DD144291A1

DD144291A1 - Anordnung zur verstellung des zuendzeitpunktes bei brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DD144291A1
Application number: DD79213636A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Streubel; Johannes Ulbricht; Eberhard Kressner; Eberhard Lehm
Original assignee: Gerhard Streubel; Johannes Ulbricht; Eberhard Kressner; Eberhard Lehm
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1980-10-08

Abstract

Die Anordnung bezweckt die Realisierung einer elektronischen Zündzeitpunktverstellung mit geringem Aufwand und hoher Sicherheit. In Abhängigkeit von Drehzahl und Drosselklappenstellung soll der Primärstrom in einer Zündspule bei verschiedenen Vorzündwinkeln durch eine Verknüpfungsschaltung geschaltet werden. Dies wird erreicht, indem auf einer umlaufenden Markierungsscheibe für festgelegte Vorzündwinkel Ein- und Ausschaltmarkierungen angeordnet sind, die einen ersten Impulsgeber zur Signalabgabe an einen Zähler und Drehzahlgeber beeinflussen, weiterhin daß die Verknüpfungsschaltung mit dem Zähler, dem Drehzahlgeber und einem Drosselklappengeber verbunden ist und weitere Markierungen einen zweiten Impulsgeber beeinflussen, dessen Signale den Zähler, den Drosselklappenspeicher und den Drehzahlgeber steuern und die Verknüpfungsschaltung das Ein“ wIO ÄU sschalten des Primärstromes bewirkt.

Description

Titel der Erfindung:

Anordnung zur Verstellung des Zündzeitpunktes bei Brennkraftmaschinen .

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verstellung des Zündzeitpunktes bei Brennkraftmaschinen mit einer Impulsgeber beeinflussenden Markierungsscheibe und einer Verknüpfungsschaltung, die über ein mit ihr verbundenes elektronisches Schaltelement den Primärstromfluß in einer Zündspule schaltet und den Zündvorgang bei festgelegten Winkelstellungen der Welle der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit bestimmter Maschinenparameter auslöst.

Charakteristik der bekannten technischen lösungen:

Die bekannten mit Impulssteuerung arbeitenden Anordnungen zur Verstellung des Zündzeitpunktes arbeiten mit einem durch Maschinenparameter beeinflußten, zeitabhängigen Glied, z. B_e einem Monoflop und erzeugen durch Vor- und Rückwärtszählen einen von der. Drehzahl abhängigen Zündzeitpunkt (DD-AP 78 663, DE-OS 20 10 999). Damit sind nur stetig steigende Verstellkurven realisierbar. Durch Beeinflussung der zeitabhängigen Glieder in Abhängigkeit von anderen Maschinenparametern kann eine zusätzliche Veränderung der Verstellkurven erreicht v/erden. Diese Beeinflussung zeitabhängiger Glieder hat den.Nachteil, daß sie nur bei entsprechend hohem Aufwand eine genügende Stabilität im rauhen

Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge aufweist. .

Es ist auch bekannt (DE-OS 24 07 183.), durch Zählung von zeitabhängigen Impulsen und einem Vergleich mit Winkelstellungen unstetige Verstellkurven zu erzeugen. Dazu sind jedoch drei Impulsgeber notwendig, die von einer entsprechend ausgebildeten Zahnscheibe beeinflußt werden.

Weiter orientieren die bekannten Einrichtungen auf die Abgabe eines Signales im Zündzeitpunkt, durch daß die Unterbrechung des Primärstromes herbeigeführt wird· Zum Einschalten des Primärstromes finden spezielle Schalteinrichtungen Anwendung (DE-OS 26 24 994J; die aber einen zusätzlichen Aufwand an elektronischen Bauelementen erfordern und zusätzliche Unsicherheiten schaffen.

Ziel der Erfindung:

Die Erfindung bezweckt die Realisierung einer elektronischen Zündzeitpunktverstellung mit geringem Aufwand und hoher Zuverlässigkeit,

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, bei der das Schalten des Primärstromes in einer Zündspule in Abhängigkeit von Drehzahl und Drosselklappenstellung der Brennkraftmaschine bei unterschiedlichen Zündzeitpunkten erfolgt bei einem minimierten Einsatz von elektronischen Bauelementen«

Die Lösung der Aufgabe erfolgt, indem auf einer mit der Welle der Brennkraftmaschine umlaufenden Markierungsscheibe für festgelegte Vorzündwinkel Ein- und Ausschaltmarkierungen angeordnet sind, die in einem für den Primärstromfluß in der Zündspule maßgebenden Winkel zueinander stehen _f und im

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Bereich dieser Markierungen ein erster Impulsgeber angeordnet ist, der jeweils ein Signal je Markierung abgibt und dem ein Zähler naciigeordnet ist, der diese Signale zählt und dieser Zähler mit einer Verknüpfungsschaltung in Verbindung steht, die mit mindestens zwei weiteren Parametergebern der Brennkraftmaschine verschaltet ist und an deren Ausgang beim Zusammentreffen bestimmter Parameterwerte mit den Signalen eines bestimmten Vorzündwinkels beim ersten Signal eine Einschaltflanke und beim zweiten Signal eine Ausschaltflanke erscheint/ und auf der Markierungsscheibe weitere Markierungen, beispielsweise ein Segment, im Bereich eines zweiten Impulsgebers angeordnet sind und der zweite Impulsgeber mit dem Zähler, einem Drosselklappenspeicher und einem Drehzahlgeber in Verbindung steht und die Anordnung der ihn beeinflussenden Markierungen so getroffen ist, daß die entsprechenden Signale den Zähler vor Zählbeginn auf Full stellen, ein Drosselklappenspeicher die gerade anliegende^ Drosselklappenstellung speichert und der Drehzahlgeber zur Drehzahlmessung für eine bestimmte Zeit eingeschaltet wird.

Je festgelegtem Vorzündwinkel können eine Einsohalt- und eine Aussohaltmarkierung angeordnet sein, oder es ist nur eine Einschaltmarkierung für mehrere Vorsündwinkel vorgesehen. Es können auch mehrere, bei bestimmten Drehzahlbereichen wirksam werdende Einschaltmarkierungen für alle Vorzii.ndid.nkel vorgesehen sein. Dementsprechend muß die Verknüpfungsschaltung konzipiert werden«

Dem ersten Impulsgeber ist zusätzlich ein Drehzahlgeber nachgeordnet und die im Bereich des ersten Impulsgebers auf der Markierungsscheibe vorhandenen oder zusätzlich vorgesehenen Markierungen dienen der Erzeugung von Signalen für den Drehzahlgeber,

Mit einer derartigen Anordnung können beliebig gestufte Verstellcharakteristiken realisiert werden, wobei die Impulssteuerung eine hohe Stabilität sichert und die Steuerung der Primärstromflußzeit keine zusätzliche Schalteinrichtung erfordert· -

Ausfuhrungsbeispiel:

Nachfolgend wird die Anordnung an einem Beispiel näher erläutert*

Fig. 1 zeigt die schematisohe Darstellung der Anordnung Fig. 2 zeigt eine Verstellcharakteristik Fig. 3 zeigt eine weitere mögliche Ausführung

Fach Fig. 1 läuft eine Markierungsscheibe 11 mit der Welle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine in Pfeilrichtung um. Markierungen 1 bis 10 im Bereich eines ersten Impulsgebers 12 veranlassen diesen beim Vorbeilaufen zu einer Signalabgabe. Der Impulsgeber 12 steht mit dem Zähler 13 und Drehzahlgeber 14 in Verbindung. Ein' zweiter Impulsgeber 15 wird von einer als Segment 16 ausgebildeten Markierung beeinflußt und steht mit dem Zähler 13, dem Drehzahlgeber und einem Drosselklappenspeicher 18'in Verbindung. Eine Verknüpfungsschaltung 17 ist mit Ausgängen n. bis n„- des Drehzahlgebers 14 verbunden und mit dem Drosselklappenspeicher 18'verbunden. Letzterer speichert die von einem Drosselklappengeber 18 markierten Drosselklappenstellungen a bis e einer Drosselklappenwelle 24. Die Ausgänge 1'bis 8'des Zählers 13 liegen ebenfalls an der Verknüpfungsschaltung 17* In das Innenfeld der Verknüpfungsschaltung 17 wurde in Fig. 1 zur Verdeutlichung der logischen Verknüpfung Drehzahlbereich n, bis η«,, Drosselklappenstellung a "bis e und Signalen der Markierungen 1 bis 8 tabellarisch eingetragen. Dabei kennzeichnet die erste Zahl eine Einschaltmarkierung 1 bis 4, die zweite Zahl eine Ausschaltmarkierung 5 bis 8. Ein Ausgang 19 steht mit einer nicht dargestellten elektro-

nischen Schalteinrichtung für den Primärstrom der Zündspule in Verbindung. Die den, vor dem oberen Totpunkt OT der Brennkraftmaschine liegenden, festgelegten Vorzünd-

winkeln (X _n zugeordneten Markierungen 1-5; 2-6: 3-7; ζ

4-8 sind auf der Markierungsscheibe 11 jeweils in einem Winkelabstand angeordnet, der dem Abstand einer Einschaltflanke 20 zu einer Ausschaltflanke 21 am Ausgang 19 festlegt und als Schließwinkel CX bezeichnet wird_e

Die Anordnung arbeitet wie folgt:

Mit Drehung der Markierungsscheibe 11 verläßt zunächst Segment-Kante 23 den Impulsgeber 15, wodurch der Zähler 13 auf Null gestellt und für das Einzählen von Signalen vom Impulsgeber 12 freigegeben wird und der Drosselklappenspeicher 18 hält den in diesem Augenblick vom Geber 18 signalisierten Drosselklappenbereich fest·

Beim vorangegangenen Umlauf der Markierungsscheibe 11 wurde nach Überdeckung des Impulsgebers 15 durch die Segmentkante 22 der Drehzahlgeber für eine kurze Zeit eingeschaltet und durch Signale des Impulsgebers 12 von den Markierungen 9 und 10 beeinflußt. Bei langsamer Drehung wird in der kurzen Zeit der Winkel zwischen Segmentkante 22 bis kurz vor Markierung 9 durchlaufen. Dies entspricht dem Drehzahlbereich n^. Bei mittlerer Drehzahl wird der '//inkelbereich bis kurz vor Markierung 10 durchlaufen, entspricht Drehzahlbereioh Up j noch höhere Drehzahlen werden dem Bereich n~ zugeordnet. Am Ausgang des Drehzahlgebers 14 und den Eingängen der Verknüpfungsschaltung 17 liegt damit bis zum nächsten Durchlauf der Segmentkante 22 ein drehzahlabhängiges Signal n, bis n^ an.

Laufen nunmehr die Markierungen 1 bis 8 am Impulsgeber 12 vorbei, werden nacheinander die Ausgänge 1'bis 8'am Zähler 13 belegt« Wurde vorher die Drosselklappenstellung d festgehalten und liegt das Signal des mittleren Drehzahlbereiches

rip an, so erscheint am Ausgang 19 der Verknüpfungsschaltung 17 die Einsoiialtflanke 20, wenn die Markierung 2 am Impulsgeber 12 vorbeiläuft (Zätilerausgang 2'wird belegt), Damit beginnt der Primärstrom in der Zündspule zu fließen. Erscheint am Zählerausgang 6'ein Signal (Markierung 6 läuft am Impulsgeber 12 vorbei), wird mit der Ausschaltflanke 21 der Prisärstromfluß unterbrochen und es erfolgt in bekannter Weise die Zündung au dem der Markierung 6 entsprechenden Vorzündwinkel Oc_. Die Stromflußzeit des Primärstromes dauert vom Auftreten der Einschaltflanke 20 bis zur Ausschalflanke 21 und entspricht damit dem Schließwinkel OC^vaer Sas erste Signal erzeugenden Markierung 2 und der das zweite Signal erzeugenden Markierung β.

In der Fig. 2 ist die Verstellcharakteristik dargestellt· Aus ihr ist der Zusammenhang zwischen den festgelegten VorzündwinkeIn (X und den zugehörigen Ausschaltmarkierungen 5 bis 8, den Drehzahlbereichen n. bis n~ und den Drosselklappenstellungen a bis e ersichtlich, wie er durch die Verknüpfungsschaltung 1? bewirkt wird« Gleiches ist der in die Darstellung der Verknüpfungsschaltung 17 eingeschriebenen Tabelle zu entnehmen. Die Innenschaltung der Verknüpfungsschaltung 17 ist mittels bekannter Elemente der Digitaltechnik realisierbar. Durch eine feinere Unterteilung des Bereiches der Vorzündwinkel 0( mittels weiterer Mar-

kierungen auf der Markierungsscheibe 11, desgleichen einer feineren Unterteilung der Drosselklappenstellungen und Drehzahlbereiche kann natürlich eine feinstufigere Annäherung an einen Soll-liniensug erreicht werden* Dementsprechend müssen der Zähler 13, Geber 14 und 18 und die Verknüpfungsschaltung 17 aufwendiger sein«

Fig.3 zeigt eine Verknüpfungsschaltung 17, die für eine drehsalilabhängige Steuerung des Schließwinkeis OC konzipiert ist^ d· h* mit steigender Drehzahl wird der Sohließ-

winkel GC vergrößert. Dies bedingt eine Zuordnung der Ein-

Schaltmarkierungen 1 bis 3 zu jeweils einem Drehzahlbereich,, Dazu entfällt auf der Markierungsscheibe 11 die Markierung 4 und am Zähler 13 der Ausgang 4i Die Einschaltflanke 20 wird dann ausgelöst, wenn im Drehzahlbereich n. die Markierung 3 ein Signal bewirkt, im Drehzahlbereich np die Markierung 2 und die Markierung 1 im Drehzahlbereich η-. Damit wird der Schließwinkel (X mit steigender -> s

Drehzahl vergrößert, was eine bessere Aufladung der Zündspule ermöglicht·

Die Verknüpfungsschaltung 17 kann auch so konzipiert sein, daß z· B_e die Einschaltmarkierung 1 für die den Ausschaltmarkierungen 5 bis 7 zugeordneten Vorzündwinkeln OC wirkt und die Einschaltmarkierung 4 nur für die Ausschaltmarkierung 8· Die Markierungen 2 und 3 entfallen. Auch auf diese V/eise kann der Sohiießwinkel (X den Notwendigkeiten des Maschinenbetriebes angepaßt werden.

Eine vereinfachte Anordnung ergibt sich, wenn die Markierungen 2; 3; 4 und die Zählerausgänge 2'; 3'; 4' entfallen und die Markierung 1 für alle Vorzündwinkel (X die Einschaltflanke 20 auslöst·

PUr die Drehzahlmessung können bei entsprechender Ausbildung des Drehzahlgebers 14 auch auf der Markierungsscheibe 11 vorhandene Ein- und Ausschaltmarkierungen 1 bis 8 mitgenutzt werden, insbesondere die Markierungen 1 bis 3· Damit können die Markierungen 9 und 10 entfallen» An Stelle des Segmentes 16 können auch anders ausgebildete Markierungen, z, B, gleich den Markierungen 1 bis 10, den Impulsgeber 15 beeinflussen*.

Die Markierungsscheibe 11 ist im Beispiel für den Ablauf eines Zyklus pro Umdrehung ausgelegt, wie es einer Brenn-

kraftmaschine mit einem Zylinder entspricht· Sie kann natürlich auch für mehrere Zylinder ausgelegt werden, "beispielsweise durch mehrfache Anordnung der Markierungers oder Impulsgeber.

Zur Erhöhung der Schaltsicherheit kann es zweckmäßig sein, den Impulsgebern 12 und 15 Impulsformerstufen und/oder TaktSteuerwerke nachzuordnen«

Claims

Patentanspruch:

1· Anordnung zur Verstellung des Zündzeitpunktes "bei Brennkraftmaschinen mit einer Impulsgeber beeinflussenden Markierungsscheibe und einer Verknüpfungsschaltung, die über ein mit ihr verbundenes elektronisches Schaltelement den Primärstromfluß in einer Zündspule schaltet und den Zündvorgang bei festgelegten Winkelstellungen der Welle der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit bestimmter Maschinenparameter auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß auf der mit einer Welle der Brennkraftmaschine umlaufenden Markierungsscheibe (11) für festgelegte Vorzündwinkel ( (X ) Sinschaltmarkierungen (1 bis 4) und Aussohaltmarkierungen (5 bis 8) angeordnet sind, die in einem für den Primärstromfluß in der Zündspule maßgebenden Schließwinkel ( OC ) zueinander stehen, und diese Markierungen (1 bis 8) einen ersten Impulsgeber (12) beeinflussen, der jeweils ein Signal je Markierung abgibt und dem ein Zähler (13) naohgeordnet ist, der diese Signale zählt undfdieser Zähler (I3)j^!mit der Verknüpfungsschaltung (17J in Verbindung steht, die mit mindestens zwei weiteren Parametergebern (14; 18) der Brennkraftmaschine verschaltet ist und an deren Ausgang (19) beim Zusammentreffen bestimmter Parameterwerte mit den Signalen eines bestimmten VorzündwinkeIs ( QC jWbeini ersten Signal eine Einschaltflanke (20) und beim zweiten Signal eine Ausschaltflanke (21) erscheint, und auf der Markierungsocheibe (11) weitere Markierungen angeordnet sind, die einen zweiten Impulsgeber (15) beeinflussen, der mit einem Drosselklappenspeicher (I8'),dem Zähler (13) und einem Drehzahlgeber (14) in Verbindung steht, wobei die Anordnung der Markierungen, beispielsweise eines Segmentes (ioj so getroffen ist, daß durch die Signale des zweiten Impulsgebers (15) der Zähler (13) auf Null gestellt, der Drosselklappenspeiqher (18') die gerade

signalisierte Drosselklappenstellung eines Gebers (18) speiohert und der Drehzahlgeber (14) zur Drehzahlmessung Eingeschaltet wird. '

2. Anordnung nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß je festgelegtem Vorzündwinkel ( (X ) eine zugehörige Ein-

Schaltmarkierung (1 bis 4) und eine Ausschaltmarkierung (5 bis 8) auf der Markierungsscheibe angeordnet sind.

3. Anordnung nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß für "alle festgelegten Vorzündwinkel ( O^ ) jeweils nur für einen bestimmten Drehzahlbereich (n. ; n₂; n~) wirkende Einsahaltmarkierungen (1 bis 3) auf der Markierungsscheibe (11) angeordnet sind»

4« Anordnung nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß für alle festgelegten Vorzündwinkel ( OC ) nur eine Einschaltmarkierung (1) auf der Markierungsscheibe (11) angeordnet ist.

5* Anordnung nach Punkt 1 und 2 oder 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impulsgeber (12) mit dem Drehzahlgeber (14) verbunden ist und auf der. Markierungsscheibe (11) im Bereich dieses Impulsgebers (12) angeordnete Markierungen zur Erzeugung von Signalen für den Drehzahlgeber dienen*

6« Anordnung nach Punkt 5 daduroh gekennzeichnet, daß auf der Markierungsscheibe (11) zusätzliche Markierungen (9; 10) im Bereich des ersten Impulsgebers zur Erzeugung von Signalen für den Drehzahlgeber angeordnet sind.

7. Anordnung nach Punkt 1 bis 6 daduroh gekennzeichnet, daß dem ersten Impulsgeber (12) und/oder dem zweiten Impulsgeber (15) Impulsformerstufen und/oder Taktsteuerwerke nachgeordnet sind.