DE2353027B2 - Einrichtung zur verstellung des zuendzeitpunktes bei elektronischen zuendanlagen fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Einrichtung zur verstellung des zuendzeitpunktes bei elektronischen zuendanlagen fuer brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes bei elektronischen
Zündanlagen für Brennkraftmaschinen, mit einem Stellungssignalgenerator, der ein der Winkelstellung
der Kurbelwelle zugeordnetes erstes Steuersignal erzeugt, das bei vorgegebenen Wintelstellungen der
Kurbelwelle auf einen Ausgangswert gesetzt wird und sich zwischen diesen Stellungen gemäß der momentanen
Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle ändert, mit einem ersten Funktionsgenerator, der ein der
Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle nicht linear zugeordnetes zweites Steuersignal erzeugt, mit einem
zweiten Funktionsgenerator, der mit einem dem Druck in der Ansaugleitung zugeordneten Signal beaufschlagt
ist und ein drittes Steuersignal erzeugt, mit einer Summierschaltung zum Summieren der drei
Steuersignale und mit einer Komparatorschaltung, die e;ji Auslösesignal für eine Zündeinrichtung erzeugt,
wenn die Summe der Steuersignale gleich einem Bezugssignal ist.
Eine Einrichtung dieser Art ist aus der DT-AS 2102688 bekannt. Bei ihr erzeugen Funktionsgeneratoren
Korrektursignale aus Signalen, die der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle und dem Druck
im Ansaugrohr entsprechen. Diese Korrektursignale werden auf ein Sägezahnsignal aufaddiert, welches der
Weiterdrehung der Kurbelwelle nach der letzten Zündung entspricht. Das so zusammengesetzte Steuersignal
wird in einer Komparatorschaltung mit einem konstanten Bezugssignal verglichen. Die Komparatorschaltung
aktiviert die Zündeinrichtung, wenn dis ihr zugeführten Signale gleich sind. Auf diese Weise
wird der Zündzeitpunkt gemäß den Korrektursignalen variiert.
Diese Einrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß der schnelle Übergang zwischen Vollast- und
Teillastbetrieb zu starker Erhitzung der Zylinder und zur erhöhten Emission von Schadstoffen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes der
genannten Art zu schaffen, bei der im Übergang zwischen Voll- und Teillastbetrieb Schadstoff- und Hitzeentwicklung
verringert werden.
Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß zwischen den zweiten Funktionsgenerator und die Summierschaltung
eine Verzögerungsschaltung eingefügt ist, über die das dritte Steuersignal zeitlich verzögert
auf die Summierschaltung gegeben ist.
Auf diese Weise wird erreicht, daß die Zündzeitpunktverstellung bei Lastverminderung nur langsam
erfolgt. So findet keine plötzliche Wärmeentwicklung in den Zylindern statt.
Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die Verzögerungsschaltung
einen mit dem dritten Steuersignal beaufschlagten Kondensator aufweist, dessen zweite Klemme über eine Diode mit einer auf konstantem
Potential befindlichen Klemme verbunden ist.
Günstig ist es ferner, wenn die Verzögerungsschaltung über einen temperaturgesteuerten Schalter aktivierbar
ist, der die Verzögerung des dritten Steuersignals unterhalb einer vorgegebenen Umgebungstemperatur
unterbindet.
Auf diese Weise wird zweierlei erreicht: Einmal wird sichergestellt, daß die Unterdruckverstellung den
Zündzeitpunkt beim Übergang von Teillast auf größere Last nicht verzögert; zum anderen verzögert so
die Unterdruckverstellung den Zündzeitpunkt beim Übergang zu geringerei Last dann nicht, wenn die
vorliegenden Temperaturverhältnisse eine Überhitzung des Motors nicht befürchten lassen und die zusätzliche
Erwärmung zu einem raschen Erreichen der Betriebstemperatur beiträgt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 4 bis 14 beschrieben.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch den in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung benutzten
Verteiler,
Fig. 3 einen horizontalen Querschnitt durch die A.ufnehmervorrichtungen gemäß Linie 2-2 in Fig. 2,
F i g. 3 A die Winkelorientierung und Zugehörigkeit der Aufnehmer gemäß Fig. 3,
Fig. 4 einen weiteren horizontalen Querschnitt durch den Verteiler gemäß Linie 4-4 in Fig. 2 mit
Darstellung der Ausrichtung der Hochspannungsverteilungselektroden,
und
Fig. 5 A bis 5 C detaillierte schematische Schaltbilder
einer Ausführungsform der Erfindung entsprechend der Gesamtdarstellung gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist die Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung in einem Blockschaltbild beschrieben, bei dem die verschiedenen Anmerkungen
und Wellenformdarstellungen das Verständnis der dargestellten Ausführungsform vermitteln, und aus
dem ein besseres Verständnis der detaillierten Schaltbilder gemäß Fig. 5 erhalten wird. Gemäß Fig. 1 wird
der Betrieb einer Brennkraftmaschine 10 des konventionellen Viertakttyps mit mehreren Zylindern von einem
Zündsystem gesteuert, das einen Verteiler 11, eine Zündspule 12 und eine elektronische Impulssteuereinrichtung
13 besitzt und Zündtriggersignale bzw. Zündimpulse erzeugt und diese in der richtigen
Reihenfolge und zur richtigen Zeit in bezug auf die Rotationsstellung der Maschine an die Zündkerzen
14 legt. Die Zündsteuereinheit 13, eine kontaktlose elektronische Impulszündung, wird gemäß Fig. 1
durch getrennt betriebene Zündzeitpunktsteuerkanäle 15 und 16 gesteuert, von denen der Zeitsteuerka-
nal IS derart konstruiert und angeordnet ist, daß er
Verschiebungen der Zündzeitpunktsteuerung in Übereinstimmung mit bestimmten Betriebsparametern,
wie Geschwindigkeit und Druck, vornimmt. Der Zeitsteuerkanal 16 wiederum ist ein System mit fester
Zeitsteuerung, das nur während des Startvorgangs der Maschine 10 betriebsbereit ist und dann die Einwirkung
des Kanals 15 auf die Zündsteuereinheit 13 unterdrückt.
Der variable Zeitsteuerkanal 17 besitzt einen Betriebsaufnehmer 18, der bipolare Impulse mit alternierender
Wellenform erzeugt, wie sie bei 18a dargestellt sind. Die Impulse besitzen eine Folgefrequenz,
die der Rotationsfrequenz eines Verteilerteils und damit der Rotationsfrequenz oder Geschwindigkeit der
Maschine entspricht. Der Verteiler wird in üblicher Weise durch die Nockenwelle der Maschine mit der
halben Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben, wobei 90 Grad der Kurbelwellendrehung 45 Grad der Nokkenwellendrehung
entsprechen.
Die Impulse, die von dem Betriebsaufnehmer 18 des Verteilers erzeugt werden, werden an eine
Schmitt-Triggerschaltung 20 gelegt, die bei dem vom Negativen ins Positive erfolgenden NuUdurchgang der
Spannung mit der Wellenform 18a des Aufnehmers 18 getriggert wird. Die Stellung des Aufnehmers 18
ist relativ zu dem mit ihm zusammenarbeitenden Reluktanzelement auf der Verteilerwelle justiert, so daß
der Nulldurchgang des Impulses bei einem bestimmten Bezugswinkel erfolgt, beispielsweise 60° von der
oberen Totpunktstellung der Maschine entfernt. Der Ausgang 20a des Schmitt-Triggers ist ein Impulszug
mit einer Folgefrequenz, die von der Folgefrequenz der Aufnehmer-Wellenform 18a bestimmt ist, und
mit einer Impulsbreite, welche mit der Maschinengeschwindigkeit variiert. Der Ausgang 20a der
Schmitt-Triggerschaltung 20 wird an einen Generator zur Erzeugung von Impulsen konstanter Breite gelegt,
beispielsweise an einen monostabilen Multivibrator 22, dessen Ausgang 22a in einer Serie von Impulsen
mit fester, geschwindigkeitsunabhängiger Breite, aber von der Drehzahl der Maschine 10 abhängiger Folgefrequenz
besteht. Die Impulse fester Frequenz am Ausgang 22a des monostabilen Multivibrators 22 gelangen
an eine Impuls-Mittelwertschaltung 24, so daß deren Ausgang 24a eine Gleichspannung Vn besitzt,
die direkt proportional zur Maschinengeschwindigkeit ist und in ihrer Amplitude von einem festen Referenzwert
abweicht in Übereinstimmung mit der Winkelgeschwindigkeit ω = d/dt der Maschine 10.
Zur Umwandlung des geschwindigkeitsabhängigen Gleichstromsignals 24α des Impulsmittelwertbilders
24 in ein der momentanen Winkelstellung θ proportionales Gleichstromsignal wird das Signal 24a auf einen
Integrator 26 gegeben, der, im Falle einer Achtzylindermaschine4 nach jeweils 90 Grad Umdrehung
der Kurbelwelle bzw. 45 Grad Drehung der Nockenwelle durch ein Rücksetzsignal auf einer
Rücksetzleitung 27 vom monostabilen Multivibrator 22 rückgesetzt wird. Im Falle einer Sechszylindermaschine
würde der Integrator jeweils nach 120 Grad Rotation der Kurbelwelle bzw. 60 Grad Rotation der
Nockenwelle rückgesetzt werden.
Die Integratorschaltung erzeugt ein abnehmendes bzw. negativer werdendes Gleichstromsignal 26α, das
in seiner momentanen Amplitude von einer festen Referenzspannung in Abhängigkeit von der Rotationsstellung
der Maschine abweicht. Dieses sich wiederholende, in seiner Amplitude variierende Stellungssignal
wird an eine Summiervorrichtung, beispielsweise eine stromsummierende Zusammenführung
28 zusammen mit einer Basiszeitgeber-Gleichstromvorspannung 30 gelegt, die von einer Stromversorgung
32 entnommen ist und dazu dient, die Basiszeit-Beziehung des Kanals 15 für variable Zeitgebung
bei der oberen Totpunktlage der Maschine festzulegen, was im folgenden beschrieben wird. Die
Stromversorgung 32 wird von der Fahrzeugbatterie 33 versorgt und besteht aus einem Gleichstrom-Gleichstiomwandler,
der plus 25 Volt Betriebsspannung, bezeichnet mit +V, für die in dem System benutzten
integrierten Operationsverstärkerschaltungen liefert, ferner ein plus 12,5-Volt-Referenzsignal, bezeichnet
rait REF, und eine Signal-Massepegelspannung
—V.
Die algebraische Summe aus dem Momentanwert der positiven Wellenform 26a des Integrators 26 und
«aus der Basiszeitgabe-GJeichstromvorspannupg wird
gpiaSunnnierer 28 Sbereineljeitung 29 an einen der
JEsfogänge einer KomparatoßchaTtung 34 gelegt, deren
?afideier £usgang eine Referenzspannung mit einem
^gegenüber der JBasiszeitgeber-Vferspannung unterschiedlichen
Referenzpegel über die Leitung 26 von der Stromversorgung 32 empfängt. Immer, wenn das
Summiersignal von der Zusammenführung 28 gleich dem Referenzsignal auf der Leitung 36 ist, produziert
die Komparatorschaliung 34 ein Ausgangssignal, das an die Halbleiter-Zündsteuereinheit 13 gelegt wird.
Die Zündsteuereinheit 13 wiederum erzeugt einen Hochspannungszündimpuls, der, wie in Fig. 1 dargestellt,
an die Zündspule 12 gelegt wird.
In einem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Gleichstromvorspannungspegel von
Spannungen abgeleitet, die die Stromversorgung 32 liefert, und wird mit 18,5 Volt festgelegt. Alle anderen
Referenzspannungen in dem System gemäß Fig. 1,
einschließlich der Referenzspannung, die über die Leitung 36 an den Komparator 34 gelegt wird, sind
mit 12,5 Volt festgelegt. Der Integrator 26 wird bei jeweils 90 Grad Umdrehung der Maschinenkurbelwelle
auf die 12,5-Volt-Referenzspannung zurückgesetzt
bei dem schon besprochenen Referenzwinkel, der 60 Grad vor dem oberen Totpunkt der Maschine
liegt, und wird von dort negativer mit fortschreitender Drehung der Maschine bis auf einen Spannungspegel
von 9 Volt unter dem Referenzspannungspegel an ei-
»5 nem Punkt, der 30 Grad nach dem oberen Totpunkt
der Maschine liegt. Wenn daher die 18,5-Volt-Vorspannung
von der Stromversorgung 32 durch das die Maschinenstellung anzeigende, negativer werdende
Signal 26a des Integrators 26 um 6 Volt verringert
worden ist, ist der Ausgang der Stromsummierenden Zusammenführung 28 gleich 12,5 Volt Gleichspannung
und daher gleich dem 12,5-Volt-Referenzpegel,
das dem Komparator 34 über die Leitung 36 zugeführt wird.
Diese Spannungsgleichheit wird in der Wellenform 34a (siehe Fig. 1) angezeigt, wo das Lagesignal VQc
als sich wiederholendes, negativer werdendes Signal dargestellt ist, das den 12,5-Volt-Referenzpegel
schneidet bzw. diesem gleich ist in der oberen Totpunktlage der Maschine 10. Der Komparator 34 erzeugt
daher ein Signal in der oberen Totpunktlage, wodurch ein Zündimpuls zu dieser Zeit erzeugt wird,
also bei einer Vorverschiebung bzw. einem Zündwinkel von 0 Grad, bei dem keine Vorverlegung des
Zündzeitpunktes der Maschine erwünscht ist.
Das System gemäß Fig. 1 ist dazu vorgesehen, die Grundsteuerung des Zündzeitpunktes der Maschine
vorzunehmen, die von den Betriebsbedingungen der Maschine, wie Geschwindigkeit und Druck, abhängt.
Zusätzlich ist das System gemäß Fig. 1 dazu vorgesehen,
alle anderen kontrollierten Größen zu berücksichtigen, die einen Einfluß auf die Bestimmung des
Zeitpunktes haben.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Gleichspan-
nungsausgang der Impulsmittelwertschaltung 24 nicht nur an die Integratorschaltung 26 gelegt wird, um das
Lagesignal 26a zu erhalten, sondern auch an eine Geschwindigkeitsregelschaltung 38, die eine unterteilte
bzw. diskontinuierliche Vplt-in-VoIt-Übertragungs-
funktion 38a besitzt Der Ausgang der Geschwindigkeitsregelschaltung
38 ist über eine Leitung 40 mit der Stromsummierungszusammenfuhrung28 verbunden, wodurch die positive Wellenform 26a der Integratorschaltung
26 in Übereinstimmung mit der Ma-
schinendrehzahl moduliert wird. Wie in der Wellenform
38a in Fig. 1 dargestellt, liegt der Ausgang der Geschwindigkeitsregelschaltung 38 bei niedrigerer
Drehzahl auf dem 12,5-Volt-Referenzpegei und fällt
1648
vom Referenzpegel mit wachsender Drehzahl negativ ab. Die diskontinuierliche Übertragungscharakteristk
der Wellenform 38a wird einfach erhalten durch eine mit Dioden vorgespannte Operationsverstärker-Schaltung,
die später detailliert beschrieben wird. Es ist ersichtlich, daß die mit wachsender Drehzahl negativer
werdende Charakteristik der Wellenform 38« einen Gesamtabfall der Lagen-Wellenform 26a ergibt,
wie er in 346 dargestellt ist, wodurch der Zeitpunkt des Zündimpulses mit wachsender Fahrzeuggeschwindigkeit
über den vorbestimmten bzw. Basispcgel hinaus, der durch die Wellenform 34a gegeben
ist, vorverlegt wird.
Zusätzlich zu der geschwindigkeitsabhängigen Zeitpunktverschiebung ist das System gemäß Fig. 1 >5
auch dazu vorgesehen, den Zeitpunkt in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine zu verschieben, die
durch die Druckbedingungen im Einlaßsystem der Maschine 10 angezeigt wird. Hierzu ist ein geeigneter
Vakuumwandler 42 im Saugrohr der Maschine vorgesehen, der ein Gleichstromsignal erzeugt, das proportional
zum Druck ist, wie bei 42a dargestellt. Dieses Ausgangssignal gelangt über eine Leitung 43 an eine
Vakuumvorverlegungs-Programmschaltung 44, die eine Spannungs-Druckwandlungsfunktion 44a besitzt.
Es ist wiederum ersichtlich, daß mit anwachsendem Druck der Spannungspegel der Wellenform 44a
9 Volt unter die Referenzspannung von 12,5 Volt fällt. Diese programmierte Spannung der Vakuumvorverlegungs-Programmschaltung
wird ebenfalls, entweder direkt oder über eine Vakuumvorverlegungs-Verzögerungseinheit
46, welche später beschrieben vird, an die Summierzusammenführung 28 derart gelegt, daß sie durch Gleichstromveränderung
die momentane Amplitude der negativ werdenden Lage-Wellenform 26a moduliert. Die Verringerung
des Gleichstrompegels der Wellenform 44a vom Differenzsignal dient wiederum dazu, die Summe der an
die Zusammenführung 28 gelegten Signale zu verringern, so daß die Lage, bei der die modulierte Lage-Wellenform
den 12,5-Volt-Referenzpegel schneidet, im Wellenformdiagramm 34f? vorverlegt wird.
Aus der Schaltung gemäß Fig. 1 kann außerdem entnommen werden, daß das Startzeitgebungssystem
16 einen zweiten Wandler bzw. Aufnehmer 48 besitzt, der eine Wellenform 48a erzeugt, deren negative
Halbwellen, wie dies aus der Figur ersichtlich ist, begrenzt bzw. beschnitten werden und deren Folgefrequenz
von der mechanischen Drehzahl der Maschine
10 abhängt. Der Aufnehmer 48 ist vorzugsweise im Verteiler der Maschine zusammen mit dem Aufnehmer
18 angeordnet und benutzt dasselbe Reluktanzbzw. Impulselement wie dieser. Er ist jedoch sonst
von diesem elektrisch getrennt und unabhängig. Der Aufnehmer 48 fet mit einer Umwandlungsschaltung
50 des monostabilen Typs verbunden zur Erzeugung eines Ausgangsimpulszuges 50a von Spannungsimpulsen,
die in festen "Winkel- bzw. Zeitlagen und mit von der Maschinendrehzahl abhängiger Foigefrequenz
erscheinen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der Betrieb der UmwandlungsschaitungSO nur während des Startvorganges
derMaschine lOermögiicht. Dies wird erreicht
/dürcfi einen handbetätigten Schalter 52, beispielsweise
den Fahizeugzündschaiter, der zwischen einer
Fahtzeugspannüngsquelle 54, zu der die Batterie 33
gefiÖit, «find der tJtnwahdlüngsschaitung SO vorgese-Der
Schalter 52 ist nur dann geschlossen, wenn der Zündschlüssel in die »Start«-Stellung gebracht ist.
Der Ausgang der Umwandlungsschaltung 50 ist derart mit der Impulssteuereinheit 13 verbunden, daß er den
Einfluß des Komparator 34 während des Startvorganges unterdrückt. Demzufolge wird die Zeitgebung
während des Startvorganges in feststehender Weise durch den Ausgang der Umwandlungsschaltung 50
vorgenommen, welche durch den Startaufnehmer 48 des Verteilers angetrieben ist. Die Winkelstellung des
Startaufnehmers 48 ist relativ zu dem auf der Welle des Verteilers sitzenden Reluktanzrad derart justiert,
daß die Zündung eines Zylinders der Maschine in dem schon erwähnten optimalen Startwinkel der Maschine
vor deren oberem Totpunkt erfolgt.
Der Betrieb des variablen Zündzeitpunktsteuerkanals 15 wird durch die Wellenformen 34a und 34/)
erläutert. Die Wellenform 34a zeigt die Festlegung des Basissteuerzeitpunktes des Kanals 15, wodurch
ein Zündtriggerimpuls bei der oberen Totpunktlage eines Kolbens der Maschine gegeben wird. Die Wellenform
34a ist als sich wiederholende Wellenform dargestellt, die von einem Spitzenwert von 18,5 Volt
über einen Intervall von 9,0 Volt bis auf etwa 9,5 Volt linear abnimmt, wonach sie jeweils nach 90 Grad der
Kurbelwellenumdrehung wieder auf den Spitzenwert, der dem Pegel der Gleichstrom-Zündzeitpunktvorspannung
entspricht, rückgesetzt wird. Der Abfall von 9 Volt gegenüber der Vorspannung erfolgt auf Grund
des Lagesignals 26a vom Integrator 26, das zusammen mit der Vorspannung an die Summierungszusammenführung
28 gelegt wird. Der Referenzpegel REF von 12,5 Volt wird als Referenzspannung von der Stromversorgung
32 über die Leitung 36 an den Komparator 34 gelegt und schneidet die Wellenform 34a zu einem
Zeitpunkt 60 Grad nach der Start- bzw. Rücksetzstellung des Lagesignals bzw. in der oberen Totpunktlage
der Maschine. Das Lagesignal wird in seiner Zeitlage aus der Wellenform 18a entwickelt, also aus den Impulsen
des Betriebsaufnehmers 18, dessen Winkelstellung im Verteiler relativ zur Kurbelwellenstellung
festgelegt ist.
Aus den Wellenformen 34a und 34b kann ersehen werden, daß der Schnittpunkt zwischen der Wellenform
34a und der Referenzspannung R^Fvon 12,5
Volt in jedem 90°-Sektor der Maschinenumdrehung durch Verschieben der Lage der Wellenform 34a nach
oben oder unten gegenüber dem Referenzpegel R verändert werden kann. In einem Beispiel schneidet
die Wellenform 34 b, die als verringerter Wert des als Summe der in der Zusammenführung 28 erhaltenen
Signale sich ergibt, den 12,5-Volt-ReferenzpegeI früher
bzw. bei einem kleineren Kurbelwellenwinkel vor dem oberen Totpunkt als die Wellenform 34a, wobei
die Differenz der SehniÖpünMe der WeHenformen
34a und 346 etwa 10° KurbfelWellenumdrehung bzw.
5° VerteilerwellenumdfeflüngtftlfSjgt UnterdeT Aftnähme,
daß der Ausgang der Geschwindigkeitsregelschaitung 38 und/oder der VakuUriivorverleguhgs-Programmschaltung
44, welche Ausgang*: an ehe
StromsummieningszusämmenflTmfng 2S gelegt sind,
die Wellenform 3ai>inidem geschilderten Maße -verringert, ist das Geschwihdigkeits»- und/oder Vakuum
punktes der Maschine von W bewirkl. ZusatzliGrft:
Verschiebungen gegenüber tletB "Oberen Totpu#k<
nach vorn oder hinten werden erhalten «dun* negative bzw. positive Spannungen^die von den verse
«59553/276
£.D
Vorverlegungsquellen gemäß Fig. 1 erhalten werden.
Die bereits erwähnte Vorverlegungs-Verzögerungscinheit
46 arbeitet im Zusammenhang mit einem für Emissionssteuerzwecke vorgesehenen Umgebungstemperaturschalter
47 bei einer Umgebungstemperatur oberhalb von 20° C und dient dazu, die
Wiederherstellung der Vakuumzündvorverlegung während des Überganges von dem Belastungs- bzw.
Beschleunigungszustand des Fahrzeugs in den unbelasteten Zustand zu verzögern.
Während der Beschleunigung ist das Vakuum der Maschine niedrig, und es tritt im wesentlichen keine
Vakuumbeeinflussung des Zündzeitspunktes ein, wie sich aus der Zündzeitpunkt/ Vakuum-Kurve 44b in
Fig. 1 ergibt. Nachdem das Fahrzeug auf einen bestimmten Fahrzustand beschleunigt hat, stellt sich das
Vakuum der Maschine wieder her und verlangt die im wesentlichen maximale Vakuumbeeinflussung des
Zündzeitpunktes. Die plötzliche Wiederherstellung der vollen Zündvorverlegung unter diesen Bedingungen
führt jedoch zu sehr hohen Temperaturen in den Zylindern der Maschine und daher zur Erzeugung unerwünscht
hoher Emissionen von Komponenten, wie beispielsweise NOx. Durch Verzögerung der Wiederherstellung
der Zündvorverlegung während des oben beschriebenen Fahrzeugstandes wird die Wärmeabgabe
der Maschine in den Auspuff vergrößert und werden die Temperaturspitzen in den Zylindern verringert,
wodurch die Abgaskomponenten während dieses Zustandes verringert werden. Die Vorverlegungsverzögerungssteuerung
bewirkt die gewünschte Verzögerung auf elektronischem Wege und besteht im wesentlichen aus einer zur Zeitverzögerung dienenden
Kondensatorladeschaltung, die eine Verzögerung von 10 bis 15 Sekunden ergibt, wenn das Signal
von der Vakuumvorverlegungs-Programmschaltung 44 abfällt bzw. einen Wechsel im logischen Signalpegel
ergibt.
In den Fig. 2, 3, 3 A und 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform
des Verteilers 11 mit den Aufnehmern 18 und 48 detailliert dargestellt. Der Betriebsaufnehmer
18 ist in einem Gehäuseunterteil 60 des Verteilers montiert in angrenzender, aber radial außenliegender
Anordnung gegenüber einem innenliegenden Reluktanzrad 61, auch als Sternrad bezeichnet, aus eisenhaltigem
Material, das im Verteiler auf einer Antriebswelle 62 zentral befestigt ist. Das Sternrad 61
besitzt acht gleichförmig ausgebildete, in einem Winkelabstand angeordnete Zähne und ist zusammen mit
der Welle 62 proportional zur Drehung der Kurbelwelle der Achtzylindermaschine 10 drehbar. Bei einer
Sechszylindermaschine besäße das Sternrad sechs Zähne.
Der Aufnehmer 18 besitzt niederreluktante Flußarme 64 und 65, welche Polspitzen 66 und 67 bilden.
Die Polspitzen sind so ausgerichtet, daß die Zähne des Sternrades 61 sich unmittelbar an diesen vorbeibewegen.
Sie besitzen einen Abstand untereinander, der dem Abstaad dreier aufeinanderfolgender Zähne
des Sternrades, also !beispielsweise 90°, entspricht.
ÖiedenFluß leitenden Arme 64 und 65 werden durch
Nieten zusammengehalten, diedurch die beiden Anne hindurchgeführt sind, die auf entgegengesetzten Seilen
feines Permanentmagnetes 67ό angeordnet sind,
welcher eine magnetische Vorspannung bzw. eisen geschlitzten Magnetfluß erzeugt Ein einstückig mit
■einem der den Fluß übertragenden Arme ausgebilde
ter Arm 68 und eine Befestigungsschraube 69 halten die aus den Armen 64 und 65 und dem Magneten
67a gebildete Anordnung in ihrer Lage im Verteiler 60 fest. Eine Ausgangsspule 70 ist an dem Arm 64
montiert und ist mit ihren Spulenenden mit zwei Leitern verbunden! die durch Isolierbuchsen 73 im Gehäuseteil
hindurchgeführt sind.
Der Startaufnehmer 48 ist mit dem Betriebsaufnehmer 18 identisch. Er ist jedoch aus Gründen maximaler
magnetischer Trennung auf der anderen Seite der Verteilerwelle 62 angeordnet und, wie aus
Fig. 3 A hervorgeht, gegenüber dem Betriebsaufnehmer 18 um 155° in der einen Richtung bzw. um den
Komplementwinkel von 205° in der entgegengesetz-
ten Richtung verschoben. Die Winkelverschiebung der Aufnehmer ergibt sich als Funktion der Differenz
zwischen der Referenzwinkeleinstellung des Betriebsaufnehmers 18 und der Startwinkeleinstellung
des Startaufnehmers 48 zu
(60°/2)-(10°, 2)+ 180" =205°
bei der vorliegenden Ausführungsform.
Wie der Betriebsaufnehmer 18 besitzt der Startaufnehmer
48 zwei niederreluktante Flußarme 74 und 75, die Polspitzen 76 und 77 ausbilden, welche um
einen Winkel der Sternraddrehung von 90° auseinanderliegen. Ein Permanentmagnet 78 zur Erzeugung
der magnetischen Vorspannung ist zwischen den Flußarmen 74 und 75 angeordnet. Die Gesamtanordnung
ist durch Nieten 76 zusammengehalten, wobei
die Flußarme und die Magnetanordnung mit Hilfe eines Armes 78, der einstückig mit einem der Arme
ausgebildet ist, am Verteiler befestigt sind. Schließlich ist eine Ausgangsspule 80 am Flußarm 74 montiert
und besitzt zwei Ausgangsleiter, die, wie dargestellt,
durch eine Isolierdurchführung im Verteilergehäuse hindurchgeführt sind.
In Fig. 4 sind weitere Einzelheiten des Verteilers 11 dargestellt, wie die körperliche Anordnung der
Hochspannungsverteilerelektroden 92 und 94 und der drehbare Verschluß 96, der die aufeinanderfolgende
Funkenverteilung bewirkt.
Wie dort dargestellt, besitzt der Verteiler 11 ein
nicht leitendes Gehäuseoberteil bzw. eine Phenolkappe 61a mit einer Vielzahl axial nach oben ragen-
der, röhrenförmiger turmartiger Ansätze 86 und 88,
die durch Zündkabel mit der Hochspannungsseite der Zundsekundärspule 12 und den Zündkerzen 14 verbunden
sind. Innerhalb der Verteilerkappe 61a befindet
sich ein stationäres, nicht rotierendes Leiterelement
90 mit einer Reihe von acht in gleichmäßigem Abstand herausragenden Fingern 92, welche die üblicherweise
in leitendem Kontakt mit der Zündspule verbundenen Elektroden darstellen. Demzufolge wird
jeder Zündimpuls direkt an das Leiterelement 90 ge-
oft — daß ^ede der acnt vorstehenden Elektroden
92 bei jedem Impuls ein Hochspannungspotential erreicht.
Das Verteilergehäuse trägt außerdem eine zweite Vielzahl von acht in gleichförmigem Abstand
angeordneten Elektroden 94 aus leitendem Material,
welche m einem Abstand radial außerhalb der Finger 92 des Leiterelementes 90 so angeordnet sind, daß
sie nach jeweils 45° mit diesen Suchten.
Da beide Elektroden 92 und 94 feststehen, ist aus
Fig. 4 eiae Reihe von acht EleköRidenpaaren mit ia-
dialem Abstand ersichtliche
Um die Verteilung der Zündfunken in einer Reihe zu erzielen, ist ein Verschluß 96 aas nichtleitendem*
isolierendem Material vorgesehen, der drehbar inner-
&u*t
halb der Funkenstrecke zwischen den acht Elektrodenpaaren 92 und 94 angeordnet ist. Der Verschluß
96 wird mit einer gegenüber der Maschinendrehzahl fest zugeordneten Drehzahl durch die Verteilerweille
62 angetrieben und ist mit einem Fenster 98 versehen, das nacheinander den freien Durchgang zwischen gegenüberliegenden
Elektroden 92 und 94 eines Elektrodenpaares über eine Luftstrecke ermöglicht. Die
Winkelstreckung des Fensters 98 ist etwas größer als die maximale Zündzeitpunktverschiebung, mit der die
Maschine betrieben wird. Demzufolge ermöglicht das gleichzeitige Anlegen von Zündspannungsimpulsen
an das Element 90 und die Anordnung des Fensters 98 zwischen Elektroden 92 und 94, wie in Fig. 4 dargestellt,
das Überspringen eines Funkens zwischen den Elektroden, die in ihrer Stellung mit dem Fenster
98 übereinstimmen, und verhindert das Überspringen von Funken zwischen allen anderen Elektrodenpaaren.
Die Zeitgebung des Zündimpulses ist daher nur durch die Zeit bestimmt, zu der die Zündimpulse an
das Element 90 gelegt werden. In dem dargestellten System sind keine Vorrichtungen vorgesehen, die die
Rotationszuordnung des Verschlusses 96 zur Kurbelwelle der Maschine 10 weiter beeinflussen.
Die Fig. 5 A bis 5C zeigen Schaltungseinheiten des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1. Die mit den
Schaltungsblöcken in Fig. 1 übereinstimmenden Schaltungen sind mit entsprechenden Nummern versehen.
Die Spule 72 des Betriebsaufnehmers 18 ist in Fig. 5 A als mit einem Abstimmkondensator 100
versehen und mit dem Eingang eines Schmitt-Triggertransistors 102 verbunden dargestellt. Der NPN-Transistor
102 ist mit seinem Emitter geerdet und mit seinem Kollektor über einen Widerstand 104 mit der
Basiselektrode eines PNP-Transistors 106 verbunden, dessen Emitterelektrode mit +12,5 Volt verbunden
ist.
Die Basis- bzw. Eingangselektrode des Transistors 102 ist außerdem über einen Widerstand 108 und einen
Widerstand 110 mit einer kommerziell verfügbaren integrierten Schaltung 112 verbunden, welche einen
Teil einer monostabilen Multivibratorschaltung 22 bildet. Die Emitterelektrode des Transistors 106
ist außerdem über Widerstände 114 und 116 mit dem Anschlußstift 3 und über Widerstände 114 und 118
mit dem Anschlußstift 12 der integrierten Schaltung 112 verbunden. Die Anschlußstifte 8 und 12 sind über
einen Kondensator 120 und einen Widerstand 121 miteinander verbunden. Die Verbindungsstelle dieser
beiden Teile ist mit dem Anschlußzapfen 10 verbunden. Der Anschluß 14 der integrierten Schaltung 112
dient als Ausgangsanschluß und ist über Widerstände 122 und 124 mit der Basis bzw. mit dem Emitter eines
Transistors 126 verbunden. Der Kollektor des Transistors 126 ist mit der 12,5-Volt-Referenzspannung
über einen Widerstand 138 verbunden. Der Ausgang
des Transistors 126, der die Endstufe der Multivibratorschaltung 22 darstellt, ist über einen Widerstand
130 mit dem negativen Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers
132 verbunden, der von der 25-Volt-Stromversorgung32
versorgt wird. Der Operationsverstärker 132 bildet den Hauptteil der Impulsmittelwertschaltung
34,und ist mit seinem anderen bzw, ,positiven Engangsanschluß mit der 12,5-VoIt-VersoEgnngsspannung
über einen Widerstand 138 verbunden.iDie Betriebscharakteristiken des Verstärkers
132fwerden durch die paralleJgeschalteten Rückkoppelungskomponehten»
bestehend aus dem Kondensator 134 und dem Widerstand 136, bestimmt. Dei
Ausgang des Operationsverstärkers 132 ist über der Widerstand 140 mit einem zweiten Operationsverstärker
142 verbunden.
Der zweite Operationsverstärker bildet den wesentlichen Teil der Integratorschaltung 26. Der entgegengesetzte
bzw. positive Eingangsanschluß des Verstärkers 132 ist mit dem 12,5-Volt-Referenzpege
über einen Widerstand 144 verbunden, während dei
ίο mittlere Anschluß mit dem 25-Volt-Ausgangspege
der Stromversorgung 32 durch die Leitung 146 verbunden ist. Die Rückkoppelungscharakteristik unc
die Rückstellcharakteristik des Operationsverstärker! 142 wird durch eine RUckkoppelungsschaltung erhal
'5 ten, die aus einem Kondensator 148 und einem parallelgeschalteten
Feldeffekttransistor (FET) ISO gebildet wird.
Der FET-Transistor 150 dient als Rückstellvor
richtung und ist mit seiner Steuerelektrode über einer
»ο Kondensator 152, einen Transistor 154 und einen Widerstand
156 mit der monostabilen Multivibratorschaltung 22 verbunden. Die Kollektorelektrode de;
Transistors 150 in der Rücksetzschaltung 28 wiederum ist über einen Widerstand 158 mit der Stromes
Versorgung 32 verbunden. Ein Widerstand 160 diem zur geeigneten Vorspannung zwischen dem Kollektoi
und der Basiselektrode des Transistors 154.
Wie bereits ausgeführt, liefert der Ausgang der Integratorschaltung
26 ein wiederkehrendes, abfallendes Signal, dessen momentane Amplitude bei jedei
Wiederholung die Winkelstellung Θ der Maschine K anzeigt. Dieses Signal wird über einen Widerstand 162
zu der Summierzusammenführung 28 geführt, die anbesten als Stromsummierungszusammenführung an
zusehen ist und die über eine Leitung 163 direkt mil
dem positiven Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 164 verbunden ist, welcher einen Teil dei
Komparatorschaltung 34 in Fig. 5 B bildet und vor der 25-Volt-Stromversorgung 32 versorgt wird. Die
Summierfunktion kann als im Komparator vorgenommen angesehen werden, welcher als Summierkomparator
anzusehen ist.
Der andere Eingang des Operationsverstärkers 164 ist mit der 12,5-Volt-Referenzspannung über einer
Widerstand 165 verbunden.
Wie aus den Fig. 5 A und 5C ersichtlich, ist dei
Ausgang des Operationsverstärkers 132 in dem Impulsmittelwertbilder
24 über Leitungen 166 und 16" und einen Spannungsteiler, gebildet aus Widerständer
168 und 170 in Fig. 5C, mit dem negativen Eingan} eines Operationsverstärkers 172 verbunden, der der
Hauptbestandteil der Geschwindigkeitsregelschal tung 38 bildet. Der positive Eingangsanschluß de!
Operationsverstärkers 172 ist über einen Widerstanc 174 mit der 12,5-Volt-Referenzspannung verbunden
Wie schon erwähnt, besteht die Funktion der Ge schwindigkeitsregelschaltung 38 darin, eine geknickt
bzw. diskontinuierliche Übertragungsfunktion vorzu sehen, wodurch bestimmte Votverlegungen de
Zündzeitpunktes bei bestimmten Masehinendrehzah
len entsprechend der gebräuchlichen Maschinenvor Verlegungscharakteristik 38Mn
<3?igv 1 erzielt werden Diese Funktionbzw. Übertragungscharakteristik wire
in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindunj
durch den Gebrauch zweier Dioden mit verschiedene] Durchbruchspannungeavorgesjehen. Demgemäß be
sitzt der Rückkoppelungsweg^es Operationsverstär
kers 172 einen Widerstand 176, der parallel verbun
den ist zu einer Serienschaltung, bestehend aus einem Widerstand 177, einer erstta Diode 178 und einem
Widerstand 179. Die Kathodenelektrode der Diode 178 ist über einen Widerstand 180 mit dem 25-Volt-Referenzpunkt
182 verbunden. Zusätzlich ist der Ausgang des Operationsverstärkers 172 über eihcn
Widerstand 184 und eine zweite Diode 186 mit dem Eingang verbunden. Der Rflckkoppelungsweg 184,
186 ist parallel geschaltet zu dem aus der Parallelschaltung der Elemente 176 und 178 gebildeten
Rückkoppelungsweg. Der Ausgang des Operationsverstärkers 172 ist über eine dritte Diode 190 und
einen Widerstand 192 mit der Summierzusammenführung 28 über eine Leitung 321 verbunden.
Die le^-Volt-GleichstromvorspannungSCdie zur
Herstellung der Grundzeitgebung bzw. der oberen Totpunktbeziehung vorgesehen ist, wird gebildet
durch den 25-Volt-Versorgungsanschluß 182 und einen
Spannungsteiler, bestehend aus Widerständen 194 und 196 in Fig. 5C. Der Mittelpunkt der beiden
Widerstände 194 und 196 ist über einen Widerstand 198 und die Leitung 321 mit der Summierzusammenführung
28 in Fig. 5 A verbunden und liefert etwa 18,5 Volt. Diese Spannung wird vorzugsweise in der
Fabrik eingestellt, kann jedoch auch durch Veränderung des Widerstandes 194 justiert werden.
Gemäß Fig. 5 B ist der Ausgang des Operationsverstärkers 164, welcher einen wesentlichen Bestandteil
des !Comparators 34 darstellt, mit der Halbleiterzündsteuereinheit 13 verbunden. Der Ausgang des
Operationsverstärkers 164 ist über einen Koppelkondensator 200 angeschlossen, durch den eine abfallende
Spannungsspitze an die Basiselektrode eines NPN-Transistors 202 geliefert wird. Der Transistor
202 ist derart vorgespannt, daß er normalerweise offen ist. Dies geschieht über einen Kollektorwiderstand
204 und einen Basisvorspannungswiderstand 206. Sein Emitter ist mit der Stromversorgungs- und Signalmasse,
wie dargestellt, verbunden. Die Zündschaltung 13 besitzt weiterhin einen Transistor 208.
dessen Masse bzw. Eingangselektrode mit der Kollektorelektrode des Transistors 202 über einen Widerstand
210 verbunden ist. Demgemäß wird der Transistor 208 eingeschaltet, wenn der Transistor 202
ausgeschaltet wird. Die Schaltung mit dem Transistor 208 arbeitet als monostabile Schaltung infolge der
kapazitiven Kopplung 212 zwischen dem Kollektor des Transistors 208 und der Basis des Transistors 202.
Zusätzlich ist eine RC-Zeitkonstante und eine positive Rückkopplung durch die Widerstände 214 und 206
vorgesehen, die zwischen der Kollektorelektrode des Transistors 208 und der Basiselektrode des Transistors
202 vorgesehen sind. Die Kollektorelektrode des Transistors 208 ist mit der Basiselektrode des Transistors
216 verbunden, dessen Kollektor durch einen 4-Ohm-Lastwide.rstand 218 mit der Fahrzeugstromversorgung
durch den Betriebs(R)-Kontakt des Zündschalters 52 verbunden ist. Die Emitterelektrode
des Transistors 216 ist über einen Widerstand 219 mit Masse und außerdem direkt mit der Basis eines Transistors
220 verbunden. Eine Begrenzung von Strom und Spannung über den Primärelektroden des Transistors
216 wird erreicht durch eine Zener-Diode 22, die mit den Transistoranschlüssen verbunden ist, wie
dies in der Figur dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß, wenn der Transistor 208 eingeschaltet wird, die Transistoren
216 und 220 ausgeschaltet werden. Der Kondensator 224 ist über die Primärelektroden des Transistors
220 gelegt. Die Kollektorelektrode des Transistors 220 ist in Serie mit der Primärspule 226
und einem Lastwiderstand 228 geschaltet, welcher mit den Start- und Betriebskontakten des Zündschalters,
wie dies dargestellt ist, verbunden ist. Die Primärspule 226 ist mit der Sekundärzündspule 230 magnetisch
gekoppelt, welche direkt mit dem Element 90 des Verteilers 20 gemäß Fig. 4 verbunden ist.
Nunmehr eingehend auf das System 16 zur Erzeugung von Zündimpulsen während des Startvorganges,
ist ersichtlich, daß die Spule 80 des Startaufnehmers 48 mit einem Ende mittels einer Diode 42 mit der
Basiselektrode eines Transistors 242 und mit dem anderen Ende direkt mit der Emitterelektrode des Transistors
242 verbunden ist. Eine Diode 241 ist direkt über der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 242
angeschlossen. Die Kollektorelektrode des Transistors 242 ist mittels einer Leitung 244 mit der Basis
des Transistors 208 der Zündschaltung 13 verbunden, so daß sie während des Startvorganges die an die
Zündschaltung 13 gelangenden Betriebszündimpulse unterdrückt. Die Umwandlungsschaltung 50 besitzt
ferner einen "tartschalter 52, der die Fahrzeugbatterie
mit der Eingangselektrode eines NPN-Steuertransi-
*5 stors 246 verbindet, dessen Emitter geerdet ist. Eine
Basis-Emittervorspannung wird durch einen Widerstand 248 erhalten. Die Kollektorelektrode des Transistors
246 ist über Widerstände 250 und 252 mit einem 12,5-Volt-Referenzpunkt verbunden. Zusätzlich
besitzt die Umwandlungsschaltung 50 einen PNP-Transistor 254, dessen Emitter mit der 12,5-Volt-Versorgung
verbunden ist. Die Basis dieses Transistors ist mit der Verbindungsstelle der Widerstände
250 und 252 und seinen Kollektor über einen Widerstand 256 mit dem Kollektor des Transistors 242 verbunden.
Beim Betrieb wird durch Schließen des Schalters 52 durch Drehung des Zündschlüssels in die Startstellung
gemäß der üblichen Automnbilzündanordnung
die Batteriespannung an die Basiselektrode des Transistors 246 gelegt, so daß dieser eingeschaltet wird.
Dadurch verringert sich die Basisspannung des Transistors 254, wodurch dieser eingeschaltet wird. Hierdurch
wächst die Spannung an dessen Kollektor und damit die Basisspannung am Transistor 242. Der
Transistor 242 wird angeschaltet, wodurch der Transistor 208 in der Zündschaltung 12 angeschaltet wird.
Dies hat zur Folge, daß Zündtriggersignale mit fester Zeitlage in der Zündschaltung 12 durch die Transistoren
208,216 und 212 geliefert werden. Der Stromfluß durch die Zündprimärspule 226 induziert Hochspannungsimpulse
von etwa 700 Mikrosekunden Länge in der Sekundärspule 230.
Der Vakuumwandler 42 und die Vakuumvorverlegungs-ProTammschaltung
44 gemäß Fig. 1 sind in ihren Einzelheiten schematisch in Fig. 5Cdargestellt.
Der Vakuumwandler 42 ist als üblicher Brückendehnungsmeßwertwandler
300 dargestellt, dessen Eingangsanschlüsse über die 25-Volt-Stromversorgung
32 angeschlossen sind und dessen Ausgangsanschlüsse an die Eingänge einer Operationsverstärkers 302 angeschlossen
sind. Der Verstärker 302 ist ein Teil der Vakuumvorverlegungs-Programmschaltung 44 und
besitzt im wesentlichen parallel angeschlossene Rückkoppelungselemente,
bestehend aus einem Widerstand 304 und einer Serienkombination eines Widerstandes
306 mit einer Diode 308. Zusätzlich ist ein Rückkoppelungswiderstand 310 zwischen der Ka-
/O
hode der Diode 308 und der 25-Volt-QueUe angeschlossen.
Der Ausgang des Verstärkers 302 ist durch sine Isolierdiode 312 und einen Widerstand 314 mit
dem Eingang eines Steuertransistors 315 verbunden, dessen Kollektor mit der 12,5-Volt-Referenzspannung
verbunden ist. Die Emitterelektrode des Transistors 316 ist über einen Widerstand 318 geerdet und
über einen Widerstand 320 und die Leitung 321 mit der Stromsummierungszusaramenführur.g 28 in
Fig. 5 A verbunden. Demgemäß liefert die Kombination der Schaltungselemente 42 und 44 eine 12,5-Volt-Rcferenzspannung
für die Vakuumsignalquelle und ein abnehmendes Signal für ansteigenden Druck.
Dieses Signal kann direkt an die Stromsummierungszusammenführung 28 angelegt werden, um die Zündvorverlegung
während variabler Druckverhältnisse in der Maschine 10 zu steuern.
Verschiedene andere Vorverlegungssteuerfunktionen, die, falls dies gewünscht wird, verschiedene andere
Maschinenbetriebsparameter berücksichtigen, können direkt an die Stromsummierungszusammenführung
28 gelegt werden. Solche anderen Vorverlegungsquellen sind in Fig. 1 generell mit 56 bezeichnet.
Die Vakuumvorverlegungssteuerung 46 ist in Fig. 5C dargestellt. Sie ist am Ausgang der Vakuumvorverlegungs-Programmschaltung
44 angeschlossen und besitzt einen PNP-Transistor 330, einen Zeitgeber-Kondensator
332, einen Widerstand 314, einen NPN-Transistor 316 und einen Entladewiderstand
318. Die Basis des Transistors 330 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 334 mit einer Seite bzw.
einem Kontakt des entfernt angeordneten Temperaturschalters 47 verbunden, dessen andere Seite bzw.
dessen anderer Kontakt derart angeschlossen ist, daß er die Signalmasse über den Widerstand 334 an die
Basis des Transistors 330 legt, wenn die Umgebungstemperatur über 20" C ansteigt. Der Emitter des
Transistors 330 ist über eine Diode 336 r.iit dem +12,5-Volt-Referenzpegel der Stromversorgung
verbunden.
Während des Betriebes verändert sich die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers 302 in
der Vakuumvorverlegungs-Pfogrammschaltung 44 von 12,5 Volt beim Vakuum 0, welches unter Fahrzeugbeschleunigungsbedingungen
herrscht, auf 3,5 Volt bei maximalem bzw. vollem Vakuumvorschub, der bei unbelastetem Zustand, Leerlauf, Verzögerung
»o oder bei Rollbedingungen vorherrscht.
Wenn der Temperaturschalter 47 geschlossen ist, ieitet der Transistor 330 und hält die obere Seite bzw.
Platte des Kondensators 332 auf dem Kollektorpotential des Transistors 330. Die andere Seite bzw.
Platte des Kondensators 332 befindet sich auf einem Potential, das um einen Diodenabfall unter dem Ausgang
des Operationsverstärkers 302 liegt, welcher auf dem schon erwähnten Pegel von 3,5 Volt liegt, wenn
das Fahrzeug im unbelasteten Zustand, im Rollbe-
ao trieb, im Verzögerungs- oder Leerlaufbetrieb ist. Daher
wird der Kondensator 332 in einer Richtung mit der unter diesen Bedingungen gezeigten Polarität geladen.
.
Wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, steigt die
as Spannung am Operationsverstärker 302 auf 12,5 Volt
und entlädt die auf den Kondensator 332 angesammelte Ladung. Nach Beendigung des Beschleunigungszustandes
und Rückkehr zum unbelasteten Zustand fällt die Spannung am Ausgang des Operations-Verstärkers
auf +3,5 Volt, woraufhin sich der Kondensator 332 über den Widerstand 314, die Basis-Emitter-Strecke
des Emitterfolgertransistors 316 und den Widerstand 318 gegen Signalmasse aufladen
kann. Die Aufladungszeit ist gegeben durch C332 (/2314 + ß- £318), worin β der Verstärkungsfaktor
des Transistors 316 ist. Die Verzögerungszeii wird im Falle der Vorverlegungsverzögerungssteuerung gemäß
der vorliegenden Erfindung so gewählt, daß die Verzögerung 10 bis 15 Sekunden beträgt.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Einrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunktes bei elektronischen Zündanlagen für
Brennkraftmaschinen, mit einem Stellungssigna!- generator, der ein der Winkelstellung der Kurbelwelle
zugeordnetes erstes Steuersignal erzeugt, das bei vorgegebenen Winkelstellungen der Kurbelwelle
auf einen Ausgangswert gesetzt wird und sich zwischen diesen Stellungen gemäß der momentanen
Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle ändert, mit einem ersten Funktionsgenerator,
der ein der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle nicht linear zugeordnetes zweites
Steuersignal erzeugt, mit einem zweiten Funk- 1S
tionsgenerator, der mit einem dem Druck in der Ansaugleitung zugeordneten Signal beaufschlagt
ist und ein drittes Steuersignal erzeugt, mit einer Summierschaltung zum Summieren der drei Steuersignale
und mit einer Komparatorschaitung, die ein Auslösesignal für eine Zündeinrichtung erzeugt,
wenn die Summe der Steuersignale gleich einem vorgegebenen Bezugssignal ist, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den zweiten Funktionsgenerator (44) und die Summierschal- »5
tung (28) eine Verzögerungsschaltung (46) eingefügt ist, über die das dritte Steuersignal zeitlich
verzögert auf die Summierschaltung (28) gegeben wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung
(46) einen mit dem dritten Steuersignal beaufschlagten Kondensator (332) aufweist, dessen
zweite Klemme über eine Diode (336) mit einer auf konstantem Potential befindlichen Klemme
verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung über einen temperaturgesteuerten
Schalter (47) aktivierbar ist, der die Verzögerung des dritten Steuersignals unterhalb einer vorgegebenen
Umgebungstemperatur unterbindet.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungssignalgenerator
aufweist: eine Vorrichtung (18 bis 24) zur Erzeugung eines der Winkelgeschwindigkeit
der Kurbelwelle zugeordneten Gleichstromlignals, eine das Gleichstromsignal empfangende
und integrierende Integratorschaltung (26) und eine Schaltung (22,27) zum Rücksetzen des Integrators
(26) bei vorbestimmten Winkelstellungen der Kurbelwelle.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungssignalgenerator
einen Wandler (18) zur Erzeugung elektrischer Signalimpulse mit einer der Winkelgeschwindigkeit
der Kurbeiwelle zugeordneten Folgefrequenz aufweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (18) aufweist: ein
mit einer zur Kurbelwellendrehzahl proportionalen Drehzahl umlaufendes leicht magneitisierbares
Element (61) und einen elektromagnetischen Aufnehmer (64 bis 70), der in der Niihe dieses
Elementes (61) angeordnet und magnetisch mit diesem gekoppelt ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Siellungssignalgenerator
eine Signalformschaltung (20, 22) und eine Signalmittelungsschaltung (24) aufweist,
wobei die letztere zwischen die Signaiformschaltung und die Integratorschal rung (26) geschaltet
ist
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Integratorschaltung (26) durch die Signalformschaltung (20,22) nach einer
Drehung der Kurbelwelle von jeweils 2 ω/C zurückgesetzt wird, wobei ω = 2jrund C die Anzahl
der Zylinder der Brennkraftmaschine ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformschaltung
einen Schmitt-Trigger und eine Univibratorschaltung (22) aufweist und daß die Integratorschaltung
(26) durch die Univibratorschaltung (22) zurückgesetzt wird.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierschaltung
ein Ströme summierender Netzwerksknoten (28) ist, der das erste Steuersignal und das
verzögerte Steuersignal in Form von Stromsignalen erhält.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein diodenbescnalteter Operationsverstärker (172) zwischen
die Schaltung zur Erzeugung des der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle zugeordneten
Gleichstromsignals und die Summierschaltung (28) geschaltet ist, der als erster Funktionsgenerator
arbeitet und eine Übertragungsfunktion mit wenigstens einem Knick aufweist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 11, gekennzeichnet, durch eine zweite Quelle (16) für Auslösesignale, die getrennt und unabhängig
von der Komparatorschaitung (34) arbeitet und Auslösesignale unveränderlicher Phasenlage
erzeugt, und durch eine Betätigungsvorrichtung (52) für diese zweite Quelle für Auslösesignale,
die während des Startvorganges vom Fahrer betätigt die Quelle (15) für Auslösesignale variabler
Phase ausschaltend die Zündeinrichtung (12, 13) betreibt.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Quelle für Auslösesignale einen zweiten Wandler (48) zur Erzeugung
elektrischer Signalimpulse mit einer von der Kurbelwellendrehzahl abhängigen Folgefrequenz
aufweist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung
(13) mit einem Zündverteiler (11) verbunden ist, der aufweist: ein Gehäuse (60), einen
Verteilerläufer (96), der mit einer der Kurbelwellendrehzahl zugeordneten Drehzahl angetrieben
wird, eine erste Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichförmig verteilter, vom Gehäuse getragener
Elektroden (92) und eine zweite Vielzahl vom Gehäuse getragener Elektroden (94), die in der
Nähe und in Abstand von den zugehörigen der ersten Elektroden angeordnet sind und mit diesen
jeweils eine Funkenstrecke bilden, und daß der Verteilerläufer (96) ein in der Funkenstrecke angeordneter
isolierender Körper mit einem Fenster (98) ist, der eine leitende Verbindung aller Elektrodenpaare
bis auf das eine, dem Fenster zugeordnete unterbricht.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US32224373 | 1973-01-09 |
Publications (3)
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Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |