DE10201422A1

DE10201422A1 - Elektronisches, drehzahlabhängiges Steuerungs- und/oder Diagnoseverfahren für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10201422A1
Application number: DE10201422A
Authority: DE
Inventors: Leo Kiesling
Original assignee: Pruefrex Elektro Apparatebau GmbH
Current assignee: Pruefrex Elektro Apparatebau GmbH
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: DE10201422B4

Abstract

Verfahren zur drehzahlabhängigen Steuerung und/oder Diagnose einer Zwei- oder Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere von deren Zündung oder Lastzustand, unter Verwendung eines synchron mit der Brennkraftmaschine drehbaren Generators, der abhängig von einer Maschinen-Drehstellung und -Drehzahl Wechselspannungen generiert, die von einer vorzugsweise programmierbaren Steuerung abgetastet und zu deren Stromversorgung verwendet werden, wobei die Beträge der Wechselspannungs-Amplituden einer Drehzahlhöhe der Brennkraftmaschine entsprechen, wobei von der Steuerung der Betrag wenigstens einer der pro Maschinen-Umdrehung auftretenden Amplituden erfasst wird, und abhängig von der Betragshöhe ein Steuerungs- oder Diagnosewert berechnet, ein oder mehrere Steuerungs- oder Diagnoseflags gesetzt und/oder ein Steuerungsereignis in der Steuerung und/oder ein Diagnose- oder Steuerungs-Ausgangssignal, insbesondere ein Zündsignal und/oder Last-Informationssignal, ausgelöst werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur drehzahlabhängigen Steuerung und/oder Diagnose einer Zwei- oder Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere von deren Zündung oder Lastzustand, unter Verwendung eines synchron mit der Brennkraftmaschine drehbaren Generators, der abhängig von der Maschinendrehstellung und -Drehzahl Wechselspannungen generiert, die von einer vorzugsweise programmierbaren Steuerung abgetastet und zu deren Stromversorgung verwendet werden, wobei die Beträge der Wechselspannungsamplituden einer Drehzahlhöhe der Brennkraftmaschine bzw. des drehbaren Generators entsprechen. Ferner betrifft die Erfindung eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Steuerungs- und/oder Diagnose- Anordnung, die einen mit Umdrehungen der Brennkraftmaschine synchron drehbaren Magnetgenerator aufweist, der mit einer oder mehreren Spulen in Induktionsverbindung steht. Abhängig von Drehzahl und Drehstellung der Brennkraftmaschine werden so vom Magnetgenerator Wechselspannungen erzeugt, die von einer digitalelektronischen, vorzugsweise programmierbaren Steuerung über eine Abtasteinrichtung erfassbar sind, die mit der einen oder den mehreren Spulen in Verbindung steht. Ferner ist die Steuerung zu ihrer Stromversorgung mit der einen oder den mehreren Spulen (L1-L4) gekoppelt (also beispielsweise Magnet-Zündung im Gegensatz zu einer Batteriezündung) und weist eine oder mehrere Ausgabeschnittstellen für Steuerungs- und/oder Diagnosesignale und/oder -Informationen auf. Weiter betrifft die Erfindung ein für die Ausführung erfindungsgemäßer Merkmale geeignetes Computerprogramm.
In DE 100 24 391 A1 ist eine Zeitsteuerung für physikalische Ereignisse in Verbrennungsmotoren beschrieben, wobei das jeweilige Ereignis zumindest teilweise in Abhängigkeit von der Motorlast synchronisiert werden soll. Als Beispiel für ein derart zu synchronisierendes Ereignis wird die Steuerung der Zündung des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der Motorlast genannt. Aber auch anderen Einsatzzwecken wie dem Betreiben eines externen Displays, der Kraftstoffeinspritzung, der Steuerung des Kraftstoff-Luftgemisches des Motors, der Kontrolle der Abgasemissionen usw. sollen lastabhängig erzeugte Steuerungssignale dienen.
Gemäß DE 100 24 391 A1 ändert sich bei einem Verbrennungsmotor die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle im Verlauf eines Motorzyklus. Die Information, die aus der Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle abgeleitet wird, kann dazu benutzt werden, die Motorlast bei den meisten Einzylindermotoren und einigen Mehrzylindermotoren zu bestimmen. Bei einem Einzylinder-Viertakt-Motor wird die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Motorumdrehungen, beginnend mit dem Anfang des Verbrennungstaktes, gemessen. Die verstrichene Zeit der die Verbrennungs- und Ausstoßtakte enthaltenden Umdrehungen ist kürzer und erfolgt bei einer höheren Drehzahl als die Zeit für die folgende Umdrehung, die die Ansaug- und Kompressionstakte enthält und bei niedrigerer Drehzahl abläuft.
Es wird in DE 100 24 391 A1 ferner der Einsatz eines Mikrocontrollers zur Bestimmung der Differenzen zwischen der Umdrehungszeit mit dem Verbrennungstakt und mit dem Kompressionstakt vorgeschlagen. Die Motorlast sei eine Funktion dieser Differenz. Alternativ dazu wird die Verwendung eines pegelsensitiven Signaldetektors angeregt, welcher einen Wechselspannungs- Halbwellenblock abtastet. Damit wird geprüft, ob der Wellenblock bzw. der Zyklus an sich bekannter Halbwellen einen bestimmten Punkt oder Schwellwert kreuzt oder erreicht. Die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kreuzungen ist die Zeit für eine Motorumdrehung. Auf diese Weise werden verschiedene Motorumdrehungen gemessen, differenziert und zum Bestimmen der Motorlast verwendet.
Um die Motorlast eines Zweitaktmotors zu bestimmen, wird nach DE 100 24 391 entsprechend obigen Prinzips auch vorgeschlagen, mittels eines Mikrocontrollers die Zeit zwischen Schwellwertüberschreitungen durch zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Impulse gleicher Polarität zu erfassen. Diese Zeit in Bezug zur gesamten Umdrehungszeit wird als Funktion der Motorlast angesehen.
Es ergibt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, bei einem Steuerungs- und Diagnoseverfahren der Eingangs genannten Art die Genauigkeit der Erfassung und Berücksichtigung des jeweils aktuellen Motorzustandes, insbesondere des Winkelgeschwindigkeitsverlaufs über eine oder mehrere Umdrehungen zu verbessern und damit die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit für Motorüberwachungen und Steuerungen, insbesondere Motorzündsteuerungen, zu erhöhen.
Zur Lösung werden das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren sowie die zu dessen Durchführung geeignete Steuerungs- und/oder Diagnose-Anordnung gemäß Patentanspruch 26 und das Computerprogramm nach Anspruch 32 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Indem danach der Absolutwert im Scheitelpunkt der Wechselspannungsamplitude betragsmäßig gemessen wird, ist ein direkter Rückschluß auf die Momentan- Winkelgeschwindigkeit möglich. Wird bei deren Bewertung noch die aktuelle, zugehörige Drehstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine berücksichtigt, läßt sich zuverlässig ein präzises Abbild über nicht nur den augenblicklichen Drehzahlbereich, sondern auch die Motorlast gewinnen. Mit in der elektronischen Steuerung leicht implementierbaren Funktionsmodulen wie Gewichtungsfaktoren, Filter, Auswerte-Algorithmen usw. lassen sich die Momentan- Winkelgeschwindigkeit direkt und mittelbar die Motorlast repräsentierende Daten und Informationen zur zuverlässigeren Einstellung des Zündzeitpunkts oder Zündwinkels für die Motorzündung, der Kraftstoffeinspritzung, der Steuerung des Kraftstoffluftgemischs der Brennkraftmaschine sowie der Abgasemissionen usw. verwenden.
Eine besonders starke Zustandsveränderung beim Zwei- oder Viertakt-Motor und insbesondere seiner Winkelgeschwindigkeit ist während des Kompressions- bzw. Verdichtungstaktes zu erwarten. Dem wird mit einer Erfindungsausbildung dahingehend begegnet, dass die Kopplung des Magnetgenerators mit der Drehung der Brennkraftmaschine derart eingestellt wird, dass während oder synchron mit einem jeweiligen Verdichtungstakt bei der Wechselspannung wenigstens eine der Amplituden vor Erreichen des oberen Totpunkts durch den Maschinen-Kolben auftritt. Während dieser Phase läßt sich ein Amplitudenbetrag mit besonders relevanten Informationen über den augenblicklichen Motorzustand erlangen. Mit dieser Erfindungsausbildung ist es also möglich, die "Tiefe" des Winkelgeschwindigkeitseinbruchs in der Verdichtungsphase noch zusätzlich für weitere Steuerungsaktivitäten einschließlich Einstellung des Zündwinkels zu berücksichtigen, was ohne zusätzlichen Hardwareaufwand erfolgen kann.
Dies wird mit der allgemeinen erfinderischen Grundidee ermöglicht, die Scheitelspannung einer vom rotierenden Polrad des Magnetgenerators beispielsweise in Spulen induzierten Wechselspannung betragsmäßig zu erfassen und daraus auf die Momentan-Winkelgeschwindigkeit zu schließen. Denn die Scheitelspannung steht, wie an sich bekannt, in einem festen funktionalen Zusammenhang mit der Momentan-Winkelgeschwindigkeit des Polrads.
Um den zu erwartenden Winkelgeschwindigkeitseinbruch im Verdichtungstakt besser in den Rahmen des allgemeinen Motorzustandes einordnen zu können, wird nach einer weiteren Verfahrensausbildung vorgeschlagen, innerhalb jeder Maschinen-Umdrehung eine Mittel-Winkelgeschwindigkeit wie an sich bekannt (vgl. z. B. US 4 924 831, US 5 392 753) über eine Messung einer Zeitdauer zu ermitteln, die zum Durchlaufen eines vorbestimmten Referenz-Drehwinkels (vorzugsweise mindestens 150° einer vollen Umdrehung) von der Brennkraftmaschine benötigt wird. Hieraus läßt sich die Information über die Motorlast bzw. Motorfüllung gewinnen. Mit zunehmender Füllung bzw. Last ergibt sich, auf einen gemeinsamen Drehzahlbereich bezogen, ein entsprechend weitergehendes Auseinanderdriften von Mittel- und aktueller Momentan- Winkelgeschwindigkeit; denn ein Winkelgeschwindigkeitseinbruch insbesondere im Verdichtungstakt unmittelbar vor dem oberen Totpunkt wird mit steigender Füllung bzw. Last immer tiefer. Diese Information kann dann von einer elektronischen Steuerung auch für eine lastabhängige Zündwinkelverstellung bzw. Zündwinkel-Kennlinienumschaltung oder zur lastabhängigen Steuerung anderer Stellglieder wie z. B. Ventile im Vergaser zur Gemischbeeinflussung benutzt werden. Beim Viertakt-Verbrennungsmotor bietet sich auch alternativ an, Differenzen in den Scheitel- bzw. Amplitudenwerten der einerseits im Ausstoßtakt und andererseits im nachfolgenden Arbeitstakt auftretenden Wechselspannungs- Halbwellen zu berechnen und auszuwerten, um Lastinformationen zu gewinnen.
c) Es liegt im Rahmen der Erfindung, im oberen, mittleren oder vorzugsweise im unteren Drehzahlbereich die momentane Winkelgeschwindigkeit kurz vor Erreichen der Dreh- bzw. Winkelstellung des Magnetgenerator-Polrads zu erfassen und den Zündzeitpunkt auf der Basis dieses Momentan- Winkelgeschwindigkeitswerts nachträglich festzulegen oder nochmals nachzuregeln. Damit läßt sich weitgehend unbeeinträchtigt oder unververfälscht von einem Winkelgeschwindigkeitseinbruch vor allem in der Verdichtungsphase ein optimierter Zündwinkel vorzugsweise in Verbindung mit vorprogrammierten Zündwinkel-/Drehzahl-Tabellen ermitteln. Eine Ausbildung der allgemeinen erfinderischen Idee besteht vor allem darin, kurz vor Erreichen des oberen Totpunkts, wo naturgemäß die momentane Winkelgeschwindigkeit in der Verdichtungsphase mehr oder weniger einbricht, diesen Winkelgeschwindigkeitseinbruch aktuell zu erfassen und zum Nachregeln der Zündzeitpunkt-Verstellung zu verwenden. Dabei kann auch dem Gebot eines rückschlagfreien Starts der Brennkraftmaschine bei möglichst niedrigen Drehzahlen Rechnung getragen werden. Mit der Erfindung läßt sich nämlich der Vorteil erzielen, dass insbesondere bei Klein-Verbrennungsmotoren ein erleichtertes Starten ermöglicht ist. Gleichzeitig ist die Sicherheit für den Bediener vor Rückschlägen (Motorrücklauf durch zu frühen Zündzeitpunkt) erhöht.
Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung und den Zeichnungen. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Stirnansicht auf einen für die Erfindung einsetzbaren Magnetgenerator mit Polrad und Spulenanordnung,
Fig. 2 einen Blockschaltplan für die Erfindung,
Fig. 3 ein Zündwinkel/Drehzahl-Diagramm,
Fig. 4 ein Diagramm einer Wechselspannungs-Amplitude bzw. Scheitelspannung als Funktion der Drehzahl,
Fig. 5 einen Winkelgeschwindigkeitsverlauf der Brennkraftmaschine bei Handstart, aufgetragen über den mehrere Umdrehungen umfassenden Drehwinkel,
Fig. 6 einen Ausschnitt des Maschinen- Winkelgeschwindigkeitsverlaufes über den Drehwinkel bei unterschiedlichen Zuständen der Brennkraftmaschine,
Fig. 7 weitere, entsprechend Fig. 6 dargestellte Winkelgeschwindigkeitsverläufe über den Maschinen- Drehwinkel,
Fig. 8 und 9 diverse Spannungssignal-Verläufe über den Maschinen-Drehwinkel,
Fig. 10 bis 13 Flußdiagramme für auf der Basis der Erfindung in der elektronischen Steuerung realisierte Programmabläufe.
Gemäß Fig. 1 rotiert drehfest mit einer (nicht gezeichneten) Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors ein Polrad P01, welches auf seinem Umfangsabschnitt einen Dauermagneten MA1 mit den Magnetpolen N, S aufweist. Diese sind jeweils von einem Polschuh K1 umgeben, die sich jeweils bis zum Umfangsrand des Polrades P01 erstrecken. Ein Zündmodul 21 mit den Spulen L1, L2, L3, L4, welche sich um einen Eisenkern K2 erstrecken, ist dem Polrad P01 derart gegenüberliegend angeordnet, dass bei bestimmter Drehstellung entsprechend der Darstellung in Fig. 1 eine elektromagnetische Induktion in den Spulen erfolgen kann, welche vom vorbeibewegten Dauermagneten MA1 ausgeht. Dabei wird der Eisenkern K2 von einem sich wechselnden, magnetischen Fluß durchflutet, so dass in den Spulen L1-L4 in jeder Umdrehung synchron zur Winkelstellung des Polrads der in Fig. 8 dargestellte Halbwellenzyklus I, II, III induziert wird.
Gemäß Fig. 2 wird von der in der Ladespule L1 induzierten Spannung V_L1 über einen Brückengleichrichter G1 mit jeder Umdrehung ein Zünd-Kondensator C1 zur Speicherung von Zündenergie auf eine Kondensatorspannung UC aufgeladen. Durch Schließen eines Schaltelements S1 durch eine programmierbare, elektronische Steuerung, beispielsweise einen Mikrocontroller MC, läßt sich der Kondensator C1 über die Primärspule L2 eines Zündübertragers L2, L3 zur Herbeiführung eines Zündfunkens FU im Zylinder der Brennkraftmaschine entladen (siehe auch abfallende Flanke Z der Kondensatorspannung UC in Fig. 8). Durch ein Windungsverhältnis der Sekundärspule L3 zur Primärspule L2 von etwa 100 läßt sich an der Sekundärspule L3 des Zündübertragers L2, L3 eine Amplitude von einigen 1000 Volt erzielen, wodurch an der Funkenstrecke FU einer Zündkerze einen Funkenüberschlag zur Entflammung des Brennstoff- Gemisches im Brennraum der Brennkraftmaschine erfolgt. Wie bereits angesprochen, wird das Schaltelement S1, beispielsweise ein Thyristor, vom Mikrocontroller MC als elektronischer Steuerung betätigt. Dessen Spannungsversorgung erfolgt von einem zweiten Gleichrichter U4 aus, der von der Ladespule L1 ebenso wie der erstgenannte Gleichrichter G1 gespeist wird. Informationen über die Drehstellung der Kurbelwelle bzw. des Polrades P der Brennkraftmaschine erhält der Mikrocontroller aus der Wechselspannung V_L1 der Ladespule L1 über entsprechende Anschlußklemmen V_L1a, V_L1b. Wie auch aus Fig. 8 ersichtlich, ergibt sich durch Vorbeibewegen des Polrades P01 am Zündmodul 21 ein Zyklus dreier Halbwellen I, II und III (siehe auch Fig. 8). Die erste Halbwelle I und die dritte Halbwelle III positiver Polarität einerseits und die zweite Halbwelle II negativer Polarität andererseits stehen an getrennten Klemmen als getrennte Signale V_L1a bzw. V_L1b zur Verfügung. Die Halbwelle II wird dem Mikrocontroller als Signal V_L1b gegebenenfalls über eine Anpassungsschaltung zu seiner Synchronisation mit den Polraddrehungen zugeführt.
Das andere, die Halbwellen I und III positiver Polarität liefernde Signal V_L1a wird dem Mikrocontroller mittelbar über ein RC-Differenzierglied U3 mit den passiven Bauelementen CS, RS, RP zugeführt. Durch die differenzierende Wirkung kann ein im Mikrocontroller MC ablaufendes Computerprogramm auf Extremalstellen bzw. Scheitelpunkte der Wechselspannung V_L1 reagieren und dabei Informationen über die Zeitpunkte bzw. Winkelpositionen T3, T2 (vgl. Fig. 8) gewinnen, wo die Scheitelwerte beziehungsweise Amplituden der Wechselspannungs-Halbwellen I, III auftreten. Das annähernd rechteckige Ausgangssignal V_diff entsteht durch die Verbindung der Ausgangsklemmen des Differenzierglieds U3 mit internen Klemmdioden des Mikrocontrollers an dessen, dem Differenzierglied zugeordneten Eingängen. Bei Zündsystemen mit flacheren Signalamplituden kann es zweckmäßig sein, dem Differenzierglied U3 aktive Signalformer, z. B. eine Transistorstufe in Emitterschaltung, nachzuschalten, und dann das Ausgangssignal dieses Emitterfolgers dem Mikrocontroller MC zuzuführen.
Der Mikrocontroller MC ist gemäß Fig. 2 noch extern mit einem Analog-Digital- Umsetzer U2, U1 beschaltet, dessen Eingang direkt mit der Ausgangsklemme bzw. dem Wechselspannungssignal V_L1a verbunden ist. Der Umsetzer kann mit dem an sich bekannten Wägeverfahren realisiert sein, das heißt, ein Komparator U2 vergleicht die an der Spule L1 abgegriffene Wechselspannung mit der Ausgangsspannung eines Digital-Analog-Umsetzers U1, dessen digitaler Eingangswert von einer Ausgangsschnittstelle des Mikrocontrollers sukzessive bis zum Erreichen des Meßwerts gesetzt wird, was dem Mikrocontroller MC durch den Ausgang des Komparators U2 signalisiert wird.
Gemäß einer vorteilhaften Erfindungsausführung könnte das in Fig. 2 dargestellte Differenzierglied U3 entfallen. Um aber gleichwohl die Winkelstellungen T3 und T2 gemäß Fig. 8 erkennen zu können, wird der Mikrocontroller MC so programmiert, dass er während des Wartens auf diese Winkelstellungen T3, T2 mittels der Analog-Digital-Umsetzung durch den Digital- Analog-Umsetzer U1 und den dessen Ausgang detektierenden Komparator U2 kontinuierlich die Amplitude des Ladespulensignals V_L1a abtastet. Sobald ein Spannungswert mit fallender Tendenz festgestellt wird, d. h. der aktuelle Abtastwert ist kleiner als der vorausgehende, wird der vorausgehende, höhere Abtastwert als Scheitelwert bzw. Amplitudenbetrag angenommen. Dies ist mit hinreichender Genauigkeit möglich, insbesondere wenn dieses Verfahren im unteren Drehzahlbereich eingesetzt wird; denn der Digital-Analog-Umsetzer läßt sich innerhalb von einer bis wenigen Mikrosekunden auf einen stabilen, analogen Ausgangswert einstellen. Um Unempfindlichkeit gegenüber Störspitzen zu erreichen und analoge Hardwarefilter einsparen zu können, wird ferner vorgeschlagen, einen Abtastwert als Scheitelwert erst dann zu akzeptieren, wenn zwei oder mehr in Reihe nachfolgende Abtastwerte tiefer als der erstgenannte Scheitelwert liegen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung sind der Digital-Analog-Umsetzer U1 und der damit zusammenwirkende Komparator U2 mit dem Mikrocontroller MC in einem gemeinsamen Baustein integriert, wie an sich auf dem Markt bereits von dem Hersteller Microchip Technology Inc. unter der Typenbezeichnung 16F628 erhältlich. Alternativ kann der Digital-Analog-Umsetzer in Verbindung mit Mikrocontroller-Chips ohne solchen mitintegrierten Baustein durch einen programmierbaren Spannungsteiler, bestehend aus einer Widerstandskette an IC- Port-Anschlüssen kostengünstig realisiert werden. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die ältere, deutsche Patentanmeldung 101 55 484.2, insbesondere dortige Fig. 6, desselben Anmelders, eingereicht beim Deutschen Patent- und Markenamt am 13.11.2001, verwiesen.
Nach einer alternativen Erfindungsausbildung könnte die Referenzspannung für den Komparator U2 auch fest eingestellt sein, beispielsweise durch einen (nicht gezeichneten) Spannungsteiler zwischen der Versorgungsspannung für den Mikrocontroller MC gemäß Fig. 2 und Masse. Es läßt sich dann das Ladespulensignal V_L1a als Spannung über einen programmierbaren Spannungsteiler dem Komparator U2 zuführen, wobei verschiedene Fußpunktwiderstände des Spannungsteilers über Tri-State-Ports des Mikrocontroller-ICs an Masse gelegt sind.
In Fig. 2 ist ferner gestrichelt angedeutet, dass die Spannungsversorgung und/oder die zu verarbeitenden Spulensignale von anderen Spulen abgegriffen werden können, welche den alten Kern K2 umgeben. Beispielsweise können die Wechselspannungs-Halbwellen I, II, III von der Primärspule L2 oder einer Hilfsspule L4 abgeleitet werden (in Fig. 2 punktiert angedeutet). Die Spannungsversorgungsschaltung U4 und (nicht gezeichnete) Ankoppel- Spannungsteiler sind an die entsprechenden Pegel anzupassen.
Wie an sich bekannt und auch aus Fig. 3 hervorgeht, werden Zündsysteme mit einer Zündverstellung versehen, um in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors eine optimale Verbrennung und ein gutes Betriebsverhalten zu erreichen. Der möglichst präzisen, vorprogrammierbaren Zündverstellung dienen digitale Steuerungssysteme, beispielsweise in Form kundenspezifisch fest verdrahteter Schaltungen oder frei programmierbarer Steuerungen (vgl. Mikrocontroller MC in Fig. 2). Wie an sich bekannt, mißt das Steuerwerk während jeder Umdrehung die Zeit zwischen zwei Winkelmarken (vgl. in Fig. 8 "Referenzwinkel"). Auf der Basis dieser Zeitzählung, welche einer Mittel- Winkelgeschwindigkeit oder -Drehzahl RPM entspricht, berechnet/ermittelt die Steuerung anhand einer in Tabellenform abgespeicherten Verstellkurve gemäß Fig. 3 die Verstell- oder Verzögerungszeit, welche die Kurbelwelle ab einer bestimmten Winkelmarke noch benötigt, um zum gemäß Verstellkurve (Fig. 3) vorprogrammierten Zündwinkel zu gelangen. Ab der Winkelmarke wird diese Verzögerungszeit gestartet und dann gezählt, bei Erreichen der vorbestimmten Zählsumme wird dann der Zündvorgang von der Steuerungselektronik ausgelöst. Beispiele ergeben sich aus den Fundstellen US 5 392 753, US 4 924 831, US 5 050 553, US 6 216 669 und DE 197 36 032.
Bei modernen Motoren mit geringen Schwungmassen und hoher Verdichtung besteht jedoch das Problem, dass im unteren Drehzahlbereich die Winkelgeschwindigkeit stark schwankt. Sie kann im Verdichtungstakt um den oberen Totpunkt OT wegen dem auf den Kolbenboden wirkenden Verdichtungsdruck zum Beispiel auf ein Viertel der Winkelgeschwindigkeit im unteren Totpunkt einbrechen.
Gemäß Fig. 3 liegt bei geringen Drehzahlen der Zündzeitpunkt bzw. Zündwinkel nahe dem oberen Totpunkt. Deshalb ergibt sich gemäß Fig. 5 mit dem Winkelgeschwindigkeitseinbruch d in der vierten Umdrehung im Bereich des oberen Totpunkts OT bereits eine wesentliche, zeitliche Verzögerung für die anstehende Zündauslösung. Dieser Einbruch variiert in Abhängigkeit weiterer Betriebsparameter wie z. B. Temperatur, Drehzahl (im Polrad gespeicherte Bewegungsenergie nimmt mit der Drehzahl zu), Anzugsverhalten beim Start, Auspendeln, Füllung bzw. Motorlast, Reibung und Stellung eines etwaigen Dekompressionsventils DECO. Bei den bisher bekannten Verfahren zur Zündwinkelverstellung besteht der Nachteil, dass höchstens nur ein vorspezifierter "typischer" Standard-Winkelgeschwindigkeitseinbruch bei der Festlegung der Verzögerungszeit in einer Tabelle gemäß Fig. 3 berücksichtigt wird. Tatsächlich typisch sind aber starke Variationen im Winkelgeschwindigkeitsverlauf und -einbruch, was bei Verwendung des angenommenen Standard-Verlaufs eines Winkelgeschwindigkeitseinbruchs in der Verdichtungsphase zu Ungenauigkeiten bei der Bestimmung des Zündwinkels führen kann.
Gemäß Fig. 3 erfolgt mit geringer werdenden Drehzahlen die Zündung relativ spät, d. h. nahe beim oberen Totpunkt OT, was einer relativ "späten" Frühverstellung des Zündwinkels entspricht. Ferner tritt die niedrigste Winkelgeschwindigkeit innerhalb einer Umdrehung ebenfalls im Bereich unmittelbar vor dem oberen Totpunkt OT auf, wodurch die fehlerbehaftete Realisierung des tatsächlichen Zündwinkels trotz Verwendung einer Tabelle gemäß Fig. 3 durch den Winkelgeschwindigkeitseinbruch d evident wird. Bei einem noch tieferen Winkelgeschwindigkeitseinbruch b gemäß Fig. 5 gegenüber dem weniger tiefen Winkelgeschwindigkeitseinbruch a würde sich der Fehler eines physikalisch noch früheren Zündwinkels im Vergleich zum vorprogrammierten aus einer Tabelle gemäß Fig. 3 ergeben, da die Kurbelwelle in der demgemäß vorausberechneten Verzögerungszeit tatsächlich nur einen kleineren Winkel zurückgelegt hat. Es ergibt sich der Nachteil, dass der Verbrennungsdruck den Kolben bereits vor Erreichen des oberen Totpunkts in Richtung zum unteren Totpunkt UT zurückdrückt, das heißt, die Brennkraftmaschine kehrt ihre Drehrichtung um (vgl. Rückschlagen c in Fig. 5). Dies kann mit der Gefahr von Verletzungen für den Anwender beim Start mittels eines Starterseils verbunden sein, wenn die Brennkraftmaschine in Kleinmotoren eingesetzt ist. Andererseits ist es für ein gutes Startverhalten insbesondere bei Kleinmotoren von Vorteil, den Zündzeitpunkt in möglichst naher Nachbarschaft zur in Fig. 3 gestrichelt eingezeichneten Rückschlagkurve zu legen; denn je früher der Zündzeitpunkt, desto besser das Hochlaufverhalten des Motors. Je näher aber die Zündwinkel-Kennlinien gemäß Fig. 3 an der dortigen Rückschlagkurve liegen, desto größer wird die Gefahr oder Wahrscheinlichkeit des Rückschlagens bzw. der Drehrichtungsumkehr des Motors.
Zur Abhilfe wird gemäß einer Erfindungsausbildung vorgeschlagen, dort, wo die Wahrscheinlichkeit von Winkelgeschwindigkeitsschwankungen am größten wird (das ist in der Praxis vielfach bei 10° vor dem oberen Totpunkt), einen aktuellen Wert über die Momentan-Winkelgeschwindigkeit durch die genannte Scheitel- bzw. Amplitudenbetragmessung zu besorgen und diesen als Argument für die Bestimmung bzw. Nachregelung des nächsten Zündzeitpunkts zu verwenden. Die Erfassung des Winkelgeschwindigkeitseinbruchs ist um so informativer, je näher sie am oberen Totpunkt OT erfolgt. Deshalb ist im Drehzahl-Startbereich gemäß Fig. 3 die Erfassung möglichst nahe vor dem möglichen Zündzeitpunkt anzustreben. Andererseits kann der Zündzeitpunkt erst aufgrund der Erfassung der Winkelgeschwindigkeit festgelegt werden. Unter diesen Umständen ist gemäß Fig. 3 10 Grad vor dem oberen Totpunkt (am oder vor dem frühesten Zündzeitpunkt im Start- oder Leerlaufbereich) zweckmäßig.
Wenn der tatsächliche physikalische Zündzeitpunkt (im Gegensatz zum in der Tabelle abgespeicherten "logischen" Zündzeitpunkt) allerdings stark schwankt wegen dem im Verdichtungstakt unterschiedlich erfolgenden Winkelgeschwindigkeitseinbruch, ist ein entsprechend großer Sicherheitsabstand zur Rückschlagkurve ratsam. Weiterhin muß die Mindestdrehzahl für rückschlagfreies Starten bzw. Hochlaufen relativ hochgesetzt werden. Auch im in Fig. 3 gezeigten Leerlauf-Drehzahlbereich wirken sich Schwankungen der Motorfüllung bzw. -last durch entsprechend schwankende Winkelgeschwindigkeitseinbrüche auf den tatsächlichen Zündzeitpunkt bzw. Zündwinkel aus, was die Leerlaufstabilität des Motors beeinträchtigt.
Abhilfe wird im Rahmen der erfinderischen Idee dadurch geschaffen, dass im Zeitpunkt bzw. in der Drehwinkelstellung T3 gemäß Fig. 8, dies ist nahe dem Zündwinkel bzw. Zündzeitpunkt Z, die Momentan-Winkelgeschwindigkeit des Polrades über den Absolutwert der Scheitelspannung U1 der Wechselspannungs- Halbwelle I an der Ladespule L1 erfaßt wird. Der Absolutwert der Amplituden- Scheitelspannung V1 kann dann als Basis für die Berechnung der Zündwinkel- Verstellung insbesondere (aber nicht nur) im unteren Drehzahlbereich dienen. Denn gemäß Fig. 4 läßt sich in einem einfachen funktionalen, nämlich linearen Zusammenhang von der Scheitelspannung V1 auf die Momentan- Winkelgeschwindigkeit W schließen. Somit läßt sich dem Wert der erfaßten Scheitelspannung V1 über die Spannungs-/Winkelgeschwindigkeits-Funktion gemäß Fig. 4 in Kombination mit einer vorab spezifizierten Tabelle bzw. Kennlinie gemäß Fig. 3 eine Zündwinkel-Frühverstellung zuordnen.
Wie an sich bekannt, ist das Polrad P01 über eine Keilnut auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine winkelfest aufgebracht. Die Drehungen sind mechanisch starr mit den Hubbewegungen des Kolbens gekoppelt. Je nach Winkellage oder winkelmäßige Versetzung der Keilnut läßt sich das Auftreten der Scheitelspannungen eines Halbwellenzykluses I-III der induzierten Wechselspannung innerhalb einer Umdrehung zeitlich und winkelmäßig einstellen beziehungsweise synchronisieren. Im Rahmen der Erfindung ist eine winkelgeometrische Einstellung der Relation Polrad-Keilnut-Kurbelwelle derart zweckmäßig, dass die im Zündmodul erzeugte Amplitude der ersten Halbwelle I nahe dem oberen Totpunkt OT des Kolbens, beispielsweise 15-10° vor dem oberen Totpunkt, erfolgt. Diese Winkelstellung ist in Fig. 8 mit T3 bezeichnet, welche zugleich jedenfalls im Drehzahl-Startbereich gemäß Fig. 3 den frühesten Zündzeitpunkt bzw. Zündwinkel markiert, welcher nach dem erfindungsgemäßen Beispiel programmierbar ist. Bei der praktischen Erprobung hat sich ein Bereich bis ca. 15° vor dem oberen Totpunkt als brauchbar erwiesen. Hierbei ist es von Vorteil, dass gemäß Fig. 6 der Winkelgeschwindigkeitseinbruch um den oberen Totpunkt herum wieder abflacht.
Bei zu geringen Momentan-Winkelgeschwindigkeiten bzw. Scheitelspannungen bzw. Amplitudenbeträgen darf kein Zündvorgang ausgelöst werden, da der Motor rückschlagen bzw. seine Drehrichtung umkehren könnte. Bei sehr geringen Momentan-Winkelgeschwindigkeiten bzw. besonders drastischen Einbrüchen vermindert sich die Winkelgeschwindigkeit auch nach dem Scheitelspannungs- Zeitpunkt T3 noch so stark weiter, dass die Kurbelwelle bzw. der damit gekoppelte Motor-Kolben nicht über seinen oberen Totpunkt OT kommt, sondern zurückpendelt, wie mit Bezugszeichen e in Fig. 5 in der Umdrehung 7 markiert. Dem läßt sich mit der erfindungsgemäß rechtzeitigen, analogen Erfassung des Absolutbetrags der ersten Wechselspannungsamplitude V1 pro Umdrehung begegnen. Stellt das im Mikrocontroller MC beispielsweise ablaufende Computerprogramm dementsprechend eine zu geringe Momentan- Winkelgeschwindigkeit W fest, wird die Auslösung eines Zündereignisses FU durch den Programmablauf im Mikrocontroller MC ausgeschlossen. So wird erfindungsgemäß der Programmablauf im Mikrocontroller MC bei der siebten Umdrehung gemäß Fig. 5 kein Zündsignal ausgeben, um das Wechseln der Drehrichtung nahe dem oberen Totpunkt OT durch den Motor nicht zu verschärfen und ein Auspendeln zu ermöglichen. Würde in der siebten Umdrehung gemäß Fig. 5 trotz des dortigen Rückpendelns e ein Zündvorgang ausgelöst werden, könnte das Brennstoff-Gemisch im Motorzylinder entflammen und den Motor in umgekehrter bzw. rückwärtiger Richtung stark beschleunigen.
In Fig. 5 ist der Verlauf der Winkelgeschwindigkeit über eine Mehrzahl von Motorumdrehungen OT, UT, OT, . . . dargestellt für einen Handstart mit Zugseil. In den ersten drei Umdrehungen 1, 2, 3 wird durch Zuführen eines Drehmomentes durch den Bediener mittels eines Zugseiles der Winkelgeschwindigkeitseinbruch kurz vor dem oberen Totpunkt geringer gehalten als bei den nachfolgenden Umdrehungen 4, 5 und 6. Dies zeigt ein Vergleich des geringeren Einbruchs a in der dritten Umdrehung mit dem stärkeren Einbruch b in der Umdrehung, obwohl bei beiden Umdrehungen eine annähernd übereinstimmende Mittel- Winkelgeschwindigkeit RPM vorlag. Bei korrekt anhand der aktuell ermittelten Momentan-Winkelgeschwindigkeit W nachgeregelten Zündwinkel-Verstellung ergibt sich die Verbrennung f ohne Rückschlagen, wohingegen aus einem zu frühen Zündzeitpunkt bzw. Zündwinkel eine Verbrennung c mit Rückschlagen resultieren würde.
An sich bekannt ist die Verwendung eines Dekompressionsventils DECO, um in dem Zylinder der Brennkraftmaschine einen Verdichtungsdruck durch eine Leckage herabzusetzen. Beim Startvorgang ist das Dekompressionsventil vom Bediener aktiv zu betätigen, damit ihm der Startvorgang erleichtert und die Betriebssicherheit erhöht werden. Durch die Leckage wird der Verdichtungsdruck herabgesetzt und die Starttemperatur verringert. Dadurch braucht der Bediener beim Starten, beispielsweise Ziehen des Starterseils, weniger Kraftaufwand zu betreiben, um den Startvorgang auszulösen. Hat der Motor seinen kontinuierlichen Dauerbetrieb erreicht, wird das Dekompressionsventil automatisch geschlossen beziehungsweise inaktiviert.
Davon ausgehend ist es nach einer Erfindungsausbildung zweckmäßig, beim Motorzylinder den Zustand "Dekompressionsventil aktiv" von "Dekompressionsventil inaktiv" zu unterscheiden. Gemäß Fig. 7 wird etwa 10 Winkelgrad vor dem oberen Totpunkt bei beiden Betriebszuständen (DECO inaktiv und aktiv) übereinstimmende Winkelgeschwindigkeit noch erreicht (vgl. Schnittpunkt der dick und dünn gezeichneten Kurven miteinander). Beim Betrieb "DECO inaktiv" kommt es jedoch zum Rückschlagen bzw. Umkehr der Drehrichtung, so dass eine weitere Zündung ausgeschlossen werden muß.
Anders beim Betrieb mit "DECO aktiv": Bei Auslösung der Zündung kann der Kolben des Motors den oberen Totpunkt noch durchlaufen, weil noch genug Bewegungsenergie in der Kurbelwelle gespeichert ist. Durch Vergleich der Mittel- Winkelgeschwindigkeit RPM (gemessen beispielsweise über den in Fig. 8 angegebenen Referenzwinkel T2-T1 nach an sich bekannter Zeit-Zählmethode) mit der Momentan-Winkelgeschwindigkeit, welche im Zeitpunkt bzw. im Drehwinkel T3 anhand der Messung der Scheitelspannung V1 ermittelt wird, erhält man eine Information über die Tiefe des Winkelgeschwindigkeitseinbruchs. Zur Auswertung kann beispielsweise das Verhältnis von Momentan- Winkelgeschwindigkeit zur Mittel-Winkelgeschwindigkeit berechnet werden.
Beträgt es ungefähr eins, liegt kein Einbruch vor, weicht es stark von eins ab, liegt ein entsprechender Winkelgeschwindigkeitseinbruch vor.
Geht das Verhältnis von Momentan-Winkelgeschwindigkeit zur Mittel- Winkelgeschwindigkeit gegen eins, ist im Rahmen der Erfindung eine Frühverstellung des Zündzeitpunkts ZZP (vgl. z. B. Fig. 9) angezeigt. Denn es liegt nur ein geringer Winkelgeschwindigkeitseinbruch vor, so dass sogleich der Zündzeitpunkt ausgelöst oder vorverstellt werden kann. Umgekehrt wird, wenn das genannte Verhältnis wesentlich kleiner als eins ist, der Zündzeitpunkt ZZP spätverstellt.
Anhand des Winkelgeschwindigkeitseinbruchs kann bei einer Viertakt- Brennkraftmaschine der Ausstoßtakt vom Verdichtungstakt unterschieden werden, weil der Ausstoßtakt nur einen im Vergleich zum Verdichtungstakt geringfügigen Winkelgeschwindigkeitseinbruch verursacht. Der Mikrocontroller MC kann zu dieser Unterscheidung entsprechend programmiert werden. Stellt die Software fest, dass ein Winkelgeschwindigkeitseinbruch beim Durchlaufen des oberen Totpunkts OT nicht stattfindet, ist auf einen Ausstoßtakt zu schließen und die Ausgabe eines Zündsignals zu unterlassen. Dies ermöglicht es, die Energie von zwei Kurbelwellenumdrehungen im Zünd-Kondensator C1 gemäß Fig. 2 zu speichern. Die Erzeugung eines parasitären bzw. redundanten Zündfunkens bzw. die entsprechende Energieverschwendung ist unterdrückt. Identifiziert mit weiterer Drehung die Mikrocontroller-Software einen Verdichtungstakt mit starkem Winkelgeschwindigkeitseinbruch im Bereich des oberen Totpunkts OT, läßt sich nun ein Zündvorgang auslösen, der sich durch eine erhöhte Leistung aufgrund des "doppelten" Aufladens des Zünd-Kondensators C1 über zwei Umdrehungen ohne Entladung in der Ausstoßtakt-Umdrehung auszeichnet. In weiterer Ausgestaltung ist es mit der erfindungsgemäßen Erkennung des Winkelgeschwindigkeitseinbruchs auch denkbar, dass nach Identifikation der Brennkraftmaschinen-Takte und Unterscheidung des Verdichtungstakts von anderen Takten der Mikrocontroller von sich aus die Umdrehungen mitzählen und die entsprechenden Maschinen-Takte identifizieren kann. Dies ist vor allem bei höheren Drehzahlen vorteilhaft, bei denen naturgemäß der Winkelgeschwindigkeitseinbruch geringer ausfällt, und somit die messtechnische Unterscheidung nur mit höherem Hardwareaufwand, insbesondere genaueren Analog-Digital-Umsetzer, möglich wäre. Demgegenüber ist auf der Basis des Mitzählens nach initialer Messung des Winkelgeschwindigkeitseinbruchs und Erkennung der Takte die spätere Zuordnung von Drehphasen innerhalb einer Umdrehung zu den einzelnen Takten der Brennkraftmaschine möglich.
Gemäß einer weiteren Erfindungsausbildung im Zusammenhang mit Viertakt- Brennkraftmaschinen geht es darum, die Momentan-Winkelgeschwindigkeiten zweier aufeinanderfolgender Umdrehungen einerseits mit Ausstoßtakt und andererseits mit Arbeitstakt zur Gewinnung der Lastinformation miteinander zu vergleichen. Bei beiden Umdrehungen wird die Scheitelspannung der gemäß Fig. 8 jeweils dritten Halbwelle III zum Zeitpunkt bzw. in der Winkelstellung T2 über Analog-Digital-Umsetzer durch die Mikrocontroller-Software gemessen. Der Zeitpunkt T2 gemäß Fig. 8 kann in einer Umdrehung in der Ausstoß-Taktphase, und in der folgenden Umdrehung (360° später) in der Verbrennungs-Taktphase liegen, wobei beide Phasen jeweils ca. 60° nach dem oberen Totpunkt des Zylinder-Kolbens liegen. Dies ist allerdings nur eine beispielhafte Angabe abhängig von Abmessungen und sonstige Eigenschaften des Eisenkerns und des Magnetsystems. Mit zunehmender Last laufen auch die Momentan- Winkelgeschwindigkeiten W der beiden aufeinanderfolgenden Umdrehungen im jeweiligen Zeitpunkt T2 auseinander, woraus sich Diagnoseinformationen über den Zustand des Motors und insbesondere dessen Last gewinnen lassen. So läßt sich daraus schließen, dass mit hoher Motorlast auch die Drosselklappe weit geöffnet ist, somit viel Verbrennungsgemisch in den Brennraum des Maschinen- Zylinders gelangt und im Arbeitstakt der Hub des Kolbens einer starken Beschleunigung unterliegt. Das Verhältnis der beiden Momentan- Winkelgeschwindigkeiten W im jeweiligen Zeitpunkt bzw. in der jeweiligen Winkelstellung T2 gemäß Fig. 8 ist also eine Funktion der Motorlast. Zu berücksichtigen ist noch, dass bei zwar gleicher Last, aber mit abnehmender Drehzahl die Momentan-Winkelgeschwindigkeiten gleichfalls auseinanderlaufen, da jede Kurbelwellen-Umdrehung nun mehr Zeit braucht, und die in der rotierenden Masse der Kurbelwelle und des Polrads gespeicherte Bewegungsenergie abnimmt. Hier ist zu verfahren wie bei der Bewertung des Winkelgeschwindigkeitseinbruchs während des Verdichtungstaktes im Zeitpunkt bzw. der Winkelstellung T1 oder T3 gemäß Fig. 8.
Der in Fig. 1 dargestellte Luftspalt zwischen Polrad P01 und der Spulenanordnung L1-L4 mit umgebenen Eisenkern K2 kann streuen, ebenso wie die Stärke des Dauermagneten MA1. Dies wirkt sich naturgemäß auf den Amplitudenbetrag bzw. die Scheitelspannung der induzierten Wechselspannung I-III und die daraus abgeleitete Momentan-Winkelgeschwindigkeit fehlerhaft aus. Zur Kompensation wird nach einer Erfindungsausbildung vorgeschlagen, die aus dem Amplitudenbetrag der zweiten, positiven Halbwelle III im Zeitpunkt bzw. in der Winkelstellung T2 abgeleitete Momentan-Winkelgeschwindigkeit W mit der Mittel- Winkelgeschwindigkeit RPM zu vergleichen, welche über den Referenzwinkel T2-T1 gemäß Fig. 8 durch digitales Zählen gewonnen wird. Der Referenzwinkel T2-T1 befindet sich in einer Umdrehungsphase, wo kein Winkelgeschwindigkeitseinbruch stattfindet. Infolgedessen stimmen in diesem Bereich Momentan- und Mittel-Winkelgeschwindigkeit miteinander überein. Aus deren Vergleich läßt sich ein Korrekturfaktor ermitteln, etwa indem das Verhältnis der Momentan-Winkelgeschwindigkeit W im Zeitpunkt T2 zur Mittel- Winkelgeschwindigkeit RPM, gemittelt über den Referenzwinkel T2-T1, gebildet wird. Über diesen Verhältniswert kann dann der gemessene Betrag des Scheitelwerts V1 der ersten Halbwelle I korrigiert werden, der im Zeitpunkt bzw. der Winkelstellung T3 gemäß Fig. 8 auftritt.
Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbarer Vorteil besteht auch darin, dass vom Beginn der ersten positiven Halbwelle I bis zum Auftreten der Maximal- bzw. Scheitelspannung V1 den Spulen des Zündsystems nahezu keine Energie entzogen wird. Somit bleibt der in Fig. 4 dargestellte, physikalische Funktionszusammenhang zwischen Momentan-Winkelgeschwindigkeit und Scheitelspannung der ersten Halbwelle I weitgehend unbeeinträchtigt.
In Fig. 10-13 ist der Ablauf eines beispielhaften Computerprogramms dargestellt, das zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Mikrocontroller MC implementiert werden könnte.
Gemäß Fig. 10 erfolgt der Programmstart im Mikrocontroller MC durch einen Hardware-Reset. Dazu wird gemäß Fig. 2 das Ladespulensignal V_L1b, welches die jeweils zweite Halbwelle II negativer Polarität einer Umdrehungs- Wechselspannung beinhaltet, einem entsprechenden Reset- oder Interrupt- Eingang des Mikrocontrollers MC zugeführt. Sodann wird mittels der Programmsequenzen oder Module 1, 2 nach Ende der zweiten, negativen Halbwelle II mittels des Komparators U2 (vgl. Fig. 2) das Ladespulensignal V_L1a abgetastet, an welchem die erste und dritte Wechselspannungs-Halbwelle I, III jeweils positiver Polarität liegen. Mittels des Digital-Analog-Umsetzers U1 setzt dazu der Mikrocontroller MC beim Komparator U2 die Schwelle auf den Pegel V_Sch_1 gemäß Fig. 9 und überwacht dann den Ausgang des Komparators U2. Der Schwellenpegel V_sch_1 ist so gelegt, dass er von der Halbwelle I des Spulensignals V_L1a im Arbeitsdrehzahlbereich vor dem für den frühesten Zeitpunkt innerhalb einer Umdrehung programmierten Zündwinkel überschritten wird. Dies ist gemäß Fig. 10 durch das sequentielle Programmelement 1 und durch die Programmverzweigung 2 (Warteschleife für Pegel der dritten, positiven Halbwelle III) realisiert. Mittels einer Programmverzweigung 3 (Warteschleife für Scheitelwert der dritten, positiven Halbwelle III) wird erkannt, wenn die dritte Halbwelle III des Ladespulensignals V_L1 ihren Amplituden- bzw. Scheitelwert im Zeitpunkt bzw. Winkel T2 erreicht hat. Dies wird vom Differenzierglied U3 in ihrem Ausgangssignal V_diff durch eine abfallende Flanke an den Mikrocontroller MC signalisiert. Daraufhin wird das Zählprogrammelement 4 und damit ein dem Mikrocontroller interner Timer gestartet, welcher beispielsweise intern generierte, äquidistante Zählimpulse (beispielsweise mit Abständen von einer Mikrosekunde voneinander) summiert. Mittels einer Programmverzweigung 5 (Warteschleife für Unterschreiten) und einer Programmverzweigung 6 (Warteschleife für Überschreiten) wird der Zählvorgang des Timers so lange aufrecht erhalten, bis das Ladespulensignal im Zeitpunkt bzw. Umdrehungswinkel T1 (vgl. Fig. 9) die vorher im Programmelement 1 gesetzte Schwelle V_sch_1 überschreitet. Wird mittels der dritten und der vierten Programmverzweigung 5, 6 die Überschreitung der in der Programmsequenz 1 gesetzten Schwelle V_sch_1 festgestellt, was gemäß Fig. 9 im Zeitpunkt bzw. Umdrehungswinkel T1 erfolgt, wird der Timer programmintern gestoppt. Die Zeitperiod Zählzeit des Timers entspricht dem in Fig. 8 angezeigten Referenzwinkel zwischen den Umdrehungswinkeln T2 und T1. Aus dem Zählergebnis im Timer wird die Information über die Zeit abgeleitet, welche die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zur Zurücklegung des Referenzwinkels benötigt hat. Hierdurch hat der Mikrocontroller die Information über die Motor- bzw. Maschinendrehzahl, welche der mittleren Winkelgeschwindigkeit RPM entspricht. Die dazu notwendige Datenverarbeitung wird mittels des sequentiellen Programmelements 7 bewerkstelligt. Über eine Programmverzweigung 8 wird dann abgefragt, ob die Mittel- Winkelgeschwindigkeit bzw. -Drehzahl innerhalb eines vorbestimmten Arbeitsdrehzahlbereichs liegt. Wenn ja, wird aus einer vorab abgespeicherten Tabelle im Mikrocontroller MC, welche der Kennlinie gemäß Fig. 3 entspricht, die zugeordnete Verzögerungszeit ausgelesen (sequentielles Programmelement 9) und nach deren Ablauf (Warteschleife mit Programmverzweigung 10) der Zündvorgang ausgelöst (sequentielles Programmelement 11 - Zündroutine). Danach wird der Mikrocontroller in einen Zustand 12 des Wartens auf einen neuen Hardware-Reset durch die zweite Halbwelle II negativer Polarität versetzt.
Bei Drehzahlen unterhalb des Arbeitsdrehzahlbereichs, was über die Programmverzweigung 8 ermittelt wird, wird mit einer folgenden Programmverzweigung 13 eine Warteschleife so lange eingeleitet, bis das Differenzierglied U3 das Erreichen und Abfallen der Amplitude bzw. des Scheitelwerts V1 der ersten positiven Halbwelle I mit einem Signal V_diff abfallender Flanke an den Mikrocontroller MC signalisiert. Dies entspricht der Winkelstellung bzw. dem Zeitpunkt T3 innerhalb einer Umdrehung, in dem mittels des sequentiellen Programmcodeelements 14 eine Software-Routine zum Abtasten und Erfassen des Betrags der Scheitel- bzw. Amplitudenspannung der ersten Halbwelle I ausgeführt wird. Über eine Programmverzweigung 15 wird anhand einer im Mikrocontroller vorab abgespeicherten Tabelle entsprechend der Kennlinie der Fig. 4 festgestellt, ob der Scheitel- bzw. Amplitudenwert der Wechselspannungshalbwelle I bzw. die nach Fig. 4 zugeordnete Momentan- Winkelgeschwindigkeit W in einen Leerlaufdrehzahlbereich fällt. Wenn ja, wird die bereits vorher genannte Zündroutine gemäß Programmelement 11 unmittelbar durchgeführt und danach der Wartezustand 12 eingeleitet.
Gemäß in Fig. 3 dargestellter Verstellkurve verläuft im Leerlauf-Drehzahlbereich die Verstellkurve waagrecht bei einer Umdrehungs-Winkelstellung von 10° vor dem oberen Totpunkt. Zweckmäßig ist, wie oben angesprochen, das Polrad P01 auf der Kurbelwelle über eine an sich bekannte Keilnuteinrichtung winkelgeometrisch so angeordnet, dass der Scheitelwert bzw. die Amplitude der ersten Halbwelle I des Ladespulensignals V_L1a im Zeitpunkt bzw. Umdrehungs- Winkel 10° vor dem oberen Totpunkt auftritt. So läßt sich der Leerlauf- Drehzahlbereich gemäß Fig. 3 mit dem oben erläuterten Softwarezweig 15, 11, 12 realisieren.
Die Erfassung eines Analogwertes vom Ladespulensignal V_L1a erfolgt mit einer Messprogrammroutine im Programmelement 14 dadurch, dass der Mikrocontroller MC über seinen Ausgang an den Digital-Analog-Umsetzer U1 den Schwellwert- Pegel für den Komparator U2 schrittweise bzw. sukzessive erhöht, bis es zum Umschalten des Komparators U2 kommt. Da die Scheitelspannung entsprechend Fig. 4 mit zunehmender Momentan-Winkelgeschwindigkeit ansteigt, kann so der Mikrocontroller über die vom Programmelement 14 umfaßte Meßsoftware eine Information über die Momentan-Winkelgeschwindigkeit in der Winkelstellung T3 errechnen.
Entsprechend dem Abschnitt "Startbereich" in Fig. 3 ist im Mikrocontroller MC für diesen untersten Drehzahlbereich tabellarisch eine Kennlinie "Zündwinkel bzw. Verzögerungszeit über Momentan-Winkelgeschwindigkeit" vorab abgespeichert.
Gemäß Fig. 11 wird mittels einer Programmverzweigung 16 geprüft, ob die mittels Analog-Digital-Umsetzung ermittelte Momentan-Winkelgeschwindigkeit W bzw. die entsprechende Amplitude oder Scheitelspannung V1 einem Drehzahlbereich über 600 Umdrehungen pro Minute entspricht. Wenn nicht, wird eine Zündung unterlassen, andernfalls wird die der jeweiligen Momentan- Winkelgeschwindigkeit zugeordnete Verzögerungszeit aus der Verstellkurventabelle gemäß Fig. 3 ausgelesen und mittels softwareinterner Weckerfunktion eine entsprechende Wartezeit gestartet (sequentielles Programmelement 17). Nach der vorgegebenen Zeit stellt eine mit der Programmverzweigung 18 realisierte Warteschleife das Ablaufen der Wartezeit fest, und es wird wiederum die bereits erwähnte Zündroutine 11 mit anschließendem Versetzen in den Wartezustand 12 gestartet. Die Zündroutine 11 beinhaltet insbesondere die Ausgabe eines Schalter-Ansteuerungssignals für den Entladeschalter S1 gemäß Fig. 2.
Mit der Alternative gemäß Fig. 12 wird vorgeschlagen, die Zündzeitpunktverstellung für den Startdrehzahlbereich ab Feststellung der Momentan-Winkelgeschwindigkeit in der Winkelstellung T3 anstatt über eine Verzögerungszeit über eine programmierbare Spannungs-Schwelle V_sch_ZZP gemäß Fig. 9 zu realisieren. Nach der bereits oben erläuterten Abfrage bzw. Programmverzweigung 16 betreffend Drehzahlschwelle 600 Umdrehungen pro Minute wird, wenn die Drehzahlschwelle nicht unterschritten ist, gemäß sequentiellem Programmelement 19 aus einer tabellarisch im Mikrocontroller abgespeicherten Verstellkurve analog Fig. 3 ein Schwellwert V_sch_ZZP ausgelesen, welcher der im Programmelement 14 erfaßten Momentan- Winkelgeschwindigkeit bzw. Scheitelspannung zugeordnet ist. Über den Digital- Analog-Umsetzer U1 wird vom Mikrocontroller MC der Komparator U2 auf diese Schwelle so rechtzeitig gesetzt, dass die abfallende Flanke der ersten positiven Wechselspannung-Halbwelle I diese Schwelle noch unterschreiten kann. Der Zündvorgang ZZP wird mit Ausgabe eines entsprechenden Signals an den Schalter S1 ausgelöst, wenn das Spulensignal V_L1a diese Schwelle unterschreitet, und ein entsprechendes Schaltsignal vom Komparator U2 dem Mikrocontroller MC eingegeben wird. In der Mikrocontroller-Software umfaßt ein weiteres Programmverzweigungselement 20 diese Abfrage. Mit Unterschreiten der Schwelle V_sch_ZZP wird die Zündroutine 11 ausgeführt und der nachfolgende Wartezustand 12 eingeleitet.
Bei den alternativen Programmzweigen gemäß Fig. 11 und 12 für den Zündzeitpunkt im Start-Drehzahlbereich wird jeweils in Abhängigkeit von der Momentan-Winkelgeschwindigkeit aus der Scheitelspannung der ersten Halbwelle I der Zündzeitpunkt festgelegt, entsprechend der Verstellkurve in Fig. 3. Ab dem Zeitpunkt bzw. der Winkelstellung T3 wird nach Fig. 11 mit Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeit die Zündung ausgelöst. Die Verzögerungszeit kann aus einer Tabelle "Verzögerungszeit über die Scheitelspannung bzw. Amplitude" entnommen werden (Fig. 11, Programmelement 17). Gemäß Fig. 12 wird ab dem Zeitpunkt bzw. der Winkelstellung T3 mit Unterschreiten der Schwelle V_sch_ZZP die Zündung ausgelöst. Intern im Mikrocontroller MC kann diese Information zum Beispiel aus einer dort abgespeicherten Tabelle "Schwelle über die Scheitelspannung bzw. Amplitude" entnommen werden.
Die Alternative gemäß Fig. 13 beruht in wesentlichen Merkmalen auf der nach Fig. 11, jedoch wird zusätzlich geprüft, ob ein Dekompressionsventil aktiviert ist. Dazu ist die Stärke des Einbruchs der Winkelgeschwindigkeit im Bereich unmittelbar vor dem oberen Totpunkt OT zu analysieren. Dies kann nach einer Erfindungsausbildung über die Bildung des Verhältnisses der Momentan- Winkelgeschwindigkeit W zur oben genannten Mittel-Winkelgeschwindigkeit RPM erfolgen. Jedoch ergibt sich das Problem, dass sich dieses Verhältnis mit zunehmender Drehzahl an die Zahl eins annähert. Zur Abhilfe wird nach einer besonderen Erfindungsausbildung vorgeschlagen, im Speicher des Mikrocontrollers eine Tabelle für dieses Verhältnis anzulegen, welche dann auch im höheren Drehzahlbereich eine ausreichende Auflösung aufweist, die eine zuverlässige und sichere Erkennung eines für aktives Dekompressionsventil spezifischen Winkelgeschwindigkeitseinbruchs erlaubt.
Gemäß Fig. 13 wird der Algorithmus zur Erkennung des Winkelgeschwindigkeitseinbruchs mittels einer Erkennungsroutine im sequentiellen Programmelement 21 durchgeführt. Enthält der Einbruch eine vorspezifizierte Stärke bzw. Tiefe nicht, wird gemäß Programmverzweigung 22 geprüft, ob die momentane Winkelgeschwindigkeit wenigstens eine Einschaltschwelle von beispielsweise 300 Umdrehungen pro Minute überschritten hat (Programmverzweigung 23). Wenn ja, werden die bereits weiter oben anhand von Fig. 11 erläuterten Software-Routinen 17, 18, 11, 12 in der anhand der Bezugsziffern aufgeführten Reihenfolge durchlaufen. Liegt die momentane Winkelgeschwindigkeit nicht über der Einschaltschwelle von 300 Umdrehungen pro Minute, wird eine Zündung unterlassen und sogleich in den Wartezustand 12 übergegangen. Erreicht gemäß Abfrage mit Programmverzweigung 22 der Winkelgeschwindigkeitseinbruch eine vorspezifizierte Stärke oder Tiefe, beispielsweise auf ein Viertel der Winkelgeschwindigkeit im unteren Totpunkt, wird auf ein nicht aktiviertes Dekompressionsventil oder auf dessen Nicht-Existenz geschlossen. Dementsprechend wird eine höhere Einschaltschwelle von beispielsweise 600 Umdrehungen pro Minute vorausgesetzt, wie in Fig. 13 anhand der Programmverzweigung 24 erkennbar. Bei Nichterreichen dieser höheren Einschaltschwelle für Betrieb ohne Dekompressionsventil wird sogleich in den Wartezustand 12 übergegangen, andernfalls ebenfalls die Softwareroutinen gemäß Programmelemente 17, 18, 11, 12 in der genannten Reihenfolge durchlaufen werden.
Mit dieser erfindungsgemäßen Zündmethode kann also die Einschaltschwelle auf eine Momentan-Winkelgeschwindigkeit von 600 Umdrehungen pro Minute eingestellt werden (Betrieb ohne aktivem Dekompressionsventil). Bei Betrieb mit aktivem Dekompressionsventil, woraus ein kleinerer Winkelgeschwindigkeitseinbruch im Bereich vor dem oberen Totpunkt resultiert, kann bereits eine Momentan-Winkelgeschwindigkeit von 300 Umdrehungen pro Minute ohne nennenswerte Gefahr des Rückschlagens ein Zündereignis ausgelöst werden. Demgegenüber ist es nach bisherigem Stand der Technik bei Brennkraftmaschinen mit hoher Verdichtung und geringer Schwungmasse notwendig, die Einschaltschwelle auf eine Mittel-Winkelgeschwindigkeit von 1200 Umdrehungen pro Minute einzustellen, um eine noch tolerierbare Rückschlagneigung einzuhalten. Für Rückschlagfreiheit mit höchster Sicherheit müßte beim Stand der Technik die Einschaltschwelle auf eine mittlere Winkelgeschwindigkeit von 1800 Umdrehungen pro Minute eingestellt werden. Allgemein ist die Einschaltschwelle bzw. die Freigabe eines Zündsignals abhängig vom Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Kurbelwelle bzw. des Polrades, damit genügend mechanische Drehenergie gespeichert ist, um über den oberen Kolben-Totpunkt zu kommen. Bezugszeichenliste P01 Polrad
MA1 Dauermagnet
N, S Magnetpole
K1 Polschuh
Z1 Zündmodul
L1-L4 Spulen
K2 Eisenkern
L1 Ladespule
V_L1 Spannung
G1 Brückengleichrichter
C1 Kondensator
UC Kondensatorspannung
MC Mikrocontroller
L2 Primärspule
L2, L3 Zündübertrager
FU Zündfunken
Z Zündungsflanke
L3 Sekundärspule
S1 Schaltelement
U4 Gleichrichter
I, II, III Halbwellen
V_L1a Wechselspannungssignal
V_L1b Wechselspannungssignal
U3 Differenzierglied
RPM Mittel-Winkelgeschwindigkeit
OT oberer Totpunkt
d Winkelgeschwindigkeitseinbruch
DECO Dekompressionsventil
UT unterer Totpunkt
b tieferer Winkelgeschwindigkeitseinbruch
e Zurückpendeln
a Winkelgeschwindigkeitseinbruch
f Verbrennung ohne Rückschlagen
c Verbrennung mit Rückschlagen
T3 Drehwinkelstellung
V1 Scheitelspannung
W Momentan-Winkelgeschwindigkeit
U1, U2 Analog-Digital-Umsetzer
U1 Digital-Analog-Umsetzer
U2 Komparator
1 sequentielles Programmelement
2 Programmverzweigung
V_sch_1 Schwellenpegel
3 Programmverzweigung
T1-T3 Drehwinkel
4 Zähl-Programmelement
5, 6 Programmverzweigung
7 sequentielles Programmelement
8 Programmverzweigung
9 sequentielles Programmelement
10 Programmverzweigung
11 sequentielles Programmelement (Zündroutine)
12 Wartezustand
13 Programmverzweigung
14 sequentielles Programmelement
15 Programmverzweigung
16 Programmverzweigung
17 sequentielles Programmelement
18 Programmverzweigung
19 sequentielles Programmelement
V_sch_ZZP Schwelle
20 Programmverzweigung
V1 Scheitelspannung der ersten Halbwelle I
21 sequentielles Programmelement
22, 23, 24 Programmverzweigung
V1 Amplituden- oder Scheitelwert
V_sch_ZZP Zündschaltschwelle
ZW Zündwinkel
ZZP Zündzeitpunkt

Claims

1. Verfahren zur drehzahlabhängigen Steuerung und/oder Diagnose einer Zwei- oder Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere von deren Zündung oder Lastzustand, unter Verwendung eines synchron mit der Brennkraftmaschine drehbaren Generators (P01), der abhängig von einer Maschinen- Drehstellung (T1-T3) und -Drehzahl Wechselspannungen (I-III) generiert, die von einer vorzugsweise programmierbaren Steuerung (MC) abgetastet und zu deren Stromversorgung verwendet werden, wobei die Beträge (V1) der Wechselspannungs-Amplituden einer Drehzahlhöhe der Brennkraftmaschine entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuerung (MC) der Betrag (V1) wenigstens einer der pro Maschinen-Umdrehung auftretenden Amplituden (I, II, III) erfasst wird, und abhängig von der Betragshöhe ein Steuerungs- oder Diagnosewert berechnet, ein oder mehrere Steuerungs- oder Diagnoseflags gesetzt und/oder ein Steuerungsereignis in der Steuerung und/oder ein Diagnose- oder Steuerungs-Ausgangssignal, insbesondere ein Zündsignal und/oder Last-Informationssignal, ausgelöst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Amplitudenbetrag (V1) zu einem Momentan-Winkelgeschwindigkeitswert (W) verarbeitet wird, von dem abhängig ein Steuerungswert berechnet und/oder ein Steuerungsereignis in der Steuerung und/oder ein Steuerungs- Ausgangssignal, insbesondere ein Zündsignal, ausgelöst werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Momentan-Winkelgeschwindigkeit ein funktionaler, insbesondere linearer Zusammenhang zwischen ihr und dem Amplitudenbetrag (V1) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine winkelgeometrisch derart eingestellte Kopplung des Magnetgenerators (P01) mit Drehungen der Brennkraftmaschine verwendet wird, dass während einem jeweiligen Verdichtungstakt der Brennkraftmaschine vor ihrem oberen Kolben-Totpunkt (OT) bei der Wechselspannung (I, II, III) wenigstens eine der Amplituden auftritt, deren Betrag (V1) dann von der Steuerung (MC) erfasst wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine derartige Dimensionierung der winkelgeometrische Kopplung des Magnetgenerators (P01) mit Drehungen der Brennkraftmaschine, dass in einem Drehwinkelbereich zwischen 20 Grad und 5 Grad, vorzugsweise 10 bis 15 Grad, vor dem oberen Totpunkt (OT) die oder wenigstens eine der Wechselspannungs- Amplituden (I, II, III) auftreten.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jeder Maschinen-Umdrehung eine Mittel- Winkelgeschwindigkeit (RPM) über eine Messung einer Zeitdauer ermittelt wird, die zum Durchlaufen eines vorbestimmten Referenz-Drehwinkels (T2-T1) von der Brennkraftmaschine benötigt wird, und die Auslösung oder Freigabe des Steuerungsereignisses und/oder Steuerungssignals, insbesondere Zündsignals, als Funktion der Momentan-Winkelgeschwindigkeit (W) und/oder des entsprechenden Amplitudenbetrags (V1) davon abhängig gemacht wird, dass die Mittel-Winkelgeschwindigkeit (RPM) innerhalb eines vorbestimmten Start-Drehzahlbereichs unterhalb eines Arbeits- und/oder Leerlaufdrehzahlbereichs liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenz- Drehwinkel (T2-T1) einer Maschinendrehung von mindestens 150 Grad entspricht.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel-Winkelgeschwindigkeit (RPM) und die Momentan-Winkelgeschwindigkeit (W) miteinander verglichen werden, und, je nach Unter- oder Überschreiten einer oder mehrerer vorbestimmter Schwellwerte durch den resultierenden Vergleichsbetrag, ein oder mehrere Flags in der Steuerung für ein etwaiges Steuerungsereignis oder -signal und/oder eine Informationsausgabe entsprechend gesetzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung ein Verhältnisbetrag aus Mittel- und Momentan- Winkelgeschwindigkeit (W) berechnet wird, und anhand einer in der Steuerung vorab abgelegten Verhältnis-Steuerungstabelle eine Entscheidung über das Setzen einer oder mehrerer Flags in der Steuerung für ein etwaiges Steuerungsereignis oder -signal und/oder eine Informationsausgabe getroffen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Flags und/oder die Vergleichs- oder Verhältnisbeträge zur Erkennung und Unterscheidung eines Verdichtungstakts von sonstigen Takten oder Zustandsphasen der Brennkraftmaschine bewertet oder gewichtet oder gefiltert oder sonstwie verwendet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erkennung und Unterscheidung anhand Mitzählens von Maschinen- Umdrehungen (360 Grad) durch die Steuerung eine jeweilige Maschinen- Umdrehung oder ein Maschinen-Drehabschnitt einem Verdichtungstakt insbesondere zu Zündsteuerungszwecken zugeordnet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, mit einer Viertakt- Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Flags und/oder die Vergleichs- oder Verhältnisbeträge zur Unterscheidung eines Verdichtungstakts von einem Ausstoßtakt der Brennkraftmaschine bewertet oder gewichtet oder gefiltert oder sonstwie verwendet werden, und ausschließlich im Verdichtungstakt ein Zündereignis und/oder -signal ausgelöst wird.

13. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Flags und/oder die Vergleichs- oder Verhältnisbeträge zur Erkennung eines Ausmaßes der Füllung oder Last in einem Zylinder der Brennkraftmaschine mit Verbrennungsgemisch bewertet oder gewichtet oder gefiltert oder sonstwie verwendet werden, und die entsprechende Information zur lastabhängigen Zündwinkel-Verstellung und/oder zur Auswahl zwischen unterschiedlichen Drehzahl/Zündwinkel-Kennlinien und/oder zur lastabhängigen Ansteuerung von Aktoren wie Ventile in Vergasern zur Gemisch- Beeinflussung steuerungstechnisch verwendet werden.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Viertakt- Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Beträge von Wechselspannungs-Amplituden (I, II, III), die in zwei aufeinander folgenden Maschinen-Umdrehungen (360 Grad) in winkelgeometrisch deckungsgleichen Dreh- und/oder Taktstellungen der Brennkraftmaschine auftreten, zur Gewinnung einer Lastinformation miteinander verglichen werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dreh- und/oder Taktstellungen einem Ausstoßtakt und einem nachfolgenden Arbeitstakt entsprechen.

16. Verfahren nach Ansprüche 2 oder 3 und 4 oder 5 und gegebenenfalls nach einem der sonst vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jeder Maschinen-Umdrehung (360 Grad) eine Mittel- Winkelgeschwindigkeit (RPM) über eine Messung einer Zeitdauer ermittelt wird, die zum Durchlaufen eines vorbestimmten Referenz-Drehwinkels (T2-T1) durch die Brennkraftmaschine benötigt wird, ferner aus dem Betrag einer nach dem Verdichtungstakt auftretenden Wechselspannungs-Amplitude (II, III) ein zweiter Momentan-Winkelgeschwindigkeitswert innerhalb der jeweiligen Maschinen-Umdrehung gewonnen wird, die mit der Mittel- Winkelgeschwindigkeit (RPM) zur Bildung eines Korrekturfaktors für die erstgenannte Momentan-Winkelgeschwindigkeit verknüpft oder verarbeitet wird.

17. Verfahren nach Ansprüche 4 oder 5 und gegebenenfalls nach einem der sonst vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung (MC) ein Dreh-Winkelwert (ZW) oder eine Verzögerungszeit für eine zeitliche Früh- oder Spätverstellung eines Zündzeitpunkts bezogen auf die Maschinen-Drehstellung (T1-T3) als vorbestimmte Funktion des erstgenannten Momentan-Winkelgeschwindigkeitswerts und/oder Amplitudenbetrags ermittelt, und in einem entsprechend eingestellten Zeitpunkt und/oder einer entsprechenden Maschinen-Drehstellung (Z) das Zündsignal ausgegeben wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Startdrehzahlbereich unterhalb eines sonstigen Arbeits- oder Leerlaufdrehzahlbereichs der früheste Zündzeitpunkt vom Auftreten einer vorzugsweise ersten Amplitude eines Halbwellen-Zyklusses (I-III) der Wechselspannung abhängig gemacht wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer vorbestimmten Schwelle (n_St) für den erstgenannten Momentan-Winkelgeschwindigkeitswert und/oder Amplitudenbetrag eine Zündung (FU) verhindert und/oder nicht ausgelöst wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Dreh-Winkelwerts der Früh- oder Spätverstellung eine in der Steuerung abgelegte Kennlinie mit einem Zündwinkel (ZW) beziehungsweise einer entsprechenden Verzögerungszeit über die erfasste Momentan-Winkelgeschwindigkeit und/oder Amplitudenbetrag (V1) verwendet wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Dreh-Winkelwerts oder der Verzögerungszeit der Früh- oder Spätverstellung eine in der Steuerung abgelegte Kennlinie mit einer variablen Zündschaltschwelle (V_sch_ZZP) als Funktion der jeweils erfassten Momentan-Winkelgeschwindigkeit und/oder des entsprechend Amplitudenbetrags (V1) verwendet wird, und die abfallende Flanke der erfassten Wechselspannungsamplitude (I, V1) auf Unter- oder Überschreiten der jeweiligen Zündschaltschwelle (V_sch_ZZP) überprüft und solchenfalls ein Zündereignis (11; FU) ausgelöst wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10 und einem der Ansprüche 17 bis 21, insbesondere mit einem Zylinder-Dekompressionsventil (DECOO) zur Verminderung eines Zylinder-Innendrucks vor allem während des Verdichtungstakts, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Flags und/oder die Vergleichs- oder Verhältnisbeträge bezüglich der Mittel- und erstgenannten Momentan-Winkelgeschwindigkeit (RPM, W) zur Erkennung eines Unterschreitens einer relativen Einbruchschwelle für die Winkelgeschwindigkeit verwendet wird, und solchenfalls der erstgenannte Momentan- Winkelgeschwindigkeitswert (W) oder der entsprechende Amplitudenbetrag (V1) mit einem Wert für eine erste absolute Winkelgeschwindigkeitsschwelle (24) unterhalb eines Leerlauf-Drehzahlbereichs verglichen wird, und je nach Über- oder Unterschreiten ein Zündsignal (11) ausgegeben beziehungsweise ausgeschlossen wird, und für den Fall des Überschreitens der relativen Einbruchsschwelle der erstgenannte Momentan- Winkelgeschwindigkeitswert (W) oder der entsprechende Amplitudenbetrag (V1) mit einem Wert für eine zweite absolute Winkelgeschwindigkeitsschwelle (23) unterhalb der ersten verglichen wird, und je nach Über- oder Unterschreiten ein Zündsignal (11) freigegeben beziehungsweise ausgeschlossen wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils im Falle des Überschreitens der ersten oder zweiten Winkelgeschwindigkeitsschwelle (24, 23) eine Ausgabe des Zündsignals (11) um eine Zeit (17) oder einem Drehwinkel verzögert erfolgt, die einem in der Steuerung enthaltenen Winkelwert (ZW) oder entsprechenden Zündschaltschwelle (V_sch_ZZP) für eine zeitliche Früh- oder Spätverstellung eines Zündzeitpunkts (ZZP) bezogen auf die Maschinen-Drehstellung entspricht, wobei der Winkelwert oder die Zündschaltschwelle eine vorbestimmte Funktion des Momentan- Winkelgeschwindigkeitswerts (W) und/oder entsprechenden Amplitudenbetrags (V1) sind.

24. Verfahren nach Ansprüche 4 oder 5 und gegebenenfalls einem der sonst vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Betragshöhe der erfassten Wechselspannungsamplitude (V1) einem für die Brennkraftmaschine vorbestimmten Leerlauf-Drehzahlbereich (15) entspricht, unmittelbar ein Zündsignal (11) ausgelöst wird.

25. Verfahren nach Ansprüche 6 und 4 oder 5 und gegebenenfalls einem der sonst vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Mittel-Winkelgeschwindigkeit (RPM) in einem vorbestimmten Leerlauf- Drehzahlbereich (15) fällt, mit Erfassen des Scheitelwerts (V1) der Wechselspannungsamplitude unmittelbar ein Zündereignis (FU) ausgelöst und/oder ein Zündsignal (11) ausgegeben wird.

26. Steuerungs- und/oder Diagnose-Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem mit Umdrehungen (360 Grad) der Brennkraftmaschine synchron drehbaren Magnetgenerator (P01), der mit einer oder mehreren Spulen (L1-L4) in Induktionsverbindung steht und darin abhängig von Maschinen-Drehzahl (W, RPM) (T1, T3, T2) und -Drehstellung (T1, T3, T2) Wechselspannungen (I, II, III) erzeugt, und mit einer digitalelektronischen, vorzugsweise programmierbaren Steuerung (MC), die über eine Abtasteinrichtung (V_L1a, U2, U1) sowie zu ihrer Stromversorgung mit der einen oder den mehreren Spulen (L1-L4) in Verbindung steht und eine oder mehrere Ausgabeschnittstellen für Steuerungs- und/oder Diagnose-Signale und/oder -Informationen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (V_L1a, U2, U1) mit einem Analog-Digital-Umsetzer (U1, U2) zur Erfassung von Scheitelwerten (V1) von Wechselspannungsamplituden ausgebildet ist, und der Umsetzer- Ausgang mit einem oder mehreren Modulen der Steuerung (MC) zur Filterung, Bewertung, Auswertung und/oder sonstigen Verarbeitung des oder der jeweiligen Wechselspannungs-Amplitudenbeträge (V1) gekoppelt ist, und diese Module in der Steuerung zur informationstechnischen Kommunikation mit der einen oder den mehreren Ausgabeschnittstellen implementiert sind.

27. Anordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog- Digital-Umsetzer (U1, U2) mit einem von der Steuerung (MC) kontrollierten Digital-Analog-Umsetzer (U1) und einem Schwellwert-Komparator (U2) realisiert ist, dessen erster Analog-Eingang mit dem Ausgang des Digital- Analog-Umsetzers (U1) zum Einstellen einer Referenzspannung für einen Schwellwert durch die Steuerung (MC) verbunden ist, dessen zweiter Analog-Eingang mit wenigstens einer Spule (L1) zur Erfassung eines Amplituden-Scheitelwerts (V1) gekoppelt ist, und dessen Binär-Ausgang einem Eingang der Steuerung (MC) zum Signalisieren der Schwellwert- Entscheidung zugeführt ist.

28. Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Digital- Analog-Umsetzer (U1) und Schwellwert-Komparator (U2) in der Steuerung (MC) baulich integriert ausgeführt sind.

29. Anordnung nach Anspruch 26, 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (MC) mit der Spule (L1), von der die Wechselspannung (I, II, III) dem Analog-Digital-Umsetzer (U1, U2) zugeführt ist, zusätzlich über ein Differenzierglied (U3) verbunden ist, das ausgangsseitig mit Steuerungsmitteln (MC) zur Erkennung und Auswertung eines Zeit- Drehwinkelbezugs der abgetasteten Wechselspannungsamplituden (V1; I, II, III) in Verbindung steht.

30. Anordnung nach Anspruch 26, 27 oder 28, gekennzeichnet durch in der Steuerung (MC) enthaltene Rechenmittel zum Vergleich der Beträge mehrerer aufeinander folgender Abtastwerte zwecks Feststellung des betragsmäßig größten Abtastwerts (V1).

31. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (MC) einen Zündsteuerausgang aufweist, der mit einem Zündschalter (S1) verbunden ist, der zum Entladen eines von den Wechselspannungen (I, II, III) aufgeladenen Energiespeicherelements (C1) über die Primärspule (L2) eines Zündübertragers (L2, L3) angeordnet ist.

32. Computerprogramm mit Programmcode-Elementen (1-24), um die gemäß vorangehender Ansprüche von der Steuerung (MC) ausführbaren oder auszuführenden Verfahrensschritte durchzuführen, wenn das Programm auf der programmierbar ausgeführten Steuerung (MC) gestartet wird.

33. Computerprogramm mit Programmcode-Elementen (1-24) nach Anspruch 32, die in einem Rechnerspeicher für die Steuerung (MC) geladen, auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert oder in einem elektrischen Trägersignal enthalten sind.