DE3233935C2 - Einrichtung zum alternativen Betreiben eines Otto-Motors mit Benzin oder Flüssiggas - Google Patents

Abstract

Bei einem Otto-Motor (10), der alternativ mit Benzin oder Flüssiggas betrieben werden kann, ist ein Umschalter (18) vorgesehen, mit dem die Betriebsart Benzin/Flüssiggas umschaltbar ist. Der Umschalter (18) wirkt dabei auf eine Zündanlage (24) des Motors (10) derart ein, daß beim Umschalten von Benzin- auf Flüssiggasbetrieb der Zündzeitpunkt um einen vorbestimmten Wert nach früh verstellt wird.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum alternativen Betreiben eines Otto-Motors mit Benzin oder Flüssiggas, mit einem Umschalter für die Betriebsart, der auf eine Zündanlage des Motors derart einwirkt, daß beim Umschalten von Benzin- auf Flüssiggasbetrieb der Zündzeitpunkt um einen vorbestimmten Wert nach früh verstellt wird.

Eine derartige Einrichtung ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 32 38 681.8 vorgeschlagen worden.

Bei diesem prioritätsälteren Vorschlag arbeitet eine Frühzündungseinrichtung in Abhängigkeit von einer elektrischen Erregung, um bei Betrieb mit gasförmigem Treibstoff den Zündzeitpunkt vorzustellen. Die Frühzündungseinrichtung ist jedoch räumlich vom Zündverteiler getrennt, so daß offensichtlich nach dem älteren Vorschlag ein Eingriff in eine getrennte, möglicherweise elektronische Zündeinrichtung, vorgesehen ist. Einzelheiten hierzu sind dem älteren Vorschlag jedoch nicht zu entnehmen.

Demgegenüber ist es allgemein bekannt, Kraftfahrzeuge in der Weise auszurüsten, daß sie alternativ mit Benzin aus einem Benzintank oder Flüssiggas aus einem Flüssiggastank betrieben werden können. Um die Betriebsart Benzin/Flüssiggas umzuschalten, ist im Kraftfahrzeug dabei ein Umschalter vorgesehen, mit dem einmal die Treibstoffzufuhr, zum anderen jedoch auch beispielsweise die Füllstandsanzeige vom Benzintank auf den Flüssiggastank umgeschaltet wird.

ίο Zwar sind neben dem eingangs genannten älteren, jedoch nicht vorveröffentlichten Vorschlag auch komplexe Regelanordnungen für Otto-Motoren bekannt, die den Zündzeitpunkt selbsttätig entsprechend dem Motorverhalten verstelle-;, diese komplexen Einrichtungen sind jedoch außerordentlich aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine einfache Einrichtung zu schaffen, mit der ein alternativer Flüssiggasbetrieb eines Otto-Motors dahingehend optimiert werden kann, daß der Zündzeitpunkt auf Werte eingestellt wird, die dem Flüssiggasbetrieb entsprechen, ohne daß hierzu komplizierte Eingriffe in Zündschaltgeräte erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Umschaltung des Zündzeitpunktes im Zündverteiler des Motors zwei vom Umschalter ansteuerbare Bezugsmarken-Sensoren vorgesehen sind.

Weitere Verbesserungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So wird eine besonders einfache erfindungsgemäße Einrichtung dadurch möglich, daß neben dem üblicherweise für Benzin-Betrieb vorhandenen Bezugsmarken-Sensor im Zündverteiler ein zweiter, für Flüssiggas-Betrieb in seiner Winkelstellung optimierter Bezugsmarken-Sensor vorgesehen und beim Umschalten der Betriebsart von dem einen auf den anderen Sensor umgeschaltet wird.

Als besonders günstiger Wert hat sich dabei eine Verstellung des Zündzeitpunktes um 15° Kurbelwellenwinkei nach früh erwiesen, so daß eine ocsonders einfach und problemlos zu montierende Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung darin besteht, die Bezugsmarken-Sensoren bei einem Vierzylinder-Motor um etwa 75° gegeneinander zu versetzen.

Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn sowohl für den üblichen Sensor wie auch für den Sensor für Flüssiggas-Betrieb ein Hall-Sensor verwendet wird, der über eine rotierende Blendenglocke mit einem Magneten zusammenwirkt.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch für die Sensoren auch ein Reflektionssensor verwendet werden, bei dem ein Lichtsender und ein Lichtempfänger über einen Lichtstrahl miteinander in Wirkungsverbindung stehen, der von einem reflektierenden Teil der Blendenglocke reflektiert wird. Ordnet man diesen Sensor überdies auf der Innenseite der Blendenglocke an, besteht ein weiterer Vorzug darin, daß eine besonders niedrige Verschmutzungsgefahr besteht, da durch die Fliehkraft die Schmutzpartikel im Zündverteiler nach außen getragen werden.

Schließlich wird ein besonders scharfer Schaltbetrieb eines derartigen Reflektionssensors dadurch erzielt, daß der Lichtstrahl spaltförmig ausgebildet wird, so daß sich an den Kanten von reflektierendem zu nichtreflektierendem Bereich der Blendenglocke ein besonders scharfer Übergang ergibt.

Weitere Vorteile und Verbesserungen sind in der Zeichnung und der Beschreibung enthalten. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung;

F i g. 2 eine Sicht in einen Zündverteiler für eine Einrichtung gemäß F i g. 1;

Fig.3a und b eine Seiten- und Draufsicht auf eine Blendenglocke mit erfindungsgemäß angeordneten Sensoren;

Fig.4a und b zwei Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Einrichtungen mit Reflektorsensoren;

F i g. 5 eine .Seitenansicht eines in F i g. 4 verwendeten Reflektionssensors.

In Fig. 1 stellt 10 einen Otto-Motor eines Kraftfahrzeuges dar, zu dem eine Tankleitung 11 führt In der Tankleitung 11 ist ein Magnetventil 12 angeordnet, mit dem die Tankleitung 11 alternativ über eine Benzinleitung 13 mit einem Benzintank 14 oder über eine Flüssiggasleitung 15 mit e'-^m Fiüssiggastank 16 verbunden werden kann. Eine Lrregerspule 17 des Magnetventils 12 ist auf einen Umschalter für die Betriebsarten »Benzin« und »Flüssiggas« geführt. Der Umschalter 18 steuert ferner ein Relais 19, dessen Wechselkontakt 20 entweder einen Füllstandgeber 22 im Benzintank 14 oder einen Füllstandgeber 23 im Flüssiggastank "6 auf ein Anzeigegerät 21 schaltet. Schließlich führt ein dritter Ausgang des Umschalters 18 zu einer Zündanlage 24 des Otto-Motors 10.

Befindet sich der Umschalter 18 in der eingezeichneten Stellung »Benzin« ist die Tankleitung 11 und damit der Otto-Motor 10 mit dem Benzintank 14 verbunden, dessen Füllstandsgeber 22 — wie eingezeichnet — auf das Anzeigegerät 21 arbeitet. In dieser Betriebsart arbeitet der Otto-Motor 10 auf die übliche Weise.

Wird nun der Umschalter 18 in die Betriebsart »Flüssiggas« umgeschaltet, wird nicht nur über das Magnetventil 12 die Tankleitung 11 an den Flüssiggastank 16 angeschlossen und dessen Füllstandsgeber 23 an das Anzeigegerät 21, es wird vielmehr zusätzlich erfindungsgemäß die Zündanlage 24 in der Weise beaufschlagt, daß der Zündzeitpunkt um einen bestimmten Betrag, vorzugsweise 15° Kurbelwellenwinkel, nach »früh« verst :11t wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geschieht dies mit einer Anordnung im Zündverteiler, wie sie F i g. 2 zeigt. Das dort dargestellte Zündverteiler-Gehäuse 30 ist axial von einer Zündverteiler-Welle

31 durchsetzt, die in F i g. 2 nicht dargestellte Mittel zum Erzeugen rines Bezugsmarken-Sign;Ies für die Zündanlage 24 antreibt. Hierzu dient einmal ein üblicher Bezugsmarken-Sensor 32 mit Anschlüssen 33, der sich in einer definierten Winkelstellung im Zündverteiler-Gehäuse 30 befindet, so da2 definierte Aussagen über den oberen Totpunkt des Otto-Motors 10 aufgrund des Bezugsmarken-Signales möglich sind. Erfindungsgemäß ist nun neben dem üblichen Bezugsmarken-Sensor 32 noch ein weiterer Bezugsmarken-Sensor 34 mit Anschlüssen 35 vorgesehen, der gegenüber dem ersten Bezugsmarken-Sensor 32 um einen Winkel φ von vorzugsweise 75° versetzt ist. Dieser bevorzugte Winkel von 75° ergibt sich bei einem Vierzylinder-Motor daraus, daß die gewölbte Versetzung der Sensoren 32, 34 gegeneinander 15° beträgt, eine Winkelstellung, die aus baulichen Gründen jedoch schlecht realisierbar ist. Daher wird ein Winkel von 90° — 15° = 75° realisiert.

Wird nun der Umschalter 18 in F i g. 1 umgelegt, wird die Zündanlage 24 vom üblichen Bezugsmarken-Sensor

32 im Benzin-Betrieb auf den weiteren Bezugsmarken-Sensor 34 im Flüssiggas-Betrieb umgeschaltet. Der Zündzeitpunkt des Otto Motors 10 verändert sich damit um 15° nach früh, so daß ein optimaler Flüssiggas-Betrieb möglich ist.

Als Sensoren 32,34 können dabei verschiedene Arten von Sensoren dienen. Bei der in Fig.3a und b dargestellten Variante sind die Sensoren 32, 34 auf der Außenseite einer Blendenglocke aus ferromagnetischem Material angeordnet, die Fig.3a in der Seitenansicht und F i g. 3b in der Draufsicht zeigt. Die Blendenglocke 40 verfügt dabei über geschlossene Abschnitte 41 und

ίο offene Abschnitte 42. Den auf der Außenseite der Blendenglocke 40 befindlichen Sensoren 32, 34 stehen auf der Innenseite der Blendenglocke 40 permanentmagnete 43 bzw. 44 gegenüber. Liegt nun beispielsweise zwischen Permanentmagnet 43 und Bezugsmarken-Sensor 32 ein geschlossener Abschnitt 41, wird ein im Bezugsrnarken-Sensor 32 befindliches Hall-Element nicht beaufschlagt, während es bei dazwischen liegendem offenen Abschnitt 42 vom Magnetfeld des Permanentmagneten 43 beeinflußt wird. Für die Anordnung von Permanentmagnet 44 und zweitem Bezugsmarken-Sensor 34 gilt entsprechendes.

Gemäß einer weiteren Variante,\kf. in Fig.4a und b dargestellt ist, wird statt eines Hall-Elementes als Bezugsmarken-Sensor ein sogenannter Reflektions-Sensor 50 verwendet. Bei der in F i g. 4a dargestellte.-. Variante befindet sich dieser Reflektions-Sensor 50 außerhalb dei Blendenglocke 40 bei der in F i g. 4b dargestellten Variante in der Blendenglocke 40.
Der Reflektionssensor50 besteht aus einem Lichtsender 52 und einem Lichtempfänger 53, wobei beispielsweise der Lichtsender 52 eine Fotodiode und der Lichtempfänger 53 ein Fototransistor sein können. Der vom Sender 52 ausgesandte Lichtstrahl 54 wird dann, wenn dem Reflektionssensor 50 ein geschlossener Abschnitt 41 der Blendenglocke 40 gegenübersteht, von dessen reflektierender Oberfläche 55 reflektiert und gelangt zum Empfänger 53. Entsprechend reflektieren die offenen Abschnitte 42 der Blendenglocke 40 natürlich nicht, so daß beim Vorbeibewegen dieser offenen Abschnitte 42 kein Signal im Empfänger 53 erzeugt wird. An den Anschlüssen 51 des Reflektions-Sensors 50 sind damit Signale in Abhängigkeit von den vorbeilaufenden Abschnitten 41,42 abnehmbar.

Wie aus F i g. 4b ersichtlich ist, kann auch die Innen-Seite des geschlossenen Abschnittes 41 mit einer reflektierenden Oberfläche 56 ausgestattet sei·] und mit einem im Inneren der Blendenglocke 40 angeordneten Reflektionssensor 50 zusammenwirken. Der physikalische Ablauf ist dabei derselbe, wie vorstehend zu Anordnung gemäß Fig.4a erläutert. Der Vorteil der Anordnung gemäß F i g. 4b liegt demgegenüber darin, daß die Verschmutzungsgefahr, die bei optischen Elementen immer eine besondere Rolle spielt, dabei deswegen reduziert ist, weil ggf. in der Blsndenglocke 40 befindliche Suhmutzpartikel durch die Fliehkraft der rotierenden Blendenglocke 40 nach außen getragen werden und den Reflektionssensor 50 nicht verschmutzen können.

Der Übergang vom geschlossenen Abschnitt 41 zum offenen Abschnitt 42 ist bei den in Fig.4 dargestellten Anordnungen eine gerade Kante. Wäre nun der wirksame Querschnitt von Sender 52 und Empfänger 53 sowie des Lichtstrahles 54 kreisförmig, würde der kreisförmige Strahl 54 an seinem äußeren Umfange vom Übergang zwischen den Abschnitten 41, 42 erfaßt und der Lichtstrahl 54 würde nach Art eines zunehmenden bzw. abnehmenden MonJ.es am Empfänger 53 erscheinen, wodurch eine Verschmierung des Überganges von geschlossenem zu offenem Abschnitt 41.42 entstünde. Aus

diesem Grunde wird in weiter Ausgi-sUiiiung der i'rfindung eine Anordnung verwendet, wie sie I ig. 5 zeigt. Dabei sind die genannten wirksamen Querschnitte von Sender 52, Empfänger 53 und damit Strahl 54 spaltförmig ausgestaltet, wie dies die Spalte 60, 61 von Sender 52 und Empfänger 53 /eigen. Die Achse des Spaltes 60, 61 liegt dabei parallel zu den Übergängen der Abschnitte 41, 42, so daß sich beim Übergang von einem Abschnitt zum anderen ein scharfes Schaltverhalten ergibt, weil der volle Lichtstrahl durch den Übergang unterbrochen bzw. durchgelassen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

JO

45

55

60

65

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum alternativen Betreiben eines Otto-Motors (10) mit Benzin oder Flüssiggas, mit einem Umschalter (18) für die Betriebsart, der auf eine Zündanlage (24) des Motors (10) derart einwirkt, daß beim Umschalten von Benzin- auf Flüssiggasbetrieb der Zündzeitpunkt um einen vorbestimmten Wert nach früh verstellt wird, dadurchgekennzeichnet, daß zur Umschaltung des Zündzeitpunktes im Zündverteiler (30) des Motors (10) zwei vom Umschalter (18) ansteuerbare Bezugsmarken-Sensoren (32,34; 50) vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (32, 34; 50) bei einem Vierzylinder-Motor um etwa 75° gegeneinander versetzt sind.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (32, 34) Hall-Sensonas sind, die mit Magneten (43, 44) zusammenwirken, wobei sich zwischen den Sensoren (32, 34) und den Magneten (43, 44) eine rotierende Blendenglocke (40) befindet.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (50) einen Lichtsender (52) und einen Lichtempfänger (53) aufweisen, die über einen von einer reflektierenden Oberfläche (55,56) einer rotierenden Blendenglocke (40) reflektierten Lichtstrahl (54) miteinander in Wirkungsverbindung stehen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (5C_;- auf der Außenseite der Blendenglocke (40) abordnet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch ", dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (50) auf der Innenseite der Blendenglocke (40) angeordnet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl (54) spaltförmig erzeugt wird, wobei die Spaltachse parallel zu den Übergängen der geschlossenen, reflektierenden Abschnitte (41) zu den offenen, nicht reflektierenden Abschnitten (42) der Blendenglocke (40) liegt.