DE2013703A1 - Einrichtung zur elektronischen Erzeugung und Verstellung des Zündzeitpunktes von Zündanlagen in Brennkraftmaschinen - Google Patents

Einrichtung zur elektronischen Erzeugung und Verstellung des Zündzeitpunktes von Zündanlagen in Brennkraftmaschinen

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DE2013703A1 DE19702013703 DE2013703A DE2013703A1 DE 2013703 A1 DE2013703 A1 DE 2013703A1 DE 19702013703 DE19702013703 DE 19702013703 DE 2013703 A DE2013703 A DE 2013703A DE 2013703 A1 DE2013703 A1 DE 2013703A1
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    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
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    • F02P5/1553—Analogue data processing by determination of elapsed angle with reference to a particular point on the motor axle, dependent on specific conditions
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Description

5. 3. 1970 Ka/Km
Anlage zur
Pat ent anmeldung
BOBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstraße 4-
Einrichtung; zur elektronischen Erzeugung und Verstellung des Zündzeitpunktes von Zündanlagen in Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektronischen Erzeugung und Verstellung des Zündzeitpunktes von Zündanlagen für Brennkraftmaschinen, in Abhängigkeit; von Betrieb spar ametern der
oder
Brennkraftmaschine, insbesondere der Drehzahl und/des Drosselklappenunterdruckes.
Übliche in Kraftfahrzeuge eingebaute Zündversteller verändern den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Unterdruck an der Drosselklappe nach einer
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Robert Bosch GmbH
Stuttgart E. 9806 Ka/Km
für jede Brennkraftmaschine charakteristischen Kennlinie.
Die optimale Kennlinie muß durch Versuche ermittelt werden. Das erfordert im Laufe einer Motorentwicklung viele Versuchszündverteiler.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,eine Einrichtung zu schaffen;mit der der Zündzeitpunkt auf elektrischem Wege erzeugt werden kann und mit der der Zündwinkel, das heißt der Abstand zwischen oberem Totpunkt und Zündzeitpunkt aur elektrische V/eise verstellt werden kann und zwar nach beliebig ein-
,oder
stellbaren Kennlinien, die im PrüfStandsversuch und/im Fahrbetrieb erprobt und gegebenenfalls sofort korrigiert werden können,
Diese Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß zur Erfassung der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine Meßwertgeber vorgesehen sind, deren als elektrische Größen abgegebene Meßwerte elektrische Funktionsgeneratoren mit einstellbarer Kennlinie beeinflussen, wobei das Ausgangssignal der Funktionsgeneratoren den AuslöseZeitpunkt der Zündeinrichtung bestimmt.
Mit einer derartigen Einrichtung kann der Zeitaufwand und die Zahl der Versuchszündverteiler, die zur Ermittlung einer neuen Zündverteiler-Kennlinie erforderlich sind, erheblich reduziert werden. Außerdem kann die Einrichtung mit Hilfe von Sonderprogrammen beispielsweise auch zur Optimierung von Verfahren zur Abgasentgiftung dienen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
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20137Ö3
. i: . ■-■.. ._ -3- .■.·■■■ ·
Robert Bosch GmbH -η ηοη£· r /ν· .
Stuttgart . R· 9806 Ka/Km
Pig. 1 "bis 4 Blockschaltbilder von Einrichtungen, zur
elektronischen Erzeugung und Verstellung des Zündzeitpunktes von Zündanlagen. ■
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt Meßwertgeber 10 und 11 die zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Drosselklappenunterdruckes dienen. Die --. durch die Meßwertgeber erfaßten Meßwerte werden in proportionale Spannungen umgeformt und an die Funktionsgeneratoren 12 und 13 angelegt. Da der Zusammenhang zwischen der Drehzahl η bzw. dem Druck ρ und dem Verstellwinkel nicht linear ist, werden die von den Meßwertgebern 10 und 11 erfaßten Meßwerte entsprechend der gewünschten Verstellkennlinie beeinflußt, ■ so daß die Au's-. gangsspannungen der Funktionsgeneratoren 12 und 13 dem gewünschten Verstellwinkel, entsprechen. Am Ausgang des Funktions-
. generators 12 liegt deshalb eine Spannung TJ an, die eine
ο η
Funktion der Drehzahl ist; U = f (n). Am Ausgang des Funktionsgenerator s 13 dagegen liegt eine Spannung TJ an, die eine Funktion des Drosselklappenunterdruckes ist; TJ = f (p). Die Ausgangsspannungen der Funktionsgeneratoren 12 und 13 sind an, eine Addier schaltung 14 angelegt. An diese Addierschaltung 14 können weitere, Funktionsgeneratoren angeschlossen werden. Ein erster Funktionsgenerator kann beispielsweise dazu dienen, die Ausgangsspannungen der Funktionsgeneratoren 12 und 13 entsprechend der Drosselklappenstellung zu
beeinflussen. Zusätzlich zu dem Funktionsgenerator 15 können noch weitere Funktionsgeneratoren vorgesehen sein, die andere Betriebsparameter, beispielsweise die Motortemperatur, den Luftdruck und die Luftfeuchtigkeit für die Zündverstellung berücksichtigen. Sämtliche Eingangsspannungen der Addierschaltung werden.zu einer Spannung U zusammengefaßt, die der gewünschten Gesamtverstellung entspricht. Diese Spannung U wird an einen ersten Eingang einer Vergleichsschaltung 16
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angelegt. Einen zweiten Eingang der Vergleichsschaltung wird eine Spannung zugeführt,- die der Winkelstellung des Zündverteilers entspricht. Bei Spannungsgleichheit ander Vergleichsschaltung 16 wird ein Auslöseimpuls abgegeben t der die nachfolgende Zündanlage 21 auslöst. Die der Winkelstellung des Zündverteilers entsprechende Winkelinformation wird von einem Sägezahngenerator 17 erzeugt. Dieser Sägezahngenerator wird von einem Impulsgeber 18 ausgelöst,wobei im vorliegenden Pail die Auslöseimpulse 40 vor dem oberen Totpunkt abgegeben werden. Vom AuslöseZeitpunkt an steigt die Sägezahnspannung U proportional zur verflossenen Zeit t und proportional zur Drehzahl η an. Die Drehzahlinformation wird von dem Meßwertgeber 10 entnommen. Damit wird die Ausgangsspannung U proportional η χ t. Der nach der Zeit t zurückgelegte Winkel ist W = t . wobei T die Zeit für eine Umdrehung,
also für 360 ist. Damit wird aber U proportional η χ TxW. Der Ausdruck η χ T ist jedoch 1, so daß die Ausgangsspannung U des Sägezahngenerators proportional der Winkelstellung W und damit unabhängig von der Drehzahl ist.
Bei niedrigen und dabei stark schwankenden Drehzahlen, z.B. rihrend des Anlassens, würde der Sägezahngenerator 17 unbe- ;-iedigend arbeiten und keinen genügend genauen Ausgangswert abgeben. Deshalb wird durch einen weiteren induktiven Geber im oberem Totpunkt ein Impuls erzeugt, der die Zündvorrichtung 21 direkt auslöst. Die Umschaltung zur Auslösung der Zündeinrichtung 21 mit einstellbarem Zündwinkel erfolgt mit Hilfe eines drehzahlabhängigen Umschalters 20, wobei der Umschalter 20 in einem ersten niederen Drehzahlbereich die Zündeinrichtung 21 der Brennkraftmaschine mit dem Impulsgeber 19 und in einem zweiten höheren Drehzahlbereich die Zündeinrichtung 21 der Brennkraftmaschine mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung 16 verbindet.
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fiobert Bosch GmbH p anna γα/Km
Stuttgart R* 9806 Ka/Km
Eine abgewandelte Einrichtung gegenüber Fig» 1 ist in Fig. 2 · dargestellt. Die Meßwertgeber 10 und 11 für die Drehzahl η und den Druck ρ sind mit den Funktionsgeneratoren 12 und 13 verbunden,- die wiederum an die Addier schaltung 1.4 angeschlossen sind. An die Addierschaltung 14 kann der Funktionsgenerator für mögliche Sonderprogramme angeschlossen sein. Der Ausgang der Addierschaltung 14 ist mit einer Nachlaufsteuerung 22 verbunden, an deren anderen Eingang der Abgriff eines Potentiometers 23 angeschlossen ist. Das Potentiometer 23 dient dazu, die Winkelstellung eines Impulsgebers 24 zu kennzeichnen. Die Nachlaufsteuereinrichtung 22 vergleicht nun die Ausgangsspannung der Addierschaltung, die als Sollwert aufzufassen ,ist, mit der an dem Abgriff des Potentiometers 23 anliegenden' Spannung, die den Istwert darstellt und verstellt über einen Stellmotor 25 den Zündwinkel durch Verdrehung des Impulsgebers 24. Die Verdrehung erfolgt so lange, bis die.an dem Eingang der Nachlaufsteuereinrichtung 22 anliegenden Spannungen gleich sind. Die Zündeinrichtung 21 wird hier direkt durch den der Nähe der Zündverteilerwelle angebrachten induktiven Geber 24 ausgelöst.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 werden weniger Meßwertgeber als bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und Fig. 2 benötigt. Der Meßwertgeber 11 ist mit dem Funktionsgenerator 13 verbunden, an dessen Ausgang die Addierschaltung 14 angeschlossen ist, weiter ist an die Addierschalturig 14. ein Funktionsgenerator 26 angeschlossen, der über einen Maximumspeicher 27 mit einem Sägezahngenerator verbunden ist. Außerdem kann der Funktionsgenerator I5 für Sonderprogramme dazugeschaltet werden. Der Eingang des Sägezahngenerators 28 ist mit dem Impulsgeber 19 verbunden und an den Ausgang des Sägezahngenerators 28 ist neben dem Maximumspeicher 27 noch die Vergleichsschaltung 16 angeschlossen. Der Ausgang des Maximumspeichers
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Robert Bosch GmbH _ oo^ T, /v
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ist außer mit dem Funktionsgenerator 26 noch mit dem Funktionsgenerator 13 verbunden. Der Sägezahngenerator 28 wird hier wie "bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 von dem Impulsgeber^ gestartet. Die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators steigt Jedoch im Gegensatz zu der Ausgangsspannung des Sägezahngenerators 17 nur noch proportional zur Zeit t an(Uq~~t).
Nach der Zeit t ist der Winkel W = t, verstrichen, so daß die
T Ausgangsspannung des Sägezahngenerators 28 UgQ proportional WxT wird. Die Winkelinformation W ist also noch mit der Zeit T multipliziert. Damit die Zündung wieder unabhängig von T bei einem bestimmten V/inkel ausgelöst werden kann, muß auch die Ausgangsspannung, des Addierers 14 mit T multipliziert sein. Bei Spannungsgleichheit an den Eingängen der Vergleichsschaltung 16 ist dann die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators 28 UgQ = U χ T, itfobei U der Ausgangsspannung der Addierschaltung 14 entspricht. Da die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators UgQ proportional der Winkel-• information Wx-T ist, ist die Winkelinformation V/ proportional der Ausgangsspannung U der Addierschaltung 14. Damit ist der Ausdruck T eliminiert. Die angegebene Multiplikation mit T wird in den Funktionsgeneratoren durchgeführt Der drehzahlabhängige Funktionsgenerator 26 müßte dann als Eingangsgröße die Drehzahl η und die Periodendauer T er-
ί halten. Da aber die Drehzahl η = 1 ist, kann auf die Drehzahlinformation verzichtet werden und der Meßwertgeber für die Drehzahl kann entfallen. Dafür muß aber die Periodendauer T ermittelt werden. Eine proportionale Spannung IL·, läßt sich aus der maximalen Sägezahnspannung UgQ ableiten, da UgQ proportional T ist. Dazu dient der Maximumspeicher 27, der bei jedem neuen Maximalwert der Sägezahnspannung korrigiert wird.
Auch, bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird
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bei niedrigen Drehzahlen die Zündung direkt von dem Impuls- ■ geber 19 ausgelöst. · ■
Um die beschriebenen Anordnungen auch für einen seriemäßigen Einbau im Kraft fahrzeug vorsehen zu können, v/erden die einstellbaren Funktionsgeneratoren 13 und 26 durch feste Funktionsgeneratoren ersetzt. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Schaltanordnung ist in Fig. 4-dargestellt. Der drehzahlabhängige Funktionsgenerator 26 ist ein als Spannungsteiler mit einem von seiner Eingangs spannung Um abhängigen Teilerverhältnis ausgelegt. Dabei ist einem festen Spannungsteiler aus Widerständen 2.9 und 30 ein einen Widerstand 31 und eine Ze-nerdiode 32 enthaltender Zweig hinzugeschaltet ist und zwar derart, daß dieser Zweig aus dem Widerstand 31 und der Ze-nerdiode 32 dem Widerstand 29 parallel geschaltet ist. Der Meßwertgeber 11 für die Erfassung des Druckes und der Funktionsgenerator 13 können derart realisiert werden, daß der Druckgeber als Barometerdose 33 ausgebildet ist und den Abgriff eines nichtl'inearen Widerstandes 3^ verschiebt, wobei der Widerstand an der Spannung U™ liegt. Statt des Unterdrucks kann auch die Drosbelklappenstellung herangezogen werden, da der Unterdruck wieder jeine Funktion der Drehzahl η und der Drosselklappenstellung ist. Bei den in den Fig. 3 und 4- gezeigten Ausführungsbeispielen kann der Funktionsgenerator 26 auch wie beispielsweise in Fig. 4· mit unterbrochenen Linien angedeutet, in der Verbindungsleitung vom Sägezahngenerator zum Vergleichsgerät 16 vorgesehen sein. Es kann in der Verbindung sieitung aber auch ein zusätzlicher Funktionsgenerator 35 vorgesehen sein. . .
Die Vorteile der hier beschriebenen Einrichtung liegt in der
(J'-Möglichkeit, Verstellkennlinien beliebig einzustellen'können dabei gegebenenfalls während des Betriebes der Brennkraft-
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maschine verändert v/erden. Dabei ist am Motor nur ein einfacher Zündverteiler mit Impulsgebern anzubringen. Störungsempfindliche Winkelgeber oder mechanische Einrichtungen werden dazu nicht benötigt.
In einigen Anwendungsfällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, anstelle der Sägezahngeneratoren 17 bzw. 28 Generatoren mit einem anderen Zeitverlauf (z.B. e-Funktion) vorzusehen.
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Claims (15)

  1. Robert Bosch GmbH · v Oon(- ■%■*/tr™1
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    Ansprüche ■
    Einrichtung zur elektronischen Erzeugung und Verstellung des Zündzeitpunktes von Zündanlagen für Brennkraftmaschinen, in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, insbesondere der Drehzahl und/oder des Drosselklappenunterdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß zur Er- , fassung der Betriebsparameter (n,p) Meßwertgeber (10,11) vorgesehen sind, deren als elektrische .Größen abgegebene Meßwerte elektrische Funktionsgeneratoren (12,13) mit einstellbarer Kennlinie beeinflussen, wobei das Ausgangssignal ■ der Funktionsgeneratoren den Auslösezeitpunkt der Zündanlage bestimmt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Hilfe der Funktionsgeneratoren (12,13) beeinflußten Meßwerte an einen ersten Eingang eines Vergleichsgerätes (16) angelegt sind, an dessen zweiten Eingang ein die Winkelstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine charakterisierendes elektrisches Signal angelegt ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Hilfe der elektrischen Funktionsgeneratoren (12,13) beeinflußten Meßwerte mit Hilfe einer elektrischen Schaltan-
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    Robert Bosch GmbH p Qon(r Vn /ym
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    Ordnung, insbesondere mit Hilfe einer Addierschaltung (14) zusammengefaßt werden, wobei die aus den Eingangsgrößen resultierende Ausgangsgröße an einen ersten Eingang des Vergleichsgerätes (16) angelegt sind, an dessen zweiten Eingang ein die Winkelstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine charakerisierendes elektrisches Signal angelegt ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem bestimmten Verhältnis, insbesondere bei Gleichheit der an den Eingängen des Vergleichgerätes (16) anliegenden elektrischen Werte am Ausgang des Vergleichgerätes (16) ein den Zündvorgang der Brennkraftmaschine auslösendes Signal auftritt.
  5. 5· Einrichtung nach Anspruch 2 oder 5> dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Erzeugung des die Winkelstellung der Kurbelwelle ρ charakterisierenden Signales ein Impuls-Generator (17) / insbesondere ein Sägezahngenerator vorgesehen ist, der von einem mit "der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen ersten Impulsgeber (18) auslösbar ist und dessen Ausgangsspannung von der Zeit und Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist, die damit ein Maß für den Winkel bildet, den die Verteilerwelle seit dem Auslösezeitpunkt zurückgelegt hat. ■ _ ^
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  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den-Ausgangssignalen der Funktionsgeneratoren (10,11) elektrische Signale (15) entsprechend verschiedener Einflußgrößen, beispielsweise dem Luftdruck und der Temperatur, hinzuschaltbar sind.
  7. 7«. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Hilfe der elektrischen Funktionsgeneratoren (12,13) beeinflußten Meßwerte an einen ersten Eingang einer Nach-r laufsteuereinrichtung (22) angelegt sind, an deren zweiten Eingang ein den Zündwinkel charakterisierendes Signal angelegt ist, wobei der Zündwinkel durch die Nachlaufsteuereinrichtung (22) entsprechend den durch die elektrischen •Funktionsgeber (12,13) beeinflußten Meßwerte veränderbar ist.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7.» dadurch gekennzeichnet, daß die mit Hilfe der elektrischen Funktionsgeneratoren (12,13) beeinflußten Meßwerte mit Hilfe einer elektrischen Schaltanordnung, insbesondere mit Hilfe einer Addi.erschaltung zusammengefaßt sind, wobei an die Addierschaltung (14) weitere Korrektursignale (15) anlegbar sind, und wobei der Ausgang der Addierschaltung (14) mit dem ersten Eingang der Nachlaufsteuerung (22) verbunden ist.
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  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch.gekennzeichnet, daß zur Auslösung des-Zündvorganges im Zündzeitpunkt ein Impulsgeber (24), insbesondere ein in der Nähe der Zündverteilerwelle angeordneter induktiver Geber vorgesehen ist.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derMeßwertgeber (11) mit dem Eingang des elektrischen Funktionsgenerators (13) verbunden ist, dessen Ausgangssignal an die Addierschaltung (14) angelegt ist, an die weiterhin ein Funktionsgenerator (26) zur Beeinflussung eines drehzahlabhängigen Signales angeschlossen ist, wobei die Eingangsgröße des Funktionsgenerators (26) ein der Dauer einer Kurbelwellenumdrehung entsprechendes Signal ist.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das der Dauer einer Kurbelwellenumdrehung entsprechende Signal mit Hilfe eines Maximum-Speichers (27) von der Ausgangsgröße eines Impulsgenerators (28) abgeleitet wird, wobei der Impulsgenerator (28) ein von der Umlaufzeit abhängiges Ausgangssignal erzeugt.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse des bei bestimmten Stellungen der Kurbelwelle ansprechenden Impulsgenerators (28) von dem Impulsgeber (18)
    auslösbar sind. Λ ._
    - ι "3 -
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    Robert Bosch GmbH . p QAn/-
    Stuttgart R· 9806
  13. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch' gekennzeichnet, daß der Ausgang des Impulsgenerators mit dem Eingang der Vergleichsschaltung (16) verbunden ist, an die weiterhin die von den elektrischen Funktionsgeneratoren (13,26) beeinflußten Meßwerte angelegt sind.
  14. 14-. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Impulsgenerators über einen elektrischen Funktionsgenerator mit dem Eingang der Vergleichsschaltung verbunden ist.
  15. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche' 1 bis-6 und .10 bis 14-, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Nähe des oberen Totpunktes den Zündvorgang auslösender Impulsgeber und ein drehzahlabhängiger Umschalter (20) vorgesehen ist, wobei der Umschalter (20) in einem ersten Drehzahlbereich den Impulsgeber und in einem zweiten Drehzahlbereich das Vergleichsgerät (16) mit der Zündeinrichtung (21) verbindet.
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