EP0200196A2 - Kontaktlose Zündanlage - Google Patents

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EP0200196A2
EP0200196A2 EP86105871A EP86105871A EP0200196A2 EP 0200196 A2 EP0200196 A2 EP 0200196A2 EP 86105871 A EP86105871 A EP 86105871A EP 86105871 A EP86105871 A EP 86105871A EP 0200196 A2 EP0200196 A2 EP 0200196A2
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EP
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ignition
spark plugs
ignition coils
cylinders
coils
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EP0200196B1 (de
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Alfred Krappel
Johannes Guggenmos
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • 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
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    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/02—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors
    • F02P7/03—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means
    • F02P7/035—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means without mechanical switching means

Definitions

  • the invention relates to a contactless ignition system for internal combustion engines, with a plurality of ignition signal transmitters, a downstream evaluation circuit and with ignition coils controlled thereby, to the secondary windings of which a spark plug for different cylinders of the internal combustion engine is connected on both sides.
  • each cylinder of the internal combustion engine is assigned a spark plug.
  • the two spark plugs connected to each other via a secondary winding are driven simultaneously. This is done in such a way that the spark plug of the cylinder, which is currently in the compression stroke and whose spark plug is to be ignited, is connected to the other spark plug, the cylinder of which is currently in the exhaust stroke at low internal pressure and is therefore practically short-circuited. In this way it is possible to get by with a number of ignition coils and ignition signal generators that is halved compared to the number of spark plugs.
  • the invention has for its object to provide an ignition system of the type mentioned, in which the highest level of security against ignition failures in one of the cylinders is achieved with minimal effort.
  • the invention solves this problem in that the number of ignition coils is equal to the number of cylinders, that two spark plugs are assigned to each cylinder, that the spark plugs are connected to different ignition coils, and that the ignition coils are activated in pairs at the same time.
  • Two ignition coils are activated to ignite the mixture in one of the cylinders.
  • the four spark plugs connected to their secondary windings are driven.
  • the two spark plugs arranged in the cylinder of interest are ignited. If such a spark plug fails, the ignition of the remaining spark plug is sufficient.
  • the two other spark plugs can be arranged in one or two cylinders, which are just in the exhaust stroke and thus do not come to ignition.
  • the failure of an evaluation and amplifier circuit connected downstream of the ignition signal transmitters is also harmless, since at least one of the spark plugs is still ignited in each of the cylinders and therefore the mixture contained therein is combusted.
  • the invention offers several advantages over the possible assignment of the two spark plugs of each cylinder to a single ignition coil.
  • the required secondary voltage is at Invention for each ignition coil only a small amount higher than in the case of an ignition coil, which is only connected to a single spark plug.
  • the simultaneous ignition of two spark plugs of a cylinder with an ignition coil means a doubling of the secondary voltage and therefore a significantly higher load on the ignition coil.
  • this possibility offers no protection against the failure of an evaluation circuit or an ignition coil. In such a case, the two spark plugs are not ignited, since the only associated ignition coil is not activated or is not activated correctly or is itself defective.
  • An improvement of the invention deals with the problem of assigning the spark plugs to the ignition coils.
  • it is possible to assign the cylinders as required. This is associated with the risk that, under unfavorable conditions, faulty pre-ignition will occur in one of the cylinders.
  • there is an error-free ignition of the mixture in a paired assignment such that two of the four controlled spark plugs are located in the cylinder that is currently in the exhaust stroke.
  • the additional advantages of this measure can be seen in the relatively low voltage value of the secondary voltage of the two ignition coils.
  • An ignition system for internal combustion engines contains four ignition coils 5 to 8, assuming four cylinders 1, 2, 3 and 4, to whose secondary windings 5 'to 8' two spark plugs 9 and 10, 11 and 12, 13 and 14 as well as 15 and 16 are connected.
  • the ignition coils 5 to 8 are controlled by an evaluation and amplifier circuit 17, not shown in detail, which is controlled by a contactless, known per se and not shown in detail camshaft position transmitter.
  • the spark plugs are assigned to the ignition coils in pairs. This means that the spark plugs 1 and 15, 10 and 16 or 11 and 13, 12 and 14 associated with cylinders 1 and 4 or 2 and 3 are connected to a pair of ignition coils 5 and 8 or 6 and 7.
  • the ignition coils of a pair are controlled simultaneously by the evaluation circuit. If the mixture is to be ignited in one of the cylinders 1, the ignition coils 5 and 8 are activated simultaneously.
  • the spark plugs 9 and 15 simultaneously ignite the mixture of the cylinder 1. Even if one of the spark plugs 9 or 15 or the part of the evaluation circuit 17 which controls the ignition coils 5 or 8 fails, it is not critical since the spark plug still remaining for the ignition 9 or 1 5 the mixture ignites completely.
  • the spark plugs 10 and 16 are activated. However, these do not find any flammable mixture, since the cylinder 4 is in the exhaust stroke and the spark plugs 10 and 16 are therefore practically short in terms of high-voltage technology.
  • the ignition coils 5 and 8 are actuated together again.
  • the spark plugs 10 and 16 now ignite, while the spark plugs 9 and 15 do not find any flammable mixture.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Bei einer kontaktlosen Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit mehreren Zündsignalgebern, einer nachgeschalteten Auswerte- und Verstärkerschaltung und mit davon gesteuerten Zündspulen für jeweils zwei Zündkerzen ist die Zahl der Zündspulen gleich der Zahl der Zylinder und sind jedem Zylinder zwei Aündkerzen zugeordnet. Die Zündkerzen sind an unterschiedlichen Zündspulen angeschlossen, die paarweise gleichzeitig angesteuert sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine kontaktlose Zündanlage für Brennkraftmaschinen, mit mehreren Zündsignalgebern, einer nachgeschalteten Auswerteschaltung und mit davon gesteuerten Zündspulen, an deren Sekundärwicklungen beidseitig jeweils eine Zündkerze für unterschiedliche Zylinder der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.
  • Bei einer derartigen, aus der DE-PS 29 17 604 bekannten Zündanlage ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine Zündkerze zugeordnet. Die jeweils zwei über eine Sekundärwicklung miteinander verbundenen Zündkerzen werden zwar gleichzeitig angesteuert. Dies erfolgt in der Weise, daß die Zündkerze des Zylinders, der sich gerade im Kompressionshub befindet und dessen Zündkerze gezündet werden soll, mit der anderen Zündkerze verbunden, deren Zylinder sich gerade im Auslaßhub bei niedrigem Innendruck befindet und damit praktisch kurzgeschlossen ist. Auf diese Weise ist es zwar möglich, mit einer gegenüber der Zahl der Zündkerzen halbierten Anzahl von Zündspulen und Zündsignalgebern auszukommen. Der gravierende Nachteil der bekannten Zündanlage ist jedoch darin zu sehen , daß bei Ausfall eines Zündsignalgebers, seiner nachgeschalteten Auswerteschaltung oder einer Zündkerze mindestens in diesem einen Zylinder keine Zün- dung erfolgt. Bei Brennkraftmaschinen mit nachgeschaltetem Katalysator führt dies zwangsläufig zu einer irreparablen Beschädigung des Katalysators in kürzester Zeit.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit kleingehaltenem Aufwand ein Höchstmaß an Sicherheit gegenüber Zündausfällen in einem der Zylinder erreicht wird.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Zahl der Zündspulen gleich der Zahl der Zylinder ist, daß jedem Zylinder zwei Zündkerzen zugeordnet sind, daß die Zündkerzen an unterschiedlichen Zündspulen angeschlossen sind und daß die Zündspulen paarweise gleichzeitig angesteuert sind.
  • Für die Zündung des Gemischs in einem der Zylinder werden zwei Zündspulen angesteuert. Die an deren Sekundärwicklungen angeschlossenen insgesamt vier Zündkerzen werden angesteuert. Dabei werden die beiden in dem interessierenden Zylinder angeordneten Zündkerzen gezündet. Bei Ausfall einer derartigen Zündkerze reicht die Zündung der verbleibenden Zündkerze aus. Die beiden anderen Zündkerzen können wie bei der bekannten Zündanlage die eine Zündkerze in einem oder zwei Zylinder angeordnet sein, die sich gerade im Auslaßhub befinden und somit nicht zur Zündung gelangen. Auch der Ausfall einer den Zündsignalgebern nachgeschalteten Auswerte- und Verstärkerschaltung ist unschädlich, da in jedem der Zylinder immer noch mindestens eine der Zündkerzen gezündet wird und daher die Verbrennung des darin befindlichen Gemischs ermöglicht wird.
  • Gegenüber der möglichen Zuordnung der beiden Zündkerzen jedes Zylinders zu einer einzigen Zündspule bietet die Erfindung mehrere Vorteile. Zum einen ist die erforderliche Sekundärspannung bei der Erfindung für jede Zündspule nur um einen geringen Betrag höher als bei einer Zündspule, der ja nur eine einzige Zündkerze nachgeschaltet ist. Die gleichzeitige Zündung zweier Zündkerzen eines Zylinders mit einer Zündspule bedeutet eine Verdoppelung der Sekundärspannung und daher eine wesentlich höhere Belastung der Zündspule. Zum anderen bietet diese Möglichkeit keinen Schutz vor einem Ausfall einer Auswerteschaltung oder einer Zündspule. In einem derartigen Fall werden die beiden Zündkerzen nicht gezündet, da die einzige zugeordnete Zündspule nicht oder nicht richtig angesteuert wird oder selbst defekt ist.
  • Eine Verbesserung der Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem der Zuordnung der Zündkerzen zu den Zündspulen. Im Prinzip ist es möglich, die Zuordnung zu den Zylindern beliebig vorzunehmen. Damit verbunden ist die Gefahr, daß es unter ungünstigen Voraussetzungen zu einer fehlerhaften Frühzündung in einem der Zylinder kommt. Demgegenüber ergibt sich eine fehlerfreie Zündung des Gemischs bei einer paarweisen Zuordnung derart, daß sich von den vier angesteuerten Zündkerzen zwei in dem Zylinder befinden, der sich gerade im Auslaßhub befindet. Der zusätzliche Vorteile dieser Maßnahme ist, wie oben bereits angegeben, in dem relativ geringem Spannungswert der Sekundärspannung der beiden Zündspulen zu sehen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
  • Eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen enthält bei angenommen vier Zylindern 1,2,3 und 4 vier Zündspulen 5 bis 8 an deren Sekundärwicklungen 5' bis 8' jeweils zwei Zündkerzen 9 und 10, 11 und 12,13 und 14 sowie 15 und 16 angeschlossen sind. Die Zündspulen 5 bis 8 werden durch eine nicht im einzelnen gezeigte Auswerte- und Verstärkerschaltung 17 angesteuert, die durch einen kontaktlosen, an sich bekannten und nicht im einzelnen dargestellten Nockenwellen-Stellungsgeber angesteuert ist.
  • Die Zuordnung der Zündkerzen zu den Zündspulen erfolgt paarweise. Dies bedeutet, daß die den Zylindern 1 und 4 bzw. 2 und 3 zugeordneten Zündkerzen 1 und 15, 10 und 16 bzw. 11 und 13, 12 und 14 mit einem Paar von Zündspulen 5 und 8 bzw. 6 und 7 verbunden sind. Die Zündspulen eines Paares werden gleichzeitig durch die Auswertschaltung angesteuert. Soll das Gemisch in einem der Zylinder 1 gezündet werden, so werden die Zündspulen 5 und 8 gleichzeitig angesteuert. Die Zündkerzen 9 und 15 zünden gleichzeitig das Gemisch des Zylinders 1. Auch bei Ausfall einer der Zündkerzen 9 bzw. 15 bzw. der die Ansteuerung der Zündspulen 5 bzw. 8 vornehmenden Teil der Auswerteschaltung 17 ist unkritisch, da die noch für die Zündung verbleibende Zündkerze 9 bzw. 15 das Gemisch vollständig zündet.
  • Gleichzeitig mit den Zündkerzen 9 und 15 werden die Zündkerzen 10 und 16 angesteuert. Diese finden jedoch kein entflammbares Gemisch vor, da sich der Zylinder 4 im Auslaßhub befindet und die Zündkerzen 10 und 16 damit hochspannungstechnisch praktisch kurz geschlossen sind.
  • Soll, nach einer Umdrehung der Kurbelwelle, das Gemisch im Zylinder 4 gezündet werden, so werden wieder die Zündspulen 5 und 8 gemeinsam angesteuert. Nunmehr zünden die Zündkerzen 10 und 16, während die Zündkerzen 9 und 15 kein entflammbares Gemisch vorfinden.
  • Die Zündung der den Zylindern 2 und 3 zugeordneten Zündkerzen erfolgt in derselben Weise wie für die Zylinder 1 und 4 beschrieben dann, wenn die erforderlich ist.
  • Aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, daß trotz der Anordnung von zwei Zündkerzen in jedem Zylinder nur eine demgegenüber halbierte Anzahl von Zündspulen vorgesehen ist und auch der Ausfall maximal einer Zündkerze pro Zylinder, einer der Zündspulen bzw. einer der die Anstrengung der Zündspule vornehmenden Teile der Auswerteschaltung 17 eine Zündung in den Zylindern 1 bis 4 erfolgt und damit mit geringem Aufwand ein optimaler Schutz eines ggf. nachgeschalteten Katalysators erreicht wird.

Claims (2)

1. Kontaktlose Zündanlage für Brennkraftmaschinen, mit mehreren Zündsignalgebern, einer nachgeschalteten Auswerte-und/oder Verstärkerschaltung und mit davon gesteuerten Zündspulen, an deren Sekundärwicklungen beidseitig jeweils eine Zündkerze für unterschiedliche Zylinder der Brennkraftmaschine angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Zündspulen(5 bis 8) gleich der Zahl der Zylinder (1 bis 4) ist, daß jedem Zylinder zwei Zündkerzen zugeordnet sind, daß die Zündkerzen an unterschiedlichen Zündspulen angeschlossen sind und daß die Zündspulen paarweise gleichzeitig angesteuert sind.
2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündkerzen (9 bis 16) den Zündspulen (5 bis 8) paarweise derart zugeordnet sind, daß die Zylinder , deren Zündspulen einander zugeordnet sind, den entgegengesetzten Arbeitstakt aufweisen.
EP19860105871 1985-04-30 1986-04-29 Kontaktlose Zündanlage Expired - Lifetime EP0200196B1 (de)

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