Zündanlage ECI Funktion

Funktionsvoraussetzungen Zündsystem allgemein

 Kl. 87M EIN (Motorsteuerung EIN)

Zündsystem allgemein

Die Kurzbezeichnung für die Wechselspannungs-Zündanlage ECI bedeutet:

E = Energy (Energie)

C = Controlled (gesteuerte)

I = Ignition (Zündanlage)

Die Zündanlage ECI leitet die Verbrennung durch den Funken an der Zündkerze (R4) ein. Dazu muss sie eine ausreichend hohe Spannung für den Funkendurchbruch an der Zündkerze und ausreichende Energie zur sicheren Entflammung des Kraftstoff-Luftgemischs bereitstellen.

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Die Zündanlage ist unempfindlich gegen verrußte Zündkerzen und gewährleistet eine hohe Lebensdauer der Zündkerzen.

Die Zündanlage ECI besteht aus:

– Netzgerät Zündanlage ECI (N91)

– Zündmodul ECI, rechte Zylinderreihe (N92/1)

– Zündmodul ECI, linke Zylinderreihe (N92/2)

– Steuergerät ME (N3/10) (für Auswertung Ionenstrom, Ansteuerung an "Kl. 1", Zündkennfelder)

– Zündkerzen



An der Zündanlage ECI kann keine Funkenprobe durchgeführt werden.

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Zündanlage ECI Funktionsablauf

Die Zündanlage ECI ist in folgende Teilfunktionen gegliedert:

 Funktionsablauf Erzeugung der Zündspannung

 Funktionsablauf Zündfunkensteuerung

 Funktionsablauf Ionenstrommessung

Funktionsablauf Erzeugung der Zündspannung

Das Netzgerät erzeugt die erforderlichen Zündspannungen (Wechselspannungen) von zweimal ca. 180 V und die Hilfsspannungen zur Ionenstrommessung von zweimal ca. 23 V.

Für jede Zündkerze ist in den Zündmodulen eine Endstufe vorhanden. Die Zündspulen sind in den Zündkerzensteckern angeordnet. Die Endstufen erzeugen aus ca. 180 V die Zündspannung.

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Die Zündspannung wird in zwei Schritten erzeugt:

1. Transistor im Netzgerät ECI geschlossen – Die Spannung 180 V wird auf die Sekundärseite übertragen.

2. Transistor im Netzgerät ECI geöffnet – Die negative Halbwelle der Wechselspannung entsteht und wird ebenfalls auf die Sekundärseite übertragen.

Durch die Steuerung über den Transistor kann theoretisch eine Wechselspannung beliebiger Dauer und Energie erzeugt werden.

Die maximale Funkenbrenndauer ist jedoch durch die Nennleistung des Netzgeräts ECI von zweimal 55 W drehzahlabhängig auf ca. 0,15 bis 1,5 ms begrenzt. Eine Funkenbrenndauer von ca. 0,1 ms ist für eine sichere Entflammung des Gemischs ausreichend.

Durch den schnellen Zündspannungsanstieg ist die

Zündanlage ECI unempfindlich gegen verrußte Zündkerzen, die z. B. durch häufige Kaltstarts entstehen.

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Funktionsablauf Zündfunkensteuerung

Die Zündfunken werden entsprechend dem Zündkennfeld vom Steuergerät ME ausgelöst.

Funkendauersteuerung

Die Anpassung der Funkenenergie über die Funkendauer an die tatsächlich benötigte Zündenergie des Kraftstoff-Luftgemischs erfolgt kennfeldgesteuert vom Steuergerät ME.

Die Zündkerzen erreichen durch die Funkendauersteuerung ca. die 4-fache Lebensdauer. Durch die gleichzeitige Verwendung von Zündkerzen mit Platinelektroden wird die Lebensdauer nochmals verlängert.

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Zündungsversatz und Zündungswechsel

Im unteren Teillastbereich bis ca. 2000/min werden beide Zündfunken eines Zylinders gleichzeitig ausgelöst. Bei mittlerer und hoher Last wird bis zu 10° KW versetzt gezündet.

Dabei wird die Reihenfolge der Ansteuerung alle 720° KW gewechselt, um einen gleichmäßigen Verschleiß beider Zündkerzen eines Zylinders zu erreichen und um im Brennraum einseitige Ablagerungen zu verhindern.

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Funktionsablauf Ionenstrommessung

Nach dem Ende des Zündfunkens wird auf Ionenstrommessung umgeschaltet und mit der Hilfsspannung von ca. 23 V der Ionenstrom an der Zündkerze gemessen. Die Auswertung der Ionenstromsignale erfolgt im Steuergerät ME. Die Signale werden für das Erkennen von Verbrennungsaussetzern bei hohen Drehzahlen genutzt.

Die Ionenstrommessung an der Zündkerze liefert ein Signal direkt aus dem Brennraum, ohne zusätzliche Bauteile wie z. B. Brennraum-Drucksensoren.

Gemessen wird nach erfolgter Zündung beider Zündkerzen und einer kurzen Wartezeit. Es wird nur an der Zündkerze gemessen, welche zuerst gezündet hat. Der Elektrodenabstand hat dabei keinen Einfluss auf das Ionenstromsignal.

Während der Verbrennung entstehen in der Flammfront Ionen (elektrisch verschieden geladene Teilchen), die sich im verbrannten Kraftstoff-Luftgemisch wieder ausgleichen.

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Durch Anlegen einer relativ geringen Messspannung (ca. 23 V) an die Zündkerze nach dem Funkenende, kann dieser Ionenstrom durch die Flamme gemessen werden.

Die Messspannung wird an die Primärseite der Zündspulen angelegt. Sekundärseitig ergibt dies eine Wechselspannung von ca. 1 kV mit ca. 65 kHz an den Zündkerzenelektroden. Der Ionenstrom moduliert sich dieser Spannung auf.

Durch Auskopplung und Filterung kann ein Ionenstromsignal gewonnen werden. Das Ionenstromsignal gibt Aufschluss über den Zylinderdruckverlauf mit einer Genauigkeit, die eine Erkennung von Verbrennungsaussetzern ermöglicht.

Das Ionenstromsignal wird für je 3 Zylinder zum Steuergerät ME übertragen. Im Steuergerät ME wird mit Hilfe von Messfenstern der jeweilige Zylinder zugeordnet.

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P15.10-2050-12

Ionenstromsignal und Zylinderdruck

A Verlauf Ionenstromsignal

B Verlauf Zylinderdruck

c Klopfschwingungen

d Messfensterlage für Ionenstrommessung

Die Verläufe von Ionenstromsignal und Zylinderdruck sind während der Verbrennung gleich.

Dies wird genutzt, um über das Ionenstromsignal Verbrennungsaussetzer unter allen Betriebsbedingungen und Motordrehzahlen sicher zu erkennen.

Das Ionenstromsignal wird außerdem zur Steuerung der Funkendauer, zur Zündkerzen-Diagnose, zur Diagnose entsprechend OBD oder EURO4 und zur zylinderspezifischen Kraftstoffabschaltung genutzt.