DE7405661U

DE7405661U - DEVICE FOR FULLY AUTOMATIC MAINTENANCE-FREE CONTROL OF A IGNITION SYSTEM OF A GASOLINE ENGINE

Info

Publication number: DE7405661U
Application number: DE19747405661
Authority: DE
Original assignee: HEMPEL P
Current assignee: HEMPEL P
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1974-02-19
Publication date: 1974-09-12

Description

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13. 2. 74 Meine Akte: 35913.2.74 My files: 359

Peter Hempel, 32ol Barienrode, Schwarze Heide 5Peter Hempel, 32ol Barienrode, Black Heide 5

Vorrichtung zur vollautomatischen, wartungsfreien Steuerung einer Zündanlage eines Ottomotors Device for the fully automatic, maintenance-free control of an ignition system of a gasoline engine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur vollautomatischen, wartungsfreien Steuerung einer Zündanlage eines Ottomotors, bei der Fühler zur Abtastung der Stellung einer auf der Kurbelwelle aufgesetzten und mit dieser rotierenden Scheibe vorgesehen sind« deren Ausgangssignale der Auslösung der Zündfunken in den Zündkerzen dienen.The present invention relates to a device for the fully automatic, maintenance-free control of an ignition system of a gasoline engine with sensors for scanning the position of a disk placed on the crankshaft and rotating with it Output signals are used to trigger the spark in the spark plugs.

Der heutige Trend nach Wartungsfreiheit und Gasemiesionssenkung hat zu der Entwicklung von Zündsystemen geführt, bei denen Unterbrecher und Verteiler, die temperatur- und alterungsabhängig sind, durch elektronische Anlagen ersetzt werden, die temperatur- und alterungsunabhängig die Auslösung der Zündfunken in den Zündkerzen steuern.The current trend towards maintenance-free and gas emission reduction has led to the development of ignition systems, where breakers and distributors, which are temperature and age-dependent, are replaced by electronic systems which control the triggering of the spark in the spark plugs regardless of temperature and age.

Bei einer bekannten Aueführung eines derartigen Zündsysteme s sind auf der Kurbelwelle aufgebrachten Schwungscheibe Zähne vorhanden. Die mit Zähnen besetzte Schwungscheibe dient hier der Steuerung, indem Feldplattenfühler vorgesehen sind, mit denen die Zeitpunkte des Vorbeilaufens der Zähne an den Feldplattenfühlern registriert und in elektronische Signale umgewandelt v/erden. In einer AusfUhrungsform werden zunächst die vorbeilaufenden Zähne der Schwungscheibe während der vorgegebenen Zeit gezählt (Bezugszählung/ digitalisierte Drehzahl) und dann von einer bestimmten Zahnnummer an solange im Hauptzähler weiterb gezählt, bis bei einem vorgegebenen Zählerstand N der Zündimpuls ausgelöst wird (Auslösezählung). Hierdurch ergibt sich eine Zündverstellkennlinie, die durch Vorgabe von Zeit und Zählerstand an jeden Motortyp angepaßt werden kann. Diese Vorrichtung vermag sowohl die Untsrbrecherfunktion als auch die Verteilerfunktion bisheriger Zündanlagen in Kraftfahrzeugen zu ersetzen. Denn durch die Verwendung von Hauptzählern und Nebenzählern und verschiedenen Toren kann erreicht werden, daß bei verschiedenen Hinkelstellungen der verzahnten Schwungscheibe in verschiedenen Zündkerzen Zündfunken ausgelöst werden. (Elektronik 1973, Seite 164).In a known implementation of such an ignition system, flywheel teeth are provided on the crankshaft. The flywheel, which is fitted with teeth, is used for control by means of field plate sensors are provided with which the times of passage of the teeth registered on the field plate sensors and converted into electronic signals. In one embodiment, the passing teeth of the Flywheel counted during the given time (reference counting / digitized speed) and then by one Certain tooth number continues to be counted in the main counter until the ignition pulse is triggered at a specified counter reading N (trigger counting). This results in an ignition timing curve that can be adapted to any engine type by specifying the time and counter reading. This device is capable of both the breaker function as well as to replace the distributor function of previous ignition systems in motor vehicles. Because by using Main counters and secondary counters and various gates can be achieved that with different crouching positions of the Toothed flywheel in different spark plugs spark sparks are triggered. (Electronics 1973, page 164).

Wenn auch diese Zündung durch den Fortfall sämtlicher Verschleiß unterliegender mechanischer Verstellglieder unbegrenzt ist, so sind die hier notwendigen Feldplattenfühler empfindlich und anfällig, so daß es häufig zu Ausfällen und Störungen kommt. Darüber hinaus sind die notwendigen Feldplattenfühler relativ teuer. Das abgegebene Nutzsignal in den Feldplattenfühlern ist so klein, daß eine zusätzliche Verstärkung durch einen Verstärker unumgänglich ist.Even if this ignition is unlimited due to the elimination of all mechanical adjusting elements which are subject to wear, the field plate sensors required here are sensitive and susceptible, so that failures and malfunctions often occur. In addition, the field plate sensors required are relatively expensive. The useful signal emitted in the field plate sensors is so small that one additional amplification by an amplifier is unavoidable.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile.The present invention avoids these disadvantages.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine für den rauhen Motorbetrieb geeignete, störunanfällige Lösung fUr die Steuerung einer Zündanlage eines Otto motors zu findan.The object of the present invention is to provide a system that is suitable for rough engine operation and not susceptible to failure Solution for the control of an ignition system of a gasoline engine to be found.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Scheibe eine an einzelnen Stellen polarisierbare Permanentmagnetscheibe oder eine mit kleinen Permanentmagneten besetzte Scheibe ist und die Fühler einfache Spulen sind.The present invention solves this problem by that the disc is a permanent magnet disc that can be polarized at individual points or a disc equipped with small permanent magnets and the sensors are simple coils.

Durch die Verwendung einer Permanentmagnetscheibe ist es möglich, daß die Fühler einfache Spulen sind. Einfache Spulen können aus einem lamellierten Eisenkern aus den auf dem Markt befindlichen bekannten Dynamoblechen und einer Kupferwicklung bestehen, der Kern kann auch aus vollem Material bestehen, wenn die Kernstärke o,5 mm oder darunter beträgt. Die in der Spule nach dem Induktionsgesetz erzeugte Spannung kann direkt ohne Verstärkung zur Steuerung herangezogen werden. Wo dieses nicht möglich ist, ist jedoch eine sehr viel geringere Verstärkung als bei den Feldplattenfühlern netwendig, da das Ausgangssignal in den Spulen erheblich höher ist als das Ausgangssignal in den Feldplattenfühlern. Dieses höhere Ausgangssignal bringt eine höhere Zündgenauigkeit mit sich. Wegen des höheren Nutzsignales ist die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten Zündauslösung durch Störimpulse ausgeschlossen. Somit ist durch die Verwendung einer Permanentmagnetscheibe nicht nur ein kostenmäßiger Vorteil erzielt, sondern auch ein Vorteil hinsichtlich der Genauigkeit und Zuverlässigkeit.By using a permanent magnet disc, it is possible that the sensors are simple coils. Simple coils can consist of a laminated iron core made from the known dynamo sheets available on the market and a copper winding, the core can also consist of solid material if the core thickness is 0.5 mm or less. The voltage generated in the coil according to the law of induction can be used directly for control purposes without amplification. Where this is not possible, however, a much lower gain than with the field plate sensors is necessary, since the output signal in the coils is considerably higher than the output signal in the field plate sensors. This higher output signal results in a higher ignition accuracy. Because of the higher useful signal, the probability of an undesired triggering of the ignition due to interference pulses is excluded. Thus, the use of a permanent magnet disk not only provides an advantage in terms of cost, but also an advantage in terms of accuracy and reliability.

Zweckmäßig besteht das Material der Permanentmagnetscheibe aus Ferrit. Es kann beispielsweise ein Isotroper Bariumferrlt oder ein anisotroper Barium- oder Strontiumferrit sein· Vortciihöft low es, wsiir. d€f Siä9"St.iüicfiiärC Teil der Scheibe ein Ferritring ist, der auf einer Trägerscheibe befestigt 1st. The material of the permanent magnet disk expediently consists of ferrite. For example, it can be an isotropic barium ferrite or an anisotropic barium or strontium ferrite. The part of the disk is a ferrite ring which is attached to a carrier disk.

Vorteilhafterweise wird die Permanentmagnetscheibe axial magnetisiert. Dann können die Spulenachsen in gleicher Richtung wie die Achse der Permanentmagnetscheibe angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der Vorrichtung.The permanent magnet disk is advantageously axial magnetized. The coil axes can then be arranged in the same direction as the axis of the permanent magnet disk. This results in a simple structure of the Contraption.

Vorteilhaft kann auch sins auSsn laterale Magnetisierung sein. Hier kann u. U. die Polzahl am höchsten sein. Durch mechanische Verstellvorrichtungen, die feststellbar sind, lassen sich - soweit dieses überhaupt gewünscht wird -Winkelverstellungen der Scheibe gegenüber der Kurbelwelle und somit Verstellungen des Zündwinkels und damit ues Zündzeitpunktes erreichen. Damit läßt sich auch eij-.e Anpassung an jeden Motor erreichen.Lateral magnetization can also be advantageous be. The number of poles can possibly be highest here. By mechanical adjustment devices that can be locked, - if this is desired at all - angular adjustments of the disc relative to the crankshaft and thus achieve adjustments of the ignition angle and thus ues ignition point. This also enables eij-.e adaptation to reach every engine.

Mit dieser Vorrichtung kann die Steuerung der Motorzündung digital vorgenommen werden. Es können bei Scheiben von nur Io cm Durchmesser ohne weiteres 2oo Polpaare auf der Scheibe magnetisch aufgebracht werden, so daß man pro Scheibenvundrehung bei der Bezugszählung 4oo Impulse erhalten kann, die im Hauptzähler gezählt werden.With this device, the engine ignition can be controlled digitally. It can with slices of only Io cm diameter can easily be applied magnetically to the disc 2oo pairs of poles, so that one can get 4oo pulses per disc rotation at the reference counting are counted in the main counter.

Derartig hohe I pulszahlen lassen 3ich bei Zahnscheiben gleichen Durchmessers nicht erreichen, da die Feldplattenfühler einen ganz bestimmten Zahnabstand erfordern.Such high pulse numbers can be used with toothed lock washers of the same diameter as the field plate sensors require a very specific tooth spacing.

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Es ist aber auch möglich, die Steuerung der Motorzündung analog mit wenigen Polpaaren je Magnetscheibe durchzuführen, wobei die Anzahl der Polpaare proportional oder gleich der Zylinderzahl ist.However, it is also possible to control the engine ignition in the same way with a few pairs of poles per magnetic disk, where the number of pole pairs is proportional to or equal to the number of cylinders.

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn strichförmige Magnetisierungen der Permanentmagnetscheibe vorgesehen sind, die schräg zu Radiallinien liegen. Wenn dann die Äbtastfühier auf Radiallinien verschiebbar und feststellbar sind, läßt sich mit mechanischen Mitteln eine äußerst genaue Einstellung des Zündzeitpunktes vornahmen. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Abtastfühler mit mikrometrischen Einstellmitteln verschiebbar angeordnet sind. Es läßt sich dann durch mechanische Drehung der Mikrometerspindel eine Feinverschiebung der Abtastspulen erreichen. Diese Einstellung braucht nur einmal vorgenommen zu werden. Sie ist dann wartungsfrei»It is useful here if line-shaped magnetizations the permanent magnet disc are provided which are inclined to radial lines. If then the abbot here are displaceable and lockable on radial lines, an extremely precise setting can be achieved with mechanical means the ignition timing. It is useful here, when the scanning sensors are arranged displaceably with micrometric adjustment means. It then lets itself through mechanical rotation of the micrometer spindle to achieve a fine displacement of the scanning coils. This attitude needs to be done only once. It is then maintenance-free »

Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten AusfUhrungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The essence of the present invention is based on an exemplary embodiment shown schematically in the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einsn Schnitt durch eine auf die Kurbelwelle aufgesetzte Magnetscheibe.Fig. 1 is a section through a mounted on the crankshaft Magnetic disk.

Fig. 2 eine Stirnansicht einer für digitalen Betrieb magnetisierten Scheibe.2 is an end view of a disk magnetized for digital operation.

Fif. 3 eine Stirnansicht einer für Analogbetrieb magnetisierten Scheibe, mit den Fühlern.Fif. 3 is an end view of a magnetized for analog operation Disc, with the feelers.

Auf der Kurbelwelle 1 ist die Permanentmagnetscheibe 2 fest aufgesetzt. Und zwar ist diese Permanentmagnetscheibe 2 in den hohlen Innenraum der Keilriemenscheibe 3 eingesetzt. Hier nimmt die Permanentmagnetscheibe 2 keinen zusätzlichen Raum in Anspruch. Die Permanentmagnetscheibe 2 besteht aus einem Träger 2 A, welcher aus nicht magnetisierbarem Material sein kann und aus einem Ferritring 2 B_fC,Dieser Ferritring 2 Beweist Stellen einer axialen Magnetisierung auf. Diese in der Natur nicht sichtbaren, sondern nur magnetisch feststellbaren Stellen sind in der Zeichnung, Fig. 1, durch die Polangaben SN dargestellt. In zwei verschiedenen radialen Abständen sind Magnetisierungen aufgebracht. Die innere Magnetisierung dient der Steuerung. Die äußere Magnetisierung dient der Darstellung eines Bezugspunktes, der natürlich auch durch einen separaten Permanentmagneten erstellt werden kann. Entsprechend diesen zwei Magnetisierungen sind zwei Magnetspulen 4, 5 angebracht, die fest mit dejr. Motorgehäuse verbunden sind. Die Spule 4 ist ver= stellbar mittels eines Spindelfeineinstelltriebes 6.The permanent magnet disk 2 is firmly attached to the crankshaft 1. This permanent magnet disk 2 is inserted into the hollow interior of the V-belt pulley 3. Here the permanent magnet disk 2 does not take up any additional space. The permanent magnet disk 2 consists of a carrier 2 A, which can be made of non-magnetizable material, and a ferrite ring 2 B _f C, This ferrite ring 2 proves points of axial magnetization. These points, which are not visible in nature, but can only be determined magnetically, are shown in the drawing, FIG. 1, by the pole details SN. Magnetizations are applied at two different radial distances. The internal magnetization is used for control. The external magnetization is used to represent a reference point, which of course can also be created by a separate permanent magnet. Corresponding to these two magnetizations, two magnet coils 4, 5 are attached, which are fixed with dejr. Motor housing are connected. The coil 4 can be adjusted by means of a spindle fine adjustment drive 6.

Wird die in gestrichelten Linien angedeutete Magnetisierung der Fig. 2 gewählt, wo viele magnetisierte Steilen 7 auf der Ferritscheibe angeordnet sind, so wird zur Steuerung eine digitale Steuerungsvorrichtung mit Zählern verwendet.If the indicated in dashed lines magnetization of Fig. 2 is selected, where many magnetized Steep 7 are arranged on the ferrite disk, a digital control device is used for control used with counters.

Ist die Ferritscheibe wie in Fig. 3 dargestellt mit ■trichförmigen Magnetisierungen versehen, die unter einem Winkel 0 schräg zu Radiallinien 9 liegen, so wird eine Anaiogsteuerung verwendet. Oa der Abtast-Is the ferrite disk as shown in Fig. 3 with ■ line-shaped magnetizations provided below are at an angle 0 oblique to radial lines 9, an analog control is used. Oa the scanning

fühler 4 auf einer Radiallinie Io mittels des Feineinstellspindeltriebes verschiebbar und feststellbar ist, kann der Zündzeitpunkt genauestens eingestellt werden. Denn da die strichförmigen Magnetisierungen schräg zu Radiallinien 9 liegen, ist durch eine Verschiebung des Fühlers 4 auf der Radiallinie Io eine Verstellung des Zündzeitpunktes gegenüber dem Drehwinkel möglich.sensor 4 on a radial line Io by means of the fine adjustment spindle drive can be shifted and locked, the ignition point can be set precisely will. Because since the line-shaped magnetizations are oblique to radial lines 9, there is a shift of the sensor 4 on the radial line Io an adjustment of the ignition point in relation to the angle of rotation possible.

Claims

Protection claims:

1. Device for fully automatic, maintenance-free control of the ignition system of a gasoline engine the sensor for sensing the position of a one placed on the crankshaft and rotating with it Disc are provided whose output signals trigger the spark in the spark plugs to serve,

characterized in that the disk is polarizable at individual points Is a permanent magnet disc and the feelers are simple coils.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the permanent magnet disc magnetizes axiaX and the coil axes are arranged in the same axis.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the permanent magnet disc is on a carrier disc attached magnetizable ring is.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the magnetized points at equal angular intervals are arranged on tracks with different center distances.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the line-shaped magnetizations of the permanent magnet disc are provided which are inclined to radial lines

and that the scanning guides can be displaced and locked on radial lines.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet6. Apparatus according to claim 5, characterized

durch einen Feineinstellspindeltrieb für die Verschiebung des Abtastfühlers (4).by means of a fine adjustment spindle drive for moving the scanning sensor (4).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that daß die Magnetscheibe als magnetisierbarer! Teil einen Ferritring aufweist.that the magnetic disk as magnetizable! Part has a ferrite ring.