DE69517894T2

DE69517894T2 - Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69517894T2
Application number: DE69517894T
Authority: DE
Inventors: Mitsuyasu Enomoto; Shinji Ooyabu; Kazuhiro Yamada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2015-09-09
Also published as: DE69517894D1; EP0701060A3; EP0701060A2; EP0701060B1; JP3508258B2; US5571245A; JPH08128381A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine. Genauer gesagt, ist die vorliegende Erfindung auf ein solches Gerät gerichtet, das ein Befehlssignal für eine Zündoperation aus einem Steuergerät an eine Zündspule zur Zündsteuerung erzeugt, und andererseits ein Überwachungssignal aus der Schaltung zurückgibt, das entweder Erfolg oder Fehlschlag einer Zündoperation anzeigt, die aus einer kompakten Zündspule für ein Steuergerät besteht.
Wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 64-35078 offenbart, ist eine Anordnung vorgeschlagen worden, daß eine Spannung eines Zündsignals zur Stromversorgung verwendet wird, um so eine Zündschaltung zu betreiben. Da bei Verwenden dieser Anordnung ein spannungsgesteuertes Ausgangssignal des Steuergerätes zur Stromversorgung der Zündschaltung verwendet werden kann, wird in der Zündschaltung keine Spannungsregulierschaltung mehr verwendet, so daß die Zündschaltung kompakt und einfach aufgebaut werden kann. Um andererseits einen Fehler im Zündsystem zu bestimmen, ist es wünschenswert, ein solches System einzurichten, das ein Überwachungssignal abgibt, das über Erfolg oder Fehlschlag einer Zündoperation informiert. Somit ist beispielsweise in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 63-25374 ein System vorgeschlagen worden, bei dem die Zündschaltung das Aktivieren der Primärspule der Zündspule als Anzeigesignal zurückgibt.
In der in der zuvor genannten japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 63-25374 vorgeschlagen Schaltung soll die Zündschaltung eine exklusiv verwendete Stromversorgung verwenden, um das Überwachungssignal auf der Zündsignalleitung zu überlagern. Folglich gibt es das Problem, daß die Kompaktheit des Schaltungsumfangs mit der Rückmeldung des Überwachungssignals nicht kompatibel ist, weil das Zündsignal als Stromversorgungsquelle dient.
Um Überwachungssignale zu erhalten, sind verschiedene Versuche unternommen worden, die Aktivierungsbedingungen für die Sekundärspule der Zündspule festzustellen. Jedoch sollte die mit der Sekundärspule verbundene Signalleitung zum Erzeugen der Hochspannung mit dem Steuergerät verbunden sein. Es gibt ein weiteres Problem des Widerstandsrauschens, wenn das indirekt aus dem Aktivierungsstrom der Sekundärspule festgestellte sehr kleine Signal zum Steuergerät hochgetrieben wird.
Des weiteren existiert bei der Erregungsbedingung der Sekundärspule zum Erzeugen des Überwachungssignals ein solches Problem, daß das Überwachungssignal nicht vom Zündsignal unterscheidbar ist, da das Überwachungssignal zurückgegeben wird, nachdem das Zündsignal geendet hat.
Wie andererseits in Fig. 18 und Fig. 19 dargestellt, ist ein Zündgerät für ein Zündsystem mit Spulenverteilung zur inneren Brennkraftmaschine als Vorarbeit gedacht, womit das Auftreten eines Zündfehlers festgestellt wird. Fig. 19 ist ein detailliertes Schaltbild zur Darstellung von Schaltungsblöcken 200a und 200b von Fig. 18. Die Fig. 20A bis 20D sind Zeittafeln zum Darstellen von Signalformen, die in verschiedenen Schaltungsabschnitten des Schaltbildes auftreten, das in den Fig. 18 und 19 gezeigt ist. Dieses Zündgerät ist so eingerichtet, daß Zündsignale IGt1 und IGt2 gemäß Zündspulen der jeweiligen beiden Zylinder von einer Maschinenzentraleinheit (ECU) 100 für die Schaltblöcke (Spulenschaltungen) 200a und 200b erzeugt werden, wie bei einer in die Spule eingebauten Zündvorrichtung (die Zündvorrichtung befindet sich nämlich in der Spule), und ein Überwachungssignal IGf wird von den Schaltungsblöcken 200a und 200b an die ECU 100 zurückgegeben.
Die ECU 100 setzt sich hauptsächlich aus einem Mikrocomputer (MC) 110, einer Bezugsstromversorgung Vcc und denselben Schaltungsblöcken (laufende Lieferung) 120a und 120b gemäß den Zündspulen der jeweiligen beiden Zylinder für die Stromversorgung zusammen. Die Schaltungsblöcke 200a und 200b sind hauptsächlich aufgebaut aus: einer Eingangsfilterschaltung 201, die eine Eingangssignalverarbeitung ausführt; einer Torschaltung 202; einer Zündspule 203; einer Dauereinschalt- Verhinderungsschaltung 204 zum zwangsweise Unterbrechen eines Primärstroms dieser Zündspule 203 nach einer vorbestimmten Zeit, nachdem der Primärstrom der Zündspule 203 zu fließen begonnen hat; einem Transistor 205, der den Primärstrom der Zündspule 203 zu fließen veranlaßt; einem I1-Feststellwiderstand 206, der den Erregerstrom I1 der Zündspule 203 feststellt; einer Konstantstrom-Steuerschaltung 207; einer Erregerstromfeststellschaltung 208; einer Wellenformungsschaltung 209 für ein Überwachungssignal (IGf); und aus einer Bezugsstromversorgung Vcc.
In diesem Zündgerät für die innere Brennkraftmaschine sind die Anschlußzahlen 10 der Schaltungsblöcke 200a und 200b in der Mitte der Verdrahtungsleitung miteinander verbunden, durch die das Überwachungssignal IGf der Schaltungsblöcke 200a und 200b an die ECU 100 zurückgegeben wird, und sind mit der Anschlußnummer 3 der ECU 100 verbunden, nämlich in einer verdrahteten OR- Verbindung, um die Funktion als Signalleitung zu haben. Im Ergebnis kann die Gesamtzahl von Verdrahtungsleitungen verringert werden.
Wie auch in Fig. 21 und Fig. 22 gezeigt, wird auch an ein solches Zündgerät für das individuelle Zylinderzündsystem für innere Brennkraftmaschinen zur Feststellung des Auftretens eines Zündfehlers gedacht. Fig. 22 ist ein detailliertes Schaltbild zur Darstellung eines Schaltblockes 400 von Fig. 21. Dieses Zündgerät ist so eingerichtet, daß Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3 und IGt4 gemäß Zündspulen der jeweiligen Zylinder aus der ECU 300 für einen Schaltungsblock (Zündvorrichtung) 400 erzeugt werden, und das Überwachungssignal IGf wird aus dem Schaltungsblock 400 an die ECU 300 zurückgegeben.
Die ECU 300 setzt sich hauptsächlich zusammen aus einem Mikrocomputer 310, einer Bezugsstromversorgung Vcc und vier gleichen Schaltungsblöcken (C. S.) 320a, 320b, 320c und 320d gemäß den Zündspulen der jeweiligen Zylinder für die Stromversorgung. Der Schaltungsblock 400 setzt sich hauptsächlich zusammen aus einer Eingangsfilterschaltung (I. F.- Filterschaltung) 420 zum Ausführung einer Eingangssignalverarbeitung, einer Torschaltung (G-Schaltung) 430; Schaltungsblöcken 410a, 410b, 410c, 410d mit der Bezugsstromversorgung Vcc; einem Feststellwiderstand 401 zum Feststellen des Überwachungssignals IGf; einer Konstantstrom- Steuerschaltung 402; einer IGf-Feststellschaltung 403; einer Dauereinschalt-Vermeidungsschaltung 404 zum zwangsweisen Unterbrechen von Primärströmen in die Zündspulen 500a, 500b, 500c, 500d nach einer vorausgewählten Zeit, nachdem die Primärströme dieser Zündspulen zu fließen begonnen haben; und aus einer Bezugsstromversorgung Vcc.
In diesem Zündgerät für die innere Brennkraftmaschine sind sowohl der I1-Feststellwiderstand 401, der im Schaltungsblock 400 verwendet wird, als auch die Emitter der jeweiligen Transistoren mit dem Anschluß 22 der vier gleichen Schaltungsblöcke 410a, 410b, 410c, 410d gemeinsam miteinander verbunden. Im Ergebnis kann die Gesamtzahl von Verbindungsleitungen zum Rückgeben des Überwachungssignals IGf zur ECU 300 verringert werden.
Gemäß dem Zündgerät für die innere Brennkraftmaschine, die in Fig. 18 gezeigt ist, sind überflüssige Verbindungsleitungen erforderlich, um so das System ohne Überwachungssignal aufzubauen, obwohl dieses Zündgerät eine relativ einfache Struktur anwendet, wenn ein derartiges System kein Überwachungssignal IGf vorsieht.
Andererseits ist es im Zündgerät für die in Fig. 21 gezeigte innere Brennkraftmaschine, ebenso wie in Fig. 18, unmöglich, ein derartiges Gerät mit der Signalleitung für das Überwachungssignal IGf durch Verwenden derselben Anzahl von Verdrahtungsleitungen zu realisieren, die im Zündgerät verwendet werden, ohne die Signalleitung für das Überwachungssignal IGf.
Des weiteren offenbart das Dokument EP 0 324 159 A1 ein Schließperiodensteuersystem für eine innere Brennkraftmaschine, bei der der Zustand eines Zündsystems und insbesondere die Schließperiode des Zündsystems gesteuert wird. Die dezentralisierte (verteilte) Zündausgangsstufe ist nur mit wenigen Leitungen mit dem Mikrocomputer verbunden, der zum Ansteuern des Zündsystems bis dahin vorgesehen ist, zur Überwachung dessen Betriebs und zum. Steuern dessen Schließperiode. Insbesondere wird der Primärstrom der Zündspule (Primärabschnitt dieser) durch einen Widerstand festgestellt, und das Feststellergebnis wird bewertet und zum Mikrocomputer gesandt. Das Senden wird ausgeführt durch Überlagern des Monitor-/Feststellsignals mit dem Zündsteuersignal, das an eine Einzelverbindungsleitung angelegt wird. Im Mikrocomputer werden diese Signale so selektiert, daß die Betriebsbedingungen des Zündsystems unter Verwendung einer bidirektional betriebenen Verbindungsleitung überwacht werden können. Das Feststellsignal wird zum Ausführen einer präzisen Steuerung der Schließperiode der Zündausgangsstufe verwendet und insbesondere werden ein Schwellwert oder zwei spezielle Schwellwerte festgelegt, um ein Überwachungssignal zu erhalten. Zum Senden des Überwachungssignals zurück zum Mikrocomputer ist eine festgelegte Herabsetzung des Pegels an der Verbindungsleitung zur Bestimmung der Schließperiode vorgesehen, und diese Herabsetzung eines vordefinierten Pegels ermöglicht dem Mikrocomputer, dieses Signal für Steuerzwecke auszuwerten.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein verbessertes Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine zu schaffen, das in der Lage ist, ein Überwachungssignal zur Feststellung von Zündfehlern zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung hat zur weiteren Aufgabe, ein Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine zu schaffen, das in der Lage ist, ein Überwachungssignal aus einem Erregungszustand einer Sekundärspule der Zündspule zu erzeugen, und das auch in der Lage ist, dieses Überwachungssignal unter Verwendung einer verringerten Anzahl von Verbindungsleitungen an das Steuergerät zurückzugeben.
Auch hat die vorliegende Erfindung zur weiteren Aufgabe, einen fehlerhaften Betrieb der Zündschaltung durch ein Überwachungssignal zu verhindern, während das Überwachungssignal aus einem Erregungszustand einer Sekundärspule der Zündspule erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung hat zur weiteren Aufgabe, sowohl die Bedingung zu erfüllen, daß ein Schaltungsumfang der Zündschaltung unter Verwendung eines Zündsignals als Stromversorgung kompakt ausgelegt sein kann und daß ein Überwachungssignal zurückgegeben wird.
Die vorliegende Erfindung hat noch die weitere Aufgabe, einen fehlerhaften Betrieb der Zündschaltung dann zu vermeiden, wenn ein Überwachungssignal übertragen wird, nachdem ein Zündsignal geendet hat.
Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine, wie es in den anliegenden Patentansprüchen angegeben ist.
Nach der vorliegenden Erfindung wird die Erregerinformation über eine Sekundärspulenseite einer Zündspule durch eine in die Zündspule eingebaute Zündschaltung festgestellt, um ein Überwachungssignal zu erzeugen; dieses Überwachungssignal wird übertragen, und darüber hinaus wird eine Maskierschaltung verwendet, und beim Übertragen des Überwachungssignals zu einem Zündsignalanschluß wird der Erregerstrom zur Primärspule von einem Halbleiterschaltelement gesperrt. Mit Verwendung dieser Anordnung kann die Erregungsbedingung der Sekundärspule durch die Zündschaltung festgestellt werden, die sich als Einheit in der Zündspule befindet. Das zur Bestimmung eines Zündfehlers verwendete Überwachungssignal in der Zündspule und/oder der Zündkerze kann durch eine einfache Schaltungsanordnung gewonnen werden.
Angemerkt sei, daß die Schaltungsanordnung kompakt gebaut werden kann durch Verwendung einer Struktur, die eine in der Sekundärspule erzeugte Spannung als Überwachungssignal überträgt.
Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Zündvorrichtung betriebsbereit durch Verwendung einer Spannung eines Zündsignals als Stromversorgung, und darüber hinaus wird ein Überwachungssignal übertragen, während sich der Spannungspegel dieses Zündsignals ändert. Durch Verwenden dieser Anordnung kann die Zündschaltung, die mit der Spule eine einheitliche Form bildet, kompakt gebaut werden.
Nach der vorliegenden Erfindung wird darüber hinaus ein Überwachungssignal von einer eingebauten Zündschaltung in einer Spule über einen Zündsignalanschluß übertragen, und die Maskierschaltung zum Sperren eines Erregerstromes in die Primärspule durch ein Halbleiterschaltelement, wenn das Überwachungssignal zum Zündsignalanschluß übertragen wird. Unter Verwendung einer solchen Anordnung kann das Überwachungssignal übertragen werden, nachdem das Zündsignal geendet hat, und des weiteren kann ein durch dieses Überwachungssignal verursachter fehlerhafter Betrieb vermieden werden.

Die beiliegende Zeichnung

Fig. 1 ist ein Schaltbild, das die Anordnung eines Spulenverteilungs-Zündsystems in einem Zündgerät für eine innere Verbrennungskraftmaschine nach einem erläuternden Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Schaltbild zur Darstellung eines detaillierten Schaltungsblockes, der in einer Zündvorrichtung von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3A bis 3E sind Zeittafeln zur Darstellung von Signalwellenformen, die an verschiedenen Schaltungsabschnitten von Fig. 1 und Fig. 2 auftreten;
Fig. 4 ist ein Schaltbild, das eine Anordnung eines Zylinderverteil-Zündsystems in einem Zündgerät für eine innere Verbrennungskraftmaschine nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 und Fig. 5B sind Schaltbilder, die einen detaillierten Schaltungsblock zeigen, der in der Zündvorrichtung von Fig. 4 verwendet wird;
Fig. 6A bis Fig. 6F sind Zeittafeln zur Darstellung von Signalwellenformen verschiedener Schaltungsabschnitte in Fig. 4 und in Fig. 5;
Fig. 7 ist ein Schaltbild, das die grundlegende Schaltungsanordnung zeigt, in der Signalleitungen in integraler Form in der Spulenverteilungszündung des Zündgerätes für die innere Verbrennungskraftmaschine nach einer Abwandlung des erläuternden Beispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt sind;
Fig. 8 ist ein Schaltbild, das einen detaillierten Schaltungsblock zeigt, der in der Zündvorrichtung von Fig. 7 verwendet wird;
Fig. 9A bis 9F sind Zeittafeln, die Signalwellenformen verschiedener Schaltungsabschnitte von Fig. 7 und von Fig. 8 veranschaulichen;
Fig. 10 ist ein Schaltbild, das in Einzelheiten eine Abwandlung eines Schaltungsblockes zeigt, der in der Zündvorrichtung von Fig. 2 verwendet wird;
Fig. 11A bis Fig. 11F sind Zeittafeln, die Signalwellenformen verschiedener Schaltungsabschnitte von Fig. 10 darstellen;
Fig. 12 ist ein Schaltbild, das eine grundlegende Schaltungsanordnung zeigt, bei der Signalleitungen in integraler Form im Zündsystem nach Zylinderart des Zündgerätes für die innere Verbrennungskraftmaschine nach einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ausgeführt sind;
Fig. 13 ist ein Schaltbild, das einen detaillierten Schaltungsblock zeigt, der in der Zündvorrichtung von Fig. 12 verwendet wird;
Fig. 14A bis Fig. 14E sind Zeittafeln zur Darstellung von Signalwellenformen verschiedener Schaltungsabschnitte von Fig. 12 und von Fig. 13;
Fig. 15 ist ein Schaltbild, das eine Anordnung eines Spulenverteilzündsystems in einem Zündgerät für eine innere Verbrennungskraftmaschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 16 ist ein Schaltbild, das einen detaillierten Schaltungsblock zeigt, der in der Zündvorrichtung von Fig. 15 verwendet wird;
Fig. 17A bis Fig. 17F sind Zeittafeln, die Signalwellenformen verschiedener Schaltungsabschnitte zeigen, die in Fig. 15 und in Fig. 16 enthalten sind;
Fig. 18 ist ein Schaltbild, das eine Anordnung eines Spulenverteilzündsystems in einem Zündgerät für eine innere Verbrennungskraftmaschine nach dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 19 ist ein Schaltbild, das einen detaillierten Schaltungsblock zeigt, der in der Zündvorrichtung von Fig. 18 verwendet wird;
Fig. 20A bis 20D sind Zeittafeln, die Signalwellenformen verschiedener Schaltungsabschnitte aus Fig. 18 und aus Fig. 19 zeigen;
Fig. 21 ist ein Schaltbild, das eine Anordnung eines Spulenverteilzündsystems in einem Zündgerät für eine innere Verbrennungskraftmaschine nach einem anderen Stand der Technik zeigt; und
Fig. 22 ist ein Schaltbild, das einen detaillierten Schaltungsblock zeigt, der in der Zündvorrichtung von Fig. 21 verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert auf der Grundlage verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind.

(ERLÄUTERNDES BEISPIEL)

Fig. 1 und Fig. 2 sind Schaltbilder, die eine Anordnung eines Zündgerätes für eine innere Brennkraftmaschine nach einem erläuternden Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigen. Fig. 2 ist ein detailliertes Schaltbild, das Schaltungsblöcke (Zündvorrichtungsschaltungen oder Spulenschaltungen) 2a und 2b von Fig. 1 zeigt. Fig. 3A bis Fig. 3E sind Zeittafeln, die Signalwellenformen verschiedener Schaltungsabschnitte in den Schaltungen von Fig. 1 und Fig. 2 zeigen. Angemerkt sei, daß dieses Beispiel auf ein Zündgerät des Spulenverteiltyps zur Feststellung eines Fehlers gerichtet ist, der in einer inneren Verbrennungskraftmaschine verwendet wird.
Dieses Beispiel ist so eingerichtet, daß Zündsignale IGt1 und IGt2 entsprechend den Zündspulen der jeweiligen beiden Zylinder aus einer ECU 1 für Schaltblöcke 2a und 2b, Spulenschaltungen mit Zündvorrichtungen erzeugt werden, und von diesen Schaltblöcken 2a und 2b wird ein Überwachungssignal IGf an die ECU 1 zurückgegeben.
Die ECU 1 ist hauptsächlich aufgebaut aus Stromlieferungsschaltblöcken 12a und 12b, die einander identisch sind, einem Mikrocomputer 11, einer Bezugsstromversorgung Vcc, die mit einer Batteriestromversorgung VB verbunden ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, setzt sich jeder der Schaltblöcke 2a und 2b hauptsächlich zusammen aus einem Steuer-MIC, Steuer-MIC (monolithischer Zündsignal-Steuer-IC) 21 zum Ausführen einer Eingangssignalverarbeitung und einer Ausgangssignalverarbeitung; einer Zündspule 23; einem IGBT 22 zum Beginnen einer Lieferung eines Primärstroms an die Zündspule 23; und auch einem I1- Feststellwiderstand 24 zum Feststellen eines Erregerstroms I1 auf der Primärseite der Zündspule 23. Ein IGBT-Mittel eines bipolaren Transistors mit isoliertem Gate, nämlich einer Gateschaltung eines bipolaren Transistors ist gebildet aus einem MOSFET mit geringer Spannungsfestigkeit. Des weiteren ist der Steuer-MIC 21 hauptsächlich aufgebaut aus Widerständen R1, R2; einer Konstantstromsteuerschaltung 211, einer IGf- Feststellschaltung 212, einem Transistor 213 und einer Bezugsstromversorgungsschaltung 214.
In Fig. 1 und in Fig. 2 werden sowohl das Zündsignal IGt als auch das Überwachungssignal über eine IGtf-Leitung gesendet und empfangen, die durch die Signalleitung für dieses Zündsignal IGt und das Überwachungssignal IGf gebildet ist, basierend auf der zuvor beschriebenen grundlegenden Schaltungsanordnung. Diese IGtf-Leitung ist zwischen einen Anschluß Nummer 4 und die Schaltungsblöcke 12a, 12b der ECU 1 geschaltet und den anderen Anschluß Nummer 6 der Schaltungsblöcke 2a, 2b gemäß den beiden Zündkerzen. Die Schaltungsblöcke 2a und 2b liefern dann die Versorgungsspannung an das Steuer-MIC 21 unter Verwendung der IGtf-Leitung, und die Empfangsschaltung des Zündsignals IGt verwendet den IGBT 22, der als Schaltelement arbeitet.
Da der IGBT 22 verwendet wird, können die Widerstandswerte des Widerstands R1 + Widerstand R2, die mit dem Gate dieses IGBT 22 verbunden sind, eine derartige Pegelumsetzung für geringfügige Verringerung des Spannungspegels vom Gate dieses IGBT 22 zur Rückgabe des Überwachungssignals leicht erreicht werden. Da die Batteriestromversorgung VB im Steuer-MIC 21 dieses Beispiels fortgelassen ist, ist eine Schutzschaltung 65 nicht erforderlich, verglichen mit den Steuerblöcken 6a und 6b, die in Fig. 8 gezeigt sind und später beschrieben werden. Da die Schaltung hinsichtlich des Überwachungssignals IGf nur betriebsbereit ist, wenn die IGtf-Leitung gemäß der Stromversorgungsleitung auf H-Pegel ist, muß dieses Überwachungssignal IGf an die ECU 1 zur selben Zeit wie das Zündsignal IGt zurückgegeben werden, und das Überwachungssignal IGf kann durch das Verfahren zum Variieren des Signalpegels vom Zündsignal IGt festgestellt werden. Im Ergebnis kann durch Software der ECU 1 in einem Vergleich des Zündsignals IGt, das von der ECU 1 erzeugt wird, mit dem Überwachungssignal IGf, das zur ECU 1 zurückgegeben wird bestimmt werden, ob das Überwachungssignal IGf zur ECU 1 zurückgegeben worden ist.
Als nächstes werden die Signalformen, die an den jeweiligen Schaltungsabschnitten von Fig. 1 und von Fig. 2 auftreten, anhand der Zeittafeln der Fig. 3A bis 3E beschrieben.
Angemerkt sei, daß sowohl der Schaltungsblock 12a der ECU 1 als auch der Schaltungsblock 2a der Zündseite beschrieben werden.
(1) Der Pegel der IGtf-Leitung geht als Reaktion auf das Zündsignal IGt1 auf den H-Pegel, das von einem Tor IGt1 des Mikrocomputers 11 der ECU 1 erzeugt wird.
(2) Da der Pegel der IGtf-Leitung der H-Pegel ist, wird der IGBT 22 leitend geschaltet, der Primärstrom 11 wird geliefert, um die Zündspule 23 zu erregen, und dann überlappt sich am Transistor 213 das IGf0-Signal mit dem Zündsignal IGt1, das von einer Hälfte des Zündsignals IGt1 wellengeformt wird, das vom I1-Feststellwiderstand 24 festgestellt wird.
(3) Das IGf0-Signal aus der Stromschaltung 212 wird auf die IGtf-Leitung zurückgegeben, und der Pegel der IGtf-Leitung wird geringfügig heruntergesetzt, ohne den Pegel dieser IGtf-Leitung auf den L-Pegel zu bringen.
(4) Das Überwachungssignal IGf in der ECU 1 kann empfangen werden, ist mit dem Schaltungsblock 12a innerhalb der ECU 1 ORmäßig verdrahtet und danach im Tor-IGf des Mikrocomputers 11.
(5) Das Zündsignal IGt1 wird vom Überwachungssignal IGf durch Software im Mikrocomputer 11 selektiert, um das Auftreten eines Zündfehlers festzustellen.
Da die Anordnung dieses erläuternden Beispiels vom Typ für Primärstromfeststellung für Zündfehler ist, sei angemerkt, daß diese Anordnung ebenfalls bei einem Zündsystem individueller Zylinder angewandt werden kann, bei dem einer der Sekundärstromanschlüsse der Zündspule mit der Masseleitung GND verbunden ist.
Sowohl die Signalleitungen für die Zündsignale IGt1, IGt2 in dieser Anordnung als auch die Signalleitung für das Überwachungssignal IGf sind durch eine Einzelsignalleitung vorgesehen.
Mit anderen Worten, als Reaktion auf die Zündsignale IGt1 und IGt2 zum Steuern der von der ECU 1 ausgegebenen Zündzeitpunkte wird die Zündvorrichtung in den Schaltungsblöcken 2a und 2b angesteuert. Das Überwachungssignal IGf dieser Zündvorrichtung wird von einer Fehlerfeststellschaltung 21 festgestellt, die in Schaltungsblöcken 2a und 2b verwendet wird, und dann zur ECU 1 zurückgegeben. Basierend auf diesem Überwachungssignal IGf wird das Auftreten eines Zündfehlers von der ECU 1 bestimmt. Sowohl die Signalleitungen für die Zündsignale IGt1, IGt2 als auch die Signalleitung für das Überwachungssignal IGf in dieser Anordnung sind als dieselbe Einzelleitung realisiert, die die ECU 1 mit den Zündvorrichtungen verbindet, die in den Schaltungsblöcken 2a, 2b verwendet werden. Die Signalleitung, die zur Verbindung zwischen den jeweiligen Zündvorrichtungen verwendet wird, die in den Schaltungsblöcken 2a, 2b und der ECU 1 vorgesehen sind, werden folglich zu einer Einzelleitung, die einfach zu realisieren ist. Gemäß diesem Beispiel überlappen sich die Zündsignale IGt1, IGt2 mit dem Überwachungssignal IGf, und der Signalpegel des Überwachungssignals IGf ist in Hinsicht auf jene der Zündsignale IGt1 und IGt2 herabgesetzt.
Im Falle, daß sich die Zündsignale IGt1 und IGt2 mit dem Überwachungssignal IGf in zeitsequentieller Weise als Folge überlappen, ist der Signalpegel des Überwachungssignals IGf in Hinsicht auf die Zündsignale IGt1 und IGt2 herabgesetzt. Selbst wenn das Überwachungssignal IGt mit den Zündsignalen IGt1 und IGt2 überlagert ist, kann die Fehlerfeststellung ausgeführt werden.
Nach diesem Beispiel wird des weiteren der H-Pegel beim Signalpegel derselben Leitung mit der IGtf-Signalleitung aufgebaut und auf die Batteriespannung VB gebracht, und dieser Signalpegel wird umgesetzt. Das heißt, der H-Pegel des Signalpegels derselben Signalleitung, aufgebaut aus der IGtf- Signalleitung, wird auf die Batteriespannung VB gebracht, und dieser Signalpegel wird umgesetzt. Da eine große Spannungsdifferenz zwischen den Zündsignalen IGt1, IGt2 und dem Überwachungssignal IGf besteht, können diese Signale leicht voneinander unterschieden werden.
Gemäß diesem Beispiel werden die Zündsignale IGt1 und IGt2 direkt vom Schaltelemente empfangen, das mit dem IGBT 22 aufgebaut ist. Die Zündsignale IGt1 und IGt2 werden nämlich direkt vom Schaltelement empfangen, das mit dem IGBT 22 aufgebaut ist, und die Schaltungsanordnung zur Steuerung des Primärstroms der Zündspule 23 kann einfach ausfallen.
Nach dem Zündgerät für die innere Brennkraftmaschine dieses · Beispiels ist darüber hinaus dieselbe Leitung der IGtf- Signalleitung in verdrahteter OR-Verknüpfung innerhalb der ECU 1. Mit anderen Worten, dieselbe Signalleitung, aufgebaut mit der IGtf-Signalleitung, ist in OR-Verknüpfung in der ECU 1 verdrahtet, so daß die Verdrahtungsleitungen in der ECU 1 einfach sein können.
Das zuvor beschriebene erläuternde Beispiel, bei dem die jeweiligen Signalleitungen für das Zündsignal IGt und das Überwachungssignal IGf in integraler Form aufgebaut sind, kann abgewandelt werden, wie in Fig. 7 bis Fig. 14 gezeigt.
In Fig. 7 ist eine ECU 5 ausgestattet mit einem Mikrocomputer 51 und Schaltungsblöcken (Ein-/Ausgabeschaltungen oder Stromlieferschaltungen) 52a und 52b. Der Mikrocomputer 51 errechnet optimale Zündzeitpunkte der Maschine und erzeugt Zündsignale an den Anschlüssen IGt1 und IGt2. Er empfängt auch das Zündüberwachungssignal IGf, um den Betrieb oder Fehler des Zündbetriebs zu bestimmen. Jede der Schaltungen 52a und 52b ist so aufgebaut, daß die IGt1- und IGt2-Signale am Anschluß Nummer 2 empfangen werden und einen PNP-Transistor sperren, um das Zündsteuersignal für den Anschluß Nummer 4 zu erzeugen. Im Gegensatz dazu wird der NPN-Transistor leitend geschaltet, um das IGf-Signal zu empfangen, wenn die Signalleitung IGtf auf H-Pegel geht.
Schaltungsblöcke 6a und 6b haben denselben Aufbau. Wie in Fig. 8 gezeigt, enthält der Schaltungsblock 6a in sich eine Zündspule 61 und die Zündvorrichtung, die in Harz eingebettet sind. Die Zündspule 61 erzeugt an der Sekundärwicklung derselben Hochspannungen und liefert selbige an Zündkerzen, die sier an den entsprechenden Maschinenzylindern befinden. Der Schaltungsblock 6a enthält eine Stromversorgungs- Spannungsglättungsschaltung 65, eine MIC-Schaltung 66, einen Widerstand 64, einen Leistungstransistor 62 und einen Stromfeststellwiderstand 63. Die MIC-Schaltung 66 enthält eine Spannungsregelschaltung 661, eine Ansteuerschaltung 662, die ein Basispotential IGto des Transistors 62 gemäß dem Zündsteuersignal IGt1 steuert, das am Anschluß Nummer 6 anliegt, und einen Masseverbindungstransistor 663, der zwangsweise das Basispotential IGto auf Masse zieht. Des weiteren enthält die MIC-Schaltung 66 eine Strombegrenzungs-Steuerschaltung 664, die die Transistoren 663 und 62 sperrend und leitend schaltet, jeweils wenn der Strom durch den Widerstand 63 den vorbestimmten Wert 11 überschreitet, eine Feststellschaltung 665, die feststellt, daß der Strom durch den Widerstand 63 ein Drittel von 11 (11/3) übersteigt, eine Überwachungssignal- Erzeugungsschaltung 666 und eine Maskierschaltung 67. Einen Verzögerungsschaltung enthält einen Widerstand, einen Kondensator, und ein Transistor ist zwischen die Feststellschaltung 665 und die Überwachungssignal- Erzeugungsschaltung 666 geschaltet, und eine Verstärkerschaltung (PNP-Transistor) ist mit der Ausgangsseite der Überwachungssignal-Erzeugungsschaltung 666 verbunden.
Wenn das IGt1-Signal vom Mikrocomputer 51 erzeugt wird, kehrt der Schaltungsblock 52a dessen Signalpegel um und legt diesen an den Schaltungsblock 6a an. Wie in den Fig. 9A bis 9F gezeigt, wird der Leistungstransistor 62 leitend, wenn das IGt1-Signal vom H-Pegel auf den L-Pegel wechselt, um den Primärstrom 11 durch die Spule 61 zu schicken. Wenn der Strom 11 11/3 überschreitet, schaltet sich der Transistor in der Verzögerungsschaltung leitend, und die Spannung Vc fällt ab. Wenn das IGt1-Signal vom L-Pegel auf H-Pegel geht und wenn der Strom 11 ansteigt, wird der Primärstrom abgeschaltet, und die Hochspannung wird an die beiden Zündkerzen von der Sekundärwicklung der Zündspule 61 geliefert. Bis sich danach der Kondensator der Verzögerungsschaltung allmählich aufgeladen hat und dessen Spannung von Vcc/3 auf 2Vcc/3 ansteigt, wird das IGfo-Signal für die Zündsteuersignalleitung vom Anschluß Nummer 6 erzeugt. In diesem Moment schaltet die Maskierschaltung 67 den Masseverbindungstransistor 663 leitend, so daß der Leistungstransistor 62 davor geschützt wird, vom IGf0-Signal leitend geschaltet zu werden. Der Schaltungsblock 52a der ECU 5 liefert das Signal an den Mikrocomputer 51, wenn der Signalleitungspegel auf H-Pegel ist. Der Mikrocomputer 51 bestimmt, daß die normale Zündoperation ausgeführt worden ist, wenn er das IGf-Signal nach Senden des IGt1-Signals empfängt.
Die Merkmale der Abwandlung in den Fig. 7 und 8 sind die folgenden:
(1) Der Pegel der IGtf-Leitung geht als Reaktion auf die Zündsignale IGt1 und IGt2 auf H, die von den vorausgewählten Toren eines Mikrocomputers 51 einer ECU 5 erzeugt werden.
(2) Der Primärstrom 11 wird zum Erregen einer Zündspule 61 geliefert, und ein IGf0-signal von den Zündsignalen IGt1 und IGt2 verzögert und basierend auf einem Interruptsignal dieser Erregerschaltung 11 einer Wellenformung unterzogen.
(3) Ein Zündbetriebsfehler kann vermieden werden durch Rückgeben des IGf0-Signals auf die IGtf-Leitung und durch gleichzeitiges Maskieren der IGf0-Signalleitung durch ein. NOT- Glied 67 gemäß einem Logiktor als Reaktion auf das Zündsignal IGt.
(4) Das auf die IGtf-Leitung zurückgegebene Überwachungssignal IGf ist in der ECU 5 OR-verknüpft verdrahtet als verzögertes Signal aus den Zündsignalen IGt1 und IGt2 durch Transistoren, die in Stromlieferschaltungsblöcken 52a und 52b verwendet werden.
(5) Die Zündsignale IGt1 und IGt2 werden vom Überwachungssignal IGf unterschieden, um so das Auftreten eines Fehlers auf dem Software-Wege im Mikrocomputer 51 feststellen zu können.
Der Schaltungsaufbau von Fig. 8 kann abgewandelt werden, wie in Fig. 10 gezeigt, in der die höchste Ziffernummer 6 der Bezugsnummern in Fig. 8 geändert sind auf 8, und eine detaillierte Beschreibung des Schaltungsaufbaus wird der Kürze wegen fortgelassen. Vorgesehen in dieser Abwandlung sind Ansteuerschaltung 862, eine Überwachungssignal- Erzeugungsschaltung 866 und eine Verstärkerschaltung (NPN- Transistor), der mit der Ausgangsseite der Schaltung 866 verbunden ist. Diese Abwandlung ist so ausgelegt, daß der Primärstrom 11 fließt, wenn das IGt1-Signal auf H-Pegel ist, wie in den Fig. 11A bis 11F gezeigt. Angemerkt sei auch, daß der Schaltungsblock 8a (8b) gemeinsam mit der ECU 1 von Fig. 1 verwendet werden kann.
Entgegen der Abwandlung in den Fig. 7 und 8, in denen eine Zündspule mit zwei Ausgängen verwendet wird, kann eine Zündspule mit einem einzigen Ausgang als noch weitere Abwandlung verwendet werden, wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt. In dieser Abwandlung sind vier Schaltungsblöcke 92a bis 92d und vier Schaltungsblöcke 10a bis 10d vorgesehen, während jeder der Schaltungsblöcke 92b bis 92d wie bei der Abwandlung in Fig. 7 aufgebaut ist.
Im Schaltungsblock 10a (10b bis 10d), der in Fig. 13 gezeigt ist, ist die Zündschaltung unter Verwendung integrierter Hybridschaltungstechnologie platzsparend und in der Zündspule 101 integriert vom Einzelausgangstyp in Harzverguß angeordnet. Die Zündspule 101 erzeugt die Hochspannung an einem Ende ihrer Sekundärwicklung, und liefert die Hochspannung an die Zündkerze. In Fig. 13 ist die höchste Ziffer Nummer 6 der Bezugszeichen in Fig. 8 in 10 geändert, um dieselben und gleichen Teile wie in Fig. 8 zu bedeuten, und eine detaillierte Beschreibung derer ist der Kürze wegen fortgelassen. In dieser Abwandlung ist jedoch nicht nur die Zündspule vom Einzelausgangstyp, sondern es ist auch der Sekundärstrom-Feststellwiderstand 107 und eine Überwachungssignal-Erzeugungsschaltung 1065 vorgesehen, die ein Überwachungssignal IGf0 basierend auf dem festgestellten Sekundärstrom 12 erzeugt. Gemäß dieser Anordnung, wie sie in Fig. 14A bis Fig. 14E gezeigt ist, wird der nach dem Primärstrom 11 erzeugte und vom Widerstand 107 festgestellte Sekundärstrom 12 ausgeschaltet, und das IGf0-Signal im H-Pegel wird solange erzeugt, wie der festgestellte Strom 12 über einem vorbestimmten Wert liegt.
Gemäß dieser Abwandlung kann das Überwachungssignal, das die normale Zündung oder Zündfehler anzeigt, auf der Grundlage des Sekundärstroms 12 in der Spule 101 erzeugt werden. Da des weiteren die Spule 101 und die Sekundärstromfeststellungs- und Verarbeitungsschaltung in einem einzigen Block integriert sind, sind keine langen Verbindungsleitungen an der Sekundärseite der Spule 101 zum Herausführen des Sekundärstromes 12 erforderlich. Durch die Integration der elektronischen Schaltung in der Zündspule 101 und Einstellen des Signalpegels der Sekundärinformation, wie dem Strom 12, auf einen passenden für elektronische Schaltungen eingerichteten Pegel kann die Sekundärinformation sicher für die ECU 9 verwendet werden, die im Mikrocomputer 91 enthalten ist.

(ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)

Fig. 4, Fig. 5A und Fig. 5B sind Schaltbilder, die eine Anordnung eines Zündgerätes für eine innere Brennkraftmaschine gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen. Fig. 5A ist ein detailliertes Schaltbild, daß die Schaltungsblöcke 4a, 4b, 4c und 4d von Fig. 4 zeigt. Fig. 6A bis 6E sind Zeittafeln, die Signalwellenformen verschiedener Schaltungsabschnitte in den Schaltungen von Fig. 4 und von Fig. 5A zeigen. Angemerkt sei, daß dieses erste Ausführungsbeispiel ein für eine innere Brennkraftmaschine verwendetes Zündgerät individueller Zylinderart zur Feststellung eines Zündfehlers ist.
Dieses Ausführungsbeispiel ist so eingerichtet, daß Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3 und IGt4 gemäß den Zündspulen 43 der jeweiligen Zylinder von einer ECU 3 für dieselben Schaltungsblöcke (Spulenschaltungen mit Zündvorrichtungen) 4a, 4b, 4c und 4d erzeugt werden, und ein Überwachungssignal IGf wird von diesen Schaltungen 4a, 4b, 4c und 4d zur ECU 3 zurückgegeben.
Die ECU 3 ist hauptsächlich aufgebaut mit einem Mikrocomputer 31, einer Bezugsstromversorgung Vcc, einer Batteriestromversorgung VB und denselben Schaltungsblöcken 32a, 32b, 32c, 32d zur Stromversorgung. Die Schaltungsblöcke 4a, 4b, 4c und 4d bestehen hauptsächlich aus einem Steuer-MIC 41 zum Ausführen einer Eingangssignalverarbeitung und einer Ausgangssignalverarbeitung; einer Zündspule 43; einer IGBT 42 zum Steuern einer Lieferung eines Primärstroms dieser Zündspule 43; einem I1-Feststellwiderstand 44 zum Feststellen des primären Erregerstroms der Zündspule 43 und einem I2-Feststellwiderstand 45 zum Feststellen des sekundären Erregerstromes der Zündspule 43. Des weiteren besteht der Steuer-MIC 41 hauptsächlich aus Widerständen R1, R2, einer Konstantstrom-Steuerschaltung 411, einer Zenerdiode 412 und einem Transistor 413.
Mit der zuvor beschriebenen grundlegenden Schaltungsanordnung, wie sie in den Fig. 4 und 5A gezeigt ist, werden sowohl das Zündsignal IGt als auch das Überwachungssignal IGf unter Verwendung einer IGtf-Signalleitung gesendet/empfangen, die aus einer Einzelsignalleitung für das Zündsignal IGt und das Überwachungssignal IGf in integraler Form aufgebaut ist. Diese IGtf-Leitung ist mit zwei Anschlüssen verbunden, das heißt einem Anschluß Nummer 4 der Schaltungsblöcke 32, 32b, 32c, 32d der ECU 3 und einem Anschluß Nummer 6 der Schaltungsblöcke 4a, 4b, 4c, 4d gemäß den jeweiligen Zündkerzen. Dann wird in die Schaltungsblöcke 4a, 4b, 4c, 4d der Strom zu diesem Steuer-MIC 41 geliefert unter Verwendung der IGtf-Signalleitung, wohingegen die Empfangsschaltung vom Zündsignal IGt den IGBT 42 gemäß dem Schaltelement verwendet.
Dieses Ausführungsbeispiel dient dem Falle, daß die Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 sich nicht mit dem Überwachungssignal IGf überlappen. Wenn das Überwachungssignal IGf in der Zündvorrichtung erzeugt wird, aufgebaut mit dem Steuer-MIC 41, dem IGBT 42, der als Schaltelement arbeitet, und dem I1-Feststellwiderstand 44 in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d, werden die Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 nicht eingeschaltet.
Das heißt, wenn sich die Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 nicht rwit dem Überwachungssignal IGf in zeitsequentieller Weise überlappen, wird das Zündsignal der IGt0-Seite maskiert, um kein Überwachungssignal zur selben Zeit zu erzeugen, wenn das Zündsignal IGt0 in den Zündvorrichtungen eingeschaltet ist, die in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d verwendet werden. Als Folge kann vermieden werden, daß sich Zündsignale IGt0 mit dem Überwachungssignal IGf überlappen.
Als nächstes werden anhand der Zeittafeln von Fig. 6A bis 6F Signalformen beschrieben, die an verschiedenen Schaltungsabschnitten der Fig. 4 und 5A auftreten. Angemerkt sei, daß einer der vier Zylinder als typischer Zylinder in den Fig. 6A bis 6F verwendet wird, und sowohl der Schaltungsblock 32a als auch der Schaltungsblock 32b in der ECU 3 werden erläutert.
(1) Der Pegel der IGtf-Signalleitung als Reaktion auf das Zündsignal IGt1 wird zum H-Pegel, das von einem Tor IGt1 des Mikrocomputers 31 der ECU 3 erzeugt wird.
(2) Da der Pegel der IGtf-Signalleitung den H-Pegel annimmt, wird der IGBT 42 leitend geschaltet, um den Primärstrom 11 in die Zündspule 43 zu liefern. Als Reaktion auf ein Interruptsignal dieses Erregerstromes 11 wird eine Sekundärwellenform (die sich nicht mit dem Zündsignal IGt1 überlappt) vom Zündsignal IGt1 verzögert, vom 12- Feststellwiderstand 45 festgestellt, direkt als ein IGf0-Signal gemäß dem Überwachungssignal über die Zenerdiode 412 zur IGtf- Signalleitung zurückgegeben.
(3) Das IGf0-Signal wird auf die IGtf-Signalleitung zurückgegeben, und zur selben Zeit wird der Transistor 413 vom IGf0-Signal der Sekundärstromwellenform leitend geschaltet, so daß es maskiert wird, um das Potential auf der IGt0-Leitung nicht ansteigen zu lassen, sondern der IGBT 42 wird durch das zurückgegebene IGf0-Signal nicht leitend geschaltet. Folglich kann ein Zündfehler verhindert werden.
(4) Das auf die IGtf-Leitung zurückgegebene IGf0-Signal wird durch Verdrahtung OR-verknüpft als vom Zündsignal IGt1 durch eine Diode 321 im Schaltungsblock 32a der ECU 3 verzögertes Signal und wird dann als resultierendes Signal in das IGf- Signaltor des Mikrocomputers 31 eingegeben.
(5) Das Zündsignal IGt1 wird vom Überwachungssignal IGf durch die Software im Mikrocomputer 31 unterschieden, um damit das Auftreten eines Zündfehlers zu bestimmen.
Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Schaltung nur betriebsbereit ist, wenn der Signalpegel der IGtf-Leitung gemäß der Stromversorgungsleitung auf H-Pegel ist, ist die Schaltung so eingerichtet, daß der Sekundärstrom der Zündspule 43 direkt als Überwachungssignal IGf zur ECU 3 zurückgegeben wird.
Die Spannungen der mit der Bezugsstromversorgung Vcc für die Batteriestromversorgung VB aufgebauten Stromversorgungen werden über die Signalleitungen für die Zündsignale IGt1, IGt2, 7:Gt3 geliefert, und des weiteren wird der Sekundärstrom 12 der Zündspule 43 als Gleichstromversorgung zum Senden des Überwachungssignals IGf verwendet.
Mit anderen Worten, die in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d verwendeten Zündvorrichtungen werden gemäß dem Zündsignal zum Steuern der aus der ECU 3 hergeleiteten Zündzeitpunkte verwendet. Das Überwachungssignal IGf dieser Zündvorrichtung wird von Fehlerfeststellschaltungen festgestellt, die in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d vorgesehen sind, und das festgestellte Überwachungssignal wird zur ECU 3 zurückgegeben. Basierend auf diesem Überwachungssignal IGf wird das Auftreten eines Zündfehlers von der ECU 3 bestimmt. Die Spannung der mit der Bezugsstromversorgung Vcc zur Batteriestromversorgung VB aufgebauten Stromversorgung wird über die Signalleitungen der Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 geliefert, so daß keine Stromversorgungsquelle zur Verarbeitung der Signale in den Zündvorrichtungen länger erforderlich ist, die in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d verwendet werden, und auch der Sekundärstrom der Zündspule 43 wird als Gleichstromversorgung verwendet, um das Überwachungssignal IGf zu senden. Auch bedarf es keiner neuerlichen Verwendung einer Stromversorgung zum Senden des Überwachungssignals IGf.
Dieses Ausführungsbeispiel entspricht einem Fall, daß die Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 sich nicht mit dem Überwachungssignal IGf überlappen. Wenn das Überwachungssignal IGf erzeugt wird, sind die Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 in der Zündvorrichtung nicht eingeschaltet, die mit dem Steuer-MIC 41 in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d aufgebaut ist, wobei der IGBT 42 als Schaltelement und dem I1-Feststellwiderstand 44 arbeitet. Wenn als Konsequenz die Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 sich mit dem Überwachungssignal IGf in zeitsequentieller Weise nicht überlappen, wenn das Überwachungssignal IGf in der Zündvorrichtung erzeugt wird, die in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d verwendet wird, dann werden die Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 eingeschaltet und durch Maskieren des Zündsignals nicht gleichzeitig erzeugt. Folglich sind die Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 dem Überwachungssignal IGf nicht überlagert.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist dann die Zündspule 43 in der Zündvorrichtung eingebaut, aufgebaut mit dem Steuer-MIC 41 in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d, wobei der IGBT 42 dem Schaltelement und dem I1-Feststellwiderstand 44 entspricht. Folglich ist die Zündspule 43 in die Zündvorrichtung eingebaut, verwendet in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d, und die einfache Verdrahtungsverbindung kann zwischen der Zündspule 43 und der Zündvorrichtung eingerichtet werden, die in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d verwendet wird.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Überwachungssignal IGf des weiteren über die Zenerdiode 412 gesendet, die im Steuer-MIC 41 vorgesehen ist, der in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c und 4d verwendet wird. Folglich wird das Überwachungssignal über die Zenerdiode 412 übertragen, die in den Schaltungsblöcken 4a, 4b, 4c, 4d verwendet wird, und das Überwachungssignal IGf kann sicher zur Seite der ECU 3 übertragen werden, ungeachtet der Tatsache, ob die Zündsignale IGt1, IGt2, IGt3, IGt4 anwesend sind.
Da andererseits die Wellenform des Überwachungssignals IGf, das auf der IGtf-Signalleitung auftritt, die Sekundärwellenform in der Anordnung dieses Ausführungsbeispiels hat, wenn die Signale auf der IGtf-Leitung direkt als ein A/D-gewandelter Wert in das Tor IGf des Mikrocomputers 31 hineingenommen werden, kann der Sekundärstrom-Wellenformwert, der durch die Zündkerze fließt, vom Mikrocomputer 31 erkannt werden. Wenn eine derartige Sekundärstromwellenform, die durch die Zündkerze fließt, vom Mikrocomputer 31 ausgeführt wird, gibt es andere Vorteile, daß die Entladungsspannung an der Zündkerze vorhergesagt werden kann, und so kann ein Kurzschlußbetrieb als Zündkerzenleckstrom festgestellt werden.
Eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels kann in der in Fig. 5B gezeigten Form realisiert werden. Wie in Fig. 5B gezeigt, wird eine Spannung aus einem Stromversorgungsanschluß Nummer 5 über einen Widerstand 1140 und eine Diode 1150 zur Niederspannungsseite der Sekundärspule angelegt. Dann wird ein Signal aus einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 1140 und der Diode 1150 abgeleitet, und dieses Signal wird von einer Wellenformungsschaltung 1170 zum Erzeugen eines Überwachungssignals verstärkt. Mit dieser Schaltungsanordnung wird ein Ionenstrom, der durch die Elektrode der Zündkerze fließt, verursacht durch Verbrennung direkt nach einer Zündung, als ein Strom festgestellt, der durch die Sekundärspule der Zündspule 43 fließt, und dann wird ein Überwachungssignal auf der Grundlage dieses Ionenstroms erzeugt. Angemerkt sei, daß eine Zenerdiode 1160 verwendet wird, um so die Stromerregungsrichtung zu begrenzen.
Dann wird dieses Überwachungssignal IGf0 über eine Diode 412 an einen Zündsignalanschluß Nummer 6 übertragen und veranlaßt den Transistor 413, leitend zu werden, so daß fehlerhafte Operationen des IGBT 42 als Reaktion auf das Überwachungssignal verhindert werden können.
Im Zündsystem des individuellen Zylindertyps, das in Fig. 12 und in Fig. 13 als weitere Abwandlung gezeigt ist, gibt es ein derartiges Merkmal des Zündsystems der individuellen Zylinderart, daß der positive Anschluß der Sekundärspulenseite der Zündspule 101 mit der Masseleitung verbunden werden kann, obwohl in den Fig. 14A bis 14E gezeigten Signalwellenformen im wesentlichen jenen der in den Fig. 9A bis 9F gezeigten identisch sind, gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 7 und Fig. 8. Da auch der positiven Anschluß der Sekundärspulenseite der Zündspulen 101 gemäß der Spule, die in der Zündvorrichtung enthalten ist, leicht mit der Masseleitung verbunden werden kann, wird das Überwachungssignal IGf auf der Grundlage des Sekundärstromes 12 der Zündspule 101 festgestellt. Somit kann der Feststellbetrieb des Zündfehlers verbessert werden, verglichen mit der Feststellart des Primärstromes 11.

(ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL)

Fig. 15 ist ein Schaltbild, das die Anordnung eines Zündgerätes für eine innere Brennkraftmaschine nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 16 ist ein detailliertes Schaltbild, das Schaltungsblöcke 1200a und 1200b von Fig. 15 zeigt. Fig. 17A bis 17F sind Zeittafeln, die Signalwellenformen zeigen, die an verschiedenen Schaltungsabschnitten der Schaltbilder von Fig. 15 und von Fig. 16 auftreten. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Zündgerät der Spulenverteilart für eine innere Brennkraftmaschine gezeigt, die das Auftreten eines Zündfehlers feststellt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist so eingerichtet, daß Zündsignale IGt1 und IGt2 gemäß den Zündspulen der jeweiligen beiden Zylinder von einer ECU 1100 für dieselben Schaltungsblöcke 1200a und 1200b erzeugt werden, gemäß Spulenschaltungen 1200a und 1200b, und ein Überwachungssignal IGf wird von diesen Spulenschaltungen 1200a und 1200b zur ECU 1100 zurückgegeben.
Die ECU 1100 ist hauptsächlich aufgebaut aus einem Mikrocomputer 1110, einer Bezugsstromversorgung Vcc für eine Batteriestromversorgung VB, und dieselben Schaltungsblöcke 1120a, 1120b zur Stromversorgung. Die Schaltungsblöcke 1200a und 1200b sind hauptsächlich aufgebaut mit einem Steuer-MIC 1201 zum Ausführen einer Eingangssignalverarbeitung und einer Ausgangssignalverarbeitung; einer Zündspule 1203; einem IGBT 1202 zum Steuern der Lieferung eines Primärstromes dieser Zündspule 1203; einem I1-Feststellwiderstand 1204 zum Feststellen des primären Erregerstromes 11 der Zündspule 1203, einer dritten Wicklung 1230 als Zusatzwicklung für eine Zündspule 1203, aufgebaut mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung; und einem I2-Feststellwiderstand 1205 rum Feststellen eines Erregerstromes für die dritte Wicklungsseite dieser dritten Wicklung 1230. Des weiteren ist der Steuer-MIC 1201 hauptsächlich aufgebaut aus Widerständen R1, R2, einer Konstantstrom-Steuerschaltung 1210, einer Zenerdiode 1211 und einem Transistor 1212.
Mit der zuvor beschriebenen grundlegenden Schaltungsanordnung, wie sie in den Fig. 15 und 16 gezeigt ist, werden sowohl das Zündsignal IGt als auch das Überwachungssignal IGf von einer einzelnen IGtf-Signalleitung für das Zündsignal IGt und das Überwachungssignal IGf gesendet/empfangen. Diese IGtf-Leitung ist zwischen die Anschlüsse zu schalten, das heißt, einen Anschluß Nummer 4 der Schaltungsblöcke 1120a, 1120b der ECU 1100 und einem Anschluß Nummer 6 der Schaltungsblöcke 1200a, 1200b gemäß den jeweiligen beiden Zündkerzen. Dann wird in die Schaltungsblöcke 1200a und 1200b der Strom zu diesem Steuer-MIC 1201 durch Verwendung der IGtf-Signalleitung geliefert, wohingegen die Empfangsschaltung des Zündsignals IGt den IGBT 1202 gemäß einem Schaltelement verwendet.
Ein Teil des Sekundärstromes, der durch die Sekundärwicklung der Zündspule 1203 fließt, kann auf dem Wege eines 12- Feststellwiderstands 1205 gewonnen werden, der als ein Spannungsteilwiderstand arbeitet, und auch durch die dritte Wicklung 1230. Gemäß dem Zündgerät für Brennkraftmaschine des Spulenverteilsystems unter Verwendung dieser dritten Wicklung 1230 kann die quasisekundäre Stromwellenform als Stromversorgung verwendet werden.
Zeittafeln der Fig. 17A bis 17F sind denen von Fig. 6A bis Fig. 6F im zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel gleich, und eine detaillierte Erläuterung dieser ist fortgelassen. Als Konsequenz ist ersichtlich, daß das Zündgerät für eine derartige innere Brennkraftmaschine, das die quasisekundäre Stromwellenform durch Verwenden der dritten Wicklung dieses Ausführungsbeispiels gewonnen hat, als Stromversorgungsquelle verwendet wird, in der inneren Brennkraftmaschine des individuellen Zylinderzündtyps nach dem ersten-Ausführungsbeispiel realisiert werden kann.
Mit anderen Worten, die in den Schaltungsblöcken 1200a und 1200b verwendeten Zündvorrichtungen werden gemäß den Zündsignalen IGt1 und IGt2 zur Steuerung der aus der ECU 1100 hergeleiteten Zündzeitpunkte angesteuert. Das Überwachungssignal IGf dieser Zündvorrichtung wird von Fehlerfeststellschaltungen festgestellt, die in den Schaltungsblöcken 1200a und 1200b verwendet werden, und das festgestellte Überwachungssignal wird zur ECU 1100 zurückgegeben. Basierend auf diesem Überwachungssignal IGf wird das Auftreten eines Zündfehlers von der ECU 1100 bestimmt. Die Signalleitungen für die Zündsignale IGt1 und IGt2, die die ECU 1100 mit den Zündvorrichtungen verbinden, verwendet in den Schaltungsblöcken 1200a und 1200b, und des weiteren die Signalleitungen für das Überwachungssignal IGf, sind aus derselben Signalleitung gemäß der IGtf- Signalleitung. Auch kann die Verdrahtungsleitung zum Verbinden der ECU 1100 mit den Zündvorrichtungen in den Schaltungsblöcken 1200a und 1200b als Einzelleitung ausgeführt werden, das heißt, einfach.
Da auch das Überwachungssignal IGf von der dritten Wicklung 1230 der Zündspule 1203 erzeugt wird, kann eine derartige Information, daß die Zündkerze auf dem Wege der Zündspule 1203 elektrisch entladen wird, als Überwachungssignal IGf an die ECU 1100 zurückgegeben werden. Als Konsequenz in der Anordnung dieses zweiten Ausführungsbeispiels, das dem ersten Ausführungsbeispiel gleicht, kann dann die durch die Zündkerze fließende Sekundärstromwellenform vom Mikrocomputer 1110 erkannt werden, wenn die Signale der IGtf-Leitung direkt in einen A/Dgewandelten Wert in das Tor IGf des Mikrocomputers 1110 genommen werden. Wenn eine derartige Sekundärstromwellenform, die durch die Zündkerze fließt, vom Mikrocomputer 1110 ausgeführt wird, gibt es andere Vorteile, daß die Entladespannung an der Zündkerze vorhergesagt werden und ein Kurzschlußbetrieb als Zündkerzenleckstrom festgestellt werden kann.

Claims

1. Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine, das eine Hochspannung an eine Zündkerze der inneren Brennkraftmaschine anlegt, mit:

einem Zündspulenmittel (43, 101, 1203) mit einer Primär- und einer Sekundärspule; und mit

einem Zündschaltungsmittel (41, 106, 4201) zum Durchschalten/Unterbrechen einer Lieferung eines Erregerstroms zur Primärspule gemäß einem Zündsignal; wobei:

das Zündspulenmittel und das Zündschaltungsmittel gemeinsam als Einheit zusammengebaut sind und die Einheit über einen Stromversorgungsanschluß, einen Masseanschluß, einen Anschluß für das Zündsignal und einen Ausgangsanschluß verfügt, an den die Zündkerze angeschlossen ist;

wobei das Zündschaltungsmittel ausgestattet ist mit:

einem Halbleiterschaltelement (42, 102, 1202) zum Durchschalten/Unterbrechen der Lieferung des Erregerstromes aus dem Stromversorgungsanschluß über die Primärspule an den Masseanschluß gemäß dem Zündsignal;

einer Konstantstrom-Steuerschaltung (411, 1064, 1210) zum Feststellen eines in der Primärspule fließenden Erregerstroms zum Sperren der Eingabe des Zündsignals in das Halbleiterschaltelement gemäß einem festgestellten Wert; und mit

einer Überwachungssignal-Sendeschaltung (45, 412) zum Feststellen eines in der Sekundärspule fließenden Erregerstromes, um so zu bestimmen, ob eine Zündoperation normal oder anomal verläuft, und zum Senden eines Überwachungssignals gemäß einem Feststellergebnis;

wobei die Überwachungssignal-Sendeschaltung so eingerichtet ist, daß sie nach dem Zündsignal endet, daß eine Spannung an den Zündsignalanschluß angelegt wird, wodurch der Zündsignalanschluß das Überwachungssignal sendet; und daß

das Zündschaltungsmittel des weiteren ausgestattet ist mit einer Maskierungsschaltung (413, 1212) zum Sperren der Lieferung des Erregerstromes an die Primärspule durch das Halbleiterschaltelement während des Sendens vom Überwachungssignal.

2. Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei dem

das Zündschaltungsmittel in der Weise aufgebaut ist, daß ein Zustand des Anliegens der Spannung am Zündsignalanschluß als Eingangszustand des Zündsignals erkennbar ist;

das Halbleiterschaltelement so aufgebaut ist, daß es gemäß dem Zündsignal leitet;

die Konstantstrom-Steuerschaltung eingerichtet ist, durch eine Spannung des Zündsignals betriebsbereit zu sein; und bei dem

die Überwachungssignal-Sendeschaltung und die Maskierschaltung eingerichtet sind, mit einer von der Sekundärspule erzeugten Spannung betriebsbereit zu sein.

3. Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, bei dem

die Zündkerze nur mit einem Ende der Sekundärspule verbunden ist;

die Überwachungssignal-Sendeschaltung aufgebaut ist aus einem am anderen Ende der Sekundärspule vorgesehenen Stromfeststellwiderstand (45, 107, 1205) und einer Diode zum Anlegen einer Spannung, die der Stromfeststellwiderstand als das Überwachungssignal für den Zündsignalanschluß erzeugt; und bei dem

die Maskierschaltung aufgebaut ist aus einem Schaltelement zum Sperren der Lieferung des Erregerstroms an die Primärspule auf der Grundlage der am Widerstand erzeugten Spannung.

4. Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei dem

die Zündkerze nur mit einem Ende der Sekundärspule verbunden ist; und bei dem

die Überwachungssignal-Sendeschaltung aufgebaut ist aus einem am anderen Ende der Sekundärspule vorgesehenen Stromfeststellwiderstand (107) und einer Schaltung (1065) zum Erzeugen des Überwachungssignals aus einer Spannung des Stromversorgungsanschlusses auf der Grundlage einer am Stromfeststellwiderstand erzeugten Spannung und zum Anlegen des Überwachungssignals an den Zündsignalanschluß.

5. Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei dem:

die Überwachungssignal-Sendeschaltung aufgebaut ist aus einer in der Zündspule vorgesehenen Erzeugungsspule (1230);

und aus einer Schaltung zum Anlegen einer von der Generatorspule als Überwachungssignal erzeugten Spannung an den Zündsignalanschluß.

6. Zündgerät für eine innere Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei dem

die Zündkerze nur mit der Sekundärspule verbunden ist; und bei dem

die Überwachungssignal-Sendeschaltung aufgebaut ist aus einem zwischen dem anderen Ende der Sekundärspule und dem Stromversorgungsanschluß verwendeten Ionenstrom- Feststellwiderstand (1140) und aus einer Schaltung (1170) zum Erzeugen des Überwachungssignals auf der Grundlage einer Spannung, die der Ionenstrom-Feststellwiderstand erzeugt, und zum Anlegen des Überwachungssignals an die den Zündsignalanschluß.