DE2413045A1

DE2413045A1 - Drehzahlbegrenzungssystem fuer einen wankelmotor

Info

Publication number: DE2413045A1
Application number: DE19742413045
Authority: DE
Inventors: Paul Anthony Harris
Original assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Current assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1974-03-19
Publication date: 1974-10-03
Also published as: IT1007467B; GB1465670A; AU6612574A; FR2222548A1; FR2222548B1; JPS49127034A

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTAHWALT&liÜiiO 2413Ö45

4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR, 97

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsdi.-Ing. A. GERBER

The Lucas Electrical Company Limited

Well Street

GB-Birmingham 18. März 1974

Drehzahlbegrenzungssystem für einen Wankelmotor

Die Erfindung betrifft ein Drehzahlbegrenzungssystem für einen Wankelmotor* in einer Ausführung mit einer ersten und einer zweiten Zündspule, die von einer ersten und einer zweiten motorgetriebenen Schalteinrichtung jeweils gesteuert werden und Funken in in Laufrichtung vorne und hinten liegenden Zündkerzen'erzeugen.

Die Erfindung besteht in einem System für einen Motor der genannten Art, das gekennzeichnet ist durch Zeitgabemittel, deren Betätigung durch Öffnen der ersten Schalteinrichtung eingeleitet wird, und einen Thyristor, der im erregten Zustod die eine wie die andere Spule an der Erzeugung eines Funken hindert, wobei die Zeitgabemittel zum Erregen des {flyristors dienen, derart, daß die Erzeugung von Funken über einer Solldrehzahl des Motors verhindert wird.

Torzugsweise ist der Thyristor in Reihe mit ersten und zweiten Dioden parallel zu den Primärwicklungen der ersten bzw. zweiten Spule geschaltet.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 ein Schaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und

Fig. 2 und 3 graphische Darstellungen, die die Funktion der Schaltung zeigen.

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Gemäß Fig. 1 sind positive und negative Stromleitungen 51 bzw. 52 vorgesehen, zwischen die die Fahrzeugbatterie 53 geschaltet ist. Deie Leitung 32 ist dabei zweckmäßigerweise an Hasse angelegt. Das System ist einem Fahrzeug zugeordnet, das einen Wankelmotor mit zwei Zündspulen aufweist. Sie ersete Zündspule des Fahrzeugs weist eine Primärwicklung 54 auf, die in Reihe mit einem ersten motorangetriebenen Kontaktunterbrecher 55 verbunden ist, und zwar zwischen die Leitungen 51» 52, wobei zum Kontaktunterbrecher 55 ein Kondensator 56 in der üblichen Veise parallelgeschaltet ist, wobei die Sekundärwicklung 57 der Zündspule mit deer im Laufrichtung vorne sitzenden Zündkerze 59 des Motors verbunden ist. Die zweite- Zündspule ist in entsprechender Weise mit der Bersten Zündspule geschaltet, und die der zweiten Zündspule zugeordneten Sauteile sind mit den gleichen Bezugszahlen wie die Bauteile versehen, die der ersten Zündspule zugeordnet sind, jedoch unter Anfügen des Buchstabens a. Wie zu sehen ist, steuert die zweite Zündspule die Erzeugung von Funken in der in Laufrichtung hinteren Zündkerze 59a des Motors.

Die Verbindung der Wicklung 54 mit dem Kontaktunterbrecher 55 ist über eine Diode 61, einen Widerstand 62 und einen Widerstand 63 in Reihe mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistore 64 verbunden, und die Verbindung zwischen den Widerständen 62 und 63 ist mit der Leitung 52 über einen Kondensator verbunden. Die Steuerelektrode des !Transistors 64 ist mit der Leitung 52 über einen Widerstand 66 verbunden. Der Kollektor des Transistors 634 ist über einen Widerstand 67 mit einer Stromleitung 68 verbunden, die mit der Leitung 51 über einen Widerstand 69 gekoppelt und über eine Zenerdiode 71 an Masse angelegt ist. Der Kollektor des Transistors 654 ist weiter mit einem Kondensator 72 und einen Widerstand 73 in Beihe mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistore 74 verbunden, wobei die Verbindung zwischen dem Kondensator 72 und dem Widerstand 73 mit der Leitung 68 über einen Widerstand 73 verbunden ist.

Der Transistor 74 ist mit seiner Emissionselektrode mit der Leitung 52 und mit seinem Kollektor über einen Widerstand 76 mit der Leitung

68 verbunden, und ferner ist er über einen Kondensator 77 und einen Widerstand 78 in Reihe mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 79 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 52 verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Kondensator 77 und dem Widerstand ist mit der Leitung 68 über einen Widerstand 81 verbunden, und der Kollektor des Transistors 79 ist über einen Widerstand 82 mit der Leitung 68, über einen Widerstand 80 mit der Steuerelektrode des Transistors 6^4 und über einen Kondensator 83 und einen Widerstand 84 in Reihe mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 85 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Kondensator 83 und dem Widerstand 84 ist mit der Leitung 68 über einen Widerstand 86 verbunden, während der Transistor 85 mit seiner Emissionselektrode mit der Leitung 52 und mit seinem Kollektor über einen Widerstand 87 und eine Diode 88 in Reihe mit der Leitung 51 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 87 und der Diode 88 ist mit dem Eingang eines Thyristors 89 verbunden, dessen Kathode mit der Leitung 51 und dessen Anode über eine Diode 41 nut der Verbindung zwischen der Wicklung 54 und dem Kontakt-,. unterbrecher 55 verbunden sind, ferner über eine Diode 42 mit der Verbindung zwischen der Wicklung 54a und dem Kontaktunterbrecher 55a· Der Eingangs-Anodenweg des Thyristors ist zu einem Widerstand 91 parallelgeschaltet.

Wenn für den Äugenblick cHea? in Laufrichtung hintere Kerze außer acht gelassen wird, wird der Kontaktunterbrecher 55 in seitlicher Beziehung zum Motor geöffnet und geschlossen, und wenn er geschlossen wird, wird Energie in der Wicklung 54 gespeichert. Beim Öffnen des Kontaktunterbrechers 55 erzeugt die in der Wicklung 54 gespeicherte Energie einen Funken am entsprechenden Kerze 59 in der üblichen Weise. Das Intervall zwischen sukzessiven Öffnungen ues Kontaktunterbrechers 55 hängt von der Drehzahl des Motors ab, und es verringert sich mit höher weredender Drehzahl des Motors· Die Schaltung ist zum Verhindern der Erzeugung von Funken ausgelegt, wenn die Motordrehzahl einen Sollwert überschreitet, entsprechend der Zeitdauer zwischen sukzessiven Öffnungen des Kontaktunterbrechers 55 unter einem Sollwert.

Wenn für den Augenblick angenommen wird, daß die Drehzahl des Motors

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unter dem Sollwert liegt, arbeitet die Schaltung in einer Art und Veise, wie das in Fig. 2 dargestellt ist. In Pig. 2 beziehen sich die ersten vier Wellenformen von oben auf die Transistoren 64» 74» 79 und 85» und sie zeigen an, ob die betreffenden Transistoren leiten oder nicht. Die untere Wellenform stellt den Eingangsstrom dar, der dem Thyristor 89 zugeleitet wird. Die Augenblicke, bei denen der Eontaktunterbrecher 55 öffnet, sind durch die Ziffern Null auf der Zeitsakale angegeben. Wenn sich der Eontaktunterbrecher 55 öffnet, hat die Wellenform an der Verbindung zwischen dem Eontaktunterbrecher 55 und der Wicklung 54 die lOrm eines kurzen Schwalls Schwingungen, und diese Schwingungen werden durch die Diode 61 und den Kondensator 65 geglättet und dienen dann zum Einschalten des Transistors 64. Mit dem Öffnen des Eontaktunterbrechers 55 sind die Transistoren 74» 79 und 85 alle eingeschaltet, und dem Thyristor 89 wird kein Eingangsstrom zugeleitet, aber ein Leiten des Transistors 64 führt dazu, daß Strom durch den Widerstand 75 über den Eondesantor 72 und den EoI-lektor/Emissionselektrodenweg des Transistors 64 umgeleitet wird, so daß der Transistor 74 ausschaltet, wie das in Fig. 2 dargestellt ist, und eine Zeitdauer T1 ausgeschaltet bleibt, die die Zeit darstellt, die der Eondensator 72 zum Laden braucht. Vorzugsweise ist ein weiterer Widerstand (nicht dargestellt) zwischen den Eollektor des Transistors 74 und die Steuerelektrode des Transistors 64 geschaltet, so daß während der Zeit T1 der Transistor 64 durch Strom eingeschaltet gehalten wird, der durch diesen zusätzlichen Widerstand und den Widerstand 76 fließt. Sobald der Eondensator 72 geladen ist, schaltet durch den Widerstand 75 fließender Strom den Transistor 74 wieder ein, un€ als Folge davon beginnt ein Eondensator 77» der durch den Widerstand 76 und 78 entladen hat, als sich der Transistor 74 ausgeschaltet hat, wieder zu laden, und zwar durch den Eollektor-Emissionselektrodenweg des Transistors 74» um den Transistor 79 «Aszuschalten. Sobald sich der Transistor 79 ausschaltet, fließt Strom durch die Widerstände 82 und 80 in Reihe, um Steuerelektrodenstrom für den Transistor 64 zu schaffen, so daß der Transistor 6$4 eingeschaltet bleibt, selbst wenn kein weiteres Signal über die Diode 61 angelegt wird.

Der Transistor 79 bleibt ausgeschaltet, bis der Eondensator 77 sich

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aufgeladen hat, und diese Zeitdauer ist in Fig. 2 durch T2 wiedergegeben. Am Ende der Zeitdauer T2 wird der Kondensator 77 geladen, und der Transistor 79 schaltet sich wieder ein. Der Transistor 64 kann sich nun ausschalten, wenn kein Steuerelektrodenstrom vom Kondensator 65 kommt. Gleichzeitig beginnt der Kondensator 83, der sich beim Ausschalten des Transistors 79 durch den Widerstand 82 und den Widerstand 84 entladen hat, durch den Kollektor-Haissionselektrodenweg des Transistors 79 aufzuladen, ferner durch den Widerstand 86, um damit den Transistor 85 auszuschalten. Der Transistor 85 bleibt eine Zeitdauer T3 ausgeschaltet, während der sich der Kondensator 83 auflädt, und er wird dann wieder durch Strom eingeschaltet, der durch die Widerstände 86 und 84 fließt. Während der Zeit, wenn der Transistor 85 ausgeschaltet ist, kann dem Thyristor 89 Eingangsstrom zugeleitet werden. Es versteht sich natürlich, daß auf Grund der Wicklung 54 die Anode des Thyristors 89 unter erheblich höherer Spannung als die Leitung 5"I steht, wenn der Kontaktunterbrecher 55 offen ist, so daß der Thyristor 89 immer noch leiten kann, auch wenn seine Kathode mit der positiven Leitung verbunden ist. Diese Anordnung des Thyristors 89 hat den Vorteil, daß wegen der Verbindung der Kathode mit der positiven Leitung keine Möglichkeit besteht, daß der Thyristor 89 leitet, wenn der Motor abgewürgt wird.

Wenn der Kontaktunterbrecher 55 sich sehließt und dann wieder aufspringt, erzeugt er einen weiteren Impuls irgendwann nach dem Öffnen. Das ist ein bekanntes Merkmal von Zündungssystemen, es kann jedoch einige Schwierigkeiten machen, wenn der Transistor 64 nicht für die Zeitdauer T1 + T2 eingeschaltet gehalten würde. Die Zeitdauer T2 ist so gewählt, daß dieser zusätzlicher Impuls während der Zeit T2 auftritt, und da die Schaltung so ausgelegt ist, daß der Transistor 64 während dieser Zeit zum Leiten vorgesehen ist, hat der zusätzliche Impuls vom Kontaktunterbrecher keinen Effekt.

Am Ende der Zeitdauer T3 bleibt die Schaltung in ihrem stetigen bzw. stabilen Zustand, wie das in Pig. 2 dargestellt ist, wobei die Transistoren 74, 79 und 85 alle leiten. Das Arbeitsspiel beginnt dann er-

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neut, wenn sich der Kontaktunterbrecher 55 öffnet, wie das deutlich in Fig. 2 gezeigt ist. Venn die Schaltung also in Funktion ist, während sich die Motordrehzahl unter der Solldrehzahl befindet, kann der Thyristor mit Eingangsstrom während der Zeitdauer T3 versorgt werden, ' es erfolgt jedoch eine Unterbindung des EingangsStroms vor dem Wiederöffnen des Kontaktunterbrechers, so daß der Thyristor 89 keine Rolle in der Funktion der Schaltung spielt.

Ua die Arbeitssweise der Schaltung zu verstehen, wenn die Motordrehzahl über dem Sollwert liegt, wird auf Fig. 3 bezug genommen. Mit dem Beginn eines Arbeitsspiels wird der Transistor 64 eingeschaltet, wie das vorstehend beschrieben worden ist, und die Arbeitsweise ist im übrigen für die Zeitdauer T1 + T2 identisch. Wenn sich die Drehzahl jedoch über dem Sollwert befindet, öffnet sich der Kontaktunterbrecher 55 wieder während der Zeit T3. Es versteht sich, daß die Zeitdauer T1, T2 und T3 jeweils so gewählt wird, daß der Motor ohne Zündung nicht überdrehen kann, so daß sich der Kontakt wieder nach bzw. innerhalb eines Zeitraums T1 + T2 öffnet.

Venn sich der Kontaktunterbrecher 55.öffnet, wird der Thyristor 89 mit Eingangsstrom durch den Widerstand 91 versorgt, wie das klar aus Fig. 3 su ersehen ist, und damit wird der Strom in der Wicklung 54 über den Thyristor aufrechterhalten, und es wird kein Funken erzeugt. Der Thyristor 64 wird jedoch wieder eingeschaltet, uand damit beginnt ein weiteres Arbeitsspiel, wobei der Transistor 74- nach einer Zeitdauer T1¹ im neuen Arbeitsspiel eingeschaltet wird, wobei T1· natürlich gleich T1 ist. Der einzige Unterschied ist, daß der Transistor 85 nun ■it den Beginn des neuen Arbeitsspiels ausgeschaltet ist und im übrigen auch ausgeschaltet bleibt, bis zum Ende der Zeit T3 im vorhergehenden Arbeitsspiel, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Das spielt natürlich keine Holle, weil der Thyristor 85 im neuen Arbeitsspiel am Ende des Zeitraums T2¹ wieder eingeschaltet ist, und an diesem Funkt schaltet er sich aus, um seine Funktion auszuführen, dem Thyristor 89 die Möglichkeit zum Leiten zu geben. Zu beachten ist in der in Fig. 3 gezeigten Anordnung jedoch, daß der Transistor 85 ausgeschaltet bleibt bis zum Ende der Zeitdauer T5 im ersten Arbeitsspiel, wobei es möglich

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ist, daß sich der Transistor 85 vor diesem Stadium einschaltet. Am Ende der Zeitdauer T1· im zweiten Arbeitsspiel schaltet sich damit der Transistor 79 aus, und wenn der Transistor 85 in diesem Stadium immer noch ausgeschaltet ist, schaltet er sich automatisch ein. Aus Gründen der Einfachheit sind die Zeitdauer T1, T2 und T3 als gleich in Pig. 2 und 3 dargestellt, wobei es nicht möglich ist, daß die Zeitdauer TI¹ vor der Zeitdauer T5 endet. Wenn die Zeiten jedoch nun gleich sind, was in Praxis sehr unwahrscheinlich sein wird, kann die Zeit T1 · vor der Zeit T3 enden, und damit sichaltet sich der Transistor 85 zu diesem Zeitpunkt wieder ein. Die Arbeitsweise wird natürlich durch dieses Merkmal nicht beeinflußt, weil das wichtige Merkmal des Transistors 85 darin besteht, daß er nach der Zeit T2 im ersten Arbeitsspiel oder T2¹ im zweiten Arbeitsspiel nicht leitend sein soll.

Es versteht sich natürlich, daß in Fig. 3 die dritte Öffnung des Kontaktunterbrechers 55 nicht gezeigt ist. Wenn der Motor weiter zu schnell nach dem zweiten Öffnen des Koriaktunterbrechere läuft, tritt natürlich das nächste Öffnen während der Zeit T3¹ auf, und die in Fig. 3 gezeigte Wellenform wird modifiziert.

Me vorstehende Besehreibung berücksichtigt die Funktion des Kontaktunterbrechers 55a nicht, der natürlich die Erzeugung von Funken in der in Laufrichtung hinteren Zündkerze 59a steuert. Es versteht sich, daß dann, wenn der Thyristor 89 nicht leitet, wenn sich der Kontaktunterbrecher 55a öffnet, die Zündspule 54a, 57a einen Funken in der Kerze 59a erzeugt. Der beschriebene Zeitgabemechanismus ist in der Zeitgabe dem Kontaktunterbrecher 55 zugeordnet, wenn die Motordrehzahl «jedoch über dem Sollwert liegt, so daß der Thyristor 89 leitet, wenn sich der Kontaktunterbrecher 55 öffnet, ist festgestellt worden, daß dann, wenn sich der Kentaktunterbrecher 55a öffnet, der Thyristor immer noch leitet, und damit verhindert er die Erzeugung eines Funkens an der Kerze 59a. Aus diesem Grunde ist der Einbau einer unabhängigen Zeitgabeschaltung und einer Steuervorrichtung für die Spule 54a, 57a nicht erforderlich.

In einer Abwandlung ist einer oder sind mehrere der Widerstände 75,

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81, 86 regelbar bzw. veränderlich, so daß die drei Verzögerungszeiten entsprechend verschiedenen Anforderungen eingestellt werden können. Sie Schaltung kann auch verwendet werden, wenn der Kontaktunter brecher 55 durch irgendeine Art Halbleitervorrichtung ersetzt wird, die durch den Motor ein- und ausgeschaltet wird.

Anspruch

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Claims

ι Ansprüche

1. Drehzahlbegrenzungssyetem für einen Wankelmotor, mit einer ersten und einer zweiten Zündspule, die von einer ersten bzw. einer zweiten motorbetriebenen Schalteinrichtung gesteuert werden und Funken in in
Laufrichtung vorne und hinten liegenden Zündkerzen erzeugen, gekennzeichnet durch Zeitgabemittel, deren Betätigung durch Öffnen der ersten Schalteinrichtung eingeleitet wird, und eienen Thyristor, der im erregten Zustand die eine wie die andere Spule an der Erzeugung eines Funken hindert, wobei die Zeitgabemittel zum Erzeugen des Thyristors dienen, derart, daß die Erzeugung von Funken über einer Solldrehzahl des Motors verhindert wird. a

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