EP0547258A1 - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
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- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/10—Measuring dwell or antidwell time
Definitions
- the invention relates to an ignition device for internal combustion engines according to the preamble of claim 1 (European patent application 90 11 50 95.3).
- an ignition device for internal combustion engines in which the spark discharge duration is regulated to a predetermined value by comparing the time period within which the spark discharge current has dropped to a predetermined discharge current level with a predetermined target value and depending on it the closing time of the primary circuit of the ignition coil is readjusted from the comparison result. This is intended to compensate for changes in the load on the spark plug if a shunt resistance is formed as a result of the spark plug electrodes being soiled or if the electrode spacing is increased by erosion.
- the object of the invention is to design the generic ignition device in such a way that such spark plug loads and moreover temperature effects of the ignition coil and manufacturer-specific differences in the ignition coils and spark plugs, ie the ignition circuit as a whole, can be recognized and compensated for.
- the peak value of the current flowing in the spark plug or secondary circuit at the time of ignition or shortly thereafter is compared with a target value by regulating the closing time. If the peak value is higher or lower than the specified target value, which in this exemplary embodiment is dependent on the engine speed and engine load, as a result of some cause - transmission ratio or quality of the ignition coil, spark plug or cable condition, soiling, contact wear, etc., the closing time of the primary circuit becomes shorter or longer to bring the actual value back to the setpoint.
- the only figure in the drawing shows a basic circuit diagram of the ignition device.
- the primary winding 1 of an ignition coil SP is controlled via a switching transistor 3.
- the first connection of the secondary winding 2 becomes one or more spark plugs ZK and the second connection is connected via a sensor 4 to the negative pole of a supply voltage source, not shown.
- a further secondary winding of possible further ignition coils, the second connections of which lead to the common point P, is indicated by dashed lines. From this point P, a measuring line 8 leads via a peak value rectifier 14 to a connection pin 12 of a microprocessor 16.
- the circuit corresponds to the known ignition device from which the invention is based.
- the microprocessor 16 has the function of a software Ignition control circuit on.
- the most important variables of an ignition control are the ignition timing ZZP and the closing time SD of the primary circuit. The start of closing, based on the crankshaft position of the internal combustion engine, can then be determined from both variables.
- the ignition point is determined in a manner known per se from various operating parameters of the internal combustion engine and is of no further interest here.
- the start and end of ignition determine the start and end of a control pulse ST which reaches the base of the switching transistor 3 and opens it, so that current can flow in the primary winding 1 of the ignition coil SP.
- the value of the closing time consists of a pilot control value V, which is weighted with an adaptation value fakx.
- a plurality of pilot control values V are stored in a table or in a characteristic diagram as a function of at least one operating parameter, for example the engine speed N, the engine load LM, the engine temperature T or, as in this exemplary embodiment, the supply voltage UB.
- setpoints S for the peak value of the ignition current are stored in a map, depending on the engine speed N and engine load (measured via the air mass LM).
- Actual value Ix and setpoint S are transmitted at a suitable point in time to a first arithmetic circuit 7 (these and other arithmetic circuits are contained in the software of the microprocessor 16 in software), which one of the difference between the two Adapted value fakx calculated values, which is then stored in a buffer 9.
- the assignment can be additive, multiplicative or other.
- This buffer 9 has a memory location for each cylinder x of the internal combustion engine, in which the calculated adaptation value fakx is stored in a cylinder-selective manner until it is further processed for the next ignition process of this cylinder.
- a further program step shown in the drawing as a further arithmetic circuit 11, is used to check whether the calculated value fakx is greater than a predetermined upper (fakmax) or less than a predetermined lower limit fakmin. If this is the case, fakx is set to this limit value before further processing and then buffered.
- the currently valid pilot control value V and the adaptation value fakx are transferred from their memories 5 and 9 to a second arithmetic circuit 10 and there, for example additively or multiplicatively, linked to one another to form the closing time SDx of the cylinder x.
- the closing times are thus calculated as follows: Before the closing duration values SDx determined in this way are output, a check is also carried out in this exemplary embodiment to determine whether they are greater than a predetermined upper limit value (SDmax) or less than a predetermined lower limit value (SDmin). These limit values can preferably be stored as a function of at least one operating parameter.
- SDmax a predetermined upper limit value
- SDmin a predetermined lower limit value
- closing duration value SD ⁇ SDmin is too small, reliable ignition is not guaranteed and if the closing duration value SD> SDmax is too high, there is a risk of the ignition coil becoming too hot.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 (europäische Patentanmeldung 90 11 50 95.3).The invention relates to an ignition device for internal combustion engines according to the preamble of claim 1 (European patent application 90 11 50 95.3).
Aus der DE-PS 27 59 154 ist eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei welcher die Funkenentladedauer auf einen vorgegebenen Wert geregelt wird, indem die Zeitdauer, innerhalb welcher der Funkenentladestrom bis zu einem vorgegebenen Entladestromniveau abgesunken ist, mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird und abhängig von dem Vergleichsergebnis die Schließdauer des Primärstromkreises der Zündspule nachgeregelt wird. Damit sollen Änderungen der Belastung an der Zündkerze ausgeglichen werden, wenn infolge Verschmutzung der Zündkerzenelektroden ein Nebenschlußwiderstand gebildet oder durch Abbrand der Elektrodenabstand vergrößert wird.From DE-PS 27 59 154 an ignition device for internal combustion engines is known in which the spark discharge duration is regulated to a predetermined value by comparing the time period within which the spark discharge current has dropped to a predetermined discharge current level with a predetermined target value and depending on it the closing time of the primary circuit of the ignition coil is readjusted from the comparison result. This is intended to compensate for changes in the load on the spark plug if a shunt resistance is formed as a result of the spark plug electrodes being soiled or if the electrode spacing is increased by erosion.
Aus der DE-OS 21 45 285 ist bekannt, daß zum Entzünden des Kraftstoff-Luft-Gemisches in einem Zylinder die anfängliche Stromstärke im Zündfunken wichtig ist.From DE-OS 21 45 285 it is known that the initial current intensity in the ignition spark is important for igniting the fuel-air mixture in a cylinder.
Dieser Spitzenwert und die Steigung der abfallenden Kurve des Funkenentladestroms vermindern sich aber mit zunehmender Verschmutzung bzw. Vergrößerung des Elektrodenabstandes, so daß die zur Verfügung stehende Zündenergie immer geringer werden kann, ohne eine Nachregelung der Schließdauer beim Gegenstand nach der DE-PS 27 59 154 zur Folge zu haben.However, this peak value and the slope of the falling curve of the spark discharge current decrease with increasing contamination or enlargement of the electrode spacing, so that the available ignition energy can become ever smaller without readjusting the closing time for the object according to DE-PS 27 59 154 To have consequence.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die gattungsgemäße Zündeinrichtung so auszubilden, daß solche Zündkerzenbelastungen und darüber hinaus Temperatureffekte der Zündspule sowie herstellerspezifische Unterschiede der Zündspulen und Zündkerzen, d. h. des Zündkreises insgesamt, erkannt und ausgeglichen werden können.In contrast, the object of the invention is to design the generic ignition device in such a way that such spark plug loads and moreover temperature effects of the ignition coil and manufacturer-specific differences in the ignition coils and spark plugs, ie the ignition circuit as a whole, can be recognized and compensated for.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of
Der Spitzenwert des im Zündkerzen- oder Sekundärstromkreis im Zündzeitpunkt oder kurz danach fließenden Stromes wird mittels einer Regelung der Schließdauer mit einem Sollwert verglichen. Ist der Spitzenwert infolge irgendeiner Ursache - Übersetzungsverhältnis oder Qualität der Zündspule, Kerzen- oder Kabelzustand, Verschmutzung, Kontaktabbrand usw. - höher oder niedriger als der vorgegebene, in diesem Ausführungsbeispiel von Motordrehzahl und Motorlast abhängige Sollwert, so wird die Schließdauer des Primärstromkreises kürzer oder länger, um so den Istwert wieder auf den Sollwert zu bringen.The peak value of the current flowing in the spark plug or secondary circuit at the time of ignition or shortly thereafter is compared with a target value by regulating the closing time. If the peak value is higher or lower than the specified target value, which in this exemplary embodiment is dependent on the engine speed and engine load, as a result of some cause - transmission ratio or quality of the ignition coil, spark plug or cable condition, soiling, contact wear, etc., the closing time of the primary circuit becomes shorter or longer to bring the actual value back to the setpoint.
Damit ist ein ausreichender Anfangs- oder Spitzenwert des Zündstromes gewährleistet, der für eine sichere Gemischzündung erforderlich ist, unabhängig vom weiteren Verlauf des Zündstromes.This ensures a sufficient initial or peak value of the ignition current, which is required for reliable mixture ignition, regardless of the further course of the ignition current.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Prinzip-Schaltbild der Zündeinrichtung. Die Primärwicklung 1 einer Zündspule SP wird über einen Schalttransistor 3 angesteuert. Der erste Anschluß der Sekundärwicklung 2 wird zu einer oder mehreren Zündkerzen ZK und der zweite Anschluß ist über einen Sensor 4 mit dem Minuspol einer nicht dargestellten Versorgungsspannungsquelle verbunden. Gestrichelt angedeutet ist eine weitere Sekundärwicklung von möglichen weiteren Zündspulen, deren zweite Anschlüsse auf den gemeinsamen Punkt P führen. Von diesem Punkt P führt eine Meßleitung 8 über einen Spitzenwert-Gleichrichter 14 zu einem Anschlußpin 12 eines Mikroprozessors 16.The only figure in the drawing shows a basic circuit diagram of the ignition device. The
Bis hierher entspricht die Schaltung der bekannten Zündeinrichtung, von welcher die Erfindung ausgeht.Up to this point, the circuit corresponds to the known ignition device from which the invention is based.
Der Mikropozessor 16 weist softwaremäßig die Funktion einer Zündsteuerschaltung auf. Die wichtigsten Größen einer Zündsteuerung sind der Zündzeitpunkt ZZP und die Schließdauer SD des Primärstromkreises. Aus beiden Größen kann dann der Schließbeginn, bezogen auf die Kurbelwellenstellung der Brennkraftmaschine, bestimmt werden.The
Der Zündzeitpunkt wird in an sich bekannter Weise aus verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine ermittelt und interessiert hier nicht weiter.The ignition point is determined in a manner known per se from various operating parameters of the internal combustion engine and is of no further interest here.
Schließbeginn und Zündzeitpunkt bestimmen Anfang und Ende eines Steuerimpulses ST, der an die Basis des Schalttransistors 3 gelangt und diesen öffnet, so daß in der Primärwicklung 1 der Zündspule SP Strom fließen kann.The start and end of ignition determine the start and end of a control pulse ST which reaches the base of the switching transistor 3 and opens it, so that current can flow in the
Der bei der Zündung eines bestimmten Zylinders x (Index x = 1 ... z, wobei z gleich der Zylinderzahl entspricht) auftretende Spitzenwert Ix des sekundärseitigen Zündstromes wird im Spitzenwert-Gleichrichter 14 gespeichert. Der Wert der Schließdauer besteht aus einem Vorsteuerwert V, der mit einem Anpaßwert fakx gewichtet wird.The peak value Ix of the ignition current on the secondary side that occurs when a specific cylinder x (index x = 1... Z, where z equals the number of cylinders) occurs is stored in the
In einem ersten Speicherberech 5 sind in einer Tabelle oder in einem Kennfeld mehrere Vorsteuerwerte V in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter, beispielsweise von der Motordrehzahl N, der Motorlast LM, der Motortemperatur T oder, wie zu diesem Ausführungsbeispiel, der Versorgungsspannung UB gespeichert.In a
In einem zweiten Speicherbereich 6 sind in einem Kennfeld, abhängig von Motordrehzahl N und Motorlast (gemessen über die Luftmasse LM) Sollwerte S für den Spitzenwert des Zündstromes gespeichert.In a
Istwert Ix und Sollwert S werden zu einem geeigneten Zeitpunkt in eine erste Rechenschaltung 7 (diese und weitere Rechenschaltungen sind softwaremäßig im Rechenprogramm des Mikroprozessors 16 enthalten) übertragen, welche einen der Differenz beider Werte zugeordneten Anpaßwert fakx errechnet, der anschließend in einem Zwischenspeicher 9 abgelegt wird. Die Zuordnung kann additiv, multiplikativ oder anders erfolgen.Actual value Ix and setpoint S are transmitted at a suitable point in time to a first arithmetic circuit 7 (these and other arithmetic circuits are contained in the software of the
Dieser Zwischenspeicher 9 weist für jeden Zylinder x der Brennkraftmaschine einen Speicherplatz auf, in den der errechnete Anpaßwert fakx zylinderselektiv abgelegt wird, bis er für den nächsten Zündvorgang dieses Zylinders weiterverarbeitet wird.This
Vor der Zwischenspeicherung wird in einem weiteren Programmschritt, in der Zeichnung dargestellt als eine weitere Rechenschaltung 11, noch geprüft, ob der errechnete Wert fakx größer als ein vorgegebener oberer (fakmax) oder kleiner als ein vorgegebener unterer Grenzwert fakmin ist. Falls dies zutrifft, wird fakx vor der Weiterverarbeitung auf diesen Grenzwert gesetzt und anschließend zwischengespeichert. Zur Bestimmung der nächsten Schließdauer SDx dieses Zylinders x werden der momentan gültige Vorsteuerwert V und der Anpaßwert fakx aus ihren Speichern 5 und 9 in eine zweite Rechenschaltung 10 übertragen und dort miteinander - beispielsweise additiv oder multiplikativ - zur Schließdauer SDx des Zylinders x verknüpft.Before the intermediate storage, a further program step, shown in the drawing as a further
Um bei hohen Motordrehzahlen N nicht an die Grenze der Rechenkapazität des Mikroprozessors 16 zu stoßen - dieser hat eine Vielzahl von Berechnungen durchzuführen - ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, die zylinderselektive Berechnung des Anpaßwertes fakx nur unterhalb eines vorgegebenen Motordrehzahl-Grenzwertes NG vorzunehmen und bei Erreichen oder Überschreiten dieses Grenzwertes nur den Anpaßwert fakl eines bestimmten ersten Zylinders (x = 1) zu berechnen und für alle weiteren Zylinder während eines kompletten Zündzyklus (2 Umdrehungen der Kurbelwelle bei einem VierTakt-Motor) mitzuverwenden.In order not to reach the limit of the computing capacity of the
Dazu wird im Drehzahlbereich unterhalb des Motordrehzahl-Grenzwertes NG für jeden weiteren Zylinder (x = 2 ... z) ein Korrekturwert korx errechnet, welcher dem Verhältnis fakx/fakl zugeordnet ist, und in einem weiteren Speicherbereich 13 gespeichert. Diese Werte bleiben auch nach dem Abstellen des Motors gespeichert.For this purpose, a correction value korx is calculated in the speed range below the engine speed limit value NG for each additional cylinder (x = 2 ... z), which corresponds to the ratio fakx / fakl is assigned, and stored in a
Oberhalb des Motordrehzahl-Grenzwertes NG bleiben diese Korrekturwerte unverändert und werden zur Bildung der Schließdauerwerte SDx mit herangezogen. Mit der Berechnung neuer Korrekturwerte wird erst nach einer vorgegebenen Zahl von Motorumdrehungen nach Motorstart begonnen.Above the engine speed limit value NG, these correction values remain unchanged and are used to form the closing duration values SDx. The calculation of new correction values is only started after a predetermined number of engine revolutions after engine start.
Somit werden die Schließdauern, wie folgt, berechnet:
Vor der Ausgabe der auf diese Weise ermittelten Schließdauerwerte SDx wird in diesem Ausführungsbeispiel noch geprüft, ob diese größer als ein vorgegebener oberer (SDmax) oder kleiner als ein vorgegebener unterer Grenzwert (SDmin) sind. Diese Grenzwerte können vorzugsweise selbst von wenigstens einem Betriebsparameter abhängig gespeichert sein.The closing times are thus calculated as follows:
Before the closing duration values SDx determined in this way are output, a check is also carried out in this exemplary embodiment to determine whether they are greater than a predetermined upper limit value (SDmax) or less than a predetermined lower limit value (SDmin). These limit values can preferably be stored as a function of at least one operating parameter.
Bei zu kleinem Schließdauerwert SD < SDmin ist eine sichere Zündung nicht gewährleistet und bei einem zu großen Schließdauerwert SD > SDmax besteht die Gefahr zu großer Erhitzung der Zündspule.If the closing duration value SD <SDmin is too small, reliable ignition is not guaranteed and if the closing duration value SD> SDmax is too high, there is a risk of the ignition coil becoming too hot.
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zündsteuerschaltung
characterized in that
the ignition control circuit
dadurch gekennzeichnet,
für den Anpaßwert (fak) ein oberer (fakmax) und ein unterer Grenzwert (fakmin) vorgegeben ist.Ignition device according to claim 1,
characterized,
an upper (fakmax) and a lower limit (fakmin) is specified for the adaptation value (fak).
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Motordrehzahl-Grenzwert (NG) vorgegeben ist, unterhalb dessen der Anpaßwert (fakx) für Jeden Zylinder (x = 1 ... z) der Brennkraftmaschine getrennt, d. h. zylinderselektiv, ermittelt wird und oberhalb dessen er nur für einen bestimmten ersten Zylinder (x = 1) ermittelt, aber allen weiteren Zylindern (x = 2 ... z) zugeordnet wird und daß für alle weiteren Zylinder (x = 2 ... z) unterhalb des Motordrehzahl-Grenzwertes (NG) ein Korrekturwert (korx) berechnet und gespeichert wird, welcher dem Verhältnis fakx/fakl zugeordnet ist und welcher oberhalb des Motordrehzahl-Grenzwertes (NG) mit dem Anpaßwert (fakl) des bestimmten ersten Zylinders (x=1) additiv oder multiplikativ zu einem Anpaßwert
characterized in that
an engine speed limit value (NG) is specified, below which the adaptation value (fakx) for each cylinder (x = 1 ... z) of the internal combustion engine is determined separately, that is to say cylinder-selectively, and above which it is only determined for a specific first cylinder (x = 1) is determined, but is assigned to all other cylinders (x = 2 ... z) and that a correction value (korx) is calculated for all other cylinders (x = 2 ... z) below the engine speed limit value (NG) and is stored, which is assigned to the ratio fakx / fakl and which is above the engine speed limit value (NG) with the adaptation value (fakl) of the determined first cylinder (x = 1) additive or multiplicative to an adaptation value
dadurch gekennzeichnet, daß
mit der Berechnung der Korrekturwerte (korx) für die weiteren Zylinder (x = 2 ... z) erst nach einer vorgegebenen Zahl von Motorumdrehungen nach Motorstart begonnen wird.Ignition device according to claim 3,
characterized in that
the calculation of the correction values (korx) for the other cylinders (x = 2 ... z) only begins after a predetermined number of engine revolutions after engine start.
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Betriebsparamter für den Vorsteuerwert (V) die Versorgungsspannung (UB) ist.Ignition device according to claim 1,
characterized in that
an operating parameter for the pilot control value (V) is the supply voltage (UB).
dadurch gekennzeichnet, daß
für den Wert (SDx) der Schließdauer ein oberer (SDmax) und ein unterer Grenzwert (SDmin) vorgegeben ist.Ignition device according to claim 1,
characterized in that
an upper (SDmax) and a lower limit (SDmin) is specified for the value (SDx) of the closing time.
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens einer der Grenzwerte (SDmax, SDmin) von wenigstens einem Betriebsparameter abhängig ist.Ignition device according to claim 6,
characterized in that
at least one of the limit values (SDmax, SDmin) is dependent on at least one operating parameter.
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ID=8207440
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