Um Verbrennungsmotoren bei hohem Wirkungsgrad zu betreiben und um die hohen Anforderungen im Bereich der On-Board-Diagnose zu erfüllen, werden genaue Diagnosesysteme benötigt, die Aussagen über den Verbrennungsvorgang ermöglichen. Diese Diagnose- systeme sollen ferner vorzugsweise kostengünstig sein. Es ist bekannt, wichtige Informationen über

den Verlauf der Verbrennung direkt aus dem Verbren- nungsraum eines Verbrennungsmotors (Brennkraftma- schine) zu entnehmen. Hierzu wird die sogenannte Ionenstrommessung eingesetzt, bei dem die Zündkerze während eines Verbrennungszyklus'zunächst ihre ei- gentliche Aufgabe wahrnimmt, nämlich das Verbren- nungsgemisch zu zünden und anschließend wird sie für eine weitere Funktion eingesetzt, indem sie als Sensor verwendet wird, mittels dem der Ionenstrom gemessen wird. Dies ist ein Vorteil, da kein Platz im Brennraum für zusätzliche Sensoren benötigt wird. Die Ionenstrommessung beruht auf dem Prinzip, daß während der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Ge- misches Ionen entstehen. Dieser Ionisierung liegen unterschiedliche Mechanismen zugrunde, die den ty- pischen Verlauf des Ionenstroms prägen und daher eine Aussage über bestimmte Parameter der Verbren- nung usw. gestatten. Wird zur Ionenstrommessung eine Spannung an die Elektroden der Zündkerze ge- legt, so werden die im Brennraum vorhandenen Elek- tronen und Ionen in die entsprechende Richtung des elektrischen Feldes bewegt, so daß sich ein Strom ausbildet, der durch diese Ladungsträger getragen wird. Dieser Strom stellt den vorstehend erwähnten Ionenstrom dar. Wird das an sich bekannte Ionen- strom-Meßverfahren bei einer induktiven Zünd- vorrichtung eingesetzt, die eine nach dem Transfor- matorprinzip arbeitende, eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweisende Zündspulenein- richtung aufweist, so besteht aufgrund der relativ großen Sekundärinduktivitat der Nachteil einer schlecht steuerbaren Funkendauer der Zündkerze, die zur Behinderung der Messung führen kann. Außerdem

können durch die relativ große Sekundärinduktivität im Ionenstromsignalweg nur relativ niedere Frequen- zen übertragen werden, welche z. B. für eine sichere Klopferkennung nicht ausreichen.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen hat den Vorteil, daß durch einen die Primärwicklung der Zündspulen- einrichtung während der Dauer der Ionenstrommessung kurzschließenden Schalter die Restenergie im magne- tischen Kreis der Zündspule auf der Primärseite dissipiert, das heißt, in Wärmeenergie umgewandelt wird und insofern den Zündfunken nicht weiter be- treibt, so daß dieser sehr schnell und reproduzier- bar zum gewünschten Zeitpunkt erlischt. Durch das Kurzschließen der Primärseite der Zündspulenein- richtung wird ferner die Grenzfrequenz der Sekun- dãrseite der Zündspule deutlich nach oben gescho- ben, so daß möglicherweise auftretende Klopfschwin- gungen des Verbrennungsmotors als unerwünschter Be- triebszustand ungedämpft beobachtet werden können, da die Klopfschwingungen signifikante Ionenstrom- verläufe mit sich bringen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schaltweg des Schalters im geschlossenen Zustand sehr nie- derohmig ist. Damit ist der Primärkreis der Zünd- spuleneinrichtung deutlich niederohmiger als der Sekundärkreis, so daß der Zündfunke schnell er- lischt.

Insbesondere kann der Schalter als Feldeffekttran- sistor (FET) ausgebildet sein, der einen niederoh- migen Schaltweg bei kleinen Flußspannungen besitzt.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Meßein- richtung eine Steuereinrichtung aufweist, die den Schalter vorzugsweise periodisch zum gewünschten Funkenende, zumindest für die Dauer der gesamten Ionenstrommessung schließt. Dies erfolgt im Falle eines Feldeffekttransistors durch dessen entspre- chende Ansteuerung.

Zeichnung Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 ein Schaltbild einer induktiven Zündvor- richtung mit Ionenstrom-Meßeinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel und Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer in- duktiven Zündvorrichtung mit Meßeinrich- tung zur Ermittlung des Ionenstroms.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Figur 1 zeigt eine induktive Zündvorrichtung für einen nicht dargestellten Verbrennungsmotor.

Die Zündvorrichtung weist eine Zündspuleneinrich- tung 1 auf, die eine Primärwicklung Li und eine Se- kundärwicklung L2 umfaßt, die magnetisch miteinan- der gekoppelt sind. Das eine Wicklungsende 2 der

Primärwicklung L1 ist an die Betriebsspannung, das heißt, die Batteriespannung Ub eines nicht darge- stellten Kraftfahrzeugs angeschlossen, in das der Verbrennungsmotor eingebaut ist. Das andere Wick- lungsende 3 der Primärwicklung L1 führt zu der Schaltstrecke eines Transistors T1, der-entspre- chend dem gewünschten Zündzeitpunkt-von einem nicht dargestellten Steuergerät angesteuert wird.

Über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T1 kann somit das Wicklungsende 3 im leitenden Zu- stand des Transistors T1 an Masse M angelegt werden (Minuspol der die Spannung Ub abgebenden Batterie).

Eine Zündkerze ZK, die dem nicht dargestellten Ver- brennungsmotor angehört, ist mit einer ihrer Elek- troden 4 an Masse M angeschlossen. Die andere Elek- trode 5 der Zündkerze ZK ist an ein Wicklungsende 6 der Sekundärwicklung L2 der Zündspuleneinrichtung 1 angeschlossen. Das andere Wicklungsende 7 der Zünd- spuleneinrichtung 1 führt zu einer Meßeinrichtung 8, die der Messung eines Ionenstroms I dient. Fer- ner ist die Meßeinrichtung 8 mit Masse M verbunden.

Das eine Wicklungsende 2 der Primärwicklung L1 der Zündspuleneinrichtung 1 ist mit einem Pol eines Schalters S1 verbunden. Der andere Pol des Schal- ters S1 führt zum anderen Wicklungsende 3 der Pri- märwicklung L1. Insofern ist es möglich, bei ge- schlossenem Schalter S1 die Primärwicklung L1 der Zündspuleneinrichtung 1 kurzzuschließen. Der Schal- ter S1 ist vorzugsweise als Feldeffekttransistor (FET) ausgebildet, dessen Gate 9 mittels einer nicht dargestellten, nur mittels eines Pfeiles 10 angedeuteten Steuereinrichtung ansteuerbar ist, um das erwähnte Kurzschließen der Primärwicklung L1 während gewünschter Zeitintervalle vornehmen zu

können. Durch entsprechende Ansteuerung des Schal- ters S1 ist es somit möglich, die Primärwicklung L1 des Übertrags kurzzuschließen.

Es ergibt sich folgende Funktionsweise : Durch ge- wählte Ansteuerung der Basis des Transistors T1 wird ein Stromfluß in der Primärwicklung L1 der Zündspuleneinrichtung ausgelöst, der auf der Sekun- därseite, also in der Sekundärwicklung L2 zur Aus- bildung einer Hochspannung führt, die die Auslösung eines Zündfunkens an der Zündkerze ZK bewirkt. Ist der Verbrennungsvorgang eingeleitet, so soll nach- folgend mittels der als Sensor wirkenden Zündkerze ZK der Ionenstrom im Verbrennungsraum des Verbren- nungsmotors ermittelt werden, um Rückschlüsse auf gewünschte Parameter ziehen zu können. Hierzu wird der Schalter S1 geschlossen, wodurch die Primär- wicklung der Zündspuleneinrichtung elektrisch kurz- geschlossen wird. Die Folge ist, daß die sich im magnetischen Kreis befindliche Restenergie dissi- piert, also in Wärmeenergie umgesetzt wird. Hier- durch erlischt der Zündfunke definiert und sehr schnell. Gleichzeitig wird durch das Kurzschließen der Primärwicklung die Grenzfrequenz der Sekundär- seite der Zündspuleneinrichtung deutlich nach oben verschoben, so daß die Messung sehr genau in dem relevanten Bereich von Klopfschwingungen durchge- führt werden kann, das heißt, es ist ein besonders kritischer, unerwünschter Betriebszustand des Ver- brennungsmotors durch die Messung des Ionenstroms sensierbar. Aufgrund des erfindungsgemäßen Vorge- hens, nämlich des Kurzschließens der Primärwicklung während der gesamten Dauer der Ionenstrommessung wird eine derart präzise und kurze Funkendauer an

der Zündkerze realisiert, so daß Zündfunkenauswir- kungen unter keinen Umständen die nachfolgende Meß- auswertung behindern beziehungsweise die Meßperiode "überdecken". Durch das erfindungsgemäße Kurz- schließen ist auch ein Ausschwingen des Zündsystems verhindert, das heißt, die Messung des Ionenstroms kann nicht durch Ausschwinger beeinflußt werden, was zu Fehlinterpretationen führen kann. Wie be- reits erwähnt, wird durch Anheben der Grenzfrequenz aufgrund des Kurzschließens der Primärwicklung die bei herkömmlichen Systemen vorliegende deutliche Bandbegrenzung überwunden, die bisher bei der Er- kennung von unerwünschten Betriebszuständen, bei- spielsweise Klopfschwingungen (3 bis 20 kHz) emp- findlich gestört haben. Durch die Erfindung werden somit die bisher schlechten Signalübertragungsei- genschaften der Sekundärwicklung, durch die der Io- nenstrom hindurchfließt, verbessert.

Die Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer induktiven Zündvorrichtung mit einer Meßein- richtung zur Ermittlung eines Ionenstroms, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fi- gur 1 versehen worden sind. Es gelten beim Ausfüh- rungsbeispiel der Figur 2 die gleichen Aussagen wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1, so daß nachstehend nur noch auf die Unterschiede zwischen diesen beiden Ausführungsbeispielen eingegangen werden soll.

Während die Auswerteeinrichtung 8 zur Messung des Ionenstroms im Ausführungsbeispiel der Figur 1 im Sekundärkreis der Zündspuleneinrichtung 1 angeord- net ist, befindet sie sich im Ausführungsbeispiel

der Figur 2 im Primärkreis, und zwar ist der posi- tive Pol der Batteriespannung Ub an die Meßein- richtung 8 angeschlossen und führt von dort zu dem einen Wicklungsende 2 der Primärwicklung L1. Das andere Wicklungsende 3 der Primärwicklung L1 ist an den Kollektor des Transistors T1 angeschlossen, dessen Emitter zur Masse M (Minuspol der Batterie- spannung Ub) führt. Ferner ist die Elektrode 4 der Zündkerze ZK mit Masse M verbunden. Die andere Elektrode 5 der Zündkerze ZK ist mit dem Wicklungs- ende 7 der Sekundärwicklung L2 der Zündspulenein- richtung 1 verbunden und das andere Wicklungsende 6 der Sekundärwicklung L2 ist an das Wicklungsende 2 der Primärwicklung L1 angeschlossen. Insofern liegt hier eine Spartransformatorausbildung bei der Zünd- spuleneinrichtung 1 vor. Der ebenfalls vorzugsweise als Feldeffekttransistor (FET) ausgebildete Schal- ter S1 ist parallel zur Primärwicklung Li geschal- tet, das heißt, der eine Pol des Schaltweges des Schalters S1 ist mit dem Wicklungsende 2 und der andere Pol des Schalters S1 ist mit dem Wicklungs- ende 3 der Primärwicklung L1 der Zündspuleneinrich- tung 1 verbunden.

Es ergibt sich folgende Funktionsweise : Durch An- steuerung des Transistors T1 in seinen leitenden Zustand fließt durch die Primärwicklung L1 der Zündspuleneinrichtung 1 ein Strom, der auf der Se- kundärseite, also in der Sekundärwicklung L2 eine Hochspannung erzeugt, die einen Zündfunken in der Zündkerze ZK auslöst. Nach erfolgter Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches im Brennraum des nicht dargestellten Verbrennungsmotors wird von der Steuereinrichtung (Pfeil 10) der Schalter S1 ge-

schlossen, das heißt, es wird die Primärwicklung L1 der Zündspuleneinrichtung 1 kurzgeschlossen. Hier- durch treten die bereits zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 genannten Vorteile auf, so daß eine op- timale Ionenstrommessung mittels der Meßeinrichtung 8 durchgeführt werden kann.