DE2211315A1

DE2211315A1 - Zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2211315A1
Application number: DE2211315A
Authority: DE
Inventors: Heinz Kammerer; Heinz Moeller; Josef Dipl Ing Wahl; Richard Dr Ing Zechnall
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-03-09
Filing date: 1972-03-09
Publication date: 1973-09-13
Also published as: DE2211315C2; US3815560A; GB1427361A; SE391560B; AU5310373A; IT973041B; BR7301708D0; FR2175505A5; JPS48103932A; AU469069B2

Description

28.1.1972 Jo/Hö

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH. -Stuttgart Zündanlage für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine nach dem Otto-Prinzip mit einem synchron zur Kurbelwellen-Drehzahl der Brennkraftmaschine auslösbaren, mechanischen Unterbrecher-^Impulsgeber, mit einer Vorrichtung zur Zündzeitpunkt-Verstellung in Abhängigkeit wenigstens von der Drehzahl eines rotierenden Teils der Brennkraftmaschine und/oder von deren Saugrohr-Druck sowie mit einer mechanischen Hochsp.annungs-Verteilung.

Der Zündzeitpunkt (oder besser die Kolbenstellung, bei'welcher die Zündung erfolgt) wird in herkömmlichen Zündanlagen mit mechanischer Unterbrechung des Zündstroms und mechanischer

309837/0229

Robert Bosch GmbH f ö / Jo/Ho

Stuttgart

Hochspannungs-Verteilung gesteuert durch 5chaltglieder, die zur Zündenergiequelle gehären; sie haben eine genau definierte, im allgemeinen von Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine abhängige Zuordnung zur Stellung der Kurbelwelle. Mit dieser Zuordnung wurde bisher lediglich eine sparsame und vollständige Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs in den Verbrennungsräumen der Brennkraftmaschine bei möglichst hohem Wirkungsgrad im gesamten Drehzahl- und Lastbereich angestrebt.

An die Steuerung und/odsr Regelung der Brennkraftmaschinen noderner Kraftfahrzeuge, insbesondere deren Zündanlagen betreffend, werden darüber hinaus vielfältige Ansprüche gestellt, wozu in neuerer Zeit vermehrt auch die Forderung nach schadstoffreien Abgasen konimt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, alle wichtigen, den Betriebszustand und damit die Zusammensetzung der Abgase einer Brennkraftmaschine kennzeichnenden GröQen zusammenzufassen und mit einer daraus gebildeten Führungsgröße in einen die Zündung der Brennkraftmaschine vorzugsweise zusätzlich beeinflussenden Regelkreis einzugreifen, wobei der Zündzeitpunkt um einen durch die Führungsgröße bestimmten Winkel nach früh oder spät verstellt werden soll. Die Regeleinrichtung soll insbesondere für Zündanlagen der erwähnten Art geeignet sein, die vorläufig noch preiswerter sind als elektronische Thyristor- oder Transistor-Zündanlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur vorzugsweise zusätzlichen Regelung des Zündzeitpunkts ein Regelkreis vorgesehen ist, in dessen Regelstrecke der Unterbrecher-Impulsgeber angeordnet und dessen Regler ein Stellglied nachgeschaltet ist, das zur Abgabe einer Servokraft einen mechanischen Ausgang aufweist, der mit einem zur Verstellung des Zündzeitpunkts vorgesehenen, mechanischen Teil des Unterbrecher-Impulsgebers verbunden ist.

— 3 —

309837/0229

Robert Bosch GmbH · *J Ό 7

Stuttgart '

In einer Ausgestaltung der Erfindung enthält der Regelkreis zur Regelung des Zündzeitpunkts einen Regelverstärker, einen Leistungsverstärker, ein Drehmagnet-5ystem oder ein Regelventil und ein Unterdruck-Verstellsystem zur Erzeugung der Servokraft, den Unterbrecher-Impulsgeber und eine bistabile Kippstufe mit einer anschließenden Schaltung zur Mittelwertbildung, die mit dem Regelverstärker verbunden ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein elektronischer Funktionsgeber vorgesehen, dessen Eingang zusammen mit weiteren Einflußgrößen eine von der Abgas-Zusammensetzung abhängige und mittels einer Abgas-Sonde erzeugte Einflußgröße zugeleitet ist und dessen Ausgangssignal als Führungsgröße des Regelkreises zur Regelung des Zündzeitpunkts einem Summenpunkt des Regelkreises und damit zugleich dem Regelverstärker zugeführt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Regelkreises zur Regelung des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 einen Funktionsgeber, beschaltet mit Heßwertaufnehmern für die zu erfassenden Einflußgrößen,

Fig. 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Funktionsgebers,

Fig. 4 ein.Ausführungsbeispiel einer Abgas-5onde,

Fig. 5 eine Schaltung zur Erzeugung einer von der Abgas-Zusammensetzung abhängigen Spannung,

Fig. 6 eine Schaltung zur Erzeugung je einer von der Drehzahl und einer von Drehzahl-Änderungen der Brennkraftmaschine abhängigen Spannung,

Fig. 7 den Verlauf der von der Drehzahl abhängigen Spannung,

Fig. 8 eine Schaltung zur Erzeugung einer vom Druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine abhängigen Spannung,

- 4 —

309837/02 2 9

BAD

- λ - 221131

Robert Bosch GmbH / D / Jo/Ho"

Stuttgart

Fig. 9 eine Schaltung zur Erzeugung einer von der Stellung . Drosselklappe der Brennkraftmaschine abhängigen SpSf nung, . .

Fig,10 eine Schaltung einer Rückführung des Regelkreises Figur 1,

Fig,11 eine Schaltung eines Regelverstärkers des Regelkreises nach Figur 1,

Fig.12 ein Ausführungsbeispiel eines mittels eines Dfehmagne^ ten verstellbaren Unterbrecher-Impulsgebers im Querschnitt XII-XII nach Figur 13, ohne Unterbrecher^-Kqn« takte,

Fig.13 Unterbrecher-Impulsgeber in einer Ansicht von eben na^R Figur 12, mit Unterbrecher-Kontakten,

Fig.14 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Regelkreises zur Regelung des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine,'

Fig.15 ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Verste,!.« lung des Zündzeitpunktes mittels Unterdrucks und

Fig.16 ein Ausführungsbeispiel eines Regelventils,

Das in Figur 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel eines Regeln kreises zur Regelung des Zündzeitpunktes einer BrenHkraf"J;ma> Bchine zeigt zur Erzeugung einer Führungsgröße 15 das Regel*- kreises einen Funktionsgeber 10, der als SummierverstÖrker dargestellt ist. Die Führungsgröße 15 wird gebildet aus mehrerer?

»
als Teilspannungen meßbaren Einflußgrößen 151 bis 156, die ihrpf« seits gebildet sind aus verschiedenen, den Betriebszustand dejp Brennkraftmaschine kennzeichnenden Größen, wie der Drehzahl η und-der zeitlichen Drehzahl-Änderung ή eines rotierenden Teils der Brennkraftmaschine, deren Saugrohr-Druck p, der Abgas-Zusam» mensetzung K, dem Stellungswinkel ß der Drosselklappe sowie einer an oder in der Brennkraftmaschine gemessenen Temperatur· T# Die Führungsgröße 15 gelangt zu einem Summierpunkt 16 dps Regelkreises und anschließend in einen RegelverstMrker 70, dessen gangssignal von einem Leistungsverstärker 71 zu einer Stell-

ORlGINAL INSPECTED J

309837/0229

■'75

Robert Bosch GmbH . ^r / U / Jo/Hö

Stuttgart

größe 1B des Regelkreises verstärkt wird. Die Stellgröße 18 wird von einem als Stellglied wirkenden Drehmagnet-System 72, das ebenso auch als lineares Zug- oder Druckmagnet-System ausgeführt sein kann, zu einer Servokraft 19 weiterverarbeiten Mit Hilfe der Servokraft 19 wird entweder der umlaufende oder· der feststehende Teil eines mechanischen Unterbrecher-Impulsgebers 20 verdreht. An einer zu einer in dieser Figur nicht dargestellten Zündspule führenden Klemme 2o1 des Unterbrecher-Impulsgebers 2o tritt nun die Regelgröße 29 als Unterbrecher-Impulsfolge auf; diese Impulsfolge wird im Zuge .der Rückführung des Regelkreises einem zweiten Eingang einer bistabilen Kippstufe 81 zugeleitet. Einem ersten Eingang der bistabilen Kippstufe 81" wird von einem Impulsgeber Bo eine weitere Impulsfolge zugeführt. Dieser Impulsgeber Bo ist am Umfang eines rotierenden Teils, vorzugsweise an einem Schwungrad 95 der Brennkraftmaschine angeordnet. Das Schwungrad 95 trägt an seinem Umfang mindestens eine aus ferromagnetischem Material bestehende Harke 96. Der Impulsgeber Bo ist über einen seiner Anschlüsse mit einer Masseleitung 9o verbunden. Einem Ausgang der bistabilen Kippstufe 81 ist eine Schaltung 82 zur Mittelwertbildung nachgeschaltet. Die von dieser Schaltung 82 gebildete Spannung wird in einem Verstärker 83 zur rückgeführten Regelgröße 17 des Regelkreises verstärkt und zusammen mit der Führungsgröße 15 auf den Summenpunkt 16 und damit zugleich in den Regelverstärker 7o gegeben.

Das in Figur 1 dargestellte Regel-System ist dazu geeignet, eventuell vorhandene unerwünschte Toleranzen, Abnützungen und Alterung zu kompensieren, indem der jeweilige Istwert des Zündzeitpunktes direkt durch den Unterbrecher-Impulsgeber 2o zurückgemeldet und im Regelverstärker 7o mit der FührungsgröQe 15 vexglichen wird.

Figur 2 verdeutlicht in einem Blockschaltbild die Bildung der

309837/0229

-G-

Robert Bosch GmbH 7 5 7 ^J°/^Hö

Stuttgart

Führungsgröße 15. Der Unterbrecher-Impulsgeber 2o, der einseitig an die Masseleitung 9o angeschlossen ist, erzeugt an seiner mit der Zündspule 27 verbundenen Klemme 2o1 eine zur Drehzahl η proportionale Impulsfolge. Diese wird auf einen Drehzahl-Spannungs-Wandler 21 gegeben, dessen Ausgangssignal einem Kennlinien-Verstärker 23 und einem Differenzierglied 25 zugeführt ist. Am aus—, gang" des Kennlinien-Verstärkers 23 entsteht die von der Drehzahl η abhängige Teilspannung f (n) mit der Bezugszahl 151 und am Ausgang des Differenzierglieds 25 die von der Ableitung der Drehzahl nach der Zeit abhängige Teilspannung f (Λ) mit der Bezugszahl 152.

Von einer mit dem Saugrohr 3o der Brennkraftmaschine verbundenen ; Druckmeßdose 31 wird ein induktiver Weggeber 32 betätigt, dessen Induktivität an einen Druck-Spannungs-Wandler 33 angeschlossen ist. Am Ausgang des Druck-Spannungs-Wandlers 33 entsteht eine vom Unterdruck im Saugrohr 3o hinter der Drosselklappe abhangige Teilspannung f (p) mit der Bezugszahl 153.

In das Saugrohr 3o hinein mündet, ebenfalls hinter der Drosselklappe 5o, eine Abgas-Rückführleitung 4o, in der sich eine Abgas-Sonde 41 befindet. Eine sich an die Abgas-Sonde 41 anschließende Anpaßschaltung 43 bildet eine von der Abgas-Zugammensetzung K abhängige Teilspannung f (K) mit der Bezugszahl 154.

Der Stellungswinkel ß der Drosselklappe 5o wird erfaßt von einem Winkelgeber 51, der aus einem Potentiometer oder Stufenschalter bestehen kann. Der Winkelgeber 51 erzeugt eine vom Winkel B abhängige Teilspannung f (ß) mit der Bezugszahl 155.

Eine von der Temperatur T an oder in der Brennkraftmaschine abhängige Teilspannung f (T) mit der Bezugszahl 156 wird erzeugt von einem Temperaturaufnehmer 6o, beispielsweise βΐηβπν temps— raturabhängigen Widerstand, der zusammen mit einem Widerstand 61

¹ 309837/0229 - ⁷ -

2211311

Robert'B_OSch GmbH 7 Ö / Jo/Ho

Stuttgart .

einen Spannungsteiler bildet.

Die als Teilspannungen meßbaren Einflußgrößen 151 bis 156 sind,
wie schon Figur 1 zeigt, dem Funktionsgeher 1 er zugeführt.

In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel für den prinzipiellen
bau des Funktionsgebers 1o dargestellt. Die Teilspannungen 151
bis 156 liegen jeweils über einen Eingangswiderstand 245, 25B,
353, 46, 52 beziehungsweise 62 am Eingang 11 des Funjitibnsge-bers 1o. Der Eingang 11 ist der Surnmenpunk't eines Summierers, der aus einem Operationsverstärker 12 mit einem komplexen Rückführ'-widerstand 13 besteht und über einen Bezugswiderstand. 14 mit der Masseleitung 9o verbunden ist. Der Fufiktionsgeber Id gibt am Ausgang des Operationsverstärkers 12 die Fuhrungsgröße 15 für den
sich anschließenden Regelkreis ab. '

Das in Figur 4 abgebildete Ausführungsbeispiel der Abgas-Sonde 41 besteht aus einem Stahlmantel 411, der mit einem Einschraubgewinde 412 versehen ist. Das Innere" des Stahlmantels 411 ist' mit einem Isolierkörper 413 aus Keramik- oder Porzellanmasse ausgefüllt, in. den eine Zuleitung 414 für eine Heizwicklung 415, eine Mittelelek-r trode 416 sowie eine Zuleitung 417 und. eine Ableitung 418 für ein Thermoelement 419 eingegossen sind. Im unteren Teil des Isolierkörpers 413 ist ein einseitig geschlossenes Rohr 42o aus mit Kalziumoxid: stabilisiertem'Zirkondioxid als"Sauerstoffionen leitender Festelektrolyt gasdicht eingegossen* Das Innere des Rohres 42a ist dicht mit einem Gemisch 421 von Wickel und Nickelmonoxid im
stöch'iometrischen Verhältnis 1 r 1 gefüllt, das als Sauerstoff bezugssystem dient. In das Gemisch 421 ragt oben die Spitze der Kittelelektrode 416 hinein* Auf die äußere Oberfläche des Rohres 42o ist zur Kontaktierung eine dünne, gasdurchlässige Platinschicht aufgedampft. Die elektrische Ableitung von der Platinschicht 422 erfolgt über eine der Thermoelement-Leitungen 417 beziehungsweise 418, da das Thermoelement 419 mit der Platinschicht 422 in elek-

309837/0229

-B-

221131S

Robert 8_Osch GmbH J Q f

Stuttgart

trischern Kontakt steht* An dem Stahlmantel 411 ist ein im we» sentlichen zylindrischer Hitzeschild 423 angebracht, der auf ner vom Stahlmantel abgekehrten Seite abgeschlossen ist» Der zeschild 423 besteht aus wärmebeständigem Eisenstahlblech» An seinem Umfang ist der Hitzeschild 423 mit Löchern 424 für den und Austritt des Abgases versehen. Die Heizwicklung 415 ist als selbsttragende Spirale ausgebildet und mit ihrem dem Stahlmantsi zugekehrten Ende von der Zuleitung 414 sowie mit ihrem vom Stahl** mantel 411 abgekehrten Ende durch eine elektrische und mechaniiehü Verbindung .425 am Hitzeschild 423 fixiert, so daß die Stromver« sorgung der Heizwicklung einerseits über die Zuleitung 414 und eft«· dererseits über den Stahlmantel 411 erfolgt, mit dem der Hitzeschild 423 elektrisch leitend verbunden ist.

Die Abgas-Sonde 41 wird mittels des an dem Stahlmantel 41 1 be·* findlichen Gewindes 412 in die Abgas-Rückführleitung 4o ein$e»» schraubt. Das Abgas gelangt durch die Löcher 424 im Hitzeschild 423 an das mit der Platinschicht 422 überzogene, als Feet*·, körperelektrolyt dienende Rohr 42o. Zwischen der Platinschicht und dem als Sauerstoffbezugssystem dienenden Nickel-Nickelmonöxid«* Gemisch 421 stellt sich ein bestimmtes, vom Sauerstoffgehalt dee Abgases abhängiges Potential ein, das an den elektrischen Anschlüssen 416 und 417 abgenommen und der Anpaßschaltung 43 für die Abgas-5onde zugeführt werden kann.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine elektrische Beschaltung der Abgas-Spnde 41, Darin ist der eigentliche Meßfühler 41 ο in Form einer Spannungequelle angedeutet, die zusammen mit der zuvor beschriebenen Heizwicklung 415, dem Thermoelement 419, den Zuleitungen 414, 416 bis 418 und 425 sowie dem als Gehäuse dargestellten Hitzeschild 423 die vollständige Abgas-Sonde 41 bildet. Das Thermoelement 419 ist über die Leitungen 417 und 41B an eine Tempera-

309837/0229

Robert Bosch GmbH 7 5 7 ^J°/^Ho*

Stuttgart

tur-Regelschaltung 44 angeschlossen, die im wesentlichen einen Schwellwert-Schalter enthält und mit ihren Ausgängen über -die Leitung 414 sowie die mit der Masseleitung Bo und dem Hitzeschild 423 verbundene Leitung 425 die Heizwicklung 415 versorgt. Eine solche Temperaturregelschaltung ist .zur Überwachung der Abgas-Sonde erforderlich, weil diese bei einer bestimmten Arbeitstemperatur besonders empfindlich auf Änderungen des Sauerstoffgehalts im Abgas reagiert. Das gewünschte vom Sauerstoffgehalt des Abgases abhängige Potential wird über die Leitungen 416 und 417- einem Schwellwert-Schalter 45 zugeführt, der beispielsweise durch einen Schmitt-Trigger verwirklicht werden kann. Am Ausgang des Schwellwert-Schalters 45 tritt die von der Abgas-Zusammensetzung K abhängige Teilspannung f(K) auf, die, wie oben dargel.egt, dem Eingang 11 des Funktionsgebers 1o zugeführt wird.

In Figur 6 ist je eine Schaltung zur Erzeugung der von der Drehzahl η abhängigen Teilspannung 151 und der von der zeitlichen Ableitung ή der Drehzahl η abhängigen T_eiispannung 152 dargestellt. Eine vom Unterbrecher-Impulsgeber 2o gelieferte drehzahlproportionale Impulsfolge wird einer monostabilen Kippstufe 22 zugeleitet, in der Impulse mit konstanter Impulsbreite gebildet werden. In einem nachgeschalteten RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand 221 und einem Kondensator 222, entsteht daraus an einem als Ausgang 223 des Drehzahl-Spannungs-Wandlers 21 dienenden Verbindungspunkt eine drehzahlproportionale Spannung. Der bereits in Figur 2 angedeutete Drehzahl-Spannungs-Wandler 21 enthält also die monostabile Kippstufe 22 und das nachgeschaltete RC-Glied 221, 222. Wie gleichfalls Figur 2 zu entnehmen .ist-, wird die drehzahlproportionale Spannung anschließend dem Kennlinien-Verstärker 23 und dem Differenzierglied 25 zugeführt.

Der Kennlinien-Verstärker 23 enthält einen Operationsverstärker 23o, dem ein Widerstands-Dioden-Netzwerk vorgeschaltet ist. Dieses Netzwerk enthält zwei Teilerwiders'tände 232 und 233, die zwischen eine erste Versorgungsleitung 91 und die Masseleitung

309837/0229

Robert Bosch GmbH " 7 5/ ^J°/^Hö

Stuttgart

geschaltet sind und deren Verbindungspunkt 231 über einen ersten Widerstand 234 Sowie parallel dazu über einen zweiten Widerstand 235 in Reihe mit einer Diode 236 mit dem Ausgang 223 des Drehzahl-5pannungs-Wandlers 21 verbunden ist. Die drehzahlproportionale Spannung vom Ausgang 223 gelangt über einen ersten Eingangswiderstand 237 zu dem durch ein Pluszeichen markierten, nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 23o, der seinörseits über einen Bezugswiderstand 238 mit der Masseleitung 9o in Verbindung steht. Der Verbindungspunkt 231 der beiden Teilerwiderstände 232 und 233 ist über einen zweiten Eingangswiderstand 239 an den mit einem Minuszeichen markierten, invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 23o angeschlossen, dem über einen Rückführwiderstand 24o das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 23o zugeleitet wird. Der Ausgang des Operationsverstärkers 23o ist über einen Ausgangswiderstand 241 mit einem an der ersten Versorgungsleitung 91 liegenden Widerstand und der Kathode einer an der Masseleitung 9o liegenden Zener-Diode 243 verbunden. Der den Widerständen 241 und 242 sowie der Kathode der Zener-Diode 243 gemeinsame Punkt bildet den Ausgang 244 des Kennlinien-Verstärkers 23, an dem die von der Drehzahl η abhängige Teilspannung f(n) mit der Bezugszahl 151 wirksam ist. Der Operationsverstärker 23o ist zu seiner Versorgung mit der ersten Versorgungsleitung 91 und der Masseleitung 9o verbunden.

Das Differenzierglied 25 ist über einen Kondensator 251 an den Ausgang 223 des ^rehzahl-Spannungs-Wandlers 21 angeschlossen. An den Kondensator 251 schließt sich der Emitter eines in Basisschaltung betriebenen pnp-Transistors 252 an, dessen Basis über einen ersten Teilerwiderstand 253 an der ersten Versorgungsleitung 91 und über einen zweiten Teilerwiderstand 254 ajn der Masseleitung 9o liegt. Der Emitter des Transistors 252 liegt über einen Emitterwiderstand 255 ebenfalls an der ersten Versorgungsleitung 91. 'Der den Ausgang des Differenzierglieds 25 bildende Kollektor des Transistors 252 ist über eine Parallelschaltung

309837/0229

Robert Bpsch GmbH 7 R 7

Stuttgart / U /

aus einem ICollektorwiderstahd 256 und einem Kondensator 257 mit der Masseleitung 9o verbunden und gibt die Teilspannung - f{ft) mit der Bezugszahl 152 ab.

Die erste Versorgungsleitung 91 ist an eine nicht dargestellte Spannungsquelle mit einer Versorgungsspanhunc} .+U„ angeschlossen»

Figur 7 zeigt ein Diagramm der von der Drehzahl η abhängigen und vom Kennlinien-Verstärker 23 geformten Teilspannung f(n). Das Diagramm weist im unteren Bereich, bis zur Drehzahl n.. einen mit bezeichneten konstanten Abschnitt auf', dessen Wart durch die Widerstände 241 und 242 gemäß Figur 6 bestimmt wird. Bei der Drehzahl n^ beginnt die am mit Einem Pluszeichen markierten, nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 231 anliegende, von der Drehzahl η abhängige Spannung die am mit einem Minuszeichen versehenen, invertierenden Eingang wirksame Spannung zu überschreiten, das heißt der Operationsverstärker 231 beginnt zu verstärken. Die Steigung des sieh an n.. anschließenden steilen Abschnitts 247 bis zur mit n~ bezeichneten Stelle resultiert aus dem Verhältnis der beiden Widerstände 24o und 239. An der le Uj wird die Diode 235 leitend und damit an Stelle des Widerstandes 236 die Parallelschaltung der beiden Widerstände 234 und 236 wirksam. Der Abschnitt 248 verläuft dadurch etwas flacher als der Abschnitt 247. An der Stelle n^ wird der mit 249 bezeichnete und im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 durch die Zener-Diode 243 festgelegte, obere Schwellwert des Kennlinien-Verstärkers 23 erreicht.

Figur B verdeutlicht die Erzeugung der vom Druck ρ im Saugrohr der Brennkraftmaschine abhängigen Teilspannung f(p) mit der Bezugszahl 153. Wie schon in Figur 2 angedeutet wurde, wird infolge von Druck-Änderungen im Saugrohr 3o eine Druckmeßdose 31 und damit der ferromagnetische Kern 321 eines induktiven Weggebers 32 verstellt. Infolgedessen verändert sich in einer 5pule 322, 323

309837/0229 " ¹² "

Robert Bosch GmbH 7 5 7

Stuttgart * ^W

die Induktivität der Teilspule 323. Diese veränderliche Induktivität beeinflußt die Amplitude eines nachgeschalteten Oszillators 34, der durch eine Anpsßschaltung 35 zum Druck-Spannungs-Wandler 33 vervollständigt wird. Die Anpaßschaltung 35 besteht aus einer Diode 351 und einem mit der Masseleitung 9o verbundenen Kondensator 352; der Verbindungspunkt der Kathode der Diode 351 und des Kondensators 352 bildet den Ausgang des Druck-Spannungs-Wandlers 33.

In Figur 9 ist als Ausführungsbeispiel für einen bereits in Figur 2 angedeuteten Winkelgeber 51 ein Potentiometer dargestellt, dessen Abgriff mechanisch mit der Drosselklappe 5o im Saugrohr 3o der Brennkraftmaschine verbunden ist und zugleich die vom Stellungswinkel B der Drosselklappe 5o abhängige Teilspannung f(ß) mit der Bezugszahl 155 abgibt. Anstelle eines Potentiometers wäre beispielsweise ebenso gut ein Stufenschalter oder ein induktiver Winkelgeber zur Umformung des Winkels ß geeignet.

In Figur 1o ist eine Schaltung einer Rückführung innerhalb des Regelkreises nach Figur 1 abgebildet. Bei der Regelung des Zünd— Zeitpunktes ergeben sich die geringsten Abweichungen des tatsächlichen Zündzeitpunktes vom geforderten, wenn der Zündzeitpunkt direkt auf den Eingang des Reglers einwirkt. Das geschieht in der erfindungsgemäßen Schaltung über die in Figur 1 angedeuteten Regelkreisglieder 81, 82 und 83. Diese Glieder werden anhand Figur ausführlicher geschildert.

Die Versorgung der Regelkreisglieder 61 bis 83 erfolgt über eine zweite Versorgungsleitung 92 durch eine stabilisierte Versorgungsspannung +uV. Figur 1o enthält ein einfaches Ausführungsbeispiel einer Stabilisierungsschaltung, bestehend aus einem die erste und zweite Versorgungsleitung 91, 92 verbindenden Widerstand 93 und einer zwischen der zweiten Versorgungsleitung 92 und der Massele.1-tung 9o liegenden Zener-Diode 94. Je nach den an die stabilisierte

309837/0229

I 757

Robert Bosch GmbH \ i U ' Jo/Hö

Stuttgart

Versorgungsspannung +LL· gestellten Anforderungen wären auch bekannte aufwendigere Stabilisierungsschaltungen denkbar.

Die bistabile Kippstufe 81 weist zwei npn-Transistoren 817 und 818 auf, deren Emitter an die Masseleitung 9o angeschlossen sind. Den Basen der Transistoren 817 und 818 ist jeweils eine Parallelschaltung aus einem Basiswiderstand 813 beziehungsweise 814 und einem Kondensator 815 beziehungsweise 816 vorgeschaltet und diesen Parallelschaltungen jeweils eine Diode 811 beziehungsweise 812. Die Anoden dieser Dioden bilden die beiden Eingänge der bistabilen Kippstufe 81. Die Kollektoren der beiden Transistoren 817,818 liegen über je einen Kollektorwiderstand 819 beziehungsweise an der zweiten Versorgungsleitung 92. Der Kollektor des ersten Transistors 817 ist über einen ersten Koppelwiderstand 821 mit der Basis des zweiten Transistors 818 und dessen Kollektor über einen zweiten Koppelwiderstand 822 mit der Basis des ersten Transistors B17 verbunden.

Die bistabile Kippstufe 81 wird über die erste Diode 811 durch jeden von dem Impulsgeber 8o erzeugten Impuls gesetzt und durch den ersten", jeweils auf einen dieser Impulse folgenden, vom Unterbrecher—Impulsgeber 2o abgegebenen Impuls über die zweite Diode wieder gelöscht. Der schon in Figur 1 abgebildete Impulsgeber Bo besteht aus einem Kern 8o1 aus ferromagnetischem Material, der von einer Spule Bo2 umwickelt ist, die einseitig mit der Masseleitung 9o verbunden ist.

Die am Ausgang 823 der bistabilen Kippstufe 81 auftretenden Rechteckimpulse werden in der nachfolgenden Schaltung 82 zur Mittelwertbildung in eine geglättete Mittelwert-Spannung umgewandelt.. Die Schaltung 82 enthält einen eingangsseitigen Längswiderstand 825, der über eine Parallelschaltung aus einem 'Widerstand und einem Kondensator 827 mit der Masseleitung 9o verbunden ist. Der Verbindungspunkt dieser drei Bauelemente bildet den Ausgang

309837/0229 - ¹⁴ -

Robert Bosch GmbH 7 5 7 ^Jo/Hö

Stuttgart . ^W '

der Schaltung 82. und ist an die Basis eines ersten npn-Transistors 831 des nachfolgenden Verstärkers 83 angeschlossen. Der Emitter dieses Transistors 831 liegt über einen ersten Emitterwiderstand 833 an der Hasseleitung 9a. Der Kollektor des ersten Transistors 831 steht über einen Kollektorwiderstand 832 mit der zweiten Versorgungsleitung 92 und über einen Kappelwiderstand mit der Basis eines zweiten npn-Transistors 836 in Verbindung. Zwischen der Basis dieses zweiten Transistors 836 und der Masseleitung 9o ist ein Basiswiderstand 835 angeordnet. Der Transistor 836 ist über seinen Kollektor unmittelbar mit der zweiten Versorgungsleitung 92 und über einen zweiten Emitterwiderstand'837 mit der Γ-Iasseleitung 9o verbunden. Dieser Emitter ist zugleich der Ausgang 838 des Verstärkers 83 und gibt die rückgeführte Regelgröße 17 des Regelkreises ab.

Figur 11 zeigt den Regler des in Figur 1 dargestellten Regelkreises. Dieser Regler besteht aus dem Regelverstärker 7o und dem Leistungsverstärker 71. Der Regelverstärker 7o 'weist einen Operationsverstärker 7o1 auf, der als Summierverstärker geschaltet ist. Der Summenpunkt 16 des Regelkreises ist der mit einem Minuszeichen versehene invertierende Eingang des Operationsverstärkers 7o1. Dem Summenpunkt 16 sind über einen ersten Eingangswiderstand 7o2 die Führungsgröße 15 und über einen zweiten Eingangswiderstand 7o3 die rückgeführte Regelgröße 17 zugeführt. Zur Rückführung des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 7o1 auf den Summenpunkt 16 dient ein Rückführwiderstand 7o4. Der durch ein Pluszeichen markierte nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 7o1 ist über einen Widerstand 7d7 mit einem aus zwei Teilerwiderständen 7o5 und 7o6 bestehenden Spannungsteiler verbunden, der zwischen die zweite Versorgungsleitung 92 und die Masseleitung 9o geschaltet ist. Der Operationsverstärker'7o1 liegt ebenfalls an den Leitungen 9o und 92. Zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 7o1, zugleich des Regelverstärkers 7o, und

309837/0229

rt Bosch GmbH ⁰T PJ *7

Stuttgart '

der zweiten Versorgungsleitung 92 ist ein"weiterer Widerstand 7o8 angeordnet.

Der nachgeschaltete Leistungsverstärker 71 enthält eine Kaskadenschaltung, bestehend aus zwei npn-Transistoren 711 und 712. Der Ausgang des Regelverstärkers 7o ist mit der Basis des ersten Transistors 711 verbunden, dessen Kollektor zusammen mit dem Kollektor des zweiten Transistors 712 an der ersten Versorgungsleitung 91 liegt und dessen Emitter einerseits über einen Emitterwiderstand 713 an die Hasseleitung 9o und andererseits an die Basis des zweiten Transistors 712 angeschlossen ist. Dessen Emitter gibt über einen Ausgangswiderstand 714 die Stellgröße 18 des Regelkreises ab.

In Figur 12 ist ein Ausführungsbeispiel eines mittels eines Dfehmagnets—Systems 72 verstellbaren mechanischen Unterbrecher-Impulsgebers 2o im Querschnitt XII-XII nach Figur 13 dargestellt. In Figur 12 sind die Unterbrecher-Kontakte nicht abgebildet.

Das Drehmagnet-System 72 weist ein feststehendes Leitstück 722 aus ferromagnetischem Material mit vier außen angeordneten Polen 723 bis 726 und einem zentralen hohlzylindrischen Ansatz 727 auf. Im betriebsbereiten Zustand befindet sich in einer in dem zentralen Ansatz 727 vorgesehenen Bohrung 728 frei drehbar eine Unterbrecher-Antriebswelle mit einem in Fig. 13 angedeuteten Nockenkörper 2o9. Der innerhalb des feststehenden Leitstücks 722 zwischen den Palen 723 bis 726 und dem zentralen Ansatz 727 freibleibende ringförmige Hohlraum dient zur Aufnahme einer auf einen Wicklungskörper 731 aufgebrachten Magnetwicklung 73o. Der Wicklungskörper 731 ist aus Isolierstoff gefertigt. Auf den zentralen Ansatz 727 ist eine Messingbuchse 729 aufgeschoben, die als Lager für einen, bezogen auf das feststehende'Leitstück 722 verdrehbaren Polring 72-Ο ausgebildet ist. Der Polring 72o weist ebenfalls einen ringförmigen Hohlraum auf, in dem sich bei zusammengebautem Dreh-

*) entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Feder BAD ORIGINAL-

— 16 —

309837/0229

Robert Bosch GmbH ή E *Ί Jo/Hö

Stuttgart . 7 Q /

magnet-System 72 die Magnetwicklung 73o befindet* Der Polring 72ö ist zugleich als Unterbrecherplatte ausgebildet und ist zu diesem Zweck mit einer Bohrung 721 versehen, die zur Aufnahme eines Be-. festigungsbolzens 2o6 für die in Figur 13 sichtbaren Unterbxedhex--Kontakte geeignet ist.

Figur 13 zeigt den Unterbrecher-Impulsgeber 2o, montiert auf" dem Drehmagnet-System 72 nach Figur 12 in einer Ansicht von oben· Der verdrehbare Polring trägt an seinem Umfang fächerförmig versetzte Flanken, die mit den Polen 723 bis 726 längs des Umfangs verän-^ derliche Luftspalte bilden, Bei erregter HagnetwicklUng 73o wird der Polring 72o in Richtung des aufgetragenen Pfeils 732, bezogen

•1

auf die Pole 723 bis 726 des feststehenden Leitstücks 722, verdreht. Infolgedessen wird auch der eigentliche Unterbrecher—Im*- pulsgeber 2o relativ zu dem aus der Bohrung 728 herausragenden Nockenkörper 2o9 verstellt, so daß sich der Offnungszeitpunkt des Unterbrecher-Itnpulsgebers 2o verändert.

Der eigentliche Unterbrecher-Impulsgeber 2o ist wie folgt aufgebaut: Ein Unterbrecherarm 2o2 ist um den Befestigungsbolzen 2o6 drehbar auf einem Gestell 2o5 gelagert und wird von einer Feder 21ö mit einem ersten Kohtaktniet 2o3 gegen einen Fortsatz des Gestells 2o5 gedruckt, an dem ein zweiter Kontaktniet 2o4 befestigt ist. Entgegen der Feder 21 ο wird der Unterbrecherarm 2o2 durch den Nockenkörper 2o9 mittels eines Betätigungssteges 2oB aus der Ruhelage bewegt. Die Offnungsweite der Kontaktnieten 2o3 und 2o4 kann, wenn sich ein Nocken des Nockenkörpers 2o9 und der Betätigungssteg '2o8 gegenüberstehen, durch eine Justierschraube 2o7 eingestellt werden.

In einer anderen Ausführungsform des Unterbrecher-Impulsgebers 2o und des Drehmagnet-Systems 72, die in den Abbildungen nicht dargestellt ist, wird mit Hilfe der Servokraft 19 der fJokkenkörper 2o9 relativ zu der seine Rotation bewirkenden Unter- -

*) entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Feder _„.^ikiai

BAD OHiGiN*¹-

309837/0229 - ¹⁷ ~.

7 *\ 7

Robert Bosch GmbH / W / J_o/Hö

Stuttgart

brecher-Antriebswelle um einen — vorzugsweise' zusätzlichen Verstellwinkel verdreht, während die Unterbrecherplatte 757 (sie ist in Fig. 15 angedeutet) in ihrer Lage unverändert bleibt.

Bei beiden Ausführungsformen kann der Nockenkörper 2o9 in Abhängigkeit von seiner Drehzahl durch einen an sich bekannten Fliehkraft-Versteller um einen Grundverstellwinkel, bezogen auf die Antriebswelle, verdrehbar gelagert sein, so daß es sich bei der durch die 5ervokraft 19 hervorgerufene Verstellung um eine Zusatzverstellung handelt. Wird auf. eine Fliehkraft-Verstellung verzichtet, so dient die Servokraft 19 zur Erzielung des insgesamt erforderlichen Verstellwinkels.

In Figur 14 ist als Alternative zu dem in Figur 1 gezeigten Regelsystem ein Regelkreis dargestellt, bei dem der Zündzeitpunkt-Istwert indirekt über die Stellung der Unterbrecherplatte des Unterbrecher-Impulsgebers 2o und über einen Istwertgeber 76 als rückgeführte Regelgröße·17 auf den Summenpunkt 16 des Regelkreises zurückgeführt und mit der im Funktionsgeber 1o aus den Teilspannungen 151 bis 156 erzeugten Führungsgröße 15 verglichen wird. Dem Summenpunkt 16 ist, wie in Figur 1, der Regelverstärker 7o und diesem der Leistungsverstärker 71 nachgeschaltet, an dessen Ausgang dis Stellgröße 18 des Regelkreises auftritt. Anders als im Regelkreis nach Figur 1 wird hier anstelle des Dreh — magnet-Systems 72 als Stellglied ein elektromagnetisch betätigbares Regelventil 74 verwendet, mit dem ein Unterdruck-Verstellsystem 75 gesteuert wird. Das Unterdruck-Verstellsystem 75 erzeugt die zur Verstellung des Unterbrecher-Impulsgebers ,2o erforderliche 5ervokraft 19, mit deren Hilfe der Zündzeitpunkt und damit die Regelgröße 29 des Regelkreises beeinflußt wird.

Eine solche Kombination aus einem Regelventil und einem Unterdruck-Verstellsystem wäre auch bei einem Regelsystem gemäß Figur 1 an Stelle des dort verwendeten Drehmagnet-Systems 72 denkbar.

309837/0229

3mbH
Stuttgart

Robert Bosch GmbH 7^7 Ja/Hö

In Figur 15 sind die in Figur 14 mit den Bezugszahlen 74, 75,2o und 76 bezeichneten Regelkreisglieder noch einmal in Form eines skizzierten Ausführungsbeispiels abgebildet. Die Stellgröße des Regelkreises gelangt auf die Hagnetwicklung des Regelventils 74·, die ihrerseits das eigentliche Ventil steuert. Dieses ist über eine Verbindungsleitung 754 mit einem Reserve-Luftbehälter 753 verbunden, der seinerseits über ein Kugelventil 752 und über eine Speiseleitung 751 an das nicht dargestellte Saugrohr 3o der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Die ausgangsseitige Öffnung des Regelventils 74 mündet in eine Unterdruckdose 755 mit einer Membran, die über ein Gestänge 756 auf die drehbar gelagerte Unterbrecherplatte 757 die 5ervokraft 19 ausübt. Über eine starre Verbindung 758 wird gleichzeitig der Abgriff des als Stellwiderstand abgebildeten Istwertgebers 76 bewegt, der mit der Masseleitung 9o verbunden ist.

Auf der Unterbrecherplatte 757 ist mit dem Befestigungsbolzen 2o6 der Unterbrecherarm 2o2 befestigt, der den ersten Kontaktniet 2o3 und den Betätigungssteg 2o8 trägt. Dem Kontaktniet 2o3 gegenüber steht der zweite, an die Masseleitung 9o angeschlossene Kontaktniet 2o4. Er ist mit der Unterbrecherplatte 757 mechanisch fest verbunden. Der Unterbrecher-Impulsgeber 2o ist in der durch den Nockenkörper 2o9 geöffneten Stellung abgebildet. Das hier geschilderte und dargestellte Prinzip des Unterbrecher-Impulsgebers 2o gilt sinngemäß auch für Figur 13,

Der Istwertgeber 76 kann, wie hier angedeutet, aus einem hochabriebfesten Hartschichtpotentiometer oder auch einem induktiven Weggeber bestehen.

Das durch die Stellgröße 18 elektrisch geregelte Magnetventil legt den Unterdruck in der Unterdruckdose 755 und damit den Zündzeitpunkt fest. Dies geschieht, indem zwischen Reservebehälter und Unterdruckdose 75j kurzzeitige Verbindungen hergestellt werden. Es können sowohl wegproportionale Ventile mit Luftverbrauch nur bei

309837/0229

- 19 -

Robert Bosch GmbH / U / ^J°/^H6

Stuttgart . '

Verstellungsänderungen als auch impulserregte Ventile mit dauerndem Luftverbrauch verwendet werden. Es ist zweckmäßig- daß bei fehlendem Unterdruck, zum Beispiel Kotorstillstand oder Druckausfall, keine Verstellung des Unterbrecher-Impulsgebers 2o erfolgt» Bei kleinstem dauernd zur Verfügung stehendem Unterdruck, wie er bei'Vollast-Betrieb der Brennkraftmaschine auftreten kann» muß die maximal erforderliche Verstellung erreicht werden»

Figur 16 zeigt als Ausführungsbeispiel für ein Regelventil 74 ein wegproportionales Ventil, wobei in der linken Hälfte der Abbildung das Ventil im nichterregten Zustand und in der rechten Hälfte der Abbildung das Ventil im erregten Zustand dargestellt

Das Ventil ist in einem Gehäuse untergebracht, das aus einem oberen Gehäuseteil 749 und einem unteren Gehäuseteil 75α besteht. Zwischen den Gehäuseteilen ist eine elastische Membran befestigt, die dicht über ein aus einer Kunststoffmasse ge— spritztss Schaltteil 744 gezogen ist- Das Schaltteil 744 weist zwei Fortsätze mit je einer Bohrung auf, in die,eine Halterung 745 für eine Schraubenfeder 746 eingesteckt ist. Die Feder 746 hängt mit ihrem der Halterung abgewandten Ende in einer Öse, die Teil eines Ankers 747 ist- Dieser Anker 747 ist gleitend innerhalb einer Erregungsviicklung 748 gelagert, die sich im oberen Teil 749 des Gehäuses befindet. Oberhalb des Ankers ist das Gehäuseteil 749 von einer Entlüftungsöffnung 742 durchbrochen. In den unteren Gehäuseteil 75o ragt als konischer Fortsatz eine Versorgungsleitung 74o hinein, die über die Ver— bindungsleitung 754 gemäß Figur 15 mit dem Reserve—Luftbehälter 753 verbunden ist. Das Gehäuseteil 75α trägt außerdem einen Stutzen 741, der zum Verbraucher, nämlich zur Unterdruckdose führt.

BAD ORIGINAL _ 2o -

309837/0229

- 2ο -

Robert Bosch GmbH *7 CT »"7

Stuttgart / O /

In der in der linken Hälfte dargestellten Ruhestellung des Ankers 747 ist der unterhalb der Membran 743 befindliche Ventilraum entlüftet und zwar besteht eine Verbindung durch die zentrale Bohrung des Schaltteils 744, die Öffnung in der Membran um die Fortsätze des 5chaltteils herum und an der Erregungswicklung 748 vorbei zu der Entlüftungsöffnung 742. Die Versorgungsleitung 74o ist durch die Verdickung in der Mitte der Membran Verschlossen. Bei Er-rsgung des Elektromagneten verschiebt sich der Anker 747 und mit ihm das Schaltteil 744. Die Entlüftungsöffnungen der Membran 743 um die Fortsätze des Schaltteils 744 herum werden verschlossen, und die Membran 743 hebt von der Versorgungsleitung 74o ab. Der Unterdruck im Ventilraum unterhalb, der Membran und damit in der Unterdruckdose steigt an. Membran und Schaltteil 744 werden entgegen der Magnetkraft-Richtung zurückgezogen, bis die Versorgungsleitung 74o wieder verschlossen ist.. Der so eingestellte Unterdruck bleibt erhalten bis zur nächsten erforderlichen Veränderung. 5oll der Unterdruck der Unterdruckdose erhöht werden, so benötigt der Elektromagnet einen größeren Strom. Das Schaltteil 744 wird dadurch wieder angehoben, so daß. der Zwischenraum zwischen Versorgungsleitung 74o und Membran 743 den erforderlichen höheren Unterdruck ermöglicht. Eine Unterdruckverminderung erfolgt, wenn sich, durch Verminderung des Erregerstromes bedingt, das 5chaltteil 744 senkt. Da die Membran 743 die Abwärtsbewegung nicht ganz mitmachen kann, sie liegt bald auf der Versorgungsleitung 74o auf, kommen die Entlüftungsöffnungen der Membran wieder zur Wirkung. Der Unterdruck wird dadurch kleiner, und die Entlüftungsöffnungen werden durch das 5chaltteil 744 nach kurzer Zeit wieder verschlossen.

Als Alternative zu diesem wegproportionalen Ventil wäre ein impulserregtes Ventil denkbar. Darin wird während einer kurzzeitigen Erregung des Magneten eine Entlüftungsöffnung verschlossen und eine Versorgungsleitung geöffnet. Dadurch steigt der Unterdruck in der Unterdruckdose. Nach Erreichen des gewünschten Untcr-

309837/0229

BAD

- 21 -

;mbH
Stuttgart

Robert Bosch GmbH 7 5 7

drucks wird der Erregerstrom unterbrochen beziehungsweise sehr klein. Der Nagnetanker wird dann in seine Ruhelage gedrückt, die Versorgungsleitung geschlossen und- der-Unterdruckraurn entlüftet. Bei einem solchen Ventil kann durch Drosselung der Entlüftung die Schalthäufigkeit beeinflußt werden, indem die Unterdruck-Abfallgeschwindigkeit der maximalen negativen Verstellungsänderung angeglichen wird.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß zur Verstellung des Zündzeitpunktes auch die Abgaszusammensetzung herangezogen wird, die unter anderem auch entscheidend durch die Zündung beeinflußbar ist. Die oben geschilderten Regelschaltungen sind dazu geeignet, die Unterbrecherplatte 757 oder den Nockenkörper 2o9 des Unterbrecher-Impulsgebers 2o durch Servokraft entweder um einen Zusatzwinkel nach früh oder spät zu verstellen, wobei der Nockenkörper 2o9 beispielsweise durch einen Flieh— kraft-Versteller und/oder die Unterbrecherplatte 757 durch einen Unterdruck-Versteller bereits aus einer Nullage heraus eine vorläufige Verstellung erfährt, oder direkt in die insgesamt erforderliche Winkellage zu bringen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß mit Hilfe der Regelschaltung zur Regelung des Zündzeitpunkts nicht nur mit beispielsweise steigender Drehzahl zwangsläufig wachsende Verstellwinkel erzielbar sind, wie es bei der herkömmlichen mechanischen Verstellung der Fall war, sondern auch abnehmende Verstellwinkel.

Abschließend sei erwähnt, daß der Einsatz des zur vorliegenden Erfindung gehörenden Funktionsgebers 1o nicht allein auf Zündanlagen mit mechanischen Unterbrecher-Impulsgebern beschränkt ist', sondern auch in Verbindung mit elektronischen Zündanlagen mit kontaktloser Unterbrechung und Verteilung denkbar und ferner auch für andere Steuer- und Regelanlagen an Brennkraftmaschinen geeignet

' - 22 -

309837/0229

Robert Bosch GmbH 7 5 7

Stuttgart .

ist. Je nach Zweckmäßigkeit können in dem Funktionsgeber weitere oder auch nur andere Einflußgroßen verarbeitet werden.

Zur Vereinfachung der Anordnung und zur Verringerung des Aufwandes v/äre auch, denkbar, den Funktionsgeber mit den Regelverstärker zusaniaenzufassen, so daß sieh zur Erfassung der Einflußgrößen und der zurückgeführten Regelgröße nur ein Sumnenpunkt ergibt.

309837/0229

Claims

Robert Bosch GmbH . / Q 7

Stuttgart

Ansprüche

}\ Zündanlage für eine. Brennkraftmaschine nach dem Otto—Prinzip mit einem synchron zur Kurbelwellen-Drehzahl der Brennkraftmaschine auslösbaren, mechanischen Unterbrecher—Impulsgeber, mit einer Vorrichtung zur Zündzeitpunkt-Verstellung in Abhängigkeit wenigstens von der Drehzahl eines rotierenden Teils der Brennkraftmaschine und/oder von deren Saugrohr-Druck sowie mit einer mechanischen Hochspannungs-Verteilung, dadurch gekennzeichnet, daß zur vorzugsweise zusätzlichen Regelung des Zündzeitpunkts ein Regelkreis vorgesehen ist, in dessen Regelstrecke der Unterbrecher-Impulsgeber (20) angeordnet und dessen Regler (70, 71) ein Stellglied (72 beziehungsweise 74) nachgeschaltet ist, das zur Abgabe einer 5ervokraft (19) einen mechanischen Ausgang aufweist, der mit einem zur Verstellung des Zündzeitpunkts vorgesehenen, mechanischen Teil des Unterbrecher-Impulsgebsrs (20) verbunden ist.
2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis zur Regelung des Zündzeitpunkts einen Regelversterker (70), einen Leistungsverstärker (71), ein Drehmagnet-System (72) zur Erzeugung der Servokraft (19), den Unterbrecher-Impulsgeber (20) und eine bistabile Kippstufe (81) mit einer anschließenden Schaltung (82) zur Mittelwertbildung ent-

309837/0229

Robert Bosch GmbH 7 5 7 ^Jo/Hö

Stuttgart

hält, die mit dem Regelverstärker (70) verbunden ist.
3. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis zur Regelung des Zündzeitpunkts einen Regelver— stärker (70), einen Leistungsverstärker (71), ein Regelventil (74), ein Unterdruck-Verstellsystem (75) zur Erzeugung der Servokraft (19), den Unterbrecher-Impulsgeber (20) und eine bistabile Kippstufe (81) mit einer anschließenden Schaltung zur Hittelwertbildung enthält, die mit dem Regelverstärker (70) verbunden ist.
4. Zündanlage nach Anspruch 1 und Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Kippstufe (81) über einen ersten Eingang und einen zu dieser gehörenden Impulsformer mit einem am Umfang des Schwungrades (95) der Brennkraftmaschine vorgesehenen Impulsgeber (80) verbunden ist.
5. Zündanlage nach Anspruch 4, dadurch gekannzeichnet, daß die bistabile Kippstufe (81) über ihren ersten Eingang durch einen Impuls des Impulsgebers (80) setzbar und durch einen unmittelbar auf diesen Setzimpuls folgenden Impuls des Unterbrecher-Impulsgebers (20) über einen zweiten Eingang der Kippstufe (81) und einen zweiten, zu dieser gehörenden Impulsformer wieder löschbar ist.

309837/0229

Robert Bosch GmbH 7 5 7 ^J°/Hö

Stuttgart
6. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Funktionsgeber (10) vorgesehen ist, dessen Eingang (11) zusammen mit weiteren Einflußgrößen eine von der Abgas-Zusammensetzung (K) abhängige und mittels einer Abgas-Sonde (41) erzeugte EinfluBgröße (154) zugeleitet ist und dessen Ausgangssignal als Führungsgröße (15) des Regelkreises zur Regelung des Zündzeitpunkts einem Summenpunkt (16) des Regelkreises und damit zugleich dem Regelverstärker (70) zugeführt ist.
7. Zündanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang (11) des Funktionsgebers (10) eine von der Drehzahl (n) und von der Drehzahl-Änderung (ή) eines rotierenden Teils der Brennkraftmaschine, eine von deren Saugrohr-Druck (p), eine von deren Drosselklappen-Stellung (ß) und/oder eine von deren

. Temperatur (T) abhängige Einflußgröße (151 bis 153,155 und 156) zugeführt sind.
8. Zündanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (10) im wesentlichen aus einem als Summierer geschalteten Operationsverstärker (12) besteht, dessen'Summenpunkt der Eingang (11) des Funktionsgebers (10) ist.
9. Zündanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einen zündspulenseitigen Abgriff (201) des

- 26 -

30 9837/0 22 9

Robert Bosch GmbH 7 5 7

Stuttgart

Unterbrecher-Impulsgebers (20) der Brennkraftmaschine ein
Drehzahl—Spannungs—Wandler (21) angeschlossen ist, der aus
einer monostabilen Kippstufe (22) und einem nachgeschalteten RC-Glied (221, 222) besteht, und daß zwischen einem Ausgang (223) des Drehzahl-Spannungs-Wandlers (21) und dem Eingang (11) des Funktibnsgebers (10) ein Kennlinien-Verstärker (23) und ein Differenzierglied (25) parallelgeschaltet
sind.
10. Zündanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Saugrohr (30) der Brennkraftmaschine ein durch eine DruckirieBdose (31) betätigter induktiver Weggeber (32) verbunden ist, dem über einen Druck-Spannungs-Wandler (33) der Eingang (11) des Funktionsgebers (10) nachgeschaltet ist.
11. Zündanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Abgas-Rückführleitung (40) eine Abgas-Sonde (41) angfjordnet ist, die über eine Anpaßschaltung (43) mit dem Eingang (11) des Funktionsgebers (10) verbunden ist.
12. Zündanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (50) der Brennkraftmaschine
mit einem Winkelgeber (51) gekoppelt ist, der über einen linearen oder nicht Linearen Spannungsteiler an den Eingang (11)

309837/0229

Robert Bosch GmbH 7 5 7 ^Jo//Hö

Stuttgart

des Funktionsgebers (10) angeschlossen ist.
13. Zündanlage nach einem der Ansprüche 6 bis B, dadurch gekennzeichnet, da3 in oder an der Brennkraftmaschine ein Temperaturauf nehraer (60) vorgesehen ist, der mit dem Eingang (11) des Funktionsgebers (10) verbunden ist«.
14. Zündanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis zwischen der Schaltung (82) zur Mittelwertbildung und dem Regelverstärker (70) einen zusätzlichen Verstärker (83) enthält.
15. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis zur Regelung des Zündzeitpunkts einen Regelverstärker (70), einen Leistungsverstärker (71), ein Drehmagnet-System (72) zur Erzeugung der Servokraft (19) und einen Istwertgeber (76) enthält, der mit dem Rejgelverstärker (70) verbunden ist.
16. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis zur Regelung des Zündzeitpunkts einen Regelverstärker (70), einen Leistungsverstärker (71), ein Regelventil (74), ein Unterdruck-Verstellsystem (75) zur Erzeugung der äervokraft (19) und einen Istwertgeber (76) enthält, der mit d^rri Rsaslverstiirker (70) verbunden ist.

- 28 -.

309837/0229

Robert Bosch GmbH 7 5 7 Jo/Ho

Stuttgart
17. Zündanlage nach Anspruch 2 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß an dem mechanischen Unterbrecher-Impulsgeber (20) ein zum Öffnen und Schließen zweier Unterbrecher-Kontakte (203,204) vorgesehener, auf einer Unterbrecher—Antriebswelle befestigter Nockenkörper (209) in Abhängigkeit von seiner Drehzahl durch einen an sich bekannten"Fliehkraft—Versteller um einen Grurtdverstellwinkel, bezogen auf die Antriebswelle, verdrehbar ist.
18. Zündanlage nach Anspruch 2 oder 15 und Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß an dem mechanischen Unterbrecher-Impulsgeber (20) mit Hilfe der vom Drehmagnet-5ystem (72) erzeugten Servokraft (19) - vorzugsweise zusätzlich - ein feststehendes, die Unterbrecht?r-Kontakte (203, 204) tragendes und als Unterbrecherplatte (757) bezeichnetes Teil relativ zu dem Nockenkörper (209) um einen Verstellwinkel verdrehbar ist.
19. Zündanlage nach Anspruch 2 oder 15 und Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß an dem mechanischen Unterbrecher-Impulsgeber (20) mit Hilfe der vom Drehmagnet-System (72) erzeugten Servokraft (19) der Nockenkürper (209) relativ zu der seine Rotation bewirkenden Unterbrecher-Antriebswelle um einen vorzugsweise zusätzlichen - Verstellwinkel verdrehbar ist.
20. Zündanlage nach Anspruch 3 oder 16 und Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß an dem mechanischen Unterbrecher-Inipuls-

309837/0229

Robert Bosch GmbH / 0 / Jo/Hö

Stuttgart

geber (20) mit Hilfe der vom Unterdruck-Verstellsystem (75) erzeugten Servokraft (19) - vorzugsweise zusätzlich - ein feststehendes, die Unterbrecher-Kontakte (203, 204) tragen-des und als Unterbrecherplatte (757) bezeichnetes Teil relativ zu dem Nockenkörper (209) um einen Verstellwinkel verdrehbar ist.
21. Zündanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kennlinien-Verstärker (23) einen Operationsverstärker (230) aufweist, dem ein Widerstands-Dioden-Netzwerk vorgeschaltet ist.
22. Zündanlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daB das V/iderstands-Diaden-Netzwerk zwei Teilerwiderstände (232,233) enthält, die zwischen eine Versorgungsleitung (91) und eine Masseleitung (90) geschaltet sind.
23. Zündanlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungspunkt (231) der beiden Teilerwiderstände (232,233) einerseits über einen ersten Widerstand (234) sowie parallel dazu über einen zweiten Widerstand (235) in Reihe mit einer

. Diode (236) mit dem Eingang des Kennlinien-Verstärkers (23) und von hier aus über einen ersten Eingangswiderstand (237) mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstär-" kers (230) und andererseits über einen zweiten Eingangs-

- 30 -

309837/0229

221131S

Robert Bosch GmbH H K *7 - J_o/Hö

Stuttgart / U /

widerstand (239) mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (230) verbunden ist.
24. Zündanlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers (230) über einen Bezugswiderstand (23B) an der Masseleitung (90) und der invertierende Eingang des Operationsverstärkers (230) über einen Rückführwiderstand (240) am Ausgang des Operationsverstärkers (230) liegt.
25. Zündanlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Operationsverstärkers (230) über einen Ausgangswiderstand (241) mit einem an der Versorgungsleitung (91) liegenden Widerstand (242) und der Kathode einer an der Masseleitung (90) liegenden Zener-Diode (243) verbunden ist und daß die Kathode der Zener-Diode (243) den Ausgang (244) des Kennlinien-Verstärkers (23) bildet.

309837/0229