EP4224007A1 - Ignition circuit for a combustion engine - Google Patents

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EP4224007A1
EP4224007A1 EP22155636.8A EP22155636A EP4224007A1 EP 4224007 A1 EP4224007 A1 EP 4224007A1 EP 22155636 A EP22155636 A EP 22155636A EP 4224007 A1 EP4224007 A1 EP 4224007A1
Authority
EP
European Patent Office
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speed
combustion engine
ignition
internal combustion
crankshaft
Prior art date
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Pending
Application number
EP22155636.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Florian SCHUMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Andreas Stihl AG and Co KG
Original Assignee
Andreas Stihl AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Andreas Stihl AG and Co KG filed Critical Andreas Stihl AG and Co KG
Priority to EP22155636.8A priority Critical patent/EP4224007A1/en
Priority to US18/165,763 priority patent/US20230250789A1/en
Priority to CN202310097155.0A priority patent/CN116576055A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1504—Digital data processing using one central computing unit with particular means during a transient phase, e.g. acceleration, deceleration, gear change
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1012—Engine speed gradient
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1508—Digital data processing using one central computing unit with particular means during idling

Definitions

  • the invention relates to an ignition circuit for an internal combustion engine with a spark plug arranged in a combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the combustion chamber is delimited by a piston, which is moved back and forth between a top dead center and a bottom dead center and drives a crankshaft in rotation via a connecting rod.
  • the internal combustion engine has an intake duct in which a control element for metering combustion air is provided on the one hand when the internal combustion engine is idling and on the other hand when the internal combustion engine is accelerating. In the case of idling, a first amount of combustion air is supplied. In the event of acceleration, a second amount of combustion air is supplied. The second amount of combustion air supplied is greater than the first amount of combustion air supplied.
  • An ignition spark is triggered at the spark plug at an ignition time by means of an electronic control circuit as a function of a crankshaft angle of the crankshaft in order to burn off a mixture compressed in the combustion chamber.
  • the ignition point can be changed by the ignition circuit depending on the operating state (idle case, acceleration case) of the internal combustion engine, with the control circuit being provided with at least one ignition point for idling and at least one ignition point for acceleration.
  • the ignition point is adjusted to "advanced" in particular in order to achieve efficient combustion of the compressed mixture and thus good acceleration and a rapid increase in engine speed.
  • the speed of the internal combustion engine is increased by changing the amount of combustion air supplied and by increasing the fuel supply, for which purpose at least the control element provided in the intake duct for metering combustion air is adjusted.
  • the control circuit is expedient to switch the ignition timing from z. B. "late” to suitably “early” run. To this end, it is known to monitor the increase in speed of the internal combustion engine so that the control circuit sets an "advanced" ignition point as soon as the opening of the throttle valve causes the speed to rise above a predetermined speed value and can be detected by the ignition circuit.
  • the "retarded" ignition timing set when idling and the associated inefficient combustion have the disadvantage that when the operating state changes from idling to when accelerating, the speed of the internal combustion engine increases only slowly. Only when the speed of the internal combustion engine exceeds the specified limit value of a speed does the control circuit switch to an "advanced" ignition point for acceleration. The internal combustion engine accelerates slowly and with a delay.
  • the invention is based on the object of designing an ignition circuit for an internal combustion engine in such a way that the internal combustion engine accelerates powerfully and quickly from idling. Furthermore, a method for early changeover of the ignition timing to the acceleration case.
  • An ignition circuit according to the invention for an internal combustion engine is designed according to the features of claim 1 and solves the task.
  • Claim 8 specifies a method for early switching of the ignition timing to the case of acceleration.
  • the current speed is monitored over a specified crankshaft angle range. Any drop in rotational speed of the crankshaft that occurs within the specified crankshaft angle range is recorded as a value.
  • This can e.g. B. by the current speed of the crankshaft at the beginning of the crankshaft angle range and the current speed of the crankshaft at the end of the crankshaft angle range are detected and the control circuit is designed to determine in particular the amount of the difference between the two detected values as a speed drop.
  • the value of the determined drop in speed is compared with a predetermined value of a drop in speed, with the control circuit preferably immediately switching to an ignition point for the case of acceleration when the predetermined value of the drop in speed is exceeded.
  • the rapid switchover to an ignition point for the case of acceleration in particular to an "advanced" ignition point, caused by the control circuit as a function of the speed drop in the speed of the crankshaft in the compression stroke of the internal combustion engine, causes a significantly better acceleration of the internal combustion engine to a higher speed.
  • the switchover to the ignition timing for the case of acceleration takes place only after an increase in speed due to the opening of the throttle valve, according to the subject
  • the ignition point is switched over to the case of acceleration, advantageously to an “early” ignition point, which is already carried out before the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine increases.
  • a faster response of the internal combustion engine to a change in the operating state is achieved, namely from the idling operating state to the accelerating operating state.
  • the control circuit recognizes the change in the operating state of the combustion engine in the first compression stroke due to a significant drop in speed.
  • the significant drop in crankshaft speed is due to the increased compression work of the piston due to the larger quantity of combustion air supplied.
  • the significant drop in speed is an indication of the changed operating condition of the internal combustion engine, so that ideally the control circuit can already set the ignition point for the next compression stroke for the case of acceleration, i.e. it can expediently shift the ignition point "advanced".
  • a speed drop that is currently detected can be compared directly with a specified limit value of a speed drop. If the detected drop in speed of a work cycle exceeds the specified limit value of a drop in speed, the system switches to the ignition timing for the case of acceleration. It may be useful to calculate an average of the current drop in speed from several work cycles, e.g. B. 2 to 5 cycles to form and compare with the specified limit.
  • a difference between a current speed drop in the monitored crankshaft angle range and the speed increase in a previous working cycle of the monitored crankshaft angle range can also be formed.
  • the difference formed is compared with a predetermined limit value ⁇ n G . If the difference formed is greater than the specified limit value ⁇ n G , the system switches to the ignition point for the acceleration case. It can be useful to provide the drop in speed from a previous work cycle as a moving average and to form the drop in speed from several previous work cycles, e.g. from 2 to 5, in particular 3 working cycles.
  • a changing limit value instead of a predetermined constant limit value as a comparison variable, it can be expedient to use a changing limit value. So the changing limit value from a moving average of the speed drop from more than two work cycles plus a speed jump of z. B. 100 1/min can be formed. This makes the comparison more independent of closed throttle RPM, which can vary from engine to engine or depending on idle setting.
  • the detection of the drop in speed and the comparison to determine a significant drop in speed preferably takes place in an extended speed range of approximately 1,500 rpm to 3,500 rpm, which is relevant for idling.
  • the specified crankshaft angle range is selected such that the compression stroke of the internal combustion engine is at least partially within the specified crankshaft angle range.
  • the crankshaft angle range can advantageously extend over a crankshaft angle of up to 300°.
  • the specified crankshaft angle range expediently extends over a crankshaft angle of no more than 180° CA.
  • the predetermined crankshaft angle range extends in the direction of rotation of the crankshaft at least between the bottom dead center of the piston and at least the top dead center of the piston. The speed drop caused by the compression work of the piston is most pronounced in this crankshaft angle range.
  • the crankshaft angle range can extend up to the point of ignition of the compressed mixture.
  • the internal combustion engine can be a two-stroke engine.
  • the internal combustion engine is designed as a four-stroke engine.
  • the two-stroke engine has one compression stroke per crankshaft revolution.
  • the working cycle of a two-stroke engine corresponds to a rotation of the crankshaft through a crankshaft angle of 360°.
  • the four-stroke engine has a compression stroke every second revolution of the crankshaft.
  • the working cycle of a four-stroke engine corresponds to a rotation of the crankshaft through a crankshaft angle of 720°.
  • control circuit is designed to detect a speed drop that occurs in a number of working cycles of the internal combustion engine.
  • the control circuit is also designed to derive the value of the predetermined speed drop from an average value of the recorded values of the speed drops.
  • the specified value of the speed drop which when exceeded causes the switchover to the acceleration case to take place, can therefore be a floating value or a fixed value.
  • the subject of the invention also relates to a method for switching over an ignition point in a spark-ignited internal combustion engine with a spark plug arranged in a combustion chamber of the internal combustion engine and a piston which compresses a fuel/air mixture supplied to the combustion chamber on its way from bottom dead center to top dead center, the supplied combustion air is metered depending on the operating state of the internal combustion engine via an intake duct with a control element.
  • a speed drop that occurs during a compression stroke is detected and the detected Speed drop compared with a predetermined speed drop. If the detected speed drop exceeds the limit value of the specified speed drop, an ignition point for the case of acceleration, e.g. B. switched to an "early" ignition point for the case of acceleration.
  • the user's desire for acceleration can already be recognized in the first compression stroke of the piston based on the drop in speed that occurs and the ignition point can be adjusted accordingly for acceleration.
  • the desire to accelerate is already recognized and the ignition point is switched over to the case of acceleration.
  • the speed drop is expediently recorded in a crankshaft angle range of up to 300°.
  • the crankshaft angle range is selected so that it covers at least the bottom dead center of the piston and at least the top dead center of the piston.
  • the specified value of the speed drop can therefore be a floating value or a fixed value.
  • the working device 1 is a motor chain saw with a saw chain 3 ′ running on the guide rail 3 .
  • the motor chain saw is selected as an example from a large number of possible tools such as blowers, brush cutters, hedge trimmers or similar hand-held, especially portable tools.
  • the internal combustion engine 2 shown is a two-stroke engine; alternatively, a four-stroke engine, in particular a mixture-lubricated four-stroke engine, can also be used to drive the working device 1 .
  • the invention below is applicable to both two-stroke engines and four-stroke engines.
  • the internal combustion engine 2 has a cylinder 5 with a combustion chamber 4 which is delimited by a piston 6 .
  • the piston 6 moves back and forth between a top dead center OT and a bottom dead center UT.
  • the fuel/air mixture sucked in via an intake channel 7 flows into the combustion chamber 4 and is compressed in a compression stroke by the piston 6 moving in the direction 50 to top dead center OT.
  • the compressed mixture is ignited by the spark of a spark plug 21 in the combustion chamber 4, whereby the piston 4 moves accelerated downwards in the direction of the bottom dead center UT.
  • the piston 4 moving back and forth between the top dead center OT and the bottom dead center UT drives a crankshaft 9 of the internal combustion engine 2 in rotation in the direction of rotation 31 via a connecting rod 8 .
  • the crankshaft 9 drives a tool of the working device 1 , in the present embodiment the saw chain 3 ′ running on the guide rail 3 .
  • the speed of the internal combustion engine 2 is determined by the supplied quantity and richness of the fuel/air mixture, which is metered via a carburetor 10 in the exemplary embodiment.
  • the fuel supplied can also be supplied via a fuel valve or an injection valve.
  • a flap control can be provided for metering the necessary combustion air.
  • at least one throttle flap 11 is provided in the carburetor 10, which 1 in a closed position is shown in phantom.
  • the intake channel 7 When the throttle valve 11 is in the idle position, the intake channel 7 is closed by the throttle valve 11 .
  • the combustion air required for stable idling flows through a small opening in the throttle valve 11 or a bypass into the intake port 7 and is sucked into the combustion chamber 4 together with fuel as a fuel/air mixture.
  • the intake channel 7 In the dot-dash position of the throttle valve 11 ′, the intake channel 7 is fully open, so that a large amount of combustion air for the fuel/air mixture can be sucked into the combustion chamber 4 .
  • the position of the throttle valve 11, 11' can be changed by an actuating element 13 via a lever arrangement 12.
  • the actuator 13 is in the embodiment held in the handle 14 of the implement 1 pivoted.
  • the actuating element 13 can be designed as a gas lever of the internal combustion engine 2 .
  • the spark plug 21 is controlled by an ignition circuit 20 in order to emit an ignition spark depending on the crankshaft angle °KW of the crankshaft 9 .
  • the ignition point ZZP can basically be dependent on the operating state of the internal combustion engine 2 and the crankshaft angle °KW of the crankshaft 9, i. H. the actual angular position of the crankshaft 9 and thus the stroke position of the piston 6.
  • a sensor 15 can be provided, for example, which is designed as a speed sensor.
  • the sensor 15 is arranged on the crankshaft 9 and scans its angular position.
  • the combination of the sensor 15 with the crankshaft 9 can be designed in such a way that the sensor 15 emits an output signal each time the crankshaft rotates by 1° CA.
  • the sensor 15 then emits exactly 360 output signals over a crankshaft rotation of 360° CA.
  • the output signals of the sensor 15 are fed to an input circuit 17 of the ignition circuit 20 via a signal line 16 .
  • the rotational speed of the crankshaft 9 and, on the other hand, the rotational position of the crankshaft 9, namely the crankshaft angle °KW of the crankshaft 9, are determined on the basis of the output signals received from the sensor 15.
  • This information is supplied to a control circuit 19 of the ignition circuit 20 via an output 18 .
  • the ignition point ZZP of the spark plug 8 is controlled by the control circuit 19 on the basis of the speed signal and the angle signal.
  • the control circuit 19 is advantageously provided with a first ignition point ZZP L for when the internal combustion engine 2 is idling and a second ignition point ZZP B for when the internal combustion engine 2 accelerates or is at full load.
  • the ignition times ZZP L and ZZP B are advantageously made available to the control circuit 19 from a memory 22 .
  • An ignition point ZZP L for idling can be at 15 °CA before TDC up to 0 °CA lie OT.
  • An ignition point ZZP B for an acceleration case or full load case can be at 20° CA before TDC to 40° CA before TDC. It can be expedient to provide several ignition times for idling and several ignition times for acceleration.
  • ignition characteristic curves are stored in memory 22, which provide ignition timing ZZP that is adapted as a function of the rotational speed of crankshaft 9.
  • the speed curve 40 when the internal combustion engine 2 is idling is im 2 shown.
  • the idle speed is between 2,000 and 3,000 rpm, for example.
  • a Speed drop ⁇ n which in 2 is shown as ⁇ n to .
  • Such a speed drop ⁇ n to can reach the value of 125 1/min, for example.
  • the ignition is shown schematically in the dashed curve 45 drawn in below the speed curve 40 . In the case of idling, a later ignition point is provided.
  • the control circuit 19 triggers an ignition spark at the spark plug 21, which leads to the ignition of the compressed fuel/air mixture.
  • the speed N of the internal combustion engine 2 then increases again, only to drop again in a subsequent compression stroke due to the compression work performed.
  • the speed profile 40 is shown when the internal combustion engine 2 is accelerating.
  • the engine speed is between 7,000 and 11,000 rpm.
  • the maximum speed is 8,000 rpm to 15,000 rpm.
  • the throttle flap 11 is pivoted into the open position of the throttle flap 11', for example by pressing it down of the actuating element 13 in the handle 14 of the working device 1, the intake channel 7 is fully open.
  • the intake port 7 is completely open, a large amount of combustion air can flow into the combustion chamber 4, to which a correspondingly large amount of fuel is supplied to form an ignitable fuel/air mixture.
  • the amount of combustion air flowing into the combustion chamber 4 when the throttle flap 11' is in the open position is greater than the amount of combustion air flowing into the combustion chamber 4 when the internal combustion engine 2 is idling.
  • the quantity of combustion air flowing in when the throttle valve 11' is in the open position is in particular a multiple of the quantity of combustion air which flows to the internal combustion engine 2 when idling.
  • the greater speed drop ⁇ n zu that occurs due to the greater compression work performed can have a value of 260 1/min, for example. If the large quantity of fuel/air mixture in the combustion chamber 4 in the area of top dead center TDC is ignited when accelerating, the speed increases sharply above the idling speed.
  • the control circuit 19 controls the ignition point ZZP of the spark plug 21 according to the advantageously predetermined ignition point ZZP B for the case of acceleration.
  • the course of the rotational speed N of the crankshaft 9 is monitored in the compression stroke over a predetermined crankshaft angle range 30 .
  • the monitoring of the engine speed for switching over the ignition point is provided in an engine speed range of about 1500 rpm to 3500 rpm, which is relevant for idling.
  • the speed drop ⁇ n zu occurring in the compression stroke in the predetermined crankshaft angle range 30 is recorded as a value.
  • the speed drop ⁇ n to is reported in the ignition circuit 20 as a speed drop ⁇ n to a monitoring circuit 23 and the value of the detected speed drop ⁇ n is fed to a comparator 24 .
  • the comparator 24 directly compares the value of the speed drop ⁇ n detected in the specified crankshaft angle range 30 with a specified limit value ⁇ n G , which is advantageously stored in the comparator 24 .
  • the value of such a limit value ⁇ n G can be a constant of 200 rpm, for example.
  • the comparator 24 If the recorded value of the speed drop ⁇ n, in the case of the open throttle valve 11 that is the speed drop ⁇ n o ( 3 ), equal to or greater than the predetermined limit value .DELTA.n G , the comparator 24 outputs a signal on the control line 25. If the control circuit 19 receives the signal from the comparator 24, the control circuit immediately switches to an ignition point ZZP B for the case of acceleration. This is schematic in 4 played back.
  • the predetermined speed drop ⁇ n G provided as a limit value is advantageously compared directly with the current speed drop ⁇ n or ⁇ n o or ⁇ n zu .
  • the specified limit value of the speed drop ⁇ n G is selected in such a way that switching to the ignition point for acceleration is avoided in the event of speed noise.
  • the speed drop ⁇ n G can also be provided as a moving average. So the drop in speed .DELTA.n n-1 of a previous work cycle from the mean value of z. B. 2 to 5 previous work cycles, in particular three work cycles are averaged. In this way, individual outliers or noise can be smoothed out.
  • the limit value of the speed drop ⁇ n G can advantageously be selected closer to zero,
  • the case of acceleration of the internal combustion engine 2 can be recognized significantly earlier, before the case of acceleration can be recognized from the increase in rotational speed of the crankshaft 9 .
  • the reaction of the internal combustion engine 2 to an opening of the throttle flap 11, 11′ takes place significantly more quickly than with a controller that switches to an ignition point ZZP for the case of acceleration based on an increase in engine speed.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung für einen Verbrennungsmotor (2), wobei der Kolben (6) zwischen einem oberen Totpunkt (OT) und einem unteren Totpunkt (UT) hin und her bewegt ist und über einen Pleuel (8) eine Kurbelwelle (9) antreibt. Über einen Ansaugkanal (7) wird Verbrennungsluft zugemessen. Eine Steuerschaltung (19) stellt einen Zündzeitpunkt (ZZPL) für den Leerlauffall und einen Zündzeitpunkt (ZZPB) für den Beschleunigungsfall bereit. Um eine frühzeitige Umschaltung auf einen Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall umzustellen ist vorgesehen, die Drehzahl (N) der Kurbelwelle (9) über einen Kurbelwellenwinkelbereich (30) zu überwachen und den Wert eines Drehzahlabfall (Δn) zu erfassen. Der Wert des erfassten Drehzahlabfalls (Δn) wird mit einem vorgegebenen Wert eines Drehzahlabfalls (Δn<sub>G</sub>) verglichen, und bei Überschreiten des vorgegebenen Wertes (Δn<sub>G</sub>) des Drehzahlabfalls (Δn) auf den Zündzeitpunkt (ZZPB) für den Beschleunigungsfall umgeschaltet.The invention relates to an ignition circuit for an internal combustion engine (2), the piston (6) being moved back and forth between a top dead center (TDC) and a bottom dead center (BDC) and driving a crankshaft (9) via a connecting rod (8). . Combustion air is metered in via an intake duct (7). A control circuit (19) provides an ignition point (ZZPL) for idling and an ignition point (ZZPB) for acceleration. In order to change over early to an ignition point for acceleration, the speed (N) of the crankshaft (9) is monitored over a crankshaft angle range (30) and the value of a speed drop (Δn) is recorded. The value of the detected speed drop (Δn) is compared with a specified value of a speed drop (Δn<sub>G</sub>), and if the specified value (Δn<sub>G</sub>) of the speed drop (Δn) is exceeded switched to the ignition point (ZZPB) for the acceleration case.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung für einen Verbrennungsmotor mit einer in einem Brennraum des Verbrennungsmotors angeordneten Zündkerze. Der Brennraum ist von einem Kolben begrenzt, der zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin und her bewegt ist und über einen Pleuel eine Kurbelwelle drehend antreibt. Der Verbrennungsmotor weist einen Ansaugkanal auf, in dem ein Steuerelement zur Zumessung von Verbrennungsluft einerseits für den Leerlauffall des Verbrennungsmotors und andererseits für einen Beschleunigungsfall des Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Im Leerlauffall wird eine erste Menge an Verbrennungsluft zugeführt. Im Beschleunigungsfall wird eine zweite Menge an Verbrennungsluft zugeführt. Die zweite Menge der zugeführten Verbrennungsluft ist größer als die erste Menge der zugeführten Verbrennungsluft.The invention relates to an ignition circuit for an internal combustion engine with a spark plug arranged in a combustion chamber of the internal combustion engine. The combustion chamber is delimited by a piston, which is moved back and forth between a top dead center and a bottom dead center and drives a crankshaft in rotation via a connecting rod. The internal combustion engine has an intake duct in which a control element for metering combustion air is provided on the one hand when the internal combustion engine is idling and on the other hand when the internal combustion engine is accelerating. In the case of idling, a first amount of combustion air is supplied. In the event of acceleration, a second amount of combustion air is supplied. The second amount of combustion air supplied is greater than the first amount of combustion air supplied.

Mittels einer elektronischen Steuerschaltung wird in Abhängigkeit eines Kurbelwellenwinkels der Kurbelwelle zu einem Zündzeitpunkt an der Zündkerze ein Zündfunken ausgelöst, um ein im Brennraum verdichtetes Gemisch abzubrennen. Der Zündzeitpunkt ist in Abhängigkeit vom Betriebszustand (Leerlauffall, Beschleunigungsfall) des Verbrennungsmotors durch die Zündschaltung veränderbar, wobei der Steuerschaltung zumindest ein Zündzeitpunkt für den Leerlauffall und zumindest ein Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall bereitgestellt sind.An ignition spark is triggered at the spark plug at an ignition time by means of an electronic control circuit as a function of a crankshaft angle of the crankshaft in order to burn off a mixture compressed in the combustion chamber. The ignition point can be changed by the ignition circuit depending on the operating state (idle case, acceleration case) of the internal combustion engine, with the control circuit being provided with at least one ignition point for idling and at least one ignition point for acceleration.

Im Leerlauffall des Verbrennungsmotors ist oft ein "später" Zündzeitpunkt eingestellt. Darüber hinaus ist im Leerlauf die Verbrennung des Gemischs im Brennraum von Zyklus zu Zyklus unregelmäßig und oft ineffizient. Der Leerlauf ist so gesteuert, dass möglichst geringe Drehzahlschwankungen auftreten.When the internal combustion engine is idling, a "retarded" ignition point is often set. In addition, at idle, combustion of the mixture in the combustion chamber is erratic from cycle to cycle and often inefficient. The idling is controlled in such a way that the speed fluctuations are as small as possible.

Im Beschleunigungsfall wird der Zündzeitpunkt insbesondere auf "früh" verstellt, um eine effiziente Verbrennung des verdichteten Gemisches und damit eine gute Beschleunigung und rasche Erhöhung der Drehzahl zu erreichen.In the event of acceleration, the ignition point is adjusted to "advanced" in particular in order to achieve efficient combustion of the compressed mixture and thus good acceleration and a rapid increase in engine speed.

Die Drehzahl des Verbrennungsmotors wird durch Änderung der zugeführten Menge an Verbrennungsluft und eine erhöhte Kraftstoffzufuhr erhöht, wozu zumindest das im Ansaugkanal vorgesehene Steuerelement zur Zumessung von Verbrennungsluft verstellt wird. Für eine Beschleunigung wird zweckmäßig die Steuerschaltung die Umschaltung des Zündzeitpunktes von z. B. "spät" auf zweckmäßig "früh" ausführen. Hierzu ist bekannt, den Drehzahlanstieg des Verbrennungsmotors zu überwachen, damit die Steuerschaltung einen "frühen" Zündzeitpunkt dann einstellt, sobald aufgrund der Öffnung der Drosselklappe ein Drehzahlanstieg über einen vorgegebenen Drehzahlwert hinaus auftritt und von der Zündschaltung festgestellt werden kann.The speed of the internal combustion engine is increased by changing the amount of combustion air supplied and by increasing the fuel supply, for which purpose at least the control element provided in the intake duct for metering combustion air is adjusted. For acceleration, the control circuit is expedient to switch the ignition timing from z. B. "late" to suitably "early" run. To this end, it is known to monitor the increase in speed of the internal combustion engine so that the control circuit sets an "advanced" ignition point as soon as the opening of the throttle valve causes the speed to rise above a predetermined speed value and can be detected by the ignition circuit.

Der im Leerlauffall eingestellte "späte" Zündzeitpunkt und die damit verbundene ineffiziente Verbrennung haben allerdings den Nachteil, dass bei einem Wechsel des Betriebszustandes aus dem Leerlauf in den Beschleunigungsfall die Drehzahl des Verbrennungsmotors nur langsam anwächst. Erst wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors den vorgegebenen Grenzwert einer Drehzahl überschreitet, schaltet die Steuerschaltung auf einen "frühen" Zündzeitpunkt für die Beschleunigung um. Der Verbrennungsmotor beschleunigt langsam und mit Verzögerung.However, the "retarded" ignition timing set when idling and the associated inefficient combustion have the disadvantage that when the operating state changes from idling to when accelerating, the speed of the internal combustion engine increases only slowly. Only when the speed of the internal combustion engine exceeds the specified limit value of a speed does the control circuit switch to an "advanced" ignition point for acceleration. The internal combustion engine accelerates slowly and with a delay.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Zündschaltung für einen Verbrennungsmotor derart auszubilden, dass der Verbrennungsmotor kraftvoll und schnell aus dem Leerlauf heraus beschleunigt. Ferner soll ein Verfahren zur frühzeitigen Umschaltung des Zündzeitpunktes auf den Beschleunigungsfall angegeben werden.The invention is based on the object of designing an ignition circuit for an internal combustion engine in such a way that the internal combustion engine accelerates powerfully and quickly from idling. Furthermore, a method for early changeover of the ignition timing to the acceleration case.

Eine erfindungsgemäße Zündschaltung für einen Verbrennungsmotor ist nach den Merkmalen des Anspruchs 1 ausgebildet und löst die gestellte Aufgabe.An ignition circuit according to the invention for an internal combustion engine is designed according to the features of claim 1 and solves the task.

Ein Verfahren zur frühzeitigen Umschaltung des Zündzeitpunktes auf den Beschleunigungsfall ist im Anspruch 8 angegeben.Claim 8 specifies a method for early switching of the ignition timing to the case of acceleration.

Im Leerlauffall des Verbrennungsmotors wird die aktuelle Drehzahl über einen vorgegebenen Kurbelwellenwinkelbereich überwacht. Innerhalb des vorgegebenen Kurbelwellenwinkelbereichs wird ein auftretender Drehzahlabfall der Kurbelwelle als Wert erfasst. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass die aktuelle Drehzahl der Kurbelwelle am Anfang des Kurbelwellenwinkelbereichs und die aktuelle Drehzahl der Kurbelwelle am Ende des Kurbelwellenwinkelbereichs erfasst werden und die Steuerschaltung ausgebildet ist, insbesondere den Betrag der Differenz der beiden erfassten Werte als Drehzahlabfall zu bestimmen.When the internal combustion engine is idling, the current speed is monitored over a specified crankshaft angle range. Any drop in rotational speed of the crankshaft that occurs within the specified crankshaft angle range is recorded as a value. This can e.g. B. by the current speed of the crankshaft at the beginning of the crankshaft angle range and the current speed of the crankshaft at the end of the crankshaft angle range are detected and the control circuit is designed to determine in particular the amount of the difference between the two detected values as a speed drop.

Der Wert des bestimmten Drehzahlabfalls wird mit einem vorgegebenen Wert eines Drehzahlabfalls verglichen, wobei bei Überschreiten des vorgegebenen Wertes des Drehzahlabfalls die Steuerschaltung vorzugsweise unmittelbar auf einen Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall umschaltet.The value of the determined drop in speed is compared with a predetermined value of a drop in speed, with the control circuit preferably immediately switching to an ignition point for the case of acceleration when the predetermined value of the drop in speed is exceeded.

Die in Abhängigkeit des Drehzahlabfalls der Drehzahl der Kurbelwelle im Verdichtungstakt des Verbrennungsmotors durch die Steuerschaltung bewirkte rasche Umschaltung auf einen Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall, insbesondere auf einen Zündzeitpunkt "früh", bewirkt eine signifikant bessere Beschleunigung des Verbrennungsmotors auf eine höhere Drehzahl. Gegenüber dem Stand der Technik, bei dem die Umschaltung auf den Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall erst nach einem sich aufgrund der Öffnung der Drosselklappe eingestellten Drehzahlanstieg erfolgt, wird nach dem Gegenstand der Erfindung eine Umschaltung des Zündzeitpunktes auf den Beschleunigungsfall, vorteilhaft auf einen Zündzeitpunkt "früh", bereits vor einem Drehzahlanstieg der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ausgeführt.The rapid switchover to an ignition point for the case of acceleration, in particular to an "advanced" ignition point, caused by the control circuit as a function of the speed drop in the speed of the crankshaft in the compression stroke of the internal combustion engine, causes a significantly better acceleration of the internal combustion engine to a higher speed. Compared to the prior art, in which the switchover to the ignition timing for the case of acceleration takes place only after an increase in speed due to the opening of the throttle valve, according to the subject According to the invention, the ignition point is switched over to the case of acceleration, advantageously to an “early” ignition point, which is already carried out before the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine increases.

Nach der Erfindung wird ein schnelleres Ansprechen des Verbrennungsmotors auf eine Änderung des Betriebszustandes erreicht, nämlich aus dem Betriebszustand Leerlauf in den Betriebszustand Beschleunigung. Bereits bei einer Zunahme der zugeführten Menge an Verbrennungsluft durch Verstellen des Steuerelementes im Ansaugkanal (beispielsweise einer Drosselklappe) erkennt die Steuerschaltung im ersten Verdichtungstakt die Änderung des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors aufgrund eines signifikanten Abfalls der Drehzahl. Der signifikante Abfall der Drehzahl der Kurbelwelle ist bedingt durch die erhöhte Verdichtungsarbeit des Kolbens aufgrund der größeren Menge an zugeführter Verbrennungsluft. Der signifikante Abfall der Drehzahl ist ein Indiz für den geänderten Betriebszustand des Verbrennungsmotors, so dass die Steuerschaltung im Idealfall bereits für den nächsten Verdichtungstakt den Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall einstellen kann, also zweckmäßig den Zündzeitpunkt nach "früh" verschieben kann.According to the invention, a faster response of the internal combustion engine to a change in the operating state is achieved, namely from the idling operating state to the accelerating operating state. Even if the amount of combustion air supplied increases by adjusting the control element in the intake duct (e.g. a throttle flap), the control circuit recognizes the change in the operating state of the combustion engine in the first compression stroke due to a significant drop in speed. The significant drop in crankshaft speed is due to the increased compression work of the piston due to the larger quantity of combustion air supplied. The significant drop in speed is an indication of the changed operating condition of the internal combustion engine, so that ideally the control circuit can already set the ignition point for the next compression stroke for the case of acceleration, i.e. it can expediently shift the ignition point "advanced".

Es gibt mehrere Möglichkeiten zur Feststellung des Beschleunigungsfalls durch die Auswertung des Drehzahlabfalls in einem überwachten Kurbelwellenwinkelbereich.There are several ways of determining the case of acceleration by evaluating the speed drop in a monitored crankshaft angle range.

So kann ein aktuell festgestellter Drehzahlabfall direkt mit einem vorgegebenen Grenzwert eines Drehzahlabfalls verglichen werden. Übersteigt der festgestellte Drehzahlabfall eines Arbeitszyklus den vorgegebenen Grenzwert eines Drehzahlabfalls, wird auf den Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall umgeschaltet. Es kann zweckmäßig sein, einen Mittelwert des aktuellen Drehzahlabfalls aus mehreren Arbeitszyklen, z. B. 2 bis 5 Arbeitszyklen, zu bilden und mit dem vorgegebenen Grenzwert zu vergleichen.In this way, a speed drop that is currently detected can be compared directly with a specified limit value of a speed drop. If the detected drop in speed of a work cycle exceeds the specified limit value of a drop in speed, the system switches to the ignition timing for the case of acceleration. It may be useful to calculate an average of the current drop in speed from several work cycles, e.g. B. 2 to 5 cycles to form and compare with the specified limit.

Auch kann eine Differenz eines aktuellen Drehzahlabfalls im überwachten Kurbelwellenwinkelbereich mit dem Drehzahlanfall eines vorhergehenden Arbeitsspiels des überwachten Kurbelwellenwinkelbereichs gebildet werden. Die gebildete Differenz wird mit einem vorgegebenen Grenzwert ΔnG verglichen. Ist die gebildete Differenz größer als der vorgegebene Grenzwert ΔnG, wird auf den Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall umgeschaltet. Es kann zweckmäßig sein, den Drehzahlabfall eines vorhergehenden Arbeitsspiels als gleitenden Mittelwert vorzusehen und den Drehzahlabfall aus mehreren vorhergehenden Arbeitszyklen zu bilden, z .B. aus 2 bis 5, insbesondere 3 Arbeitszyklen.A difference between a current speed drop in the monitored crankshaft angle range and the speed increase in a previous working cycle of the monitored crankshaft angle range can also be formed. The difference formed is compared with a predetermined limit value Δn G . If the difference formed is greater than the specified limit value Δn G , the system switches to the ignition point for the acceleration case. It can be useful to provide the drop in speed from a previous work cycle as a moving average and to form the drop in speed from several previous work cycles, e.g. from 2 to 5, in particular 3 working cycles.

Anstelle eines vorgegebenen konstanten Grenzwertes als Vergleichsgröße kann es zweckmäßig sein, einen sich ändernden Grenzwert anzuwenden. So kann der sich ändernde Grenzwert aus einem gleitenden Mittelwert des Drehzahlabfalls aus mehr als zwei Arbeitszyklen plus einem Drehzahlsprung von z. B. 100 1/min gebildet werden. Dadurch wird der Vergleich unabhängiger von der Drehzahl bei geschlossener Drosselklappe, die von Motor zu Motor oder je nach Leerlaufeinstellung variieren kann.Instead of a predetermined constant limit value as a comparison variable, it can be expedient to use a changing limit value. So the changing limit value from a moving average of the speed drop from more than two work cycles plus a speed jump of z. B. 100 1/min can be formed. This makes the comparison more independent of closed throttle RPM, which can vary from engine to engine or depending on idle setting.

Die Erfassung des Drehzahlabfalls und der Vergleich zur Feststellung eines signifikanten Drehzahlabfalls erfolgt vorzugsweise in einem für den Leerlauf relevanten erweiterten Drehzahlbereich von etwa 1.500 1/min bis 3.500 1/min.The detection of the drop in speed and the comparison to determine a significant drop in speed preferably takes place in an extended speed range of approximately 1,500 rpm to 3,500 rpm, which is relevant for idling.

Der vorgegebene Kurbelwellenwinkelbereich ist so gewählt, dass der Verdichtungstakt des Verbrennungsmotors zumindest teilweise in dem vorgegebenen Kurbelwellenwinkelbereich liegt. Der Kurbelwellenwinkelbereich kann sich vorteilhaft über einen Kurbelwellenwinkel von bis zu 300° erstrecken. Zweckmäßig erstreckt sich der vorgegebene Kurbelwellenwinkelbereich über einen Kurbelwellenwinkel von nicht mehr als 180°KW. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der vorgegebene Kurbelwellenwinkelbereich in Drehrichtung der Kurbelwelle zumindest zwischen dem unteren Totpunkt des Kolbens und zumindest dem oberen Totpunkt des Kolbens. In diesem Kurbelwellenwinkelbereich ist der durch die Verdichtungsarbeit des Kolbens bedingte Drehzahlabfall am stärksten ausgeprägt. In einer alternativen Ausführungsform kann sich der Kurbelwellenwinkelbereich bis zum Zündzeitpunkt des verdichteten Gemisches erstrecken.The specified crankshaft angle range is selected such that the compression stroke of the internal combustion engine is at least partially within the specified crankshaft angle range. The crankshaft angle range can advantageously extend over a crankshaft angle of up to 300°. The specified crankshaft angle range expediently extends over a crankshaft angle of no more than 180° CA. In a particular embodiment of the invention, the predetermined crankshaft angle range extends in the direction of rotation of the crankshaft at least between the bottom dead center of the piston and at least the top dead center of the piston. The speed drop caused by the compression work of the piston is most pronounced in this crankshaft angle range. In an alternative embodiment, the crankshaft angle range can extend up to the point of ignition of the compressed mixture.

Der Verbrennungsmotor kann ein Zweitaktmotor sein. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist der Verbrennungsmotor als Viertaktmotor ausgebildet. Der Zweitaktmotor hat pro Kurbelwellenumdrehung einen Verdichtungstakt. Der Arbeitszyklus eines Zweitaktmotors entspricht einer Drehung der Kurbelwelle über einen Kurbelwellenwinkel von 360°. Der Viertaktmotor hat jede zweite Kurbelwellenumdrehung einen Verdichtungstakt. Der Arbeitszyklus eines Viertaktmotors entspricht einer Drehung der Kurbelwelle über einen Kurbelwellenwinkel von 720°.The internal combustion engine can be a two-stroke engine. In a special embodiment of the invention, the internal combustion engine is designed as a four-stroke engine. The two-stroke engine has one compression stroke per crankshaft revolution. The working cycle of a two-stroke engine corresponds to a rotation of the crankshaft through a crankshaft angle of 360°. The four-stroke engine has a compression stroke every second revolution of the crankshaft. The working cycle of a four-stroke engine corresponds to a rotation of the crankshaft through a crankshaft angle of 720°.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuerschaltung ausgebildet, in mehreren Arbeitszyklen des Verbrennungsmotors einen auftretenden Drehzahlabfall zu erfassen. Die Steuerschaltung ist ferner ausgebildet, den Wert des vorgegebenen Drehzahlabfalls aus einem Mittelwert der erfassten Werte der Drehzahlabfälle abzuleiten. Der vorgegebene Wert des Drehzahlabfalls, bei dessen Überschreiten die Umschaltung auf den Beschleunigungsfall erfolgt, kann somit ein gleitender Wert oder auch ein fest gewählter Wert sein.In a further development of the invention, the control circuit is designed to detect a speed drop that occurs in a number of working cycles of the internal combustion engine. The control circuit is also designed to derive the value of the predetermined speed drop from an average value of the recorded values of the speed drops. The specified value of the speed drop, which when exceeded causes the switchover to the acceleration case to take place, can therefore be a floating value or a fixed value.

Der Gegenstand der Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Umschaltung eines Zündzeitpunktes bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor mit einer in einem Brennraum des Verbrennungsmotors angeordneten Zündkerze und einem Kolben, der ein dem Brennraum zugeführtes Kraftstoff/Luftgemisch auf seinem Weg vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt verdichtet, wobei die zugeführte Verbrennungsluft abhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors über einen Ansaugkanal mit einem Steuerelement zugemessen ist. Nach der Erfindung wird im Leerlauffall des Verbrennungsmotors während eines Verdichtungstaktes ein auftretender Drehzahlabfall erfasst und der erfasste Drehzahlabfall mit einem vorgegebenen Drehzahlabfall verglichen. Überschreitet der erfasste Drehzahlabfall den Grenzwert des vorgegebenen Drehzahlabfalls, wird auf einen Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall, z. B. auf einen "frühen" Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall umgeschaltet.The subject of the invention also relates to a method for switching over an ignition point in a spark-ignited internal combustion engine with a spark plug arranged in a combustion chamber of the internal combustion engine and a piston which compresses a fuel/air mixture supplied to the combustion chamber on its way from bottom dead center to top dead center, the supplied combustion air is metered depending on the operating state of the internal combustion engine via an intake duct with a control element. According to the invention, when the internal combustion engine is idling, a speed drop that occurs during a compression stroke is detected and the detected Speed drop compared with a predetermined speed drop. If the detected speed drop exceeds the limit value of the specified speed drop, an ignition point for the case of acceleration, e.g. B. switched to an "early" ignition point for the case of acceleration.

Nach einer Erhöhung der zugeführten Menge an Verbrennungsluft zwecks Beschleunigung der Drehzahl des Verbrennungsmotors kann bereits im ersten Verdichtungstakt des Kolbens der Beschleunigungswunsch des Benutzers anhand des auftretenden Drehzahlabfalls erkannt und entsprechend der Zündzeitpunkt auf Beschleunigung verstellt werden. Bevor die erhöhte Menge der zugeführten Verbrennungsluft - und insbesondere mit einer erhöhten Menge an zugeführtem Kraftstoff - zu einem Anstieg der Drehzahl des Verbrennungsmotors führt, ist der Beschleunigungswunsch bereits erkannt und der Zündzeitpunkt auf den Beschleunigungsfall umgeschaltet.After an increase in the amount of combustion air supplied in order to accelerate the speed of the combustion engine, the user's desire for acceleration can already be recognized in the first compression stroke of the piston based on the drop in speed that occurs and the ignition point can be adjusted accordingly for acceleration. Before the increased amount of combustion air supplied--and in particular with an increased amount of fuel supplied--results in an increase in the speed of the internal combustion engine, the desire to accelerate is already recognized and the ignition point is switched over to the case of acceleration.

Zweckmäßig wird der Drehzahlabfall in einem Kurbelwellenwinkelbereich von bis zu 300° erfasst. Der Kurbelwellenwinkelbereich ist so gewählt, dass er sich zumindest den unteren Totpunkt des Kolbens und zumindest den oberen Totpunkt des Kolbens erfasst.The speed drop is expediently recorded in a crankshaft angle range of up to 300°. The crankshaft angle range is selected so that it covers at least the bottom dead center of the piston and at least the top dead center of the piston.

Es kann zweckmäßig sein, den als Schwellwert der Umschaltung vorgegebenen Wert des vorgegebenen Drehzahlabfalls aus einem Mittelwert der Summe vorangegangener Drehzahlabfälle zu bilden. Der vorgegebene Wert des Drehzahlabfalls kann somit ein gleitender Wert oder auch ein fest gewählter Wert sein.It can be expedient to form the value of the predetermined drop in rotational speed, which is predetermined as the threshold value for the changeover, from a mean value of the sum of previous drops in rotational speed. The specified value of the speed drop can therefore be a floating value or a fixed value.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Die in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen offenbarten Merkmale sind untereinander beliebig kombinierbar. Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel ist nachstehend beschrieben Es zeigen:

Fig. 1
einen schematischen Schnitt durch ein Arbeitsgerät mit einem Verbrennungsmotor und einer erfindungsgemäßen Zündschaltung,
Fig. 2
eine vereinfachte Darstellung des Drehzahlverlaufs der Kurbelwelle über den Kurbelwellenwinkel bei geschlossener Drosselklappe,
Fig. 3
eine vereinfachte Darstellung des Drehzahlverlaufs der Kurbelwelle über dem Kurbelwellenwinkel bei offener Drosselklappe,
Fig. 4
in vereinfachter Darstellung der Drehzahlverlauf der Kurbelwelle über aufeinanderfolgende Zyklen des Verbrennungsmotors mit einem Übergang von einer geschlossenen Drosselklappe (Leerlauf) zu einer offenen Drosselklappe (Beschleunigung).
Further features of the invention result from the further claims, the description and the drawing, in which an exemplary embodiment of the invention is shown. The features disclosed in the claims, the description and the drawings can be combined with one another as desired. The embodiment shown in the drawing is described below. It shows:
1
a schematic section through a working device with an internal combustion engine and an ignition circuit according to the invention,
2
a simplified representation of the speed curve of the crankshaft over the crankshaft angle with the throttle valve closed,
3
a simplified representation of the speed curve of the crankshaft over the crankshaft angle with an open throttle valve,
4
in a simplified representation of the speed curve of the crankshaft over successive cycles of the internal combustion engine with a transition from a closed throttle valve (idling) to an open throttle valve (acceleration).

In Fig. 1 ist ein Arbeitsgerät 1 mit einem Verbrennungsmotor 2 gezeigt. Im Ausführungsbeispiel ist das Arbeitsgerät 1 eine Motorkettensäge mit einer auf Führungsschiene 3 umlaufenden Sägekette 3'. Die Motorkettensäge ist als Beispiel aus einer Vielzahl von möglichen Arbeitsgeräten wie Blasgerät, Freischneider, Heckenschere oder dergleichen handgeführten, insbesondere tragbaren Arbeitsgeräten gewählt.In 1 an implement 1 with an internal combustion engine 2 is shown. In the exemplary embodiment, the working device 1 is a motor chain saw with a saw chain 3 ′ running on the guide rail 3 . The motor chain saw is selected as an example from a large number of possible tools such as blowers, brush cutters, hedge trimmers or similar hand-held, especially portable tools.

Der dargestellte Verbrennungsmotor 2 ist ein Zweitaktmotor; alternativ kann auch ein Viertaktmotor, insbesondere ein gemischgeschmierter Viertaktmotor als Antrieb für das Arbeitsgerät 1 eingesetzt werden. Die nachstehende Erfindung ist sowohl bei Zweitaktmotoren als auch bei Viertaktmotoren einsetzbar.The internal combustion engine 2 shown is a two-stroke engine; alternatively, a four-stroke engine, in particular a mixture-lubricated four-stroke engine, can also be used to drive the working device 1 . The invention below is applicable to both two-stroke engines and four-stroke engines.

Der Verbrennungsmotor 2 weist einen Zylinder 5 mit einem Brennraum 4 auf, der von einem Kolben 6 begrenzt ist. Der Kolben 6 bewegt sich zwischen einem oberen Totpunkt OT und einem unteren Totpunkt UT hin und her. Das über einen Ansaugkanal 7 angesaugte Kraftstoff/Luft-Gemisch strömt in den Brennraum 4 ein und wird in einem Verdichtungstakt von dem in Richtung 50 zum oberen Totpunkt OT fahrenden Kolben 6 verdichtet. Das verdichtete Gemisch wird durch den Funken einer Zündkerze 21 im Brennraum 4 gezündet, wodurch sich der Kolben 4 beschleunigt abwärts in Richtung auf den unteren Totpunkt UT bewegt. Der zwischen dem oberen Totpunkt OT und dem unteren Totpunkt UT hin und her fahrende Kolben 4 treibt über ein Pleuel 8 eine Kurbelwelle 9 des Verbrennungsmotors 2 in Drehrichtung 31 drehend an. Die Kurbelwelle 9 treibt ein Werkzeug des Arbeitsgerätes 1 an, im vorliegenden Ausführungsbeispiel die auf der Führungsschiene 3 umlaufende Sägekette 3'.The internal combustion engine 2 has a cylinder 5 with a combustion chamber 4 which is delimited by a piston 6 . The piston 6 moves back and forth between a top dead center OT and a bottom dead center UT. The fuel/air mixture sucked in via an intake channel 7 flows into the combustion chamber 4 and is compressed in a compression stroke by the piston 6 moving in the direction 50 to top dead center OT. The compressed mixture is ignited by the spark of a spark plug 21 in the combustion chamber 4, whereby the piston 4 moves accelerated downwards in the direction of the bottom dead center UT. The piston 4 moving back and forth between the top dead center OT and the bottom dead center UT drives a crankshaft 9 of the internal combustion engine 2 in rotation in the direction of rotation 31 via a connecting rod 8 . The crankshaft 9 drives a tool of the working device 1 , in the present embodiment the saw chain 3 ′ running on the guide rail 3 .

In einem Arbeitstakt (Zyklus) fährt der Kolben 6 von dem unteren Totpunkt UT zum oberen Totpunkt OT und wieder zum unteren Totpunkt UT. Dabei dreht sich die Kurbelwelle um 360°KW.In a power stroke (cycle), the piston 6 moves from the bottom dead center UT to the top dead center OT and back to the bottom dead center UT. The crankshaft rotates through 360°KW.

Die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 ist bestimmt durch die zugeführte Menge und Fettigkeit des Kraftstoff/Luft-Gemisches, das im Ausführungsbeispiel über einen Vergaser 10 zugemessen wird. Alternativ kann der zugeführte Kraftstoff auch über ein Kraftstoffventil oder ein Einspritzventil zugeführt werden. Zur Zumessung der notwendigen Verbrennungsluft kann eine Klappensteuerung vorgesehen sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Vergaser 10 zumindest eine Drosselklappe 11 vorgesehen, die in Fig. 1 in einer geschlossenen Stellung strichliert dargestellt ist.The speed of the internal combustion engine 2 is determined by the supplied quantity and richness of the fuel/air mixture, which is metered via a carburetor 10 in the exemplary embodiment. Alternatively, the fuel supplied can also be supplied via a fuel valve or an injection valve. A flap control can be provided for metering the necessary combustion air. In the exemplary embodiment shown, at least one throttle flap 11 is provided in the carburetor 10, which 1 in a closed position is shown in phantom.

In der Leerlaufstellung der Drosselklappe 11 ist der Ansaugkanal 7 durch die Drosselklappe 11 verschlossen. Durch eine kleine Öffnung in der Drosselklappe 11 oder einen Bypass strömt die für einen stabilen Leerlauf notwendige Verbrennungsluft in den Ansaugkanal 7 ein und wird zusammen mit Kraftstoff als Kraftstoff/Luft-Gemisch in den Brennraum 4 angesaugt. In der strichpunktierten Lage der Drosselklappe 11' ist der Ansaugkanal 7 vollständig geöffnet, sodass eine große Menge an Verbrennungsluft für das Kraftstoff/LuftGemisch in den Brennraum 4 angesaugt werden kann.When the throttle valve 11 is in the idle position, the intake channel 7 is closed by the throttle valve 11 . The combustion air required for stable idling flows through a small opening in the throttle valve 11 or a bypass into the intake port 7 and is sucked into the combustion chamber 4 together with fuel as a fuel/air mixture. In the dot-dash position of the throttle valve 11 ′, the intake channel 7 is fully open, so that a large amount of combustion air for the fuel/air mixture can be sucked into the combustion chamber 4 .

Die Lage der Drosselklappe 11, 11' ist über eine Hebelanordnung 12 von einem Stellelement 13 veränderbar. Das Stellelement 13 ist im Ausführungsbeispiel im Handgriff 14 des Arbeitsgerätes 1 verschwenkbar gehalten. Das Stellelement 13 kann als Gashebel des Verbrennungsmotors 2 ausgebildet sein.The position of the throttle valve 11, 11' can be changed by an actuating element 13 via a lever arrangement 12. The actuator 13 is in the embodiment held in the handle 14 of the implement 1 pivoted. The actuating element 13 can be designed as a gas lever of the internal combustion engine 2 .

Die Zündkerze 21 ist von einer Zündschaltung 20 gesteuert, um in Abhängigkeit des Kurbelwellenwinkels °KW der Kurbelwelle 9 einen Zündfunken abzugeben. Der Zündzeitpunkt ZZP kann grundsätzlich abhängig sein vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors 2 und des Kurbelwellenwinkels °KW der Kurbelwelle 9, d. h. der Ist-Winkellage der Kurbelwelle 9 und damit der Hubstellung des Kolbens 6.The spark plug 21 is controlled by an ignition circuit 20 in order to emit an ignition spark depending on the crankshaft angle °KW of the crankshaft 9 . The ignition point ZZP can basically be dependent on the operating state of the internal combustion engine 2 and the crankshaft angle °KW of the crankshaft 9, i. H. the actual angular position of the crankshaft 9 and thus the stroke position of the piston 6.

Zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels °KW der Kurbelwelle 9 kann beispielhaft ein Sensor 15 vorgesehen sein, der als Drehzahlsensor ausgebildet ist. Der Sensor 15 ist an der Kurbelwelle 9 angeordnet und tastet deren Winkellage ab. Die Kombination des Sensors 15 mit der Kurbelwelle 9 kann so ausgebildet sein, dass der Sensor 15 bei Drehung der Kurbelwelle um 1°KW jeweils ein Ausgangssignal abgibt. Über eine Kurbelwellenumdrehung von 360°KW gibt der Sensor 15 dann genau 360 Ausgangssignale ab. Die Ausgangssignale des Sensors 15 sind über eine Signalleitung 16 einem Eingangskreis 17 der Zündschaltung 20 zugeführt. Im Eingangskreis 17 wird anhand der empfangenen Ausgangssignale des Sensors 15 einerseits die Drehzahl der Kurbelwelle 9 und andererseits die Drehlage der Kurbelwelle 9, nämlich der Kurbelwellenwinkel °KW der Kurbelwelle 9 bestimmt. Diese Information wird über einen Ausgang 18 einer Steuerschaltung 19 der Zündschaltung 20 zugeführt. Anhand des Drehzahlsignals und des Winkelsignals wird der Zündzeitpunkt ZZP der Zündkerze 8 von der Steuerschaltung 19 gesteuert.To detect the crankshaft angle °KW of the crankshaft 9, a sensor 15 can be provided, for example, which is designed as a speed sensor. The sensor 15 is arranged on the crankshaft 9 and scans its angular position. The combination of the sensor 15 with the crankshaft 9 can be designed in such a way that the sensor 15 emits an output signal each time the crankshaft rotates by 1° CA. The sensor 15 then emits exactly 360 output signals over a crankshaft rotation of 360° CA. The output signals of the sensor 15 are fed to an input circuit 17 of the ignition circuit 20 via a signal line 16 . In the input circuit 17, on the one hand, the rotational speed of the crankshaft 9 and, on the other hand, the rotational position of the crankshaft 9, namely the crankshaft angle °KW of the crankshaft 9, are determined on the basis of the output signals received from the sensor 15. This information is supplied to a control circuit 19 of the ignition circuit 20 via an output 18 . The ignition point ZZP of the spark plug 8 is controlled by the control circuit 19 on the basis of the speed signal and the angle signal.

Vorteilhaft ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung 19 ein erster Zündzeitpunkt ZZPL für den Leerlauffall des Verbrennungsmotors 2 und ein zweiter Zündzeitpunkt ZZPB für einen Beschleunigungsfall oder Volllastfall des Verbrennungsmotors 2 bereitgestellt. Die Zündzeitpunkte ZZPL und ZZPB sind der Steuerschaltung 19 vorteilhaft aus einen Speicher 22 bereitgestellt. Ein Zündzeitpunkt ZZPL für den Leerlauf kann bei 15 °KW vor OT bis 0 °KW vor OT liegen. Ein Zündzeitpunkt ZZPB für einen Beschleunigungsfall oder Volllastfall kann bei 20 °KW vor OT bis 40 °KW vor OT liegen. Es kann zweckmäßig sein, mehrere Zündzeitpunkte für den Leerlauffall und mehrere Zündzeitpunkte für den Beschleunigungsfall zur Verfügung zu stellen. In vorteilhafter Ausgestaltung sind im Speicher 22 Zündkennlinien abgespeichert, die in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle 9 angepasste Zündzeitpunkte ZZP bereitstellen.In the exemplary embodiment shown, the control circuit 19 is advantageously provided with a first ignition point ZZP L for when the internal combustion engine 2 is idling and a second ignition point ZZP B for when the internal combustion engine 2 accelerates or is at full load. The ignition times ZZP L and ZZP B are advantageously made available to the control circuit 19 from a memory 22 . An ignition point ZZP L for idling can be at 15 °CA before TDC up to 0 °CA lie OT. An ignition point ZZP B for an acceleration case or full load case can be at 20° CA before TDC to 40° CA before TDC. It can be expedient to provide several ignition times for idling and several ignition times for acceleration. In an advantageous embodiment, ignition characteristic curves are stored in memory 22, which provide ignition timing ZZP that is adapted as a function of the rotational speed of crankshaft 9.

Der Drehzahlverlauf 40 im Leerlauffall des Verbrennungsmotors 2 ist im Fig. 2 dargestellt. Die Leerlaufdrehzahl liegt beispielhaft zwischen 2.000 bis 3.000 1/min. Im Verdichtungstakt des Verbrennungsmotors 2, d. h., wenn sich der Kolben 6 aus dem unteren Totpunkt UT in Richtung 50 zum oberen Totpunkt OT bewegt und dabei die Füllung des in dem Brennraum 4 befindlichen Kraftstoff/Luftgemisches verdichtet, führt dies aufgrund der ausgeführten Verdichtungsarbeit allgemein zu einem Drehzahlabfall Δn, der in Fig. 2 als Δnzu dargestellt ist. Ein derartiger Drehzahlabfall Δnzu kann zum Beispiel den Wert von 125 1/min erreichen. In der unterhalb des Drehzahlverlaufs 40 eingezeichneten strichlierten Kurve 45 ist schematisch die Zündung wiedergegeben. Im Leerlauffall ist ein später Zündzeitpunkt vorgesehen. Um den Bereich des oberen Totpunkts OT löst die Steuerschaltung 19 an der Zündkerze 21 einen Zündfunken aus, was zur Zündung des verdichteten Kraftstoff/Luft-Gemischs führt. Wie dem Drehzahlverlauf 40 zu entnehmen ist, steigt daraufhin die Drehzahl N des Verbrennungsmotors 2 wieder an, um bei einem darauf folgenden Verdichtungstakt aufgrund der geleisteten Verdichtungsarbeit erneut abzufallen.The speed curve 40 when the internal combustion engine 2 is idling is im 2 shown. The idle speed is between 2,000 and 3,000 rpm, for example. In the compression stroke of the internal combustion engine 2, ie when the piston 6 moves from the bottom dead center UT in the direction 50 to the top dead center OT and thereby compresses the filling of the fuel/air mixture in the combustion chamber 4, this generally leads to a Speed drop Δn, which in 2 is shown as Δn to . Such a speed drop Δn to can reach the value of 125 1/min, for example. The ignition is shown schematically in the dashed curve 45 drawn in below the speed curve 40 . In the case of idling, a later ignition point is provided. Around the top dead center TDC, the control circuit 19 triggers an ignition spark at the spark plug 21, which leads to the ignition of the compressed fuel/air mixture. As can be seen from the speed curve 40, the speed N of the internal combustion engine 2 then increases again, only to drop again in a subsequent compression stroke due to the compression work performed.

In Fig. 3 ist der Drehzahlverlauf 40 im Beschleunigungsfall des Verbrennungsmotors 2 dargestellt. In Volllast des Verbrennungsmotors liegt die Drehzahl bei 7.000 1/min bis 11.000 1/min. Die Maximaldrehzahl liegt bei 8.000 1/min bis 15.000 1/min. Wird im Leerlauffall die Drosselklappe 11 in die geöffnete Stellung der Drosselklappe 11' verschwenkt, zum Beispiel durch Niederdrücken des Stellelementes 13 im Handgriff 14 des Arbeitsgerätes1, ist der Ansaugkanal 7 vollständig geöffnet. Bei vollständig geöffnetem Ansaugkanal 7 kann eine große Menge an Verbrennungsluft in den Brennraum 4 einströmen, der eine entsprechend große Menge an Kraftstoff zur Bildung eines zündfähigen Kraftstoff/Luft-Gemisches zugeführt ist. Die bei geöffneter Stellung der Drosselklappe 11' in den Brennraum 4 einströmende Menge an Verbrennungsluft ist größer als die Menge der Verbrennungsluft, die im Leerlauffall des Verbrennungsmotors 2 in den Brennraum 4 einströmt. Die bei geöffneter Stellung der Drosselklappe 11' zuströmende Menge an Verbrennungsluft beträgt insbesondere ein Mehrfaches der Menge an Verbrennungsluft, die im Leerlauffall dem Verbrennungsmotor 2 zuströmt.In 3 the speed profile 40 is shown when the internal combustion engine 2 is accelerating. When the combustion engine is at full load, the engine speed is between 7,000 and 11,000 rpm. The maximum speed is 8,000 rpm to 15,000 rpm. When idling, the throttle flap 11 is pivoted into the open position of the throttle flap 11', for example by pressing it down of the actuating element 13 in the handle 14 of the working device 1, the intake channel 7 is fully open. When the intake port 7 is completely open, a large amount of combustion air can flow into the combustion chamber 4, to which a correspondingly large amount of fuel is supplied to form an ignitable fuel/air mixture. The amount of combustion air flowing into the combustion chamber 4 when the throttle flap 11' is in the open position is greater than the amount of combustion air flowing into the combustion chamber 4 when the internal combustion engine 2 is idling. The quantity of combustion air flowing in when the throttle valve 11' is in the open position is in particular a multiple of the quantity of combustion air which flows to the internal combustion engine 2 when idling.

Die im Beschleunigungsfall dem Brennraum 4 zugeführte größere Menge an Verbrennungsluft führt zu einer größeren Zylinderfüllung, d. h., im Brennraum befindet sich eine größere Mengen eines Kraftstoff/Luft-Gemisches, wodurch die Verdichtungsarbeit des Kolbens 6 anwächst. Diese größere Verdichtungsarbeit des Kolbens 6 führt - wie der Drehzahlverlauf 40 in Fig. 3 zeigt - zu einem signifikanten Abfall der Drehzahl N der Kurbelwelle 9. Auf seinem Weg vom unteren Totpunkt UT in Richtung 50 zum oberen Totpunkt OT tritt ein Drehzahlabfall Δn auf, der in Fig. 3 als Δno dargestellt ist. Der bei offener Drosselklappe 11 auftretende Drehzahlabfall Δno ist signifikant größer ist als der im Leerlauffall bei geschlossener Drosselklappe 11 auftretende Drehzahlabfall Δnzu. Der aufgrund der geleisteten größeren Verdichtungsarbeit auftretende stärkere Drehzahlabfall Δnzu kann einen Wert von zum Beispiel 260 1/min haben. Wird die im Beschleunigungsfall die im Brennraum 4 befindliche große Menge des Kraftstoff/Luftgemisches im Bereich des oberen Totpunktes OT gezündet, erfolgt ein starker Drehzahlanstieg über die Leerlaufdrehzahl hinaus. Die Steuerschaltung 19 steuert den Zündzeitpunkt ZZP der Zündkerze 21 nach dem vorteilhaft vorgegebenen Zündzeitpunkt ZZPB für den Beschleunigungsfall.The larger quantity of combustion air supplied to the combustion chamber 4 in the event of acceleration leads to a larger cylinder charge, ie a larger quantity of a fuel/air mixture is present in the combustion chamber, as a result of which the compression work of the piston 6 increases. This greater compression work of the piston 6 leads - like the speed curve 40 in 3 shows - a significant drop in the speed N of the crankshaft 9. On its way from bottom dead center UT in the direction 50 to top dead center OT occurs a drop in speed .DELTA.n, the in 3 is shown as Δn o . The speed drop Δn o that occurs when the throttle valve 11 is open is significantly greater than the speed drop Δn zu that occurs when the throttle valve 11 is closed when idling. The greater speed drop Δn zu that occurs due to the greater compression work performed can have a value of 260 1/min, for example. If the large quantity of fuel/air mixture in the combustion chamber 4 in the area of top dead center TDC is ignited when accelerating, the speed increases sharply above the idling speed. The control circuit 19 controls the ignition point ZZP of the spark plug 21 according to the advantageously predetermined ignition point ZZP B for the case of acceleration.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, im Leerlauffall des Verbrennungsmotors 2 den Verlauf der Drehzahl N der Kurbelwelle 9 im Verdichtungstakt über einen vorgegebenen Kurbelwellenwinkelbereich 30 zu überwachen. Vorteilhaft ist die Überwachung der Drehzahl zur Umschaltung des Zündzeitpunktes in einem für den Leerlauf relevanten Drehzahlbereich von etwa 1500 1/min bis 3500 1/min vorgesehen.According to the invention, when the internal combustion engine 2 is idling, the course of the rotational speed N of the crankshaft 9 is monitored in the compression stroke over a predetermined crankshaft angle range 30 . Advantageously, the monitoring of the engine speed for switching over the ignition point is provided in an engine speed range of about 1500 rpm to 3500 rpm, which is relevant for idling.

Bei geschlossener Drosselklappe 11 wird der im Verdichtungstakt im vorgegebenen Kurbelwellenwinkelbereich 30 auftretende Drehzahlabfall Δnzu als Wert erfasst. Der Drehzahlabfall Δnzu wird in der Zündschaltung 20 als Drehzahlabfall Δn einer Überwachungsschaltung 23 gemeldet und der Wert des erfassten Drehzahlabfalls Δn einem Komparator 24 zugeführt. Der Komparator 24 vergleicht den im vorgegebenen Kurbelwellenwinkelbereich 30 erfassten Wert des Drehzahlabfalls Δn unmittelbar mit einem vorgegebenen Grenzwert ΔnG, der vorteilhaft im Komparator 24 hinterlegt ist. Der Wert eines derartigen Grenzwertes ΔnG kann zum Beispiel eine Konstante von 200 1/min sein.When the throttle valve 11 is closed, the speed drop Δn zu occurring in the compression stroke in the predetermined crankshaft angle range 30 is recorded as a value. The speed drop Δn to is reported in the ignition circuit 20 as a speed drop Δn to a monitoring circuit 23 and the value of the detected speed drop Δn is fed to a comparator 24 . The comparator 24 directly compares the value of the speed drop Δn detected in the specified crankshaft angle range 30 with a specified limit value Δn G , which is advantageously stored in the comparator 24 . The value of such a limit value Δn G can be a constant of 200 rpm, for example.

Ist die Drosselklappe 11 geöffnet, muss der Kolben 5 aufgrund der größeren Füllung des Brennraums 4 eine größere Verdichtungsarbeit verrichten, weshalb es zu einem stärkeren Drehzahlabfall Δno im überwachten Kurbelwellenwinkelbereich 30 kommt (Fig. 3).If the throttle valve 11 is open, the piston 5 has to perform greater compression work due to the greater filling of the combustion chamber 4, which is why there is a greater drop in speed Δn o in the monitored crankshaft angle range 30 ( 3 ).

Ist der erfasste Wert des Drehzahlabfalls Δn, im Falle der geöffneten Drosselklappe 11 also der Drehzahlabfall Δno (Fig. 3), gleich oder größer als der vorgegebene Grenzwert ΔnG, gibt der Komparator 24 auf der Steuerleitung 25 ein Signal aus. Empfängt die Steuerschaltung 19 das Signal des Komparators 24, schaltet die Steuerschaltung sofort auf einen Zündzeitpunkt ZZPB für den Beschleunigungsfall um. Dies ist schematisch in Fig. 4 wiedergegeben.If the recorded value of the speed drop Δn, in the case of the open throttle valve 11 that is the speed drop Δn o ( 3 ), equal to or greater than the predetermined limit value .DELTA.n G , the comparator 24 outputs a signal on the control line 25. If the control circuit 19 receives the signal from the comparator 24, the control circuit immediately switches to an ignition point ZZP B for the case of acceleration. This is schematic in 4 played back.

Der als Grenzwert vorgesehene vorgegebene Drehzahlabfall ΔnG wird vorteilhaft direkt mit dem aktuellen Drehzahlabfall Δn bzw. Δno oder Δnzu verglichen.The predetermined speed drop Δn G provided as a limit value is advantageously compared directly with the current speed drop Δn or Δn o or Δn zu .

Es kann vorteilhaft sein, einen gleitenden Mittelwert des Drehzahlabfalls Δn über mehrere Arbeitszyklen zu bilden, z. B. über 2 bis 5, insbesondere 3 Arbeitszyklen. Der vorgegebene Grenzwert des Drehzahlabfalls ΔnG ist so gewählt, dass bei Drehzahlrauschen ein Umschalten auf den Zündzeitpunkt für Beschleunigung vermieden ist.It can be advantageous to form a moving average of the drop in speed Δn over several work cycles, e.g. B. over 2 to 5, especially 3 work cycles. The specified limit value of the speed drop Δn G is selected in such a way that switching to the ignition point for acceleration is avoided in the event of speed noise.

Es kann auch vorteilhaft sein, einen vorgegeben Grenzwert des Drehzahlabfalls ΔnG mit der Differenz eines festgestellten aktuellen Drehzahlabfalls Δnn eines ersten Arbeitszyklus minus dem Drehzahlabfall Δnn-1 eines vorhergehenden Arbeitszyklus zu vergleichen. Insbesondere kann der Drehzahlabfall Δnn-1 eines vorhergehenden Arbeitsspiels auch als gleitender Mittelwert vorgesehen sein. So kann der Drehzahlabfall Δnn-1 eines vorhergehenden Arbeitszyklus aus dem Mittelwert von z. B. 2 bis 5 vorhergehender Arbeitszyklen, insbesondere drei Arbeitszyklen gemittelt werden. So können einzelne Ausreißer oder Rauschen geglättet werden. Der Grenzwert des Drehzahlabfalls ΔnG kann vorteilhaft näher an Null gewählt werden,It can also be advantageous to compare a specified limit value of the speed drop Δn G with the difference between a detected current speed drop Δn n of a first working cycle minus the speed drop Δn n-1 of a preceding working cycle. In particular, the speed drop Δn n-1 of a previous working cycle can also be provided as a moving average. So the drop in speed .DELTA.n n-1 of a previous work cycle from the mean value of z. B. 2 to 5 previous work cycles, in particular three work cycles are averaged. In this way, individual outliers or noise can be smoothed out. The limit value of the speed drop Δn G can advantageously be selected closer to zero,

Es kann auch vorteilhaft sein, den Grenzwert des Drehzahlabfalls ΔnG aus einem gleitenden Mittelwert des Drehzahlabfalls Δnn-1 aus vorangegangenen Arbeitszyklen zu bilden zuzüglich der Addition eines Drehzahlsprungs von z. B. 100 1/min. Dadurch wird die Funktion unabhängiger von der Drehzahl im Leerlauffall, die von Motor zu Motor oder je nach Leerlaufeinstellung variieren kann.It can also be advantageous to form the limit value of the speed drop Δn G from a moving average of the speed drop Δn n-1 from previous work cycles plus the addition of a speed jump of z. B. 100 rpm. This makes the function more independent of the idle speed, which can vary from engine to engine or depending on the idle setting.

Der Beschleunigungsfall des Verbrennungsmotors 2 kann signifikant früher erkannt werden, bevor an dem Drehzahlanstieg der Kurbelwelle 9 der Beschleunigungsfall zu erkennen ist. Die Reaktion des Verbrennungsmotors 2 auf ein Öffnen der Drosselklappe 11, 11' erfolgt deutlich schneller als bei einer Steuerung, die anhand eines Drehzahlanstiegs auf einen Zündzeitpunkt ZZP für den Beschleunigungsfall umschaltet.The case of acceleration of the internal combustion engine 2 can be recognized significantly earlier, before the case of acceleration can be recognized from the increase in rotational speed of the crankshaft 9 . The reaction of the internal combustion engine 2 to an opening of the throttle flap 11, 11′ takes place significantly more quickly than with a controller that switches to an ignition point ZZP for the case of acceleration based on an increase in engine speed.

Claims (14)

Zündschaltung für einen Verbrennungsmotor (2), mit einer in einem Brennraum (4) des Verbrennungsmotors (2) angeordneten Zündkerze (21), wobei der Brennraum (4) von einem Kolben (6) begrenzt ist, der zwischen einem oberen Totpunkt (OT) und einem unteren Totpunkt (UT) hin und her bewegt ist und über ein Pleuel (8) eine Kurbelwelle (9) antreibt, und mit einem Ansaugkanal (7) mit einem Steuerelement (27) zur Zumessung von Verbrennungsluft für einen Leerlauffall und einen Beschleunigungsfall des Verbrennungsmotors, und mit einer elektronischen Steuerschaltung (19), die ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Kurbelwellenwinkels (°KW) der Kurbelwelle (9) zu einem Zündzeitpunkt (ZZP) an der Zündkerze (21) einen Zündfunken auszulösen, wobei der Steuerschaltung (19) zumindest ein Zündzeitpunkt (ZZPL) für den Leerlauffall und zumindest ein Zündzeitpunkt (ZZPB) für den Beschleunigungsfall bereitgestellt sind, und die Steuerschaltung (19) ausgebildet ist, im Leerlauffall den vorgegebenen Zündzeitpunkt (ZZPL) für den Leerlauffall einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (19) ausgebildet ist, im Leerlauffall des Verbrennungsmotors (2) den Verlauf einer Drehzahl (N) der Kurbelwelle (9) über zumindest einen vorgegebenen Kurbelwellenwinkelbereich (30) zu überwachen, und im Leerlauffall einen innerhalb des vorgegebenen Kurbelwellenwinkelbereichs (30) auftretenden Drehzahlabfall (Δn) der Drehzahl (N) der Kurbelwelle (9) als Wert zu erfassen, und ausgebildet ist, den Wert des erfassten Drehzahlabfalls (Δn) mit einem vorgegebenen Wert eines Drehzahlabfalls (ΔnG) zu vergleichen, und bei Überschreiten des vorgegebenen Wertes (ΔnG) des Drehzahlabfalls (Δn) auf den Zündzeitpunkt (ZZPB) für den Beschleunigungsfall umzuschalten.Ignition circuit for an internal combustion engine (2), with a spark plug (21) arranged in a combustion chamber (4) of the internal combustion engine (2), the combustion chamber (4) being delimited by a piston (6) which lies between a top dead center (TDC) and a bottom dead center (UT) and drives a crankshaft (9) via a connecting rod (8), and with an intake duct (7) with a control element (27) for metering combustion air for an idling case and an acceleration case of the Internal combustion engine, and with an electronic control circuit (19) which is designed to trigger an ignition spark at the spark plug (21) at an ignition point (ZZP) as a function of a crankshaft angle (°KW) of the crankshaft (9), the control circuit (19) at least one ignition point (ZZP L ) for idling and at least one ignition point (ZZP B ) for acceleration are provided, and the control circuit (19) is designed to set the specified ignition point (ZZP L ) for idling when idling, characterized in that in that the control circuit (19) is designed to monitor the course of a speed (N) of the crankshaft (9) over at least one predetermined crankshaft angle range (30) when the internal combustion engine (2) is idling, and to monitor a crankshaft angle range (30) within the predetermined crankshaft angle range (30) when idling to detect the speed drop (Δn) of the speed (N) of the crankshaft (9) that occurs as a value, and is designed to compare the value of the detected speed drop (Δn) with a specified value of a speed drop (Δn G ), and when the specified value is exceeded Value (Δn G ) of the speed drop (Δn) to switch to the ignition point (ZZP B ) for the acceleration case. Zündschaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (19) zumindest in einem Drehzahlbereich von 1.500 1/min bis 3.500 1/min aktiv ist.Ignition circuit according to claim 1,
characterized in that the control circuit (19) is active at least in a speed range from 1,500 rpm to 3,500 rpm. Zündschaltung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtungstakt des Verbrennungsmotors (2) zumindest teilweise in dem vorgegebene Kurbelwellenwinkelbereich (30) liegt.Ignition circuit according to claim 1 or 2,
characterized in that the compression stroke of the internal combustion engine (2) lies at least partially in the predetermined crankshaft angle range (30). Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kurbelwellenwinkelbereich (30) über einen Kurbelwellenwinkel (°KW) von bis zu 300° erstreckt.Ignition circuit according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the crankshaft angle range (30) extends over a crankshaft angle (°KW) of up to 300°. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der vorgegebene Kurbelwellenwinkelbereich (30) über einen Kurbelwellenwinkel (°KW) von nicht mehr als 180°KW erstreckt.Ignition circuit according to one of Claims 1 to 4,
characterized in that the specified crankshaft angle range (30) extends over a crankshaft angle (°CA) of no more than 180°CA. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass in Drehrichtung (31) der Kurbelwelle (9) der vorgegebene Kurbelwellenwinkelbereich (30) sich zumindest zwischen dem unteren Totpunkt (UT) des Kolbens (6) und zumindest dem oberen Totpunkt (OT) des Kolbens (6) erstreckt.Ignition circuit according to one of claims 1 to 5,
characterized in that in the direction of rotation (31) of the crankshaft (9) the predetermined crankshaft angle range (30) extends at least between the bottom dead center (UT) of the piston (6) and at least the top dead center (OT) of the piston (6). Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der vorgegebene Kurbelwellenwinkelbereich (30) zumindest bis zum Zündzeitpunkt (ZZP) erstreckt.Ignition circuit according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the predetermined crankshaft angle range (30) extends at least up to the point of ignition (ZZP). Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (2) ein Viertaktmotor ist.Ignition circuit according to one of Claims 1 to 7,
characterized in that the internal combustion engine (2) is a four-stroke engine. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (19) ausgebildet ist, in mehreren Verbrennungszyklen des Verbrennungsmotors (2) einen auftretenden Drehzahlabfall (Δn) zu erfassen und ausgebildet ist, den Wert des vorgegebenen Drehzahlabfalls (ΔnG) aus einem Mittelwert der erfassten Werte des Drehzahlabfalls abzuleiten.Ignition circuit according to one of Claims 1 to 8,
characterized in that the control circuit (19) is designed to detect a speed drop (Δn) that occurs in several combustion cycles of the internal combustion engine (2) and is designed to derive the value of the specified speed drop (Δn G ) from a mean value of the detected values of the speed drop . Verfahren zur Umschaltung eines Zündzeitpunktes bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor (2) mit einer in einem Brennraum (4) des Verbrennungsmotors (2) angeordneten Zündkerze (21) und einem Kolben (6), der ein dem Brennraum (4) zugeführtes Kraftstoff/Luft-Gemisch auf seinem Weg von einem unteren Totpunkt (UT) zu einem oberen Totpunkt (OT) verdichtet, wobei die zugeführte Verbrennungsluft abhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors über einen Ansaugkanal (7) mit einem Steuerelement (27) zugemessen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass im Leerlauffall des Verbrennungsmotors (2) ein im Verdichtungstakt auftretender Drehzahlabfall (Δn) erfasst wird, dass der erfasste Drehzahlabfall (Δn) mit einem vorgegebenen Drehzahlabfall (ΔnG) verglichen wird und dass bei Überschreiten des erfassten Drehzahlabfalls (Δn) über den vorgegebenen Drehzahlabfall (ΔnG) auf einen Zündzeitpunkt für den Beschleunigungsfall umgeschaltet wird.Method for switching an ignition point in a spark-ignited internal combustion engine (2) with a spark plug (21) arranged in a combustion chamber (4) of the internal combustion engine (2) and a piston (6) which supplies a fuel/air mixture to the combustion chamber (4). compressed on its way from a bottom dead center (UT) to a top dead center (OT), the supplied combustion air being metered via an intake duct (7) with a control element (27) depending on the operating state of the internal combustion engine,
characterized in that when the internal combustion engine (2) is idling, a speed drop (Δn) occurring in the compression stroke is detected, that the detected speed drop (Δn) is compared with a predetermined speed drop (Δn G ) and that when the detected speed drop (Δn) is exceeded the specified speed drop (Δn G ) is switched to an ignition point for the case of acceleration. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlabfall (Δn) in einem Kurbelwellenwinkelbereich (30) von bis zu 300° erfasst wird.Method according to claim 10,
characterized in that the speed drop (Δn) is detected in a crankshaft angle range (30) of up to 300°. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlabfall (Δn) in einem Kurbelwellenwinkelbereich (30) von zumindest zwischen dem unteren Totpunkt des Kolbens (6) und zumindest dem oberen Totpunkt des Kolbens (6) erfasst wird.Method according to claim 10 or 11,
characterized in that the speed drop (Δn) is detected in a crankshaft angle range (30) from at least between the bottom dead center of the piston (6) and at least the top dead center of the piston (6). Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des vorgegebenen Drehzahlabfalls (ΔnG) aus einem Mittelwert der Summe vorangegangener Drehzahlabfälle (Δn) gebildet wird.Method according to claim 10,
characterized in that the value of the predetermined speed drop (Δn G ) is formed from a mean value of the sum of previous speed drops (Δn). Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlabfall zumindest in einem Drehzahlbereich von 1.500 1/min bis 3.500 1/min erfasst wird.Method according to one of claims 10 to 13,
characterized in that the speed drop is recorded at least in a speed range from 1,500 rpm to 3,500 rpm.
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