DE2753649A1

DE2753649A1 - Elektronische zuendsteuerschaltung

Info

Publication number: DE2753649A1
Application number: DE19772753649
Authority: DE
Inventors: Philip Durand Gunderson
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1976-12-03
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1978-06-08
Also published as: FR2373177A1; GB1564586A; CA1083659A; US4125097A; BR7707976A; JPS5377933A

Description

Dipl.-Phys. O.E. Weber

D-8 MQnchen 71

HofbrunnstraBe 47

Telefon: (080)7915050

Telegramm: monopotweber mönchen

II 525

IIOTOSOLA, IWG. 1303 East Algonquin Hoad Schaumburg, 111. 60196, USA

Elektro ni s ehe Zündst euer schaltung

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Die Erfindung betrifft allgemein eine elektronische Zündsteuorschaltung für eine Brcnnlcraftmaschine und bezieht sich insbesondere auf eine solche elektronische Zündsteuerscholtung, mit welcher der Zündzeitpunkt vorgerückt wird. Dabei wird ein geschwindigkeitsabhüngiger Vorrückwinkel oder Voreilwinkel für das Zündfunken-Steuersignal erzeugt, und eiiie Vorrück-Einstellung für das Zündfunken-Steuersignal wird in Abhängigkeit von einer für die Haschinengeschwindigkeit maßgeblichen Größe erzeugt. Bei einer bevorzugten Ausfülirungsfoi'm gemäß der Erfindung entspricht die für die Maschinengeschwindigkeit maßgebliche Größe der Stärke des Vakuums, welches durch die Brennkraftmaschine selbst hervorgerufen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgab e zugrunde, eine elektronische Zündsteuerschaltung für eine Brennkraftmaschine der eingangs näher genannten Art zu schaffen, bei welcher eine vorgegebene Kennlinie der Zündfunken-Zeitphase in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit in der Weise erzeugt wird, daß ein Kondensator aufgeladen und entladen wird und dabei eine Zündfmikcn-Vorrückeinstellung in Abhängigkeit von einer für die Maschinengeschwindigkeit maßgeblichen Größe erfolgt, indem die Ladung/Entladung dieses Kondensators in geeigneter Weise gesteuert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Vorrückschaltung in der Zündsteuereinrichtung eine Anordnung aufweist, welche die Ladung auf dem Kondensator mit einer ersten Geschwindigkeit verändert, und zwar vor dem Auftreten jedes der Vorrückimpulse, daß weiterhin eine Anordnung vorgesehen ist, welche dazu dient, die Ladung des Kondensators auf seinem vorletzten Wert vor dem Auftreten der Vorrückimpulse während der Vorrück-

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impulse konstant zu halten, daß weiterhin eine Anordnung vorhanden ist, um die Ladung auf dem Kondensator mit einer zweiten Geschwindigkeit zu verändern, nachdem die Vorrückimpulse aufgetreten sind, wodurch die Vorrückimpulse effektiv den Übergang zwischen der ersten und der zweiten Geschwindigkeit verzögern und dadurch eine Funken-Zeitsteuer-Vorrückeinstellung für das gesc.hwindigkeitsabhängigo Zündfunken-Zeitsteuersigaal gemäß der veränderbaren Maschinengeschwindigkeit liefern.

Grundsätzlich wird gemäß der Erfindung ein digitales Ausgangssignal geschaffen, welches aus einer Heine von Vorrückimpulsen besteht, die mit dem von dem Fühler erzeugten Eingangssignal synchronisiert sind. Ein digitaler Signalimpuls tritt während jeder Periode des Eingangssignals auf, und die Impulse haben vorgegebene Impulsbreiten, welche mit der augenblicklichen Stärke des Druckes im Ansaugrohr der Maschine in einer festen Beziehung stehen. Eine geschwindigkeitsabhängige Zündsteuerschaltung empfängt auch das Fühlereingangssignal und erzeugt eine gewünschte Funken-Zeit3teuersignalphase in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit sveränderung der Maschine, indem in selektiver Weise das Aufladen und das Entladen eines Kondensators gesteuert v/erden. Ein sehr wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Verwendung eines digitalen Ausgangssignals zur Verzögerung der Änderung der Ladung auf dem Kondensator zwischen einer ersten und einer zweiten Geschwindigkeit durch eine Zeitperiode, welche der Breite jedes Vorrückinipulses proportional ist.

Die Phase des Funken-Zeitsteuersignals, welches durch die geschwindigkeitsabhängige Zündsteuerschaltung erzeugt wird, steht zu der Ladung auf dem Kondensator in einer bestimmten Beziehung. Die erste und die zweite Geschwindigkeit zur Änderung der Ladung auf dein Kondensator werden durch Schaltungskonstanten in der Zündsteuerschaltung festgelegt, und

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diene Geschwindigkeiten bestimmen die Veränderung del* Funken-Zeitsteucr-Signalphase in bozur auf die Haschinongeschwindigkeito Durch, eine Verzögerung' der Voränderung zwischen der ersten und der zweiten Geschwindigkeit durch eine Zeit, welche zu einen vorgegebenen Betrag eines gewünschten Vakuurivorrückens in einer festen Beziehung steht, wird eine Vakuum-Zündfunken-Zeit vorrückung eingestellt, welche einen vorgegebenen Betrag der Phase zu den Zündfunken-Zeitsteuersignal addiert ο Dies geschieht, ohne die erste und die zweite Geschwindigkeit zur Veränderung der Ladung auf dem Kondensator zu ändern und ohne zunächst insgesamt ein Zwischeu-Zündfunken-Zeitsteuercigual zu erzeugen und dann die Phase dieses Zwischensignals durch einen vorgegebenen Betrag an Vakuumvorrückung zu ändern. Somit erfolgt gemäß der Erfindung keine Veränderung der Geschwindigkeiten der Änderung der Ladung auf dem Kondensator, welche gerätetechnisch schwierig zu verwirklichen sein kann und welche unerwünschte Schwankungen in der Phase als Punktion der Geschwindigkeit hervorrufen könnte. Weiterhin tritt bei der erfindungsgemäßen Anordnung auch die Schwierigkeit nicht auf, ein Zwischen-Funkenzeitsteuersignal zu erzeugen und dann dieses Zwischensignal über eine zusätzliche Verknüpf ungs einrichtung mit einem Vakuum-Vorrücksignal zu verbinden, um ein zusammengesetztes Funken-Zeitsteuersignal zu erzeugen, welches die gewünschte Veränderung der Phase in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit aufweist, zusammen mit der gewünschten Phase in Abhängigkeit von der Vakuumveränderung,

Die bevorzugte Schaltung, welche nachfolgend anhand der Zeichnung veranschaulicht ist, gibt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit einer Zündzeit-Vorrückschaltung, bei welcher eine Hehrzahl von Geschwindigkeitsbereichen vorhanden sind, in denen eine verschiedene lineare Phase als Funktion der Geschwindigkeit vorhanden ist. Somit liefert diese bevorzugte Ausführungsform für eine sequentielle Aufladung eines Kondensators in der geschwindigkeitsabhängigen Zündsteuerschal-

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tung bis zu drei verschiedene Ladungsgeschwindigkeiten, hält die Ladung auf den Kondensator während jedes der Vorrückimpulse konstant, welche durch die Vakuum-Vorrückschaltung erzeugt werden, und entlädt den Kondensator mit einer vierten vorgegebenen Geschwindigkeit, Wenn die Entladung des Kondensators dazu führt, daß eine Spannung erzeugt wird, welche gleich einer vorgegebenen minimalen Schwellenspannung ist, so wird die Vorderflanke des Zündfunken-Zeitsteuersignals erzeugt. Auf diese V/eise wird eine Kennlinie des Vorrückens als Funktion der Geschwindigkeit für das Zündfunken-Zeitsteuersignal erzeugt, in welcher eine Mehrzahl von Maschinengeschwindigkeitsbereichen vorhanden sind, in denen die Veränderung der Phase als Funktion der Geschwindigkeit gemäß einer anderen linearen Proportionalitätskonstanten erfolgt und bei welcher die absolute Größe der Phase in Abhängigkeit von dem Vakuum der Maschine verändert wcrdeti kann, ohne daß die Neigung der Kennlinie für die Phase als Funktion der Maschinengeschwindigkeitsänderung verändert wirdo Dies führt zu einer vereinfachten und wesentlich verbesserten elektronischen Steuerschaltung für den Zündzeitpunkt einer Brennkraftmaschine.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 ein kombiniertes Blockdiagramm und Schaltschema einer erfindungsgemäßen Schaltung zum Vorrücken des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine,

Fig.2A und 2B jeweils ein Schaltschema, welches typische Ausführungsformen der als Blockdiagramm dargestellten Stromquellen veranschaulichen, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind,

Fig. 3 eine graphische Darstellung von zwei Kennlinien, welche den Voreilwinkel (Phase) über der Haschinengeschwindigkeit jeweils darstellen, wie er durch die in der Fig.1 veranschaulichte Schaltung erzeugt wird, und

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Fig, 4- eine Reihe von graphischen Darstellungen, welche verschiedene Wellenformen veranschaulichen, die durch die in der Fig. 1 dargestellte Schaltung erzeugt werden.

Die Figo 1 veranschaulicht eine elektronische Schaltung 10, welche dazu dient, bei einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine den Zündzeitpunkt vorzurücken. Die Schaltung 10 v/eist einen Fühler 11, eine (gestrichelt umrandete) Vorrückschaltung 12, eine (gestrichelt umrandete) geschwindigkeitsabhängige Zündsteuerschaltung 13 und einen Widerstand 14 auf, welcher eine Ausgangskleimne 12a der Vorrückschaltung 12 mit der Zündsteuerschaltung 13 verbindet. Sowohl die Vorrücksehaltung 12 als auch die Zündsteuersehaltung 13 sind mit einer Ausgangsklemme 11' des Fühlers 11 verbunden, und die Zündsteuerschaltung 13 erzeugt ein Funken-Zeitsteuersignal an der Ausgangskiemme 15· Das Funken-Zeitsteuersignal hat eine vorgegebene Charakteristik der Phase über der Maschinengeschwindigkeit in bezug auf ein Eingangssignal, welches durch den Fühler 11 erzeugt wird und sowohl der Vorrückschaltung 12 als auch der Zündsteuerschaltung 13 zugeführt wird. Die Charakteristik der Phase über der Geschwindigkeit des Funken-Zeitsteuersignals wird unten im einzelnen diskutiert. Die Schaltung 10 weist weiterhin einen weiteren Fülller 16 auf, welcher mit der Zeit st euer schalt ung 13 für die geschwindigkeitsabhängige Zündung verbunden ist.

Die Fühler 11 und 16 erzeugen beide Wechselspannungs-Ausgangssignale, die eine Frequenz und eine Periode haben, welche der Drehgeschwindigkeit der (nicht dargestellten) Kurbelwelle der Maschine proportional ist. Diese Wechselspannungssignale haben abwechselnd positive und negative Zyklen in bezug auf einen vorgegebenen Gleichspannungspegel, und die vordere sowie die rückwärtige Flanke dieser Wechselspannungssignale entsprechen den vorgegebenen Drehpositionen der Maschinenkurbelwelle. Die Fühler 11 und 16 sind so anzusehen, daß sie als magnetische Aufnehmer oder als Hall-Fühler ausgebildet sein können, in denen Signale bei der Drehung der Maschinenkurbelwelle induziert wer-

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den. Derartige Fühler sind an sich, bekannt. Die Fühler 11 und 16 haben aktive Fühlerbereiche, welche an bestimmten Winkelpositionen in bezug auf eine Drehachse des Körpers angeordnet sind, welcher synchron zu der Maschinenkurbelwelle angetrieben wird. Der Fühler 16 ist an einer anderen Winkelposition angeordnet als der Fühler 11, und zwar in bezug auf die Kurbelwelle, so daß die vordere und die rückwärtige Flanke des durch den Fühler 16 erzeugten Signals nicht mit den entsprechenden Flanken des durch den Fühler 11 erzeugten Signals zusammenfallen. Somit hat das vom Fühler 16 erzeugte Signal eine feste Phasenbeziehung oder einen festen Blasenwinkel (in Grad der Kurbelwellendrehung) in bezug auf das durch den Fühler 11 erzeugte Signal. Die Bedeutung dieser Tatsache wird nachfolgend im einzelnen erläutert.

Die Vorrückschaltung 12 weist einen NPN-Transistor 17 auf, dessen Basis mit der Fühlerklemme 11' über einen Widerstand

18 verbunden ist, dessen Emitter an Masse gelegt ist und dessen Kollektor direkt mit einer Klemme 17' und über eine Vakuum-Stromquelle 20 mit einer positiven Spannungsversorgungsklemme

19 verbunden ist. Die Stärke des von der Quelle 20 gelieferten Stroms ist mit Iy bezeichnet. Sine ähnliche Bezeichnungsweise wird für alle Stromquellen verwendet. Die Stromquelle 20 stellt eine Konstantstromquelle dar, welche einen Strom erzeugt, der in einer direkten Beziehung zu der Stärke des Vakuums steht, welches durch die Maschine erzeugt wird, für welche die Schaltung 10 Funken-Zeitsteuersignale erzeugt. Eine typische Ausführungsform für diese Stromquelle ist in der Fig. 2Δ dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Ein Hilfskondensator 21 ist zwischen der Klemme 17' und einer Klemme 22' angeordnet, d.h. an der Basis eines NPN-Transistors 22, dessen Emitter direkt an Masse gelegt ist und dessen Kollektor direkt mit der Klemme 12a und über einen Widerstand 23 mit der positiven Spannungsversorgungsklemme 19 verbunden ist.

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Eine Stromquelle 24 (Γ™), welche einen festen Konstantstrom liefert, ist zwischen der Klemme 19 und der Basis des Transistors 22 angeordnet. Die Bauelemente 17 bis 24- "bilden im wesentlichen die Vorrückschaltung 12, wobei die Stromquelle 20 einen dynamisch veränderbaren Konstantstrom liefert, welcher zu der Stärke des Maschinenvakuums in einer bestimmten Beziehung steht, und wobei die Stromquelle 24 einen festen Strom liefert. Die Vorrückschaltung 12 empfängt ein Eingangssignal von dem Fühler 11 über die Klemme 11· und erzeugt ein digitales Ausgangssignal, welches eine Heine von Vorrückimpulsen aufweist, die mit dem Eingaiagssignal synchronisiert sind und die vorgegebene Impulsbreiten aufweisen, welche in einer Beziehung zu dem Maschinenvakuum stehen. Die Arbeitsweise der Schaltung 12 wird unten im einzelnen näher erläutert.

Die geschwindigkeitsabhängige Zündsteuerschaltung 13 weist einen NPN-Transistor 25 auf, dessen Basis mit der Klemme 11' über einen Widerstand 26 verbunden ist, dessen Emitter direkt mit der Masse verbunden ist und dessen Kollektor direkt mit einer Klemme 25' verbunden ist. Diese Klemme 25' ist mit der positiven Spannungsversorgungsklemme 19 über eine Konstantstromquelle 27 verbunden, welche mit I^ bezeichnet ist. Die Klemme 25' ist auch mit den positiven Eingangsklemmen eines ersten Komparators 28 und eines zweiten Komparators 29 verbunden. Die negative Eingangsklemme des Komparators 28 ist mit einer Gleichspannungs-Bezugsklemme 30 verbunden, und die negative Eingangsklemme des Komparators 29 ist mit einer Gleichspannungs-Bezugsklemme 31 verbunden. Die Komparatoren 28 und 29 sind elektrische Standard-Bauelemente, die an sich bekannt sind. Jeder Komparator hat einen hoch gelegten logischen Auagangspegel, wenn die an seiner positiven Eingangsklemme anliegende Spannung die Spannung an seiner negativen Eingangsklemme übersteigt, während ein tief gelegter logischer Ausgangspegel vorhanden ist, wenn umgekehrte Verhältnisse vorliegen.

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Der Ausgang des Komparators 29 ist über einen Inverter 32 mit einer Eingangsklenme eines NAHD-Gatters 33 verbunden, welches einen weiteren Eingang hat, der direkt mit dem Ausgang des Komparators 28 verbunden ist. Der Inverter 32 liefert auch das invertierte Ausgangssignal des Komparators 29 an die Basis eines PNP-Transistors 34» und der Ausgang des HAHD-Gatters 33.ist mit der Basis eines PNP-Transistors 35 verbunden. Der Transistor 34- und der Transistor 35 haben jeweils ihre Emitter direkt mit der Spannungsversorgungsklemme 19 verbunden. Der Kollektor des Transistors 35 ist mit der Klemme 25' über eine Konstantstromquelle 37 (I₂) verbunden, während der Kollektor des Transistors 34 mit der Klemme 25' über eine Konstantstromquelle 38 verbunden ist.

Die Klemme 25' ist über einen Kondensator 39 mit einer Klemme 40' an der Basis eines NPN-Transistors 40 verbunden, dessen Emitter direkt an Masse gelegt ist und dessen Kollektor direkt mit der Ausgangsklemme 15 und über einen Widerstand 41 mit der positiven Spannungsversorgungsklemme 19 verbunden ist. Der Fühler 16 ist mit der Basis eines PNP-Transistors 42 verbunden, dessen Emitter direkt mit der Klemme 19 verbunden ist und dessen Kollektor mit der Klemme 40' über eine Konstantstromquelle 43 (Ij>) verbunden ist. Ein PNP-Transistor 44 hat seine Basis mit der Klemme 12a über den Widerstand 14 verbunden, während sein Emitter direkt mit der Klemme 19 verbunden ist und sein Kollektor über eine Konstant stromquelle 45 (I4.) mit der Basis des Transistors 40 verbunden ist. Die Bauteile 25 bis 45 bilden im wesentlichen die geschwindigkeitsabhängige Zündsteuerschaltung 13» welche ein Eingangssignal von der Fühlerklemme 11· bekommt und ein Funken-Zeitsteuersignal an der Klemme 15 erzeugt, indem in selektiver Weise das Aufladen und das Entladen des Kondensators 39 gesteuert wird.

Die Arbeitsweise der Vorrückschaltung 12 und der geschwindigkeitsabhängigen Zündsteuerschaltung 13 wird nachfolgend im einzelnen erläutert, und zwar unter Bezugnahme auf die in

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der Fig. 4- dargestellten Signal-Wellenformen; dabei wird auch auf die in der Fig. 3 dargestellte Kennlinie Bezug genommen, welche die Punktion des Voreilwinkels von der Geschwindigkeit darstellt. Anschließend werden die typischen Ausführungsformen der in den Fig. 2A und 2B dargestellten Stromquellen beschrieben.

Der Fühler 11 tastet grundsätzlich die Drehwinkelposition der Maschinenkurbelwelle ab und erzeugt ein Eingangssignal an der Klemme 11', welches eine Frequenz und eine Periode aufvieist, die zu der Geschwindigkeit der Maschine proportional sind. Die Fig. 4-A veranschaulicht ein Signal 50, welches eine Zeitperiode T hat und welches ein typisches Signal darstellt, wie es durch den Fühler 11 für eine vorgegebene Ilaschinengeschwindigkeit erzeugt wird. Gemäß der Darstellung hat das Signal 50 einen positiven Verlauf 51 und einen negativen Verlauf 52 gleicher Dauer, Vielehe gemeinsam die Periode T bilden, obwohl die gleiche Dauer der beiden Halbwellen bei der Erfindung an sich nicht notwendig ist. Die vordere Flanke 51' und die rückwärtige Flanke 52' des Signals 50 entsprechen den vorgegebenen Winkelpositionen der Kurbelwolle. Die in den Fig. 4A-4H dargestellten Signal-Wellenformen sind so gezeichnet, daß den vertikalen Achsen eine bestimmte Signalstärke entspricht und den horizontalen Achsen die Zeit entspricht. Außerdem sind alle Darstellungen in demselben Maßstab gezeichnet. Die Fig, ¹VL stellt lediglich eine Beziehung zwischen der horizontalen Zeitachse und den entsprechenden Gradwerten der Kurbelwellendrehung für eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern her.

Das Signal 50 wird durch den Transistor 17 in der Vorrückschaltung 12 aufgenommen und führt dazu, daß der Transistor 17 eingeschaltet und in die Sättigung getrieben wird, und zwar während der positiven Halbwelle 51 % und es führt weiterhin dazu, daß der Transistor 17 während der negativen Halbwelle 52 abgeschaltet wird. Die Fig. 4-B veranschaulicht die

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Spannung, welche an der Klemme 17' aufgrund des SchaltVorganges Dein Transistor 17 gebildet wird, während derjenigen Zeit, in welcher der Transistor 17 in der Sättiguug ist, wird die Spannung an seinem Kollektor (Klemme 17') in wesentlichen auf Ilassepotential gehalten. Wenn der Transistor 17 während der negativen Halbwelle 52 abgeschaltet wird, wird durch die Stromquelle 20 der Kondensator 21 weiter aufgeladen, bis der Transistor 17 erneut durch die nächste positive Halbwelle 51 des Signals 50 eingeschaltet wird. Der Spitzenwert der Spannung an der Klemme 17' ist mit Vy bezeichnet, und diese Spannung steht mit der Dauer der negativen Halbwelle 52 in einer bestimmten Beziehung, und zwar ebenso wie die Stärke (Iy) des Stromes, welcher durch die Vakuum-Stromquelle 20 geliefert wird, und zur Größe des Kondensators 21.

Die Jig. 4C veranschaulicht das Signal an der Basis des Transistors 22 (Klemme 22¹)» wenn das Signal 50 der Basis des Transistors 17 zugeführt wird. Die Pig. 4C veranschaulicht das Signal, wenn die Klemme 17' durch das Auftreten einer positiven Halbwelle 51 des Signals 50 an Masse gelegt ist, und es wird eine negative Spitze an der Klemme 22' erzeugt, welche den Transistor 22 abschaltet und diesen Transistor abgeschaltet hält, bis die Stromquelle 24 den Kondensator 21 entlädt, so daß eine positive Spannung an der Basis des Transistors 22 anliegt, welche diesen Transistors einschaltet. Die Größe der negativen Spitzenspannung an der Klemme 22' ist mit der Größe der positiven Spannung identisch, welche an der Klemme 17' anliegt, unmittelbar vor dem Auftreten der positiven Halbwelle 51 des Signals 50.

Die Fig. 4D veranschaulicht ein digitales Ausgangssignal 53, welches am Kollektor des Transistors 22 erzeugt wird, und dies ist auch das Signal an der Ausgangsklemme 12a der Vorrückschaltung 12. wahrend der Zeit, in welcher der Transistor 22 eingeschaltet ist, entspricht das Signal an der Klemme 12a

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fast dem Hassepotential, da der Transistor sich in der Sättigung befindet. Das Auftreten einer positiven Halbwolle 51 <les Signals 50 erzeugt eine negative Spitze an der Basis des Transistors 22, da die Ladung am Kondensator nicht momentan verändert v/erden kann, und dies führt dazu, daß der Transistor abgeschaltet wird, bis die Stromquelle 24 den Kondensator 21 entlädt, so daß wiederum eine positive Spannung an der Basis des Transistors 22 erreicht wird, um diesen Transistor einzuschalten. Die Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators 21 wird durch die Stärke des Stroms gesteuert, welcher durch die Stromquelle 24 (Ij.) geliefert wird und welcher einen festen Wert hat. Die Tatsache, daß die Stromquellen 20 und 24 Eonsta'atStromquellen sind, führt dazu, daß bei den in den Fig. 4B und 4C dargestellten Signalen ein linearer Anstieg erreicht wird.

Es läßt sich zeigen, daß das in der Fig. 4 veranschaulichte Signal 53 ein digitales Signal ist, welches aus einer Reihe von Impulsen besteht, die in Reaktion auf das Signal 50 erzeugt werden, wobei diese Impulse Impulsbreiten 54 haben, welche zu der Stärke des Stroms in einer Beziehung stehen, welcher durch die Vakuum-Stromquelle 20 geliefert wird, welche ihrerseits die Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung an der Klemme 17' steuert. Dieser Sachverhalt wird in der US-Patentanmeldung Nr. 537 726 unter dem Titel "An Electronic Spark Timing Adjustment Circuit" von Chi Sun Lai und Philip D. Gunderson vom 31. Dezember 1974 erläutert. In dieser Patentanmeldung wird anschaulich beschrieben, daß die Impulsbreiten 54 des Signals 53 zu den Verhältnissen der Ströme in einer Beziehung stehen, welche durch die Stromquellen 20 und 24 geliefert werden, welche die Änderungsgeschwindigkeit der in den Fig. 4B und 4C dargestellten Signale steuert. Wenn Ij, konstant ist und Iy sich als Funktion des Vakuums ändert, so ändern sich zwar die Impulsbreiten 54 des Signals 53 in ihrer absoluten Zeitdauer als Funktion der Maschinengeschwindigkeit, während sie jedoch weiterhin einen vorgegebenen An-

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teil der Periode T des Signals 50 einnehmen, welches durch den Fühler 11 erzeugt wird. Dieser Sachverhalt ist in der obigen Patentanmeldung näher erläutert. Somit stellen die Impulsbreiten 54 des Signals 53 einen geschwindigkeitsunabhängigen konstanten Vakuum-Voreilwinkel dar, gemessen in Grad Kurbelwellendrehung, wobei der konstante Voreilwinkel der Stärke des Maschinenvakuums proportional ist. Das digitale Ausgangssignal 53 wird dann der geschwindigkeitsabhängigen Zündsteuereinrichtung 13 zugeführt, um eine effektive Verzögerung in der Schaltung 13 hervorzurufen und dadurch eine geschwindigkeitsunabhängige Vakuum-Voreilwinkel-Zeiteinstellung für das geschwindigkeitsabhängige Funken-Zeitsteuersignal zu liefern, welches durch die Schaltung 13 erzeugt wird» Die Arbeitsweise der Schaltung 13 und ihre Wechselbeziehung zu dem digitalen Signal 53 werden nachfolgend näher beschrieben.

Das Eingangssignal 50 wird von dem Transistor 25 an seiner Basis aufgenommen und führt dazu, daß dieser Transistor während der positiven Halbwelle 51 eingeschaltet wird und während der negativen Halbwelle 52 abgeschaltet wird. Die Fig.4E veranschaulicht ein Signal 55» welches an der Klemme 25' anliegt, die dem Kollektor des Transistors 25 entspricht, wahrend der positiven Halbwelle 51 wird die Spannung an der Klemme 25' im wesentlichen auf Massepotential gehalten, weil der Transistor 25 in der Sättigung ist. Unmittelbar beim Beginn der negativen Halbwelle 52 steigt die Spannung an der Klemme 25' mit dem linearen Steigungsmaß k,. an, welches durch die Stärke des von der Konstant stromquelle 27 (I/i) gelieferten Stroms und von der Kapazität des Kondensators 39 abhängt. Wenn das Signal 55 an der Klemme 25' eine erste Schwellenspannung VT1 überschreitet, welche gleich der Spannung an der Bezugsklemme 30 ist, erzeugt der Komparator 28 ein logisches Signal mit einem hohen Pegel, welches dem NAND-Gatter 33 zugeführt wird. Zu dieser Zeit empfängt das NAND-Gatter auch ein logisches Signal mit hohem Pegel vom Inverter 32, weil das Ausgangssignal des Komparators 29 einen tiefen Pegel hat, da

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das Potential an der Bezugsklemme 31 gleich einem größeren positiven Potential VT2 ist. Wenn daher die Spannung an der Klemme 25' die Schwellenspannung VT1 übersteigt, erzeugt das ITAND-Gatter 33 eine Spannung mit tiefem Pegel an seinem Ausgang und schaltet den Transistor 35 ein. Dies führt im Ergebnis dazu, daß die Stromquelle 37 eingeschaltet wird, so daß sich die Spannung an der Klemme 25' nun mit einer Geschwindigkeit ändert, welche von dem kombinierten Strom abhängt, v/elcher sich aus den von den Stromquellen 27 und 37 gelieferten Strömen ergibt. Diese Änderungsgeschwindigkeit ist eitie Funktion von Iy, + I- und ist durch das Steigungsmaß k~ festgelegt, welches in der Fig. 4E veranschaulicht ist.

Wenn die Spannung an der Klemme 25' die Schwellenspannung VT2 übersteigt, erzeugt der Komparator 29 ein logisches Signal mit hohem Pegel, welches dazu führt, daß der Transistor 35 abgeschaltet wird und der Transistor 34- eingeschaltet wird. Dies bedeutet, daß die Spannung an der Klemme 25' nun mit einer Geschwindigkeit ansteigt, welche durch den kombinierten Strom von den Stromquellen 27 und 38 festgelegt wird. Diese neue Änderungsgeschwindigkeit ist eine Funktion von I^ + I₇. und wird durch das Steigungsmaß k^ in der Fig. 4-E veranschaulicht. Somit ändert sich für das Signal 55 gemäß der Darstellung in der Fig. 4E für eine spezielle Ilaschinengeschwindigkeit die Größe oder Stärke in sequentieller Weise, und zwar in drei verschiedenen Geschwindigkeiten (k^-k,), und zwar über die negative Halbwelle 52 des Signals 5Oe Unmittelbar bevor dem Beginn der positiven Halbwelle 51 hat das Signal 55 gemäß der Darstellung eine positive Größe V^.

Beim Beginn der positiven Halbwelle 51 wird die Spannung an der Klemme 25' sofort auf etwa Massepotential vermindert und während der Dauer der positiven Halbwelle auf diesem Wort gehalten. Dies führt dazu, daß ein Signal 56 mit einer negativen

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ν* -ΖΛ

Spitze erzeugt wird, Vielehe eine Größe V^ hat, und zwar an der Basis des Transistors 40. Dieses Signal ist in der Fig. 4P dargestellt« Während der positiven Ilalbwelle 51 wird durch das Signal 53 an der Klemme 12a zunächst der Transistor 44 abgeschaltet, indem eine hohe Spannung für die Dauer der Impulsbreite 54 an seine Basis angelegt wird. Dadurch wird die Stromquelle 45 effektiv daran gehindert, die Ladung auf dem Kondensator 39 zu verändern, bis nach der Impulsbreite 54. Nach der Impulsbreite 5^ wird der Transistor 44 durch das Signal 53 eingeschaltet, und das Signal 56 steigt mit linearem Steigungsmaß k^, an, als Punktion von 1^, und zwar von seinem Wert -V,, auf ein Potential, welches den Transistor 40 einschaltet. Somit hat der Anschluß der Basis des Transistors 44 an die Klemme 12a dazu geführt, daß das digitale Ausgangssignal 53 von der Vakuum-Vorrückschaltung 12 dazu verwendet wurde, effektiv den Übergang zwischen der Änderung der Ladung auf dem Kondensator 39 mit der Geschwindigkeit gemäß k, und der Änderung der Ladung auf dem Kondensator mit der Geschwindigkeit gemäß k^ zu verzögern.

Die Erzeugung des Signals 56 an der Basis des Transistors 40 führt zur Erzeugung eines Signals 57» welches in der Pig. 4G dargestellt ist, an der Klemme 15 _f die dem Kollektor des Transistors 40 entspricht. Das Signal 57 stellt das Punken-Zeitsteuersignal dar, welches durch die Schaltung 13 erzeugt wird. Durch das Signal 57 wird eine hohe Spannung während der Dauer der Impulsbreite 5^ und auch während der Zeit, welche das Signal 56 benötigt, um mit einem Steigungsmaß k^ abzufallen, bis eine Spannung erreicht ist, welche den Transistor 40 einschaltet, aufrechterhalten. Während der verbleibenden Periode T, nachdem der Transistor 40 eingeschaltet 13t, wird das Signal 37 auf einem niedrigen Spannungapegel gehalten, und zwar aufgrund der Tatsache, daß der Transistor 40 in der Sättigung ist. Wenn das Signal 57 an eine durch einen Transistor geschaltete Punken-Zündspule angelegt wird, so führt dies dazu, daß bei

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dem Übergang des Signals 57 von einer hohen Spannung an eine tiefe Spannung eine Funkenzündung erzeugt wird, und diesel' Übergang ist in der Fig. 4G mit X bezeichnet. Die Phase oder der Voreilwinkel des Funken-Zeitsteuersignals 57 wird von dem tibergang X zu dem Übergang 52' des Eingangs signals 50 gemessen.

Durch einen Vergleich der in den Fig. 4-A bis 4G veranschaulichten Signale ist ersichtlich, daß das zeitliche Auftreten einer Funken-Zeitsteuerzündung bei dem Übergang X eine Funktion der Impulsbreite 54» der Stärke V^ (welche durch die Steigungsmaße k^ , kp und k^ festgelegt ist) und durch das Steigungsmaß kn ist« Die übergänge zwischen den Steigungsmaßen k^, kp und kz erfolgen zu vorgegebenen festen Zeitintervallen, da einerseits das Signal 55 während der positiven Halbwelle 51 auf einem konstanten Wert (Nasse) gehalten wird und andererseits die Änderungsgeschwindigkeiten des Signals 55 konstant sind (aufgrund der Tatsache, daß Stromquellen mit einem festen Strom verwendet werden). Es kommt hinzu, daß die Bezugsspannungen an den Klemmen 30 und 31 konstant sind. Wenn die Basis des Transistors Λ-4 während der gesamten positiven Halbwelle 51 auf einer verhältnismäßig niedrigen Spannung gehalten würde, so würde sich keine effektive Verzögerung während des Übergangs zwischen der Ladeänderungsgeschwindigkeit k, und der Ladeänderungsgeschwindigkeit k^ ergeben. Dies würde zu einer Schaltung führen, welche in ihrer Arbeitsweise ähnlich wäre wie die dargestellte Schaltung in der US-Patentanmeldung Hr. 560 655 "Multiple Slope Ignition Spark Timing Circuit" von Kenneth Padgitt vom 20. Januar 1976· Diese Beschreibung zeigt, daß durch eine Veränderung der Ladungsänderungsgeschwindigkeiten für einen Kondensator bei vorgegebenen festen Zeitintervallen, wobei die Zeitintervalle sich nicht als eine Funktion der Drehgeschwindigkeit der Maschine ändern, ein Zündsignal erzeugt werden kann, welches eine Charakteristik oder Kennlinie eines Voreilwinkels als Funktion der Geschwindigkeit aufweist, so daß im äußeren Erscheinungsbild die Kennlinie

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aus einzelnen linearen Abschnitten zusammengesetzt ist. Dies rührt von der Tatsache her, daß bei bestimmten Maschinengeschwindigkeiten einige Zeitabtastungen, welche den Übergang von einer Ladungsgeschwindigkeit des Kondensators 39 zu einer anderen Ladungsgeschwindigkeit festlegen, möglicherweise nicht auftreten. Es kann also vorkommen, daß bei verschiedenen Geschwindigkeiten das Signal 55 niemals einen Wert erreicht, v/elcher größer ist als VT1 oder VT2_e Da die Kennlinie des Voreilwinkels als Funktion der Geschwindigkeit von allen tatsächlich verwendeten Steigungsmaßen abhängt, welche dazu verwendet werden, die Ladung auf dem Kondensator 39 während einer beliebigen Periode zu ändern, ergibt sich die Änderung des Voreilwinkels über der Geschwindigkeit· Die obengenannte Bezugsanmeldung erläutert im einzelnen die Arbeitsweise der Abschnitte k,., k~ und k, mit unterschiedlichen Steigungsmaßen, und sie beschreibt weiterhin, wie diese Abschnitte mit verschiedenen Steigungsmaßen eine Charakteristik oder Kennlinie erzeugen können, welche aus einzelnen geraden Stücken zusammengesetzt ist«

Die obige Bezugsanmeldung verwendet zwar eine Vakuum-Voreil-Einstellung, ohne jedoch Übergänge zwischen den einzelnen Änderungsgeschwindigkeiten um eine geschwitadigkeitsunabhängige Größe eines Voreilwinkels zu verzögern. Nach der Erfindung von Pagditt wird ein Vakuum-Vorrücken dadurch hervorgerufen, daß gleichzeitig alle Steigungsmaße k^. bis k^ um einen gleichförmigen Betrag verändert werden. Während dadurch zwar eine Vakuum-Voreil-Einstellung erzeugt wird, kann es jedoch vorkommen, daß diese Veränderung des Steigungsmaßes in Abhängigkeit von dem Maschinenvakuum nicht immer wünschenswert ist. Die vorliegende Erfindung führt zwar zu einem ähnlichen Endergebnis, jedoch durch eine vollkommen andere Schaltung, in welcher keines der Änderungs-Steigungsmaße .für die Kondensatorladung, wie sie durch k,.

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bin k^i dargestellt sind, jemals verändert wird. Somit wird durch die vorliegende Erfindung die Möglichkeit auf ein Ilinimun reduziert, das durch die Vakuum-Voreil-Schaltung in unbeabsichtigter Weise der Voreilwinkel als Funktion der Geschwindigkeitsveränderung geändert wird, weil nämlich die Steigungsmaße k^, bis k^,, welche diese Veränderung bestimmen, niemals geändert werden. Dies führt zu einer wesentlich verbesserten Schaltung, mit welcher eine elektronische Steuerung des Zündzeitpunktes vorgenommen werden kann.

Während in der obengenannten Bezugsanmeldung von Padgitt im einzelnen die Arbeitsweise der Schaltung insoweit beschrieben wird, als die Erzeugung einer Charakteristik oder Kennlinie angesprochen ist, welche stückweise aus geraden Abschnitten zusammengesetzt ist, soll die Arbeitsweise der Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung nachfolgend im Unterschied zu der Schaltung der Bezugsanmeldung näher erläutert werden. S¹Ur sehr hohe Haschinengeschwindigkeiten ist die absolute Größe der Periode T außerordentlich gering. Bei derartig hohen Geschwindigkeiten folgt eine positive Halbwelle 51 so dicht auf eine negative Halbwelle 52, daß das an der Klemme 25' erzeugte Signal (welches dem Signal 55 entspricht) seinen Spitzenwert während des anfänglichen Ladungsab schnitt es k/i erreicht, und dieser Spitzenwert liegt unter dem ersten Schwellenwert VT1. Somit ist die Phase zwischen dem Funkenzeit-Steuersignal 57 und dem Eingangssignal 50 keine Funktion der Steigungsmaße k~ und k, bei diesen hohen Geschwindigkeiten. Bei etwas geringeren Geschwindigkeiten kann das Signal, welches dem Signal 55 entspricht, die Schwelle VT1 während der negativen Halbwelle 52 überschreiten, jedoch nicht die Schwelle VT2. Bei diesen Geschwindigkeiten ist die Phase des Signals, welches dem Signal 57 entspricht, eine Funktion der Steigungsmaße k* und kp, jedoch nicht des Steigungsmaßes k,. Somit ergibt sich ein unterschiedlicher Voreilwinkel (Phase) über der Geschwindigkeit

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'Λ*

für diesen Geschwindigkeitsbereich. In dieser Hinsicht "bestehen bei der erfindungsgemäßen Schaltung ähnliche Verhältnisse, wie sie in der obengenannten Bezugslanmeldung von Padgitt vorliegen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt der Fühler 16 ein Signal 58, welches eine feste Winkelphasenbeziehung zu dem Eingangssignal 50 hat, welches durch den Fühler 11 erzeugt wird. Dieses Signal ist in der Fig. 4H dargestellt. Das Signal besteht aus einer Spannung, welche auf einem hohen Pegel gehalten wird, außer für einen festen Betrag des Voreilwinkels, in Kurbelwellen-Grad, vor dem Auftreten des Übergangs 52' von der positiven Halbwelle 51 zu. der negativen Halbwelle 52.

Das Signal 58 wird der Basis des Transistors 42 zugeführt. Wenn das Signal 58 ein niedriges Potential hat, wird der Transistor 42 eingeschaltet, und es wird effektiv die Stromquelle 43 mit dem Kondensator 39 verbunden, wobei diese Stromquelle einen wesentlich stärkeren Strom (Ip) in bezug auf die Stromquellen Iy. bis 1^, liefert. Dadurch wird gewährleistet, daß unabhängig von der Größe der Spannung V_xJ₁ welche durch das Signal 55 erzeugt wird, und auch unabhängig davon, welcher Voreilwinkel von der Vakuum-Vorrückschaltung 12 angefordert wird, ein Funken immer zumindest mit einem minimalen konstanten Voreilwinkel erzeugt wird, welcher durch den Hoch-Tief-übergang des Signals hervorgerufen wird, welches durch den Fühler 16 erzeugt wird. Somit wirkt die Stromquelle 43 als Rückstelleinrichtung und liefert auch einen minimalen Voreilwinkel für das Funken-Zeitsteuersignal ·

Die Fig. 41 ist eine Skala, welche den Voreilwinkel in Kurbelwellen-Grad für alle verschiedenen in den Fig. 4A bis 4H anhand des Beispiels einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern darstellt. Alle diese Signale sind in einem identischen Zeitmaßstab für eine typische Maschinengeschwindigkeit bezeichnet, so daß die Phasen der verschiedenen Signale leicht miteinander verglichen werden können.

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Die Fig. 3 veranschaulicht den Vorcilwinkel in Kurbelwellen-Grad für das Funkenzeitsteuersignal 57» welches in der Fig. 4G für eine Maschinengeschwindigkeit dargestellt ist, als Funktion der Maschinengeschv/indigkeit. Zv/ei Voreilwinkel-Kennlinien 59 und 60 sind gezeichnet, um die effektiven verschiedenen Maschinen-Vakuum-Verhältnisse bei der Kennlinie zu veranschaulichen, v/elche den Voreilwinkol .als Funktion der Geschwindigkeit darstellt.

Die Kennlinie 60 hat einen konstanten Betrag des Voreilwinkels für Maschinengeschv/indigkeit oberhalb von 4000 U/min. Bei diesen Geschwindigkeiten ist das Auftreten eines Zündfunkens nur eine Funktion der Steigungsmaße k^ und k^., v/eil das Signal, welches dem Signal 55 entspricht, niemals die Größe oberhalb der ersten Schwelle VT1 erreicht. Chi Sun Lax und Philip Gunderson lehren in der obengenannten Bezugsanmeldung, daß dann, wenn ein einziges Lade- und ein einziges Entlade-Steigungsmaß verwendet werden, um die Phase eines Zündzeitsteuersignals zu bestimmen, die Möglichkeit besteht, dieses Signal in der Weise zu erzeugen, daß ein konstanter Betrag der Winkelphase existiert, und zwar unabhängig von der Geschwindigkeit der Maschine. Es ist in der Tat auf dieses Prinzip zurückzuführen, daß der konstante Betrag einer geschwindigkeit sunabhängigen Winkelphase für das Vakuum-Einstell-Voreilsignal 53» welches durch die Schaltung 12 erzeugt wird, gewährleistet ist. Für Maschinengeschwindigkeiten zwischen 1600 und 4000 U/min wird die Kennlinie 60 durch die Steigungsmaße k^,, k2 und k^ festgelegt. Dies führt dazu, daß ein linearer Voreilwinkel über der Geschwindigkeitsveränderung der Maschine entsteht. Für Geschwindigkeiten zwischen 1000 und 1600 U/min beeinflußt das Steigungsmaß k^ auch die Veränderung des Funken-Zeitsteuer-Voreilwinkels als Funktion der Geschwindigkeit der Maschine. Für Geschwindigkeiten unter 1000 U/min, und zwar für einen festen Betrag an Vakuum-Vor eilung, v/elcher durch das

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- a» -21-

Signal 53 angefordert wird, erzeugt das Signal 58 einen konstanten minimalen Betrag an Winkelvoreilung für das Funkenzeitsteuersignal 57» welches geschwindigkeitsunabhängig ist. Diese minimale Winkelvoreilung ist mit A_min bezeichnet.

Die Kennlinie 59 veranschaulicht die Art der Veränderung des Voreilwinkels in Abhängigkeit von der Ilaschincngeschwindigkeit, welche dann vorliegt, wenn ein größerer Betrag des Voreilwinkels als derjenige, welcher durch die Kennlinie 60 gebildet wird, durch die Vorrückschaltung 12 angefordert wird. Für Geschwindigkeiten oberhalb von 1000 U/min ändert sich die Kennlinie 59 identisch mit der Kennlinie 60 als Funktion der Geschwindigkeit, mit der Ausnahme, daß die Kennlinie 59 um einen konstanten Voreilwinkelbetrag nach oben verschoben ist, welcher der zusätzlichen Winkelvoreilung entspricht, die für ein Ilaschinenvakuum benötigt wird, welches größer ist als dasjenige Maschinenvakuum, welches gemäß der Kennlinie 60 verwendet wird. Für Gesch\idndigkeiten unterhalb 1000 U/min ändert sich die Kennlinie 59 mit derselben Geschwindigkeit, mit der sie sich für Geschwindigkeiten oberhalb von 1000 U/min verändert hat, bis der minimale Voreilpegel A . erreicht ist, der etwa bei einer Geschwindigkeit von 700 U/min erreicht wird. Somit wird gemäß der Erfindung ein minimaler Betrag der Phase oder der Winkelvoreilung erreicht, der zwischen dem Funkenzeitsteuersignal und dem Eingangssignal vorhanden sein muß, unabhängig von dem Vakuum und der Maschinengeschwindigkeit. Dies wird gemäß der Erfindung durch die Verwendung des Fühlers 16 ermöglicht.

Die Fig. 2A veranschaulicht eine typische Ausführungsform der Vakuum-KonstantStromquelle 20. Gemäß der Darstellung weist diese Stromquelle einen ENP-Transistor 61 auf, dessen Emitter mit der positiven Spannungsversorgungsklemme 19 über einen Widerstand 62 verbunden ist und dessen Basis mit der Klemme 19 über einen Widerstand 63 in Heilie mit einer Diode 64- verbunden ist, deren Kathode -direkt mit der

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Basis dec Transistors 61 verbunden ist. Gemäß der Darstellung weist ein Potentiometer 65 ein Widerstandselement auf, welches zwischen der Energievcrsorgungsklerame 19 und der Masse liegt, wobei ein veränderbarer Mittelabgriff an die Basis des Transistors 61 angeschlossen ist. Das Potentiometer mit seinem veränderbaren Mittelabgriff stellt einen Vakuumübertrager dar, der eine veränderbare Vorspannung für die Basis des Transistors 61 liefert» Der Kollektor des Transistors 61 ist gemäß der Darstellung mit der Klemme 17' verbunden und liefert den Strom Iy.

Die in der Fig. 2A dargestellte Schaltung arbeitet folgendermaßen: Auf Veränderungen im Maschinenvakuum erzeugt das Potentiometer 65 eine verschiedene Vorspannung an der Basis des Transistors 61. Dies führt zu einer Änderung des konstanten Betrages des Stroms Iy, welcher der Klemme 17' durch den Transistor 61 zugeführt wird. Der Kollektorstrom des Transistors 61 ist gleich Iy, und er entspricht der Potentialdifferenz zwischen der Klemme 19 und der Basis am Transistor 61, minus . dem Enitter-Basis-Spannungsabfall des Transistors 61, geteilt durch den Widerstand des Widerstandes 62. Somit führen Veränderungen im Vakuum der Maschine zu einer Veränderung der Größe des Stroms, welcher durch den Transistor 61 der Klemme 17' zugeführt wird.

Die Fig. 2B veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform für eine der Stromquellen I^ bis 1^., I-, oder Ip. In diesem Falle ist ein PNP-Transistör 70 vorhanden, dessen Emitter direkt mit einer Quelle für ein positives Potential 71 verbunden ist und dessen Basis über einen Widerstand 72 an Masse gelegt ist und an seinen Emitter über eine Diode 73 angeschlossen ist, deren Kathode mit der Basis verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 70 ist mit dem Schaltungselement verbunden, an welches die Stromquelle Strom liefern soll. Grundsätzlich wird der Spannungsabfall an der Diode 73 dazu verwendet, den Transistor '/0 vorzuspannen, und der Transistorausgangsstrom (I) ist deshalb im wesentlichen proportional zu dem Dioden-

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strom. Somit führt die Schaltung in der Fig. 2B nur einen konstanten Strom, welcher durch das Potential an der Klemme 71 und dem Widerstand des Widerstandes 72 festgelegt ist. Dies geschieht aufgrund eines Stromspiegeleffektes, der an sich bekannt ist. Beispielsweise ist für die Stromquelle 24 die Klemme 71 mit der Klemme 19 identisch und der Kollektor des Transistors 70 ist mit der Klemme 22' verbunden. Für die Stromquelle 45 entspricht die Klemme 71 dem Kollektor des Transistors 44 und der Kollektor des Transistors 70 ist mit der Basis des Transistors 40 verbunden.

Die Pig. 2A und 2B veranschaulichen nur bevorzugte Ausführungsformen für Stromquellen, die zur gerätetechnischen Verwirklichung der in der Funken-Zeitsteuerschaltung 10 gemäß Fig. 1 dargestellt sind.

Es würde auch im Rahmen der Erfindung liegen, wenn die Stromquelle 20 von einer anderen Maschinenvariablen als dem Vakuum abhängen würde. Beispielsweise könnte die Stromquelle 20 von einer Variablen abhängen, welche sich mit der Geschwindigkeit der Maschine ändert.

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Claims

Patentansprüche

Elektronische Zündstauerschaltung für eine Brennkraftmaschine, mit einer Fühlereinrichtung, um ein Eingangssignal zu liefern, welches eine Frequenz und eine Periode hat, die proportional zu der liascliinengeschwindigkeit sind, wobei das Eingangssignal eine vordere und eine rückwärtige Flanke hat, die auf vorgegebene Winkelpositionen der Haschinenkurbelwelle bezogen sind, mit einer Vorrückeinrichtung, welche an die Fühlereinrichtung angeschlossen ict, un ein Eingangssignal aufzunehmen und ein digitales Ausgangssignal zu erzeugen, welches eine Reihe von Vorrückimpulsen aufweist, die mit dem Eingangssignal synchronisiert sind und vorgegebene Impulsbreiten haben, v;elche zu der veränderbaren Haschinengeschviindigkeit in einer Beziehung stehen, mit einer geschwindigkeitsabhäiigigen Zündsteuereinrichtung, welche mit der Fühlereinrichtung verbunden ist, um das Eingangssignal aufzunehmen und durch selektive Steuerung der Ladung und Entladung eines Kondensators ein Zündfunken-Zeitsteuersignal zu erzeugen, welches sich in der Phase von dem Eingangssignal unterscheidet, und zwar durch eine vorgegebene Funktion der Naschinengeschwindigkeit, und mit einer Einrichtung, welche zwischen der Vorrückeinrichtung und der geschwindigkeitsabhängigen Zündsteuereinrichtung angeordnet ist, um die Vorrückimpulse der Zeitsteuereinrichtung zuzuführen, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrückschaltung in der Zündsteuereinrichtung eine Anordnung (28 bis 38) aufweist, welche die Ladung auf dem Kondensator (39) mit einer ersten Geschwindigkeit (k,., k₂» k^) verändert, und zwar vor dem Auftreten jedes der Vorrückimpulse, daß weiterhin eine Anordnung (44) vorgesehen ist, v;elche dazu dient, die Ladung des Kondensators (39) auf seinem vorletzten Wert vor dem Auftreten der Vorrückimpulse während der Vorrückimpulse konstant zu halten, daß weiterhin eine Anordnung (45) vorhanden ist, um die Ladung

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auf dem Kondensator (39) mit einer zweiten Geschwindigkeit (k^.) zu verändern, nachdem die Vorrückimpulse aufgetreten sind, v/o durch die Vorrückinipulse effektiv den Übergang zwischen der ersten und der zweiten Geschwindigkeit verzögern und dadurch eine Funken-Zeitsteuer-Vorrückeinstellung für das geschwindigkeitsabhängige Zündfunken-Zeitsteuersignal gemäß der veränderbaren Maschinengeschwindigkeit liefern.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreiten (5^) der Vorrückimpulse einen vorgegebenen Anteil der Periode (T) des Eingangssignals (50) einnehmen und daß dieser vorgegebene Anteil durch die veränderbare Haschinengeschwindigkeit festgelegt wird, so daß dadurch für eine vorgegebene Maschinengeschwindigkeit die Vorrückimpulse das Fuukenzeitsteuersignal durch einen konstanten Betrag einer Phase über einem vorgegebenen Maschinengeschwindigkeitsbereich einstellen.
3ο Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterium für die Maschinengeschwindigkeit das durch die Maschine selbst erzeugte Vakuum dient»
4·. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal (50) abwechselnd eine positive und eine negative Halbwelle in bezug auf einen vorgegebenen Bezugspegel aufweist, daß die geschwindigkeitsabhängige Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung (13) eine Schaltung (28) aufweist, welche die Geschwindigkeit der Änderung der Ladung auf dem Kondensator innerhalb einer ersten vorge gebenen Winkeldrehung der Maschine verändert, und zwar nach dem Beginn von einer der positiven und negativen Halbwellen des Eingangssignals, daß die geschwindigkeitsabhängige Zünd-Zeitsteuereinrichtung (13) die Ladung auf dem Kondensator (39) mit der ersten Geschwindigkeit (k^) während einer der positiven oder negativen Halbwellen verändert und dann die Ladung des Kondensators mit einer dritten Geschwindigkeit

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(k_?, k,) während einer der positiven oder negativen Kaltwellen in Reaktion darauf verändert, daß der Durchgang der ersten vorgegebenen Zeitperiode innerhalb der ersten Winkeldrehung ermittelt wird, v/o durch die Phase zwischen dem Funken-Zeitsteuersignal und dem Eingangssignal eine erste Funktion der Maschinengeschwindigkeit für Geschwindigkeiten unter einer vorgegebenen Geschwindigkeit ist und diese Blase eine zweite Funktion der Maschinengeschwindigkeit für Geschwindigkeiten oberhalb dieser vorgegebenen Geschwindigkeit ist.
5. Schaltung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die geschwindigkeitsabhängige Zünd-Zeitsteuereinrichtung (13) eine erste Stromquelle (27) aufweist, um die Ladung des Kondensators mit einer ersten Geschwindigkeit (k^|) in Reaktion auf den Beginn von einer der positiven und negativen Halbwellen des Eingangssignals zu ändern, daß weiterhin die Zeitsteuereinrichtung (13) eine zweite Stromquelle (37» 38) aufweist, um die Ladung auf dem Kondensator mit einer dritten Geschwindigkeit (k_o, kv) in Reaktion auf eine Spannung auf einer Klemme des Kondensators zu ändern, welche eine vorgegebene Größe überschreitet, wodurch die Spannung an dieser einen Klemme des Kondensators dazu verwendet wird, den Durchgang der ersten vorgegebenen Zeitperiode zu ermitteln.
6. Schaltung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die geschwindigkeitsabhängige Zündsteuereinrichtung (13) eine dritte Stromquelle (4-5) aufweist, um die Ladung auf dem Kondensator (39) mit einer zweiten Geschwindigkeit (k^) während der anderen von der positiven und der negativen Halbwellen des Eingangssignals zu ändern, und zwar anschließend an die eine der positiven und negativen Halbwellen, während v/elcher die Kondensat or ladung mit der ersten und der dritten Geschwindigkeit verändert wurde.

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7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (Io) und die dritte (k~, k^) Geschwindigkeit der Änderung der Ladung des Kondensators dieselbe Polarität haben und im wesentlichen konstant sind und daß die zv/eite Geschwindigkeit (k^) der Änderung der Ladung des Kondensators eine zu der ersten und dritten Geschwindigkeit entgegengesetzte Polarität hat und ebenfalls konstant ist.
8· Schaltung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrückimpulse bei ihrem Auftreten mit dem Beginn der anderen von den Halbwellen des Eingangssignals zufiaiamenfallen, daß die Vorrückeinrichtung (12) eine erste Einrichtung (17) aufweist, welche durch die abwechselnden Halbwellen ein- und ausgeschaltet wird, daß weiterhin ein Hilfskondensator (21) mit der ersten und der zweiten Schalteinrichtung (22) verbunden ist, wobei die Verbindung zu der ersten Einrichtung über den Hilfskondensator erfolgt, daß eine für die Maschinengeschwindigkeit maßgebliche Größe die Geschwindigkeit der Änderung der Ladung auf dem Hilfskondensator während einer der positiven und negativen Halbwellen des Eingangssignals steuert, daß die Vorrückeinrichtung die Steuerung während der anderen Halbwelle des Eingangssignals übernimmt, daß die zweite Schalteinrichtung während eines vorgegebenen Anteils der Periode des Eingangssignals in Betrieb gehalten ist und daß der vorgegebene Anteil von der Maschinengeschwindigkeit abhängt.
9· Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrückeinrichtung (12) eine Stromquelle aufweist, welche dazu dient, die Ladung auf dem Hilfskondensator mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigtatt zu ändern, welche von der Maschinengeschwindigkeit abhängt, und daß als für die Maschinengeschwindigkeit maßgebliche Größe das durch die Maschine selbst erzeugte Vakuum dient, wobei die Geschwindigkeit, mit welcher die Ladung auf dem Hilfskondensator durch die Stromquelle verändert wird, durch die

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ütÄr'ce den Vn¹'.mi:;· ^. bor·;!/i^rii: vrlrd.
10. och^lta.i^ nach Anspruch H, -Iodurch j ü .': ο η .> ·.·. ο 1 ο l α e t , dn¹? ein zusätzlicher ^'"U"¹.';" ^1G) vir^os^iKi'L '.-'', um während einer der positiven und .iG^jni.ivoa ''--1'!'1.'ClIo '1er: Eingarr-ssignals einen Inpnl.s r'.u liefern, dn°. der -:ii:^:'·;.·- licne 1'¹UaIer mit der rjeschv/iadi^keitsnbhMii^ji.^ou Zo L'^rlouoreiiirichtunr (1?) verbunden ipt un.d daC der Iipjlr vr...·, dor. zusätzlichen 1'¹UhI er dar.u vei'V/endet v^rir:l, nit; ίΙχΙ.Γο der Z'iid-steaereinricht.uag eine mininnle nöijlic-ir; Dl . j'uro l .".·■ ■'·■■:■ P'n se :v⁷i ."!che'i ce,: ,".^'v¹ f ι f e \-Ze ί b3i'oaer?ii_t;'uil und de:n Eiügaasssir^nal zu liefern, wodurch ein niniaaler Beti'-i^; der Phase zviischen dem Punkenzeitsteuersignal und dem Eingangssignal gewährleistet ist,unabhängig von der für die Maschinengeschwindigkeit maßgeblichen Größe und unabhängig von der MaschinengeschwirdLgkeit.
11. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Fühler (16) vorgesehen ist, um während einer der positiven und negativen Halbwolle der Eingangssignals wenigstens einen Impuls zu liefer i, dn": ■: οι· :ui3^:it3liche '!''"hler mit der geschv/indigkeitnabhän^igea Zeitsteuereinrichtung (13) verbunden ist und daß der Impuls von dem zusätzlichen Fühler dazu verwendet; wird, nit Hilfe der Zündsteuereinrichtung eine minimale mögliche Differeni- in der Phase zwir.chen dem Zündfunfcen-Zeitsteuersignal uid dein Eingangssignal zu liefern, wodurch wenigstens ein niniMnlev betrag der Phase zwischen den Funkenzeitsteuersignal und dem Eingangssignal gewährleistet ist, unabhängig von der für die llaschinengeschwindigkeit maßgeblichen Größe und unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit.
12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung (11) einen aktiven Fühlerbereich aufweist, welcher auf einer vorgegebenen Wiukel-

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