DE2850115A1 - Ignition system with solid state switch and tachogenerator - has second storage module for second count producing off time of switch - Google Patents
Ignition system with solid state switch and tachogenerator - has second storage module for second count producing off time of switchInfo
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Abstract
Description
Zündanlage für BrennkraftmaschinenIgnition system for internal combustion engines
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Zündanlage aus der DE-OS 2 701 968, Fig. 1 und 2, bekannt, die ebenfalls nach dem Prinzip der Schließwinkelvergrößerung arbeitet. Dies bedeutet, daß ein Ausgangssignal eine'r Geberanordnung, bzw. einer Zündwinkel-Berechnungsstufe, einen minimalen Grundschließwinkel für den elektronischen Schalter im Primärstromkreis der Zündspule vorgibt. In Abhängigkeit der Drehzahl wird nun der Schließzeitpunkt für diesen elektronischen Schalter vorverlegt, wobei jeweils bei dem vorausgehenden Zyklus der Schließzeitpunkt für den folgenden Zyklus bestimmt wird. Bei der bekannten Anordnung zählt der den Schließzeitpunkt bestimmende Zähler nur während der Offenzeit. Dadurch bestimmt der Zählerstand dieses Zählers im Zündzeitpunkt die folgende Offenzeit-. Dieser Zählerstand wird durch einen anderen Zähler festgelegt. Bei Beschleunigungen muß dieser andere Zähler vom höchsten Wert entsprechend der Drehzahl bis zum niedrigsten Wert zählen, um bei Höchstdrehzahlen den maximalen Schließwinkel zu gewährleisten. Diese Zeit wird umso größer, je höher der Schwellwert für den primärseitigen Strom gelegt wird, was wiederum zur Vermeidung von Regelschwingungen des Schließwinkels bei Einsetzen des Restspeichereffekts wünschenswert ist. Die sich dadurch ergebende schlechte Dynamik kann sich bei starkpn BeschleuniCungsvorgänger durch zu schwache oder aussetzende Zündfunken unangenehm bemerkbar machen.PRIOR ART The invention is based on an ignition system the genre of the main claim. It is such an ignition system from the DE-OS 2 701 968, Fig. 1 and 2, known, which also according to the principle of the dwell angle enlargement is working. This means that an output signal is a transmitter arrangement or a Ignition angle calculation stage, a minimum basic dwell angle for the electronic Switches in the primary circuit of the ignition coil. Depending on the speed the closing time for this electronic switch is now brought forward, with the closing time for the previous cycle for the following cycle is determined. In the known arrangement, the counts the closing time determining counters only during the open time. This is what the counter reading determines Counter at the ignition point the following open time. This counter reading is through set a different counter. In the case of accelerations, this other counter must be from count the highest value according to the speed to the lowest value in order to at Maximum speeds to ensure the maximum dwell angle. This time will be all the more greater, the higher the threshold value for the primary-side current is set, which in turn to avoid control oscillations of the dwell angle when the residual storage effect begins is desirable. The resulting poor dynamics can result in starkpn Acceleration predecessor unpleasant due to weak or intermittent ignition sparks to make noticable.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine wesentlich bessere Dynamik erreicht wird, indem der andere Zähler, auch als Regelzähler bezeichnet, einen kleineren Bereich überstreichen muß. Dies wird dadurch erreicht, daß der erste Zähler, der den Schließzeitbeginn bestimmt, selbst schon eine drehzahlabhängige Schließzeit vorgibt. Der Wert des anderen Zählers wirkt lediglich noch korrigierend mit einer Anfangs information auf diesen Zählerstand ein.Advantages of the invention The ignition system according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage that a much better one Dynamics is achieved by the other counter, also known as a control counter, has to cover a smaller area. This is achieved in that the first Counter that determines the start of the closing time, itself a speed-dependent one Pretends closing time. The value of the other counter only has a correcting effect with an initial information on this counter reading.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Zählsystem dieses Prinzips der Schließwinkelvergrößerung große Ahnlichkeit mit Systemen zur Schließwinkelverkleinerung (DE-OS 2 746 885, Fig. 5 und 6) aufweist. Bei der Sonzeption eines integrierten Schaltkreises ist es wünschenswert, beide Prinzipien wahlweise realisieren zu können.Another advantage is that the counting system follows this principle the dwell angle enlargement is very similar to systems for dwell angle reduction (DE-OS 2 746 885, Figs. 5 and 6). During the sonception of an integrated Circuit, it is desirable implement both principles alternatively to be able to.
Je ähnlicher diese Prinzipien sind, desto leichter ist dies möglich.The more similar these principles are, the easier it is to do it.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich. Besonders vorteilhaft ist es, den Sehwellwert für den Primärstrom auf einen Wert festzulegen, der einem Wert von 60 bis 90 g des notwendigen Primärstroms entspricht.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments and improvements to the ignition system specified in the main claim are possible. It is particularly advantageous to set the visual threshold value for the primary current to one value determine which corresponds to a value of 60 to 90 g of the necessary primary current.
Dies verringert, bzw. vermeidet Regelschwingungen des Schließwinkels, insbesondere bei Auftreten des Restspeichreffekts.This reduces or avoids control oscillations of the dwell angle, especially when the residual memory effect occurs.
Ze;chnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die schaltungsmäßige Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels und Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows Fig. 1 shows the circuit configuration of the exemplary embodiment and FIG. 2 shows a signal diagram to explain how it works.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Der Ausgang einer Geberanordnung 10 ist über ein ODER-Gatter 11 mit dem Steuereingang eines elektronischen Schalters 12 verbunden, dessen erster Schaltanschluß über die Primärwicklunv einer Zündspule 13 an eine mit dem positiven Pol einer Vers,orgungsspannungsquelle verbundenen Klemme 14 angeschlossen ist, und dessen zweiter Schaltanschluß über eine z.B. als Strommeßwiderstand ausgebildete Strommeßvorrichtung 15 mit Masse verbunden ist.Description of the exemplary embodiment The output of an encoder arrangement 10 is via an OR gate 11 with the control input of an electronic switch 12 connected, the first switching connection of which via the primary winding of an ignition coil 13 to a terminal connected to the positive pole of a supply voltage source 14 is connected, and its second switching connection via a e.g. as a current measuring resistor trained current measuring device 15 is connected to ground.
Zwischen die Sekundärwicklung der Zündspule 13 und Masse ist eine Zündkerze 16 geschaltet. Bei mehreren Zündkerzen kann in bekannter Weise eine mechanische oder nicht mechanische Hochspannungsverteilung vorgesehen sein. Gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik ist die Geberanordnung 10 eine durch die Brennkraftmaschine angetriP-bene rotierende Geberanordnung, der eine mechanische oder elektronische Vorrichtung zur parameterabhängigen Verstellung des Zündzpitpunkts zugeordnet ist. Der elektronische Schalter 12 ist gewöhnlich als Transistor ausgebildet.Between the secondary winding of the ignition coil 13 and ground is a spark plug 16 is switched. If there are several spark plugs, one can in a known manner mechanical or non-mechanical high-voltage distribution can be provided. According to the prior art specified at the beginning, the encoder assembly 10 is a through the internal combustion engine is driven rotating encoder arrangement, which has a mechanical or electronic device for parameter-dependent adjustment of the ignition point assigned. The electronic switch 12 is usually designed as a transistor.
Ein dem gemessenen Strom entssrechender Spannungswert wird von der Strommeßvorrichtung 15 einer Schwellwertstufe 17 zugeführt, deren Ausgang über ein NOR-Gatter 18 mit dem Sperreingang E (Enable) sowie mit dem Zählrichtungseingang U/D (Up/Down) eines ersten Zählers 19 verbunden ist. Die Binärzahlenausgänge dieses ersten Zählers 19 sind mit Zahleneinzängen eines zweiten Zählers 20 verbunden, dessen Zahlenausgänge wiederum einem digitalen Komparator 21 zugeführt sind. An die Vergleichszahleneingänge dieses digitalen Komparators 21 ist, vorzugsweise durch feste Verdrahtung, die Binärzahl X angelegt. Anstelle eines digitalen Komparators 21 könnte natürlich auch eine durch logische Gatter realisierbare Dekoierstufe für den Zahlenwert X verwendet werden. Der Zahlenausgang des digitalen Komparators 21 ist einmal an einen weiteren Eingang des ODER. -Gatters 11 und weiterhin an einen Ein.anx eines UND-Gatters 22 angeschlossen. Der Ausgang der Gebersnordnung 10 ist über einen Inverter 23 mit einem weiteren Eingang des UND-Gatters 22 verbunden und weiterhin an den Zählrichtungseingang U/D (Up/Down) des zweiten Zählers 20, an den Setzeingang S dieses zweiten Zählers 20 und schließlich über einen Inverter 24 an einen Eingang eines UND-Gatters 25 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Sperreingang E des zweiten Zählers 20 verbunden ist. Der Überlaufausgang CO (Carry Out) des zweiten Zählers 20 ist sowohl an einen zweiten Eingang des UND-Gatters 25, wie auch über einen Inverter 26 an einen weiteren Eingang des UND-Gatters 22 angeschlossen.A voltage value corresponding to the measured current is obtained from the Current measuring device 15 is supplied to a threshold stage 17, the output of which has a NOR gate 18 with the blocking input E (enable) and with the counting direction input U / D (Up / Down) of a first counter 19 is connected. The binary number outputs this first counter 19 are connected to number inputs of a second counter 20, whose Number outputs are in turn fed to a digital comparator 21. To the comparison numbers this digital comparator 21 is the binary number, preferably by hard wiring X created. Instead of a digital comparator 21, one could of course also use one Logical gate realizable Dekoierstufe for the numerical value X can be used. The number output of the digital comparator 21 is once to a further input of the OR. -Gate 11 and further connected to an Ein.anx of an AND gate 22. The output of the encoder arrangement 10 is via an inverter 23 with another The input of the AND gate 22 is connected and continues to the counting direction input U / D (Up / Down) of the second counter 20 to the set input S of this second counter 20 and finally connected to an input of an AND gate 25 via an inverter 24, whose Output is connected to the blocking input E of the second counter 20. The overflow exit CO (Carry Out) of the second counter 20 is both connected to a second input of the AND gate 25, as well as via an inverter 26 to a further input of the AND gate 22 connected.
Ein Takt generator 27 erzeugt zwei Zähl-Taktfrequenzen fl und f2. Die erste, höhere Taktfrequenz fl ist über ein UND-Gatter 28 mit dem Eingang eines ûDER-Gatters 29 verbiinden, dessen Ausgang an den Takteingang C des zweiten Zählers 20 angeschlossen ist. Die zweite Taktfrequenz f2 ist mit dem Takteingang C des ersten Zählers 19, wie auch über ein UND-Gatter 30 mit einem weiteren Eingang des ODER-Gatters 29 verbunden. Das Verhältnis der beiden Frequenzen fl und f2 entspricht dabei im wesentlichen - siehe Fig. 2 - dem Tastverhältnis der Gebersignale U10. Der Ausgang der Geberanordnung 10 ist einmal direkt çn einen weiteren Eingang des UND-Gatters 28 und weiterhin über einen Inverter 31 an einen weiteren Eingang des UND-Gatters 30 angeschlossen.A clock generator 27 generates two counting clock frequencies fl and f2. The first, higher clock frequency fl is via an AND gate 28 to the input of a ûDER gate 29 connect, its output to the clock input C of the second counter 20 is connected. The second clock frequency f2 is with the clock input C of the first Counter 19, as well as via an AND gate 30 with a further input of the OR gate 29 connected. The ratio of the two frequencies fl and f2 corresponds to im essential - see Fig. 2 - the duty cycle of the encoder signals U10. The exit the encoder arrangement 10 is once directly in a further input of the AND gate 28 and furthermore via an inverter 31 to a further input of the AND gate 30 connected.
Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels soll in folgendPm anhand des in Fig. 2 dargestellten Sienaldiagramms erläutert werden.- Diirch die kürzer werdende Gebersignalfolge 10 ist ein Beschleunigungsfall dargestellt. Durch das am Zählrichtungseingang U/D- des Zählers 20 angelegte Gebersignal U10 ist der Zähler jeweils während eines Gebersignals U10 auf "Aufwärtszählen gestellt, während in den Signalpausen nur Abwärtszähivorgänge stattfinden können.The mode of operation of the exemplary embodiment will be based on the following PM of the sienial diagram shown in Fig. 2. - Diirch the shorter a case of acceleration is shown as the encoder signal sequence 10. By the The encoder signal U10 applied to the counting direction input U / D- of the counter 20 is the counter set to "counting up" during each encoder signal U10, while in Only downward counting processes can take place during the signal pauses.
Im Z"hler 19 sind Aufwärtszählvorgänge nur möglich, wenn der Primärstrom durch die Zündspule 13-über dem Sollwert S liegt. Unterhalb dieses Sollwerts ist der Zähler 19 auf "Abwärtszählern" gestellt. Während am Zähler 19 für beide Zählrichtungen die Taktfrequenz f2 anliegt, ist dem Zähler 20 beim Aufwärtszählvorgang - während eines Signals U10 -durch Sperren des UND-Gatters 30 die höhere Zählfrequenz f1 zugeführt. In den Signalpausen der Signalfolge U10 ist dagegen das UND-Gatter 28 gesperrt, so daß der Abwärtsvorgang mit der Frequenz f2 abläuft.In the counter 19, counting up operations are only possible when the primary current through the ignition coil 13-is above the setpoint S. Is below this setpoint the counter 19 is set to "down counters". While at the counter 19 for both Counting directions the clock frequency f2 is applied, is the counter 20 during the counting up process - during of a signal U10 -by blocking the AND gate 30, the higher counting frequency f1 is supplied. In the signal pauses of the signal sequence U10, however, the AND gate 28 is blocked, so that the downward process takes place at the frequency f2.
Zu Beginn eines Gebersignals U10 wird der augenblickliche Zählerstand Za vom ersten Zähler 19 in den zweiten Zähler 20 übernommen. Diese Übernahme erfolgt durch das dem Setzeingang S des Zählers 20 zugeführte Gebersignal U10.At the beginning of an encoder signal U10 is the current counter reading Za taken over from the first counter 19 into the second counter 20. This takeover takes place by the encoder signal U10 fed to the set input S of the counter 20.
Es schließt sich ein Aufwärtszählvorgang mit der Frequenz fl an, der ab Signalende eines Signals U10 durch einen Abwärtszählvorgang mit der Frequenz f2 fortgesetzt wird.This is followed by an upward counting process with the frequency fl, the from the end of the signal of a signal U10 by counting down with the frequency f2 is continued.
Durch das Signalende U10 wird weiterhin der elektronische Schalter 12 gesperrt, wodurch ein Zündfunke an der Zündkerze 16. erzeugt wird. Erreicht der Zahlenwert im Zähler 20 infolge des Abwärtszählvorgangs den Zahlenwert X, so spricht der digitale Komparator 21 an, durch dessen Ausgangssignal über das ODER-Gatter 11 der elektronische Schalter 12 in den stromleitenden Zustand versetzt wird.The electronic switch continues to function through the end of the signal U10 12 locked, whereby an ignition spark is generated at the spark plug 16.. If the Numerical value in the counter 20 as a result of the downward counting process, the numerical value X, so speaks the digital comparator 21, through its output signal via the OR gate 11 the electronic switch 12 is placed in the current-conducting state.
Der primärseitige Strom durch die Zündspule 13 beginnt erneut anzusteigen. Gleichzeitig wird über das UND-Gatter 22 und das NOR-Gatter 18 die Sperrung des Zählers 19 aufgehoben, der dadurch ab seinem augenblicklichen Zählerstand abwärts zu zählen beginnt, bis eine erneute Sperrung über das UND-Gatter 22 erfolgt. Die Sperrung kann zwei Ursachen haben, von denen jeweils die erste dieser beiden Möglichkeiten die Sperrung bewirkt:-Einmal der Beginn eines erneuten Gebersignales UlO und weiterhin das bei Erreichen des niedrigsten Zählerstands im Zähler 20 erzeugte Überlaufsignal am Überlaufausgang CO. In den ersten drei dargestellten Zyklen treten jeweils beide Alternativen gleichzeitig auf, während beim vierten Zyklus zunächst die Sperrung durch das Erreichen des niedrigsten Zählerstands im Zähler 20 bedingt ist, und das Gebersignal Ulû erst kurz darauf einsetzt. Die nicht dargestellte weitere öglichkeit besteht darin, daß ein Gebersignal Ulû beginnt, bevor der Zähler 20 auf seinen niedrigsten Zählerstand gezählt hat. In diesem Fall wird der Zähler 19 durch das Gebersignal UiO gesperrt und der Zähler 20 übernimmt den erreichten Zählerstand des Zählers 19 bevor er auf den niedrigsten Zählerstand gezählt hat. Eine bessere Möglichkeit wäre in diesem Falle, den Zählerstand des Zählers 19 vom vorherigen Zyklus zu übernehmen. Dies bedingt jedoch einen zusätzlichen Aufwand durch einen erforderlichen Zwischenspeicher, der den erreichten Zählerstand im Zähler 19 jeweils bis zum darauffolgenden Zyklus gespeichert hält.The primary-side current through the ignition coil 13 begins to rise again. At the same time via the AND gate 22 and the NOR gate 18, the blocking of the Counter 19 is canceled, which then goes down from its current counter reading begins to count until a renewed blocking takes place via the AND gate 22. the Blocking can have two causes, each of which is the first of these two possibilities the blocking causes: -Once the beginning of a new encoder signal UlO and further on the overflow signal generated in counter 20 when the lowest count is reached at the overflow outlet CO. Both of them occur in the first three cycles shown Alternatives appear at the same time, while in the fourth cycle initially the Blocking is caused by reaching the lowest count in counter 20, and that Encoder signal Ulû only starts shortly thereafter. The other option, not shown consists in the fact that an encoder signal Ulû begins before the counter 20 reaches its lowest Counter reading has counted. In this case, the counter 19 is activated by the encoder signal UiO locked and the counter 20 takes over the count reached by the counter 19 before he counted on the lowest count. A better way in this case would be to take over the count of the counter 19 from the previous cycle. However, this requires an additional effort through a required buffer, the reached counter reading in counter 19 up to the following cycle keeps saved.
Der Aufwärtszählvorgang im Zähler 19 wird durch die Länge eines Ausgangssignals der Schwellwertstufe 17 vorgegeben, das bei Überschreiten des Schwellwerts S durch den primär seitigen Strom erzeugt wird. Dieses Signal hebt die Sperrung des Zählvorgangs über das NOR-Gatter 18 auf. Im ersten dargestellten Zählzyklus des Zählers 19 ist der stationäre Zustand bei gleichbleibender Drehzahl dargestellt. Der Abwärtszählvorgang entspricht dem Aufwärtszählvorgang. Im darauffolgenden Zyklus wird zwar noch das gleiche Zählergebnis Za erreicht, jedoch ist der darauffolgende Aufwärtszählvorgang infolge eines entsprechend der Beschleunigung verkürzten Signals U10 kürzer.The counting up in the counter 19 is determined by the length of an output signal the threshold value stage 17 specified, which occurs when the threshold value S is exceeded the primary-side electricity is generated. This signal unlocks the counting process via the NOR gate 18. In the first illustrated counting cycle of the counter 19 is the steady state at constant speed is shown. The countdown process corresponds to the counting up process. In the following cycle, this will still be the case the same counting result Za is reached, but the subsequent up counting process is shorter as a result of a signal U10 which is shortened in accordance with the acceleration.
Im dritten Zyklus wird ein niedrigerer Zählerstand Zb erreicht, der wiederum mit der Anstiegsflanke eines Signals U10 in den Zähler 20 übernommen wird. Ein Aufwärtszählvorgang des Zählers 19 findet im dritten Zyklus nicht statt, da der primärseitige Strom I den Schwellwert S nicht überschreitet. Im vierten Zyklus findet ein erneuter Abwärtszählvorgang im Zähler 19 bis zum Zahlenwert Zc statt. Die Sperrung des Zählers 20 ab Breichen des niedrigsten Zählerstands bis zu Beginn eines Gebersignals U10 erfolgt über das UND-Gatter 25.In the third cycle, a lower count Zb is reached, the is again taken over into the counter 20 with the rising edge of a signal U10. The counter 19 does not count up in the third cycle because the primary-side current I does not exceed the threshold value S. In the fourth cycle a new downward counting process takes place in the counter 19 up to the numerical value Zc. the Blocking of the counter 20 as soon as the lowest counter reading is reached up to the beginning of an encoder signal U10 takes place via the AND gate 25.
Da einmal im Zähler 20 eine Drehzahlinformation durch den Aufwärtszählvorgang während eines Gebersignals gewonnen wird und zum anderen diese Drehzahlinformation durch den übernommenen Zahlenwert vom Zähler 19 noch ergänzt wird, ist eine gute Dynamik des Systems gewährleistet. Bei einer Drehzahländerung braucht der Zahlenwert des Zählers 19 nicht so stark verändert werden, wie es nötig wäre, wenn sein Zählerstand allein die Drehzahlinformation enthalten würde.As once in the counter 20 a speed information by the upcounting is obtained during an encoder signal and, on the other hand, this speed information is supplemented by the numerical value taken over from the counter 19, is a good one System dynamics guaranteed. If the speed changes, the numerical value is required of the counter 19 can not be changed as much as it would be necessary if its counter reading would contain only the speed information.
In Ergänzung der dargestellten Schaltung kann selbstverständlich noch gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik eine Strombegrenzungseinrichtung und eine Vorrichtung zur Ruhestromabschaltung vorgesehen werden.In addition to the circuit shown, it goes without saying that according to the prior art specified at the beginning, a current limiting device and a device for disconnection of the quiescent current can be provided.
Claims (6)
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DE2850115C2 DE2850115C2 (en) | 1985-07-25 |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |