DE2407787A1

DE2407787A1 - Ignition timing control for four stroke engine - can be adapted for either digital or analogue operation

Info

Publication number: DE2407787A1
Application number: DE19742407787
Authority: DE
Inventors: Peter Hempel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1974-02-19
Publication date: 1975-08-28

Abstract

The device can be mounted inside the fan pulley which has a carrier ring keyed to the boss of the fan pulley. The carrier ring is surrounded by two ferritic rings. For the digital operation, the inner ring carries a large number of equally spaced permanent magnets with their magnetic axis parallel to the crankshaft axis. The outer ring carries a single magnet. A first sensor transmits an electrical pulse once per revolution, and a second sensor can be adjusted by the screw to give the required ignition timing. For analogue operation the magnets are in the form of short strips mounted obliquely to the radius.

Description

Vorrichtung zur vollautomatischen, wartungsfreien Steuerung einer Zündanlage eines Ottomotors Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur vollautomatischen, wartungsfreien Steuerung einer Zündanlage eines Ottomotors, bei der Fühler zur Abtastung der Stellung einer auf der Kurbelwelle aufgesetzten und mit dieser rotierenden Scheibe vorgesehen sind, deren Ausgangssignale der- Auslösung der Zündfunken in den Zündkerzen dienen.Device for the fully automatic, maintenance-free control of a Ignition system of a gasoline engine The present invention relates to a device for fully automatic, maintenance-free control of an ignition system of a gasoline engine, in the case of the sensor for scanning the position of one placed on the crankshaft and are provided with this rotating disk, the output signals of which are triggered the spark in the spark plugs are used.

Der heutige Trend nach Wartungsfreiheit und Gasemissionssenkung hat zu der Entwicklung von Zündsystemen geführt, bei denen Unterbrecher und Verteiler, die temperatur- und alterungsabhängig sind, durch elektronische Anlagen ersetzt werden, die temperatur- und alterungsunabhängig die Auslösung der Zündfunken in den Zündkerzen steuern.Today's trend towards maintenance-free and gas emissions reduction has led to the development of ignition systems in which breakers and distributors, which are temperature and age dependent are replaced by electronic systems which, regardless of temperature and age, trigger the ignition sparks in control the spark plugs.

Bei einer bekannten Ausführung eines derartigen Zündsystemes sind auf der Kurbelwelle aufgebrachten Schwungscheibe Zähne vorhanden. Die mit Zähnen besetzte Schwungscheibe dient hier der Steuerung, indem Feldplattenfühler vorgesehen sind, mit denen die Zeitpunkte des Vorbeilaufens der Zähne an den Feldplattenfühlern registriert und in elektronische Signale umgewandelt werden. In einer Ausführungsform werden zunächst die vorbeilaufenden Zähne der Schwungscheibe während der vorgegebenen Zeit gezählt (Bezugszählung, digitalisierte Drehzahl) und dann von einer bestimmten Zahnnummer an solange im Hauptzähler weiter; gezählt, bis bei einem vorgegebenen Zählerstand N der Zündimpuls ausgelöst wird (Auslösezählung). Hierdurch ergibt sich eine Zündverstellkennlinie, die durch Vorgabe von Zeit und Zählerstand an jeden Motortyp angepaßt werden kann.In a known embodiment of such an ignition system are There are teeth on the flywheel on the crankshaft. The ones with teeth occupied flywheel is used here for control by providing field plate sensors with which the times when the teeth move past the field plate sensors registered and converted into electronic signals. In one embodiment are first the passing teeth of the flywheel during the given Time counted (reference counting, digitized speed) and then from a specific one Tooth number on as long as it continues in the main counter; counted up at a given Counter reading N the ignition pulse is triggered (trigger count). This results in an ignition advance characteristic curve, which is provided by specifying the time and counter reading to each Motor type can be adapted.

Diese Vorrichtung vermag sowohl die Unterbrecherfunktion als auch die Verteilerfunktion bisheriger Zündanlagen in Kraftfahrzeugen zu ersetzen. Denn durch die Verwendung von Hauptzählern und Nebenzählern und verschiedenen Toren kann erreicht werden, daß bei verschiedenen Winkelstellungen der verzahnten Schwungscheibe in verschiedenen Zündkerzen Zündfunken ausgelöst werden. (Elektronik 1973, Seite 164).This device can perform both the breaker function and to replace the distribution function of previous ignition systems in motor vehicles. Because through the use of main meters and secondary meters and various gates can can be achieved that at different angular positions of the toothed flywheel Sparking sparks are triggered in different spark plugs. (Electronics 1973, p 164).

Wenn auch diese Zündung durch den Fortfall sämtlicher dem Verschleiß unterliegender mechanischer Verstellglieder unbegrenzt ist, so sind die hier notwendigen Feldplattenfühler empfindlich und anfällig, so daß es häufig zu Ausfällen und Störungen kommt. Darüber hinaus sind die notwendigen Feldplattenfühler relativ teuer. Das abgegebene Nutzsignal in den Feldplattenfühlern ist so klein, daß eine zusätzliche Verstärkung durch einen Verstärker unumgänglich ist.Even if this ignition by eliminating all the wear and tear underlying mechanical adjusting elements is unlimited, so are the necessary here Field plate sensors are sensitive and susceptible, so that failures and malfunctions are frequent comes. In addition, the field plate sensors required are relatively expensive. That emitted useful signal in the field plate sensors is so small that an additional Reinforcement by an amplifier is inevitable.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile.The present invention avoids these disadvantages.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine für den rauhen Motorbetrieb geeignete, störunanfällige Lösung für die Steuerung einer Zündanlage eines Ottomotors zu finden.The object of the present invention is to provide one for rough engine operation suitable, failure-prone solution for controlling an ignition system of a gasoline engine to find.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Scheibe eine an einzelnen Stellen polarisierbare Permanentmagnetscheibe oder eine mit kleinen Permanentmagneten besetzte Scheibe ist und die Fühler einfache Spulen sind.The present invention solves this problem in that the disc a permanent magnet disc that can be polarized at individual points or one with small ones The disc is occupied by permanent magnets and the feelers are simple coils.

Durch die Verwendung einer Permanentmagnetscheibe ist es möglich, daß die Fühler einfache Spulen sind. Einfache Spulen können aus einem lamellierten Eisenkern aus den auf dem Markt befindlichen bekannten Dynamoblechen und einer Kupferwicklung bestehen, der Kern kann auch aus vollem Material bestehen, wenn die Kernstärke o,5 mm oder darunter beträgt. Die in der Spule nach dem Induktionsgesetz erzeugte Spannung kann direkt ohne Verstärkung zur Steuerung herangezogen werden. Wo dieses nicht möglich ist, ist jedoch eine sehr viel geringere Verstärkung als bei den Feldplattenfühlern notwendig, da das Ausgangssignal in den Spulen erheblich höher ist als das Ausgangssignal in den Feldplattenfühlern. Dieses höhere Ausgangssignal bringt eine höhere Zündgenauigkeit mit sich. Wegen des höheren Nutzsignales ist die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten Zündauslösung durch Störimpulse ausgeschlossen.By using a permanent magnet disc, it is possible that the feelers are simple coils. Simple coils can be made from a laminated Iron core made from the known dynamo sheets on the market and a copper winding consist, the core can also consist of solid material if the core thickness is o.5 mm or less. The voltage generated in the coil according to the law of induction can be used directly for control without amplification. Where this is not is possible, however, the gain is much lower than with the field plate sensors necessary because the output signal in the coils is considerably higher than the output signal in the field plate sensors. This higher output signal results in a higher ignition accuracy with himself. Because of the higher useful signal, the probability of an undesired one Ignition triggering by interference impulses excluded.

Somit ist durch die Verwendung einer Permanentmagnetscheibe nicht nur ein kostenmäßiger Vorteil erzielt, sondern auch ein Vorteil hinsichtlich der Genauigkeit und Zuverlässigkeit.Thus, the use of a permanent magnet disc is not only a cost advantage achieved, but also an advantage in terms of Accuracy and reliability.

Zweckmäßig besteht das Material der Permanentmagnetscheibe aus Ferrit. Es kann beispielsweise ein isotroper Bariumferrit oder ein anisotroper Barium- oder Strontiumferrit sein. Vorteilhaft ist es, wenn der magnetisierbare Teil der Scheibe ein Ferritring ist, der auf einer Trägerscheibe befestigt ist.The material of the permanent magnet disk expediently consists of ferrite. For example, it can be an isotropic barium ferrite or an anisotropic barium or Be strontium ferrite. It is advantageous if the magnetizable part of the disk is a ferrite ring which is attached to a carrier disk.

Vorteilhafterweise wird die Permanentmagnetscheibe axial magnetisiert. Dann können die Spulenachsen in gleicher Richtung wie die Achse der Permanentmagnetscheibe angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der Vorrichtung.The permanent magnet disk is advantageously magnetized axially. Then the coil axes can be in the same direction as the axis of the permanent magnet disc be arranged. This results in a simple structure of the device.

Vorteilhaft kann auch eine außen laterale Magnetisierung sein. Hier kann u. U. die Polzahl am höchsten sein. Durch mechanische Verstellvorrichtungen, die feststellbar sind, lassen sich - soweit dieses überhaupt gewünscht wird -Winkelverstellungen der Scheibe gegenüber der Kurbelwelle und somit Verstellungen des Zündwinkels und damit des Zündzeitpunktes erreichen. Damit läßt sich auch eine Anpassung an jeden Motor erreichen.Externally lateral magnetization can also be advantageous. here the number of poles may possibly be the highest. By mechanical adjustment devices, which can be determined can - if this is desired at all - angle adjustments the disc with respect to the crankshaft and thus adjustments of the ignition angle and thus reach the ignition point. This also allows an adaptation to everyone Reach engine.

Mit dieser Vorrichtung kann die Steuerung der Motorzündung digital vorgenommen werden. Es können bei Scheiben von nur lo cm Durchmesser ohne weiteres 200 Polpaare auf der Scheibe magnetisch aufgebracht werden, so daß man pro Scheibenumdrehung bei der Bezugszählung 400 Impulse erhalten kann, die im Hauptzähler gezählt werden.With this device, the control of the engine ignition can be digital be made. It can easily be done with disks with a diameter of only 10 cm 200 pole pairs are magnetically applied to the disc, so that one per disc revolution can receive 400 pulses in reference counting, which are counted in the main counter.

Derartig hohe Impuls zahlen lassen sich bei Zahnscheiben gleichen Durchmessers nicht erreichen, da die Feldplattenfühler einen ganz bestimmten Zahnabstand erfordern.Such high impulse numbers can be the same with tooth lock washers Diameter cannot be achieved because the field plate sensor has a very specific tooth spacing require.

Es ist aber auch möglich, die Steuerung der Motorzündung analog mit wenigen Polpaaren je Magnetscheibe durchzuführen, wobei die Anzahl der Polpaare proportional oder gleich der Zylinderzahl ist.However, it is also possible to control the engine ignition using the same method a few pairs of poles per magnetic disk, whereby the number of pairs of poles is proportional to or equal to the number of cylinders.

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn strichförmige Magnetisierungen der Permanentmagnetscheibe vorgesehen sind, die schräg zu Radiallinien liegen. Wenn dann die Abtastfühler auf Radiallinien verschiebbar und feststellbar sind, läßt sich mit mechanischen Mitteln eine äußerst genaue Einstellung des Zündzeitpunktes vornehmen. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Abtastfühler mit mikrometrischen Einstellmitteln verschiebbar angeordnet sind. Es läßt sich dann durch mechanische Drehung der Mikrometerspindel eine Feinverschiebung der Abtastspulen erreichen. Diese Einstellung braucht nur einmal vorgenommen zu werden. Sie ist dann wartungsfrei.It is useful if line-shaped magnetizations of the Permanent magnet disks are provided which are inclined to radial lines. if then the scanning sensors can be moved and locked on radial lines extremely precise setting of the ignition timing is possible with mechanical means make. It is useful here if the scanning sensor with micrometric Adjusting means are arranged displaceably. It can then be mechanically Rotation of the micrometer spindle to achieve a fine displacement of the scanning coils. This setting only needs to be made once. It is then maintenance-free.

Das Wesen der vorliegenden-Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine auf die Kurbelwelle aufgesetzte Magnetscheibe.The essence of the present invention is based on one in the drawing schematically illustrated embodiment explained in more detail. They show: Fig. 1 shows a section through a magnetic disk placed on the crankshaft.

Fig. 2 eine Stirnansicht einer für digitalen Betrieb magnetisierten Scheibe.Fig. 2 is an end view of a magnetized for digital operation Disc.

Fig. 3 eine Stirnansicht einer für Analogbetrieb magnetisierten Scheibe, mit den Fühlern.3 shows an end view of a disk magnetized for analog operation, with the feelers.

Auf der Kurbelwelle 1 ist die Permanentmagnetscheibe 2 fest aufgesetzt. Und zwar ist diese Permanentmagnetscheibe 2 in den hohlen Innenraum der Keilriemenscheibe 3 eingesetzt. Hier nimmt die Permanentmagnetscheibe 2 keinen zusätzlichen Raum in Anspruch. Die Permanentmagnetscheibe 2 besteht aus einem Träger 2 A, welcher aus nicht magnetisierbarem Material sein kann und aus einem Ferritring 2 BC1Dieser Ferritring 2 Beweist Stellen einer axialen Magnetisierung auf. Diese in der Natur nicht sichtbaren, sondern nur magnetisch feststellbaren Stellen sind in der Zeichnung, Fig. 1, durch die Polangaben SN dargestellt. In zwei verschiedenen radialen Abständen sind Magnetisierungen aufgebracht. Die innere Magnetisierung dient der Steuerung. Die äußere Magnetisierung dient der Darstellung eines Bezugspunktes, der natürlich auch durch einen separaten Permanentmagneten erstellt werden kann. Entsprechend diesen zwei Magnetisierungen sind zwei Magnetspulen 4, 5 angebracht, die fest mit dem Motorgehäuse verbunden sind. Die Spule 4 ist verstellbar mittels eines Spindelfeineinstelltriebes 6.The permanent magnet disk 2 is firmly attached to the crankshaft 1. This permanent magnet disk 2 is in the hollow interior of the V-belt pulley 3 used. Here the permanent magnet disk 2 does not take up any additional space Claim. The permanent magnet disk 2 consists of a carrier 2 A, which from non-magnetizable material and made of a ferrite ring 2 BC1This ferrite ring 2 Evidence of sites of axial magnetization. These are invisible in nature, but only magnetically detectable points are in the drawing, Fig. 1, through the pole details SN are shown. There are magnetizations at two different radial distances upset. The internal magnetization is used for control. The external magnetization is used to represent a reference point, which of course also has a separate Permanent magnets can be created. Corresponding to these two magnetizations two magnet coils 4, 5 are attached, which are firmly connected to the motor housing are. The coil 4 is adjustable by means of a spindle fine adjustment drive 6.

Wird die in gestrichelten Linien angedeutete Magnetisierung der Fig. 2 gewählt, wo viele magnetisierte Stellen 7 auf der Ferritscheibe angeordnet sind, so wird zur Steuerung eine digitale Steuerungsvorrichtung mit Zählern verwendet.If the magnetization of Fig. 2 chosen, where many magnetized points 7 are arranged on the ferrite disc, a digital control device with counters is used for control.

Ist die Ferritscheibe wie in Fig. 3 dargestellt mit strichförmigen Magnetisierungen versehen, die unter einem Winkel ß schräg zu Radiallinien 9 liegen, so wird eine Analogsteuerung verwendet. Da der Abtastfühler 4 auf einer Radiallinie lo mittels des Feineinstellspindeltriebes verschiebbar und feststellbar ist, kann der Zündzeitpunkt genauestens eingestellt werden. Denn da die strichförmigen Magnetisierungen 8 schräg zu Radiallinien 9 liegen, ist durch eine Verschiebung des Fühlers 4 auf der Radiallinie lo eine Verstellung des Zündzeitpunktes gegenüber dem Drehwinkel möglich.Is the ferrite disk as shown in Fig. 3 with line-shaped Provided magnetizations that are at an angle ß obliquely to radial lines 9, so an analog control is used. Since the scanning probe 4 on a radial line lo displaceable and lockable by means of the fine adjustment spindle drive the ignition point can be set precisely. Because there the line-shaped Magnetizations 8 are oblique to radial lines 9, is due to a shift of the sensor 4 on the radial line lo an adjustment of the ignition timing opposite the angle of rotation possible.

Claims

5 c hut z claims:

i.8Device for fully automatic, maintenance-free control of the Ignition system of a gasoline engine, with the sensor for sensing the position of a placed on the crankshaft and provided with this rotating disc, whose output signals are used to trigger the spark in the spark plugs, thereby characterized in that the disk is a permanent magnet disk which can be polarized at individual points and the feelers are simple coils.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the permanent magnet disc is axially magnetized and the coil axes are arranged in the same axis are.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the permanent magnet disk is a magnetizable one fastened on a carrier disk Ring is.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the magnetized points at equal angular intervals on different tracks Center distance are arranged.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that Line-shaped magnetizations of the permanent magnet disc are provided, which are inclined to lie on radial lines and that the scanning probe on radial lines and displaceable are detectable.

6. Apparatus according to claim 5, characterized by a fine adjustment spindle drive for moving the scanning probe (4).

7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the magnetic disk has a ferrite ring as a magnetizable part.