EP0770777A2 - Vorrichtung zur elektronischen Zündsteuerung bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Vorrichtung zur elektronischen Zündsteuerung bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen Download PDF

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EP0770777A2
EP0770777A2 EP96114534A EP96114534A EP0770777A2 EP 0770777 A2 EP0770777 A2 EP 0770777A2 EP 96114534 A EP96114534 A EP 96114534A EP 96114534 A EP96114534 A EP 96114534A EP 0770777 A2 EP0770777 A2 EP 0770777A2
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EP
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cylinder
misfire
ignition control
internal combustion
electronic ignition
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • 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
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • 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
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/077—Circuits therefor, e.g. pulse generators
    • F02P7/0775—Electronical verniers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/008—Reserve ignition systems; Redundancy of some ignition devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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
    • F02P17/02—Checking or adjusting ignition timing
    • F02P17/04—Checking or adjusting ignition timing dynamically

Definitions

  • the invention relates to a device for electronic ignition control in internal combustion engines in motor vehicles according to the preamble of patent claim 1.
  • electronic ignition control systems which by means of additional sensor devices, for. B. by means of a camshaft position sensor, a specific cylinder within a crankshaft revolution and thus can determine a predetermined cylinder-selective firing order.
  • the high-voltage distribution unit is designed in such a way that any cylinder is initially assumed to be a specific cylinder for cylinder recognition, that this cylinder is ignited at the time specified for the specific cylinder, and that if another misfire is detected then another Cylinder this other cylinder than the specific cylinder is assumed.
  • a faulty ignition control can be carried out briefly by the device according to the invention, but this procedure leads to very fast cylinder detection. It is barely noticeable to the driver and enables a cost-effective replacement of an additional sensor system or a comfortable emergency run in the event of failure of such an additional sensor system.
  • crankshaft position sensors or crankshaft angle sensors are used for electronic ignition control, which have an identification mark of the top dead center of a specific cylinder pair. If such a crankshaft position transmitter is present in a device for electronic ignition control, any cylinder of this pair of cylinders, to which the identification mark of the top dead center is assigned, is assumed as the specific cylinder for an even number of cylinders. Thus, for the cylinder-selective static high-voltage distribution, only the cylinder of this pair of cylinders has to be found, which is at compression stroke or ignition timing at top dead center during the crankshaft revolution that is currently taking place. If this cylinder has been found out, the determination of the cylinder-selective ignition sequence can be determined solely by the number of cylinders of the internal combustion engine and by the crankshaft position transmitter, as is known.
  • a misfire is determined by an misfire detection unit that is present anyway.
  • a misfire detection unit is provided anyway for fault detection and diagnostic purposes.
  • the specific cylinder sought is identified in a simple manner if the arbitrary cylinder adopted as the specific cylinder is not already the specific or sought cylinder that is currently in the compression stroke.
  • the device according to the invention is particularly simple and inexpensive to implement.
  • the usual firing sequence of a four-cylinder internal combustion engine in four-stroke gasoline engines is the ignition of cylinder Z1 at a crankshaft angle KW of approximately 0 °, the ignition of cylinder Z3 at approximately 180 ° KW, and the ignition of cylinder Z4 at approximately 360 ° KW and the ignition of the cylinder Z2 at approx. 540 ° KW.
  • the working cycle of a cylinder or the ignition of all cylinders takes place within two revolutions of the crankshaft.
  • the mark of the crankshaft position transmitter for the top dead center OT of the pair of cylinders Z1 and Z4 is detected at approximately 0 and 360 ° KW.
  • the high-voltage distribution unit 1 must determine which of the two cylinders Z1 and Z4 at top dead center OT is currently in the compression stroke and which is currently in the exhaust stroke.
  • the high-voltage distribution unit 1 usually executes double ignition as long as it is not yet possible to distinguish between the compression stroke and the exhaust stroke and thus a clear cylinder detection.
  • an additional sensor device for cylinder detection e.g. B. with a camshaft position sensor
  • this double ignition is carried out even if this additional sensor device has failed.
  • the device according to the invention can be used either in the event that double ignition is initially carried out due to a failure of the additional sensor device or if an additional sensor device is not present.
  • An ignition misfire in cylinder Z1 is then detected via an ignition misfire detection unit F, which is present anyway for the electronic ignition control.
  • the misfiring detection unit F detects from the high-voltage distribution unit 1 that the cylinder Z1 is the specific cylinder that should have been correctly ignited at the TDC mark.
  • the high-voltage distribution unit 1 is also known to be in the first crankshaft revolution with respect to the predetermined firing order and that 180 ° after top dead center TDC, cylinder Z3 must be fired next. Since the predetermined ignition sequence is usually known in the high-voltage distribution unit 1, it is possible to recognize each cylinder as soon as a cylinder has been identified by the high-voltage distribution unit 1 as a specific cylinder, in this case the cylinder Z1.
  • the cylinder assumed to be a specific cylinder can happen to be the correct cylinder right from the start, as a result of which no misfire has to be provoked for cylinder recognition. If, for example, a misfire detection unit F which is present anyway is not present, the faulty ignition can also be detected, for example, by a drop in the engine speed.
  • the device according to the invention enables simple and quick cylinder recognition, with which additional sensor devices can be saved.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur elektronischen Zündsteuerung bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen mit einer zylinderselektiven ruhenden Hochspannungsverteilungseinheit ist die Hochspannungsverteilungseinheit derart ausgestaltet, daß zur Zylindererkennung zunächst ein beliebiger Zylinder als ein bestimmter Zylinder angenommen wird, daß dieser Zylinder zu dem für den bestimmten Zylinder vorgegebenen Zeitpunkt gezündet wird und daß anschließend im Falle einer Erkennung eines Zündaussetzers bei einem anderen Zylinder dieser andere Zylinder als der bestimmte Zylinder angenommen wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektronischen Zündsteuerung bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Beispielsweise aus dem Lehrbuch
    Figure imgb0001
    Autoelektrik, Autoelektronik", Firma Bosch, VDI-Verlag, 2. Aufl., 1994, sind verschiedene elektronische Zündsteuerungssysteme bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen bekannt. Bei der sog.
    Figure imgb0001
    vollelektronischen Zündung" wird eine ruhende Hochspannungsverteilung vorgenommen. Für eine ruhende Hochspannungsverteilung sind Mehrtunken-Zündspulen und Einzelfunken-Zündspulen bekannt. Insbesondere durch den Einsatz von Einzelfunken-Zündspulen ist eine zylinderselektive ruhende Hochspannungsverteilung möglich. Hierbei ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine eigene Zündspule zugeordnet. Für eine zylinderselektive ruhende Hochspannungsverteilung ist daher eine Zylindererkennung notwendig. Die Problematik der Zylindererkennung ergibt sich insbesondere durch den Einsatz von einem Viertakt-Ottomotor als Brennkraftmaschine, da der Viertakt-Motor für ein Arbeitsspiel zwei Kurbelwellenumdrehungen benötigt. Zwar ist durch den Kurbelwellenwinkelgeber eine eingeschränkte Zylindererkennung möglich, jedoch können die Zylinder, die innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung den gleichen Kurbelwellenwinkel aufweisen, nicht unterschieden werden. Befinden sich beispielsweise zwei Zylinder am oberen Totpunkt, liegt für einen Zylinder der Verdichtungstakt und für den anderen Zylinder der Ausstoßtakt vor. Für eine elektronische Zündsteuerung ist jedoch die Erkennung des Zylinders notwendig, der sich gerade im Verdichtungstakt befindet.
  • Hierzu sind elektronische Zündsteuerungssysteme bekannt, die mittels zusätzlicher Sensorvorrichtungen, z. B. mittels eines Nockenwellenstellungsgebers, einen bestimmten Zylinder innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung erkennen können und somit eine vorgegebene zylinderselektive Zündfolge bestimmen können.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zylindererkennung unabhängig von einer zusätzlichen Sensorvorrichtung vornehmen zu können, wenn entweder ein Ausfall der zusätzlichen Sensorik vorliegt oder eine derartige Sensorik nicht vorhanden ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
    Erfindungsgemäß ist die Hochspannungsverteilungseinheit derart ausgestaltet, daß zur Zylindererkennung zunächst ein beliebiger Zylinder als ein bestimmter Zylinder angenommen wird, daß dieser Zylinder zu dem für den bestimmten Zylinder vorgegebenen Zeitpunkt gezündet wird und daß anschließend im Falle einer Erkennung eines Zündaussetzers bei einem anderen Zylinder dieser andere Zylinder als der bestimmte Zylinder angenommen wird.
    Zwar kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kurzzeitig eine fehlerhatte Zündsteuerung vorgenommen werden, jedoch führt diese Vorgehensweise zu einer sehr schnellen Zylindererkennung. Sie ist für den Fahrer kaum spürbar und ermöglicht einen kostengünstigen Ersatz einer zusätzlichen Sensorik oder einen komfortablen Notlauf bei Ausfall einer derartigen zusätzlichen Sensorik.
  • Üblicherweise werden zur elektronischen Zündsteuerung Kurbelwellenstellungsgeber bzw. Kurbelwellenwinkelgeber verwendet, die eine Erkennungsmarke des oberen Totpunktes eines bestimmten Zylinderpaares aufweisen. Ist ein derartiger Kurbelwellenstellungsgeber bei einer Vorrichtung zur elektronischen Zündsteuerung vorhanden, wird erfindungsgemäß bei einer geraden Zylinderanzahl als bestimmer Zylinder ein beliebiger Zylinder dieses Zylinderpaares, dem die Erkennungsmarke des oberen Totpunktes zugeordnet ist, angenommen. Somit ist für die zylinderselektive ruhende Hochspannungsverteilung lediglich der Zylinder dieses Zylinderpaares herauszufinden, der sich beim oberen Totpunkt während der gerade vorliegenden Kurbelwellenumdrehung im Verdichtungs- bzw. Zündungs-Takt befindet. Ist dieser Zylinder herausgefunden worden, ist die Bestimmung der zylinderselektiven Zündfolge allein durch die Zylinderanzahl der Brennkraftmaschine und durch den Kurbelwellenstellungsgeber - wie bekannt - bestimmbar.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 2.
    Erfindungsgemäß wird ein Zündaussetzer durch eine ohnehin vorhandene Zündaussetzer-Erkennungseinheit festgestellt.
  • In elektronischen Steuergeräten, in denen üblicherweise auch die elektronische Zündsteuerung integriert ist, wird für Fehlererkennungs- und Diagnosezwecke ohnehin eine Zündaussetzer-Erkennungseinheit vorgesehen. Mittels dieser ohnehin vorhandenen Zündaussetzer-Erkennungseinheit wird der gesuchte bestimmte Zylinder auf einfache Weise erkannt, wenn der als bestimmter Zylinder angenommene beliebige Zylinder nicht bereits der bestimmte bzw. gesuchte Zylinder, der sich gerade im Verdichtungstakt befindet, ist. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach und kostengünstig realisierbar.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel eines Vierzylinder-Viertakt-Ottomotors.
  • Die Figur zeigt schematisch eine Hochspannungsverteilungseinheit 1 zur zylinderselektiven ruhenden Hochspannungsverteilung bei einer elektronischen Zündsteuerung für vier Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4. Die übliche Zündfolge einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine bei Viertakt-Ottomotoren ist die Zündung des Zylinders Z1 bei einem Kurbelwellenwinkel KW von ca. 0°, die Zündung des Zylinders Z3 bei ca. 180° KW, die Zündung des Zylinders Z4 bei ca. 360° KW und die Zündung des Zylinders Z2 bei ca. 540° KW. Das Arbeitsspiel eines Zylinders bzw. die Zündung aller Zylinder findet innerhalb von zwei Kurbelwellenumdrehungen statt. Während jeder Kurbelwellenumdrehung wird einmal die Marke des Kurbelwellenstellungsgebers für den oberen Totpunkt OT des Zylinderpaares Z1 und Z4 bei etwa 0 bzw. 360° KW erfaßt. Durch die Hochspannungsverteilungseinheit 1 muß festgestellt werden, welcher der beiden Zylinder Z1 und Z4 am oberen Totpunkt OT sich gerade im Verdichtungstakt und welcher sich gerade im Ausstoßtakt befindet.
  • Üblicherweise wird bei elektronischen Zündsteuerungssystemen durch die Hochspannungsverteilungseinheit 1 eine Doppelzündung ausgeführt, solange eine Unterscheidung zwischen dem Verdichtungstakt und dem Ausstoßtakt und damit eine eindeutige Zylindererkennung noch nicht möglich ist. Bei bekannten elektronischen Zündsteuerungssystemen mit einer zusätzlichen Sensorvorrichtung zur Zylindererkennung, z. B. mit einem Nockenwellenstellungsgeber, wird diese Doppelzündung auch ausgeführt, wenn diese zusätzliche Sensorvorrichtung ausgefallen ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann entweder in dem Fall angewandt werden, wenn aufgrund eines Ausfalls der zusätzlichen Sensorvorrichtung zunächst eine Doppelzündung ausgeführt wird oder wenn eine zusätzliche Sensorvorrichtung nicht vorhanden ist. In beiden Fällen wird beim nächsten Erreichen der den Zylindern Z1 und Z4 zugeordneten OT-Marke des Kurbelwellenwinkelgebers angenommen, daß sich der Zylinder Z4 im Verdichtungstakt befindet bzw. daß der Zylinder Z4 der Zylinder Z1 ist. Tatsächlich befindet sich jedoch der Zylinder Z1 im Verdichtungstakt, bei dem gezündet werden müßte. Der Zylinder Z4 wird daraufhin im Ausstoßtakt zu dem für den Zylinder Z1 vorgegebenen Zeitpunkt bzw. Kurbelwellenwinkel gezündet, während der Zylinder Z1 nicht gezündet wird.
  • Über eine für die elektronische Zündsteuerung ohnehin vorhandene Zündaussetzer-Erkennungseinheit F zur Fehlererkennung wird daraufhin ein Zündaussetzer beim Zylinder Z1 erkannt. Über die Zündaussetzer-Erkennungseinheit F wird von der Hochspannungsverteilungseinheit 1 daraufhin erkannt, daß der Zylinder Z1 der bestimmte Zylinder ist, der richtigerweise bei der OT-Marke gezündet hätte werden müssen. Somit ist der Hochspannungsverteilungseinheit 1 auch bekannt, daß sie sich bezüglich der vorgegebenen Zündfolge in der ersten Kurbelwellenumdrehung befindet und daß ca. 180° nach dem oberen Totpunkt OT als nächstes der Zylinder Z3 gezündet werden muß. Da üblicherweise in der Hochspannungsverteilungseinheit 1 die vorgegebene Zündfolge bekannt ist, ist eine Erkennung jedes Zylinders möglich, sobald ein Zylinder als ein bestimmter Zylinder, in diesem Fall der Zylinder Z1, durch die Hochspannungsverteilungseinheit 1 identifiziert wurde. Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zufällig auch der als bestimmter Zylinder angenommene Zylinder von Anfang an der richtige Zylinder sein kann, wodurch zur Zylindererkennung kein Zündaussetzer provoziert werden muß. Ist beispielsweise eine ohnehin vorhandene Zündaussetzer-Erkennungseinheit F nicht vorhanden, kann die fehlerhafte Zündung beispielsweise auch durch einen Brennkraftmaschinendrehzahlabfall erkannt werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine einfache und schnelle Zylindererkennung, mit der zusätzliche Sensorvorrichtungen eingespart werden können.

Claims (2)

  1. Vorrichtung zur elektronischen Zündsteuerung bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen mit einer zylinderselektiven ruhenden Hochspannungsverteilungseinheit dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsverteilungseinheit (1) derart ausgestaltet ist, daß zur Zylindererkennung zunächst ein beliebiger Zylinder (Z4) als ein bestimmter Zylinder (Z1) angenommen wird, daß dieser Zylinder (Z4) zu dem für den bestimmten Zylinder (Z1) vorgegebenen Zeitpunkt (360 Grad KW) gezündet wird und daß anschließend im Falle einer Erkennung eines Zündaussetzers bei einem anderen Zylinder (Z1) dieser andere Zylinder (Z1) als der bestimmte Zylinder (Z1) angenommen wird.
  2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zündaussetzer durch eine ohnehin vorhandene Zündaussetzer-Erkennungseinheit (F) festgestellt wird.
EP96114534A 1995-10-28 1996-09-11 Vorrichtung zur elektronischen Zündsteuerung bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen Withdrawn EP0770777A3 (de)

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