JPH07269454A - 内燃機関点火装置を監視するための方法及び装置 - Google Patents

内燃機関点火装置を監視するための方法及び装置

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JPH07269454A
JPH07269454A JP7085957A JP8595795A JPH07269454A JP H07269454 A JPH07269454 A JP H07269454A JP 7085957 A JP7085957 A JP 7085957A JP 8595795 A JP8595795 A JP 8595795A JP H07269454 A JPH07269454 A JP H07269454A
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combustion engine
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ハイニング イェルン
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    • 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
    • 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
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/055—Layout of circuits with protective means to prevent damage to the circuit, e.g. semiconductor devices or the ignition coil
    • F02P3/0552—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/0554—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高電圧の測定を必要とせず、また２次電流回
路において点火エネルギーが低減される電流負荷を必要
としないように、外部点火方式の内燃機関点火装置の２
次電流回路を安価に監視する方法を提供する。 【構成】 １次電流回路が閉成しているとき、それぞれ
の点火出力段トランジスタＴ１、Ｔ２のベース・エミッ
タ電圧ＶBE1、ＶBE2を測定して記憶し、少なくとも２つ
の連続した測定値ＶBE1、ＶBE2から、比較値Ｄを形成
し、この比較値Ｄを限界値Ｇと比較し、前記比較により
誤差信号Ｆを取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２つの１次
電流回路を有しており、前記１次電流回路が、それぞれ
１つの点火出力段トランジスタを用いて閉成されたり開
放される、外部点火方式の内燃機関点火装置の２次電流
回路を監視するための方法に関する。また本発明は、上
述の方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】外部点火方式の内燃機関のための電気点
火装置は一般に、個々のシリンダ内の燃料空気混合気の
点火用点火火花のためのエネルギー蓄積器として、１つ
の又は複数の点火コイルを用いる。点火をトリガする前
の特定のドエルタイムの期間に、対応する点火コイルの
１次巻線を上昇する電流が流れ、このときエネルギー
が、該１次巻線に蓄積される。１次電流の遮断により蓄
積されたエネルギーが点火コイルの２次巻線を介し点火
プラグに流れ、そこで点火火花が形成される。
【０００３】点火コイルの２次電流回路に遮断が生じた
場合、つまり高圧によって橋絡されないと、過電圧のた
めに保護回路を用いて点火出力段トランジスタが導通制
御された後、点火コイルに蓄積されたエネルギーは、１
次電流回路の開放後点火出力段トランジスタにおいて熱
に変換される。簡単な機関又は点火制御装置の２次電流
回路の監視は従来非常にコストがかかり、従って実現し
なかった。点火出力段トランジスタの過熱を避けるため
に、また故障の場合には出力段の損傷を避けるために、
点火出力段の熱放射は十分すぎる位に大きく選定され
る。
【０００４】２次電流回路の遮断は、点火コイルの１次
側での電流測定又は電圧測定によって検知できないが、
２次側では（非常に小さい電流、過度に高まった電圧）
検知することができる。しかしながらこのような測定
は、高い電圧が生じるのでコストがかかる。
【０００５】ヨーロッパ特許出願公開第４７０２７７号
公報から、内燃機関のための点火装置が公知である。こ
の装置では、点火コイルとアースとの間にセンサが配置
されており、このセンサを用いて２次電流の持続時間と
振幅とを測定し、点火制御装置のマイクロプロセッサに
おいて、２次電流回路の望ましくない遮断が検知され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高電
圧の測定を必要とせず、また２次電流回路において点火
エネルギーが低減される電流負荷を必要としない、外部
点火方式の内燃機関点火装置の遮断に対して２次電流回
路を監視する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、１次電流回
路が閉成しているとき、それぞれの点火出力段トランジ
スタのベース・エミッタ電圧を測定して記憶し、少なく
とも２つの連続した測定値から、比較値を形成し、この
比較値を限界値と比較し、前記比較により誤差信号Ｆを
送出することにより解決される。
【０００８】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳細
に説明する。
【０００９】本発明の方法は、以下に基づく。２次電流
回路の遮断の際、ドエルタイムの間に点火コイルの１次
巻線に蓄積されたエネルギーは、１次電流回路の開放
後、過電圧が生じるために従来の保護回路を用いて再び
導通される点火出力段トランジスタにおいて、熱に変換
される。この構成により、このトランジスタの温度に依
存するベース・エミッタ電圧ＶBEは低くなる。
【００１０】図１は、典型的点火出力段トランジスタに
ついて温度をパラメータとし、コレクタ電流ＩCを横軸
にとり、縦軸にベース・エミッタ電圧ＶBEをとった線図
を示す。この線図では、コレクタ電流ＩCの値は１００
ｍＡで始まっているが、ＩCがもっと小さな値の後でも
ＶBE＝ｆ（ＩC）の傾向を知ることができる。
【００１１】１次電流回路のスイッチインの際、典型的
点火出力段トランジスタのコレクタ電流ＩCが、例えば
約２ｍｓの時間内に目標値８Ａに上昇する。図１では、
仮定された温度が２５℃でコレクタ電流ＩCが約１００
ｍＡのとき、ベース・エミッタ電圧ＶBEは、約１．２５
Ｖに上昇し、（或いは動作温度が８５℃では１．０Ｖ）
１２５℃では０．８Ｖに上昇する。
【００１２】ベース・エミッタ電圧ＶBEは、（仮定され
た動作温度が）８５℃の場合約１０μｓの時間内に、図
１から補間によって取り出された値約０．９５Ｖに上昇
する。２５℃では約１．２Ｖ、これに対し１２５℃では
約０．７Ｖであろう。コレクタ電流ＩCは、１０μｓの
時間内に約４０ｍＡに上昇する。ＶBE８５℃／ＶBE１２
５℃の比は、コレクタ電流ＩCが小さいほど大きい。従
って、コレクタ電流ＩCが小さいとき、ベース・エミッ
タ電圧の測定を行うことが好ましい。
【００１３】電圧ＶBEは、簡単に測定することができ
る。個々のトランジスタの製品のばらつきを回避するた
めに、個々のトランジスタのベース・エミッタ電圧の絶
対値ではなく、比較値（商、差）が、少なくとも２つの
トランジスタの測定値から形成され評価される。
【００１４】そのような比較値が、点火出力段トランジ
スタの過熱が始まることにより、所定の前もって与えら
れた限界値を下回ると、それは２次電流回路の遮断のマ
ークになる。これにより、警報信号がトリガされるが、
また、より大きな損傷を回避するために当該シリンダ又
は内燃機関全体をスイッチオフすることもできる。
【００１５】限界値は前もって与えられるが、正常な点
火出力段トランジスタでは、（例えば最初の動作の際
に）求められた比較値から、例えば前もって与えられた
係数を乗算することによって限界値を適応させて求める
こともできる。
【００１６】図２は、点火装置の回路略図を示す。図２
で示す、図示されていない外部点火方式の内燃機関のた
めのマイクロプロセッサ制御による点火装置ＳＴの回路
略図を用いて、本発明の方法を詳細に説明する。このよ
うな点火装置は２つの点火回路を有している。それぞれ
の点火回路は、点火出力段トランジスタＴ１、Ｔ２、１
次巻線Ｐ１、Ｐ２と２次巻線Ｓ１、Ｓ２とから構成され
ている点火コイルＳＰ１、ＳＰ２、及び少なくとも１つ
の点火プラグＺ１、Ｚ２から成る。
【００１７】それぞれの点火回路の１次電流回路は、図
示されていない電圧源のプラス極ＶBから、１次巻線Ｐ
１、Ｐ２と点火出力段トランジスタＴ１、Ｔ２のコレク
タ・エミッタ区間Ｃ１−Ｅ１、Ｃ２−Ｅ２とを介して、
電圧源のマイナス極に達する。
【００１８】それぞれの点火回路の２次電流回路は、マ
イナス極から２次巻線Ｓ１、Ｓ２と点火プラグＺ１、Ｚ
２とを介して、マイナス極に戻る。
【００１９】点火回路は、１つのマイクロプロセッサμ
Ｐを含んでいる（機関又は点火）制御装置ＳＴによって
制御される。前記マイクロプロセッサは、種々の図示さ
れていない入力信号から点火回路のためのドエル角及び
点火角を求め、相応する制御信号を点火出力段トランジ
スタＴ１、Ｔ２のベース端子Ｂ１、Ｂ２に供給する。
【００２０】ダイオードＤ１、Ｄ２と相互に減結合され
たベース端子は、制御装置ＳＴの測定入力側Ｍに接続さ
れている。この測定入力側Ｍと制御装置ＳＴの誤差出力
端子Ｆとの間に示されている素子は、本実施例では、通
常マイクロプロセッサμＰの中に存在し使用されない素
子から成る。この場合、次の直列回路が用いられる。こ
の直列回路は、測定入力側Ｍに印加されるアナログのベ
ース・エミッタ電圧ＶBE1、ＶBE2を特定の時間に測定
し、ディジタル値に変換し、必要な場合には増幅するこ
ともある測定回路ＭＳと、ここでは２つの記憶場所を有
するＦＩＦＯ（ＦＩＲＴＳＴ ＩＮ；ＦＩＲＳＴＯＵ
Ｔ）メモリ又はメモリレジスタとして簡略化して記載さ
れているメモリ領域ＦＩＦＯと、減算素子の出力側に、
ＦＩＦＯメモリに記憶される２つの値の差の値に相当す
る大きさ、つまり比較値Ｄを送出する減算素子ＳＵＢ
と、この比較値Ｄを前もって与えられた限界値Ｇと比較
し、比較値Ｄが前もって与えられたような限界値を上回
るか又は下回ると、出力信号つまり誤差信号Ｆを送出す
る比較器Ｋとから成る。
【００２１】２次電流回路を監視するための方法及び装
置は、次のように作動する：プログラム又は回路によっ
て決まる約１０μｓの活動遅延後に、制御装置ＳＴの測
定入力側Ｍに印加される点火出力段トランジスタＴ１又
はＴ２のベース・エミッタ電圧ＶBE1又はＶBE2の値を測
定するために、２つの点火出力段トランジスタＴ１、Ｔ
２のための交互に周期的に生じる制御信号ｓｔ１、ｓｔ
２の一方がそれぞれ始まると（ドエル角）、測定回路Ｍ
Ｓが活性化される。８５℃の動作温度で活動遅延後に到
達したコレクタ電流ＩCが約４０ｍＡのとき、前記ベー
ス・エミッタ電圧の値は既に上述のように、約０．９５
Ｖである。
【００２２】ベース・エミッタ電圧の検出の際プログラ
ムによって決まる遅延が生じない場合、こうした電圧が
測定時点で所定の値に達成するように、そのような遅延
を設けておくべきである。
【００２３】検出された値（例えばＶBE1）が測定さ
れ、ディジタル化され、さらにメモリＦＩＦＯを有する
２つの記憶場所の１つの中の記憶場所１に記憶される。
第２の制御信号を用いて、ベース・エミッタ電圧ＶBE2
が検出され、測定され、ディジタル化され、記憶される
（同様に記憶場所１）。その際、前に記憶されたＶBE1
は、記憶場所２に記憶場所が１つだけシフトされる。そ
の結果、２つの値がメモリに記憶される。
【００２４】２つの記憶場所は減算素子ＳＵＢの入力側
とそれぞれ接続されており、メモリＦＩＦＯに記憶され
た２つの値の差ＶBE1−ＶBE2の値に相応する比較値Ｄを
形成し、減算素子の出力側に前記比較値Ｄを送出する。
第２の制御信号の後で、新たな値ＶBE1*が記憶場所１に
記憶され、値ＶBE2が記憶場所２にシフトされ、古い値
ＶBE1はメモリからシフトして出される（削除され
る）。さらに減算素子ＳＵＢで差ＶBE2−ＶBE1*が形成
され、相応する比較値Ｄが送出され、以下同様に作動す
る。
【００２５】減算素子ＳＵＢの出力側で生じる比較値Ｄ
が、次に続く比較器Ｋにおいて、前もって与えられる、
あるいは適応させて求められる、例えば０．３Ｖの固定
された限界値Ｇと比較される。比較値Ｄの値が限界値Ｇ
を上回ると、前記比較器Ｋが出力信号（誤差信号）を送
出する。この誤差信号が送出されるのは、例えば、点火
出力段トランジスタＴ１が約１３５℃の温度に達したと
き、もう一方の点火出力段トランジスタＴ２は８５℃の
動作温度であるときとか、又はその逆の動作温度をとる
ときである。
【００２６】差の代わりに例えば２つの測定値の商を形
成することもできる。その商は例えばウィンドウ形比較
器において、それぞれの比較値を上回っているかあるい
は下回っているか比較することができる。
【００２７】誤差信号Ｆは、警告信号のみをトリガし
て、当該シリンダ（点火及び燃料噴射）の大きな損傷を
回避するか又は内燃機関全体をスイッチオフするために
も用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】温度をパラメータとして、コレクタ電流と点火
出力段トランジスタのベース・エミッタ電圧の関係を示
す線図である。
【図２】点火装置の回路略図を示す。
【符号の説明】
ＩC コレクタ電流 ＶBE1、ＶBE2 ベース・エミッタ電圧 Ｔ１、Ｔ２ 点火出力段トランジスタ Ｐ１、Ｐ２ １次巻線 Ｓ１、Ｓ２ ２次巻線 ＳＰ１、ＳＰ２ 点火コイル Ｚ１、Ｚ２ 点火プラグ μＰ マイクロプロセッサ Ｃ１−Ｅ１、Ｃ２−Ｅ２ コレクタ・エミッタ区間 ＶB 電圧源のプラス極 ＳＴ 制御装置 Ｂ１、Ｂ２ ベース端子 Ｄ１、Ｄ２ ダイオード Ｍ 測定入力側 Ｆ 誤差出力端子 ＭＳ 測定回路 メモリ ＦＩＦＯ Ｄ 比較値 ＳＵＢ 減算素子 Ｇ 限界値 Ｋ 比較器 ｓｔ１、ｓｔ２ 制御信号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２つの１次電流回路を有して
    おり、前記１次電流回路が、それぞれ１つの点火出力段
    トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）を用いて閉成されたり開放
    される、外部点火方式の内燃機関点火装置の２次電流回
    路を監視するための方法において、 １次電流回路が閉成しているとき、それぞれの点火出力
    段トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）のベース・エミッタ電圧
    （ＶBE1、ＶBE2）を測定して記憶し、 少なくとも２つの連続した測定値（ＶBE1、ＶBE2）か
    ら、比較値Ｄを形成し、この比較値Ｄを限界値Ｇと比較
    し、 前記比較により誤差信号Ｆを送出することを特徴とす
    る、内燃機関点火装置の２次電流回路を監視するための
    方法。
  2. 【請求項２】 点火出力段トランジスタのコレクタ電流
    （ＩC1、ＩC2）が所定の値よりも小さい間、又はその値
    に達すると直ちに、それぞれの点火出力段トランジスタ
    （Ｔ１、Ｔ２）のベース・エミッタ電圧（ＶBE1、
    ＶBE2）の測定を行うことを特徴とする、請求項１に記
    載の内燃機関点火装置の２次電流回路を監視するための
    方法。
  3. 【請求項３】 それぞれの点火出力段トランジスタ（Ｔ
    １、Ｔ２）のベース・エミッタ電圧（ＶBE1、ＶBE2）の
    測定を、前記トランジスタのための制御信号（ｓｔ１、
    ｓｔ２）の開始と共に行うことを特徴とする、請求項１
    に記載の内燃機関点火装置の２次電流回路を監視するた
    めの方法。
  4. 【請求項４】 点火出力段トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）
    をそれぞれ有する少なくとも２つの１次電流回路を有し
    ており、点火出力段トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）が、機
    関又は点火制御装置（ＳＴ）によって導通又は非導通に
    制御される、請求項１に記載の内燃機関点火装置の２次
    電流回路を監視するための方法を実施する装置におい
    て、 点火出力段トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）のそれぞれのベ
    ース端子（Ｂ１、Ｂ２）が、点火制御装置（ＳＴ）の測
    定入力側（Ｍ）に接続されており、 点火制御装置（ＳＴ）が、点火出力段トランジスタ（Ｔ
    １、Ｔ２）のベース・エミッタ電圧（ＶBE1、ＶBE2）の
    値を連続して測定するための測定回路（ＭＳ）と、少な
    くとも２つの連続した測定値（ＶBE1、ＶBE2）をその都
    度記憶するためのメモリ（ＦＩＦＯ）、記憶された２つ
    の測定値（ＶBE1、ＶBE2）から比較値(Ｄ）を形成する
    ための比較回路（ＳＵＢ）と、比較値（Ｄ）を前もって
    与えられる限界値(Ｇ)と比較するための少なくとも１つ
    の比較器（Ｋ）とを有しており、 比較値（Ｄ）が限界値（Ｇ）を上回るか又は下回ると、
    前記比較器（Ｋ）が出力側で誤差信号（Ｆ）を送出する
    ことを特徴とする、請求項１に記載の方法を実施する装
    置。
  5. 【請求項５】 点火出力段トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）
    のベース端子（Ｂ１、Ｂ２）が相互に減結合されている
    （Ｄ１、Ｄ２）ことを特徴とする、請求項４に記載の方
    法を実施する装置。
  6. 【請求項６】 機関又は点火制御装置（ＳＴ）がマイク
    ロプロセッサによって制御されている（μＰ）ことを特
    徴とする、請求項４に記載の方法を実施する装置。
JP7085957A 1994-03-18 1995-03-20 内燃機関点火装置を監視するための方法及び装置 Withdrawn JPH07269454A (ja)

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DE94104420.8 1994-03-18
EP94104420A EP0672827A1 (de) 1994-03-18 1994-03-18 Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Zündeinrichtung einer Brennkraftmaschine

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JPH07269454A true JPH07269454A (ja) 1995-10-17

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