DE3325308C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zündsignaladapter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Zündsignaladapter dieser Art (DE-AS 24 36 162) werden die Signale des Zündsystems primärseitig an der Zündspule erfaßt. Hierdurch werden Schwierigkeiten der Anbringung von Signaladaptern hinter der Zündverteilanlage im Motorraum umgangen. Eine Auswer­ tung von Signalen, die aufgrund von bestimmten Zylinder­ anordnungen bei Zündanlagen mit ruhender Hochspannungsverteilung hinsichtlich der Arbeitsphase unterschiedlich sind, ist hier nicht angesprochen.

Es sind weiterhin sogenannte Zündungstester, beispiels­ weise aus der Siemens-Druckschrift "Zündungstester 421", bekannt, die es gestatten, neben anderen Werten den Zündwinkel bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen zu messen. Der Zündwinkel ist definiert als derjenige Teil einer Kurbelumdrehung, um den sich die Kurbelwelle der Maschine zwischen den Ereignissen Einleitung der Zündung und Erreichen des oberen Totpunktes während des Verdich­ tungshubes des Kolbens im betrachteten Zylinder dreht. Praktisch wird dieser Winkel durch eine Zeitmessung zwi­ schen den beiden Ereignissen, bezogen auf die momentane Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle, bestimmt. Mit den bekannten Zündungstestern kann der Zündwinkel meist auch auf stroboskopische Weise bestimmt werden. Bei beiden Methoden, ebenso wie für eine elektronische Drehzahlmessung, spielt die Abnahme des Zündimpulses an einem Referenzzylinder eine wichtige Rolle. Dazu wird an das Zündkabel des Referenzzylinders eine sogenannte Triggerzange geklemmt, über die induktiv eine dem Strom des Zündfunkens entsprechende Spannung abgegriffen wird.

Bisher übliche Zündanlagen für mehrzylindrige Brennkraft­ maschinen steuern die einzelnen Zündkerzen über einen Zünd­ verteiler an. Der Abgriff einer dem Zündfunkenstrom im Zünd­ kabel entsprechenden Spannung über die Triggerzange ist bei diesen Zündanlagen problemlos.

Neuerdings sind, zuerst bei mehrzylindrigen Motorradmotoren, sogenannte Zündanlagen mit ruhender Hochspannungsverteilung eingeführt worden. Die­ se Zündanlagen weisen für Zylinderpaare mit gleichen oberen Totpunktlagen jedoch um eine Kurbelumdrehung gegeneinander versetzten Arbeitsphasen ihrer Kolben eine gemeinsame Zünd­ spulenwicklung auf. Die Zündkerzen dieses Zylinderpaares liegen jeweils an einem der Enden der gemeinsamen Zündwick­ lung. Ein Unterbrecherkontakt in der Primärwicklung der Zündspule wird jedesmal bei Annäherung der Kolben des Zylin­ derpaares an den oberen Totpunkt während ihrer Verdichtungs­ hübe betätigt. Weil beide Zylinder mit ihren Zündkerzen an die gleiche Zündspannungswicklung angeschlossen sind, hat das zur Folge, daß bei einem der Zylinder eine Zündung zum vorgesehenen Zündzeitpunkt während des Verdichtungshubes und beim jeweils anderen Zylinder zugleich ein Zündfunke in der Gaswechselphase auftritt. Die Triggerzange greift am Zündkabel des Referenzzylinders nun beide, den "echten" Zündimpuls wie auch den in der Gaswechselphase dieses Zylinders, ab, so daß für die spätere Auswertung min­ destens eine Synchronisation mit dem "echten" Zündereig­ nis im Referenzzylinder notwendig würde. Es ergeben sich aber noch mehr Schwierigkeiten, weil das Zündereignis in der Gaswechselphase des Referenzzylinders, abhängig von verschiedenen Faktoren, in der Triggerzange oft einen nur schwachen oder keinen Impuls induziert, so daß nicht durchgehend mit einer Verdoppelung der Impulszahl zu rechnen ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Adapter zu schaffen, der diese Schwierigkeit bei Zünd­ anlagen mit ruhender Hohspannungsverteilung behebt.

Diese Aufgabe wird bei einem eingangs besprochenen Zünd­ signaladapter gemäß der Erfindung durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. So werden über die beiden Triggerzangen die echten Zünd­ impulse für beide Zylinder des Paares mit gemeinsamer Zündspulenwicklung erfaßt, der gegebenenfalls schwächere oder gar ausgefallene Impuls des Zündereignisses in der Gaswechselphase des Referenzzylinders wird gegenüber dem gleihzeitig mit der zweiten Triggerzange am Zündkabel des mit dem Referenzzylinder parallellaufenden Zylinders erfaßten echten Zündimpuls vernachlässigbar. Die Synchroni­ sierungsstufe synchronisiert die Zündimpulsfolge mit den Zündimpulsen des Referenzzylinders. Der Polaritätsunab­ hängigkeitswandler macht die Polarität der Impulse unab­ hängig von der Anklemmrichtung der Triggerzangen.

Für die Umdrehungszahlmessung ist es zweckmässig, die Fre­ quenz der aufgenommenen Impulsfolge zu halbieren.

Wird die Ausgangsstufe des Zündsignaladapters von einem Spannungsstromwandler gebildet, dessen Stromausgang einer von einer Triggerzange abgreifbaren Spule zugeführt ist, so kann vorteilhafterweise mit dem vorgeschlagenen Adapter ein bekannter Zündungstester ohne Änderung auch für Zündanlagen mit ruhender Hochspannungsverteilung benutzt werden.

Die Erfindung wird anhand von sechs Figuren näher beschrie­ ben.

Fig. 1 stellt schematisch die Schaltung einer Zündanlage mit ruhender Hochspannungsverteilung für eine zweizylindrige Brennkraftmaschine dar.

Fig. 2 zeigt ein erstes Zeitdiagramm der Zündimpulse in einer zweizylindrigen Brennkraftmaschine mit Zündanlage mit ruhender Hochspannungsverteilung. In

Fig. 3 ist ein zweites derartiges Diagramm abgebildet.

Fig. 4 stellt in einem Blockschaltbild eines Ausführungsbei­ spiels der Erfindung dar.

Fig. 5 zeigt in einem Blockschaltbild die Anwendung der Erfindung an der Zündanlage mit ruhender Hochspannungsverteilung einer vier­ zylindrigen Brennkraftmaschine. In

Fig. 6 ist ein Stromlaufplan der Eingangsschaltung ei­ nes Ausführungsbeispiels des neuen Adapters dargestellt.

In Fig. 1 ist eine Zündspule mit einer Primärwicklung 1 und einer Sekundärwicklung 2 dargestellt. An den beiden Enden der Sekundärwicklung 2 liegen zwei Zündkerzen 3 und 4. Die Gegenelektroden dieser Zündkerzen sind mit Masse ver­ bunden. Die Zündkerzen 3 und 4 gehören zwei Zylindern ei­ ner Brennkraftmaschine an, deren Kolben zur gleichen Zeit den oberen Totpunkt erreicht. Die Arbeitsphasen der bei­ den Zylinder sind jedoch jeweils um eine Kurbelumdrehung gegeneinander versetzt. An einer Klemme 5 der Primärwick­ lung 1 der Zündspule ist der Pluspol einer Batterie ange­ schlossen. Die andere Klemme der Primärwicklung 1 der Zündspule liegt über einen Unterbrecherkontakt 6 an Masse. Eine Unterbrechung des Stromflusses in der Primärwicklung 1 induziert in der Sekundärwicklung 2 eine Spannung, die in beiden Zündkerzen 3 und 4 zu Funkenüberschlägen führt. In einem der beiden Zylinder, beispielsweise in dem, an dem die Zündkerze 3 angeordnet ist, erfolgt der Überschlag am Ende des Verdichtungshubes seines Kolbens und im Zylinder, an dem die Zündkerze 4 angeordnet ist, während des Gas­ wechselhubes. Nach einer Umdrehung der Kurbelwelle findet die Zündung an der Zündkerze 4 während des Verdichtungs­ hubes und die Zündung an der Zündkerze 3 während der Gas­ wechselphase im anderen Zylinder statt.

Die Zündereignisse in den beiden Zylindern sind in der Fig. 2 dargestellt. Auf einer Zeitachse t sind Zeitpunkte t ₁. . .t ₅ eingetragen. Jeweils zu diesen Zeitpunkten wird der Unterbrecherkontakt 6 geöffnet. In der oberen Zeile sind die mit dem Öffnen des Unterbrecherkontaktes verbun­ denen Zündereignisse an der Zündkerze 3 und in der unteren Zeile die Zündereignisse an der Zündkerze 4 dargestellt. Mit E sind jeweils die echten Zündereignisse am Ende des Verdichtungshubes und mit A die Zündereignisse während der Gaswechselphase bezeichnet. Die Zündimpulse weisen an bei­ den Zündkerzen eine unterschiedliche Polarität auf. Beide Arten der Zündereignisse sind in der Fig. 2 mit gleicher oder ungefähr gleicher Amplitude dargestellt.

Abhängig von verschiedenen Parametern kann jedoch das Zünd­ ereignis in der Gaswechselphase eine sehr viel kleinere Amplitude aufweisen. Diese Erscheinung kann so weit gehen, daß von der Triggerzange das Zündereignis der Gaswechsel­ phase nicht mehr erfaßt wird. Diese Verhältnisse sind in der Fig. 3 ebenfalls als Zeitdiagramm in zwei verschie­ denen Zeilen über einer Zeitachse t dargestellt.

Diese unterschiedliche, vor allem von der Drehzahl abhän­ gige Größe der Zündereignisse führt dazu, daß, wenn - wie bisher üblich - die Zündereignisse an einem Zündkabel des Referenzzylinders mit der Triggerzange abgegriffen werden, die Frequenz sich plötzlich verdoppelt oder halbiert. Die­ sen sporadischen Änderungen ist die Auswerteschaltung, wie sie bisher in Zündtestern vorhanden war, nicht gewach­ sen. Sie führen bei der Messung des Zündwinkels und auch der Drehzahl zu Fehlern.

In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit der diese Fehler verhindert werden, als Blockschaltbild dargestellt. Wesentlich für den neuen Adapter ist die Maß­ nahme, zum Abgreifen der Zündereignisse zwei Triggerzan­ gen 11 und 12 zu verwenden, die an den Zündkabeln des Zylinderpaares, das eine gemeinsame Zündspule aufweist, angeklemmt sind. Die Kabel der Triggerzangen führen zu einem Polaritäts-Unabhängigkeitswandler 13, der im wesent­ lichen aus zwei Differentialwandlern besteht. Sein genauer Aufbau wird später in der Fig. 6 dargestellt. Der Ausgang des Polaritäts-Unabhängigkeitswandlers 13 liegt am Eingang einer Frequenzteilerstufe 14, mit denen die Frequenz der Zündimpulse halbiert wird. Der Polaritäts-Unabhängigkeits­ wandler dient dazu, die Impulse der Zündereignisse in ihrer Polarität unabhängig von der Anklemmrichtung der Triggerzangen 11 und 12 zu machen. Der Ausgang der Fre­ qzenzteilerstufe 14 ist mit dem Eingang einer Synchronisier­ stufe 15 verbunden, deren Einzelheiten auch aus der Fig. 6 zu entnehmen sind. Die Synchronisierstufe 15 dient dazu, die Impulsfolge, deren Frequenz halbiert worden ist, mit den Zündimpulsen des Referenzzylinders des betrachteten Zylinderpaares zu synchronisieren. Die Synchronisier­ stufe 15 speist einen in einer Spannungs-Stromwandler­ stufe 16 befindlichen Spannungs-Stromwandler. Die Ausgangs­ seite des Spannungs-Stromwandlers 16 ist an eine Luft­ spule 17 angeschlossen, an die die Triggerzange 18 eines normalen Zündungstesters angeklemmt werden kann.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie jeweils zwei Zylinder­ paare eines Vierzylinder-Reihenmotors 21 an zwei Zündspulen 22 und 23 angeschlossen sind. Die Zündkerzen der beiden äußeren Zylinder des Motors 21 liegen an einer Sekundär­ wicklung der Zündspule 22 und die beiden Zündkerzen der inneren Zylinder des Motors 21 an einer Sekundärwicklung der Zündspule 23. Die Primärwicklungen der Zündspulen 22 und 23 liegen in Reihe. Ihre Verbindung ist an den Pluspol einer Batterie angeschlossen. Die beiden äußeren Enden der Primärwicklungen sind über zwei Unterbrecher­ kontakte 24 bzw. 25 mit Masse verbunden. An Zündkabeln 26 und 27 des den Referenzzylinder enthaltenden Zylinder­ paares sind Triggerzangen 28 und 29 angeklemmt, die an den Adapter 30 angeschlossen sind. Der Adapter 30 ent­ spricht in seinem Aufbau der Fig. 4 und weist eine Luft­ spule 31 auf, welche einen Strom entsprechend der mit dem Referenzzylinder-Zündereignis synchronisierten Impulsfolge führt. Die Impulse werden von einer dritten Triggerzange 32 abgegriffen, die mit einem üblichen Zündtester verbun­ den ist. Am Adapter 30 befindet sich eine Synchronisier- und Prüftaste 33, deren Betätigung durch eine Leucht­ diode 34 angezeigt wird.

In der Fig. 6 ist ein Stromlaufplan der Eingangsschal­ tung des Adapters dargestellt. Die beiden nicht dargestell­ ten Triggerzangen werden jeweils an Primärwicklungen zweier Differential-Impulstransformatoren 42 und 43 angeschlossen. Diese weisen jeweils zwei Sekundärwicklungen 44 und 45 bzw. 46 und 47 auf mit untereinander gegenläufigem Wicklungs­ sinn. Je eines der Enden der Sekundärwicklungen 44 bis 47 der beiden Differentialwandler 42 und 43 liegt über einen Kondensator an Basiselektroden von vier Transistoren 48 bis 51, deren Kollektoren untereinander parallelgeschal­ tet und mit der Basiselektrode eines fünften Transistors 52 verbunden sind. Der als Emitterfolger geschaltete Tran­ sistor 52 ist mit seinem Emitter mit der Eingangsklemme einer aus drei integrierten Schaltungen 53 bis 55 be­ stehenden Frequenzteilerstufe verbunden, welche die Fre­ quenz durch zwei teilt. Am Ausgang der integrierten Schal­ tung 55 ist eine aus weiteren drei integrierten Schalt­ kreisen 56, 57 und 58 bestehende Synchronisierstufe an­ geschlossen. Durch Drücken einer Taste 59 erfolgt die Synchronisation mit den echten Zündereignissen im Refe­ renzzylinder des untersuchten Zylinderpaares. An der Aus­ gangsklemme des letzten integrierten Schaltkreises 58 ist - wie in dieser Figur nicht dargestellt - der Spannungs­ stromwandler 16 mit Luftspule 17 aus der Fig. 4 ange­ schlossen.

Claims (3)

1. Zündsignaladapter für Zündanlagen fremdgezündeter Brenn­ kraftmaschinen mit zwei in der Zündanlage anbringbaren Triggerzangen (11, 12), die mit jeweils einem Eingang einer Auswerteschaltung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zündanlage mit ruhender Hochspannungsverteilung mit paarweise angeordneten Zylindern, deren Arbeitsphasen jeweils um eine Kurbelumdrehung gegeneinander versetzt sind,

• - die Triggerzangen (11, 12) an sekundärseitigen Zünd­ kabeln des Zylinderpaares anlegbar sind, wobei die Zündkerzen (3, 4) des Zylinderpaares in an sich be­ kannter Weise jeweils an einem Ende der gemeinsamen Sekundärwicklung (2) der Zündspule liegen,
• - eine Synchronisierungsstufe (15) zur Synchronisierung der Impulsfolge mit den Zündimpulsen eines Referenz­ zylinders des Zylinderpaares und
• - ein Polaritäts-Unabhängigkeitswandler (13) für die Ausgangsimpulse der Triggerzangen vorhanden sind.

2. Zündsignaladapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Impulsfolge der von beiden Triggerzangen (11, 12) abgegriffenen Zünd­ impulse eine Frequenzteilerstufe (14) zur Halbierung der Impulsfolgefrequenz vorgesehen ist.

3. Zündsignaladapter nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Syn­ chronisierstufe (15) eine Spannungs-Stromwandlerstufe (16) mit einer von einer Triggerzange (18) abgreifbaren Spule (17) auf der Ausgangsseite des Wandlers nachgeschaltet ist.