DE19860452A1

DE19860452A1 - Zündanlage und Zündsteuerverfahren

Info

Publication number: DE19860452A1
Application number: DE19860452A
Authority: DE
Inventors: Karl Ott
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-06-29
Also published as: US6736113B1; EP1141542B1; KR20010099976A; JP2002533616A; EP1141542A1; JP4469505B2; DE59914173D1; KR100620266B1; WO2000039456A1

Abstract

Die Erfindung schafft eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschinen, die mindestens einen Zylinder aufweist, mit einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung der bei jedem Zylinder auftretenden Zündungsaussetzer und mit einer Berechnungseinrichtung, die für jeden Zylinder mindestens einen zugehörigen Zündungsaussetzzähler aufweist, der bei einem in einer Umdrehung der Brennkraftmaschine erfaßten Zündungsaussetzer in dem Zylinder in Abhängigkeit von der Gesamtanzahl der in der vorangegangenen Umdrehung erfaßten Zündaussetzer in allen Zylindern erhöht wird.

Description

STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage und ein Verfahren zur Zündsteuerung für eine Brennkraftmaschine, die mehrere Zylinder aufweist, wobei für jeden Zylinder ein eigener Zündungsaussetzzähler vorgesehen ist.

Es sind Zündanlagen für Brennkraftmaschinen mit mehreren Brennzylindern bekannt, die in einer Steuereinheit für je den Zylinder einen zugehörigen Zündungsaussetzzähler auf weisen. Die Brennzylinder der Brennkraftmaschine werden durch Zündungsspulen, die eine Primär- und Sekundärwicklung aufweisen, durch induktive Erzeugung einer Hochspannung ge zündet. Die in dem Sekundärkreis auftretenden Ströme werden durch einen Zündungsstromsensor erfaßt und zylinderselektiv einer Zündungsauswerteeinrichtung zugeführt. Erfaßt der Zündungsstromsensor einen Zündungsaussetzer bei einem der überwachten Zylinder, so gibt er ein entsprechendes Aus setzzählsignal an die Auswerteeinrichtung ab. Diese erhöht einen internen, für den Zylinder vorgesehenen Zündungs aussetzzähler um einen vorbestimmten Inkrementwert, bei dem es sich um eine einstellbare konstante Zählersteigung, bei spielsweise 2, handelt. Wird für den zugehörigen Zylinder kein Zündungsaussetzer erfaßt, wird der entsprechende Zün dungsaussetzzähler um einen einstellbaren konstanten Dekre mentwert, beispielsweise um 1, dekrementiert.

In der praktischen Anwendung der Zündungsstromauswertung hat sich gezeigt, daß die Dimensionierung der Erfassungs schaltung einen großen Einfluß hat. Wird die Erfassungs schaltung derart ausgelegt, daß sie früh auf einen Zün dungsaussetzer anspricht, besteht die Gefahr, daß auch Zün dungen in dem Zylinder, die in gewünschter Weise erfolgt sind, irrtümlicherweise als Zündungsaussetzer erkannt wer den. Bei einer Auslegung der Erfassungsschaltung, bei der auch schwächere Stromsignale im Sekundärkreis der Zündanla ge noch ein Triggersignal in der Erfassungsschaltung erzeu gen, werden umgekehrt wirklich auftretende Zündungsausset zer, die beispielsweise durch eine verrußte Zündkerze her vorgerufen werden, nicht erkannt. Eine gewisse Anzahl von auftretenden Fehltriggerungen, die auftreten, wenn an sich erfolgreiche Zündungen als fehlerhaft erkannt werden, kann ausgefiltert werden, indem man erst Maßnahmen ergreift, wenn der Zündungsaussetzzähler des betreffenden Zylinders einen vorgegebenen einstellbaren Zählerschwellwert erreicht hat.

Allerdings darf der Zählerschwellwert nicht zu hoch bzw. die Zählersteigung, mit welcher der Zähler bei erkanntem Aussetzer erhöht wird, nicht zu niedrig sein, damit eine ausreichend schnelle Reaktion bei mehreren in Folge auftre tenden Zündungsaussetzern gewährleistet wird, insbesondere für den Schutz des Katalysators. Da der Zündungsaussetzzäh ler bei derartigen herkömmlichen Zündanlagen eine konstante Zählersteigung aufweist, muß bei der Festlegung des Zähler schwellenwertes ein Kompromiß gefunden werden zwischen ei ner schnellen Reaktion für den Katalysatorschutz, wenn meh rere Zylinder gleichzeitig ausfallen, und einer statisti schen Ausfilterung bei der Bewertung von möglicherweise irrtümlich erkannten, einzelnen Zündungsaussetzern an dem Zylinder. Der Zählerschwellenwert muß also einerseits hoch genug sein, um nicht durch irrtümliche Einzelzündungs aussetzer überschritten zu werden, und andererseits niedrig genug, um eine schnelle Reaktion zu gewährleisten.

Derartige herkömmliche Zündanlagen weisen den Nachteil auf, daß sie nicht berücksichtigen, wieviele Zündungsaussetzer bei den verschiedenen Zylindern der Brennkraftmaschine, beispielsweise in einer Zylinderreihe, aufgetreten sind. Treten während einer Umdrehung bei mehreren Zylindern gleichzeitig Zündungsaussetzer auf, muß die Reaktion der Zündanlage besonders schnell erfolgen. Bei der bekannten Zündanlage werden die einzelnen Zündungsaussetzzähler der Zylinder unabhängig von dem Zündungsaussetzverhalten ande rer Zylinder erhöht. Dies kann bei gleichzeitigem Auftreten von Zündungsaussetzern bei mehreren Zylindern dazu führen, daß die Reaktion der Zündanlage zu langsam ist.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den Merkmalen des An spruchs 1 und das entsprechende Zündsteuerverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 haben demgegenüber den Vorteil, daß bei der Auswertung des Zündungsaussetzungsverhaltens eines Zylinders die bei den übrigen Zylindern erfaßten Zün dungsaussetzer mit berücksichtigt werden und eine schnelle Reaktion der Zündanlage bei gleichzeitigem Auftreten von Zündungsaussetzern bei verschiedenen Zylindern gewährlei stet wird.

Die erfindungsgemäße Zündanlage besitzt eine Erfassungsein richtung zur Erfassung der bei jedem Zylinder auftretenden Zündungsaussetzer und eine Berechnungseinrichtung, die für jeden einzelnen Zylinder jeweils mindestens einen Zündungs aussetzzähler aufweist, wobei der Zündungsaussetzzähler bei einem in dem zugehörigen Zylinder während einer Motordre hung erfaßten Zündungsaussetzer in Abhängigkeit von der Ge samtanzahl der in der vorangegangenen Motorumdrehung erfaß ten Zündungsaussetzer aller Zylinder erhöht wird.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be steht darin, daß der Zündaussetzzähler eines Zylinders nicht mehr wie bisher mit einem konstanten Inkrementwert bei erkannter Zündaussetzung erhöht wird, sondern mit einem variablen Inkrementwert, der um so höher ist, je mehr Zy linder bei der vorangegangenen Motorumdrehung einen Zün dungsaussetzer aufwiesen.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil dungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Zündanlage und des im Anspruch 8 angegebenen Zündsteuerver fahrens.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung gibt die Berechnungs einrichtung bei Überschreiten eines einstellbaren Zähler schwellwertes durch einen Zündungsaussetzzähler für diesen Zylinder ein Notmaßnahme-Steuersignal an eine Notmaßnahme- Steuereinrichtung zum Einleiten einer Notmaßnahme ab.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung besteht der Notmaßnahmevorgang darin, daß die Einspritzung des entspre chenden Zylinders abgeschaltet wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Zündungsaussetzbilder bei einem in einer Umdrehung erfaßten Zündungsaussetzer um einen variablen Inkrementwert erhöht, welcher durch Multiplikation der Gesamtanzahl der in der vorangegangen Umdrehung erfaßten Zündungsaussetzer in allen Zylindern mit einem konstanten einstellbaren Anfangsinkre mentfaktor berechnet wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung dekremen tiert die Berechnungseinrichtung den Zündungsaussetzzählers eines Zylinders, wenn die Erfassungseinrichtung für diesen Zylinder keinen Zündungsaussetzer erfaßt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung wird der Zün dungsaussetzzähler um einen konstanten einstellbaren Wert dekrementiert, wenn durch die Erfassungseinrichtung für diesen Zylinder kein Zündungsaussetzer erfaßt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind für je den Zylinder mehrere unterschiedliche Zündungsaussetzzähler für unterschiedliche Notmaßnahmen vorgesehen, die jeweils separat einstellbare Anfangsinkrementfaktoren und Zähler schwellwerte aufweisen.

Dies bietet den besonderen Vorteil, daß in Abhängigkeit von den Werten der verschiedenen Zündungsaussetzzähler ver schiedene Maßnahmen bei verschiedenen Schwellenwerten durchführbar sind.

ZEICHNUNG

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zündanlage ist in der Zeichnung und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Zündanlage für Brenn kraftmaschinen, die mehrere Brennzylinder auf weist (in der Figur ist lediglich eine Zündanlage für zwei Brennzylinder dargestellt, jedoch kann die Anzahl der Brennzylinder beliebig erhöht wer den.)

Die nicht dargestellten Brennzylinder werden jeweils durch Zündkerzen 1, 2 gezündet. Die Zündkerzen 1, 2 sind über Leitungen 3, 4 an Sekundärwicklungen 5, 6, die zu Zündspu len 7, 8 gehören, angeschlossen. Die Zündspulen 7, 8 besit zen jeweils eine Primärwicklung 9, 10, die induktiv mit der zugehörigen Sekundärwicklung 5, 6 gekoppelt ist. Die Sekun därwicklungen 5, 6 sind über Leitungen 11, 12 mit einem Knoten 13 verbunden. Die Primärwicklungen 9, 10 der Zünd spulen 7, 8 sind über Leitungen 14, 15 mit einem Knoten 16 verbunden. An dem Knoten 16 liegt über eine Leitung 17 eine Batteriespannung U_B an. Der Knoten 13 im Sekundärkreis der Zündanlage ist über eine Stromerfassungsleitung 18 mit ei ner Erfassungseinrichtung 19 verbunden. Die Erfassungsein richtung 19 ist über mindestens eine Zündungsaussetz- Zählsignalleitung 20 mit einer Berechnungseinrichtung 21 verbunden, die für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils mindestens einen Zündungsaussetzzähler Z1, Z2, . . ., Zn besitzt. Die Berechnungseinrichtung 21 ist über minde stens eine Notmaßnahme-Steuerleitung 22 mit einer Notmaß nahme-Steuereinrichtung 23 verbunden. Die Berechnungsein richtung 21 steuert über Steuerleitungen 24, 25 Schaltstu fen 26, 27, die über Leitungen 28, 29 mit den Primärwick lungen 9, 10 der Zündspulen 7, 8 verbunden sind. Bei den Schaltstufen 26, 27 handelt es sich beispielsweise um Tran sistoren.

Bei einer erfolgten Zündung in einem Brennzylinder fließt über die zugehörige Zündkerze 1, 2 ein Zündstrom, der über die Zündstromerfassungsleitung 18 durch die Erfassungsein richtung 19 mittels eines Zündstromsensors erfaßt wird. Tritt ein Zündungsaussetzer auf, fließt an der zugehörigen Zündkerze kein ausreichend hoher Zündstrom, so daß die Er fassungseinrichtung 19 zylinderselektiv erkennen kann, ob an einem bestimmten Zylinder ein Zündungsaussetzer vor liegt. Erkennt die Erfassungseinrichtung, daß ein Zündungs aussetzer aufgetreten ist, gibt sie ein Zündungsaussetz- Erkennungssignal über die Leitung 20 an die Berechnungsein richtung 21 ab. Die Berechnungseinrichtung 21 erhöht den internen, zu dem entsprechenden Zylinder gehörenden Zün dungsaussetzzähler um eine variablen Inkrementwert, wenn sie über die Leitung 20 ein Zündaussetz-Erfassungssignal für den entsprechenden Zylinder empfängt. Der Inkrementwert ist dabei nicht konstant, sondern hängt von der Gesamtan zahl der für alle Zylinder erfaßten Zündungsaussetzer in der vorangegangenen Umdrehung der Brennkraftmaschine ab. Dazu weist die Berechnungseinrichtung 21 eine interne Spei chereinrichtung 24 auf, in welcher die Anzahl der während der letzten Motorumdrehung erfaßten Zündungsaussetzer abge speichert sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündanlage wird der variable Inkrementwert durch Multipli kation der abgespeicherten Gesamtanzahl an Zündungsausset zern in der vorangegangenen Motorumdrehung mit einem kon stanten einstellbaren Anfangsinkrementfaktor berechnet. Be trägt der Anfangsinkrementfaktor beispielsweise in einer Grundeinstellung 2 pro erkanntem Zündungsaussetzer und wer den während einer ersten Motorumdrehung durch die Erfas sungseinrichtung 19 drei Zündungsaussetzer an drei ver schiedenen Zylindern erfaßt, wird der Inkrementwert auf 6 erhöht. Wird an einem der Zylinder in der nächsten Motorum drehung erneut eine Zündaussetzung erkannt, wird dessen in terner Zündaussetzzähler mit diesem erhöhten Inkrementwert inkrementiert.

Mit dieser Art der Bewertung wird die Anzahl der Zündaus setzer pro Motorumdrehung mit bewertet. Dadurch wird be spielsweise mit berücksichtigt, daß mehrere Zündungsausset zer pro Umdrehung schädlicher sind als Zündungsaussetzer, die über verschiedene Umdrehungen verteilt sind. Fällt bei spielsweise eine komplette Zylinderreihe eines Motors aus, beispielsweise sechs Zylinder, erhöht sich bei einem An fangsinkrementfaktor von 2 der variable Inkrementwert deut lich auf beispielsweise 12, so daß der vorprogrammierte Zählerschwellwert bereits nach Erkennen weniger aufeinan derfolgender Zündungsaussetzer erreicht wird, um eine ent sprechende Notmaßnahme durch die Notmaßnahme-Steuereinrich tung 23 einzuleiten. Hierdurch wird die Reaktionsgeschwin digkeit der Zündanlage bei einem gleichzeitigen Auftreten von mehreren Zündungsaussetzern an verschiedenen Zylindern deutlich erhöht, so daß insbesondere schnell eine Maßnahme zum Schutz des Katalysators eingeleitet werden kann. Er reicht ein interner Zündungsaussetzzähler Z_i der Berech nungseinrichtung 21 den vorprogrammierten Zählerschwell wert, gibt die Berechnungseinrichtung 21 über die Notmaß nahme-Steuerleitung ein Notmaßnahme-Steuersignal an die Notmaßnahme-Steuereinrichtung 21 ab, die eine entsprechende Notmaßnahme einleitet. Diese Notmaßnahme kann beispielswei se darin bestehen, daß die Einspritzung für den betreffen den Zylinder abgeschaltet wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündanlage sind für jeden Zylinder mehrere interne Zün dungsaussetzzähler für unterschiedliche Notmaßnahmen vorge sehen. Dabei können die jeweiligen Anfangsinkrementfaktoren und die Zählerschwellwerte für jeden der verschiedenen Zün dungsaussetzzähler separat eingestellt werden. Hierdurch ist es möglich, verschiedene Maßnahmen in Abhängigkeit von den in der vorangegangenen Umdrehung ermittelten Zündungs aussetzern durchzuführen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Zündanlage werden in der internen Speicherein richtung 24 der Berechnungseinrichtung 21 die Zündungs aussetzer für eine Vielzahl von vorangegangenen Umdrehungen abgespeichert, so daß sie durch die Berechnungseinrichtung 21 ausgewertet werden können. Hierdurch ist es möglich, an den Zylindern periodisch auftretende Zündungsaussetzer zu erkennen und entsprechende Maßnahmen einzuleiten.

Ist die Speichereinrichtung 24 entsprechend groß dimensio niert, kann die Berechnungseinrichtung 21 das Zündungs aussetzungsverhalten eines Zylinders über einen längeren Zeitraum statistisch auswerten und entsprechend Maßnahmen ergreifen. Beispielsweise kann die Berechnungseinrichtung ein Warnsignal abgeben, wenn die statistische Auswertung der Zündungsaussetzer an einem Zylinder einen zunehmenden Verschleiß der Zündkerze ergibt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Zündkerze

2

Zündkerze

3

Leitung

4

Leitung

5

Sekundärwicklung

6

Sekundärwicklung

7

Zündspule

8

Zündspule

9

Primärwicklung

10

Primärwicklung

11

Leitung

12

Leitung

13

Knoten

14

Leitung

15

Leitung

16

Knoten

17

Leitung

18

Leitung

19

Erfassungseinrichtung

20

Erfassungssignalleitung

21

Berechnungseinrichtung

22

Leitung

23

Notmaßnahme-Steuereinrichtung

24

Steuerleitung

25

Steuerleitung

26

Schaltstufe

27

Schaltstufe

28

Leitung

29

Leitung

Claims

1. Zündanlage für eine Brennkraftmaschine, die mindestens einen Zylinder aufweist, mit:
einer Erfassungseinrichtung (19) zur Erfassung der bei je dem Zylinder auftretenden Zündungsaussetzer;
einer Berechnungseinrichtung (21), die für jeden Zylinder mindestens einen zugehörigen Zündungsaussetzzähler auf weist, der bei einem in einer Umdrehung der Brennkraftma schine erfaßten Zündungsaussetzer in dem Zylinder in Abhän gigkeit von der Gesamtanzahl der in der vorangegangenen Um drehung erfaßten Zündungsaussetzer in allen Zylindern er höht wird.

2. Zündanlage für Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (21) bei Überschreiten eines einstellbaren Fehlerschwellwertes durch einen der Zündungsaussetzzähler für diesen Zylinder ein Notmaßnahme-Steuersignal an eine Notmaßnahme-Steuer einrichtung (23) zum Einleiten einer Notmaßnahme an diesem Zylinder abgibt.

3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung eines Zylinders durch die Notmaßnahme- Steuereinrichtung (23) in Abhängigkeit von dem Notmaßnahme- Steuersignal abschaltbar ist.

4. Zündanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Zündungsaussetzzähler bei ei nem in einer Umdrehung der Brennkraftmaschine erfaßten Zün dungsaussetzer um einen variablen Inkrementwert erhöht wird, der durch Multiplikation der Gesamtanzahl der in der vorangegangenen Umdrehung erfaßten Zündungsaussetzer mit einem konstanten einstellbaren Anfangsinkrementfaktor be rechnet wird.

5. Zündanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (21) den Zündungsaussetzzähler eines Zylinders dekrementiert, wenn für diesen Zylinder während einer Umdrehung kein Zün dungsaussetzer erfaßt wird.

6. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündungsaussetzzähler um einen konstanten einstell baren Betrag dekrementiert wird.

7. Zündanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß für jeden Zylinder mehrere Zün dungsaussetzzähler für unterschiedliche Notmaßnahmen vorge sehen sind, wobei die Anfangsinkrementfaktoren und die je weiligen Zählerschwellwerte separat einstellbar sind.

8. Verfahren zur Steuerung von Notmaßnahmen in einer Brennkraftmaschine, die mehrere Zylinder enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Erfassen eines während einer ersten Umdrehung auftretenden Zündaussetzers für jeden Zylinder,
Berechnen eines variablen Inkrementwertes in Abhängigkeit von der Gesamtanzahl der für alle Zylinder während der er sten Umdrehung erfaßten Zündungsaussetzer,
Erhöhen eines zu einem Zylinder zugehörigen Zündaussetzzäh lers um den berechneten Inkrementwert, wenn in dem entspre chenden Zylinder in einer auf die erste Umdrehung folgenden zweiten Umdrehung ein Zündungsaussetzer erfaßt wird, und
Abgeben eines Notmaßnahme-Steuersignals zur Einleitung ei nes Notmaßnahmevorgangs an dem Zylinder, wenn der zu dem Zylinder gehörige Zündungsaussetzzähler einen bestimmten einstellbaren Zählerschwellwert überschreitet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Berechnen des variablen Inkrementwertes durch Multipli kation der Gesamtanzahl der für alle Zylinder erfaßten Zün dungsaussetzer in der ersten Umdrehung mit einem konstanten einstellbaren Anfangsinkrementfaktor erfolgt.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Zündungsaussetzzähler eines zugehörigen Zylinders dekrementiert wird, wenn für den ent sprechenden Zylinder kein Zündungsaussetzer erfaßt wird.