DE2556192A1

DE2556192A1 - Verfahren und anordnung zur steuerung des einsetzens und der dauer von zeitintervallen, waehrend welcher funken in einer mehrzylinderbrennkraftmaschine erzeugt werden

Info

Publication number: DE2556192A1
Application number: DE19752556192
Authority: DE
Inventors: Robert Eugene Canup
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1974-12-19
Filing date: 1975-12-13
Publication date: 1976-07-01
Also published as: JPS5177728A; AU8750675A; FR2295252B1; US4003354A; GB1509097A; ES443666A1; SE7514285L; SE413156B; IT1051190B; BR7508374A; FR2295252A1; CA1052857A

Description

Patentassessor Hamburg, den 10. Dez. 1975

Dr. Gerhard Schupfner T 75 059 D (D 72594FB)

Deutsche Texaco A.G.
2000 Hamburg 13
Mittelweg 180

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION

135 East 42nd Street New York, N.Y. 10017

U.S.A.

Verfahren und Anordnung zur Steuerung des Einsetzens und der Dauer von Zeitintervallen, während welcher Funken in einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine erzeugt werden

609827/0636

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung des Funkens in einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine, insbesondere die Steuerung des Einsetzens und der Dauer der Zeitintervalle, während welcher Funken in den verschiedenen Zylindern der Brennkraftmaschine erzeugt- werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung enthält einen Verteiler zur Erzeugung von Impulsen, deren Impulsfolgefrequenz der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kurbelwelle, die von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, entspricht. Ein Frequenz-Spannungs-Konverter formt die vom Verteiler erzeugten Impulse in eine Spannung um, deren Amplitude der Folgefrequenz der Impulse von dem Verteiler entspricht. Verschiedene Betriebsparameter der Brennkraftmaschine werden durch Fühler ermittelt. Ein Steuersignalnetzwerk erzeugt ein Steuersignal in Übereinstimmung mit den Signalen der Fühler und der Spannung von dem Konverter. Ein erster ImpulsStromkreis erzeugt ein erstes Impulssignal in Übereinstimmung mit den Impulsen von dem Verteiler und dem Steuersignal. Ein zweites Impulsnetzwerk erzeugt ein zweites Impulssignal in Übereinstimmung mit dem ersten Impulssignal und der Spannung von dem Konverter, An das Netzwerk des zweiten Impulses angeschlossene Einrichtungen erzeugen Funken während der Funkenzeitintervalle

609827/0636

in den verschiedenen Zylindern in einer vorbestimmten Weise in Übereinstimmung mit dem zweiten Impulssignal, um das Einsetzen und die Dauer der Funkenzeitintervalle zu steuern.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung können aus der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung entnommen werden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß die Zeichnung nur zur Erläuterung dient und die Erfindung durch die Zeichnung in keiner Weise eingeschränkt

werden soll.

Die Figur zeigt eine vereinfachte Blockschaltung einer Steueranordnung gemäß der Erfindung zur Steuerung des Einsetzens und der Dauer von Zeitintervallen, während welcher Funken in einer Brennkraftmaschine auftreten.

Die Verteilermittel 1 nach Fig. 1 erzeugen ein Impuls-Signal E-. Wenn beispielsweise eine Zündanordnung 20 sur Zündung eines 8-Zylinder-Autoverbrennungsmotors (nicht dargestellt) vorgesehen ist, der einen Vergaser und eine Drosselklappe aufweist, dann umfassen acht Impulse in Signal E₁ einen Zyklus. Jeder Zyklus des Impulssignals I^ entspricht zwei vollständigen Umdrehungen der Kurbel-

t 609827/0636 ~ ³ "

welle (nicht dargestellt), die vom Motor angetrieben wird. Die Verteilermittel 1 sind von der Art, wie sie in der USA - Patentschrift 3 792 261 (ausgegeben am 12. Februar 1974) beschrieben werden, obwohl sie nicht auf das Patent beschränkt sind. Die Zündanordnung 20 ist von der Art, wie sie in der USA - Patentschrift 3 792 695 (ausgegeben am 19. Februar 1974) beschrieben wird, in welcher der Eingang zum Zündsystem 20 an den Transistor 72 angeschlossen ist und die Elemente 54, 61, 65, 66 und 67 weggelassen sind. Die Zündanordnung 20 ist nicht auf das USA - Patent 3 792 695 beschränkt.

Das Impulssignal E wird an einen üblichen Frequenz-Spannungs-Konverter 24 angelegt, der eine Spannung E₂ erzeugt, deren Amplitude der Impulsfolgefrequenz des Signals E. entspricht. Das Signal E^ wird auch an einen monostabilen Multivibrator 30 angelegt, der einen Impuls E- für jeden Impuls im Signal E. erzeugt. Die Breite jedes Impulses E_ wird durch ein Steuersignal E- gesteuert. Das Vorstellen oder das Verzögern des Funkens wird durch Steuerung der Breite des Impulses E₃ gesteuert.

Wenn beispielsweise die gewünschte maximale Vorzündung 50° vor dem oberen Totpunkt der Kolben in den Zylindern stattfinden soll, dann erzeugen die Verteilermittel 1

609827/0636

ein Signal E , so daß jeder Impuls des Signals E vor dem oberen Totpunkt eines entsprechenden Kolbens auftritt. Wie nachfolgend erläutert, wird ein Funkenzeitintervall nach dem Abschluß jedes Impulses E₄ vorgesehen. Wenn daher die Impulsbreite des Impulses E-. reduziert wird, dann wird das Funkenzeitintervall vorverlegt. Wenn die Impulsbreite des Impulses E-. vergrößert wird, dann wird das Funkenzeitintervall verzögert. Ein Funkenzeitintervall ist die Zeit, während welcher die Zündanordnung 20 in einem Zylinder des Motors Funken erzeugt.

Das Steuersignal E₄ steuert die Vorverlegung oder die Verzögerung des Funkenzeitxntervalls in Abhängigkeit von der Belastung und dem Leistungsbedarf des Motors. Die Spannung E„, die der Umlaufgeschwindigkeit der Kurbelwelle entspricht, wird an einen Summierwiderstand 35 angelegt. Ein Vakuumfühler 38, der von üblicher Art sein kann, legt ein Signal E , das einem Vakuum im Vergaser entspricht, an einen anderen Summierwiderstand 39. Ein Drosselklappeneinstellfühler 40 legt ein Signal E,, das der Stellung der Drosselklappe entspricht, an

einen Summierwiderstand 44. Ein Drehmomentfühler 48, der ein mit der Kurbelwelle verbundener Belastungsmesser sein kann, legt ein Signal E an einen Summierwiderstand 50 entsprechend dem Drehmoment der Kurbelwelle. Die

609827/06JÜ _ ₅ _

Summierwiderstände 35, 39, 44 und 50 haben empirisch ausgewählte Werte, um die Signale von den verschiedenen Fühlern auszuwerten. Die Summierwiderstände 35, 39, 44 und 50 sind an den einen Eingang eines Verstärkers 53 und an einen Rückkopplungswiderstand 54 angeschlossen. Der Widerstand 54 ist auch mit dem Ausgang des Verstärkers 53 verbunden. Der Verstärker 53 erzeugt ein Steuersignal E₄, das der Bewertungssumme der Signale E₅, E_ und E- und der Spannung E₂ entspricht, so daß die Vorverlegung oder Verzögerung der Funkenzeitintervalle als Funktion der Umlaufgeschwindigkeit der Kurbelwelle, des Vakuums im Vergaser, der Drosselklappeneinstellung und des Drehmomentes der Kurbelwelle gesteuert wird.

Die Hinterflanke jedes Impulses E₃ des monostabilen Multivibrators 30 löst einen anderen monostabilen Multivibrator 64 aus, der einen Impuls E„ an die Zündanordnung 20 legt. Die Zündanordnung 20 erzeugt einen Funken für die Dauer jedes Impulses E₀. Die Impulsbreite

jedes Impulses E„ wird durch das Signal E₂ gesteuert, so daß, wenn der Motor schnell läuft, die Impulsbreite des Impulses E_Q reduziert wird. Wenn der Motor langsam läuft, wächst die Impulsbreite des Impulses E_ß an. Die Dauer der Funkenzeitintervalle wird so in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit gesteuert.

609827/0636

Mit Hilfe der oben beschriebenen Anordnung und des oben beschriebenen Verfahrens wird nach der vorliegenden Erfindung das Einsetzen und die Dauer der Funkenzeitintervalle gesteuert, die für die Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sind. Das Einsetzen der Funkenzeitintervalle wird als Funktion mehrerer Betriebsparameter gesteuert, um die Intervalle vorzuverlegen oder zu verzögern. Die Dauer der Funkenzeitintervalle wird ebenfalls als Funktion der Motorgeschwindigkeit gesteuert.

609827/0630

Claims

75 059 Patentansprüche

1.1 Verfahren zur Steuerung des Einsetzens und der Dauer von Zeitintervallen, während welcher Funken in einer Mehrzylinderverbrennungskraftmaschine zum Antrieb einer Kurbelwelle erzeugt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Erzeugung von Geschwindigkeitsimpulsen, deren Impulsfolgefrequenz der Umdrehungsgeschwindigkeit der vom Motor angetriebenen Kurbelwelle entspricht,

Erzeugung einer Spannung in Übereinstimmung mit den Geschwindigkeitsimpulsen, deren Amplitude der Impulsfolgefrequenz der Geschwindigkeitsimpulse entspricht,

Ermittlung verschiedener Betriebsparameter des Motors durch Fühler,

Erzeugung von Signalen, die den ermittelten Betriebsparametern entsprechen,

Erzeugung eines Steuersignals in Übereinstimmung mit den ermittelten Parametersignalen und der Spannung,

Erzeugung eines ersten Impulssignals in Übereinstimmung mit den Geschwindigkeitsimpulsen und dem Steuersignal,

Erzeugung eines zweiten Impulssignale in Übereinstimmung mit dem ersten Impulssignal und der Spannung und

609827/0636 " ⁸ "

Erzeugung von Funken in den Zylindern von Mehrzylinderverbrennungskraftmaschinen in Übereinstimmung mit dem zweiten Impulssignal, um das Einsetzen und die Dauer der Zeitintervalle, während welcher die Funken in den Zylindern erzeugt werden, zu steuern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Impulssignal Impulse aufweist, deren Zwischenräume mit der Impulsfolgefrequenz der Geschwindigkeitsimpulse übereinstimmt, daß die Breite jedes Impulses im ersten Impulssignal in Übereinstimmung mit dem Steuersignal erscheint, daß das zweite Impulssignal einen Impuls bei der Beendigung jedes Impulses im ersten Impulssignal erzeugt und daß die Breite der Impulse im zweiten Impulssignal durch die. Spannung gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbrennungskraftmaschine einen Vergaser zur Steuerung des für die Zylinder vorgesehenen Brennstoffgemisches und eine Drosselklappe zur Steuerung der Menge des für den Vergaser vorgesehenen Brennstoffes enthält und daß von den Fühlern folgende Schritte ausgeführt werden:

609827/063G

Ermittlung der Stellung der Drosselklappe, Ermittlung des Vakuums im Vergaser,

Ermittlung des Drehmoments der Kurbelwelle, während die Erzeugung des durch die Fühler ermittelten Parametersignals aus folgenden Schritten besteht:

Erzeugung eines Signals, das der ermittelten Stellung der Drosselklappe entspricht,

Erzeugung eines Signals, das dem ermittelten Vakuum im Vergaser entspricht und

Erzeugung eines Signals, das dem ermittelten Drehmoment der Kurbelwelle entspricht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl der Impulse in jedem Zyklus des zweiten Impulssignals der Anzahl der Zylinder des Motors entspricht und daß die Funkenerzeugung in einem Zylinder während des Auftretens eines entsprechenden Impulses in jedem Zyklus des zweiten Impulssignals derart erfolgt, daß jeder Zylinder zu einer anderen Zeit mit Funken versorgt wird als ein anderer Zylinder, der während jedes Zyklus des zweiten Impulssignals Funken erhält.

609827/063G

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator zur Erzeugung eines Impulssignals, dessen Impulse charakteristisch für die Drehung der Kurbelwelle sind, durch Impulsausgangsmittel zum Einleiten und Abschließen der Funkenerzeugung, durch Impulszeitsteuermittel, die auf den Impulsgenerator ansprechen, um ein Signal zur Steuerung der Dauer der Impulse zu schaffen, die durch die Impulsausgangsmittel in Übereinstimmung mit der Motorgeschwindigkeit erzeugt werden und durch Fühler zum Ermitteln der Betriebsparameter des Motors und zur Erzeugung von entsprechenden Signalen zur Zeitsteuerung der Impulse, die durch die Impulsausgangsmittel in Abhängigkeit von den ermittelten Betriebsparametern erzeugt werden.

6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch

Mittel (1) zur Erzeugung von Impulsen, deren Impulsfolgefrequenz der Umdrehungsgeschwindigkeit der von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Kurbelwelle entspricht,

Mittel, die mit Mitteln (24) zur Erzeugung einer Spannung verbunden sind, deren Amplitude der Impulsfolgefrequenz der Impulse von den Verteilermitteln (1) entspricht,

6a9827/0G3G - li -

-JHf-

Fühler (34, 40, 48) zum Ermitteln verschiedener . Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine,

Signalsteuermittel (35, 39, 44, 50), die mit den Fühlern (34, 40, 48) und dem Konverter (24) verbunden sind, um ein Steuersignal in Übereinstimmung mit den Signalen der Fühler und der Spannung vom Konverter zu erzeugen,

erste Impulssignalmittel (30), die mit den Verteilermitteln (1) und den Steuersignalmitteln verbunden sind, um ein erstes Impulssignal in Übereinstimmung mit den Impulsen der Verteilermittel und dem Steuersignal zu erzeugen,

zweite Impulssignalmittel (64), die mit den ersten Impulssignalmitteln und dem Konverter verbunden sind, um ein zweites Impulssignal in Übereinstimmung mit dem ersten Impulssignal und der Spannung des Konverters zu erzeugen und

Mittel (20), die mit den zweiten Impulssignalmitteln zur Erzeugung von Funken in den Zylindern des Motors in vorbestimmter Weise in Übereinstimmung mit dem zweiten Impulssignal verbunden sind, um das Einsetzen und die Dauer der Zeitintervalle, während welcher die Funken in den Zylindern erzeugt werden, zu steuern.

609827/063G

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl der Impulse in jedem Zyklus des zweiten Impulssignals der Anzahl der Zylinder des Motors entspricht und daß die Funkenmittel derart Funken in einem Zylinder während des Auftretens eines entsprechenden Impulses in jedem Zyklus des zweiten Impulssignals erzeugen, daß jeder Zylinder zu einer anderen Zeit als ein anderer Zylinder mit Funken beaufschlagt wird, wobei der andere Zylinder während jedes Zyklus des zweiten Impulssignals mit Funken versorgt wird.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Impulssignalmittel einen monostabilen Multivibrator (30) enthalten, der mit den Verteilermitteln (1) und mit den Steuersignalmitteln (53, 54) verbunden ist und der durch jeden Impuls von den Verteilermitteln ausgelöst wird, während die Breite der Impulse der Amplitude des Steuersignals entspricht, und daß die zweiten Impulssignalmittel einen zweiten monostabilen Multivibrator (64) enthalten, der mit dem ersten monostabilen Multivibrator (30) und dem Konverter (24) verbunden ist, um einen Impuls zur Vervollständigung eines Impulses von dem ersten monostabilen Multivibrator (30) zu erzeugen, dessen Breite durch die Spannung des Konverters gesteuert wird. 609827/0£3G

9«Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbrennungskraftmaschine einen Vergaser, der das für die Zylinder bestimmte Brennstoffgemisch steuert, und eine Drosselklappe enthält, die die für den Vergaser bestimmte Brennstoffmenge steuert, und daß die Fühleranordnung einen Vakuumfühler (34) im Vergaser zur Erzeugung eines entsprechenden Signals, einen Fühler (40) zur Ermittlung der Drosselklappenstellung und zur Erzeugung eines die Drosselklappenstellung kennzeichnenden Signals und einen Fühler (48) zur Ermittlung des Drehmoments der Kurbelwelle und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals enthält.

10.Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuersignalmittel eine Mehrzahl von Summierwiderständen (35, 39, 44, 50) aufweisen, von denen jeder, mit Ausnahme von einem (35), mit seinem einen Ende an einen entsprechenden Fühler (34, 40, 48) und das andere Ende an die anderen Widerstände angeschlossen ist, während der eine Widerstand (35) mit seinem einen Ende mit den anderen Widerständen (39, 44, 50) verbunden ist, und daß ein Verstärker (53) vorgesehen ist, dessen Eingang an die gemeinsame Verbindung der Summierwiderstände und dessen Ausgang an den ersten monostabilen Multivibrator (30) angeschlossen ist, während ein Rückkopplungswiderstand (54) Ein- und Ausgang des Verstärkers (53) miteinander verbindet. 609827/0636