DE2531980A1

DE2531980A1 - Vorrichtung zur kontrolle des ladestroms der zuendspule eines brennkraftmotors

Info

Publication number: DE2531980A1
Application number: DE19752531980
Authority: DE
Inventors: Umberto Bigliani; Rafael Jacoel
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1974-07-18
Filing date: 1975-07-17
Publication date: 1976-02-05
Also published as: ZA754596B; ES439420A1; AR206716A1; BR7504374A; IT1017244B; NL7508606A; FR2278940A1

Description

D-PL -INQ. "OACHIM STRASSE, HANAU i>IPL.-INQ. KLAUi QÖRQ, MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

HANAU · RUMERSTR. 19 · POSTFACH 793 · TEL.: (06131) 208OJ/20740 · TELEQRAMME: HANAUPATENT · TELEX: 4184782 pat MÜNCHEN 80 · QRAFINQER STRASSE 31 ■ TEL: (089) 405643 · TELEX· 522054 ostpa

(8506)

FaoDrlca Itallana _17> , _]gl5

Magnet ι Marelli S. p. A.

., ■ . „ .+ ι · Sto/Di - 1 1 277

Mailand, Italien

(2131346 IT)

Vorrichtung zur KontrolIe des Ladestroms der Zündspule eines Brennkraftmotors

Lie vorliegende Erfindung oetrifft eine Vorrichtung zur ■kontrolle des Ladestroms einer Zündspule für einen Brennkraftmotor gesteuert über ein Frünzündgarät.

Bekanntlich Desteht ein für die Gesamtkosten einer Zündeinrichtung für einen Brennkraftmotor wichtiges Element aus der Zündspule, da letztere überdimensioniert sein mu3, um

a) Kurzschluß und

b) Strom mit hohem Mittelwert bei kleiner Tourenzahl des Motors

auszuhalten. Dies hangt maßgeblich von dem Urnstand ab, daß die Spule ständig an den Generator angeschlossen ist, bis die Entladungssteuerung betätigt wird, was ein größeres Kupfer- und Lisen-Gewicht bedingt und daher insgesamt höhere Kosten der Spul-; bewirkt.

Aufgaoe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Zündanordnung für Bronnkraftmotoren, bei der die Spule von dem Ladestrom nur während einer kurzen Zeitspanne im Verhältnis

der Gesamt I a-dezei t durchflossen wird. Die Aufgabe wird mittels einer überwachungsvorrichtung für den Ladestrom der Spule gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Kontrollvorrichtung umfaßt, welche mittels eines Vorzündgerätes gesteuert wird, und in der Lage ist, den Ladestromkreis der Primärwicklung der Zündspule von dem Augenblick an zu schließen, in welchem das Vorzündungssignal aus diesem Gerät eintrifft, wie es von dem Gerät geliefert wird, und während einer genügenden Dauer bis der Strom im Primärkreis den vorgegebenen Wert erreicht hat und nach diesem Zeitablauf in der Lage ist, die Entladung der Spule zu steuern und gleichzeitig den Ladestrom während der ganzen Zeit abzuschalten, die der Ankuft des nachfolgenden Vorzündungssignals vorausgeht.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels umfaßt die Kontrollvorrichtung einen monostabilen Multivibrator, der durch das Signal des Vorzündungsgeräts gesteuert wird, und einen an den monostabilen Multivibrator angeschlossenen elektronischen Schalter, der in den Versorgungsstromkreis der Primärwicklung der Spule eingeschaltet ist.

Offensichtlich bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß die Speisung der Primärwicklung der Zündspule nur während der dem monostabilon Multivibrator eigenen Wirkzeit erfolgt, die sehr kurz im Verhältnis zur Gesamtzeit des Ladezyklus ist. Dieser Vorteil wirkt sich in der Möglichkeit einer normalen Dimensionierung der Spule aus und damit in der Senkung deren Gewichts und der Gesamtkosten der Zündanlage.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung:

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung (D), welche mittels eines Geräts zur selbsttätigen Veränderung der Frühzündung gesteuert wird,

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- r-

Fig. 2 den Verlauf des SpannungsimpuIses des monostabilen Multivibrators, welcher den Ladestrom der Spule steuert,

Fig. 3 jeweils den Verlauf des Stroms im Primärkreis der ^un Zündspule in einer Anordnung, die mit oder ohne die erfiηdungsgemä3e Kontrollvorrichtung versehen ist,

Fig. 5 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, bei welcher die Frühzündung außer von der Tourenzahl des Motors von anderen Parametern abhängt.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 ist mit 1 ein drehendes Organ bezeichnet, das an den (nicht dargestellten) Verbrennungsmotor angeschlossen ist, und eine erste Bezugszähnegruppe 2 und eine zweite Gruppe von Steuer- oder Antriebszähnen 3 aufweist. Mit 4 ist ein erster elektromagnetischer Empfänger bezeichnet, welcher mit den Bezugselementen 2 und den Steuer- oder Antriebselementen 3 zusammenwirkt und an einen Impulszähler 5 angeschlossen ist, während Bezugsziffer 9 einen zweiten Empfänger kennzeichnet, welcher mit einem Zahn oder Finger in Wirkverbindung steht, der beim oberen Totpunkt PMS des Drehorgans 1 ausgebildet ist und imstande ist, die Zählung über einen monostabilen Multivibrator 8 für den Zähler 5 freizugeben .

Der Zähler 5 ist so eingestellt, um am Ausgang 6 ein Signal abzugeben, wenn die Zahl der gespeicherten Impulse einen vorgegebenen Wert erreicht hat; der Zähler 5 ist zur Zählung der vom Empfänger 4 kommenden und von den Bezugselementen 2 gelieferten Impulse eingestellt; jedoch nur während einer bestimmten Zeitspanne, die durch die Dauer eines Impulses des Multivibrators 8 am Ausgang 7 vorgegeben ist.

Alsdann speichert der Zähler 5 die stets vom Empfänger 4 kommenden, aber durch die Steuerelemente 3 gelieferten Impulse, welche somit das Auszählen in einer mehr oder weniger langen Zeitspanne ergänzen, welche von der Tourenzahl des

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Motors abhängt. Mit 10 ist eine Zündspule bezeichnet, die an den Spannungsgenerator für Gleichstrom 11 angeschlossen ist,

12 bezeichnet schematisch eine Zündkerze und C entspricht einem Kondensator, über welchen die Spule 10 an die Masse angeschIossen ist.

Erfindungsgemäß steuert das vom Zähler 5 am Ausgang 6 abgegebene Signal nicht unmittelbar die Entladung der Spule 10, sondern die Vorrichtung D, die aus einem monostabi I en Multivibrator 13 und einem Transistor 14 besteht.

Der monostabile Multivibrator 13 gibt sofort nach Eintreffen des vom Frühzündgerät kommenden Signals einen Impuls ab, welcher den Transistor 14 vorspannt und denselben leitend macht, so daß der Speisekreis der Primärwicklung A der Spule 10 geschlossen wird und solange in diesem Zustand bleibt, bis der die Primärwicklung durchfließende Strom den Ladewert erreicht hat. Am Ende des seitens des monostabi len Gerätes

13 abgegebenen Impulseswird der Transistor 14 gesperrt, wodurch der Ladestrom der Spule abgeschaltet wird und damit eine Entladung an der Kerze 12 auftritt.

Der Ladestrom wird solange unterbrochen gehalten, bis ein nachfolgendes Frühzündungssigna I den Multivibrator 13 angelegt wird.

In Fig. 2 ist der Verlauf des SpannungsimpuIses des Multivibrators 13 am Ausgang 15 gezeigt, welcher den Transistor steuert. Dieser Impuls wird zum Zeitpunkt t. abgegeben, welcher mit dem Augenblick zusammenfällt, in welchem das vom Zähler 5 abgegebene Signal eintrifft. Im Zeitpunkt t~, also nach dem Ablauf der Eigenzeit T des monostabilen Multivibrators 13, erfolgt die Entladung der Spule.

Ein weiteres Frühzündungssignal im Zeitpunkt t, löst erneut den Multivibrator 13 aus und bewirktdamit die Wiederholung des beschriebenen Zyklus.

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Es Ist offensichtlich, daß der Zeitpunkt t. , in welchem der Zähler 5 das Frühzündungssignal abgibt, um den Zeitraum T, entsprechend der Eigenzeit des Multivibrators 13, dem Zeitpunkt t- vorausgehen sollte, in welchem der Zündfunke überspringt.

In der Fig. 3 ist der Stromverlauf in der Primärwicklung A der Zündspule 10 dargestellt, welche mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen ist. Es ist ersichtlich, daß zum Zeitpunkt to der Ladekreis der Spule offen ist, weil der Transitor 14 gesperrt ist, wodurch der Ladestrom I. gleich null bis zum Zeitpunkt t. ist, in welchem der vom Multivibrator 13 in Übereinstimmung mit dem Frühzündsignal abgegebnen Impuls zur Sättigung des Transistors 14 führt und somit die Aufladung der Spule erlaubt.

Nach Ablauf der Periode T, also im Zeitpunkt t~ erfolgt die Entladung der Spule 10 und die Wiederholung des beschriebenen Funktionsablaufes.

In der Fig. 4 ist der Verlauf des Stroms in der Primärwicklung einer Spule dargestellt, die nicht mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung geregelt wird.

Es ist ersichtlich, daß ein Strom I. in der Primärwicklung A während fast der Gesamtdauer des Zyklus (t - ΐ~) fließt^, und insbesondere während der Zeitspanne -β- = (t ' - t_?).

Nach Beendigung des Ladevorgangs erreicht der Strom I. den viert I = Vg/R, worin V_R die Spannung der Batterie und R der Widerstand in Serie zur Spule bedeutet. Die gespeicnerte magnetische Energie ist -= Ll , worin L die Selbstinduktion der Spule ist.

Im Falle einer die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzenden Spule wird die Ladedauer derart bemessen, daß der Strom nach Beendigung der Periode T, der Leitzeit des Multivibrators 13, den Wert I = V_R/R erreicht, so daß bei gleicher Induktion L

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1 2 der Spule die gespeicherte Energie noch gleich -^ Ll ist und daher an die Sekundärwicklung B die gleiche Energie übergeht, jedoch mit dem Vorteil, daß die fragliche Spule nicht überflüssigerweise während des Zeitraums S~L = θ - T erregt oder beansprucht worden ist.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, bei der die Frühzündung außer von der Tourenzahl des Motors auch von weiteren Parametern abhängt. Bei dieser Ausgestaltung kann der Zähler 5 außer den vom Empfänger 4 kommenden Impulsen und durch die Bezugselemente 2 und die Steuerelemente 3 entstehenden Impulse auch Impulse die von hervortretenden Motorparametern abhängen,speiehern, wie die, die aus einem Datenverarbeitungskreis 17 kommen,an welchen Signale angelegt werden, die sowohl aus einem oder mehreren Umwandlern T., T₂,..T der hervortretenden Motorparametern stammen, als auch von einem oder mehreren Empfängern C., C„ ,. . . . C , die mit einer weiteren Gruppe von Zähnen oder Aussparungen 16 zusammenwirken, die am Drehorgan 1 vorgesehen sind, stammen.

Der Datenverarbeitungskreis 17 kann auf verschiedene Weise je nach den benutzten Verfahren ausgebildet sein; beispielsweise können die von den Transducern T₁, T_ ... T kommenden Signale Impulse von den Empfängern C._f C~, . . . C durchlassen, je nachdem dieselben einen Schwellwert übersteigen oder nicht, oder das Signal, das die Impulse von den Empfängern C-, C_?,.. . C durchlässt, kann gemein und abgeleitet durch Berechnung der verschiedenen Signale sein, entsprechend über einen Summierungskreis mit Widerständen "gewogen".

Der Bereich der vorliegenden Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele, die lediglich beispielsweise gezeigt wurden, sondern erstreckt sich auf alle weiteren Vorrichtungen, welche, wenn auch unter Benutzung verschiedenartiger Elemente den gleichen Zwecken dienen.

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Ähnlich kann die Vorrichtung zur selbsttätigen Veränderung der Frühzündung, welche die Vorrichtung D steuert, verschieden von der dargestellten Vorrichtung sein, vorausgesetzt, daß sie imstande ist, den Multivibrator 13 mittels eines Frühzündungssignals zu steuern, und zwar um die Zeitspanne T des Leitzustandes des Multivibrators verfrüht gegenüber dem Entladungsmoment.

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Claims

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PATENTANWÄLTE

HANAU · RÖMERSTR. 19 · POSTFACH 793 · TEL: (06181) 20803/20740 · TELEQRAMME: HANAUPATENT · TELEXi 4184782 pat MÜNCHEN 80 · QRAFINQER STRASSE 31 · TEL: (089) 405643 · TELEX· 5Ϊ2054 ostpa

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Fabbrica Italiana ♦» o~

Magnet! Marelli S. p. A. 17. Juli 1975

Mailand, Italien Sto/Di - 11 277

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Vorrichtung zur Kontrolle des Ladestroms der Zündspule eines Brennkraftmotors

Patentansprüche:

Vorrichtung zur Kontrolle des Ladestroms der Zündspule eines Verb rennungskraftmotors, worin das FrUhzündungssignaI mittels einer elektronischen Vorrichtung gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie Steuerorgane aufweist, die mittels der Frühzündungsvorrichtung betrieben werden, um den Versorgungsstromkreis der Primärwicklung (A)der Zündspule (10) von dem Zeitpunkt (t.) des Eintreffens des Frühzündungssignals und während einer Zeitspanne (t, - t₂) zu sch I IeHeH₁ die genügt, daß der Strom in der Primärwicklung (A) den vorgegebenen Ladungswert erreicht, und um nach Beendigung dieser Zeitperiode die Entladung der Spule durch Unterbrechen des Speisekreises während der Dauer (t~ - t,) zu steuern, welche dem Eintreffen des nachfolgenden Frühzündsignals vorangeht.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch g e kennze ichnet, daß die Steuerorgane aus einem monostabi I en Multivibrator (13) der seitens des

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Signals der Frühzündungsvorrichtung gesteuert wird, und aus einem elektronischen Schalter bestehen, der an den monostabilen Multivibrator (13) angeschlossen und in den Versorgungskreis der Primärwicklung (A) der Spule (10) eingeschaltet ist, und wobei während der Eigenerregungszeit (T) der monostabile Multivibrator (13) den elektronischen Schalter in Betrieb setzt, der den Versorgungsstromkreis der Primärwicklung der Spule (10) schließt, wobei nach Beendigung der Zeit (T) der monostabile Multivibrator (13) den elektronischen Schalter sperrt, welcher den Versorgungskreis unterbricht und damit die Entladung der Spule (10) auslöst.

Vorrichtung gemäß Anspruch 2, d a d u r chh gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter ein Transistor (14) ist, dessen Kollektor an ein Ende des Primärkreises (A) der Spule (10) angeschlossen ist, und dessen Emitter an die Masse und die Basis an den .Ausgang (15) des monostabilen Multivibrators (13) angelegt sind.

Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der monostabile Multivibrator (13) durch eine Zählervorrichtung zur selbsttätigen Veränderung der Frühzündung gesteuert wird, worin das Frühsignal seitens der Zählervorrichtung mit einer Verfrühung geliefert wird, die gleich der Eigen-Leitzeit (T) des monostabilen Multivibrators (13) ist.

Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zählervorrichtung ein Zähler (5) ist und in der Lage ist, zusätzlich zu den von der Motordrehzahl abhängigen Impulsen auch Impulse zu speichern, die von hervorragenden Parametern des Motors abhängen, die von einem Datenverarbeitungsstrom-

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kreis (17) kommen, an welchen sowohl die Signale von einem oder mehreren Transducern (T~, T₂ ... T ) von hervorragenden Parametern des Motors als auch diejenigen angelegt sind, die von einem oder mehreren Empfängern (C., C_? ... C ), die mit einer Anzahl von am drehenden Organ (1) vorgesehenen Bezugselementen (16) zusammenwirken, kommen.

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