DE2949311A1 - Verfahren und vorrichtung zur veraenderung des abstands von von einem zuendimpulsgeber abgegebenen zuendsteuerimpulsen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur veraenderung des abstands von von einem zuendimpulsgeber abgegebenen zuendsteuerimpulsenInfo
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Description
R. BPS 1
5.11.1979 Böer/Ba
Verfahren und Vorrichtung zur Veränderung des Abstands von von einem Zündimpulsgeber abgegebenen Zündsteuerimpulsen
Stand der Technik
DieErfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Verfahren dieser
Art wird zur Veränderung des Zündzeitpunkts für den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine zwischen dem spannungsgesteuerten
Oszillator und der Phasenvergleichsschaltung eines Phasenregelkreises eine Phasenverzögerungsschaltung
vorgesehen, deren Verzögerungszeit in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine änderbar ist.
Dabei liegt am Eingang der Phasenvergleichsschaltung das von einem Zündwinkelgeber abgegebene Signal an, das korrigiert
über den spannungsgesteuerten Oszillator der Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Mit dieser Einrichtung
kann jedoch grundätzlich nur eine Phasenvoreilung des am spannungsgesteuerten Oszillator abgenommenen Steuersignal
bezüglich den von Zündwinkelgeber abgebenen Steuersignal erzielt werden (DE-OS 27 08
130025/0051
R. BPS 1
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß mit sehr einfachen Mitteln ein durch thermodynamische Einflüsse und dynamische Einflüsse des Fahrwerks des mit der
Brennkraftmaschine betriebenen Fahrzeugs bewirktes, sich im wesentlichen bei konstanter Fahrt und niedriger Drehzahl
auftretendes Ruckein vermieden werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen zur Durchführung
des Verfahrens gemäß des Hauptanspruchs gegeben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird davon ausgeangen, daß von einem nicht weiter dargestellten Zündimpulsgeber 3
Rechteckimpulse im drehzahlsynchronen Takt erzeugt werden, die zur Steuerung einer ebenfalls nicht weiter dargestellten
Zündeinrichtung *1 zugeführt werden, in der ein Hochspannungsimpuls
erzeugt wird, der der jeweiligen Zündstelle zugeführt wird. Zwischen Zündeinrichtung und Zündimpulsgeber ist nun
die erfindungsgemäße Einrichtung zur Veränderung des Abstands
der aufeinanderfolgenden Zündsteuerimpulse vorgesehen.
Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Phasenregelkreis
7 bestehend aus einer Phasenvergleichsschaltung 3 einer Speicher- bzw. einer Integrationseinrichtung 6 und einem
spannungsgesteuerten Oszillator 8. Dabei sind der erste Eingang der Phasenvergleichseinrichtung 5 mit dem Ausgang des
Zündimpulsgebers 3 und der zweite Eingang der Phasenvergleichseinrichtung mit dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators
8 verbunden. Der Ausgang der Phasenvergleichseinrichtung führt über den Speicher 6 zujtwKUpga/ut^d1CSj spannungsgesteuerten
29Α9311
Oszillators 8. In Abwandlung zu einem üblichen Phasenregelkreis ist nun zwischen dem Ausgang der Phasenvergleichseinrichtung
5 und dem Speicher 6 ein Schalter 9 vorgesehen, der vom Ausgangssignal einer Vergleichseinrichtung 10
gesteuert wird. Weiterhin ist der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators mit einer Umschalteinrichtung 12 verbunden,
ctVe in einer ersten Stellung eine Verbindung zwischen
dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 8 und der Zündeinrichtung h hergestellt ist. In einer zweiten Stellung
der Umschalteinrichtung ist eine Verbindung zwischen dem Ausgang des Zündimpulsgebers 3 und der Zündeinrichtung 4
hergestellt und die Verbindung zum spannungsgesteuerten Oszillator 8 unterbrochen.
Die den Schalter 9 steuernde Vergleichseinrichtung erhält an ihrem einen Eingang von einem Wandler 14 ein Ist-Signal,
das der Phasenabweichung der vom Zündimpulsgeber abgegebenen Ist-Zündssteuerimpulsfolge gegenüber der vom spannungsgesteuerten
Oszillator 8 abgebenen Impulsfolge entpsricht. Dazu ist der Wandler lh mit dem Ausgang der Phasenvergleichsschaltung
5 verbunden, an dem eine Impulsfolge anliegt, deren Tastverhältnis der genannten Abweichung der Ist-Zündimpulsfolge
von der vom spannungsgesteuerten Oszillator abgebenen Impulsfolge entspricht. Insofern handelt es sich um das übliche
.Ausgangssignal der Phasenvergleichseinrichtung eines Phasenregelkreises.
Am anderen Ei^ang der Vergleichseinrichtung
liegt eine Referenzspannung·tf ref an für eine· zulässige Phasendifferenz.
Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Von dem Zündpulsgeber 3 werden synchron zur Drehzahl der
Brennkraftmaschine Zündimpulse abgegeben, mit deren Hilfe z. B. eine als Transistorzündanlage aufgebaute Zündeinrichtung ^
gesteuert wird. Es ist bekannt, daß auch bei konstanter Drehzahl einer Brennkraftmaschine die mittleren Brennraumdrücke bei
den einzelnen Arbeitstakten voneinander abweichen können,
was einerseits auf den thermodynamischen Prozeß und andererseits auf die Fahrwiderstände zurückzuführen ist, denen
130025/0051 ' * "
- - R. 3PS 1 j)
die Brennkraftmaschine bei einem Betrieb eines Kraftfahrzeugs ausgesetzt ist. Diese unterschiedlichen Brennraumdrücke
führen insbesondere im le'erlaufdrehzahlnahem Bereich zu Drehzahlschwankungen, die sich als Ruckein sehr unangenehm
bemerkbar machen können. Gemäß der beschriebenen Ausgestaltung der Erfindung wird nun die die momentane Drehzahl repräsentierende
Ist-Zündimpulsfolge vom Zündimpulsgeber 3 auf den ersten Eingang der Phasenvergleichseinrichtung 5 gegeben. Bei geschlossenem
Schalter 9 arbeitet der Phasenregelkreis in üblicher Weise. Entsprechend dem Phasendifferenzsignal
am Ausgang der Phasenvergleichseinrichtung 5 wird über den Speicher 6 der spannungsgesteuerte Oszillator 8 so gesteuert,
daß an seinem Ausgang eine Impulsfolge mit einer mittleren Frequenz bezogen auf die Ist-Zündsteuerimpuls-frequenz auftritt.
Diese Impulsfolge wird, solange die Umschalteinrichtung 12 in der ersten Stellung steht, der Zündeinrichtung zugeführt.
Aus dem Ausgangssignal der Phasenvergleichseinrichtung 5 in Form von Zündimpulsen mit einem der Phasendifferenz proportionalen
Tastverhältnis wird in dem Wandler I^ eine der Phasenabweichung
proportionale Spannung erzeugt, wobei das Vorzeichen der Phasendifferenz nicht erfaßt wird. Diese Spannung wird mit dem
Differenzwert der zulässigen Phasenabweichung in der Vergleichseinrichtung 10 verglichen, durch die bei Unterschreiten der
zulässigen Phasendifferenz den Schalter 9 öffnet. Ab diesem
Augenblick ist der im Speicher 6 enthaltene letzte Phasendifr ferenzwert für die Steuerung des spannungsgesteuerten Oszillators
maßgebend, der nun unabhängig von der Frequenz der Ist-Zündsteuerimpulsfolge eine Steuerimpulsfolge mit konstanter,
dem gespeicherten Wert entsprechender Frequenz abgibt und die Zündeinrichtung 4 damit steuert.
Solange die Referenzschwelle der Vergleichseinrichtung 10 unterschritten bleibt, weist die Zündfolge unabhängig von
der Ist-Drehzahl der Brennkraftmaschine eine konstante Frequenz auf. Kurzzeitige Drehzahlschwankungen mit geringer Amplitude
erzeugen demgemäß Früh- oder Spätzündungen bezogen auf die
- 5 130025/0051
. 1^. BPS
-:v.
rf
Zündung bei mittlerer Drehzahl. Kommt es z. B. zu einer kurzzeitigen Drehzahlsteigerung bzw. einer Verkürzung des
Abstands der vom Zündimpulsgeber abgegebenen Impulse, so entspricht der vom spannungsgesteuerten Oszillator 8 abgebenene
Steuerimpuls einer Spätverstellung, die sich so auf das vom Motor erzeugte Drehmoment auswirkt, daß die Drehzahlsteigerung
wieder kompensiert wird. Genausogut ergibt sich bei Drehzahlabfall
eine Frühverstellung des durch die Zündsteuerimpulsfolge des spannungsgesteuerten Oszillators 8 gegenüber der Ist-Steuerimpulsfolge
und somit eine kompensierende Drehzahlsteigerung.
Innerhalb einer Bandbreite, die durch den Referenzwert der Vergleichseinrichtung 10 gegeben ist, kann durch eine
resultierende Spät- oder Frühverstellung um -+ /s ol^.
die Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant gehalten werden und somit insbesondere im leerlaufnahen Bereich das unangenehme
Ruckein beseitigt werden. Wird jedoch bei einer gewollten Drehzahlsteigerung der Referenzwert überschritten,
so wird der Schalter 9 geschlossen und der spannungsgesteuerte Oszillator mit der· Frequenz der Ist-Zündsteuerimpulsfolge
phasensynchronisiert.
Solange die Umschalteinrichtung in der Stellung 1 steht, wird die nachgeschaltete Zündeinrichtung 4 von den Ausgangssignalen
des spannungsgesteuerten Oszillators gesteuert. Die Umschalteinrichtung 12 schaltet hingegen in die zweite
Stellung, in der die Ist-Zündsteuerimpulsfolge mit der Zündeinrichtung k verbunden ist, wenn im wesentlichen eine oder
beide der folgenden Bedingungen erfüllt ist :
1. eine bestimmte untere Drehzahlschwelle ist unterschritten und
2. ein bestimmter Betrag der Phasendifferenz ist überschritten.
Durch die erste Bedingung ist gesichert, daß die Brennkraftmaschine
mit der Ist-Zündimpulsfolge gestartet wird und somit der Startvorgang durch die beschriebene Steuereinrichtung
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"·BPS1
nicht negativ beeinflußt wird. Die zweite Bedingung stellt sicher, daß bei gewünschten schnellen DrehzaKLänderungen
keine zu große Abweichungen von der Ist-Zündsteuerfrequenz auftreten, die sich negativ auf beispielsweise eine Drehzahlerhöhung
auswirken.
Zur Steuerung des Umschalters ist daher eine Steuereinrichtung 16 vorgesehen, deren Eingänge mit dem Ausgang der Vergleichseinrichtung
10 und/oder einem Drehzahlgeber für die Ist-Drehzahl der Brennkraftmaschine verbunden sind. Je nachdem,
ob nur eine der genannten Bedingungen oder beide der genannten Bedingungen als Kriterium zum Umschalten des Umschalters 12
verwendet werden sollen, ist in der Steuereinrichtung eine erste Vergleichseinrichtung vorgesehen, die das Ausgangssignal
der Vergleichseinrichtung 10 mit einem Referenzwert für die maximale Phasendifferenz vergleicht und/oder eine zweite
Vergleichseinrichtung vorgesehen, die die Ist-Drehzahl der Brennkraftmaschine mit einem Mindestwert der Drehzahl vergleicht.
Bei Verwendung beider Parameter ist eine logische Verknüpfung vorgesehen, über die bei Vorliegen beider Zulässigkeitsbedingungen
der Umschalter in der ersten Stellung gehalten wird bzw. in die zweite Schaltstellung gebracht wird. Auf
diese Weise kann auch bei entsprechender Ausgestaltung der Steuereinrichtung ein gewünschter Drehzahlj^ereich, bei dem
z. B. bevorzugt jenes zu vermeidende Ruckein auftritt, ausgewählt werden und für diesen Bereich der Umschalter 12 in die
Stellung 1 gebracht werden, bei der die erfindungsgemäße Einrichtung zur Veränderung des Phasenabstands der Zündsteuerimpulse
wirksam ist. ·
Eine weitere, das dynamische Verhalten der Einrichtung verbessernde Ausgestaltung besteht darin, daß parallel zu
dem Schalter ein Tiefpaß 17 geschaltet wird, mit dessen Hilfe bei geöffnetem Schalter 9 der Speicherinhalt des Speichers
allmählich an den Ausgangswert der Phasenvergleichseinrichtung angeglichen wird. Auf diese Weise wird der durch das Ausgangssignal
des spannungsgesteuerten Oszillators 8 gesteuerte Zündzeitpunkt langsam in Richtung des vom Zündimpulsgeber
gegebenen Zündzeitpunkts verschoben, so daß wirklich nur
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kurze Drehzahlschwankungen, die ein Ruckein bewirken könnten,
ausgeglichen werden. Langzeit-Drehzahländerungen werden somit auch bei geöffnetem Schalter 9 durchgeführt.
130025/0051
Claims (4)
1. Verfahren zur Änderung des Abstands von von einem Zündimpulsgeber abgegebenen aufeinanderfolgenden, zur
Steuerung einer Zündeinrichtung dienenden Zündsteuerimpulsen, deren Phasenabstand mit Hilfe eines Phasenregelkreises
beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der vom Zündimpulsgeber (3) abgegebenen Ist-Zündsteuerimpulsfolge
mit Hilfe des spannungsgesteuerten Oszillators (8) des Phasenregelkreises (7) eine korrigierte Zündsteuerimpulsfolge
mittlerer Frequenz zur Ansteuerung der Zündeinrichtung (1J)
gebildet wird und bei-Unterschreiten einer bestimmten Phasendifferenz
zwischen der Ist-Zündsteuerimpulsfolge und der korrigierten Zündsteuerimpulsfolge der letzte Ausgangswert
des spannungsgesteuerten Oszillators (5) beibehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten einer Mindestfrequenz der Ist-Zündsteuer-
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- 2 ORIGINAL INSPECTED
-~~: 2 ~ :". H. BPS 1
impulse und bei überschreiten einer maximalen Phasendifferenz
die Zündeinrichtung (^) direkt mit dem Zündimpulsgeber
(3) verbunden wird.
3. Einrichtung zur Veränderung des Abstands von von einem Zündimpulsgeber abgegebenen aufeinanderfolgenden, zur Steuerung
einer Zündeinrichtung dienenden Zündsteuerimpulsen mit einem' Phasenregelkreis bestehend aus einer mit dem Zündimpulsgeber
verbundenen Phasenvergleichsschaltung, die über eine Integriereinrichtung mit einem spannungsgesteuertem Oszillator
verbunden ist, dessen Ausgang zum zweiten Eingang der Phasenvergleichseinrichtung
führt und mit der Zündeinrichtung verbunden ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Phasenvergleichseinrichtung (5) mit einem Wandler (1*0 zur Erzeugung einer
dem Tastverhältnis des Ausgangssignals der Phasenvergleichseinrichtung proportionalen Spannung verbunden ist und daß
der Wandler aber eine Vergleichseinrichtung mit einem Schalter
(9) verbunden ist. der entsprechend dem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung schaltbar in..der Verbindung zwischen
Phasenvergleichseinrichtung (5) und Integriereinrichtung (6) liegt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
parallel zum Schalter (9) ein Tiefpaß (17) geschaltet ist.
^* Einrichtung nach einem der vorstehendne Ansprüche 3 oder 4,
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschalteinrichtung (12) vorgesehen
ist, durch die in einer ersten Stellung der Ausgang des
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- --_ .... ■■ ■ R. BPS 1
r 3 ~ -
spannungsgesteuerten Oszillators (8) und in einer zweiten Stellung der Zündimpulsgeber (3) mit der Zündeinrichtung (1O
verbindbar sind und die von einer Steuereinrichtung (16) gesteuert wird, die eine Vergleichseinrichtung zur Ermittlung
des Unterschreitens einer Drehzahlschwelle und/oder eine Vergleichseinrichtung zur Ermittlung des Überschreitens einer
bestimmten Phasendifferenz enthält und durch die bei Unterschreiten der Drehzahlschwelle und/oder bei Überschreiten
der Phasendifferenz mit Hilfe einer logischen Verknüpfung ein Schaltsignal gebildet wird, durch das der Umschalter (12)
in die zweite Stellung bringbar ist.
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