DE4336031C1

DE4336031C1 - Verteilerloses Zündsystem für mehrzylindrige, nach dem Viertaktverfahren arbeitende, fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4336031C1
Application number: DE19934336031
Authority: DE
Inventors: Karl-Wilhelm Dipl Ing Heinle; Alfons Martin Dipl Ing Kreipp
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2013-10-23

Description

Die Erfindung betrifft ein verteilerloses Zündsystem für eine mehrzylindrige, nach dem Viertaktverfahren arbeitende, fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

An die Zündsysteme fremdgezündeter Kolbenbrennkraftmaschinen werden in neuerer Zeit aufgrund der Forderungen nach geringem Verbrauch und niedrigem Schadstoffgehalt der Abgase hohe Anforderungen gestellt. In Abhängigkeit unterschiedlichster Parameter, wie Motordrehzahl, Saugrohrdruck, Motortemperatur, Temperatur der Ansaugluft u.a.m. muß der Zündzeitpunkt genau gesteuert werden. Unabhängig von der Batteriespannung muß genügend Zündenergie für eine sichere Zündung zur Verfügung stehen.

Moderne Fahrzeuge sind daher weitgehend mit vollelektronischen Zündsystemen ausgestattet, wie sie beispielsweise im Kraftfahrtechnischen Taschenbuch der Robert Bosch GmbH, 21. Auflage, VDI-Verlag, ab Seite 461 beschrieben sind.

Zur Verminderung des baulichen Aufwandes und in der Praxis eingeführt sind verteilerlose Zündsysteme mit einer sog. Zweifunkenzündspule. Bei diesen Zündsystemen ist je zwei Zylindern eine gemeinsame Zündspule zugeordnet, wobei je ein Ende der Hochspannungswicklung der Zündspule auf eine Zündkerze von zwei um 360° versetzt arbeitenden Zylindern geht. Die Synchronisation kann von der Kurbelwelle aus erfolgen. Da im Auspufftakt ein "Stützfunke" entsteht, muß sichergestellt sein, daß keine Entflammung von Restgas oder angesaugtem Frischgas erfolgt. Eine Eigenart dieser mit Zweifunkenzündspulen ausgerüsteten Zündsysteme liegt darin, daß sie zwischen den Zündspulen und jeweils wenigstens einem Zylinder Hochspannung führende Zündkabel benötigen. Die Verlegung und vor allem dauerhaft sichere Isolierung dieser Zündkabel bereitet in der Praxis Schwierigkeiten. Auch die Probleme betreffend elektromagnetische Verträglichkeit sind bei Zündkabeln nicht ohne weiteres beherrschbar.

Die DE 28 23 391 A1, insbesondere deren Fig. 6, zeigt ein Zündsystem, bei dem eine einzige Hochspannungsspule jeweils zwei Zylindern und zugeordnet ist. Damit bestehen neben den geschilderten Problemen durch die Notwendigkeit von Hochspannungsleitungen zusätzliche Probleme in der sicheren Versorgung von zwei Zündkerzen aus einer gemeinsamen, entfernten Primärspule mit ausreichender Zündenergie.

Die DD 1 40 374 zeigt ein mit Verteiler arbeitendes Zündsystem für einen Dreizylindermotor mit jedem Zylinder zugeordneter Zündspule, wobei die Primärseite jeder Zündspule vom Verteiler her gesteuert "geladen" und der Stromfluß dann zur Auslösung der Zündung ebenfalls vom Verteiler her gesteuert unterbrochen wird.

Ein Zündsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Fig. 4 der JP 59-226274 (A bekannt.). Bei diesem vorbekannten Zündsystem sind je zwei primärseitig und sekundärseitig in Reihe geschaltete Zündspulen einem Leistungsschalter nachgeschaltet. Eine solche Reihenschaltung hat folgende Eigenarten: Die primärseitige Induktivität bzw. der Widerstand, der jedem Leistungsschalter nachgeschaltet ist, ist deutlich vergrößert, was bei gegebener primärseitiger Spannung zu einem erhöhten Zeitbedarf für die Einspeisung ausreichender Energie in die Zündspulen führt. Die Sekundärseiten der Zündspulen sind miteinander verbunden, d. h. es führt eine Hochspannungsleitung von einem Zylinder zu einem anderen Zylinder. Wie in der Beschreibungseinleitung der vorliegenden Anmeldung erläutert, bereiten solche Hochspannungsleitungen in der Praxis, vor allem, was ihre Betriebssicherheit über lange Einsatzdauern anbelangt, Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein den Forderungen nach Genauigkeit der Steuerung entsprechendes Zündsystem zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau, d. h. günstigen Kosten, über eine hohe Betriebssicherheit verfügt und hinsichtlich seiner Anbaumöglichkeiten an mehrzylindrige Motoren geringe Anforderungen stellt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst. Das erfindungsgemäße Zündsystem kommt ohne jedwelche Hochspannungs- oder Zündleitungen zwischen den Zylindern aus. Die einzelnen Zündspulen sitzen als voneinander unabhängige Einheiten unmittelbar auf den Zündkerzen und können von den zugehörigen Leistungsschaltern innerhalb kurzer Zeitdauern mit der notwendigen Zündenergie versorgt und dann sehr genau, weil ohne gegenseitige Beeinflussung, angesteuert werden.

Der Anspruch 2 kennzeichnet eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung für einen V-6 Motor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen schematischen Schaltplan des erfindungsgemäßen Zündsystems an einem V-6-Motor.

Ein in seinem Aufbau an sich bekanntes Motorsteuergerät für vollelektronische Zündungen weist Eingänge 4 und Ausgänge 6, 8 und 10 auf. An den Eingängen 6 liegen Sensorsignale, die beispielsweise der Stellung der Kurbelwelle, der Motordrehzahl, dem Saugrohrdruck, der Motortemperatur, der Ansauglufttemperatur entsprechen, ein Klopfsignal, ein Leerlaufsignal, ein Vollastsignal darstellen, usw. Aus diesen Signalen errechnet in an sich bekannter Weise ein im Motorsteuergerät enthaltener Rechner Zündsteuersignale, die den einzelnen Ausgängen 6, 8 und 10 zugeführt werden.

Die Ausgänge 6, 8 und 10 sind über Steuerleitungen mit den Steuereingängen von in ihren Aufbau an sich bekannten Leistungsschaltern 12, 14 und 16 ver bunden.

Ein schematisch dargestellter, insgesamt mit 18 bezeichneter V-6-Motor weist jedem seiner Zylinder zugeordnete und unmittelbar an den Zündkerzen angeordnete Zündspulen 21-26 auf, wobei die Zündspule 21 dem Zylinder 1, die Zündspule 22 dem Zylinder 2 usw. zugeordnet ist.

Jeder der Leistungsschalter 12, 14 und 16 versorgt zwei der Zündspulen 21-26 mit Strom bzw. elektrischer Energie, indem sein Ausgang über entsprechende Stromversorgungsleitungen mit den Primärseiten zweier Zündspulen verbunden ist. Im dargestellten Beispiel ist der Lei stungsschalter 12 mit den Zündspulen 21 und 26, der Leistungsschalter 14 mit den Zündspulen 22 und 25 und der Leistungsschalter 16 mit den Zündspulen 23 und 26 verbunden.

Auf diese Weise ist entsprechend der Arbeitsfolge der einzelnen Zylinder sichergestellt, daß von den gleichzeitig auftretenden Zündimpulsen jeweils zweier Zylinder der eine in einen Aus pufftakt fällt, wenn der andere in einen Arbeitstakt fällt.

Die von den Leistungsschaltern 12, 14 und 16 zu den Zündspulen 21-26 führenden Stromver sorgungsleitungen sind problemlos verlegbar und können insbesondere bei einem V-6-Motor von kurzer Länge sein, da die Leistungsschalter 12, 14 und 16 zwischen den Zylinderbänken angeordnet werden können. Bezüglich ihrer dauerhaften Isolierung kritische, Hochspannung führende Leitungen müssen nicht verlegt werden, da direkt an jeder Zündkerze eine der Zünd spulen 21-26 zugeordnet ist.

Claims

1. Verteilerloses Zündsystem für mehrzylindrige, nach dem Viertaktverfahren arbeitende, fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschinen mit geradzahliger Zylinderzahl,
mit einem Motorsteuergerät (2) zum Erzeugen von die Zündzeitpunkte der Zylinder bestimmenden Steuersignalen,
dem Motorsteuergerät (2) nachgeschalteten Leistungsschaltern (12, 14, 16) und den Leistungsschaltern nachgeschalteten, jedem Zylinder zugeordneten Zündspulen (21-26),
wobei die Leistungsschalter (12, 14, 16) von den Steuersignalen angesteuert werden und den Zündspulen (21-26) die erforderliche Zündenergie zuführen und
wobei jeweils zwei Zündspulen von einem gemeinsamen Leistungsschalter angesteuert werden, welche Zündspulen Zylindern zugeordnet sind, von denen der eine einen Arbeitstakt ausführt während der andere einen Auspufftakt ausführt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden von einem gemeinsamen Leistungsschalter (12, 14, 16) angesteuerten Zündspulen (21 und 26, 22 und 25, 23 und 24) parallel zueinander an den Leistungsschalter angeschlossen sind.

2. Zündsystem nach Anspruch 1, wobei die Kolbenbrennkraftmaschine ein V-6-Motor ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die den Zylindern (1) und (6, 2) und (5) sowie (3) und (4) zugeordneten Zündspulen (21 u. 26, 22 und 25, 23 und 24) mit jeweils einem gemeinsamen Leistungsschalter (12, 14, 16) verbunden sind.