DE2642255A1

DE2642255A1 - Elektronisches vorzuendungssystem

Info

Publication number: DE2642255A1
Application number: DE19762642255
Authority: DE
Inventors: Franco Huwyler
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1975-09-23
Filing date: 1976-09-20
Publication date: 1977-03-24
Also published as: FR2325818A1; SE7610396L; NL7610498A; FR2325818B3; IT1042764B

Description

DIPL.-INC JOACHIM STRASSE, HANAU ClPL-INQ. KLAUS QORQ. MÜNCHEN

U PATENTANWÄLTE

645U HANAU · RÖMERSTR.19 · POSTFACH 7S>3 · TEL.: (061 BI) £0803/20740 · TELEQRAMME: HANAUPATENT· TELEX: «ΜΚ7β2 pm MÜNCHEN 80 · QRAFINQER STRASSE 31 - TEL: (089) 405643 · TELEX: 522054 ostp«

Fabbrlca Italtana Magnetl
Marelll S.p.A.
VIa Guastalla 2

.,,, . ,, ,. 16. September 1976

Ma I1 an d, I ta 1 ι en ^K

(2181846 IT) Sto/MI - 11 442

Elektronisches Vorzündungssystem

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches System zur Vorzündung In Brennkraft-Maschinen, Insbesondere von Kraftfahrzeugen.

Es sind bereits elektronische Vorzündungssysteme bekannt. Diese beruhen auf der Erfassung mehrerer WlnkelbezugsImpu1 se, die seitens eines von der Drehung der Motorwelle oder gleichwertigen Organs in Umlauf mitgenommenen Gliedes ausgelöst werden.

Solche Systeme erfordern mindestens zwei Meßfühler, und zwar einen zur Erfassung eines Winkels des umlaufenden Organs Im Hinblick auf einen Bezugspunkt und einen anderen zur Bestimmung der Umdrehungsgeschwindigkeit mittels einer Vielzahl von Impulsen und/oder der Anzahl der WInkeI-BruchteI Ie des Umlaufwlnkels.

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Es Ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Vorzündungssystem bzw. Vorrichtung verfügbar zu machen, welches sich mit der Erfassung nur eines einzigen, durch das umlaufende Organ pro Arbeltstakt ausgelösten Impulses begnügt und somit nur einen einzigen Meßwerterfasser benötigt. Es soll somit ein System geschaffen werden, welches eine Vereinfachung der Verdrahtung und des Zusammenbaues und gleichzeitig eine größere Betriebssicherheit bei niedrigeren Entstehungskosten gestattet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorzündung sowohl linear als auch nach einer beliebig vorgebbaren Regel bezüglich der Motorgeschwindigkeit zu ermöglichen.

Des weiteren soll/die vorliegende Erfindung ein Vorzündungssystem liefern, welches ein Verwenden von Zählern geringen Fassungsvermögens gestattet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Vorzündungssystem zur Erzielung einer linearen Veränderung der Vorzündung pro Arbeltstakt

- ein Erzeugen eines WI nke I bezugs Impu 1 ses, dessen Wiederholungsfrequenz bei den nachfolgenden Zyklen einer der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine proportionalen Frequenz entspricht,

- ein Erzeugen einer fortlaufend stetigen Impulsfolge konstanter, von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors unabhängigen Frequenz,

- ein Zählen der fortlaufend stetigen Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Winkelbezugsimpulsen,

- ein Rückwärtszählen der stetigen Impulse zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden BezugsImpuI sen und zwar ein RUckwärtszähI en von der Anzahl.der Impulse, die bei dem

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unmittelbar vorangegangenen Zyklus ermittelt wurde, und

- eine Abgabe eines Steuersignals umfaßt, sobald die vorgenannte rückwärtsgehende Zählung einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat.

Um eine Vorzündung nach einer beliebig vorgegebenen Regel zu erhalten, benutzt das erfindungsgemäße System einen Kodierungsspeicher, welcher entweder den Zählwert des vorangehenden Taktes oder den abnehmenden Zählwert oder den Schwellenwert ändert, so daß der Zeltpunkt der Steuersignalabgabe verändert wird.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung.

Es zeigen:

Flg. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung, um eine linear veränderliche Vorzündung zu ermöglichen,

FIg. 2 eine schematische Darstellung der Funktionswelse der Vorrichtung nach FIg. 1 für zwei unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten der Brennkraftmaschine, und zwar CxD und

CJ ₂, wobei O ₂ y CO Ist,

Flg. 3 Blockschaltbilder zwei wetterer Ausführungsbelsptele der Vorrichtung gemäß FIg. 1, um eine Vorzündung nach einem beliebig vorgegebenen Gesetz zu ermöglichen,

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Flg. 5 ein Blockschaltbild einer Vorzündungsvorrichtung mit Zählern einer verringerten Zählkapazität und

Flg. 6 eine Vorzündungskurve, die zur Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung nach Flg. 5 dient.

In FIg. 1 Ist mit R ein Zahnrad bezeichnet, das einen Bezugszahn R₁ aufweist, der drehbar von der Welle der Brennkraftmaschine mitgenommen wird. Mit A Ist eine Eingangsschaltung der Vorzündungsvorrichtung gekennzeichnet, welche an den Zahn R. des Rades R über einen Sensor A. gekoppelt Ist.

Bei jedem Vorbeigang des Zahnes R am Fühler A erzeugt der Eingangskreis A Wlnke1sbezugsimpu1 se, welche, wie In FIg. 2a gezeigt, den oberen Totpunkten (PMS) entsprechen. Die Frequenz dieser Impulse Ist daher proportional der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades R, d. h. des Motors.

Mit CK Ist e I n/lmpul sgenerator oder eine Uhr bezeichnet, die eine fortlaufende Reihe von Impulsen konstanter Frequenz abgibt, die unabhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades R sind. Diese fortlaufenden Impulse sind In der FIg. 2b gezeigt.

Die Impulse des Generators CK, die zwischen zwei WInkeIbezugs-Impulsen liegen, werden von zwei Zählern C und C erfaßt. Insbesondere zählt der erste Zähler C die ansteigenden Impulse bis zur Erreichung - beim Eintreffen des Bezugssignales - eines von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors abhängigen Zählwertes (siehe N , N der Flg. 2c), während der Zähler C Impulse von dem vorgenannten Zählwert des Zählers C. abzieht -

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beginnend mit dem Vorhandensein eines Bezugssignals. Die Bezugs I mpu I se beaufschlagen demnach, den Zähler C-als NuII-StelIungssIgnaIe oder "reset" und den Zähler C als UbertragungssIgnaIe der Zählung vom Zähler C.auf den Zähler C„.

Es Ist offensichtlich, daß der RückstelIwert vom Zähler C„ dem Zählwert vom Zähler C. entspricht, den dieser Im vorangegangenen Zyklus erreicht hat. Wenn daher N der vom Zähler C₁ Im Zeltpunkt t₁ am Ende eines Taktes bei einer Geschwindigkeiten < (siehe Flg. 2c) erreichte Wert Ist, wird dieser Wert N. derjenige sein, der am Zähler C„ Im selben Zeltpunkt t. zur Rückwärtszählung Im nachfolgenden Zyklus t. - t, übertragen wird.

Es Ist verständlich, daß die Zurückstellung des Wertes N. Im Zähler C. nur erfolgt, nachdem dieser Wert an den Zähler C„ abgegeben Ist.

Mit RL Ist eine logische Schaltung gekennzeichnet, weiche ein Steuersignal liefern kann, sobald der Zählwert vom Zählwert C₇ zurückgeht und einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat. In FIg. 2d ist mit N., dieser Schwellenwert angezeigt. Mit t~ und t. usw. sind die Zeltpunkte der Abgabe des Steuersignals von der logischen Schaltung RL bei den GeschwIndIgkeI ten Co . und Co „ bezeichnet.

Jedes Steuersignal wird über einen nicht dargestellten Verteller an die Zündvorrichtung abgegeben.

Aus den obenstehenden Erläuterungen Ist ersichtlich, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung nach FIg. 1 In der Lage Ist, eine zur Motorgeschwindigkeit linear veränderliche Vorzündung

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verfügbar zu machen. Es Ist offensichtlich, daß sich bei Veränderung des Schwellenwertes N_K die Neigung der Vorzündungsgeraden verändert.

Bei geeigneter Hinzufügung eines KodIerungsspl chers zu der zuvor beschriebenen Vorrichtung kann eine Zündung erzielt werden, die nach einem beliebigen aufgrund der Motorgeschwind I gke I t vorgegebenen Gesetz veränderbar Ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach Flg. 3 weist dieser Kodierungsspeicher einen UbergangsspeI eher (transient memory) Mj und einen Lesespeicher ML auf, die zwischen dem ersten und dem zweiten Zähler C und C geschaltet sind.

Der Ubergangsspeieher MT wird durch die Wlnkelbezugsslgnale

auf dem aktuellen Stand gehalten, da dieser bei jedem Zyklus

dem Lesespeicher ML den Endzählwert (siehe N , N„ der FIg.2c)

vom Zähler C. übermittelt.

Der Speicher MT kann auch entfallen, so daß In diesem Falle der Ausgang vom Zähler C. direkt an den Eingang vom Speicher ML angeschlossen Ist.

Der Lesespeicher ML verändert entsprechend eines In den Zähler C_ eingebbaren Codes den Einstellwert (siehe N₁, N_ FIg. 2d), so daß gemäß dem gewünschten Gesetz der Abgabezeitpunkt des Steuersignals (siehe t„, t. der Fig. 2d) verändert wird.

Bei dem AusfUhrungsbeIspIeI nach Fig. 4 weist der Kodierungsspeicher einen Ubergangsspe I eher MT Im Nebenschluß zum Ausgang des Zählers C. sowie einen Lesespeicher ML auf, der zwischen dem Zähler C und der Schaltung RL eingebaut Ist.

Bei dieser Anordnung verändert der Lesespeicher ML die rückwärtsgehenden Zählwerte vom Zähler C , so daß der Schnittzeltpunkt mit dem SchwelIenwert-N_K entsprechend dem eingegebenen

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Code verändert wird. Auch kann dieser Zeltpunkt dadurch verändert werden, daß unmittelbar der Schwellenwert verändert wird. In diesem Falle stellt der Speicher ML und die Schaltung RL eine einzige logische Schaltung dar.

Wenn dagegen eine Vorzündung gefordert wird, die auch von anderen, den Motor InteressIerenden Parametern abhängig sein soll, wird sowohl die Vorrichtung nach FIg. 3 als auch die nach FIg. 4 mit einer ZustandsgrößenkombI ηler- oder Summlervorrichtung versehen, welche entweder mit dem UbergangsspeI eher MT oder dem Ablesespeicher ML verbunden Ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 umfaßt zusätzlich zu den Elementen der FIg. 3 eine Schaltung CB, welche den Zähler C₁, wenn dieser gesättigt ist, sperren kann, und zwei Leitungen L₁ und L auf, welche jeweils den Ausgang von der Schaltung RL und der Schaltung A mit den beiden Eingängen eines OR-Gates P. verbinden, das wiederum an seinem Ausgang das Steuersignal liefert. Die Lei tung L. umfaßt ein AND-Gate P , das von einem NAND-Gate P, überwacht wird. Letzteres Ist an den Ausgang des UbergangsspeI-chers MT angeschlossen.

Die Leitung L₂ weist eine ImpuIsformer-SchaItung F und ein AND-Gate P₄ auf, das ebenfalls vom Gate P überwacht wl rd.

Die Anordnung der Gates P₇, P₃ und P₄ (letzteres mit umgekehrtem Eingang) bewirkt, daß zu einer Zelt jeweils nur eine Leitung L₁ oder L₂ leitend ist.

Mit Hilfe dieser Ausführungs form ist es möglich, Zähler C und C₂ mit begrenzter Zählkapazität zu verwenden. Wenn nämlich die Brennkraftmaschine langsam läuft, beispielsweise mit einer unterhalb n« nach Fig.6 liegenden Tourenzahl,

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Ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden WInkeIbezugsImpulsen die Anzahl der stetigen Impulse von Generator oder Uhrwerk CK hoch und somit der Zähler C₁ geringer Kapazität gesättigt. Dieser Zustand bewirkt eine Sperrung des Zählers C durch die Sperrschaltung CB, während am Ausgang vom Gate P, ein logisches Signal erscheint, welches das Gate P. leitend macht und das Gate P„ sperrt, so daß nur die Leitung L„ leitend Ist und das Steuersignal am Ausgang vom OR-Gate P. unmittelbar dem am Ausgang der Schaltung A vorliegenden Impuls entspricht.

Wird der Motor dagegen Im hochtourlgen Bereich beispielsweise bei einer oberhalb n, liegenden Tourenzahl betrieben, so Ist die Zahl der stetigen Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wlnke1bezugsImpuI sen niedrig und daher Ist der Zähler C nicht gestättlgt. Dann Ist die Sperrschaltung CB nicht wirksam und am Ausgang vom Gate P, liegt ein logisches Signal vor, welches das Gate P freigibt und das Gate P. sperrt, so daß die Leitung L leitend wird, und die Leitung L_ außer Betrieb gesetzt 1st. In diesem Fall Ist das Steuersignal am Ausgang vom Gate P. das von der Vorzündvorrlchtung ge I lef erte .

Da die bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbelsplelen verwendeten Schaltungen bekannt sind, erübrigt es sich eine ausführliche Beschreibung anzugeben. Insbesondere 1st der Generator CK ein gewöhnlicher Oszillator und die Zähler C₁ und C sind zwei gewöhnliche Blnärzähler, beispielsweise vom Typ RCA 4024. Die Speicher MT und ML können z.B. MOTOROLA 14508 und INTEL 1702 sein. Die logische Schaltung RL benutzt herkömmliche Gates.

Ansprüche:

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Leerse ite

Claims

Patentansp r ü ehe:

1.) Elektronisches Vorzündungssystem für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Arbeltszyklus ein Erzeugen eines WInke1-BezugsImpu]ses, dessen Wiederholungsfrequenz bei den nachfolgenden Zyklen einer der Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine ρ roport I one I en Fr^uenz entspricht, ein Erzeugen einer fortlaufend stetigen Impulsfolge konstanter von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors unabhängigen Frequenz, ein Zählen der fortlaufenden Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Winkelbezugs I mp u I sen, e i η Rückwä rts zäh I en der stetigen Impulse zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden BezugsImpuI sen , wöbet von der Anzahl der Impulse zurückgezählt wird, die bei dem unmittelbar vorangehenden Zyklus ermittelt wurde, und eine Abgabe eines Steuersignals gegeben ist, sobald die vorgenannte rückwärtsgehende Zählung einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat.

Vorzündungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennze I chnet, daß dieses einen Kodierungsspeicher zur Veränderung des Abgabezeltpunktes das Steuersignal nach einem beliebig vorgegebenen Gesetz In Abhängigkeit der Geschwindigkeit und gegebenenfalls anderer in Betracht kommende Parameter aufweist.

Vorzündungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses ein umlaufendes von der Welle des Brennkraftmotors mitgenommenes Organ (R), das ein Winke1bezugselement (R₁) für jeden Arbeltszyklus aufweist, eine mit einem Sensor (A ) versehene Eingangsschaltung (A)_/ die an das oder an die Winke 1bezugse]emente angeschlossen Ist und Winkelbezugsimpulse (PMS) abg₍ ^ibt, deren Frequenz der Umdrehungsgeschwindigkeit des Umdrehungsorgans(R)

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proportional Ist, einen Impulsgenerator (CK), der eine stetige Folge von Impulsen konstanter Frequenz und unabhängig von der Umlaufgeschwindigkeit des Oi— gans (R) liefert, einen ersten Zähler (C.), der stetige, zwischen zwei aufeinanderfolgenden WInkeIbezugsImpulsen vom Impulsgenerator (CK) erzeugte Impulse liefert, wobei jene jeweils den Zähler (C-) auf Null zurückstellen, einen zweiten Zähler (C₇), der die vom Impulsgenerator (CK) gelieferten stetigen Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Winke1bezugsImpuI sen von dem Zählwert des Zählers (C.) am Ende des unmittelbar vorangehenden Zyklus abzieht und der Ihm bei jedem BezugswInke1impuIs übertragen wird, und eine logische Schaltung (RL) umfaßt, die, sobald der Zählwert bei der Rückwärtszählung des zweiten Zählers (C ) den vorgegebenen Schwellenwert (N₁.) (FIg. 1) erreicht hat, ein Steuersignal liefert.

Vorzündungssystem nach den Ansp rüchen 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieses einen zumindest aus einem Lesespeicher (ML) bestehenden Kodierungsspeicher aufweist, welcher zwischen dem ersten und dem zweiten Zähler (C. ,C_) angeordnet ist (Fig. 3).

Vorzündungssystem mit Zählern verringerter Zählkapazität nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses zusätzlich ein zwischen dem Zähler (C ) und dem Lesespeicher (ML) angeordneter, über die WInke1bezugsImpuI se auf den aktuellen Stand gebrachter Ubergangsspeleher, eine den Zähler (C.) bei Sättigung sperrende Schaltung (CB) und zwei Leitungen (L., L) zur alternativen Übermittlung des Steuersignals aufweist, wobei eine Leitung (L₇) an den Ausgang des Eingangskreises (A) und die andere Leitung (L.) an den Ausgang der logischen Schaltung (RL) angeschlossen ist und jede mindestens

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ein Gate (P₉, P₄) aufweist, die jeweils von einem an den Ausgang des Übergangsspeichers (MT) angeschlossene^ dritten Gate (P₃) gesteuert werden, und dessen Ausgangssignal das eine oder andere Gate (P₉, P.) freigibt und die entsprechende Leitung (L., L₉) je nach der Tourenzelt des Motors leitend macht (FIg, 5).

6. Vorzündungssystem nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieses einen aus einem Übergangsspeicher (MT) und einem Lesespeicher (ML) bestehenden Kodierungsspeicher aufweist, wobei der Übergangsspeicher an den Ausgang des ersten Zählers (C.) angeschlossen Ist und mittels der Wlnke1bezugsImpuI se auf dem aktuellen Stand gehalten wird und der Lesespeicher (ML) zwischen den zweiten Speicher (C ) und der logischen Schaltung (RL) angeordnet ist (Fig. 4).

7. Vorzündungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzel chnet, daß der Lesespeicher (ML) und die·logische Schaltung (RL) eine gemeinsame logische Schaltung bilden.

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