EP0411285A2 - Verfahren und Anordnung mit induktivem Drehgeber zur Steuerung, insbesondere des Zündzeitpunkts von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Verfahren und Anordnung mit induktivem Drehgeber zur Steuerung, insbesondere des Zündzeitpunkts von Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0411285A2
EP0411285A2 EP90111325A EP90111325A EP0411285A2 EP 0411285 A2 EP0411285 A2 EP 0411285A2 EP 90111325 A EP90111325 A EP 90111325A EP 90111325 A EP90111325 A EP 90111325A EP 0411285 A2 EP0411285 A2 EP 0411285A2
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EP
European Patent Office
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ignition
tooth segments
pulse
speed
tooth
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EP0411285B1 (de
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Werner Erhard
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Pruefrex Elektro Apparatebau GmbH
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    • F02P1/00—Installations having electric ignition energy generated by magneto- or dynamo- electric generators without subsequent storage
    • F02P1/08—Layout of circuits
    • F02P1/086—Layout of circuits for generating sparks by discharging a capacitor into a coil circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/067—Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

Definitions

  • the invention relates to an inductive rotary encoder for controlling, in particular, the ignition timing of internal combustion engines, with a coil penetrated by a permanent magnet and a yoke wheel rotated by a shaft, over the circumference of which protruding spaced tooth segments are moved past the magnetic poles for voltage induction.
  • the invention further relates to a method for igniting internal combustion engines, in particular in lawn mowers, chainsaws or cut-off machines, using such a rotary encoder.
  • the invention relates to a capacitor ignition arrangement with a rotary encoder of the type mentioned.
  • the electronic switch is switched through either by a third-party ignition pulse generator or by an internal ignition pulse generator, which, for example, starting from the state of charge of the capacitor, generates the required ignition signal via a voltage divider. It is common to control the ignition timing in accordance with the operating state of the internal combustion engine, in particular depending on its speed.
  • a third-party ignition pulse generator or by an internal ignition pulse generator, which, for example, starting from the state of charge of the capacitor, generates the required ignition signal via a voltage divider.
  • segment wheels coupled to the crankshaft of a gasoline engine is known; these are yoke wheels made of highly permeable, ferromagnetic material, with tooth segments projecting radially or axially evenly distributed over their circumference. The tooth segments work one with the pole pieces
  • the invention is therefore based on the object, without additional trigger elements such as a magnetic pin or the like, to design a capacitor ignition system and, in particular, an inductive rotary encoder for this purpose in such a way that the ignition timing according to a defined absolute angle is simple in construction, inexpensive to produce and highly reliable in operation - / Rotary position of the internal combustion engine can be determined.
  • a practical implementation of the invention consists in providing only two different distances, one of which, preferably the further or larger distance, is only two adjacent tooth segments affects.
  • the circumferential section defined by these two tooth segments deviates significantly from the other tooth segment circumferential sections and, as a result, can be recognized by the downstream evaluation electronics via the inductive signaling and can be used as a reference point.
  • two separate coils are advantageously provided, each of which is assigned to a magnetic pole of the permanent magnetic field passing through the coils .
  • Further processing of the output signals extracted from the coils can be facilitated by the downstream processing electronics if the distance between the coils and / or the magnetic poles corresponds to the distance relating to more than just two tooth segments, that is to say the smaller, smaller distance, if applicable. In this way it is achieved that the voltages induced in the coils have approximately the same phase shift with respect to one another, i. H. the half waves overlap each other in a phase-locked manner.
  • the manufacture of the yoke wheel makes it easier if - in the case of two different distances (see above) - the further or larger distance is twice the smaller distance.
  • the smaller distance can be assumed as a uniform distance, only one tooth segment being omitted in order to achieve the further or larger distance (formation of a gap).
  • tooth segments that is to say at least three tooth segments, are expediently provided.
  • nine tooth segments can be provided, between which there is a tangential control distance corresponding to an angle of 36 °, a tooth segment having been omitted in accordance with the above idea; as a result, there is a further spacing relating to only two tooth segments, corresponding to an angle of 72 °.
  • an ignition timing control derives ignition pulses from the rotary encoder and controls them - linked to programmed operating maps - accordingly decelerates or adjusts or accelerates a switching element which discharges a capacitor via the primary winding of an ignition coil;
  • the ignition control takes place in the start phase below a speed limit depending on the angular position of the gap of the yoke wheel formed by the more distant tooth segments.
  • the ignition control take place in the starting phase with or after one of the tooth segments following the gap moves past the magnetic pole of the permanent magnet.
  • the third tooth segment has proven itself for triggering an ignition derived from the absolute yoke wheel rotational position.
  • the triggering of the ignition with the third tooth segment or the pulse derived therefrom occurs only if the speed of the motor as the second and third tooth segments move past the gap at the magnetic poles or pole pieces is above a programmed threshold value.
  • a further development of the method according to the invention is to have the ignition control take place in the starting phase as a function of the angular velocity measurement by means of two adjacent tooth segments.
  • the following sequence is provided for the specific embodiment of the method according to the invention: in the starting phase, the angular velocity is counted by means of the time span between the second and then the third tooth segment moving past the gap, and only when the counting result exceeds a certain threshold value , the ignition is triggered when the third tooth segment moves past the pole piece. From a speed of approximately 1,500 rpm, the angular speed is counted in the interval formed by the first and second tooth segments in accordance with the specific process sequence. At the same time, the ignition control in the area triggered between the second and the third tooth segment gap. This makes it possible to adjust the ignition early. At speeds above 5,000 rpm, the early adjustment is expanded in such a way that the ignition can be actuated at a (scanned) magnetic pole before the second tooth segment has moved past. This extreme early adjustment is possible because the speed fluctuations are low in this speed range.
  • induced voltage half-waves with the same polarity are tapped and fed to a capacitor connected to an ignition coil for charging it.
  • a discharge switch coupled to the capacitor which is expediently actuated by the above-mentioned ignition timing control, the capacitor can then be discharged at the desired point in time in accordance with an ignition map program.
  • the voltage waves of different, opposite polarities induced in the two coils each become a separate pulse shaper, the outputs of which open into a pulse evaluation part, which generates a single pulse (per revolution) from the input pulses with each complete yoke wheel revolution; this corresponds to an absolute angular position of the Yoke wheels.
  • the pulse evaluation part can, for example, be dimensioned such that the individual pulse always occurs when the top dead center of the internal combustion engine has been reached.
  • this single pulse can serve as an absolute reference point, from which the ignition timing can be specified by the control electronics depending on the state of the internal combustion engine and programmed operating characteristics.
  • the pulse evaluation part can be implemented by means of a microcomputer circuit with appropriate software or a hard-wired, digital switching mechanism.
  • the pulse evaluation part has a state-controlled or static memory element on the input side and a clock edge-controlled or dynamic memory element on the output side; the memory elements are expediently implemented as a flip-flop. They are arranged with one another in cascade or one behind the other, the input pulse signal based on the one of the two coils being used to take over control of the dynamic storage element on the output side and to reset both storage elements. The input pulse signal originating from the other coil is used to set the static storage element on the input side.
  • This circuit variant is primarily based on the above-mentioned design of the rotary encoder, in which the distance between the coils and / or magnetic poles corresponds to the smaller (standard) distance, which relates to more than just two tooth segments. Then the half-waves derived from the separate coils overlap and those on them Schmitt trigger shaped impulses. If the gap on the periphery of the yoke wheel occurs on one of the magnetic poles, only one pulse is generated by one of the two coils, which serves to set the input-side storage element in a defined state. If subsequently only one pulse occurs from the other coil, the corresponding pulse can be driven to the output-side storage element to take over the output of the input-side storage element. If the next two tooth segments move past a magnetic pole at the same time, a pulse is generated in each coil at the same time, and the storage elements are reset.
  • the individual pulse is fed to a total time counter for a complete revolution, and the output signal of the total time counter influences a pulse and delay generator linked to programmed ignition maps; Its output pulses then serve to control the discharge switch and, in connection therewith, to discharge the capacitor.
  • a desired, speed-dependent early adjustment of the ignition timing can be brought about if the ignition maps are encoded accordingly.
  • a switchover part implemented by hardware or software, which switches over according to the start phase and the normal operating phase under load, corresponding branches or curves can be traversed within the operating map, depending on the switchover state.
  • an additional switching element is interposed between the generator output and the discharge switch; this is controlled by a torque counter for speed measurement, which scans the chronological sequence of two adjacent tooth segments past the magnetic poles.
  • the control itself takes place as a function of one or more pre-programmed threshold values that correspond to the specified minimum speeds.
  • the rotary encoder 1 consists of a yoke wheel 2 and an ignition module 3.
  • the yoke wheel 2 is a with a (not shown) shaft
  • the internal combustion engine is coupled in a torsionally rigid manner and, in the example shown, has radially projecting tooth segments 41 to 49 distributed over its circumference.
  • the tooth segments have a regular tangential spacing from one another corresponding to an angle of 36 °, which would result in a total of ten tooth segments if the circumference of the yoke wheel 2 were fully utilized.
  • a larger tooth segment gap 6 corresponding to an angular distance of 72 ° is formed by the tenth being omitted when the tooth segments are regularly attached.
  • the toothed segments 41 to 49 are successively moved past two pole pieces 7, 8. These are penetrated by the field of a permanent magnet 9 and each surrounded by a first coil L1 and a second coil L2.
  • the air gaps between the yoke wheel 2 and the pole pieces 7 and 8 are alternately increased and decreased, which causes a change in the magnetic flux through the two coils L1, L2.
  • Rectifier diodes DL1 and DL2 are used to measure the positive half-waves tapped at coils L1, L2 fed to the capacitor CL to charge it.
  • a free-wheeling diode DS is connected in parallel with a discharge switch Thy, in the exemplary embodiment shown a thyristor which is actuated by the output 10 of the ignition timing control 11.
  • the ignition timing control 11 can be implemented as a microcomputer or a customer-specific integrated circuit. It has one of the two coils L1, L2 assigned inputs 13 and 14, each of which is preceded by a rectifier diode DL3 or DL4 so that only the negative half-waves induced in the two coils L1, L2 are let through. Each of the two rectifier diodes DL3, DL4 is followed by an inverting pulse shaper IF1, IF2, which generates digitally processable pulses from the half-waves. For example, inverting Schmitt triggers (see FIG. 2) can be used for this.
  • the negative half-waves from the coils L1, L2 which are thereby formed into positive pulses D1, D2 are then passed into a pulse evaluation part 15, which generates an individual pulse per full rotation of the yoke wheel 2. Due to the configuration of the pulse evaluation part 15 according to the invention, this corresponds to a certain absolute angular position of the yoke wheel 2, in which the gap 6 is still opposite the pole shoe, which is penetrated by the north pole magnetic field.
  • the individual pulse D3 is first fed to a function module 16 which serves to measure the rotational speed n for an entire revolution, the measuring output 17 of which influences a pulse and delay time generator 18.
  • This functional module 18 is additionally with a memory module 19 with operating maps, the z. B. contain the engine speed n as a parameter, functionally linked. Influenced by the speed measurement module 16 and the operating map module 19, the pulse delay module 18 possibly generates actuation signals which are adjusted early and are supplied to the thyristor Thy, whereupon the latter switches on and thereby discharges the capacitor via the ignition coil LZ.
  • the ignition timing control 11 comprises a counter module 20 which determines the instantaneous speed or angular velocity using two adjacent toothed segments 41 to 49 and which, depending on the instantaneous angular velocity w, switches through the output 10 of the ignition timing control 11 or the pulse delay module 18 to the thyristor Thy by using its output 21 (shown in dashed lines) actuated a switching element 22 accordingly.
  • the counter module 20 additionally processes the individual pulse D3 at the output of the pulse evaluation module 15 and communicates with a further memory module 23 which contains threshold values sw corresponding to minimum angular velocities.
  • FIG. 2 shows the execution of the pulse evaluation module 15 as hard-wired switching logic:
  • the negative half-waves tapped at each of the two coils L1, L2 are each fed to a Schmitt trigger ST1, ST2, which generates inverting positive pulses D1 and D2 (see the waveforms c) and d) in Fig. 3).
  • An RC high-pass DG as a differentiating element which consists of the capacitor C and the resistor R connected to ground, is preferably connected directly upstream of the reset input R1.
  • the complementary output Q1 of the RS flip-flop FF1 is directly connected to the data input D of a known D-flip-flop FF2 connected in cascade or series.
  • the reset input R2 of the D flip-flop FF2 is direct, and its clock input CL, which responds to positive edges, is indirectly connected via an inverting gate I to the output of the first Schmitt trigger ST1, which detects the negative half-waves of the coil through which the magnetic south pole passes L1 forms into impulses.
  • the output signal of the entire switching mechanism according to FIG. 2 is formed by the non-inverting output Q2 of the D flip-flop FF2, at which a single pulse is available per revolution of the yoke wheel 2 (see FIG. 1), as explained in more detail below .
  • the signal profiles a) and b) reflect the voltages induced in the coils L1, L2, the straight-line sections 24a, 24b, which run without a slope, being formed due to the tooth segment gap 6 in the yoke wheel 2 (cf. FIG. 1).
  • the signal curves c) - first pulse sequence D1 derived from the former coil L1 - and d) - second pulse sequence D2 derived from the second coil L2 - are derived from these induced vibrations by means of the Schmitt trigger ST1, ST2 (cf. FIG. 2) , the longer impulse-free sections 24c, 24d of the above, correspond to rectilinear sections 24a, 24b.
  • the RS flip-flop FF1 is set and the D flip-flop FF2 is reset.
  • Each rising, positive edge of the first pulse sequence D1 sets the clock input Cl of the D flip-flop FF2 to logic "0".
  • the differentiator DG generates corresponding needle-shaped short pulses D1.1 from the first pulse sequence D1, the length of which is dimensioned via the dimensioning of the RC high-pass filter such that the RS flip-flop FF1 is just being safely reset.
  • the inverting output Q1 of the RS flip-flop FF1 is then logic "1".
  • the subsequent rising positive edge of the second pulse sequence D2 sets the RS flip-flop FF1, which is accordingly set at time II.
  • the then falling edge of the second pulse sequence D2 has no effect.
  • the subsequent falling edge of the first pulse sequence D1 results in a rising edge or a positive pulse for the clock input Cl of the D flip-flop FF2 due to the intermediate inverter I. This triggers the transfer of the level state at the data input D of the data flip-flop FF2 after its (non-inverting) output Q2. If data input D was previously at logic "0", output Q2 of data flip-flop FF2 does not change.
  • the subsequent pulse of the second pulse sequence D2 at time III has no effect.
  • the RS flip-flop FF1 was previously set and remains set.
  • the RS flip-flop FF1 is reset by the pulse train D1.1 generated by the differentiator DG. Since now the set pulse due to the second pulse if D2 is missing, the data input D of the D flip-flop is at logic "1". With the next falling edge of the pulse sequence D1 (cf. time V), data transfer at the input D is triggered via the inverter I at the clock input C1 of the D flip-flop FF2 and the D flip-flop FF2 is therefore set. This means the output level logically "1" at the output Q2, which forms the individual pulse D3 per revolution of the yoke wheel 2 (cf. g) in FIG. 3).
  • the function module 16 measuring the speed n for a complete revolution of the yoke wheel 2 executes a program branch 25 depending on the speed value: If the speed is below 1,500 rpm, branched into path 26, otherwise branched into path 27.
  • Path 26 is an instantaneous speed determination, z. B. between the second and third tooth segments (see, for example, reference numerals 42 and 43 in FIG. 1) after the tooth segment gap 6 of the yoke wheel 2, provided by the counter module determining the instantaneous angular velocity w on the basis of the second pulse signal D2 is carried out (cf. function block 28 in FIG. 4).
  • a query 31 is made as to whether the resulting speed n exceeds 5000 rpm.
  • the ignition is permitted in the interval formed by the first and second tooth segments after the gap (cf. tooth segments 41 and 42 in FIG. 1) in accordance with function block 32 with subsequent ignition block 30.
  • the ignition can, however, according to the stored operating map within the range of second and third tooth segments 42 and 43 defined interval are triggered.
  • the instantaneous angular speed w is determined or monitored in the interval defined by the first and second tooth segments 41, 42 after the gap 6 - cf. Function block 33.
  • the ignition 30 can therefore be advanced to the second tooth segment 42 within the interval defined by the second and third tooth segments 42 and 43 - cf. Function block 34.
  • the early adjustment 32, 34 takes place in each case as specified by the operating maps BKF stored in the memory module 19 (FIG. 1).

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Abstract

Induktiver Drehgeber zur Steuerung des Zündzeitpunkts von Brennkraftmaschinen, mit von einem Dauermagneten durchsetzter Spule und von einer Welle gedrehtem Jochrad, über dessen Umfang verteilt vorspringende, beabstandete Zahnsegmente an den Magnetpolen zur Spannungsinduktion vorbeibewegt werden, wobei tangential benachbarte Zahnsegmente voneinander unterschiedlich weiten Abstand aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen induktiven Drehgeber zur Steuerung insbesondere des Zündzeitpunkts von Brennkraftma­schinen, mit von einem Dauermagneten durchsetzter Spule und von einer Welle gedrehtem Jochrad, über dessen Umfang ver­teilt vorspringende beabstandete Zahnsegmente an den Ma­gnetpolen zur Spannungsinduktion vorbeibewegt werden. Wei­ter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zündung von Brennkraftmaschinen, insbesondere in Rasenmähern, Motor­sägen oder Trennschleifern unter Verwendung eines derarti­gen Drehgebers. Schließlich betrifft die Erfindung eine Kondensator-Zündanordnung mit einem Drehgeber der genannten Art.
  • Bei bekannten Kondensator-Zündanlagen erfolgt das Durch­schalten des elektronischen Schalters entweder durch einen Fremd-Zündimpulsgeber oder durch einen internen Zündimpuls­geber, der beispielsweise - ausgehend vom Ladezustand des Kondensators - über einen Spannungsteiler das benötigte Zündsignal erzeugt. Dabei ist es geläufig, den Zündzeit­punkt entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftma­schine, insbesondere abhängig von dessen Drehzahl, zu steu­ern. Hierfür ist beispielsweise der Einsatz vorgenannter, mit der Kurbelwelle eines Benzinmotores gekuppelter Segmen­träder bekannt; diese sind aus hochpermeablem, ferromagne­tischem Material gebildete Jochräder, über deren Umfang gleichmäßig verteilt Zahnsegmente radial oder axial vor­springen. Die Zahnsegmente wirken mit den Polschuhen eines
  • Dauermagneten zusammen, der mit einer Spule umgeben ist. Sobald sich das Jochrad dreht, wird in der Spule aufgrund der Veränderung des Luftspaltes zwischen den Polschuhen und des Jochrades und mithin des die Spulen durchsetzenden ma­gnetischen Flusses eine Wechselspannung induziert. Zur Aus­lösung einer Zündung muß bei den bekannten Jochrädern ein zusätzlicher Magnetstift o. ä. angebracht werden, um der die Zündung auslösenden Einheit die Winkelstellung des Jochrades mitzuteilen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ohne zu­sätzliche Triggerelemente wie Magnetstift o. ä. ein Konden­sator-Zündsystem und insbesondere einen induktiven Drehge­ber hierfür so auszugestalten, daß bei einfachem Aufbau, kostengünstiger Herstellbarkeit und hoher Zuverlässigkeit im Betrieb der Zündzeitpunkt nach einer definierten Abso­lut-Winkel-/Drehstellung der Brennkraftmaschine bestimmt werden kann. Zur Lösung wird erfindungsgemäß bei einem in­duktiven Drehgeber der eingangs genannten Art vorgeschla­gen, daß benachbarte Zahnsegmente tangential voneinander unterschiedlich weiten Abstand aufweisen. Da die Anordnung dieser unterschiedlich weiten Abstände über den Umfang des Jochrads der nachgeschalteten Zündauslöseelektronik einpro­grammiert werden kann, ist es dieser mithin möglich, die Absolut-Dreh-/Winkelstellung der Brennkraftmaschine elek­tronisch zu erkennen und davon ausgehend den optimalen Zündzeitpunkt vor allem in der kritischen Start- und An­laufphase zu steuern. Hierfür besteht eine in der Praxis zweckmäßige Realisierung der Erfindung darin, lediglich zwei unterschiedliche Abstände vorzusehen, von denen einer, vorzugsweise der weitere bzw. größere Abstand, einzig zwei einander benachbarte Zahnsegmente betrifft. Der von diesen beiden Zahnsegmenten definierte Umfangsabschnitt weicht deutlich von den übrigen Zahnsegment-Umfangsabschnitten ab und kann infolgedessen über die induktive Signalgebung von der nachgeschalteten Auswerteelektronik erkannt und als Be­zugs- oder Referenzpunkt verwendet werden.
  • Um die Ableitung dieses Referenzpunktes aus den Drehgeber-­Signalen zu erleichtern, und um insbesondere hierfür Hard­ware- und/oder Rechenzeitaufwand einzusparen, sind nach ei­ner weiteren Ausbildung der Erfindung mit Vorteil zwei ge­sonderte Spulen vorgesehen, die je einem Magnetpol des die Spulen durchsetzenden Dauermagnetfeldes zugeordnet sind. Ferner kann es die weitere Verarbeitung der den Spulen ent­nommenen Ausgangssignale durch die nachgeschaltete Ver­arbeitungselektronik erleichtern, wenn der Abstand der Spu­len und/oder der Magnetpole dem mehr als nur zwei Zahnseg­mente betreffenden Abstand, also ggf. den kleineren gerin­geren Abstand entspricht. Hierdurch wird nämlich erreicht, daß die in den Spulen induzierten Spannungen zueinander etwa die konstante Phasenverschiebung aufweisen, d. h. die Halbwellen überlappen einander phasenstarr.
  • Die Herstellung des Jochrads erleichtert es, wenn - im Falle von zwei unterschiedlichen Abständen (s. o.) - der weitere bzw. größere Abstand das doppelte des kleineren Ab­stands beträgt. So kann beim Ausbilden der Zahnsegmente über den Umfang des Jochrads von dem kleineren Abstand als einheitlichen Abstand ausgegangen werden, wobei zur Erzie­lung des weiteren bzw. größeren Abstands lediglich ein Zahnsegment ausgelassen wird (Bildung einer Lücke).
  • Es liegt auf der Hand, daß zweckmäßigerweise mehr als zwei Zahnsegmente, also zumindest drei Zahnsegmente vorgesehen werden. So können im Rahmen erfindungsgemäßer Weiterbildun­gen zum Beispiel neun Zahnsegmente vorgesehen sein, zwi­schen denen ein tangentialer Regelabstand entsprechend ei­nem Winkel von 36° besteht, wobei gemäß dem obigen Gedanken ein Zahnsegment weggelassen wurde; infolgedessen entsteht ein lediglich zwei Zahnsegmente betreffender weiterer Ab­stand entsprechend einem Winkel von 72°.
  • Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Drehgebers mit einem einzigen, weiteren Abstand läßt sich ein Verfahren zur Zün­dung von Brennkraftmaschinen, insbesondere in Rasenmähern, Motorsägen oder Trennschleifern wie folgt vorteilhaft ge­stalten: eine Zündzeitsteuerung leitet von dem Drehgeber Zündimpulse ab und steuert damit - verknüpt mit einprogram­mierten Betriebskennfeldern - entsprechend verzögert oder frühverstellt bzw. beschleunigt ein Schaltglied an, welches einen Kondensator über die Primärwicklung einer Zündspule entlädt; dabei erfolgt in der Startphase unterhalb einer Drehzahlgrenze die Zünd-Ansteuerung abhängig von der Win­kelstellung der von den weiter beabstandeten Zahnsegmenten gebildeten Lücke des Jochrads. Hierdurch kann gewährleistet werden, daß die Zündung bezüglich des (oberen) Todpunkts der Brennkraftmaschine immer im optimalen Zeitpunkt er­folgt, weil durch die erfindungsgemäße Markierung des Jochrads an dessen Umfang die Zündzeitsteuerung stets von der absoluten Winkelstellung ausgehen kann. Damit ist es möglich, daß im Startdrehzahlbereich unabhängig von Drehl­zahlschwankungen oder Schwankungen der Winkelgeschwindig­keit die Zündung immer in einer bestimmten Segmentradstel­lung erfolgt und daß nach Erreichen einer bestimmten Dreh­zahl der Zündzeitpunkt drehzahlabhängig gesteuert wird.
  • Insbesondere ist es in Weiterbildung der Erfindung denkbar, in der Startphase die Zündansteuerung mit oder nach dem Vorbeibewegen eines der der Lücke nachfolgenden Zahnseg­mente am Magnetpol des Dauermagneten erfolgen zu lassen. In der Praxis hat sich hierbei das dritte Zahnsegment zur Aus­lösung einer von der absoluten Jochrad-Drehstellung abge­leiteten Zündung bewährt.
  • Vielfach ist es wünschenswert, daß die Zündungsauslösung mit dem dritten Zahnsegment bzw. dem davon abgeleiteten Im­puls nur dann erfolgt, wenn die Drehzahl des Motors beim Vorbeibewegen des zweiten und dritten Zahnsegments nach der Lücke an den Magnetpolen bzw. Polschuhen über einen pro­grammierten Schwellwert liegt. Zu diesem Zweck besteht eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, in der Startphase die Zünd-Ansteuerung abhängig von der Win­kelgeschwindigkeitsmessung mittels zweier benachbarter Zahnsegmente erfolgen zu lassen.
  • In Weiterführung dieser Gedanken ist zur konkreten Ausge­staltung des Verfahrens nach der Erfindung folgender Ablauf vorgesehen: In der Startphase wird die Winkelgeschwindig­keit mittels der Zeitspanne zwischen dem Vorbeibewegen des zweiten und dann des dritten Zahnsegments nach der Lücke ausgezählt, und erst wenn das Zählergebnis einen bestimmten Schwellwert überschreitet, wird die Zündung mit der Vorbei­bewegung des dritten Zahnsegments am Polschuh ausgelöst. Ab einer Drehzahl von etwa 1 500 U/min wird gemäß dem konkre­ten Verfahrensablauf die Winkelgeschwindigkeit im von dem ersten und zweiten Zahnsegmenten gebildeten Intervall aus­gezählt. Gleichzeitig wird die Zünd-Ansteuerung im Bereich zwischen der zweiten und der dritten Zahnsegmentlücke aus­gelöst. Hierdurch wird eine Frühverstellung der Zündung möglich. Bei Drehzahlen über 5 000 U/min wird die Frühver­stellung derart erweitert, daß vor vollendeter Vorbei­bewegung des zweiten Zahnsegments an einem (abgetasteten) Magnetpol die Zündung angesteuert werden kann. Diese ex­treme Frühverstellung ist möglich, weil in diesem Drehzahl­bereich die Drehzahlschwankungen gering sind.
  • Auf der Basis des erfindungsgemäßen Drehgebers mit ledig­lich einem nur zwei Zahnsegmente betreffenden weiteren Ab­stand und zwei an je einem Magnetpol angeordnete, geson­derte Spulen lassen sich bekannte Kondensator-Zündanordnun­gen (vgl. DE-OS 36 08 740 derselben Anmelderin) vorteilhaft weiterbilden, so daß insbesondere das zuvor erläuterte Ver­fahren durchgeführt werden kann.
  • So werden in den beiden gesonderten Spulen induzierte Span­nungshalbwellen mit jeweils gleicher Polarität abgegriffen und einem mit einer Zündspule verbundenen Kondensator zu dessen Aufladung zugeführt. Mittels eines mit dem Konden­sator gekoppelten Entladeschalter, der zweckmäßig von der oben genannten Zündzeitsteuerung betätigt wird, kann dann entsprechend einem Zündkennfeldprogramm der Kondensator zum gewünschten Zeitpunkt entladen werden. Die in den beiden Spulen induzierten Spannungswellen anderer, entgegensetzter Polarität werden je einem gesonderten Impulsformer, deren Ausgänge in einen Impulsauswertungsteil münden, welcher aus den Eingangsimpulsen mit jeder vollständigen Jochrad-Umdre­hung einen Einzelimpuls (pro Umdrehung) erzeugt; dieser entspricht dabei einer absoluten Dreh-Winkelstellung des Jochrads. Der Impulsauswertungsteil kann beispielsweise so dimensioniert sein, daß der Einzelimpuls immer dann auf­tritt, wenn der obere Totpunkt der Brennkraftmaschine er­reicht ist. Jedenfalls kann dieser Einzelimpuls als absolu­ter Bezugspunkt dienen, wovon ausgehend der Zündzeitpunkt je nach Zustand der Brennkraftmaschine und einprogrammier­ter Betriebskennfelder von der Steuerungselektronik spezifiziert werden kann.
  • Im Rahmen der Erfindung kann der Impulsauswertungsteil mit­tels einer Mikrocomputerschaltung mit entsprechender Soft­ware oder einem festverdrahtetem, digitalen Schaltwerk re­alisiert werden. In letzte Richtung geht eine besonders vorteilhafte, aufwandsparende Schaltungsvariante: Der Im­pulsauswertungsteil weist eingangsseitig ein zustandsge­steuertes bzw. statisches und ausgangsseitig ein taktflankengesteuertes bzw. dynamisches Speicherelement auf; die Speicherelemente sind zweckmäßigerweise als Flip-­Flop realisiert. Sie sind miteinader in Kaskade bzw. hin­tereinander angeordnet, wobei das auf die eine der beiden Spulen basierende Eingangspulssignal zur Übernahme-Ansteue­rung des ausgangsseitigen, dynamischen Speicherelements so­wie zum Rücksetzen beider Speicherelemente dient. Das auf die andere Spule zurückgehende Eingangspulssigenal wird zum Setzen des eingangsseitigen, statischen Speicherelements verwendet. Diese Schaltungsvariante ist vor allem auf die oben genannte Ausbildung des Drehgebers abgestellt, bei der der Abstand der Spulen und/oder Magnetpole dem mehr als nur zwei Zahnsegmente betreffenden, kleineren (Regel-)Abstand entspricht. Dann überlappen sich die von den gesonderten Spulen abgeleiteten Halbwellen und die darauf mittels Schmitt-Trigger geformten Impulse. Tritt die Lücke am Um­fang des Jochrads an einem der Magnetpole auf, wird nur ein Impuls von einer der beiden Spulen erzeugt, der zum Setzen des eingangsseitigen Speicherelements in einen definierten Zustand dient. Tritt darauffolgend allein ein Impuls von der anderen Spule auf, kann der entsprechende Impuls das ausgangsseitige Speicherelement zur Übernahme des Ausgangs des eingangsseitigen Speicherelements angesteuert werden. Bewegen sich nunmehr die beiden nächsten Zahnsegmente gleichzeitig an je einem Magnetpol vorbei, entstehen wieder gleichzeitig in jeder Spule ein Impuls, und die Speichere­lemente werden zurückgesetzt.
  • Im Rahmen einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zündan­ordnung wird der Einzelimpuls einem Gesamtzeitzähler für eine vollständige Umdrehung zugeführt, und das Ausgangssi­gnal des Gesamtzeitzählers beeinflußt einen mit program­mierten Zündkennfeldern verknüpften Impuls- und Verzöge­rungs-Generator; dessen Ausgangsimpulse dienen dann zum An­steuern des Entladeschalters und damit verbunden zum Entla­den des Kondensators. Hierdurch läßt sich, insbesondere wenn die Brennkraftmaschine sich nicht mehr in dem Zustand der Startphase befindet, eine gewünschte, drehzahlabhängige Frühverstellung des Zündzeitpunkts herbeiführen, wenn die Zündkennfelder entsprechend codiert sind. Mit Hilfe eines durch Hardware oder Software realisierten Umschaltteils, der entsprechend der Startphase und der normalen, unter Last fahrenden Betriebsphase umschaltet, können entspre­chende Zweige oder Kurven innerhalb des Betriebskennfelds je nach Umschaltzustand durchfahren werden.
  • Um in der Startphase der Brennkraftmaschine bei zu niedri­ger Momentandrehzahl eine Zündung zu verhindern, ist mit Vorteil als Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß dem Generatorausgang und dem Entladeschalter ein Zusatzschalte­lement zwischengeschaltet ist; dieses wird von einem Momen­tanzeitzähler zur Drehzahlmessung angesteuert, der die zeitliche Aufeinanderfolge zweier benachbarter Zahnsegmente an den Magnetpolen vorbei abtastet. Die Ansteuerung selbst erfolgt in Abhängigkeit von ein oder mehreren vorprogram­mierten Schwellwerten, die vorgegebenen Mindestdrehzahlen entsprechen.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­führungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
    • Fig. 1 schematisch die Geräte- und Funktionsanordnung eines erfindungsgemäßen Kondensator-Zündsystems,
    • Fig. 2 ein Schaltbild des Impulsauswertungsteils und
    • Fig. 3 ein Impuls- und Zeitdiagramm bezüglich des Impuls­auswertungsteils und
    • Fig. 4 ein Flußdiagramm betreffend eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Wie in Fig. 1 veranschaulicht, besteht der erfindungsgemäße Drehgeber 1 aus einem Jochrad 2 und einem Zündmodul 3. Das Jochrad 2 ist mit einer (nicht gezeigten) Welle einer Brennkraftmaschine drehstarr gekoppelt und besitzt über seinem Umfang verteilt im gezeichneten Beispiel radial vor­springende Zahnsegmente 41 bis 49. Die Zahnsegmente besit­zen einen regelmäßigen Tangentialabstand voneinander ent­sprechend einem Winkel von 36°, was bei voller Ausnutzung des Umfangs des Jochrads 2 eine Gesamtzahl von zehn Zahn­segmente ergeben würde. Jedoch ist erfindungsgemäß - in der Darstellung etwa im linken unteren Quadranten - eine größere Zahnsegmentlücke 6 entsprechend einem Winkelabstand von 72° ausgebildet, indem beim regelmäßigen Anbringen der Zahnsegmente das zehnte weggelassen wurde. Bei Bewegung des Jochrads 2 gemäß Drehrichtung 5 werden die Zahnsegmente 41 bis 49 sukzessive an zwei Polschuhen 7, 8 vorbeibewegt. Diese sind von dem Feld eines Dauermagneten 9 durchsetzt sowie je von einer ersten Spule L1 und einer zweiten Spule L2 umgeben. Bei Drehung des Jochrads 2, welches der Her­stellung eines magnetischen Rückschlusses dient, werden die Luftspalte zwischen dem Jochrad 2 und den Polschuhen 7 bzw. 8 abwechselnd vergrößert und verkleinert, was eine Änderung des magnetischen Flusses durch die beiden Spulen L1, L2 hervorruft. Dadurch wird an der Spule eine Spannung indu­zieert, die etwa den Signalverläufen a, b über die Zeit t gemäß Fig. 3 entspricht. Hiernach überlappen an jeder Spule abgegriffene, positive und negative Halbwellen, was dadurch zustandekommt, daß der Abstand der Polschuhe 7, 8 voneinan­der etwa dem (kleineren) Regelabstand der Zahnsegmente 41 bis 49 entspricht, mit Ausnahme der die größere Lücke 6 be­grenzenden Zahnsegmente 41 und 49.
  • Mittels Gleichrichter-Dioden DL1 und DL2 werden die an den Spulen L1, L2 abgegriffenen, positiven Halbwellen jeweils dem Kondensator CL zu dessen Aufladung zugeführt. Einer Freilaufdiode DS parallel geschaltet ist ein Entlade­schalter Thy, im gezeichneten Ausführungsbeispiel ein Thy­ristor, der vom Ausgang 10 der Zündzeitsteuerung 11 betä­tigt wird.
  • Die Zündzeitsteuerung 11 kann als Mikrorechner oder kunden­spezifisch integrierter Schaltkreis realisiert sein. Sie besitzt je einer der beiden Spulen L1, L2 zugeordnete Ein­gänge 13 bzw. 14, denen je eine Gleichrichter-Diode DL3 bzw. DL4 so vorgeschaltet sind, daß ausschließlich die in den beiden Spulen L1, L2 induzierten negativen Halbwellen durchgelassen werden. Jeden der beiden Gleichrichter-Dioden DL3, DL4 ist ein invertierender Impulsformer IF1, IF2 nach­geschaltet, der aus den Halbwellen digital verarbeitbare Impulse erzeugt. Hierfür können beispielsweise invertie­rende Schmitt-Trigger (vgl. Fig. 2) eingesetzt werden. Die hierdurch zu positiven Impulsen D1, D2 geformten negativen Halbwellen aus den Spulen L1, L2 werden danach in ein Im­pulsauswerteteil 15 geleitet, das hieraus pro volle Umdre­hung des Jochrads 2 einen Einzelimpuls generiert. Dieser entspricht aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Impulsauswertungsteils 15 einer bestimmten Absolut-Win­kelstellung des Jochrades 2, bei der nämlich die Lücke 6 noch dem Polschuh gegenüberliegt, der vom Nordpol-Magnet­feld durchsetzt ist.
  • Der Einzelimpuls D3 wird zunächst einem der Messung der Drehzahl n für eine ganze Umdrehung dienenden Funktionsmo­dul 16 zugeführt, dessen Meßausgang 17 einen Impuls- und Verzögerungszeit-Generator 18 beeinflußt. Dieser Funktions­ modul 18 ist noch zusätzlich mit einem Speichermodul 19 mit Betriebskennfeldern, die z. B. die Maschinendrehzahl n als Parameter enthalten, funktionsmäßig verknüpft. Beeinflußt vom Drehzahlmessungsmodul 16 und vom Betriebskennfeld-Modul 19 erzeugt der Impuls-Verzögerungsmodul 18 gegebenenfalls frühverstellte Ansteuerungssignale, die dem Thyristor Thy zugeführt werden, woraufhin dieser durchschaltet und dabei den Kondensator über die Zündspule LZ entlädt.
  • Ferner umfaßt die Zündzeitsteuerung 11 einen die Momentan­drehzahl bzw. -winkelgeschwindigkeit anhand zweier benach­barter Zahnsegmente 41 bis 49 ermittelnden Zählermodul 20, der abhängig von der Momentan-Winkelgeschwindigkeit w den Ausgang 10 der Zündzeitsteuerung 11 bzw. des Impulsverzöge­rungsmoduls 18 zum Thyristor Thy durchschaltet, indem er über seinen Ausgang 21 (gestrichelt gezeichnet) ein Schalt­element 22 entsprechend betätigt. Gemäß Fig. 1 verarbeitet der Zählermodul 20 noch zusätzlich den Einzelimpuls D3 am Ausgang des Impulsauswertemoduls 15 und kommuniziert mit einem weiteren Speichermodul 23, der Mindest-Winkelge­schwindigkeiten entsprechende Schwellwerte sw enthält.
  • In Fig. 2 ist die Ausführung des Impulsauswertungsmoduls 15 als fest verdrahtete Schaltwerkslogik dargestellt: Die an je einer der beiden Spulen L1, L2 abgegriffenen, negativen Halbwellen werden je einem Schmitt-Trigger ST1, ST2 zuge­führt, der hieraus invertierend positive Impulse D1 und D2 erzeugt (vgl. die Signalverläufe c) und d) in Fig. 3). Die von der ersten, gemäß Fig. 1 vom Südpol-Magnetfeld durch­setzten Spule L1 abgeleitete Impulsfolge D1 wird dem Reset-­Eingang R1, und die von der anderen Spule L2 mit entgegen­ gesetzt polarisiertem Magnetfeld abgeleitete Impulsfolge D2 dem Set-Eingang S1 eines an sich bekannten RS-Flip-Flops FF1 zugeführt. Vorzugsweise ist dem Reset-Eingang R1 ein RC-Hochpaß DG als Differenzierglied unmittelbar vorgeschal­tet, der aus dem Kondensator C und dem gegen Masse geschal­teten Widerstand R besteht. Der komplementäre Ausgang Q1 des RS-Flip-Flops FF1 ist unmittelbar mit dem Dateneingang D eines in Kaskade bzw. Serie nachgeschalteten, an sich be­kannten D-Flip-Flops FF2 verbunden. Der Reset-Eingang R2 des D-Flip-Flops FF2 ist direkt, und dessen auf positive Flanken ansprechender Takteingang CL mittelbar über ein invertierendes Gatter I mit dem Ausgang des ersten Schmitt-­Triggers ST1 verbunden, der die negativen Halbwellen der vom magnetischen Südpol durchsetzten Spule L1 zu Impulsen formt. Das Ausgangssignal des gesamten Schaltwerks gemäß Fig. 2 wird durch den nicht-invertierenden Ausgang Q2 des D-Flip-Flops FF2 gebildet, an dem pro Umdrehung des Jochrads 2 (vgl. Fig. 1) ein Einzelimpuls zur Verfügung steht, wie nachfolgend näher erläutert.
  • In Fig. 3 sind Signalverläufe a) bis g) über die Zeit t dargestellt. Die Signalverläufe a) und b) geben die in den Spulen L1, L2 induzierten Spannungen wieder, wobei die ohne Steigung verlaufenden geradlinigen Abschnitte 24a, 24b auf­grund der Zahnsegmentlücke 6 im Jochrad 2 (vgl. Fig. 1) entstehen. Aus diesen induzierten Schwingungen werden mit­tels der Schmitt-Trigger ST1, ST2 (vgl. Fig. 2) die Signalverläufe c) - von der ersteren Spule L1 abgeleitete erste Impulsfolge D1 - und d) - von der zweiten Spule L2 abgeleitete zweite Impulsfolge D2 - abgeleitet, wobei deren länger impulslose Abschnitte 24c, 24d den oben genannten, geradlinigen Abschnitten 24a, 24b entsprechen. Während des Zeitpunktes I ist das RS-Flip-Flop FF1 gesetzt und das D-­Flip-Flop FF2 zurückgesetzt. Jede ansteigende, positive Flanke der ersten Impulsfolge D1 legt den Takteingang Cl des D-Flip-Flops FF2 auf logisch "0". Das Differenzierglied DG erzeugt aus der ersten Impulsfolge D1 entsprechende nadelförmige kurze Impulse D1.1, deren Länge über die Dimensionierung des RC-Hochpasses so bemessen ist, daß das RS-Flip-Flop FF1 gerade sicher zurückgesetzt wird. Der invertierende Ausgang Q1 des RS-Flip-Flops FF1 liegt dann auf logisch "1".
  • Die darauf folgende, ansteigende positive Flanke der zwei­ten Impulsfolge D2 setzt das RS-Flip-Flop FF1, das demnach zum Zeitpunkt II gesetzt ist. Die dann folgende, abfallende Flanke der zweiten Impulsfolge D2 hat dabei keine Auswir­kung. Die nachfolgende, abfallende Flanke der ersten Im­pulsfolge D1 ergibt für den Takteingang Cl des D-Flip-Flops FF2 aufgrund des zwischengeschalteten Inverters I eine an­steigende Flanke bzw. einen positiven Impuls. Dies löst die Übernahme des Pegelzustands am Dateneingang D des Daten-­Flip-Flops FF2 nach dessen (nicht invertierenden) Ausgang Q2 aus. War der Dateneingang D vorher auf logisch "0", ändert sich der Ausgang Q2 des Daten-Flip-Flops FF2 nicht. Der darauffolgende Impuls der zweiten Impulsfolge D2 zum Zeitpunkt III hat keine Auswirkung. Das RS-Flip-Flop FF1 war zuvor gesetzt und bleibt gesetzt.
  • Zum Zeitpunkt IV wird das RS-Flip-Flop FF1 durch die über das Differenzierglied DG erzeugte Impulsfolge D1.1 zurück­gesetzt. Da nun der Setzimpuls aufgrund der zweiten Impuls­ folge D2 fehlt, liegt der Daten-Eingang D des D-Flip-Flops auf logisch "1". Mit der nächsten abfallenden Flanke der Impulsfolge D1 (vgl. Zeitpunkt V) wird über den Inverter I am Takteingang Cl des D-Flip-Flops FF2 eine Daten-Übernahme am Eingang D ausgelöst und mithin das D-Flip-Flop FF2 ge­setzt. Das bedeutet den Ausgangspegel logisch "1" am Aus­gang Q2, der den Einzelimpuls D3 pro Umdrehung des Jochrads 2 bildet (vgl. g) in Fig. 3).
  • Hieraus läßt sich folgern, daß der Einzelimpuls D3 pro Um­drehung im wesentlichen durch die Impulslücke 24d der zwei­ten Impulsfolge D2 entsteht, die im Beispiel auf die zweite, vom magnetischen Nordpolfeld durchsetzte Spule L2 basiert. Es liegt deshalb durchaus noch im Rahmen erfin­dungsgemäßer Abwandlungen, das Erkennen und die Abtastung der Lücke 6 des Jochrads 2 bzw. des impulslosen Abschnitts (Impulslücke) 24d der zweiten Impulsfolge D2 mit nur einer einzigen Spule zu bewerkstelligen.
  • Abschließend sei anhand des Flußdiagramms in Fig. 4 eine Realisierungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht: Der die Drehzahl n für eine ganze Umdre­hung des Jochrads 2 messende Funktionsmodul 16 führt je nach Drehzahlwert eine Programmverzweigung 25 durch: Liegt die Drehzahl unter 1 500 U/min, wird in den Pfad 26, andernfalls in den Pfad 27 verzweigt. Im Pfad 26 ist eine Momentandrehzahlermittelung, z. B. zwischen dem zweiten und dritten Zahnsegment (vgl. z. B. Bezugsziffern 42 und 43 in Fig. 1) nach der Zahnsegmentlücke 6 des Jochrads 2 vorgese­hen, die vom die Momentanwinkelgeschindigkeit w ermitteln­den Zählermoduls anhand des zweiten Pulssignals D2 durchgeführt wird (vgl. Funktionsblock 28 in Fig. 4). Dann erfolgt eine Abfrage 29, ob die Momentanwinkelgeschwindig­keit w bestimmte im Speichermodul 23 gem. Fig. 1 abgelegte Schwellwerte SW entsprechend vorprogrammierten Mindestdreh­zahlen übersteigt. Solchenfalls wird nach starr mit dem dritten Zahnsegment 43 erfolgter Zündung 30 (vgl. Warte­schleife 35), andernfalls ohne Zündung zum Verfahrens- bzw. Programmstartpunkt ZÜND zurückgesprungen.
  • Wird aufgrund einer NEIN-Entscheidung der Programmverzwei­gung 25 in den Pfad 27 geleitet, weil die über eine gesamte Umdrehung des Jochrads 2 ermittelte Drehzahl 1 500 U/min übersteigt, erfolgt eine Abfrage 31, ob die resultierende Drehzahl n 5 000 U/min übersteigt. Solchenfalls wird die Zündung in das von dem ersten und zweiten Zahnsegment nach der Lücke gebildete Intervall (vgl. Zahnsegmente 41 und 42 in Fig. 1) zugelassen gemäß Funktionsblock 32 mit nach­folgendem Zündblock 30. Die Zündung kann aber auch ent­sprechend dem abgelegten Betriebskennfeld innerhalb des vom zweiten und dritten Zahnsegment 42 und 43 definierten In­tervalls ausgelöst werden. Liegt die auf eine Gesamtumdre­hung bezogene Drehzahl n unter 5 000 U/min, wird die momen­tane Winkelgeschwindigkeit w im vom ersten und zweiten Zahnsegment 41, 42 nach der Lücke 6 definierten Intervall ermittelt bzw. überwacht - vgl. Funktionsblock 33. Mithin kann innerhalb des vom zweiten und dritten Zahnsegment 42 und 43 definierten Intervalls die Zündung 30 frühverstellt bis zum zweiten Zahnsegment 42 vorgenonmmn werden - vgl. Funktionsblock 34. Die Frühverstellung 32, 34 erfolgt je­weils, wie durch die im Speichermodul 19 (Fig. 1) abgeleg­ten Betriebskennfelder BKF spezifiziert.

Claims (15)

1. Induktiver Drehgeber zur Steuerung des Zündzeitpunkts von Brennkraftmaschinen, mit von einem Dauermagneten durchsetzter Spule und von einer Welle gedrehtem Jo­chrad, über dessen Umfang verteilt vorspringende, be­abstandete Zahnsegmente an den Magnetpolen zur Span­nungsinduktion vorbeibewegt werden, dadurch gekenn­zeichnet, daß die tangential benachbarten Zahn­segmente (41 bis 49) voneinander zwei unterschiedlich weite Abstände (6, 39) aufweisen, von denen einer, vorzugsweise der weitere (6), einzig zwei benachbarte Zahnsegmente (41, 49) betrifft.
2. Drehgeber nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei gesonderte Spulen (L1, L2), die je einem Magnetpol (N,S, 7, 8) zugeordnet sind.
3. Drehgeber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­net, daß der Abstand der Spulen (L1, L2) und/oder Ma­gnetpole (N, S, 7, 8) dem geringeren oder dem mehr als nur zwei Zahnsegmente (41 bis 49) betreffenden Abstand (39) entspricht.
4. Drehgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere bzw. größere Abstand (6) das doppelte des kleineren Abstands (39) beträgt.
5. Drehgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehr als zwei Zahnsegmente (41 bis 49)
6. Drehgeber nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine innerhalb eines weiten Bereichs variierte Anzahl von Zahnsegmenten, wie zum Beispiel neun Zahnsegmente (41 bis 49), von denen zwischen zweien (41, 49) ein tangentialer Abstand (6) entsprechend einem Winkel von 72°, und zwischen den sonstigen (41 bis 49) je ein Abstand (39) von 36° besteht.
7. Verfahren zur Zündung von Brennkraftmaschinen, insbe­sondere Rasenmähern, Motorsägen oder Trennschleifern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündzeitsteuerung (11) von einem Drehgeber (1) nach Anspruch 1 und 5 oder 6 Zündimpulse (D2) ableitet und damit anhand einprogranmierter Betriebskennfelder (19, BKF) ggf. verzögert oder frühverstellt ein Schaltglied (Thy) ansteuert, welches einen Kondensator (CL) über die Primärwicklung einer Zündspule (LZ) entlädt, wobei in der Startphase unterhalb einer Drehzahlgrenze (25) die Zünd-Ansteuerung abhängig von der Winkelstellung der von den weiter beabstandeten Zahnsegmenten (41, 49) gebildeten Lücke (6) des Jochrads (2) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Startdrehzahlbereich unabhängig von Drehzahl­schwankungen oder Schwankungen der Winkelgeschwindig­keit die Zündung immer in einer bestimmten Segment­radstellung erfolgt und daß nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Zündzeitpunkt drehzahlab­hängig gesteuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß in der Startphase die Ansteuerung mit oder nach dem Vorbeibewegen eines der der Lücke (6) nachfolgenden Zahnsegmente am Magnetpol, vorzugsweise des dritten Zahnsegments (43), erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß in der Startphase die Zünd-Ansteuerung abhängig von einer Winkelgeschwindigkeitsmessung (20) mittels zweier, benachbarter Zahnsegmente erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Startphase die Winkel­geschwindigkeit (w) mittels des zweiten und dritten Zahnsegments (42, 43) nach der Lücke (6) ausgezählt wird und bei deren Überschreiten eines Schwellwertes (SW) die Zünd-Ansteuerung (30) unmittelbar mit dem dritten Zahnsegment (43) nach der Lücke (6) erfolgt, daß ab einer Drehzahl (n) von mindestens 1 500 U/min die Winkelgeschwindigkeit (w) mittels des ersten und zweiten Zahnsegments (41, 42) ausgezählt wird und die Zünd-Ansteuerung (30) abhängig vom Betriebskennfeld (BKF) nach dem zweiten und vor dem vierten Zahn­segment (42, 44) erfolgt, und daß bei einer Drehzahl (n) über 5 000 U/min vor vollendeter Vorbeibewegung des zweiten Zahnsegments (42) an einem Magnetpol (N, S, 7, 8) die Zünd-Ansteuerung, (30) freigegeben wird.
12. Kondensator-Zündanordnung, gekennzeichnet durch einen Drehgeber (1) nach Anspruch 1, 2 und gegebenenfalls einem der Ansprüche 3 bis 6, insbesondere zur Durch­führung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei mittels in den beiden Spulen (L1, L2) indu­zierter Spannungshalbwellen jeweils gleicher Polari­tät ein mit einer Zündspule (LZ) verbundener Konden­sator (CL) aufgeladen und mittels eines Entlade­schalters (Thy) entsprechend einem Zündkennfeld­ programm (BKF) entladen wird, und die Halbwellen ent­gegengesetzter Polarität der beiden Spulen (L1, L2) je einem Impulsformer (IF1, IF2) zugeführt werden, deren Ausgänge in einen Impulsauswertungsteil (15) führen, welcher mit jeder vollendeten Jochrad-Umdre­hung (5) einen Einzelimpuls (D3) erzeugt, der einer absoluten Winkelstellung des Jochrads (2) entspricht.
13. Zündanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­net, daß der Impulsauswertungsteil (15) eingangs­seitig ein zustandsgesteuertes und ausgangsseitig ein taktflankengesteuertes Speicherelement (FF1, FF2) aufweist, die miteinander in Kaskade angeordnet sind, wobei das auf die eine Spule (L1) basierende Ein­gangssignal (D1) zur Übernahme-Ansteuerung (Cl) des ausgangsseitigen Speicherelements (FF2) und das auf die andere Spule (L2) basierende Eingangssignal (D2) zum Setzen des eingangsseitigen Speicherelements (FF1) dient.
14. Zündanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Einzelimpuls (D3) pro Umdrehung des Jochrads (2) einem Gesamtzeitzähler (16) für eine vollständige Umdrehung des Jochrads zugeführt wird, und das Ausgangssignal (17) des Gesamtzeitzählers (16) einen mit programmierten Zündkennfeldern (BKF) verknüpften Impuls- und Verzögerungs-Generator (18) beeinflußt, dessen Ausgangsimpulse (10) den Entlade­schalter (Thy) ansteuern.
15. Zündanordnung nach einem Anspruch 14, dadurch gekenn­zeichnet, daß dem Generatorausgang (18, 10) und dem Entladeschalter (Thy) ein Schaltelement (22) zwischengeschaltet ist, welches von einem Zeitzähler (20) zur Messung der Momentanwinkelgeschwindigkeit (w) anhand zweier benachbarter Zahnsegmente (42, 43) angesteuert wird nach Maßgabe programmierter Schwell­werte (SW) entsprechend vorgegebener Mindestdreh­zahlen.
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