DE2541594C3

DE2541594C3 - Vorrichtung zur Ruhestromabschaltung bei einer für Brennkraftmaschinen bestimmten Zündanlage

Info

Publication number: DE2541594C3
Application number: DE2541594A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Borst; Karl Ing. Ott (Grad.)
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1975-09-18
Publication date: 1978-09-07
Also published as: FR2324894B1; US4088106A; DE2541594B2; FR2324894A1; GB1560689A; IT1071693B; DE2541594A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ruhestromabschaltung bei einer für Brennkraftmaschinen bestimmten Zündanlage, mit einem Zeitglied, das durch Drehzahlsignale triggerbar ist und dessen Ausgangssignale auf eine Schalteinrichtung zur Unterbrechung des Zündspulen-Primärstromkreises einwirken.

Bei Zündanlagen für Brennkraftmaschinen fließt bei stillstehender Kurbelwelle ein sogenannter Ruhestrom im Primärstromkreis der Zündspule, solange die Zündung nicht abgeschaltet und der Unterbrecherkontakt geschlossen ist. Ein solcher Ruhestrom ist unerwünscht, da er die Zündspule und die Batterie im Laufe der Zeit in unzulässiger Weise belastet.

Aus der DE-OS 23 39 742 ist es bekannt Drehzahlsignale einem analog ausgeführten Zeitglied zuzuführen, dessen Ausgangssignale einen Schalter zur Unterbrechung des primärsei tigen Stromflusses steuern. Das Zeitglied hat oberhalb einer bestimmten Drehzahl ein konstantes Ausgangssignal, z.B. ein 1-Signal. Dies ändert sich, wenn der zeitliche Abstand der Drehzahlsignale größer wird, als die Standzeit des Zeitglieds. Unterhalb dieser bestimmten Drehzahl entsteht somit eine Ausgangssignalfolge des Zeitglied mit sich immer mehr veränderndem Tastverhältnis, je niedriger die Drehzahl wird. Eine Zusatzeinrichtung, z. B. ein Kondensator, glättet diese Ausgangssignalfolge. Dennoch variiert die Ausgangsspannung dieser Zusatzeinrichtung bis herab zu sehr kleinen Drehzahlen nahe der Drehzahl Null zwischen einem 1-Signal und einem O-Signal. Dies hat folgende Nachteile: Der Einsatzpunkt der Ruhestromabschaltung ist sehr ungenau definiert und entfaltet seine volle Wirkung erst mit der Drehzahl Null. Bei absinkender Drehzahl unterhalb der Einsatzschwelle fließt immer noch gelegentlich Strom durch die Zündspule, was trotz der Zusatzeinrichtung noch gelegentlich zu unkontrollierten Zündungen führen ϊ kann

Aufgabe der Erfindung ist es, eine exakt arbeitende und störunanfällige Vorrichtung zur Ruhestromabschaltung zu schaffen, die unterhalb einer bestimmten Drehzahlschwelle sehr definiert den primärseitigen ι ο Stromfluß vollständig unterbricht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Drehzahlsignale in einem Zähler mit Impulsen einer bestimmten Frequenz ausgezählt werden und daß in Abhängigkeit vom Zählerstand Steuersignale erzeugt werden, die neben Drehzahlsignalen einer bistabilen Logik zugeführt werden, durch die unterhalb einer durch einen festgelegten Zählerstand wählbaren Drehzahl die Schaltvorrichtung betätigbar ist.

Vorteilhaft an diesem Verfahren ist die Wahl des Einsatzpunktes der Ruhestromabschaltung über einen Zählerstand. Dies ist vor allem im Hinblick auf die universelle Verwendbarkeit der Einrichtung bei unterschiedlichen Typen von Brennkraftmaschinen bedeutsam. Mit der d.igitalen Auszählung der Drehzahlsignale ist sogleich eine maximale Störsicherheit gegen irgendwelche Störimpulse gegeben. Die Überprüfung der jeweils vorliegenden Drehzahl erfolgt in sehr kurzen Zeitabständen, was zu einem sehr exakten Arbeiten führt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Logik wenigstens eine bistabile Schaltstufe enthält die mit einem von einer Flanke des Drehzahlsignales abgeleiteten Impuls sowie mit dem Ausgangssignal der Zählerstandsdekodierstufe steuerbar ist.
Wenn die Drehzahl- bzw. Winkelerfassung über einen Zahngeber erfolgt, so ist die Art der Auszählung, ob Impulsdauer oder Impulsperiode ohne Belang. Üblicherweise besitzen die Zahngeber eine 3-Grad-Auflösung, und es ist völlig ausreichend, wenn diese 3 Grad für die Ruhestromabschaltung ausgezählt werden.

Einen als Beispiel angegebenen Erfindungsgegenstand weiter ausbildende Einzelheiten sind anhand der in der Zeichnung dargestellten Schaltbilder und Diagramme im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Zündanlage mit einer Einrichtung zur Ruhestromabschaltung,

F i g. 2 der wesentlichste Inhalt der Einrichtung für die Ruhestromabschaltung,

F i g. 3 ein zur Schaltungsanordnung von F i g. 2 so gehörendes Impulsdiagramm,

F i g. 4a eine Darstellungsart für ein S-H-Flip-flop mit einem J-K-Flip-flopund

F i g. 4b eine Wahrheitstabelle eines S-H-Flip-flops.

In F i g. 1 ist mit 10 ein Zündsystem bekannter Bauart dargestellt, das z. B. die Parameter Drehzahl η und Druck ρ verarbeitet. Zwischen dem Ausgang 11 dieses Zündsystems und einer Zündspule 12 liegt ein Schalter 13, der über einen Eingang 14 steuerbar ist. Die Drehzahlinformation erhält das Zündsystem 10 von einem Drehzahlmesser 15, von dessen Ausgang 10 auch noch eine Leitung 17 zu einer Steuerstufe 20 für die Ruhestromabschaltung führt. Ein weiterer Eingang 21 dieser Steuerstufe 20 wird mit Impulsen konstanter Frequenz aus einem Frequenzgenerator 22 beauf-

h) schlagt, um das Drehzahlsignal auszuzählen. Schließlich ist der Ausgang 23 der Steuerstufe 20 noch mit dem Eingang 14 des Schalters 13 verbunden.

Das Zündsystem arbeitet unabhängig von der

Ruhestromabschaltung und liefert die gewünschten Zündimpulse. Parallel dazu erfolgt in der Steuerstufe 20 ein Auszählvorgang für die Ruhestromabschaltung. Das Ausgangssignal der Steuerstufe 20 wirkt hier nicht auf das Zündsystem ein, sondern unterbricht nur die Verbindungsleitung zwischen Zündsystem 10 und Zündspule 12. Der Abschaltvorgang kann jedoch auch über eine logische Verknüpfung im Zündsystem selbst erfolgen.

F i g. 2 zeigt die Steuerstufe 20 in vereinfachter Form. Dargestellt ist ein Zähler 30 mit nachfolgender Zählerstandsdekodierstufe 31 sowie einer Logik 32.

Zu erklären ist die Steuerstufe 20 am besten mit Hilfe des Impulsdiagramms nach F i g. 3. Dort ist in 3.1 eine Taktfrequenz /Odargestellt und mit /cdie Zählfrequenz für den Zähler 30. Darunter zeigt 33 das bereits aufbereitete Drehzahlsignal vom Drehzahlmesser 15. Aus diesem Drehzahlsignal werden die beiden Impulsspannungen fe 1 und fe 2 gebildet, deren Phasenlage aus 3.4 und 35 ersichtlich ist. FeI ist dabei ein Signal, welches die Lage der Anstiegsffanken des Drehzahlsignals kennzeichnet. Es läßt sich z. B. über eine Differenziation bilden. Um eine Taktperiode verschoben gegenüber fe 1 ist fe 2. Dieser Laufzeitverschiebung kann im allgemeinen über ein Laufzeitglied in Form eines D-Flip-flops erfolgen. Notwendig ist die Phasenverschiebung deshalb, damit vor dem jeweiligen Rücksetzen des Zählers 30 mit der Impulsspannung ic 2 eine Logikoperation mit fe 1 durchgeführt werden kann.

Die Logik 32 selbst enthält ein J-K-Flip-flop 40 sowie ein S-H-FIip-flop 41. Jeweils von den invertierenden Ausgängen der beiden Flip-flops 40 und 41 führt eine Leitung zu einem NAND-Gatter 42, dessen Ausgang mit dem Ausgang 23 der Steuerstufe 20 identisch ist. Das Signal /el liegt sowohl am K-Eingang des J-K-Flipflops 40 an als auch am S/H-Eingang des S-H-Flip-flops 41. Schließlich ist der Ausgang der Zählerstandsdekodierstufe 31 mit dem J-Eingang des J-K-Flip-flops 40 verbunden, dessen nichtinvertierender Ausgang q 1 zum D-Eingang des nachfolgenden S-H-Flip-flops 41 geführt ist.

In Fig.3.6 ist das Signal am nichtinvertierenden Ausgang q 1 des J-K-Flip-flops 40 angegeben, darunter in 3.7 das entsprechende Ausgangssignal des S-H-Flipflops 41. Mit der NAN D-Verknüpfung durch das NAND-Gatter 42 ergibt sich schließlich das in 3.8 dargestellte AbschaltsignaL

Eine Darstellungsart für das S-H-Flip-flop 41 ist in F i g. 4a wiedergegeben. Es läßt sich demnach als J-K-Flip-flop mit vorgeschalteten logischen Gattern realisieren.

Fi g. 4b zeigt die Wahrheitstabelle des S-H-Flip-flops von F i g. 4a. Daraus ist ersichtlich, daß im Falle einer logischen eins auf beiden Eingängen nach dem nächsten

ίο Takt eine logische eins am nichtinvertierenden Ausgang auftritt. Für die übrigen Fälle von Eingangsvariablen bleibt entweder das vorangegangene Ausgangssignal erhalten, oder es wird zurückgestellt- Ist eine logische eins am S/H-Eingang, wird mit der nächsten Taktflanke das logische Signal am D-Eingang im Q-Ausgang gespeichert.

Mit Beginn einer Drehzahlsignal-Periode beginnt im Zähler 30 ein Zählvorgang mit Impulsen fester Frequenz über den Eingang 21. Erreicht der Zählerstand einen bestimmten Wert, der in der Zählerstandsdekodierstufe 31 festgelegt werden kann, gibt diese ein Ausgangssignal ab und das F-K-Flip-flop 40 wird mit dem nächsten Taktimpuls gesetzt (3.6). Da die Flip-flops flankengesteuert arbeiten, erfolgt die Übernahme auf alle Fälle. Bedingung ist nur, daß die Impulsbreite von fe 1 und fe 2 größer ist als die Periodendauer von fo, fe 1 und fe2 werden am besten durch Synchronisation mit fo erzeugt Bei Erzeugung durch ein Differenzierglied muß die genannte Bedingung beachtet werden. Das Signal von q\ wird mit dem nächstfolgenden Impuls /e2 auf dem Ausgang des S-H-Flip-flops 41 durchgeschaltet. Am Ausgang 23 erscheint infolge der logischen Verknüpfung der Flip-flop-Ausgangssignale im NAND-Gatter 42 beim Umschalten des J-K-Flip-flops 40 ebenfalls eine logische eins. Diese logische eins am Ausgang 23 bleibt nun wegen dem Verhalten des S-H-Flip-flops solange erhalten, als auch am Eingang dieses Flip-flops 41 während fe 1 eine logische eins anliegt. Mit Auftreten des nächsten Impulses von fe 1 wird der Schaltungszustand mit der Logik überprüft und bei gleicher Situation aufrechterhalten. Demnach wird das Ausgangssignal der Steuerstufe 20 in jeder Periode des Drehzahlsignals überprüft. Für die Ruhestromabschaltung bedeutet dies eine hohe Empfindlichkeit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Ruhestromabschaltung bei einer für Brennkraftmaschinen bestimmten Zündanlage, mit einem Zeitglied, das durch Drehzahlsignale triggerbar ist und dessen Ausgangssignale auf eine Schalteinrichtung zur Unterbrechung des Zündspulen-Primärstromkxeises einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlsignale in einem Zähler (30) mit Impulsen einer bestimmten Frequenz ausgezählt werden und daß in Abhängigkeit vom Zählerstand Steuersignale erzeugt werden, die neben Drehzahlsignalen einer bistabilen Logik (32) zugeführt werden, durch die unterhalb einer durch einen festgelegten Zählerstand wählbaren Drehzahl die Schaltvorrichtung (13) betätigbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähler (30) eine Zählerstandsdekodierstufe (31) nachgeschaltet ist zur Erzeugung von Steuersignalen für die bistabile Logik (32).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (32) wenigstens eine bistabile Schaltstufe (40) enthält die mit einem von einer Flanke des Drehzahlsignals abgeleiteten Impuls sowie mit dem Ausgangssignal der Zählerstandsdekodierstufe (31) steuerbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Logik (32) zwei bistabile Schaltstufen (40 und 41) vorgesehen sind, für die ein J-K-Flipflop sowie eine in der Wirkungsweise einem S-H-FIipflop (41) entsprechende Schaltungsanordnung Verwendung finden.