PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004011475B4 22.01.2009
Titel Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokyo, JP
Erfinder Umino, Hiroshi, Tokyo, JP;
Umemoto, Hideki, Tokyo, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Anmeldedatum 09.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004011475
Offenlegungstag 28.04.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.01.2009
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.01.2009
IPC-Hauptklasse F02P 17/00  (2006.01)  A,  F,  I,  20051017,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse F02P 3/08  (2006.01)  A,  L,  I,  20051017,  B,  H,  DE

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erfassung einer Anormalität in einer Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung, die zum Zünden eines Verbrennungsmotors verwendet wird.

2. Beschreibung des verwandten Sachstands

In Kondensatorentladungs-Zündvorrichtungen, die zum Zünden eines Verbrennungsmotors verwendet werden, wird ein Kondensator zur Zündung auf eine vorgeschriebene Spannung vor einer Zündzeit geladen, und die resultierende Ladung wird zu einer Zünd-Primärspule zu der Zündzeit freigegeben, wodurch eine hohe Spannung über einer Zünd-Sekundärspule induziert wird. Deswegen ist der Kondensator auf die vorgeschriebene Spannung von mehr als einen Augenblick unmittelbar vor der Zündzeit geladen worden, und die Spannung des Kondensators nimmt ab und wird ungefähr gleich 0 V nach der Zündung und vor einem Start eines Ladens für die nächste Zündung. Wenn eine Anormalität wie etwa eine Unterbrechung in einer Entladungsschaltung von dem Kondensator zu der Zünd-Primärspule vorhanden ist, wird eine Ladung zu der Zünd-Primärspule nicht freigegeben, und somit kann der Verbrennungsmotor nicht gezündet werden. Die Spannung des Kondensators nimmt auch nach der Zündzeit nicht ab.

Andererseits wird, wenn eine Anormalität in einer Ladeschaltung vorhanden ist, die Spannung des Kondensators nicht auf die vorgeschriebene Spannung erhöht und kann somit keine Zündung herbeiführen.

Verschiedene Einrichtungen zum Erfassen einer Anormalitätsstelle in Zündschaltungen sind bekannt. Die meisten dieser Einrichtungen betreffen eine Zündvorrichtung vom Induktionstyp, das heißt, sie erfassen eine Anormalität durch ein Erfassen eines Ionenstroms in einem Zündstecker. Beispielsweise offenbart. die JP-A-11-13619 (Seiten 3–6 und 14) eine Technik, in welcher eine Ionenstrom-Zufuhreinrichtung und eine Ionenstrom-Messeinrichtung in einer Zünd-Sekundärschaltung bereitgestellt sind. Ionenstromwerte werden in Teilperioden gemessen, die durch ein Teilen einer Periode von einem Einschalten einer Zünd-Primärschaltung zu dem Ende einer Zündentladung erhalten werden. Auf der Grundlage der Messwerte beurteilt die Zündvorrichtung, ob eine Fehlzündung aufgrund keines spezifischen Fehlers oder aufgrund eines Fehlers in dem Eingangssystem- oder der Einheit vorhanden ist.

Die JP-A-2000-199451 (Seiten 4 und 5 und 1) offenbart eine Technik, in welcher ein Ionenstrom zur Fehlzündungserfassung erfasst wird. Obwohl diese Technik nicht zur Erfassung einer Anormalitätsstelle vorgesehen ist, ermöglicht sie eine Erfassung einer Unterbrechung in einer Zünd-Sekundärschaltung. Um eine Leckage einer hohen Spannung zu einer Ionenstrom-Erfassungsschaltung beim Auftreten einer Unterbrechung in der Zünd-Sekundärschaltung zu verhindern, ist eine Zener-Diode auf der Niedrigspannungsseite der Zünd-Sekundärschaltung bereitgestellt. Die JP-A-2001-132602 (Seiten 2 und 3 und 1, 3 und 4) offenbart eine Technik zum Beurteilen, in welchen Zündsignalleitungen einer Vielzahl von Zylindern eine Unterbrechung aufgetreten ist, indem ein Zündsignal mit einem Spannungsabfall über einen Widerstand zum Beschränken eines Ausgangsstroms des Zündsignals verglichen wird.

In den obigen herkömmlichen Vorrichtungen weisen die Verfahren zum Erfassen eines Ionenstroms in einem Zylinder einen Vorteil dahingehend auf, dass ein Auftreten/Nichtauftreten einer Entladung zur Zündung und eines Verbrennungszustands in dem Zylinder gleichzeitig erfasst oder gemessen werden kann. Jedoch weisen diese Verfahren Probleme dahingehend auf, dass die Schaltungskonfiguration komplex ist und die Vorrichtung für den begrenzten Zweck eines Erfassens einer Anormalität in einer Zündschaltung teuer ist, weil beispielsweise Schaltungen und Elemente zur Messung hinzugefügt werden müssen, und eine Spitzenwert-Halteschaltung wegen einer kurzen Dauer eines Phänomens hinzugefügt werden muss.

US 5 623 209 betrifft ein Diagnosesystem für kapazitive Entladungszündsysteme. Das gezeigte System umfasst einen Speicherkondensator, der durch eine Energieversorgung aufgeladen wird. Ein Schalter ist angeordnet zum Entladen des Kondensators in Ansprechen auf einen Triggerpuls von einer Zustandsmaschine, sodass eine Primärspule aufgeladen wird und eine höhere Spannung in der Sekundärspule induziert. Taktpulse eines Taktgebers werden in einem Register in einem Zähler gezählt und bei Empfang eines Stopppulses wird der Zählwert in dem Register an ein Ausgaberegister in dem Zähler transferiert und der Zählwert kann in einem Computer analysiert werden.

US 5 970 952 beschreibt eine Verbrennungszustands-Detektorvorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Ein Stromdetektionsgerät detektiert einen Strom, der zwischen der Zündkerze und einer Erdung fließt, wobei die Vorrichtung eine Fehlzündung bestimmt auf Grundlage des Stromes, der zwischen der Zündkerze und der Erdung fließt. Die Vorrichtung ist auch in der Lage Anormalitäten und/oder Drahtbrüche in einem Signalsystem zu detektieren. Es wird eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit, ECU) bereitgestellt als Steuergerät, wobei eine Diagnose durchgeführt wird durch die CPU des Mikrocomputers in der ECU. Die ECU überwacht ein Ionenstromsignal von einem Signalumwandlungsgerät und führt eine Fehlerdiagnose hinsichtlich eines Fehlers in einem Signalleitungsdraht, getrennt von einer Fehlzündungsdiagnose, durch, durch Überwachen des Ionenstromsignals.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist ausgeführt worden, die obigen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der Erfindung besteht deswegen darin, eine Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Anormalität in einer Zündschaltung auf einfache Weise zu erfassen, wobei die Tatsache berücksichtigt wird, dass Kondensatorentladungs-Zündvorrichtungen eine Entladung indirekt durch ein Messen einer Kondensatorspannung erfassen können.

Dies wird erreicht durch eine Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Eine Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung wird bereitgestellt, die einen Kondensator, der von einer Energiequelle geladen wird und eine Ladung speichert, um eine Zündenergie zu erzeugen; Zündspulen, die eine Ladung, die von dem Kondensator freigegeben wird, auf einer Primärseite empfangen und eine Hochspannung auf einer Sekundärseite erzeugen; ein Schaltelement zum Veranlassen des Kondensators, die Ladung, die darin gespeichert ist, zu den Zündspulen freizugeben; eine Zündzeitgebungs-Steuereinrichtung, die ein Signal empfängt, das einem Entladungsnwinkel eines Verbrennungsmotors entspricht und dem Schaltelement ein Zündsignal zuführt; und eine Schaltungsanormalitäts-Erfassungseinrichtung umfasst, die ein Signal von der Zündzeitgebungs-Steuereinrichtung empfängt, die Kondensatorspannungs-Messzeit einstellt und eine Schaltungsanormalität auf der Grundlage einer Spannung des Kondensators, die zu der Kondensatorspannungs-Messzeit gemessen wird, beurteilt.

In der Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß der Erfindung misst die Schaltungsanormalitäts-Erfassungseinrichtung eine Kondensatorspannung mit einer bestimmten Zeitgebung und beurteilt eine Schaltungsanormalität auf der Grundlage einer gemessenen Kondensatorspannung. Deswegen kann auf einfache Weise beurteilt werden, ob eine Ladeschaltung oder eine Entladungsschaltung eine Anormalität wie etwa eine Unterbrechung aufweist. Eine Fehlerdiagnose bezüglich einer Zündvorrichtung kann durch eine einfache Schaltungskonfiguration durchgeführt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:

1 ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

2 und 3 ein Flussdiagramm bzw. ein Zeitdiagramm, die den Betrieb der Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung der 1 zeigen;

4A und 4B und 5 Flussdiagramme bzw. ein Zeitdiagramm, die den Betrieb einer Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigen;

6 ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

7 und 8 ein Flussdiagramm bzw. ein Zeitdiagramm, die den Betrieb der Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung der 6 zeigen; und

9A9C und 10 Flussdiagramme bzw. ein Zeitdiagramm, die den Betrieb einer Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Ausführungsform 1

Die 13 dienen zur Beschreibung einer Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Spezifischer ist 1 ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration der Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung zeigt, und die 2 und 3 sind ein Flussdiagramm bzw. ein Zeitdiagramm, die ihren Betrieb zeigt. Wie in 1 gezeigt, besteht die Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform aus einem Kondensator 1 zum Speichern einer Ladung, um eine Zündenergie zu erzeugen, einer Ladeschaltung 2 als eine DC-Energiequelle zum Laden des Kondensators 1, der Zündspulen 4, die mit einem Zündstecker 3 verbunden sind, einem Schaltelement 5, um der Primärseite der Zündspulen 4 die Ladung, die in dem Kondensator 1 gespeichert ist, zuzuführen, einem Zündzeitgebungs-Controller 6 zum Bestimmen einer Zündzeitgebung auf der Grundlage des empfangenen Entladungsnwinkelsignals eines Verbrennungsmotors und zum Erzeugen eines Signals zum Treiben des Schaltelements 5 zu einer Zündzeit, einer Kondensatorspannungs-Messschaltung 7 zum Messen der Spannung des Kondensators 1 und einem Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 zum Erfassen einer Anormalität in einer Entladungsschaltung durch ein Aufnehmen der Kondensatorspannung, die von der Kondensatorspannungs-Messschaltung 7 gemessen wird und ein Lesen derselben mit einer bestimmten Zeitgebung.

In der Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung, die die obige Konfiguration aufweist, gibt die Ladeschaltung 2 üblicherweise eine Spannung von zumindest 100 Volt plus einige 10 Volt aus, und der Kondensator 1 wird durch diese Spannung geladen. Die Anschlussspannung des Kondensators 1 nimmt zu, wie in 3 gezeigt. Der Zündzeitgebungs-Controller 6 bestimmt eine Zündzeitgebung auf der Grundlage einer aufgenommenen Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors und anderer Information und führt dem Schaltelement 5 zu einer Zündzeit ein Zündsignal zu. Das Schaltelement 5 wird durch das Zündsignal leitfähig gemacht, woraufhin die Ladung des Kondensators zu der Primärspule der Zündspulen 4 freigegeben wird und eine Hochspannung über der Sekundärspule der Zündspulen 4 induziert wird. Eine Entladung tritt in dem Zündstecker 3 auf und der Verbrennungsmotor wird gezündet.

Nach der Entladung nimmt die Spannung des Kondensators 1 auf ungefähr 0 V ab. Um die nächste Zündung vorzubereiten, wird das Laden nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit von der Beendigung der Entladung wieder gestartet. Die Spannung zwischen den beiden Anschlüssen des Kondensators 1, die auf diese Weise variiert, wird von der Kondensatorspannungs-Messschaltung 7 überwacht, und die überwachte Spannung wird in den Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 eingegeben. Der Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 liest die überwachte Spannung mit einer bestimmten Zeitgebung und beurteilt ein Auftreten/Nichtauftreten einer Anormalität in der Zündschaltung auf der Grundlage der so mitgelesenen Spannung. Das gleiche Signal wie das Zündsignal, das in das Schaltelement 5 eingegeben wird, wird von dem Zündzeitgebungs-Controller 6 in den Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 eingegeben. Auf der Grundlage dieses Signals startet der Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 eine Routine und berechnet eine Spannungslese-Zeitgebung. Dieser Betrieb wird untenstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 2 und das Zeitdiagramm der 3 beschrieben werden.

Auf ein Bestimmen einer Zündzeit auf der Grundlage eines Kurbelwinkelsignals des Verbrennungsmotors führt der Zündzeitgebungs-Controller 6 bei einem Schritt 201 dem Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor ein Signal zu, das die Zündzeit tIG anzeigt. Bei einem Schritt 202 berechnet der Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 eine Zeit tAON auf der Grundlage des aufgenommenen Signals, um eine Spannung des Kondensators 1 zu messen. Die Zeit tAON ist eine Zeit, um eine Anormalität in der Entladungsschaltung zu erfassen. In dieser Ausführungsform wird die Zeit tAON als tAON = tIG + TOFSAON berechnet, das heißt, eine Zeit, die eine vorbestimmte Zeit nach der Zündung ist. Ein Schritt 203 besteht darin, auf ein Eintreffen der Zeit tAON zu warten. Auf ein Eintreffen der Zeit tAON hin geht der Prozess zu einem Schritt 204, wo eine Spannung Vc des Kondensators 1 gemessen wird. Bei einem Schritt 205 wird die Spannung Vc mit einer Beurteilungsreferenzspannung VAON verglichen. Wenn die Kondensatorspannung Vc niedriger als die Beurteilungsreferenzspannung VAON ist, geht der Prozess zu einem Schritt 206, wo beurteilt wird, dass die Entladungsschaltung normal arbeitet. Wenn die Kondensatorspannung Vc höher als die oder gleich der Beurteilungsreferenzspannung VAON ist, was bedeutet, dass die Ladung des Kondensators 1 nicht ausreichend zu den Zündspulen 4 freigegeben worden ist, geht der Prozess zu einem Schritt 207, wo beurteilt wird, dass die Entladungsschaltung eine Anormalität wie etwa eine Unterbrechung aufweist. 3 zeigt Beziehungen zwischen der Kondensatorspannung und den einzelnen Zeitpunkten.

Wie oben beschrieben, kann die Beurteilung, ob die Entladungsschaltung von der Zündeinheit, die den Kondensator 1 einschließt, zu den Zündspulen 4 eine Anormalität wie etwa eine Unterbrechung aufweist, durch ein Messen einer Kondensatorspannung Vc in der Periode von der Freigabe der Ladung des Kondensators 1 zu dem Start des nächsten Ladens ausgeführt werden. Eine Fehlerdiagnose kann durch die einfache Schaltungskonfiguration durchgeführt werden. Die Wartezeit TOFSAON für die Messung der Spannung des Kondensators 1 ist durch die Konfiguration der Zündschaltung bestimmt. Es ist ideal, wenn die Wartezeit TOFSAON auf eine Zeit von der Beendigung einer Entladung des Kondensators 1 zu dem Start des nächsten Ladens eingestellt wird. Die Wartezeit TOFSAON wird so bestimmt, die Eigenschaften der Zündschaltung wiederzugeben.

Die Kondensatorspannungs-Beurteilungsreferenzspannung VAON wird als eine Nachentladungsspannung durch die Konfiguration der Zündvorrichtung bestimmt, und kann ein fester Wert in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Ladeschaltung 2 oder variabel sein, wobei sie mit der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors variiert. In dem letzteren Fall kann die Spannung VAON, die eine Funktion der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors ist, durch ein Berechnen der Drehgeschwindigkeit auf der Grundlage einer derartigen Information wie etwa des Kurbelwinkels, eingestellt werden, der in den Zündzeitgebungs-Controller 6 eingegeben wird. Beispielsweise kann, auch wenn eine Spannungsmessungszeit nicht in der Periode zu dem Start des nächsten Ladens eingestellt werden kann, das heißt, wenn sie in einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Start des nächsten Ladens eingestellt wird, eine korrekte Beurteilung ausgeführt werden, indem eine Spannung VAON geeignet auf der Grundlage der Messzeit und einer Drehgeschwindigkeit eingestellt wird.

Ausführungsform 2

Die 4A und 4B und 5 sind Flussdiagramme bzw. ein Zeitdiagramm, die den Betrieb einer Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigen. In der Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird, anders als in dem Fall der ersten Ausführungsform, die Zeitgebung zum Messen und Beurteilen einer Kondensatorspannung unter Verwendung des Kurbelwinkelsignals bestimmt, das in den Zündzeitgebungs-Controller 6 eingegeben wird, ohne eine Messzeit zu berechnen. Es ist beabsichtigt, die gleichen Vorteile wie die der ersten Ausführungsform der einfacheren Konfiguration zu erhalten. Während die Schaltungskonfiguration die gleiche wie die in 1 gezeigte ist, wird nicht nur das Zündsignal, das auf der Grundlage des Entladungssignals erzeugt wird, das von einem Kurbelwinkelsensor erzeugt wird, sondern auch das Entladungssignal als ein Zeitgebungssignal für eine Spannungsmessung von dem Zündzeitgebungs-Controller 6 in den Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 eingegeben. Dies wird untenstehend unter Bezugnahme auf die 4A und 4B beschrieben werden.

Zuerst wird der Prozess der 4A gestartet. Bei einem Schritt 401 bestimmt der Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 einen Kondensatorspannungslesepuls aus dem Kurbelwinkelsignal. Spezifischer wird der Kurbelwinkelpuls EAON, der von einem Referenzkurbelwinkelpuls als ein Zündpuls oder ein Referenzkurbelwinkelpuls für den Zylinder, den eine Zeit betrifft, die einer vorbestimmten Anzahl von Pulsen entspricht, als ein Kondensatorspannungs-Lesepuls bestimmt. 5 zeigt eine beispielhafte Beziehung zwischen dem Referenzkurbelwinkelpuls und dem Kurbelwinkelpuls EAON.

Der Prozess der 4B wird auf die Bestimmung des Kondensatorspannungs-Lesepulses hin gestartet. Bei einem Schritt 411 wird eine Spannung Vc des Kondensators 1 mit der Zeitgebung gemessen, die in dem Prozess der 4A bestimmt wurde. Bei einem Schritt 412 wird die Kondensatorspannung Vc mit einer Beurteilungsreferenzspannung VAON verglichen. Wenn die Kondensatorspannung Vc niedriger als die Beurteilungsreferenzspannung VAON ist, geht der Prozess zu einem Schritt 413, wo beurteilt wird, dass die Entladungsschaltung normal arbeitet. Wenn die Kondensatorspannung Vc höher als die oder gleich der Beurteilungsreferenzspannung VAON ist, was bedeutet, dass die Ladung des Kondensators 1 nicht ausreichend zu den Zündspulen 4 freigegeben worden ist, geht der Prozess zu einem Schritt 414, wo beurteilt wird, dass die Entladungsschaltung eine Anormalität aufweist.

Diese Ausführungsform ist die gleiche wie die erste Ausführungsform dahingehend, dass eine Kondensatorspannung Vc in der vorgegebenen Periode (d. h. einem vorgegebenen Drehwinkelbereich) nach der Freigabe der Ladung des Kondensators 1 zu den Zündspulen 4 gemessen wird. Jedoch sind in dieser Ausführungsform, da eine Messzeitgebung auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals bestimmt wird, die Hardware- und Software-Konfigurationen sehr einfach, und das vorhandene Signal kann verwendet werden. In Abhängigkeit von dem Aufbau des Kurbelwinkelsignals ist es ausreichend, dem Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 nur das Lesezeitgebungssignal zuzuführen, wobei in dem Fall der Prozess der 4A weggelassen werden kann. Die Beurteilungsreferenzspannung VAON wird auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform eingestellt.

Ausführungsform 3

Die 68 dienen einer Beschreibung der Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Spezifischer ist 6 ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration der Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung zeigt, und die 7 und 8 sind ein Flussdiagramm bzw. ein Zeitdiagramm, die ihren Betrieb zeigen. Die Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist unterschiedlich von jener gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die erstere eine Anormalität in der Ladeschaltung 2 und der Entladungsschaltung für den Kondensator 1 erfasst. Das Schaltungsdiagramm der 6 ist von jenem der 1 dahingehend unterschiedlich, dass der Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 8 der letzteren durch einen Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 ersetzt ist.

Wie in dem Fall der ersten Ausführungsform wird die Spannung zwischen den beiden Anschlüssen des Kondensators 1 durch die Kondensatorspannungs-Messschaltung 7 überwacht. Die überwachte Spannung wird in den Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 eingegeben, und der Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 beurteilt, ob die Ladeschaltung 2 oder die Entladungsschaltung für den Kondensator 1 eine Anormalität aufweist. Das gleiche Signal wie das Zündsignal, das in das Schaltelement 5 eingegeben wird, wird von dem Zündzeitgebungs-Controller 6 in den Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 eingegeben. Auf der Grundlage dieses Zündsignals startet der Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 eine Routine. Dieser Betrieb wird untenstehend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 7 und das Zeitdiagramm der 8 beschrieben werden.

Wenn der Zündzeitgebungs-Controller 6 eine Zündzeitgebung bestimmt hat, wird dem Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 bei einem Schritt 701 eine Zeitinformation tIG, die die Zündzeitgebung anzeigt, von dem Zündzeitgebungs-Controller 6 zugeführt. Die Zeitinformation tIG bedeutet, dass eine Zündung nach einem Verstreichen, von einem Auftreten eines Kurbelwinkelpulses an, einer vorgegebenen Zeit durchgeführt werden sollte, die durch eine Drehgeschwindigkeit bestimmt wird. Auf ein Empfangen der Zeitinformation tIG hin bewegt sich der Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 zu einem Schritt 702, wo er eine Vorzündungs-Kondensatorspannungs-Messzeit tBON zu tBON = tIG – TOFSBON berechnet. Die Vorzündungs-Kondensatorspannungs-Messzeit tBON ist eine Spannungsmesszeit unmittelbar vor der Freigabe der Ladung des Kondensators 1. Bei einem Schritt 703 wird eine Nachzündungs-Kondensatorspannungs-Messzeit tAON zu tAON = tIG + TOFSAON auf die gleiche Weise in der ersten Ausführungsform berechnet. 8 zeigt Beziehungen zwischen dem Entladungsnpuls und der Zündzeit tIG und den Messzeiten tBON und tAON.

Ein Schritt 704 besteht darin, auf ein Eintreffen der Zeit tBON zu warten. Auf ein Eintreffen der Zeit tBON geht der Prozess zu einem Schritt 705, wo eine Vorentladungsspannung VcBON des Kondensators 1 gemessen wird. Bei einem Schritt 706 wird die Kondensatorspannung VcBON mit einer Vorentladungs-Beurteilungsreferenzspannung VBON verglichen. Wenn die Kondensatorspannung VcBON höher als die Beurteilungsreferenzspannung VBON ist, geht der Prozess zu einem Schritt 707, wo beurteilt wird, dass die Entladungsschaltung 2 normal arbeitet. Wenn die Kondensatorspannung VcBON niedriger als die oder gleich der Beurteilungsreferenzspannung VBON ist, geht der Prozess zu einem Schritt 708, wo beurteilt wird, dass die Ladeschaltung 2 anormal arbeitet.

Bei einem Schritt 709 wird ein Warten bis zu einem Eintreffen der Nachentladungs-Kondensatorspannungs-Messzeit tAON durchgeführt. Auf die Ankunft der Zeit tAON hin geht der Prozess zu einem Schritt 710, wo eine Spannung VcAON des Kondensators 1 gemessen wird. Bei einem Schritt 711 wird die Kondensatorspannung VcAON mit einer Beurteilungsreferenzspannung VAON verglichen. Wenn die Kondensatorspannung VcAON niedriger als die Beurteilungsreferenzspannung VAON ist, geht der Prozess zu einem Schritt 712, wo beurteilt wird, dass die Entladungsschaltung normal ist. Wenn die Kondensatorspannung VcAON höher als die oder gleich der Beurteilungsreferenzspannung VAON ist, was bedeutet, dass die Ladung des Kondensators 1 nicht ausreichend zu den Zündspulen 4 freigegeben worden ist, geht der Prozess zu einem Schritt 713, wo beurteilt wird, dass die Entladungsschaltung anormal arbeitet.

Wie oben beschrieben kann die Beurteilung, ob die Ladeschaltung 2 für den Kondensator 1 oder die Entladungsschaltung von der Zündeinheit, die den Kondensator 1 einschließt, zu den Zündspulen 4 eine Anormalität wie etwa eine Unterbrechung aufweist, durch ein Messen jeweils einer Vorentladungsspannung und einer Nachentladungsspannung des Kondensators 1 mit der in 8 gezeigten Zeitgebung und durch ein Vergleichen dieser mit den jeweiligen Beurteilungsreferenzspannungen ausgeführt werden. Eine Fehlerdiagnose kann durch die einfache Schaltungskonfiguration durchgeführt werden. Wie in dem Fall der ersten Ausführungsform können die Vorzündungs- und Nachzündungs-Kondensatorspannungs-Beurteilungsreferenzspannungen und die Vorzündungs- und Nachzündungs-Messzeiten variabel sein, und die Beurteilungsreferenzspannungen können auf der Grundlage der jeweiligen Messzeiten eingestellt werden. Wo eine Energiequelle wie etwa ein Magnetgenerator als die Ladeeinheit 2 verwendet wird, ist es effektiv vom Standpunkt der Energiequelleneigenschaften, die Vorentladungs-Kondensatorspannungs-Beurteilungsreferenzspannung VBON als eine Funktion der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors einzustellen.

Ausführungsform 4

Die 9A9C und 10 sind Flussdiagramme und bzw. ein Zeitdiagramm, die den Betrieb einer Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird, anders als in dem Fall der dritten Ausführungsform, jede Anormalitäts-Beurteilungszeit unter Verwendung des Kurbelwinkelsignals bestimmt, das zu dem Zündzeitgebungs-Controller 6 ausgegeben wird, ohne es zu berechnen. Es ist beabsichtigt, die gleichen Vorteile wie jene der dritten Ausführungsform mit einer einfacheren Konfiguration zu erhalten. Während die Schaltungskonfiguration die gleiche wie jene ist, die in 6 gezeigt ist (dritte Ausführungsform), wird nicht nur das Zündsignal, das auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals gewonnen wird, das von einem Kurbelwinkelsensor erzeugt wird, sondern auch das Kurbelwinkelsignal als ein Zeitgebungssignal für eine Kondensatorspannungsmessung von dem Zündzeitgebungs-Controller 6 in dem Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 eingegeben.

Der Betrieb wird unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme der 9A9C beschrieben werden. Zuerst wird der Prozess der 9A gestartet. Bei einem Schritt 901 bestimmt der Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 einen Vorentladungs-Kondensatorspannungs-Lesepuls von dem Kurbelwinkelsignal. Spezifischer wird, wie in 10 gezeigt, ein Kurbelwinkelpuls EBON, der von einem Referenzkurbelwinkelpuls verzögert ist, als ein Zündpuls oder ein Referenzkurbelwinkelpuls für den Zylinder, den eine Zeit betrifft, die einer vorbestimmten Anzahl von Pulsen entspricht, als ein Vorentladungs-Kondensatorspannungs-Lesepuls bestimmt. Bei einem Schritt 902 wird ein Nachentladungs-Kurbelwinkelpuls EAON, der von dem Puls EBON verzögert ist, bestimmt.

Der Prozess der 9B wird auf die Bestimmung der Kondensatorspannungs-Lesekurbelwinkelpulse EBON und EAON hin gestartet. Bei einem Schritt 911 wird eine Spannung VcBON des Kondensators mit der Zeitgebung gemessen, die bei einem Schritt 901 des Prozesses der 9A bestimmt wurde. Bei einem Schritt 912 wird die Kondensatorspannung VcBON mit einer Beurteilungsreferenzspannung VBON verglichen. Wenn die Kondensatorspannung VcBON höher als die Beurteilungsreferenzspannung ist (d. h. die Kondensatorspannung VcBON normal ist), geht der Prozess zu einem Schritt 913, wo beurteilt wird, dass die Ladeschaltung 2 normal arbeitet. Wenn die Kondensatorspannung VcBON niedriger als die oder gleich der Beurteilungsreferenzspannung VBON ist, geht der Prozess zu einem Schritt 914, wo beurteilt wird, dass die Ladeschaltung 2 anormal arbeitet.

Auf die Beurteilung der Vorentladungs-Kondensatorspannung VcBON hin wird der Prozess der 9C gestartet. Bei einem Schritt 921 wird eine Spannung VcAON des Kondensators 1 mit der Zeitgebung gemessen, die bei einem Schritt 902 des Prozesses der 9A bestimmt wurde. Bei einem Schritt 922 wird die Kondensatorspannung VcAON mit einer Beurteilungsreferenzspannung VAON verglichen. Wenn die Kondensatorspannung VcAON niedriger als die Beurteilungsreferenzspannung VAON ist (d. h. die Kondensatorspannung VcAON normal ist), geht der Prozess zu einem Schritt 923, wo beurteilt wird, dass die Entladungsschaltung normal ist. Wenn die Kondensatorspannung VcAON höher als die oder gleich der Beurteilungsreferenzspannung VAON ist, geht der Prozess zu einem Schritt 924, wo beurteilt wird, dass die Entladungsschaltung anormal arbeitet.

Wie oben beschrieben, kann die Beurteilung, ob die Ladeschaltung 2 für den Kondensator 1 oder die Entladungsschaltung von der Zündeinheit, die den Kondensator 1 einschließt, zu den Zündspulen 4 eine Anormalität wie etwa eine Unterbrechung aufweist, durch ein Messen einer Vorentladungsspannung und einer Nachentladungsspannung des Kondensators 1 und durch ein Vergleichen dieser mit den jeweiligen Beurteilungsreferenzspannungen ausgeführt werden. Wie in dem Fall der zweiten Ausführungsform sind die Hardware- und Software-Konfigurationen sehr einfach, weil die Messzeitgebung durch das Kurbelwinkelsignal bestimmt wird. In Abhängigkeit von dem Aufbau des Kurbelwinkelsignals kann der Prozess der 9A weggelassen werden, indem dem Lade-/Entladungsschaltungs-Anormalitätsdetektor 9 nur das Lesezeitgebungssignal zugeführt wird. Die Kondensatorspannungs-Beurteilungsreferenzspannungen VAON und VBON werden auf die gleiche Weise wie in der dritten Ausführungsform eingestellt.

Wenn eine Vorentladungs-Lesezeit nicht auf einen Zeitpunkt unmittelbar vor einer Entladung eingestellt werden kann, kann eine Beurteilungsreferenzspannung VBON in Übereinstimmung mit einer möglichen Lesezeit eingestellt werden. Auch wenn es unvermeidbar ist, eine Nachentladungs-Lesezeit auf eine Zeit nach dem Start des nächsten Ladens einzustellen (siehe 10), kann die Beurteilungsreferenzspannung VAON auf eine Spannung eingestellt werden, die für eine derartige Nachentladungs-Lesezeit geeignet ist. Dies trifft auch auf die zweite Ausführungsform zu. Weiter können die Beurteilungsreferenzspannungen VBON und VAON in Übereinstimmung mit der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors variiert werden.

Die Erfindung kann auf Kondensatorentladungs-Zündvorrichtungen, in welchen einem Kondensator eine Zündenergie über eine Spannung zugeführt wird, die von der Spannung einer Batterie verstärkt wird, und in Kondensatorentladungs-Zündvorrichtungen angewandt werden, in welchen einem Kondensator eine Zündenergie durch ein Gleichrichten der Ausgangsspannung eines Magnetgenerators oder dergleichen zugeführt wird. Die Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung gemäß der Erfindung kann für Verbrennungsmotoren verwendet werden, die einen einzelnen Zylinder oder eine Mehrzahl von Zylindern aufweisen.


Anspruch[de]
Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung, umfassend:

einen Kondensator (1), der von einer Energiequelle (2) geladen wird, und eine Ladung speichert, um eine Zündenergie zu erzeugen;

Zündspulen (4), die eine Ladung, die von dem Kondensator (1) freigegeben wird, auf einer Primärseite aufnehmen und eine Hochspannung auf einer Sekundärseite erzeugen;

ein Schaltelement (5), um den Kondensator (1) zu veranlassen, die Ladung, die darin gespeichert ist, zu den Zündspulen (4) auszugeben;

eine Zündzeitgebungs-Steuereinrichtung (6), die ein Signal aufnimmt, das einem Kurbelwinkel eines Verbrennungsmotors entspricht, und dem Schaltelement (5) ein Zündsignal zuführt; und

eine Schaltungsanormalitäts-Erfassungseinrichtung (8, 9), die ein Signal von der Zündzeitgebungs-Steuereinrichtung (6) aufnimmt, eine Kondensatorspannungs-Messzeit (tAON, tBON) einstellt und eine Schaltungsanormalität auf der Grundlage einer Spannung (Vc) des Kondensators (1), die zu der Kondensatorspannungs-Messzeit über dem Kondensator (1) gemessen wird, beurteilt durch ein Vergleichen der gemessenen Spannung (Vc) des Kondensators (1) mit einer voreingestellten Beurteilungsreferenzspannung (VAON).
Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Beurteilungsreferenzspannung (VAON) entsprechend einer Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors bestimmt wird. Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Schaltungsanormalitäts-Erfassungseinrichtung (8) eine Spannung (Vc) des Kondensators (1) zu einer vorgegebenen Zeit (tAON) misst, die nach der Freigabe der Ladung von dem Kondensator (1) zu den Zündspulen (4) liegt. Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Schaltungsanormalitäts-Erfassungseinrichtung (8) eine Spannung des Kondensators (1) zu einer vorgegebenen Zeit (tBON) misst, die vor der Freigabe der Ladung von dem Kondensator (1) zu den Zündspulen (4) liegt. Kondensatorentladungs-Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schaltungsanormalitäts-Erfassungseinrichtung (8) ein Signal aufnimmt, das dem Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors entspricht, und eine Spannung (Vc) des Kondensators (1) auf ein Aufnehmen eines Pulses des Signals hin misst, das dem Kurbelwinkel entspricht.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com