DE4330619C2 - Zündwinkelsteuereinheit für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündwinkelsteuereinheit für eine Brennkraftmaschine.

Insbesondere bei Vier-Ventil-Motoren mit hoher spezifi­ scher Leistung führen viele Kaltstarts mit extrem kurzen Betriebszeiten, wie sie in der Fahrzeugfertigung häufig auftreten, sowie extremer Kurzstreckenbetrieb zur Ver­ rußung der Zündkerzen. Bildet sich ein Nebenschluß an der Zündkerzenelektrode aus, treten Startprobleme und Pannen auf. Dieses Problem ist in dem Zielkonflikt zwischen thermischer Festigkeit der Zündkerze und gutem Kaltstart­ verhalten der Brennkraftmaschine begründet.

Eine wirksame, aber teuere Möglichkeit zur Lösung des Problems in der Fahrzeugfertigung bzw. bei der Ausliefe­ rung sind spezielle Auslieferungszündkerzen mit einer ge­ ringen thermischen Festigkeit, die jedoch unmittelbar vor Auslieferung des Kraftfahrzeuges durch die serienmäßig vorgeschriebenen Zündkerzen mit hoher thermischer Festig­ keit ersetzt werden müßten.

Es ist ferner bereits aus der US-PS 4 471 737 eine Zünd­ winkelsteuereinheit bekannt, durch die bei ausgewählten Zylindern eine Zündzeitpunktfrühverstellung erfolgt, um die Brennraumtemperaturen und Drücke für eine relativ kurze Zeitspanne zur Reinigung der Zündkerze und der Oberfläche der Verbrennungskammer zu erhöhen. Bei dieser bekannten Zündwinkelsteuereinheit erfolgt die Reinigung der Zündkerze bzw. der Oberfläche der Verbrennungskammer in erster Linie durch die Erhöhung der Brennraumtempera­ tur. Eine derartige Erhöhung der Brennraumtemperatur kann jedoch sehr leicht zu einem Schaden der Brennkraftma­ schine führen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Zündwinkel­ steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaf­ fen, durch die eine Reinigung der Zündkerzen sowie der Brennräume der Brennkraftmaschine bei nur sehr geringer thermischer Belastung und damit sehr geringer Zerstö­ rungsgefahr der Brennkraftmaschine erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine zur Rei­ nigung der Zündkerzen sowie der Brennräume zumindest bei ausgewählten Zylindern der Zündzeitpunkt so weit in Rich­ tung "früh" verstellt wird, daß in diesen Zylindern eine klopfende Verbrennung mit Stoßwellen im Ultraschallbe­ reich auftreten. Bei der Erfindung erfolgt die Reinigung der Zündkerzen sowie der Brennräume der Brennkraftma­ schine nicht wie beim Gegenstand der US-PS 4 471 737 durch Verbrennen der Rußpartikel, sondern durch hoch­ frequente mechanische Vibrationen, die durch die bei klopfender Verbrennung entstehenden Stoßwellen im Ultra­ schallbereich erzeugt werden.

Um eine genaue Dosierung der klopfenden Verbrennung vor­ nehmen zu können, die einerseits eine sichere Reinigung der Zündkerzen und der Brennräume gewährleistet und durch die andererseits die Brennkraftmaschine keinen Schaden erleidet, wird die Zündzeitpunktverstellung gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl, der Brennkraftma­ schinenlast, der Brennkraftmaschinentemperatur, der Be­ triebszeit nach dem Brennkraftmaschinenstart sowie der Anzahl der Startvorgänge, gezählt ab der letzten Zündker­ zen- und Brennraumreinigung, vorgenommen.

Im folgenden wird die Erfindung noch anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Zündwinkelsteuereinheit 1, die mit einem ersten Anschluß 2 an den Elektrodenanschluß 3 einer Zünd­ kerze 4 angeschlossen ist. Die Zündkerze 4 ist in einen Zylinderkopf 5 eingeschraubt, der mit dem zweiten An­ schluß, nämlich dem auf Erdpotential liegenden Massean­ schluß 6 der Zündwinkelsteuereinheit 1 elektrisch verbun­ den ist. Der Bereich 7 unterhalb der Zündkerze 4 und des Zylinderkopfes 5 soll den Brennraum 7 darstellen.

Um eine die Funktionsfähigkeit der Brennkraftmaschine be­ einträchtigende Verrußung des Brennraums 7 sowie der Zündkerzenelektrode 8 zu verhindern, wird während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine periodisch in vor­ gebbaren Abständen bei den einzelnen Zylindern der Zünd­ zeitpunkt so weit in Richtung "früh" verstellt, daß in diesen Zylindern eine klopfende Verbrennung mit Stoßwel­ len im Ultraschallbereich auftreten. Durch diese Stoßwel­ len und die damit verbundenen mechanischen Vibrationen fällt der Ruß von den den Brennraum 7 begrenzenden Wänden sowie von der Zündkerzenelektrode 8 ab.

Um die Reinigung der Brennraumwände sowie der Zündker­ zenelektrode 8 wohldosiert vornehmen zu können, erfolgt diese in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl n, der Brennkraftmaschinenlast L, der Brennkraftmaschi­ nentemperatur t_M, der Betriebszeit nach dem Brennkraftma­ schinenstart t_B sowie der Anzahl der Startvorgänge z, wo­ bei diese ab der letzten Zündkerzen- und Brennraumreini­ gung gezählt werden. Die Brennkraftmaschinenlast L kann dabei unter Zugrundelegung der angesaugten Luftmasse be­ stimmt werden. Als Brennkraftmaschinentemperatur kann beispielsweise die Kühlmitteltemperatur bzw. die Öltempe­ ratur der Brennkraftmaschine verwendet werden.

Durch die Erfindung ist eine schonende und zugleich sehr sichere Reinigung von verrußten Zündkerzenelektroden und Brennraumwänden möglich.

Claims (2)

1. Zündwinkelsteuereinheit für eine Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß während der Warmlauf­ phase der Brennkraftmaschine zur Reinigung der Zünd­ kerzen (4) sowie der Brennräume (7) zumindest bei ausgewählten Zylindern der Zündzeitpunkt so weit in Richtung "früh" verstellt wird, daß in diesen Zylin­ dern eine klopfende Verbrennung mit Stoßwellen im Ultraschallbereich auftreten.

2. Zündwinkelsteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunktfrüh­ verstellung in Abhängigkeit von der Brennkraftma­ schinendrehzahl (n), der Brennkraftmaschinenlast (L), der Brennkraftmaschinentemperatur (t_M), der Be­ triebszeit nach dem Brennkraftmaschinenstart (t_B) sowie der Anzahl der Startvorgänge (z), gezählt ab der letzten Zündkerzen- und Brennraumreinigung, er­ folgt.