DE69831383T2 - Vorrichtung zur Diagnose und Prüfung des Zündsystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur Diagnose und Prüfung des Zündsystem einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE69831383T2
DE69831383T2 DE69831383T DE69831383T DE69831383T2 DE 69831383 T2 DE69831383 T2 DE 69831383T2 DE 69831383 T DE69831383 T DE 69831383T DE 69831383 T DE69831383 T DE 69831383T DE 69831383 T2 DE69831383 T2 DE 69831383T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
computer
signal
spark
voltage
spark voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69831383T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69831383D1 (de
Inventor
Luigi P. Columbus Tozzi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cummins Inc
Original Assignee
Cummins Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cummins Inc filed Critical Cummins Inc
Publication of DE69831383D1 publication Critical patent/DE69831383D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69831383T2 publication Critical patent/DE69831383T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/021—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using an ionic current sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/027—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F02P2017/121—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current by measuring spark voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F02P2017/125—Measuring ionisation of combustion gas, e.g. by using ignition circuits

Description

  • Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme zum Diagnostizieren und Steuern eines Zündungssystems eines Verbrennungsmotors und insbesondere solche Systeme zum Detektieren und Protokollieren vorbestimmter Zündungssystemfehlermoden, wenn sie auftreten, und zum Steuern des Zündungssystems in Übereinstimmung mit Zündungssystemabnormalitäten.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei elektronischen Steuerungen für Verbrennungsmotoren ist es bekannt, zeitliche Ereignisse, die mit dem Motorzündungssystem zusammenhängen, elektronisch zu bestimmen und zu steuern, um Luft-Brennstoff-Gemische, die dem Motor zugeführt werden, richtig zu zünden. Typischerweise reagiert ein Motorsteuerungscomputer auf einen Kurbelwellenwinkel, eine Motorkühlmitteltemperatur, eine gesteuerte Motorbrennstoffversorgung, eine Einlasslufttemperatur und andere Motorbetriebsbedingungen, um richtige Zündsteuersignale zu erzeugen, um Hochspannungszündfunken an einer Anzahl von Zündkerzen zu erzeugen, was zur Verbrennung des Luft-Brennstoff-Gemisches führt.
  • Beim Betrieb eines typischen Verbrennungsmotorzündungssystems bestimmt der Motorsteuerungscomputer in einer herkömmlichen Weise einen geeigneten Zeitpunkt, um die Primärseite einer dem Motor zugeordneten Zündspule unter Strom zu setzen (hierin im Anschluss bezeichnet als "Zündbefehl"). Zu diesem Zeitpunkt beginnt Strom von einer Spannungsquelle, wie z.B. einer Fahrzeugbatterie, durch die Primärspule zu fließen und so Energie zu speichern, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Schließlich erreicht der durch die Primärspule fließende Strom ein Höchstniveau, und der Motorsteuerungscomputer wirkt anschließend dahingehend, das er den Stromfluss durch diese auf ein gewünschtes Niveau begrenzt. Nach einer Zeitdauer des Begrenzens des Stroms, häufig als Verweilzeit (dwell time) bezeichnet, deaktiviert der Motorsteuerungscomputer den Zündbefehl und öffnet so den Schaltkreis der Primärspule.
  • Die Primärspule ist typischerweise mit einer Sekundärspule magnetisch gekoppelt, und wenn der Schaltkreis der Primärspule geöffnet wird, wird eine schnell ansteigende Spannung in der Sekundärspule induziert. Die Sekundärspule ist mit einer oder mehreren Zündkerzen elektrisch verbunden, und die darin induzierte, schnell ansteigende Spannung wird verwendet, um die erforderliche Funkenzündspannung an diesen zu erzeugen.
  • Zündsysteme des eben beschriebenen Typs sind typischerweise als eine Zusammensetzung aus elektrischen und mechanischen Komponenten aufgebaut, von denen einige inhärent Fehlern unterliegen. Es sind eine ganze Reihe von Zündungssystemfehlermoden möglich, von denen die meisten zu einer Verschlechterung der Verbrennungsqualität und/oder Fehlzündung der Maschine führen. Es wurden bisher Systeme entwickelt, welche arbeitsfähig sind, zwischen normalem Zündungssystembetrieb und Fehlzündungszuständen zu unterscheiden, so dass geeignete Anpassungen bei der Zündungsstrategie durchgeführt werden können, um dadurch anschließende Vorkommnisse von Fehlzündung zu minimieren. Ein Beispiel eines solchen Systems ist in US-Patent Nr. 5 606 118 an Muth et al. beschrieben.
  • Muth et al. offenbaren ein Fehlzündungsdetektionssystem, wobei die Primärspulenspannung überwacht wird und mit vordefinierten Grenzwerten verglichen wird. Nachdem ein Zündfunken-Zündspannungshöchstwert aufgetreten ist, wird die Wellenform der Primärspulenspannung wiederholt erfasst. Es werden eine Durchschnittsspannung sowie auch eine Spitzenspannung aus den Erfassungen berechnet, und ein Fehlzündungsindikationsfaktor wird als ein Verhältnis daraus berechnet. Wenn dieses Verhältnis einen vordefinierten Verhältnisgrenzwert übersteigt, wird eine Fehlzündung angegeben.
  • Was daher benötigt wird, ist ein System zum Diagnostizieren und Steuern eines Zündungssystems eines Verbrennungsmotors, wobei ein solches System arbeitsfähig ist, eine Anzahl möglicher Zündungssystemfehlermoden zu detektieren und zwischen ihnen zu unterscheiden. Ein solches System sollte zumindest die Fähig keit aufweisen, Information bezüglich der Typen und der Anzahl von Ereignissen aller Zündungssystemfehlermoden, die aufgetreten sind, für spätere Analyse zu speichern und sollte ferner idealerweise in der Lage sein, die Information bezüglich irgendeines aktuell auftretenden Zündungssystemfehlermodus zu verwenden, um Motorkraftstoffversorgung, Zündfunkenzeitpunkt und/oder Zündfunkenenergie während eines anschließenden Zündbefehls zu ändern, um dadurch zumindest die Wirkung des Fehlerzustands auf richtigen Motorbetrieb zu minimieren.
  • US-A-5 387 870 offenbart ein System zum Extrahieren von Zündungswellenformmerkmalen und zum Vergleichen dieser Merkmale mit festen Grenzwerten und laufenden Mittelwerten, um Anomalien zu detektieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorangehenden Mängel des Stands der Technik werden von der vorliegenden Erfindung behandelt.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Diagnostizieren von Zündungssystemfehlern vorgesehen, aufweisend:
    eine Zündspule mit einer Primärspule, die mit einer Sekundärspule gekoppelt ist;
    eine Einrichtung, um die Primärspule unter Strom zu setzen, um dadurch ein Zündfunkenspannungssignal in der Sekundärspule zu induzieren; und
    einen ersten Computer mit einem Eingang, der mit der Sekundärspule gekoppelt ist, um das Zündfunkenspannungssignal zu empfangen, wobei der Computer einen ersten Speicher aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der erste Speicher eine Anzahl von darin gespeicherten Zündfunkenspannungswellenformen enthält, die jede einer Zündfunkenspannungswellenform eines einzigartigen Zündungssystemfehlermodus entsprechen, wobei der erste Computer im Einsatz dieses Zündfunkenspannungssignal mit jeder der Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen vergleicht und, wenn das Zündfunkenspannungssignal zu irgendeiner der Anzahl von Zündfun kenspannungswellenformen passt, im Einsatz ein Diagnosesignal erzeugt, wobei das Diagnosesignal einem einzigartigen Modus der einzigartigen Zündungssystemfehlermoden entspricht.
  • Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ersichtlicher.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung zum Diagnostizieren und Steuern eines Zündungssystems eines Verbrennungsmotors in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • 2A ist eine Auftragung der Zündfunkenspannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine normale Zündfunkenspannungssignatur veranschaulicht.
  • 2B ist eine Auftragung der Zündfunkenspannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine Zündfunkenspannungssignatur veranschaulicht, die einem Kerzensteckerfehler (plug-boot failure) entspricht.
  • 2C ist eine Auftragung der Zündfunkenspannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine Zündfunkenspannungssignatur veranschaulicht, die einem Kerzenkabelunterbrechungsfehler (plug wire open failure) entspricht.
  • 2D ist eine Auftragung der Zündfunkenspannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine Zündfunkenspannungssignatur veranschaulicht, die einem Verlängerungs-/Kabelfehler (extension/wire failure) entspricht.
  • 2E ist eine Auftragung der Zündfunkenspannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine Zündfunken spannungssignatur veranschaulicht, die einem Spulenfehler vom Typ 1 (type 1 coil failure) entspricht.
  • 2F ist eine Auftragung der Zündfunkenspannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine Zündfunkenspannungssignatur veranschaulicht, die einem Spulenfehler vom Typ 2 entspricht.
  • 2G ist eine Auftragung der Zündfunkenspannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine Zündfunkenspannungssignatur veranschaulicht, die einem Spulenfehler vom Typ 3 entspricht.
  • 3A ist eine Auftragung der Zündfunkenspannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine Zündfunkenspannungssignatur veranschaulicht, die einem Kerzenprognosefehler (plug prognostic failure) entspricht.
  • 3B ist eine Auftragung der Zündfunkenspannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine Zündfunkenspannungssignatur veranschaulicht, die einem Spulenprognosefehler entspricht.
  • 4A ist eine Auftragung der Ionen-Spalt-Spannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine bevorzugte Technik zum Diagnostizieren der Luft/Brennstoff-Verbrennungsqualität veranschaulicht.
  • 4B ist eine Auftragung der Ionen-Spalt-Spannung gegen die Zeit für einen auf einen einzelnen Zylinder bezogenen Feuerbefehl, die eine bevorzugte Technik zum Diagnostizieren von Klopfzuständen veranschaulicht.
  • 5 ist zusammengesetzt aus den 5A bis 5C und ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Softwarealgorithmus veranschaulicht, der durch den Computer aus 1 ausführbar ist, um das Zündungssystem aus 1 zu diagnostizieren und zu steuern in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • 6A ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Softwarealgorithmus veranschaulicht, der durch den Computer aus 1 ausführbar ist, um die Brennstoffmenge zu steigern, den Zündzeitpunkt zu verzögern und die Zündfunkenenergie zu reduzieren.
  • 6B ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Softwarealgorithmus veranschaulicht, der durch den Computer aus 1 ausführbar ist, um die Brennstoffmenge zu senken, den Zündzeitpunkt vorzuverlegen und die Zündfunkenenergie zu steigern.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Um ein Verständnis der Prinzipien der Erfindung zu unterstützen, wird nun auf die in den Zeichnungen veranschaulichte Ausführungsform Bezug genommen, und eine spezifische Sprache wird verwendet, um diese zu beschreiben. Es soll jedoch trotzdem verstanden werden, dass dadurch keine Beschränkung des Umfangs der Erfindung angestrebt wird, wobei solche Änderungen und weitere Modifikationen in der veranschaulichten Vorrichtung und solche weiteren Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie darin beschrieben ist, wie sie von dem mit dem Stand der Technik, auf den sich die Erfindung bezieht, vertrauten Fachmann als normal in Betracht gezogen würden, betrachtet werden.
  • Bezugnehmend nun auf 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Diagnostizieren und Steuern eines Zündungssystems eines Verbrennungsmotors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Zündungssystem weist eine Zündspule 12 mit einer Primärspule 14, die magnetisch mit einer Sekundärspule 16 gekoppelt ist, auf, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Die Sekundärspule definiert eine Hochvoltseite (auch bekannt als Hochspannungsseite) mit einem Ausgangsanschluss 18 und eine Niedervoltseite (auch bekannt als Niederspannungsseite) mit einem Ausgangsanschluss 20. Der Hoch- und der Niederspannungsausgang 18 und 20 sind mit einer Zündkerze 22 in einer herkömmlichen Weise verbunden, wobei der Hochspannungsausgangsanschluss 18 mit einer ersten Elektrode 22a verbunden ist und der Niederspannungsanschluss 20 mit einer zweiten Elektrode 22b verbunden ist, wobei die Elektroden 22a und 22b einen Zündfunkenspalt 22c dazwischen definieren und wobei der Niederspannungsausgangsanschluss 20 typischerweise elektrisch mit dem Erdungspotenzial über dem Motorblock verbunden ist.
  • Eine bekannte Zündungssteuerungsschaltung 24 hat einen "Feuer"-Eingang F, der mit einem zweiten Computer, vorzugsweise einem bekannten Motorsteuerungscomputer 26, über einen Signalpfad 28 verbunden ist, wobei der Motorsteuerungscomputer 26 einen Speicherabschnitt 27 aufweist und auf eine Anzahl von Motorbetriebsparametern (nicht gezeigt, aber allgemein im Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung diskutiert) reagiert, um ein Feuerbefehlsignal an dem Signalpfad 28 über einen Feuerbefehlausgang FC daran zu erzeugen. Bei einem sog. Einzelfeuersystem weist das Feuerbefehlsignal ein einzelnes Steuersignal auf, das sowohl eine Ereigniszeit als auch eine Signaldauer, die durch den Motorsteuerungscomputer 26 bestimmt sind, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, hat. Bei einem sog. Mehrfachfeuersystem weist das Feuerbefehlssignal andererseits eine Sequenz von Steuerungssignalen auf, die jedes sowohl eine Ereigniszeit als auch eine Signaldauer, die durch den Motorsteuerungscomputer 26 bestimmt sind, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, haben. In jedem Fall ist die Zündungssteuerungsschaltung 24 mit der Primärspule 14 verbunden und reagiert auf das Feuerungsbefehlssignal, um die Primärspule 14 von einer Spannungsquelle, wie z.B. einer Fahrzeugbatterie, wie im Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung diskutiert, unter Strom zu setzen. Ebenfalls wie im Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung diskutiert, reagiert die Zündungssteuerungsschaltung 24 auf eine Deaktivierung des Feuerbefehlssignals, um den Schaltkreis der Primärspule 12 zu öffnen, was eine Zündfunkenspannung in der Sekundärspule 16 induziert, um einen Zündfunken in dem Spalt 22c zwischen den Elektroden 22a und 22b der Zündkerze 22 zu erzeugen.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Spannungssensor 30 an der Hochspannungsseite der Sekundärspule 16 angebracht, um die Zündfunkenspannung darin zu erfassen und ein dazu entsprechendes Zündfunkenspannungssignal zu liefern. Obwohl der Spannungssensor 30 elektrisch mit dem Hochspannungsausgangsanschluss 18 gemäß irgendeiner bekannten Technik verbunden sein kann, wie in 1 schematisch gezeigt, ist vorzugsweise integral mit den Windungen der Hochspannungsseite der Sekundärspule 16 ausgebildet. In einer Ausführungsform weist der Hochspannungssensor 30 einen Kondensator 32 auf mit einem Ende, das elektrisch mit den Hochspannungswindungen der Sekundärspule 16 verbunden ist, und einem entgegengesetzten Ende, das das Zündfunkenspannungssignal liefert, obwohl die vorliegende Erfindung das Vorsehen eines Spannungssensors 30, wie z.B. irgendeine bekannte Kombination von Wechselspannungserfassungsbauteilen, einschließlich bekannter Filterbauteile, in Betracht zieht. Der Wert des Kondensators 32 hängt von dem speziellen Zündungssystem und den Zündfunkenspannungseigenschaften ab und sollte generell gewählt werden, um ein Zündfunkenspannungssignal zu erzeugen, das der der Zündkerze 22 gelieferten tatsächlichen Zündfunkenspannung stark ähnelt.
  • Das durch den Spannungssensor 30 erfasste Zündfunkenspannungssignal wird an einen Zündfunkenspannungssignaleingan (spark voltage signal input – SVS) eines Computers 34 über den Signalpfad 36 geliefert. Da das Zündfunkenspannungssignal im Allgemeinen ein analoges Signal ist, weist der SVS-Eingang vorzugsweise einen Analog-zu-Digital-Wandler (A/D) auf, der arbeitsfähig ist, das Zündfunkenspannungssignal bei einer geeigneten Erfassungsrate (typischerweise 1,0 bis 1,4 μs) zu digitalisieren, um dadurch eine digitale Wiedergabe des Zündfunkenspannungssignals für eine nachfolgende Verarbeitung durch den Computer 34 zu schaffen. Vorzugsweise ist der Computer 34 Mikroprozessor-basiert und weist digitale Signalverarbeitungsfähigkeiten wie auch einen Speicherabschnitt 35 auf. Alternativ kann ein Speicherabschnitt 35 entfernt von dem Computer 34 vorgesehen sein und zusätzlicher entfernter Speicher kann verwendet werden, um den Speicher 35 zu ergänzen. In einer Ausführungsform ist der Computer 34 ein Motorola 68332-Prozessor, obwohl die vorliegende Erfindung in Betracht zieht, jeden bekannten Computer, Mikroprozessor und/oder Signalprozessor, der wie hierin beschrieben arbeitsfähig ist, einzusetzen. Ein Beispiel eines solchen alternativen Computers ist eine Mikroprozessor-basierte Steuerung, die typischerweise mit einer Übertragung verbunden ist, die sich von dem Verbrennungsmotor erstreckt, und die typischerweise mit dem Motorsteuerungscomputer 26 über einen Kommunikationsbus, wie z.B. einem SAE-J1939-Datenbus, gekoppelt ist. Die gesamte hierin beschriebene Verarbeitung durch den Computer 34 kann somit alternativ durch eine Übertragungssteuerung durchgeführt werden, wobei Daten über den J1939-Datenbus mit dem Motorsteuerungscomputer 26 ausgetauscht werden. In einer weiteren in Betracht gezogenen Ausführungsform können die Zündungssteuerungsschaltung 24 und der Compu ter 34 zu einer einzelnen Steuerungsschaltung kombiniert werden, die durch den gestrichelten Kasten 37 in 1 veranschaulicht ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein zweiter Spannungssensor 38 an der Niederspannungsseite der Sekundärspule 16 angebracht. Wenn die Primärspule 14 eine Zündfunkenspannung in der Sekundärspule 16 induziert, die an die Zündkerze 22 an deren Hochspannungsausgang 18 geliefert wird, wird gleichermaßen eine Hochimpedanzionenspannung in der Sekundärspule 16 erzeugt, die der Zündkerze 22 an deren Niederspannungsausgang 20 zugeführt wird. Obwohl der Spannungssensor 38 elektrisch mit dem Niederspannungsausgangsanschluss 20 in Übereinstimmung mit jeder bekannten Technik verbunden sein kann, wie schematisch in 1 gezeigt, ist er vorzugsweise integral mit den Windungen der Niederspannungsseite der Sekundärspule 16 ausgebildet. In einer Ausführungsform weist der Spannungssensor 38 einen Widerstand 40 auf mit einem Ende, das elektrisch mit den Niederspannungswindungen der Sekundärspule 16 verbunden ist und einem entgegengesetzten Ende, das mit einem Ende eines Kondensators 42 verbunden ist, wobei das entgegengesetzte Ende des Kondensators 42 das Ionenspannungssignal bereitstellt, obwohl die vorliegende Erfindung in Betracht zieht, den Spannungssensor 38 als irgendeine bekannte Kombination aus Hochwechselspannung-erfassenden Komponenten vorzusehen, die arbeitsfähig ist, das Hochimpedanzionenspannungssignal zu erfassen und ein dazu entsprechendes Ionenspannungssignal bereitzustellen. Die Werte des Widerstands 40 und des Kondensators 38 hängen von den speziellen Zündsystem- und den Ionenspannungseigenschaften ab und sollten im Allgemeinen gewählt werden, um ein Ionenspannungssignal bereitzustellen, das der tatsächlichen, zu der Zündkerze 22 gelieferten Ionenspannung stark ähnelt.
  • Das durch den Spannungssensor 38 erfasste Ionenspannungssignal wird einem Ionenspannungssignaleingang (IDS) eines Computers 34 über einen Signalpfad 44 zugeführt. Da das Ionenspannungssignal im Allgemeinen ein analoges Signal ist, weist der IDS-Eingang vorzugsweise einen Analog-zu-Digital-Wandler (A/D) auf, der arbeitsfähig ist, das Ionenspannungssignal bei einer geeigneten Erfassungsrate zu digitalisieren, um so eine digitale Wiedergabe des Ionenspannungssignals für eine anschließende Verarbeitung durch den Computer 34 bereitzustellen.
  • Die bis hierhin beschriebenen Zündungssystemkomponenten sind in 1 als durch ein gestricheltes Polygon umgeben gezeigt, welches einen Verbrennungsmotor 46 wiedergeben soll. Einige oder alle solche Komponenten können an dem Motor 46 angebracht werden, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. An dem Motor 46 ist auch ein bekanntes Brennstoffversorgungssystem 56 mit einem Eingang, der zu einem Brennstoffsignalausgang FS des Computers 26 über einen Signalpfad 58 verbunden ist, angebracht. Wie im Stand der Technik bekannt, ist der Computer 26, der vorzugsweise ein bekannter Motorsteuerungscomputer ist, arbeitsfähig, dem Brennstoffversorgungssystem 56 über den Signalpfad 58 Brennstoffversorgungsbefehlsignale zu liefern, auf die das Brennstoffversorgungssystem 56 reagiert, um Brennstoff zu dem Motor 46 zu liefern. Insbesondere reagiert das Brenntoffversorgungssystem 56 auf die Brennstoffversorgungsbefehlsignale an dem Signalpfad 58, um geeignete Mengen von Brennstoff an den Motor 46 zu liefern, um so jeden der Zylinder (nicht gezeigt) des Motors 46 mit geeigneten Luft-Brennstoff-Gemischen zu versorgen. Der Computer 26 weist auch einen Eingabe/Ausgabe-Anschluss I/O auf, der über einen Signalpfad 62 mit einem bekannten Wartungs-/Rekalibrierungswerkzeug 60 verbunden werden kann, wobei das Werkzeug 60 vorzugsweise eine computergesteuerte Einrichtung ist, die arbeitsfähig ist, Information, wie z.B. Motorrekalibrierungssoftware etc., an den Computer 26 zu übertragen und Information, wie z.B. Motor-/Fahrzeug-Betriebs- oder Diagnoseinformation, von dem Computer 26 zu extrahieren, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Der Signalpfad 62 ist vorzugsweise ein bekannter serieller Datenkommunikationsbus und ist in einer Ausführungsform ein SAE (Society of Automotive Engineers) J1587/J1708/J1939-Datenbus, der in Übereinstimmung mit dem in dem SAE J1587/J1708/J1939-Standard ausgeführten technischen Spezifikationen arbeitet. Gemäß dem SAE J1587/J1708/J1939-Industriebusstandard sind der Computer 26 und der Computer 34 arbeitsfähig, Daten bezüglich der Betriebsparameter des Fahrzeugs und/oder des Motors 46 sowohl zu senden als auch zu empfangen.
  • Der Computer 34 weist ferner einen Triggereingang T auf, der mit dem Signalpfad 28 verbunden ist. Der Computer 34 reagiert auf das Feuerbefehlssignal, das durch den Computer 26 geliefert wird, um eine nachfolgende Verarbeitung des von dem Sensor 30 gelieferten Zündfunkenspannungssignals und/oder des von dem Sensor 38 gelieferten Ionenspannungssignals zu triggern, wobei die Verarbeitung hierin im Anschluss in genaueren Einzelheiten diskutiert wird.
  • Der Computer 34 weist ferner einen Zündungsdiagnoseausgang (DIAG) auf, der mit einem Zündungsdiagnoseeingang (ID) des Computers 26 über einen Signalpfad 50 verbunden ist. Gemäß einem Aspekt der Arbeitsweise des Systems 10, deren Einzelheiten hierin im Anschluss vollständiger beschrieben werden, ist der Computer 34 arbeitsfähig, das durch den Sensor 30 gelieferte Zündfunkenspannungssignal mit einer Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen, die in dem Speicher 35 gespeichert sind, zu vergleichen und ein angemessenes Diagnosesignal zu erzeugen, abhängig davon, welche der Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen zu dem von dem Sensor 30 gelieferten Zündfunkenspannungssignal passt. Die Anzahl der in dem Speicher 35 gespeicherten Zündfunkenspannungswellenformen kann z.B. Zündfunkenspannungswellenformen einer jeden aus einer Anzahl bekannter Zündungssystemfehlermoden wie auch eine Zündfunkenspannungswellenform, die normalen Zündungssystembetrieb angibt, umfassen. In einer Ausführungsform reagiert der Computer 34 auf das Diagnosesignal, um in dem Speicher 35 ein entsprechendes Flag oder einen Code zu speichern, entsprechend dazu, welche der Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen zu dem Zündfunkenspannungssignal passt. Wenn z.B. das Zündfunkenspannungssignal zu der Zündfunkenspannungswellenform passt, die normalen Systembetrieb angibt, speichert der Computer 34 ein "Normal"-Flag oder einen "Normal"-Code im Speicher 35. Umgekehrt, wenn das Zündfunkenspannungssignal zu einer der Zündfunkenspannungswellenformen passt, die einem bekannten Zündungssystemfehlermodus entsprechen, speichert der Computer 34 ein entsprechendes "Fehler"-Flag oder einen entsprechenden "Fehler"-Code im Speicher 35. In dieser Ausführungsform kann das Service-/Rekalibrierungswerkzeug 60 die im Speicher 35 gespeicherten Flags oder Codes durch Abfragen des Computers 26 nach solcher Information extrahieren, wobei der Computer 26 auf ein solches Abfragen reagiert, um die Flags oder Codes aus dem Speicher 35 über den Signalpfad 50, der eine serielle Datenverbindung, wie z.B. der SAE J1587/J1708/J1939-Bus, sein kann, zu extrahieren und solche Information dem Werkzeug 60 über die serielle Datenverbindung 62 zu liefern. In einer alternativen Ausführungsform liefert der Computer 34 das Diagnosesignal über den Signalpfad 50 zu dem Computer 26, und der Computer 26 ist arbeitsfähig, ein geeignetes Flag oder einen geeigneten Code (wie z.B. ein "Normal"-Flag oder -Code, oder ein "Fehler"-Flag oder -Code) in dessen Speicher 27 zu speichern. In dieser alternativen Ausführungsform kann das Wartungs-/Rekalibrierungswerkzeug 60 die im Speicher 27 gespeicherten Flags oder Codes durch Abfragen des Computers 26 nach solcher Information extrahieren, wobei der Computer 26 auf ein solches Abfragen reagiert, um die Flags oder Codes aus dem Speicher 27 zu extrahieren und solche Information dem Werkzeug 60 über die serielle Datenverbindung 62 zu liefern.
  • Der Computer 34 weist ferner einen Zündfunkenenergie-Rückkopplung-Ausgang (spark energy feedback) SEF auf, der mit einem Zündfunkenenergieeingang SE der Zündungssteuerungsschaltung 24 über einen Signalpfad 46 verbunden ist. Gemäß einem Aspekt der Arbeitsweise des Systems 10, dessen Details hierin im Anschluss vollständiger beschrieben werden, ist der Computer 34 arbeitsfähig, aus dem von dem Sensor 30 gelieferten Zündfunkenspannungssignal und/oder dem durch den Sensor 38 gelieferten Ionenspannungssignal ein Zündfunkenenergiekorrektursignal zu bestimmen, welches durch den Computer 34 an den Signalpfad 48 geliefert wird. Die Zündungssteuerungsschaltung 24 reagiert auf das Zündfunkenenergiekorrektursignal, das an den Eingang SE daran durch den Computer 34 geliefert wird, um die Energie des in dem Zündfunkenspalt 22c induzierten Zündfunkens anzupassen. Die Zündungssteuerungsschaltung 24 ist vorzugsweise arbeitsfähig, die Zündfunkenenergie entweder durch Ändern der Dauer des Feuerbefehlsignals eines einzelnen Feuersystems oder durch Ändern der Anzahl von Feuerbefehlen und/oder der Dauern der Feuerbefehlsignale eines Mehrfachfeuersystems anzupassen. Die mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleute werden jedoch erkennen, dass der Computer 34 alternativ das Zündfunkenenergiekorrektursignal an den Computer 26 liefern kann, der arbeitsfähig sein kann, dieses Signal zu verarbeiten und das an den Ausgang FC daran gelieferte Feuerbefehlssignal entsprechend zu ändern. In dieser alternativen Ausführungsform ist der Computer 26 somit arbeitsfähig, die Zündfunkenenergie anzupassen und ein "angepasstes" Feuerbefehlssignal an die Zündungssteuerungsschaltung 24 zu liefern, um die Anpassung bei der Zündfunkenenergie zu implementieren. Der Satz "Zündungssteuerungsschaltung reagierend auf ein Zündfunkenenergiekorrektursignal, um den Feuerbefehl zu ändern (zu steigern oder zu reduzieren), um dadurch die Zündfunkenenergie des in dem Zündfunkenspalt induzierten Zündfunkens zu ändern" oder ein äquivalenter Satz, wie er hierin im Anschluss verwendet wird, sollte dementsprechend so verstanden werden, dass er meint, dass die Zündungssteuerungsschaltung 24 entweder auf das durch den Computer 34 an den Signalpfad 48 gelieferte Zündfunkenenergie-Rückkopplung-Signal oder ein durch den Computer 26 an den Signalpfad 28 geliefertes Zündfunkenenergie-angepasstes Feuerbefehlsignal reagiert, um eine entsprechende Anpassung bei der Zündfunkenenergie des in dem Zündfunkenspalt 22c der Zündkerze 22 induzierten Zündfunkens zu implementieren.
  • Der Computer 34 weist ferner einen Zündfunkenzeitpunkt-Rückkopplung-Ausgang STF (spark timing feedback) auf, der mit einem Zündfunkenzeitpunkt-Korrektur-Eingang STC (spark timing correction) des Computers 26 über einen Signalpfad 54 verbunden ist. Gemäß einem Aspekt des Betriebs des Systems 10, dessen Einzelheiten hierin im Anschluss vollständiger beschrieben werden, ist der Computer 34 arbeitsfähig, aus dem von dem Sensor 38 gelieferten Ionenspannungssignal ein Zündfunkenzeitpunktkorrektursignal zu bestimmen, welches von dem Computer 34 an den Signalpfad 54 geliefert wird. Der Computer 26 reagiert auf das an dessen Eingang STC durch den Computer 34 gelieferte Zündfunkenzeitpunktkorrektursignal, indem der Zeitpunkt des an dessen Ausgang FC gelieferten Feuerbefehlsignals geändert wird. Insbesondere reagiert der Computer 26 auf das am Signalpfad 54 gelieferte Zündfunkenzeitpunktkorrektursignal, indem der Feuerbefehlszeitpunkt entweder vorverschoben oder verzögert wird, um dadurch entsprechend den Zeitpunkt, zu dem die Zündungssteuerungsschaltung 25 die Primärspule 14 der Zündspule 12 unter Strom setzt, vorzuverschieben oder zu verzögern. Mit dem Stand der Technik vertraute Fachleute erkennen jedoch, dass der Computer 34 alternativ das Zündfunkenzeitpunktkorrektursignal an die Zündungssteuerungsschaltung 24 liefern kann, die arbeitsfähig sein kann, dieses Signal zu verarbeiten und den Zeitpunkt des an deren Eingang F gelieferten Feuerbefehlssignals zu ändern, wobei jedoch verstanden wird, dass eine solche Anordnung lediglich dazu verwendet werden kann, den Zeitpunkt des Feuerbefehlssignals vorzuverschieben, und nicht, um ihn zu verzögern. Bei dieser alternativen Ausführungsform ist die Zündungssteuerungsschaltung 24 somit arbeitsfähig, den Zündfunkenzeitpunkt durch Anpassen ihrer Reaktionszeit auf das an deren Eingang F gelieferte Feuerbefehlssignal vorzuverschieben.
  • Der Computer 34 weist ferner einen Brennstoffversorgung-Rückkopplung-Ausgang FF (fueling feedback) auf, der mit einem Brennstoffversorgungskorrektursignal-Eingang FCS (fuel correction signal) des Computers 26 über einen Signal pfad 52 verbunden ist. Gemäß einem Aspekt des Betriebs des Systems 10, dessen Einzelheiten hierin im Anschluss vollständiger beschrieben werden, ist der Computer 34 arbeitsfähig, aus dem durch den Sensor 38 gelieferten Ionenspannungssignal ein Brennstoffversorgungsbefehlskorrektursignal zu bestimmen, dass durch den Computer 34 an den Signalpfad 52 geliefert wird. Der Computer 26, vorzugsweise ein Motorsteuerungscomputer, reagiert auf das an dessen Eingang FCS durch den Computer 34 gelieferte Brennstoffversorgungsbefehlskorrektursignal, indem das an das Brennstoffversorgungssystem 56 über den Signalpfad 58 gelieferte Brennstoffversorgungsbefehlsignal geändert wird, um dadurch den durch das Brennstoffversorgungssystem 56 zu dem Motor 46 zugeführten Brennstoff (und dementsprechend das Luft-Brennstoff-Verhältnis, das den Motorzylindern zugeführt wird) entsprechend zu ändern (Steigern oder Senken).
  • Nun bezugnehmend auf die 2A bis 2G, ist eine Anzahl von Zündfunkenspannungssignalwellenformen gezeigt, wobei die Wellenformen vorzugsweise in dem Speicher 35 des Computers 34 gespeichert sind, wie hierin oben beschrieben. In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung reagiert der Computer 34 auf das an dessen Triggereingang T empfangene Feuerbefehlssignal, indem das von dem Sensor 30 gelieferte Zündfunkenspannungssignal bei einer geeigneten Erfassungsrate erfasst wird, und vergleicht das erfasste Zündfunkenspannungssignal mit der Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen, die in dem Speicher 35 gespeichert sind, und speichert ein entsprechendes Flag oder einen entsprechenden Code entweder in dem Speicher 35 oder in dem Speicher 27 in Reaktion hierauf, wie hierin oben beschrieben. Vorzugsweise werden die Vergleiche der erfassten Zündfunkenspannungswellenform mit der Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen, die in dem Speicher 35 gespeichert sind, in Übereinstimmung mit einer bekannten Signaturanalysetechnik durchgeführt, wobei eine Anzahl von Punkten der erfassten Zündfunkenspannungswellenform über eine vordefinierte Zeitspanne mit entsprechenden Punkten der in dem Speicher 35 gespeicherten Zündfunkenspannungswellenformen verglichen wird. Wenn die Anzahl von Punkten der erfassten Zündfunkenspannungswellenform zu einer der in Speicher 35 gespeicherten Zündfunkenspannungswellenformen passt, innerhalb eines zulässigen Fehlerbereichs, erzeugt der Computer 34 ein entsprechendes Diagnosesignal. Entweder der Computer 34 oder der Computer 26 reagiert auf das Diagnosesignal, indem ein entsprechendes Flag oder ein entsprechender Code in dem Speicher 35 oder dem Speicher 27 gespeichert wird, wie hierin oben beschrieben. Mit dem Stand der Technik vertraute Fachleute erkennen jedoch, dass andere bekannte Techniken alternativ durch den Computer 34 eingesetzt werden können beim Bestimmen, ob das erfasste Zündfunkenspannungssignal zu einer der Anzahl von in dem Speicher 35 gespeicherten Zündfunkenspannungswellenformen passt.
  • Bezugnehmend nun auf 2A ist eine beispielhafte Zündfunkenspannungswellenform oder -Signatur 70 veranschaulicht, wobei die Wellenform 70 einer normalen Zündfunkenspannungswellenform oder -Signatur entspricht. Wie in 2A gezeigt, weist die normale Zündfunkenspannungswellenform 70 eine erste Spannungsspitze 72 auf, die in dem gezeigten Beispiel geringfügig weniger als 20 kV ist. Der Spitzenwert der Spannungsspitze 72 entspricht der Durchschlagspannung des Zündfunkenspalts 22c der Zündkerze 22, wobei ein solches Durchschlagereignis ein anschließendes Erzeugen eines Lichtbogens innerhalb des Spalts 22c zwischen den Elektroden 22a und 22b zulässt, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Der Computer 34 ist arbeitsfähig, das erfasste Zündfunkenspannungssignal mit der Zündfunkenspannungswellenform 70 aus 2A zu vergleichen, wie hierin oben beschrieben, und ein Diagnosesignal zu erzeugen, von dem ein "Normal"-Flag oder -Code in einem entsprechenden Speicher gespeichert werden kann, wenn eine Übereinstimmung dazwischen festgestellt wird.
  • Nun bezugnehmend auf 2B ist eine beispielhafte Zündfunkenspannungswellenform oder -Signatur 74 eines bekannten Zündungssystemfehlermodus veranschaulicht. Genauer ist die Zündfunkenspannungswellenform 74 charakteristisch für einen Zündkerzensteckerfehler (plug-boot failure), wobei ein Lichtbogen zwischen dem oberen Bereich der Elektrode 22a (dem Bereich der Elektrode 22a, der direkt mit der Hochspannungsseite der Sekundärspule 18 verbunden ist) und der Elektrode 22b (typischerweise an einer Metallhülle, die einen unteren Bereich der Zündkerze 22 umgibt und mit der Elektrode 22b verbunden ist) auftritt, wobei dieser Fehlermodus typischerweise als ein "Überschlag"-Zustand ("flashover" condition) bezeichnet wird. Der Computer 34 ist arbeitsfähig, das erfasste Zündfunkenspannungssignal mit der Zündfunkenspannungswellenform 74 aus 2B zu vergleichen, wie hierin oben beschrieben, und ein Diagnosesignal zu erzeugen, von dem ein korrespondierendes Fehler-Flag oder ein korrespondierender Fehler-Code in einem entsprechenden Speicher gespeichert werden kann, wenn eine Übereinstimmung dazwischen festgestellt wird.
  • Bezugnehmend nun auf 2C ist eine beispielhafte Zündfunkenspannungswellenform oder -Signatur 76 eines weiteren bekannten Zündungssystemfehlermodus veranschaulicht. Genauer ist die Zündfunkenspannungswellenform 76 charakteristisch für einen Zündkerzenkabelunterbrechungsfehler, wobei der elektrische Leiter, der die Elektrode 22a mit dem Hochspannungsausgangsanschluss 18 der Sekundärspule 16 verbindet, irgendwo daran entlang unterbrochen ist. Der Computer 34 ist arbeitsfähig, das erfasste Zündfunkenspannungssignal mit der Zündfunkenspannungswellenform 76 aus 2C zu vergleichen, wie hierin oben beschrieben, und ein Diagnosesignal zu erzeugen, von dem ein entsprechendes Fehler-Flag oder ein entsprechender Fehler-Code in einem entsprechenden Speicher gespeichert werden kann, wenn eine Übereinstimmung dazwischen festgestellt wird.
  • Bezugnehmend nun auf 2D ist eine beispielhafte Zündfunkenspannungswellenform oder -Signatur 78 noch eines weiteren bekannten Zündungssystemfehlermodus veranschaulicht. Genauer ist die Zündfunkenspannungswellenform 78 charakteristisch für einen Verlängerung-/Kabelfehler, wobei ein Lichtbogen zwischen der Elektrode 22a, oder dem elektrischen Leiter, der die Elektrode 22a mit dem Hochspannungsausgangsanschluss 18 der Sekundärspule 16 verbindet, und dem Erdungspotenzial (typischerweise dem Motorblock) über eine der Zündkerze 22 internen Pfad auftritt, wobei dieser Fehlermodus typischerweise als ein "Durchgreif"-Zustand ("punch-through" condition) bezeichnet wird. Der Computer 34 ist arbeitsfähig, das erfasste Zündfunkenspannungssignal mit der Zündfunkenspannungswellenform 78 aus 2D zu vergleichen, wie hierin oben beschrieben, und erzeugt ein Diagnosesignal, von dem ein entsprechendes Fehler-Flag oder ein entsprechender Fehler-Code in einem entsprechenden Speicher gespeichert werden kann, wenn eine Übereinstimmung dazwischen festgestellt wird.
  • Bezugnehmend nun auf 2E ist eine beispielhafte Zündfunkenspannungswellenform oder -Signatur 80 noch eines weiteren bekannten Zündungssystemfehlermodus veranschaulicht. Genauer ist die Zündfunkenspannungswellenform 80 charakteristisch für einen ersten Spulenfehlertyp, wobei ein Lichtbogen zwischen der Primärspule 14 und der Sekundärspule 16 der Zündspule 12 auftritt, typischerweise innerhalb der Zündspule 12. Der Computer 34 ist arbeitsfähig, das erfasste Zündfunkenspannungssignal mit der Zündfunkenspannungswellenform 80 aus 2E zu vergleichen, wie oben beschrieben, und erzeugt ein Diagnosesignal, von dem ein entsprechendes Fehler-Flag oder ein entsprechender Fehler-Code in einem entsprechenden Speicher gespeichert werden kann, wenn eine Übereinstimmung dazwischen festgestellt wird.
  • Bezugnehmend nun auf 2F ist eine beispielhafte Zündfunkenspannungswellenform oder -Signatur 82 eines weiteren bekannten Zündungssystemfehlermodus veranschaulicht. Genauer ist die Zündfunkenspannungswellenform 82 charakteristisch für einen zweiten Spulenfehlertyp, wobei ein Lichtbogen zwischen irgendwelchen der Windungen der Sekundärspule 16 der Zündspule 12 auftritt. Der Computer 34 ist arbeitsfähig, das erfasste Zündfunkenspannungssignal mit der Zündfunkenspannungswellenform 82 aus 2F zu vergleichen, wie hierin oben beschrieben, und ein Diagnosesignal zu erzeugen, von dem ein entsprechendes Fehler-Flag oder ein entsprechender Fehler-Code in einem entsprechenden Speicher gespeichert werden kann, wenn eine Übereinstimmung dazwischen festgestellt wird.
  • Bezugnehmend nun auf 2G ist eine beispielhafte Zündfunkenspannungswellenform oder -Signatur 84 noch eines weiteren bekannten Zündungssystemfehlermodus veranschaulicht. Genauer ist die Zündfunkenspannungswellenform 84 charakteristisch für einen dritten Spulenfehlertyp, wobei ein elektrischer Kurzschluss zwischen einer Anzahl von Windungen der Sekundärspule 16 der Zündspule 12 auftritt. Der Computer 34 ist arbeitsfähig, das erfasste Zündfunkenspannungssignal mit der Zündfunkenspannungswellenform 84 aus 2G zu vergleichen, wie hierin oben beschrieben, und ein Diagnosesignal zu erzeugen, von dem ein entsprechendes Fehler-flag oder ein entsprechender Fehler-Code in einem entsprechenden Speicher gespeichert werden kann, wenn eine Übereinstimmung dazwischen festgestellt wird.
  • Bezugnehmend nun auf die 3A und 3B ist ein Paar von erfassten Zündfunkenspannungssignalen gezeigt, welches zwei verschiedenen auf Zündfunkenspannungssignale bezogenen Fehlern entspricht, die in dem Zündungssystem 10 auftreten können. In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Computer 34 arbeitsfähig, die erfassten Zündfunkenspannungssignale zu verarbeiten, um bestimmte Eigenschaften der ersten Spannungsspitze festzustellen (z.B. die Spannungsspitze 72 der Zündfunkenspannungswellenform 70 aus 2A), wobei diese Spitze der Durchschlagspannung des Zündfunkenspalts 22c entspricht.
  • Bezugnehmend nun auf 3A ist ein erfasstes Zündfunkenspannungssignal 86 veranschaulicht, das einem Kerzenprognosefehler (plug prognostic failure) entspricht, wobei der Spitzenwert der ersten Spannungsspitze 88 (d.h. der Durchschlagspannung VBD des Zündfunkenspalts 22c) übermäßig hoch ist. Die Spitze 88, wie in 3A veranschaulicht, ist geringfügig weniger als 30 kV, verglichen mit der Spannungsspitze 72 aus 2A, die geringfügig weniger ist als 20 kV. In Übereinstimmung mit einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie hierin oben beschrieben, ist der Computer 34 arbeitsfähig, einen Spitzenwert der ersten Spannungsspitze 88 zu detektieren und diesen mit einem Spitzengrenzwert zu vergleichen. In einer Ausführungsform ist der Spitzengrenzwert gleich dem "normalen" Spitzenwert von etwa 20 kV eingestellt, obwohl die vorliegende Erfindung auch ein Einstellen des Spitzengrenzwerts auf jedes Spannungsniveau in Betracht zieht, für das die entsprechende Durchschlagspannung VBD als übermäßig hoch angesehen wird. Wenn der Computer 34 feststellt, dass der Spitzenwert der ersten Spannungsspitze 88 (d.h. die Zündfunkenspalt-Durchschlagsspannung VBD) größer ist als der Spitzengrenzwert, ist der Computer 34 vorzugsweise arbeitsfähig, ein erstes Prognosesignal zu erzeugen. Wie hierin oben beschrieben in Bezug auf die 2A bis 2G, kann der Computer 34, in einer Ausführungsform, auf das erste Prognosesignal reagieren, indem ein entsprechender erster Prognose-Code in dem Speicher 35 gespeichert wird. Alternativ kann der Computer 34 das erste Prognosesignal an den Computer 26 über den Signalpfad 50 liefern, wobei der Computer 26 arbeitsfähig ist, den ersten Prognose-Code in dem Speicher 27 zu speichern. In jedem Fall kann das Wartungs/Rekalibrierungswerkzeug 60 mit I/O des Computers 26 verbunden sein, um den ersten Prognose-Code entweder aus dem Speicher 35 oder dem Speicher 27 zu entnehmen, wie hierin oben beschrieben. Solange die Spannungsspitze 88 unter dem Spitzengrenzwert ist, gibt der erste Prognose-Code normale Betriebsbedingungen an. Wenn jedoch die Spannungsspitze 88 den Spannungsspitzenwert übersteigt, gibt der erste Prognose-Code einen Hinweis darauf, dass die entsprechende Zündkerze anfängt, fehlerhaft zu werden und daher ersetzt werden sollte. Die vorliegende Erfindung sieht somit ein Prognosezündkerzenanalysesystem vor, bei dem ein anstehender Fehler einer oder mehrerer zu einem Ver brennungsmotor 46 gehörender Zündkerzen vorhergesagt werden kann. Ein solches System liefert eine Vorauswarnung von anstehenden Fehlerzuständen, so dass Wartungszeiten geplant werden können und/oder Teile im Voraus vor den tatsächlichen Fehlerzuständen bestellt werden können, um dadurch Ausfallzeit und Planungskonflikte zu minimieren.
  • Bezugnehmend auf 3B ist ein erfasstes Zündfunkenspannungssignal 90 veranschaulicht, das einem Spulenprognosefehler (coil prognostic failure) entspricht, wobei die erste Spannungsspitze 92 (d.h. die Durchschlagspannung VBD des Zündfunkenspalts 22c) abgerundet ist. In Übereinstimmung mit einem weiteren wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie hierin oben beschrieben, ist der Computer 34 arbeitsfähig, eine Steigung der ersten Spannungsspitze 92 zu bestimmen, insbesondere um deren Spitzenwert herum, und diese berechnete Steigung mit einem vordefinierten Steigungswert zu vergleichen. In einer Ausführungsform weist der Computer 34 einen Differentiator auf, der arbeitsfähig ist, die Steigung der ersten Spannungsspitze 92 zu berechnen, obwohl die vorliegende Erfindung auch in Betracht zieht, dass der Computer 34 alternativ ausgerüstet sein kann, um die Steigung der ersten Spannungsspitze 92 in Übereinstimmung mit jeder bekannten Steigungsbestimmungstechnik zu berechnen. Auf jeden Fall gibt die Steigung der ersten Spannungsspitze 92 einen Hinweis darauf, ob deren Spitzenwert scharf definiert ist (d.h. zu einer Zeit plötzlich auftritt) oder ob sich der Spitzenwert über ein Zeitintervall hin verbreitert hat. Bei einer Ausführungsform ist der vordefinierte Steigungswert demgemäß gleich null eingestellt, obwohl die vorliegende Erfindung auch in Betracht zieht, den vordefinierten Steigungswert auf irgendeinen Wert einzustellen, unterhalb dessen der Spitzenwert der ersten Spannungsspitze 92 nicht scharf definiert ist. Wenn der Computer 34 feststellt, dass die Steigung der ersten Spannungsspitze 92 um den Spitzenwert herum (d.h. die Zündfunkenspaltdurchschlagspannung VBD) den vordefinierten Steigungswert übersteigt, ist der Computer 34 vorzugsweise arbeitsfähig, ein zweites Prognosesignal zu erzeugen. Wie hierin oben in Bezug auf 2A bis 2G beschrieben, kann der Computer 34, in einer Ausführungsform, auf das zweite Prognosesignal reagieren, indem ein entsprechender zweiter Prognose-Code in dem Speicher 35 gespeichert wird. Alternativ kann der Computer 34 das zweite Prognosesignal an den Computer 26 über den Signalpfad 50 liefern, wobei der Computer 26 arbeitsfähig ist, den zweiten Prognose-Code in dem Speicher 27 zu speichern. In jedem Fall kann das Wartungs-/Rekalibrierungswerkzeug 60 mit dem I/O des Computers 26 verbunden sein, um den zweiten Prognose-Code entweder aus dem Speicher 35 oder dem Speicher 27 zu entnehmen, wie hierin oben beschrieben. Solange die Steigung der ersten Spannungsspitze 92 unterhalb des vordefinierten Steigungswerts ist, gibt der zweite Prognose-Code normale Betriebsbedingungen an. Wenn jedoch die Steigung der ersten Spannungsspitze 92 den vordefinierten Steigungswert übersteigt, gibt der zweite Prognose-Code einen Hinweis darauf, dass die entsprechende Spule anfängt, zu versagen und daher ersetzt werden sollte. Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Prognosespulenanalysesystem bereit, wobei ein anstehender Fehler einer oder mehrerer der dem Verbrennungsmotor 46 zugeordneter Spulen vorhergesagt werden kann. Ein solches System gibt eine Vorauswarnung von anstehenden Fehlerzuständen, so dass Wartungszeiten geplant werden können und/oder Teile im Voraus von tatsächlichen Fehlerzuständen bestellt werden können, um dadurch Ausfallzeit und Planungskonflikte zu minimieren.
  • In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Computer 34 zu allen Zeiten (d.h. unabhängig davon, ob irgendeiner der in den 2A bis 3B veranschaulichten Zündungssystemfehlermoden vorliegt) arbeitsfähig, das erfasste Zündfunkenspannungssignal zu überwachen und daraus einen Zündfunkenenergiewert zu berechnen, der der Energie des in dem Zündfunkenspalt 22c der Zündkerze 22 induzierten Zündfunken entspricht. Insbesondere ist der Computer 34 arbeitsfähig, die Zündfunkenspalt-Durchschlagspannung VBD aus dem erfassten Zündfunkenspannungssignal zu bestimmen, wie hierin oben beschrieben und in Übereinstimmung mit bekannten Techniken. Vorzugsweise ist Information in Bezug auf den Abstand G zwischen der Elektrode 22a und der Elektrode 22b (Zündfunkenspaltabmessung) in dem Speicher 35 des Computers 34 gespeichert, so dass eine Im-Zylinder-Dichte δ in einer bekannten Weise durch den Computer 34 berechnet werden kann als eine Funktion der Durchschlagspannung VBD und des Zündfunkenspalts G (22c), oder δ = f(G, VBD) (1).
  • In Übereinstimmung mit einer anderen bekannten Gleichung ist die Minimalenergie, die nötig ist, um einen Zündfunken in dem Zündfunkenspalt zu induzieren, eine Funktion des Zündfunkenspalts G, oder Emin = f(G) (2).
  • Schließlich ist es auch bekannt, dass ein minimaler Zündfunkenspalt Gmin notwendig ist, um ein Löschen (quenching) zu vermeiden, wobei Gmin eine Funktion des Luft-Brennstoff-Verhältnisses λ des mit Brennstoff versorgten Zylinders ist, oder Gmin = f(λ)/δ (3).
  • Kombinieren der Gleichungen (1), (2) und (3) führt zu Emin = f(VBD, G, f(λ)) (4).
  • Aus den vorangehenden Gleichungen (1) bis (4) kann man sehen, dass die minimale Energie, die nötig ist, um einen Durchschlag des Zündfunkenspalts G zu induzieren, berechnet werden kann durch Bestimmen der Durchschlagspannung VBD (über eine Bestimmung des Spitzenwerts der entsprechenden Spannungsspitze der Zündfunkenspannungswellenform), Bestimmen von Werten für G und f(λ) und Berechnen von Emin daraus. Vorzugsweise ist G ein bekannter Wert und in dem Speicher 35 gespeichert, und f(λ) wird durch den Computer 26 berechnet und dem Computer 34 über geeignete Einrichtungen, wie z.B. eine Datenverbindung, die dazwischen eingerichtet ist (nicht gezeigt), zugeführt, obwohl die vorliegende Erfindung auch in Betracht zieht, dass sowohl G als auch f(λ) Werte sein können, die in dem Speicher 35 des Computers 34 gespeichert sind. In jedem Fall ist der Computer 34 arbeitsfähig, ein Zündfunkenenergiekorrektursignal, basierend auf dem berechneten Wert von Emin zu berechnen und dieses Signal an dessen Ausgang SEF zu liefern. Wie hierin oben beschrieben, reagiert die Zündungssteuerungsschaltung 24 (entweder direkt oder über den Computer 26) auf das Zündfunkenenergiekorrektursignal, indem das an deren Eingang F gelieferte Feuerbefehlssignal entsprechend geändert wird, um so die Primärspule 14 unter Strom zu setzen und einen Zündfunken mit einer Zündfunkenenergie von Emin in dem Zündfunkenspalt 22c zu induzieren. Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt somit in ihrer Fähigkeit, das Feuerbefehlssignal konstant (d.h. einmal in jedem Feuerzyklus) anzupassen, um dadurch die Zündfunkenenergie auf einer minimalen Energie, die nötig ist, um einen Durchschlag über den Zündfunkenspalt 22c zu erreichen, zu halten. Wenn die Zündfunken energie auf diesem minimalen Wert gehalten wird, wird dadurch Erosion der Elektroden 22a und 22b minimiert.
  • Bezugnehmend nun auf 4A und 4B ist der Computer 34 arbeitsfähig, durch den Sensor 38 gelieferte Ionenspannungssignale zu erfassen, bei einer geeigneten Erfassungsrate, die Ionenspannungssignale zu verarbeiten und einen oder mehrere der mit dem Zündungssystem 10 verbundenen Betriebsparameter anzupassen, um dadurch die Verbrennungsqualität zu optimieren. Bezugnehmend insbesondere auf 4A ist eine Anzahl von erfassten Ionenspannungssignalen als eine Funktion der Zeit veranschaulicht, wobei jedes der Signale 20-Zyklen-Durchschnitte (Ionenspannungssignale, die über 20 Feuerzyklen gemittelt sind) wiedergibt. Das Ionenspannungssignal 98 gibt ein Ionenspannungssignal bei normalen Motorbetriebsbedingungen und bei normalem Betrieb des Zündungssystems 10 wieder.
  • Im Betrieb ist der Computer 34 arbeitsfähig, das Ionenspannungssignal zu verarbeiten und einen Verbrennungsqualitätswert daraus zu bestimmen. In einer Ausführungsform ist der Computer 34 arbeitsfähig, dies durch Berechnen der Fläche unter dem Ionenspannungssignal über eine vordefinierte Zeitdauer (vorzugsweise zwischen t = 0 und einer Zeit t, nach der das Ionenspannungssignal gleich oder ausreichend nahe 0 ist) zu tun, wobei die Fläche unter dem Ionenspannungssignal einen Hinweis auf Verbrennungsqualität gibt. Innerhalb eines vordefinierten Bereichs von Flächenwerten nimmt Verbrennungsqualität mit zunehmendem Flächenwert zu und nimmt mit abnehmendem Flächenwert ab. Ein beispielhafter Bereich solcher Flächenwerte ist grafisch in 4A durch ein minimal akzeptierbares Ionenspannungssignal 96 und ein maximal akzeptierbares Ionenspannungssignal 100 veranschaulicht. Unterhalb des Ionenspannungssignals 96 hätten alle solchen Signale einen Flächenwert, der einer inakzeptablen Verbrennungsqualität entspricht. Gleichermaßen hätten oberhalb des Ionenspannungssignals 100 alle solchen Signale einen Flächenwert, der einer inakzeptablen Verbrennungsqualität entspricht. Der Computer 34 ist somit arbeitsfähig, das erfasste Ionenspannungssignal mit den Bereichsgrenzen zu vergleichen und festzustellen, ob die durch das erfasste Ionenspannungssignal wiedergegebene Verbrennungsqualität akzeptabel oder inakzeptabel ist. In einer Ausführungsform ist der Computer 34 arbeitsfähig, dies zu tun durch Berechnen der Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal und Vergleichen dieses Flächenwerts mit einem Flächenwert, der einem Flächenwert eines Ionenspannungssignals entspricht, das am oberen Ende der Bereichsgrenze (hierin im Anschluss "obere Flächenbegrenzung") auftritt, und auch mit einem Flächenwert, der einem Flächenwert eines Ionenspannungssignals entspricht, das am unteren Ende der Bereichsgrenze auftritt (hierin im Anschluss "untere Flächenbegrenzung"). Wenn der Flächenwert des erfassten Ionenspannungssignals größer ist als der obere Flächengrenzwert, stellt der Computer 34 fest, dass die Verbrennungsqualität inakzeptabel ist und passt dementsprechend bestimmte Betriebsparameter des Zündungssystems 10 und/oder des Brennstoffversorgungssystems 56 an.
  • In einer Ausführungsform reagiert der Computer 34 darauf, dass die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal die obere Flächenbegrenzung übersteigt, indem ein erstes Brennstoffversorgungskorrektursignal an den Computer 26 über den Signalpfad 52 geliefert wird. Der Computer 26 reagiert auf das erste Brennstoffversorgungsbefehlkorrektursignal, indem das an das Brennstoffversorgungssystem 56 über den Signalpfad 58 gelieferte Brennstoffversorgungsbefehlssignal geändert wird, um dadurch die dem Motor 14 zugeführte Brennstoffmenge zu senken. Vorzugsweise beobachtet der Computer 34 die Anzahl von Feuerzyklen (Anzahl von Feuerbefehlssignalen, die an dessen Triggereingang T erhalten werden) und liefert das erste Brennstoffversorgungsbefehlkorrektursignal während des ersten Feuerzyklus, bei dem der inakzeptable Verbrennungszustand detektiert wird. Während des nachfolgenden Feuerzyklus (d.h. nachdem das Brennstoffversorgungsbefehlssignal wie eben beschrieben korrigiert wurde) trifft der Computer 34 wieder eine Feststellung dahingehend, ob die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal die obere Flächenbegrenzung übersteigt. Wenn dem so ist, ist der Computer 34 arbeitsfähig, ein erstes Zündungszeitpunktkorrektursignal an den Computer 26 über den Signalpfad 54 zu liefern. Der Computer 26 reagiert auf das erste Zündungszeitpunkt-Korrektursignal, indem das an die Zündungssteuerungsschaltung 24 über den Signalpfad 28 gelieferte Feuerbefehlssignal geändert wird, um dadurch den Zeitpunkt, zu dem die Zündungssteuerungsschaltung 24 die Primärspule 14 mit Strom versorgt, zu verzögern, wie hierin oben beschrieben. Während des nachfolgenden Feuerzyklus (d.h. nachdem sowohl das Brennstoffversorgungsbefehlssignal als auch das Feuerbefehlssignal wie eben beschrieben korrigiert wurden) trifft der Computer 34 wieder eine Feststellung dahingehend, ob die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal die obere Flächenbegrenzung übersteigt. Falls dem so ist, ist der Computer 34 arbeitsfähig, ein erstes Zündfunkenenergiekorrektursignal an die Zündungssteuerungsschaltung 24 über den Signalpfad 48 zu liefern. Die Zündungssteuerungsschaltung 24 reagiert auf das erste Zündfunkenenergiekorrektursignal, indem die Zündfunkenenergie, wie hierin oben beschrieben, durch geeignetes Ändern der Dauer und/oder der Anzahl der von dem Computer 26 an dem Signalpfad 28 gelieferten Feuerbefehlssignale reduziert wird.
  • Der Computer 34 reagiert ferner vorzugsweise darauf, dass die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal geringer ist als die untere Flächenbegrenzung, indem ein zweites Brennstoffversorgungskorrektursignal über den Signalpfad 52 an den Computer während des ersten Feuerzyklus geliefert wird. Der Computer 26 reagiert auf das zweite Brennstoffversorgungskorrektursignal, indem das über den Signalpfad 58 zu dem Brennstoffversorgungssystem 56 gelieferte Brennstoffversorgungsbefehlssignal geändert wird, um dadurch die dem Motor 14 zugeführte Brennstoffmenge zu steigern. Während des nachfolgenden Feuerzyklus (d.h. nachdem das Brennstoffversorgungsbefehlssignal wie eben beschrieben korrigiert wurde) trifft der Computer 34 wieder eine Feststellung dahingehend, ob die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal geringer ist als die untere Flächenbegrenzung. Wenn dem so ist, ist der Computer 34 arbeitsfähig, ein zweites Zündungszeitpunktkorrektursignal über den Signalpfad 54 an den Computer 26 zu liefern. Der Computer 26 reagiert auf das zweite Zündungszeitpunktkorrektursignal, indem das über den Signalpfad 28 an die Zündungssteuerungsschaltung 24 gelieferte Feuerbefehlssignal geändert wird, um dadurch den Zeitpunkt, zu dem die Zündungssteuerungsschaltung 24 die Primärspule 14 unter Strom setzt, wie hierin oben beschrieben, vorzuverlegen. Während des nachfolgenden Feuerzyklus (d.h. nachdem sowohl das Brennstoffversorgungsbefehlssignal als auch das Feuerbefehlssignal wie eben beschrieben korrigiert wurden) trifft der Computer 34 wieder eine Feststellung dahingehend, ob die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal geringer ist als die untere Flächenbegrenzung. Wenn dem so ist, ist der Computer 34 arbeitsfähig, ein zweites Zündfunkenenergiekorrektursignal über den Signalpfad 48 an die Zündungssteuerungsschaltung 24 zu liefern. Die Zündungssteuerungsschaltung 24 reagiert auf das zweite Zündfunkenenergiekorrektursignal, indem die Zündfunkenenergie, wie hierin oben beschrieben, durch geeignetes Ändern der Dauer und/oder der Anzahl von durch den Computer 26 an dem Signalpfad 28 gelieferten Feuerbefehlssignalen gesteigert wird.
  • Das in 4A gezeigte Ionenspannungssignal 94 gibt ein Signal wieder mit einem Flächenwert (hierin "Fehlzündungsflächenbegrenzung"), unterhalb dessen jedes geringere Ionenspannungssignal einer Motorfehlzündung entspricht. Der Computer 34 ist somit arbeitsfähig, die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal mit der Fehlzündungsflächenbegrenzung zu vergleichen, und wenn die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal größer ist als die Fehlzündungsflächenbegrenzung und die Verbrennungsqualität ansonsten akzeptabel ist, speichert der Computer 34 vorzugsweise ein Flag oder einen Code in dem Speicher 35, das normalen (d.h. Nicht-Fehlzündung-) Betrieb angibt. Wenn andererseits der Computer 34 feststellt, dass die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal geringer ist als die Fehlzündungsflächenbegrenzung, speichert der Computer 34 ein entsprechendes Fehlzündungs-Flag oder einen entsprechenden Fehlzündungs-Code in dem Speicher 35. Alternativ kann der Computer 34 eine solche Information zu dem Computer 26 für ein Speichern in dem Speicher 27 weiterreichen. In jedem Fall ist das Wartungs-/Rekalibrierungswerkzeug 60 arbeitsfähig, wie hierin oben beschrieben die Flag- oder Code-Information aus der entsprechenden Speichereinrichtung zu entnehmen.
  • Der Computer 34 ist alternativ arbeitsfähig, das Ionenspannungssignal zu verarbeiten und eine Verbrennungsqualitätsanalyse durchzuführen durch Vergleichen des Ionenspannungssignals (wie z.B. des Ionenspannungssignals 98) mit einer vordefinierten, im Speicher gespeicherten Ionenspannungswellenform, in einer Weise ähnlich zu den in Bezug auf die 2A bis 2G beschriebenen Techniken. Mit anderen Worten kann der Computer 34 alternativ arbeitsfähig sein, eine Signaturanalysetechnik in Bezug auf das erfasste Ionenspannungssignal durchzuführen und daraus einen Verbrennungsqualitätswert zu bestimmen. Wenn z.B. der Computer 34 feststellt, dass das erfasste Ionenspannungssignal die vorbestimmte Ionenspannungssignalwellenform um einen ersten Grenzwertbetrag übersteigt, kann eine Unterroutine B aus 6B durchgeführt werden. Wenn andererseits der Computer 34 feststellt, dass die vordefinierte Ionenspannungssignalwellenform das erfasste Ionenspannungssignal um einen zweiten Grenzwertbetrag übersteigt, kann eine Unterroutine A aus 6A durchgeführt werden. Wenn schließlich der Computer 34 feststellt, dass die vordefinierte Ionenspannungssignalwellenform das erfasste Ionenspannungssignal um einen dritten Grenzwertbetrag übersteigt, kann der Computer 34 arbeitsfähig sein, einen entsprechenden Fehlzündungs-Code in dem Speicher zu speichern, wie hierin oben beschrieben.
  • Bezugnehmend nun auf 4B ist ein einzelnes Ionenspannungssignal 102 veranschaulicht. In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Computer 34 arbeitsfähig, einen Bereich des erfassten Ionenspannungssignals zu verarbeiten und daraus einen Rauigkeitswert zu bestimmen, der einem Motorklopfen entspricht. In einer Ausführungsform ist der Computer 34 arbeitsfähig, einen Zeitpunkt t1 zu bestimmen, an dem die Rauigkeitsanalyse des erfassten Ionenspannungssignals begonnen werden soll. Anschließend führt der Computer 34 die Rauigkeitsanalyse bis zu einem Zeitpunkt t1 + Δt durch. Vorzugsweise entspricht der Zeitpunkt t1 einem Zeitpunkt des Feuerzyklus, der einem Spitzenzylinderdruck entspricht, wonach sich jeder Motorklopfhinweis in dem erfassten Ionenspannungssignal manifestiert. In einer Ausführungsform führt der Computer 34 die Rauigkeitsanalyse des erfassten Ionenspannungssignals zwischen den Zeitpunkten t1 und t1 + Δt durch Analysieren von Frequenzkomponenten oberhalb einer vordefinierten Frequenz des erfassten Ionenspannungssignals durch. Wenn das erfasste Ionenspannungssignal eine ausreichende Anzahl von Hochfrequenzspitzen 104 mit Spitzenwerten, die größer sind als ein Spitzengrenzwert, aufweist, stellt der Computer 34 demgemäß fest, dass das erfasste Ionenspannungssignal übermäßig rau ist. Ansonsten stellt der Computer 34 fest, dass das erfasste Ionenspannungssignal ausreichend glatt ist.
  • In einer Ausführungsform reagiert der Computer 34 auf eine Feststellung, dass die erfasste Ionenspannung übermäßig rau ist, indem über den Signalpfad 52 ein Brennstoffversorgungskorrektursignal zu dem Computer 26 geliefert wird. Der Computer 26 reagiert auf das Brennstoffversorgungsbefehlkorrektursignal, indem das über den Signalpfad 58 zu dem Brennstoffversorgungssystem 56 gelieferte Brennstoffversorgungsbefehlsignal geändert wird, um dadurch die dem Motor 14 zugeführte Brennstoffmenge zu senken. Vorzugsweise beobachtet der Computer 34 wieder die Anzahl von Feuerzyklen (Anzahl von Feuerbefehlssignalen, die an dessen Triggereingang T empfangen werden) und liefert während des ersten Feuerzyklus das Brennstoffversorgungsbefehlkorrektursignal, dass der übermäßig raue Ionenspannungssignalzustand detektiert wurde. Während des nachfolgenden Feuerzyklus (d.h. nachdem das Brennstoffversorgungsbefehlssignal wie eben beschrieben korrigiert wurde) trifft der Computer 34 wieder eine Fest stellung dahingehend, ob die erfasste Ionenspannung übermäßig rau ist. Wenn dem so ist, ist der Computer 34 arbeitsfähig, ein Zündungszeitpunktkorrektursignal über den Signalpfad 54 an den Computer 26 zu liefern. Der Computer 26 reagiert auf das Zündungszeitpunktkorrektursignal, indem das über den Signalpfad 28 an die Zündungssteuerungsschaltung 24 gelieferte Feuerbefehlssignal geändert wird, um dadurch den Zeitpunkt zu verzögern, zu dem die Zündungssteuerungsschaltung 24 die Primärspule 14 unter Strom setzt, wie hierin oben beschrieben. Während des nachfolgenden Feuerzyklus (d.h. nachdem sowohl das Brennstoffversorgungsbefehlssignal als auch das Feuerbefehlssignal wie eben beschrieben korrigiert wurden) trifft der Computer 34 wieder eine Feststellung dahingehend, ob das Ionenspannungssignal übermäßig rau ist. Wenn dem so ist, ist der Computer 34 arbeitsfähig, ein Zündfunkenenergiekorrektursignal über den Signalpfad 48 an die Zündungssteuerungsschaltung 24 zu liefern. Die Zündungssteuerungsschaltung 24 reagiert auf das Zündfunkenenergiekorrektursignal, indem die Zündfunkenenergie, wie hierin oben beschrieben, durch geeignetes Ändern der Dauer und/oder der Anzahl von durch den Computer 26 an dem Signalpfad 28 gelieferten Feuerbefehlssignalen reduziert wird.
  • Der Computer 34 ist alternativ arbeitsfähig, das Ionenspannungssignal zu verarbeiten und eine Rauigkeitsanalyse durchzuführen durch Vergleichen des Ionenspannungssignals 102 mit einer vordefinierten, in dem Speicher gespeicherten Ionenspannungswellenform, in einer Weise ähnlich den in Bezug auf die 2A bis 2G beschriebenen Techniken. Mit anderen Worten kann der Computer 34 alternativ arbeitsfähig sein, eine Signaturanalysetechnik in Bezug auf das erfasste Ionenspannungssignal durchzuführen und daraus einen Rauigkeitswert des Bereichs 104 des Ionenspannungssignals 102 bestimmen. Wenn z.B. der Computer 34 feststellt, dass das erfasste Ionenspannungssignal die vordefinierte Ionenspannungssignalwellenform um einen ersten Grenzwertbetrag für den Signalbereich 104 übersteigt, kann die Routine B aus 6B durchgeführt werden.
  • Bezugnehmend nun auf die 5A bis 5C ist ein Flussdiagramm gezeigt, das eine Ausführungsform eines Softwarealgorithmus 200 zeigt, vorzugsweise durch den Computer 34 aus 1 ausführbar, um die Konzepte der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Der Algorithmus 200 beginnt bei Schritt 202 und bei Schritt 204 empfängt (erfasst) der Computer 34 das von dem Sensor 30 gelieferte Zündfunkenspannungssignal SV sowie das von dem Sensor 38 gelieferte Ionen spannungssignal IV. Wie hierin oben beschrieben, wird der Computer 34 vorzugsweise durch das durch den Computer 26 an den Signalpfad 28 gelieferte Steuerbefehlssignal dazu getriggert, solche Spannungen zu erfassen. In jedem Fall fährt die Algorithmusausführung von Schritt 204 zu Schritt 206 fort, wo der Computer 34 die Durchschlagspannung VBD bestimmt, die dem Spitzenwert einer entsprechenden Spannungsspitze des Zündfunkenspannungssignals entspricht (z.B. Spannungsspitze 72 aus 2A), gemäß bekannten Techniken, und berechnet die Steigung der Spannungsspitze um den Spitzenwert herum (d.h. dVBD/dt), ebenfalls in Übereinstimmung mit bekannten Techniken. Anschließend ist der Computer 34 bei Schritt 208 arbeitsfähig, einen Zündfunkenenergiewert (SEV) zu berechnen, vorzugsweise in Übereinstimmung mit den hierin oben beschriebenen Gleichungen (1) bis (4).
  • Anschließend ist der Computer 34 in Schritt 210 arbeitsfähig, VBD mit einer Grenzwertspannung VTH zu vergleichen. Wenn VBD geringer ist als VTH oder gleich VTH ist, fährt die Algorithmusausführung mit Schritt 214 fort. Wenn andererseits VBD größer als VTH in Schritt 210 ist, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 212 fort, wo der Computer 34 einen Kerzendiagnose-Code erzeugt, der in dem Speicher 35 oder 27 gespeichert wird, wie hierin oben beschrieben. Anschließend fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 218 fort.
  • In Schritt 214 hat der Computer 34 bestimmt, dass VBD geringer ist als VTH oder gleich VTH ist, und der Computer 34 bestimmt demgemäß eine Steigung der Spannungsspitze um die Durchschlagspannung VBD, vorzugsweise durch Differenzieren des erfassten Zündfunkenspannungssignals um VBD herum, und vergleicht diese Steigung mit einem vordefinierten Steigungsgrenzwert C, wie oben beschrieben. Wenn die Steigung des erfassten Zündfunkenspannungssignals um VBD herum größer als C ist, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 218 fort. Wenn jedoch der Computer 34 feststellt, dass die Steigung des erfassten Zündfunkenspannungssignals um VBD herum geringer als C ist, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 216 fort, wo der Computer 34 einen Spulendiagnose-Code erzeugt, der in dem Speicher 35 oder 27 gespeichert wird, wie hierin oben beschrieben. Die Algorithmusausführung fährt von Schritt 216 zu Schritt 218 fort.
  • Bei Schritt 218 ist der Computer 34 arbeitsfähig, das erfasste Zündfunkenspannungssignal mit einer Anzahl von in dem Speicher 35 gespeicherten Zünd funkenspannungswellenformen zu vergleichen, wie hierin oben beschrieben. Anschließend bestimmt der Computer 34 in Schritt 220, ob die erfasste Zündfunkenspannungswellenform zu irgendeiner der in dem Speicher 35 gespeicherten Zündfunkenspannungswellenformen passt. Wenn keine Übereinstimmungen festgestellt werden, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 224 fort. Wenn andererseits der Computer 34 in Schritt 220 feststellt, dass die erfasste Zündfunkenspannungswellenform zu einer der im Speicher 35 gespeicherten Zündfunkenspannungswellenformen passt, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 222 fort, wo ein entsprechendes Flag oder ein entsprechender Code in dem Speicher gespeichert wird, wie hierin oben beschrieben. Anschließend fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 224 fort.
  • In Schritt 224 ist der Computer 34 arbeitsfähig, die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal zu berechnen, wie in Bezug auf 4A beschrieben. Vorzugsweise weist der Computer 34 einen Integrator auf, der arbeitsfähig ist, eine solche Berechnung durchzuführen, obwohl die vorliegende Erfindung auch in Betracht zieht, dass der Computer 34 jede bekannte Technik zum Berechnen oder Abschätzen der Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal verwenden kann. In jedem Fall fährt die Algorithmusausführung von Schritt 224 zu Schritt 226 fort, wo der Computer 34 die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal mit einer ersten Flächenbegrenzung A1 vergleicht, vorzugsweise einer unteren Flächenbegrenzung, wie oben beschrieben. Wenn die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal größer als A1 ist, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 228 fort, wo der Computer 34 die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal mit einer zweiten Flächenbegrenzung A2 vergleicht, vorzugsweise einer oberen Flächenbegrenzung, wie oben beschrieben. Wenn die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal geringer als A2 ist oder gleich A2 ist in Schritt 228, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 238 fort. Wenn jedoch die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal größer als A2 ist in Schritt 228, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 230 fort, wo die Algorithmusausführung auf eine Unterroutine B übertragen wird, die hierin im Anschluss vollständiger mit Bezug auf 6B beschrieben wird. Beim Rückkehren von der Unterroutine B schreitet Schritt 230 zu Schritt 238 fort.
  • Wenn bei Schritt 226 der Computer 34 feststellt, dass die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal größer als A1 ist, fährt die Algorithmusausfüh rung bei Schritt 232 fort, wo der Computer 34 die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal mit einer dritten Flächenbegrenzung A3 vergleicht, vorzugsweise einer Fehlzündungsflächenbegrenzung, wie hierin oben beschrieben. Wenn bei Schritt 232 der Computer 34 feststellt, dass die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal größer als A3 ist, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 234 fort, wo die Algorithmusausführung auf die Unterroutine A übertragen wird, die hierin im Anschluss vollständiger mit Bezug auf 6A beschrieben wird. Beim Rückkehren von der Unterroutine A fährt Schritt 234 zu Schritt 238 fort. Wenn der Computer 34 bei Schritt 232 feststellt, dass die Fläche unter dem erfassten Ionenspannungssignal geringer ist als A3 oder gleich A3 ist, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 236 fort, wo ein entsprechender Fehlzündungs-Code in einem entsprechenden Speicher gespeichert wird, wie hierin oben beschrieben. Die Algorithmusausführung fährt von dort bei Schritt 238 fort. Es soll jedoch verstanden werden, dass die Schritte 224 bis 236 durch Schritte zum Durchführen einer Verbrennungsqualitätsanalyse gemäß einer Signaturanalysetechnik, wie hierin oben beschrieben, ersetzt werden können. Die mit der Softwareprogrammierung vertrauten Fachleute erkennen, dass ein Codieren von Software von solchen Schritten durchaus innerhalb der Fähigkeiten eines durchschnittlichen Softwareprogrammierers liegt und hierin nicht weiter beschrieben werden muss.
  • In Schritt 238 ist der Computer 34 arbeitsfähig, einen Rauigkeitswert für das erfasste Ionenspannungssignal zu bestimmen, vorzugsweise während einer Zeitspanne, die zeitgleich mit einem Punkt in dem Feuerzyklus beginnt, der einem Spitzenzylinderdruck entspricht, wie hierin oben beschrieben. Anschließend ist der Computer 34 bei Schritt 240 arbeitsfähig, den in Schritt 238 bestimmten Rauigkeitswert mit einem Rauigkeitsgrenzwert RTH zu vergleichen. Wenn in Schritt 240 der in Schritt 238 bestimmte Rauigkeitswert größer als RTH ist, fährt die Algorithmusausführung bei Schritt 242 fort, wo die Algorithmusausführung auf eine Unterroutine B aus 6B übertragen wird. Die Algorithmusausführung fährt von Schritt 242 fort und von dem "Nein"-Ast von Schritt 240, zu Schritt 244. Es soll verstanden werden, dass die Rauigkeitsanalyse aus Schritt 238 in Übereinstimmung mit irgendeiner der hierin oben beschriebenen Techniken oder in Übereinstimmung mit irgendeiner anderen ähnlichen bekannten Technik durchgeführt werden kann.
  • Bezugnehmend nun auf 6A ist eine Ausführungsform der Unterroutine A, wie sie in Schritt 234 des Algorithmus 200 genannt ist, gezeigt. Die Unterroutinenausführung beginnt bei Schritt 252, wo der Computer 34 feststellt, vorzugsweise aus einem Zähler der Feuerzyklen, wie hierin oben beschrieben, ob das Brennstoffversorgungsbefehlssignal innerhalb der vorangehenden zwei Feuerzyklen geändert wurde. Falls nicht, fährt die Unterroutinenausführung bei Schritt 256 fort, wo der Computer 34 einen Brennstoffversorgungssteigerungsfaktor (fueling increase factor – FIF) berechnet, und die Ausführung fährt anschließend bei Schritt 262 fort. Wenn der Computer 34 bei Schritt 252 feststellt, dass das Brennstoffversorgungsbefehlssignal innerhalb der vorangehenden zwei Feuerzyklen geändert wurde, fährt die Unterroutinenausführung bei Schritt 254 fort, wo der Computer 34 feststellt, ob der Zündfunkenzeitpunkt geändert wurde (durch Ändern des Zeitpunkts des Feuerbefehlssignals, wie hierin oben beschrieben) während des vorangehenden Feuerzyklus. Falls nicht, fährt die Unterroutinenausführung bei Schritt 258 fort, wo der Computer 34 arbeitsfähig ist, einen Zeitpunktverzögerungsfaktor (timing retard factor – TRF) zu berechnen (oder wieder zu berechnen), und die Ausführung fährt anschließend bei Schritt 262 fort. Wenn der Computer 34 bei Schritt 254 feststellt, dass der Zündfunkenzeitpunkt während des vorangehenden Feuerzyklus geändert wurde, fährt die Unterroutinenausführung bei Schritt 260 fort, wo der Computer 34 einen Zündfunkenenergiereduzierungswert (spark energy reduction – SER) berechnet. Die Unterroutinenausführung fährt anschließend bei Schritt 262 fort, wo die Ausführung der Unterroutine A zu Schritt 234 des Algorithmus 200 zurückgeführt wird.
  • Bezugnehmend nun auf 6B ist eine Ausführungsform der Unterroutine B, wie sie sowohl in Schritt 230 als auch Schritt 242 aus Algorithmus 200 genannt ist, gezeigt. Die Unterroutinenausführung beginnt bei Schritt 302, wo der Computer 34 feststellt, vorzugsweise aus einem Zähler der Feuerzyklen, wie hierin oben beschrieben, ob das Brennstoffversorgungsbefehlssignal innerhalb der vorangehenden zwei Feuerzyklen geändert wurde. Falls nicht, fährt eine Unterroutinenausführung bei Schritt 306 fort, wo der Computer 34 einen Brennstoffversorgungsreduzierungsfaktor (fueling reduction factor – FRF) berechnet, und die Ausführung fährt anschließend bei Schritt 312 fort. Wenn der Computer 34 bei Schritt 302 feststellt, dass das Brennstoffversorgungsbefehlssignal innerhalb der vorangehenden zwei Feuerzyklen geändert wurde, fährt die Unterroutinenausführung bei Schritt 304 fort, wo der Computer 34 feststellt, ob der Zündfunkenzeit punkt während der zwei vorangehenden Feuerzyklen geändert wurde (durch Ändern des Zeitpunkts des Feuerbefehlssignals, wie hierin oben beschrieben). Falls nicht, fährt die Unterroutinenausführung bei Schritt 308 fort, wo der Computer 34 arbeitsfähig ist, einen Zeitpunktvorverlegungsfaktor (timing advance factor – TAF) zu berechnen, und die Ausführung fährt anschließend bei Schritt 312 fort. Wenn der Computer 34 bei Schritt 304 feststellt, dass der Zündfunkenzeitpunkt während des vorangehenden Feuerzyklus geändert wurde, fährt die Unterroutinenausführung bei Schritt 310 fort, wo der Computer 34 einen Zündfunkenenergiesteigerungswert (spark energy increase – SEI) berechnet. Die Unterroutinenausführung fährt anschließend bei Schritt 312 fort, wo die Ausführung der Unterroutine B zu einem entsprechenden der Schritte 230 oder 232 des Algorithmus 200 zurückgeführt wird.
  • Wieder zurückkehrend zu dem Algorithmus 200 aus 5C ist der Computer 34 arbeitsfähig, bei Schritt 244, ein Zündfunkenenergiekorrektursignal SE, das eine Funktion von entweder SEV, SEI oder SER ist, ein Zündfunkenzeitpunktkorrektursignal ST, das eine Funktion von TAF oder TRF ist, und ein Brennstoffversorgungsbefehl-Korrektursignal FCC, das eine Funktion von entweder FIF oder FRF ist, zu berechnen. Der Computer 34 ist arbeitsfähig, dass Zündfunkenenergiekorrektursignal, das Zündfunkenzeitpunktkorrektursignal und das Brennstoffversorgungsbefehl-Korrektursignal entsprechend entweder an die Zündungssteuerungsschaltung 24 oder den Computer 26 weiterzuleiten, wobei solche Schaltungen arbeitsfähig sind, eine entsprechende Zündfunkenenergiekorrektur, Zünfunkenzeitpunktkorrektur und/oder Brennstoffversorgungsbefehlskorrektur zu bewirken, wie hierin oben beschrieben. Die Algorithmusausführung fährt von Schritt 244 zu Schritt 246 fort, wo der Algorithmus 200 zu seiner Aufrufroutine zurückgeführt wird oder alternativ zu Schritt 202 zurückgeschleift wird.
  • Obwohl die Erfindung in Einzelheiten in den vorangehenden Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, sind dieselben als veranschaulichend und nicht im Charakter beschränkend anzusehen, wobei verstanden werden soll, dass nur die bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurde und dass erwünscht ist, dass alle Änderungen und Modifikationen, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche kommen, geschützt sind.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Diagnostizieren von Zündsystemfehlern, aufweisend: eine Zündspule (41) mit einer Primärspule (14), die an eine Sekundärspule (16) gekoppelt ist; eine Einrichtung (24), um die Primärspule (14) unter Strom zu setzen, um so ein Zündfunkenspannungssignal in der Sekundärspule (16) zu induzieren; und einen ersten Computer (34) mit einem an die Sekundärspule gekoppelten Eingang, um das Zündfunkenspannungssignal zu empfangen, wobei der Computer einen ersten Speicher (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Speicher (35) eine Anzahl von darin gespeicherten Zündfunkenspannungswellenformen aufweist, die jede einer Zündfunkenspannungswellenform eines einzigartigen Zündsystemfehlermodus entsprechen, wobei der erste Computer (34) im Einsatz das Zündfunkenspannungssignal mit jeder der Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen vergleicht und, wenn das Zündfunkenspannungssignal zu einer der Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen passt, im Einsatz ein Diagnosesignal erzeugt, wobei das Diagnosesignal einem Einzigartigen der einzigartigen Zündsystemfehlermoden entspricht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Computer das Zündfunkenspannungssignal mit der Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen mittels einer Signaturanalysetechnik vergleicht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner aufweisend einen zweiten Computer (26) mit einem das Diagnosesignal empfangenden Eingang und einem zweiten Speicher (27), wobei der zweite Computer (26) in dem zweiten Speicher (27) einen dem Diagnosesignal entsprechenden Fehlercode speichert.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner aufweisend eine Einrichtung (60) zum Entnehmen des Fehlercodes aus dem zweiten Computer.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Zündspule 21 einen Teil eines Verbrennungsmotors bildet; und wobei der zweite Computer (26) ein Motorsteuerungscomputer ist, der dahingehend arbeitsfähig ist, einen Betrieb des Verbrennungsmotors zu steuern.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einrichtung, um die Primärspule (14) unter Strom zu setzen, eine Zündungssteuerungsschaltung (24) mit einem ersten Eingang (F), der ein Feuerbefehlssignal empfängt, aufweist; und wobei der Motorsteuerungscomputer (26) dahingehend arbeitsfähig ist, das Feuerbefehlssignal an den ersten Eingang (F) der Zündungssteuerungsschaltung (24) zu liefern.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste Computer (34) einen das Feuerbefehlssignal empfangenden Triggereingang (T) aufweist, wobei der erste Computer (34) auf das Feuerbefehlssignal reagiert, indem das Zündfunkenspannungssignal mit der mindestens einen Zündfunkenspannungswellenform verglichen wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Computer (24) auf das Diagnosesignal reagiert, indem in dem ersten Speicher (35) ein Fehlercode entsprechend dem Diagnosesignal gespeichert wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, ferner aufweisend einen Motorsteuerungscomputer (26), der mit dem ersten Computer (34) verbunden ist, wobei der Motorsteuerungscomputer (26) dahingehend arbeitsfähig ist, !!!! dass !! den Betrieb eines Verbrennungsmotors zu steuern.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner aufweisend eine Einrichtung (60) zum Entnehmen des Fehlercodes aus dem ersten Speicher (35) des ersten Computers (34) über den Motorsteuerungscomputer (26).
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen zweiten Computer (26) mit einem Eingang zum Empfangen des Diagnosesignals und einem zweiten Speicher (27), wobei der zweite Computer (26) auf das Diagnosesignal reagiert, indem in dem zweiten Speicher (27) ein Fehlercode, der einem Passenden der einzigartigen Zündsignalfehlermoden entspricht, gespeichert wird.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner aufweisend eine Einrichtung (60) zum Entnehmen des Fehlercodes aus dem zweiten Computer (26).
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen ferner eine Zündfunkenspannungswellenform aufweist, die normalem Zündsystembetrieb entspricht, wobei der zweite Computer (26) im Einsatz das Zündfunkenspannungssignal mit jeder der Anzahl von Zündfunkenspannungswellenformen vergleicht und im Einsatz das Diagnosesignal erzeugt, wobei das Diagnosesignal dem normalen Zündsystembetrieb entspricht, wenn das Zündfunkenspannungssignal zu der Zündfunkenspannungswellenform, die dem normalen Zündsystembetrieb entspricht, passt.
DE69831383T 1997-12-11 1998-12-03 Vorrichtung zur Diagnose und Prüfung des Zündsystem einer Brennkraftmaschine Expired - Fee Related DE69831383T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US988787 1997-12-11
US08/988,787 US6006156A (en) 1997-12-11 1997-12-11 Apparatus and method for diagnosing and controlling an ignition system of an internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69831383D1 DE69831383D1 (de) 2005-10-06
DE69831383T2 true DE69831383T2 (de) 2006-06-22

Family

ID=25534479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69831383T Expired - Fee Related DE69831383T2 (de) 1997-12-11 1998-12-03 Vorrichtung zur Diagnose und Prüfung des Zündsystem einer Brennkraftmaschine

Country Status (3)

Country Link
US (2) US6006156A (de)
EP (1) EP0922856B1 (de)
DE (1) DE69831383T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009046397B4 (de) 2008-11-05 2023-05-17 Denso Corporation Entladungsanomalieerfassungsvorrichtung und Zündsteuersystem einer Brennkraftmaschine

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408242B1 (en) 1997-12-11 2002-06-18 Cummins, Inc. Apparatus and method for diagnosing and controlling an ignition system of an internal combustion engine
US6006156A (en) * 1997-12-11 1999-12-21 Cummins Engine Company, Inc. Apparatus and method for diagnosing and controlling an ignition system of an internal combustion engine
DE19946994C2 (de) * 1999-09-30 2001-09-13 Infineon Technologies Ag Verfahren und Zeitschaltung zur Erzeugung eines Schalt- oder Steuersignales
US6600322B1 (en) 2000-03-06 2003-07-29 Murphy Power Ignition Stroke distinction in 4-cycle engines without a cam reference
US6384606B1 (en) * 2000-03-06 2002-05-07 Sn Controls Llc Ignition coil with lead for secondary diagnostics
US6505605B2 (en) * 2000-03-29 2003-01-14 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Control system for an internal combustion engine and method carried out by the same
JP2002106455A (ja) * 2000-10-03 2002-04-10 Ngk Spark Plug Co Ltd 内燃機関用点火装置
US6492818B1 (en) * 2000-11-06 2002-12-10 Cummins, Inc. Apparatus and method for determining component fault conditions as a function of primary coil voltage in a capacitive discharge ignition system
US6516780B2 (en) * 2000-11-13 2003-02-11 Siemens Vdo Automotive Corporation System and method for optimizing engine performance
US6604410B2 (en) * 2001-05-03 2003-08-12 Ford Global Technologies, Llc Method and system to detect spark loss in a multiple spark plug per cylinder internal combustion engine
US6761156B2 (en) 2002-02-20 2004-07-13 Daimlerchrysler Corporation Multiplexed single wire control and diagnosis of an electrical object
JP3614150B2 (ja) * 2002-04-17 2005-01-26 三菱電機株式会社 燃焼状態検出装置
US6832472B2 (en) * 2002-06-17 2004-12-21 Southwest Research Institute Method and apparatus for controlling exhausted gas emissions during cold-start of an internal combustion engine
ITTO20020698A1 (it) * 2002-08-06 2004-02-07 Fiat Ricerche Metodo e dispositivo di controllo della qualita'
US6998846B2 (en) * 2002-11-01 2006-02-14 Visteon Global Technologies, Inc. Ignition diagnosis using ionization signal
JP4007203B2 (ja) * 2003-01-23 2007-11-14 株式会社デンソー 電子制御装置
US6820602B1 (en) 2003-11-26 2004-11-23 Autotronic Controls Corporation High energy ignition method and system
US6922628B2 (en) * 2003-11-26 2005-07-26 Visteon Global Technologies, Inc. IC engine diagnostic system using the peak and integration ionization current signals
US7165542B2 (en) * 2003-11-26 2007-01-23 Autotronic Controls Corporation High energy ignition method and system using pre-dwell control
DE102005009956A1 (de) * 2005-03-04 2006-10-05 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Zündsteuerung
FR2922271B1 (fr) * 2007-10-15 2014-02-28 Renault Sas Dispositif de detection d'un dysfonctionnement d'un systeme d'allumage commande de moteur thermique
ES2496182T3 (es) * 2008-11-21 2014-09-18 Siemens Aktiengesellschaft Método y dispositivo de medición para determinar el estado del encendido eléctrico de un quemador de una turbina de gas, así como dispositivo de encendido para un quemador de una turbina de gas
JP6088397B2 (ja) * 2013-10-15 2017-03-01 日本特殊陶業株式会社 点火時期制御装置および点火時期制御システム
US9920736B2 (en) * 2015-02-03 2018-03-20 Fairchild Semiconductor Corporation Ignition control circuit with current slope detection
CN104963801B (zh) * 2015-07-20 2017-01-04 桂凌云 点火线圈测试系统的测试方法
US10975827B2 (en) 2018-09-26 2021-04-13 Semiconductor Components Industries, Llc Ignition control system with circulating-current control
IT201900002517A1 (it) * 2019-02-21 2020-08-21 Eldor Corp Spa Dispositivo elettronico per il controllo di una bobina di accensione di un motore a combustione interna e relativo sistema di accensione elettronica per rilevare una pre-accensione nel motore a combustione interna
WO2021255930A1 (ja) * 2020-06-19 2021-12-23 日立Ａｓｔｅｍｏ阪神株式会社 内燃機関用点火装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5554669A (en) * 1978-10-17 1980-04-22 Toyota Motor Corp Ignition control method for internal-combustion engine
US4291383A (en) * 1979-12-20 1981-09-22 United Technologies Corporation Spark plug load testing for an internal combustion engine
US4424709A (en) * 1982-07-06 1984-01-10 Ford Motor Company Frequency domain engine defect signal analysis
US4558280A (en) * 1983-04-01 1985-12-10 Cooper Industries, Inc. Ignition secondary analyzer
DE3341880A1 (de) * 1983-11-19 1985-05-30 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Pruefverfahren fuer zuendanlagen von brennkraftmaschinen in kraftfahrzeugen
US4965513A (en) * 1986-09-30 1990-10-23 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Motor current signature analysis method for diagnosing motor operated devices
IT1208855B (it) * 1987-03-02 1989-07-10 Marelli Autronica Sistema di accensione ad energia di scintilla variabile per motori acombustione interna particolarmente per autoveicoli
GB8721688D0 (en) * 1987-09-15 1987-10-21 Lucas Ind Plc Adaptive control system
US4886029A (en) * 1988-05-26 1989-12-12 Motorola Inc. Ignition misfire detector
US5041976A (en) * 1989-05-18 1991-08-20 Ford Motor Company Diagnostic system using pattern recognition for electronic automotive control systems
US5155437A (en) * 1990-07-26 1992-10-13 Unison Industries Limited Partnership Diagnostic device for gas turbine ignition system
DE4116642C2 (de) * 1990-08-25 2000-05-11 Bosch Gmbh Robert Zündanlage einer Brennkraftmaschine mit einer Überwachungsschaltung zum Erkennen von Zündaussetzern
US5226394A (en) * 1991-03-07 1993-07-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Misfire-detecting system for internal combustion engines
JPH05231292A (ja) * 1991-03-12 1993-09-07 Aisin Seiki Co Ltd 内燃機関の多重点火制御装置
US5322045A (en) * 1991-12-25 1994-06-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Misfire-detecting system for internal combustion engines
US5365905A (en) * 1992-03-13 1994-11-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Misfire-detecting system for internal combustion engines
JP3163585B2 (ja) * 1992-03-13 2001-05-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の失火検出装置
JPH05306670A (ja) * 1992-04-28 1993-11-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の失火検出装置
US5399972A (en) * 1992-05-27 1995-03-21 Hnat; Stephen P. Spark intensity transient peak voltmeter for secondary ignition circuit testing mounted in dashboard
US5513618A (en) * 1992-09-17 1996-05-07 Enox Technologies, Inc. High performance ignition apparatus and method
US5387870A (en) * 1993-01-08 1995-02-07 Spx Corp. Method and apparatus for feature extraction from internal combustion engine ignition waveforms
JPH06213130A (ja) * 1993-01-13 1994-08-02 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の失火検出装置
JP2880058B2 (ja) * 1993-12-21 1999-04-05 本田技研工業株式会社 内燃機関の失火検出装置
DE4437480C1 (de) * 1994-10-20 1996-03-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Funktionsüberwachung einer Brennkraftmaschine zum Erkennen von Zündaussetzern
JP3299409B2 (ja) * 1995-03-31 2002-07-08 三菱電機株式会社 内燃機関用点火装置
DE19524499B4 (de) * 1995-07-05 2008-11-13 Robert Bosch Gmbh Zündanlage für eine Brennkraftmaschine
US5606118A (en) * 1995-09-05 1997-02-25 Ford Motor Company System and method for detecting misfire in an internal combustion engine
US5668311A (en) * 1996-05-08 1997-09-16 General Motors Corporation Cylinder compression detection
US6006156A (en) * 1997-12-11 1999-12-21 Cummins Engine Company, Inc. Apparatus and method for diagnosing and controlling an ignition system of an internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009046397B4 (de) 2008-11-05 2023-05-17 Denso Corporation Entladungsanomalieerfassungsvorrichtung und Zündsteuersystem einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
EP0922856B1 (de) 2005-08-31
DE69831383D1 (de) 2005-10-06
EP0922856A2 (de) 1999-06-16
US6006156A (en) 1999-12-21
US6085144A (en) 2000-07-04
EP0922856A3 (de) 2001-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69831383T2 (de) Vorrichtung zur Diagnose und Prüfung des Zündsystem einer Brennkraftmaschine
DE19647161C2 (de) Steuerverfahren und Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE4223619C2 (de) Fehlzündungserfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE4410063C2 (de) Verbrennungsmotorsteuervorrichtung
DE4207140C2 (de) Fehlzündungsdetektorsystem zum Detektieren einer Fehlzündung in einem Verbrennungsmotor
DE4126961C2 (de) Klopfsteuer-Verfahren und Vorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen
DE102004057282B4 (de) Verbrennungsmotor-Diagnosesystem
DE4120935A1 (de) Geraet und verfahren zur erfassung von fehlzuendungen bei einem verbrennungsmotor
DE4133775C2 (de) Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE3007000A1 (de) Datenverarbeitungseinrichtung
DE19645572A1 (de) Klopfsteuersystem für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung
DE10043498A1 (de) Verfahren zur klopferkennung bei Brennkraftmaschinen
DE10243612B4 (de) Klopfsteuerungssystem für einen Verbrennungsmotor
EP0484691B1 (de) Verfahren zur Funktionsüberwachung von Brennkraftmaschinen
DE4009451C2 (de) Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE3618079C2 (de)
DE2830048A1 (de) Anordnung zur erfassung der fruehzuendung bei einem verbrennungsmotor
DE10206680B4 (de) Fahrzeugmotorsteuereinrichtung
DE3233635A1 (de) Zuendsteuerung einer verbrennungskraftmaschine
DE10255583B4 (de) Fehlzündungsdetektionsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
EP0739448B1 (de) Verfahren zur funktionsüberwachung einer brennkraftmaschine zum erkennen von verbrennungsaussetzern
DE60112210T2 (de) Gerät und Methode, um die Zündung eines Verbrennungmotors zu steuern
DE10061097B4 (de) Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE3743406A1 (de) Zuendzeitpunkt-regelsystem fuer einen verbrennungsmotor
DE4244181C2 (de) Fehlzündungs-Erfassungssystem für einen Verbrennungsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee