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WO1993012340A1 - Method of regulating ignition-coil closing time - Google Patents

Method of regulating ignition-coil closing time Download PDF

Info

Publication number
WO1993012340A1
WO1993012340A1 PCT/DE1992/001047 DE9201047W WO9312340A1 WO 1993012340 A1 WO1993012340 A1 WO 1993012340A1 DE 9201047 W DE9201047 W DE 9201047W WO 9312340 A1 WO9312340 A1 WO 9312340A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
closing time
comparator
ignition
time
microprocessor
Prior art date
Application number
PCT/DE1992/001047
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich Koelle
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to JP51051993A priority Critical patent/JP3288376B2/en
Priority to EP93901588A priority patent/EP0617757B1/en
Priority to DE59207208T priority patent/DE59207208D1/en
Publication of WO1993012340A1 publication Critical patent/WO1993012340A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/045—Layout of circuits for control of the dwell or anti dwell time
    • F02P3/0453—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/0456—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques

Definitions

  • the invention is based on a method for controlling the closing time in ignition systems for internal combustion engines according to the type of the main claim.
  • a closing time control for internal combustion engines is already known from DE-PS 34 02 537, in which, however, two comparators and two reference marks are used to determine the ignition timing and for closing time control.
  • a closing time control is carried out on the basis of monitoring the ignition coil current with two comparators, one of which responds when 80% of the required ignition coil current is reached and the other responds at 100%. It is disadvantageous that the time between reaching the individual comparator thresholds is measured continuously and the charging time must be calculated from these measured times.
  • the hardware required here (80% and 100% comparator) and the special demands on the processor, as well as the required software make the solution shown relatively expensive.
  • a method for closing time adaptation is known from the unpublished patent application DE-41 19 570, a comparator being provided which compares the ignition coil current with a desired value and detects the output level of the comparator at the time of ignition.
  • the method according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the optimal closing time is determined by the time measurement of the output closing time and the time measurement until the comparator responds and is output during the subsequent ignition.
  • the measures listed in the subclaims enable advantageous further developments and improvements of the method specified in the main claim. It is particularly advantageous that the comparison voltage supplied to the comparator can be set to a predetermined current value of the charge curve of the respective ignition coil, and the method can thus be set to different engine operating points. It is also advantageous to trigger positive ignition a predetermined time after the comparator has responded, as a result of which there is no unnecessary stress on the high-voltage parts and no unnecessarily large power loss. Ultimately, this method has the advantage of ensuring, by monitoring the comparator output, that a predetermined minimum closing time is guaranteed. An additional diagnosis can be carried out here using a plausibility check.
  • This minimum closing time is checked so that, for example, a short circuit is recognized and the ignition and injection for the corresponding cylinder are switched off to protect the catalytic converter and the ignition end stages.
  • the closing time at the end of operation may be accessed for faster closing time determination. This process is advantageously carried out as a function of the engine temperature T, so that the closing time at the end of operation is then the closing time when new
  • Jtart is used if the engine temperature at restart T motn is only a predeterminable value of the engine temperature at the end of operation
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement for detecting the ignition coil current
  • FIG. 2 shows the time sequences for determining the closing time
  • FIG. 3 shows a flow chart for determining the closing time
  • FIG. 4 shows the ignition coil current for two closing times as a function of the engine temperature.
  • FIG. 1 shows the microprocessor 1 of a control device (not shown) for the ignition output stages of the ignition system of an internal combustion engine.
  • This microprocessor 1 is connected, inter alia, to the base of an ignition transistor 3 via a connecting line.
  • the ignition transistor 3 On the collector side, the ignition transistor 3 is connected via the primary winding of an ignition coil 4 to a battery voltage U ⁇ , for example a vehicle battery, not shown.
  • the ignition coil 4 is connected on the one hand to the battery voltage U " and on the other hand to a spark plug 5.
  • the ignition transistor 3 is connected to the inverting input of a comparator 6 and in parallel to it via a measuring resistor 7 to ground.
  • the non-inverting input the comparator 6 is connected via a voltage divider formed from the resistors 8 and 9 to ground on the one hand and to a supply voltage U, which is supplied by a voltage stabilizer, not shown, via the voltage divider, a comparison voltage U is set at the non-inverting input of the comparator 6. It is entirely possible to use a comparator - as shown in FIG. 1 - with a plurality of separately switchable voltage dividers 8a and 8b or 9a and 9b, with different comparison voltages U " or U via switching elements 11a from the microprocessor via a connection 10a or 10b or 11b on the comparator 6 be placed. Depending on what kind of comparator it is, that is to say at what percentage (for example 90% ...
  • the comparative value U reached the comparator switches, time or a fraction thereof defined from the start of the closing time to the end of the closing time.
  • the further output stages of the ignition system - only indicated here - are connected in such a way that the emitters of the individual ignition transistors are combined. In internal combustion engines with a closing angle overlap, the cylinders which overlap in their closing angle would have to be evaluated separately by a further evaluation circuit with elements 6, 7, 8 and 9.
  • the output level IP of the comparator 6 is fed to the microprocessor 1.
  • FIG. 2 shows the signal curves over time, which are evaluated by the microprocessor.
  • the upper signal curve in this figure shows the signal ts for controlling the ignition stage 3 from the microprocessor 1 via the connection 2.
  • the microprocessor switches the signal ts from 0 to 1, as a result of which the start of the closing time is realized.
  • This time T1 is recorded in the microprocessor 1 and stored as the base time from which the time for the various events is measured.
  • the microprocessor 1 also controls the end of the closing time T2 at which the ignition takes place.
  • the time T n ⁇ marked between the beginning of the closing time Tl and the end of the closing time T2 represents a minimum closing time, it serves for the detection of short circuits and is constant.
  • the lower signal sequence in FIG. 2 shows the output level IP of the comparator 6, the output of the comparator switching from 0 to 1 due to the interconnection when the ignition coil current specified by the voltage U has been reached.
  • a time t4 begins to run, at the end of which the closing time is ended by the microprocessor 1 in any case.
  • FIG. 3 shows the flowchart for processing the recorded times, as shown in FIG. 2.
  • the microprocessor 1 calculates the ignition timing on the basis of the detected parameters such as speed, temperature and pressure. For each ignition cycle of the internal combustion engine, the microprocessor 1 monitors the signal sequence ts for controlling the ignition output stage and the output level of the comparator IP in a step 20. In a subsequent query 21, it is checked whether the start of a closing time T1 exists. If this is the case, the yes output of query 21 leads to a work step 22 in which the closing time begins. T1 is buffered as the base time for later calculations. Cann't. If the start of the closing time T1 is determined, the no output of the query 21 leads to the query 23.
  • this query 23 initially carries out a query 33.
  • the query 24 it is now checked whether the comparator 6 has responded at all or had, ie a query is made as to whether the time T3 was reached at which the comparator 8 responds.
  • the comparator is triggered at the point in time when an energy is stored in the ignition coil which corresponds to the predetermined comparison value U.
  • the yes output of query 24, that is to say the comparator had responded, results in a subsequent step 25 due to the temporarily stored time for the start of the closing time. Tl and the time for the comparator T3 to respond, the determination of the closing time SZn for the subsequent ignition cycle in this ignition coil, where SZn T3 - Tl.
  • Such a case can also occur, for example, when the internal combustion engine is idling and the ignition coil energy actually required is less than in the partial load or full load range.
  • the query 26 was answered with yes, ie the actual closing time (T2-T1) was greater than the desired closing time (SZ)
  • the subsequent desired optimal closing time SZn is determined in a work step 28 by the closing time that is output (T2 - Tl)
  • the correction value K is a value determined in the application for each engine type, which ensures that the specified value of the ignition coil current is just reached with the closing time of the subsequent ignition.
  • the correction value K is not added all at once, but is broken down into several parts and added step by step to the measured actual closing time. If query 23 was answered with no for time T2, ie no ignition event could be determined, a query 29 checks whether an ascending flank (ie a response of the comparator) occurs in the signal sequence IP. If this is the case, the response time T3 of the comparator 6 is temporarily stored in step 30. In the following query 31, it is checked whether the response time T3 of the comparator 6 is less than a minimum closing time T__. A yes to this query 31 results
  • step 32 DIA for step 32, in which this situation is interpreted as a short circuit in the ignition system and the ignition and injection are accordingly switched off in the cylinder concerned.
  • the yes output of this query leads to a query 37 which checks whether a time t4 started by the comparator 6 and which represents a maximum permissible closing time SZ max has expired. If this is the case, the closing time is ended by the microprocessor 1 in a work step 38 at time T4 and a positive ignition is triggered. This measure ensures that the high-voltage parts are not unnecessarily stressed. From the no output of query 36 and query 37 and 31 as well as from work steps 38, 32, 35, 25, 28 and 27, a connection leads to a work step 39. In this work step 39, the times T1 and T3 deleted. Then, in step 40, the closing time determination for the next ignition cycle is started again. This method just described enables the closing time to be determined very precisely, since there is no unnecessary conversion to the angular plane, but the measured times are used directly by the microprocessor to determine the closing time.
  • this method offers the possibility of reacting very well to dynamics.
  • the microprocessor detects a dynamic that starts after the start of the closing time and thus changes the closing time as a discrepancy between the desired closing time SZ and the actually issued closing time (T2-T1) and adjusts the closing time of the subsequent ignition cycle SZn according to the measured times. An error in the determination of the closing time is thus avoided even under changing operating conditions, such as dynamics.
  • FIG. 4 shows the dependence of the rise in the ignition coil current on the temperature.
  • curve A shows the increase in the current in the ignition coil at low temperature ⁇ .
  • curve B shows the increase in the ignition coil current at a higher temperature I.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Proposed is a method of regulating the closing time of the ignition coil in internal-combustion engine ignition systems with at least one microprocessor (1) designed to control at least one ignition-system output stage. The current in the ignition coil is measured and compared with a predetermined target value (Uv). The microprocessor (1) also determines the time taken from the beginning of closure (T1) until the target value (Uv) is reached or until closure is completed (T2) and, from these times (T1, T2, T3), defines the closing time (SZn) for the following ignition cycle.

Description

Verfahren zur Schließzeitreσelunσ Closing time procedure
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Schließzeitregelung in Zündanlagen für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Haupt¬ anspruchs. Es ist schon eine Schließzeitregelung für Brennkraftma¬ schinen aus der DE-PS 34 02 537 bekannt, bei der aber zwei Kompara- toren, sowie zwei Bezugsmarken zur Festlegung des Zündzeitpunktes und zur Schließzeitregelung verwendet werden. Hierbei wird eine Schließzeitregelung auf der Grundlage der Überwachung des Zündspu¬ lenstroms mit zwei Komparatoren, wovon der eine bei Erreichung von 80% des geforderten Zündspulenstromes und der andere bei 100% an¬ spricht, vorgenommen. Nachteilig ist, daß hierbei die Zeit zwischen Erreichen der einzelnen Komparator-Schwellen laufend gemessen und aus diesen gemessenen Zeiten die Ladezeit berechnet werden muß. Die hierbei notwendige Hardware (80%- und 100%-Komparator) und die spe¬ zielle Forderung an den Prozessor, sowie die benötigte Software ma¬ chen die dargestellte Lösung relativ kostenaufwendig. Weiterhin ist aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE- 41 19 570 ein Verfahren zur Schließzeitadaption bekannt, wobei ein Komparator vor¬ gesehen ist, der die Zündspulenstromstärke mit einem Sollwert ver¬ gleicht und den Ausgangspegel des Komparators jeweils zum Zündzeit¬ punkt erfaßt.The invention is based on a method for controlling the closing time in ignition systems for internal combustion engines according to the type of the main claim. A closing time control for internal combustion engines is already known from DE-PS 34 02 537, in which, however, two comparators and two reference marks are used to determine the ignition timing and for closing time control. In this case, a closing time control is carried out on the basis of monitoring the ignition coil current with two comparators, one of which responds when 80% of the required ignition coil current is reached and the other responds at 100%. It is disadvantageous that the time between reaching the individual comparator thresholds is measured continuously and the charging time must be calculated from these measured times. The hardware required here (80% and 100% comparator) and the special demands on the processor, as well as the required software make the solution shown relatively expensive. Furthermore, a method for closing time adaptation is known from the unpublished patent application DE-41 19 570, a comparator being provided which compares the ignition coil current with a desired value and detects the output level of the comparator at the time of ignition.
«ft Hierbei wird ermittelt, ob die in der Zündspule gespeicherte Energie ausreichend für einen ordnungsgemäßen Zündfunken war. Ein Steuer¬ gerät kann nun aufgrund des jeweiligen Ausgangspegels des Kompara- tors durch schrittweise Verlängerung bzw. Verkürzung der Schließzeit sich, der optimalen Schließzeit annähern. Bei diesem Verfahren kann die erforderliche Schließzeit nicht sofort ermittelt werden. Das führt dazu, daß entweder eine zu lange Schließzeit, was zu unnötiger Verlustleistung führt, oder eine zu kurze Schließzeit, die zu Zünd¬ aussetzern führen kann, ausgegeben wird.«Ft It is determined whether the energy stored in the ignition coil was sufficient for a correct ignition spark. A control device can now approach the optimum closing time due to the respective output level of the comparator by gradually increasing or reducing the closing time. With this method, the required closing time cannot be determined immediately. The result is that either a closing time that is too long, which leads to unnecessary power loss, or a closing time that is too short, which can lead to misfires, is output.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Zeitmes¬ sung der ausgegebenen Schließzeit und der Zeitmessung bis zum An¬ sprechen des Komparators die optimale Schließzeit ermittelt wird und bei der darauffolgenden Zündung ausgegeben wird.The method according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the optimal closing time is determined by the time measurement of the output closing time and the time measurement until the comparator responds and is output during the subsequent ignition.
Durch, die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die dem Komparator zugeführte Vergleichsspannung auf einen vorgegebenen Stromwert der Ladungskurve der jeweiligen Zündspule einstellbar ist, und somit das Verfahren auf verschiedene Motorbetriebspunkte ein¬ stellbar ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, eine vorgegebene Zeit nach Ansprechen des Komparators eine Zwangszündung auszulösen, wo¬ durch keine unnötige Belastung der hochspannungsführenden Teile und keine unnötig große Verlustleistung auftritt. Letztendlich hat die¬ ses Verfahren den Vorteil, durch Überwachung des Komparatorausgangs sicherzustellen., daß eine vorgegebene Mindestschließzeit gewährlei¬ stet ist. Hier läßt sich anhand einer Plausibilitätskontrolle eine zusätzliche Diagnose durchführen. Diese Mindestschließzeit wird überprüft, so daß beispielsweise ein Kurzschluß erkannt werden und für den entsprechenden Zylinder Zün¬ dung und Einspritzung zum Schutz des Katalysators und der Zündend¬ stufen abgeschaltet werden. Bei Neustart des Motors kann zur schnel¬ leren Schließzeitermittlung eventuell auf die Schließzeit bei Be- triebsende zugegriffen werden. Dieser Vorgang wird vorteilhafterwei- 'ü in Abhängigkeit der Motortemperatur T vorgenommen, so daß ir dann die Schließzeit bei Betriebsende als Schließzeit bei Neu-The measures listed in the subclaims enable advantageous further developments and improvements of the method specified in the main claim. It is particularly advantageous that the comparison voltage supplied to the comparator can be set to a predetermined current value of the charge curve of the respective ignition coil, and the method can thus be set to different engine operating points. It is also advantageous to trigger positive ignition a predetermined time after the comparator has responded, as a result of which there is no unnecessary stress on the high-voltage parts and no unnecessarily large power loss. Ultimately, this method has the advantage of ensuring, by monitoring the comparator output, that a predetermined minimum closing time is guaranteed. An additional diagnosis can be carried out here using a plausibility check. This minimum closing time is checked so that, for example, a short circuit is recognized and the ignition and injection for the corresponding cylinder are switched off to protect the catalytic converter and the ignition end stages. When the engine is restarted, the closing time at the end of operation may be accessed for faster closing time determination. This process is advantageously carried out as a function of the engine temperature T, so that the closing time at the end of operation is then the closing time when new
Jtart verwendet wird, wenn die Motortemperatur bei Neustart T motn nur einen vorgebbaren Wert von der Motortemperatur bei BetriebsendeJtart is used if the engine temperature at restart T motn is only a predeterminable value of the engine temperature at the end of operation
T __ abweicht, rπoteT __ deviates, rπote
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fi¬ gur 1 eine Schaltungsanordnung zur Erfassung des Zündspulenstroms, Figur 2 die Zeitabläufe bei der Schließzeitermittlung, Figur 3 einen Ablaufplan zur Schließzeitermittlung und Figur 4 zeigt den Zündspu¬ lenstrom für zwei Schließzeiten in Abhängigkeit der Motortemperatur.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a circuit arrangement for detecting the ignition coil current, FIG. 2 shows the time sequences for determining the closing time, FIG. 3 shows a flow chart for determining the closing time, and FIG. 4 shows the ignition coil current for two closing times as a function of the engine temperature.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 ist der Mikroprozessor 1 eines nicht dargestellten Steuergerätes für die Zündendstufen der Zündanlage einer Brennkraft¬ maschine dargestellt. Dieser Mikroprozessor 1 ist unter anderem über eine Verbindungsleitung mit der Basis eines Zündtransistors 3 ver¬ bunden. Auf der Kollektorseite ist der Zündtransistor 3 über die Primärwicklung einer Zündspule 4 mit einer Batteriespannung Uε beispielsweise einer nicht dargestellten Fahrzeugbatterie verbunden. Sekundärseitig ist die Zündspule 4 einerseits mit der Batteriespan¬ nung U" und andererseits, mit einer Zündkerze 5 verbunden. Emit- terseitig ist der Zündtransistor 3 dem invertierenden Eingang eines Komparators 6 und parallel dazu über einen Meßwiderstand 7 an Masse geschaltet. Der nicht invertierende Eingang des Komparators 6 liegt über einen, aus den Widerständen 8 und 9 gebildeten Spannungsteiler einerseits an Masse und andererseits an einer VersorgungsSpannung U, welche von einem nicht dargestellten Spannungsstabilisator geliefert wird, über den Spannungsteiler wird eine Vergleichsspannung U am nicht invertierenden Eingang des Komparators 6 eingestellt. Dabei ist es durchaus möglich, einen Komparator - wie Figur 1 zeigt - mit mehreren separat zuschaltbaren Spannungsteilern 8a und 8b bzw. 9a und 9b zu verwenden, wobei vom Mikroprozessor über eine Verbindung 10a bzw. 10b verschiedene Vergleichsspannungen U" bzw. U über Schaltelemente 11a bzw. 11b am Komparator 6 eingestellt werden. Je nachdem, um was für einen Komparator es sich handelt, das heißt, bei welchem Prozentsatz (zum Beispiel 90 % ... 95 %) vom erreichten Ver¬ gleichswert U der Komparator schaltet, wird so die Zeit oder ein da¬ von definierter Bruchteil vom Schließzeitbeginn bis zum Schließzeit¬ ende erfaßt. Die weiteren Endstufen der Zündanlage - hier nur ange¬ deutet - sind so verschaltet, daß die Ermitter der einzelnen Zünd¬ transistoren zusammengefaßt werden. Bei Brennkraftmaschinen mit einer Schließwinkelüberlappung wären die Zylinder, die sich in ihrem Schließwinkel überlappen durch eine weitere Auswerteschaltung mit Elementen 6, 7, 8 und 9 getrennt auszuwerten. Der Ausgangspegel IP des Komparators 6 wird dem Mikroprozessor 1 zugeführt. FIG. 1 shows the microprocessor 1 of a control device (not shown) for the ignition output stages of the ignition system of an internal combustion engine. This microprocessor 1 is connected, inter alia, to the base of an ignition transistor 3 via a connecting line. On the collector side, the ignition transistor 3 is connected via the primary winding of an ignition coil 4 to a battery voltage Uε, for example a vehicle battery, not shown. On the secondary side, the ignition coil 4 is connected on the one hand to the battery voltage U " and on the other hand to a spark plug 5. On the emitter side, the ignition transistor 3 is connected to the inverting input of a comparator 6 and in parallel to it via a measuring resistor 7 to ground. The non-inverting input the comparator 6 is connected via a voltage divider formed from the resistors 8 and 9 to ground on the one hand and to a supply voltage U, which is supplied by a voltage stabilizer, not shown, via the voltage divider, a comparison voltage U is set at the non-inverting input of the comparator 6. It is entirely possible to use a comparator - as shown in FIG. 1 - with a plurality of separately switchable voltage dividers 8a and 8b or 9a and 9b, with different comparison voltages U " or U via switching elements 11a from the microprocessor via a connection 10a or 10b or 11b on the comparator 6 be placed. Depending on what kind of comparator it is, that is to say at what percentage (for example 90% ... 95%) of the comparative value U reached the comparator switches, time or a fraction thereof defined from the start of the closing time to the end of the closing time. The further output stages of the ignition system - only indicated here - are connected in such a way that the emitters of the individual ignition transistors are combined. In internal combustion engines with a closing angle overlap, the cylinders which overlap in their closing angle would have to be evaluated separately by a further evaluation circuit with elements 6, 7, 8 and 9. The output level IP of the comparator 6 is fed to the microprocessor 1.
In Figur 2 sind die zeitlichen Signalverläufe, welche vom Mikropro¬ zessor ausgewertet werden, dargestellt. Der obere Signalverlauf in dieser Figur zeigt das Signal ts für die Ansteuerung der Zündend¬ stufe 3 vom Mikroprozessor 1 über die Verbindung 2. Zum Zeitpunkt Tl schaltet der Mikroprozessor das Signal ts von 0 auf 1, wodurch der Schließzeitbeginn realisiert wird. Im Mikroprozessor 1 wird diese Zeit Tl erfaßt und als Basiszeitpunkt, von welcher aus die Zeit für die verschiedenen Ereignisse gemessen wird, abgespeichert. Der Mi¬ kroprozessor 1 steuert auch das Schließzeitende T2, zu welchem die Zündung erfolgt. Diese Schließzeit SZ = Tl bis T2 wurde entweder beim vorhergehenden Zündzyklus ermittelt oder wird z.B. bei einem Neustart vom Mikroprozessor 1 beispielsweise in Abhängigkeit von der Motortemperatur oder weiteren Betriebsparametern fest vorgegeben. Die, zwischen Schließzeitbeginn Tl und Schließzeitende T2 markierte Zeit Tnτλ stellt eine Mindestschließzeit dar, sie dient der Erken¬ nung von Kurzschlüssen und ist konstant.FIG. 2 shows the signal curves over time, which are evaluated by the microprocessor. The upper signal curve in this figure shows the signal ts for controlling the ignition stage 3 from the microprocessor 1 via the connection 2. At the time T1, the microprocessor switches the signal ts from 0 to 1, as a result of which the start of the closing time is realized. This time T1 is recorded in the microprocessor 1 and stored as the base time from which the time for the various events is measured. The microprocessor 1 also controls the end of the closing time T2 at which the ignition takes place. This closing time SZ = Tl to T2 was either determined in the previous ignition cycle or is fixed, for example in the event of a restart by the microprocessor 1, for example as a function of the engine temperature or other operating parameters. The time T nτλ marked between the beginning of the closing time Tl and the end of the closing time T2 represents a minimum closing time, it serves for the detection of short circuits and is constant.
Die untere Signalfolge in der Figur 2 zeigt den Ausgangspegel IP des Komparators 6, wobei der Ausgang des Komparators aufgrund der Ver- schaltung von 0 auf 1 schaltet, wenn der durch die Spannung U vorgegebene Zündspulenstrom erreicht ist.The lower signal sequence in FIG. 2 shows the output level IP of the comparator 6, the output of the comparator switching from 0 to 1 due to the interconnection when the ignition coil current specified by the voltage U has been reached.
Beim Erreichen des Zündspulensollstromes zum Zeitpunkt T3 beginnt eine Zeit t4 abzulaufen, an deren Ende die Schließzeit in jedem Fall vom Mikroprozessor 1 beendet wird.When the ignition coil target current is reached at time T3, a time t4 begins to run, at the end of which the closing time is ended by the microprocessor 1 in any case.
In Figur 3 ist der Ablaufplan zur Verarbeitung der erfaßten Zeiten, wie sie in Figur 2 dargestellt sind, gezeigt. Der Mikroprozessor 1 berechnet aufgrund der erfaßten Paramter wie Drehzahl Temperatur und Druck den Zündzeitpunkt. Für jeden Zündzyklus der 3rennkraftma- schine wird vom Mikroprozessor 1 in einem Arbeitsschritt 20 die Sig¬ nalfolge ts zur Ansteuerung der Zündendstufe und der Ausgangspegel des Komparators IP überwacht. In einer anschließenden Abfrage 21 wird geprüft, ob der Beginn einer Schließzeit Tl vorliegt. Ist dies der Fall, so führt der Ja-Ausgang der Abfrage 21 zu einem Arbeitsschritt 22, in welchem der Schlie߬ zeitbeginn. Tl als Basiszeit für spätere Berechnungen zwischengespei¬ chert wird. Konnte kein. Schließzeitbeginn Tl ermittelt werden, so führt der Nein-Ausgang der Abfrage 21 zur Abfrage 23. Hier wird er¬ mittelt, ob ein Zündereignis, d.h. ein Schließzeitende T2 aufgetre¬ ten ist. Wurde ein Zündereignis erfaßt, so führt der Ja-Ausgang die¬ ser Abfrage 23 zunächst a eine Abfrage 33. Hier wird kontrolliert, ob der Ausgangspegel IP des Komparators 6 nach der Zündung (wobei hier Schalt- und Entladezeiten zu berücksichtigen sind) einen Aus¬ gangspegel, der dem angesprochenen Zustand (IP = 1) entspricht, auf¬ weist. Ist dies nicht der Fall, d.h. eine gewisse Zeit nach der Zün¬ dung ist IP = 0, so führt der Nein-Ausgang an eine Abfrage 24. Es wird nun in der Abfrage 24 kontrolliert, ob der Komparator 6 über¬ haupt angesprochen hat bzw. hatte, d.h. es wird abgefragt, ob die Zeit T3 erreicht wurde, zu der der Komparator 8 anspricht. Das An¬ sprechen des Komparators geschieht zu dem Zeitpunkt, wenn in der Zündspule eine Energie gespeichert ist, die dem vorgegebenen Ver¬ gleichswert U entspricht. Der Ja-Ausgang der Abfrage 24, d.h. der Komparator hatte angesprochen, bewirkt in einem anschließenden Ar¬ beitsschritt 25 aufgrund der zwischengespeicherten Zeit für den Schließzeitbeginn. Tl und der Zeit für das Ansprechen des Komparators T3 die Bestimmung der Schließzeit SZn für den darauffolgenden Zünd¬ zyklus in dieser Zündspule, wobei SZn = T3 - Tl ist. FIG. 3 shows the flowchart for processing the recorded times, as shown in FIG. 2. The microprocessor 1 calculates the ignition timing on the basis of the detected parameters such as speed, temperature and pressure. For each ignition cycle of the internal combustion engine, the microprocessor 1 monitors the signal sequence ts for controlling the ignition output stage and the output level of the comparator IP in a step 20. In a subsequent query 21, it is checked whether the start of a closing time T1 exists. If this is the case, the yes output of query 21 leads to a work step 22 in which the closing time begins. T1 is buffered as the base time for later calculations. Couldn't. If the start of the closing time T1 is determined, the no output of the query 21 leads to the query 23. Here it is determined whether an ignition event, ie an end of the closing time T2, has occurred. If an ignition event has been detected, the yes output of this query 23 initially carries out a query 33. Here it is checked whether the output level IP of the comparator 6 after the ignition (switching and discharging times are to be taken into account here) gear level, which corresponds to the addressed state (IP = 1). If this is not the case, ie a certain time after the ignition is IP = 0, then the no output leads to a query 24. In the query 24 it is now checked whether the comparator 6 has responded at all or had, ie a query is made as to whether the time T3 was reached at which the comparator 8 responds. The comparator is triggered at the point in time when an energy is stored in the ignition coil which corresponds to the predetermined comparison value U. The yes output of query 24, that is to say the comparator had responded, results in a subsequent step 25 due to the temporarily stored time for the start of the closing time. Tl and the time for the comparator T3 to respond, the determination of the closing time SZn for the subsequent ignition cycle in this ignition coil, where SZn = T3 - Tl.
Der Nein-Ausgang der Abfrage 24, d.h., der Komparator 6 hatte zum Zeitpunkt der Zündung bzw. zum Schließzeitende T2 nicht angesprochen führt zu einer Abfrage 26. In dieser Abfrage 26 wird kontrolliert, ob die gemessene, d.h. tatsächliche Schließzeit (T2 - Tl) größer ist als die vom Mikroprozessor 1 im vorherigen Zyklus errechnete, opti¬ male Schließzeit (SZ) ist. Ist dies nicht der Fall, beispielsweise wenn nach der Berechnung oder Ausgabe des Schließereignisses der Mo¬ tor stark beschleunigt und damit der Zündzeitpunkt zeitlich betrach¬ tet vorverlegt wird, so führt der Nein-Ausgang dieser Abfrage zum Arbeitsschritt 27, in welchem die eben gewollte, optimale Schlie߬ zeit SZ' ieder als Schließzeit für die darauffolgende Zündung be¬ stimmt wird (SZn = SZ). Solch ein Fall kann beispielsweise auch auf¬ treten, wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf arbeitet und die tatsächlich benötigte Zündspulenenergie geringer ist als im Teillast oder Vollastbereich. Wurde die Abfrage 26 mit Ja beantwortet, d.h. die tatsächliche Schließzeit (T2 - Tl) war größer als die gewollte Schließzeit (SZ), so wird in einem Arbeitsschritt 28 die darauffol¬ gende gewollte optimale Schließzeit SZn bestimmt, indem zu der aus¬ gegebenen Schließzeit (T2 - Tl) ein Korrekturwert K hinzuaddiert wird (SZn = T2 - Tl + K) um ein Ansprechen des Komparators 6 zu er¬ zielen. Der Korrekturwert K ist hierbei ein in der Applikation für jeden Motortyp bestimmter Wert, der sicherstellt, daß mit der Schließzeit der darauffolgenden Zündung der vorgegebene Wert des Zündspulenstromes gerade erreicht wird. Dabei wird der Korrekturwert K nicht auf einmal komplett hinzuaddiert, sondern in mehrere Teile zerlegt und schrittweise zur gemessenen tatsächlichen Schließzeit hinzuaddiert. Wurde die Abfrage 23 für die Zeit T2 mit Nein beantwortet, d.h. es konnte kein Zündereignis festgestellt werden, so wird in einer Ab¬ frage 29 kontrolliert, ob bei der Signalfolge IP eine aufsteigende Flanke (also ein. Ansprechen des Komparators) auftritt. Ist dies der Fall, so wird im Arbeitsschritt 30 der Ansprechzeitpunkt T3 des Kom¬ parators 6 zwischengespeichert. In der darauffolgenden Abfrage 31 wird geprüft, ob die Ansprechzeit T3 des Komparators 6 kleiner als eine Mindestschließzeit T__, ist. Ein Ja dieser Abfrage 31 führtThe no output of query 24, ie, comparator 6 had not responded at the time of ignition or at the end of closing time T2 leads to a query 26. This query 26 checks whether the measured, ie actual closing time (T2 - T1) is greater than the optimal closing time (SZ) calculated by the microprocessor 1 in the previous cycle. If this is not the case, for example if, after the calculation or output of the closing event, the engine is greatly accelerated and the ignition timing is brought forward in terms of time, then the no-result of this query leads to work step 27, in which the desired optimal closing time SZ 'is determined as the closing time for the subsequent ignition (SZn = SZ). Such a case can also occur, for example, when the internal combustion engine is idling and the ignition coil energy actually required is less than in the partial load or full load range. If the query 26 was answered with yes, ie the actual closing time (T2-T1) was greater than the desired closing time (SZ), the subsequent desired optimal closing time SZn is determined in a work step 28 by the closing time that is output (T2 - Tl) a correction value K is added (SZn = T2 - Tl + K) in order to achieve a response of the comparator 6. The correction value K is a value determined in the application for each engine type, which ensures that the specified value of the ignition coil current is just reached with the closing time of the subsequent ignition. The correction value K is not added all at once, but is broken down into several parts and added step by step to the measured actual closing time. If query 23 was answered with no for time T2, ie no ignition event could be determined, a query 29 checks whether an ascending flank (ie a response of the comparator) occurs in the signal sequence IP. If this is the case, the response time T3 of the comparator 6 is temporarily stored in step 30. In the following query 31, it is checked whether the response time T3 of the comparator 6 is less than a minimum closing time T__. A yes to this query 31 results
DIA zum Arbeitsschritt 32, in welchem dieser Sachverhalt als Kurzschluß in der Zündanlage gedeutet und dementsprechend in dem betreffenden Zylinder die Zündung und die Einspritzung abgeschaltet wird. Wurde die Abfrage 33 nach dem Ansprechen des Komparators 6 bei erfolgter Zündung mit Ja beantwortet, d.h. nach einer Zündung ist der Kom¬ parator noch im angesprochenen Zustand, so wird im nachfolgenden Ar¬ beitsschritt 34 ein Defekt des Komparators erkannt und im Arbeits¬ schritt 35 die Ausgabe der Schließzeit vom Mikroprozessor z.B. auf¬ grund der erfaßten Drehzahl und Batteriespannung veranlaßt. Wurde in der Abfrage 29 nach einer Signaländerung am Komparatorausgang keine steigende Elanke der Signalfolge IP erkannt, so wird in der nachfol¬ genden Abfrage 36 kontrolliert, ob die Signalfolge IP = 1, d.h. der Komparator hat bereits angesprochen, ist. Der Ja-Ausgang dieser Ab¬ frage führt zu einer Abfrage 37, welche überprüft, ob eine vom Kom¬ parator 6 gestartete Zeit t4, welche eine maximal zulässige Schlie߬ zeit SZ max repräsentiert, abgelaufen ist. Ist dies der Fall, so wird zum Zeitpunkt T4 in einem Arbeitsschritt 38 vom Mikroprozessor 1 die Schließzeit beendet und eine Zwangszündung ausgelöst. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß die hochspannungsführenden Teile nicht unnötig belastet werden. Vom Nein-Ausgang der Abfrage 36 und der Abfrage 37 und 31 sowie von den Arbeitsschritten 38, 32, 35, 25, 28 und 27 führt jeweils eine Verbindung an einen Arbeitsschritt 39. In diesem Arbeitsschritt 39 werden die für diesen Zündzyklus gespeicherten Zeiten Tl und T3 ge¬ löscht. Anschließend wird im Arbeitsschritt 40 die Schließzeitbe¬ stimmung für den nächsten Zündzyklus erneut gestartet. Dieses eben beschriebene Verfahren ermöglicht eine sehr genaue Be¬ stimmung der Schließzeit, da keine unnötige Umrechnung auf die Winkelebene erfolgt, sondern die gemessenen Zeiten direkt vom Mikro¬ prozessor zur Schließzeitermittlung herangezogen werden.DIA for step 32, in which this situation is interpreted as a short circuit in the ignition system and the ignition and injection are accordingly switched off in the cylinder concerned. If query 33 was answered yes after the comparator 6 responded when the ignition was successful, ie after an ignition, the comparator is still in the addressed state, a defect in the comparator is recognized in the following step 34 and in step 35 the microprocessor causes the closing time to be output, for example on the basis of the detected speed and battery voltage. If no rising element of the signal sequence IP was detected in query 29 after a signal change at the comparator output, the following query 36 checks whether the signal sequence IP = 1, ie the comparator has already responded. The yes output of this query leads to a query 37 which checks whether a time t4 started by the comparator 6 and which represents a maximum permissible closing time SZ max has expired. If this is the case, the closing time is ended by the microprocessor 1 in a work step 38 at time T4 and a positive ignition is triggered. This measure ensures that the high-voltage parts are not unnecessarily stressed. From the no output of query 36 and query 37 and 31 as well as from work steps 38, 32, 35, 25, 28 and 27, a connection leads to a work step 39. In this work step 39, the times T1 and T3 deleted. Then, in step 40, the closing time determination for the next ignition cycle is started again. This method just described enables the closing time to be determined very precisely, since there is no unnecessary conversion to the angular plane, but the measured times are used directly by the microprocessor to determine the closing time.
Weiterhin bietet dieses Verfahren die Möglichkeit, auf Dynamik sehr gut zu reagieren. So wird beispielsweise vom Mikroprozessor eine nach Schließzeitbeginn einsetzende Dynamik und sich damit verändern¬ de Schließzeit als Diskrepanz zwischen gewollter Schließzeit SZ und tatsächlich ausgegebener Schließzeit (T2 - Tl) erfaßt und die Schließzeit des darauffolgenden Zündzyklus SZn entsprechend den ge¬ messenen Zeiten angepaßt. Ein Fehler in der Schließzeitermittlung wird so auch unter sich verändernden Betriebsbedingungen, wie Dyna¬ mik vermieden.Furthermore, this method offers the possibility of reacting very well to dynamics. For example, the microprocessor detects a dynamic that starts after the start of the closing time and thus changes the closing time as a discrepancy between the desired closing time SZ and the actually issued closing time (T2-T1) and adjusts the closing time of the subsequent ignition cycle SZn according to the measured times. An error in the determination of the closing time is thus avoided even under changing operating conditions, such as dynamics.
In Figur 4 ist die Abhängigkeit des Anstiegs des Zündspulenstroms von der Temperatur gezeigt. Hierbei zeigt die Kurve A den Anstieg des Stroms in der Zündspule bei niedriger Temperatur^ . Im Ver¬ gleich dazu ist mit der Kurve B der Anstieg des Zundspulenstroms bei höherer TemperaturI dargestellt. Beim Anstieg der Temperatur von ) auf γ bzw. beim Absinken der Temperatur von 7 auf 2 ändert sich der ohmsche Widerstand in der Zündspule, so daß sich ebenfalls der Anstieg des Zundspulenstroms ändert. Erfolgt nun ein Stillstand der Brennkraftmaschine, so ist üblicherweise die Temperatur des Motors relativ hoch, d. h. es wird die für die Kurve B ermittelte Schließzeit abgespeichert. Beim erneuten Starten des Motors würde zunächst die Zeit t für die Schließzeitbestimmung zugrunde gelegt. Der Anstieg des Zündspulenstrom wird nun aber bei abgekühltem Motor und damit kleinerem ohmschen Widerstand steiler, so daß der Komparator wesentlich früher z. B. zum Zeitpunkt t an¬ spricht. Damit wird zwar für die erste Schließzeit nach einem erneu¬ ten Motorstart eine relativ lange Schließzeit, wie sie durch die Kurve C verdeutlicht ist, ausgegeben, jedoch liegt sofort bei der darauffolgenden. Schließzeit ein aktueller Wert der Schließzeit vor. FIG. 4 shows the dependence of the rise in the ignition coil current on the temperature. Here curve A shows the increase in the current in the ignition coil at low temperature ^. In comparison, curve B shows the increase in the ignition coil current at a higher temperature I. When the temperature rises from) to γ or when the temperature falls from 7 to 2, the ohmic resistance in the ignition coil changes, so that the rise in the ignition coil current also changes. If the internal combustion engine now comes to a standstill, this is usually Temperature of the motor is relatively high, ie the closing time determined for curve B is saved. When the engine is restarted, the time t for the determination of the closing time would first be used. The increase in the ignition coil current is now steeper with the engine cooled and thus with a smaller ohmic resistance, so that the comparator is much earlier z. B. speaks at time t. Thus, although a relatively long closing time, as illustrated by curve C, is output for the first closing time after a renewed engine start, it is immediately followed by the next one. Closing time a current value of the closing time before.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Schließzeitregelung von Zündanlagen in Brennkraft¬ maschinen mit einem Mikroprozessor zur Ansteuerung mindestens einer Zundendstufe, bei dem der Strom durch die Zündspule erfaßt und einem ersten Eingang eines Komparators zugeführt wird, wobei am zweiten Eingang des Komparators eine vorgebbare Vergleichsspannung anliegt und der Ausgangspegel des Komparators dem Mikroprozessor zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Mikroprozessor (1) die Zeit vom Schließzeitbeginn (Tl) bis zum Ansprechen des Komparators (T3) und bis zum Schließzeitende beim Zündereignis (T2) erfaßt und ausgewer¬ tet wird in der Art, daß die vom Schließzeitbeginn (Tl) bis zum An¬ sprechen des Komparators (T3) erfaßte Zeit (T3 - Tl) oder ein davon definierter Bruchteil die Schließzeit (SZ ) ist, die vom Mikro ro- n zessor (1) als optimale Schließzeit (SZ = T3 - Tl) für die da¬ rauffolgende Zündung durch ein entsprechendes Signal an eine Zund¬ endstufe ausgegeben wird.1. A method for regulating the closing time of ignition systems in internal combustion engines with a microprocessor for controlling at least one ignition output stage, in which the current through the ignition coil is detected and fed to a first input of a comparator, a predeterminable reference voltage being present at the second input of the comparator and the output level of the comparator is fed to the microprocessor, characterized in that in the microprocessor (1) the time from the start of the closing time (T1) to the response of the comparator (T3) and until the end of the closing time at the ignition event (T2) is recorded and evaluated in such a way that that the time (T3 - Tl) or a fraction defined from the start of the closing time (Tl) until the comparator (T3) responds is the closing time (SZ), which the microprocessor (1) defines as the optimal closing time ( SZ = T3 - Tl) for the subsequent ignition is output by a corresponding signal to an ignition output stage.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine am Komparator (6) anliegende Vergleichsspannung (U ) auf einen vorgegebenen Stromwert der Ladungskurve der jeweiligen Zünd¬ spule einstellbar ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that at least one comparator voltage (U) applied to the comparator (6) can be set to a predetermined current value of the charge curve of the respective ignition coil.
3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ansprechen. (T3) des Komparators (6) vom Mikroprozessor (1) eine Zeit (t4) zur Überwachung des Schließzeitendes (T2) gestartet wird und daß nach Ablauf dieser Zeit (t4) und fehlendem Schließzeitende (T2) vom Mikroprozessor (1) eine Zwangszündung ausgelöst wird.3. The method according to claim 1 to 2, characterized in that with the response. (T3) of the comparator (6) from the microprocessor (1) a time (t4) for monitoring the end of the closing time (T2) is started and that after this time (t4) and no end of the closing time (T2) the microprocessor (1) triggers a positive ignition becomes.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß bei Neustart mit der im letzten Motorzyklus ermittel¬ ten Schließzeit (SZn) gestartet wird, sofern die bei Neustart gemes¬ sen Motortemperatur T nur einen vorgebbaren Wert von der Mo- motn torte peratur bei Betriebsende T __ abweicht. c mote4. The method according to any one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that a restart is started with the closing time determined in the last engine cycle (SZn), provided that the engine temperature T measured at restart only a predeterminable value of the engine cake temperature differs at the end of operation T __. c mote
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß bei einer vom Schließzeitbeginn (Tl) bis zum Anspre¬ chen des Komparators (T3) ermittelten Zeit kleiner als eine vorgege¬ bene Mindestschließzeit (Tnτλ) dies als Kurzschluß gedeutet wird und für den entsprechenden Zylinder Zündung und Einspritzung abge¬ schaltet werden.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that at a time determined from the start of the closing time (Tl) to the address of the comparator (T3) less than a predetermined minimum closing time (T nτλ ) this is interpreted as a short circuit and the ignition and injection are switched off for the corresponding cylinder.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Mikroprozessor (1) am Schließzeitende (T2) den Ausgangspegel (IP) des Komparators (6) abfragt, ob dieser angespro¬ chen hat, daß bei nicht angesprochenem Komparator und einer tatsäch¬ licher Schließzeit (T2 - Tl), die größer oder gleich der ausgegebe¬ nen Schließzeit SZ ist, die darauffolgende Schließzeit SZn durch Hinzuaddieren eines Korrekturwertes (K) zur ausgegebenen Schließzeit (SZn = T2 - Tl + K) festgelegt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized gekenn¬ characterized in that the microprocessor (1) at the end of the closing time (T2) queries the output level (IP) of the comparator (6) whether this has addressed that when the comparator is not addressed and an actual closing time (T2 - Tl) which is greater than or equal to the issued closing time SZ, the subsequent closing time SZn is determined by adding a correction value (K) to the issued closing time (SZn = T2 - Tl + K).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kor¬ rekturwert (K) ein in der Applikation derart festlegbarer Wert ist, daß der Komparator durch diesen Korrekturwert (K) mit Sicherheit an¬ spricht. 7. The method according to claim 6, characterized in that the correction value (K) is a value which can be determined in the application in such a way that the comparator responds reliably with this correction value (K).
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert (k) schrittweise zur tatsächlichen Schließzeit (T2 - Tl) hinzuaddiert wird.8. The method according to claim 6 and 7, characterized in that the correction value (k) is gradually added to the actual closing time (T2 - Tl).
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht angesprochenem Komparator (6) und einer tatsächlichen Schlie߬ zeit (T2 - Tl), die kleiner als die vom Mikroprozessor (1) ausgege¬ bene Schließzeit SZ ist, als darauffolgende Schließzeit (SZn) wieder die zuvor ausgegebene Schließzeit (SZ) ausgegeben wird. 9. The method according to claim 1 to 6, characterized in that when the comparator (6) is not addressed and an actual closing time (T2 - Tl), which is smaller than the closing time SZ issued by the microprocessor (1), than the following one Closing time (SZn) the previously issued closing time (SZ) is output again.
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