DE2436162A1 - Ignition circuit for otto-cycle engine - has differential amplifier coupled to ignition pulse generators and feeding comparator producing switching signals - Google Patents
Ignition circuit for otto-cycle engine - has differential amplifier coupled to ignition pulse generators and feeding comparator producing switching signalsInfo
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Abstract
Description
Schaltung zur Aufbereitung von Signalen aus dem Zündsystem eines Otto-Motors Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Aufbereitung vonSignalen aus dem Primärkreis des Zündsystems eines Otto-Motors, welche für ein Meß- und/oder Prüfgerät bestimmt sind, mit Gebern, welche den Zündspannungsverlauf aus dem Zündsystem abgreifen. Circuit for processing signals from the ignition system of a Otto engine The invention relates to a circuit for processing signals the primary circuit of the ignition system of a gasoline engine, which is used for a measuring and / or Test equipment are intended with sensors, which the ignition voltage curve from the ignition system tap.
Bei Meß- und Prüfgeräten für Otto-Motore werden im allgemeinen Signale aus dem Primärkreis des Zündsystems des Motors zur Messung insbesondere des Schließwinkels und zur Steuerung von Ringzählern und anderen Bauteilen innerhalb des Prüf- bzw. Meßgeräts verwendet.In the case of measuring and testing devices for Otto engines, signals are generally used from the primary circuit of the engine's ignition system to measure the dwell angle in particular and to control ring counters and other components within the test or Measuring device used.
Man greift zu diesem Zweck je nach Art der Zündanlage an verschiedenen Stellen des Zündsystem es, beispielsweise am Unterbrecherkontakt oder an der Zündspule, mit einem oder mehreren Gebern den Spannungsverlauf ab Die auf diese Weise gewonnene Spannung weist einen sehr unregehnäßigen Verlauf auf, so daß zur weiteren Auswertung diese Spannung erst in einer Aufbereitungsschaltung zu einer rechteckförmig« Spannung mit einem Tastverhältnis umgeformt werden muß, das dem Öffnungs- und Schließwinkelverhältnis des Unterbrecherkontaktes proportional ist. In aller Regel werden nur die Schaltfianken dieser rechteckförmigen Spannung weiterverarbeitet.For this purpose, depending on the type of ignition system, different ones are used Set the ignition system, for example on the breaker contact or on the ignition coil, with one or more encoders the voltage curve from the obtained in this way Voltage shows a very irregular course, so that for further evaluation this voltage only turns into a square-wave voltage in a processing circuit must be converted with a pulse duty factor that corresponds to the opening and closing angle ratio of the breaker contact is proportional. As a rule, only the switching edges are used this rectangular voltage is processed further.
Der Amplitudenwert des Spannungsverlaufes im primären Zündkreis soll keinen Einfluß auf die Genauigkeit der rechteckförmigen Ausgangsspannung der Aufbereitungsschaltung haben. Ebenso soll die Bauart der Zündanlage (z. B. Spulenzündung Germanium-Transistorzündung oder Silizium-Transistorzündung) keinen Einfluß auf die Genauigkeit des im Tastverhältnis der Ausgangsspannung wiedergespiegelten Öffnungs-und Schließwinkelverhältnisse des Unterbr echerkontaktes haben.The amplitude value of the voltage curve in the primary ignition circuit should does not affect the accuracy of the square wave output voltage of the conditioning circuit to have. The design of the ignition system (e.g. coil ignition, germanium transistor ignition or silicon transistor ignition) does not affect the accuracy of the duty cycle the output voltage reflected opening and closing angle ratios of the Interrupt contact.
Die derzeit gebräuchlichen Ztindanlagen haben voneinander unterschiedliche Spannungsverläufe, wobei sich insbesondere eine Z ündanlage mit Germanium-Transistorzündung von den anderen Zündanlagen dadurch deutlich unterscheidet, daß das Spannungsbild umgekehrt ist, d. h. auf dem Kopf steht.The ignition systems currently in use differ from one another Voltage curves, in particular an ignition system with germanium transistor ignition clearly differs from the other ignition systems in that the voltage pattern is reversed, d. H. is upside down.
Es sind bisher Aufbereitungsschaltungen bekannt geworden, bei denen je nach Art der Zündanlage der Zündspannungsverlauf m verschiedenen Stellen des Zündsystemes abgegriffen werden muß. So kann beispielsweise bei einer Transistorzündanlage der Geber nur direkt: rn Unterbrecher und nicht an der Zündspule angeschlossen wer en0 n muß daher die Aufbereitungsschaltung auf die jeweils vorhandene Bauart der Zündanlage einstellen.There are previously known processing circuits in which Depending on the type of ignition system, the ignition voltage curve m different points of the Ignition system must be tapped. For example, with a transistor ignition system the sender only directly: rn interrupter and not connected to the ignition coil who en0 n must therefore the processing circuit to the existing one Set the type of ignition system.
Bei vielen modernen Motorkonstruktionen ist jedoch der Unterbrecherkontakt nur noch sehr schwer zugänglich. Darüber hinaus unterscheiden sich die Bauformen der verschiedenen Zündsysteme,insbesondere der Transistorzünd systeme, äußerlich kaum noch voneinander. Die Nachteile, welche somit bei bekannten Aufbereitung sschaltungen vorhanden sind, Biegen darin, daß die Geber an meist unzugänglichen Stellen, beispielsweise am Unterbrecherkontakt, angeschlossen werden müssen. Außerdem muß vom Bedienungspersonal eine verhältnismäßig hohe Fachkenntnis vorausgesetzt werden, damit das Bedienungspersonal aufgrund der äußerlichen Erschd nung die spezielle Bauart des Zündsystemes erkennen kann. Da man jedoch gerade diese Arbeiten auch von Hilfspersonal ausführen lassen will, kommt es häufig zu Fehldiagnosen oder man benötigt, wodurch wiederum der Wirkungsgrad des Diagnosegerätes bzw. der Prüfeinrichtung verringert wird, qualifiziertes Personal.In many modern motor designs, however, the break contact is only very difficult to access. The designs also differ the various ignition systems, especially the transistor ignition systems, externally hardly from each other. The disadvantages which are thus associated with known processing circuits are present, bending in that the donors in mostly inaccessible places, for example must be connected to the breaker contact. In addition, it must be carried out by the operating personnel A relatively high level of specialist knowledge is required so that the operating personnel recognize the special design of the ignition system based on the external appearance can. However, since this work is also carried out by auxiliary staff often misdiagnosis occurs or is required, which in turn reduces the degree of efficiency of the diagnostic device or the test facility is reduced, qualified personnel.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung zum Aufbereiten von Primärsignalen aus dem Zündsystem eines Otto-Motors zu zeigen, bei der bei allen allgemein gebräuchlichen, insbesondere beiden oben angeführten Zündsystemen, zwei Geber direkt an die allgemein gut zugängliche Zündspule angeschlossen werden können und welche ohne Umschalter auskommt.The object of the invention is to provide a circuit for processing primary signals from the ignition system of a gasoline engine, in which all commonly used, in particular both of the ignition systems listed above, two transmitters directly to the general easily accessible ignition coil can be connected and which without a switch gets by.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Geber, welche an die Primärseite der Zündspule anschließbar sind, mit den Eingängen eines Differenzverstärkers verbunden sind, wobei der abgegriffeneSpannungsverlauf auf den Arbeitsbereich des Differenzverstärkers herabgesetzt wird und an den Ausgang des Differenzverstärkers eine Schaltung angeschlossen ist, die den Spannungsverlauf in eine im Tastverhältnis der Schließ- und Öffnungsphasen des Unterbrecherkontaktes verlaufende rechteckförmige Spannung umwandelt.This task is performed with a circuit of the type mentioned at the beginning according to the invention achieved in that the two transmitters, which are attached to the primary side the ignition coil are connected to the inputs of a differential amplifier where the tapped voltage curve is applied to the operating range of the differential amplifier is reduced and a circuit is connected to the output of the differential amplifier is that the voltage curve in a duty cycle of the Closing and opening phases of the breaker contact running rectangular voltage converts.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß insbesondere bei den im vorstehenden aufgeführten Zündanlagen während der Schließphase des Unterbrecherkontaktes Strom durch die Zündspule fließt, während sich in der Öffnungsphas lin Ausschwingvorgang einstellt.The invention makes use of the fact that in particular at the ignition systems listed above during the closing phase of the interrupter contact Current flows through the ignition coil during the decay process in the opening phase adjusts.
Der zeitliche Spannungsverlauf ist bei den genannten Systemen ähnlich, wobei bei der Germanium-Transistorzündung das Spannungsbild auf dem Kopf steht.The voltage curve over time is similar in the systems mentioned, with germanium transistor ignition, the voltage pattern is upside down.
Die von den beiden Gebern an den beiden Kontakten der Primärseite der Ziindspule abgegriffene Spannung kann über gleich große Spannungsteiler, welche den Spannungsverlauf auf den Arbeitsbereich des Differenzverstärkers herabsetzen, den Eingängen des Differenzverstärkers zugeführt werden. Man erhält somit einen Spannungsverlauf am Ausgang des Differenzverstärkers, der für alle genannten Zündanlagen prinzipiell einen gleichen Verlauf aufweist.From the two sensors to the two contacts on the primary side The voltage tapped off the ignition coil can be via voltage dividers of the same size, which reduce the voltage curve to the operating range of the differential amplifier, fed to the inputs of the differential amplifier. So you get one Voltage curve at the output of the differential amplifier for all of the ignition systems mentioned basically has the same course.
Der Ausgang des Differenzverstärkers kann über eine Kombination von Differenzier- und lntegrationsgliedern zu einem Komperator , insbesondere Schwellwertschalter, gelangen, dessen Ausgang mit dem Eingang einer monostabilen Stufe verknüpft sein kann. Am Ausgang der monostabilen Kippstufe steht dann ein dem Tastverhältnis des eingangs abgegriffenen Spannungsverlaufendes entsprechendes Rechtecksignal zur Verfügung. Dieses Rechtecksignal ist unabhangig von der Art des Zündsystemes, da auch der am Ausgang des Differenzverstärkers erscheinende Spannungsverlauf weitgehend unabhängig von der Art des Zündsystemes ist.The output of the differential amplifier can be a combination of Differentiating and integrating elements to form a comparator, in particular a threshold switch, arrive whose output can be linked to the input of a monostable stage can. At the output of the monostable multivibrator there is then a pulse duty factor of the input tapped voltage curve corresponding square wave signal available. This square-wave signal is independent of the type of ignition system, since the am Output of the differential amplifier appearing voltage curve largely independent on the type of ignition system.
Durch eine nachfolgende Diodenverknüpfung zwischen Schwellwertschalter und mono stabiler Kippstufe kann eine Beeinflussung der Ausgangss @ann@@g beispielsweise durch Kontak@prellen des Unterbrecherkontaktes verhindert werden.Through a subsequent diode link between the threshold value switch and monostable multivibrator can affect the output @ ann @@ g be prevented for example by Kontak @ bouncing of the breaker contact.
Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darm zu sehen, daß man die Aufbereitungsschaltung bei den gebräuchlichen Zündsystemen zur Anwendung bringen kann, wobei die Spannung an der Primärseite der Zündspule in einfacher Weise bei unter schiedlichen Zündsystemen abgegriffen werden kann. Ein Umschalter, mit dem die Aufbereitungsschaltung t.Ut das entsprechende Zündsystem eingestellt werden muß, kann entfallen. Darüber hinaus können auch von Hilfspersonal, das die verschiedenen Zündsysteme nicht unterscha den kann, die Geber richtig zur Abnahme der Zündspannung an das Zündsystem angelegt werden, d 1ie Geber immer am gleichen Bauteil der Zündanlagen, d. h. an der gut zugänglichen Zündspule, angesetzt werden können.The advantages of the invention are particularly evident that one bring the conditioning circuit to use in the common ignition systems can, with the voltage on the primary side of the ignition coil in a simple manner can be tapped under different ignition systems. A toggle switch with which the processing circuit t.Ut the corresponding ignition system can be set must be omitted. In addition, support staff can also provide the various Ignition systems cannot distinguish between the correct sensors to decrease the ignition voltage are applied to the ignition system, the transmitters are always on the same component of the ignition system, d. H. on the easily accessible ignition coil.
Anhand der beiliegenden Figuren soll an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild einer Schaitung zur Aufbereitung von Primärsignalen aus dem Zündsystem eines Otto-Motors gemäß der Erfindung; Fig. 2a bis 2c Spannungsbilder von verschiedenen gebräuchlichen Zündanlagen an den Klemmen der Zü@spule; Fig. 3a das Spannungsbild am Ausgang des Differenz@erstärke@s zur der Aufbereitungsschaltung gemäß der Erfindung; Fig. 3b den Mittelwert aller Spannungswerte des Spannungsbildes in de@ Fig. 31; Fig. 3c die Hüllkurve des in der Fig. 3a gezeigten Spannungsbildes und Fig. 3d die rechteckförmige Ausgangsspannung der Aufbereitungsschaltung.On the basis of the accompanying figures, a preferred exemplary embodiment the invention will be explained in more detail. 1 shows a circuit diagram of a Circuit for processing primary signals from the ignition system of a gasoline engine according to the invention; 2a to 2c voltage images of various common ones Ignition systems at the terminals of the ignition coil; 3a shows the voltage diagram at the output of the Difference @ strength @ s to the processing circuit according to the invention; Figure 3b the mean value of all voltage values of the voltage diagram in de @ Fig. 31; Fig. 3c the envelope curve of the voltage diagram shown in FIG. 3a and FIG. 3d the rectangular one Output voltage of the conditioning circuit.
In den Figuren 2a bis 2c und 3a bis 3d ist auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen und auf der Ordinate die Spannung U.In FIGS. 2a to 2c and 3a to 3d, the time is on the abscissa t and the voltage U on the ordinate.
In der Fig. 1 ist eine Zündspule 1 dargestellt, welche die beiden Klemmen A und B als Primärkreisanschlüsse aufweist. Die Zündspule ist über diese Klem-men mit einer Zündanlage 13 verbunden. Die Aufbereitungsschaltung ist über zwei Geber 2 und 3, welche als Krokodilklemmen ausgebildet sein können, an die Primärkreisanschlüsse der Zündspule 1 angeschlossen. Die beiden Geber 2 und 3 sind über Spannungsteiler 4 und 5, welche gleich groß berg essen sind, mit den Eingängen eines Differenzverstärkers 6 verbunden. An den Ausgang des Differenzverstärkers 6 ist ein Integrationsglied 7 angeschlossen sowie parallel zu dem Integrationsglied 7 ein Differenz ierglied 8 und ein weiteres Integrationsglied 9. Das Integrationsglied 7 ist an den einen Eingang eines Schwellwertschalters 10, insbesondere eines Schmitt-Triggers, angel schlossen, während das D Differenzierglied 8 und das Integrationsglied 9 an den anderen Eingang des Schwellwertschalters angeschlossen sind.In Fig. 1, an ignition coil 1 is shown, which the two Has terminals A and B as primary circuit connections. The ignition coil is over this Terminals connected to an ignition system 13. The conditioning circuit is over two transmitters 2 and 3, which can be designed as crocodile clips, to the primary circuit connections the ignition coil 1 connected. The two transmitters 2 and 3 are via voltage dividers 4 and 5, which are the same size Berg Essen, with the inputs of a differential amplifier 6 connected. An integration element is connected to the output of the differential amplifier 6 7 connected and parallel to the integration member 7 a differential ierglied 8 and a further integration member 9. The integration member 7 is at the one Input of a threshold switch 10, in particular a Schmitt trigger, angel closed, while the D differentiator 8 and the integration element 9 to the other input of the threshold switch are connected.
Mit dem Ausgang des Schwellwertschalters 10 ist eine mono stabile Kippstufe 11 verbunden, wobei ferner noch enne Diodenverknüpfung 12 zwischen monostabiler Kippstufe 11 uSchwellwertschalter 10 sich anschließt.With the output of the threshold switch 10 is a mono stable Flip-flop 11 connected, further still enne diode link 12 between monostable Trigger stage 11 u threshold value switch 10 follows.
Die Wirkungsweise der dargestellten Schaltung ist die folgende: Von den beiden Gebern 2 und 3 werder aa rltcn Klemmen A und je nach Art der Zündanlage Spannungsbilder abgegriffen, wobei für eine Spulenzündung Spannungsbilder gemäß Fig. 2a,für eine Germanium-Transistorzündung Spannungsbilder gemäß Fig. 2b und für eine Silizium-Transistorzündung Spannungsbilder gemäß Fig. 2c abgegriffen werden. Diese Spannungen gelangen über die Spannungsteiler 4 und 5, welche die Spannungsverläuie auf den Arbeitsbereich des Differenzverstärkers 6 herabsetzen, an die Eingänge des Differenzverstärkers 6. Am Ausgang des Differenzverstärle rs 6 erscheint ein Spannungsbild, das für alle Zündanlagen, deren Spannungsverläufe in den Figuren 2a bis 2c dargestellt sind, prinzipiell den gleichen Verlauf, insbesondere die gleiche. Spannungspolarität,hat. Dieses Spannungsbild ist in der Fig. 3a dargestellt.The operation of the circuit shown is as follows: From the two encoders 2 and 3 are aa rltcn terminals A and depending on Art the ignition system tapped voltage patterns, with voltage patterns for a coil ignition according to FIG. 2a, voltage patterns according to FIG. 2b for a germanium transistor ignition and voltage patterns according to FIG. 2c are tapped for a silicon transistor ignition will. These voltages pass through the voltage dividers 4 and 5, which determine the voltage distribution reduce to the working range of the differential amplifier 6, to the inputs of the Differential amplifier 6. A voltage image appears at the output of the differential amplifier rs 6, this for all ignition systems, the voltage curves of which are shown in FIGS. 2a to 2c are, in principle, the same course, in particular the same. Voltage polarity. This stress pattern is shown in Fig. 3a.
Durch das nachfolgende Integrationsglied 7 wird von allen Spannungswerten des Spannungsverlaufes der Fig. 3a der Mittelwert gebildet. Dieser Mittelwert ist in der Fig. 3b dargestellt. Von dem zum Integrationsglied 7 parallel liegendem Integrationsglied 9 wird die Hüllkurve zu dem Spannungsverlauf in der Fig. 3a, welcher am Ausgang des Differenzverstärkers 6 erscheint, gebildet. Diese Hüllkurve ist in der Fig. 3c dargestellt.Through the following integration element 7, all voltage values the mean value of the voltage curve of FIG. 3a is formed. This mean is shown in Fig. 3b. From the integration element lying parallel to the integration element 7 9, the envelope curve becomes the voltage curve in FIG. 3a, which is at the output of the differential amplifier 6 appears, formed. This envelope curve is shown in Fig. 3c shown.
Infolge des Differenziergliedes 8 entsteht wegen der außerordentlich hohen Steilheit der Schließflanke eine negative Spitze in der Hüllkurve.As a result of the differentiating element 8 arises because of the extraordinary high steepness of the closing edge a negative peak in the envelope curve.
Der nachfolgende Schwellwertschalter 10, insbesondere Schmitt-Trigger, erkennt dann auf Öffnungsphase (Ausgangsspannung positiv), wenn der Spannungspegel der Hüllkurve in der Fig. 3c positiver als der Mittelwert des Spannungsverlaufes in der Fig. 3b ist.The following threshold switch 10, in particular Schmitt trigger, then detects the opening phase (output voltage positive) when the voltage level of the envelope curve in FIG. 3c is more positive than the mean value of the voltage curve in Figure 3b.
Auf Schließphase (Ausgangspegel negativ) wird von dem Schwellwert -schalter 10 erkannt, wenn der Spannungspegel der Hüllkurve (Fig. 3c) negativer ist als der Verlauf des Mittelwertes (Fig. 3b) des Spannungsverlaufes am Ausgang des Differenzverstärkers 6. Durch die negative Spitze in der Hüllkurve zum Zeitpunkt tl, welche infolge des Differenziergliedes 8 hervorgerufen wird, wird der Schwellwertschalter 10 ohne Zeitverlust - welcher normalerweise durch den Spannungsverlauf des Integrationsgliedes 9 entstehen würde - auf den Spannungspegel der Schließphase umgeschaltet. Wenn der Schwellwertschalter auf negative Ausgangsspannung tippt, wird die nachfolgende monostabile Kippstufe 11 gekippt.The threshold value is applied to the closing phase (output level negative) switch 10 recognized when the voltage level of the envelope (Fig. 3c) is more negative is than the curve of the mean value (Fig. 3b) of the voltage curve at the output of the differential amplifier 6. By the negative peak in the envelope at the time tl, which is caused as a result of the differentiating element 8, becomes the threshold value switch 10 without wasting time - which is usually due to the voltage curve of the integration element 9 would arise - to the voltage level of the closing phase switched. If the threshold switch taps on negative output voltage, the subsequent monostable flip-flop 11 is tilted.
Durch die nachfolgende Diodenverknüpfung 12 bleibt das rechteckförmige Ausgangssignal, das in der Fig. 3d dargestellt ist, auch dann noch negativ, wenn beispielsweise durch ein Prellen des Unterbrecherkontaktes die Hüllkurve in der Fig. 3c kurzfristig positiver wird als der Mittelwert in der Fig. 3d, wobei der Schwellwertschalter 10 kurzfristig auf Öffnungsphase (Ausgangsspannung positiv) erkennt. Aufgrund der Dioden 12, von denen die eine Diode in Sperrichtung zwischen den Ausgang des Schwellwertschalters 10 und den Eingang der mono stabilen Kippstufe 11 und die andere in Sperrichtung an den Ausgang der monostabilen Kippstufe 11 geschaltet sind, bleibt das kurzfristige Erkennen des Schwellwertschalter s auf Öffnungsphase in der rechteckförmigen Ausgangsspannung (Fig. 3b) der Aufbereitungsschaltung unberücksichtigt. Hierdurch wird gewährleistet, daß beispielsweise durch das Prellen des Unterbrecherkontaktes beim Schließvorgang keine zusätzlichen Schaltflanken im Ausgangssignal entstehen.Due to the following diode connection 12, the rectangular shape remains The output signal, which is shown in FIG. 3d, is still negative even if for example, by bouncing the breaker contact, the envelope curve in the Fig. 3c is briefly more positive than the mean value in Fig. 3d, the Threshold switch 10 briefly on opening phase (output voltage positive) recognizes. Because of the diodes 12, one of which has a reverse bias between the output of the threshold switch 10 and the input of the monostable multivibrator 11 and the other connected to the output of the monostable multivibrator 11 in the reverse direction are, the short-term detection of the threshold switch remains on the opening phase not taken into account in the square-wave output voltage (Fig. 3b) of the processing circuit. This ensures that, for example, by the bouncing of the breaker contact no additional switching edges occur in the output signal during the closing process.
Claims (8)
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- 1974-07-26 DE DE19742436162 patent/DE2436162B2/en not_active Withdrawn
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| DE2436162B2 (en) | 1977-05-26 |
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|---|---|---|---|
| 8230 | Patent withdrawn |