DE2335562B2 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von austastimpulsen drehzahlabhaengiger dauer und folgefrequenz fuer mindestens einen teil der zuendspannungskurve einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Zur Beurteilung des Zündvorganges bei einer Brennkraftmaschine mit Funkenzündung liefert der zeitliche Spannungsverlauf am Hochspannungsanschluß der Zündspule der Maschine wichtige Anhaltspunkte. Der Zündspannungsverlauf wird durch die in bestimmten Zeitpunkten vorhandene Spannungshöhe charakterisiert Um eine Analyse einzelner Abschnitte der Zünd- Spannungskurve einzuleiten, müssen der Zündspannungskurve Triggersignale entnommen werden. Im Verlauf einer Zündspannungskurve werden jedoch die Triggerschwellen mehrmals überschritten. Deshalb muß ein Teil der anfallenden Triggersignale für be- SS stimmte Zeitabschnitte im Verlauf der Zündspannungskurve ausgetastet werden. Bei der Zündanlage einer Brennkraftmaschine kann beispielsweise die Brenndauer des Zündfunkens während des Leerlaufs der Maschine 3,5 bis 3,7 ms betragen. An diese Brenndauer schließt sich gewöhnlich noch ein Ausschwingvorgang an, welcher nochmals 4 ms dauern kann. Bei Vollast und hohen Drehzahlen der gleichen Maschine kann der zeitliche Abstand zwischen zwei Zündungen dagegen nur 2,5 ms betragen. Dabei verkürzt sich die Dauer der Brennlinie infolge ungenügender Aufladung der Zündspule auf ungefähr 0,8 ms. Der Schließvorgang des Unterbrecherkontaktes fällt bei dieser hohen Drehzahl in den Ausschwingvorgang der Zündspule. Unter diesen Umständen ist es einsehbar, daß die Triggeraustastung drehzahlabhängig gestaltet werden muß.

In der amerikanischen Patentschrift 28 09 344 ist im Rahmen eines Zündspannungs-Untsrdrückungssystems eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Austastimpulsen dreteahlabhängiger Dauer und Folgefrequenz für mindestens einen Teil der Zündspannungskurve einer Brennkraftmaschine beschrieben. Diese Schaltungsanordnung umfaßt eine triggerimpulsgesteuerte monostabHe Kippstufe, einen der Kippstufe nachgeschalteten Impulsamplitudenklipper und eine mit dem Klipper verbundene Schaltung zur Spannungsmittslwertbildung, deren Ausgang an ein die Dauer des instabilen Zustandes der Kippstufe im Sinne einer Verkürzung bei erhöhter Drehzahl bestimmendes Glied der Kippstufe zurückgeführt ist

Bei der bekannten Schaltung wird der Mittelwert der Rechteckimpuilse mit Hilfe eines aus einem Längswiderstand und einem parallel liegenden Kondensator bestehenden Glättunjisfilters gebildet. D.ese Art der Mittefwertbildung ist auf nichulineare Weise von der Folgefrequeisz dsr Rechteckimpulse abhängig.

Der Erfindung Mg die Aufgabe zugi unde, die Nichtlinearjtät der Abhängigkeit des Mittelwertes von der Impulsfrequenz zu verbessern

Di°s wird bei einer vorstehend näher bezeichneten Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung dadurch erreich?, daß der Impuisamplitudenklipper und die Schaltung zur SpannungsnMttdwertbildung aus einer von einem Schalttransistor gesteuerten Kondensatorlade- und -entladeschaltung bestehen.

Die Abhängigkeit des Spanmjngsmittelwertes, der einer Kondemaiorlads- und -entladeschaltung entnommen wird, von den d«se Schaltung steuernden Impulsen ist weitaus linearer als eine MiJtelwertspannung, die durch ein Glätturgsfilier erzeugt wird.

Um beim Leerlauf eine festliegende längste Dauer des Austastsignals ;:u erhalten, ist der Ausgangsspannung der Kondensatorlade- und -entladeschaltung über eine Diode eine Schwellspannaing entgegertgeschaltet Erst nach der Überwindung dieser Schwclbpannung durch die Ausgangsspannung der Kondensalorlade- und -entladeschaltung tritt die drehzahlabhängig« Verkürzung des Austastsignals ein.

Zweckmäßig ist der Kollektor-Emittcr-Strecke des Schalttransistors über eine Parallelschaltung einer Diode und eines Widerstandes ei» Kondensator parallelgeschaltet

Zusätzlich liegt dem Ladekondensator eine Zenerdiode parallel.

Ein die Dauer des instabilen Zustandes der Kippstufe bestimmendes Glied ist zweckmäßig Über eine Diode an den Ladekondensator angeschlossen.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung mit drei Figuren nälher erläutert.

F i g. 1 stellt den zeitlichen Verlauf einer ZCndspannungskurve im Leerlauf der Brennkraftmaschine dar.

In Fig.2 ist im selben Zeitmaßstab der Verlauf der Zündspannung bei Vollast und hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine dargestellt.

In Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung gezeigt.

In F i g. 1 ist über einer Zeitachse t der Verlauf der Zündspannung beim Leerlauf einer Brennkraftmaschine mit Funkenzündung dargestellt. Mit a ist dabei die sogenannte »Vorspannungslinie« bezeichnet. Sie stellt einen Spannungsimpuls dar, der sich nach dem Unter-

Srechen des Zflndstromes an der Zündspannungsspule iufbaut Mach Eintritt des Funkenüberschlages zwischen den Elektroden der Zündkerze sinkt die Spannung auf die Höhe der mit b bezeichneten Brennlinie der Zündspannung ab. Der Brennlinie b schließt sich s ein Ausschwingvorgang; c an, innerhalb dessen sich die Zündspannung auf NuIi einpendelt Der danin anschließende negative Spamnungssprung bezeichnet den Schließvorgang des Unlsrbrecherkontaktes.

In Fig.2 ist im selben Zeitmaßstab ein Zündspannungsverlauf dargestallt, wie er sich bei hoher Drehzahl und Vollast der untersuchten Maschine ergibt Wesentliche Unterschiede gegenüber dem Verlauf nach F i g. 1 sind dabei eine geringere Amplitude der Vorspannungslinie, eine wesentliche zeitliche Verkürzung der Brennspannungslinie auf ungefähr ein Drittel bis ein Viertel ihrer Dauer während des Leei*aufs und charakteristische Spannungsspitzen, die auf der Brennspannungslinie aufsitzen und die in ihrer Amplitude in der Größenordnung der Vorspannungslinie liegen können. Der Ausscnwingvorgang c ist bei hoher Drehzahl verkürzt die Schließung des Unterbrecherkontaktes d fällt in den Ausschwingvorgang.

Soll der Zündspannungsverlauf analysiert werden, muß als Vorbedingung dazu der Beginn einer Zündung erkannt werden. Die dazu notwendigen Charakteristika sind die Amplitude und der steile Abfall der Vorspannungslinie. Die Vorspannungslinie wird deshalb zum Triggern der gesamten Meßeinrichtung herangezogen. Wie aus der F i g. 2 ersichtlich, treten b«i Vollastbetrieb auf der verkürzten Brennlinie Spannungsspitzen auf, die den gleichen zeitlichen Verlauf wie die Vorspannungslinie haben und deshalb zum erneuten Triggern, der Meßeinrichtung führen können. Aus diesem Grunde muß nach der Vorspannungstinie eine erneute Triggerung während der Dauer der Brennlinie verhindert werden. Diesem Zweck dient die drehzahlabhängige Triggeraustasfang nach der Erfindung.

In Fig.3 »st ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Triggeraustastspannung dargestellt Einer monostabilen Kippschaltung K, die aus einem integrierten Baustein, beispielsweise einem FLK 10t bestehen kann, wird an ihrer Ehv gangsklemme S ein normierter und aus der Vorspannungslinie abgeleiteter Triggerimpuls zugeführt Einer Ausgangsklemme 6 der monostabilen Kippstufe ist das Triggeraustastsignal zu entnehmen. Die Dauer dieses Austaitsignais wird bestimmt durch eine an Klemmen 10 und 11 des integrierten Bausteins angeschlossene ÄC-Kombination aus dem Widerstand Al und dem Kondensator C1. Mitbestimmend für die Dauer des aus der Klemme 6 entnehmbaren Austastsignals ist außerdem die am Widerstand R1 anliegende Spannung. Diese Spannung wird nun beeinflußt durch eine Kondensatorladeschaltung, die im wesentlichen aus einem Schalttransistor Ti besteht, dessen Basis über einen Widerstand R 2 an eine gegenüber dem Ausgang 6 tin inverses Ausgangssignal fahrende Klemme 1 angeschlossen ist Normalerweise ist der Schalttransistor Ti leitend und wird in seinen Sperrzustand überführt, wenn an der Klemme 1 ein negativer Austastimpuls erscheint In der Sperrphase des Transistors Tl wird ein über die ParallelschaJtung eines Widerstandes R Λ und einer Diode D1 parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Ti Hegender Kondensator <C2 über einen Widerstand R 3 und die Diode D1 aufgeladen. Ist der Transistor Tl leitend, so wird der Kondensator C2 über den Widerstand A4 und den Transistor Ti langsam entladen. Die Entladegeschwindigkeit ist so gewählt daß sie dem größtmöglichen Drehzahlabi all der Maschine entspricht Am Kondensator CI bildet sich ein Spannungsmittelwert aus, der proportional dem Abstand der Triggeraustastimpulse, also auch proportional der Drehzahl ist Bei geringerer Häufigkeit der Austastimpulse, also großem Impulsabstand, der dem Leerlauf des Motors entspricht ist die Spannung am Kondensator C2 kleiner als eine Spannung; die an einem Kondensator C3 liegt und die durch einen Spannungsteiler aus Widerständen R 5 und R 6 festgelegt ist Ober eine Diode D 4 ist diese Spannung mit: dem die Dauer des instabilen Zustandes der Kippschaltung K bestimmenden Gliedes Ri, Ci verbunden. 1st die Spannung am Kondensator C3 grftßer als am Kondensator C 2, so ist eine Diode D3, mit der der Kondensator C2 mit dem zeitbestimmenden Glied Ri, Ci verbunden ist gespent Dieser Zustand bringt die größte Dauer der Triggeraustastzeit Bei großer Häufigkeit der Trigger- , austiistimpulse, also bei hoher Drehzahl, übersteigt die Spannung am Kondensator C2 die Spannung am Kondensator CS. Der zeitbestimmende Widerstand R1 erhält damit eine höhere Spannung über die Diode D 3. Damit verkürzt sich die Länge der Triggeraustastimpulse. Eine Zenerdiode D 2, die dem Kondensator C 2 parallel liegt begrenzt die Spannung am Kondensator auf einen dem integrierten Schaltkreis ungefährlichen Wert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Austastimpulsen drehzahlabhängiger Dauer und Folge- frequenz für mindestens einen Teil der Zündspannungskurve einer Brennkraftmaschine, mit einer triggerimpulsgesteuerten mono-stabiieis Kippstufe, einem der Kippstufe nachgeschalteten Impulsamplitudenklipper und einer mit dem Klipper verbünde- ι ο nen Schaltung zur Spannungsmhtelwertbildung, deren Ausgang an ein die Dauer des instabilen Zustandes der Kippstufe im Sinne einer Verkürzung bei erhöhter Drehzahl bestimmendes Glied der Kippstufe zurückgeführt ist, dadurch geke.in- »5 zeichner, daß der Impulsamplitudenklipper und die Schaltung zur Spannungsmittelwertbildung aus einer von einem Schalttransistor (TX) gesteuerte!. Kondensatorlade- und -entladeschaltung (R 3, R 4, Di,C2,D2) bestehen. *>

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsspannung der Kondensatorlade- und -entladeschaltung (R 3, A4, Dl, CX D2) über eine Diode (DA) eine Schwellspannung entgegengeschah'et ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der k'ollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors (TX) über eine Parallelschaltung einer Diode (Di) und eines Widerstandes (RA) ein Kondensator (C2) parallelgeschaltet ist

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (C 2) eine Zenerdiode (D 2) parallel liegt

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß das die Dauer des instabilen Zustandes der Kippstufe bestimmende Glied (R 1, Ci) über eine Diode (D 3) an den Kondensator (C 2) angeschlossen ist