DE3127230C2 - Elektronisch geregeltes Zündsystem für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung einer Erkennungsschaltung für Zündaussetzer bei einem elektronisch geregelten Zündsystem nach der deutschen Patentanmeldung P 3111856.9. Bei dem bereits vorgeschlagenen elektronisch geregelten Zündsystem wird zur Vermeidung von Zündaussetzern bei periodischen Drehzahlschwankungen unmittelbar vor dem Zündzeitpunkt festgestellt, ob der Primärstrom in der Primärwicklung den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht hat. Ist dies nicht der Fall, so wird die elektronische Regelung für einen definierten Zeitraum abgeschaltet. Zur Erkennung von Zündaussetzern wird aus der Verweildauer des Primärstroms im für die Zündung erforderlichen Wert ein Prüfimpuls abgeleitet. Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß der Prüfimpuls mit einer Integrationsstufe um ein Zeitintervall verlängert und der verlängerte Impuls einem ersten Eingang einer Logikschaltung zugeführt wird. Dem zweiten Eingang der Logikschaltung wird ein Triggersignal zugeführt, das aus der Abschaltflanke des vom Zündimpulsgeber abgeleiteten Steuersignals gewonnen wird. Die Logik ist so ausgebildet, daß an ihr nur dann ein die Abschaltung der elektronischen Regelung auslösender Ausgangsimpuls auftritt, wenn während des Triggerimpulses kein von der Integrationsstufe gelieferter Impuls vorhanden ist.

Description

maß dadurch gelöst, daß der Prüfimpuls (U,_e) mit einer Integrationssiufe (1) um ein Zeitintervall (t_y) verlängert und der verlängerte Impuls (Uintegr) einem ersten Eingang (Ei) einer Logikschaltung (Gi) zugeführt wird, daß einem zweiten Eingang (E₂) der Logikschaltung (G\) ein aus der Abschaltfianke des Steuersignals (Uin) abgeleiteter Triggerimpuls (Utriccer) zugeführt wird, und daß die Logik (Gj) so gewählt ist, daß an ihr nur dann ein die Abschaltung der elektronischen Regelung auslosender Ausgangsimpuls (Umf) auftritt, wenn während des Trig- ίο gerimpulses kein von der Iniegrationsstufe gelieferter impuls vorhanden ist

Bei dem erfindungsgemäßen elektronisch geregeiten Zündsystem wird somit gegenüber der bereits vorgeschlagenen Schaltungsanordnung der dort verwendete Spannungskomparator durch eine Logikschaltung ersetzt, der zum einen der Triggerimpuls und zum anderen ein verlängerter Prüfimpuls zugeführt wird. Die nunmehr vorgesehene Integrationsstufe enthält einen Kondensator, doch ist dieser Kondensator wesentlich kleiner, als der Kondensator der früher vorgeschlagenen Schaltung, der jeweils durch die Prüfimpulse t_e entladen wurde. Dadurch ist es möglich, die in der neu vorgeschlagenen Schaltung enthaltenen Kondensatoren voll in integrierter Schaltungstechnik mit in einen Halbleiterkörper zu integrieren, so daß die ansonsten notwendige externe Zuschaltung eines Kondensators entfällt.

Bei der neuen Schaltung innerhalb des elektronisch geregelten Zündsystems besteht die Logik vorzugsweise aus einem NOR-Gatter, an dessen erstem Eingang als positiver Impuls der verlängerte Prüfimpuls und an dessen zweitem Eingang die negativen Triggerimpulse anliegen. Die Verlängerungsdauer des Prüfimpulses muß größer sein als die Dauer des negativen Triggerimpulses.

Die Erfindung und ihre vorteilhafte Ausgestaltung soll anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert werden. Die F i g. 1 zeigt die Schaltung zur Erkennung von Zündaussetzern, während sich aus den Diagrammen der F i g. 2a bis 2f die Wirkungsweise der Schaltung ergibt

Die Schaltung gemäß der F i g. 1 besteht aus einer Integratorstufe 1 und einer Differenzierstufe 2. Die Ausgangssignale beider Stufen werden auf jeweils einen Eingang eines NOR-Gatters Gi gegeben. Das Ausgangssignal des NOR-Gatters steuert eine monostabile Kippstufe MF, über die die elektronische Regelung des Zündsystems beim Auftreten von Zündaussetzern für einen definierten Zeitraum abgeschaltet wird.

Die Integratorstufe 1 besteht aus einem Transistor T₄ an dessen Basiselektrode das Prüfsignal U,_e anliegt, das gemäß der l· i g. 2d aus der Verweildauer des Primärstroms in der Zündspule in dem für die Zündung erforderlichen Wert Iprnvt gewonnen wird. Im Kollektorzweig des Transistors T₄ ist der Kollektorwiderstand Rs enthalten, dem die Reihenschaltung aus einem Kondensator C₂ uiid einer Diode D₂ parallel geschaltet ist. An den Verbindungspunkt zwischen Kondensator C₂ und Diode D₂ ist die Basiselektrode des Ausgangstransistors T₅ angeschlossen, an dessen Kollektorwiderstand Ri der verlängerte Prüfimpuls Uintegr anliegt. Der Emitterwiderstand Rb dieses Ausgangstransistors T-, ist mit dem positiven Pol der Versorgungsspannungsquelle verbunden. Die Ausgangsspannung Uintegr der Integrationsstufe 1 wird auf den Eingang £, des NOR-Gatters C, gegeben.

Die Differenzierstufe 2 enthält 3 einander nachgeschaltete Transistorstufen, mit den Transistoren Tl, T₂ und Tj. Auf die Basiselektrode des Eingangstransistors Ti wird das Steuersignal Uin, das am Zündimpulsgebei abgegriffen wird, gegeben. Die Emitterkollektorstrecke dieses Transistors Ti ist mit dem Differenzierglied aus dem Kondensator C\ und der Diode Di überbrückt Außerdem weist der Transistor Ti einen Emitterwiderstand Ri auf. An die Verbindungsstelle zwischen Differenzierkondensator Ci und Diode D\ ist die Basiselektrode des Transistors T₂ angeschlossen, dessen Emitterwiderstand R₂ mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung verbunden ist Am Kollektorwiderstand R3 wird die Eingangsspannung für den Transistor T3 abgegriffen, an dessen Kollektor die negativen Triggerimpulse Utrigger abgegriffen und dem Eingang E₂ des NOR-Gatters Gi zugeführt werden. Der Kollektorwiderstand Ra des Ausgangstransistors Ts der Differenzierstufe 2 ist wiederum mit dem positiven Potential der Versorgungsspannungsquelle verbunden. Der F i g. 1 ist ferner zu entnehmen, daß der Ausgangsanschluß des NOR-Gatters Gi mit der monostabilen Kippstu.* MF verbunden ist an deren Ausgang das Signal U_out auf:ritt mit dem die elektronische Regelung des Zündsystems für eine definierte Zeitspanne unterbrochen wird.

In der F i g. 2a ist das Steuersignal Uin dargestellt, das auf die Steuerelektrode des Transistors Ti der Differenzierstufe 2 gegeben wird. Die Perioden Pi und P₂ des Steuersignals sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel identisch, während in der Periode P3 ein beispielsweise durch Beschleunigungsvorgänge ausgelöster Fehler enthalten ist In dieser Periode P3 wurde die »Low-Phase« des Steuersignals zu Lasten der »High-Phase« verlängert Es wird angenommen, daß in der Periode P₄ dieser Fehler nicht mehr auftritt In der F i g. 2b ist das Triggersigna! Utrigger dargestellt, das am Ausgang A der Differenzierstuf e auftritt und auf den Eingang E₂ NOR-Gatter Gi gegeben wird. Dieses Triggersignal wird aus der negativen Flanke des Steuersignals gewonnen, wenn das Steuersignal von der »iiigh-Phase« in die »Low-Phase« übergeht. Zunächst wird durch jede Flanke des Steuersignals U/s am Differenziergiied aus dem Kondensator C\ und die Diode Di ein Impuls gewonnen. An der zweiten Stufe der Differenzierschaltung 2 mit dem Transistor T₂ werden die von den positiven Flanken des Steuersignals L'in herrührenden Trigger-Impulse unterdrückt, so daß am Kollektorwiderstand A3 des Transistors T₂ nur noch Trigger-Signale anliegen, die von den negativen Flanken des Steuersignals Uin herrühren. Diese Trigger-Impulse werden am Transistor T₃ invertiert, so daß am Ausgang A der Transistorstufe mit dem Transistor Tj Triggerimpulse gemäß F i g. 2b anliegen. Die Triggerzeit, während der das Triggersignal Utrigocr seinen »Low-Wert« aufweht, isi gemäß F i g. 2b mit t_x bezeichnet.

In der F i g. 2c ist der Verlauf des Primärstroms in der Zündspule dargestellt. Bis zum Zündzeitpunkt Kann der Primärstrom anwachsen beziehungsweise den für die Zündung erforderlichen Wert l_prmax aufweisen. Mit dem Zündzeitpunkt erfolgt die jeweilige Entladung der Zündspule. Wie man der F i g. 2c entnimmt, erreicht der Primärstrom bei normaler Betriebsweise und unier Einsatz der elektronischen Regelung seinen für die Zündung erforderlichen Wert l_prm^ um die Zeit t_e vor dem Zündzeitpunkt der jeweiligen Periode. Dieser Wert wird auch während de- Perioden P\, P₂ und P₄ erreicht. Aus der F i g. 2c ergibt sich jedoch, daß bei der fehlerhaften Periode Pi der Primärstrom nicht seinen für die Zündung erforderlichen Wert /_F« erreichen kann, so daß ein Zündaussetzer ZA auftritt.

Aus der Zeitspanne, in der der Primärstrom in seinem Maximum gemäß F i g. 2c verharrt, wird ein Prüfimpuls U,c gewonnen, dessen Impulsbreite gemäß der F i g. 2d durch die Zeit t_c vorgegeben ist. Da in der dritten Periode der Primärstrom in der Zündspule seinen für die Zündung erforderlichen Wert I_prmix nicht erreichte, tritt in dieser Periode auch kein Prüfimpuls U_:e auf.

Der Prüfimpuls U,_c wird einem integrierenden Verstärker beziehungsweise einer Integratorstufe 1 gemäß der F i g. 1 zugeführt, so daß mit Hilfe des Kondensators to Ci eine in der F i g. 2e dargestellte Verlängerung des Prüfimpulses erfolgt. Die Verlängerungsdauer ist mit t, bezeichnet. Am Ausgang der Integratorstufe 1 liegt somit eine Spannung gemäß der F i g. 2e an, deren Impulse die Impulsweite t_c + t, aufweisen. Dieses Signal UiNTEGR wird dem Eingang £Ί des NOR-Gattcrs C\ zugeführt. Am Ausgang des NOR-Gatters G\ tritt defini- !innsgemäß nur dann ein »High-Peppl« auf. wenn beide Eingangspegel an den Eingängen E\ und £2 Low sind. Da die Triggerimpulse gemäß der F i g. 2b negative Impulse sind, die stets in der Triggerzeit U den Low-Pegel erreichen, kann am Ausgang des NOR-Gatters G\ nur dann ein High-Pegel auftreten, wenn während der Triggerzeit f, innerhalb einer Periode des Steuersignals Ui\ kein verlängerter Prüfimpuls Uintegr auftritt. Dies ist bei Zündaussetzern ZA der Fall, so daß, wie in Fig. 2f dargestellt, am Ende der dritten Periode Pz vom NOR-Gatter C\ ein Ausgangssginai Umf abgegeben wird, durch das die Kippstufe MF geschaltet wird. Zur sicheren Funktionsweise der Schaltung muß gewährleistet sein, daß die Verlängerungsdauer t_y der Prüfimpulse größer ist als die Dauer /, der Triggersignale. Beispielsweise wird ty doppelt so groß sein wie f,. Bei einem Ausführungsbeispiel wurde für f, die Zeit von 20 μ5βΰ und für t_y die Zeit von 40 \istc durch entsprechende Dimensionierung der Kondensatoren Q und Ci eingestellt. Der Kondensator Ci wies dabei einen Wert von ca. 30 pF und der Kondensator C2 einen Wert von ca. 60 pF auf. Kondensatoren dieser Größe können sehr leicht in integrierte Halbleiterschaltkreise mitintegriert werden, so daß keine gesonderten, extern zuzuschaltenden Kondensatoren benötigt werden. Die kleinen Werte der Kapazitäten sind auch insbesondere durch die in die Schaltung eingefügten Dioden D\ und Di bedingt. So wird bei der Integrationsstufe 1 der Kondensator Ci nur über den Basisstrom des Transistors Γ5 und nicht über den Widerstand R₅ des Parallel-KC-Gliedes aufgeladen, so daß die Kapazität C₂ sehr klein bleiben kann.

H^;i;rzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektronisch geregeltes Zündsystem für Brennkraftmaschinen, bei dem der Einsatzzeitpunkt des durch die Primärwicklung der Zündspule fließenden Primärstroms (I_pr) drehzahlabhängig so geregelt ist, daß dieser Strom erst kurz vor dem Zündzeitpunkt den für die Zündung erforderlichen Wert (Ι_ρΓΠαχ) erreicht und bei dem unmittelbar vor dem Zündzeitpunkt festgestellt wird, ob der Primärstrom den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht hat, indem aus der Verweildauer (t_e) des Primärstroms im für die Zündung erforderlichen Wert (I_prnu*) ein Prüfimpuls (Uk) abgeleitet wird, mit dessen Hilfe bei nicht vorhandenem oder nicht ausreichend großem Primärstrom zur Vermeidung von Zündaussetzern (ZA) die elektronische Regelung für einen definierten Zeitraum abgeschaltet und der Einsatzpunkt des Primärströäis direkt vom Steuersignal (U/n) des Zündirnpursgebcrs abgeleitet und nach Beendigung des Abschaltzeit: aums der elektronisch gesteuerte Regelzustand kontinuierlich und automatisch wieder herbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfimpuls (Ute) mit einer Integrationsstufe (1) um ein Zeitinterwall (t_y) verlängert und der verlängerte Impuls (Uintecr) einem ersten Eingang (Ei) einer Logikschaltung (Gi) zugeführt wird, daß einem zweiten Eingang (Ei) der Logikschaltung (Gi) ein aus der Abschaltflanke des Steuersignals (Uin) abgelöteter Triggerimpuls (Utrigger) zugeführt wird, und daß die Logik/d) so gewählt ist, daß an ihr nur -dann ein die Abschaltung der elektronischen Regelung auslösender Ausgangsimpuls (Umf) auftritt, wenn während des Trigtjerimpulses kein von der Integrationsstufegelieferter Impulsvorhandenist.

2. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (Gi) ein NOR-Gatter ist, an dessen erstem Eingang (Ei) als positiver Impuls der verlängerte Prüfimpuls (Uintecr) und an dessen zweitem Eingang (Et) die negativen Triggerimpulse anliegen, und daß die Verlängerungsdauer des Prüfimpulses größer ist als die Dauer des negativen Triggerimpulses.

3. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerimpulse (Utrigger) durch Differenzieren des vom Zündimpulsgeber abgegebenen Steuersignals (Uin) und — mittels einer Diode (Di) — nachfolgender Unterdrückung der durch die positiven Einschaltflanken entstandenen Impulse gewonnen wird und daß die in der Differenzierstufe und in der Integrationsstufe enthaltenen Kondensatoren (Q, Ci) in den integrierten Halbleiterschaltkreis mitintegriert sind.

4. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsstufe zwei Transistoren (Tt, Ts) enthält, daß im Kollektorzweig des Transistors (T^) ein Parallel-ÄC-Glied angeordnet ist, daß die Basiselektrode des Transistors (T₅) derart mit der Kollektorelektrode des Transistors (Tt) über eine Diode (D2) verbunden ist, daß eine Aufladung des Kondensators (C₂) des ÄC-Gliedes über den Widerstand (Rs) des /?C-Gliedes verhindert wird und die Aufladung des Kondensators nur über den Basisstrom des Transistors (Ts) erfolgen kann.

Die Erfindung betrifft ein elektronisch geregeltes Zündsystem für Brennkraftmaschinen, bei dem der Einsatzzeitpunkt des durch die Primärwicklung der Zündspule fließenden Primärstroms (I_pr) drehzahlabhängig so geregelt ist, daß dieser Strom erst kurz vor dem Zündzeitpunkt den für die Zündung erforderlichen Wert f/prj erreicht und bei dem unmittelbar vor dem Zündzeiptunkt festgestellt wird, ob der Primärstrom den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht hat, indem aus der Verweildauer (t_e) des Primärstroms im für die Zündung erforderlichen Wert (Ipmux) ein Prüfimpuls (U,e) abgeleitet wird, mit dessen Hufe bei nicht vorhandenem oder nicht ausreichend großem Primärstrom zur Vermeidung von Zündaussetzern (ZA) die elektronische Regelung für einen definierten Zeitraum abgeschaltet und der Einsatzzeitpunkt des Primärstroms direkt vom Steuersignal (Uin) des Zündimpulsgebers abgeleitet und nach Beendigung des Abschaltzeitraums der elektronisch gesteuerte Regelzustand kontinuierlich und automatisch wieder herbeigeführt wird.

Ein derartiges elektronisch geregeltes Zündsystem wird in der DE-OS 31 11 856 beschrieben.

Bei dem bereits vorgeschlagenen geregelten Zündsystem wird aus der Verweildauer des Primärstroms in seinem für die Zündung erforderlichen Wert ein Prüfimpuls der Zeitdauer U gewonnen. Mit diesem Prüfimpuls wird ein Schalter betätigt, über den ein Kondensator, der bei nicht vorhandenen f_e-Impuken aufgeladen wird, wieder entladen wird. Daraus ergibt sich, daß die Spannung am Kondeasator beim Auftreten von Prüfimpulsen unter den Wert einer Vergleichsspannung fällt, die fest vorgegeben und beispielsweise halb so groß ist wie die maximal mögliche Spannung am Kondensator bei folgendem Prüfimpuls. Diese Vergleichsspannung wird mit der Kondensatorspannung an einem Komparator verglichen, an dessen Ausgang nur dann ein Signa! auftritt, wenn während eines vorhandenen Triggerimpulses die Kondensatorspannung über der Vergleichsspannung liegt Dies ist nur dann rnöglick, vtrenn dem jeweiligen Triggerimpuls kein Prüfimpuls unmittelbar voranging und somit für eine ausreichende Entladung des Kondensators nicht gesorgt wurde. Ein fehlender Prüfimpuls ist jedoch gleichbedeutend mit einem Zündaussetzer, da in diesem Fall der Primärstrom durch die Zündspule nicht den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht hat Den Triggerimpuls, mit dem der Komparator aktiviert wird, gewinnt man aus der negativen Abschaltflanke des Steuersignals, wenn dieses Steuersignal des Zündimpulsgebers von seinem High-Pegel zum Low-Pegel geht Durch ein Ausgangssignal am Komparator wird beispielsweise eine monostabile Kippstufe von ihrem stabilen Zustand in den quasistabilen Zustand übergeführt, so daß während der Zeitdauer, in der diese monostabile Kippstufe in ihrem quasistabilen Zustand verbleibt, die elektronische Regelung abgeschaltet und der Einsatzzeitpunkt des Primärstroms durch die Zündspule direkt vom Steuersignal des Zündimpulsgebers abgeleitet wird. Ist der Abschaltzeitraum zu Ende, so wird der elektronisch gesteuerte Regelzustand in der in der genannten Offenlegungsschrift beschriebenen Weise kontinuierlich und automatisch wieder herbeigeführt

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schaltung weiter zu verbessern und insbesondere eine Schaltung anzugeben, die kleine und integrationsfähige Kondensatoren enthält. Diese Aufgabe wird bei einem elektronisch geregelten Zündsystem der eingangs beschriebenen Art erfindunKsge-