungseinheit (8a, 9b) über eine gemeinsame Versorgungsleitung mit der Stromquelleneinrichtung verbunden sind; und
• 3. einer einzelnen Zünderfassungsschaltung (8) in der gemeinsamen Versorgungsleitung, welche einen Strom durch die Zündspulen erfaßt und auf die Erfassung eines einen vorherbestimmten Wert überschreitenden Stromes hin ein Zündbestätigungssignal erzeugt.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungstransistor (4) Bestandteil einer Darlingtonschaltung ist.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strombegrenzungsschaltkreis (7) ausgebildet ist, den Basisstrom des Leistungstransistors (4) gemäß einem Spannungsabfall über einem Stromerfassungswiderstand (6) zu steuern, der von dem durch die Primärspule der Zündspule (5) fließenden Strom resultiert.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, Entstehungszeiten jeweiliger Zündbestätigungssignale mit den Zündzeitpunkten der jeweiligen Zylinder zu vergleichen, um zu entscheiden, zu welchem Zylinder jedes einzelne Zündbestätigungssignal gehört.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Kraftstoffzuführung an einen Zylinder, der zu einer Zündspule gehört, für die das Zündbestätigungssignal nicht erzeugt wird, zu unterbrechen.