DE2753355A1

DE2753355A1 - Zuendanlage, insbesondere fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2753355A1
Application number: DE19772753355
Authority: DE
Inventors: Udo Fuerderer; Guenter Graether; Friedrich Dipl Ing Rabus; Hartmut Dipl Ing Schweizer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-11-30
Filing date: 1977-11-30
Publication date: 1979-06-07
Also published as: SE7812297L; IT7830335A0; GB1586649A; DE2753355C2; IT1100426B; SE421083B

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung der Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Funkenband-Zündanlage aus der DT-OS 2 6l6 693 bekannt, bei der im einfachsten Fall zur Begrenzung der Funkenbanddauer ein Zeitglied vorgesehen ist. Da der zeitliche Abstand von Zündung zu Zündung in Abhängigkeit der Drehzahl jedoch sehr stark schwankt, hat es sich in der Praxis gezeigt, daß es vorteilhafter ist, das Funkenband über einen bestimmten Winkelbereich zu erzeugen, also drehzahlabhängig zu steuern. Im angegebenen Stand der Technik ist auch schon die Begrenzung des Funkenbands über einen bestimmten Winkelbereich gezeigt, wobei dieser Winkelbereich mit dem Gebersignal-Winkel übereinstimmt. Dies hat wiederum den Nachteil, daß bei der Konstruktion des Gebers auf einen weiteren Parameter, nämlich die Funkenbanddauer, Rücksicht genommen werden muß. Eine Änderung der Funkenbanddauer, z.B. wegen einer geänderten Auslegung der Zündanlage, erfordert eine Änderung des Gebers.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Funkenbanddauer durch Abänderung oder Einstellung elektrischer und elektronischer Bauelemente in der Begrenzungsvorrichtung variiert werden kann. Durch Variation der Lade- bzw. Entladekonstanten für die beiden Speichervorrichtungen können bestimmte Kennlinien für die Funkenbanddauer vorgegeben werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich. Besonders vorteilhaft ist es, eine an sich bekannte Schließwinkel-Steuervorrichtung vorzusehen, durch die die Vorrichtung zur Erzeugung des Funkenbands und/oder die Begrenzungs-

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vorrichtung auslösbar ist. Dadurch wird gewährleistet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des Funkenbands so rechtzeitig ausgelöst wird, daß im gewünschten Zündzeitpunkt ausreichend Energie in einer Zündspule gespeichert wird, um den ersten Zündfunken auszulösen.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung eines ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels und Fig. 3 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Beschreibung der Erfindung

Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist eine vorzugsweise mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Geberanordnung 10 mit einer vorzugsweise als Schmitt-Trigger ausgebildeten Impulsformerstufe 11 verbunden. Die Geberanordnung 10 ist in der Darstellung als induktiver Geber ausgebildet, jedoch ist z.B. auch eine Ausführung als mechanischer Unterbrecherkontakt, als Hall-Geber oder als optischer Geber möglich. Der Ausgang der Impuls formerstufe 11 ist über eine.-Zündwinkel-Berechnungsstufe 12 und eine nachgeschaltete Anschlußklemme 13 mit einer Schließwinkel-Steuervorrichtung I¹I verbunden. Eine Zündwinkel-Berechnungsstufe 12 zur Verschiebung des Zündsignals in Abhängigkeit z.B. von den Motordaten (Drehzahl n, Saugrohrunterdruck p, Temperatur T und Drosselklappenstellung OC) ist z.B. aus der DT-OS 2 348 352 oder aus der DT-OS 2 539 113 bekannt. Eine Schließwinkel-Steuervorrichtung 14 ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik sowie aus der DT-OS 22 44 78l, bzw. aus der ent- · sprechenden US-PS 3 881 458 bekannt. Der Ausgang der Schließ-

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winkel-Steuervorrichtung I^ ist über eine Klemme 15 mit dem Eingang eines UND-Gatters 16 verbunden, dessen Ausgang an eine an sich bekannte Zündungs-Endstufe 17 angeschlossen ist. Eine solche_} üblicherweise aus Treiberstufe, Leistungstransistor, Zündspule und wenigstens einer Zündkerze bestehende Zündungs-Endstufe 17 ist im angegebenen Stand der Technik gezeigt und die.Wirkungsweise beschrieben. Weiterhin ist die Klemme 15 über eine vorzugsweise als Prequenzgenerator 18 ausgebildete Vorrichtung zur Erzeugung eines Punkenbands mit einem weiteren Eingang des UND-Gatters l6 verbunden. Ein solcher· Frequenzgenerator kann ein freischwingender Oszillator sein oder aber eine Anordnung gemäß Fig. 3 des in der Beschreibungseinleitung angegebenen Stands der Technik, bei der die Frequenz des Frequenzgenerators durch Erreichen eines Stromsollwerts im Primärstromkreis der Zündspule gesteuert wird.

Die Klemme 15 ist weiterhin über eine Begrenzungsvorrichtung 19 zur Begrenzung der Funkenbanddauer mit einem weiteren Eingang des UND-Gatters 16 verbunden. Dabei ist die Klemme 15 über einen Widerstand 20 mit dem invertierenden Eingang eines Komparators 21 verbunden. Dieser invertierende Eingang ist weiterhin über einen Kondensator 22 mit Masse und über eine Diode 23 mit der Klemme 15 verbunden. Weiterhin ist die Klemme 15 über die Reihenschaltung eines Inverters mit einem Widerstand 25 und einer Diode 26 an den nichtinvertierenden Eingang des Komparators 21 angeschlossen. Dieser nicht-invertierende Eingang ist sowohl über einen Kondensator 27, wie auch über eine Z-Diode 28 an Masse angeschlossen. Weiterhin ist der nicht-invertierende Eingang des Komparators 21 über die Reihenschaltung einer Diode mit der Kollektor-Emitter-Strecke eines npn-Transistors ebenfalls an Masse angeschlossen. Zwischen die Basis des Transistors 30 und Masse ist eine Diode 31 geschaltet. Die

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Basis des Transistors 30 ist weiterhin über einen Kondensator 32 mit dem Verknüpfungspunkt zwischen dem Inverter 2k und dem Widerstand 25 verbunden.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels soll im folgenden mit Hilfe des in Fig. dargestellten Signaldiagramms erläutert werden. Die Signale der Geberanordnung 10 - im dargestellten Fall zwei Signale pro Umdrehung für eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschine - werden in der Impulsformerstufe 11 in Rechtecksignale umgewandelt. Durch die Zündwinkel-Berechnungsstufe 12 werden diese Signale in Abhängigkeit von den sie steuernden Parametern verschoben und liegen als Signalfolge UI3 an der Klemme 13, bzw. am Eingang der Schließwinkel-Steuervorrichtung I¹J an. Am Ausgang der Schließwinkel-Steuervorrichtung I¹I, also an der Klemme 15, erscheint eine Signalfolge UI5, deren Signalbeginn jeweils um die Zeit To gegenüber der Signalfolge UI3 vorverschoben ist. Diese Zeit To ist so eingestellt, daß während dieser Zeit genügend magnetische Energie in der Zündspule gespeichert werden kann, um zu Beginn eines Signals UI3 einen ersten Zündfunken mit ausreichender Energie zu erzeugen. Während einer Signalddauer U15 kann jeweils der Frequenzgenerator 18 eine Signalfolge UI8 erzeugen, wobei bei Ausbildung dieses Frequenzgenerators gemäß Fig. 3 des in der Beschreibungseinleitung angegebenen Stands der Technik jeweils das erste Signal verlängert ist. Dies ist vorteilhaft, da der Stromfluß beim ersten Zündfunken jedes Funkenbands vom Stromwert Null beginnt, während der Stromfluß bei den folgenden Zündfunken durch Speicherung magnetischer Restenergie in der Zündspule sich ab einem erhöhten Stromwert aufbaut und daher eine kürzere Zeit benötigt, um seinen Sollwert zu erreichen.

Während einer Signalpause der Signalfolge UI5 liegt am Ausgang des Inverters 2k ein 1-Signal, durch das über den Widerstand 25 und die Diode 26 der Kondensator 27 geladen

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wird. Mit Signalbeginn eines Signals U15 endet der Ladevorgang des Kondensators 27, der seine Ladung beibehält, da der Transistor 30 gesperrt bleibt. Gleichzeitig beginnt die Ladung des Kondensators 22. Erreicht die Spannung U22 den Wert U27, so wechselt der mit einer Klemme 33 verbundene Ausgang des Komparators 21 von einem 1-Signal zu einem O-Signal, Durch dieses O-Signal wird das UND-Gatter 16 gesperrt, und es können keine weiteren Signale Ul8 zur Steuerung der Zündungs-Endstufe 17 diese erreichen. Das Funkenband endet. Mit Signalende eines Signals U15 wird der Kondensator 22 über die Diode 23 und der Kondensator 27 über die Diode 29 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 30 entladen. Durch die zu diesem Zeitpunkt am Ausgang des Inverters 24 erzeugt Anstiegsflanke wird der Kondensator 32 kurzzeitig geladen und steuert dadurch den Transistor 30 in den stromleitenden Zustand. Durch die Z-Diode 28, an deren Stelle auch eine beliebige Schwellwertstufe treten kann, wird der Spannungsanstieg im Kondensator 27 begrenzt. Dies bedeutet die Begrenzung des Punkenbands auf einen maximalen Wert, der auch bei weiterer Veränderung der Drehzahl nicht überschritten werden kann.

In dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Klemme 13 über ein z.B. als monostabile Schaltstufe ausgebildetes Zeitglied 40 mit der Anode einer Diode 41 verbunden, deren Kathode über einen Widerstand 42 an Masse angeschlossen ist. Parallel zum Widerstand 42 ist die Reihenschaltung eines weiteren Widerstands 43 mit einem Kondensator 44 geschaltet. Der von Masse abgewandte Anschluß des Kondensators 44 ist über einen weiteren Widerstand 45 an die Basis eines pnp-Transistors 46 angeschlossen, dessen Kollektor über einen Kondensator 47 mit Masse und dessen Emitter über einen Widerstand 48 an eine Klemme 49 angeschlossen ist, die ihrerseits mit dem positiven Pol einer Versorgungsspannungsquelle verbunden ist. Der Kollektor des Transistors·46 ist weiterhin über eine Diode 50 an die Klemme 13 und über eine Schwellwertstufe 51 an die Klemme 33 angeschlossen.

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Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer Begrenzungsstufe für die Funkenbanddauer kann anstelle der Begrenzungsstufe 19 in Fig. 1 treten. Die Schaltungsausführung des zweiten Ausführungsbeispiels ist anstelle mit der Klemme 15 mit der Klemme 13 verbunden, jedoch können sowohl der Eingang des Zeitglieds 40 wie auch die Diode wahlweise mit der Klemme 15 verbunden werden, da dort ebenfalls ein drehzahlabhängiges Signal vorliegt, dessen Rückflanke mit der Rückflanke des Signals·-U13 übereinstimmt.

Mit jeder Anstiegsflanke (oder mit jeder Rückflanke) von Signalen U13 wird das Zeitglied 40 ausgelöst und während dessen Laufdauer der Kondensator 44 über den Widerstand geladen. Im Ruhezustand des Zeitglieds 40 erfolgt eine Entladung des Kondensators 44 über den Widerstand 43 und den Widerstand 42. Durch die ständige Ladung und Entladung des Kondensators 44 liegt an ihm in Abhängigkeit von der Drehzahl eine schwankende Gleichspannung an, die um einen Mittelwert schwankt, der drehzahlproportional ist. In Abhängigkeit dieser Kondensatorspannung wird der Transistor 46 mehr oder weniger stromleitend gesteuert, wodurch in Abhängigkeit von der Drehzahl ein mehr oder weniger großer Ladestrom in den Kondensator 47 fließt. Die sich dadurch aufbauende Kondensatorspannung ist der Schwellwertstufe 51 zugeführt, deren Ausgang bei Erreichen ihres Schwellwerts von einem 1-Signal zu einem O-Signal wechselt, das gemäß Fig. 1 das UND-Gatter 16 sperrt. Mit jedem Signalende der Signalfolge U13 wird der Kondensator 47 über die Diode 50 entladen. /

Anstelle der dargestellten, analogen Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch digitale Ausführungsbeispiele treten. Hierbei können die Kondensatoren durch digitale Zähler und die Ladeströme durch Ladefrequenzen ersetzt werden.

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Claims

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26.10.1977 Ve/Hm

ROBERT BOSCH GMBH₅ 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

/1.)Zündanlage, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer durch eine rotierende Geberanordnung gesteuerten elektronischen Vorrichtung zur Erzeugung eines aus mehreren Zündfunken bestehenden Funkenbands zu jedem Zündzeitpunkt und mit einer Begrenzungsvorrichtung zur Begrenzung der Funkenbanddauer, dadurch gekennzeichnet, daß zur drehzahll> abhängigen Steuerung der Begrenzungsvorrichtung (19) eine erste Speichervorrichtung (27, IJ¹J) drehzahlabhängig geladen wird, daß ein zweiter LadeVorgang in einer zweiten Speichervorrichtung (22, 47) stattfindet und daß durch Erreichen eines Schwellwerts in der zweiten Speichervorrichtung (22, 47) das Ende des Funkenbands festlegbar ist, wobei dieser Zeitpunkt durch ein bestimmtes Verhältnis des Ladungswerts der ersten Speichervorrichtung (27, 44) zum Ladungswert der zweiten Speichervorrichtung (22, 47) vorgebbar ist.

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2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (21) vorgesehen ist, dessen Vergleichseingänge mit den beiden Speichervorrichtungen (27, 22) verbunden sind, daß die beiden Speichervorrichtungen (27, 22) alternativ während Signalen und Signalpausen einer die Zündfolge vorgebenden Signalfolge ladbar s.ind, wobei durch den Komparatorauagang bei Gleichheit der Ladungswerte das Ende des Funkenbands festlegbar ist.
3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Signalflanke der Signalfolge beide Speichervorrichtungen (27, 22) rücksetzbar sind.
4. Zündanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur ersten Speichervorrichtung (27) eine Schwellwertstufe zur raschen Endladung der Speichervorrichtung (27) bei Erreichen des Schwellwerts geschaltet
5· Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Speichervorrichtung (44) durch einmal drehzahlabhängige und zum anderen konstante Lade- und Entladevorgänge ständig einen drehzahlabhängigen Ladungswert aufweist, durch den eine Ladequelle (46, 48, 49) für die zweite Speichervorrichtung (47) steuerbar ist und daß durch eine mit der zweiten Speichervorrichtung (47) verbundene Schwellwertstufe (51) das Ende des Funkenbands festlegbar ist.

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6. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Signalflanke der Signalfolge die zweite Speichervorrichtung (ί»7) rücksetzbar ist.
7. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Begrenzungsvorrichtung (19) steuerbare Torstufe (16) vorgesehen ist, durch die die Ausgangssignale der elektronischen Vorrichtung (18) zur Erzeugung eines Punkenbands sperrbar sind.
8. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schließwinkel-Steuervorrichtung vorgesehen ist, durch die die elektronische Vorrichtung (18) zur Erzeugung des Punkenbands und/oder die BegrenzungsVorrichtung (19) auslösbar ist.

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