DE2626598C3 - Device for controlling the ignition timing of an internal combustion engine - Google Patents

Device for controlling the ignition timing of an internal combustion engine

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
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    • Y02T10/40Engine management systems

Description

Die Verwendung von Zählern in dieser bekannten Zündzeitpunktsteuereinrichtung kann sich als Nachteil erweisen, da ein eventueller Zählfehler bis zu der nächsten periodischen Rückstellung aof null auf sämtliche Messungen zurückwirkt Diese Eventualität s ist zwar gering, sie beeinträchtigt abet die Zuverlässigkeit der Zündzeitpunktsteuereinrichtung.The use of counters in this known ignition timing control device can prove to be a disadvantage prove that a possible counting error up to the next periodic reset aof zero all measurements have an effect. This contingency is small, but it affects the reliability the ignition timing controller.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündzeitpunktsteuereinrichtung zu schaffen, die keine Zähler erfordert. The object of the invention is to provide an ignition timing control device to create that does not require counters.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöstThis object is achieved according to the invention by what is indicated in the characterizing part of the patent claim Features solved

Erfindungsgemäß enthält die Zündzeitpunktsteuereinrichtung statt der Zähler einen Addierer und statt der ι s Zahnscheibe eine binärcodierte Scheibe. Der Schaltungsaufwand wird dadurch zwar etwas größer, die Zuverlässigkeit wird jedoch gegenüber der mit Zählern arbeitenden Zündzeitpunktsteuereinrichtung beträchtlich erhöht Außerdem ist die in der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach der Erfindung vorgenommene Berechnung des Zündzeitpunktvorverstellwinkels sehr anpassungsfähig. Es ist sogar möglich, eine einzige Zündzeitpunktsteuereinrichtung zu schaffen, die alle Bedürfnisse erfüllt und für jede Brennkraftmaschine verwendbar ist Diese Zündzeitpunktsteuereinrichtung kann als integrierte Schaltung in LSI-Technik oder als Halbleiterschaltung in MOS-Technik hergestellt werden. Es gibt nur einen genauen Stromkreis, den der monostabilen Schaltung mit der Dauer 7^ die unverönderlich ist, und somit ist die Herstellung einfach und nicht teuer und es ist keine geregelte oder stabilisierte Stromversorgung erforderlich.According to the invention, the ignition timing control device contains an adder instead of the counter and instead of the ι s Toothed disk is a binary coded disk. The circuit complexity is thereby somewhat greater, the However, reliability becomes remarkable over the ignition timing controller using counters In addition, that made in the ignition timing control device according to the invention is increased Calculation of the ignition timing advance angle very adaptable. It is even possible to have a single one To create ignition timing control device that meets all needs and for every internal combustion engine This ignition timing control device can be used as an integrated circuit using LSI technology or as a Semiconductor circuit can be produced in MOS technology. There is only one exact circuit the monostable circuit with duration 7 ^ the unchangeable is, and thus it is simple and inexpensive to manufacture, and it is not regulated or stabilized Power supply required.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is described below with reference to the drawings described in more detail. It shows

F i g. 1 eine binärcodierte Scheibe, die in der Zündzeitpunktsteuereinrichtung nach der Erfindung als Meßfühler dient undF i g. 1 is a binary-coded disk which is used in the ignition timing control device according to the invention as Sensor serves and

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer mit der Scheibe von F i g. 1 zusammenarbeitenden elektronischen Steuereinrichtung. F i g. FIG. 2 is a block diagram of one with the disk of FIG. 1 cooperating electronic control device.

Es wird anhand eines einzelnen Zylinders einer Brennkraftmaschine die Erzeugung eines Zündimpulses in einer Winkelstellung der Kurbelwelle beschrieben, die von der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle abhängig ist d. h. die Vorzündung oder der Zündzeitpunktvorverstellwinkel dieses Zylinders der Brennkraftmaschine. A single cylinder of an internal combustion engine is used to generate an ignition pulse described in an angular position of the crankshaft, which depends on the angular speed of the crankshaft is dependent d. H. the spark advance or the advance angle of the ignition point this cylinder of the internal combustion engine.

F i g. 1 zeigt eine Scheibe 76 mit fünf nebeneinanderliegenden, jeweils kranzförmig angeordneten Signalspuren 77,78,79,81,82. Weiter besitzt die Scheibe 76 als Bezugsmarkierung einen Schlitz 19 auf einem Kranz mit dem Radius 18, der mit einem Schlitz 15 in einer Linie liegt, und als eine weitere Bezugsmarkierung einen Schlitz 21. Die fünf Signalspuren 77,78,79,81,82 sind im Gray-Code codiert Zu diesem Zweck tragen die Signalspuren in zwei Gruppen aufgeteilte Codeworte, von denen die ers:e in der DrehKchtung yder Scheibe 76 vor dem Schlitz 19 und die zweite hinter dem Schütz 19 angeordnet ist Die Übergänge Z von einem Codewort zum nächsten Codewort der ersten Gruppe haben gleichen Abstand ρ voneinander und das erste Codewort entspricht dem maximalen Zfindzeitpunktvorstellwinkel ZM, das letzte Codewort dem minimalen Zündzeitpunktvorstellwinkel Z1n, während die Obergänge A0 bis Am von einem Codewort zum nächsten Codewort der zweiten Gruppe von dem Schlitz 19 ausgehend einen Abstand voneinander haben, der einer gewünschten Abhängigkeit des Zündwinkels von der Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht Die erste Gruppe enthält K Codeworte.F i g. 1 shows a disk 76 with five adjacent signal tracks 77, 78, 79, 81, 82, each arranged in a ring. The disk 76 also has a slot 19 as a reference marking on a rim with the radius 18, which is in line with a slot 15, and a slot 21 as a further reference marking. The five signal tracks are 77, 78, 79, 81, 82 Coded in Gray code For this purpose, the signal tracks carry code words divided into two groups, the first of which is arranged in the direction of rotation of the disk 76 in front of the slot 19 and the second behind the contactor 19. The transitions Z from one code word to the next Code words of the first group have the same distance ρ from one another and the first code word corresponds to the maximum ignition timing advance angle Z M , the last code word corresponds to the minimum ignition timing advance angle Z 1n , while the transitions A 0 to Am start from one code word to the next code word of the second group from slot 19 have a distance from one another which corresponds to a desired dependence of the ignition angle on the speed of the internal combustion engine The first group contains K code words.

Die Scheibe 76 arbeitet über ihren Kranz mit dem Radius 18 mit einem photoelektrischen Meßfühler zusammen, welcher bei Vorbeigang der Schlitze 19 und 21 ein Signal 23 liefert Ober ihre Signalspuren 77,78,79, 81, 82 arbeitet sie mit einem photoelektrischen Meßfühler zusammen, welcher die entsprechend bezeichneten Signale 77,78,79,81,82 liefertThe disk 76 works via its rim with the radius 18 with a photoelectric sensor together, which delivers a signal 23 when the slots 19 and 21 pass through their signal traces 77,78,79, 81, 82 it works together with a photoelectric sensor, which the correspondingly designated Signals 77,78,79,81,82 delivers

Gemäß Fig.2 betätigt das Signal 23 eine bistabile Schaltung 2">, und zwar derart, daß das vom Schlitz 19 ausgelöste Signal 23 die bistabile Schaltung 25 setzt während das vom Schlitz 21 ausgelöste Signal 23 die bistabile Schaltung 25 zurücksetztAccording to Figure 2, the signal 23 actuates a bistable circuit 2 ">, in such a way that the slot 19 triggered signal 23 the bistable circuit 25 sets while the triggered by the slot 21 signal 23 bistable circuit 25 resets

Der während der Laufzeit T einer monostabilen Schaltung 26 ermittelte Digitalwert ist ein Codewort der zweiten Gruppe, der anschließend durch die Codeworte der ersten Gruppe erhöht wird. Zu diesem Zweck enthält die elektronische Steuereinrichtung sowohl einen Addierer 84, der laufend zu dem am Ende der Laufzeit Γ der monostabilen Schaltung 26 anstehenden und in einem Pufferspeicher 83 gespeicherten Codewort der zweiten Gruppe jeweils das gerade anstehende und über eine Blockierschaltung 85 freigegebene Codewort der ersten Gruppe hinzuaddiert, als auch einen Komparator 31, der mit dem Ausgang des Addierers 84 verbunden ist und einen Zündimpuls a an einer Ausgangsklemme abgibt wenn die Summe aus dem gespeicherten Codewort der zweiten Gruppe und dem jeweils gerade anstehenden Codewor* der ersten Gruppe eine vorgegebene konstante Zahl erreicht, die beispielsweise der um eins erhöhten Anzahl der Codeworte (K + 1) der ersten Gruppe entspricht. Die elektronische Steuereinrichtung enthält am Eingang eine UND-Schaltung 34, deren beiden Eingängen die Signale 23 bzw. 77 zugeführt werden und deren Ausgangssignal auf den Eingang R (Rückstellen in den Ruhezustand) der bistabilen Schaltung 25, die monostabile Schaltung 26 und den Nullrückstelleingang RAZdes Pufferspeichers 83 einwirkt.The digital value determined during the running time T of a monostable circuit 26 is a code word of the second group, which is then increased by the code words of the first group. For this purpose, the electronic control device contains both an adder 84 that continuously adds the code word of the first group that is currently pending and released via a blocking circuit 85 to the code word of the second group that is pending at the end of the running time Γ of the monostable circuit 26 and is stored in a buffer memory 83 added, as well as a comparator 31, which is connected to the output of the adder 84 and emits an ignition pulse a at an output terminal when the sum of the stored code word of the second group and the currently pending code word * of the first group reaches a predetermined constant number which corresponds, for example, to the number of code words (K + 1) in the first group increased by one. The electronic control device contains at the input an AND circuit 34, the two inputs of which the signals 23 and 77 are fed and the output signal to the input R (reset to the idle state) of the bistable circuit 25, the monostable circuit 26 and the zero reset input RAZ of the buffer memory 83 acts.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Einrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunkts einer Brennkraf !maschine, bei welcher in Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Drehwinkel der Kurbelwelle ein Zündimpuls erzeugt wird, mit einer von der Kurbelwelle angetriebenen Scheibe, auf der eine Bezugsmarkierung und in bestimmten Winkelintervallen angebrachte weitere Markierungen vorgesehen sind, die in einer Gebervorrichümg Signale für eine elektronische Steuereinrichtung erzeugen, wobei zunächst während der konstanten, auf ein Signal der Bezugsmarkierung hin beginnenden Laufzeit einer monostabilen Schaltung mittels der von den weiteren Markierungen erzeugten Signale ti ein drehzahlabhängiger Digitalwert ermittelt wird und anschließend dieser Digitahvert mittels der von den weiteren Markierungen erzeugten Signale so lange erhöht wird, bis ein vorgegebener Wert erreicht ist, und wobei bei Erreichen des vorgegebenen Wertes der Zündimpuls erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Markierungen Codeworte sind, die durch in einer Mehrzahl, beispielsweise fünf, nebeneinanderlicgende binärcodierte Signalspuren (77, 78, 79, 81, 82), beispielsweise entsprechend dem Gray-Code, gebildet werden und in zwei Gruppen aufgeteilt sind, von denen die erste in Drehrichtung der Scheibe vor der Bezugsmarkierung (19) und die zweite hinter der Bezugsmarkierung (19) angeordnet ist, wobei die Übergänge (Z) von einem Codewort zum nächsten Codewort der ersten Gruppe gleichen Abstand voneinander haben und das erste Codewori dem maximalen, das letzte Codewort dem minimalen Zündzeitpunktvorverstellwinkel entspricht, wobei die Übergänge (An- AM) von einem Codewort zum nächsten Codewort der zweiten Gruppe von der Bezugsmarkierung (19) ausgehend einen Abstand voneinander haben, der einer gewünschten Abhängigkeit des Zündwinkels von der Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht, und wobei der während der Laufzeit (T) der monostabilen Schaltung (26) ermittelte Digitalwert ein Codewort der zweiten Gruppe ist und die anschließende Erhöhung dieses Digitalwertes durch die Codeworte der ersten Gruppe erfolgt, daß die Bezugsmarkierung (19) ein auf einem Kranz der Scheibe angebrachter Schlitz ist, daß eine weitere, als Schlitz ausgebildete Bezugsmarkierung (21) vorgesehen ist, welche in Höhe des ersten Codewortes der ersten Gruppe angeordnet ist, und daß die elektronische Steuereinrichtung sowohl einen Addierer (84) aufweist, der laufend zu dem am Ende der Laufzeit (T) der monostabilen Schaltung (26) anstehenden und in einem Pufferspeicher (83) gespeicherten Codewort der zweiten Gruppe jeweils das gerade anstehende und über eine Blockierschaltung (85) freigegebene Codewort der ersten Gruppe hinzuaddiert, als auch einen Komparator (31), der mit dem Ausgang des Addierers (84) verbunden ist und einen Zündimpuls (a) abgibt, wenn die Summe aus dem gespeicherten Codewort der zweiten Gruppe und dem jeweils gerade anstehenden Codewort der ersten Gruppe eine vorgegebene konstante Zahl erreicht, die insbesondere der um eins erhöhten Anzahl der Codeworte (K + 1) der ersten Gruppe entspricht.Device for controlling the ignition timing of an internal combustion engine, in which an ignition pulse is generated as a function of the speed and the angle of rotation of the crankshaft, with a disc driven by the crankshaft on which a reference mark and further markings are provided at certain angular intervals Generate signals for an electronic control device in a Gebervorrichümg, initially during the constant running time of a monostable circuit, which begins in response to a signal from the reference marking, by means of the signals ti generated by the further markings, a speed-dependent digital value is determined and then this digital value is determined using the other Marks generated signals is increased until a predetermined value is reached, and the ignition pulse is generated when the predetermined value is reached, characterized in that the further markings are code words which are indicated by in ei ner plurality, for example five, adjacent binary-coded signal tracks (77, 78, 79, 81, 82), for example in accordance with the Gray code, are formed and divided into two groups, of which the first in the direction of rotation of the disk in front of the reference mark (19 ) and the second is arranged behind the reference marking (19), the transitions (Z) from one code word to the next code word of the first group being the same distance from one another and the first code word corresponding to the maximum and the last code word to the minimum ignition timing advance angle, the transitions (A n - A M ) from one code word to the next code word of the second group, starting from the reference marking (19), have a distance from one another which corresponds to a desired dependence of the ignition angle on the speed of the internal combustion engine, and wherein the during the running time (T) the digital value determined by the monostable circuit (26) is a code word of the second group and the subsequent Er This digital value is increased by the code words of the first group, that the reference marking (19) is a slot made on a rim of the disk, that a further reference marking (21) designed as a slot is provided, which is at the level of the first code word of the first group is arranged, and that the electronic control device has both an adder (84) which is continuously pending to the code word of the second group that is currently pending at the end of the running time (T) of the monostable circuit (26) and stored in a buffer memory (83) and added code words of the first group released via a blocking circuit (85), as well as a comparator (31) which is connected to the output of the adder (84) and emits an ignition pulse (a) when the sum of the stored code word of the second Group and the currently pending code word of the first group reaches a predetermined constant number, which in particular increases by one hten number of code words (K + 1) corresponds to the first group. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zur Steuerung des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine. The invention relates to a device of the type specified in the preamble of claim for Control of the ignition timing of an internal combustion engine. Das Hauptproblem bei der Zündung von Brennkraftmaschinen besteht darin, daß zwischen dem Zeitpunkt des Zündimpulses und der Ausbildung der Verbrennung eine gewisse Zeit vergeht. Sie macht sich um so stärker bemerkbar, je höher die Drehzahl der Maschine ist, denn gemessen an der für eine Umdrehung der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden, dann immer kurzer werdenden Zeit nimmt dieser weitgehend konstant bleibende Zündverzug einen immer größeren Anteil ein. Bezogen auf den oberen Totpunkt der Kurbelwelle muß deshalb der Winkel, bei dem der Zündimpuls auftritt, mit höheren Drehzahlen immer weiter vorverlegt werden, d. h. der Zündzeitpunktvorverstellwinkel ist drehzahlabhängig.The main problem with the ignition of internal combustion engines is that between the time the ignition pulse and the formation of the combustion a certain time elapses. She makes herself all the stronger noticeable, the higher the speed of the machine, because measured against the one revolution of the The time available to the crankshaft, which then becomes shorter and shorter, largely takes up this Ignition delay that remains constant is an increasingly large part. Based on the top dead center of the The crankshaft must therefore always have the angle at which the ignition pulse occurs at higher speeds be brought forward further, d. H. the ignition advance angle is speed dependent. Bei einer bekannten Zündzeitpunktsteuereinrichtung (ELEKTRONIK, 1973, Heft 9, S. 321-324) trägt die Kurbelwelle eine Zahnscheibe mit über den Umfang gleichmäßig verteilten Zähnen, die in Verbindung mit einem magnetischen Abtaster eine Impulsreihe erzeugen. 90° vor dem oberen Totpunkt weist die Zahnscheibe eine zusätzliche Bezugsmarkierung auf, so daß die von einem weiteren Abtaster gestartete elektronische Steuereinrichtung einen eindeutigen Anhaltspunkt für die Stellung der Kurbelwelle hat. Die elektronische Steuereinrichtung selbst besteht aus einem Hauptzähler, einem Nebenzähler, einem Gatter, drei Invertern sowie einem Zeitgeber in Form einer monostabilen Schaltung. Jede Zündperiode beginnt, wenn die Bezugsmarkierung in Verbindung mit dem weiteren Abtaster ihren Impuls liefert, also bei einer Winkelposition der Kurbelwelle von 90° vor dem oberen Totpunkt. Dieser Impuls steuert die monostabile Schaltung an und löst in ihr einen Impuls von etwa 1 ms Dauer aus. Einerseits wird nun die Vorderflanke des 1-ms-Impulses differenziert, so daß einer der Inverter einen Rücksetzimpuls für beide Zähler liefert und damit die Werte der vorangegangenen Periode löscht und andererseits öffnet der von der monostabilen Schaltung gelieferte Impuls über die beiden anderen Inverter das Gatter für 1 ms. Sämtliche Impulse, die von dem magnetischen Abtaster während dieser einen Millisekunde geliefert werden, gelangen also in den Hauptzähler. Nach Ablauf dieses Zeitintervalls wird das Gatter wieder geschlossen und der Hauptzähler erhält zunächst keine weiteren Impulse. Die Anzahl der bis jetzt in den Hauptzähler gelangten Impulse, die sogenannte Bezugsfolge, ist von der Drehzahl abhängig. Je schneller sich die Kurbelwelle und mit ihr die Zahnscheibe dreht, desto mehr Zähne sind während der einen Millisekunde an dem magnetischen Abtaster vorbeigelaufen und haben entsprechende Impulse geliefert. Die von dem magnetischen Abtaster gelieferten Impulse erreichen aber nicht nur das Gatter, sondern auch den Nebenzähler. Dieser wird vom Signs I der monostabilen Schaltung nicht beeinflußt und zählt deshalb auch nach dem Ende des 1-ms-Intervalls weitet, bis ein vorgegebener Zählerstand erreicht ist. In diesen· Augenblick gibt der Nebenzähler einen Impuls ab, der über einen der Inverter das Gatter wieder öffnet, und weitere Impulse können aus dem magnetischen Abtaster in den Hauptzähler gelangen. Nach einei! bestimmten Anzahl von durch den Nebenzähler gezählten Impulsen liefert dieser einen Ausgangsimpulsj der die Zündung auslöst.In a known ignition timing control device (ELEKTRONIK, 1973, Issue 9, pp. 321-324) carries the Crankshaft has a toothed disc with teeth evenly distributed over the circumference, which are in connection with generate a train of pulses using a magnetic scanner. 90 ° before top dead center, the Toothed washer an additional reference mark, so that the started by another scanner electronic control device has a clear reference point for the position of the crankshaft. the electronic control device itself consists of a main meter, a secondary meter, a gate, three inverters and a timer in the form of a monostable circuit. Every ignition period begins if the reference mark in connection with the further scanner delivers its impulse, so with a Angular position of the crankshaft of 90 ° before top dead center. This pulse controls the monostable Switching on and triggers a pulse of about 1 ms duration in it. On the one hand, the leading edge of the 1 ms pulse differentiated, so that one of the inverters supplies a reset pulse for both counters and thus deletes the values of the previous period and on the other hand, the pulse supplied by the monostable circuit opens the via the other two inverters Gate for 1 ms. All pulses emitted by the magnetic scanner during that one millisecond are delivered, so get into the main meter. After this time interval has elapsed, the gate becomes closed again and the main counter initially receives no further impulses. The number of up The pulses that have now reached the main counter, the so-called reference sequence, depend on the speed. The faster the crankshaft and with it the toothed disc rotates, the more teeth there are during the walked past the magnetic scanner for a millisecond and have corresponding pulses delivered. The pulses delivered by the magnetic scanner do not only reach the gate, but also the secondary meter. This is not influenced by Signs I of the monostable circuit and counts therefore also expands after the end of the 1 ms interval, until a specified count is reached. At this moment, the secondary counter emits an impulse which The gate opens again via one of the inverters, and further pulses can be emitted from the magnetic Scanner get into the main counter. After one! certain number of by the secondary counter counted pulses, this delivers an output pulse that triggers the ignition.
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