DE19736032B4

DE19736032B4 - Ignition method and ignition arrangement for internal combustion engines

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Publication number: DE19736032B4
Application number: DE1997136032
Authority: DE
Inventors: Leo Kiessling; Georg Ochs
Original assignee: Pruefrex Elektro Apparatebau GmbH
Current assignee: Pruefrex Elektro Apparatebau GmbH
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2017-08-21
Also published as: DE19736032A1; DE29814440U1

Abstract

Zündverfahren für Brennkraftmaschinen, unter Verwendung eines Magnetgenerators (P01), der abhängig von der Maschinen-Drehstellung eine Lade-Wechselspannung (I–III) für ein Energiespeicherelement (U3) induziert, das von einem synchron zu der Wechselspannung (I–III) betätigten Zündschalter (U4) zum Auslösen der Zündung entladen wird, wobei ein vorzugsweise programmierbares Steuerwerk (U8) zur Betätigung des Zündschalters (U4) in Abhängigkeit vom Zustand der Brennkraftmaschine, beispielsweise deren Drehstellung oder Drehzahl, eingesetzt und in einen gegenüber Störungen vom Entlade- oder Zündvorgang sicheren und/oder geschützten Zustand versetzt wird, gekennzeichnet durch eine Herbeiführung des sicheren Zustands dadurch, daß innerhalb jeder Maschinendrehung das Steuerwerk (U8) wenigstens einmal in seinen Ausgangszustand zurückversetzt beziehungsweise neu initialisiert wird.ignition for internal combustion engines, using a magnetic generator (P01), which depends on the machine rotational position, a charging AC voltage (I-III) for an energy storage element (U3) induced by a synchronous to the AC voltage (I-III) operated ignition switch (U4) to trigger the ignition is discharged, with a preferably programmable control unit (U8) for operation of the ignition switch (U4) depending from the state of the internal combustion engine, for example, the rotational position or Speed, used and in one against interference from the discharge or ignition safe and / or protected Condition is offset, characterized by an induction of the safe state in that within every machine turn the control unit (U8) at least once in reset its initial state or reinitialized.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zündverfahren für Brennkraftmaschinen, bei dem ein Magnetgenerator verwendet wird, der abhängig von der Maschinen-Drehstellung eine Lade-Wechselspannung für ein Energiespeicherelement induziert, das von einem synchron zur Wechselspannung betätigten Zündschalter zum Auslösen der Zündung entladen wird; dabei wird ein vorzugsweise programmierbares Steuerwerk zur Betätigung des Zündschalters in Abhängigkeit vom Zustand der Brennkraftmaschine, beispielsweise deren Drehstellung oder Drehzahl eingesetzt und in einen gegenüber Störungen vom Entlade- oder Zündvorgang sicheren und/oder geschützten Zustand versetzt. Ferner betrifft die Erfindung eine insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Zündanordnung mit einem Magnetgenerator, der drehzahlabhängig Wechselspannungen induziert und dabei ein Energiespeicherelement lädt, und mit einem die Wechselspannungen abtastenden, vorzugsweise programmierbaren Steuerwerk zum Betätigen eines das Energiespeicherelement über die Primärspule eines Zündtransformators entladenden Zündschalters.The The invention relates to a method of ignition for internal combustion engines, in which a magnetic generator is used, which depends on the machine rotational position, a charging AC voltage for an energy storage element induced by a synchronized with the AC voltage actuated ignition switch to trigger the ignition is unloaded; this is a preferably programmable control unit for operation of the ignition switch dependent on from the state of the internal combustion engine, for example, the rotational position or speed used and in one against interference from the discharge or ignition safe and / or protected Condition offset. Furthermore, the invention relates to a particular to carry out This method suitable ignition arrangement with a magnetic generator that induces AC voltages depending on the speed and thereby loads an energy storage element, and with one the AC voltages scanning, preferably programmable control unit for actuating a the energy storage element over the primary coil an ignition transformer discharging ignition switch.

Da Steuerwerke, insbesondere wenn sie mit Mikroprozessoren realisiert sind, gegenüber Zündimpulsen hohe Energie und räumlicher Nähe sehr empfindlich sind, ist vorgeschlagen worden ( US 4 924 831 ), an den Steuerausgängen des Mikroprozessorsystems zum Zündschalter Optokoppler anzuordnen. Hierdurch läßt sich ein gewisser Schutz vor rückgekoppelten Störungen aus dem Entladekreis erzielen. Allerdings sind Optokoppler kostspielige Bauelemente. Aus diesem Grund wird bei einem bekannten Kondensator-Entladungszündsystem ( EP 0 654 603 A2 ) vorgeschlagen, das den Zündschalter steuernde Mikroprozessorsystem mit seinen Ein- und Ausgängen für die Dauer des Zündimpulses abzuschalten bzw. "abzudrehen", um das Eindringen von Störungsrauschen vom Zündfunken zu verhindern. Hierdurch wird jedoch nur erreicht, daß die an den Eingängen während der Dauer des Zündfunkens anliegenden Störsignale vom Steuerwerk bzw. der entsprechenden Mikroprozessorsoftware nicht ausgewertet werden und damit nicht als falsche Positionssignale interpretiert werden. Gleichwohl kann die Energie dieser Störsignale das Mikroprozessorsystem außer Tritt bringen mit der Folge von Zündaussetzern oder falscher Zündzeitpunkte durch Verzählen des Drehzahl-Zeitgebers im Steuerwerk oder von diesem falsch gelesenen Variablen.Since control units, in particular if they are realized with microprocessors, are very sensitive to ignition pulses of high energy and spatial proximity, it has been proposed ( US 4,924,831 ) to place at the control outputs of the microprocessor system to the ignition switch opto-couplers. As a result, some protection against feedback noise from the discharge circuit can be achieved. However, optocouplers are expensive components. For this reason, in a known capacitor discharge ignition system ( EP 0 654 603 A2 ) proposed to turn off the ignition switch controlling microprocessor system with its inputs and outputs for the duration of the ignition pulse or "turn off" to prevent the ingress of noise from the sparks. This, however, only ensures that the voltage applied to the inputs during the duration of the spark interference signals are not evaluated by the controller or the corresponding microprocessor software and thus are not interpreted as incorrect position signals. However, the energy of these jamming signals can disable the microprocessor system, resulting in misfires or false spark timing by timing the speed timer in the controller or by this misread variable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei elektronischen Zündungen für Brennkraftmaschinen unter Beibehaltung niedriger Hardware-Kosten die technische Zuverlässigkeit und Sicherheit zu erhöhen. Zur Lösung wird bei einem Zündverfahren mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß vorgeschlagen, den sicheren bzw. geschützten Zustand dadurch herbeizuführen, daß innerhalb jeder Maschinendrehung das Steuerwerk wenigstens einmal in seinen Ausgangszustand zurückversetzt bzw. neu initialisiert wird. Selbst wenn dann aus dem Zündfunken herrührende Störeinflüsse auf das Steuerwerk einwirken können, kann dies keine länger nachteiligen Auswirkungen auf das Steuerwerk und damit das Zündsystem haben, weil dieses aus einem gegebenenfalls gestörten bzw. unbestimmten Zustand stets wieder in einem definierten Zustand durch Initialisierung zurückversetzt wird, bevor sich wesentliche nachteilige Auswirkungen auf das Zündsystem ergeben.Of the Invention is based on the object in electronic ignitions for internal combustion engines while maintaining low hardware cost the technical reliability and increase security. To the solution is in a firing process proposed according to the invention with the features mentioned, the safe or protected To bring about state that within every machine turn the control unit at least once in its Initial state reset or reinitialized. Even if then out of the ignition stemming Disturbing influences the control unit can act, This can not be longer adverse effects on the control unit and thus the ignition system have, because this from an optionally disturbed or undetermined state always back in a defined state by initialization set back before there are any significant detrimental effects on the ignition system.

In besonderer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Steuerwerk bzw. das entsprechende Mikrocomputersystem in dem Winkel- und Zeitbereich, in dem es Störungen ausgesetzt ist, vom Programmablauf in einen passiven Zustand versetzt, das heißt, Aktionen wie Drehzahlmessung, Auswertung von Positionssignalen etc. werden im Steuerwerk nicht durchgeführt. Mit anderen Worten, alle Nutzaktivitäten des Steuerwerks werden nach außerhalb des durch Zündfunken gestörten Winkel- bzw. Zeitbereichs verlegt. Verspringt sich das Steuerwerk in seinem Steuerungs- bzw. Programmablauf gleichwohl aufgrund einer Störung, kann dies durch eine Neuinitialisierung in der nachfolgenden Maschinenumdrehung wieder unwirksam gemacht werden. Dazu ist es zweckmäßig, daß die Neuinitialisierung möglichst in einem definiertem Winkelbereich oder an einer bestimmten Winkelposition in der Brennkraftmaschine erfolgt. Die Synchronisation auf die Position des Polrades des Magnetgenerators für die dem Zündfunken nachfolgende Umdrehung muß ohne Berücksichtigung derjenigen Positionssignale erfolgen, die das Steuerwerk vor der regelmäßigen bzw. periodischen Neuinitialisierung erhalten hat. Dabei ist es anzustreben, daß der Zündvorgang selbstätig weiterläuft, selbst wenn das Steuerwerk das Ansteuersignal für den Entlade- bzw. Zündschalter vorzeitig beendet. Ferner ist es anzustreben, daß ein aufgrund von Störungen zu langes oder mehrfaches Ansteuersignal vom Steuerwerk für den Entlade- bzw. Zündschalter keine Auswirkungen hat. Wegen dieser Gesichtspunkte wird auf eine weiter unten beschriebene vorteilhafte Ausführungsform gemäß Patentansprüche 17–19 verwiesen.In special embodiment of the method according to the invention is the control unit or the corresponding microcomputer system in the angular and time domain, in which there are disorders is suspended, put into a passive state by the program flow, this means, Actions like speed measurement, evaluation of position signals etc. are not carried out in the control unit. In other words, everyone Nutzaktivitäten of the controller will be outside by spark disturbed Angle or time range misplaced. Speaks the control unit nevertheless in its control or program sequence due to a Disorder, can this by a reinitialization in the subsequent machine revolution be made ineffective again. For this it is expedient that the reinitialization preferably in a defined angular range or at a certain angular position takes place in the internal combustion engine. The synchronization to the position of the magnet wheel of the magnet generator for the rotation following the spark must be without consideration those position signals are carried out by the control unit before the regular or received periodic reinitialization. It is important to strive that the Ignition continues selbstätig, even if the control unit the drive signal for the discharge or ignition switch ended prematurely. Furthermore, it is desirable that a due to interference to long or multiple control signal from the control unit for the unloading or ignition switch has no effect. Because of these points of view will continue on one referenced below advantageous embodiment according to claims 17-19.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Kosten für Entstöraufwand einsparen und Entwicklungszeiten verkürzen. Ferner ist ein einfacher, kompakter Aufbau erreichbar, bei dem Leistungsteil, Hochspannungsteil und Steuerung räumlich eng beieinander angeordnet sind, ohne daß ein spürbarer Aufwand für Abschirm- und Entkopplungsmaßnahmen getroffen werden müßte.With the method according to the invention can be cost for interference suppression save and shorten development times. Furthermore, a simple, compact design achievable, with the power section, high-voltage section and control spatially are arranged close to each other, without a noticeable effort for shielding and decoupling measures would have to be taken.

Zur Lösung der obigen Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Zündanordnung, in deren Steuerwerk ein auf Störungen vom Entlade- oder Zündvorgang eingerichtetes Sicherheitsmodul angelegt ist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß dem Sicherheitsmodul zur Neuinitialisierung des Steuerwerks ein Rücksetzeingang zugeordnet ist, der mit einer vom Steuerwerk unabhängigen Auslöseeinrichtung verbunden ist, die zur Ansteuerung bzw. Betätigung durch die Wechselspannung, den Zündschalter und/oder durch den Entladevorgang des Energiespeicherelements ausgebildet ist. Mit dem Ende des durch die Auslöseeinrichtung angelegten Rücksetzsignals – bei Mikrocomputern das weithin geläufige RESET-Signal – erfolgt eine Neuinitialisierung des Steuerwerks. Damit ist sichergestellt ist, daß dieses vor den Aktivitäten für die nächste Umdrehung sicher definiert arbeitet, und die vorher aufgetretenen Störungen (im wesentlichen durch den davor liegenden Zündfunken) keine Auswirkungen auf die folgende Umdrehung der Brennkraftmaschine haben. Wichtig ist, daß die Neuinitialisierung durch ein Ereignis erzeugt wird, welches unabhängig davon eintritt, ob das Schaltwerk korrekt arbeitet oder nicht. Im Sinne der Erfindung ist also das Rücksetzsignal von einer Hardware zu erzeugen, die vom Schaltwerk bzw. einem entsprechenden Mikrocontroller entkoppelt funktioniert.to solution The above object is achieved in an ignition arrangement mentioned above, in their control unit on a fault from the discharge or ignition process furnished security module is applied, proposed according to the invention, that the Security module for reinitialization of the control unit a reset input associated with a control unit independent tripping device connected to the control or actuation by the AC voltage, the ignition switch and / or formed by the discharging process of the energy storage element is. With the end of the reset signal applied by the triggering device - in microcomputers the most common RESET signal - takes place a reinitialization of the control unit. This is guaranteed is that this before the activities for the next Turn safely defined, and the previously occurred disorders (essentially by the spark in front of it) no effects on the next revolution of the internal combustion engine. Important is that reinitialization is generated by an event which occurs regardless of whether the Rear derailleur is working correctly or not. Within the meaning of the invention So the reset signal to produce from a hardware that the rear derailleur or a corresponding Microcontroller decoupled works.

Das die Neuinitialisierung auslösende Ereignis kann allerdings auch vom Schaltwerk selbst veranlaßt sein, wobei zweckmäßig auf diesen Vorgang eine zeitliche Verzögerung oder Steuerung einwirkt. Der Eintritt des Ereignisses sollte so gelegt sein, daß der Rücksetzvorgang erfolgt, bevor das Schaltwerk beispielsweise durch einen Zündfunken gestört werden kann. Die periodische Initialisierung ist so angelegt, daß sie nach der letzten möglichen Störung durch den Zündfunken und vor Anlauf der Aktivitäten für die nächste Umdrehung ausgeführt wird.The triggering the reinitialization Event, however, can also be caused by the rear derailleur itself, being expedient this process acts a time delay or control. The occurrence of the event should be set so that the reset process done before the rear derailleur, for example, by a spark disturbed can be. The periodic initialization is designed to look after the last possible disorder through the spark and before the start of activities for the next Turn performed becomes.

Da die Initialisierungsroutine zweckmäßig an einer bestimmten Position des Polrads des Magnetgenerators oder innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches des Polrades bzw. der Brennkraftmaschine während jeder Umdrehung ausgelöst wird, kann nach dem Ende des Rücksetzsignals und nach der Initialisierungsroutine die Synchronisation der Steuerungssoftware im Schaltwerk mit der Polradposition erfolgen, indem beispielsweise ein erstes Merksignal für die Positionserkennung gesetzt wird (ähnlich nach DE 40 17 478 C2 , dortiger Anspruch 6). Im Rahmen der Erfindung wird die Auslöse- bzw. Triggereinrichtung für die Neuinitialisierung entweder durch den Zündfunken selbst bzw. dem entsprechenden Entladevorgang des Energiespeicherelements oder durch den Zündschalter oder durch ein periodisches Ereignis wie zum Beispiel das periodische Auftreten der Wechselspannungshalbwellen pro Umdrehung aktiviert. Die genannten Ereignisse können auch nebeneinander bzw. kumulativ die Neuinitialisierung veranlassen, was die Sicherheit und Zuverlässigkeit weiter erhöht.Since the initialization routine is expediently triggered at a specific position of the magnet wheel of the magnet generator or within a certain angular range of the rotor during each revolution, after the end of the reset signal and after the initialization routine, synchronization of the control software in the derailleur with the pole wheel position can take place. for example, by setting a first flag for the position detection (similar to DE 40 17 478 C2 , there claim 6). In the context of the invention, the triggering or triggering device for the reinitialization is activated either by the spark itself or the corresponding discharge of the energy storage element or by the ignition switch or by a periodic event such as the periodic occurrence of the AC half-waves per revolution. The mentioned events can also cause the reinitialization side by side or cumulatively, which further increases security and reliability.

Bei Zündsystemen benötigt die Steuerung eine Information über den Zustand eines Stopschalters, der zum Beenden des Motorbetriebs durch Unterbinden der Zündung angeordnet ist. Die Steuerung muß informiert sein, ob der Stopschalter geöffnet oder geschlossen ist, zum Beispiel um nach kurzem Betätigen des Stopschalters den Zündfunken weiterhin abgeschaltet zu halten, bis der Motor eine Drehzahl unterschritten hat, bei welcher der Antrieb eingekuppelt ist. Bei bekannten Systemen erfolgt dies zum Beispiel dadurch, daß der Stopschalter mit dem Eingang der Steuerung über einen Widerstand verbunden ist. Die Steuerung wertet beispielsweise den Spannungsabfall an dem Widerstand aus und steuert entsprechend das Leistungsteil, beispielsweise den Zünd- bzw. Entladeschalter an. Der Kopplungswiderstand muß relativ niederohmig dimensioniert sein, um trotz Verschmutzungs- und Übergangswiderstände die Genauigkeit der Widerstandsmessung in der Steuerung in Grenzen zu halten. Ferner sind zusätzliche Bauteile wie Dioden und Kondensatoren erforderlich, um den empfindlichen Eingang der Steuerung vor Zerstörung zu schützen. Ein weiterer Nachteil bekannter Lösungen besteht darin, daß innerhalb der Steuerung bzw. des entsprechenden Schaltwerks Analogkomperatoren und/oder Analog-Digital-Wandler eingesetzt werden müssen, um einen etwaigen Spannungsabfall am Koppelwiderstand zum Stopschalter zu ermitteln. Eine rein digitale Lösung ist deshalb nicht möglich. Schließlich wirkt die von der Steuerelektronik nach außen geführte, hochohmige Leitung wie eine Antenne für hochfrequente Impulse einschließlich der vom Zündfunken, wodurch Probleme der elektromagnetischen Verträglichkeit sowie sogenannte "latch-up"-Probleme auftreten.at ignition systems needed the controller has information about the state of a stop switch, which is to stop the engine operation by stopping the ignition is arranged. The controller must be informed if the stop switch open or closed, for example, after briefly pressing the stop switch the spark keep turned off until the engine has fallen below a speed, in which the drive is engaged. In known systems This is done, for example, in that the stop switch with the Input of the controller via a resistor is connected. The controller evaluates, for example the voltage drop across the resistor and controls accordingly the power unit, such as the ignition or discharge switch on. The coupling resistance must be relative be dimensioned low resistance to despite contamination and contact resistance Accuracy of resistance measurement in the control within limits too hold. Furthermore, additional Components such as diodes and capacitors are required to handle the delicate Input of the controller from destruction to protect. Another disadvantage of known solutions is that within the controller or the corresponding rear derailleur Analogkompperatoren and / or analog-to-digital converters must be used to a possible voltage drop across the coupling resistor to the stop switch to investigate. A purely digital solution is therefore not possible. Finally works the led from the control electronics outwards, high-impedance line such an antenna for high frequency Pulses including the spark, whereby problems of electromagnetic compatibility and so-called "latch-up" problems occur.

Zur Vermeidung dieser Nachteile und zur Lösung der obigen Aufgabe wird bei einer Zündanordnung mit den eingangs genannten Merkmalen und mit einer Stopeinrichtung zum Unterbinden der Zündung nach einer vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Stopeinrichtung direkt mit dem Zündschalter und/oder dem Energiespeicherelement in Wirkungsverbindung gesetzt ist. Zweckmäßig wird dabei das Steuerwerk dazu eingesetzt, aus dem Fehlen des Zündfunkens trotz Ansteuerung auf den „Stop-Zustand" zu schließen. Indem also der Stopschalter erfindungsgemäß direkt auf die Leistungselektronik wirkt und dabei im geschlossenen Zustand das Erzeugen eines Zündfunkens unabhängig von der elektronischen Steuerung bzw. dem Schaltwerk verhindert, fassen sich folgende Vorteile erzielen: Analoge Baustufen sind nicht mehr erforderlich. Eine Treiberstufe entfällt ebenfalls. Das Schaltwerk bzw. die Steuerung kann mit einfachen digitalen Standardbausteinen kostengünstig und zuverlässig ausgebaut werden. Die elektromagnetische Verträglichkeit ist wesentlich verbessert, da eine Verbindung über einen niederohmigen Kopplungswiderstand von der externen Stopschaltung vom Steuerschaltwerk vermieden ist. Die robuste Leistungselektronik, die direkt mit der Stopschaltung verbunden ist, ist unempfindlich gegenüber der Energie der von der Stopleitung eingespeisten Transienten. Gleichzeitig bedämpft sie diese auf für die Steuerelektronik bzw. das Steuerschaltwerk unkritische Werte. Somit können gesonderte Schutz- und EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) -Bauteile entfallen, was die Herstellungskosten erniedrigt und die Zuverlässigkeit weiter erhöht. Auch die Spannungsversorgung kann vereinfacht und kostengünstiger ausgeführt sein, da der Versorgungsspannungsbereich ausschließlich digital realisierter Steuerungen größer und die Stromaufnahme geringer ist. Die Betriebszuverlässigkeit ist außerdem erhöht, weil die Stopschaltung direkt auf das Leistungsteil wirken kann. Wenn beispielsweise das Steuerschaltwerk ausfällt, läßt sich die Brennkraftmaschine gleichwohl abschalten.To avoid these disadvantages and to achieve the above object, it is proposed in an ignition arrangement with the features mentioned above and with a stop device for suppressing the ignition according to an advantageous embodiment, that the stop device is set directly in operative connection with the ignition switch and / or the energy storage element. Appropriately, the tax is Accordingly, the stop switch according to the invention acts directly on the power electronics and thereby prevents the generation of a spark independently of the electronic control or the rear derailleur in the closed state The following advantages can be achieved: Analogue construction stages are no longer required A driver stage is also eliminated The control unit or the controller can be inexpensively and reliably removed with simple digital standard modules The robust power electronics, which are connected directly to the stop circuit, are insensitive to the energy of the transients fed in by the stop line ie, these values are uncritical for the control electronics or the control circuit. Thus, separate protection and EMC (electromagnetic compatibility) components can be omitted, which reduces manufacturing costs and further increases reliability. The power supply can be simplified and carried out more cheaply, since the supply voltage range exclusively digitally realized controls larger and the power consumption is lower. The operational reliability is also increased because the stop circuit can act directly on the power unit. If, for example, the control unit fails, the internal combustion engine can nevertheless be switched off.

In vorteilhaftem Zusammenhang mit dieser Ausführungsform steht eine besondere Ausbildung des obigen, erfindungsgemäßen Zündverfahrens, wonach mit jedem Zündvorgang im Steuerwerk ein Initialisierungsflag gesetzt wird, das mit jeder Abfrage zurückgesetzt wird. Durch Setzen dieses Flags beim Abarbeiten der Initialisierungsroutine wird die Information gespeichert, daß ein Zündfunke ausgelöst wurde. Wenn das Initialisierungsflag nicht gesetzt ist, kann die Steuerung davon ausgehen, daß der Stopschalter geschlossen ist und dadurch der Zündfunke verhindert wurde. Zur Sicherheit wird der Zustand "Stop" erst dann angenommen, wenn das Initialisierungsflag mehrere, zum Beispiel vier Umdrehungen in Folge nicht gesetzt ist.In advantageous relationship with this embodiment is a special Formation of the above ignition method according to the invention, after which with each ignition In the control unit an initialization flag is set, which with each Query reset becomes. By setting this flag when processing the initialization routine the information is stored that a spark has been triggered. If the initialization flag is not set, the controller can assume that the Stop switch is closed and thereby the spark was prevented. to Safety, the state "Stop" is only accepted if the initialization flag several, for example four turns in consequence is not set.

Bei bisherigen Kondensatorzündsystemen wurde außerhalb des Winkelbereiches des Polrades bzw. der Brennkraftmaschine, in dem die zur Kondensator-Aufladung verwendeten Wechselspannungs-Halbwellen erzeugt werden, der Zündschalter betätigt, um ein Kurzschließen der Wechselspannungs- Halbwellen und damit der Ladeenergie zu verhindern. Dies bedeutet jedoch, daß der für eine Zündung mögliche Winkelbereich der Maschinen-Drehstellung beschränkt ist. Ein weiteres Problem besteht in der Sicherstellung der Brenndauer des Zündfunkens, wenn das Ansteuersignal vom Steuerwerk bzw. Mikrocontroller am Zündschalter während der Kondensatorentladung beispielsweise wegen Störbeeinflussung durch einen Zündfunken abbricht.at previous capacitor ignition systems was outside the angular range of the pole wheel or of the internal combustion engine, in which generates the AC half-waves used for capacitor charging be the ignition switch actuated, a shorting the AC half-waves and thus to prevent the charging energy. This means, however, that the for one ignition possible Angular range of the machine rotational position is limited. Another Problem consists in ensuring the burning time of the spark, if the drive signal from the control unit or microcontroller at the ignition switch during the Capacitor discharge, for example due to interference by a spark aborts.

Zur Lösung der genannten Problematik und der obigen Aufgabe wird bei einer Zündanordnung mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß vor geschlagen, daß der Betätigungseingang des Zündschalters über ein Differenzierglied mit dem Entladestromkreis (Energiespeicherelement, Primärspule des Zündtransformators, Zündschalter), insbesondere dem Energiespeicherelement verbunden ist. Also ist der Entladestromkreis so ausgelegt, daß durch einen kurzen Puls vom Steuerwerk bzw. Mikrocontroller die Entladung des Energiespeicherelements, insbesondere des Kondensators, gestartet wird und der Entladevorgang sich aufgrund des Differenzierglieds bis zur ausreichenden Entladung aufrecht erhält. Dabei ist es besonders zweckmäßig, daß das Steuerwerk den Zündschalter innerhalb eines Drehwinkelbereichs der Brennkraftmaschine ansteuert, in welchem die Lade-Wechselspannungen induziert werden, wobei unmittelbar nach Beginn des Zündvorganges das Steuerwerk sein Ansteuersignal wieder abschaltet. Eine etwaige Störung des Steuerwerks aufgrund des Zündfunkens kann sich dann momentan nicht auswirken und läßt sich durch die obige Neu-Initialisierung vorzugsweise nach Ende des Zündvorgangs wieder heilen. Indem die Entladung des Energiespeicherelements, insbesondere des Zündkondensators, in dem Maschinen-Winkelbereich stattfindet, in dem Wechselspannungs-Halbwellen zum Laden des Energiespeicherelements induziert werden, stehen dem Steuerwerk Positionssignale unmittelbar um den Zündzeitpunkt zur Verfügung. Diese eröffnen Raum für neue Steuerungs- und Regelstrategien zur Zündungssteuerung bei Brennkraftmaschinen.to solution the above problem and the above object is in a ignitor according to the invention with beaten before the features mentioned, that the enable input of the ignition switch on Differentiator with the discharge circuit (energy storage element, primary coil the ignition transformer, Ignition switch) in particular the energy storage element is connected. So is the discharge circuit designed so that by a short pulse from Control unit or microcontroller discharging the energy storage element, in particular of the capacitor, is started and the discharging itself due to the differentiating member until sufficient discharge maintains. It is particularly appropriate that the control unit the ignition switch within a range of rotation angle of the internal combustion engine drives, in which the charging AC voltages are induced, immediately after the beginning of the ignition process the control unit switches off its drive signal again. A possible disorder of the control unit due to the spark then can not currently affect and can be through the above re-initialization preferably after the end of the ignition process heal again. By discharging the energy storage element, in particular the ignition capacitor, takes place in the machine angular range, in the AC half-waves are induced to charge the energy storage element, are the control unit Position signals immediately available to the ignition timing. These open room for new control and regulation strategies for ignition control in internal combustion engines.

Nach einer besonderen Ausbildung kann die Beschaltung mit dem Differenzierglied so ausgelegt werden, daß das Energiespeicherelement nur so weit entladen wird, als die Entladung auf der Sekundärseite noch eine so hohe Spannung induziert, daß ein Funkenstrom aufrecht erhalten werden kann. Das Energiespeicherelement wird also nicht ganz entladen, so daß eine Vorladung verbleibt. Beim nächsten Ladevorgang der folgenden Maschinenumdrehung ergibt sich eine Aufladung auf eine um so höhere Spannung, wodurch die von der Sekundärspule an die Funkenstrecke abgegebene Energie gesteigert werden kann. Die Beschaltung des Betätigungseingangs des Zündschalters hat zweckmäßig Schwellwert-Entscheiderfunktionen, womit das Unterschreiten einer bestimmten Energie im Entladekreis detektiert und damit das Betätigen des Zündschalters abgebrochen werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Steuerwerk zur Ver kürzung des Entladevorgangs und der Funkenbrenndauer eingesetzt werden, indem während des Zündvorgangs mittels des Steuerwerks der Betätigungseingang des Zündschalters in seinem elektrischen Spannungs- bzw. Potentialniveau entsprechend verändert wird. Andererseits ist es im Rahmen der Erfindung auch denkbar, daß das Steuerwerk bzw. der Mikrocontroller in Anpassung an den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine den Zündschalter zugunsten einer längeren Funken-Brenndauer ansteuert.According to a particular embodiment, the circuit with the differentiating element can be designed so that the energy storage element is only discharged so far as the discharge on the secondary side still induces such a high voltage that a spark current can be maintained. The energy storage element is thus not completely discharged, so that a summons remains. At the next charging of the following revolution of the machine, the charge is increased to a higher voltage, whereby the energy delivered by the secondary coil to the spark gap can be increased. The wiring of the operation input of the ignition switch has expedient threshold decision functions, whereby the falling below a certain energy detected in the discharge circuit and thus the operation of the ignition switch can be canceled. Additionally or alternatively, the control unit can be used to shorten the unloading process Ver and the spark duration, by during the ignition by means of the STEU erwerks the operating input of the ignition switch is changed accordingly in its electrical voltage or potential level. On the other hand, it is within the scope of the invention also conceivable that the control unit or the microcontroller in adaptation to the respective operating state of the internal combustion engine controls the ignition switch in favor of a longer spark burning time.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung konkreter Ausführungsbeispiele der Erfindung und den Zeichnungen. Diese zeigen jeweils schematisch in:Further Details, characteristics, advantages and effects based on Invention will become apparent from the dependent claims and the following Description of specific embodiments the invention and the drawings. These show each schematically in:

1 in axialer Teil-Draufsicht die Ausführung des Magnetgenerators mit Zündmodul Z1, 1 in axial partial top view of the embodiment of the magnetic generator with ignition Z1,

2 ein Blockschaltbild einer Ausführung des erfindungsgemäßen Zündmoduls, 2 a block diagram of an embodiment of the ignition module according to the invention,

3 u. 4 jeweils elektrische Signalverläufe, aufgetragen über den Drehwinkel des Polrads bzw. der Brennkraftmaschine, 3 u. 4 each electrical signal waveforms, plotted on the rotation angle of the pole wheel and the internal combustion engine,

5–10b (Block)-Schaltbilder zu weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zündmoduls, 5 - 10b (Block) circuit diagrams to further embodiments of the ignition module according to the invention,

11 u. 12 elektrische Signalverläufe über die Zeit. 11 u. 12 electrical waveforms over time.

Gemäß 1 ist ein Polrad P01 angeordnet und mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors zur synchronen Drehung mit dieser verbunden. Im scheibenförmigen Polrad P01 ist im peripheren Bereich ein Dauermagnet MA1 mit Nordpol N und Südpol S eingelassen. Um die jeweiligen Polbereiche N, S herum sind magnetisch leitenden Polschuhe K1 angebracht. Gegenüber dem Umfang des Polra des P01 befindet sich ein auf der Basis einer Kondensatorentladung arbeitendes Zündmodul Z1.According to 1 a pole P01 is arranged and connected to the crankshaft of an internal combustion engine for synchronous rotation therewith. In the disk-shaped pole wheel P01, a permanent magnet MA1 with north pole N and south pole S is embedded in the peripheral region. Magnetically conductive pole pieces K1 are attached around the respective pole regions N, S. Opposite the circumference of the pole of the P01 there is an ignition module Z1 operating on the basis of a capacitor discharge.

Nach 2 weist es einen Spulensatz U7 auf, der u.a. zur Spannungsversorgung eines Mikrocontrollers U8 und zur Aufladung eines Zündkondensators U3 dient. Gemäß 1 kann der Spulensatz U7 mit mehreren Spulen L1, L4 realisiert sein. Mittels eines magnetisierbaren Eisenkerns K2 wird der magnetische Fluß vom Dauermagneten MA1 über die Polschuhe K1 und den Eisenkern K2 durch diese Spulen L1, L4 gelenkt. Im Zündmodul Z1 befindet sich ferner ein Zündübertrager U2, der aus dem Eisenkern K3, der Primärspule L2 und der Sekundärspule L3 besteht. Der Zündübertrager U2 kann auf dem Eisenkern K2 des u.a. den Spulensatz U7 umfassenden Ladeteils LD mit angeordnet sein. Mit anderen Worten, der Eisenkern K2 gemäß 2 enspricht den in 2 symbolisch dargestellten Eisenkernen K2 des Spulensatzes U7 und K3 des Zündübertragers U2. Die komplette Elektronikbaugruppe U20 ist nach 1 im Zündmodul Z1 integriert. Sie besteht nach 2 aus dem mit den Ladespulen L1, L4 verbundenen Gleichrichtern U5, U6, den mit diesen Spulen jeweils verbundenen Zündkondensator U3 und Zündschalter U4 (der den Entladestrom gegen Masse leitet), den zwischen Zündkondensator U3 und Zündtransformator U2 geschalteten Impulsformer U11 nebst ausgangsseitig angeschaltetem Verzögerungsglied U12 und dem Mikrocontroller U8, der eingangsseitig u.a. mit den Impulsformern U10, U11 und der Stromversorgung U9 und ausgangsseitig mit dem Betätigungseingang des Zündschalters U4 verbunden ist. Die weitere Impulsformerstufe U10 ist mit dem Lade-Spulensatz U7 eingangsseitig verbunden.To 2 it has a coil set U7 which serves, inter alia, to supply voltage to a microcontroller U8 and to charge a starting capacitor U3. According to 1 the coil set U7 can be realized with a plurality of coils L1, L4. By means of a magnetizable iron core K2, the magnetic flux is directed by the permanent magnet MA1 via the pole pieces K1 and the iron core K2 through these coils L1, L4. In the ignition module Z1 is also an ignition transformer U2, which consists of the iron core K3, the primary coil L2 and the secondary coil L3. The ignition transformer U2 can be arranged on the iron core K2 of, inter alia, the coil set U7 comprehensive loading part LD. In other words, the iron core K2 according to 2 corresponds to the in 2 symbolically represented iron cores K2 of the coil set U7 and K3 of Zündübertragers U2. The complete electronic module U20 is after 1 integrated in ignition module Z1. She insists 2 from the rectifiers U5, U6 connected to the charging coils L1, L4, the ignition capacitor U3 and ignition switch U4 connected to these coils (which conducts the discharge current to ground), the pulse shaper U11 connected between the ignition capacitor U3 and the ignition transformer U2 together with the delay element U12 and the output side the microcontroller U8, which is connected on the input side, inter alia, with the pulse shapers U10, U11 and the power supply U9 and the output side to the operating input of the ignition switch U4. The further pulse shaper U10 is connected to the input side of the charging coil set U7.

Wie in 3 im Falle der Ein-Weg-Gleichrichtung veranschaulicht, ändert sich durch die Drehung des Polrades P01 der magnetische Fluß und induziert in den Spulen L1, L4 eine elektrische Spannung mit dem Signalverlauf S1 und den drei Halbwellen I, II und III (vgl. 3a). tp bezeichnet die Zeit für eine Umdrehung des Polrades, und P1 ... P7 markieren einzelne Drehstellungen des Polrades P01. Die Signale S 1.1–S 1.4 und S 1.11 gemäß 3b–f zeigen zu Impulsen geformte Positionssignale, abgeleitete aus den induzierten Spannungshalbwellen I, II, III. Diese Positionssignale werden vom Mikrocontroller U8 zu Zwecken der Steuerung und Regelung der Zündung weiterverarbeitet. Das Signal S 4.1. gemäß 3g gibt den Verlauf am Verbindungsknoten zwischen dem Zündschalter U4 und dem Zündkondensator U3 wieder.As in 3 illustrated in the case of one-way rectification, the magnetic flux changes by the rotation of the pole wheel P01 and induces an electrical voltage in the coils L1, L4 with the waveform S1 and the three half-waves I, II and III (see. 3a ). tp denotes the time for one revolution of the pole wheel, and P1... P7 mark individual rotational positions of the pole wheel P01. The signals S 1.1-S 1.4 and S 1.11 according to 3b -F show pulse signals shaped position signals derived from the induced voltage half-waves I, II, III. These position signals are further processed by the microcontroller U8 for purposes of controlling and regulating the ignition. The signal S 4.1. according to 3g indicates the course at the connection node between the ignition switch U4 and the ignition capacitor U3 again.

In 4 ist eine Zwei-Weg-Gleichrichtung dargestellt, wobei 2a–b die positiven Spannungshalbwellen I, III nebst daraus abgeleiteten, zu Impulsen geformten Positionssignalen wiedergeben. 4e–4i zeigen die in die positive Polarität transformierte, an sich negative Spannungshalbwelle nebst daraus abgeleiteten, zu Impulsen geformten Signalen S 3.1.–S 3.21. 4k–m geben den Spannungsverlauf am Verbindungsknoten zwischen Ladekondensator U3 und Zündschalter U4 wieder.In 4 is shown a two-way rectification, where 2a -B reproduce the positive voltage half-waves I, III together with derived therefrom, shaped into pulses position signals. 4e - 4i show the intrinsically negative voltage half-wave transformed into the positive polarity together with signals derived therefrom and shaped into pulses S 3.1.-S 3.21. 4k -M give the voltage curve at the connection node between the charging capacitor U3 and ignition switch U4 again.

Aus dem Spulensatz U7 wird über den Gleichrichter U5 der Zündkondensator U3 aufgeladen. Je nach Ausführung werden entweder bei Ein-Weg-Gleichrichtung die Halbwellen I und III oder alternativ nur die Halbwelle II oder bei Zwei-WegGleichrichtung alle Halbwellen I–III zur Aufladung verwendet. Bei Verwendung einer Zwei-Weg-Gleichrichtung (vgl. 4) liegen am Spulenanfang bzw. -ende die Signale S2 und S3 an. Die Spannungsversorgung für den Mikrocontroller U8 wird auf gleiche Weise erzeugt. Die pulsierende Gleichspannung nach dem Gleichrichter U6 wird vom Siebglied U9 gepuffert, geglättet, begrenzt und dem Mikrocontroller U8 zugeführt. Die Aufladung des Zündkondensators verläuft bei Ein-Weg-Gleichrichtung und Ausnutzung der Halbwelle II entsprechend dem Signal S4.1 in 3g, bei Zwei-Weg-Gleichrichtung entsprechend dem Signal S4.0 in 4k. Mit dem Ansteuern des Zündschalters U4 wird der Zündkondensator U3, der parallel an die Primärspule des Zündübertragers U2 gelegt ist, nach Masse durchgeschaltet. Aufgrund des entstehenden Stromflusses entsteht in der Sekundärspule L3 ein Hochspannungspuls, welcher einen Funkenüberschlag an der Zündkerze ZK1 auslöst. Der Mikrocontroller U8 hat die Aufgabe, den Zündschalter U4 in der den jeweiligen Betriebsverhältnissen (z.B. Drehzahl) entsprechenden Winkelposition des Polrades P01 anzusteuern, was den jeweiligen Zündzeitpunkt ergibt. Die Information über die Winkelposition des Polrades P01, die Drehzahl, die Drehrichtung und die momentane Winkelgeschwindigkeit erhält die Steuerung aus den induzierten Wechselspannungen I–III der Spulen, vorzugsweise des Ladespulensatzes U7. Zur Anpassung des Pegels dient der Impulsformer U10, der zwischen den Spulen und dem Mikrocontroller U8 zwischenzuschalten ist. Je nach Ausführung des Impulsformers U10 wird aus dem Ladespulensignal S1 (vgl. 3a) bei Ein-Weg-Gleichrichtung) oder S2 und S3 (4a) und e) bei Zwei-Weg-Gleichrichtung) das Signal S1.x oder S2.x/S3.x an die Steuerung angelegt. Die Flanken dieser Signale kennzeichnen bestimmte Positionen der induzierten Spannung S1 und somit bestimmte Polradpositionen Px. Aus der zeitlichen Folge und den Abständen dieser Flanken stehen oben genannte Informationen den Mikrocontroller U8 zur Verfügung. Über den weiteren Impulsformer U11, der eingangsseitig den Verbindungsknoten zwischen Zündkondensator U3 und Zündübertrager U2 abtastet, erhält der Mikrocontroller Informationen über den Ablauf des Entladevorgangs im Primärschwingkreis U2, U3.From the coil set U7, the ignition capacitor U3 is charged via the rectifier U5. Depending on the design, half-waves I and III or alternatively only half-wave II or, in the case of two-way rectification, all half-waves I-III are used for charging either in one-way rectification. When using a two-way rectification (see. 4 ) are at the coil start or end of the signals S2 and S3. The power supply for the microcontroller U8 is generated in the same way. The pulsating DC voltage after the rectifier U6 is buffered by the sieve U9, smoothed, limited and fed to the microcontroller U8. The charging of the ignition capacitor runs in one-way rectification and utilization of the half-wave II in accordance with the signal S4.1 in 3g , in two-way rectification according to the signal S4.0 in 4k , With the activation of the ignition switch U4, the ignition capacitor U3, which is connected in parallel to the primary coil of the ignition transformer U2, is switched through to ground. Due to the resulting current flow arises in the secondary coil L3, a high voltage pulse, which triggers a flashover at the spark plug ZK1. The microcontroller U8 has the task to control the ignition switch U4 in the respective operating conditions (eg speed) corresponding angular position of the pole wheel P01, resulting in the respective ignition timing. The information about the angular position of the pole wheel P01, the rotational speed, the direction of rotation and the instantaneous angular velocity is obtained from the control of the induced alternating voltages I-III of the coils, preferably of the charging coil set U7. To adjust the level of the pulse shaper U10, which is to be interposed between the coils and the microcontroller U8. Depending on the design of the pulse shaper U10 is from the charging coil signal S1 (see. 3a in one-way rectification) or S2 and S3 ( 4a ) and e) in the case of two-way rectification), the signal S1.x or S2.x / S3.x is applied to the controller. The edges of these signals identify certain positions of the induced voltage S1 and thus certain pole wheel positions Px. From the time sequence and the intervals of these edges, the above information is the microcontroller U8 available. Via the further pulse shaper U11, which on the input side scans the connection node between ignition capacitor U3 and ignition transformer U2, the microcontroller receives information about the sequence of the discharge process in the primary oscillator circuit U2, U3.

Bei üblichen, programmierbaren Mikrocontrollern kann durch ein Signal (je nach Typ low- oder high-Signal) von extern der Programmzähler auf eine definierte Adresse gesetzt werden. An dieser Adresse wird die Routine für die Initialisierung bzw. das "Aufsetzen" des Mikrocontrollers und seiner internen Software gesetzt. Weiterhin werden durch dieses Signal die Ein- und Ausgänge sowie interne Peripheriebausteine definiert gesetzt und gehalten. Diese Funktion kann durch (ggf. gestörte) Software vom Mikrocontroller nicht unterbunden werden, d.h. selbst wenn der Mikrocontroller durch Störungen außer Tritt geraten ist, wird diese Funktion ausgeführt. Der Anschluß für dieses Signal wird üblicherweise mit "RESET" bezeichnet und dient im übrigen zum Initialisieren der Steuerung nach dem Aufbau der Versorgungsspannung.At usual, programmable microcontrollers can be replaced by a signal (depending on Type low or high signal) from external to the program counter a defined address can be set. At this address is the routine for the Initialization or "putting on" of the microcontroller and its internal software set. Furthermore, by this Signal the inputs and outputs as well as internal I / O blocks defined and kept defined. This function can be performed by (possibly faulty) software from the microcontroller can not be prevented, i. even if the microcontroller goes through disorders except If this is the case, this function is executed. The connection for this Signal is usually with "RESET" and serves Furthermore for initializing the control after the supply voltage has been established.

Gemäß 2 wird das Signal "RESET" über den Impulsformer U11 als Folge des Ansteuerns des Zündschalters U3 erzeugt. Mit dem Ende des Zündfunkens endet auch das "RESET"-Signal. Entsprechende Signale liegen an den Bauelementen des Entladestromkreises sowie an Spulen, die mit der Primärspule L2 magnetisch gekoppelt sind. Durch "RESET" aufgrund der Ansteuerung durch den Impulsformer U11 werden die Ein- und Ausgänge des Mikrocontrollers in einen definierten Zustand gesetzt und während der Dauer des Zündfunkens in diesem gehalten. Allerdings wird hierdurch auch das Ansteuersignal vom Mikrocontroller U8 zum Zündschalter U4 beendet. Damit der Entladevorgang trotzdem weiter abläuft, sind Maßnahmen zu dessen Aufrechterhaltung notwendig (siehe unten). Mit dem Ende des RESET-Signals erfolgt eine Neuinitialisierung des Mikrocontrollers U8, womit sichergestellt ist, daß dieser vor den Aktivitäten für die nächste Umdrehung (siehe Tabelle unten) sicher definiert arbeitet und somit jegliche aufgetretenen Störungen (im wesentlichen durch den davor liegenden Zündfunken) keine Auswirkungen auf die folgenden Umdrehungen haben. Gemäß 2 ist am Ausgang des Impulsformers U11 zum Mikrocontroller U8 noch ein Verzögerungsglied U12, beispielsweise Kondensator, parallel geschaltet, wodurch das Andauern des RESET-Signals noch weiter verlängert werden kann.According to 2 the signal "RESET" is generated via the pulse shaper U11 as a result of the activation of the ignition switch U3. With the end of the spark also ends the "RESET" signal. Corresponding signals are applied to the components of the discharge circuit and to coils which are magnetically coupled to the primary coil L2. By "RESET" due to the control by the pulse shaper U11, the inputs and outputs of the microcontroller are set in a defined state and held during the duration of the spark in this. However, this also terminates the drive signal from the microcontroller U8 to the ignition switch U4. In order for the unloading process to continue, measures are necessary to maintain it (see below). With the end of the RESET signal, the microcontroller U8 is reinitialized, ensuring that it operates safely before the activities for the next revolution (see table below), and thus that any faults that have occurred (essentially due to the spark in front of them) are not working Affect the following turns. According to 2 is at the output of the pulse shaper U11 to the microcontroller U8 nor a delay element U12, for example capacitor, connected in parallel, whereby the duration of the RESET signal can be further extended.

Gemäß S entsteht beim Durchschalten des Zündschalters U4 an dem Verbindungsknoten zwischen dem Zündschalter U4 und dem Zündkondensator U3 ein Spannungssprung (siehe Signal S4 an Position P2 in beispielsweise 4k) von ca. 250 Volt auf 0 Volt. Über den Impulsformer U11 entsteht somit ein Low-Signal S4.01 (vgl. 41) am RESET-Pin des Mikrocontrollers U8.According to S arises when switching the ignition switch U4 at the connection node between the ignition switch U4 and the ignition capacitor U3 a voltage jump (see signal S4 at position P2 in, for example 4k ) from about 250 volts to 0 volts. The pulse shaper U11 thus produces a low signal S4.01 (cf. 41 ) on the RESET pin of the microcontroller U8.

Gemäß 2 entsteht am Primäranschluß des Zündübertragers U2 durch den aus Primärspule L2 und Zündkondensator U3 gebildeten Schwingkreis eine abklingende Wechselspannung. Von dieser gelangen die negativen Halbwellen über den Impulsformer U11, der gemäß 2 in die Verbindung zwischen Zündkondensator U3 und Zündübertrager U2 eingefügt ist, auf den RESET-Eingang des Mikrocontrollers U8. Durch den nachgestalteten Kondensator U12 als Verzögerungsglied wird sichergestellt, daß das Signal am RESET-Eingang des Mikrocontrollers U8 während der Dauer des Zündfunkens aktiv bleibt und somit den Mikrocontroller in einem definierten Zustand hält. Somit beginnt die Neu-Initialisierung des Mikrocontrollers erst sicher nach der Funkenbrenndauer. Diese Option läßt sich auch in der Ausführung nach 5 einsetzen.According to 2 arises at the primary terminal of the Zündübertragers U2 by the resonant circuit formed from primary coil L2 and ignition capacitor U3 a decaying AC voltage. From this, the negative half-waves pass through the pulse shaper U11, the according to 2 is inserted in the connection between ignition capacitor U3 and ignition transformer U2, to the RESET input of the microcontroller U8. The post-formed capacitor U12 as a delay element ensures that the signal remains active at the RESET input of the microcontroller U8 during the duration of the spark and thus the micro controller in a defined state holds. Thus, the reinitialization of the microcontroller begins only after the spark duration. This option can also be found in the execution 5 deploy.

Gemäß 6 werden durch die Drehbewegung des Polrades P01 mit seinem Permanentmagneten MA1 in der Ladespule L1 und der gegebenenfalls vorhandenen Triggerspule L4 des Ladeteils Wechselspannungen S1 erzeugt, die innerhalb eines aufbautypischen Frequenzspektrums liegen. Durch die Entladung des Zündkondensators U3 über die Primärspule L2 des Zündübertragers U2 entstehen höherfrequentere Wechselspannungen. Dies gilt vor allem für Zündsysteme, bei welchen die Lade- und Zündübertrager-Spulen auf einem gemeinsamen Eisenkern angeordnet sind (vgl. 1). Mittels eines einen Gleichrichter aufweisenden Hochpasses U11 werden diese höherfrequenten Wechselspannungen gemäß 6 abgetrennt und gleichgerichtet dem RESETAnschluß des Mikrocontrollers 8 zugeführt. Durch das zusätzliche Verzögerungsglied U12, das mit dem Mikrocontroller U8 parallel am Ausgang des Hochpasses U11 angeschaltet ist, kann das RESET-Signal um die Dauer des Brenn- bzw. Zündvorgangs in der Zündkerze ZK1 verlängert werden, wobei das RESET-Signal aktiv gehalten ist. Die Initialisierung erfolgt somit sicher nach dem Ende des Zündvorganges.According to 6 are generated by the rotational movement of the pole wheel P01 with its permanent magnet MA1 in the charging coil L1 and the possibly existing trigger coil L4 of the charging part AC voltages S1, which are within a typical construction frequency spectrum. The discharge of the ignition capacitor U3 via the primary coil L2 of the ignition transformer U2 results in higher-frequency alternating voltages. This is especially true for ignition systems in which the charging and ignition transformer coils are arranged on a common iron core (see. 1 ). By means of a rectifier having high pass U11 these higher frequency AC voltages according to 6 disconnected and rectified to the RESET terminal of the microcontroller 8th fed. By the additional delay U12, which is connected in parallel with the microcontroller U8 at the output of the high-pass U11, the RESET signal can be extended by the duration of the firing or ignition in the spark plug ZK1, wherein the RESET signal is kept active. The initialization thus takes place safely after the end of the ignition process.

Gemäß 7 wird zur Ableitung des RESET-Signals für den Mikrocontroller U8 die induzierte Spannung vom Lade-Spulensatz U7 (Lade- oder Triggerspule L1, L4) verwendet. Der Eingang des Impulsformers U11, der ausgangsseitig mit dem RESET-Eingang des Mikrocontrollers U8 verbunden ist, tastet diese Spannung durch Impulsformung ab. Die Verarbeitung kann, wie aus 3f, Signal S1.11 oder 4, Signale S 3.21, 3.3 ersichtlich, in der Impulsformung erfolgen. Gemäß 7 und Ablaufbeispiel "a" gemäß weiter unten stehender Tabelle 1 gelangt die ansteigende Flanke der Halbwelle II (Signal S1 in 3a) über die Impulsformerstufe U11 als Signal S11 auf den RESET-Anschluß des Mikrocontrollers U8. In diesem Beispiel ist der RESET-Eingang bei High-Pegel aktiv. Somit dauert der RESET-Zustand von der Position P3 bis zur Position P4 (siehe 3a oder 4a), und die Neuinitialisierung erfolgt unmittelbar nach Position P4. Das die Neuinitialisierung auslösende Ereignis ist also ein Spannungspuls, welcher vom Flußwechsel des Dauermagneten MA1 im rotierenden Polrad P01 periodisch pro Umdrehung nach dem Zündfunken und vor der nächsten Mikrocontroller-Aktivität im Spulensystem induziert wird.According to 7 For the derivation of the RESET signal for the microcontroller U8, the induced voltage from the charging coil set U7 (charging or trigger coil L1, L4) is used. The input of the pulse shaper U11, whose output is connected to the RESET input of the microcontroller U8, samples this voltage by pulse shaping. The processing can, as out 3f , Signal S1.11 or 4 , Signals S 3.21, 3.3 can be seen, take place in the pulse shaping. According to 7 and Sequence example "a" according to Table 1 below, the rising edge of the half wave II (signal S1 in FIG 3a ) via the pulse shaper U11 as a signal S11 to the RESET terminal of the microcontroller U8. In this example, the RESET input is active at high level. Thus, the RESET state lasts from the position P3 to the position P4 (see FIG 3a or 4a ) and reinitialization takes place immediately after item P4. The re-initialization triggering event is thus a voltage pulse which is induced by the flux change of the permanent magnet MA1 in the rotating pole P01 periodically per revolution after the spark and before the next microcontroller activity in the coil system.

Allerdings besteht bei dieser Neuinitialisierungsmethode die Gefahr, daß der Mikrocontroller aufgrund von Störungen vom Zündfunken bis zum Beginn der Neuinitialisierung undefiniert arbeitet. Beispielsweise könnte er – unabhängig von der programmierten Software – den Zündschalter angesteuert halten, bis die Initialisie rung erfolgt. Hierdurch würde der Zündschalter länger als zur Zündung notwendig leiten und ein Teil der in der Ladespule in L1 induzierten Spannung würde durch den Zündschalter U4 kurzgeschlossen werden.Indeed There is a risk in this reinitialization method that the microcontroller due to disturbances from the spark works undefined until the beginning of reinitialization. For example, he could - regardless of the programmed software - the ignition switch keep controlled until the initialization takes place. This would be the ignition switch longer as to the ignition necessary conduct and a part of the charging coil in L1 induced Tension would through the ignition switch U4 shorted.

Zur Abhilfe wird gemäß 8 eine Differenzierstufe U14 eingesetzt, die zwischen dem Zündschalter-Betätigungsausgang des Mikrocontrollers U8 und dem Betätigungseingang des Zündschalters U4 eingefügt ist. Die Innenschaltung mit Thyristor Thy, antiparalleler Diode D und Widerstand R142 ist in 8a wiedergegeben. Die Innenschaltung des Differenzierglieds U14 mit in Serie geschalteter Diode D140, mit Kondensator C140 und Widerstand R141 sowie dem weiteren Widerstand R140 zwischen Kondensator und Diode gegen Masse ist aus 8 b ersichtlich. Mit dieser Schaltungsanordnung wird das Betätigungssignal des Mikrocontrollers U8 für den Zündschalter U4 auf die zur Entladung des Zündkondensators U3 notwendige Zeit begrenzt. Die Ansteuerzeit für den Zündschalter U4 läßt sich über die Ladezeit des Kondensators C140, beeinflußt von dem Serienwiderstand R141, anpassen. Um auch ein mehrfaches Ansteuern bis zur nächsten Initialisierung des Mikrocontrollers U8 zu verhindern, wird über den Quer-Widerstand R140 zur Masse eine langsame Entladung des Kondensators C140 eingestellt, in dem der Quer-Widerstand R140 sehr viel größer als der Serienwiderstand R141 dimensioniert wird. Die Entladezeit von dem Kondensator C140 wird so groß ausgelegt, daß dieser bis zur Initialisierung des Mikrocontrollers U8 nicht soweit entladen werden kann, als daß der Zündschalter U4 durch den Mikrocontroller U8 angesteuert werden könnte. Andererseits wird die Entladezeit von dem Kondensator C140 wiederum so kurz gehalten, daß selbst bei höchster Drehzahl ab Initialisierung des Mikrocontrollers bis zum folgenden Zündfunken dieser Kondensator C140 genügend entladen ist, damit Mikrocontroller U8 den Zündschalter U4 wieder sicher ansteuern kann. Die vor dem Knotenpunkt zwischen dem Kondensator C140 und dem Quer-Widerstand R140 eingefügte Diode D140, an die der Betätigungsausgang des Mikrocontrollers U8 unmittelbar anliegt, bietet Schutz davor, daß der Mikrocontroller bei einer eventuellen Fehlfunktion über seinen Ausgangstransistor den Quer-Widerstand R140 nach Masse kurzschließt und somit den langsamen Entladevorgang des Kondensators C140 verkürzt.The remedy is according to 8th a differentiating stage U14 inserted, which is inserted between the ignition switch actuating output of the microcontroller U8 and the operating input of the ignition switch U4. The internal circuit with thyristor Thy, antiparallel diode D and resistor R142 is in 8a played. The internal circuit of the differentiating element U14 with series-connected diode D140, with capacitor C140 and resistor R141 and the further resistor R140 between capacitor and diode to ground is off 8th b can be seen. With this circuit arrangement, the actuation signal of the microcontroller U8 for the ignition switch U4 is limited to the time necessary for discharging the ignition capacitor U3. The drive time for the ignition switch U4 can be adjusted over the charging time of the capacitor C140, influenced by the series resistor R141. In order to prevent a multiple triggering until the next initialization of the microcontroller U8, a slow discharge of the capacitor C140 is set via the transverse resistor R140 to ground, in which the transverse resistor R140 is dimensioned much larger than the series resistor R141. The discharge time of the capacitor C140 is designed so large that it can not be discharged until the initialization of the microcontroller U8 so far that the ignition switch U4 could be controlled by the microcontroller U8. On the other hand, the discharge time of the capacitor C140 is again kept so short that even at maximum speed from initialization of the microcontroller to the following spark this capacitor C140 is sufficiently discharged so that microcontroller U8 can control the ignition switch U4 again safe. The inserted before the junction between the capacitor C140 and the cross-resistance R140 diode D140, to which the operating output of the microcontroller U8 is applied directly, provides protection against the fact that the microcontroller in case of malfunction via its output transistor short-circuit the resistor R140 to ground and thus shortens the slow discharge process of the capacitor C140.

Da mit dem Ende des RESET-Signals die interne Peripherie des Mikrocontrollers freigegeben wird, läuft gleichzeitig auch ein interner Zeitgeber an. Bei Verwendung eines Positionssignals zur Initialisierung kann somit gleichzeitig ein Hardware-Start der Drehzahlmessung vorgenommen werden, wie aus den anhand der Tabelle 1 dargestellten Ablaufbeispielen a, b, c hervorgeht.There with the end of the RESET signal, the internal periphery of the microcontroller is released, is running at the same time an internal timer. When using a Position signal for initialization can thus simultaneously Hardware start the speed measurement to be made as from the Based on the Table 1 illustrated flow examples a, b, c emerges.

Wie bereits eingangs angedeutet, liegt es im Rahmen der Erfindung, die Steuerungsaktivitäten des Mikrocontrollers U8 in einen störungsfreien Winkelbereich zu legen. Das bedeutet, daß die Funktionen des Mikrocontrollers außerhalb des Bereiches, in dem Störungen durch den Zündvorgang (Funkenüberschlag und Brenndauer) auftreten können, stattfinden. Damit lassen sich Störungen des Mikrocontrollers bei seinen Steuerungsaktivitäten verhindern. Das Verfahren läßt sich auch auf Mehrzylindermotoren übertragen. Hier ist im Ablauf zu berücksichtigen, daß bei Zündung weiterer Zylinder ebenfalls keine Mikrocontroller-Aktivitäten erfolgen, und nach einer Zündung eines benachbarten Zylinders ebenfalls eine Neu-Initialisierung erfolgt.As already indicated at the outset, it is within the scope of the invention, the control activities of the microcontroller U8 in a trouble-free angle range too lay. This means that the Functions of the microcontroller outside the area in which disorders through the ignition process (Flashover and burning time) can occur occur. This allows disturbances of the microcontroller in his control activities prevent. The procedure can be also transferred to multi-cylinder engines. Here is to be considered in the process, that at ignition additional cylinders also no microcontroller activities take place, and after an ignition an adjacent cylinder also has a reinitialization he follows.

In der nachstehenden Tabelle 1 sind Beispiele für den Ablauf von Mikrocontroller-Aktivitäten innerhalb einer Umdrehung tp bei einem Ein-Zylinder- Motor dargestellt, wobei die Aktionen im Wesentlichen an bestimmte Winkelpositionen (P...) bzw. Winkelbereiche gebunden und einzelne Zeitpunkte (T...) zusammenfallen können, z.B. t3 = t5, t10 = t8 usw.: Tabelle 1: Ablauf während einer Umdrehung

1 Drehzahlmessung (t1–t2)
2 dann Verstellwinkelermittlung/Verzögerungszeit ermitteln entsprechend Verstellkurve (t3–t4)
3 Verstellzeit ablaufen lassen, wobei spätester Punkt für Verstellzeit = Fix Zündzeitpunkt (t7)
4 dann Entladeschalter ansteuern, als folge entsteht kurz darauf der Zündfunke und die damit verbundenen Störsignale (t8–t9)
5 Initialisierung (vor Aktivitäten für nächste Umdrehung) (t10–t11)
tx Pulsbreite für Ansteuerung von Entladeschalter U4
ty Zeitverzug zwischen Beginn des Ansteuersignals von U8 (μC) an U4 (Entladeschalter) bis zum Anstehen des Signals am RESET-PIN von U8 (μC)
tz Impulsdauer des Signals am RESET-PIN

Table 1 below shows examples of the sequence of microcontroller activities within one revolution tp in a single-cylinder engine, where the actions are essentially linked to specific angular positions (P...) Or angular ranges and individual time points (T ...) can coincide, eg t3 = t5, t10 = t8 etc .: Table 1: Sequence during one revolution

1 speed measurement (t1-t2)
2 then determine the adjustment angle / delay time according to the adjustment curve (t3-t4)
3 Allow adjustment time, whereby latest point for adjustment time = fix ignition timing (t7)
4 then trigger discharging switch, as a result arises shortly thereafter the spark and the associated interference signals (t8-t9)
5 Initialization (before activities for next revolution) (t10-t11)
tx pulse width for activation of discharge switch U4
ty Time delay between the start of the control signal from U8 (μC) to U4 (discharge switch) until the signal at the RESET-PIN of U8 (μC) is pending
tz Pulse duration of the signal at the RESET PIN

Gemäß 9 ist das Zündmodul Z1 mit einem externen Stopschalter U13 versehen, der mit dem Betätigungseingang des Zündschalters U4 direkt verbunden ist. Der Stopschalter U13 wirkt also auf die Leistungselektronik und verhindert im geschlossenen Zustand das Erzeugen eines Zündfunkens, unabhängig davon, ob der Mikrocontroller U8 den Zündschalter U4 betätigt oder nicht. Trotz der in der Praxis auftretenden Störgrößen, symbolisiert durch die Verschmutzungs- und Übergangswiderstände RP und RS im Bereich des Stopschalters U13, läßt sich in Verbindung mit der geringen Impedanz des Verbindungsknotens zum Betätigungseingang des Zündschalters U4 erreichen, daß bei offenem Stopschalter U13 der Zündschalter vom Mikrocontroller U8 sicher angesteuert werden kann. Umgekehrt ist gewährleistet, daß trotz Ansteuerpuls von dem Mikrocontroller U8 bei geschlossenem Stopschalter der Zündschalter U4 nicht durchschaltet. Gemäß 9 ist die Verbindungsleitung vom Stopschalter U13 über den Reihenwiderstand Rvs mit dem Betätigungsausgang des Mikrocontrollers U8 verbunden. Dessen Ausgänge sind robuster wie seine Eingänge gegenüber Spannungsspitzen. Der Betätigungseingang des Zündschalters U4 (Gate-Anschluß am Thyristor oder Triac) begrenzt zudem Spannungsspitzen am Stopschalteranschluß.According to 9 the ignition module Z1 is provided with an external stop switch U13, which is directly connected to the operating input of the ignition switch U4. The stop switch U13 thus acts on the power electronics and prevents the generation of a spark in the closed state, regardless of whether the microcontroller U8 actuates the ignition switch U4 or not. Despite the interference occurring in practice, symbolized by the pollution and contact resistances RP and RS in the stop switch U13, can be achieved in conjunction with the low impedance of the connection node to the operating input of the ignition switch U4 that with open stop switch U13, the ignition switch from the microcontroller U8 can be controlled safely. Conversely, it is ensured that despite trigger pulse from the microcontroller U8 with the stop switch closed, the ignition switch U4 does not turn on. According to 9 the connection line from the stop switch U13 is connected via the series resistor Rvs to the actuating output of the microcontroller U8. Its outputs are more robust than its inputs to voltage spikes. The operating input of the ignition switch U4 (gate terminal on the thyristor or triac) also limits voltage peaks at the stop switch terminal.

Bei einem Kondensator-Zündsystem mit Wechselstrom-Entladung wird die Energie vom Zündkondensator U3 gemäß 11, Signal S6 (Spannung an der Primärspule L2) und Signal S5 in 11 (Strom in der Primärspule L2) auf die magnetisch gekoppelte Sekundärspule L3 des Zündübertragers U2 übertragen. Üblicherweise erfolgt dies über mehrere Perioden tp2 des Signals S5 gemäß 11 eines gedämpften, sinusförmigen Wechselstromes. Bekannt ist die Verwendung eines Thyristors Thy mit Antiparalleldiode (vgl. 8a) als Zündschalter U4. Der Thyristor Thy leitet die negativen Wellen I, III, V von S5, die Antiparalleldiode D die positiven Halbwellen II, IV, VI vom Signal S5. Einmal angesteuert, bleibt der Thyristor Thy auch nach Ende des Ansteuer- bzw. Betätigungssignals beispielsweise vom Mikrocontroller U8 selbsttätig leitend bis zum nächsten Nulldurchgang bzw. Polaritätswechsel des Stromes. Der Thyristor muß also zu Beginn jeder Periode tp2 mit einem Impuls aufs Neue eingeschaltet werden oder – wie an sich bekannt – mit einem Signal S7.1 (vgl. 11) vom Mikrocontroller U8 während des Zündvorgangs durchgehend angesteuert sein. Bei Störbeeinflussung des Mikrocontrollers U8 aufgrund Funkenüberschlags an der Zündkerze, was beim Signal S7 im oder kurz nach dem Zeitbereich td2 (vgl. 11) erfolgen kann, besteht die Gefahr des Abbruchs des Ansteuer- bzw. Betätigungssignals S7 aus dem Mikrocontroller U8. Es würde nur eine Periode tp2 lang Energie vom Primärkreis des Zündübertragers U2 in dessen Sekundärkreis übertragen werden und somit der Zündfunke nur für diese Zeit andauern, was zu einer unerwünschten Brenndauerverkürzung führt.In a capacitor discharge system with AC discharge, the energy from the ignition capacitor U3 according to 11 , Signal S6 (voltage at the primary coil L2) and signal S5 in 11 (Current in the primary coil L2) transmitted to the magnetically coupled secondary coil L3 of Zündübertragers U2. This usually takes place over several periods tp2 of the signal S5 according to FIG 11 a damped, sinusoidal alternating current. The use of a thyristor Thy with antiparallel diode is known (cf. 8a ) as ignition switch U4. The thyristor Thy passes the negative waves I, III, V of S5, the antiparallel diode D the positive half-waves II, IV, VI of the signal S5. Once triggered, the thyristor Thy remains automatically after the end of the control or actuating signal, for example, from the microcontroller U8 automatically conductive until the next zero crossing or polarity change of the current. The thyristor must therefore be switched on again at the beginning of each period tp2 with a pulse or, as is known, with a signal S7.1 (cf. 11 ) be continuously driven by the microcontroller U8 during the ignition process. In case of interference of the microcontroller U8 due to flashover on the spark plug, which signal S7 at or shortly after the time range td2 (see. 11 ), there is a risk of the termination of the drive or actuation signal S7 from the microcontroller U8. It would be only one period tp2 long energy from the primary circuit of the Zündübertragers U2 in the secondary circuit to be transmitted and thus continue the spark only for this time, resulting in an undesirable Brenndauerverkürzung.

Zur Abhilfe ist gemäß 10 der Entladekreis so ausgelegt bzw. beschaltet, daß mit einem kurzen Impuls vom Mikrocontroller U8 die Entladung des Zündkondensators U3 ausgelöst wird, und der Entladevorgang sich selbst aufrecht erhält, bis der Zündkondensator U3 entladen ist. Gemäß 10a ist die Beschaltung des Zündschalters U4 an seinem Betätigungseingang (verbunden mit Betätigungsausgang des Mikrocontrollers U8) so ausgelegt, daß die angestoßene Wechselstrom-Entladung des Zündkondensators U3 über den Zündschalter U4 zu Beginn jeder Periode tp2 gemäß 11 aufs Neue ausgelöst wird. Gemäß 10a weist der Zündschalter U4 einen Thyristor Thy mit Antiparalleldiode D auf. Innerhalb jeder Periode tp2 der Wechselstrom-Entladung wird jeweils die erste Halbwelle I vom Thyristor Thy durchgeschaltet, während die zweite Halbwelle II von der antiparallel zum Thyristor geschalteten Diode D geleitet wird. Die Ansteuerung bzw. Einschaltung des Thyristors Thy zu Beginn der jeweils ersten Halbwelle I, III, V jeder Periode tp2 erfolgt durch einen Kondensator, der die Anode des Thyristors Thy mit dessen Gate verbindet. Dieser Kondensator kann gemäß 10a extern als Bauelement C4110 zugeschaltet werden; bei entsprechender Auslegung genügt auch ein interner parasitärer Kondensator C4100 im Thyristor Thy (vgl. 10b). Nach Beginn des durch den Mikrocontroller U8 initierten Wechselstroms-Entladevorganges (vgl. in 11 Position P2 und Ladespannung UL) entsteht bei Beginn jeder ersten negativen Halbwelle III, V jeder folgenden Periode tp2 an dem geöffneten Schalter U4 (Signal S4.11 in 11) bzw. an der Anode des Thyristors Thy jeweils ein positiver Spannungs-Nadelimpuls IMP1, IMP2, IMP3. Diese steilen Spannungsimpulse verursachen über den als Differenzierglied wirkenden Koppelkondensator C4110 Stromimpulse IMP1.1, IMP2.1 und IMP3.1 (vgl. Signal S7.2 in 11 unten) am Steuereingang des Zündschalters U4 bzw. am Gate des Thyristors Thy. Also wird über diesen Koppelkondensator, dem bei Bedarf ein Reihenwiderstand R4110 zur Strombegrenzung zugeschaltet sein kann, der Thyristor bei einem positiven Spannungsimpuls mit jeder Periode tp2 der Wechselstrom-Entladung zu Beginn der ersten Halbwelle (Signal S5 III, V) eingeschaltet. Innerhalb der jeweils ersten negativen Halbwellen I, III, V bleibt der Thyristor also leitend. Die jeweils zweite Halbwelle II, IV, VI wird von der antiparallel zum Thyristor Thy geschalteten Diode D geleitet. Beim Ladevorgang des Zündkondensators U3 durch die Ladespule L1 steigt die Spannung an der Anode des Thyristors Thy sehr viel langsamer an (siehe die positive Flanke im Signal S4.1 in 3), so daß in diesem Fall der Strom durch den Koppelkondensator C4110 sehr viel geringer ist, und somit der Thyristor Thy nicht durchgegeschaltet wird. Da die Wechselstrom-Entladung im Primärkreis L2, U3, U4 gedämpft stattfindet, ist der erste Impuls Imp1 wesentlich größer als der zweite, und der zweite Impuls Imp2 wesentlich größer als der dritte Imp3. Denn bei der Wechselstromentladung fällt die im Schwingkreis U3, L2 vorhandene Energie von Periode zu Periode ab (gedämpfte Schwingung). Dies ist auf den Energieentzug mit dem Zündfunken zurückzuführen, der über die mit der Primärspule L2 gekoppelten Sekundärspule L3 stattfindet. Der Spannungspuls am Beginn jeder Entladeperiode tp2 wird also immer schwächer, somit auch der Stromimpuls Imp1.1, Imp2.1, Imp3.1 durch den Koppelkondensator C4110 oder C4100 zum Steuer- bzw. Betätigungseingang des Zündschalters U4. Je nach entsprechender Abstimmung oder Dimensionierung der Beschaltung gemäß 10a und/oder 10b wird der Thyristor Thy nicht mehr durchgeschaltet, wenn die Energie im Schwingkreis unter eine gewisse Schwelle gesunken ist. Dadurch wird der Schwingungsvorgang beendet, und die Restenergie liegt als Spannung am Zündkondensator U3 an. Im gezeichneten Beispiel in 11 ist der Spannungsimpuls Imp3 zu gering. Deshalb fließt nur ein geringer Steuerstrom Imp3.1 durch den Koppelkondensator C4110, so daß der Thyristor Thy nicht durchschaltet. Die im Schwingkreis vorhandene Energie bleibt im Zündkondensator U3 gespeichert (Vorladung Uv als Signal S4.11 gemäß 11).The remedy is according to 10 the discharge circuit is designed or wired so that the discharge of the ignition capacitor U3 is triggered by a short pulse from the microcontroller U8, and the discharge itself maintains until the ignition capacitor U3 is discharged. According to 10a is the wiring of the ignition switch U4 at its operating input (connected to the actuating output of the microcontroller U8) designed so that the initiated AC discharge of the ignition capacitor U3 via the ignition switch U4 at the beginning of each period tp2 according to 11 is triggered again. According to 10a the ignition switch U4 has a thyristor Thy with antiparallel diode D. Within each period tp2 of the alternating current discharge, in each case the first half-wave I is switched through by the thyristor Thy, while the second half-wave II is conducted by the diode D connected in antiparallel to the thyristor. The activation or activation of the thyristor Thy at the beginning of the respective first half-wave I, III, V of each period tp2 is effected by a capacitor which connects the anode of the thyristor Thy with its gate. This capacitor can according to 10a externally connected as component C4110; if designed accordingly, an internal parasitic capacitor C4100 in the thyristor Thy (cf. 10b ). After the start of the initiated by the microcontroller U8 AC discharge (see 11 Position P2 and charging voltage UL) arises at the beginning of each first negative half-wave III, V of each subsequent period tp2 at the opened switch U4 (signal S4.11 in FIG 11 ) or at the anode of the thyristor Thy in each case a positive voltage needle pulse IMP1, IMP2, IMP3. These steep voltage pulses cause current pulses IMP1.1, IMP2.1 and IMP3.1 via the coupling capacitor C4110 acting as a differentiating element (see signal S7.2 in 11 below) at the control input of the ignition switch U4 or at the gate of the thyristor Thy. Thus, the thyristor is turned on at a positive voltage pulse with each period tp2 of the alternating current discharge at the beginning of the first half cycle (signal S5 III, V) via this coupling capacitor, which can be connected to a current limiting R4110 if necessary. Within the respective first negative half-waves I, III, V, the thyristor thus remains conductive. The second half-wave II, IV, VI in each case is conducted by the diode D connected in antiparallel to the thyristor Thy. During the charging process of the ignition capacitor U3 by the charging coil L1, the voltage at the anode of the thyristor Thy rises much more slowly (see the positive edge in the signal S4.1 in FIG 3 ), so that in this case the current through the coupling capacitor C4110 is much lower, and thus the thyristor Thy is not turned on. Since the AC discharge in the primary circuit L2, U3, U4 takes place damped, the first pulse Imp1 is much larger than the second, and the second pulse Imp2 is much larger than the third Imp3. Because with the alternating current discharge, the energy present in the resonant circuit U3, L2 falls from period to period (damped oscillation). This is due to the removal of energy with the spark, which takes place via the secondary coil L3 coupled to the primary coil L2. The voltage pulse at the beginning of each discharge period tp2 is thus getting weaker, thus also the current pulse Imp1.1, Imp2.1, Imp3.1 through the coupling capacitor C4110 or C4100 to the control or operating input of the ignition switch U4. Depending on the corresponding tuning or dimensioning of the wiring according to 10a and or 10b the thyristor Thy is no longer switched through when the energy in the resonant circuit has fallen below a certain threshold. As a result, the oscillation process is terminated, and the residual energy is applied as a voltage at the ignition capacitor U3. In the example shown in 11 the voltage pulse Imp3 is too low. Therefore, only a small control current Imp3.1 flows through the coupling capacitor C4110, so that the thyristor Thy does not turn on. The energy present in the resonant circuit remains stored in the ignition capacitor U3 (precharge Uv as signal S4.11 according to FIG 11 ).

Im Rahmen der Steuerung durch den Mikrocontroller kann die Entladeenergie zugunsten einer höheren Sekundärspannung und einem verstärktem Funkenstrom oder zugunsten einer längeren Brenndauer verschoben werden. Dies erfolgt durch Umschalten des am Steuereingang des Zündschalters U4 angeschlosse nen Ausgangs des Mikrocontrollers U8 vom hochohmigen Zustand auf Masse. Dadurch kann ein Teil des Stromimpulses durch den Koppelkondensator C4110 gemäß 10a nach Masse abgeleitet werden. Folglich kann der notwendige Spannungshub, welcher am Zündschalter U4 auftreten muß, damit dieser bzw. der Thyristor Thy durchschaltet, vergrößert werden. So kann, wenn dieser Spannungshub nicht erreichbar ist, der Entladevorgang früher abgebrochen werden, wobei der Zündkondensator U3 nicht ganz entladen wird und die Funkenbrenndauer sich verkürzt. Die Restenergie bleibt als Vorladung im Zündkondensator U3 erhalten. Im nächsten Ladevorgang wird dieser auf eine noch höhere Spannung aufgeladen, wodurch auch die entsprechende Sekundärspannung erhöht ist. Bei bisher bekannten Zündsystemen sind die Parameter, Sekundärspannung und Brenndauer durch den Aufbau fest vorgegeben. Mit der Erfindung wird die Möglichkeit eröffnet, diese Parameter zu variieren.As part of the control by the microcontroller, the discharge energy in favor of a height ren secondary voltage and a stronger spark current or shifted in favor of a longer burning time. This is done by switching the connected to the control input of the ignition switch U4 NEN output of the microcontroller U8 from the high-impedance state to ground. As a result, a part of the current pulse through the coupling capacitor C4110 according to 10a be derived to mass. Consequently, the necessary voltage swing, which must occur at the ignition switch U4, so that this or the thyristor Thy turns on, can be increased. Thus, if this voltage swing is not achievable, the discharge process can be stopped earlier, whereby the ignition capacitor U3 is not fully discharged and the spark duration is shortened. The residual energy remains as a pre-charge in the ignition capacitor U3. In the next charging process, this is charged to an even higher voltage, whereby the corresponding secondary voltage is increased. In previously known ignition systems, the parameters, secondary voltage and burning time are fixed by the structure. The invention opens up the possibility of varying these parameters.

Wenn nach einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Zündkondensator U3 in einem Winkelbereich (z.B. Polradposition P2 in 3 oder 4) entladen wird, in welchem dieser von der Ladespule L1 zugleich aufgeladen wird, fließt außer dem Primärstrom (Signal S6 in 11) der Strom S8.12 der Ladespule L1 (vgl. 12 unten) über den Zündschalter U4 nach Masse. Der sich ergebende Summenstrom durch den Zündschalter U4 ist als Signal S7.12 in der Mitte in 12 dargestellt. Unterschreitet der Summenstrom die Null-Linie nicht mehr, bzw. findet kein Polaritätswechsel mehr statt (vgl. Signal S7.12, VII, VIII) bleibt der Zündschalter U4 bzw. dessen Thyristor Thy leitend. Also läßt sich die Energie aus der Ladehalbwelle, erzeugt durch die Ladespule L1 im Ladeteil, nicht mehr zur Ladung des Zündkondensators U3 nutzen (vgLKondensatorspannung S4.12 in 12 oben).If, according to a particular embodiment of the method according to the invention, the ignition capacitor U3 in an angular range (eg pole position P2 in 3 or 4 ) is discharged, in which it is charged by the charging coil L1 at the same time, flows out of the primary current (signal S6 in 11 ) the current S8.12 of the charging coil L1 (see. 12 below) via the ignition switch U4 to ground. The resulting sum current through the ignition switch U4 is signal S7.12 in the middle in 12 shown. If the total current no longer falls below the zero line, or if there is no polarity change (see signal S7.12, VII, VIII), the ignition switch U4 or its thyristor Thy remains conductive. Thus, the energy from the charging half wave, generated by the charging coil L1 in the charging part, can no longer be used to charge the starting capacitor U3 (vgL capacitor voltage S4.12 in FIG 12 above).

Demgegenüber wird mit einer besonderen, erfindungsgemäßen Ausbildung Abhilfe geschaffen: Der Zündschalter U4 wird nur eingeschaltet, solange ein bestimmter Grad an Energie im Primärschwingkreis L2, U3 nicht unterschritten wird, das heißt, solange ein bestimmter Primärstrompegel vorherrscht. Aufgrund des differenzierenden Koppelkondensators C4110 von der Anode zum Gate des Thyristors wird dieser allerdings nur eingeschaltet, wenn der Entladestrom (Summe des Stromes von der Ladespule L1 und der Primärspule L2) den Nullpunkt mit ausreichender Steilheit unterfährt bzw. einem entsprechenden Polaritätswechsel unterliegt. Dies erfolgt im Beispiel nach 12 beim Signal S7.13 beim Übergang von der negativen Halbwelle IV zur positiven Halbwelle V. Beim weiteren Polaritätswechsel V-VI wird der Thyristor abgeschalten. Aufgrund spezifischer Auslegung des differenzierenden Koppelkondensators C4110 nebst zugehörigem Reihenwiderstand R4110 läßt sich erreichen, daß gemäß Signal S7.3 der Zündschalter U4 abgeschalten bleibt, so daß mit Ende der Halbwelle VI der Strom gemäß Signal S7.13 in 12 unterbrochen bleibt. Ohne spezifische Auslegung des Differenziergliedes würde sich ein Stromverlauf nach Signal S7.12 ergeben, wobei mit Polaritätsübergang VI-VII der Zündschalter U4 bzw. der entsprechende Thyristor Thy wieder eingeschalten würde. Da der Strom-Nullpegel nicht mehr unterschritten wird, wie aus Signal S7.12 ersichtlich, fände ein Abschalten des Entladevorganges nicht statt. Die entsprechende Energie würde gleichsam vergeudet werden und nicht als Spannung für die nächste Zündung am Zündkondensator U3 zur Verfügung stehen (wie auch anhand Signal S4.12 in 12 oben und des Ladespulenstroms S8.12 durch den Zündschalter U4 in 12 unten veranschaulicht). Demgegenüber wird gemäß Signalverlauf S7.13 der Strom der Ladespule L1 nur während einer verhältnismäßig kurzen Wechselstrom-Entladung (ca. 50... 300μs) gegen Masse kurzgeschlossen. Mit Abschluß der letzten Schwingungshalbwelle VI kann die Ladespule L1 noch innerhalb der gleichen, vom Polrad P01 induzierten Halbwelle I den Zündkondensator U3 nachladen. Dies ist in 12 oben beim Signal S4.13 nach dem Impuls Imp3 veranschaulicht. Das Signal S4.13 stellt eine gedehnte Darstellung des Signal S4.0 in der Polradposition P2 gemäß 4 dar. Das Signal S4.01 stellt die Neuinitialisierung über den RESET-Eingang am Mikrocontroller U8 dar (Vergrößerung X S4.01). Das Signal S4.0 gemäß 4 stellt die Spannung am Zündschalter (Knoten zum Zündkondensator) dar, wobei im Bereich P2–P3 der erfindungsgemäß erzeugte Anstieg ersichtlich ist.In contrast, a special, inventive training remedy: The ignition switch U4 is only turned on, as long as a certain level of energy in the primary resonant circuit L2, U3 is not exceeded, that is, as long as a certain primary current level prevails. Due to the differentiating coupling capacitor C4110 from the anode to the gate of the thyristor this is, however, only turned on when the discharge current (sum of the current from the charging coil L1 and the primary coil L2) goes under the zero point with sufficient slope or subject to a corresponding polarity change. This is done in the example 12 at the signal S7.13 at the transition from the negative half wave IV to the positive half wave V. At the further polarity change V-VI the thyristor is turned off. Due to the specific design of the differential coupling capacitor C4110 together with the corresponding series resistor R4110, it can be achieved that the ignition switch U4 remains switched off according to signal S7.3, so that at the end of the half wave VI the current according to signal S7.13 in FIG 12 is interrupted. Without a specific design of the differentiating element, a current profile according to signal S7.12 would result, with the polarity transition VI-VII of the ignition switch U4 or the corresponding thyristor Thy being turned on again. Since the current zero level is no longer undershot, as can be seen from signal S7.12, switching off the discharging process would not take place. The corresponding energy would be wasted and not available as voltage for the next ignition at the ignition capacitor U3 (as well as signal S4.12 in 12 above and the charging coil current S8.12 through the ignition switch U4 in 12 illustrated below). In contrast, according to signal curve S7.13, the current of the charging coil L1 is short-circuited to ground only during a relatively short alternating current discharge (approximately 50 ... 300 μs). With the conclusion of the last oscillation half-wave VI, the charging coil L1 can still charge the ignition capacitor U3 within the same half-wave I induced by the pole wheel P01. This is in 12 at the top of signal S4.13 after pulse Imp3. The signal S4.13 represents a stretched representation of the signal S4.0 in the pole wheel position P2 4 The signal S4.01 represents the reinitialization via the RESET input on the microcontroller U8 (magnification X S4.01). The signal S4.0 according to 4 represents the voltage at the ignition switch (node to the ignition capacitor), wherein in the area P2-P3 the increase generated according to the invention is apparent.

Claims

Ignition method for internal combustion engines, using a magnetic generator (P01), which induces a charging AC voltage (I-III) for an energy storage element (U3) depending on the machine rotational position, of an in synchronism with the AC voltage (I-III) actuated ignition switch (U4) is discharged to trigger the ignition, with a preferably programmable control unit (U8) for actuating the ignition switch (U4) depending on the state of the internal combustion engine, such as its rotational position or speed, used and in a safe from interference from the discharge or ignition and / or protected state, characterized by the establishment of the safe state in that within each machine rotation, the control unit (U8) at least once in its output state is reset or reinitialized.

ignition according to claim 1, characterized in that the re-initialization outside the firing period and / or immediately after the end of the ignition is started and / or takes place.

ignition according to claim 1 or 2, characterized in that the useful activities of Control unit (U8) only outside the ignition time (s) and / or be admitted immediately after the end of the ignition event (s).

ignition according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the reinitialization of the control unit (U8) at a predetermined rotational position and / or in a certain angular range of the internal combustion engine takes place.

ignition according to one of the preceding claims, characterized that with every ignition in the control unit (U8) an initialization flag is set with every query is reset.

ignition according to one of the preceding claims, characterized that during the ignition process by means of the control unit (U8) the operating input of the ignition switch (U4) in its electrical voltage or potential level changed becomes.

ignition according to one of the preceding claims, characterized that this Control unit (U8) the ignition switch (U4) drives within a rotation angle range of the internal combustion engine, in which the charging AC voltages (I-III) are induced, wherein immediately after the start of the ignition process the control unit (U8) switches off its drive signal again.

ignition according to one of the preceding claims, characterized that the ignition by means of the control unit (U8) and / or a threshold decision circuit (C4110, R4110) at the operation input of the ignition switch (U4) is timed and limited so that the energy storage element (U3) not complete discharged and / or optionally from the charging AC voltage (I-III) during and / or after the ignition or discharging is charged.

Arrangement for carrying out the ignition method according to one of previous claims, with a magnetic generator (P01), which induces alternating voltages (I-III) as a function of the speed and an energy storage element (U3) charges, and with one the AC voltages (I, II, III) scanning, preferably programmable control unit (U8) to operate one the energy storage element (U3) via the primary coil (L2) an ignition transformer (U2) discharging ignition switch (U4), in which control unit (U8) on a disturbance from the discharge and ignition furnished security module is applied, characterized in that the security module a reset input is assigned for the reinitialization of the control unit, which is connected to a control unit (U8) independent tripping device (U11) is that for driving or Actuate supply by the AC voltages (I-III), the ignition switch (U4) and / or by the discharging process of the energy storage element (U3) is formed.

Arrangement according to claim 9, characterized that the triggering device (U11) is realized with a pulse shaper.

Arrangement according to claim 10, characterized that the Pulse former on the input side with a coil (L1, L4) is connected, which is in operative connection with the magnet generator (P01).

Arrangement according to claim 9, 10 or 11, characterized that the triggering device (U11) realized with a time and / or delay element (U12) or connected.

Arrangement for ignition An internal combustion engine according to any one of claims 9 to 12, characterized that the triggering device with a high pass (U 110) optionally implemented with downstream rectifier is, and the high pass to the Filtering out the induced AC voltages (I-III) is dimensioned.

Arrangement according to one of Claims 9 to 13, characterized in that a timing element (U14), for example monoflop, is arranged between the output of the control unit (U8) and the operating input of the ignition switch (U4), which is used to control the ignition switch (U4) a period is designed which corresponds to the discharge time of the energy storage element (U8).

Arrangement according to one of claims 9 to 14 and in particular to carry out The method according to claim 5, comprising a magnet generator (P01), the dependent from the machine rotational position, a charging AC voltage (I-III) for an energy storage element (U3), and with an externally operable stop device (U13) to stop the ignition, characterized in that the Stop device (U13) directly to the ignition switch (U4) and / or Energy storage element (U3) is in operative connection and optionally the control unit (U8) from the absence of the spark despite activation on the "stop state" closes.

Arrangement according to claim 15, characterized that the Output of the stop device (U13) and the ignition switch actuating output of the control unit (U8) in parallel with the input of the ignition switch (U4) are connected.

Arrangement according to one of claims 9 to 16, in particular to carry out The method of claim 6, 7 or 8, including a magnetic generator (P01), which depends from the machine rotational position, a charging AC voltage (I-III) for an energy storage element (U3), characterized in that the actuating input of the ignition switch (U4) over a differentiator (C4110, C4100) with the discharge circuit, in particular the energy storage element (U3) is connected.

Arrangement according to claim 17, wherein the ignition switch (U4) has a thyristor (THY), characterized in that the differentiating element (C4110, C4100) the anode of the thyristor (THY) with its operation input or Gate connects.

Arrangement according to claim 17 or 18, characterized that the Differentiator (C4110) one or more elements (R4110, R142) for limiting the current to the operating input and / or the Discharge of a coupling capacitor designed as a differentiating element (C4110) is switched on.