DE2736576C2 - Zündanlage mit einer mechanisch nicht bewegten Hochspannungsverteilung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

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Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage mit einer mechanisch nicht bewegten Hochspannungsverteilung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 27 04 269 ist bereits eine solche Zündanlage bekannt, bei der ebenfalls durch ein Gebersystem über Signalerkennungsstufen zwei Zündspulen zur Erreichung einer nicht bewegten Hochspannungsverteilung gesteuert werden. Dort sind jedoch keine Hinweise zu entnehmen, eine Schließwinkel-Steuerung- oder -Regelung vorzusehen. Da bei bekannten Zündanlagen, wie sie beispielsweise in der DE-OS 22 44 781 beschrieben sind, die Schließwinkelsteuervorrichtung einem Endstufentransistor zugeordnet ist, müßte bei einer Anordnung mit mehreren Zündspulen und mehreren Endstufentransistoren mehrere Schließwinkelsteuervorrichtungen vorgesehen werden. Dies ist jedoch aufwendig und teuer. Auch aus der DE-OS 24 46 !93 und der DE-AS 12 95 271 sind Vorrichtungen bekannt, um mit Hilfe von unterschiedlichen Gebersignalen mehrere Zündspulen anzusteuern. Auch hier sind keine Hinweise enthalten, eine Schließwinkel-Steuerung oder -Regelung vorzusehen.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch eine einzige Schließwinkelsteuervorrichtung mehrere Zündkreise zu steuern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in vorteilhafter Weise gelöst. Durch eine Torschaltung werden Signale der Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit abwechselnd den einzelner, elektrischen Schaltern zugeführt, wobei das Signalende jeweils durch die zugeordnete Signalerkennungsstufe festgelegt ist. Durch diese Anordnung kann eine einzige Schließwinkelsteuervorrichtung den Schließwinkel von mehreren Zündkreisen steuern.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 ein Prinzip-Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild dieses Ausführungsbeispiels.

Beschreibung der Erfindung

Bei dem in Fig. 1 im Prinzip dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine vorzugsweise mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Geberanordnung 10 mit den Sisuereingängen zweier elektrischer Schalter 11, 12 verbunden. Die Geberanordr.ung besteht dabei aus einer sich drehenden Scheibe 100, an die jeweils abwechselnd zwei magnetische Nordpole 101 und zwei magnetische Südpole 102 angebracht sind. Diese Magnete werden an einem Hall-Element 103 vorbeigeführt, das über zwei, vorzugsweise als Schwellwertstufen ausgebildete Signalerkennungsstufen 104, 105 mit den Steuereingängen der genannten elektrischen Sehalter II, 12 verbunden ist. Diese Signalerken» nungsstufen 104, 105 sind so ausgebildet, daß die eine beim Wirksamwerden eines Südpols 102 am Hall-Element 103 und die andere beim Wirksamwerden eines Nordpols 101 am Hall-Element 103 ein Ausgangssignal abgibt. Das Hall-Element 103 bewirkt durch die wechselnden Pole jeweils eine Potentialänderung in positiver und negativer Richtung. Anstelle eines Hall-Gebers sind

auch andere Ausfuhrungsformen, z. B. induktive Geber oder optische Geber möglich. Entscheidend dabei ist, daß die Scheibe 100 verschiedenartige Marken aufweist, die unterschiedliche Signale im Aufnehmerelement 103 erzeugen. Diese Unterschiedlichkeit kann im Potential, in der Polarität oder in der Signallänge liegen.

In der Geberanordnung 10 oder dieser nachgeschaltet kann in bekannter Weise eine mechanische oder elektronische Vorrichtung vorgesehen sein, duch die Gebersignale iin Abhängigkeit der Drehzahl oder sonstiger Parameter verschoben werden können. In der Geberanordnung 10 oder dieser nachgeschaltet ist eine an sich bekannte Schließwinkel-Steuervorrichtung vorgesehen, wie die;; in F i g. 2 noch näher erläutert wird.

Eine mit dem positiven Pol einer Versorgungsspannungsquelle verbundene Klemme 13 ist sowohl über die Reihenschaltung der Primärwicklung einer ersten Zündspule 14 mit der Schaltstrecke des als Transistor ausgebildeten, elektrischen Schalters 11, wie auch über die Reihenschaltung der Primärwicklung einer zweiten Zündspule 15 mit der Schallstrecke des Transistors 12 an Masse angeschlossen. Die beiden Anschlüsse der beiden Sekundärwicklungen der Zündspule 14, rf sind jeweils über zwei Zündstrecken 16, 17 bzw. 13, 19 mit Masse verbunden. Die Zündstrecken 16 bis 19 sind bei einer Brennkraftmaschine als Zündkerzen ausgebildet. Wird eine größere Anzahl von Zündkerzen benötigt, so können jedem elektrischen Schalter 11,12 noch weitere Zündspulen parallel geschaltet werden.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellcen Ausführungsbeispiels besteht darin, daß durch die Marken 101,102 wechselnder Polarität im Hail-Element 103 Potentialerhöhungen bzw. Potentialabsenkungen erfolgen. Diese Potentialänderungen werden in den vorzugsweise als Schwellwertstufen ausgebildeten Signalerkennungsstufen 104,103 erkannt, wobei jeweils eine der Signalerkennungsstufem 104,105 ein Ausgangssigna! abgibt. Ein solches Ausgangssignal steuert über die Schließwinkel-Steuervorrichtung, vorzugsweise über in der Zeichnung nicht näher dargestellte Treiberstufen, den entsprechenden Schalttrainsistor 11 bzw. 12 in einem der Primärstromkreise der beiden Zündspulen 14, 15. Dabei können die Signale so ausgelegt werden, daß die Ansprechsignale am Ausgang der Signalerkennungsstufen 104, 105 0-Signale sind, durch die die elektrischen Schalter 11, 12 kurzzeitig sperren und damit die Zündung auslösen. Die Zeit, die zwischen dem Passieren zweier gleichartiger Pole am Hall-Element 103 vorgeht, kann dann über die Schließwinkel-Steuervorrichtung zum Aufbau der magnetischen Energie in den Zündspulen 14,15 bei stromleitenden Schaltern 11,12 verwendet werden.

Umgekehrt besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Marken 1:01, 102 über einen bestimmten Winkel auszubilden, so daß während des Passierens einer solchen Marke am Hill-Element 103 am Ausgang der entsprechenden Signalerkennungsstufe 104 bzw. 105 ein 1-Signal erscheint, das über die Schließwinkel-Steuervorrichtung die Schließzeit des entsprechenden Schalters 11,12 bestimmt und damit die Zeit zum Aufbau der magnetischen Energie.

Gemäß dem in Fig.2 dargestellten detaillierten Schaltbild des Ausführungsbeispiels nach Fig.! sind die beiden Ausgänge der Geberanordnung 10 über Inverter 33 und 31 mit den! Setzeingang S und dem Rücksetzeingang R eines aus NOR-Gattem 20, 21 aufgebauten RS-Flipflops 22 verbunden. Der Ausgang ζ) des Flipflops 22 ist über ein UND-Ga'ter 23 mit einem Eingang eines ODER-Ga:iers 24 verbunden, dessen zweiter Eingang über einen Schalter 30 an den Rücksetzeingang R des Flipflops 22 angeschlossen ist. Der Ausgang des ODER-Gatters 24 ist mit dem Steuereingang des elektrischen Schalters 11 verbunden. Ein UND-Gatter 25, ein 5 ODER-Gatter 26 und ein Schalter 32 sind entsprechend mit dem Setzeingang 5 und dem komplementären Ausgang 0 des Flipflops 22 sowie dem Steuereingang des elektrischen Schalters 12 beschältet Beide Ausgänge der Geberanordnung 10 sind weiterhin über ein UND-Gatter 27 mit dem Eingang der Schließwinke.l-Steuervorrichtung 28 verbunden, deren Ausgang an jeweils dem zweiten Eingang der UND-Gatter 23, 25 angeschlossen ist. Die Bauteile 11 bis 19 sind wie in Fig. 1 geschaltet, jedoch sind beide Primärstromkreise über einen gemeinsamen Strommeßwiderstand 29 an Masse angeschlossen. Der Verknüpfungspunkt der beiden elektrischen Schalter 11, 12 mit dem Strommeßwiderstand 29 ist mit der Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 verbunden.

Die ScbFeßwinkel-Steuervorrichtung 28 errechnet üblicherweise den Zeitpunkt des Br .inns der Schließzeit für einen der elektrischen Schalter ί ί, 12 aufgrund der Information des vorhergegangenen Zyklus, nämlich ob zum Zündzeitpunkt der durch den Strommeßwiderstand 29 gemessene Stromwert den Sollwert doch nicht erreicht erreicht oder überschritten hat. Aufgrund dieser Festlegung erfolgt ein Vorverschieben, ein Beibehalten oder ein Nachverschieben des Beginns der Schließzeit im darauffolgenden Zyklus. Mit jeder Marke 101, 102 gelangt ein 0-Signal über das UND-Gatter 27 zur Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28, durch die der vom Strommeßwiderstand 29 gemessene Stromwert mit dem in der Sichließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 gespeicherten Sollwert verglichen wird. Rührt dieses 0-Signal ζ. B. von der Signalerkennungsstufe 105 her, so wird durch dieses gleichzeitig der Ausgang Q auf ein 1-Signal gesetzt. Der komplementäre Ausgang Q wechselt zu einem OSignal und sperrt dadurch bei geöffnetem Schalter 32 den Transistor 12, wodurch durch die Zündspule 15 Zündfunken ausgelöst werden. Die Auslösung der Schließzeit erfolgt durch die Schließwinkel-Stejerungsvorrichtung 28 über das UND-Gatter 23, an dessen zweitem Eingang bereits ein 1-Signal anliegt. Über das ODER-Gatter 24. das im Falle eines dauernd geöffneten Schalters 30 auch entfallen kann, wird der Transistor 11 in seinen stromleitenden Zustand gesteuert. Erscheint η jn ein 0-Signal am Ausgang der Signalerkennungsstui'e 104, so wechselt der Ausgang Q von einem 1-Signal zu einem O-Signai und der komplementäre Ausgang Q von einem 0-Signal zu einem 1-Signal. Der Transistor 11 sperrt, und durch die Zündspule 14 werden zwei Z'.ündfunken ausgelöst. Wird durch die Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 nunmehr der B°gir.) einer neuen Schließzeit angezeigt, so wird diese über das UND-Gatter 25 am Transistor 12 wirksam. Die beschriebene Wirkungsweise für dauernd geöffnete Schalter 30, 32 stellt den Fall einer Sciiließwinkelverkleinerung dar, d. h., durch die Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 wird ausgehend von einem maximal möglichen Schließwinkel dieser in Abhängigkeit des Spannungsabfalls am Widerstand 29 verkleinert.

Sind beide Schalter 30,32 geschlossen, so tritt der Fall der Schließwinkelvergrößerung auf. d. h.. oin minimaler Schließwinkel ist durch die Länge des O-Signals am Aus-

b5 gang der Signalerkennungsstufe 104 bzw. 105 über die Inverter 31 bzw. 33 und die ODER-Gatter 24 bzw. 26 vorgegeben. Am Ende eines solchen Signals tritt ein Zündvorgang auf. Vor dieses minimale Schließwinkelsi-

gnal wird über das UND-Gatter 23 b/w. 25 ein Signal zur Verlängerung des Schließwinkels in Abhängigkeit des Spannungsabfalls am Widerstand 29 angefügt, das in der bereits beschriebenen Weise erzeugt wird. Der Zündzeitpunkt wird dann durch den Wechsel der Signalerkennungsstufe 104 bzw. 105 von einem O-Signal zu einem 1-Signal festgelegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

10

JO

40

45

55

60

65

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zündanlage mit einer mechanisch nicht bewegten Hochspannungsverteilung für Brennkraftmaschinen, mit wenigstens zwei Zündspulen, von denen jede einzelne durch einen eigenen, mit ihrer Primärwicklung in Reihe liegenden und den Strom durch diese Wicklung ein- und ausschaltenden elektrischen Schalter gesteuert wird, wobei jeder Zündspule we- ίο nigstens eine Zündstrecke zugeordnet ist, mit einem mit einer rotierenden Weile verbundenen Gebersystem (10), das pro Umdrehung eine der Zahl der Zündspulen entsprechende Anzahl unterschiedlicher Gebersignale erzeugt, mit in ihrer Zahl der An- ii zahl der unterschiedlichen Gebersignale entsprechenden und mit den Gebersignalen beaufschlagten Signalerkennungsstufen (104,105), deren Ausgangssignale die elektrischen Schalter (11, 12) steuern, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige, durch die Ausgangssignale der Signalerkennungsstufen (104, 105) gesteuerte, an sich bekannte Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit (28) für alle elektrischen Schalter (11,12) vorgesehen ist, daß eine Torschaltung (20 bis 26; 30 bis 33) mit den Ausgangssignalen der Signalerkennungsstufen (104,105) sowie Ausgangssignalen der Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit (28) beaufschlagbar ist und daß durch diese Torschaltung (20 bis 26; 30 bis 33) Signale der Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit (28) abwechselnd den einzelnen elektrischen Schaltern (11, 12) zuführbar sind, wobei das Signalende jeweils durch die zugeordnet: Signalerkennungsstufe (104 bzw. 105) festgelegt ist.

2. Zündanlage nach Anspruc . 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebersystem (10) aus einem Hall-Element (103) besteht, an dem Magnete (101, 102) unterschiedlicher Polarität vorbeigeführt werden.

3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerkennurigsstufen (104,105) Schwellwertstufen sind.

4. Zündanlage nach einem der Ansprüche ! bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei Zündspulen (14, 15) und damit zwei elektrischen Schaltern (11, 12) zwei Signalerkennungsstufen (104,105) mit den Eingängen eines Flipflops (22) verbunden sind und daß die beiden komplementären Flipflop-Ausgangssignale und die Ausgangssignale der Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit (28) jeweils über UND-Verknüpfungen (23, 25) mit den .x> beiden elektrischen Schaltern (11, 12) verbunden sind.

5. Zündanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Signaierkennungsstufen (104, 105) den Ausgangssignalen der UND-Verknüpfungen {23,25) hinzugefügt werden.