Schaltung zur Klopferkennung an einem Ottomotor
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Europäisches Patentamt JJ » © Veröffentlichungsnummer: European Patent Office EUROPAISCHE 141 A1 Office europeen des brevets 112) 0 PATENTANMELDUNG ©Anmeldenummer: 84108474.2 © Int.CI.4: G 01 L 2 3 / 2 2 © Anmeldetag: 18.07.84 © Prioritat: 02.08.83 DE 3327766 © Veroffentlichungstag der Anmeldung: 15.05.85 Patentblatt 85/20 © Benannte Vertragsstaaten: AT BE CH DE FR GB IT LI NL SE © Schaltung zur Klopferkennung an einem Ottomotor. Eine Schaltung zur Klopferkennung an einem Ottomotor, bei dem im Brennraum jedes Zylinders eine Zündkerze angeordnet ist, die gleichzeitig als lonenstromsonde dient, wobei einerseits ein Erregungsspannungsgenerator und andererseits eine Auswerteschaltung für die Meßspannung an den Hochspannungszündstromkreis angekoppelt sind. Das technische Problem der Erfindung ist eine solche Ausbildung einer Schaltung der genannten Art, daß kritische Bauelemente der genannten Art und eine galvanische Einkopplung vermieden werden können. Der Erregungsspannungsgeneratur ist ein Hochfrequenzoszillator. Die Einkopplung der Erregungsspannung erfolgt nichtgalvanisch. Die Auswerteschaltung enthält einen Amplitudendemodulator (11) für die Hochfrequenzschwingung. 0) o © Anmelder: Atlas Fahrzeugtechnik GmbH Eggenpfad 26 D-5980Werdohl(DE) © Erfinder: Blauhut, Reinhold Eggenpfad 24 D-5980 Werdohl(DE) © Vertreter: Hassler, Werner, Dr. Postfach 17 04 Asenberg 62 D-5880 Ludenscheid(DE) 049 Die Erfindung bei einem Ottomotor, angeordnet ist, einerseits ein werteshaltung angekoppelt betrifft für die tritt dann und kann zur Problem, auftreten. sind Bauelemente nicht gleichspannung für Aus- steht jedoch die Erfassung Art, galvanische bereits aus ist eine daß k r i t i s c h e wird nach zu e r k e n n e n . mit Erregungs- einer Widerstand Bauelemente. in d e n Denn bein. kann. dem Zündstrom solche oder Zündung k u r z g e s c h l o s die E r r e g u n g s - vorgeschlagen, abzuleiten. innerhalb Dieses Verfügung. ist In der B e t r i e b s die meß- für unzureichend. Ausbildung Bauelemente einer der genannten Schaltung Art und vermieden werden k ö n n e n . der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst a) der E r r e g u n g s s p a n n u n g s g e n e r a t o r ist ein der und genau gfsamtt mehr a r b e i t e n zur Einkopplung Diese Aufgabe Daher i s t eines-Klopfzustandes Aufgabe der Erfindung der genannten führen. Erregungsspannung nur sehr k u r z f r i s t i g für desselben hochohmigen die unkon- ist kritische ist den I o n e n s t r o m der Verbrennung Emegungsgleichspannung einen In der DE-OS 30 06 665 i s t eine eine Klopfen sicher dieser Dieses so daß der Ottomotor technische vobei dient, Dieses arbeiten Art über erfolgt dieser eines Zerstörung dieser Hochspannungsdiode. periode Zündkerze und a n d e r e r s e i t s wenn während auf, Die Einkopplung Ilochspannungskreis Fall Uonenstromsonde Motorklopfen Schaltungen gleichspannung. diesem eine Zylinders an an den Hochspannungszündstromkreis- Meßspannung Verbrennungszustände Bekannte sen, Klopferlennung sind. es ein w i c h t i g e s Ausfall jedes als gleichzeitig zur Erregungsspannungsgenerator Motor s c h ä d l i c h eine Schaltung dem im Brennraum die Motorklopfen trollierte eine Hochfrequenzoszillator; der b) die Einkopplung c) die Auswerteschaltung die enthält einen n i c h t g a l v a n i s t h erfolgt Etregungsspannung für Amplitudendemodulator Hochfrequenzschwingung. unterscheidet Die E r f i n d u n g der Weise vom Stand als spannung als Technik, urd auf quenzoszillator naheligender Verwendung e i n e r nichtgalvanische der Erfindung eine in nicht Hochfrequenz- ist ist. daß der H o c h f r e - vorgesehen, 15 und 10C kHz a b g e s t i m m t zwischen Frequenz der Einkopplung der Meßspannung mäglich Auskopplung In W e i t e r b i l d u n g dadurch durch eine Erregungsspannung Erregungsspannung sich ist. der Erfindung In W e i t e r b i l d u n g ein dendemodulator ist daß der vorgesehen, mit Synchrondemodulator Amplitu- einem P r o d u k t e n d e t e k t o r ist. der Erfindung In W e i t e r b i l d u n g der Erfindung In W e i t e r b i l d u n g des F i l t e r s mit einer der Erfindung die Zündschaltung über Impulsform den lung der Meßspannung über In W e i t e r b i l d u n g lung der Meßspannung In W e i t e r b i l d u n g lung der Meßspannung über die Fig. eine der in vorgesehen, Auskopp- daß die Auskopp- Widerstand erfolgt. daß die vorgesehen, werden daß die erfolgt. Stromtransformator Darstellung Auskopp- erfolgt. im folgenden erläutert, schematische über erfolgt. vorgesehen, ist einer Hochfrequenzschwingung hochohmigen Zeichnung daß bei vorgesehen, ist der Erfindung anliegende 1 einen daß bei verteiler- Hochfrequenzschwingung einen Kondensator einen ist. der ist der Erfindung Ausführungsformen nahme auf verbunden Ausgang vorgesehen, Zündkerzenleitung der Erfindung über daß der vorgeseher, ist der Erfindung In W e i t e r b i l d u n g einem ist die Einkopplung in die mit erfolgt. der Erfindung Verteiler einen K o n d e n s a t o r Einkopplung Zündtransistor In W e i t e r b i l d u n g Zündung mit ist Filter der ist. Schwellenwertschaltung In W e i t e r b i l d u n g loser ein 10 kHz n a c h g e s c h a l t e t S bis von daß i n n e r h a l b vorgesehen, dem A m p l i t u d e n d e m o d u l a t o r Auswerteschaltung Durchlaßband ist in der einer unter Bezug- darstellen: verfeilerlosen Zündung und Fig. 2 eine entsprechende Zündung mit Fig. impuls durch 1 zeigt die Primärspule Darstellung einer Verteiler. einen Zündtransistor 2 beaufschlagt schematische 1, d e s s e n B a s i s mit einem wird. Der Z ü n d t r a n s i s t o r schaltet 3 des Zündtransformators 4. An die den Zünd- Strom Sekundärspu- le 5 des Zündtransformators 7 bzw. raumes der tung an den die 10 a n g e l e g t , die auftritt. Der e n t s p r e c h e n d e und überlagert kungen des fließt bezeichnet Klopfen lonenfeldes darge- im A n s c h l u ß jeweils Störungen der 10 und des ist 15 und dem Z ü n d s t r o m 6. Zündkerze als des D r u c k f e l d e s der Amplitudenmodulation wird Schwan- die Brennverlaufs, zu Schwankungen zu e i n e r schal- Sekundärspule zwischen Frequenz Funkenstrecke fübren werden, Eingangslei- von einem n i c h t so daL in der Diese A m p l i t u d e n m o d u l a t i o n quenzspannung. weitere Hochfrequenzimpulse eine zur zu d e r parallel Die Hochfrequenzimpulse haben die oder und damit eine Hochfrequenzwechselstrom über Brennverlaufs die DiesE werden. Hochfrequenzspannung 100 kHz. Richtleiter die dargestellt. stammen und die den Z ü n d t r a n s f o r m a t o r , Hochfrequenzspannung damit nicht 2 über Zündimpulse 2 erzeugt Zündimpuls hier Die w e i t e r e n angeschlossun. an den Z ü n d t r a n s i s t o r Hochfrequenzoszillator ten k u r z z e i t i g des 8 für 9 Hochfrequenzimpulse stellten eine verden Erfindung Eingangsleitung sind Zylinder Verbrennungs- 6 eines Zündstromkreises, insbesondere weiterer Anschaltung Nach des Zündkerze eine Ottomotors eines Zylinders Schaltelemente 4 ist und Hochfre- in einem D e m o d u l a t o r 11 e r f a ß t . Die Auskopplung der tels eines Kondensators über einen Stromtransformator strichelten 12, über werden die in einem F i l t e r Filters der und e r m ö g l i c h t eine hin, bis tor ausreichende das Klopfen bekanntlich schließender begrenzten gerfrequenz bleiben. dann an, des 11 kann ge- 11 i s t 10 kHz vorhanden. Diese zwischen 8 und 10 16 Schwellenwertschaltung wenn i n n e r h a l b Energie des D u r c h l a ß b a u wird. Das ein K l o p f s i g n a l dar durchgelassen stellt Zündztitpunktes und eine als sein. ausgelegt Verstärkung gegen den o b e r e n Produktenbildung so daß nur die Synchrondemodula- Ein S y n c h r o n d e m o d u l a - der Meßspannung mit Spannung und dem O r i g i n a l s i g n a l v o r . unterdrückt, die unter zweckmäßigerweise eine hohe Begrenzung 13 o d e r aufhört. einem P r o d u k t e n d e t e k t o r sieht eine Schwellenwertschaltung Der Demodulator tor mit 8 und mit- sind Demodulationsspannung 15 i s t Verstellung durch ist Der Demodulator einem Durchlaßband spricht 15 eine Ausgangssignal Totpunkt 15 mit Dieses angedeutet. zwischen An den F i l t e r Dieselbe angekoppelt. des 14 e r f o l g e n . In der Klopffrequenzen kHz a u s g e s i e b t . des einen hochchmigen Widerstand Leitungsverbindungen ein A m p l i t u d e n d e m o d u l a t o r . anderem kann wahlweise Hochfrequenzmeßspannung zwischen an- dieser Dadurch wird Modulationsfrequenzen die Trä- übrig- Fig. Verteiler 2 zeigt 17. eine Einkopplung sein nicht kann. dargestellt. se die jedoch die eines selbstverständlich für die ein erfolgt Zündung mit V e r t e i l e r genügt oder Verbrennungsraumes Verbrennungsräume ausge- in Fig. 2 normalerwei- Zylinders. überwachen. 20 z u r über Weise ist Auswerteschaltung Zylinder Zündlei- Koppclkondensator Die Auskopplung m muß d i e enthält, in der oben b e s c h r i e b e n e n allf i Zünd 18 in die des H o c h f r e q u e n z o s z i l l a t o r s anderer einer Funkenstrecke hier dargestellt. Bei e i n e r Hochfrequenzschwingung Zündleitungen Es ist Die n a c h g e s c h a l t e t e Klopfüberwachung bei Hochfrequenzoszillators 21, Auskoppelschaltung bildet kann des werden. 19 e i n g e k o p p e l t kapazitiven 17 eine Da der V e r t e i l e r Hochfrequenzspannung tung Anwendung der Erfindung die Man Dann muß d i e 18 in s ä m t l i c h e eingel oppelt werden. 1. Schaltung Brennraum jedes als zeitig Zündkerze eine Zylinders Ionenstromsonde aungsgenerator an einem zur Klopferker:nung und a n d e r e r s e i t s angeordnet wobei dient, eine einerseits zeichnet durch b) die Einkopplung c) die Auswerteschaltuug gleich- Erregungsspanfür angekoppelt die Meß- sind, gekenn- ein ist der E r r e g u n g s s p a n n u n g enthält einen Hoch frequenzoszillator; erfolgt nichtgalvanisch; Amplitudendemodulator (11) die H o c h f r e q u e n z s c h w i n g u n g . 2. Schaltung nach Hochfrequenzoszillator stimmt dadurch Anspruch 1, auf Frequenz eine gekennzeichnet, daß d e r 15 und 100 kHz a b g e - zwischen ist. 3. Schaltung nach detektor 4. zeichnet, 1 oder Anspruch der Amplitudendemodulator tor ein im Merkmale: folgende a) der E r r e g u n g s s p a n n u n g s g e n e r a t u r für di( ist, Auswerteschaltung spannung an den H o c h s p a n n u n g s z ü n d s t r o m k r e i s be d e m Ottomotor, ein 2, dadurch gekennzeichnet, mit Synchrondemodulator daß einem P r o d u k t e n - ist. Schaltung nach daß i n n e r h a l b ein T i l t e r mit der einem der AnsprUche 1 bis Auswerteschaltung einem Durchjaßband 3, dadurch gekenn- dem A m p l i t u d e n d e m o d u l a - von 8 bis 10 kHz n a c h g e s c h a l t e t ist. 5. Schaltung Ausgang des F i l t e r s 6. zeichnet, Schaltung daß bei nach Anspruch mit nach zeichnet, daß bei einem der Ansprüche gekennzeichnet, der Zündung 1 bis Zündschaltung in Impulsform nach einem einer dadurch Schwellenwertschaltung verteilerloser Hochfrequenzschwingung 7. Schaltung einer 4, über Ansprüche mit daß d e r verbunden 5, dadurch die gekenn- Einkopplung den Z ü n d t r a n s i s t o r 1 bis Verteiler die 5, dadurch ist. der erfolgt. gekenn- Eiukopplung der Hoch frequenzschwingung tung einen Kondensator in die Zündkerzenlei- erfolgt. 8. Schaltung daß die zeichnet, (12) über nach einem der Ansprüche Auskopplung 1 bis der Meßspannung 7, dadurch über einen gekenn- Kondensator erfolgt. 9. Schaltung zeichnet, WidErstand 10. zeichnet, formator daß die (13) einem der Ansprüche Auskopplune 1 bis 7, dadurch gekenn- der Meßspannung über einf.n hochcinmigen erfolgt. Schaltung daß die (14) nach nach einem Auskopplung erfolgt. der Ansprüche 1 bis der Meßspannung über 7, dadurch einen gekenn- Stromtrans-
