EP0389775A2 - Watch circuit of the high voltage in an ignition device - Google Patents

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EP0389775A2
EP0389775A2 EP19900102944 EP90102944A EP0389775A2 EP 0389775 A2 EP0389775 A2 EP 0389775A2 EP 19900102944 EP19900102944 EP 19900102944 EP 90102944 A EP90102944 A EP 90102944A EP 0389775 A2 EP0389775 A2 EP 0389775A2
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EP
European Patent Office
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voltage
circuit
test voltage
arrangement according
circuit arrangement
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EP19900102944
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German (de)
French (fr)
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EP0389775B1 (en
EP0389775A3 (en
Inventor
Karl-Heinz Kugler
Christian Dipl.-Ing. Zimmermann
Hans Dipl.-Ing. Köhnle
Ernst Kaller
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP0389775A3 publication Critical patent/EP0389775A3/en
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for monitoring a high-voltage ignition system of an internal combustion engine of a motor vehicle or the like according to the preamble of the main claim.
  • the circuit arrangement according to the invention with the features of the main claim has the advantage over the fact that faults in the high-voltage ignition system are detected by shunts and / or short-circuits in the secondary winding of the ignition coil, the ignition harness or the spark plugs, so that remedial measures can be taken in good time. Accordingly, a catalyst protection function can be implemented with the use of the circuit arrangement according to the invention.
  • the test voltage corresponding to the primary current of the ignition coil when compared with the supply voltage of the high-voltage ignition system, allows a statement to be made about the state of the system.
  • the measuring arrangement in the primary circuit Ignition coil has lying shunt.
  • the voltage drop across the shunt is a measure of the primary current that occurs during an ignition process.
  • a filter circuit which is formed from a series connection of a resistor and a capacitor, is connected in parallel with the shunt.
  • the capacitor voltage forms the test voltage used to monitor the ignition system.
  • the comparison of the test voltage with the supply voltage ensures that primary current changes caused by changes in supply voltage do not lead to an error message.
  • the level of the supply voltage depends, for example, on the state of charge of the battery of the motor vehicle and also on the setting of the controller.
  • a particularly simple evaluation of measured values is possible by means of a comparator of the evaluation circuit, to which the test voltage and the supply voltage are supplied. If the test voltage in relation to the supply voltage exceeds a certain value, there is a secondary or short-circuit fault in the high-voltage ignition system.
  • the evaluation circuit for the voltage comparison preferably forms a reference value corresponding to the supply voltage.
  • the level of the test voltage is compared to the size of the reference value. If the battery voltage is assumed, one becomes the battery voltage of the motor vehicle corresponding reference value used for monitoring.
  • a further development of the invention is characterized in that the evaluation circuit uses at least one instantaneous value of the test voltage for the voltage comparison. Accordingly, in order to form the instantaneous value, the voltage rise of the test voltage is sampled at a correspondingly selected point in time.
  • the temporal position of the instantaneous value in relation to the duration of a primary current pulse is preferably in the first, earlier half of the primary current pulse, since errors caused by shunts and / or short circuits are particularly noticeable in the first half of the test voltage rise corresponding to the primary current profile.
  • the area representative of the fault detection can vary within the length of a primary current pulse, so that the temporal position of the instantaneous value of the test voltage with respect to the duration of a primary current pulse depends on the respective used ignition system is determined.
  • Monitoring is particularly simplified if the evaluation circuit issues the error message when the instantaneous value is larger than the reference value. Monitoring can be carried out in a simple manner using a comparator.
  • Figure 1 shows a circuit arrangement for monitoring a high-voltage ignition system of a burner Engine of a motor vehicle or the like. Monitoring takes place with regard to secondary and / or short circuits on the secondary side 1 of an ignition coil 2.
  • the primary winding 3 of the ignition coil 2 is connected at one end 4 to a supply voltage U V.
  • the supply voltage U V can be the battery voltage of the motor vehicle.
  • the other end 5 of the primary winding 3 is connected to an interrupter 6, which is connected to ground 8 via a shunt 7.
  • the other pole of the supply voltage U V is connected to ground 8; this is preferably the chassis of the motor vehicle.
  • the interrupter 6 is designed as a transistor T. Its base is controlled by a control circuit, not shown, of a control unit of the high-voltage ignition system; its collector-emitter path is connected to the primary circuit of the primary winding 3.
  • a filter circuit 9 Parallel to the shunt 7 is a filter circuit 9, which consists of a series connection of a resistor R and a capacitor C.
  • the capacitor voltage U C applied to the capacitor forms a test voltage U Pr .
  • the test voltage U Pr is fed to an evaluation circuit 10.
  • the shunt 7 forms, together with the resistor R and the capacitor C, a measuring arrangement 11, which by the converts the primary winding 3 of the ignition coil 2 flowing primary current i into a corresponding test voltage U Pr .
  • the measuring arrangement 11 is also supplied with the supply voltage U V or the battery voltage of the motor vehicle. It forms a reference value U R corresponding to the supply voltage U V or battery voltage.
  • the secondary winding 12 of the ignition coil 2 is connected with its high-voltage connection 13 to an electrode 14 of a spark plug 15.
  • the other electrode 16 is connected to ground 8.
  • FIG. 1 Faults that occur due to shunts and / or short circuits in the secondary winding 12, the ignition tableware (supply line to the spark plug and the like) and / or the spark plug 15 can — according to FIG. 1 — be represented and detected by a shunt resistor R N. Secondary-side shunts and / or short-circuits lead through the coupling of the secondary and primary sides of the ignition coil 2 to a reduction in the effective primary inductance L 1 .
  • FIG. 2 shows the equivalent circuit diagram of the ignition coil 2. This consists of the effective resistance R1 of the primary side, which is in series with a leakage inductance L S1 .
  • FIGS. 3 to 6 show the time profile of the test voltage U Pr corresponding to a primary current pulse for shunt resistances R N of different sizes.
  • FIG. 3 relates to a fault-free high-voltage ignition system, ie the shunt resistance R N is infinite.
  • the shunt resistance R N has the value 500 k ⁇ .
  • the shunt resistance value in FIG. 5 is 100 k ⁇ , and
  • FIG. 6 relates to the short circuit case, ie the shunt resistance R N has the value 0.
  • FIGS. 3 to 6 show that the course of the test voltage U Pr depends on the size of the shunt resistor R N. For the times t 1 to t 6, as an example in the figures mentioned, correspondingly different values result for the most part.
  • the measured value table in FIG. 7 provides an overview of this.
  • the test voltage value U Pr present at the respective point in time t 1 to t 2 is shown at the maximum test voltage value U Pr max (U Pr at the point in time t 1).
  • the ratio is expressed in percentages for an infinite, 500 k ⁇ , 100 k ⁇ and 0 shunt resistance.
  • At least one instantaneous value is preferably taken from the test voltage curve by scanning at a preselectable point in time. For the reasons described above, the sampling is preferably carried out in the first, earlier half of the pulse. Since the instantaneous value of the test voltage U Pr obtained by scanning is dependent on the size of the supply voltage U V or the battery voltage, the supply or battery voltage present at the time of the scanning is used as a comparison potential. If the test voltage U Pr exceeds a value dependent on the size of the supply or battery voltage, there is a secondary and / or short circuit fault on the secondary side 1 of the high-voltage ignition system, which leads to an error message being issued.
  • one of the supply or battery voltage is particularly advantageous forms the corresponding reference value, which is then used for the voltage comparison with the test voltage U Pr .
  • This voltage comparison can be carried out particularly easily with a comparator belonging to the evaluation circuit 10; there is an error if the test voltage U Pr is greater than the reference voltage U R.
  • the circuit arrangement according to the invention for monitoring the high-voltage ignition system represents a measure with regard to catalyst protection, because in the event of errors, clean combustion of the fuel is no longer guaranteed, so that the catalyst is subject to a high load in the event of a longer error duration, which can lead to damage.

Abstract

The invention relates to a circuit for monitoring a high-voltage ignition system of an internal combustion engine of a motor vehicle or the like for shunts and/or short circuits, having a series circuit formed from the primary winding of an ignition coil and from an interruptor and connected to a supply voltage or battery voltage. It proposes, in particular for a catalytic converter protection function, that a measurement arrangement (11) which detects the primary current (i) of the ignition coil (2) and converts this current into a corresponding test voltage (UPr) be used, which measurement arrangement (11) has an evaluation circuit (10) which compares the test voltage (UPr) with the voltage supply (Uv) and issues a fault report when the test voltage (UPr) is too large in comparison with the supply voltage (Uv). <IMAGE>

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Hochspannungszündanlage einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder der­gleichen nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a circuit arrangement for monitoring a high-voltage ignition system of an internal combustion engine of a motor vehicle or the like according to the preamble of the main claim.

Um die Schadstoffwerte des Abgases einer Brennkraft­maschine eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen mög­lichst niedrig zu halten, ist der Einsatz eines Kata­lysators erforderlich. Die Effizienz und Lebensdauer eines derartigen Katalysators ist wesentlich von der einwandfreien Funktion der Brennkraftmaschine abhän­gig. Sofern Fehler, beispielsweise in der Hochspan­ nungszündanlage auftreten, kann es zu Betriebszustän­den kommen, die den Katalysator unzulässig belasten.In order to keep the pollutant values of the exhaust gas of an internal combustion engine of a motor vehicle or the like as low as possible, the use of a catalytic converter is necessary. The efficiency and service life of such a catalyst is essentially dependent on the perfect functioning of the internal combustion engine. If errors, for example in the high chip ignition system, it can lead to operating conditions that impermissibly load the catalyst.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ergibt sich dem ge­genüber der Vorteil, daß Fehler in der Hochspannungs­zündanlage durch Neben- und/oder Kurzschlüsse in der Sekundärwicklung der Zündspule, dem Zündgeschirr oder der Zündkerzen erkannt werden, so daß rechtzeitig Ab­hilfemaßnahmen getroffen werden können. Demgemäß läßt sich mit dem Einsatz der erfindungsgemäßen Schal­tungsanordnung eine Katalysatorschutzfunktion reali­sieren. Die dem Primärstrom der Zündspule entspre­chende Prüfspannung läßt bei einem Vergleich gegen­über der Versorgungsspannung der Hochspannungszündan­lage eine Aussage über den Anlagenzustand zu. Sofern Neben- und/oder Kurzschlüsse im Sekundärkreis auf­treten, führt dieses - durch die magnetische Kopplung von Sekundär- und Primärseite der Zündspule zu einer Verringerung ihrer wirksamen Primärinduktivität, so daß es zu einem schnelleren Anstieg des Primärstroms (Ladestroms der Zündspule) kommt. Der Pri­märstromanstieg wird von der Meßanordnung erfaßt und führt zu einem entsprechend schnellen Anstieg der Prüfspannung, wodurch sich gegenüber einer fehlerfreien Zündanlage eine Verschiebung der Relation zwischen Prüfspannung zu Versorgungsspannung ergibt, die zur Auslösung einer Fehlermeldung führt.The circuit arrangement according to the invention with the features of the main claim has the advantage over the fact that faults in the high-voltage ignition system are detected by shunts and / or short-circuits in the secondary winding of the ignition coil, the ignition harness or the spark plugs, so that remedial measures can be taken in good time. Accordingly, a catalyst protection function can be implemented with the use of the circuit arrangement according to the invention. The test voltage corresponding to the primary current of the ignition coil, when compared with the supply voltage of the high-voltage ignition system, allows a statement to be made about the state of the system. If secondary and / or short circuits occur in the secondary circuit, this leads to a reduction in their effective primary inductance due to the magnetic coupling of the secondary and primary sides of the ignition coil, so that there is a faster increase in the primary current (charging current of the ignition coil). The primary current rise is detected by the measuring arrangement and leads to a correspondingly rapid rise in the test voltage, which results in a shift in the relation between test voltage and supply voltage compared to a fault-free ignition system, which leads to the triggering of an error message.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­hen, daß die Meßanordnung ein im Primärstromkreis der Zündspule liegendes Shunt aufweist. Die am Shunt ab­fallende Spannung stellt ein Maß für den sich jeweils bei einem Zündvorgang einstellenden Primärstrom dar.According to a development of the invention it is provided that the measuring arrangement in the primary circuit Ignition coil has lying shunt. The voltage drop across the shunt is a measure of the primary current that occurs during an ignition process.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß parallel zum Shunt eine Filterschaltung liegt, die aus einer Reihen­schaltung eines Widerstandes und eines Kondensators gebildet ist. Die Kondensatorspannung bildet die zur Überwachnung der Zündanlage herangezogene Prüfspan­nung.It is preferably provided that a filter circuit, which is formed from a series connection of a resistor and a capacitor, is connected in parallel with the shunt. The capacitor voltage forms the test voltage used to monitor the ignition system.

Durch den Vergleich der Prüfspannung mit der Versor­gungsspannung ist gewährleistet, daß durch Versor­gungsspannungsänderungen hervorgerufene Primär­stromänderungen nicht zu einer Fehlermeldung führen. Die Höhe der Versorgungsspannung ist beispielsweise von dem Ladezustand der Batterie des Kraftfahrzeuges und auch von der Einstellung des Reglers abhängig.The comparison of the test voltage with the supply voltage ensures that primary current changes caused by changes in supply voltage do not lead to an error message. The level of the supply voltage depends, for example, on the state of charge of the battery of the motor vehicle and also on the setting of the controller.

Eine besonders einfache Meßwert-Auswertung ist mit­tels eines Komparators der Auswerteschaltung möglich, dem die Prüfspannung und die Versorgungsspannung zu­geführt werden. Übersteigt die Prüfspannung in Rela­tion zur Versorgungsspannung einen bestimmten Wert, so liegt ein Neben- bzw. Kurzschlußfehler der Hoch­spannungszündanlage vor.A particularly simple evaluation of measured values is possible by means of a comparator of the evaluation circuit, to which the test voltage and the supply voltage are supplied. If the test voltage in relation to the supply voltage exceeds a certain value, there is a secondary or short-circuit fault in the high-voltage ignition system.

Vorzugsweise bildet die Auswerteschaltung für den Spannungsvergleich einen der Versorgungsspannung ent­sprechenden Referenzwert. Für die Fehlerauswertung wird die Höhe der Prüfspannung der Größe des Refe­renzwertes gegenübergestellt. Wird von der Batte­riespannung ausgegangen, so wird ein der Batterie­ spannung des Kraftfahrzeuges entsprechender Referenz­wert für die Überwachung herangezogen.The evaluation circuit for the voltage comparison preferably forms a reference value corresponding to the supply voltage. For the error evaluation, the level of the test voltage is compared to the size of the reference value. If the battery voltage is assumed, one becomes the battery voltage of the motor vehicle corresponding reference value used for monitoring.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich da­durch aus, daß die Auswerteschaltung für den Spannungsvergleich mindestens einen Momentanwert der Prüfspannung heranzieht. Demgemäß erfolgt zur Bildung des Momentanwertes eine Abtastung des Spannungsan­stiegs der Prüfspannung in einem entsprechend gewähl­ten Zeitpunkt. Die zeitliche Lage des Momentanwertes in Bezug auf die Zeitdauer eines Primärstromimpulses liegt vorzugsweise in der ersten, früheren Hälfte des Primärstromimpulses, da sich durch Neben- und/oder Kurzschlüsse bedingte Fehler insbesondere in der er­sten Hälfte des dem Primärstromverlaufs entsprechen­den Prüfspannungsanstiegs bemerkbar machen.A further development of the invention is characterized in that the evaluation circuit uses at least one instantaneous value of the test voltage for the voltage comparison. Accordingly, in order to form the instantaneous value, the voltage rise of the test voltage is sampled at a correspondingly selected point in time. The temporal position of the instantaneous value in relation to the duration of a primary current pulse is preferably in the first, earlier half of the primary current pulse, since errors caused by shunts and / or short circuits are particularly noticeable in the first half of the test voltage rise corresponding to the primary current profile.

Je nach Ausbildung, Aufbau bzw. Typ der zum Einsatz gelangenden Zündanlage kann der für die Fehlererken­nung repräsentative Bereich innerhalb der Länge eines Primärstromimpulses unterschiedlich sein, so daß vorteilhafterweise die zeitliche Lage des Momentan­wertes der Prüfspannung in Bezug auf die Zeitdauer eines Primärstromimpulses in Abhängigkeit von dem je­weils eingesetzten Zündanlagensystem festgelegt wird.Depending on the design, structure and type of the ignition system used, the area representative of the fault detection can vary within the length of a primary current pulse, so that the temporal position of the instantaneous value of the test voltage with respect to the duration of a primary current pulse depends on the respective used ignition system is determined.

Die Überwachung wird besonders vereinfacht, wenn die Auswerteschaltung bei im Vergleich zum Referenzwert größerem Momentanwert die Fehlermeldung abgibt. Die Überwachung läßt sich auf einfache Weise mit einem Komparator durchführen.Monitoring is particularly simplified if the evaluation circuit issues the error message when the instantaneous value is larger than the reference value. Monitoring can be carried out in a simple manner using a comparator.

Neben der bereits genannten Fehlermeldung ist es zu­sätzlich oder aber auch alternativ möglich, bei einem unzulässigen Betriebszustand die Hochspannungszünd­anlage außer Betrieb zu setzen.In addition to the error message already mentioned, it is also possible, or alternatively, for a to put the high-voltage ignition system out of operation.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher er­läutert. Es zeigen:

  • Figur 1 einen Prinzipschaltplan der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
  • Figur 2 ein Ersatzschaltbild einer einen Neben- und/oder Kurzschluß aufweisenden Zündspule,
  • Figur 3 ein Prüfspannungsdiagramm einer fehlerfreien Zündspule,
  • Figur 4 ein Prüfspannungsdiagramm einer einen Neben­schluß (500 kΩ) aufweisenden Zündspule,
  • Figur 5 ein Prüfspannungsdiagramm einer einen Nebenanschluß (100 kΩ) aufweisenden Zündspule,
  • Figur 6 ein Prüfspannungsdiagramm einer einen Kurz­schluß aufweisenden Zündspule und
  • Figur 7 eine Meßwerttabelle betreffend die in den Fi­guren 3 bis 6 dargestellten Prüfspannungsverläufe.
The invention is explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
  • FIG. 1 shows a basic circuit diagram of the circuit arrangement according to the invention,
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of an ignition coil with a secondary and / or short circuit,
  • FIG. 3 shows a test voltage diagram of a faultless ignition coil,
  • FIG. 4 shows a test voltage diagram of an ignition coil having a shunt (500 kΩ),
  • FIG. 5 shows a test voltage diagram of an ignition coil having a secondary connection (100 kΩ),
  • Figure 6 is a test voltage diagram of an ignition coil having a short circuit and
  • FIG. 7 shows a table of measured values relating to the test voltage curves shown in FIGS. 3 to 6.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Die Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Über­wachung einer Hochspannungszündanlage einer Brenn­ kraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen. Die Überwachung erfolgt im Hinblick auf Neben- und/oder Kurzschlüsse auf der Sekundärseite 1 einer Zündspule 2.Figure 1 shows a circuit arrangement for monitoring a high-voltage ignition system of a burner Engine of a motor vehicle or the like. Monitoring takes place with regard to secondary and / or short circuits on the secondary side 1 of an ignition coil 2.

Die Primärwicklung 3 der Zündspule 2 ist mit ihrem einen Ende 4 an eine Versorgungsspannung UV ange­schlossen. Bei der Versorgungsspannung UV kann es sich um die Batteriespannung des Kraftfahrzeuges han­deln.The primary winding 3 of the ignition coil 2 is connected at one end 4 to a supply voltage U V. The supply voltage U V can be the battery voltage of the motor vehicle.

Das andere Ende 5 der Primärwicklung 3 ist mit einem Unterbrecher 6 verbunden, der über ein Shunt 7 an Masse 8 liegt. An der Masse 8 ist der andere Pol der Versorgungsspannung UV angeschlossen; vorzugsweise handelt es sich hierbei um das Chassis des Kraftfahr­zeuges.The other end 5 of the primary winding 3 is connected to an interrupter 6, which is connected to ground 8 via a shunt 7. The other pole of the supply voltage U V is connected to ground 8; this is preferably the chassis of the motor vehicle.

Der Unterbrecher 6 ist als Transistor T ausgebildet. Seine Basis wird von einer nicht dargestellten An­steuerschaltung eines Steuergerätes der Hochspan­nungszündanlage angesteuert; seine Kollektor-Emitter-­Strecke ist in den Primärstromkreis der Pri­märwicklung 3 geschaltet.The interrupter 6 is designed as a transistor T. Its base is controlled by a control circuit, not shown, of a control unit of the high-voltage ignition system; its collector-emitter path is connected to the primary circuit of the primary winding 3.

Parallel zum Shunt 7 liegt eine Filterschaltung 9, die aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes R und eines Kondensators C besteht. Die am Kondensator anliegende Kondensatorspannung UC bildet eine Prüf­spannung UPr. Die Prüfspannung UPr wird einer Auswer­teschaltung 10 zugeführt.Parallel to the shunt 7 is a filter circuit 9, which consists of a series connection of a resistor R and a capacitor C. The capacitor voltage U C applied to the capacitor forms a test voltage U Pr . The test voltage U Pr is fed to an evaluation circuit 10.

Das Shunt 7 bildet zusammen mit dem Widerstand R und dem Kondensator C eine Meßanordnung 11, die den durch die Primärwicklung 3 der Zündspule 2 fließenden Pri­märstrom i in eine entsprechende Prüfspannung UPr um­wandelt.The shunt 7 forms, together with the resistor R and the capacitor C, a measuring arrangement 11, which by the converts the primary winding 3 of the ignition coil 2 flowing primary current i into a corresponding test voltage U Pr .

Der Meßanordnung 11 wird ferner die Versorgungsspan­nung UV bzw. die Batteriespannung des Kraftfahrzeuges zugeführt. Sie bildet einen der Versorgungsspannung UV bzw. Batteriespannung entsprechenden Referenzwert UR.The measuring arrangement 11 is also supplied with the supply voltage U V or the battery voltage of the motor vehicle. It forms a reference value U R corresponding to the supply voltage U V or battery voltage.

Die Sekundärwicklung 12 der Zündspule 2 ist mit ihrem Hochspannungsanschluß 13 an eine Elektrode 14 einer Zündkerze 15 angeschlossen. Die andere Elektrode 16 steht mit Masse 8 in Verbindung.The secondary winding 12 of the ignition coil 2 is connected with its high-voltage connection 13 to an electrode 14 of a spark plug 15. The other electrode 16 is connected to ground 8.

Fehler, die durch Neben- und/oder Kurzschlüsse der Sekundärwicklung 12, des Zündgeschirrs (Zuleitung zur Zündkerze und dergleichen) und/oder der Zündkerze 15 auftreten, können - gemäß Figur 1 - durch einen Ne­benschlußwiderstand RN dargestellt und erfaßt werden. Sekundärseitige Neben- und/oder Kurzschlüsse führen durch die Kopplung von Sekundär- und Primärseite der Zündspule 2 zu einer Verringerung der wirksamen Pri­märinduktivität L₁ wirk. Dieses wird aus der Figur 2 deutlich, die das Ersatzschaltbild der Zündspule 2 zeigt. Diese besteht aus dem Wirkwiderstand R₁ der Primärseite, der in Reihe zu einer Streuinduktivität LS1 liegt. Hieran schließt sich ein die Eisenverluste berücksichtigender Widerstand RFe und - parallel da zu - eine Querinduktivität M an. Die Sekundärseite ist im Ersatzschaltbild durch die Streuinduktivität LS2 durch den Wirkwiderstand R₂ repräsentiert. Auftretendende Neben- und/oder Kurzschlüsse werden durch Einschaltung des Nebenschlußwiderstandes RN berücksichtigt. Insgesamt wird deutlich, daß sich je nach Größe des Nebenschlußwiderstandes RN die in die Figur 2 eingetragenene wirksame Primärinduktivität L₁ wirk verändert. Mit kleiner werdendem Nebenschluß­widerstand RN verringert sich auch die wirksame Primärinduktivität L₁ wirk. Dieses führt zu einem schnelleren Anstieg des Primärstroms i.Faults that occur due to shunts and / or short circuits in the secondary winding 12, the ignition tableware (supply line to the spark plug and the like) and / or the spark plug 15 can — according to FIG. 1 — be represented and detected by a shunt resistor R N. Secondary-side shunts and / or short-circuits lead through the coupling of the secondary and primary sides of the ignition coil 2 to a reduction in the effective primary inductance L 1 . This is clear from FIG. 2, which shows the equivalent circuit diagram of the ignition coil 2. This consists of the effective resistance R₁ of the primary side, which is in series with a leakage inductance L S1 . This is followed by a resistance R Fe that takes into account the iron losses and - parallel to this - a transverse inductance M. The secondary side is represented in the equivalent circuit by the leakage inductance L S2 by the active resistor R₂. Occurring shunts and / or short circuits are switched on by switching on the shunt resistor R N considered. Overall, it is clear that, depending on the size of the shunt resistor R N, the effective primary inductance L 1 entered in FIG. 2 changes. As the shunt resistance R N becomes smaller, the effective primary inductance L 1 is also reduced. This leads to a faster increase in the primary current i.

In den Figuren 3 bis 6 ist der einem Primärstromim­puls entsprechende zeitliche Verlauf der Prüfspannung UPr für verschieden große Nebenschlußwiderstände RN dargestellt. Die Figur 3 betrifft eine fehlerfrei ar­beitende Hochspannungszündanlage, d. h. der Neben­schlußwiderstand RN ist unendlich. In der Figur 4 weist der Nebenschlußwiderstand RN den Wert 500 kΩ auf. Der Nebenschlußwiderstandswert beträgt in der Figur 5 100 kΩ, und die Figur 6 betrifft den Kurz­schlußfall, d. h. der Nebenschlußwiderstand RN hat den Wert 0.FIGS. 3 to 6 show the time profile of the test voltage U Pr corresponding to a primary current pulse for shunt resistances R N of different sizes. FIG. 3 relates to a fault-free high-voltage ignition system, ie the shunt resistance R N is infinite. In Figure 4, the shunt resistance R N has the value 500 kΩ. The shunt resistance value in FIG. 5 is 100 kΩ, and FIG. 6 relates to the short circuit case, ie the shunt resistance R N has the value 0.

Im Vergleich der Figuren 3 bis 6 ist ersichtlich, daß der Verlauf der Prüfspannung UPr von der Größe des Nebenschlußwiderstandes RN abhängig ist. Für die beispielhaft in den genannten Figuren eingetragenen Zeitpunkte t₁ bis t₆ ergeben sich größtenteils ent­sprechend unterschiedliche Werte.A comparison of FIGS. 3 to 6 shows that the course of the test voltage U Pr depends on the size of the shunt resistor R N. For the times t ₁ to t ₆, as an example in the figures mentioned, correspondingly different values result for the most part.

Eine Übersicht hierüber gibt die Meßwert-Tabelle der Figur 7. Es wird der zum jeweiligen Zeitpunkt t₁ bis t₅ vorliegende Prüfspannungswert UPr auf den maxima­len Prüfspannungswert UPr max (UPr zum Zeitpunkt t₆) dargestellt. Das Verhältnis wird in Prozenten für einen Nebenschlußwiderstand unendlich, 500 kΩ, 100 kΩ und 0 angegeben.The measured value table in FIG. 7 provides an overview of this. The test voltage value U Pr present at the respective point in time t 1 to t 2 is shown at the maximum test voltage value U Pr max (U Pr at the point in time t 1). The ratio is expressed in percentages for an infinite, 500 kΩ, 100 kΩ and 0 shunt resistance.

Es ist ersichtlich, daß mit der Verkleinerung des Ne­benanschlußwiderstands RN, d. h. mit Zunahme der Wirksamkeit des Nebenschluß- bzw. Kurzschlußfehlers, ein Anstieg des Prozentwertes erfolgt. Ferner ist er­sichtlich, daß sich in der ersten, früheren Hälfte des Prüfspannungsimpulses und damit des Primärstrom­impulses die stärksten Änderungen ergeben, während beispielsweise in der zweiten, späteren Hälfte (Zeit­punkte t₄ und t₅) bei einem Nebenschlußwiderstand RN unendlich, 500 kΩ und 100 kΩ keine unterschiedlichen Werte vorliegen. Demgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Auswertung der Prüfspannung UPr in der ersten, früheren Hälfte des in den Figuren 3 bis 6 darge­stellten Spannungsverlaufes erfolgt.It can be seen that with a reduction in the shunt resistance R N , ie with an increase in the effectiveness of the shunt or short-circuit error, the percentage value increases. It can also be seen that the greatest changes occur in the first, earlier half of the test voltage pulse and thus the primary current pulse, while, for example, in the second, later half (times t₄ and t₅) with a shunt resistor R N infinite, 500 kΩ and 100 kΩ none different values are available. Accordingly, it is advantageous if the evaluation of the test voltage U Pr takes place in the first, earlier half of the voltage curve shown in FIGS. 3 to 6.

Für die Fehlererkennung wird vorzugsweise mindestens ein Momentanwert in einem vorwählbaren Zeitpunkt dem Prüfspannungsverlauf durch Abtastung entnommen. Die Abtastung erfolgt - aus den oben geschilderten Grün­den - vorzugsweise in der ersten, früheren Hälfte des Impulses. Da der durch Abtastung gewonnene Momentan­wert der Prüfspannung UPr von der Größe der Versor­gungsspannung UV bzw. der Batteriespannung abhängig ist, wird die im Zeitpunkt der Abtastung vorliegende Versorgungs- bzw. Batteriespannung als Vergleichs­potential herangezogen. Sofern die Prüfspannung UPr einen von der Größe der Versorgungs- bzw. Batte­riespannung abhängigen Wert überschreitet, liegt ein Neben- und/oder Kurzschlußfehler auf der Sekundär­seite 1 der Hochspannungszündanlage vor, was zur Ab­gabe einer Fehlermeldung führt.For error detection, at least one instantaneous value is preferably taken from the test voltage curve by scanning at a preselectable point in time. For the reasons described above, the sampling is preferably carried out in the first, earlier half of the pulse. Since the instantaneous value of the test voltage U Pr obtained by scanning is dependent on the size of the supply voltage U V or the battery voltage, the supply or battery voltage present at the time of the scanning is used as a comparison potential. If the test voltage U Pr exceeds a value dependent on the size of the supply or battery voltage, there is a secondary and / or short circuit fault on the secondary side 1 of the high-voltage ignition system, which leads to an error message being issued.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteschal­tung einen der Versorgungs- bzw. Batteriespannung entsprechenden Referenzwert bildet, der dann für den Spannungsvergleich mit der Prüfspannung UPr herange­zogen wird. Dieser Spannungsvergleich ist besonders einfach mit einem zur Auswerteschaltung 10 gehörenden Komparator durchzuführen; ein Fehler liegt vor, wenn die Prüfspannung UPr größer als die Referenzspannung UR ist.It when the evaluation circuit one of the supply or battery voltage is particularly advantageous forms the corresponding reference value, which is then used for the voltage comparison with the test voltage U Pr . This voltage comparison can be carried out particularly easily with a comparator belonging to the evaluation circuit 10; there is an error if the test voltage U Pr is greater than the reference voltage U R.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Überwa­chung der Hochspannungszündanlage stellt eine Maß­nahme im Hinblick auf einen Katalysatorschutz dar, denn bei auftretenden Fehlern ist eine saubere Ver­brennung des Kraftstoffes nicht mehr gewährleistet, so daß bei längerer Fehlerdauer der Katalysator einer hohen Belastung unterliegt, die zu Schädigungen füh­ren kann.The circuit arrangement according to the invention for monitoring the high-voltage ignition system represents a measure with regard to catalyst protection, because in the event of errors, clean combustion of the fuel is no longer guaranteed, so that the catalyst is subject to a high load in the event of a longer error duration, which can lead to damage.

Claims (9)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Hoch­spannungszündanlage einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen auf Neben- und/oder Kurzschlüsse, mit einer aus der Primärwicklung einer Zündspule und einem Unterbrecher gebildeten Reihen­schaltung, die an eine Versorgungs- bzw. Batterie­spannung angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine den Primärstrom (i) der Zündspule (2) erfassende und diesen in eine entsprechende Prüfspannung (UPr) um­wandelnde Meßanordnung (11), die eine die Prüfspan­nung (UPr) mit der Versorgungsspannung (UV) verglei­chende Auswerteschaltung aufweist und bei gegenüber der Versorgungsspannung (UV) zu großer Prüfspannung (UPr) eine Fehlermeldung abgibt.1. Circuit arrangement for monitoring a high-voltage ignition system of an internal combustion engine of a motor vehicle or the like for secondary and / or short circuits, with a series circuit formed from the primary winding of an ignition coil and an interrupter, which is connected to a supply or battery voltage, characterized by a primary current (i) the ignition coil (2) detecting and converting it into a corresponding test voltage (U Pr ) measuring arrangement (11) which has an evaluation circuit comparing the test voltage (U Pr ) with the supply voltage (U V ) and in comparison with the supply voltage (U V ) gives too high a test voltage (U Pr ) an error message. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da­durch gekennzeichnet, daß die Meß­ anordnung (11) ein im Primärstromkreis der Zündspule (2) liegendes Shunt (7) aufweist.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the measuring arrangement (11) has a shunt (7) located in the primary circuit of the ignition coil (2). 3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­net, daß parallel zum Shunt (7) eine Filterschal­tung (9) liegt, die aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes (R) und eines Kondensators (C) gebildet ist und daß die Kondensatorspannung (UC) die Prüf­spannung (UPr) bildet.3. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a filter circuit is connected in parallel to the shunt (7) (9) which is formed from a series circuit of a resistor (R) and a capacitor (C) and that the capacitor voltage (U C ) forms the test voltage (U Pr ). 4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich ­net, daß die Auswerteschaltung (10) einen Kompara­tor aufweist, dem die Prüfspannung (UPr) und die Versorgungsspannung (UV) zugeführt werden.4. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (10) has a comparator to which the test voltage (U Pr ) and the supply voltage (U V ) are supplied. 5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­net, daß die Auswerteschaltung (10) für den Spannungsvergleich einen der Versorgungsspannung (UV) entsprechenden Referenzwert (UR) bildet.5. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (10) for the voltage comparison forms a reference value (U R ) corresponding to the supply voltage (U V ) . 6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­net, daß die Auswerteschaltung (10) für den Spannungsvergleich mindestens einen Momentanwert der Prüfspannung (UPr) heranzieht.6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (10 ) uses at least one instantaneous value of the test voltage (U Pr ) for the voltage comparison. 7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­net, daß die zeitliche Lage des Momentanwertes in Bezug auf die Zeitdauer eines Primärstrom- bzw. Prüfspannungsimpulses in der ersten, früheren Hälfte des Primärstromimpulses liegt.7. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temporal position of the instantaneous value in relation to the duration of a primary current or Test voltage pulse is in the first, earlier half of the primary current pulse. 8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­net, daß die zeitliche Lage des Momentanwertes in Bezug auf die Zeitdauer eines Primärstromimpulses in Abhängigkeit von der Ausbildung der Hochspannungs­zündanlage festgelegt wird.8. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temporal position of the instantaneous value in relation to the duration of a primary current pulse is determined depending on the design of the high-voltage ignition system. 9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­net, daß die Auswerteschaltung (10) bei im Ver­gleich zum Referenzwert (UR) größerem Momentanwert die Fehlermeldung abgibt.9. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit (10) emits the error message when compared to the reference value (U R ) larger instantaneous value.
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