DE1907537C3 - Steuereinrichtung zur Veränderung des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Veränderung des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Belastung, wobei das von der Kurbelwelle übertragene Drehmoment über die vom Drehmoment herrührende Torsion mit Hilfe eines von der Kurbelwelle betätigten ersten und zweiten Impulsgenerators ermittelt wird und ein unter Verwendung der Impulse des ersten und zweiten Impulsgenerators gebildetes, zur Größe des Torsionswinkels und damit zur Größe des Drehmomentes proportionales Signal den drehzahlabhängigen Zündzeitpunkt noch vom Drehmoment abhängig verschiebt

Eine derartige Steuereinrichtung ist aus der FR-PS 12 68821 bekannt

Allein mit dieser Steuerung ist es noch nicht möglich, den Zündzeitpunkt entsprechend den wechselnden Belastungen genau einzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Steuereinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Ausnutzung der Drehmoment- und Umdrehungswerte der Kurbelwelle der Zündimpuls am Punkt des maximalen Vorschubs ausgelöst wird.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein Kondensator vorgesehen, der während der Dauer des zur Größe des Torsionswinkels und damit des Drehmomentes proportionalen Signals mit konstanter Geschwindigkeit entladen wird und am Ende dieses Signals mit einer von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Geschwindigkeit wieder aufgeladen wird, und daß ein die Zündung auslösendes Signal erzeugt wird, wenn die Spannung des Kondensators bei der Wiederladung einen bestimmten vorgebbaren Wert erreicht hat.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Aus der FR-Zusatz-PS 88 795 ist zwar die Anwendung eines Kondensators bekannt, der in Abhängigkeit von der Drehzahl bis auf ein bestimmtes Niveau aufgeladen wird, aber die Aufladung erfolgt nur in einer Richtung.

Dadurch können sich — bedingt durch Temperaturveränderungen oder andere Einflüsse — Spannungsänderungen ergeben, unter denen dann die Genauigkeit der Einstellung des Zündzeitpunktes leidet.

Mit Hilfe der Zeichnung werden zwei besondere Ausführungsbeispiele der Steuereinrichtung nach der Erfindung beschrieben, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.

In der Zeichnung sind

Fig.] die Seitenansicht eines Teils des Inneren einer Brennkraftmaschine mit bestimmten mechanischen Teilen eines ersten Ausführungsbeispiels der Steuereinrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Schnitt an der Linie H-Il der F i g. I,

Fi g. i ein Blockschaltbild, das mit der mechanischen Konstruktion nach den Fig. 1 und 2 zusammenarbeitet.

F i g. 4a der erste Teil eines detaillierten Schaltbildes aus dem Blockschaltbild nach Fig. i,

F i g. 4b der zweite Teil dieses Schaltbildes,

F i g. 5 ein Impulsdiagramm, bei dem die Impulse in Graden der Kurbelwellenstellung aufgetragen sind,

Fig.6a ein weiteres Impulsdiagramm, bei dem die Impulse nach der Zeit aufgetragen sind, F i g. 6b eine Variante von F i g. 6a,

F i g. 7 ein weiteres Impulsdiagramia, das Veränderungen der Impulse nach F i g. 5 zeigt,

Fig.8 eine Seitenansicht der mechanischen Konstruktion eines zweiten Ausführungsbeispiels, F i g. 9 eine Ansicht an der Linie ΪΧ-ΙΧ der F i g. 8 und

Fig. 10 ein Impulsdiagramm, das sich von der Ausführung der beiden Ausführungsbeispiele nach der Erfindung unterscheidei.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Brennkraftmaschine besitzt bei 2 eine Kurbelwelle 1, die über einen Teil einer Übertragungswelle 8 eine weitere (nicht dargestellte) Einrichtung, z. B. ein Schaltgetriebe, ein automatisches Getriebe oder eine andere Belastung antreibt Die Welle 8 besteht aus solchem Material und ist so bemessen, daß sie infolge des über sie übertragenen Drehmoments fühlbar verdreht wird Es sind zwei Schwungräder 4 und 6 vorgesehen. Das Schwungrad 4 befindet sich am Ende der Welle 8 neben der Kurbelwelle 1, so daß es sich synchron mit der Kurbelwelle dreht, wobei die Zündeinstellung praktisch vom übertragenen Drehmoment abhängt. Das zweite Schwungrad 6 befindet sich von der Maschine 2 weiter entfernt, so daß seine Drehstellung zum Schwungrad 4 und somit zur Kurbelwelle 1 eine Torsion der Welle 8 erfährt, die dem Wert des übertragenen Drehmoment entspricht.

Die Maschine 2 enthält außer den anderen üblichen Teilen einen Verteiler T, der eine mit der Kurbelwelle 1 verbundene Einstellvorrichtung besitzt, was durch die unterbrochenen Linien 3 dargestellt ist.

Das erste Schwungrad 4 besitzt vier Stifte 12 aus weichem Eisen oder anderem magnetischen Material, die gleichmäßig um den Rand des Rades herum angeordnet sind. Die Wahl von vier Stiften entspi icht einer Achtzylindermaschine. Eine Sechszylindermaschine würde drei solche Stifte erfordern, die am Umfang des Rades 4 angeordnet sind, wenn es sich um eine Viertaktmaschine handelt.

Jeder der Stifte 12 ist so angeordnet, daß er dicht neben einer stationären magnetischen Einheit 5a vorbeiläuft, die aus einem Polschuh 9 aus magnetischem Material in Verbindung mit einem Permanent- oder Elektromagneten 7 besteht (F i g. 2). Um den Polschuh 9 ist eine Wicklung 10 gelegt. Wie F i g. 2 zeigt, laufen sowohl der Stift 12 als auch der Polschuh 9 in verhältnismäßig feine Kanten aus, um genau den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem die Kante jedes Stifts 12 sich der Kante des Polschuhs 9 am meisten nähert und beginnt sich wieder von ihr zu entfernen. Die Form der dadurch in der Wicklung 10 erzeugten Impulse zeigt ■ F i g. 5 bei 15. Solche Impulse bestehen aus der stetigen Änderung der Spannung in einer ersten Richtung, der die plötzliche und rasche Umkehrung des Vorzeichens der Spannung und schließlich eine entgegengesetzte Spitze folgen. Der Stromkreis, der die Impulse 15 aus ι der Wicklung 10 empfängt, kann sehr genau die plötzliche Polaritätsumkehriing, d. h. den ungefähr durch 14 dargestellten Zeitpunkt feststellen, an dem die Kante eines jeden Stifts 12 die Kante des Polschuhs 9 passiert. ι

Atn Rand des zweiten Schwungrades 6 befinden sich ähnliche Stifte "13, die mit einer ähnlichen stationären magnetischen Einheit ■»/> mit einer elektrischen Wicklung 11 zusammenarbeiten. Wenn keine Torsion auftritt, befinden sich die Stifte 13 5° hinter den Stiften 12, d. h. sie erzeugen ähnliche Impulse 16, wie F i g. 5 zeigt Die zeitliche Lage dieser Impulse ist mit der Kurbelwelle so koordiniert daß der erste Impuls 40° vor dem oberen Totpunkt und der zweite 35° vor ihm (ohne daß Torsion stattfindet) erscheint Jedes dieser Paare von Stiften 12 und 13 arbeitet mit zwei der acht Zündkerzen zusammen. Die zeitliche Lage in bezug auf den oberen Totpunkt bezieht sich auf die Kolben in den Zylindern, in denen sich diese beiden Zündkerzen befinden. In den Impulsdiagrammen wird nur ein einziges Paar von Impulsen zum Liefern der Zündzeitpunkte für zwei Zylinder gezeigt, deren Kolben in der Phase um 360° versetzt liegen.

Die Wicklungen 10 und 11 in den F i g. 3 und 4 sind die Eingänge zu einem torsionsabhängigen Impulsgenerator 20, der die Form eines Flip-Flop-Multivibrators besitzt und mit den Transistoren Qi bis QA, den Widerständen R 1 bis R 6, den Kondensatoren C1 bis C3 und den Dioden D1 bis D 4 bestückt ist So wie die Impulse 15 der Wicklung 10 positiv werden, d. h. am Punkt 14, leitet der Transistor Q1 und bewirkt, daß der Multivibrator am Verbindungspunkt von Widerstand RZ und Kollektor des Transistors QA eine positive Spannung erzeugt. Wenn ein Stift 13 in der Wicklung 11 den Impuls 16 erzeugt, schaltet dieser Impuls den Transistor QA an, läßt den Multivibrator umkehren und die Spannung am Kollektor des Transistors QA bis auf Erdpotential abnehmen. Diese Spannung ändert den Durchgang durch den Kondensator C3 zum Punkt A, der den Ausgang des Impulsgenerators 20 darstellt. Die Schwingungsform 18 am Punkt A zeigt F i g. 5.

Die Rechteckschwingung 18 am Punkt A ist von konstanter Amplitude. Ihre »Ein«-Zeit ist in Kurbelwellengraden ausgedrückt konstant, aber zur absoluten Zeit wird sie direkt mit der Umlaufgeschwindigkeit der Welle 8 kleiner. Diese Veränderung zeigen die F i g. 6a und 6b. Fig.6a zeigt die Rechteckschwingung 18 bei einer ersten Geschwindigkeit, während F i g. 6b dieselbe Schwingung bei der doppelten Geschwindigkeit zeigt. Die Impulsfrequenz wird verdoppelt, während die Impulsdauer halbiert wird. Die Dauer der Impulse 18 am Punkt A hängt auch von der zu übertragenden Torsion ab. Wenn die Torsion an der Kurbelwelle 8 ausreicht, um die Verzögerung der Stifte 13 hinter den Stiften 12 von 5° auf 10° zu erhöhen, werden die Impulse 18 am Punkt A auf 18' verlängert, wie aus Fig. 7 bei A'zu sehen ist Diese Figur zeigt die Verlängerung der Impulse 18 im Verhältnis zu Kurbelwellengraden. Diese werden somit durch Vergrößern der übertragenen Torsion in bezug auch auf die absolute Zeit verlängert.

Der Ausgang vom Punkt A wird an drei verschiedene Kreise geführt: Erstens an einen Generator 21 für feste lange Impulse, an dem der Ausgang des Generators 20 liegt. Dieser Stromkreis wird in F i g. 4 als monostabiler Multivibrator mit den Transistoren QW bis Q\\ den Widerständen R 22 bis R 24 und dem Kondensator CS gezeigt. Der Multivibrator erzeugt positive Impulse 19 von fester Länge an ihrem Ausgangspunkt B, d. h. am Verbindungspunkt von Widerstand R2A und dem Kollektor des Transistors Q 13. Diese Impulse 19 sind in den Fi«. 6a und 6b zu sehen. Ihre Länge ist konstant und sie werden durch den Kreis 21 bestimmt leder Impuls 19 wird am Punkt A durch den Beginn eines Inipulses 18 ausgelöst und dadurch der Frequenzanstieg der Impulse 18 mit ansteigender Umlaufgeschwindigkeit beeinflußt. Aber ilie Immike 19 hppinflimi'n niiht

die Verkürzung der Impulse 18, dies ist auch eine Folge des Ansteigens der Umlaufgeschwindigkeit.

Der Generator für die Impulse fester Länge speist eine Integrator- und Inverterschaltung 22 mit einer Diode ZJ 5, einer Induktivität L I, einem Transistor ζ) 14, Widerständen R 25 bis R 28 und Kondensatoren C9 und ClO. Dieser Kreis erzeugt an der Basis des Transistors Q 14 eine Spannung, deren Wert direkt proportional mit der Umlaufgeschwindigkeit schwankt. Mit anderen Worten: Bei der Anordnung nach Fig.6b erzeugt der Umstand, daß dort doppelt so viel Impulse sind, wie Impulse 19 vom Punkt B empfangen werden, die doppelte positive Spannung an der Basis des Transistors <?14. Dieser Transistor wirkt als Inverter, indem er proportional zur Spannung an der Basis leitet, die eine Spannung an ihrem Kollektor (Punkt C) erzeugt, die umgekehrt proportional der Umlaufgeschwindigkeit ist. In den Fig.6a und 6b werden zwei Werte dieser Spannung als Spannungen V 4 und VS dargestellt. Die Spannung V5 ist dabei ungefähr die Hälfte der Spannung VA.

Der nächste Kreis ist ein Zeitverzögerungssteuerkreis 23 mit den Gingangspunkten D und E, die an den Punkten A und C liegen. Der Kreis 23 besteht aus den Transistoren QS und QS, den Widerständen R 8 bis R 13 und dem Kondensator C 4. Das Eingangssignal vom Punkt A an der Basis des Transistors QS bringt diesen Transistor in den Sättigungszustand, der den Kondensator C4 entladen läßt, was durch den einstellbaren Widerstand Λ 9 geregelt wird. Der Transistor QS hört an der rückwärtigen Kante 17 des Eingangsimpulses 18 vom Punkt A zu leiten auf, worauf der Kondensator C4 sich wieder zu laden beginnt.

Für das Wiederladen gibt es zwei Wege. Der erste führt über den Widerstand R 10, der auf einen solchen Wert einzustellen ist, daß ohne Drehmoment und bei niedriger Umlaufgeschwindigkeit der Kondensator C4 sich in der richtigen Zeit wieder aufladen kann, um eine einwandfreie Zündung für diesen Zusianü von Umlaufgeschwindigkeit und Drehmoment, d. h. nahe dem oberen Totpunkt, auszulösen. Der zweite Wiederladeweg für den Kondensator C4 führt über den Transistor (?6 und den Widerstand All. Der Strom durch diesen Weg wird durch die Spannung am Punkt £"(die Basis des Transistors Q 6) gesteuert. Eine solche Spannung ist dieselbe wie die am Punkt Cam Ausgang des Kreises 22 erzeugte. Diese Spannung ist umgekehrt proportional der Umlaufgeschwindigkeit, wie bereits erläutert worden ist. Durch Regeln der Vorspannung des Transistors Q 6 kann dieser gerade den richtigen Wert des Wiederaufladestroms des Kondensators C4 in der richtigen Zeit führen, um die frühere Zündeinstellung der Umlaufgeschwindigkeit anzupassen.

Die Spannung am Punkt F, die am Kondensator CA liegt, wird in den Fig.5 und 7 für verschieden unterschiedliche Zustände von Drehmoment und Geschwindigkeit gezeigt F i g. 5 zeigt diese Spannung im Zustand ohne Drehmoment und bei geringer Geschwindigkeit Der Kondensator entlädt sich während der Kurve 30 von einer ersten Spannung Vl auf eine zweite Spannung V2, d. h. auf Erdpotential. Die Zeit genügt jedoch nicht um die Spannung V2 zu erreichen, bevor die Entladung durch die rückwärtige Kante 17 des Impulses vom Punkt A unterbrochen wird, worauf unmittelbar die Wiederladekurve 31 beginnt Da die Maschine sich bei niedriger Geschwindigkeit dreht und der erste Ladeweg für den Kondensator C4 vorherrscht ist die Ladegeschwindigkeit verhältnismäßig niedrig und liegt nicht bis 4" vor dem oberen Totpunkt, so daß die Kurve 31 am Punkt X eine Spannung führt, die als kritische Spannung für die Erregung des nächsten Kreises gewählt worden ist, wie noch erläutert werden wird.

Dasselbe Kurvenpaar 30 und 31 wurde unverändert als eine zusammengesetzte Kurve Fl in Fig.7 wiedergegeben. An ihrem unteren Punkt wird der Kondensator Zl entladen. Die Fig. 7 zeigt auch

κι entsprechende Kurven F2 und F3, die Zustände bei mittlerer Geschwindigkeit bzw. hoher Geschwindigkeit darstellen, wobei praktisch kein Drehmoment übertragen wird. Der Teil 32 der Kurve F2 ist flacher als der Teil 30, weil die absolute Zeit zwischen zwei

ι^r· Kurbelwellenstellungen, d. h. zwischen 40° und 35° vor dem oberen Totpunkt durch die erhöhte Umlaufgeschwindigkeit verringert worden ist Der Kondensator CA hat jetzt ausreichend Zeit zum Entladen auf eine Spannung Z 2. Wegen der höheren Umlaufgeschwindig-

JO keil wird die Spannung am Punkt C verringert, wie bereits anhand von Fig.6b gezeigt worden ist, und somit kann ein größerer Strom durch den Transistor Q 6 fließen und den Kondensator C4 schneller entsprechend der Kurve 33 laden. Dadurch erreicht die Kurve

2^r> F2 jetzt die Spannung V3 bei 17° vor dem oberen Totpunkt Die Kurve F3, die den Zustand bei hoher Geschwindigkeit darstellt zeigt einen noch flacheren Entladeverlauf 34, um eine Spannung Z3 zu erreichen und einen steileren Ladeteil 35 der Spannung V3 bei

ίο 30° vor dem oberen Totpunkt zu kreuzen. Die Zündeinstellung wird in einer Weise vorverlegt, die noch beschrieben werden wird.

Der untere Teil der F i g. 7 zeigt die Wirkung des Ansteigens auf ein hohes Drehmoment. Die Kurve F4

r> für die mittlere Geschwindigkeit enthält eine Entladekurve 36 und eine Wiederladekurve 37. Die Kurve 36 folgt anfangs der Kurve 32 nach unten zur Spannung Z 2, verbleibt dort für weitere 5° des Kurbelwellenwinkels bis zur Spannung Z4, da das Abschalten des

M) Entladetransistors Q 5 jetzt bis zur rückwärtigen Kante 17' des verlängerten Impulses /!'verzögert wird. Unter diesen Umständen kreuzt die Kurve F4 die Spannung V3 bei ungefähr 11° vor dem oberen Totpunkt. Schließlich zeigt in F i g. 7 die Kurve F5 Zustände hoher Geschwindigkeit und hohen Drehmoments und besteht aus der Entladekurve 38, die weiterhin die Spannung Z3 zur Spannung Z5 führt, und eine Widerladekurve 39 kreuzt bei ungefähr 18° vor dem oberen Totpunkt die Spannung V3. Die Wirkung dieser Veränderungen ist

so ein Vorverlegen der Zündeinstellung bei Ansteigen der Geschwindigkeit plus überlagerter Verzögerung mit ansteigendem Drehmoment Obwohl in Begriffen einer Nettovorverlegung vom oberen Totpunkt ausgedrückt, werden in der Praxis die Einstellzeitpunkte durch den Kreis als veränderliche Verzögerung von der Maximalvorschubbedingung von ungefähr 30° vor dem oberen Totpunkt berechnet

Es wird jetzt der nächste Kreis betrachtet der ein Verzögerungsausgangskreis 24 mit den Eingangspunk-

M) ten G und H und einem Ausgangspunkt / ist Die Eingangspunkte sind entsprechend mit den Punkten A und F verbunden. Der Kreis 24 enthält die Transistoren Q 7 bis QiO, die Widerstände R14 bis R 2t und die Kondensatoren CS bis C7 und bildet einen abgewan-

b5 delten Flip-Flop-Multivibrator, der durch den Beginn eines Signals vom Punkt A eingeschaltet und durch ein Signal vom Punkt F ausgeschaltet wird, d. h. wenn die Spannung am Punkt Fden Betrag V3 erreicht der die

Vorspannung am Transistor Q 7 ist. Der resultierende Ausgang am Punkt J wird in F i g. 5 gezeigt.

Dieser Ausgang wird an den nächsten Kreis geführt, der der Differenzierungskreis ist, die Impulse verformt, verstärkt und die Einheit 25 schaltet, die aus den Transistoren <?15 bis (?20, den Widerständen R 29 bis R40, den Kondensatoren CIl bis C16 und der Zenerdiode D6 besteht. Das Eingangssignal vom Punkt J wird durch die Kombination des Kondensators CIl und des Widerstandes R29 differenziert, um scharfe Impulse am Punkt K zu erhalten, wie F i g. 5 zeigt. Nur der positive dieser Impulse, der mit dem Ende der Impulse vom Punkt / übereinstimmt, wird weiter betroffen, da der negative Impuls am N PN-Transistor QiS keine Wirkung hat. Der positive Impuls macht diesen Transistor leitend und löst den Transistor Q16 eines monostabilen Multivibrators aus, der am Punkt L eine positive Rechteckschwingung erzeugt. Die Vorderkante dieser Schwingung tritt an der Kurbelwellenstellung auf, die durch Kreuzen der Spannung V3 mit der Wiederladekurve des Kondensators CA gegeben ist, wie F i g. 5 deutlich zeigt. Dieses Signal am Punkt L wird in üblicher Weise über die Punkte M und Λ/des Kreises 25 invertiert, verstärkt und wieder invertiert. Der Ausgang am Punkt N ist im wesentlichen noch eine Rechteckschwingung.

Die positive Vorderkante des Impulses läßt am Punkt N den Transistor Q 20 plötzlich zu leiten aufhören und somit kann das magnetische Feld der Primärwicklung einer Zündspule S zusammenbrechen und induziert in der Sekundärwicklung der Spule eine hohe Spannung, die wiederum eine Spannung in die Primärwicklung drückt, wie F i g. 5 erkennen läßt Diese Schwingungsform, wie sie am Punkt P zu sehen ist, stellt auch die Hochspannung dar, die in der Sekundärwicklung der Zündspule 5 induziert wird, und somit die Spannung, die durch den Verteiler Γ zu den Zündkerzen geleitet wird, die durch eine typische Zündkerze V dargestellt sind. Diese Druckspannung sinkt über die Zenerdiode D 6 auf Erdpotential ab und schützt somit die Schalttransistoren. Der Widerstand Ä40 dient zur Begrenzung des Stromes im Transistor Q20 während seiner Leitfähigkeit.

Die Arbeitsweise besteht darin, daß zwei Impulse IS und 16 durch Umlaufen der Antriebswelle erzeugt und zum Beginn der Zündeinstellung verwendet werden. Der erste Impuls 15 wird am Drehpunkt der Kurbelwelle erzeugt, der in bezug auf denKolben des gezündeten Zylinders festgelegt ist Der zweite Impuls 16 wird auf einen festen Maximalwinkel nach dem ersten Impuls eingestellt, so daß das Intervall zwischen den beiden Impulsen eine Konstante, ausgedrückt in Kurbelwellenwinkelgraden, ist, ausgenommen, wenn der zweite Impuls durch Abbiegen der Kupplungswelle 8 infolge des übertragenen Drehmoments verzögen wird. Das Vergrößern des Winkels zwischen den beiden Impulsen ist praktisch linear proportional der Drehmomentzunahme. Ein auf den ersten Impuls 15 abgelegter Impuls 19 bleibt für eine feste Zeit bestehen. Eine Änderung der Geschwindigkeit erzeugt eine entsprechende Änderung der Frequenz des Impulses 19, so, wie wenn er integriert wird, um einen Spannungsausgang V 4, V5 umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit zu ergeben.

Der erste Impuls 15 schaltet einen Multivibrator »ein« und der zweite Impuls 16 schaltet ihn »aus«. Ein solcher Multivibrator steuert eingeschaltet die Entladung des Kondensators C4. Die der Geschwindigkeit entsprechende Spannung wird zum Regeln der Wiederladegeschwindigkeit des Kondensators verwendet. Ein weiterer Multivibrator liegt an diesem Kondensator und ist so vorgespannt, daß er eine Rechteckschwingung (Punkt J) erzeugt, deren rückwärtige Kante durch den Kondensator C4 bei Erreichen eines gegebenen Niveaus V13 durch seine Spannung geschaltet wird. Dieses Schalten gibt das notwendige Signal zum Verzögern in Abhängigkeit vom Drehmoment und steigt mit der Geschwindigkeit an. Es wird dann zum Regeln der Erregung der Zündspule verwendet.

Nur der Strom durch die Sekundärwicklung der Zündspule S führt durch den Verteiler T. Diese Anordnung ergibt eine größere Proportion der Zeit zwischen den Zündungen als in üblichen Zündanlagen wie die Aufbauzeit für das magnetische Feld in der Zündspule. Dies besitzt den Vorteil, daß der Geschwindigkeitsbereich der Maschine ausgedehnt werden kann.

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, gehen die aus magnetischem Material hergestellten Stifte an den stationären magnetischen Einheiten 5a und 5b vorbei. Es können auch andere geeignete magnetische Einrichtungen verwendet werden, die entsprechend um die Schwungräder verteilt oder in anderer Weise als Ersatz für die Stifte 12 und 13 zum Erzeugen der Eingangsimpulse sich mit der Welle drehen. Die besondere Anordnung nach den F i g. 1 und 2 wird bevorzugt, weil sie scharfe Impulse mit steilen Formen erzeugt, was eine genaue Anzeige des Zeitpunktes ergibt, an dem ein Stift 12 oder 13 die zugehörige magnetische Einheit passiert. Außerdem ist diese Anordnung verhältnismäßig unempfindlich gegen von außen kommende Einflüsse, wie Gegenstände oder Magnetfelder.

Die Kurbelwelleneinstellung / von 40° vor dem oberen Totpunkt beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung liefert den Impuls 15 aus der Wicklung 10, mit dem die Vorderkante des Impulses 18 am Punkt A übereinstimmt.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, das in den F i g. 8 und 9 wiedergegeben wird, ist dieses Merkmal abgeändert Die Kurbelwelleneinstellung wird nicht mehr in den elektronischen Kreis eingeführt, obgleich sie in der augenblicklichen Lage der Kurbelwelle selbst verbleibt Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird das erste Schwungrad 4 eingespart und das Schwungrad 6 ist an einem Teil einer Welle 8' entfernt von der Maschine angeordnet Die Welle 8' soll flexibel in Torsion in praktisch derselben Weise wie die Welle 8 sein, so daß die Winkelstellung des Schwungrades 6 hinter der Winkelstellung der Kurbelwelle 1 um einen Betrag zurückbleibt, der vom zu übertragenden Drehmoment abhängt Die Stifte 13 am Schwungrad 6 arbeiten nun mit zwei stationären magnetischen Einheiten 5a und 5b zusammen, die weiterhin entsprechende Wicklungen 10 und 11 tragen, die wie vorher in einen Impulsgeneratorkreis 20' führen, der mit dem Kreis 20 identisch ist, ausgenommen, daß er jetzt nun nicht mehr am Punkt A einen Ausgang erzeugt, der drehmomentabhängig ist Die Länge der Ausgangsimpulse am Punkt A der Fig.9 wird nun in Ausdrucken von Kurbelvellenwinkelgraden durch den Winkel festgelegt, der sic'i zwischen den Einheiten 5a und 5£> befindet

Im drehmomentlosen Zustand ist der Ausgangsimpuls 18 an diesem Punkt A im wesentlichen derselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, daß dieser Impuls bei 40° vor dem oberen Totpunkt eine Vorderkante und 35° vor diesem Punkt eine rückwärti-

ge Kante besitzt. Dies ist eine Beziehung, die somit beim ersten Einschalten durch geeignete Einstellung der Lage des Schwungrades 6 in bezug auf die Kurbelwelle selbst bestehen muß.

Wenn die Anordnung nach den F i g. 8 und 9 ein hohes Drehmoment überträgt, werden beide Impulse des Impulsgenerators 20' um 5" verzögert, was einen Ausgangsimpuls 18" am Punkt A ergibt, wie F i g. 10 bei A" zeigt Diese Figur dient dem Vergleich beider Ausführungsbeispiele. Die Kurven F2 und FA der Spannung am Punkt Fwurden bereits in Verbindung mit F i g. 7 beschrieben, die in überlagerter Form in F i g. 10 zusammen mit einer Spannungskurve F2' wiedergegeben werden, die die Spannung am Punkt F darstellt, wenn der Impuls vom Punkt A der am Punkt Λ "ist. Die Kurve F2' ist die Kurve F2 in unveränderter Form, aber um 5° verzögert Wie bereits erläutert, besteht der Unterschied zwischen den Kurven F 4 und F2 darin, daß die Kurve F4 eine Drehmomentzunahme mit konstanter Geschwindigkeit darstellt, mit einer resultierenden Verzögerung der Zündeinstellung durch den Abstand W, d. h. ungefähr 6°. Beim zweiten Beispiel, das im unteren Teil der Fig. 10 zu sehen ist, beträgt die Verzögerung der Zündung, die sich aus der Übertragung desselben ansteigenden Drehmoments wie bei W ergibt, in diesem Fall ungefähr 5°. Somit wurde ein vergleichbares Ergebnis durchgeführt Bei der Notwendigkeit eines genaueren Verhältnisses zwischen der Ausführung der beiden Beispiele kann dies leicht durch Verändern der Flexibilität der Welle 8' erreicht werden. Wenn beispielsweise diese Welle so beschaffen ist, daß sie sich bei 6° bei einem Drehmomentunterschied biegt, der durch die Kurven F2 und F4 dargestellt wird, würden die Werte für Wund Weinander genau gleich sein.

Dieses zweite Ausführungsbeispiel besitzt den Vorteil, daß das erste Schwungrad überflüssig wird und somit das Gerät vereinfacht wird. Der Vorteil des ersten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß es mehr Freiheit in der Wahl des Flexibilitätsgrades der Welle 8 gewährt. Wie eben gezeigt, muß sich die Welle 8' physikalisch um dieselbe Zahl von Graden verdrehen,

ίο wie die Zündverzögerung erfordert, das heißt, daß die Verzögerung W direkt gleich der Torsion der Welle 8' ist.

Die im Beispiel der ersten Ausführung gezeigte Verzögerung IV zwischen den Kurven F2 und FA (d. h.

6°) unterscheidet sich nicht wesentlich von den fünf Grad der Torsion der Welle 8, die sich aus einem hohen Drehmoment ergibt Diese ungefähre Beziehung der Werte hat auf die Arbeit des Konstrukteurs keinen Einfluß. Durch Einstellung des elektronischen Kreises können die Kurven 32,33,36 und 37, die die Kurven F2 und FA ergeben, nach Wunsch so eingestellt werden, daß der Wert für W praktisch bei 6° bleibt während die Verlängerung des Impulses A in den Impuls A' wesentlich weniger als 5° ausmacht Das heißt wenn es hinsichtlich der Wahl des Materials oder anderer konstruktiver Betrachtungen vorteilhaft ist eine verhältnismäßig starre Weüe 8 zu besitzen, so daß eine Verlängerung des Impulses A zum Impuls A' nur ein Grad ist kann diese kieine Abweichung elektronisch verstärkt werden, um denselben oder praktisch denselben Wert für die Verzögerung W anstatt einen anderen gewünschten Wert für diese Funktion zu erhalten.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung zur Veränderung des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Belastung, wobei das von der Kurbelwelle übertragene Drehmoment über die vom Drehmoment herrührende Torsion mit Hilfe eines von der Kurbelwelle betätigten ersten und zweiten Impulsgenerators ermittelt wird und ein unter Verwendung der Impulse des ersten und zweiten Impulsgenerators gebildetes, zur Größe des Torsionswinkels und damit zur Größe des Drehmomentes proportionales Signal den drehzahlabhängig gen Zündzeitpunkt noch vom Drehmoment abhängig verschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (CA) vorgesehen ist, der während der Dauer des zur Größe des Torsionswinkels und damit des Drehmomentes proportionalen Signals (18, 18') mit konstanter Geschwindigkeit entladen wird und am Ende dieses Signals mit einer von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Geschwindigkeit wieder aufgeladen wird, und daß ein die Zündung auslösendes Signal erzeugt wird, wenn die Spannung des Kondensators (C4) bei der Wiederladung einen bestimmten vorgebbaren Wert erreicht hat

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei drehbare Glieder (4, 6) vorgesehen sind, von denen das erste (4) auf der Kurbelwelle (1) befestigt ist und sich synchron mit dieser dreht und das zweite (6) an einem von dieser entfernten Teil einer mit der Kurbelwelle (1) verbundenen Übertragungswelle (8) angeordnet ist und sich verzögert zum ersten Glied (4), jedoch synchron zu ihm dreht, wobei der Verzögerungsbetrag mit dem Drehmoment an der Übertragungswelle (8) ansteigt, daß am Umfang der beiden Glieder Markierungen (12, 13) angeordnet sind, die zur Erzeugung der elektrischen, gegeneinander verschobenen ersten und zweiten Impulse dienen, wobei die ersten Impulse durch den ersten Impulsgenerator (5a) am ersten Glied (4) und die zweiten Impulse im zeitlichen Abstand von den ersten Impulsen durch den zweiten Impulsgenerator (5b) am zweiten Glied (6) erzeugt werden, und daß der zeitliche Abstand zwischen den ersten und zweiten Impulsen mit dem Drehmoment in der Übertragungswelle (8) ansteigt.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges drehbares Glied (6) vorgesehen ist, welches auf einer mit der Kurbelwelle (1) verbundenen Übertragungswelle (8) befestigt ist und sich synchron mit der Übertragungswelle (8), jedoch verzögert zur Kurbelwelle (1) dreht, wobei der Verzögerungsbetrag mit dem Drehmoment an der Übertragungswelle (8) ansteigt, daß am Umfang des Gliedes (6) Markierungen (13) angeordnet sind, die zur Erzeugung der elektrischen, gegeneinander verschobenen, ersten und zweiten Impulse dienen, wobei die ersten Impulse beim Vorbeigang einer ι Markierung (13) an dem ersten Impulsgenerator (5a) und die zweiten Impulse beim Vorbeigang derselben Markierung (H) an dem in Drehrichtung des Gliedes (6) hinter dem ersten Impulsgenerator (5a) angeordneten zweiten Impulsgenerator (56,)erzeugt werden, ι und daß der zeitliche Absland zwischen den ersten und zweiten Impulsen mit dem Drehmoment in der Übertragungswelle (8) ansteigt.

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung des Kondensators (C4), die mit der Erzeugung eines ersten Impulses beginnt, bis zum zweiten Impuls andauert