DE2636677A1

DE2636677A1 - Messeinrichtung zur digitalen messung von kenndaten von zuendanlagen fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2636677A1
Application number: DE19762636677
Authority: DE
Inventors: Juergen Ing Grad Knoedler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-08-14
Filing date: 1976-08-14
Publication date: 1978-02-16
Also published as: US4251774A; FR2361550A1

Description

Ου. 3359

19-. 7. 1976 Pd/Do

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Meßeinrichtung zur digitalen Messung von Kenndaten von Zündanlagen für Brennkraftmaschinen

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Es wird eine Meßanlage vorgeschlagen, die zur Ermittlung von Kenndaten wie Zündwinkel, Schließwinkel, Drehzahl und Versorgungsspannung einer Zündanlage dient. Die von der Zündanlage aufgenommenen Signale werden digital verarbeitet und digital zur Anzeige gebracht. Die Impulse für die Anzeige werden einer Prequenzvervielfacher-Schaltung, insbesondere einem Phasenregelkreis entnommen, der ein Vielfaches der Schließwinkelimpulse abgibt.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Meßanlage zur digitalen Messung von Kenndaten nach der Gattung des Hauptanspruchs. In der DT-AS 23 23 661 ist ein digitales Rechenwerk zur Bestimmung des Zündwinkels bei Kolbenbrennkraftmaschinen beschrieben. Für diese Meßeinrichtung, die nur zur Messung des Zündwinkels bei Kolben-

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brennkraftmaschinen dient, wird ein kompliziertes Rechenwerk benötigt, mit dem der Zündwinkel berechnet wird. Desweiteren sind eine Vielzahl von analogen Meßeinrichtungen zur Ermittlung der Kenndaten von Zündanlagen für Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen die Kenndaten auf einem Meßinstrument angezeigt oder aber mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers in digitale Größen umgewandelt werden. Die analog angezeigten Meßwerte führen häufig zu Ablesefehlern, während bei Analog-Digital-Wandlern zwangsläufig Quantisierungsfehler auftreten und zu den Kosten der elektronischen Analogschaltung die Kosten für den Analog-Digitalwandler hinzukommen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Meßschaltung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die von der Zündanlage abgegebenen Signale in digitaler Form weiterverarbeitet, aufbereitet und zur Anzeige gebracht werden. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die Schaltung unter Verwendung handelsüblicher integrierter Bauelemente billig aufzubauen ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Frequenzvervielfacherschaltung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Frequenzvervielfacherschaltung als Phasenregelkreis (phase-locked-loop-Schaltung) auszubilden. Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, daß durch einfache Umschaltung an wenigen Stellen die Meßschaltung zur Messung von Zündwinkel, Schließwinkel, Drehzahl und Versorgungsspannung zu verwenden ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der'nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigen:

Fig. ι ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Messung des Schließwinkels einer Zündanlage,

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Pig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Messung des Zündwinkels einer Zündanlage, soweit eine Änderung der Meßschaltung bezüglich Fig. 1 erforderlieh ist, und

Fig. 3 einen Impulsplan zur Erläuterung der Wirkungsweise einer Meßschaltung nach Fig. 1 oder Fig. 2.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Schließwinkelmessung dargestellt. Unter Schließwinkel versteht man im allgemeinen den Drehwinkel der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, über den der Unterbrecherschalter einer Zündanlage geschlossen ist. In Abhängigkeit von diesem Schließwinkel ändern sich die Betriebseigenschaften der Zündanlage und damit der Brennkraftmaschine. Es ist deshalb bei Diagnose- und Wartungsarbeiten notwendig, den Schließwinkel des Unterbrecherschalters zu überprüfen, und entsprechend zu justieren. Die Überprüfung des Schließwinkels kann mit der in Fig. 1 dargestellten Meßeinrichtung geschehen. Das z.B. der nicht dargestellten Primärwicklung einer Zündspule entnommene Signal wird einem Impulsformer 10 zugeführt. Der Ausgang des Impulsformers 10 ist mit einer Steuerschaltung 11 über einen Schalter 22 mit einem als UND-Gatter ausgebildeten Tor 12 und einer Phasenvergleichsschaltung 13 verbunden. An einen Ausgang der Steuerschaltung 11 ist ein Eingang des Tores 12 und an zwei weiteren Ausgängen sind die Rücksetζeingänge eines Zählers d.4 und eines Speichers 15 angeschlossen. Dem Ausgang, des Tores 12 sind der Zähler Ik₃ der Speicher 15 und eine Anzeigeeinheit

16 nachgeschaltet. Der Zähler 1*1, der Speicher 15 und die Anzeigeeinheit 16 bilden zusammen eine Zähl- und Anzeigeeinheit 20. Der Ausgang der Phasenvergleichsschaltung 13 ist über einen Schalter 23 mit dem Eingang einesJspannungsgesteuerten Oszillators

17 verbunden, dessen Ausgang mit einem weiteren Eingang des Tores 12 und dem Eingang eines Frequenzteiler 18 in Verbindung steht. Von einer Klemme 2k führt eine Leitung ebenfalls zum Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators 17. Der Ausgang des Frequenzteilers l8 führt wiederum zur Phasenvergleichsschaltung 13. Phasenvergleichsschaltung 13, spannungsgesteuerter Oszillator 17 und der Frequenzteiler 18 bilden zusammen den Phasenregelkreis

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Pig. 2 zeigt einen Schaltungsausschnitt, wie er beispielsweise in Verbindung mit Fig. 1 zur Messung des Zündwinkels verwendbar ist. Unter dem Zündwinkel, der den Zündzeitpunkt abhängig von der Motordrehzahl festlegt, versteht man den Winkel, unter dem eine Zündkerze bezüglich eines festen Punktes, z.B. des oberen Totzeitpunktes zündet. Dieser Winkel hat die Dimension Grad-Kurbelwellendr ehwinkel. Als Eingangssignal für einen Impulsformer 33 wird ein Signal verwendet, der beim Zünden der ersten Zündkerze einen Impuls abgibt. Zur Ansteuerung eines Vergleichsimpulsformers 30 findet ein Geber Verwendung, der bei einer festgelegten Kurbelwellenstellung ein Signal abgibt. Die Ausgangssignale der beiden Impulsformer 33 und 30 werden einem bistabilen Kippglied 31 zugeführt. Das Ausgangssignal 32 dieses bistabilen Kippgliedes wird an einer Einspeisestelle 21 der Meßschaltung nach Pig. I zugeführt.

Anhand eines Impulsplans nach Fig. 3 soll die Wirkungsweise der Schaltung als Schließwinkelmeßgerät nach Fig. 1 erläutert werden. Die Schalter 22 und 23 sind in leitendem Zustand.Das an der Zündspule abgenommene Signal nach Fig. 3a wird durch den Impulsformer Io in ein Signal nach Fig. 3b umgewandelt. Dieses Signal steht am Tor 12 an. Die Signale liegen in digitaler Form vor. 1 bedeutet eine Spannung nahe der Versorgungsspannung, 0 eine Spannung nahe 0. Ist es 1, wird die in dieser Zeit vom spannungsgesteuerten Oszillator abgegebene Impulszahl nach Fig. 3d in den Zähler 14 eingezählt. Nach dem Schließen des Tores 12 wird diese Impulszahl vom Speicher 15 übernommen und durch die Anzeigeeinheit beispielsweise durch Leuchtziffern angezeigt. Durch die ebenfalls mit dem Impulsformer 10 verbundene Steuerschaltung 11 kann über die Verbindung Steuerschaltung-Tor die Folge der Messungen festgelegt werden. Desweiteren liefert die Steuerschaltung den Übernähmeimpuls für den Speicher 15 nach Schließen des Tores 12 und den Rücksetzimpuls für den Zähler 14 nach dem Übernahmeimpuls für den Speicher 15. Der spannungsgesteuerte Oszillator 17 gibt an das Tor 12 eine Frequenz nach Fig. 3c ab, die einem Vielfachen der am Impulsformereingang liegenden Signalfolge entspricht. Die vom spannungsgesteuerten Oszillator abgegebene Frequenz wird durch den Frequenzteiler 18 soweit heruntergeteilt, daß die Frequenz am Ausgang des Frequenzteilers 18 mit der vom Impulsformer kommenden

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Frequenz in der Phasenvergleichsschaltung 13 verglichen werden kann. Ist eine Differenz der beiden Frequenzen vorhanden, gibt die Phasenvergleichsschaltung 13 ein Gleichspannungssignal ab, mit dem der spannungsgesteuerte Oszillator 17 gespeist wird. Diese Gleichspannung ändert die Frequenz des spannungsgesteuerten •Oszillators derart, daß die geteilte Frequenz der Frequenz am Ausgang des Impulsformers gleich ist. Die durch das Tor 12 auf den Zähler 14 gelangende Impuls zahl ist abhängig von der Breite der am Impulsformerausgang anliegenden Impulse und abhängig vom Teilerverhältnis des Frequenzteilers 18. Das Teilerverhältnis des Frequenzteilers 18 ist vorzugsweise so zu wählen, daß die während der Öffnungszeit des Tores in den Zähler Ik gelangende Anzahl von Impulsen direkt mit dem zu messenden Kenndatenwert in der gewünschten Maßeinheit übereinstimmt.

Bei der Zündwinkelmessung dient das Ausgangssignal des Impulsformers 33 zum Setzen und das Ausgangssignal des Vergleichsimpulsformers 30 zum Rücksetzen des bistabilen Kippgliedes 31· Es ist hierbei zu gewährleisten, daß die Setzimpulse immer vor den entsprechenden Vergleichsimpulsen der Zündanlage kommen. Hierzu ist es manchmal erforderlich, das Signal für den Vergleichsimpulsformer 30 vor die sonst übliche festgelegte Kurbelwellenstellung, den oberen Totzeitpunkt, zu legen. Der Zähler Ik ist dann vorzugsweise als Vor- und Rückwärtszähler auszubilden, bei dem ein entsprechend der Vorverlegung des Signals für den Vergleichsimpuls vorgegebener Zählerstand eingegeben ist, von dem aus rückwärts gezählt wird. Das Ausgangssignal 32 entspricht dem der Fig. 3b.

Findet die Meßschaltung nach Fig.1 als Drehzahlmeßschaltung Verwendung, ist der Schalter 22 in nicht leitendem, Schalter 23 in leitendem Zustand. Eine von der Drehzahl abhängige Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 17 wird während einer durch die Steuerschaltung 11 bestimmten Zeit in den Zähler Ik eingezählt. Die durch das Teilungsverhältnis des Frequenzteilers 18 bestimmte Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators wird dabei wiederum so festgelegt, daß der Zählerstand direkt über den Speicher 15 zur Anzeige zu verwenden ist. öffnet man neben Schalter 22 noch den Schalter 23 zwischen der Phasenvergleichsschaltung 13 und dem Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators 17 und speist den spannungsgesteuerten Oszillator mit

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einer an Klemme 24 angelegten Spannung, so ist seine Frequenz ein Maß für die außen angelegte Spannung. Durch Wahl einer geeigneten durch die Steuerschaltung 11 abgegebenen konstanten Meßzeit wird eine der Spannung proportionale Anzahl von Impulsen in den Zähler Ii) eingelesen. Für den Phasenregelkreis 19 und die Zähleranzeigeeinheit 20 finden vorzugsweise handelsübliche integrierte Schaltungen Verwendung (z.B. CD 4046).

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Claims

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Ansprüche

l.i Einrichtung zur digitalen Messung von Kennwerten von Zündanlagen für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Zündanlage entnommene Signalfolge einem Tor (12) zugeführt wird, daß ein weiterer Eingang des gleichen Tors (12) mit einer FrequenzvervieIfachersehaltung verbunden ist j an deren Eingang die Signalfolge der Zündanlage anliegt, und daß dem Tor (12) eine Zähl- und Anzeigeeinheit (20) nachgeschaltet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung zur digitalen Messung von Kenndaten von Zündanlagen ein Impulsformer (10) vorgeschaltet ist.
3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prequenzvervielfachersehaltung aus einem Phasenregelkreis (phase-locked-loop-Schaltung) (19) besteht.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgrund der Frequenzvervielfachung während der Öffnungszeit des Tores in den Zähler (14) gelangenden Impulse direkt mit den zu messenden Kenndatenwert in der gewünschten Maßeinheit übereinstimmen.

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5· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zur Messung des Schließwinkels Verwendung findet.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zur Messung des Zündwinkels Verwendung findet.
7« Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zur Messung der Drehzahl Verwendung findet.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zur Messung der Versorgungsspannung Verwendung findet.

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