DE4005123A1 - Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für Brenn­ kraftmaschinen, mit einem Bezugsmarkengeber, insbe­ sondere Kurbelwellengeber (KW-Geber), der je Kur­ belwellenumdrehung eine einer bestimmten Kurbel­ wellen-Winkelstellung zugeordnete Bezugsmarke lie­ fert und mit einem Phasengeber, der insbesondere als mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine zu­ sammenwirkender Nockenwellengeber (NW-Geber) ausge­ bildet ist und der innerhalb zweier Kurbelwellenum­ drehungen eine der Zahl der Zylinder der Brenn­ kraftmaschine entsprechende Anzahl von der Nocken­ wellenstellung zugeordneten Phasensignalen erzeugt, wobei eines der Phasensignale zur Bildung eines Zy­ klussignals herangezogen ist, das den Beginn eines Zündzyklus′ kennzeichnet.

Aus der DE-OS 36 34 587 ist ein Zündsystem für Ver­ brennungsmotoren bekannt, das eine synchron mit der Nockenwelle des Motors angetriebene Hallblende auf­ weist, wobei die Hallblende eine jeweils jedem Zy­ linder zugeordnete Aussparung hat, wodurch eine entsprechende Anzahl von Phasenimpulsen erzeugt wird. Eine der Aussparungen ist gegenüber den ande­ ren breiter ausgebildet, wodurch ein Phasenimpuls erzeugt wird, der den Beginn eines Zündzyklus′ in Zusammenwirken mit einer Bezugsmarke kennzeichnet. Diese stammt von einem KW-Geber, der je Kurbelwel­ lenumdrehung ein einer bestimmten Kurbelwellen-Win­ kelstellung zugeordnetes Signal liefert. Fällt der KW-Geber aus, so kann aufgrund der Phasensignale des mit einer Hallblende versehenen Hallsensors ein Notlaufbetrieb erfolgen, da ein Steuergerät der Brennkraftmaschine aufgrund des einen, breiter aus­ gebildeten Phasensignals den Beginn eines Zündzy­ klus′ erkennen kann. Es wird dabei ein fester Not­ laufzündwinkel definiert, wobei beim Auftreten der Vorderflanke jedes Phasensignals die Zündspule ge­ laden und beim Auftreten der jeweiligen Rückflanke der Phasensignale die Zündung ausgelöst wird. Bei rotierender Zündverteilung ist die Erkennung des Zündzyklus′ nicht wichtig, da die Verteilung durch einen Hochspannungsverteiler erfolgt. Bei ruhender Verteilung muß dagegen der Beginn des Zündzyklus′ sicher erkannt werden. Da die laufende Brennkraft­ maschine ein dynamisches System darstellt, ist die Erkennung des den Zündzyklusbeginn kennzeichnenden Phasensignals in bestimmten Betriebspunkten mit oben genanntem Verfahren nicht immer sicher mög­ lich, so daß es zu Fehlansteuerungen und damit zu die Brennkraftmaschine beschädigenden und/oder überlastenden Betriebszuständen kommen kann.

Aus der Literaturstelle "SAE Technical Paper Se­ ries 8 20 256 "A Low Cost Electronic Ignition Con­ trol System With A 4-Bit Microcontroller", Richard W. Kovener 1982, ist es bekannt, an der Kurbel­ welle einer Brennkraftmaschine eine mit über dem Umfang verteilten Aussparungen versehene Sensor­ scheibe zu befestigen, wobei eine Doppelaussparung vorgesehen ist, um die Position der Kurbelwelle von einem Detektor erfassen zu können. Die Anordnung hat somit die Funktion eines an sich bekannten Be­ zugsmarkengebers.

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den im Haupt­ anspruch genannten Merkmalen hat demgegenüber den Vorteil, daß beim Ausfall des KW-Gebers bei Anlagen mit ruhender oder rotierender Zündverteilung ein Notlaufbetrieb sicher in jedem Betriebspunkt mög­ lich ist, da - auch bei dynamischen Zustandsänderun­ gen - einwandfrei der Beginn eines Zündzyklus′ vom Rechner eines Steuergeräts der Brennkraftmaschine erkannt wird. Hierzu ist zwischen einem ersten, ei­ nem bestimmten Zylinder zugeordneten Phasensignal und dem diesem folgenden, benachbarten Phasensignal ein Kennungssignal angeordnet, das zusammen mit dem zugehörigen ersten Phasensignal das Zyklussignal bildet. Mithin liefert der Phasengeber alle 720° Kurbelwellenwinkel ein Zyklussignal, das aus einem Phasensignal und einem Kennungssignal besteht, wo­ durch eine absolut sichere Erkennung des Zündzy­ klusbeginns ermöglicht ist. Selbst unter Berück­ sichtigung dynamischer Veränderungen läßt sich der Beginn des Zündzyklus′ sicher detektieren, da nicht - wie im Stand der Technik - auf eine vergrößerte Si­ gnalbreite, sondern auf ein "Doppelsignal" beim Notbetrieb abgestellt wird.

Im Normalbetrieb, also bei einwandfrei arbeitendem KW-Geber, ist eine Zylindererkennung nach späte­ stens einer Kurbelwellenumdrehung möglich, wenn das dem Zyklussignal zugeordnete Phasensignal eine größere Signalbreite als die übrigen Phasensignale aufweist. Die Bezugsmarke fällt dann zeitlich mit dem breiter ausgebildeten Phasensignal zusammen. Dies erfolgt alle 720°, so daß bei einem Zu­ sammenfall innerhalb einer 360°-Periode entweder der den Zündzyklus beginnende Zylinder (z. B. Zy­ linder 1) erkannt oder - wegen Nichtzusammenfalls - nicht erkannt wird, wodurch im letzteren Falle ebenfalls eine Zylinderdefinition einwandfrei mög­ lich ist.

Vorzugsweise ist das Kennungssignal ein Kennungsim­ puls, der sich an das zugeordnete Phasensignal un­ mittelbar anschließt.

Die Phasensignale werden vorzugsweise von Negativ- Impulsen gebildet. Dies bedeutet, daß eine vorhan­ dene Signalamplitude ihren Wert im Bereich der Pha­ sensignale verkleinert.

Nach einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel weist der Kennungsimpuls eine Impulsbreite auf, die 10° Kurbelwellendrehung (Kurbelwellenwinkel) ent­ spricht. Um das Ende des Kennungsimpuls′ deutlich erfassen zu können, schließt sich an diesen eine Impulspause an. Die Impulspause entspricht vorzugs­ weise 10° Kurbelwellendrehung.

Vorzugsweise verkleinert sich mit steigernder Zahl der Zylinder die Signalbreite der Phasensignale. Insbesondere entspricht bei einer Brennkraftma­ schine mit vier Zylindern die Signalbreite des dem Kennungssignal zugeordneten Phasensignals etwa 90° und der übrigen Phasensignale etwa 40° Kurbelwel­ lenwinkel. Bei einer Brennkraftmaschine mit sechs Zylindern entspricht die Signalbreite des dem Ken­ nungssignal zugeordneten Phasensignals etwa 80° und der übrigen Phasensignale etwa 30° Kurbelwellenwin­ kel. Bei einer Brennkraftmaschine mit fünf Zylin­ dern entspricht die Signalbreite des dem Kennungs­ signal zugeordneten Phasensignals etwa 70° und der übrigen Phasensignale etwa 40°. Eine Acht-Zylinder- Brennkraftmaschine sieht vor, daß die Signalbreite des dem Kennungssignal zugeordneten Phasensignals etwa 70° und der übrigen Phasensignale etwa 30° Kurbelwellenwinkel entspricht.

Es ist vorgesehen, daß im Notbetrieb - also bei Aus­ fall des KW-Gebers - die Vorderflanken der Phasensi­ gnale die Ladezeit für die Zündspule starten, wobei die Rückflanken der Phasensignale die Zündung aus­ lösen. Bei kleinen Drehzahlen kann abweichend davon die Ladezeit mit den Rückflanken der Phasensignale beginnen und die Zündung nach einer festen Ladezeit erfolgen. Dadurch werden zu große Ladezeiten ver­ mieden, die zur Zerstörung von Zündspule oder End­ stufe führen könnten.

Schließlich wird im Notbetrieb nach der mittels des Zyklussignals erfolgten Zylinderidentifizierung (Zylinder-1-Erkennung) vom Steuergerät der Brenn­ kraftmaschine das Kennungssignal ausgeblendet.

Diese Ausblendung, das heißt Nichtverarbeitung, ist erforderlich, damit die Flanken des Kennungssignals nicht dazu führen, hier die Zündspule aufzuladen bzw. den Zündimpuls abzugeben.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Diese zeigt in Fig. 1 ver­ schiedene Diagramme für Vier-, Sechs-, Acht- und Fünf-Zylinder-Brennkraftmaschinen und in Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Im nachfolgenden wird auf eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen eingegangen, die einen Kurbel­ wellengeber (KW-Geber) und einen Phasengeber auf­ weist. Die Zündung dieser Brennkraftmaschine wird mittels eines Motorsteuergeräts unter Berücksichti­ gung von Motor- und Betriebsdaten gesteuert. Der KW-Geber arbeitet vorzugsweise mit einem Zahnkranz der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zusammen, wobei die einzelnen Zähne des Zahnkranzes eine Än­ derung des vom KW-Geber gelieferten elektrischen Signals bewirken. Da sich Zähne und Zahnlücken des Zahnkranzes bei der Motordrehung abwechseln, wird vom KW-Geber eine Art Wechselspannung abgegeben, aus der z. B. die Drehzahl der Brennkraftmaschine vom Steuergerät ermittelt werden kann. An einer Stelle seines Umfangs weist der Zahnkranz eine be­ sonders große Zahnlücke (z. B. durch Fehlen eines Zahns) auf, so daß die KW-Geber-Wechselspannung ebenfalls eine entsprechende Lücke zeigt, die eine Bezugsmarke BM bildet. Die Bezugsmarke BM tritt so­ mit je Kurbelwellenumdrehung der Brennkraftmaschine auf. Sie liegt vorzugsweise vor dem oberen Totpunkt OT eines bestimmten Zylinders (z. B. des Zylinder 1). Insbesondere ist vorgesehen, daß bei Vier-Zy­ linder-Brennkraftmaschinen die Bezugsmarke ungefähr 80° vor dem oberen Totpunkt OT, bei Sechs-Zylinder- Brennkraftmaschinen etwa 70° vor dem oberen Tot­ punkt OT, bei Acht-Zylinder-Brennkraftmaschinen un­ gefähr 60° vor dem oberen Totpunkt OT und bei Fünf- Zylinder-Brennkraftmaschinen etwa 60° vor dem obe­ ren Totpunkt OT des Zylinders 1 liegt. Dies ist in der Fig. 1 angegeben und aus den dort wiedergege­ benen Diagrammen ersichtlich.

Auf der Abzisse des Diagramms ist ganz oben die Be­ zugsmarke BM (in ° Kurbelwellenwinkel (KW)) wieder­ gegeben. Darunter ist im Bereich 1 für eine Vierzy­ linder-Brennkraftmaschine der Verlauf der t_R-Im­ pulse gezeigt. Darunter ist der obere Totpunkt OT mit der zugehörigen Zylindernummer wiedergegeben. Es folgt dann der Phasensignalverlauf. Schließlich ist darunter der Start der Zündung an der Rück­ flanke 10° vor dem oberen Totpunkt wiedergegeben. Die Bezugsmarke BM liegt ungefährt 80° vor dem obe­ ren Totpunkt.

Ein entsprechender Aufbau ist im Bereich II des Diagramms dargestellt, der für eine Sechs-Zylinder- Brennkraftmaschine gilt. Die Bezugsmarke BM liegt ungefähr 70° vor dem oberen Totpunkt OT.

Im Bereich III folgt die Darstellung für eine Acht- Zylinder-Brennkraftmaschine und im Bereich IV ein entsprechender Signalverlauf für eine Fünf-Zylin­ der-Brennkraftmaschine. Bei der Acht-Zylinder- Brennkraftmaschine liegt die Bezugsmarke ungefähr 60° vor dem oberen Totpunkt OT; bei der Fünf-Zylin­ der-Brennkraftmaschine liegt die Bezugsmarke unge­ fähr 60° vor dem oberen Totpunkt OT. Bei allen Mo­ torausführungen des Diagramms liegt der Start der Zündung an der Rückflanke 10° vor dem oberen Tot­ punkt.

Der im Diagramm für jede Motorausführung wiederge­ gebene Phasensignalverlauf eines mit der Nocken­ welle der zugehörigen Brennkraftmaschine zusammen­ wirkenden Phasengebers weist jedem Zylinder zuge­ ordnete Phasensignale auf, die von Negativ-Impulsen gebildet werden. Negativ-Impulse bedeutet, daß im Bereich jedes Phasensignals eine Amplitudenabsen­ kung vorliegt. Da die Kurbelwelle der Brennkraftma­ schine doppelt so schnell läuft wie die Nocken­ welle, liefert der Phasengeber innerhalb eines Zündzyklus′ von 720° die Phasensignale. Der Beginn eines Zündzyklus′ wird erfindungsgemäß von einem Zyklussignal Z gebildet, das dem bereits erwähnten bestimmten Zylinder (z. B. Zylinder 1) zugeordnet ist. Das Zyklussignal Z setzt sich aus einem er­ sten, dem bestimmten Zylinder zugeordneten Phasen­ signal und einem Kennungssignal zusammen. In der Figur sind die Phasensignale mit P und das Ken­ nungssignal mit K bezeichnet. Zur Unterscheidung des ersten Phasensignals von den übrigen Phasensi­ gnalen erhält dieses die Kennzeichnung PE. Das Ken­ nungssignal K ist als Kennungsimpuls ausgebildet, der sich an das zugeordnete, erste Phasensignal PE unmittelbar anschließt. Ihm folgt eine Impulspause L.

In der Fig. 1 sind ferner t_R-Impulse wiedergege­ ben. Es handelt sich dabei um Kurbelwellenwinkel synchrone Impulse, die der Rechner des Steuergeräts als Referenz erzeugt. Die Grundlage hierfür bildet das Wechselspannungssignal des KW-Gebers.

Die Anordnung ist derart ausgebildet, daß bei 0° Kurbelwellenstellung (KW), 360° Kurbelwellenstel­ lung (KW), 720° Kurbelwellenstellung (KW) usw. die Bezugsmarke BM liegt. Das zum jeweiligen Zyklussi­ gnal Z gehörende, erste Phasensignal PE ist zu der der 0° und 720° Kurbelwellenstellung (KW) zugeord­ nete Bezugsmarke BM derart gelegen, daß jeweils letztere zeitlich innerhalb der Länge der entspre­ chenden ersten Phasensignale PE liegt. Zur Berück­ sichtigung von Toleranzen ist daher das erste Pha­ sensignal PE gegenüber den übrigen Phasensignalen P breiter ausgebildet. Die der 360° Kur­ belwellenstellung (KW) zugeordnete Bezugsmarke BM fällt nicht in ein Phasensignal P. Hierdurch wird eine eindeutige Zylinderzuordnung möglich.

Im einzelnen ist für eine 4-Zylinder-Brennkraftma­ schine vorgesehen, daß die Signalbreite des ersten Phasensignals PE 90° Kurbelwellenwinkel entspricht. Es schließt sich das Kennungssignal K an, das eine Impulsbreite von 10° Kurbelwellenwinkel (Kurbelwel­ lendrehung) aufweist. Die sich daran anschließende Impulspause L entspricht 10° Kurbelwellenwinkel. Die einzelnen Phasensignale P weisen eine Breite von 40° Kurbelwellendrehung auf. Der Abstand der der 360° Kurbelwellenstellung (KW) zugeordneten Be­ zugsmarke BM zur Vorderflanke des folgenden Phasen­ signals P beträgt 30° Kurbelwellendrehung.

Für eine Brennkraftmaschine mit sechs Zylindern ist ein erstes Phasensignal mit einer Breite von 80° Kurbelwellenwinkel vorgesehen. Bei einer Acht-Zy­ linder-Brennkraftmaschine bzw. Fünf-Zylinder-Brenn­ kraftmaschine beträgt diese Signalbreite jeweils 70° Kurbelwellenwinkel. Bei Sechs-, Acht- und Fünf- Zylinder-Brennkraftmaschinen sind Kennungssignal K und Impulspause L ebenso wie bei einer Vier-Zylin­ der-Brennkraftmaschine ausgebildet. Die Sechs-Zy­ linder-Brennkraftmaschine weist Phasensignale P mit einer Breite von 30° Kurbelwellenwinkel auf. Diese gilt auch für eine Acht-Zylinder-Brennkraftma­ schine. Bei einer Fünf-Zylinder-Brennkraftmaschine beträgt die genannte Signalbreite 40° Kurbelwellen­ winkel. Der Abstand zu der der 360° Kurbelwellen­ stellung (KW) zugehörenden Bezugsmarke zur Vorder­ flanke des folgenden Phasensignals beträgt bei der Sechs- und bei der Acht-Zylinder-Brennkraftmaschine jeweils 20° Kurbelwellenwinkel. Bei der Fünf-Zylin­ der-Brennkraftmaschine beträgt dieser Abstand 22° Kurbelwellenwinkel.

Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine, das heißt einwandfrei funktionierendem KW- und Phasengeber ist eine eindeutige Zylinderzuordnung/Identifizie­ rung bereits nach 360° Kurbelwellenwinkel möglich, da entweder eine Bezugsmarke BM innerhalb eines er­ sten Phasensignals PE oder eine Bezugsmarke BM de­ tektiert wird, die außerhalb eines Phasensignals P liegt. Die t_R-Impuls-Ausgabe erfolgt durch das Steuergerät unter Heranziehung des vom KW-Geber ge­ lieferten Signals. Die t_R-Impulse dienen der Fest­ legung der Einspritzzeitpunkte des Kraftstoffs (Ti- Signale).

Im Notlaufbetrieb, wenn also der KW-Geber ausfällt, ist eine Zylinderidentifizierung aufgrund des Ken­ nungssignals K möglich. Durch Vergleich der Puls­ dauern von Phasensignal PE, Kennungssignal K und eventuell zusätzlich von der Impulspause L ist hier stets eindeutig - auch im dynamischen Betriebsfall - das Zyklussignal Z auffindbar, das den Beginn eines Zündzyklus′ kennzeichnet. Der Zylinder 1 kann daher innerhalb von 720° Kurbelwellenwinkel einwandfrei erkannt werden.

Sofern die Brennkraftmaschine eine rotierende Ver­ teilung aufweist, wird im Notlaufbetrieb die Zünd­ ausgabe über die Phasensignale des Phasengebers ge­ steuert. Die t_R-Impulse können nicht mehr herange­ zogen werden, da diese ja von dem ausgefallenem KW- Geber abhängen. Es wird derart vorgegangen, daß bei jeder Vorderflanke eines Phasensignals PE, P der Zündspulenstrom eingeschaltet und mit der Rück­ flanke jedes Phasensignals PE, P die Zündung er­ folgt. Bei kleinen Drehzahlen kann abweichend davon eine feste Einschaltzeit der Zündspule beginnend mit der Rückflanke ausgegeben werden, die vorzugs­ weise von der Batteriespannung abhängig ist. Dieses ist in der Figur durch den eingetragenen Hochspan­ nungspfeil wiedergegeben. Eine Zylinderidentifizie­ rung ist bei der rotierenden Verteilung nicht erforderlich, da zwischen Verteilerfinger und Zy­ linder eine feste Zuordnung besteht.

Sofern die betrachtete Brennkraftmaschine eine ru­ hende Verteilung aufweist und ein Notlaufbetrieb wegen Ausfalls des KW-Gebers erfolgt, wird die Zündausgabe ebenfalls über die Phasensignale PE, P gesteuert. Die Lage des Beginns der Ladezeit der Zündspule sowie die Abgabe der Zündimpulse erfolgt ebenso, wie bei der zuvor beschriebenen rotierenden Verteilung. überdies ist jedoch eine Zy­ linderidentifizierung (Zylinder-1-Erkennung) erfor­ derlich. Zunächst wird daher aufgrund des erfin­ dungsgemäßen Erkennungssignals K eine Zylinder-1- Identifizierung vorgenommen und anschließend die Zündung - wie bereits beschrieben - durchgeführt. Da­ bei wird dann die Impulspause L ausgeblendet, die auf das Kennungssignal K folgt, damit aufgrund der Impulsflanken kein Zählfehler auftritt, der zu der Abgabe von Zündimpulsen zu verkehrten Zeitpunkten führen würde. Der beschriebene Notlauf ist für Brennkraftmaschinen beliebiger Zylinderzahl mög­ lich.

Da moderne Brennkraftmaschinen mit Einspritzungen ausgerüstet sind, die in Abhängigkeit von dem be­ reits erwähnten Referenzsignal (t_R-lmpulse) arbei­ tet, sind im Notbetrieb (also beim Ausfall des KW- Gebers) besondere Maßnahmen zu treffen, da gleich­ zeitig auch die t_R-Impulse wegfallen.

Bei einer sogenannten SEFI-Einspritzung (Sequenti­ elle Fuel Injection) werden vom Master-Microcon­ troller des Steuergeräts bestimmte Größen (z. B. Drehzahl, Vorlagerung, Einspritzzeit usw.) zu einem Slave-Microcontroller (SEFI-µC) übertragen. Diese Übertragung erfolgt im Normalbetrieb synchron mit den t_R-Impulsen. Da im Notbetrieb die t_R-Impulse fehlen, werden Ersatz-t_R-Impulse an den positiven Flanken der Phasensignale PE, P ausgegeben, die den Einspritzimpulsen (Ti-Impulsen) zugrundegelegt wer­ den. Hierzu ist es erforderlich, daß die Flanken der Impulspause nach dem Kennungssignals K unter­ drückt werden, damit diese nicht fälschlich als Er­ satz-t_R-Impulsflanke dienen. Die gegenüber dem Nor­ malbetrieb im Notbetrieb erfolgende Winkelverände­ rung (Kurbelwellenwinkel) der t_R-Impulse muß akzep­ tiert werden.

Weist die Brennkraftmaschine eine Simultaneinsprit­ zung auf, so wird der Einspritzbeginn (Ti-Impulse) ebenfalls an die positive Segmentflanke nach je­ weils (Zylinderzahl/2) Phasensignalen gelegt. Eine genaue Zylinderzuordnung der Ti-Lage kann bei feh­ lender Zylindererkennung nicht eingehalten werden.

Bei Gruppeneinspritzung wird bei fehlender Zylin­ derzuordnung im Notbetrieb auf Simultaneinspritzung umgeschaltet oder mit falscher Zylinderzuordnung gefahren, was für einen Notlaufbetrieb zulässig ist. Kann eine Zylindererkennung erfolgen, so läßt sich die Gruppeneinspritzung beibehalten. Es ist dann sinnvoll, den Ti-Beginn für die erste Gruppe dem Phasensignal P zuzuordnen, das dem Phasensignal PE im Abstand (Zylinderzahl/2)-1 folgt. Diese Zu­ ordnung ist für Vier-, Sechs- und Acht-Zylinder- Brennkraftmaschinen sinnvoll.

Es ist ferner sinnvoll, oberhalb einer Drehzahl, ab der durch die vorgegebene winkelstarre Einschalt­ dauer der Zündspule ein ausreichendes Aufladen der Spule nicht gesichert ist, eine Drehzahlbegrenzung durch Abschalten der Einspritzung durchzuführen. Diese Drehzahlschwelle kann vorzugsweise von der Batteriespannung abhängig sein. Alternativ kann bei hohen Drehzahlen durch Abzählen einer Zeit ab Rück­ flanke des vorhergehenden Zylinders die Einschalt­ dauer der Spule auf die notwendige Zeit verlängert werden (quasi Segmentsystem).

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der beschrie­ benen Anordnung. Die Brennkraftmaschine 10 weist eine Nockenwelle NW sowie eine Kurbelwelle KW auf. Kurbelwelle KW und Nockenwelle NW sind über eine Zahnriemenübersetzung 11 miteinander gekuppelt. Auf der Nockenwelle NW sitzt ein Geberelement 12, das mit dem Nockenwellen-Geber (NW-Geber) 13 zusammen­ wirkt. Auf der Kurbelwelle KW ist drehfest ein wei­ teres Geberelement 14 befestigt, das mit einem Kur­ belwellengeber 15 (KW-Geber) zusammenarbeitet.

Der ein Kurbelwellen-Signal liefernde KW-Geber 15 ist mit einer Interface-Schaltung 16 verbunden; der NW-Geber 13 ist an eine weitere Interface-Schaltung 17 angeschlossen. Der Ausgang der Interface-Schal­ tung 16 ist mit einem Eingang einer Bezugsmarken- Erkennungsschaltung 18 und mit einem weiteren Ein­ gang einer KW-Geber-Ausfallerkennungsschaltung 19 verbunden. Ferner führt der genannte Ausgang zu ei­ ner ersten Auswerteschaltung 20. Letztere führt eine Schließzeit- und Zündwinkelberechnung durch und ist gegebenenfalls für eine ruhende Verteilung im Normalbetrieb zuständig.

Der genannte Ausgang der Interface-Schaltung 16 ist ferner über einen ersten Umschalter 21 an einen Eingang einer zweiten Auswerteschaltung 22 ange­ schlossen, die die Einspritzzeitberechnung durch­ führt und gegebenenfalls für eine SEFI-Einspritzung herangezogen wird.

Der Ausgang der Interface-Schaltung 17 führt eben­ falls zur KW-Geber-Ausfallerkennungsschaltung 19 sowie zu einem weiteren Pol des ersten Umschalters 21 und zu einem Eingang einer dritten Auswerte­ schaltung 23, die eine Schließzeit- und Zündwinkel­ berechnung und gegebenenfalls eine ruhende Vertei­ lung im Notlaufbetrieb durchführt. Der Ausgang der Interface-Schaltung 17 ist ferner an einen Eingang einer Zylinder-1-Erkennungsschaltung 24 für den Normalbetrieb und an einen Eingang einer Zylinder- 1-Erkennungsschaltung 25 für den Notlaufbetrieb an­ geschlossen. Im Notlaufbetrieb wird das Zyklussi­ gnal Z durch Vergleich der Pulsdauern von Phasensi­ gnal PE; Kennungsimpuls K und eventuell der Impuls­ pause L erzeugt. Der Ausgang der Bezugsmarken-Er­ kennungsschaltung 18 ist ebenfalls an einen Eingang der Zylinder-1-Erkennungsschaltung 24 angeschlos­ sen.

Der Ausgang der Zylinder-1-Erkennungsschaltung 24 führt zu einem Eingang der ersten Auswerteschaltung sowie zu einem zweiten Umschalter 26, der in der in der Fig. 2 dargestellten Stellung eine Verbindung zu einem Eingang der zweiten Auswerteschaltung 22 herstellt. Der Ausgang der Zylinder-1-Erkennungs­ schaltung 25 führt zu einem weiteren Pol des zwei­ ten Umschalters 26 und ferner zu einem weiteren Eingang der dritten Auswerteschaltung 23. Der Aus­ gang der ersten Auswerteschaltung 20 führt zu einem dritten Umschalter 27, der in der Fig. 2 darge­ stellten Stellung die erste Auswerteschaltung 20 mit der Zündspule beziehungsweise den Zündspulen 28 (nicht näher dargestellt) verbindet. Am Ausgang der zweiten Auswerteschaltung 22 stellt ein Signal zur Steuerung der Einspritzventile 29 (nicht näher dar­ gestellt) der Brennkraftmaschine 10 zur Verfügung. Der Ausgang der dritten Auswerteschaltugn 23 ist an einen weiteren Pol des dritten Umschalters 27 ange­ schlossen.

Von der KW-Geber-Ausfallerkennungsschaltung 19 geht eine Wirkverbindung 30 aus, die auf den ersten, zweiten und dritten Umschalter 21, 26, 27 wirkt. In der in der Fig. 2 dargestellten Stellung der Um­ schalter 21, 26 und 27 liegt der Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 10 vor. Die Umschaltstellung, die im Notlaufbetrieb vorgenommen wird, ist mit ge­ strichelter Linie eingetragen; sie wird mittels der KW-Geber-Ausfallerkennungsschaltung 19 herbeige­ führt.

Die Brennkraftmaschine 10 weist ferner einen Last­ geber 31 auf, der ein entsprechendes Lastsignal ei­ nem Eingang der ersten Auswerteschaltung 20 sowie einem Eingang der zweiten Auswerteschaltung 22 zu­ führt.

Schließlich sind die Bezugsmarken-Erkennungsschal­ tung 18, die KW-Geber-Ausfallerkennungsschaltung 19, die erste Auswerteschaltung 20, die zweite Aus­ werteschaltung 22 sowie die dritte Auswerteschal­ tung 23, die Zylinder-1-Erkennungsschaltung 24 und die Zylinder-1-Erkennungsschaltung 25 in einem Mi­ kro-Controller µC zusammengefaßt.

Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wird gemäß der Schaltungsanordnung der Fig. 2 sowohl das KW- Signal als auch das NW-Signal der Brennkraftma­ schine entsprechend ausgewertet und weiterverarbei­ tet. Erkennt die KW-Geber-Ausfallerkennungsschal­ tung 19 eine Funktionsstörung des KW-Gebers 15, so werden die Umschalter 21, 26 und 27 in die in der Fig. 2 gestrichelt eingetragene Stellung gebracht und der Notlaufbetrieb - wie vorstehend schon ausge­ führt - aufgenommen.

Claims (20)

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen, mit einem Bezugsmarkengeber, insbesondere Kurbelwellengeber (KW-Geber), der je Kurbelwellenumdrehung eine einer bestimmten Kurbelwellen-Winkelstellung zugeordnete Bezugsmarke liefert und mit einem Phasengeber, ins­ besondere Nockenwellengeber (NW-Geber), der inner­ halb zweier Kurbelwellenumdrehungen eine der Zahl der Zylinder der Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl von der Nockenwellenstellung zugeordneten Phasensignalen erzeugt, wobei eines der Phasensi­ gnale zur Bildung eines Zyklussignals herangezogen ist, das den Beginn eines Zündzyklus′ kennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem ersten, einem bestimmten Zylinder (Zylinder 1) zugeordneten Phasensignal (PE) und dem diesem folgenden, benach­ barten Phasensignal (P) ein Kennungssignal (K) liegt, das zusammen mit dem zugehörigen ersten Pha­ sensignal (PE) im bei Ausfall des KW-Gebers erfol­ genden Notbetrieb das Zyklussignal (Z) bildet.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das dem Zyklussignal zugeordnete Phasensi­ gnal (PE) eine größere Signalbreite als die übrigen Phasensignale (P) aufweist.

3. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsmarke (BM) zeitlich dem Phasensignal (PE) des Zyklussi­ gnals (Z) zugeordnet ist.

4. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennungsignal (K) ein Kennungsimpuls ist, der sich an das zuge­ ordnete Phasensignal (PE) unmittelbar anschließt.

5. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensignale (PE, P) von Negativ-Impulsen gebildet werden.

6. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kennungsimpuls (K) eine Impulsbreite aufweist, die 10° Kurbelwel­ lendrehung (Kurbelwellenwinkel) entspricht.

7. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kennungsimpuls eine Impulspause (L) folgt.

8. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulspause (L) 10° Kurbelwellendrehung entspricht.

9. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Zyklussignal (Z) durch Vergleich der Pulsdauern von Phasensignal (PE), Kennungsimpuls (K) und eventuell der Impuls­ pause (L) erzeugt wird.

10. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich mit stei­ gender Zahl der Zylinder die Signalbreite der Pha­ sensignale (PE, P) verkleinert.

11. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern die Si­ gnalbreite des dem Kennungssignal (K) zugeordneten Phasensignals (PE) etwa 90° und der übrigen Phasen­ signale (P) etwa 40° Kurbelwellenwinkel entspricht.

12. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine mit sechs Zylindern die Si­ gnalbreite des dem Kennungssignal (K) zugeordneten Phasensignals (PE) etwa 80° und der übrigen Phasen­ signale (PE) etwa 30° Kurbelwellenwinkel ent­ spricht.

13. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine mit fünf Zylindern die Si­ gnalbreite des dem Kennungssignal (K) zugeordneten Phasensignals (PE) etwa 70° und der übrigen Phasen­ signale (P) etwa 40° Kurbelwellenwinkel entspricht.

14. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine mit acht Zylindern die Si­ gnalbreite des dem Kennungssignal (K) zugeordneten Phasensignals (PE) etwa 70° und der übrigen Phasen­ signale (P) etwa 30° Kurbelwellenwinkel entspricht.

15. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Notbetrieb bei Ausfall des KW-Gebers durch die Vorderflanken der Phasensignale (PE, P) die Ladezeit für die Zündspule beginnt.

16. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Notbetrieb durch die Rückflanke der Phasensignale (PE, P) die Zündung ausgelöst wird.

17. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Notbetrieb bei kleinen Drehzahlen beginnend mit der Rückflanke der Phasensignale (PE, P) jeweils eine feste Lade­ zeit abhängig von der Batteriespannung für die Zündspule ausgegeben wird, an deren Ende die Zün­ dung erfolgt.

18. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Notbetrieb nach der mittels des Zyklussignals (Z) erfolgten Zylinderidentifizierung (Zylinder-1-Erkennung) vom Steuergerät der Brennkraftmaschine die Impulspause (L), die auf das Kennungssignal (K) folgt, ausge­ blendet wird.

19. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb einer Drehzahl ab der ein sicheres Aufladen der Zündspule nicht mehr gewährleistet ist, eine Drehzahlbegren­ zung durch Abschaltung der Einspritzung erfolgt.

20. Zündanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohen Drehzahlen eine ausreichende Schließdauer der Zünd­ spule erreicht wird durch Einschalten der Zündspule ab einer bestimmten Zeit nach der Rückflanke des dem vorhergehenden Zylinder zugeordnete Phasensi­ gnal, statt mit Vorderflanke des dem aktuellen Zy­ linders zugeordneten Phasensignal.