DE2551610B2 - Zündzeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zündzeitpunktsteuersystem fer eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Zündzeitpunktsteuersystem ist in der DE-OS 23 53 027 beschrieben. Bei ihm erfolgt die ■> Bildung des Sollwertsignales für den Zündzeitpunkt ausgehend von dem mittels eines Funktionsgebers umgeformten Ausgangssignals eines Fühlers für de.; Unterdruck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine, wobei diesem JITunktionsgeber ein zweiter Funktionsgeber in Form eines steuerbaren Verzögerungskreises nachgeschaltet ist, der in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur arbeitet Auf diese Weise wird das vom Fühler für den Unterdruck erzeugte Signal gemäß zwei unterschiedlichen Kennlinien im zweiten r> Funktionsgeber zusätzlich modifiziert, die je nach der Größe der Temperatur der Umgebungsluft eingestellt werden.

Dieses bekannte Zundzeitpunktsteuersyswm trägt jedoch den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine in der Vergangenheit nicht Rechnung und die Umschaltung von einer Kennlinie auf die andere erfolgt abrupt Andere Zündzeitpunktsteuersysteme, bei denen das Ausgangssignal eines Fühlers für einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine gemäß einer fest 2^r> vorgegebenen Kennlinie zur Herstellung des Sollwertsignales verabeitet wird, sind in der DE-OS 20 13 703, der DE-OS 2211315 und der US-PS 33 14 407 beschrieben.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Zündzeit- jo Punktsteuersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß eine noch größere Flexibilität bei der Kennlinienvorgabe erhalten wird und der Übergang von einer Kennlinie zu einer anderen kontinuierlich erfolgt a

Ausgehend von den im Oberbegriff des Anspruches berücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Das erfindungsgemäße Zündzeitpunktsteuersystem trägt somit der Zeitdauer Rechnung, über die hinweg die Brennkraftmaschine unter einem bestimmten, durch die Fühleranordnung ermittelten Betriebszustand gelaufen ist

Das erfindungsgemäße Zündzeitpunktsteuersystem erlaubt die Verwendung magerer Gemische mit einem Mischungsverhältnis von beispielsweise 17-18:1, während bisher Gemische mit einem Mischungsverhältnis von 15 — 16:1 verwendet wurden. Auf diese Weise wird auch eine vollständigere Verbrennung des Gemisches als bisher üblich erhalten, was zu einer erheblichen Verminderung der Schadstoffemission führt Außerdem bedeutet das Arbeiten mit mageren Gemischen natürlich auch eine Verminderung des Kraftstoffverbrauches. ->5

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 erhält man einen weiteren Parameter zur Variierung der Kennlinie für das Ausgangssignal des bo Fühlers für den Unterdruck. Da die in der Praxis verwendeten Schaltkreise zur Erzeugung eines konstanten Wert aufweisenden Signales sowieso aktive Bauelemente aufweisen, kann diese zusätzliche Variierung der Kennlinie in der Praxis ohne schaltungstechni- b > sehen Mehraufwand erhalten werden, indem man die sonst nur mit Regelsignalen beaufschlagte Steuerklemme eines aktiven Bauelementes der Konstantsitmalniiel- Ie zusätzlich mit einem Ausgangssignal der Fühleranordnung beaufschlagt

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch ü läßt sich eine besonders langsame Kennlinienänderung mit der Zeit bei störungsfreiem Langzeitverhalten der im weiteren Funktionsgeber enthaltenen Integratorschaltung erzielen.

Bei Verwendung eines digitalen Zählers kann die im Anspruch 2 angesprochene Begrenzung des Ausgangssignales des weiteren Funktionsgebers einfach durch Sperren des Zählereinganges unter Verwendung des Oberlaufsignals des Zählers erfolgen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 wird auf einfache Weise das Einsetzen der Kennlinienänderung bei Änderung des Ausgangssignales der Fühleranordnung verzögert

Bei einem Zündzeitpunktsteuersystem gemäß Anspruch 15 kann die Kennlinie, gemäß welcher das Ausgangssignal des Fühlers für den Unterdruck abgeändert wird, in sehr weiten Grenzen selbst verändert werden.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 wird auf einfache Weise ein Nullsignal kompensiert, welches von dem Fühler für den Unterdruck schon bei Normalbedingungen abgegeben wird. Diese Kompensierung erfolgt wiederum in Abhängigkeit von den Werten des Ausgangssignales der Fühleranordnung in der Vergangenheit

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Zündzeitpunktsteuersystems für eine Brennkraftmaschine,

Fig.2 ein Schaltbild des mit der Fühleranordnung verbundenen weiteren Funktionsgebers des Zündzeitpunktsteuersystems nach F i g. 1;

F i g. 3 ein Schaltbild des Fühlers für den Unterdruck und eines Funktionsgebers, welcher sowohl mit dem Ausgangssignal des Fühlers für den Unterdruck als auch dem Ausgangssignal des Funktionsgebers von Fig.2 beaufschlagt ist;

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Vorverlegung des Zündzeitpu.iktes in Abhängigkeit von der Zeit für verschiedene Unterdruckwerte im Ansaugrohr; und

F i g. 5 eine graphische Darstellung der Vorverlegung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansaugrohr für verschiedene Ausgangssignale des Funktionsgebers nach F i g. 2.

In F i g. 1 ist ein Zündzeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine gezeigt, welches einen Vergleicher 122 aufweist der über eine Leitung 120 ein sägezahnförmiges, der Iststellung der Kurbelwelle zugeordnetes Signal und über eine Leitung 132 ein dem Sollwert des Zündzeitpunktes zugeordnetes Sollwertsignal erhält Der Ausgang des Vergleichers 122 ist mit dem Eingang einer Treiberstufe 124 verbunden, deren Ausgangssignal auf eine Zündspule 126 gegeben wird. Letztere ist über einen Verteiler 128 mit den verschiedenen Zündkerzen 130 der Brennkraftmaschine verbunden.

Die Leitung 132 ist mit dem Ausgang eines ersten Funktiongsgebers 112 verbunden, welcher eingangsseitig mit einem Fühler 110, welcher auf den Unterdruck im Ansaugrohr anspricht, und mit dem Ausgang eines zweiten Funktionsgebers 108 verbunden ist.

Der zweite Funktionsgeber 108 ist eingangsseitig mit einer Anordnung von zwei Fühlern 146 und 148 verbunden, welche auf die Temperatur des Kühlwassers bzw. das Arbeiten der Brennkraftmaschine im Leerlauf

ansprechen.

Eine Steuerklemme des ersten Funktionsgebers 112 ist mit dem Ausgang eines Sperrkreises 116 verbunden, welcher seinerseits eingangsseitig mit dem gemeinsamen Ausgang der beiden Fühler 146 und 148 verbunden ist.

Der Funktionsgeber 108 erzeugt in Abhängigkeit vom gemeinsamen Ausgangssignal der beiden Fühler 146 und 148 ein zeitlich anwachsendes oder zeitlich abnehmendes Ausgangssignal, und der Funktionsgeber 112 gibt das Ausgangssignal des Fühlers 110 gemäß dem Ausgangssignal des Funktionsgebers 108 modifiziert auf die Leitung 132 ab. Stellt der Sperrkeis 116 fest, daß das Ausgangssigna! der Fühler !46 und 148 einen vorgegebenen Wert hat, so unterbindet er das Arbeiten des Funktionsgebers 112 völlig.

Nachstehend werden nun unter besonderer Bezugnahme auf Fig.3 Einzelheiten des Fühlers 110 und des Funktionsgebers 112 sowie des Sperrkreises 116 beschrieben.

Der Fühler 110 weist einen Druckwandler 210 auf, zu dem eine mit dem Druck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine beaufschlagte Druckdose 208 und ein mit deren Antriebsglied verbundener induktiver Stellungsgeber 209 gehören. Der induktive Stellungsgeber 209 stellt eine äußere, die Zeitkonstante vorgebende Beschattung für eine insgesamt mit 216 bezeichnete monostabile Kippstufe 216 dar. Auf einer Leitung 212 werden von einem nicht näher gezeigten Generator in regelmäßigen Abständen Triggerimpulse bereitgestellt, welche auf die Basis eines Transistors 214 gelangen, über dessen Kollektor/Emitterstrecke der Steliungsgeber 209 mit Erde verbindbar ist Für jeden auf der Leitang 212 erhaltenen Triggerimpuls wird die bistabile Kippschaltung 216 angestoßen und erzeugt dann jeweils einen Impuls, dessen Breite mit dem Unterdruck im Ansaugrohr zunimmt

Die am Ausgang der monostabilen Kippstufe 216 erhaltenen Impulse gelangen auf eine durch einen Transistor 218 gebildete Endstufe des Fühlers 110. Der auf einer Ausgangsleitung 142 des Fühlers 110 erhaltene Impulszug ist in der Zeichnung mit 140 bezeichnet, seine einzelnen Impulse mit 140'.

Wie ebenfalls aus F i g. 3 ersichtlich ist, ist die Leitung 142 mit einem ersten Eingang des Funktionsgebers 112 verbunden. Ein zweiter Eingang des letzeren ist über eine Leitung 144 mit dem Ausgang des Funktionsgebers 108 verbunden, während ein dritter Eingang über den Sperrkeis 116 und eine Leitung 290 mit dem gemeinsamen Ausgang der Fühler 146 und 148 verbunden ist, welche als Schalter gezeigt sind.

Die Leitung 144 ist mit der Basis eines Transistors 292 verbunden, welcher zusammen mit Widerständen 294, 296 und 300 eine Emitterfolgestufe darstellt Der Kollektor des Transistors 292 ist direkt an die positive Klemme B + der Spannungsversorgung angeschlossen: Die Widerstände 294 und 296 sind in Reihe zwischen den Emitter des Transistors 292 und Masse geschaltet; der Widerstand 300 ist parallel zur Kollektor/Emitterstrecke des Transistors 292 geschaltet

Leitet der Transistor 292 nicht, so ist das Potential am zwischen dem Emitter des Transistors 292 und dem Widerstand 294 liegenden Netzwerksknoten 293 ein durch die Bemessung der Widerstände 294,296 und 300 vorgegebener Bruchteil der Versorgungsspannung. Wächst die Spannung an der Basis des Transistors 292 allmählich an, so folgt das Potential am Netzwerksknoten 293 dem Potential an der Basis des Transistors 292, wenn das Potential an der Basis so groß geworden ist, daß der Basis/Emitterübergang des Transistors in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird. Das Potential am Netzwerksknoten 293 folgt also dem Signal auf der ■> Leitung 144, sobald dieses eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Das Potential am zwischen den Widerständen 294 und 296 liegenden Netzwerksknoten 295 stellt einen durch die Bemessung der Widerstände 294 und 296 gegebenen Bruchteil des Potentials am

11! Netzwerksknoten 293 dar.

Der Netzwerksknoten 293 ist über einen Widerstand 298 mit der Leitung 142 verbunden, welche ihrerseits über einen Widerstand 304 mit dem nicht invertierenden Eingang eines Vergleichers 302 verbunden ist Dieser

i^r> Eingang ist zugleich über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 308 und einem Kondensator 312 mit Erde verbunden. Auf diese Weise liegt am nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 302 ein Signal an, welches dem Mittelwert des Impulszuges 140 entspricht. Da der zwischen den Widerständen 298 und 304 liegende Netzwerksknoten über den Transistor 218 mit Erde verbindbar ist, um die einzelnen Impulse 140' zu erzeugen, hängt der gemittelte Wert am nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 302 von dem

2". die Amplitude der Impulse 140' vorgebenden Potential am Netzwerksknoten 293 und von dem die Breite der Impulse 140' vorgebenden Unterdruck im Ansaugrohr ab. Das am nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 302 anstehende gemittelte Signal entspricht somit

Ji) dem Produkt aus dem Signal auf der Leitung 144 und dem Unterdruck im Ansaugrohr.

Die invertierende Eingangsklemme des Vergleichers 302 ist einerseits über einen Widerstand 303 mit dem Netzwerksknoten 295 und andererseits über eine

i"> Parallelschaltung aus einem Widerstand 306 und einem Kondensator 314 mit dem Vergleicherausgang verbunden. Zwischen den letzteren und Erde ist ferner ein Kondensator 316 geschaltet Der Ausgang des Vergleichers 302 ist ferner über einen Widerstand 310 mit dem

■to Versorgungspotential beaufschlagt und über einen Widerstand 318 mit der Leitung 132 verbunden.

Der Vergleicher 302 ist also als Operationsverstärker geschaltet Dadurch, daß der invertierende Eingang des Verglei chers 302 über den Widerstand 303 mit dem Netzwerksknoten 295 verbunden ist, wird von dem am nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 302 anliegenden Signal ein Betrag abgezogen, welcher im Hinblick auf dasjenige Signal auf der Leitung 142

v) gewählt ist, das bei Unterdruck Null in der Ansaugleitung erhalten wird, da die Impulse 140' eine vorgegebene minimale Breite aufweisen.

An den gemeinsamen Netzwerksknoten von Widerstand 303, Kondensator 314 und Widerstand 306 ist ferner der Ausgang des Sperrkreises 116 angeschlossen. Zu diesem gehört ein Transistor 320, dessen Emitter mit der positiven Versorgungsklemme B⁺ verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand 328 mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers 302 verbunden ist Die Basis des Transistors 320 ist über einen Widerstand 322 ebenfalls mit dem positiven Versorgungspotential beaufschlagt und erhält Ober in Reihe geschaltete Widerstände 324 und 326 das auf der Leitung 290 stehende Ausgangssigna] der Fühler 146

es und 148.

Ist das Signal auf der Leitung 290 hochpegelig, so leitet der Transistor 320 nicht, und das Potential am invertierenden Eingang des Vergleichers 302 folgt dem

Potential am Netzwerksknoten 295. Ist dagegen das Signal auf der Leitung 290 niederpegelig, so schaltet der Transistor 320 durch, und über den Widerstand 328 fließt ein Strom zum invertierenden Eingang des Vergleichers 302. Damit wird das Ausgangssignal des Vergleichers 302 auf Null gehalten, ganz gleich wie groß das Ausgangssignal des Fühlers 110 auf der Leitung 142 ist.

Nachstehend wird nun unter Bezugnahme auf F i g. 2 der Funktionsgeber 108 genauer beschrieben. to

Der Funktionsgenerator 108 hat einen insgesamt mit 220 bezeichneten Rechteckgenerator 220, der auf einer Leitung 224 ein Rechtecksignal 222 bereitstellt. Zum Rechteckgenerator 220 gehört ein Vergleicher 226, dessen invertierende Eingangsklemme über einen Kondensator 228 geerdet und über einen Widerstand 232 mit dem Vergleicherausgang verbunden ist. Die nicht invertierende Eingangsklemme des Vergleichers 226 ist über einen Widerstand 234 ebenfalls mit dem Vergleicherausgang und ferner mit dem Mittelpunkt eines durch Widerstände 236 und 238 gebildeten Spannungsteilers verbunden, welcher über die Klemmen der Spannungsversorgung geschaltet ist. Der nicht invertierende Eingang des Vergleichers 226 ist ferner über eine Diode 288 und einen Widerstand 284 ebenfalls mit der Leitung 290 und damit mit dem Ausgang der Fühler 146 und 148 verbunden. Der gemeinsame Netzwerksknoten von Widerstand 284 und Diode 288 ist über einen Kondensator 286 an Erde gelegt

Der oben beschriebene Rechteckgenerator 220 arbeitet wie folgt:

Zunächst sei angenommen, daß der Kondensator 228 entladen ist Er wird dann über den Widerstand 232 und einen zwischen den Ausgang des Vergleichers 226 und die positive Versorgungsklemme B ⁺ geschalteten Widerstand 230 aufgeladen. Während dieses Aufladens hat der Vergleicher 226ausgangsseitig hohen Widerstand.

Ist der Kondensator 228 so weit aufgeladen, daß die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingängen des Vergleichers 226 die Polarität wechselt, so erhält der Vergleicher 226 ausgangsseitig einen niederen Widerstand gegen Masse. Der Kondensator entlädt sich nun über den Widerstand 232 und den Ausgang des Vergleichers 226 an Masse, Ist der Kondensator 228 dann wieder auf einen vorgegebenen Wert entladen worden, kehrt sich die Spannungsdifferenz an den Vergleichereingängen wieder um, so daß der Ausgang des Vergleichers wieder hohen Widerstand gegen Masse erhält Der Widerstand 234 sorgt für eine so Hysterese, welche das Schaltverhalten verbessert Die Werte für die verschiedenen Bauteile des Rechteckgenerators 220 sind so dimensioniert, daß das Rechtecksignal 222 im wesentlichen quadratisch ist

Ist das Potential am nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 226 durch die Widerstände 236 und 238 allein vorgegeben, so arbeitet der Rechteckgenerator 220 mit fest vorgegebener Frequenz. Das Potential an der nicht invertierenden Eingangsklemme des Vergleichers 226 kann aber auch durch ein Signal auf der Leitung 290 vorgegeben werden, und auf diese Weise läßt sich die Arbeitsfrequenz des Rechteckgenerators 220 abändern.

Die Leitung 290 ist über einen Widerstand 282 mit der positiven Versorgungsklemme B + verbunden und über die durch parallele Schalter gebildeten Fühler 146 und 148 mit Erde verbindbar. Sind die Schalter der beiden Fühler 146 und 148 beide offen, so liegt die Leitung 290 auf hohem Potential, welches durch die Diode 288 abgeblockt wird. Der Rechteckgenerator 220 arbeitet dann mit der durch die Bemessung der Widerstände 236 und 238 vorgegebenen Frequenz. Ist dagegen zumindest einer der Schalter der Fühler 146 und 148 geschlossen, so ist die Leitung 290 geerdet und das Potential am invertierenden Eingang des Vergleichers 226 wird nach unten gezogen. Damit braucht der Kondensator 228 nur weniger stark aufgeladen zu werden, um ein Umschalten des Vergleichers 226 zu erzielen; der Frequenzgenerator 220 arbeitet also dann mit höherer Frequenz.

Der Ausgang des Frequenzgenerators 220 ist über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 244 und einem Kondensator 246 mit den Takteingängen 240c und 242c zweier hintereinander geschalteter Auf/Abzähler 240 und 242 von jeweils vier Bit verbunden. Diese bilden zusammen einen Auf/Abzähler 239 mit insgesamt 8 Bit. Von den Ausgangsklemmen des Auf/Abzählers

239 werden nur die den sechs wichtigsten Bits zugeordneten zur Bildung des Ausgangssignales des Funktionsgebers 108 verwendet, die den beiden niedrigsten Bits zugeordneten Ausgangsklemmen bleiben unbelegt. Der Auf/Abzähler 239 kann auf diese Weise an seinen belegten Ausgangsklemmen von 1 —63 (2⁶-¹) zählen, wobei jede Einheit vier vom Rechteckgenerator 220 abgegebenen Impulsen entspricht

Eine Übernahmeklemme 240c/ des Auf/Abzählers

240 ist geerdet, während die entsprechende Übernahmeklemme 242c/ des Auf/Abzählers 242 mit der Überlaufklemme 240co des Auf/Abzählers 240 verbunden ist Aktivierungsklemmen 240pe und 242pe sowie negative Speiseklemmen 240ps- und 242ps- sind ebenfalls mit Erde verbunden, während positive Speiseklemmen 240ps+ und 242ps+ der Auf/Abzähler 240 und 242 direkt mit der positiven Versorgungsklemme verbunden sind. Die Rückstellklemmen 24Or bzw. 242r der Auf/Abzähler 240 und 242 sind über einen Widerstand 248 mit Erde und über einen Kondensator 250 mit der positiven Versorgungsklemme B ⁺ verbunden.

Steuerklemmen 240ud und 242ud der Auf/Abzähler 240 und 242 sind beide über einen Widerstand 280 mit der Leitung 290 verbunden. Ist das Signal auf der Leitung 290 hochpegelig, so zählt der Auf/Abzähler 239 aufwärts; ist dagegen die Leitung 290 geerdet, so zählt der Auf/Abzähler 239 abwärts.

Wie oben schon beschrieben worden ist, dient das Signal auf der Leitung 290 zugleich zum Umschalten der Arbeitsfrequenz des Rechteckgenerators 220. Der Auf/Abzähler 239 zählt somit insgesamt in Aufwärtsrichtung langsamer als in Abwärtsrichtung.

Das digitale Ausgangssignal des Auf/Abzählers 239 wird durch ein Widerstandsnetzwerk vom R-2R-Typ in ein Analogsignal umgesetzt, das dann auf der Leitung 144 bereitsteht Zu diesem Widerstandsnetzwerk gehören mit den sechs belegten Ausgangsklemmen 240<?3, 240<?4, 242<?1, 242<?2, 242<?3, 242<?4 verbundene Widerstände 252,258,262,266,270 und 274, diese paarweise in verbindende Widerstände 256, 260, 264,268 und 272 sowie ein Widerstand 254, über den der zwischen den Widerständen 252 und 256 liegende Netzwerksknoten mit Erde verbunden ist Die Leitung 144 ist mit dem Netzwerksknoten zwischen den Widerständen 272 und 274 verbunden.

Man erhalt auf diese Weise auf der Leitung 144 ein analoges Signal, das insgesamt 63 unterschiedliche Amplitudenwerte aufweisen kann und linear zunimmt oder linear abnimmt, je nachdem in welcher Richtung

der Auf/Abzähler 239 gemäß dem Signal auf der Leitung 290 jeweils arbeitet. Die Aufwärtszählgeschwindigkeit des Auf/Abzählers ist auf eine Frequenz von 0,5 Hz eingestellt.

Liegt an allen acht Ausgangsklemmen des Auf/Ab- s Zählers 239 ein Ausgangssignal »1«, so erhält man auch an der Überlaufklemme 242co des Auf/Abzählers 242 ein Signal, welches über eine Diode 276 auf die Takteingänge 240c und 242c der Auf/Abzähler 240 und 242 gegeben wird. Durch dieses Signal wird der to Auf/Abzähler 239 automatisch gesperrt und zählt so keine weiteren positiven Flanken des Rechtecksignalzuges 222. Ein Kondensator 278 verbessert diese Sperrung des Auf/Abzählers, durch welche ein Überschreiten der Zählkapazität nach oben und ein Zurückspringen des is Auf/Abzählers 239 auf den Zählerstand Null verhindert wird.

Durch die Verbindung der Überlaufklemme 242co mit den Takteingangsklemmen 240c und 242c über die Diode 276 wird zugleich auch ein Sperren des Auf/Abzählers 239 gegen weitere Abwärtszählimpulse erhalten, wenn der Zählerstand den Wert Null erreicht.

Da die Rückstellklemmen 24Or und 242r über den Kondensator 250 mit der positiven Versorgungsklemme B + verbunden sind, werden die Auf/Abzähler 240 und 242 auf Null zurückgestellt, wenn die Netzspannung bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine eingeschaltet wird.

Das oben beschriebene Zündzeitpunktsteuersystem arbeitet wie folgt:

Es sei angenommen, daß die Brennkraftmaschine zunächst in kaltem Zustand angeworfen wird. Zugleich mit dem Einschalten des Netzes werden die Auf/Abzähler 240 und 242 auf Null gestellt. Da aber der Schalter des auf die Kühlwassertemperatur ansprechenden Fühlers 146 zunächst noch geschlossen ist, ist die Leitung 290 geerdet, so daß der Auf/Abzähler 239 auf Abwärtszählen eingestellt ist. Ein Abwärtszählen ist beim Zählerstand Null infolge der oben beschriebenen Sperre, welche das an der Überlaufklemme 242co stehende Signal sicherstellt, nicht möglich. Der Zählerstand des Auf/Abzählers 239 bleibt also solange auf Null, bis nach vorgegebener Fahrtstrecke der Schalter des Fühlers 146 nach Erreichen der gewünschten Kühlwassertemperatur öffnet. Der Schalter des auf Leerlaufbetriebes ansprechenden Fühlers 148 ist dann bei fahrendem Fahrzeug in der Regel ebenfalls offen. Nun liegt die Leitung 290 auf hohem Potential und der Auf/Abzähler 239 beginnt langsam aufwärts zu zählen. Nun wird auf der Leitung 144 ein linear anwachsendes Signal erhalten, dem das Potential am Netzwerksknoten 293 des Funktionsgebers 112 nach dem Vorspannen der Basis/Emitterstrecke des Transistors 292 folgt Ab diesem Zeitpunkt erhält man dann eine zunehmende Vorverlegung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des auf den Unterdruck im Ansaugrohr ansprechenden Fühlers 110.

Fährt das Fahrzeug auf einer Landstraße, so bleibt der Schalter des auf Leerlaufbetrieb ansprechenden Fühlers 148 fiber lange Zeit offen, so daß der Auf/Abzähler 239 seinen maximalen Zählerstand ereicht Man erhält dann die maximale Vorverlegung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansaugrohr. Dies führt zu einer erheblichen Einsparung von Kraftstoff. Im Stadtbetrieb wird dagegen der Schalter des auf Leerlaufbetrieb ansprechenden Fühlers 148 verhältnismäßig häufig geschlossen. Mit iedem Schließen dieses Schalters zählt dann der Auf/Abzähler wieder rasch zurück, und auf diese Weise schwankt der Zählerstand des Auf/Abzählers 239 nur um einen kleinen Mittelwert. Damit ist auch das Signal auf der Leitung 144 nur klein, und die Amplitude der Impulse 140' kann ebenfalls nur entsprechend klein sein. Damit wird auch nur eine kleine Vorverlegung des Zündzeitpunktes erhalten, und zwar auch dann, wenn der Unterdruck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine verhältnismäßig groß ist Damit kann die Schadstoffemission der Brennkraftmaschine klein gehalten werden.

Die Fig.4 und 5, welche gemeinsam zu betrachten sind, zeigen zusammen die Zündzeitpunktsteuerung in Abhängigkeit vom Unterdruck im Ansaugrohr und in Abhängigkeit von der Zeit, welche die Brennkraftmaschine mit der Sollkühlwassertemperatur oberhalb des Leerlaufes betrieben worden ist

In Fig.4 ist als Ordinate der Zündwinkel und als Abszisse die Zeit aufgetragen. Kurven 360,362,364,366 und 368 zeigen die Zunahme der Zündzeitpunktvorverlegung für einen Unterdruck im Ansaugrohr von 330 mm Hg, 280 mm Hg, 250 mm Hg, 200 mm Hg und 76 mm Hg. Die Kurven 360—368 sind jeweils in einem Zeitintervall wiedergegeben, innerhalb dessen der Auf/Abzähler 239 von Null bis zum maximalen Zählerstand aufwärts zählt. Die Kurven 360 bis 368 haben somit alle Treppenstufenform.

Der Nullpunkt der Kurven 360 bis 368 liegt bei einer Zeit von 50 Sekunden nach Beginn des Aufwärtszählens des Auf/Abzählers 239. Diese Verschiebung des Einsatzpunktes der Zündzeitpunktvorverstellung ist darauf zurückzuführen, daß der Basis/Emitterübergang des Transistors 292 des Funktionsgebers 112 zunächst in Vorwärtsrichtung vorgespannt werden muß, bevor das Potential am Netzwerksknoten 293 ansteigen kann. Erst danach führen weitere Zählschritte des Auf/Abzählers 239 direkt zu einem Anwachsen des Signales auf der Leitung 132 und zu einem Vorverlegen des Zündzeitpunktes. Aus demselben Grunde haben die Kurven 360—368 auch eine kleinere Anzahl von Stufen als 63. Da der Auf/Abzähler 239 des Funktionsgebers 108 mit konstanter Frequenz aufwärts zählt treten die Stufen in den Kurven 360—368 immer zum selben Zeitpunkt auf, ganz gleich wie groß der Unterdruck im Ansaugrohr ist. Die Höhe der Stufen nimmt jedoch mit der Stärke des Unterdruckes im Ansaugrohr zu.

Die Kurven 360 bis 368 zeigen deutlich, daß man die maximale Vorverlegung des Zündzeitpunktes dann schon vor Erreichen des maximalen Zählerstandes des Auf/Abzählers 239 erhält wenn der Unterdruck im Ansaugrohr größer ist als 250 mm Hg. Ist der Unterdruck im Ansaugrohr kleiner als dieser Wert so wird die maximale Vorverlegung des Zündzeitpunktes auf +32° nicht mehr erreicht

In jedem Falle bleibt nach Erreichen des maximalen Zählerstandes des Auf/Abzählers 239 das Ausmaß der Vorverlegung des Zündzeitpunktes konstant; dies ist bei einer Zählfrequenz von 0,5 Hz wie oben angegeben nach etwa 300 Sekunden der Fall.

Die Kurven 360 bis 368 von Fig.4 gelten dafür ein Zündzeitpunktsteuersystem, bei welchem der Widerstand 300 des Funktionsgebers 112 sehr groß ist oder ganz weggelassen ist Verkleinert man den Widerstand 300, so steigt das Potential am Netzwerksknoten 293 bei nichtleitendem Transistor 292 an. Auf diese Weise kann man den Anfangswert für die Unterdruckvorverlegung des Zündzeitpunktes auf einen Wert von mehr als 0° einstellen.

Wird der Schalter der Fühler 146 und 148 geschlossen (in der Regel ist dies nach Erreichen der Sollbetriebsparameter nur noch der Schalter des Fühlers 148), so zählt der Auf/Abzähler 239 mit doppelter Geschwindigkeit rückwärts, und der Zündzeitpunkt wird entsprechend mit doppelter Geschwindigkeit zurückgenommen.

Fig.5 zeigt die Abhängigkeit des Zündzeitpunktes vom Unterdruck in der Ansaugleitung. Kurven 370,372, 374 und 376 entsprechen der Zündzeitpunktverstellung bei maximalen Zählerstand des Auf/Abzählers 239, bei halb gefülltem, viertel gefülltem und leerem Auf/Abzähler 239.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Zündzeitpunktsteuersystem für eine Brennkraftmaschine mit einem der Kurbelwelle zugeordneten Winkelgeber, mit mindestens einem Fühler zur Erfassung von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, nämlich dem Fühler für den Unterdruck im Ansaugrohr, mit einer Fühleranordnung zur Erfassung bestimmter Betriebszustände der Brennkraftmaschine, mit einem mit den Ausgangssignalen des mindestens einen Fühlers und der Fühleranordnung beaufschlagten Sollwertgeneratür und mit einer auf ein Steuerglied zur Zündzeitpunktverstellung arbeitenden Steuerschaltung, die mit den Ausgangssignalen des Winkelgebers und des SoI-wertgenerators beaufschlagt ist, wobei der Sollwertgenerator einen ein Ausgangssignal in bestimmter Abhängigkeit vom Eingangssignal erzeugenden Funktionsgeber aufweist, der eine mit dem Fühler für den Unterdruck verbundene Eingangsklemme und eine mit einem von der Fühleranordnung zur Erfassung bestimmter Betriebszustände abgeleiteten Steuersignal beaufschlagbaren Steuerklemme zur Steuerung der Abhängigkeit des Ausgangssignales vom unterdruokabhängigen Eingangssignal hart, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleranordnung (146, 148) zur Erfassung bestimmter Betriebszustände mit der Steuerklemme eines weiteren ein Ausgangssignal in bestimmter Abhängigkeit vom Eingangssignal erzeugenden Funktionsgebers (108) verbunden ist, der bei Feststellung eines ersten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine durch die Fühleranordnung (146, 148) ein mit der Zeit zunehmendes Ausgangssignal und bei Feststellung eines zweiten Betriebszustandes ein mit der Zeit abnehmendes Ausgangssignal bereitstellt, und daß der Ausgang des weiteren Funktionsgebefs (108) mit der Steuerklemme des einen Funktionsgebers (112) verbunden ist.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Funktionsgeber (108) einen Begrenzerkreis (276,278) zur Begrenzung desi von ihm erzeugten als Steuersignal dienenden· Ausgangssignales aufweist.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß der weitere Funktionsgeber (108) einen Hilfskreis (226-238, 284-288) zur Abgabe eines die zeitliche Änderung des Ausgangssignals vorgebenden internen Hilfssignales sowie eine mit diesem Hilfssignal beaufschlagte steuerbare Integratorschaltung (240, 242) aufweist, deren Steuerklemme (240ud, 242ud) mit der Fühleranordnung (146, 148) verbunden ist.

4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskreis (226—238, 284—288) ebenfalls eine mit der Fühleranordnung (146,148) verbundene Steuerklemme aufweist.

5. Steuersystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskreis einen Frequenzgenerator (226—238) und die Integratorschaltung einen Auf/Abzähler (240,242) aufweist.

6. Steuersystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen mit den Ausgangsklemmen des Auf/Abzählers (240, 242) verbundenen Digital/Analogwandler (252—274), an dessen Ausgang das Steuersignal für den einen Funktionsgeber (112) bereitgestellt wird.

7. Steuersystem nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen zwischen die Energieversorgung (B+) für die Zündanlage und den Rückstelleingang (24Or, 242i-; des Auf/Abzählers (240, 242) geschalteten Rückstellkreis (248,250). ^r. S. Steuersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7

in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsklemme des Auf/Abzählers (240, 242) eine zu dem Begrenzerkreis gehörende Torschaltung (Diode 276) vorgeschaltet ι ο ist, deren Steuerklemme mit einer Ausgangsklemme des Auf/Abzählers (240,242) verbunden ist

9. Steuersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß niederrangigen Stellen zugeordnete Ausgangsklemmen des Auf/Abzählers

r, (240, 242) nicht zur Bildung des Steuersignales für den einen Funktionsgeber (112) verwendet werden.

10. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleranordnung einen auf die Kühlmitteltemperatur anspre-

>o chenden Fühler (146) aufweist, der mit dem weiteren Funktionsgeber (108) verbunden ist

11. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleranordnung einen auf Leerlaufbetrieb der Brennkraftma-

2^r> schine ansprechenden Fühler (148) aufweist der mit dem weiteren Funktionsgeber (108) verbunden ist

12. Steuersystem nach Anspruch 10 oder 11 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Grundfrequenz des Frequenzgenerators

:<i (226,238) auf etwa 0,5 Hz eingestellt ist.

13. Steuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß den sechs höchsten Stellen zugeordnete Ausgangsklemmen des Auf/Abzählers (240, 242) zur Bildung des Ausgangssignales

π verwendet werden.

14. Steuersystem nach Anspruch 4 und den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Hilfskreis (226-238, 284-288) bereitgestellte Hilfssignal bei dem durch niedrige

4(i Kühlmitteltemperatur und/oder Leerlaufbetrieb gekennzeichneten zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine höher ist als beim ersten Betriebszustand.

15. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis ί ^r> 14, dadurch gekennzeichnet daß der eine Funktionsgeber (112) eine mit dem vom weiteren Funktionsgeber (108) bereitgestellten Steuersignal und mit dem vom Fühler für den Unterdruck (110) bereitgestellten Eingangssignal beaufschlagte Multiplizierschal-

>n tung (298,304,308,312) aufweist.

16. Steuersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Funktionsgeber (112) einen Subtrahierkreis (302) aufweist der mit dem Ausgangssignal der Multiplizierschaltung (298, 304,

is 308, 312) und einem durch Abschwächung von dem vom weiteren Funktionsgeber (108) abgegebenen Steuersignal abgeleiteten Kompensationssignal beaufschlagt ist.

17. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis bo 16, gekennzeichnet durch einen weiteren Sperrkreis (116), dessen Steuereingang mit der Fühleranordnung (146, 148) zur Erfassung bestimmter Betriebszustände und dessen Ausgang mit dem einen Funktionsgeber (112) verbunden ist und der bei κ'· seiner Ansteuerung jegliche Abgabe eines Ausgangssignales durch den einen Funktionsgeber (112) unterdrückt.