DE2659561A1 - Vorrichtung zur optimalen zuendverstellung eines motors mit waehrend des betriebes steuerbarer zuendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optimalen Verstellung der Zündung eines Motors mit über den Motorbetrieb steuerbaren Zündung, und zwar als Funktion der Klopffestigkeit des diesen Motor speisenden Luft-Brennstoffgemisches.

Es ist bekannt, dass das Klopfen auch Klingeln genannt, eine Art anormaler Verbrennung in Motoren mit steuerbarer Zündung darstellt. Es manifestiert sich in Druckschwingungen der Gase in der Brennkammer, was zu einer Selbstentzündung des Luft-Brennstoffgemisches führt, bevor es noch entsprechend dem normalen Verbrennungsmechanismus durch Fortpflanzung einer Flammenfront verbrannt wird.

Gewisse Arbeitsbedingungen des Motors, die zu erhöhten Druck- und Temperaturniveaus der Gase während der Brennperiode führen, sind besonders günstig für das Auftreten des Klopfens.

Als bekannte Maßnahmen zur Vermeidung dieser Klopfgefahr sind zu nennen: einerseits die Aufbereitung der Kraftstoffe, deren Klopffestigkeit derart ist, dass der größte Teil unserer Automobile befriedigt wird und andererseits abhängig ist von der Wahl der Konstruktionsparameter des Motors (Kompressionsgrad) und der Einstellparameter (Zündvoreilung, Arbeitstemperaturen), derart, dass die Motoren die auf dem Markt verfügbaren Kraftstoffe ohne weiteres annehmen.

Die kraftstoffbezogenen Lösungen sind teuer und die motorbezogenen Lösungen wirken sich ungünstig auf dessen energietischen Wirkungsgrad aus.

Sämtliche der oben angegebenen Lösungen werden im allgemeinen mit einem erheblichen Sicherheitsfaktor erarbeitet, derart, dass das Auftreten des Klopfens äußerst unwahrscheinlich ist.

Tatsächlich haben die heutigen Motoren keinerlei Mittel, um dieses, wenn es auftritt, zu unterdrücken; hieraus folgt fast immer eine Verstärkung dieses Phänomens, das zu einem Zerstörungsfaktor des Motors führen kann.

Die Erfindung löst diese Probleme mit den Maßnahmen des Anspruchs 1.

Selbsttätig wird also das in einem Motor auftretende Klopfen ermittelt und der Zündaugenblick während des Motorbetriebs verzögert, bis das ermittelte Klopfen verschwindet. Ist das Klopfen verschwunden, sei es nun wegen dieser Zündverzögerung und/oder einer Modifikation der Arbeitsbedingungen des Motors, so stellt die Vorrichtung nach der Erfindung allmählich den Zündaugen- blick bis auf einen vorher gewählten Bezugswert vor.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Fig. 1 schematisch einen Motor mit einer Vorrichtung nach der Erfindung zeigt;

Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die das Vorwärts- und Rückwärtszählen elektrischer Impulse ermöglicht;

Fig. 3 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 4 stellt als Funktion der Zeit in dieser Vorrichtung erzeugte Signale dar;

Fig. 5 zeigt elektronische Einrichtungen, die Grad für Grad die Drehung der Kurbelwelle feststellen; und

Fig. 6 ist eine Gesamtdarstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt im Ausführungsbeispiel einen Vierzylindermotor 1, der mit einer Vorrichtung nach der Erfindung ausgestattet ist. Mit 2 ist der Verteiler bezeichnet. Es sei angenommen, dass der Verteilerläufer 3 sich in Zündstellung der Kerze 4 befindet.

Das Bezugszeichen 27 bezeichnet die mit der Zündkerze 4 verbundenen Zündsteuereinrichtungen insgesamt. Der elektronische Zündkreis 5 mit Entladekapazität umfasst in üblicher Weise eine elektrische Spannungsquelle 6, die mit einem Kapazitätsentladekreis mit parallel geschaltetem Thyristor 7 und einem Kondensator 8 verbunden ist, der in Reihe zur Primärwicklung 9 der Zündspule liegt. Der Unterbrecher 10 wird von der Nocke 11 gesteuert, die durch die Welle 12 des Verteilers angetrieben ist.

Auf dem Zylinderdeckel 13 des Motors ist ein Schwingungsdetektor 14 vorgesehen, der durch ein Beschleunigungsmessgerät gebildet ist und elektrische Signale liefert, sobald der Zylinderdeckel 13 Schwingungen ausgesetzt ist. Hierzu kann man einen Beschleunigungsmesser verwenden, der auf die Schwingungen in einem Frequenzbereich, in welchem die durch das Klopfen hervorgerufenen Schwingungen enthalten sind, anspricht. Diese Klopffrequenzen hängen von der Motorbauart ab, sie liegen beispielsweise in der Größenordnung von 6 000 bis 8 000 Hertz.

Die Vibrationen des Zylinderdeckels sind aber nicht nur auf das Klopfen, wenn dieses Phänomen auftritt, zurückzuführen, sondern auch auf Stösse der Verteilerorgane (Ventile, Nocken etc.). Es ist somit notwendig, unter diesen elektrischen vom Detektor 14 abgeleiteten Signalen nur die zurückzuhalten, deren Ursprung auf das Vorhandensein des Klopfens zurückzuführen ist. Aufgrund der Tatsache, dass die Vibrationen des Zylinderdeckels aufgrund des Klopfens nur in einem bekannten begrenzten Intervall des Motorzyklus vorhanden sind, der kurz nach dem oberen Totpunkt der Verbrennungsphase beginnt, ordnet man dem Detektor 14 Einrichtung zur Messung des Winkels 22, 23, 24 zu, welche ein elektrisches Gültigkeitssignal in dem Intervall der Motorperiode, wie weiter unten gezeigt werden wird, liefern.

Die aus dem Vibrationsdetektor 14 stammenden Signale sowie die durch Öffnen der Kontakte des Unterbrechers 10 erzeugten Signale werden über die Leiter 15 bzw. 16 an eine elektronische Anordnung 17 übertragen, welche selbsttätig die Vorzündung einstellt.

Die elektronische Anordnung 17 ist so ausgebildet, dass sie zwischen dem Augenblick, in dem die Kontakte des Unterbrechers 10 öffnen und dem Augenblick der Zündsteuerung eine Verzögerung einführen, die eine Funktion des gegebenenfalls vorhandenen Klopfens ist.

Diese Anordnung 17 ist über die Leitung 18 mit der
<NichtLesbar>
des Thyristors 7 verbunden. * = bzw. Durchschaltelektrode.

Das aus dem Beschleunigungsmeßgerät 14 über die Leitung 15 kommende Signal wird in der elektronischen Anordnung 17 durch schematisch bei 43 (Fig. 6) angedeutete Einrichtungen behandelt, die einen Verstärkerkreis, einen Impedanzadaptor, einen Schwellenwertkreis, der dieses Signal nur ausgehend von dem dem Vorhandensein des Klopfens entsprechenden Niveau durchlässt und einen Filterkreis aufweist, welcher zwischen Impedanzadaptor und Schwellenwertkreis eingefügt ist.

Fig. 2 zeigt schematisch eine übliche elektronische Einrichtung zum Vorwärts- und Rückwärtszählen der elektrischen Impulse.

Diese numerische Vorrichtung umfasst n (beliebige ganze Zahl) Kippschaltungen (b[tief]1, b[tief]2 b[tief]n-1, b[tief]n), die in Reihe geschaltet sind und eine Kette bilden, von der ein Ende mit einem Eingang C zum Vorwärtszählen elektrischer Impulse, das andere Ende mit einem Eingang D zum Rückwärtszählen von Impulsen verbunden ist. Jede der Kippschaltungen der Kette hat einen "Zustand Null" und einen "Zustand 1", wodurch das Vorwärtszählen-Rückwärtszählen der Impulse im Binärsystem ermöglicht wird.

Sie umfasst im übrigen eine Anordnung von sogenannten "Auslösungsanschlüssen" I, die es ermöglichen, das System der Kippschaltungen in einen vorbestimmten Anfangszustand zu versetzen und weist n Ausgänge S auf, die mit den verschiedenen Kippschaltungen verbunden sind und an denen Signale erscheinen, deren Gesamtheit im Binärsystem das Ergebnis des Vorwärtszählens-Rückwärtszählens der Impulse durch die Vorrichtung wiedergibt.

Diese Vorrichtung umfasst auch einen Ladeeingang Ch zur Versetzung oder Rückversetzung in den fixierten Zustand durch den Auslösekreis (circuit d'initialisation) sowie einen Eingang RAZ zur Steuerung der Versetzung oder Rückversetzung in oder aus dem Zustand Null der Anordnung aus Kippschaltungen.

Schließlich kann diese Vorrichtung einen Anschluß Ro aufweisen, an dem ein Signal erscheint, wenn der Zähler auf Null gestellt ist und einen Anschluß R[tief]1, an dem ein Signal erscheint, wenn die aus dem Vorwärtszählen-Rückwärtszählen resultierende Zahl gleich der Zahl wird, welche durch die maximale Kapazität der Vorrichtung festgelegt ist.

In den folgenden Figuren werden die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 verwendet, um die in den verschiedenen Vorwärtszähl- und/oder Rückwärtszählorganen entsprechenden Elemente zu bezeichnen, wobei ein Index, der numerische Bezug des betrachteten Organs hinzugefügt wird, beispielsweise I[tief]19, D[tief]19, R[tief0-19 für das Organ 19, RAZ[tief]25 für das Organ 25 etc

Die schematisch beispielsweise in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung umfasst ein erstes Rückwärtszählorgan 19 mit einem Rückwärtszählanschluß D[tief]19, der mit einem Kontakt des Unterbrechers 10 derart verbunden ist, dass ein Rückwärtszählimpuls bei jedem Öffnen der Kontakte dieses Unterbrechers entsprechend dem Zünden in einem der vier Zylinder empfangen wird, d.h. bei jeder Halbumdrehung der Kurbelwelle.

Die Vorrichtung umfasst auch ein zweites Rückwärtszählorgan 20 mit einem Rückwärtszählanschluß D[tief]20, der mit einer Klopfdetektoranordnung verbunden ist. Diese Anordnung umfasst den Beschleunigungsmesser 14, die Schaltungen 43 (Fig. 6) und eine UND-Schaltung (P[tief]1) welche die Signale des Beschleunigungsmessers 14 gegen den Anschluß D[tief]20 nur während des Winkelzeitintervalls durchlässt, während dessen möglicherweise Klopfen im Verlauf der Umdrehung der Kurbelwelle auftreten kann.

Dieses Winkelzeitintervall ist definiert durch die Dauer eines Signals, welches durch die Leitung 21 von einer Kippschaltung 22 übertragen wird, die mit einem Organ 23 vom Typ "Schieberegister" verbunden ist, dessen Arbeitsweise weiter unten beschrieben werden wird; dieses Schieberegister selbst wird durch eine Anordnung von Schaltungen 24 gesteuert, welche eine Vorrichtung bildet, welche Grad für Grad der Drehung der Kurbelwelle des Motors folgt.

Das Rückwärtszählorgan 19 umfasst Auslöseeinrichtungen I[tief]19, welche eine Anfangs- oder Auslösedrehzahl von k[tief]1 Umdrehungen in dieses Organ einschreiben. Sind diese k[tief]1 Umdrehungen vermittels des Anschlusses D[tief]19 rückwärtsgezählt, so geht das Organ 19 durch den Wert Null und ein Signal tritt an dem Anschluß R[tief]0 [tief]19 auf.

In analoger Weise umfasst das Rückwärtszählorgan D[tief]20 Auslöseeinrichtungen I[tief]20, die eine Anfangs- oder Auslöseklopfzahl k[tief]2 in dieses Organ einschreiben.

Sind durch den Detektor 14 gefundene k[tief]2 Klopfzahlen ausgehend von diesem Anfangswert durch den Anschluß D[tief]20 rückwärtsgezählt worden, so geht das Organ 20 durch den Wert Null und ein Signal erscheint am Anschluß R[tief]0 [tief]20.

Die Ausgänge R[tief]0, [tief]19 und R[tief]0 [tief]20 sind jeweils mit dem Vorwärtszähleingang O[tief]25 und dem Rückwärtszähleingang D[tief]25 eines Vorwärtszähl-Rückwärtszählorgans 25 verbunden, welches einen Wert in Winkelgrad der Zündvoreilung ermittelt, die von der Gesamtheit der Ausgänge des Vorwärts-Rückwärtszählers 25 auf ein Steuerorgan 26 für die Voreilung, das weiter unten beschrieben wird, übertragen wird.

Der Vorwärts-Rückwärtszähler 25, der Auslöse- oder Initialisierungseinrichtungen I[tief]25 umfasst, hat eine Maximalkapazität entsprechend der Amplitude kleines Alpha° des Winkelintervalls der Veränderung in der Vorzündung, wobei diese Amplitude im numerischen binären System ausgedrückt wird, beispielsweise in Form

1 1 1 . 1

Im übrigen sind die Ausgänge R[tief]0 [tief]19 des Organs 19 und R[tief]0 [tief]20 des Organs 20 an zwei Eingänge einer ODER-Torschaltung (P[tief]2 angeschlossen, deren Ausgang parallel zur Ladeklemme Ch[tief]19 des Rückwärtszählorgans 19 und zum Ladeanschluß Ch[tief]20 des Rückwärtszählorgans 20 liegt.

Hieraus folgt, dass jeder Ausgangsimpuls an dem Anschluß R[tief]0 [tief]19, der der Rückwärtszählung um k[tief]1 Umdrehungen durch das Organ 19 ausgehend von dem fixierten Wert durch seine Auslöseschaltungen entspricht, die folgenden drei Wirkungen zeitigt:

Wiederauslösung des Organs 19 beim Wert k[tief]1 vermittels dieses Ausgangsimpulses, der von der ODER-Torschaltung auf den Anschluß Ch[tief]19 übertragen wird;

Wiederauslösung des Organs 20 beim Wert k[tief]2 vermittels dieses Ausgangsimpulses, der durch die ODER-Torschaltung an den Anschluß Ch[tief]20 übertragen wird;

Zuwachs der Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtung 25 um eine Einheit bei Empfang dieses Ausgangsimpulses an dem Anschluß C[tief]25.

Hat der Vorwärtszähler-Rückwärtszähler 25 bereits den Grenzwert kleines Alpha°, der durch die Auslösekreise fixiert ist, erreicht, so verbleibt er in diesem Wert dank der Verbindung zwischen den Anschlüssen R[tief]1-25 und dem Ladeanschluß Ch[tief]25 des Vorwärtszählers-Rückwärtszählers 25, wobei der neue vom Anschluß C[tief]25 empfangene Impuls lediglich den Wert

1 1 1 1

bestätigt, der im Vorwärtszähler-Rückwärtszähler CD[tief]25 aufgezeichnet wurde.

In analoger Weise ruft jeder Ausgangsimpuls am Anschluß R[tief]0 [tief]20 entsprechend dem Zählen von k[tief]2 Klopferscheinungen durch das Organ 20 ausgehend von dem Wert Null die drei folgenden Wirkungen hervor:

Wiederauslösung des Organs 20 bei Wert k[tief]2 vermittels des Ausgangsimpulses, der durch die ODER-Torschaltung auf den Anschluß Ch[tief]20 übertragen wird;

Wiederauslösung des Organs 19 beim Wert k[tief]1 über diesen Ausgangsimpuls, der von der ODER-Torschaltung an den Anschluß Ch[tief]19 übertragen wird;

Dekrementierung des Vorwärtszählers-Rückwärtszählers 25 um eine Einheit bei Empfang dieses Ausgangsimpulses am Anschluß D[tief]25.

Hat der Vorwärtszähler-Rückwärtszähler 25 bereits den Wert Null erreicht, so verbleibt er in diesem Wert dank der Ver- bindung zwischen dem Anschluß R[tief]0 [tief]25 und dem Nullrückstellungsanschluß RAZ[tief]25 des Vorwärtszählers-Rückwärtszählers 25, wobei der neue am Anschluß D[tief]25 empfangene Impuls dann nur den Wert

0 0 0 . 0

bestätigt.

Die Steuerung der Zündvoreilung wird sichergestellt durch ein Rückwärtszählorgan 26 an das der Vorwärtszähler 25 für die Anzahl der Voreilgrade den Wert kleines Beta° (0 kleiner gleich als kleines Beta° kleiner gleich als kleines Alpha°) überträgt, die an der Gruppe der Ausgänge vermittels der Auslöseleitungen I[tief]26 erscheinen.

Das Rückwärtszählorgan 26, das für die Steuerung der Voreilung als Funktion dieses Werts kleines Beta° sorgt, wird bei jedem Öffnen des Unterbrechers 10 ausgelöst, wobei letzterer über die Leitung 28 mit dem Ladesteueranschluß Ch[tief]26 des Organs 26 verbunden ist.

Das Organ 26 empfängt im übrigen an seinem Rückwärtszähleingang D[tief]26 einen Rückwärtszählimpuls bei jeder Drehung der Kurbelwelle um ein Grad ausgehend aus der Stellung entsprechend dem Öffnen der Unterbrecherkontakte 10.

Die Rückwärtszählimpulse werden an den Anschluß D[tief]26 über eine Vorrichtung 24 geliefert, welche die Kurbelwellendrehung Grad um Grad misst. Diese Vorrichtung, die ebenfalls mit dem Unterbrecher 10 über die Leitung 28 verbunden ist, wird nun mit Bezug auf Fig. 5 näher beschrieben.

Das Rückwärtszählorgan 26, das beim Sollwert kleines Beta°, der durch den Vorwärtszähler 25 aufgestellt wurde, ausgelöst wird und aufeinanderfolgende Rückwärtszählimpulse an seinem

Anschluß D[tief]26 entsprechend jedem Umdrehungsgrad der Kurbelwelle empfängt, liefert ein Signal an seinem Anschluß R[tief]0 [tief]26, sobald der Wert Null erreicht ist, d.h., nach einer Drehung der Kurbelwelle, gezählt ausgehend von dem Öffnen der Unterbrecherkontakte, deren Wert in Grad demjenigen entspricht, der durch den Zähler 25 auf die Auslöseleitungen I[tief]26 übertragen wird (wenn dieser Wert Null ist, d.h. 0 0 0 0, ist die Zündverzögerung maximal, da das Signal dann am Anschluß R[tief]0 [tief]26 erscheint, sobald die Kontakte des Unterbrechers öffnen, um die Zündung auf diese Weise zu steuern).

Das Zündsteuersignal am Anschluß R[tief]0 [tief]26 wird auf die Zündsteuereinrichtungen 27 der Fig. 1 übertragen.

Auf dem Chronogramm der Fig. 4 ist das Signal von der Dauer T aufgetragen, welches vom Unterbrecher 10 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Öffnungsvorgängen der Kontakte dieses Unterbrechers geliefert wird.

Unter diesem Signal sind die Impulse angegeben, die durch die Schaltungen 24 bei jedem Umdrehungsgrad der Kurbelwelle erzeugt werden.

Das Zündintervall liegt zwischen der Winkelstellung kleines Alpha[tief]A (maximale Voreilung) entsprechend dem Öffnen der Unterbrecherkontakte und der Winkelstellung kleines Alpha[tief]B (minimale Voreilung) der Kurbelwelle. Die Amplitude kleines Alpha[tief]B - kleines Alpha[tief]A = kleines Alpha° des Einstellbereiches ist festgelegt durch die Auslösekreise I[tief]25 des Zählers 25.

Der durch das Rückwärtszählorgan 26 festgelegte Wert kleines Beta fixiert die Winkellage kleines Alpha[tief]C der Zündsteuerung der Zündkerze 4 wobei kleines Alpha[tief(C) = kleines Alpha[tief]A + kleines Beta

0 kleiner gleich als kleines Beta kleiner gleich als kleines Alpha

Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtungen (22, 23, 24) zur Messung oder Markierung der Kurbelwellendrehung.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 5 ist der Unterbrecher über die Leitung 28 mit einem ersten Eingang eines elektronischen Kreises 29 der UND-Torschaltung verbunden, an die er seine Impulse überträgt, deren Periodizität mit der Drehgeschwindigkeit der die Nocke 11 antreibenden Welle 12 variiert.

Diese Drehgeschwindigkeit ist gleich der Hälfte derjenigen der Kurbelwelle, die sich um 180° zwischen zwei aufeinanderfolgenden Öffnungen der Kontakte des Unterbrechers 10 durch die Nocke 11 dreht.

Mit T sei das Zeitintervall bezeichnet, welches zwei aufeinanderfolgende durch den Unterbrecher 10 gelieferte Impulse I[tief]1, I[tief]2 trennt. Es gilt F = 1/T, wenn F die Öffnungsfrequenz des Unterbrechers ist.

Eine RC-Oszillatorschaltung
<NichtLesbar>

30 mit der Frequenz f[tief]1 ist mit einer durch 180 teilenden Schaltung 31 verbunden, die ihrerseits mit der Leitung 32 an einem zweiten Eingang des Kreises 29 liegt, dem Impulse von der Frequenz f[tief]2 = f[tief]1/180 geliefert werden. Der Ausgang des Kreises 29 ist an den Zähleingang C[tief]33 eines Zählers für elektrische Impulse 33 gelegt. Dieser Zähler 33 kann von an sich bekannter Bauart sein, wie er im Handel unter der Bezeichnung "Type 7493" vertrieben wird.

Nach einem ersten Öffnen des Unterbrechers ist die Anzahl der durch den Zähler 33 während des die Impulse I[tief]1 und I[tief]2 trennenden Zeitintervalls 2, was einer Rotation um eine viertel Drehung der Welle 12 entspricht, gleich
<NichtLesbar>

Die n Kippschaltungen des Zählers 33 sind durch n Leitungen parallel an eben so viele unabhängige Elemente vom Kippschaltungstyp eines Speicherkreises 34 gelegt. Dieser Kreis 34 kann von an sich bekannter Art mit der Bezeichnung "Type 7474" sein.

Der Zähler 33 weist einen Nullrückstellungseingang
<NichtLesbar>
auf, der mit dem Unterbrecher 10 über eine Leitung 35 verbunden ist, welche übliche Einrichtungen 35A umfasst, um die Übertragung der Front der Impulse I[tief]1, I[tief]2 an den Anschluß RAZ[tief]33 des Zählers 33 zu verzögern.

Der Speicherkreis 34 weist einen Ladeeingang Ch[tief]34 auf, der über eine Leitung 36 sich mit dem Unterbrecher verbunden hat.

Wenn unter diesen Bedingungen die Kontakte des Unterbrechers 10 sich von neuem nach einer Vierteldrehung der Nocke 11 sich öffnen, so sorgt die Front 34A des Impulses I[tief]2, die er liefert, für die Übertragung des numerischen Inhalts f[tief]2 x T des Zählers 33 im Speicherkreis 34; dann sorgt die vom Zähler 33 mit einer gewissen Verzögerung bezüglich der Front 34A (durch die Einrichtungen 35A bewirkte Verzögerung) empfangene Front 33A für die Nullrückstellung des Zählers 33. Letzterer ist dann bereit von neuem Impulse aufzuzeichnen, die aus der Torschaltung 29 während einer neuen Umdrehung der Welle 12 kommen.

Der Speicherkreis mit Speicher 34 (circuit de stockage à mémoire) besitzt n Ausgänge, die jeweils mit n Auslösungsanschlüssen eines Rückwärtszählorgans 37 ("Type 74 193" beispielsweise) verbunden sind.

Dieses Organ 37 weist einen Rückwärtszähleingang D[tief]37 auf, der über die Leitung 38 mit dem Ausgang des Oszillators 30 von der Frequenz f[tief]1 verbunden ist. Der Kreis 37 besitzt auch einen Anschluß R[tief]0 [tief]37, an dem ein Signal bei jedem Nulldurchgang des Rückwärtszählorgans erscheint.

Das Zeitintervall, welches zur Nullrückstellung des Organs 37 notwendig ist, dessen numerischer Anfangs- oder Auslöseinhalt, der vom Speicherkreis 34 geliefert ist, gleich f[tief]2T ist und das Rückwärtszählimpulse von der Frequenz f[tief]1 empfängt, ist gleich und die Frequenz der Nulldurchgänge des Organs 37 ist also gleich wobei F die Öffnungsfrequenz der Kontakte des Unterbrechers 10 ist.

Anders ausgedrückt: es erscheinen 180 Impulse am Anschluß R[tief]0 [tief]37 des Rückwärtszählorgans 37 während jeder Rotation um eine Vierteldrehung der Nocke 11, und zwar entsprechend der Kurbelwellendrehung um 180°.

Das Rückwärtszählorgan 37 besitzt einen Ladeeingang Ch[tief]37, der über die Leitung 39 mit seinem Ausgang verbunden ist.

Unter diesen Bedingungen stellt jeder Nulldurchgang des Rückwärtszählorgans 37, das ein Signal an R[tief]0 [tief]37 liefert, selbsttätig dieses Organ in Ladestellung zurück.

Der Ausgang R[tief]0 [tief]37 des Rückwärtszählorgans 37 ist über die Leitung 40 mit dem Eingang O[tief]23 eines Kreises 23 vom an sich bekannten Typ "Schieberegister" (Typ 74164 beispielsweise) mit 180 Ausgängen verbunden.

Es erscheinen also am Ausgang R[tief]0 [tief]37 des Organs 37 180 Impulse zwischen zwei Kontaktöffnungsvorgängen des Unterbrechers 10, wobei jeder dieser Impulse einer Drehung der Kurbelwelle um ein Grad entspricht, wobei die Drehgeschwindigkeit des Motors invariabel über die Dauer des betrachteten Winkelzeitintervalls von 180°
<NichtLesbar>
wurde, jedoch von einem Intervall zum anderen (von 180°) variieren kann, was der Zündung in einem anderen Zylinder entspricht.

Während jeder dieser Impulse die Inkrementierung der Vorrichtung 23 hervorruft, erscheint so ein Impuls nacheinander an jedem der 180 Ausgänge der Vorrichtung 23 und ermöglicht es, der Rotation der Kurbelwelle Grad um Grad zu folgen.

Der Zähler 23 umfasst einen Nullrückstellungsanschluß RAZ[tief]23, der mit dem Unterbrecher über die Leitung 41 derart verbunden ist, dass eine Nullrückstellung bei jedem Öffnen der Kontakte des Unterbrechers 10 durch die Nocke 11 erfolgt.

Das Schieberegister 23 ermöglicht es, das "Winkelfenster" zu wählen, indem ausschließlich die durch den Detektor 14 verzögerten Vibrationen berücksichtigt werden, wobei dieses Fenster so gewählt ist, dass es dem Intervall des Motortakts entspricht, in welchem das Klopfphänomen wie oben dargelegt, auftreten kann.

Hierzu werden die beiden Ausgänge des Schieberegisters 23, entsprechend den beiden Grenzwinkeln dieses Winkelfensters jeweils mit den beiden Eingängen einer Kippschaltung 22 vom Typ SLT-RESET verbunden. Diese Kippschaltung ist über die Leitung 21 mit der UND-Torschaltung (P[tief]1) verbunden, an die der Detektor 14 (Fig. 5) sowie das diesem Detektor zugeordnete Filter (Fig. 6) angeschlossen ist.

Die Kippschaltung liefert so ein Rechtecksignal zwischen zwei Winkelstellungen, wodurch das gewählte "Winkelfenster" begrenzt wird: der Rechteckimpuls beginnt, wenn ein Signal am Ausgang des Schieberegisters 23 entsprechend der ersten Grenzwinkel dieses "Fensters" erscheint (erste Zustandsänderung der Kippschaltung 22) und dieser Rechteckimpuls endet, wenn ein Signal am Ausgang des Schieberegisters 23 erscheint, das dem zweiten Grenzwinkel des Fensters entspricht (zweite Zustandsänderung der Kippschaltung 22).

Im übrigen existieren nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 noch Sicherheitseinrichtungen, die einen Fehler im Betrieb des Klopfdetektors 14 ausmerzen. Nach dieser Ausführungsform liefert einer der Anschlüsse des Schieberegisters 23 über die Leitung 42 ein kalibriertes Zündvorsignal, welches auf die Vorrichtung 27 ausschließlich in dem Fall des Nichtbetriebs des Klopfdetektors 14 übertragen wird. Diese kalibrierte Zündvoreilung bedeutet eine ausreichend kleine Voreilung, um jede Gefahr eines Klopfens zu unterdrücken.

Die Vorrichtung 27 empfängt so über eine ODER-Torschaltung (P[tief]3), an die sie über die Leitung 18 angeschlossen ist, entweder das berechnete, am Anschluß R[tief]0 [tief]26 des Organs 26 auf- tretende Steuersignal oder das Steuersignal für ein von der Leitung 42 geliefertes kalibriertes Voreilen.

Das Liefern des einen oder des anderen dieser Signale an die Torschaltung P[tief]3 erfolgt ausschließlich durch eine Anordnung von zwei UND-Toren, von denen das erste (P[tief]4) mit dem Anschluß R[tief]0 [tief]26, das andere (P[tief]5) mit der Leitung 42 verbunden ist. Das Öffnen des einen oder anderen dieser beiden Tore wird durch eine Kippschaltung 44 gesteuert, welche an das Tor P[tief]4 ein Signal über die Leitung 47 liefert, wenn der Klopfdetektor 14 arbeitet und der an das Tor P[tief]5 ein Signal über die Leitung 48 liefert, wenn der Klopfdetektor 14 nicht arbeitet.

Um zu bestimmen, wann der Detektor 14 arbeitet oder nicht arbeitet, ordnet man eine Kippschaltung 44 an, die einerseits mit diesem Detektor über die Leitung 45 und andererseits mit einem Ausgang 46 des Schieberegisters 23 über die Leitung 46' verbunden ist.

Erster Fall: Arbeitet der Detektor 14, so stellen die Ausgangssignale dieses Detektors die Kippschaltung 44 in einen "Zustand 1", der durch das Auftreten eines kurzen Impulses am Anschluß 46 des Schieberegisters 23 nicht modifiziert wird, wenn die Kurbelwelle in die durch diesen Anschluß des Registers 23 angezeigte Winkelstellung übergeht. In diesem "Zustand 1" steuert die Kippschaltung 44 über die Leitung 47 das Öffnen des Tors P[tief]4, welches das berechnete am Anschluß R[tief]0 [tief]26 auftretende Steuersignal passieren lässt.

Zweiter Fall: Wenn dagegen der Detektor 14 nicht arbeitet und kein Signal liefert, dann stellt der am Anschluß 46 auftretende Impuls die Kippschaltung in einen "Zustand 2", wo sie über die Leitung 48 das Öffnen des Toren P[tief]5 steuert, welches das von der Leitung 42 gelieferte kalibrierte Vorzündungssteuersignal passieren lässt.

Im ersten Fall ist das Tor P[tief]5 nicht offen, da die Leitung 48 kein Signal überträgt, während im zweiten Fall das Tor P[tief]4 geschlossen verbleibt, da die Leitung 47 keinerlei Signal überträgt.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur selbsttätigen optimalen Verstellung der Vorzündung eines Motors mit während des Betriebes steuerbarer Zündung, mit Einrichtungen zum Ermitteln des eventuellen Vorhandenseins von Klopfen während der Verbrennung, wobei diese Einrichtungen auf Schwingungen des Motors ausschließlich während eines Bruchteils der Verbrennungsphase entsprechend einem gewählten Winkelintervall der Rotation der Motorwelle ansprechen; und mit reversiblen durch diese Ermittlungseinrichtungen betätigten mit dem Zündkreis verbundenen Einrichtungen, wobei diese reversiblen Einrichtungen eine Verzögerung in der Zündung bei der Ermittlung einer gewissen Zahl aufeinanderfolgender Klopfvorgänge hervorrufen, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Markieren bzw. Messen der Rotation der Motorwelle unter Erzeugung elektrischer Impulse entsprechend aufeinanderfolgenden regelmäßig verteilten Stellungen der Motorwelle; durch ein erstes Aufsummierorgan der reversiblen Einrichtungen, die ein Signal nach Aufsummierung einer festgelegten Anzahl von Arbeitstakten erzeugen; durch ein zweites Aufsummierorgan, das ein Signal nach Aufsummierung einer festgelegten Anzahl von Motorklopfvorgängen erzeugt, wobei jedes dieser Organe einen mit dem Nullrückstellungsausgang der beiden Aufsummierorgane verbundenen Ausgang aufweist; durch elektrische Vorwärtszähl- und Rückwärtszähleinrichtungen, die mit den beiden Organen verbunden sind und ein Vorverstellungssignal liefern, das eine Funktion der Differenz zwischen den jeweiligen Anzahlen von durch diese Organe gelieferten Signalen ist; und durch Steuereinrichtungen für den Zündkreis, die mit dem Vorwärtszähl-Rückwärtszählorgan und mit den Mess- und Markiereinrichtungen für die Drehung der Antriebswelle verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Sicherheitseinrichtungen zum Nachweisen eines eventuellen Betriebsfehlers der Klopfermittlungseinrichtungen, welche verbunden sind mit diesen Ermittlungseinrichtungen, diesen Messeinrichtungen für die Rotation der Antriebswelle und mit dem Zündkreis des Motors, wobei die Sicherheitseinrichtungen so ausgebildet sind, dass sie ein Steuersignal für eine kalibrierte Vorzündung im Falle eines Betriebsfehlers der Ermittlungseinrichtungen erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Aufsummierorgane Organe des numerischen Rückwärtszählens mit Rückwärtszählanschlüssen sind, wobei letztere jeweils mit einem Organ verbunden sind, das ein elektrisches Signal bei jedem Arbeitstakt liefert und mit den Ermittlungseinrichtungen verbunden sind; und durch Auslöseschaltungen, die jeweils eine feste Zahl von Arbeitstakten und eine feste Klopfzahl definieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtungen eine Maximalkapazität aufweisen, die numerisch den Wert der Amplitude des Winkelbereichs der Verstellung der Zündvoreilung festlegen, wobei ein Anschluß für das Laden dieser Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtungen bei diesem Auslösewert sorgen; ein Nullrückstellungsanschluß vorgesehen ist; ein Vorwärtszählanschluß, der mit dem Ausgang des ersten Aufsummierorgans verbunden ist; ein Rückwärtszählanschluß am Ausgang dieses zweiten Aufsummierorgans; ein Annulierungsanschluß, an dem ein Signal erscheint, wenn der numerische Inhalt der Rückwärtszähleinrichtungen annuliert wird, wobei der Annulierungsanschluß mit dem Nullrückstellungsanschluß der Rückwärtszähleinrichtungen verbunden ist, ein Koinzidenzanschluß, an dem ein Signal erscheint, wenn der numerische

Inhalt dieser Koinzidenz Rückwärtszähleinrichtungen mit dem durch diese Maximalkapazität festgelegten Wert zusammenfällt, wobei der Koinzidenzanschluß mit dem Ladungsanschluß verbunden ist und diese Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtungen eine Vielzahl von Ausgangsanschlüssen entsprechend aufeinanderfolgenden Befehlen einer Numeriereinrichtung zum Liefern dieses Vorverstellungssignals in numerischer Form umfassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Steuereinrichtungen für den Zündkreis ein Rückwärtszählorgan mit Auslöseanschlüssen in einer Anzahl umfassen, die gleich dem der Ausgangsanschlüsse dieser Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtungen sind und die jeweils mit diesen Ausgängen verbunden sind, wobei ein Rückwärtszähleingang mit den Mess- oder Markiereinrichtungen für die Rotation der Antriebswelle verbunden ist und ein Ausgang an den Zündkreis des Motors angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Markiereinrichtungen für die Rotation der Motorwelle in Kombination aufweisen:

einen Detektor für den Durchgang dieser Welle in einer Bezugswinkelstellung in Form elektrischer Bezugssignale;

einen Oszillator, welcher elektrische Signale bei festgelegter Frequenz liefert, wobei dieser Oszillator mit dem Eingang eines numerischen Rückwärtszählorgans mit einer Vielzahl von Auslöseanschlüssen verbunden ist;

einen mit dem Oszillator verbundenen Frequenzteiler, dessen Ausgang an den Eingang eines numerischen Vorwärtszählorgans mit einer Vielzahl von Ausgängen in einer Anzahl angeschlossen ist, die gleich der der

Auslöseanschlüsse ist und jeweils den aufeinanderfolgenden Befehlen eines Numeriersystems entspricht;

ein Speicherorgan aus Speicherelementen in einer Anzahl, die gleich der der Ausgangsanschlüsse des Vorwärtszählorgans ist und von denen ein jeder jeweils mit einem Ausgang des numerischen Zählorgans und einer Auslösungsklemme dieses Rückwärtszählorgans verbunden ist, wobei dieses Speicherorgan einen mit dem Detektor verbundenen Ladungssteueranschluß derart aufweist, dass eine Steuerung durch jedes Bezugssignal erfolgt, wobei das numerische Vorwärtszählorgan eine Nullrückstellungsklemme aufweist, die mit dem Detektor über Verzögerungseinrichtungen verbunden ist und das Rückwärtszählorgan einen Ausgang aufweist, an dem ein Markierungs- oder Messignal jedes Mal dann erscheint, wenn der numerische Inhalt dieses Organs unter Kleinerwerden einen vorher festgelegten Wert erreicht, wobei das Signal den Durchgang der Welle in einer bezüglich der Bezugsstellung festen Winkelstellung überträgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Ausgang des Rückwärtszählorgans mit einem Organ der Schieberegisterart mit einer Anzahl von Ausgängen verbunden ist, die der Anzahl entsprechen, durch die der Frequenzteiler die Frequenz der elektrischen durch den Oszillator gelieferten Signale teilt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Frequenzteiler die Frequenz der elektrischen vom Oszillator gelieferten Signale durch 180 teilt und dass dieses Organ vom Schieberegistertyp 180 Ausgänge entsprechend aufeinanderfolgenden Gradstellungen in der Rotation der Antriebswelle über eine Halbdrehung entspricht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberegister zwei Ausgänge aufweist, die ein Winkelfenster bilden, wobei die beiden Ausgänge jeweils mit den beiden Eingängen eines Kippschaltungselementes verbunden sind, deren Ausgang mit einem ersten Eingang einer UND-Torschaltung verbunden ist, wobei der zweite Eingang der letzteren an Einrichtungen zur Ermittlung der Vibrationen des Motors angeschlossen ist und der Ausgang dieses UND-Tors mit dem Eingang des zweiten Aufsummierorgans verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberegister einen Ausgang aufweist, der ein kalibriertes Zündvoreilen definiert und dass die Gesamtheit der Kreise vom Typ Torschaltung zwischen den Zündkreis und die Steuereinrichtungen dieses Kreises eingeschaltet und mit dem das kalibrierte Voreilen definierenden Ausgang verbunden ist, wobei diese Anordnung durch Klopfdetektoreinrichtungen gesteuert und so ausgebildet ist, dass gegen den Zündkreis ausschließlich ein vom Steuerkreis erzeugter Impuls oder ein Impuls durchgelassen wird, der von dem die kalibrierte Zündvorverstellung definierenden Anschluß gesteuert wird, je nachdem, ob die Klopfdetektoreinrichtungen gegebenenfalls in Betrieb sind.