DE3735820A1

DE3735820A1 - Zuendsteuersystem fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3735820A1
Application number: DE19873735820
Authority: DE
Inventors: Yasushi Okada; Iwao Shimane
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1988-05-05
Also published as: GB2196695B; US4742811A; GB8724866D0; GB2196695A; JPS63106362A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein verteilerloses Zünd steuersystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von Zylindern.

Herkömmlich ist eine kostengünstige Zündvorrichtung von der Art mit gleichzeitiger Zündung für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen worden, die keinen Verteiler aufweist und in der Lage ist, gleichzeitig eine Zündung in sämtlichen Zylindern bei unterschiedlichen Hüben zu bewirken (vgl. japanische Patentanmeldungsveröffentlichungen 55-22 845 und 55-37 536).

Bei einer derartigen verteilerlosen Zündvorrichtung wird ein spezieller der Zylinder mittels einer elektronischen Unterscheidungseinrichtung diskriminiert, um eine Zündung in den Zylindern in einer vorbestimmten Reihenfolge und mit geeigneter Synchronisierung auszuführen. Die herkömmliche elektronische Unterscheidungseinrichtung umfaßt einen Zy linderunterscheidungssensor, der durch einen elektroma gnetischen Aufnehmer gebildet ist, der so angeordnet ist, daß er ein Zylinderunterscheidungssignal bei einer Kur belwinkelposition entsprechend dem speziellen Zylinder er zeugt. Wenn das Zylinderunterscheidungsignal erzeugt wird, wird die Zündung von einer Gruppe von Zylindern begonnen, zu der der spezielle Zylinder gehört. Wenn die Maschine gestartet wird und sich die Kurbelwelle etwas hinter der Kurbelwinkelposition entsprechend dem speziellen Zylinder positioniert befindet, wird jedoch das erste Zylinder unterscheidungssignal nicht unmittelbar mit dem Starten der maschine erzeugt. Demzufolge wird die Zündung nicht unmit telbar mit dem Starten der Maschine begonnen, was zu einem verzögerten Beginn der Zündung der Maschine führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zündsteuer system für Brennkraftmaschinen zu schaffen, das in der Lage ist, die Zündung unmittelbar bei Starten der Maschine ohne Verzögerung in bezug auf die unmittelbar vor dem Starten der Maschine angenommene anfängliche Kurbelwinkelposition zu beginnen.

Eine weitere Zielsetzung der Erfindung besteht darin, ein Zündsteuersystem für Brennkraftmaschinen zu schaffen, das geeignet ist, einen speziellen Zylinder ohne Verwendung eines speziellen Zylinderunterscheidungssensors zu diskri minieren, wodurch die Sensoreinrichtung zum Abtasten der Kurbelwinkelposition der Maschine von der Konstruktion her vereinfacht und mit geringeren Kosten herstellbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist bei einem Zündsteuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zündsteuersystems sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Ein erfindungsgemäßes Zündsteuersystem für eine Brennkraft maschine mit einer Anzahl von Gruppen von Zylindern und einer Anzahl von Zündvorrichtungen für entsprechende der Zylindergruppen umfaßt: Eine erste Signalerzeugungsein richtung zur Erzeugung eines ersten Signals bei einer Kur belwinkelposition der Maschine entsprechend einer jeden der Gruppen von Zylindern; eine zweite Signalerzeugungsein richtung zur Erzeugung eines zweiten Signals bei einer Kurbelwinkelposition der Maschine entsprechend einer oberen Totpunktposition eines jeden der Zylinder; und eine Vertei lereinrichtung zum Verteilen von Zündbefehlssignalen zu den Zündvorrichtungen ansprechend auf die ersten und zweiten Signale.

Vorzugsweise umfassen die obigen ersten und zweiten Signal erzeugungseinrichtungen ein Drehelement, das so angeordnet ist, daß es durch die Maschine in Drehung angetrieben wird und eine äußere periphere Fläche von ihm mit einem vorbe stimmten magnetischen Muster magnetisiert ist, das geeignet ist, die ersten und zweiten Signale zu erzeugen, und eine Abtasteinrichtung, die aus gegenüber der äußeren peripheren Fläche des Drehelementes angeordneten Hallelementen ge bildet ist.

Ferner umfaßt die Verteilereinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signals, das die vorbestimmte festgelegte Zündsynchronisation bzw. Zündverstellung anzeigt, anspre chend auf die die Zündbefehlssignale erzeugt werden.

Zum Erreichen der weiteren Zielsetzung wird erfindungsgemäß ein Zündsteuersystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von Gruppen von Zylindern vorgeschlagen, das umfaßt: Eine erste Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines ersten Signals bei einer Kurbelwinkelposition der Maschine entsprechend einer jeden der Gruppen von Zylindern; eine zweite Signalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines zweiten Signals bei einer Kurbelwinkelposition der Maschine entsprechend einer oberen Totpunktposition eines jeden der Zylinder; und eine Zylinderunterscheidungseinrichtung zur Erzeugung eines dritten Signals bei einer Kurbelwinkelposi tion der Maschine entsprechend einem speziellen der Zylin der ansprechend auf die ersten und zweiten Signale.

Vorzugsweise weist das erste Signal einen bei einer Kur belwinkelposition der Kurbelwelle entsprechend der oberen Totpunktposition des speziellen Zylinders erzeugten Impuls zug auf, wobei das zweite Signal einen Impuls aufweist, der nach Erzeugung des Impulszuges abfällt.

Die Zylinderunterscheidungseinrichtung umfaßt eine Zähl einrichtung zum Zählen von Impulsen des Impulszuges, wobei die Zähleinrichtung ansprechend auf das Abfallen des Im pulses des zweiten Signales zurückgesetzt wird, wobei die Zähleinrichtung ein vorbestimmtes Signal erzeugt, wenn die Impulse des Impulszuges aufwärts gezählt werden, und eine Decodiereinrichtung ansprechend auf das vorbestimmte Signal zur Erzeugung des dritten Signals.

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Be schreibung eines bevorzugten Beispiels der Erfindung und der Zeichnung weiter hervor. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Sensoreinrichtung zum Abtasten des Drehwinkels der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2 ein perspektivische Ansicht einer in Fig. 1 dar gestellten Magnettrommel, wobei ein magnetisches Phantasiemuster dargestellt ist, das über die ge samte äußere periphere Fläche der Trommel magne tisiert ist;

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das den gesamten Aufbau eines elektronischen Steuersystems veranschaulicht, in dem ein erfindungsgemäßes Zündsteuersystem einge baut worden ist;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm von verschiedenen Signalen, das im elektronischen Steuersystem von Fig. 3 erhalten wird;

Fig. 5 eine Darstellung der Innenanordnung eines in Fig. 3 dargestellten Umschaltkreises;

Fig. 6 eine Darstellung der Innenanordnung einer in Fig. 3 dargestellten Festzeit-Zündvorrichtung;

Fig. 7 eine Darstellung der Innenanordnung einer in Fig. 3 dargestellten Zylinderunterscheidungs vorrichtung und

Fig. 8 ein Zeitdiagramm von Signalen zur Veranschau lichung der zeitlichen Einteilung der Erzeugung eines Signals T ₀₄ aus der in Fig. 7 dargestellten Zylinderunterscheidungsvorrichtung.

Die Erfindung wird nun mehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine Sensoreinrichtung zur magnetischen Abtastung des Dreh winkels einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brenn kraftmaschine veranschaulicht ist. Eine Drehwelle 1 ist so angeordnet, daß sie eine Umdrehung vollführt (d. h. sich um 360° dreht), während die Kurbelwelle zwei Umdrehungen aus führt (d. h. sich um 720° dreht). Die Drehwelle 1 ist mit einer nicht dargestellten Nockenwelle der Maschine ver bunden, so daß sie durch diese drehangetrieben wird. An der Drehwelle 1 ist ein Drehelement 2 mittels einesPaßstiftes 3 befestigt, so daß es sich mit der Drehwelle 1 in Einklang dreht. Auf dem Drehelement 2 ist eine Magnettrommel 4 an gebracht, deren äußere periphere Fläche mit einem vorbe stimmten magnetischen Muster magnetisiert ist, wie später beschrieben wird. Die Drehwelle 1, das Drehelement 2 und die Magnettrommel 4 sind in einem zylindrischen Gehäuse 5 drehbar eingebaut, dessen innere periphere Fläche mit drei Hallelement-Sensoren 6 a, 6 b, 6 c versehen ist, die an einer vorbestimmten Umfangstelle und in Längsrichtung mit glei chen Abständen angeordnet sind, um die Drehwinkelposition der Magnettrommel 4, d. h. die Kurbelwinkelposition der Maschine, abzutasten.

In Fig. 2 ist das imaginäre magnetische Muster über der äußeren peripheren Fläche der Magnettrommel 4 von Fig. 1 dargestellt. Die äußere periphere Fläche der Magnettrommel 4 ist in drei Säulen unterteilt, d. h. in eine obere Säule 4 a, eine mittlere Säule 4 b und eine untere Säule 4 c. Jede Säule umfaßt eine Anzahl von Nordpol-Abschnitten N (im folgenden "N-Pol") und eine Anzahl von Südpol-Abschnitten S (im folgenden "S-Pol"), die längs des Umfangs jeweils ab wechselnd angeordnet sind. Die obenerwähnten Hallelement- Sensoren 6 a, 6 b, 6 c sind gegenüber den entsprechenden Säu len 4 a, 4 b und 4 c angeordnet und in der Lage, ein Signal mit hohem Pegel zu erzeugen, wenn sie an jedem N-Pol der entsprechenden Säule vorbeitreten, und ein Signal mit nied rigem Pegel zu erzeugen, wenn sie an dem jedem S-Pol der ent sprechenden Säule vorbeitreten.

Mehr im einzelnen: Die obere Säule 4 a umfaßt insgesamt 24 N-Pole und S-Pole, die mit regelmäßigen Abständen ab wechselnd angeordnet sind. Während Drehung der Maschine erzeugt der Hallelement-Sensor 6 a gegenüber der oberen Säule 4 a ein Kurbelwinkelsignel T ₂₄, das jedesmal abwech selnd ansteigt und abfällt, wenn sich die Kurbelwelle um 30° dreht (vgl. Fig. 4(a)).

Die mittlere Säule 4 b umfaßt insgesamt 8 N-Pole und S-Pole, die jeweils mit regelmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet sind. Während Drehung der Maschine erzeugt der Hallelement-Sensor 6 b gegenüber der mittleren Säule 4b ein TDC-Signal T ₀₄ bei einer Kurbelwinkelposition entsprechend einer oberen Tot punktposition (TDC) eines jeden Zylinders jedesmal, wenn sich die Kurbelwelle um 180° dreht (vgl. Fig. 4(b)).

Die untere Säule 4 c umfaßt insgesamt 4 N-Pole und S-Pole, die jeweils abwechselnd angeordnet sind. Während Drehung der Maschine erzeugt der Hallelement-Sensor 6 c gegenüber der unteren Säule 4 c ein Zylindergruppenunterscheidungs signal T ₀₂, das bei einer Kurbelwinkelposition entsprechend der TDC-Position einer jeden Zylindergruppe einen hohen oder niedrigen Pegel annimmt (vgl. Fig. 4(c)).

Ein spezieller der N-Pole der unteren Säule 4 c weist einen rückwärtigen Endabschnitt auf, der längs des Umfangs in vier kleine unterteilte Abschnitte geteilt ist, die mit gleichen Abständen angeordnet sind und mit abwechselnd an geordneten unterschiedlichen Polaritäten magnetisiert sind, d. h. es sind abwechselnd N-Pole und S-Pole angeordnet, der art, daß ein zusätzliches Signal T ₂ erhalten wird, das zweimal ansteigt, während das obenerwähnte Signal T ₀₄ bei der Kurbelwinkelposition entsprechend dem speziellen Zylinder auf einem hohen Pegel gehalten wird. Das Zylinder gruppenunterscheidungssignal T ₀₂ und das zusätzliche Signal T ₂ werden nachfolgend zusammen als "T _{02 + 2}" bezeichnet (vgl. Fig. 4(c′)).

Die Anordnung und Funktion des erfindungsgemäßen Zündsteu ersystems werden im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 erläutert.

Es wird zunächst auf Fig. 3 Bezug genommen, wo die Gesamt anordnung eines elektronischen Steuersystems (ECU) 7 für eine Brennkraftmaschine E mit zwei jeweils aus zwei Zylin dern gebildeten Zylindergruppen dargestellt ist, in der das erfindungsgemäße Zündsteuersystem aufgenommen ist. Das Kurbelwinkelpositionssignal T ₂₄ aus dem Hallelement-Sensor 6 a wird einem Wellenformkreis 701 in der ECU 7 zugeführt, damit seine Wellenform geformt wird, und das geformte Signal wird einer Zentraleinheit (im folgenden CPU) 705 zugeführt. Das Signal T ₂₄ wird als Zeitsteuersignal bei der Berechnung der Zündverstellung und der Zündspulenerre gungsverstellung in der CPU 705 verwendet. Die Wellenform des TDC-Signals aus dem Hallelement-Sensor 6 b wird durch einen Wellenformkreis 702 geformt, und das geformte Signal wird der CPU 705 sowie einer Festzeit-Zündvorrichtung 706 als Zündbefehlssignal-Verteileinrichtung und einer Zylin derunterscheidungsvorrichtung 707 als Zylinderunterschei dungseinrichtung zugeführt. Die Wellenform des Zylinder gruppenunterscheidungssignals T _{02 + 2} aus dem Hallelement- Sensor 6 c wird durch einen Wellenformkreis 703 geformt, und das geformte Signal wird der Zylinderunterscheidungsvor richtung 703 zugeführt.

Die Festzeit-Zündvorrichtung 706 spricht auf das Signal T ₀₄ und das Signal T _{02 + 2} an, um ein eine vorbestimmte Zünd verstellung für jede Zylindergruppe anzeigendes Signal zu erzeugen, was nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, und das Signal einem Umschaltkreis 708 zuzuführen.

Die Zylinderunterscheidungsvorrichtung 707 spricht auf die Signale T ₀₄, T _{02 + 2} an, um ein Zylinderunterscheidungssignal T ₀₁ zu erzeugen und dieses der CPU 705 zuzuführen.

Die Ausgangspegel von Analogsignalen aus Maschinenbe triebsparametersensoren 11, wie z. B. einem Sensor für den Ansaugrohrabsolutdruck und einem Maschinentemperatursensor, werden durch eine Pegelschiebeeinheit 704 a auf einen vor bestimmten Spannungspegel verschoben, wobei die pegelver schobenen Signale nacheinander durch einen A/D-Umsetzer 704 b in Digitalsignale umgewandelt werden, und die Digi talsignale werden der CPU 705 zugeführt.

Ein Nurlesespeicher (ROM) 709 und ein Schreib/Lesespeicher (RAM) 710 sind über einen Datenbus 711 bzw. 712 mit der CPU 705 verbunden. Im ROM 709 sind verschiedene in der CPU 705 ausgeführte Steuerprogramme etc. gespeichert, und im RAM 710 sind zeitweise Ergebnisse verschiedener in der CPU 705 ausgeführter Berechnungen gespeichert.

Die CPU 705 berechnet die Zündverstellung die Zeit steuerung der Zündspulenerregung für jede Zylindergruppe mittels vorbestimmter arithmetischer Ausdrücke, basierend auf Ausgangssignalen der oben erwähnten Maschinenbetriebs parametersensoren 11, der Hallelement-Sensoren 6 a, 6 b und 6 c und der Zylinderunterscheidungsvorrichtung 707 und führt dem Umschaltkreis 708 ein variables Zündverstell befehlssignal zu, das die berechnete Zündverstellung und die Zeitsteuerung der Zündspulenerregung anzeigt. Die CPU 705 berechnet ebenfalls die Ventilöffnungsperiode der Kraftstoffeinspritzventile 10, basierend auf verschiedenen Betriebsparametern, und führt einem Treiberkreis 713 ein Ventilöffnungsbefehlssignal zu, das die berechnete Ventil öffnungsperiode anzeigt.

Aus Ausgangssignalen der obenerwähnten Betriebsparameter sensoren 11 bestimmt die CPU 705, ob die Maschine in einem vorbestimmten Betriebszustand arbeitet oder nicht, bei dem eine Festzeit-Zündung bzw. Zündung mit festgelegter Zeit steuerung erforderlich ist, wie z. B. beim Start der Ma schine oder während eines Betriebs der Maschine mit sehr niedriger Drehzahl. Die CPU 705 führt dem Umschaltkreis 708 ein Umschaltbefehlssignal zu, das von dem Ergebnis der Be stimmung abhängig ist, um eine Zündsteuerung mit gewöhn licher oder variabler Zeitsteuerung, basierend auf einer Berechnung durch die CPU 705, und Festzeit-Zündsteuerung auszuwählen, die durch die Festzeit-Zündvorrichtung 706 durchgeführt wird.

Eine Zündvorrichtung 8 der Maschine E ist von der Art mit gleichzeitiger Zündung und umfaßt erste und zweite Zünd vorrichtungen 12 und 13, wobei die erste und eine erste Gruppe von Zylindern, auf die später Bezug genommen wird, und die zweite eine zweite Gruppe von Zylindern, auf die ebenfalls später Bezug genommen wird, jeweils zündet.

Einzelheiten der Zündvorrichtung 8 werden nun erläutert. In einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern wird gewöhnlich eine sequentielle Zündung ausgeführt, derart, daß aufeinan derfolgend ein erster Zylinder, ein dritter Zylinder, ein vierter Zylinder und ein zweiter Zylinder in der erwähnten Reihenfolge gezündet werden. Andererseits sind in einer Zündvorrichtung von der Art mit gleichzeitiger Zündung, die zur Ausbildung der Vorrichtung mit kompakter Größe ent wickelt worden ist, die vier Zylinder in eine erste Gruppe (in der entweder der Kompressionshub oder der Auslaßhub mit Anstieg des Signals T ₀₄ beendet ist) und eine zweite Gruppe (in der entweder der Kompressionshub oder der Auslaßhub bei dem nächsten Anstieg des Signals T ₀₄ beendet ist) unter teilt. Die erste und zweite Gruppe von Zylindern werden abwechselnd miteinander bei jeder Erzeugung des Signals T ₀₄ gezündet. Entsprechend der gleichzeitigen Zündungsweise wird somit jeder Zylinder nicht nur unmittelbar vor Be endigung seines Kompressionshubes, sondern ebenfalls un mittelbar vor Beendigung seines Auslaßhubes gezündet. Da jedoch unmittelbar vor Beendigung des Auslaßhubes kein Kraftstoff in die Zylinder eingebracht worden ist, wird der Maschinenbetrieb durch die unmittelbar vor Beendigung des Auslaßhubes stattfindende Zündung nicht nachteilig beein trächtigt.

Der Umschaltkreis 708 führt den ersten und zweiten Zünd vorrichtungen 12, 13 unabhängig von dem Umschaltbefehlssignal aus der CPU 705 entweder das Zündbefehlssignal aus der CPU 705 mit variabler Zeitsteuerung oder das Zündbefehlssignal aus der Festzeit-Zündvorrichtung 706 mit festgelegter Zeit steuerung zu.

Mehr im einzelnen, den Eingangsanschlüssen 708 a und 708 c des Umschaltkreises 708 werden Signale T _R ₁′ und T _R ₂′ zuge führt, die variable Zündverstellwerte der ersten bzw. der zweiten Zylindergruppe anzeigen. Ausgangsanschlüssen 708 b und 708 d des Umschaltkreises 708 werden Signale T _R ₁ und T _R ₂ von der Festzeit-Zündvorrichtung 706 zugeführt, die die festgelegten Zündverstellwerte der ersten bzw. zweiten Zylindergruppe anzeigen. Wenn die Maschine in einen vor bestimmten Betriebszustand gebracht wird, wie z. B. beim Start der Maschine E, und während eines Betriebs der Ma schine mit sehr niedriger Drehzahl, wird der Umschaltkreis 708 durch das Umschaltbefehlssignal von der CPU 705 akti viert, um Ausgangsanschlüsse 708 g bzw. 708 h mit den Ein gangsanschlüssen 708 a, 708 c jeweils mittels der Schalter 708 e und 708 f zu verbinden. Wenn die Maschine E nicht in dem vorbestimmten Betriebszustand arbeitet, wird der Um schaltkreis 708 durch das Umschaltbefehlssignal aktiviert, um die Ausgangsanschlüsse 708 g und 708 h mit den Eingangs anschlüssen 708 b bzw. 708 d mittels der Schalter 708 e, 708 f zu verbinden. Die Ausgangsanschlüsse 708 g, 708 h sind je weils mit der ersten bzw. zweiten Zündvorrichtung 12, 13 verbunden, so daß diese Zündvorrichtungen durch die ent sprechenden Ausgangssignale (die Zündbefehlssignale) von den Ausgangsanschlüssen 708 g, 708 h gesteuert werden.

Als nächstes werden die Anordnung und Funktion der Fest zeit-Zündvorrichtung 706 im einzelnen erläutert.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, umfaßt die Festzeit-Zünd vorrichtung 706 zwei NAND-Kreise 706 a und 706 b und Inver tierglieder 706 c und 706 d. Einem Eingangsanschluß des NAND- Kreises 706 a wird das in Fig. 4(b) dargestellte Signal T ₀₄ aus dem Hallelement-Sensor 6 d über den Wellenformkreis 702 und das Invertierglied 706 c zugeführt, und dem anderen Eingangsanschluß wird das bei Fig. 4(c′) dargestellte Si gnal T _{02 + 2} aus dem Hallelement-Sensor 6 c über den Wellen formkreis 703 und das Invertierglied 706 d zugeführt, wäh rend dem Eingangsanschluß 708 b des Umschaltkreises 708 ein Ausgangssignal des NAND-Kreises 706 a zugeführt wird. Einem Eingangsanschluß des NAND-Kreises 706 b wird das Signal T ₀₄ zugeführt und dem anderen Eingangsanschluß wird das in Fig. 4(c′) dargestellte Signal T _{02 + 2} zugeführt, während dem Eingangsanschluß 708 d des Umschaltkreises 708 ein Aus gangssignal des NAND-Kreises 706 b zugeführt wird.

Der NAND-Kreis 706 a führt das Zündbefehlssignal T _R ₁ zum Befehl der Zündung der ersten Zylindergruppe zu. Das Aus gangssignal T _R ₁ aus dem NAND-Kreis 706 a wird nur niedrig (Lo), d. h. es nimmt einen niedrigen Pegel an, wenn das Signal T ₀₄ einen niedrigen Pegel (Lo) aufweist und zugleich das Signal T _{02 + 2} aus dem Hallelement-Sensor 6c einen nied rigen Pegel (Lo) aufweist, wie in einer unten stehenden Tabelle veranschaulicht ist. Das niedrige Ausgangssignal aus dem NAND-Kreis 706 a dient als Zündbefehlssignal T _R ₁, das in Fig. 4(d) dargestellt ist und eine festgelegte Zündverstellung der ersten Zylindergruppe anzeigt.

Der NAND-Kreis 706 b führt das Zündbefehlssignal T _R ₂ zum Befehlen der Zündung der zweiten Zylindergruppe zu. Das Ausgangssignal T _R ₂ aus dem NAND-Kreis 706 b wird nur niedrig (Lo), d. h. es nimmt einen niedrigen Pegel an, wenn das Signal T ₀₄ einen niedrigen Pegel (Lo) aufweist und gleich zeitig das Signal T _{02 + 2} aus dem Hallelement-Sensor 6 c einen hohen-Pegel (Hi) aufweist, wie aus der untenstehenden Ta belle ersichtlich ist. Das niedrige Ausgangssignal aus dem NAND-Kreis 706 b dient als Zündbefehlssignal T _R ₂ das in Fig. 4(e) dargestellt ist und eine festgelegte Zündverstellung der zweiten Zylindergruppe anzeigt. Die so durch die Fest zeit-Zündvorrichtung 706 verteilten Signale T _R ₁ und T _R ₂ werden jeweils den Eingangsanschlüssen 708 b, 708 d des Um schaltkreises 708 zugeführt. Wenn die Maschine im vor bestimmten Betriebszustand, wie z. B. beim Start der Ma schine und während eines Betriebs der Maschine mit sehr niedriger Drehzahl, arbeitet, werden diese Signale wie zuvor festgestellt durch den Umschaltkreis 708 ausgewählt und jeweils der ersten und der zweiten Zündvorrichtung 12, 13 zugeführt. Die erste und die zweite Zündvorrichtung 12, 13 beginnen die Erregung der nicht gezeigten entspre chenden Zündspulen mit Anstieg der entsprechenden Signale T _R ₁, T _R ₂ und bewirken ein Entladen der Spulen mit Abfall der Signale, d. h. Zündung.

Tabelle

Selbst wenn der spezielle Zylinder unmittelbar nach dem Start der Maschine noch nicht diskriminiert worden ist, wird daher nach der erfindungsgemäßen Festzeit-Zündsteue rung das Zündbefehlssignal T _R ₁, T _R ₂ für jede Zylindergruppe aus dem Signal T ₀₄, T _{02 + 2} erhalten, die unmittelbar mit dem Start der Maschine erzeugt werden, und die Zündung kann durchaus ohne Verzögerung unmittelbar mit Start der Ma schine begonnen werden.

Es werden nun die Anordnung und Funktion der Zylinderun terscheidungsvorrichtung 707 beschrieben.

Die Zylinderunterscheidungsvorrichtung 707 umfaßt einen Zähler 707 a, einen Decodierer 707 b und ein Invertierglied 707 c, wie in Fig. 7 veranschaulicht ist. Der Zähler 707 a weist einen Rücksetzanschluß R auf, dem über den Wellen formkreis 702 das Signal T ₀₄ aus dem Hallelement-Sensor 6 b zugeführt wird, und einen Eingangsanschluß C auf, dem über den Wellenformkreis 703 das Signal T _{02 + 2} aus dem Hallele ment-Sensor 6 c zugeführt wird. Der Ausgangsanschluß des Zählers 707 a ist mit dem Decodierer 707 b verbunden, dessen Ausgangsanschluß wiederum mittels des Invertiergliedes 707 c mit der CPU 705 verbunden ist.

Der Zähler 707 a zählt die Anzahl der Abfälle, d. h. der Abfallflanken, des vom Hallelement-Sensor 6 c zugeführten Signals T _{02 + 2} und übermittelt die gezählte Zahl dem Deco dierer 707 b. Der Zählwert des Zählers 707 a wird jedesmal auf Null gesetzt, wenn die Abfallflanke des Signals T ₀₄ dem Rücksetzanschluß R zugeführt wird.

Der Decodierer 707 b erzeugt ein Signal T _d, das nur ansteigt oder einen hohen Pegel (Hi) annimmt, wenn der Zählwert des Zählers 707 a 2 erreicht und fällt ab oder nimmt einen niedrigen Pegel (Lo) an, wenn der Zählwert 3 erreicht.

Es sei nun angenommen, daß das zusätzliche Signal T ₂ dem zweiten Zylinder 2 als speziellem Zylinder entspricht; wenn das Signal T _{02 + 2} (vgl. Fig. 8(c′)) aus dem Hallele ment-Sensor 6 c in den Zähler 707 a eingegeben wird, wenn die Kurbelwelle beginnt sich zu drehen, wird der Zählwert des Zählers 707 a 1 bei der ersten Abfallflanke des Signals T _{02 + 2} (zum Zeitpunkt t ₁ in Fig. 8). Dieser Zählwert 1 wird bei einer Abfallflanke des Signals T ₀₄ (vgl. Fig. 8(b)) auf Null zurückgesetzt, die unmittelbar nach der ersten Abfall flanke des Signals T _{02 + 2} auftritt (zu einem Zeitpunkt t ₂ in Fig. 8), so daß das Signal T _d aus dem Decodierer 707 b auf einem niedrigen Pegel (Lo) gehalten wird. Wenn eine weitere Abfallflanke des Signals T _{02 + 2} zu einem Zeitpunkt t ₃ in den Zähler 707 a eingegeben wird, wird dann der Zählwert 1. Beim Beispiel von Fig. 8 steigt dann das Signal T _{02 + 2} zu einem Zeitpunkt t ₄ an und fällt zu einem Zeitpunkt t ₅ ab. Da das Signal T ₀₄ jedoch nicht zwischen den Zeitpunkten t ₃ und t ₅ abfällt, wird der Zählwert des Zählers 707 a auf 2 erhöht, ohne zurückgesetzt zu werden, und demzufolge wird der Pegel des Ausgangssignals T _d aus dem Decodierer 707 b zum Zeit punkt t ₅ hoch (Hi). Dann steigt das Signal T _{02 + 2} zu einem Zeitpunkt t ₆ an und fällt zu einem Zeitpunkt t ₇ ab, aber das Signal T ₀₄ fällt nicht zwischen Zeitpunkten t ₅ und t ₇ ab. Dies hat zur Folge, daß der Zählwert des Zählers 707 a auf 3 erhöht wird, ohne zurückgesetzt zu werden. Demzufolge wird der Pegel des Ausgangssignals T _d aus dem Decodierer 707 b ansprechend auf den Zählwert 3 niedrig (Lo). Es wird dann eine nachfolgende Abfallflanke des Signals T ₀₄, die zum Zeitpunkt t ₈ auftritt, an den Rücksetzanschluß R des Zählers 707 a angelegt, so daß der Zählwert auf 0 zurück gesetzt wird. Dann steigt das Ausgangssignal T _d aus dem Decodierer 707 b nur unmittelbar vor der TDC-Position eines speziellen Zylinders (Zylinder #1) an, die in Fig. 8(g) dargestellt ist. Das hochpegelige Ausgangssignal T _d wird auf einen niedrigeren Pegel invertiert, wenn das Zylinderun terscheidungssignal T ₀₁ gemäß 8(h) invertiert wird und der CPU 705 zugeführt wird.

Das Zylinderunterscheidungssignal T ₀₁ wird zur Zündsteue rung mit variabler Zündverstellung sowie zur Kraftstoffein spritzsteuerung (sequentielle Einspritzsteuerung) verwen det. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß die TDC-Position eines speziellen Zylinders aus den Signalen T ₀₄ und T _{02 + 2} diskriminiert, die beim Start der Maschine zur Zündver stellsteuerung verwendet werden, wodurch es unnötig wird, einen speziellen Sensor zu Diskriminierung des speziellen Zylinders zu verwenden, und auf diese Weise die Möglichkeit geschaffen wird, den Aufbau der Sensoreinrichtung zum Ab tasten des Drehwinkels der Kurbelwelle zu vereinfachen.

Gemäß dem vortehenden Ausführungsbeispiel werden des weiteren eine mit einem vorbestimmten magnetischen Muster magnetisierte Magnettrommel und Hallelement-Sensoren ver wendet, um die Kurbelwinkelposition zu detektieren, was es ermöglicht, die Signalpegel, d. h. den durch die N-Pole erhaltenen hohen Pegel und den durch die S-Pole erhaltenen niedrigen Pegel, über erforderliche Zeitperioden zu halten, sowie jedes gewünschte magnetische Muster beliebig zu mag netisieren, um beliebige gewünschte Signalwellenformen zu erhalten. Statt der aus der Magnettrommel und den Hallele ment-Sensoren zusammengesetzten Kurbelwinkel-Sensorein richtung können Kurbelwinkel-Sensoreinrichtungen anderer Art verwendet werden, wie z. B. eine Sensoreinrichtung, die aus Aufnahmespulen und Einkreis-Schaltungsanordnungen zu sammengesetzt ist.

Obwohl das obenstehende Ausführungsbeispiel sich auf eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern bezieht, kann das erfindungsgemäße Zündverstellsteuersystem auch auf Brenn kraftmaschinen mit z. B. sechs oder acht Zylindern ange wendet werden, wobei ähnliche Ergebnisse wie oben erhalten werden.

Die Erfindung läßt sich wie folgt zusammenfassen: Ein Zündverstellsteuersystem für eine Brennkraftmaschine umfaßt eine erste Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines ersten Signals bei einer Kurbelwinkelposition der Maschine entsprechend jeder aus einer Anzahl von Zylindergruppen; eine zweite Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines zweiten Signals bei einer Kurbelwinkelposition entsprechend einer oberen Totpunktposition eines jeden Zylinders und eine Verteileinrichtung zum Verteilen von Zündbefehlssi gnalen zu Zündvorrichtungen, die für entsprechende Zylin dergruppen vorgesehen sind, ansprechend auf die ersten und zweiten Signale. Des weiteren ist eine Zylinderunter scheidungseinrichtung vorgesehen, um ein drittes Signal bei einer Kurbelwinkelposition entsprechend einem speziellen der Zylinder ansprechend auf die ersten und zweiten Signale zu erzeugen.

Claims

1. Zündsteuersystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von Gruppen von Zylindern und einer Anzahl vonZünd vorrichtungen, die für entsprechende der Zylindergruppen vorgesehen sind, gekennzeichnet durch

- eine erste Signalerzeugungseinrichtung (6 a) zum Erzeugen eines ersten Signals (T ₂₄) bei einer Kurbelwinkelposi tion der Maschine entsprechend einer jeden der Zylin dergruppen;
- eine zweite Signalerzeugungseinrichtung (6 b) zum Er zeugen eines zweiten Signals (T ₀₄) bei einer Kurbel winkelposition der Maschine entsprechend einer oberen Totpunktposition (TDC) eines jeden der Zylinder; und
- eine Verteileinrichtung (706) zum Verteilen von Zündbe fehlssignalen (T _R ₁), T _R ₂) zu den Zündvorrichtungen (12, 13) ansprechend auf die ersten und zweiten Signale.

2. Zündsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Verteileinrichtung eine Einrichtung (706) zum Erzeugen eines Signals umfaßt, das eine vorbestimmte festgelegte Zündverstellung anzeigt, an sprechend auf das die Zündbefehlssignale (T _R ₁, T _R ₂) erzeugt werden.

3. Zündsteuersystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von Gruppen von Zylindern, gekennzeichnet durch

- eine erste Signalerzeugungseinrichtung (6 a) zum Erzeugen eines ersten Signals (T ₂₄) bei einer Kurbelwinkelposi tion der Maschine entsprechend einer jeden der Zylin dergruppen;
- eine Signalerzeugungseinrichtung (6 b) zur Erzeugung eines zweiten Signals (T ₀₄) bei einer Kurbelwinkelpo sition entsprechend einer oberen Totpunktposition (TDC) eines jeden der Zylinder und
- eine Zylinderunterscheidungseinrichtung (707) zur Er zeugung eines dritten Signals bei einer Kurbelwinkel position der Maschine entsprechend einem speziellen der Zylinder ansprechend auf die ersten und zweiten Si gnale.

4. Zündsteuersystem nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das zweite Signal (T ₂₄) einen Impulszug umfaßt, der bei einer Kurbelwinkelposition der Maschine entsprechend der oberen Totpunktposition (TDC) des speziellen Zylinders erzeugt worden ist, wobei das zweite Signal einen Impuls aufweist, der nach Erzeugung des Impulszuges abfällt, wobei die Zylinderunterscheidungsein richtung (707) eine Zähleinrichtung (707 a) zum Zählen von Impulsen des Impulszuges, wobei die Zählereinrichtung an sprechend auf den Abfall des Impulses des zweiten Signals zurückgesetzt wird und ein vorbestimmtes Signal erzeugt, wenn die Impulse des Impulszuges aufwärts gezählt werden, und eine Decodiereinrichtung (707 b) umfaßt, die auf das vor bestimmte Signal zum Erzeugen des dritten Signals an spricht.

5. Zündsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Si gnalerzeugungseinrichtung (6 a) und die zweite Signalerzeu gungseinrichtung (6 b) ein Drehelement (4) umfassen, das so angeordnet ist, daß es drehend durch die Maschine ange trieben wird und eine äußere periphere Fläche von ihm mit einem vorbestimmten magnetischen Muster (N, S) magnetisiert ist, das geeignet ist, die ersten und zweiten Signale (T ₂₄, T ₀₄) zu erzeugen, und eine Abtasteinrichtung umfassen, die durch Hallelemente (6 a, 6 b) gebildet ist, die gegenüber der äußeren peripheren Fläche des Drehelementes angeordnet sind.