DE3932073A1

DE3932073A1 - Zuendversteller fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3932073A1
Application number: DE3932073A
Authority: DE
Inventors: Toshio Iwata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1990-04-05
Anticipated expiration: 2009-09-27
Also published as: US4962738A; KR930008805B1; KR900005064A; DE3932073C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zündversteller für Brennkraftmaschinen mit einem Motorzylinder und einer Kurbel welle, und insbesondere für Brennkraftmaschinen, bei denen der Zündpunkt in Abhängigkeit von der über einen Kurbelwin kelmesser erfaßten Drehstellung der Kurbelwelle geregelt wird.

Bei einer bekannten Zündregelanlage für Brennkraftmaschinen wird bei laufendem Motor die Drehstellung der Kurbelwelle zu nächst von einem Kurbelwinkelmesser erfaßt, der ein entspre chendes Signal an einen Mikrorechner mit Zentraleinheit, RAM- und ROM-Speicher übermittelt, wo der gemessene Wert vorüber gehend im RAM-Speicher erfaßt wird. In der Ansaugleitung des Motors wird der Ansaugdruck als Maß für die Motorlast von ei nem Ansaugdruckfühler erfaßt, der ein entsprechendes Signal über einen Analog-Digital-Wandler an die Zentraleinheit über mittelt, die dieses in analoger Form eingehende Ansaugdruck signal digitalisiert und zur vorübergehenden Speicherung im RAM-Speicher an diesen weiterleitet. Die Zentraleinheit be rechnet aufgrund der Zünddauer die Motordrehzahl, wobei die Zünddauer aus dem erfaßten Kurbelwinkel nach einem zuvor im ROM-Speicher gespeicherten Programm berechnet wird. Aus der so berechneten Motordrehzahl und aus dem vom Ansaugdruckfüh ler als Maß für die Motorlast abgegebenen Signal ermittelt die Zentraleinheit durch Querbezug zu einer zuvor im ROM- Speicher abgespeicherten Zündpunkttabelle den richtigen Zünd punkt, der anschließend an eine Zündeinrichtung weitergelei tet wird, woraufhin ein darin vorgesehener Leistungstransi stor an- und abgeschaltet wird und so kurzzeitig die Stromzu fuhr zur Primärseite einer Zündspule unterbricht, so daß auf der Sekundärseite der Zündspule eine hohe Spannung induziert wird, durch welche der Zündfunke in einer Zündkerze ausgelöst wird, mit dem das im Motorzylinder befindliche Luft-Kraft stoff-Gemisch gezündet wird.

Bei einer Zündregelanlage der vorbeschriebenen Art, bei der die Zündpunkteinstellung auf der Grundlage des Ausgangs signals des Kurbelwinkelmessers ermittelt wird, ist es über haupt nicht möglich, bei einem Fehler im Kurbelwinkelmesser oder bei dessen Ausfall den Zündpunkt zu ermitteln, was ein Abschalten des Motors zur Folge hat. Des weiteren kann es ge legentlich dazu kommen, daß sich die Befestigung des Kurbel winkelmessers, der beispielsweise mit Hilfe eines Riemens oder dergleichen auf einer Nockenwelle befestigt ist, aus ih rer ursprünglichen richtigen Lage verschiebt, beispielsweise weil sich der Befestigungsriemen lockert oder zu stark durch hängt, so daß sich die Drehstellung der Kurbelwelle nicht mehr exakt erfassen läßt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Zündver steller so weiterzubilden, daß unter Vermeidung der bei bis her üblichen Zündreglern bekannten Nachteile der ungestörte fehlerfreie Betrieb des Motors auch bei einem Fehler im Kur belwinkelmesser oder bei dessen Ausfall gewährleistet bleibt, während der korrekte Zündpunkt auch ohne Einsatz eines Kur belwinkelmessers ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einem Zündversteller der eingangs ge nannten Art gelöst, welcher die folgenden Einrichtungen und Meßfühler aufweist:

- eine Kurbelwinkelmeßeinrichtung zur Erfassung der Drehstel lung der Kurbelwelle, welche in Abhängigkeit von der erfaß ten Drehstellung der Kurbelwelle ein entsprechendes Aus gangssignal erzeugt;
- eine Motorlastmeßeinrichtung zur Erfassung der Motorlast, welche in Abhängigkeit von der erfaßten Motorlast ein ent sprechendes Ausgangssignal erzeugt;
- eine Druckfühleinrichtung zur Erfassung des Drucks im Mo torkolben, welche in Abhängigkeit vom erfaßten Innendruck im Zylinder ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt;
- eine Zündpunktermittlungseinrichtung, die so geschaltet ist, daß sie die Ausgangssignale von der Kurbelwinkel meßeinrichtung und von der Motorlastmeßeinrichtung zur Er mittlung des richtigen Zündpunkts aufgrund der erfaßten Drehstellung der Kurbelwelle und der erfaßten Motorlast zum Zeitpunkt des Normalbetriebs der Kurbelwinkelmeßeinrich tung, wobei die Zündpunktermittlungseinrichtung außerdem so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal der Druckfühl einrichtung empfängt, aus dem sie den richtigen Zündpunkt aufgrund des erfaßten Zylinderinnendrucks zum Zeitpunkt ei ner Störung in der Kurbelwinkelmeßeinrichtung ermittelt; und
- eine Zündeinrichtung, die so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal der Zündpunktermittlungseinrichtung empfängt und im Ansprechen darauf den Motor zu dem Zündpunkt zündet, der von der Zündpunktermittlungseinrichtung festgelegt wur de.

Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Zündpunkter mittlungseinrichtung die folgenden Schaltungen aufweist:

- eine Differenzierschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal des Druckfühlers für den Zylinderinnen druck empfängt und durch Differenzierung das entsprechende Zylinderinnendruck-Ausgangssignal erzeugt;
- eine Vergleicherschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal der Differenzierschaltung übernimmt und mit einem Vergleichssignal von vorgegebenem Pegel ver gleicht, und
- einen Mikrorechner, der so geschaltet ist, daß er das Aus gangssignal der Vergleicherschaltung zur Regelung der Zünd einrichtung empfängt, wobei die Regelung aufgrund des Aus gangssignals für den Fall eines Fehlers in der Kurbelwin kelmeßeinrichtung in der Weise erfolgt, daß die Zündein richtung die Zündung vornimmt, wenn das Ausgangssignal der Differenzierschaltung zum zweiten Mal pro Arbeitszyklus des Motors durch den Vergleichssignalpegel geht.

Bei einem Ausführungsbeispiel gibt die Vergleicherschaltung pro Arbeitszyklus des Motors eine Folge diskreter Impulse ab, von denen jeder eine Anstiegsflanke aufweist, die dann an liegt, wenn das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung über den Pegel des Vergleichssignals ansteigt, sowie eine Abfall flanke, die dann anliegt, wenn das Ausgangssignal der Ver gleicherschaltung unter den Wert des Vergleichssignals ab sinkt, wobei der Mikrorechner so ausgebildet ist, daß die Zündeinrichtung in der Weise regelbar ist, daß die Zündung nur dann erfolgt, wenn die Abfallflanke des ersten Impulses in der Impulsfolge eintrifft.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel gibt die Vergleicher schaltung pro Arbeitszyklus des Motors eine Folge diskreter Impulse ab, von denen jeder eine Abfallflanke aufweist, die dann anliegt, wenn das Ausgangssignal der Vergleicherschal tung über den Pegel des Vergleichssignals ansteigt, sowie ei ne Anstiegsflanke, die dann anliegt, wenn das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung unter den Wert des Vergleichssignals absinkt, wobei der Mikrorechner so ausgebildet ist, daß die Zündeinrichtung in der Weise regelbar ist, daß die Zündung nur dann erfolgt, wenn die Anstiegsflanke des ersten Impulses in der Impulsfolge eintrifft.

Erfindungsgemäß ist außerdem ein Zündversteller vorgesehen, der die folgenden Meßfühler und Einrichtungen aufweist:

- einen Meßfühler zur Erfassung des Drucks im Motorzylinder, welcher in Abhängigkeit vom erfaßten Zylinderdruck ein ent sprechendes Ausgangssignal erzeugt;
- eine Zündpunktermittlungseinrichtung zum Vorgeben des rich tigen Zündpunktes in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebs zustand des Motors;
- einen Vergleichssignalgeber, welcher einen spezifischen Druck im Zylinder berechnet, der dem von der Zündpunkter mittlungseinrichtung vorgegebenen Zündpunkt entspricht, und ein dem spezifischen Druck entsprechendes Vergleichssignal erzeugt;
- einen Zündsignalgeber, der so geschaltet ist, daß er die Ausgangssignale der Zündpunktermittlungseinrichtung und des Vergleichssignalgebers übernimmt und daraus ein Zündsignal zu dem Zeitpunkt erzeugt, zu dem das Ausgangssignal des Meßfühlers für den Zylinderinnendruck gleich dem Ausgangs signal des Vergleichssignalgebers ist; und
- eine Zündeinrichtung, die so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal des Zündsignalgebers empfängt und im Anspre chen darauf den Motor zündet.

Die erfindungsgemäße Zündpunktermittlungseinrichtung weist dabei die folgenden Meßfühler und Recheneinrichtungen auf:

- eine Motorlastmeßeinrichtung zur Erfassung der Motorbelastung;
- eine Einrichtung zur Erfassung der Zünddauer des Motors; und
- einen Mikrorechner, der so geschaltet ist, daß er die Aus gangssignale der Motorlastmeßeinrichtung und der Einrich tung empfängt und daraus die Drehzahl des Motors auf der Grundlage der erfaßten Zünddauer berechnet, während er außerdem aufgrund der erfaßten Motorlast und der berechne ten Motordrehzahl die richtige Zündpunkteinstellung fest legt.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfin dung ergeben sich aus der nachstehenden ausführlichen Be schreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Zündverstellers für Brennkraft maschinen;

Fig. 2 ein Wellendiagramm der verschiedenen Ausgangssignale der Meßfühler und Schaltungen im erfindungsgemäßen Zündversteller;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbei spiels des erfindungsgemäßen Zündverstellers für Brennkraftmaschinen, und

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm des Betriebsablaufs des Zündver stellers gemäß Fig. 3.

Aus Fig. 1 und 2 ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbei spiel der Erfindung zu entnehmen. In Fig. 1 ist schematisch in Form eines Blockschaltbilds ein Zündversteller für Brenn kraftmaschinen dargestellt, der einen Kurbelwinkelmesser 1 zur Erfassung der Drehstellung bzw. des Kurbelwinkels einer Kurbelwelle bei einem Motor aufweist, sowie einen Motorlast messer 2 in Form eines Ansaugdruckfühlers, der den Ansaug druck in der Ansaugleitung des Motors als Maß für die Mo torlast erfaßt; ferner ist ein Analog-Digital-Wandler 3 vorge sehen, der das analoge Ausgangssignal des Ansaugdruckfühlers 2 digitalisiert und damit in ein Signal umsetzt, das sich zur Verarbeitung in einem Mikrorechner 13 eignet.

Der Anschluß 4 des Mikrorechners 13 ist eingangsseitig mit den Ausgängen des Kurbelwinkelmessers 1 und des A/D-Wandlers 3 verbunden, während der Mikrorechner 13 des weiteren eine über eine Busleitung mit dem Anschluß 4 verbundene Zentral einheit 5, einen RAM-Speicher 6 und einen ROM-Speicher 7 auf weist, wobei die beiden Speicher jeweils über entsprechende Busleitungen mit der Zentraleinheit 5 in Verbindung stehen, und ferner einen Ausgang 8, der ebenfalls mit dem Rechenwerk 5 verbunden ist. Im ROM-Speicher 7 werden bereits vorher ein Programm zur Berechnung der Zündpunkteinstellung, eine Tabel le der Motordrehzahlen in Abhängigkeit von der Zündpunktein stellung, eine Tabelle der Motorlast in Abhängigkeit von der Zündeinstellung, und ähnliche Informationen fest abgespei chert. Der Ausgang 8 des Mikrorechners 13 ist mit einer Zünd einrichtung 10 in Form eines allgemein bekannten Zünders über eine Schnittstelle 9 verbunden. Die Zündeinrichtung 10 ist mit einem hier nicht dargestellten Leistungstransistor ausge rüstet, der mit der Primärseite einer Zündspule 11 so verbun den ist, daß er an- und abschaltbar ist und dabei auf der Se kundärseite der Zündspule 11 eine hohe Spannung induziert, die in der Zündkerze 12, die mit der Sekundärseite der Zünd spule 11 verbunden ist, einen Zündfunken veranlaßt, wodurch ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Motorzylinder gezündet wird.

Weiterhin weist der erfindungsgemäße Zündversteller einen In nendruckfühler 14 zur Erfassung der Verbrennungsbedingungen in der Brennkammer des entsprechenden Motorzylinders auf, so wie eine Schnittstelle 15, deren Eingangsseite mit dem Aus gang des Innendruckfühlers 14 verbunden ist; daneben gehören zum Zündversteller eine Differenzierschaltung 16, die mit dem Ausgang der Schnittstelle 15 verbunden ist, sowie eine Ver gleicherschaltung 17 mit zwei Eingängen, wovon einer mit dem Ausgang der Differenzierschaltung 16 verbunden ist und der andere 17 a ein Vergleichssignal mit vorgegebenem Spannungspe gel erhält, so daß das Ausgangssignal aus der Differenzier schaltung 16 mit dem Vergleichssignal verglichen werden kann, worauf ein Vergleichssignal zum Anschluß 4 des Mikrorechners 13 abgegeben wird. Der Ausgang der Schnittstelle 15 ist au ßerdem zu dem A/D-Wandler 3 geführt.

Bei normalem Betrieb des Kurbelwinkelmessers 1 erfaßt dieser beim Hochlaufen des Motors die Drehstellung bzw. den Kurbel winkel der nicht dargestellten Kurbelwelle und gibt über den Anschluß 4 zur Zentraleinheit 5 ein Signal ab, das repräsen tativ für den erfaßten Kurbelwinkelwert ist und vorübergehend im RAM-Speicher 6 erfaßt wird. Der Druckfühler 2 erfaßt den Ansaugdruck in der Ansaugleitung, der ein Maß für den Bela stungszustand des Motors darstellt, und gibt dann ein zum er faßten Ansaugdruck analoges Signal an den A/D-Wandler 3 ab, der dieses Analogsignal digitalisiert. Das so digitalisierte Signal wird über den Anschluß 4 zur Zentraleinheit 5 übermit telt und anschließend vorübergehend im RAM-Speicher 6 erfaßt. Die Zentraleinheit 5 berechnet nun anhand einer Zünddauer die Motordrehzahl, wobei sie die Zünddauer aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelmessers 1 nach dem zuvor im ROM-Speicher 7 eingegebenen Rechenprogramm ermittelt. Nach dieser Berechnung der Motordrehzahl ermittelt nun die Zentraleinheit 5 aus dem Ausgangssignal des Ansaugdruckfühlers 2, das ein Maß für die Motorlast darstellt, die richtige Zündpunkteinstellung anhand der vorher im ROM-Speicher 7 eingegebenen Zündpunkttabelle, worauf sie über den Ausgang 8 und die Schnittstelle 9 ein Zündpunktsignal an die Zündeinrichtung 10 abgibt. Im Anspre chen auf dieses Signal wird der nicht dargestellte Leistungs transistor der Zündeinrichtung 10 an- und abgeschaltet und erzeugt dabei auf der Sekundärseite der Zündspule 11 eine ho he Spannung, die den Zündfunken in der Zündkerze 12 auslöst, wodurch das im Motorzylinder befindliche Luft-Kraftstoff-Ge misch gezündet wird.

In den Fällen jedoch, in denen ein Fehler im Kurbelwinkelmes ser 1 vorliegt oder dieser ausfällt, wird die Zündung mit Hilfe des Ausgangssignals des Druckfühlers 14 für den Zylin derinnendruck folgendermaßen ausgelöst. Zunächst geht das analoge Ausgangssignal mit der unter (a) in Fig. 2 gezeigten Wellenform, vom Innendruckfühler 14 über die Schnittstelle 15 zur Differenzierschaltung 16, wo nach Differenzierung ein Si gnal mit der unter (b) in Fig. 2 gezeigten Wellenform abgege ben wird. Dieses Signal wird von der Differenzierschaltung 16 zu einem Eingang der Vergleicherschaltung 17 geleitet, wo es mit dem Bezugssignal in Form eines vorgegebenen Spannungspe gels verglichen wird, der über den anderen Eingang 17 a in diese Schaltung 17 eingeht. Die Vergleicherschaltung 17 gibt pro Arbeitszyklus des Motors eine Folge diskreter rechtecki ger Ausgangsimpulse ab. Jeder der Rechteckimpulse aus der Vergleicherschaltung 17 weist eine Anstiegsflanke auf, die dann anliegt, wenn das Ausgangssignal der Differenzierschal tung 16 über den vorgegebenen Spannungspegel des Vergleichs signals ansteigt, sowie eine Abfallflanke, die dann anliegt, wenn das Ausgangssignal aus der Differenzierschaltung 16 un ter den Bezugspegel absinkt.

Die Zentraleinheit 5 erfaßt die Abfallflanke des ersten aus der Folge von Ausgangsimpulsen und übermittelt über den Aus gang 8 und die Schnittstelle 9 ein entsprechendes Signal an die Zündeinrichtung 10, während sie weitere Abfallflanken der nachfolgenden Impulse ausblendet oder übergeht, sofern diese erfaßt werden. Anschließend steuert das Erfassungssignal aus der Zentraleinheit 5 die Zündeinrichtung 10 so an, daß die Stromversorgung zur Zündspule 11 unterbrochen wird, wodurch der Zündfunke in der Zündkerze 12 ausgelöst wird. Hierbei ist zu beachten, daß der Spannungspegel des Vergleichssignals so festgelegt wird, daß der Abfall des ersten Impulses knapp vor dem Zeitpunkt liegt, zu dem der Kolben im Motorzylinder den oberen Totpunkt erreicht. Auf diese Weise kann der Motor kor rekt auch dann weiterarbeiten, wenn ein Fehler im Kurbelwin kelmesser 1 vorliegt oder dieser ausfällt.

In diesem Zusammenhang kann die Vergleicherschaltung 17 na türlich auch so ausgelegt sein, daß sie pro Motorzyklus eine Folge rechteckförmiger Impulse erzeugt, von denen jeder eine Anstiegsflanke aufweist, die dann anliegt, wenn das Ausgangs signal aus der Differenzierschaltung 16 unter den Bezugs signalpegel abfällt, während die Abfallflanke anliegt, wenn das Ausgangssignal aus der Differenzierschaltung 16 über den Bezugssignalpegel ansteigt. In einem solchen Fall erfaßt die Zentraleinheit 5 die Anstiegsflanke des ersten aus einer Fol ge von Impulsen und erzeugt ein entsprechendes Signal, wäh rend sie, sofern weitere Anstiegsflanken bei nachfolgenden Impulsen erfaßt werden, diese ausblendet oder übergeht.

Aus Fig. 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er findung zu entnehmen. Neben den Meßfühlern, Schaltungen und Einrichtungen 2 bis 13, die genau den Teilen beim ersten Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 1 entsprechen, weist der Zündver steller gemäß Fig. 3 außerdem einen Zylinderinnendruckfühler 114 auf, der den Druck in einer Brennkammer eines Motorzylin ders erfaßt, wobei der Eingang einer Schnittstelle 115 mit den Innendruckfühler 114 verbunden ist, ebenso wie der Ein gang eines Klopfmeßfühlers 116, der ein Klopfen im Motorzy linder anhand des Ausgangssignals des Innendruckfühlers 114 erfaßt und dessen Ausgang mit dem Anschluß 4 so verbunden ist, daß an diesen ein Klopfsignal ausgegeben wird, wenn ein Klopfen im Motor erfaßt wird; daneben ist ein Scheitelwertge ber 117 vorgesehen, dessen Eingang mit der Schnittstelle 115 verbunden ist und der die Lage (bzw. den Zeitpunkt) eines Scheitel- bzw. Spitzenwerts im Ausgangssignal des Innendruck fühlers 114 erfaßt. Dabei ist der Ausgang des Scheitelwertge bers 117 mit dem Anschluß 4 verbunden. Weiterhin ist eine Vergleicherschaltung 118 mit zwei Eingängen vorgesehen, von denen der eine mit dem Ausgang eines Digital-Analog-Wandlers 119 verbunden ist, während der andere zum Anschluß 4 geführt ist. Der Eingang des D/A-Wandlers 119 ist über eine Buslei tung und den Anschluß 4 mit der Zentraleinheit 5 verbunden.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm des Hauptprogramms für den Betriebsablauf des Zündverstellers gemäß Fig. 3. Nach diesem Ablaufdiagramm wird das Ausgangssignal des Ansaugdruckfühlers 2, das ein Maß für den in der Ansaugleitung des Motors erfaß ten Druck darstellt, aus seiner analogen Form im A/D-Wandler 3 in ein digitalisiertes Signal umgesetzt, das anschließend über den Anschluß 4 im Arbeitsschritt S 1 dem Mikrorechner 13 zugeleitet wird. Im nächsten Schritt S 2 berechnet die Zen traleinheit 5 aus der Zünddauer, die durch eine entsprechende Erfassungseinrichtung gemessen wird, die Motordrehzahl. Der Regelungsablauf schaltet dann zum Schritt S 3 weiter, in dem entsprechend dem vom Ansaugdruckfühler 2 erfaßten Ansaugdruck und aus der zuvor in den Schritten S 1 und S 2 ermittelten Mo tordrehzahl die korrekte Zündpunkt-Solleinstellung aus einer Zündeinstelltabelle ermittelt wird, die im ROM-Speicher 6 eingegeben wurde. Anschließend wird im Schritt S 4 der in der Brennkammer des Motorzylinders herrschende Druck entsprechend der so ermittelten Zündpunkt-Solleinstellung aus dem Ansaug druck in der Ansaugleitung, der vom Ansaugdruckfühler 2 er faßt wird, folgendermaßen berechnet.

Der in der Brennkammer des Motorzylinders herrschende Druck wird mit P bezeichnet, während V das Innenvolumen der Kammer bezeichnet. Mit diesen Werten wird die folgende Gleichung aufgestellt:

P × V = Konstante

Hierfür gilt die Beziehung:

V = 4 (1 - cos R ) × S + α (1)

wobei:

r = Radius der Drehbewegung der Kurbelwelle
R = der zum Zeitpunkt der Zündung gemessene Kurbelwinkel
S = Querschnittsfläche des Kolbens
a = Brennkammervolumen am oberen Totpunkt.

In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß es sich bei r, S und α jeweils um Konstante handelt.

Dementsprechend läßt sich der Innendruck P in der Brennkammer des Zylinders (der nachstehend als Zylinderinnendruck bezeichnet wird) gemäß folgender Beziehung ermitteln:

P = {r (1 - cos R₀) × S + α} / {r (1 - cos R ) × S + α} × P₀ (2)

wobei:

P₀ = Vergleichsdruckwert (gleich dem Druck in der Ansaugleitung)
R₀ = Vergleichswert für den Kurbelwinkel (entsprechend dem Kurbelwinkel, bei dem das Ansaugventil geschlossen ist).

Setzt man nun in der obigen Gleichung (2) für die Konstanten bekannte Werte ein, so wird der Zylinderinnendruck P als Funktion des Kurbelwinkels R berechnet. Damit läßt sich durch Vorgabe eines bestimmten Kurbelwinkels, bei dem die Zündung erfolgen muß, ein bestimmter Zylinderinnendruck für die Zün dung ermitteln.

Anschließend übermittelt im Arbeitsschritt S 5 die Zentralein heit 5 das so gewonnene Ergebnis der vorstehend ausgewiesenen Berechnung (d.h. den spezifischen Zylinderinnendruck) an den D/A-Wandler 119 über den Anschluß 4. Dieser D/A-Wandler 119 setzt das digitale Eingangssignal aus der Zentraleinheit 5 in einen analogen Wert um, der dann einem der Eingänge der Ver gleicherschaltung 118 zugeleitet wird.

Andererseits liegt am anderen Eingang der Vergleicherschal tung 118 das über die Schnittstelle 115 eingegangene Aus gangssignal des Zylinderinnendruckfühlers 114 an. Nimmt das Ausgangssignal des Innendruckfühlers 114 denselben Wert an, den der berechnete spezifische Wert hat, der am anderen Ein gang der Vergleicherschaltung 118 von der Zentraleinheit 5 eingeht, so gibt die Vergleicherschaltung 118 über den An schluß an die Zentraleinheit 5 ein entsprechendes Überein stimmungssignal ab. Nach Eingang dieses Übereinstimmungs signals steuert die Zentraleinheit 5 die Zündeinrichtung 10 in gleicher Weise wie beim zuerst beschriebenen Ausführungs beispiel so an, daß auf der Sekundärseite der Zündspule 11 eine hohe Spannung induziert wird, wodurch der Zündfunke in der Zündkerze 12 ausgelöst wird. Auf diese Weise ist es nun möglich, aufgrund des Zylinderinnendrucks auch ohne Verwen dung eines Kurbelwinkelmessers die korrekte Zündpunkteinstel lung richtig vorzunehmen.

Claims

1. Zündversteller für Brennkraftmaschinen mit einem Motor zylinder und einer Kurbelwelle, gekennzeich net durch:

- eine Kurbelwinkelmeßeinrichtung (1) zur Erfassung der Drehstellung der Kurbelwelle, welche in Abhängigkeit von der erfaßten Drehstellung der Kurbelwelle ein ent sprechendes Ausgangssignal (R) erzeugt;
- eine Motorlastmeßeinrichtung (2) zur Erfassung der Mo torlast, welche in Abhängigkeit von der erfaßten Mo torlast ein entsprechendes Ausgangssignal (P) erzeugt;
- eine Druckfühleinrichtung (14) zur Erfassung des Drucks im Motorkolben, welche in Abhängigkeit vom er faßten Innendruck im Zylinder ein entsprechendes Aus gangssignal (P) erzeugt;
- eine Zündpunktermittlungseinrichtung (5, 13-17), die so geschaltet ist, daß sie die Ausgangssignale von der Kurbelwinkelmeßeinrichtung (1) und von der Motorlast meßeinrichtung (2) zur Ermittlung des richtigen Zünd punkts aufgrund der erfaßten Drehstellung (R) der Kur belwelle und der erfaßten Motorlast zum Zeitpunkt des Normalbetriebs der Kurbelwinkelmeßeinrichtung (1), wo bei die Zündpunktermittlungseinrichtung (5, 13-17) außerdem so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal der Druckfühleinrichtung (14) empfängt, aus dem sie den richtigen Zündpunkt aufgrund des erfaßten Zylin derinnendrucks zum Zeitpunkt einer Störung in der Kur belwinkelmeßeinrichtung (1) ermittelt; und
- eine Zündeinrichtung (10, 11, 12), die so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal der Zündpunktermitt lungseinrichtung (5, 13-17) empfängt und im Anspre chen darauf den Motor zu dem Zündpunkt zündet, der von der Zündpunktermittlungseinrichtung festgelegt wurde.

2. Zündversteller für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündpunkt ermittlungseinrichtung die folgenden Schaltungen auf weist:

- eine Differenzierschaltung (16), die so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal des Druckfühlers (14) für den Zylinderinnendruck (P) empfängt und durch Dif ferenzierung das entsprechende Zylinderinnendruck-Aus gangssignal erzeugt;
- eine Vergleicherschaltung (17), die so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal der Differenzierschaltung (16) übernimmt und mit einem Vergleichssignal von vor gegebenem Pegel vergleicht, und
- einen Mikrorechner (13), der so geschaltet ist, daß er das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung (17) zur Regelung der Zündeinrichtung (10, 11, 12) empfängt, wobei die Regelung aufgrund des Ausgangssignals für den Fall eines Fehlers in der Kurbelwinkelmeßeinrich tung (1) in der Weise erfolgt, daß die Zündeinrichtung (10, 11, 12) die Zündung vornimmt, wenn das Ausgangs signal der Differenzierschaltung (16) zum zweiten Mal pro Arbeitszyklus des Motors durch den Vergleichs signalpegel geht.

3. Zündversteller für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verglei cherschaltung (17) pro Arbeitszyklus des Motors eine Folge diskreter Impulse abgibt, von denen jeder eine An stiegsflanke aufweist, die dann anliegt, wenn das Aus gangssignal der Vergleicherschaltung (16) über den Pegel des Vergleichssignals ansteigt, sowie eine Abfallflanke, die dann anliegt, wenn das Ausgangssignal der Verglei cherschaltung (16) unter den Wert des Vergleichssignals absinkt, wobei der Mikrorechner (13) so ausgebildet ist, daß die Zündeinrichtung (10, 11, 12) in der Weise regel bar ist, daß die Zündung nur dann erfolgt, wenn die Ab fallflanke des ersten Impulses in der Impulsfolge ein trifft.

4. Zündversteller für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verglei cherschaltung (17) pro Arbeitszyklus des Motors eine Folge diskreter Impulse abgibt, von denen jeder eine Ab fallflanke aufweist, die dann anliegt, wenn das Aus gangssignal der Vergleicherschaltung (16) über den Pegel des Vergleichssignals ansteigt, sowie eine Anstiegsflan ke, die dann anliegt, wenn das Ausgangssignal der Ver gleicherschaltung (16) unter den Wert des Vergleichs signals absinkt, wobei der Mikrorechner (13) so ausge bildet ist, daß die Zündeinrichtung (10, 11, 12) in der Weise regelbar ist, daß die Zündung nur dann erfolgt, wenn die Anstiegsflanke des ersten Impulses in der Im pulsfolge eintrifft.

5. Zündversteller für Brennkraftmaschinen nach den Ansprü chen 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Meßfühler und Einrichtungen:

- einen Meßfühler (114) zur Erfassung des Drucks im Mo torzylinder, welcher in Abhängigkeit vom erfaßten Zy linderdruck (P) ein entsprechendes Ausgangssignal er zeugt;
- eine Zündpunktermittlungseinrichtung (5) zum Vorgeben des richtigen Zündpunktes in Abhängigkeit vom jeweili gen Betriebszustand des Motors;
- einen Vergleichssignalgeber (118), welcher einen spe zifischen Druck im Zylinder berechnet, der dem von der Zündpunktermittlungseinrichtung (5) vorgegebenen Zünd punkt entspricht, und ein dem spezifischen Druck ent sprechendes Vergleichssignal erzeugt;
- einen Zündsignalgeber, der so geschaltet ist, daß er die Ausgangssignale der Zündpunktermittlungseinrich tung (5) und des Vergleichssignalgebers (118) über nimmt und daraus ein Zündsignal zu dem Zeitpunkt er zeugt, zu dem das Ausgangssignal des Meßfühlers (114) für den Zylinderinnendruck gleich dem Ausgangssignal des Vergleichssignalgebers (118) ist; und
- eine Zündeinrichtung (10, 11, 12), die so geschaltet ist, daß sie das Ausgangssignal des Zündsignalgebers empfängt und im Ansprechen darauf den Motor zündet.

6. Zündversteller für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündpunkt ermittlungseinrichtung die folgenden Meßfühler und Re cheneinrichtungen aufweist:

- eine Motorlastmeßeinrichtung (114) zur Erfassung der Motorbelastung;
- eine Einrichtung (117) zur Erfassung der Zünddauer des Motors, und
- einen Mikrorechner (13), der so geschaltet ist, daß er die Ausgangssignale der Motorlastmeßeinrichtung (114) und der Einrichtung (117) empfängt und daraus die Drehzahl des Motors auf der Grundlage der erfaßten Zünddauer berechnet, während er außerdem aufgrund der erfaßten Motorlast und der berechneten Motordrehzahl die richtige Zündpunkteinstellung festlegt.

7. Zündversteller für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver gleichssignalgeber (118) den spezifischen Druck im Mo torzylinder, der der festgelegten Zündpunkteinstellung entspricht, nach der Formel berechnet: P = {r (1 - cos R₀) × S + α} / {r (1 - cos R ) × S + α} × P₀wobei:
P = spezifischer Druck im Motorzylinder
P₀ = Vergleichsdruckwert (gleich dem Druck in der Ansaugleitung)
r = Radius der Drehbewegung der Kurbelwelle
R = der zum Zeitpunkt der Zündung gemessene Kurbelwinkel
R₀ = Vergleichswert für den Kurbelwinkel (entsprechend dem Kurbelwinkel, bei dem das Ansaugventil geschlossen ist)
S = Querschnittsfläche des Kolbens
α = Brennkammervolumen am oberen Totpunkt.