EP0547260B1

EP0547260B1 - Schliessdauer-Überwachung einer Zündungsendstufe an einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: EP0547260B1
Application number: EP91121610A
Authority: EP
Inventors: Josef Dipl.-Inf. Neumayer (Fh); Werner Ing.-Grad. Gorski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-12-17
Also published as: JPH05248331A; US5301650A; EP0547260A1; DE59107635D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs (DE-A-39 24 129).
Aus dem genannten Stand der Technik ist eine Überwachungseinrichtung für die Schließdauer des Zündspulen-Primärstromkreises bekannt, bei welcher die Begrenzungsdauer der Schließzeit als Funktion der Versorgungsspannung variabel eingestellt wird.
Die von der Schließdauer abhängige, im Zündzeitpunkt erreichte Stromstärke des Primärstromkreises bestimmt mit anderen Faktoren Stromstärke und Spannung des Zündfunkens an der Zündkerze.
Aus den in an sich bekannter Weise berechneten Größen Zündzeitpunkt und Schließdauer wird der Einschaltzeitpunkt des Primärstromkreises, bezogen auf die Kurbelwellenstellung der Brennkraftmaschine, ermittelt.
Bei zu langen Schließdauern werden die Zündspulen und Schalttransistoren äußerst stark belastet, was bis zur Zerstörung durch zu große Temperaturen führen kann.
Zu lange Schließdauern können entstehen, wenn der Kurbelwellenstellungsgeber nach Einschalten des Primärstromkreises ausfällt, wenn Softwarefehler des die Zündeinrichtung bildenden Mikroprozessors auftreten oder wenn während der Schließdauer große negative Motordrehzahl-Gradienten auftreten.
Zur Vermeidung zu langer Schließdauern werden Überwachungseinrichtungen eingesetzt. Diese Einrichtungen sollen möglichst schnell ansprechen und die Schließdauer beenden, wenn diese lichst schnell ansprechen und die Schließdauer beenden, wenn diese zu lange andauert.
Bei der bekannten Überwachungseinrichtung wird die Überwachungs- beziehungsweise Begrenzungsdauer abhängig von der Versorgungsspannung eingestellt. Dies führt, insbesondere bei hohen Motordrehzahlen, zu unverhältnismäßig langen Überwachungsdauern, da bei einer Abhängigkeit alleine von der Versorgungsspannung die größte Schließdauer, also etwa bei Motorleerlauf, berücksichtigt werden muß. Außerdem ist für die Speicherung der versorgungsspannungabhängigen Tabelle der einzelnen Werte der Überwachungsdauer ein gewisser Speicherbereich im Mikroprozessor erforderlich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannte Zündeinrichtung so weiterzubilden, daß in keinem Fall unnötig lange Überwachungsdauern entstehen können und daß Speicherplatzbelegungen im Mikroprozessor weitgehend eingespart werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Schließdauer SD moderner Zündeinrichtungen ist nicht ausschließlich von der Versorgungsspannung U_BATT, sondern auch von der Motordrehzahl n, von der Motorlast L und von weiteren Einflußgrößen w abhängig: SD = f(U_BATT, n, L, w).
Bei hohen Motordrehzahlen wird zusätzlich die Schließdauer begrenzt, da überlappende Einschaltzeiten bei einer einzigen vorhandenen Zündspule nicht möglich und bei mehreren Zündspulen nicht erwünscht sind.
Erfindungsgemäß wird deshalb die Überwachungsdauer gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 abhängig von der Schließdauer eingestellt und ist immer nur geringfügig größer als diese. Beispielsweise durch Multiplikation der Schließdauer mit einem konstanten Wert K (zum Beispiel 1,25) ist diese Operation sehr einfach durchführbar. Dazu ist ein äußerst geringer Speicherplatz (eine oder wenige Programmzeilen) erforderlich.
Die Erfindung wird anhand der Zeichung näher erläutert.
In der Zeichnung ist der zeitliche Ablauf der Schließdauer SDx und der Überwachungsdauer ÜDx für den Zylinder x einer Brennkraftmaschine schematisch, aber nicht maßstäblich dargestellt.
In Zeile a sind die aufbereiteten Impulse KR des mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Stellungsgebers dargestellt, deren Abstände einem bestimmten Kurbelwellenwinkel entsprechen. Diese Impulse dienen zur Ermittlung der Kurbelwellenstellung und zur Berechnung von Drehzahl und Beschleunigung der Motor-Kurbelwelle. In der Regel beginnt die Zählung für jeden Zyklus (2 Umdrehungen der Kurbelwelle entsprechend 720° KW) beim hier nicht dargestellten oberen Totpunkt am Ende des Kompressionstaktes eines bestimmten Zylinders.
In Zeile b sind die Rechenzeiten Ax für den betrachteten Zylinder x und Ay für den folgenden Zylinder y dargestellt. In der Zeit Ax werden im nicht dargestellten Mikroprozessor Zündzeitpunkt, Schließdauer und Schließbeginn für die Zündung des Zylinders x in an sich bekannter Weise aus verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine ermittelt beziehungsweise berechnet und entsprechende Daten an sogenannte Compare-Register ausgegeben. Für Schließbeginn und Zündzeitpunkt wird je ein Register R1, R3 während der Rechenzeit Ax mit einer bestimmten Zahl geladen und ab einer vorgegebenen Kurbelwellenstellung (Zeitpunkt B für den Schließbeginn; Zeitpunkt D für den Zündzeitpunkt) mit dem internen Takt des Mikroprozessors bis auf Null rückgezählt. In dem Augenblick, in welchem der Zählerstand Null erreicht ist (Zeipunkt C für den Schließbeginn; Zeitpunkt E für den Zündzeitpunkt) wird der entsprechende Befehl (Schließen beziehungsweise Öffnen des Primärstromkreises) ausgeführt.
Der jeweilige Zählerstand der Register R1 und R3 ist in der Zeichnung c dargestellt.
Zeile d zeigt die Schließdauer SDx, die bei Ablauf des Registers R1 im Zeitpunkt C beginnt und bei Ablauf des Registers R 3 im Zeitpunkt E endet.
Während der Rechenzeit Ax wird auch ein weiteres Compare-Register R2 geladen (Zeile e), welches bei Ablauf des Registers R1, also im Zeitpunkt C mit Beginn der Schließdauer SDx gestartet wird. Dieses Register ist so eingestellt, daß seine durch den internen Mikroprozessor-Takt bestimmte Laufzeit, die Überwachungsdauer ÜDx, beispielsweise dem 1,25fachen der Schließdauer SDx entspricht.
Durch einen der bereits erwähnten Fehler (Ausfall der Impulse des Kurbelwellen-Stellungsgebers nach Start des Registers R1; Softwarefehler des Mikroprozessors; große negative Motordrehzahlgradienten im Bereich C-D; usw.) kann es nun vorkommen, daß das Register R3 nicht rechtzeitig oder überhaupt nicht gestartet wird.
Ist zum Zeitpunkt F bei Ablauf des Registers R2 der Primärstromkreis noch eingeschaltet (in Zeile d strichpunktiert dargestellt), so wird in diesem Zeitpunkt der Stromkreis geöffnet und eine Zündung eingeleitet, angedeutet durch ein strichpunktiertes Blitzsymbol im Zeitpunkt F (zum Unterschied von dem Blitzsymbol zum zeitgerechten Zündzeitpunkt im Zeitpunkt E).
Danach wiederholt sich der Vorgang für den nächsten Zylinder y, beginnend mit der Berechnungszeit Ay und so fcrt, für alle Zylinder eines Zyklus (720°KW) und für weitere Zyklen.
In der Überwachungsdauer, wie vorstehend berechnet, sind implizit alle Abhängigkeiten von Versorgungsspannung, Drehzahl und Last und von eventuellen weiteren Parametern, von welchen die Schließdauer bestimmt wird, berücksichtigt.

Claims

Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Überwachungseinrichtung für die Schließdauer (SD) des Primärstromkreises wenigstens einer Zündspule, welche zugleich mit dem Schließbeginn (C) des Primärstromkreises in Lauf gesetzt wird und nach Ablauf einer Überwachungsdauer (ÜD) des Primärstromkreis wieder öffnet, sofern dieser zu diesem Zeitpunkt noch geschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungsdauer (ÜD) eine Funktion ÜD = f(SD) der Schließdauer (SD) und nur geringfügig größer als diese ist.
Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsdauer (ÜD) für jeden Zylinder (x, y ...) eine Funktion der für diesen Zylinder (x, y ...) ermittelten Schließdauer (SD) ist.