DE4239803C2 - Ionisationsstromdetektoreinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ionisationsstromdetektoreinrichtung für eine Brennkraftmaschine.

Aus der DE-OS 28 02 198 ist eine Ionisationsstromdetektoreinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein Ionenstromdetektor durch zwei Elektroden gebildet ist, die außerhalb einer Brennkammer im Abgasrohr der Brennkraftmaschine angeordnet sind und den Ionenstrom im Abgas erfassen. Dabei ist der Ionenstromdetektor mittels eines Schalters intermittierend an eine ein Meßsignal liefernde Auswerteschaltung angeschlossen und liegt nur während der Meßpausen an einer Spannungsversorgungseinrichtung.

Eine andere konventionelle Ionisationsstromdetektoreinrichtung für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine ist im folgenden anhand von Fig. 3 der Zeichnungen näher beschrieben. Darin bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Zündspule mit einer Primärspule 1a und einer Sekundärspule 1b. Derartige Zündspulen sind auf jedem Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen. Ein Leistungstransistor 2 ist an die Primärspule der Zündspule angeschlossen und dient zum Abschneiden des Primärstromes. Die Zündkerze 3 des jeweiligen Zylinders ist an die Sekundärspule angeschlossen, um ein Gasgemisch im Zylinder durch Anlegen einer hohen Zündspannung zu zünden. 4 bezeichnet einen Kondensator, der an den positiven Pol der Sekundärspule 1b angeschlossen ist; 5 bezeichnet einen Widerstand, der zwischen den Kondensator 4 und Masse geschaltet ist, um einen Ionisationsstrom in eine Spannung umzuwandeln; und 6 bezeichnet eine Diode, die parallel zum Widerstand 5 geschaltet ist.

Die Bezugszahl 7 bezeichnet eine Zenerdiode, die zwischen die Sekundärspule 1b und eine Spulenstromversorgungsschaltung 10 geschaltet ist; 8 bezeichnet eine Wechselspannungskoppelschaltung zum Herausziehen nur einer Wechselspannungskomponente aus der an dem Widerstand 5 erhaltenen Spannung; 9 bezeichnet eine Komparatorschaltung zum Vergleichen der Spannung, die an der Wechselspannungskoppelschaltung 9 erhalten wird, mit einem vorbestimmten Bezugspegel; und die Bezugszahl 11 bezeichnet eine Ionisationsstromdetektorschaltung, die aus den Bauteilen besteht, die durch die Bezugszahlen 4 bis 9 bezeichnet sind.

Es sind ebenso viele Leistungstransistoren 2 und Ionisationsstromdetektorschaltungen 11 vorgesehen wie Zündspulen 1. Die Bezugszahl 12 bezeichnet eine ODER-Schaltung zum Empfang von Ausgangssignalen der jeweiligen Ionisationsstromdetektorschaltungen 11, um diese einer logischen ODER-Operation zu unterziehen; und 13 bezeichnet eine Ausgangsklemme zur Ausgabe eines Verbrennungsimpulses von der ODER-Schaltung 12, wenn der Ionisationsstrom festgestellt wurde.

Wenn bei der voranstehend beschriebenen Anordnung jeder Leistungstransistor 2 zum Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine abschaltet, und dann der durch die Primärspule 1a fließende Primärstrom abgeschaltet wird, wird in der Sekundärspule 1b eine negative hohe Zündspannung erzeugt. Dies führt dazu, daß über den Elektroden jeder Zündkerze 3 ein Funken auftritt, der das Gasgemisch in der Brennkraftmaschine zündet. Zu diesem Zeitpunkt tritt eine mit der Verbrennung der Gasmischung zusammenhängende Ionisierung auf, und erzeugt Ionen.

Hierbei dienen die Elektroden jeder Zündkerze 3 als Elektroden zur Ermittlung des Ionisationsstromes nach dem Funken. Der Ionisationsstrom fließt durch die Bewegung von Elektronen, die durch die positive Vorspannung des Kondensators 4 hervorgerufen wird. Die Erzeugung des Ionisationsstromes führt wiederum zu einer Spannung über jedem Widerstand 5. Die Wechselspannungskomponente dieser Spannung wird durch jede Wechselspannungskoppelschaltung 8 herausgezogen, und die herausgezogene Wechselspannungskomponente wird in jeder Komparatorschaltung 9 mit dem Bezugspegel verglichen, wodurch von jeder Komparatorschaltung 9 ein Verbrennungsimpuls erzeugt wird. Die Verbrennungsimpulse von diesen Komparatorschaltungen 9 werden in der ODER-Schaltung 12 einer logischen ODER-Operation unterzogen, so daß von der Ausgangsklemme 13 ein Verbrennungsimpuls erzeugt wird. Die Verbrennung des Gasgemisches wird durch die Ermittlung eines derartigen Verbrennungsimpulses bestätigt.

Die auf diese Weise ausgebildete konventionelle Detektoreinrichtung macht es erforderlich, daß ebenso viele Ionisationsstromdetektorschaltungen 11 wie Zündspulen vorgesehen sein müssen, und dies führte zu einem komplizierten und kostenaufwendigen Aufbau.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das voranstehend erwähnte Problem zu überwinden und eine einfach aufgebaute, kostengünstige Ionisationsstromdetektoreinrichtung für eine Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Ionisationsstromdetektoreinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Ionisationsstromdetektoreinrichtung mit einem Ionisationsstromdetektor, der an mehrere Zündspulen angeschlossen ist, wird der durch jede Zündspule fließende Ionisationsstrom gemessen, während das Gasgemisch verbrannt wird. Vorteilhafterweise kann eine einzige Ionisationsstrommeßeinrichtung den Ionisationsstrom mehrerer Zündspulen ermitteln und trägt so dazu bei, die Anzahl der Ionisationsstrommeßeinrichtungen zu verringern.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Fig. 1 und 2 der Zeichnungen schematisch dargestellt und nachstehend anhand dieser Zeichnungen näher erläutert.

Darin zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ionisationsstromdetektoreinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Ionisationsstromdetektoreinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 ein Schaltbild einer konventionellen Ionisationsstromdetektoreinrichtung.

Ausführungsform 1

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Ionisationsstromdetektoreinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Während eine Ionisationsstromdetektorschaltung 11 ebenso aufgebaut ist wie die konventionelle Schaltung, wird nur eine einzige Schaltung dazu verwendet, an die Zündspulen 1 angeschlossen zu werden, die jeweils für die Zylinder vorgesehen sind. Daher wird der durch jede Zündspule 1 während der Verbrennung des Gasgemisches fließende Ionisationsstrom in eine Spannung durch einen Widerstand 5 umgewandelt, und die Spannung wird dann einer Wechselspannungskoppelschaltung 8 in der nächsten Stufe zugeführt (und so synthetisiert). Die Wechselspannungskomponente dieser Spannung wird an der Wechselspannungskoppelschaltung 8 herausgezogen, und dann wird in einer Komparatorschaltung 9 die Wechselspannungskomponente mit einem vorbestimmten Bezugspegel verglichen. Die Verbrennung des Gasgemisches in dem Zylinder wird durch einen Verbrennungsimpuls bestätigt, der von der Komparatorschaltung 9 ausgegeben wird.

Ausführungsform 2

Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Ionisationsstromdetektoreinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine einzige Ionisationsstrommeßschaltung 11 ist an die Zündspulen angeschlossen, die bei jedem zweiten Zündtakt betrieben werden, also an ein Paar von Zündspulen (beispielsweise die Zündspulen Nr. 1 und Nr. 4 oder die Zündspulen Nr. 2 und Nr. 3 in Fig. 2). Daher werden die Ausgangssignale der zwei Ionisationsstromdetektorschaltungen 11 an die ODER-Schaltung 12 angelegt, so daß ein Verbrennungsimpuls von der Ausgangsklemme 13 der ODER-Schaltung 12 abgegeben wird.

Zwar wurde bei den jeweiligen Ausführungsformen ein Aufbau vorgeschlagen, bei welchem der Ionisationsstrom durch den Widerstand 5 in eine Spannung umgewandelt wird, jedoch lassen sich selbstverständlich auch andere Ausbildungen durchführen.

Wie voranstehend beschrieben, zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, daß ein Ionisationsstromdetektor an mehrere Zündspulen angeschlossen ist, und die Verbrennung des Gasgemisches in jedem der Zylinder aus dem Ionisationsstrom ermittelt, der durch jede der Zündspulen fließt. Daher wird mit der Ionisationsstromdetektoreinrichtung vorliegenden Erfindung ein einfacher Aufbau bei niedrigen Kosten erzielt, und eine Verläßlichkeit sichergestellt, selbst bei einer Anwendung bei Mehrzylindermotoren hoher Drehzahl.

Claims (7)

1. Ionisationsstromdetektoreinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zündspulen (1), die jeweils mit Zündkerzen verbunden sind, die in Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnet sind, umfassend wenigstens einen Ionisationsstromdetektor (11), der mit seinem Eingangsanschluß mit den Sekundärspulen (1b) von wenigstens zwei Zündspulen (1) verbunden ist.

2. Ionisationsstromdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, bei der nur ein Ionisationsstromdetektor (11) vorgesehen ist, der mit den Sekundärspulen (1b) aller Zündspulen (1) der Brennkraftmaschine verbunden ist.

3. Ionisationsstromdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, bei der wenigstens zwei Ionisationsstromdetektoren (11) vorgesehen sind, die jeweils mit den Sekundärspulen (1b) von zwei oder mehreren Zündspulen (1) der Brennkraftmaschine verbunden sind.

4. Ionisationsstromdetektoreinrichtung nach Anspruch 3, bei der die Ausgangsanschlüsse der wenigstens zwei Ionisationsstromdetektoren (11) an eine ODER-Schaltung (12) angeschlossen sind.

5. Ionisationsstromdetektoreinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der wenigstens eine Ionisationsstromdetektor (11) einen Kondensator (4), einen Widerstand (5) und eine Diode (6) aufweist.

6. Ionisationsstromdetektoreinrichtung nach Anspruch 5, bei der der wenigstens eine Ionisationsstromdetektor (11) außerdem eine Wechselstromkoppelschaltung (8) und eine die Ausgangsspannung der Wechselstromkoppelschaltung (8) mit einer vorbestimmten Spannung vergleichende Komparatorschaltung (9) aufweist.

7. Ionisationsstromdetektoreinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die zueinander parallel geschalteten Sekundärspulen (1b) von wenigstens zwei Zündspulen (1) an eine Stromversorgungsquelle (10) und der wenigstens eine Ionisationsstromdetektor (11) an die Sekundärspulen (1b) der wenigstens zwei Zündspulen (1) jeweils auf der Seite der Stromversorgungsquelle (10) angeschlossen sind.