DE69219077T2 - Sensor für Zündanlage - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein direktes Zündsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Für eine Brennkraftmaschine müssen bekanntlich Mittel vorgesehen sein, um die Brennstoffeinspritzung, die Zündung und den Auspufftakt der Zylinder zu synchronisieren. Bekannte Motoren bedienen sich hierflir eines Verteilers. Viele moderne Motoren besitzen aber Zündsysteme ohne Verteiler, die oft auch als direkte Zündsysteme bezeichnet werden. Dabei werden für gewöhnlich magnetische Sensoren zum Nachweis des Motortaktes vorgesehen, d.h. des Kolbenhubs und der Kolbengeschwindigkeit in jedem Zylinder, wobei die Rotation der Kurbelwelle und der Nockenwellen gemessen und damit die Zylinder bestimmt werden, die Brennstoff erhalten, gezündet werden, usw.. Diese Sensoren zusammen mit einem Bordcomputer führen zu einem genauen und zuverlässigen Verfahren zum Bestimmen des Motortaktes und verbessern die Brennstoffeinspritzung und Zündung erheblich im Vergleich zu bekannten Verteilersystemen. Andere Vorteile der Zündung ohne Verteiler liegen darin, daß Zündlunkenstreuungen verringert werden, die durch bestimmte mechanische Komponenten des Zündsystems veranlaßt sind.
• Es ist bekannt, zur Messung der Lage der Kurbelwelle am Schwungrad des Motors einen magnetischen Lagesensor anzubringen. Es ist auch bekannt, einen magnetischen Lagesensor bezüglich des Kettenrades einer Nockenwelle anzuordnen, um die Nockenwellenstellung zu messen. WO-A-91/101 13 offenbart ein derartiges System, bei dem je eine Scheibe an der Kurbelwelle und der Nockenwelle mit einem Schlitzmuster vorgesehen ist und die von der Lage der Kurbelwelle und Nokkenwelle herrührenden Signale ausgewertet werden, um die richtige Abfolge von Einspritzung, Zündung und Auspuff für jeden Zylinder zu bestimmen. Ein ähnliches System offenbart GB-A-2 217 852. Typischerweise besitzt bei diesen bekannten Systemen das Schwungrad eine bestimmte Anordnung von Markierungen, die von dem magnetischen Sensor erfaßt werden. Ferner besitzt das Nockenwellen-Kettenrad bestimmte Markierungen, die ebenfalls von dem anderen magnetischen Sensor nachgewiesen werden. Somit bedürfen das Schwungrad und das Nockenwellen- Kettenrad zusätzlicher dem Verwendungszweck angepaßter Komponenten im Vergleich zum üblichen Schwungrad und Kettenrad, um die Markierungen aufzunehmen. Ein Hall-Effekt-Wandler mit einem rotierenden Magneten mit abwechselnd angeordnetn Nord-Süd-Polen ist in WO/A-88/07172 geschildert.
• Hinsichtlich der Natur der Messung der Markierungen an diesen Komponenten sind bestimmte Bearbeitungsmaßnahmen erforderlich, um die nötige Genauigkeit zu liefern. Der durch diese Komponenten veranlaßte Aufwand führt zu langen Vorhaltezeiten und verringert die Flexibilität. Andere Anforderungen an die Genauigkeit führen zu engen Toleranzen des Luftspaltes zwischen den Sensoren und den Komponenten. Da beispielsweise der Sensor an der Kurbelwelle für gewöhnlich in einem Gehäuse untergebracht und mit dem Getriebe verbunden ist, wird der Sensor am Gehäuse mittels eines beweglichen Trägers derart befestigt, daß die Lage zwischen dem Sensor und der Kurbelwelle einstellbar ist. Wenn auch diese bekannten Systeme erfolgreich sind, so veranlassen die engen Toleranzen und die zusätzlichen Bauteile solcher bekannten Systeme unerwünschte Kosten und erhöhen das Gewicht.
• Auch nach dem Zusammenbau eines solchen Systems und auch im Betrieb treten verschiedene Nachteile auf. So muß die Drehzahl der Kurbelwelle und der Nockenwelle einen bestimmten minimalen Wert überschreiten, um dem Bordeomputer ein auswertbares Signal zu liefern, bevor der Computer eine erste Zündung für den ersten Zylinder freigibt. Deshalb muß für den Computer eine bestimmte Zeitdauer verstreichen, nachdem der Fahrer den Motor gestartet hat, bis der Computer die richtige Abfolge von Einspritzung und Zündung synchronisieren kann. Damit wird aber die Batterie beansprucht, die letztlich auch bei kaltem Wetter den Motor starten soll.
• Es ist so eine Aufgabe der Erfindung, ein direktes Zündsystem zu schaffen, bei dem die Lage der Nockenwelle und der Kurbelwelle bestimmt wird, das aber nicht zusätzlich hochgenauer Komponenten bedarf und das ferner die erste Zündung des ersten Zylinders bei Starten des Motors nicht verzögert. Die genannte Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Die Erfindung betriffi also ein direktes Zündsystem für eine Brennkraftmaschine. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein magnetischer Sensor, typischerweise ein Hall-Effekt-Schalter in Halbleiterausführung gegenüber einem bestimmten Gegengewicht an der Kurbelwelle angeordnet. Das Gegengewicht besteht aus magnetischem Werkstoff und weist ein bestimmtes Muster von Rillen oder Schlitzen auf, die in einer bestimmten Anordnung beabstandet sind. Einer der Schlitze ist ein Kennungsschlitz, der im allgemeinen Sinn eine breite Abmessung als die anderen Schlitze besitzt. Das Schlitzmuster ist in bestimmte Gruppen oder Sätze unterteilt, welche die Position und Drehzahl bestimmter gemeinsam arbeitender Kolben kennzeichnen. Rotiert das Gegengewicht mit den Schlitzen gegenüber dem Hall-Effekt-Schalter, so schwächt das Magnetfeld des Magneten im Hall-Effekt- Schalter ab, sobald ein Schlitz vor dem Sensor vorbeiläuft Der letzte Schlitz einer Schlitzgruppe liefert eine Anzeige dafür, in welchem Punkt der diese Gruppe bestimmende Kolbensatz im oberen Totpunkt liegt, d.h. daß diese Kolben vollständig in ihren Zylindern eingetaucht sind.
• Die Nockenwelle besitzt ebenfalls einen magnetischen Sensor, ebenfalls einen Hall-Effekt-Schalter in Halbleiterbauweise. Im Gegensatz zum Sensor an der Kurbelwelle liegt der Magnet des Sensors für die Nockenwelle im allgemeinen Sinne nicht innerhalb des Hall-Effekt-Schalters, sondern vielmehr an einem Ende der Nockenwelle gegenüber dem Kettenrad. Der Magnet besitzt typischerweise eine Anordnung von abwechselnden Nord- und Südpolen. Allgemein sind die Magnetpole in einem bestimmten verschlüsselten Muster gegenüber den Nockenvorsprüngen angeordnet, welche die Ventilstellung derart steuern, daß Abschnitte bestimmter Pole verschiedene Bereiche bezüglich anderen Polabschnitten besitzen. Der Hall- Effekt-Schalter selbst ist fest am Zylinderkopf des Motorblocks angeordnet. Da der magnetische Sensor neben dem Ende der Nockenwelle angeordnet ist, kann er auch als Druckplatte dienen, um das Spiel der Nockenwelle im Zylinderkopf zu kontrollieren. Bei dieser Bauweise kann der Hall-Effekt-Schalter bestimmen, ob ein bestimmter Zylinder im Verdichtungshub oder im Ausstoßhub ist.
• In bekannter Weise dreht sich die Nockenwelle einmal während jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle. Bei rotierender Nockenwelle erzeugt der Hall-Effekt-Schalter einen Signalausgang, bei dem das Signal von niederpegelig zu hochpegelig bzw. hochpegelig zu niederpegelig während je eines Übergangs zwischen zwei benachbarten Polen wechselt. Außerdem wird das Ausgangssignal des Hall- Effekt-Schalters neben dem Gegengewicht der Kurbelwelle zwischen niederpegelig und hochpegelig und hochpegelig zu niederpegelig wechseln, wenn jeweils ein Schlitz am Sensor vorüberläuft, wenn sich die Kurbelwelle dreht. Da das Ausgangssignalmuster des Hall-Effekt-Schalters neben der Kurbelwelle darüber informiert, welcher Kolbensatz in welcher Lage steht, während der Hall-Effekt-Schalter an der Nockenwelle darüber informiert, ob diese Zylinder im Verdichtungstakt oder im Ausstoßtakt sind, kann der Bordcomputer bestimmen, welcher Zylinder des Zylindersatzes im Ausstoßtakt arbeitet und welcher im Verdichtungstakt, der dann zum Zünden mit Brennstoff versorgt werden muß. Dabei erfolgt der Übergang nur einmal während einer Nockenwellenumdrehung von "hochpegelig" zu "niederpegelig" während des Nachweises des Kennungsschlitzes an der Kurbelwelle. Jeder andere Übergang von hochpegelig zu niederpegelig erfolgt dann, wenn das Kurbelwellensignal niederpegelig ist. Deshalb ist der Bordcomputer in der Lage, innerhalb einer Umdrehung der Kurbelwelle festzustellen, welcher Zylinder gezündet werden muß.
• Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen, im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kurbelwelle mit Gegengewicht und magnetischem Sensor;
• Fig. 2 eine schematische Darstellung des Gegengewichts an der Kurbelwelle derfig. 1;
• Fig. 3 eine perspektivische Expiosionsansicht eines Zylinderkopfes mit magnetischem Sensor;
• Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Nockenwelle und des magnetischen Sensors der Fig. 3; und
• Fig. 5 eine Darstellung der vom Kurbelwellensensor der Fig. 1 und Nockenwellensensor der Fig. 3 abgegebenen Signale.
• Die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist lediglich exemplarisch und soll in keiner Weise einschränkend für die Erfindung verstanden werden.
• Es wird ein System geschildert, das einem Bordeomputer die Motorposition liefert, um den richtigen Zündzeitpunkt jedes Zylinders zu bestimmen. Die folgende Beschreibung betrifft einen Motor mit vier Zylindern und zwei Liter Hubraum, doch lassen sich die geschilderten Prinzipien natürlich auf Motoren jeder Größe und Zylinderzahl anwenden.
• Fig. 1 zeigt einen Teil einer Kurbelwelle in einer bevorzugten Ausführungsform, teilweise in perspektivischer aufgebrochener Darstellung. Die Anordnung 10 besitzt eine Kurbelwelle 12 mit mehreren Gegengewichten 14, 16 und 18. Diese Gegengewichte dienen zum Ausgleich der Kräfte, die infolge der Kolbenbewegung an der Kurbelwelle auftreten und stabilisieren so die Kurbelwellenrotation. Ein Lager 46 dient als Hauptlager der Kurbelwelle 12. Auf der dem Hauptiager 46 gegenüberliegenden Seite des Gegengewichtes 14 liegt ein Lager 44 für einen Kolben bzw. ein Pleuellager. Gegenüber dem Pleuellager 44 liegt auf der anderen Seite des Gegengewichts 16 ein zweites Hauptlager (nicht sichtbar). Die Hauptiager und Pleuellager längs der Welle 12 wiederholen sich entsprechend der Zylinderzahl. Bekanntlich führen bei einer Vierzylindermaschine jeweils zwei Sätze mit zwei Kolben die gleiche Bewegung aus. Deshalb liegt das zweite Pleuellager im wesentlichen in der gleichen Stellung wie das Pleuellager 44 bezüglich der Achse der Welle 12.
• Das Gegengewicht 16 dient auch als Gegengewicht zum Nachweis der Rotation und besitzt mehrere Abtastschlitze. Somit ist das Gegengewicht 16 kein zusätz liches Bauteil an der Kurbelwellenanordnung 10, wie dies erfindungsgemäß vorgesehen ist. Das Gegengewicht 16 besitzt acht Abtastschlitze in zwei Gruppen von jeweils vier Schlitzen. Vier Abtastschlitze 20, 22, 24 und 26 bilden die erste Gruppe und liegen in einem Abschnitt des Gegengewichts 16 in einem Muster, wie dargestellt. In Fig. 1 sind die Abtastschlitze 20 und 22 sichtbar, während die Schlitze 24 und 26 hinter dem Gegengewicht 14 liegen. Im wesentlichen gegenüber der ersten Gruppe der Abtastschlitze liegt eine zweite Gruppe von vier Abtastschlitzen 28, 30, 32 und 34 ebenfalls in einem bestimmten Muster. Bei der zweiten Gruppe der vier Abtastschlitze besitzt der Schlitz 28 eine größere Breitenabmessung als die übrigen sieben Abtastschlitze und wird somit als Kennungsschlitz bezeichnet, wie noch erläutert wird.
• Gegenüber dem Gegengewicht 16 liegt ein magnetischer Sensor 36, typischerweise ein Hall-Effekt-Schalter, wie er bekannt ist. Der Schalter 36 liegt dem Gegengewicht 16 derart gegenüber, daß ein Abtastschlitz feststellbar ist, wenn er an der Vorderseite 42 des Schalters 36 vorbeiläuft Für gewöhnlich ist bei einem Hall- Effekt-Schalter 36 ein Magnet im Gehäuse vorgesehen, zusammen mit einer eingebauten Schaltung, um Änderungen der Feldmagnetstärke nachzuweisen. Diese Änderungen der Magnetfeldstärke äußern sich in elektrischen Signalen, die an den Bordeomputer (nicht dargestellt) auf einer Leitung 38 übertragen werden. Die Anordnung 10 ist drehbar mittels der Hauptlager 46 im unteren Teil des Zylinderblokkes angeordnet und ist von einer Ölwanne abgeschlossen, die an der Unterseite des Zylinderblockes befestigt ist. Vorzugsweise ist der Schalter 36 fest am Zylinderblock oder der Ölwanne mit Hilfe eines Trägers befestigt, wie eines Trägers 40, der den Sensor 36 umschließt. Da das Gegengewicht 16 ein fester Bestandteil der Anordnung 10 ist, bedarf es keiner hochgenauen Bearbeitung zusätzlicher Bauteile. Da ferner der Hall-Effekt-Schalter 36 lediglich Änderungen des Magnetflusses erfaßt, wenn ein Sensorschlitz vorüberläuft, ist die Genauigkeit des Luftspaltes zwischen dem Gegengewicht 16 und der Stimseite 42 des Sensors 46 nicht kritisch, so daß der magnetische Sensor 36 nicht einstellbar montiert sein muß, um den Luftspalt nachträglich einstellbar zu machen.
• Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht des Gegengewichts 16. So liegen die Sensorschlitze 20, 22, 24 und 26 auf der einen Seite in einem Winkel von etwa 70º des Gegengewichts 16. Gegenüberliegend liegt die Gruppe der Sensorschlitze 28, 30, 32 und 34, die etwa 60º am Gegengewicht 16 einnehmen, sowie der Kennungsschlitz 28, der ebenfalls etwa 60º am Gegengewicht 16 einnimmt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die schmäleren Schlitze 20, 22 usw. etwa 10,23 mm breit und 5,1 mm tief Der Kennungsschlitz 28 ist etwa 79,56 mm breit und 5,1 mm tief. Andere Abmessungen und Anordnungen lassen sich vornehmen, ohne von der Erfindung abzuweichen. Sobald sich die Welle 12 dreht, rotieren auch die Gegengewichte 14, 16 und 18 und die Kolben verschieben sich in ihren Zylindern. Rotiert das Gegengewicht 16, so läuft jeder Sensorschlitz vor dem magnetischen Sensor 36 vorbei. Da das Gegengewicht 16 aus magnetisierbarem Werkstoff wie Stahl besteht, ändern sich die magnetischen Flußlinien des Magneten im Sensor 36 abhängig vom Abstand zwischen dem Sensor 36 und dem Gegengewicht 16. Mit anderen Worten registriert der Sensor 36 eine magnetische Ablesung, wenn vor ihm kein Schlitz vorhanden ist, und registriert auch eine wesentlich unterschiedliche Ablesung, wenn ein Schlitz vorbeiläuft Damit tritt ein Signal auf der Leitung 38 auf, das entweder niederpegelig ist, d.h. kein Schlitz, oder hochpegelig, d.h. ein Schlitz ist vorhanden. Der Sensor 36 kann auch so vorgesehen sein, daß er ein niederpegeliges Signal liefert, wenn kein Schlitz vorhanden ist und ein hochpegeliges Signal, wenn ein Schlitz vorliegt. Somit läßt sich ein Muster von hoch- und niederpegeligen Signalen an den Bordcomputer liefern. Da das Gegengewicht 16 gegenüber den anderen Gegengewichten an der Welle 12 stationär ist, bestimmt die Position des Gegengewichts 16 auch die Position der anderen Gegengewichte und damit die Lage der Kolben in den Zylindern. Es müssen nur zwei Zylindergruppen vorhanden sein, da - wie erwähnt - bei vier Zylindern zwei Kolben die gleiche Bewegung ausführen. Der Schlitz 28 ist ein Kennungsschlitz und unterscheidet so die erste Schlitzgruppe 28, 30, 32, 34 von der zweiten Schlitzgruppe 20, 22, 24 und 26. Deshalb kann der Computer zwischen den beiden Zylindergruppen unterscheiden.
• In Fig. 2 rotiert das Gegengewicht 16 im Uhrzeigersinn. Läuft der Kennungsschlitz 28 am Sensor 36 vorbei, so ändert sich das Magnetfeld und der Bordcomputer erhält ein Signal über die Leitung 38, wonach der Kennungsschlitz 28 vorbeiläuft. Hieraus entschlüsselt der Computer, daß die Kolben der einen Zylindergruppe, beispielsweise der Zylinder 1 und 4, einen Aufwärtshub ausführen. Dann folgen am Sensor die Signale für den Schlitz 30 und dann für den Schlitz 32. Hieraus bestimmt der Computer die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle. Deshalb erkennt der Computer, zu welchem Zeitpunkt eine Zündkerze angesteuert werden muß, um den Zylinder im Verdichtungstakt zu zünden. Der Zündzeitpunkt liegt im oder etwas vor dem oberen Totpunkt (d.h. der maximalen Verdichtung), abhängig von der Motordrehzahl. Dieser Punkt ist für die erste Schlitzgruppe etwa an der zweiten Flanke des Schlitzes 34 maßgeblich. Gleiches gilt für die zweite Schlitzgruppe. In dieser Gruppe läuft der Schlitz 26 als erster am Sensor 36 vorbei. Das gleiche gilt für die zweite Schlitzgruppe. In dieser Gruppe ist der Schlitz 26 der erste für den magnetischen Sensor. Da er die Regelgröße besitzt, also kein Kennungsschlitz ist, weiß der Bordeomputer, daß es sich um den zweiten Zylindersatz handelt, für gewöhnlich die Zylinder 2 und 3. Wiederum ist der Computer in der Lage, die Winkelgeschwindigkeit der Welle 12 mit Hilfe der Schlitze 24 und 22 zu messen. Und wiederum läßt sieh erkennen, wenn die Kolben im oberen Totpunkt liegen, wie dies durch die zweite Flanke des Schlitzes 20 vorgegeben ist.
• Mit der Anordnung der Schlitze am Gegengewicht 16 ist also der Bordcomputer in der Lage, die Winkelgeschwindigkeit der Welle 12 wie auch die Position der Gruppe jeweils zweier Kolben in ihren Zylindern zu bestimmen. Da jedoch nur einer der vier Zylinder in einem bestimmten Zeitpunkt gezündet wird, ist es nötig zu entscheiden, welcher der beiden Zylinder entsprechend den Schlitzen gezündet werden muß. Um zwischen diesen beiden Zylindern zu unterscheiden, sind weitere Mittel vorgesehen, die noch erläutert werden.
• So ist in Fig. 3 eine Nockenwellenanordnung 52 dargestellt, wobei der Zylinderkopf 54 und ein Ventildeckel 56 gezeigt sind. Letzterer ist mit Schrauben 57 in bekannter Weise am Zylinderkopf 54 befestigt. Eine Nockenwelle 72 (Fig. 4) liegt innerhalb der Anordnung 52, wie dies bekannt ist. Ein Ende der Nockenwelle 72 trägt eine Magnetscheibe 58, die für gewöhnlich an dem dem nicht dargestellten Kettenrad gegenüberliegenden Ende vorgesehen ist. Die Magnetscheibe 58 steht in Fig. 3 leicht über den Zylinderkopf 54 aus Darstellungs gründen vor. Ferner ist eine vom Zylinderkopf 54 getrennte Druckplatte 64 dargestellt. Im allgemeinen fluchtet die Außenseite des Magneten 58 im wesentlichen mit der Fläche 60 des Zylinderkopfes 54 derart, daß die Druckplatte 64 an der Fläche 60 anliegt und dort festgeschraubt ist, wozu Löcher 66 in der Druckplatte 64 dienen. Hier ist also die Nokkenwelle 52 in der Anordnung 52 axial gehalten.
• In einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung liegt in der Druckplatte 64 ein Hall-Effekt-Schalter 62. Wie bekannt, ist im Gehäuse des Sensors ein Magnet angeordnet, wie dies auch bei dem Sensor 36 der Fall ist. Vorzugsweise ist aber der Magnet 58 fest am Ende der Nockenwelle 72 derart befestigt, daß er mit der Nockenwelle 72 rotiert und der Hall-Effekt-Schalter 62 kann Polaritätsänderungen feststellen, wenn an seiner Vorderseite unterschiedliche Pole vorbeilaufen. Der Polaritätswechsel äußert sich in einer Änderung eines hoch- bzw. niederpegeligen Signals auf der Ausgangsleitung 68 des magnetischen Sensors 62 und wird dem Bordcomputer über den Anschluß 70 zugeführt.
• Fig. 4 zeigt die Nockenwelle 72 getrennt von der Anordnung 52. Dabei weist die Nockenwelle 72 mehrere Nockenvorsprünge 76 und 78 auf, die zur Betätigung der Ventile an den Zylindern dienen. Für die anderen Ventile sind weitere Nockenvorsprünge vorgesehen. Bei Rotation der Welle 72 öffnen bzw. schließen die Vorsprünge 76 und 78 die zugehörigen Ventile. Dabei ist ein Magnet 58 an einem Ende der Nockenwelle 72 angeordnet. Der Magnet 58 besitzt mehrere Nord-bzw. Südpole, die einander abwechseln. Außerdem ist die Größe der Pole asymmetrisch. Dies wird noch erläutert.
• Rotiert die Nockenwelle 62, so öffnen und schließen die Ventile in bekannter Weise, damit Brennstoff-Luft-Gemisch in die Zylinder eintreten und die Abgase austreten können. Läuft der Übergang zwischen einem Nord- und Südpol bzw. einem Süd- und Nordpol am Sensor 62 vorbei, so tritt auf der Leitung 68 ein Signal auf, das durch den Polwechsel bestimmt ist. Im allgemeinen muß die Stärke des Magneten 58 nicht groß sein, da der Hall-Effekt-Schalter nur die Änderung des Magnetflusses feststellt, wenn ein Polaritätswechsel zwischen positiv und negativ bzw. umgekehrt auftritt. So muß der Magnet nur in der Nähe des Sensors liegen. Da die Magnetpole in bestimmter Lage zu den Vorsprüngen 76 und 78 liegen, sowie auch zu den anderen Vorsprüngen, kann der Computer feststellen, welche Ventile geöffnet und welche geschlossen werden.
• Fig. 5 zeigt die Signalfolge der beiden Sensoren 36 und 62 in Graden der Kurbelwelle. So zeigt das Diagramm 80 das Nockenwellensignal bei den Übergängen zwischen hoch- und niederpegeligem Signal entsprechend den unterschiedlichen Polaritäten des Magneten, der am Sensor 62 vorbeiläuft Ein erstes niederpegeliges Signal reicht über 150º der Kurbelwellenumdrehung, ein erstes hochpegeliges Signal über 150º, ein zweites niederpegeliges Signal reicht über 210º und ein zweites hochpegeliges Signal über 210º jeweils der Kurbelwellenumdrehung. Zählt man diese Werte zusammen, so bekommt 720º bzw. zwei Umdrehungen. Dies deshalb, weil bei einer Umdrehung der Nockenwelle die Kurbelwelle zwei Umdrehungen ausführt. Da das Diagramm der Fig. 1 für die Kurbelwelle gilt, verdoppeln sich die Gradzahlen für die Nockenwelle.
• Die Signalfolge 82 gilt für die Signale des magnetischen Sensors 36. Dabei gelten die Signale 84 für die erste Gruppe der Sensoren am Gegengewicht 16. Hier steht ein hochpegeliges Signal für einen Schlitz, der am Sensor 36 vorbeiläuft Es ist möglich, daß dieser Schlitz auch durch ein niederpegeliges Signal dargestellt wird. Die zweite Flanke des letzten Schlitzes der Gruppe repräsentiert den oberen Totpunkt des Kolbens im Zylinder. Die zweite Gruppe 86 der Sensorsignale besteht aus vier Schlitzsignalen, wie oben erläutert, die ebenfalls im oberen Totpunkt auftreten. Die Folge der Signale 80 und 82 versetzt den Bordcomputer in die Lage, den logischen Zustand im Gegensatz zum Nachweis der Impulspositionen zu vergleichen. Dies führt zu einer weniger kritischen Toleranz bzw. genauen Bestimmung der Positionen der sich ändernden Impulse und damit dazu, daß die Ausrichtung der Signalfolge weniger kritisch ist.
• Durch Vergleichen der Signalfolgen 80 und 82 läßt sich feststellen, daß das Nockenwellensignal 80 von hochpegelig auf niederpegelig nur einmal während der Zeitdauer wechselt, in der der Kennungsschlitz 28 am Sensor 36 vorbeiläuft Da der Kennungsschlitz den Aulwärtshub der Zylinder 1 und 4 kennzeichnet und der Übergang zwischen zwei Polen eine bestimmte Ventilstellung wiedergibt, ergibt sich daraus, daß der Bordcomputer bestimmen kann, welcher Zylinder gezündet werden soll, wenn dieser Übergang auftritt. Da der Kennungsschlitz 28 eine Abmessung von 60º aulweist, muß nicht ein ganz bestimmter Punkt im Kennungsschlitz erreicht sein, wenn der Übergang von hoch- auf niederpegelig auftritt. Somit müssen die Toleranzen und Abmessungen der Schlitze nicht sehr genau sein und muß auch die Stärke des Magnetfeldes nicht zu groß sein. Außerdem kann der Bordcomputer das Zünden der Zylinder maximal in einer Umdrehung der Kurbelwelle bestimmen. Damit wird die Beanspruchung der Batterie im Vergleich zu dem Stand der Technik wesentlich verringert. Ferner kann mit dem erfindungsgemäßen System auch die Position der Nocken- und Kurbelwelle bei Drehzahl 0 und bei Leistungsabgabe im korrekten logischen Zustand erkannt werden, so daß sich ein zusätzlicher Vorteil über den Stand der Technik ergibt.

Claims (9)

1. Direktes Zündsystem für eine Brenrikrafimaschine mit:

einer Kurbelwelle (12), einem ersten bezüglich der Kurbelwelle (12) angeordneten magnetischen Sensor (36), der ein Signal entsprechend der Kurbelwellenposition an eine Motorsteuerung liefert und einer Nockenwelle (72) mit mehreren Nocken (76, 78) zum Betätigen bestimmter Ventile des Motors, einem zweiten bezüglich der Nockenwelle (72) angeordneten magnetischen Sensor (62), der ein Signal entsprechend der Nockenwellenposition an die Motorsteuerung liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der erste magnetische Sensor (36) neben mindestens einem eingebauten Gegengewicht (14, 16) der Kurbelwelle (12) angeordnet ist, das Gegengewicht ein Muster von Schlitzen (20-34) aufweist, wobei einer (28) der Schlitze ein Kennungsschlitz mit einer größeren Abmessung als die anderen Schlitze ist, die Schlitze im Gegengewicht von dem einen magnetischen Sensor erfaßt werden, und daß das Signal des ersten iriagnetischen Sensors in der Motorsteuerung zur Bestimmung der Motordrehzahl und der Kolbenpositionen und das Signal des zweiten magnetischen Sensors in der Motorsteuerung zum Bestimmen des Verdichtens und Ausstoßens der Zylinder dient.

2. Zündsystem nach Anspruch 1, bei dem die Nockenwelle (72) einen Magnet (58) mit mehreren altemierenden Nord- und Südpolen aufweist, wobei der zweite magnetische Sensor (62) ein Signal entsprechend den alternierenden Polen liefert, wenn die Nockenwelle rotiert.

3. Zündsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens ein Gegengewicht (16) zwei Sätze mit jeweils vier Schlitzen (20-26; 28-34) besitzt, wobei der Kennungsschlitz (28) von einem Schlitz dieser Sätze gebildet ist.

4. Ztindsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der zweite magnetische Sensor in einer Anpreßplatte (64) eingebaut ist, die die Nockenwelle (72) im Zylinderkopf (54) des Motors befestigt.

5. Zündsystem nach Anspruch 2, bei der Magnet (58) altemierende Nordund Südpole derart aufweist, daß mindestens zwei entgegengesetzte Pole und zwei gleiche Pole unterschiedliche Größenbereiche einnehmen.

6. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Motorsteuerung ein Computer ist, der das Signal des ersten magnetischen Sensors mit dem Signal des zweiten magnetischen Sensors vergleicht, um eine bestimmte Position des Nockenwellensignals zu erfassen, wenn das Kurbelwellensignal anzeigt, daß die Erkennungsnut (28) vorhanden ist.

7. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem beide magnetische Sensoren (36, 62) Hall-Effekt-Schalter sind, und der erste Sensor mit einem Magnet versehen ist.

8. Zündsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem der Magnet (78) fest am ersten Ende der Nockenwelle (72) befestigt ist und vier altemierende Nordund Südpole aufweist, wobei das eine Paar Nord- und Südpole im wesentlichen eine erste Größe und das andere Paar Nord- und Südpole im wesentlichen eine andere Größe besitzt.

9. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Signal des zweiten magnetischen Sensors (62) mit dem Signal des ersten magnetischen Sensors (36) verglichen wird, um zu bestimmen, wann ein erster Zylinder beim Starten des Motors gezündet wird.