DE2949311C2

DE2949311C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Veränderung des Abstands der von einem Zündimpulsgeber für Brennkraftmaschinen abgegebenen Zündsteuerimpulse

Info

Publication number: DE2949311C2
Application number: DE2949311A
Authority: DE
Inventors: Manfred 4044 Kaarst Henning
Original assignee: Bosch and Pierburg System OHG
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1979-12-07
Filing date: 1979-12-07
Publication date: 1983-12-15
Also published as: JPS6252140B2; IT8026497A0; DE2949311A1; IT1134624B; JPS56104156A; FR2471495A1; GB2065768A; GB2065768B; FR2471495B1; US4353341A

Description

Stand der Technik

60

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem aus der DE-OS 08 245 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 Phasen verzögerungsschaltung vorgesehen, deren Verzägerungszeit in Abhängigkeit von Betriebsparametem der Brennkraftmaschine änderbar ist. Dabei liegt am Eingang der Phasen vergleichsschaltung das von einem Zündwinkelgeber abgegebene Signal aivdas korrigiert über den spannungsgesteuerten Oszillator der Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Mit dieser Einrichtung kann jedoch grundsätzlich nur eine Phasenvoreilung des am spannungsgesteuerten Oszillator abgenommenen Steuersignals bezüglich dem vom Zündwinkelgeber abgegebenen Steuersignal erzielt werden. Der Zweck dieser Einrichtung ist eine parameterabhängige Zündzeitpunktverstellung. Das Problem einer Vermeidung von Ruckein ist weder jingesprochen, noch kann es durch diese Einrichtung gelöst werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln unter Verwendung eines Phasenregelkreises bei niederen Drehzahlen ein Ruckein der Brennkraftmaschine zu verhindern.

Vorteile der Erfindung

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 Fahrw-irks 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

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird davon ausgegangen, daß von einem nicht weiter dargestellten Zündimpulsgeber 3 Rechteckimpulse im drehzahlsynchronen Takt erzeugt werden, die zur Steuerung einer ebenfalls nicht weiter dargestellten Zündeinrichtung 4 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 5 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 zum Eingang des spannungsgesteuerten 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, durch die in einer ersten Stellung eine Verbindung zwischen dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 8 und der Zündeinrichtung 4 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-Zündsteuerimpulsfolge gegenüber der vom spannungsgesteuerten Oszillator 8 abgegebenen Impulsfolge entspricht Dazu ist der Wandler 14 mit dem Ausgang der Phasenvergleichsschaltung 5 verbunden, an dem eine Impulsfolge anliegt, deren Taftverhältnis der genannten Abweichung der Ist-Zündimpulsfolge von der vom spannungsgesteuerten Oszillator abgebenen Impulsfolge entspricht Insofern handelt es sich um das übliche Au:;gangssignal der Phasenvergleichseinrichtung eines Phasenregelkreises. Am anderen Eingang der Vergleichseinrichtung liegt eine Referenzspannung Uref an für eine zulässige Phasendifferenz.

Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen:
Von dem Zündimpulsgeber 3 werden synchron zur Drehzahl der Brennkraftmaschine Zündimpulse abgegeben, mit deren Hilfe z. B. eine als Transistorzündanlage aufgebaute Zündeinrichtung 4 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 die Brennkraftmaschine bei einem Betrieb eines Kraftfahrzeugs ausgesetzt ist Diese unterschiedlichen Brennraumdrücke führen insbesondere im leerlaufdrehzahlnahen 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-Zündsteuerimpulsfrequenz auftritt. Diese Impulsfolge wird, solange die Umschalteinrichtung 12 in der ersten Stellung steht, der Zündeinrichtung zugeführt. Aus dem Ausgangs-iignal der Phasenvergleichseinrichtung 5 in Form von Zündimpulsen mit einem der Phasendifferenz proportionalen Tastverhältnis wird in dem Wandler 14 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 Phasendifferenzwert für die Steuerung des spanni'ngsgesteuerten Oszillators maßgebend, der nun unabhängig von der Frequenz der Isi-Zündsteuerimpulsfolg«. 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 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 abgegebene 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 Drehzahisteigerung.

Innerhalb einer Bandbreite, die durch den Referenzwert der Vergleichseinrichtung 10 gegeben ist, kann durch eine resultierende Spät- oder Frühverstellung um +A(KZ di»' Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant gehalten werden und somit insbesondere im Ieeriaufnahen Bereich das unangenehme Ruckein beseitigt werden. Wird jedoch bei einer gewollten Drehzahlsteigerung der Referenzwert überschritter?, 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 4 verbinden ist, wenn im wesentlichen eine oder beide der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

1. eine bestimmte untere Drehzahischwelle 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 nicht negativ beeinflußt wird. Die zweite Bedingung stellt sicher, daß bei gewünschten schnellen Drehzahländerungen 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 Vergleichscinrichtung vorgesehen, die das Ausgangssignal der Vcrgleichseinrichtung 10 mit einem Referenzwert für die maximale Phasendifferenz vergleicht und/oder eine zweite Ver-

gleichseipriehtung 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 Um- Ί schalter 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 Drehzahlbereich, bei dem z. B. bevorzugt jenes zu vermeidende Ruckein to 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 6 allmählich an den Ausgangswert der Phasenvcrgleichseinriehtung 5 angeglichen wird. Auf diese Weise wird der durch das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 8 gesteuerte Zündzeitpunkt langsam in Richtung des vom Ziindimpulsgeber gegebenen Zündzeitpunkts verschoben, so daß wirklich nur kurze Drehzahlschwankungen, die ein Ruckein bewirken könnten, ausgeglichen werden. Langzeit-Drehzahländerungen werden somit auch bei geöffnetem Schalter 9 durchgeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Änderung des Äbstands der von einem Zündimpulsgeber für Brennkraftmaschinen angegebenen, periodisch aufeinanderfolgenden, zur Steuerung einer Zündeinrichtung dienenden Zündsteuerimpulse, deren Phasenabstand mit Hilfe eines Phasenregelkreises beeinflußt wird, bei der die vom Zündimpulsgeber (3) abgegebene Ist-Zündsteuerimpulsfolge mit Hilfe des spannungsgesteuerten Oszillators (8) des Phasenregelkreises (7) korrigiert wird und daraus eine Soll-Zündsteuerimpulsfolge mittlerer Frequenz zur Ansteuerung der Zündeinrichtung (4) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten einer bestimm- ten Phasendifferenz zwischen der Ist-Zündsteuerimpulsfolge und der Soll-Zündsteuerimpulsfolge die letzte Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (8) beibehalten wird.

Z Verffii-j-en nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, öaß bei Überschreiten- einer Mindestfrequenz der Ist-Zündsteuerimpulse und bei Oberschreiten einer maximaler} Phasendifferenz die Zündeinrichtung (4) direkt mit dem Zündimpulsgeber (3) verbunden wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Phasenvergleichseinrichtung (5) mit einem Wandler (14) zur Erzeugung einer dem Tastverhältnis des Ausgangssignals der Phasenvergleichseinric'/Kung proportionalen Spannung verbunden ist und daß der Wandler über eine Vergleichsuinrichtung mit entern Schalter (9) verbunden ist, der entsprechend dem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung scha..bar in der Verbindung zwischen Phasenvergleichseinrichtung (5) und Integriereinrichtung (6) liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Schalter (9) ein Tiefpaß (17) geschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschalteinrichtung (12} vorgesehen ist, durch die in einer ersten Stellung der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators (8) und in einer zweiten Stellung der Zündimpulsgeber (3) mit der Zündeinrichtung (4) 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.