DE4207141C2 - Fehlzündungsdetektorsystem zur Detektierung einer Fehlzündung in einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehlzündungsdetek­ torsystem zur Detektierung einer Fehlzündung in einem verbrennungsmotor, das sich insbesondere zur Detektierung einer mit dem Kraftstoffzufuhrsystem zusammenhängenden Fehlzündung eignet.

In einem Verbrennungsmotor wird generell die durch die Zünd­ spule erzeugte Hochspannung (Zündspannung) des Motors sequentiell über einen Verteiler auf die Zündkerzen der Zylinder des Motors verteilt, um eine den Verbrennungs­ kammern zugeführte Mischung zu zünden. Findet bei einer oder mehreren Zündkerzen eine normale Zündung nicht statt, d. h. tritt eine Fehlzündung auf, so führt dies zu verschiedenen Nachteilen, wie bespeilsweise einer Beeinträchtigung der Fahreigenschaften und einem erhöhten Kraftstoffverbrauch. Weiterhin kann es zu einem sog. Nachbrennen von unverbrann­ tem Kraftstoffgas im Auspuffsystem des Motors führen, was eine Erhöhung der Temperatur eines Katalysators einer im Auspuffsystem angeordneten Abgas-Reinigungseinrichtung führt. Es ist daher wichtig, das Auftreten einer Fehlzündung zu verhindern. Fehlzündungen werden größtentels nach ihrer Herkunft, nämlich bedingt durch das Kraftstoffzufuhrsystem oder bedingt durch das Zündsystem klassifiziert. Dem Kraft­ stoffzufuhrsystem zuzuordende Fehlzündungen sind durch die Zufuhr durch einer mageren oder festen Mischung zum Motor bedingt, während dem Zündsystem zuzuordnende Fehlzündungen durch einen Zündungsausfall (sog. Fehlzündung) bedingt sind, d. h. an der Zündkerze findet eine normale Zündentladung nicht statt.

Ein bekanntes Fehlzündungsdetektorsystem ist bereits aus der JP-PS Nr. 51-22568 bekannt, bei dem die Tatsache ausgenutzt wird, daß die Frequenz der Dämpfung der im Primärkreis einer Zündeinrichtung erzeugten Oszillatorspannung bei Öffnung der Verteilerkontakte im Vergleich zum Zündausfall bei eintre­ tender Zündung größer ist.

Das konventionelle Fehlzündungsdetektorsystem basiert je­ doch lediglich auf der Frequenz der Dämpfung der durch die Zünschaltung erzeugten Oszillatorspannung, d. h. darauf, ob zwischen den Elektroden der Zündkerze eine Entladung auf­ tritt oder nicht. Das konventionelle System kann daher nicht unterscheiden, ob eine detektierte Fehlzündung einem Grund im Kraftstoffzufuhrsystem oder im Zündsystem zuzuordnen ist. Im Falle des Kraftstoffzufuhrsystems kann nämlich die Mi­ schung aufgrund ihres mageren oder fetten Zustandes nicht gezündet werden, obwohl eine Entladung tatsächlich stattge­ funden hat. Daher kann ein zufriedenstellender und sofor­ tiger Ausfallbeseitigungsvorgang nicht stattfinden.

Aus der nachveröffentlichten Druckrift mit älterer Priori­ tät WO 92/03655 ist ein Fehlzündungsdetektorsystem bekannt, bei dem eine Fehlzündung anhand eines Vergleichs angezeigt wird. Der Vergleich erfolgt zwischen Werten, die aus Zünd­ spannungswerten zu vorgegebenen Zeitpunkten berechnet werden, mit vorgegebenen Spannungswerten.

Aus der DE 40 09 451 A1 ist eine Vorrichtung zur Feststel­ lung einer Fehlzündung bekannt, welche Fehlzündung einer Trennung oder einem Kurzschluß der Hochspannungsverbindung einer Zündvorrichtung zuzuschreiben ist.

Die DE 41 16 642 A1 beschreibt ein Verfahren, bei welchem eine Primärspannung einer Zündeinrichtung ab einem festen Zeitpunkt nach dem Zündzeitpunkt abgegriffen wird. Diese Zeispanne liegt nicht am Endteil einer Entladungsperiode der Zündkerze.

Die DE 33 06 431 A1 offenbart ein Verfahren zur Erkennung von Zündaussetzern, bei welchem festgestellt wird, ob an einem bestimmten Anschluß innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ein Signal auftritt oder nicht. Auch hier liegt die Zeitperiode nicht am Ende der Entladungsperiode der Zündkerze.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fehlzündungsdetektorsystem für Verbrennungsmotoren anzuge­ ben, mit dem eine dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnende Fehlzündung genau detektiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 angegebene Fehlzündungsdetektorsystem gelöst.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung bewirkt die Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung die Bestimmung hinsicht­ lich des Auftretens der Fehlzündung auf der Basis, ob der detektierte Wert der Zündspannung in der begrenzten Ver­ gleichsperiode größer als der vorgegebene Spannungswert ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bewirkt die Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung die Bestimmung hinsicht­ lich des Auftretens der Fehlzündung auf der Basis einer Zeitperiode, in welcher der detektierte Wert der Zündspan­ nung innerhalb der begrenzten Vergleichsperiode den vorge­ gebenen Spannungswert übersteigt, und/oder ob ein Bereich eines Teils von detektierten Werten der Zündspannung den vorgegebenen Spannungswert in der begrenzten Vergleichs­ periode übersteigt.

Vorzugsweise handelt es sich bei der begrenzten Vergleichs­ periode um eine Zeitperiode, welche auf einen Endteil einer Entladungsperiode der wenigstens einen Zündkerze eingestellt ist.

Vorzugsweise beginnt die begrenzte Vergleichsperiode, wenn nach der Erzeugung des Zündbefehlssignals eine vorgegebene Zeitperiode abgelaufen ist.

Weiterhin wird der vorgegebene Spannungswert vorzugsweise in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen des Motors eingestellt.

In Weiterbildung der Erfindung enthält die Fehlzündungs-Be­ stimmungschaltung eine Referenpegel-Einstellschaltung, wel­ che den vorgegebenen Spannungswert auf der Basis des detektierten Wertes der Zündspannung einstellt.

Vorzugsweise umfaßt die Referenzpegel-Einstellschaltung eine Glättungsschaltung zur Glättung der Zündspannung sowie einen Verstärker zur Verstärkung eines Ausgangssignales der Glät­ tungsschaltung um einen vorgegebenen Verstärkungsfaktor.

Um die Fehlzündungsdetektierung zuverlässiger zu realisie­ ren, kann das Fehlzündungsdetektorsystem eine im Sekundär­ kreis vorgesehene Stromprüfschaltung zur Prüfung des Strom­ flusses in Rückwärtsrichtung bezogen auf eine Richtung ent­ halten, in welcher ein Stromfluß bei der Entladung der we­ nigstens einen Zündkerze auftritt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Fehlzündungsdetektorsystem;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Fehlzündungsdetek­ torsystems für einen Verbrennungsmotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Programms zur Detektierung einer dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung auf der Basis der Primärspannung (Zündspannung) einer Zündspule nach Fig. 1 gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 ein Änderungen der Primärspannung zeigendes Zeit­ taktdiagramm, das zur Erläuterung einer dem Kraft­ stoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung zweck­ mäßig ist;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Programms zur Detektierung einer dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung auf der Basis der Sekundärspannung (Zündspannung) der Zündspule gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 ein Änderungen der Sekundärspannung zeigendes Zeittaktdiagramm, das zur Erläuterung einer dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung zweckmäßig ist;

Fig. 7 ein Schaltbild eines Fehlzündungsdetektorssystems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 ein Zeittaktdiagramm, das zur Erläuterung der Wirkungsweise des Systems nach Fig. 6 zweckmäßig ist;

Fig. 9 ein Schaltbild einer Abänderung des Systems nach Fig. 7;

Fig. 10 ein Teilschaltbild einer weiteren Abwandlung des Systems nach Fig. 7;

Fig. 11 ein Zeittaktdiagramm von Signalformen der Zündspannung;

Fig. 12 ein Teilschaltbild einer weiteren Abwandlung des Systems nach Fig. 7;

Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Programms zur Detektierung einer Fehlzündung auf der Basis der Primärspannung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14 ein Flußdiagramm eines Programms zur Detektierung einer Fehlzündung auf der Basis der Sekundärspan­ nung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 15 ein Schaltbild eines Fehlzündungsdetektorsystems gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfin­ dung;

Fig. 16 ein Schaltbild von Einzelheiten eines Teils des Systems nach Fig. 15;

Fig. 17 ein Schaltbild von Einzelheiten eines weiteren Teils des Systems nach Fig. 15;

Fig. 18 ein Zeittaktdiagramm, das zur Erläuterung der Wir­ kungsweise des Systems nach Fig. 15 zweckmäßig ist;

Fig. 19 ein Schaltbild einer Abänderung des Systems nach Fig. 15; und

Fig. 20 ein Schaltbild einer weiteren Abänderung des Sy­ stems nach Fig. 15.

Bei der Gesamtanordnung eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Fehlzündungsdetektorsystem nach Fig. 1 ist in einem Ansaugrohr 2 eines Motors 1 ein eine Drosselklappe 3' aufnehmender Drosselklappenkörper 3 vorgesehen. Ein Dros­ selklappenöffnungs-Sensor 4 (ÕTH-Sensor) ist mit der Dros­ selklappe 3' zur Erzeugung eines elektrischen Signals ver­ bunden, das ein Maß für die Drosselklappenöffnung ist. Dieses Signal wird einer elektronischen Steuereinheit 5 (im folgenden mit "ECU" bezeichnet) zugeführt.

Kraftstoffeinspritzventile 6 für die Zylinder sind im An­ saugrohr an Stellen zwischen dem Motor 1 und dem Drossel­ klappenkörper 3 sowie in Strömungsrichtung gerinfügig vor einem nicht dargestellten Ansaugventil angeordnet. Diese Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer nicht darge­ stellten Kraftstoffpumpe und elektrisch mit der ECU 5 ver­ bunden, wodurch die Ventilöffnungsperioden durch Signale von dieser gesteuert werden.

Mit dem Inneren des Ansaugrohrs 2 steht über eine Leitung 7 an einer Stelle in Strömungsrichtung unmittelbar hinter der Drosselklappe 3' ein Ansaugrohrabsolutdruck-Sensor 8 (PBA- Sensor) in Verbindung, der ein ein Maß für den erfaßten Ab­ solutdruck darstellendes elektrisches Signal zur ECU 5 lie­ fert. In das Ansaugrohr 3 ist an einer Stelle in Strömungs­ richtung hinter dem Ansaugrohrabsolutdruck-Sensor 8 ein An­ saugrohrtemperatur-Sensor 9 (TA-Sensor) eingesetzt, der ein ein Maß für die erfaßte Ansaugrohrtemperatur TA darstellen­ des elektrisches Signal zur ECU 5 liefert.

Ein im Zylinderblock des Motors 1 montierter Motorkühlmit­ teltemperatur-Sensor 10 (TW-Sensor) liefert ein ein Maß für die erfaßte Motorkühlmitteltemperatur TW darstellendes elek­ trisches Signal zur ECU 5.

Gegenüber einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle des Mo­ tors 1 (beide nicht dargestellt) sind ein Motordrehzahl- Sensor 11 (NE-Sensor) und ein Zylinderunterscheidungssensor 12 (CYL-Sensor) vorgesehen. Der Motordrehzahl-Sensor 11 erzeugt einen Impuls als TDC-Signalimpuls bei vorgegebenen Kurbelwinkeln, wenn sich die Kurbelwelle um 180° dreht, wäh­ rend der Zylinderunterscheidungssensor 12 einen Impuls bei einem vorgegebenen Kurbelwinkel eines speziellen Zylinders des Motors liefert. Diese Impulse werden der ECU 5 zuge­ führt.

In einem mit dem Zylinderblock des Motors 1 verbundenen Aus­ puffrohr 13 ist ein Dreiwegekatalysator 14 zur Reinigung von giftigen Komponenenten, wie beispielsweise HC, CO und NO_X vorgesehen. Im Auspuffrohr 13 ist an einer Stelle in Strö­ mungsrichtung vor dem Dreiwegekatalysator 14 ein O₂-Sensor 15 als Auspuffgas-Bestandteilkonzentrationssensor (im fol­ genden als "LAF-Sensor" bezeichnet) montiert, der für die ECU 5 ein elektrisches Signal mit einem Pegel liefert, der etwa proportional zur Sauerstoffkonzentration in den Aus­ puffgasen ist.

Weiterhin ist im Motor 1 eine Zündeinrichtung 16 vorgese­ hen, welche eine Zündspule sowie im folgenden angesprochene Zündkerzen enthält und durch ein Zündbefehlssignal A von der ECU 5 eine Bogenzündung bewirkt.

Die ECU 5 enthält eine Eingangsschaltung 5a mit Funktionen der Signalformung von Eingangssignalen von den vorstehend genannten verschiedenen Sensoren, der Verschiebung der Span­ nungspegel von Sensorausgangssignalen auf einen vorgegebe­ nen Pegel, der Umsetzung von Analogsignalen von Sensoren mit analogem Ausgang in Digitalsignale, usw. , eine zentrale Ver­ arbeitungseinheit 5b (im folgenden "CPU" genannt), eine Speicheranordnung 5c zur Speicherung verschiedener durch die CPU 5b abzuarbeitender Betriebsprogramme sowie zur Speiche­ rung von Berechnungsergebnissen, usw. , eine Ausgangsschal­ tung 5d, welche Treibersignale und das Zündbefehlssignal A für die Kraftstoffeinspritzventile 6 und die Zündeinrichtung 16 liefert, sowie eine im folgenden noch zu beschreibende Fehlzündungsdetektorschaltung 5e.

Die CPU 5b arbeitet in Abhängigkeit von den obengenannten Signalen von den Sensoren zur Bestimmung von Betriebsbedin­ gungen, in denen der Motor 1 arbeitet, wobei es sich bei­ spielsweise um einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Rückkoppel­ regelbereich sowie Steuerbereiche handelt. Sie berechnet auf der Basis der bestimmten Motorbetriebszustände die Ventilöf­ fnungsperiode bzw. die Kraftstoffeinspritzperiode T_OUT, in der die Kraftstoffeinspritzventile 6 synchron mit der Einga­ be der TDC-Signalimpulse in die ECU 5 geöffnet werden sol­ len.

Weiterhin berechnet die CPU 5b den Zündzeittakt TIG des Mo­ tors auf der Basis des bestimmten Motorbetriebszustandes.

Die CPU 5b führt Berechnungen im oben beschriebenen Sinne durch und speist die Kraftstoffeinspritzventile 6 und die Zündeinrichtung 16 mit Treibersignalen und dem Zündbefehls­ signal A auf der Basis der Berechnungsergebnisse über die Ausgangsschaltung 5d.

Fig. 2 zeigt die Ausführungsform eines ersten erfindungsge­ mäßen Fehlzündungsdetektorsystems. Dieses Fehlzündungsde­ tektorsystem stellt aus der Größe der durch die Entladung der Zündkerze erzeugten kapazitiven Entladungsspannung fest, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist oder nicht und ob die Fehlzündung dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnen ist.

Gemäß Fig. 2 ist eine mit einer Versorgungsspannung VB ge­ speiste Eingangsklemme der Zündeinrichtung 16 mit einer Zündspule 21 (Zündeinrichtung) verbunden, welche eine Pri­ märwicklung 21a und eine Sekundärwicklung 21b aufweist. Diese Wicklungen sind an einem Ende miteinander verbunden. Das andere Ende der Primärwickung 21a ist an einem Knoten N1, an dem die Zündspannung (Primärspannung) erzeugt wird, mit dem Kollektor eines Transistors 22 verbunden. Die Basis dieses Transistors 22 ist mit einer Eingangsklemme T2 ver­ bunden, an der das Zündbefehlssignal A zugeführt wird. Der Emitter des Transistors ist geerdet. Das andere Ende der Sekundärwicklung 21b ist an einem Knoten N2, an dem die Zündspannung (Sekundärspannung) erzeugt wird, mit einer Mittelelektrode 23a einer Zündkerze 23 für den jeweiligen Motorzylinder verbunden. Eine Elektrode 23b der Zündkerze 23 ist geerdet. Der Knoten N1 ist mit einem Eingang einer Dämp­ fungsstufe 24 (Spannungswertdetektor) verbunden, während der Knoten N2 mit dem Eingang einer weiteren Dämpfungsstufe 25 (Spannungswertdetektor) verbunden ist. Die Dämpfungsstufen 24 und 25 sind mit ihren Ausgängen über Filter 26, 28 und A/D-Umsetzer 27, 29 der ECU S mit der CPU 5b gekoppelt. Die Dämpfungsstufen 24 und 25 sind weiterhin Spannungsteiler, welche die Primär- und Sekundärspannung mit einem entspre­ chenden Verhältnis von 1 : 1000 bzw. 1 : 100 teilen, so daß die Primärspannung von mehreren 100 V auf mehrere Volt geändert wird, während die Sekundärspannung von mehreren 10 kV auf mehrere 10 V geändert wird. Die CPU 5b ist mit der mit dem Zündbefehlsignal A gespeisten Basis des Transistors 25 über die Ausgangsschaltung 5d und über die Eingangsschaltung 5a mit verschiedenen Motorbetriebsparameter-Sensoren (Motorbe­ triebszustand-Detektoren), u. a. dem NE-Sensor 15 und dem PBA-Sensor 8 verbunden. Die CPU 5b bildet eine Signalgenera­ toranordnung, welche den Zündzeittakt auf der Basis der Mo­ torbetriebszustände bestimmt und erzeugt das Zündbefehls­ signal A. Weiterhin bildet sie eine Fehlzündungsbestim­ mungsanordnung, welche bestimmt, ob eine dem Kraftstoffzu­ fuhrsystem zuzuordnende Fehlzündung aufgetreten ist oder nicht.

Die Fig. 4 und 6 zeigen Zeittaktdiagramme der durch die Pri­ märwicklung 21a der Zündspule 21 erzeugten Zündspannung (Primärspannung) bzw. der durch die Sekundärwicklung 21b erzeugten Zündspannung (Sekundärspannung), wobei diese Span­ nungen als Funktion des Zündbefehlssignals A erzeugt werden.

Diese Figuren sind zur Erläuterung von dem Kraftstoffzu­ fuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündungen zweckmäßig. Eine aus­ gezogene Kurve zeigt jeweils die Zündspannung bei normal ge­ zündeter Mischung, während eine gestrichelte Kurve jeweils die Zündspannung bei auftretender Fehlzündung zeigt.

Anhand von Fig. 4 wird nachfolgend die in den vorgenannten Fällen erreichbare Zündspannungscharakteristik erläutert. Zunächst wird die im Falle einer normalen Zündung erreich­ bare Zündspannungscharakteristik anhand der ausgezogenen Kurven erläutert. Wird das Zündbefehlssignal A unmittelbar nach einem Zeitpunkt t0 erzeugt, so steigt die Zündspannung dann auf einen solchen Wert, daß ein dielektrischer Durch­ bruch der Mischung zwischen den Elektroden der Zündkerze, d. h. am Entladungsspalt der Zündkerze (Kurve a) hervorgeru­ fen wird. Übersteigt beispielsweise gemäß Fig. 4 die Zünd­ spannung einen Referenzspannungswert Vfire0 zur Bestimmung einer normalen Zündung, d. h. V < Vfire0, so tritt der di­ elektrische Durchbruch der Mischung ein. Der Entladungszu­ stand verschiebt sich dann von einem kapazitiven Entladungs­ zustand vor dem dielektrischen Durchbruch mit einer sehr kurzen Dauer bei einem Stromfluß von mehreren hundert Ampere zu einem induktiven Entladungszustand mit einer Dauer von mehreren Millisekunden mit einem praktisch konstanten Zünd­ spannungswert bei einem Stromfluß von mehreren zehn Milli­ ampere (Kurve b). Die induktive Entladungsspannung steigt mit einer Druckzunahme im Motorzylinder aufgrund des Kom­ pressionshubes des Kolbens nach dem Zeitpunkt t0 an, da eine höhere Spannung für die induktive Entladung bei zunehmendem Zylinderdruck erforderlich ist. In der Endstufe der indukti­ ven Entladung fällt die Spannung zwischen den Elektroden der Zündkerze unter einen für die Fortführung der induktiven Entladung notwendigen Wert aufgrund der abnehmenden indukti­ ven Energie der Zündspule, so daß die induktive Entladung aufhört und die kapazitive Entladung wieder auftritt. In diesem kapazitiven Entladungszustand steigt die Spannung zwischen den Zündkerzenelektroden wiederum an, und zwar in Richtung der Erzeugung eines dielektrischen Durchbruchs der Mischung. Da die Zündspule 21 dann jedoch einen sehr gerin­ gen Restenergiewert aufweist, ist der Anstiegsbetrag der Spannung klein (Kurve c). Dies ergibt sich daraus, daß der elektrische Widerstand des Entladungsspaltes aufgrund der Ionisierung der Mischung während des Zündens klein ist.

Im folgenden wird die durch die gestrichelten Kurven ange­ gebene Zündspannungscharakteristik erläutert, welche bei einer Fehlzündung auftritt, die dadurch hervorgerufen wird, daß beispielsweise dem Motor eine magere Mischung zugeführt wird, oder die Kraftstoffzufuhr zum Motor aufgrund eines Ausfalls des Kraftstoffzufuhrsystems unterbrochen wird. Un­ mittelbar nach dem Zeitpunkt t0 der Erzeugung des Zündbe­ fehlsignals A steigt die Zündspannung über einen Pegel, wel­ cher zu einem dielektrischen Durchbruch der Mischung führt. In diesem Falle ist das Verhältnis der Luftanteile in der Mischung größer als für den Fall einer Mischung mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis nahe dem stoichiometrischen Ver­ hältnis, so daß die dielektrische Festigkeit der Mischung entsprechend hoch ist. Da die Mischung nicht gezündet wird, wird sie auch ionisiert, so daß der elektrische Widerstand des Entladungsspaltes der Kerze hoch ist. Die dielektrische Durchbruchsspannung wird daher höher als im Fall einer nor­ malen Zündung der Mischung (Kurve a'), wie dies aus Fig. 4 hervorgeht.

Die Zündspannung V übersteigt daher einen Referenzspan­ nungswert Vmis1 zur Bestimmung einer dem Kraftstoffzufuhr­ system zuzuordnenden Fehlzündung (V < Vmis1). Danach ver­ schiebt sich der Entladungszustand zu einem induktiven Ent­ ladungszustand wie im Fall der normalen Zündung (Kurve b'). Auch ist der elektrische Widerstand des Entladungsspaltes der Kerze im Fall etwa der Zuführung einer mageren Mischung größer als im Fall einer normalen Zündung, so daß die in­ duktive Entladungsspannung im Vergleich zur normalen Zün­ dung auf einen höheren Wert ansteigt, was zu einer früheren Verschiebung vom induktiven Entladungszustand zum kapaziti­ ven Entladungszustand führt. Die kapazitive Entladungsspan­ nung beim Übergang vom induktiven Entladungszustand zum ka­ pazitiven Entladungszustand ist weit höher als bei normaler Zündung (Kurve c'), weil die Spannung des dielektrischen Durchbruchs der Mischung größer als bei normaler Zündung ist und weil die Zündspule aufgrund der früheren Beendigung der induktiven Entladung (d. h. die Entladungsdauer ist kürzer) noch einen beträchtlichen Restenergiebetrag enthält.

Wie die Fig. 4 und 6 zeigen besitzt die durch die Sekundär­ wicklung 21b der Zündspule 21 erzeugte Zündspannung (Sekun­ därspannung) nahezu die gleiche Charakteristik wie die oben beschriebene durch die Primärwicklung 21a der Zündspule 21 erzeugte Zündspannung (Primärspannung). Von einer Erläute­ rung der Sekundärspannungscharakteristik wird daher abgese­ hen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Fehlzündungsdetek­ torschaltung nach Fig. 2 auf der Basis der Primärspannung der Zündspule 21 anhand der Fig. 3 und 4 erläutert. Fig. 3 zeigt ein Programm zur Detektierung einer dem Kraftstoffzu­ fuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündung mittels der Schaltungs­ anordnung nach Fig. 2. Dieses Programm wird in vorgegebenen festen Zeitintervallen abgearbeitet.

Zunächst wird in einem Schritt S1 bestimmt, ob ein Zu­ standssignal IG, das anzeigt, ob das Zündbefehlssignal A erzeugt worden ist oder nicht, auf einen Wert von 1 gesetzt. Das Zustandssignal IG zeigt beim Setzen von 1 an, daß das Signal A erzeugt worden ist. Das Zustandssignal IG wird somit bei Erzeugung des Signals A auf 1 und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode durch ein sich vom Programm nach Fig. 3 unterscheidendes Programm, beispielsweise ein Zündzeittakt-Berechnungsprogramm auf 0 rückgesetzt. Wenn das Zündbefehlssignal A nicht erzeugt worden ist, so ist die Antwort auf die Frage im Schritt S1 negativ (Nein), wobei das Programm zu Schritten S2, S3 und S4 fortschreitet, in denen Zeitgeber in der ECU 5, welche die nach der Erzeugung des Zündbefehlssignals A abgelaufene Zeit messen, auf eine erste vorgegebene Zeitperiode Tmis0 bzw. eine zweite vorge­ gebene Zeitperiode Tmis1 gesetzt und gestartet werden und ein Zustandssignal Zündung sowie das Zustandssignal IG auf Null gesetzt werden, wonach das Programm beendet wird. Die vorgegebene Zeitperiode Tmis0 ist auf eine Zeitperiode ein­ gestellt, welche geringfügig länger als eine Zeitperiode vom Zeitpunkt der Erzeugung des Zündbefehlssignals A bis zum Zeitpunkt der Beendigung einer frühen kapazitiven Entladung (von einem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t1 in Fig. 4) ist, welche beim Auftreten einer normalen Zündung angenommen wird. Die vorgegebene Zeitperiode Tmis1 ist auf eine Zeit­ periode eingestellt, welche geringfügig länger als eine Zeitperiode vom Zeitpunkt der Erzeugung des Zündbefehlssig­ nals A bis zum Zeitpunkt der Erzeugung der späten kapaziti­ ven Entladung (von t0 bis t2) ist, welche beim Auftreten einer normalen Zündung angenommen wird. Die Zeitperioden Tmis0, Tmis1 sowie vorgegebene Werte Vfire0 und Smis (im folgenden erläutert) werden aus einer Tabelle in Abhängig­ keit von Betriebsbedingungen des Motors, beispielsweise der Motordrehzahl, der Motorlast, der Batteriespannung und der Motortemperatur ausgelesen.

Wenn das Zündbefehlssignal A erzeugt wurde und damit das Zu­ standssignal IG auf 1 gesetzt ist, so schreitet das Programm vom Schritt S1 zu einem Schritt S5 fort, um zu bestimmen, ob die Zündspannung V den Referenzspannungswert Vfire0 über­ schritten hat oder nicht (siehe Fig. 4). Dieser Referenz­ spannungswert Vfire0 wird ebenfalls in Abhängigkeit von Mo­ torbetriebszuständen, beispielsweise der Motordrehzahl, der Motorlast, der Batteriespannung und der Motortemperatur aus einer Tabelle ausgelesen.

Gilt im Schritt S5 V < Vfire0, so wird angenommen, daß eine normale Zündung oder eine Vfire-Zündung aufgetreten ist, wo­ nach das Zustandssignal Zündung in einem Schritt S6 auf 1 gesetzt wird, und danach das Programm zu einem Schritt S8 fortschreitet. Gilt V ≦ Vfire0, so schreitet das Programm zu einem Schritt S7 fort, um zu bestimmen, ob das Zustandssig­ nal Zündung gleich 1 ist. Ist dies der Fall, so bedeutet dies, daß V < Vfire0 wenigstens einmal gilt, wonach das Pro­ gramm zum Schritt S8 und nachfolgenden Schritten fortschrei­ tet, um zwischen der normalen Zündung und der FI-Fehlzün­ dung zu unterscheiden. Ist das Zustandssignal Zündung nicht gleich 1, so bedeutet dies, daß V < vfire0 noch nicht gilt und damit angenommen wird, daß weder eine normale Zündung noch eine FI-Zündung aufgetreten ist oder die Bestimmung, ob eine normale Zündung oder eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist, nicht durchgeführt werden kann. Das Programm wird dann sofort beendet.

Gilt im Schritt S5 V < Vfire0 oder gilt im Schritt S5 V ≦ Vfire0 und ist gleichzeitig im Schritt S7 das Zustandssignal Zündung gleich 1, so wird in den Schritten S8 und S9 be­ stimmt, ob die gegenwärtige Zeit zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 gemäß Fig. 4 liegt. Ist die Antwort bestätigend (Ja), so wird die Zündspannung V mit einem vorgegebenen Spannungs­ wert Vmis1 in einem Schritt S10 verglichen, um zu bestimmen, ob eine normale Zündung oder eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist. Gilt V < Vmis1, so wird in einem Schritt S11 festge­ legt, daß eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist. Gilt V ≦ Vmis1, so wird festgelegt, daß eine normale Zündung aufge­ treten ist.

Der vorgegebene Spannungswert Vmis1 wird auf einen weit höheren Wert als die durch die Kurve C gegebene Entlade­ spannung einzustellen, um die durch die Kurve C' gegebene kapazitive Entladung zu detektieren. Wird im Schritt S8 festgelegt, daß die gegenwärtige Zeit den Zeitpunkt t1 noch nicht erreicht hat, in oder nachdem die Bestimmung des Auftretens einer normalen Zündung oder einer FI-Fehlzündung durchgeführt werden kann, so wird das Programm beendet. Wird im Schritt S9 bestimmt, daß die gegenwärtige Zeit den Zeit­ punkt t2 bereits durchlaufen hat, nachdem die Bestimmung hinsichtlich des Auftretens einer normalen Zündung oder einer FI-Fehlzündung nicht mehr durchgeführt werden kann, so werden die Zustandssignale Zündung und IG in den Schritten S3, S4 mit nachfolgender Beendigung des Programms auf Null gesetzt.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die Art der Detektierung einer FI- Fehlzündung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfin­ dung, bei der die Detektierung der FI-Fehlzündung auf der Basis der Sekundärspannung der Zündspule mittels des erfin­ dungsgemäßen Fehlzündungsdetektorsystems erfolgt. In den Fig. 6 entsprechen vorgegebene Zeitperioden Tmis0' und Tmis1' sowie Referenzspannungswerte Vfire0' und Vmis1' den Werten Tmis0 und Tmis1 sowie Vfire0 und Vmis1 in den Fig. 3 und 4. Die Wirkungsweise gemäß Fig. 5 ist die gleiche wie die oben beschriebene Wirkungsweise nach Fig. 3, so daß von einer weiteren Erläuterung abgesehen wird. Die Werte Tmis0 und Tmis0' oder Tmis1 und Tmis1' können gleich oder ver­ schieden voneinander sein. Der Referenzspannungswert Vfire0 wird gewöhnlich auf einen kleineren Wert als Vfire0' und Vmis1 auf einen kleineren Wert als Vmis1' eingestellt. Aus den vorstehenden Ausführungen folgt, daß die Programme nach den Fig. 3 und 5 tatsächlich bestimmen, ob die Zündspannung den Referenzspannungswert Vmis1 (oder Vmis1') innerhalb der vorgegebenen Zeitperiode vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 (Fig. 4 und 6) überschreitet, und festgelegt, daß eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist, wenn die Zündspannung V größer als der vorgegebene Wert Vmis1 (oder Vmis1') ist.

In der oben beschriebenen Weise kann erfindungsgemäß die Art einer Fehlzündung, d. h. das Auftreten einer FI-Fehlzündung genau bestimmt werden, wodurch es möglich wird, die Fehler­ stelle frühzeitig zu bestimmen und eine geeignete Ausfall­ vermeidungsaktion durchzuführen.

Fig. 7 zeigt ein Fehlzündungsdetektorsystem gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 7 sind ent­ sprechende Elemente oder Teile wie in den Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Eine Primärwicklung 21a einer Zündspule 21 ist in der glei­ chen Weise wie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 2 mit einem Transistors 22 verbunden. Eine Sekundärwicklung 21b der Zündspule 21 ist mit der Mittelelektrode 23a einer Zündkerze 23 über einen Teiler 112 verbunden. An eine den Verteiler 112 und die Mittelelektrode 23a verbindende Lei­ tung 114 ist elektrostatisch ein Spannungssensor 113 ange­ koppelt, der mit der Leitung 114 einen Kondensator mit einer Kapazität von mehreren pF bildet. Der Ausgang des Spannungs­ sensors 113 ist über eine Eingangsschaltung 121 mit einem Bestimmungsgatter 122 und einem Meßgatter 123 verbunden. Die Eingangsschaltung 121 wird durch einen Spannungsteiler und einen Pufferverstärker zur Erzeugung einer Ausgangsspannung gebildet, welche ein Maß für die durch den Spannungssensor 113 detektierten Zündspannung V ist. Das Bestimmungsgatter 122 gibt sein Eingangssignal so wie es ist lediglich während einer vorgegebenen Bestimmungsgatterperiode (TDG) ab. Der Ausgang des Bestimmungsgatters 122 ist mit einem nichtinver­ tierenden Eingang eines Komparators 127 verbunden. Das Meßgatter 123 gibt sein Eingangssignal so wie es ist ledig­ lich während einer vorgegebenen Meßgatterperiode (TMG) ab. Der Ausgang des Meßgatters 123 ist mit einer Spitzenhalte­ schaltung 124 (Glättungsschaltung) verbunden, deren Ausgang über eine vergleichende Pegeleinstellschaltung 125 mit einem invertierenden Eingang eines Komparators 127 verbunden ist. An den Ausgang der vergleichenden Pegeleinstellschaltung 125 ist eine Rücksetzschaltung 126 angeschaltet, welche das Aus­ gangssignal der Schaltung 125 mit einem geeigneten Zeittakt rücksetzt. Der Ausgang des Komparators 127 ist mit einer Fehlzündungsbestimmungsschaltung 128 verbunden.

Die ECU 5 nach Fig. 1 dient bei dieser Ausführungsform eben­ so zur Kraftstoffeinspritzsteuerung, Zündzeittaktsteuerung, usw. Ein Schaltungsblock 5A gemäß Fig. 7 kann als ein Teil der ECU 5 ausgeführt werden. Vorzugsweise ist er jedoch ge­ trennt von der ECU 5 ausgeführt und an einer Stelle nahe am Zylinderblock des Motors 1 angeordnet. Zeittaktsignale zur Bestimmung der Gatterperioden des Bestimmungsgatters 122 und des Meßgatters 123 sowie der Rücksetzzeittakt der Rücksetz­ schaltung 126 werden von der CPU 5b der ECU 5 geliefert.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 7 wird anhand von Fig. 8 erläutert.

Fig. 8 (a), (b) und (c) zeigen das Zündbefehlssignal A, ein Meßgattersignal B bzw. ein Bestimmungsgattersignal C. In der Figur sind Zeitperioden, während welcher das Meßgattersignal B und das Bestimmungsgattersignal C einen tiefen Pegel be­ sitzen, Gatterperioden TMG und TDG, während welcher die ent­ sprechenden Gatter 122, 123 ihre Eingangssignale direkt wei­ terleiten. Die Gatterperioden TMG, TDG werden durch den Zeitpunkt t0 der Erzeugung des Zündbefehlssignals A sowie Zeitpunkte t3 bis t6 festgelegt, in denen vorgegebene Zeit­ perioden Tmis2 bis Tmis5 enden. Speziell wird die vorgege­ bene Zeitperiode Tmis2, welche der Zeitperiode Tmis0 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform entspricht, auf eine Zeitperiode eingestellt ist, welche wenigstens länger als eine Zeitperiode vom Zeitpunkt t0 der Erzeugung des Zündbefehlsignals A bis zum Zeitpunkt t3 der Beendigung der frühen kapazitiven Entladung ist, welche bei normaler Zün­ dung eingenommen wird. Die vorgegebene Zeitperiode Tmis3 wird auf eine Zeitperiode vom Zeitpunkt t0 der Erzeugung des Signals A bis zum Zeitpunkt t4 unmittelbar vor dem Übergang vom induktiven Entladungszustand zum späten kapazitiven Entladungszustand eingestellt, welche bei einer FI-Fehlzün­ dung angenommen wird. Die Zeitperiode Tmis4 wird auf eine Zeitperiode vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t5 unmittel­ bar vor dem Übergang zum späten kapazitiven Entladungszu­ stand eingestellt, welche bei einer FI-Fehlzündung angenom­ men wird, während die Zeitperiode Tmis5 auf eine Zeitperio­ de vom Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t6 unmittelbar nach der Beendigung der späten kapazitiven Entladung eingestellt wird, welche bei normaler Zündung angenommen wird. Die Meß­ gatterperiode TMG wird zwischen die Zeitpunkte t3 und t4 entsprechend einer induktiven Entladungsperiode eingestellt, wenn die Zündspannung stabil ist. Die Bestimmungsgatterpe­ riode (Vergleichsperiode) TDG wird auf eine Zeitperiode zwi­ schen den Zeitpunkten t5 und t6 eingestellt, welche die spä­ te kapazitive Entladungsperiode abdeckt und länger als die letztere ist. Diese vorgegebenen Zeitperioden Tmis2 bis Tmis5 werden ebenso wie die Zeitperioden Tmis0 und Tmis1 in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors aus einer Tabelle ausgelesen.

In (d) nach Fig. 8 repräsentiert eine Kurve D die Zündspan­ nung V (Ausgangsgröße der Eingangsschaltung 21) und eine Kurve F einen vergleichenden Pegel VCOMP (Ausgangsgröße der vergleichenden Pegeleinstellschaltung 125), welche bei nor­ maler Zündung angenommen werden. In (e) von Fig. 8 repräsen­ tiert eine Kurve D' die Zündspannung V und eine Kurve F' einen vergleichenden Pegel VCOMP, welche bei einer Fehlzün­ dung angenommen werden.

Während der Meßgatterperiode TMG zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 wird die Zündspannung V so wie sie ist über die Meß­ gatterschaltung 123 in die Spitzenhalteschaltung 124 einge­ speist, wodurch ein während der Meßgatterperiode TMG ange­ nommener Spitzenwert der Zündspannung V so wie er ist ge­ halten wird, wie die strichpunktierten Kurven E in (d) und E' in (e) in Fig. 8 zeigen; der gehaltene Spitzenwert wird in die vergleichende Pegeleinstellschaltung 125 eingespeist. Diese multipliziert den Eingangsspitzenwert mit einem vor­ gegebenen Wert < 1 und erzeugt das resultierende Ausgangs­ signal als vergleichenden Pegel VCOMP nach Ablauf der Meß­ gatterperiode TMG. Im Beispiel nach Fig. 8 wird der ver­ gleichende Pegel VCOMP am und nach dem Beginn der Bestim­ mungsgatterperiode TDG (im Zeitpunkt t5) ausgegeben. Er kann jedoch auch in oder nach einem vom Zeitpunkt t5 verschiede­ nen Zeitpunkt ausgegeben werden, d. h. in jedem geeigneten Zeitpunkt nach der Beendigung der Meßgatterperiode TMG. Diese Meßgatterperiode TMG wird im oben beschriebenen Sinne in die induktive Entladungsperiode eingestellt.

Der nichtinvertierende Eingang des Komparators 127 wird le­ diglich während der Bestimmungsgatterperiode TDG zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 mit der Zündspannung V gespeist, wodurch diese mit dem vergleichenden Pegel VCOMP verglichen wird. Die Bestimmungsgatterperiode TDG wird so eingestellt, daß sie die späte kapazitive Entladeperiode folgend auf die Beendigung der Meßgatterperiode TMG abdeckt. Bei normaler Zündung gemäß (d) in Fig. 8 überschreitet die Zündspannung V (D) den vergleichenden Pegel VCOMP (F) nicht, während die Zündspannung VD' bei einer Fehlzündung gemäß (e) in Fig. 8 den vergleichenden Pegel VCOMP (F') übersteigt. Wie in (f) in Fig. 8 dargestellt ist, erzeugt daher die Fehlzündungs­ bestimmungsschaltung 128 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel, wenn die Zündspannung V(D') den vergleichenden Pegel VCOMP (F') (im Zeitpunkt t7) übersteigt, und bei Beendigung der Bestimmungsgatterperiode TDG gleichzeitig ein Ausgangssig­ nal mit tiefem Pegel, um damit das Auftreten einer Fehlzün­ dung zu detektieren.

Die in Rede stehende Ausführungsform basiert auf der Tatsa­ che, daß das Verhältnis eines Spitzenwertes der kapazitiven Entladungsspannung am Ende der gesamten Entladeperiode und der induktiven Entladespannung bei einer Fehlzündung weit größer als bei normaler Zündung ist. Durch Einstellung des vergleichenden Pegels VCOMP auf der Basis der induktiven Entladespannung (Zündspannung V) wird es möglich, eine Fehlzündung unabhängig beispielsweise von Betriebsbedingun­ gen des Motors oder Funktionsänderungen der Zündkerze genau und zuverlässig zu detektieren.

Die eine Glättungsschaltung bildende Spitzenhalteschaltung 124 kann durch eine Mittelungsschaltung oder eine integrie­ rende Schaltung ersetzt werden.

Weiterhin kann die Bestimmungsgatterschaltung 120 zwischen dem Komparator 127 und der Fehlzündungsbestimmungsschaltung 128 vorgesehen werden, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist.

Zwar ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Be­ stimmungsgatterperiode TDG auf eine das Ende der Entlade­ periode abdeckende vorgegebene Zeitperiode eingestellt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da auch eine Zeit­ periode entsprechend einem vorgegebenen Kurbelwinkel des Motors eingestellt werden kann. In diesem abgewandelten Fall kann der Zeitpunkt t6, in dem die Bestimmungsgatterperiode endet, auf jeden Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt eingestellt werden, in dem ein nicht dargestellter rotierender Kopf des Verteilers 112 das nächste Segment (innerhalb eines Berei­ ches von etwa 120° des Kurbelwinkels vom Zündwinkel aus) durchläuft.

Weiterhin kann gemäß Fig. 10 zwischen der Sekundärwicklung 21b der Zündspule 21 und dem Verteiler 112 eine Diode 111 vorgesehen werden. Aufgrund dieser Diode 111 wird bei einer Fehlzündung die zwischen ihr und der Zündkerze 23 gespei­ cherte Ladung ohne Entladung über die Zündspule 21 so wie sie ist gehalten, so daß die detektierte Zündspannung über eine ziemlich lange Zeit auf einem hohen Spannungswert ge­ halten wird, wie dies durch eine Linie H in (e) in Fig. 8 dargestellt ist. Bei normaler Zündung wird die zwischen der Diode 111 und der Zündkerze 23 gespeicherte Ladung durch im Bereich der Elektroden der Zündkerze 23 vorhandene Ionen neutralisiert, so daß die detektierte Zündspannung ähnlich wie im Fall ohne Diode 111 sofort abfällt. Die Diode 111 realisiert also eine große Zündspannungsdifferenz zwischen normaler Zündung und Fehlzündung, wodurch das Auftreten einer Fehlzündung zuverlässiger detektiert werden kann.

Besitzt die Diode 111 bei der Ausführungsform nach Fig. 10 eine zu hohe Durchbruchsspannung in Sperrichtung, so tritt bei Vorhandensein einer großen erdfreien Kapazität zwischen ihr und der Zündkerze 23 ein dielektrischer Durchbruch zwi­ schen den Elektroden der Zündkerze 23 auf (d. h. die Spannung am Entladespalt der Zündkerze ist hoch), unmittelbar nachdem der Druck im Motorzylinder nach dem Durchlauf des Kolbens durch den oberen Totpunkt gefallen ist, so daß die Zünd­ spannung V sofort fällt, ohne auf einer hohen Spannung ge­ halten zu werden (a) in Fig. 11). Ein durch einen derar­ tigen dielektrischen Durchbruch hervorgerufener Abfall der Zündspannung V kann von einem Abfall aufgrund des Ionen­ stroms bei normaler Zündung nicht unterschieden werden, so daß eine Fehlzündungsdetektierung nicht durchgeführt werden kann.

Um diesen Nachteil zu eliminieren, kann an Stelle der Diode 111 eine Zener-Diode mit einer Zener-Spannung VZ (5-10 KV) in einer solchen Größenordnung verwendet werden, daß ein di­ elektrischer Durchbruch zwischen den Zündkerzenelektroden nicht auftritt. In diesem Fall kann die detektierte Zünd­ spannung V bei einer Fehlzündung gemäß (b) in Fig. 11 über eine lange Zeitperiode im Bereich der Zener-Spannung VZ ge­ halten werden, wodurch die Detektierung einer Fehlzündung möglich wird.

Wird als Diode 111 eine Diode mit mittlerer Durchbruchsspan­ nung in Sperrichtung verwendet, so können Ergebnisse wie mit einer Zener-Diode erhalten werden. Eine solche Diode muß jedoch so beschaffen sein, daß sie ihre richtige Funktion auch zeigt, wenn die angelegte Spannung kleiner als ein nor­ maler Betriebsbereich wird, welcher die Durchbruchsspannung in Sperrichtung nicht übersteigt.

Gemäß Fig. 12 kann einer Diode 111 mit einer zu großen Durchbruchsspannung in Sperrichtung ein Kontaktelement 111' parallelgeschaltet werden. Dieses Kontaktelement 111' muß eine stabile dielektrische Durchbruchsspannung in der Grö­ ßenordnung von 5 bis 10 KV besitzen. Auch bei dieser Aus­ führungsform kann bei einer Fehlzündung eine Zündspannungs­ charakteristik entsprechend der nach (b) in Fig. 11 reali­ siert werden.

Wie vorstehend ausgeführt, wird bei den ersten drei erfin­ dungsgemäßen Ausführungsformen eine begrenzte Vergleichspe­ riode voreingestellt, während welcher die Zündspannung mit einem vorgegebenen Spannungswert verglichen wird. Unabhängig davon, ob auf der Basis des Zusammenhangs zwischen der Zünd­ spannung und dem vorgegebenen Spannungswert in der begrenz­ ten Vergleichsperiode eine Fehlzündung im Motor aufgetreten ist oder nicht, kann eine dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzu­ schreibende Fehlzündung genau detektiert und die Fehlerstel­ le frühzeitig aufgefunden und eine geeignete Ausfallvermei­ dungsaktion durchgeführt werden.

Da die begrenzte Vergleichsperiode TDG auf einen Endteil der Entladungsperiode eingestellt ist, kann darüber hinaus eine Fehlzündung genauer detektiert werden.

Da der vorgegebene Spannungswert (Vmis1, VCOMP) in Abhängig­ keit von Betriebszuständen des Motors (Vmis1) oder der Zünd­ spannung (VCOMP) eingestellt wird, kann darüber hinaus die Fehlzündungsdetektierung unabhängig von Änderungen des Mo­ torbetriebszustandes genau erfolgen.

Da die vorgegebene Spannung (VCOMP) auf der Basis der Zünd­ spannung eingestellt wird, welche während der induktiven Entladung der Zündkerze vorhanden ist, ist auch eine genaue­ re Fehlzündungsdetektierung realisierbar.

Da der Sekundärkreis der Zündschaltung mit einer Stromprü­ fungsanordnung zur Überprüfung des Stromflusses in Rück­ wärtsrichtung in Bezug auf die Stromflußrichtung bei Ent­ ladung der Zündkerze versehen ist, kann bei einer Fehlzün­ dung die Zündspannung im Sekundärkreis auf hohem Pegel ge­ halten werden, wodurch eine Fehlzündungsdetektierung mit hö­ herer Genauigkeit möglich ist.

Das Flußdiagramm nach Fig. 13 zeigt die Wirkungsweise einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Die Ausgestaltungen nach den Fig. 1 und 2 sowie das Zeittaktdiagramm nach Fig. 4 gelten auch für diese vierte Ausführungsform. Während bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform das Auftreten einer FI-Fehlzündung auf der Basis bestimmt wird, ob die Zündspannung V größer als der vorgegebene Spannungswert Tmis1 (Schritt S10 in Fig. 3) ist, wird bei der vorliegen­ den Ausführungsform bei größerer Zündspannung V als der vor­ gegebene Spannungswert Vmis1 weiterhin bestimmt, ob ein Be­ reich S, um den die Zündspannung den vorgegebenen Spannungs­ wert übersteigt, vorliegt oder nicht, um das Auftreten einer Fehlzündung zu beurteilen. Das Flußdiagramm nach Fig. 13 un­ terscheidet sich vom Flußdiagramm nach Fig. 3 lediglich da­ durch, daß zusätzliche Schritte S12 bis S14 vorhanden sind. Daher sind in Fig. 13 den Schritten nach Fig. 3 entspre­ chende Schritte mit gleichen Schrittbezeichnungen versehen. Im folgenden wird lediglich die Funktion der zusätzlichen Schritte S12 bis S14 beschrieben.

Vor der Erzeugung des Zündbefehlsignals A, d. h. bei negati­ ver Beantwortung im Schritt S1 (Nein) folgend auf die Ein­ stellung der vorgegebenen Zeitperioden Tmis0, Tmis1 im Schritt S2 wird der Bereich S1 auf Null ausgelöst und im Schritt S12 gespeichert, worauf die Zustandssignale Zündung und IG in den Schritten S3, S4 auf 0 gesetzt werden und das Programm beendet wird.

Wird das Zündbefehlssignal A erzeugt, um das Zustandssignal IG auf 1 zu setzen, so werden die Schritte S5 bis S10 abge­ arbeitet. Wenn die Zündspannung V die Referenzspannung Vmis1 übersteigt (Schritt S10), so daß angenommen wird, daß eine späte kapazitive Entladung bei einer FI-Fehlzündung aufge­ treten ist, so wird ein aus der Differenz V - Vmis1 (siehe schraffierter Bereich in Fig. 4) gewonnener Bereich dem ge­ speicherten Bereichswert S (= 0 in der laufenden Schleife) im Schritt S13 hinzuaddiert. Im Schritt S14 wird bestimmt, ob der Bereich S nach der Addition größer als ein vorgege­ bener Bereichswert Smis ist oder nicht. Gilt S ≧ Smis, so wird im Schritt S11 festgelegt, daß eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist, während das Programm unmittelbar beendet wird, wenn S < Smis gilt.

Das Flußdiagramm nach Fig. 14 zeigt die Wirkungsweise einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht in ihrer Funktion der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die Sekundär­ spannung als Zündspannung V ausgenutzt wird. Von einer Be­ schreibung wird daher abgesehen.

Erfüllt die Zündspannung V in der zweiten vorgegebenen Zeit­ periode Tmis1 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 in den Fig. 4 oder 5 den Zusammenhang V < Vmis1 (V < Vmis1'), so wird gemäß der vierten und fünften Ausführungsform eine Berech­ nung des wertes des Bereichs S eines den vorgegebenen Span­ nungswert Vmis1 (Vmis1') übersteigenden Teils der Zündspan­ nung (in den Fig. 4 und 5 schraffiert) in der Zündspannungs­ charakteristik durchgeführt. Dabei handelt es sich um einen Bereich, der durch die den vorgegebenen Spannungswert Vmis1 (Vmis1') anzeigenden Kurve und einen Teil der den Wert Vmis1 (Vmis') übersteigenden Zündspannungskurve definiert ist. Die berechneten Bereichswerte werden aufsummiert. Wenn der aufsummierte Bereichswert S den vorgegebenen Bereichswert Smis (Smis') übersteigt, so wird festgelegt, daß eine FI- Fehlzündung aufgetreten ist. Gemäß diesen Ausführungsformen kann daher die Art einer aufgetretenen Fehlzündung, d. h., ob eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist oder nicht, genau be­ stimmt werden, wodurch die Fehlerstelle früh lokalisiert und eine geeignete Fehlervermeidungsaktion stattfinden kann.

Fig. 15 zeigt ein Fehlzündungsdetektorsystem gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Dabei sind Elemente oder Teile, welche den Elementen oder Teilen nach den Fig. 7 und 10 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Eine Primärwicklung 21a einer Zündspule 21 ist in der glei­ chen Weise wie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 2 mit einem Transistor 22 verbunden. Eine Sekundärwicklung 21b der Zündspule 21 ist mit der Anode einer Diode 111 verbun­ den, deren Kathode mit einer Mittelelektrode 23a einer Zünd­ kerze 23 über einen Verteiler 112 verbunden ist. An eine Leitung 114 zwischen dem Verteiler 112 und der Mittelelek­ trode 23a ist elektrostatisch ein Spannungssensor 113 ange­ koppelt, der mit der Leitung 114 einen Kondensator von meh­ reren pF bildet. Der Ausgang dieses Spannungssensors 113 ist mit einem Eingang einer Spitzenhalteschaltung 124 sowie mit einem nichtinvertierenden Eingang eines ersten Komparators 127 über einen Eingangsanschluß T3 einer Eingangsschaltung 121 verbunden. Die Spitzenhalteschaltung 124 ist mit ihrem Ausgang mit einem invertierenden Eingang des ersten Kompara­ tors 127 über eine vergleichende Pegeleinstellschaltung 125 verbunden. Mit der Spitzenhalteschaltung 124 ist eine Rück­ setzschaltung 126 zur Rücksetzung des gehaltenen Spitzenwer­ tes mit einem geeigneten Zeittakt verbunden.

Ein Ausgangssignal des ersten Komparators 127 wird über ein Gatter 131 in eine Impulsdauer-Meßschaltung 132 eingespeist, welche eine Zeitperiode mißt, in der das Ausgangssignal vom ersten Komparator 127 in einer Gatterperiode auf einem hohen Pegel liegt. Das Gatter 131 liefert während dieser Gatterpe­ riode sein Ausgangssignal wie es ist und erzeugt eine Span­ nung VD entsprechend dem Wert der gemessenen Zeitperiode für eine nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Komparators 134. Der invertierende Eingang dieses zweiten Komparators 134 ist mit einer Referenzwert-Einstellschaltung 133 verbun­ den und erhält von dieser eine Referenzspannung VTREF für die Fehlzündungsbestimmung.

Gilt VT < VTREF, so erzeugt der zweite Komparator 134 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel, so daß festgelegt wird, daß eine FI-Fehlzündung stattgefunden hat. Die Referenzspannung VTREF wird in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors eingestellt.

Die ECU 5 gemäß Fig. 2 dient bei dieser Ausführungsform ebenfalls zur Kraftstoffeinspritzsteuerung und zur Zündzeit­ steuerung. Ein Schaltungsblock 5A nach Fig. 15 kann durch einen Teil der ECU 5 gebildet werden. Vorzugsweise wird ein Schaltungsblock 5B nach Fig. 15 jedoch getrennt von der ECU 5 ausgeführt und an einer Stelle nahe dem Zylinderblock des Motors 1 vorgesehen.

Fig. 16 zeigt Einzelheiten der Eingangsschaltung 121, der Spitzenhalteschaltung 124 und der vergleichenden Pegelein­ stellschaltung 125.

In dieser Figur ist der Eingangsanschluß T3 mit einem nicht­ invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 216 über einen Widerstand 215 verbunden. Der Eingangsanschluß T3 ist weiterhin über einen durch einen Kondensator 211, einen Wi­ derstand 212 und eine Diode 214 gebildeten Kreis geerdet, wobei die genannten Schaltungselemente parallelgeschaltet und über eine Diode 213 mit einer Speisespannungsleitung VBS verbunden sind.

Der Kondensator 211 besitzt eine Kapazität von beispiels­ weise 10⁴ pF und dient zur Teilung der durch den Spannungs­ sensor 113 detektierten Spannung in mehreren 1000 Einheiten. Der Widerstand 212 besitzt einen Wert von beispielsweise 500 KΩ. Die Dioden 213 und 214 dienen zur Steuerung der Eingangsspannung für den Operationsverstärker 216 in einem Bereich von 0 bis VBS. Ein invertierender Eingang des Opera­ tionsverstärkers 216 ist mit dessen Ausgang verbunden, so daß dieser Operationsverstärker 216 als Pufferverstärker (Impedanzwandler) arbeitet. Der Ausgang des Verstärkers 216 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des ersten Kompara­ tors 127 sowie mit einem invertierenden Eingang eines Opera­ tionsverstärkers 221 verbunden.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 221 ist über eine Diode 222 mit einem nichtinvertierenden Eingang eines Opera­ tionsverstärkers 227 verbunden, wobei invertierende Eingänge der Verstärker 221, 227 mit dem Ausgang des Verstärkers 227 verbunden sind. Diese Operationsverstärker bilden ebenfalls jeweils einen Pufferverstärker.

Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 227 ist über einen Widerstand 223 und einen Kondensator 226 ge­ erdet, deren Verbindungspunkt über einen Widerstand 224 mit dem Kollektor eines Transistors 225 verbunden ist. Der Emit­ ter des Transistors 225 ist geerdet, während seine Basis von einer Rücksetzschaltung 126 ein Rücksetzsignal erhält. Soll eine Rücksetzung durchgeführt werden, so nimmt das Rücksetz­ signal einen hohen Pegel an.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 227 ist über eine ver­ gleichende Pegeleinstellschaltung 125 bildende Widerstände 241 und 242 geerdet, deren Verbindungspunkt mit dem inver­ tierenden Eingang des ersten Komparators 127 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 16 ist die folgen­ de. Ein Spitzenwert der detektierten Zündspannung V (Aus­ gangsspannung des Operationsverstärkers 216) wird durch die Spitzenhalteschaltung 124 gehalten, wobei der gehaltene Spitzenwert durch die vergleichende Pegeleinstellschaltung 125 mit einem vorgegebenen Wert < 1 multipliziert und das resultierende Produkt als vergleichender Pegel VCOMP in den ersten Komparator 127 eingespeist wird. Damit wird an einem Anschluß T4 ein Impulssignal geliefert, das einen hohen Pegel annimmt, wenn V < VCOMP gilt.

Fig. 17 zeigt Einzelheiten der Gatterschaltung 131 und der Impulsdauer-Meßschaltung 132. Gemäß dieser Figur wird eine dreistufige Inverterschaltung durch Transistoren 331 bis 333 und Widerstände 334 bis 341 gebildet. Zwischen den Kollektor des Transistors 332 und Erde ist ein Transistor 351 geschal­ tet, dessen Basis ein Gattersignal von der CPU 5b erhält. Während einer Gatterperiode, in der das Gattersignal einen tiefen Pegel besitzt, nimmt der Kollektor des Transistors 333 in Abhängigkeit davon, ob die Spannung am Anschluß T4 einen hohen oder tiefen Pegel annimmt, ein tiefes bzw. hohes Potential an, während der Kollektor dieses Transistors 333 unabhängig von der Spannung am Anschluß T4 einen hohen Pegel behält, wenn das Gattersignal einen hohen Pegel besitzt. Der Kollektor des Transistors 333 ist über einen Widerstand 342 an die Basis eines Transistors 344 angeschaltet, welche ih­ rerseits über einen Widerstand 343 an die Spannungsversor­ gungsleitung VBS angeschaltet ist, während der Kollektor über einen Widerstand 345 und einen Kondensator 347 geerdet ist, deren Verbindungspunkt über einen einen Pufferverstär­ ker bildenden Operationsverstärker 349 sowie einen Wider­ stand 350 an einen Anschluß T5 angeschlossen ist. Der Ver­ bindungspunkt zwischen dem Widerstand 345 und dem Konden­ sator 347 ist über einen Widerstand 346 an den Kollektor eines Transistors 348 angeschlossen, dessen Emitter geerdet ist und dessen Basis ein Rücksetzsignal von der CPU 5b er­ hält.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 17 ist die folgende: Wenn das Gattersignal einen tiefen Pegel besitzt und gleichzeitig das Eingangssignal am Anschluß T4 einen hohen Pegel besitzt, so leitet der Transistor 333 und damit auch der Transistor 344, wodurch der Kondensator 347 aufge­ laden wird. Besitzt andererseits das Gattersignal einen hohen Pegel oder das Eingangssignal am Anschluß T4 einen tiefen Pegel, so wird der Transistor 344 gesperrt und damit die Aufladung des Kondensators 347 beendet. Der Anschluß T5 nimmt daher eine Spannung VT an, welche proportional zu einer Zeitperiode innerhalb der Gatterperiode ist, in der das am Anschluß T4 eingegebene impulsförmige Signal einen hohen Pegel besitzt.

Die Wirkungsweise des Fehlzündungsdetektorsystems gemäß dieser Ausführungsform wird im folgenden anhand des Zeit­ taktdiagramms nach Fig. 18 erklärt. In (a), (b), (d) und (e) in Fig. 18 zeigen ausgezogene Kurven die Funktion bei nor­ maler Zündung, während gestrichelte Kurven die Funktion bei einer FI-Fehlzündung zeigen.

In (a) in Fig. 18 zeigt Änderungen der detektierten Zünd­ spannung V(B, B') und des vergleichenden Pegels VCOMP (C, C') als Funktion der Zeit. Die Kurve B für normale Zündung verläuft entsprechend der oben erläuterten Fig. 4. Die Kurve B' bei FI-Fehlzündung verläuft im Vergleich zu Fig. 4 unter­ schiedlich, nachdem die kapazitive Entladespannung unmittel­ bar vor Beendigung der Entladung einen Spitzenwert angenom­ men hat. Dies resultiert daraus, daß zwischen der Sekundär­ wicklung 21b und dem Verteiler 112 die Diode 111 vorgesehen ist. Diese Diode 111 hat im wesentlichen die gleiche Funk­ tion wie die oben anhand von Fig. 10 erläuterte Diode 111.

Durch die Zündspule 21 erzeugte elektrische Energie wird der Zündkerze 23 über die Diode 111 und den Verteiler 112 zuge­ führt und zwischen den Elektroden der Zündkerze 23 entladen. In der erdfreien Kapazität zwischen der Diode 111 und der Zündkerze 23 wird nach der Entladung Restenergie gespei­ chert. Bei normaler Zündung wird die gespeicherte Ladung durch im Bereich der Elektroden der Zündkerze 23 vorhandene Ionen neutralisiert, so daß die Zündspannung V am Ende der kapazitiven Entladung sofort abfällt, als ob die Diode 111 nicht vorhanden wäre (B in (a) in Fig. 18).

Bei Fehlzündung sind jedoch im Bereich der Elektroden der Zündkerze 23 praktisch keine Ionen vorhanden, so daß die zwischen der Diode 111 und der Zündkerze 23 gespeicherte Ladung weder neutralisiert wird noch wegen des Vorhanden­ seins der Diode 111 zur Zündspule 21 zurückfließen kann. Die Ladung wird daher ohne Entladung über die Zündspule 21 so gehalten wie sie ist. Wenn der Druck im Motorzylinder ab­ fällt, so daß die für die Entladung notwendige Spannung zwischen den Elektroden der Zündkerze 23 gleich der durch die Aufladung bedingten Ladung wird, so tritt eine Entladung zwischen den Elektroden auf (Zeitpunkt t9 in (a) in Fig. 18). Aufgrund der Wirkung der Diode 111 wird daher selbst nach Beendigung der kapazitiven Entladung die Zündspannung V im Vergleich zur normaler Zündung über eine längere Zeitpe­ riode auf einem hohen Pegel gehalten.

Die Kurven C, C' in (a) in Fig. 18 zeigen Änderungen des vergleichenden Pegels VCOMP als Funktion der Zeit, welche sich aus dem gehaltenen Spitzenwert der Zündspannung V er­ geben. Die Spitzenhalteschaltung 124 wird während Zeitpunk­ ten t5 und t6 rückgesetzt. Die Rücksetzzeit (zwischen t5 und t6) sollte zweckmäßigerweise mit dem Beginn der Gatterperio­ de TG zusammenfallen, wie dies in der Figur dargestellt ist. In (b) in Fig. 18 zeigt das Ausgangssignal des ersten Kompa­ rators 127. Wie aus (a) und (b) in Fig. 18 ersichtlich ist, gilt bei normaler Zündung zwischen Zeitpunkten t0 und t8 V < VCOMP. Zwischen diesen Zeitpunkten besitzt das Ausgangssig­ nal des ersten Komparators 127 einen hohen Pegel.

Bei Fehlzündung gilt jedoch zwischen Zeitpunkten t4 und t9 V < VCOMP. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 schwankt die Zündspannung V (B') um den vergleichenden Pegel VCOMP (C') (eine derartige Schwankung tritt im Falle einer Mehrfachent­ ladung auf), so daß sich das Ausgangssignal des ersten Kom­ parators 127 zwischen hohen und tiefen Pegeln ändert.

Wird bei dieser Ausgestaltung das in die Gatterschaltung 131 nach Fig. 17 eingespeiste Gattersignal immer auf einem tie­ fen Pegel gehalten (d. h. das Gatter wird offen gehalten), so ändert sich die Ausgangsspannung VT der Impulsdauer-Meß­ schaltung 132 gemäß in (e) in Fig. 18, wobei diese Ausgangs­ spannung VT bei normalem Zeittakt bis zu einem mit VB be­ zeichneten Pegel ansteigt, während sie bei einer Fehlzün­ dung bis zu einem mit VMIS bezeichneten Pegel ansteigt. Im Gegensatz dazu wird bei der in Rede stehenden Ausführungs­ form der Erfindung das in (c) in Fig. 18 dargestellte Gat­ tersignal dem Gattersignal-Eingangsanschluß der Gatterschal­ tung 131 zugeführt, so daß das Ausgangssignal des ersten Komparators 127 der Impulsdauer-Meßschaltung 132 lediglich während der Zeitpunkte t7 und t10 zugeführt wird. Die Aus­ gangsspannung VT der Impulsdauer-Meßschaltung 132 ändert sich daher gemäß (d) in Fig. 18, wobei diese Ausgangsspan­ nung VT bei normaler Zündung auf einen mit VGB bezeichneten Pegel ansteigt, während sie bei einer Fehlzündung auf einen mit VGMIS bezeichneten Pegel ansteigt.

Durch Erzeugung eines Referenzspannungspegels VTREF zwi­ schen den Werten VGB und VGMIS kann detektiert werden, ob eine FI-Fehlzündung aufgetreten ist oder nicht. Aus einem Vergleich zwischen (d) und (e) in Fig. 18 ergibt sich, daß das Pegelverhältnis VGMIS/VGB der Ausgangsspannung VD zwi­ schen normaler Zündung und Fehlzündung bei Taktung des Ausgangssignals des Komparators 127 weit größer als das Pegelverhältnis VMIS/VB ohne Taktung des Ausgangssignals ist. Durch eine derartige Öffnung des Gatters für das Aus­ gangssignal des Komparators 127 lediglich während der Perio­ de TG gemäß (c) in Fig. 18, um es der Impulsdauer-Meßschal­ tung 132 zuzuführen, kann bei der in Rede stehenden Ausfüh­ rungsform eine FI-Fehlzündung genauer und zuverlässiger de­ tektiert werden.

Bei dieser Ausführungsform ist die Gatterperiode TG eine das Ende der gesamten Entladeperiode abdeckende Zeitperiode, welche in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors, beispielsweise der Motordrehzahl, der Motorlast, der Bat­ teriespannung und der Motortemperatur aus einer Tabelle ausgelesen werden kann. Speziell wird diese Zeitperiode so eingestellt, daß sie in einem Zeitpunkt innerhalb der späten kapazitiven Entladungsperiode beginnt und nach dem Ende die­ ser Zeitperiode endet, wenn eine Fehlzündung vorhanden ist. Die Gatterperiode TG kann jedoch auch eine einem vorgegebe­ nen Kurbelwinkel des Motors entsprechende Zeitperiode sein. Beispielsweise kann der Zeitpunkt t10, in dem die Gatterpe­ riode TG endet, auf jeden Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt ein­ gestellt werden, in dem der nicht dargestellte rotierende Kopf des Verteilers 112 das nächste Segment durchläuft (im Bereich von etwa 120° des Kurbelwinkels vom Zündwinkel aus).

Die Impulsdauer-Meßschaltung 132 kann auch als digitaler Zähler ausgebildet sein.

Anstelle der Anordnung der Gatterschaltung 131 auf der Aus­ gangsseite des ersten Komparators 127 kann eine Gatterschal­ tung 131 gemäß Fig. 19 auch auf der Ausgangsseite der Ein­ gangsschaltung 121 oder gemäß Fig. 20 auf der Eingangsseite des ersten Komparators 127 vorgesehen sein.

Die bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwen­ dete Diode 111 kann die gleiche Charakteristik wie die Diode 111 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform nach Fig. 10 besitzen.

Darüber hinaus können die vierte und fünfte Ausführungsform mit der sechsten Ausführungsform kombiniert werden, so daß das Auftreten einer Fehlzündung abschließend nur bestätigt wird, wenn die Ergebnisse der Detektierung beider Ausfüh­ rungsformen das Auftreten einer Fehlzündung anzeigen.

Weiterhin kann die als Glättungsschaltung wirkende Spitzen­ halteschaltung 124 gemäß Fig. 15 durch eine Mittelungschal­ tung, beispielsweise eine integrierende Schaltung, ersetzt werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen 4 bis 6 wird eine begrenzte Vergleichsperiode voreingestellt, in der die Zündspannung mit einem vorgegebenen Spannungswert ver­ glichen wird. Ob eine Fehlzündung im Motor aufgetreten ist oder nicht, wird auf der Basis des Wertes der Zeitperiode, in der die Zündspannung den vorgegebenen Spannungswert in der begrenzten Vergleichsperiode übersteigt, und/oder des Wertes eines Bereiches eines Teils der Zündspannung ober­ halb des vorgegebenen Spannungswertes innerhalb der be­ grenzten Vergleichsperiode bestimmt. Damit kann eine FI- Fehlzündung genau und zuverlässig detektiert, die Fehler­ stelle frühzeitig lokalisiert und eine geeignete Fehler­ vermeidungsaktion durchgeführt werden.

Da die begrenzte Vergleichsperiode TG auf einen Endteil der Entladeperiode eingestellt ist, kann darüber hinaus eine Fehlzündung genauer detektiert werden.

Schließlich kann die Fehlzündungsdetektierung unabhängig von Änderungen des Betriebszustandes des Motors genau durchge­ führt werden, da der vorgegebene Spannungswert (VCOMP) in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors oder von der Zündspannung (V) eingestellt wird.

Claims (16)

1. Fehlzündungsdetektorsystem zur Detektierung einer Fehlzün­ dung in einem Verbrennungsmotor (1), der ein wenigstens eine Zündkerze (23) enthaltendes Zündsystem aufweist, mit
einer Motorbetriebszustands-Detektoreinrichtung (4, 8, 9, 10, 11, 15) zur Detektierung von Betriebsparameterwerten des Motors (1), mit einem Signalgenerator (in 5) zur Festlegung des Zündzeittakts des Motors (1) auf der Basis der detektierten Betriebsparameterwerte des Motors (1) und Erzeugung eines den festgelegten Zündzeittakt anzeigenden Zündbefehlssignals (Fig. 8 (a)), mit einer auf das Zündbefehlssignal (Fig. 8 (a)) ansprechenden Zündeinrich­ tung (16) zur Erzeugung einer Zündspannung für die Entla­ dung der wenigstens einen Zündkerze (23), mit
einer Spannungswert-Detektorschaltung (24-29 in Fig. 2; 113 in Fig. 7) zur Detektierung der von der Zündeinrich­ tung (16) nach der Erzeugung des Zündbefehlsignals (Fig. 8 (a)) erzeugten Zündspannung, und mit
einer Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung (in 5) zum Vergleich des detektierten Wertes der Zündspannung mit einem vorge­ gebenen Spannungswert (S10, V_mis1 in Fig. 3; F, F' in Fig. 8; C, C' in Fig. 18) und Bestimmung auf der Basis der Ergebnisse des Vergleichs, ob eine einem Kraftstoffzufuhr­ system des Motors (1) zuzuordnende Fehlzündung im Motor (1) aufgetreten ist oder nicht, die eine Periodenbegrenzungsschaltung zur Einstellung einer in einem Endteil einer Entladungsperiode der wenigstens einen Zündkerze (23) festgesetzten, begrenzten Vergleichsperiode (t₁ bis t₂ in Fig. 4; t₅ bis t₆ in Fig. 8; t₇ bis t₁₀ in Fig. 18) enthält, und die Bestimmung hinsichtlich des Auftretens der Fehlzündung auf der Basis der in der be­ grenzten Vergleichsperiode (t₁ bis t₂ in Fig. 4; t₃ bis t₆ in Fig. 8; t₇ bis t₁₀ in Fig. 18) erhaltenen Ergebnisse des Vergleichs zwischen dem detektierten Wert der Zündspannung und dem vorgegebenen Spannungswert (S10, V_mis1 in Fig. 3; F, F' in Fig. 8; C, C' in Fig. 18) durchführt.

2. Fehlzündungsdetektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlzündungs-Bestimmungsschal­ tung (in 5) die Bestimmung hinsichtlich des Auftretens der Fehlzündung in der begrenzten Vergleichsperiode auf der Basis durchführt, ob der detektierte Wert der Zündspannung größer als der vorgegebene Spannungswert ist.

3. Fehlzündungsdetektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlzündungs-Bestimmungsschal­ tung (in 5) die Bestimmung hinsichtlich des Auftretens der Fehlzündung innerhalb der begrenzten Vergleichs­ periode auf der Basis einer Zeitperiode durchführt, in welcher der detektierte Wert der Zündspannung den vor­ gegebenen Spannungswert übersteigt.

4. Fehlzündungsdetektorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung (in 5) die Bestimmung hinsichtlich des Auftretens der Fehlzündung in der begrenzten Vergleichsperiode auf der Basis eines Bereichs eines Teils von den vorgege­ bener Spannungswert übersteigenden detektierten Werten der Zündspannung durchführt.

5. Fehlzündungsdetektorsysystem nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlzündungs-Bestimmungsschal­ tung (in 5) die Bestimmung hinsichtlich des Auftretens der Fehlzündung innerhalb der begrenzten Vergleichsperiode auf der Basis sowohl einer Zeitperiode, in welcher der detektierte Wert der Zündspannung den vorgegebenen Spannungswert übersteigt, und eines Bereiches eines Teils des den vorgegebenen Spannungswert übersteigen­ den detektierten Wertes der Zündspannung durchführt.

6. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Ver­ gleichsperiode eine einem vorgegebenen Kurbelwinkel des Motors (1) entsprechende Zeitperiode ist, welche auf einen Endteil einer Entladeperiode der wenigstens einen Zündkerze (23) eingestellt ist.

7. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die begrenzte Vergleichsperiode beginnt, wenn eine vorgegebene Zeit­ periode nach der Erzeugung des Zündbefehlssignals (A) abläuft.

8. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Spannungswert in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors (1) eingestellt ist.

9. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlzündungs- Bestimmungsschaltung (in 5) eine Referenzpegel-Ein­ stellschaltung (in 5A) enthält, welche den vorgege­ benen Spannungswert auf der Basis des detektierten Wertes der Zündspannung einstellt.

10. Fehlzündungsdetektorsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpegel- Einstellschaltung (in 5A) den vorgegebenen Spannungs­ wert auf der Basis des wertes der Zündspannung ein­ stellt, der vor dem Beginn der begrenzten Vergleichs­ periode detektiert wird.

11. Fehlzündungsdetektorsystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpegel- Einstellschaltung (in 5A) den vorgegebenen Spannungs­ wert auf der Basis eines wertes der Zündspannung ein­ stellt, der in einer Zeitperiode detektiert wird, in welcher eine kapazitive Entladung stattfindet.

12. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpegel- Einstellschaltung (in 5A) den vorgegebenen Spannungs­ wert auf der Basis eines Wertes der Zündspannung ein­ stellt, welcher am Beginn der begrenzten Vergleichspe­ riode auftritt.

13. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpegel- Einstellschaltung (in 5A) eine Glättungsschaltung zur Glättung der Zündspannung sowie einen Verstärker zur Verstärkung des Glättungsschaltungs-Ausgangssignals um einen vorgegebenen Verstärkungsfaktor umfaßt.

14. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrich­ tung (15) einen Primärkreis (21a) und einen Sekundär­ kreis (21b) sowie einen Stromprüfkreis (111, 111') im Sekundärkreis (21b) zur Überprüfung eines Stromflusses in Rückwärtsrichtung relativ zu einer Richtung auf­ weist, in welcher ein Stromfluß bei Entladung der we­ nigstens einen Zündkerze (23) auftritt.

15. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspule (21) eine Primärwicklung (21a) und eine Sekundärwicklung (21b) umfaßt, und daß die Zündspannung die durch die Primärwicklung (21a) erzeugte Primärspannung ist.

16. Fehlzündungsdetektorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspannung die in der Sekundärwicklung (21b) erzeugte Sekundär­ spannung ist.