WO1988007631A1 - Arrangement for determining the ignition angle in combustion engines - Google Patents

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WO1988007631A1
WO1988007631A1 PCT/DE1988/000198 DE8800198W WO8807631A1 WO 1988007631 A1 WO1988007631 A1 WO 1988007631A1 DE 8800198 W DE8800198 W DE 8800198W WO 8807631 A1 WO8807631 A1 WO 8807631A1
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ignition
angle
cylinder
markings
top dead
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PCT/DE1988/000198
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Inventor
Wolfgang PICKAVÉ
Klaus Roland Kuhn
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/02Checking or adjusting ignition timing
    • F02P17/04Checking or adjusting ignition timing dynamically

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for determining the ignition angle in internal combustion engines, in which the cylinder movements are proportional to a crankshaft rotation that can be measured and in which at least two markings on the circumference of a disk firmly connected to the crankshaft are used Reference angle range is specified, the top dead center of the at least one cylinder being derivable from the markings.
  • the ignition angle is usually determined by the rotation of the crankshaft by the Piston movements caused by the cylinders of the internal combustion engine can be derived.
  • the ignition angle is defined here as
  • the optimal setting of the ignition angle is extremely important for the function and service life of the engine and for maintaining optimal exhaust gas values.
  • a cost-effective and quick determination of the ignition angle is made possible with appropriate sensors, which detect the rotation of the crankshaft, and evaluation electronics, which further process the measured values.
  • sensors which detect the rotation of the crankshaft
  • evaluation electronics which further process the measured values.
  • the invention has for its object to provide an arrangement for the precise determination of the ignition angle in internal combustion engines, in which a conventional top dead center sensor adaptation is no longer available and the ignition angle measurement is therefore no longer possible with external devices.
  • the determination of the ignition angle can advantageously be traced back to a pure time measurement, with a relatively large time base.
  • This is a time measurement which, in accordance with one embodiment of the invention, is based on the advantages of the incremental information of the rotating ring gear and its angular assignment accuracy of the teeth with one another and makes full use of them.
  • the increased resolution of non-integer intermediate states between the gear rim periods is interpolated by time measurement.
  • the evaluation can be carried out using a relatively simple and likewise exact calculation which can be carried out with the electronics present in almost every test device for internal combustion engines.
  • the invention can advantageously be used in internal combustion engines in which there is an electrical connection between the sensor and an electronic control unit for ignition, fuel injection, etc.
  • a high-ohmic intermediate adaptation can be implemented without difficulty.
  • the ignition signals occurring during the ignition events can easily be either from the common ignition line or from the cylinder-specific ignition lines, for example using trigger pliers.
  • the previously usual fixed reference marks for the top dead center of a cylinder can therefore be omitted.
  • the reference angle measuring method which can be carried out with the arrangement according to the invention in accordance with the subclaims, makes it possible to use highly precise gear rim (or segment) angle relationships with an error of + _ 0.01 ° for determining the ignition angle.
  • the position of the reference angle can be created so that the ignition event times tcc.n_ coincide with the
  • Sprocket disks by a suitable number of tooth periods (here six tooth periods) and in the case of segment disks by selecting either raised or non-raised segments as reference time periods.
  • the dynamic firing angle determination of a plurality of cylinders in the firing order of the engine can be carried out in real time with the use of appropriate standard test equipment using the existing evaluation electronics.
  • the characteristic diagram programs running in the control units of the engine could be better dynamically optimized and possible knocking and other controls could be checked for their correct function in a cylinder-specific manner.
  • the accuracy of the measurement in this arrangement according to the invention therefore no longer depends on the number of sprocket teeth per crank angle revolution, but it is the accuracy of the through the tooth period ⁇ designed reference angle, which is determined with the help of time measurement, is now decisive.
  • This mechanical accuracy is very high.
  • the time resolution is, for example, 200 kHz, ie 5 ⁇ sec event resolution. This means a measurement uncertainty of the dynamic ignition angle in the speed range of 20 - 4000 rpm of + 0.113 °, which is very low.
  • FIG. 1 shows a basic arrangement for determining the ignition angle
  • FIG. 2 shows a rolled-up toothed ring on the circumference of a crankshaft washer
  • FIG. 3 markings for multi-cylinder engines
  • Figure 4 shows an embodiment for a segment marking
  • Figure 5 shows another embodiment with segment marking for a six- and eight-cylinder engine.
  • a ring gear disk ZKS is shown, which is connected to the crankshaft of an internal combustion engine (not shown here) and thus executes a rotary movement proportional to the cylinder movements of the internal combustion engine.
  • a toothed ring ZK is attached, in which each tooth period represents an angular increment. Via a sensor S
  • a magnetic sensor - the passage of the tooth flanks or the markings can be detected and evaluated with a test device PG.
  • a test device PG In conjunction with the ignition pulse of an ignition coil ZS, which is detected by means of trigger pliers TZ, an angle determination of all ignition angles of all cylinders "in spite of ring gear dryness" is possible continuously in real time.
  • a ring gear ZK according to Figure 1 is shown unrolled.
  • a first reference mark is located on the left end of the rolled-up ring gear; this is the offset marking for the top dead center 0T of a first cylinder or a first cylinder of the second crankshaft revolution or a synchronization point SP, which is emphasized by the fact that the two previous teeth have been left out.
  • the top dead center 0T of the first cylinder At the right end there is the mark for the top dead center 0T of the first cylinder, at which the preceding six tooth periods 1 ... 6 are defined as the reference angle R.
  • the time span in the passage through this area is designated t R.
  • the ignition timing ZZP is also indicated in FIG. 2; the time span between the ignition timing ZZP and the top dead center OT is here with t. designated.
  • FIG. 3 a sprocket sequence, as occurs in a four-cylinder engine, is shown in unrolled form, only the tooth or pulse flanks necessary for determining the reference angles R 1 ... R 4 being specified here.
  • the synchronization point SP is again marked on the left, the ignition follows
  • the ignition angle determination can be carried out here as in the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the same is shown for the third and fourth cylinders. It is therefore possible to carry out a cylinder-specific ignition angle determination cC -, ... oc A in the ignition sequence of the engine in real time,
  • a segment disk SS is provided, on which instead of the teeth there are segments with an enlarged radius, in which the right flank is the top dead center OT of a first cylinder and the left flank the area of the reference angle R to top dead center Represents TDC of the first cylinder.
  • a second segment for a second cylinder is arranged in the order of the cylinders.
  • a pulse diagram of the detected time periods t ⁇ and t R can be seen, the ignition timing ZZP lying here within the reference angle time t R , but this does not change the evaluation calculation according to FIG. 2.
  • the detection of the time period and the determination of the ignition angle is done in the same way for the second cylinder and is also identical to the detection of the ignition angle oc of the third and fourth cylinders.
  • FIG. 5 shows segmented disks SS for a six-cylinder engine and an eight-cylinder engine.
  • a segment for the ignition angle measurement of the first and fourth cylinders with the top dead centers 0T1 and 0T4 as well as a segment for the second and fifth cylinder and a further one for the third and sixth cylinder are specified.
  • the segments for determining the ignition angle are given in an equivalent form in the right embodiment for the eight-cylinder internal combustion engine.

Abstract

In an arrangement for determining the ignition angle in combustion engines, the cylinder movements are proportional to a rotation of the crankshaft which can be determined by measurement, and a reference angle region (R) is indicated by at least two marks on the circumference of a disc integral with the crankshaft. The upper dead centre of at least one cylinder can be derived from the marks. To ensure accurate measurement of the ignition angle in combustion engines, which is not possible by adapting any conventional upper dead centre sensors, the ignition angle is determined by measuring a time and using a reference angle to derive the ignition angle in real time by simple mathematical operations. The invention is used mainly in vehicle test stands.

Description

- Λ - - Λ -
Anordnung zur Bestimmung des Zündwinkels bei Verbrennungs- otorenArrangement for determining the ignition angle in internal combustion engines
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Bestimmung des Zündwinkels bei Verbrennungsmotoren, bei der die Zylinder¬ bewegungen proportional einer meßtechnisch erfaßbaren Kurbel¬ wellendrehung sind und bei der durch mindestens zwei Markie¬ rungen auf dem Umfang einer mit der Kurbelwelle fest verbun¬ denen Scheibe ein Referenzwinkelbereich angegeben ist, wobei aus den Markierungen der obere Totpunkt des mindestens einen Zylinders herleitbar ist.The invention relates to an arrangement for determining the ignition angle in internal combustion engines, in which the cylinder movements are proportional to a crankshaft rotation that can be measured and in which at least two markings on the circumference of a disk firmly connected to the crankshaft are used Reference angle range is specified, the top dead center of the at least one cylinder being derivable from the markings.
Stand der TechnikState of the art
Mit bekannten Anordnungen dieser Art (vgl. Siemens-Zeitschrift 47 (1973), Heft 8, Seiten 603 bis 608, Herbert Lücke: "Neue Sensoren für die Kraftfahrzeugelektrik") wird in der Regel der Zündwinkel aus der Umdrehung der Kurbelwelle, die von den Kolben¬ bewegungen der Zylinder des Verbrennungsmotors verursacht wird, hergeleitet werden. Der Zündwinkel ist hierbei definiert alsWith known arrangements of this type (cf. Siemens magazine 47 (1973), number 8, pages 603 to 608, Herbert Lücke: "New sensors for automotive electronics"), the ignition angle is usually determined by the rotation of the crankshaft by the Piston movements caused by the cylinders of the internal combustion engine can be derived. The ignition angle is defined here as
Verdrehungswinkel der Kurbelwelle zwischen dem Zündzeitpunkt und dem oberen Totpunkt eines Zylinders. Die optimale Einstellung des Zündwinkels ist für die Funktion und Lebensdauer des Motors sowie zur Einhaltung optimaler Abgaswerte äußerst wichtig.Angle of rotation of the crankshaft between the ignition point and the top dead center of a cylinder. The optimal setting of the ignition angle is extremely important for the function and service life of the engine and for maintaining optimal exhaust gas values.
Eine kostengünstige und schnelle Zündwinkelbestimmung wird mit entsprechenden Sensoren, welche die Umdrehung der Kurbelwelle detektieren, und einer Auswerteelektronik, die die gemessenen Werte weiterverarbeitet, möglich gemacht. Obwohl aus Platz- und Einsparungsgründen auf spezielle Seπsor-Bezugsmarken für den oberen Totpunkt verzichtet wird, ist nach wie vor ein Be- darf für die Bestimmung von dynamischen Zündwinkeln bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren sowie für die Produktion, den Vertrieb und die Service-Werkstätten mit mindestens der Genauigkeit der herkömmlichen Geräte vorhanden.A cost-effective and quick determination of the ignition angle is made possible with appropriate sensors, which detect the rotation of the crankshaft, and evaluation electronics, which further process the measured values. Although special sensor fiducials for top dead center are dispensed with for reasons of space and saving, May exist for the determination of dynamic ignition angles in the development of internal combustion engines as well as for production, sales and service workshops with at least the accuracy of conventional devices.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur genauen Bestimmung des Zündwinkels bei den Verbrennungsmotoren zu schaffen, bei denen eine herkömmliche Obere-Totpuπkt-Sensor- Adaption nicht mehr vorhanden ist und die Zündwinkelmessung somit nicht mehr mit externen Geräten möglich ist.The invention has for its object to provide an arrangement for the precise determination of the ignition angle in internal combustion engines, in which a conventional top dead center sensor adaptation is no longer available and the ignition angle measurement is therefore no longer possible with external devices.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs angegebenen Art mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in an arrangement of the type specified at the outset with the features of the characterizing part of claim 1.
Mit der Erfindung kann in vorteilhafter Weise die Bestimmung des Zündwinkels auf eine reine Zeitmessung zurückgeführt werden, mit einer relativ großen Zeitbasis. Dies ist eine Zeitmessung, die sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf die Vorteile der Inkrementalinformation des umlaufenden Zahnkranzes sowie dessen Winkelzuordnungsgenauigkeit der Zähne untereinander ab¬ stützt und sie voll ausnützt. Dabei wird die erhöhte Auflösungs¬ möglichkeit nicht ganzzahliger Zwischenzustände zwischen den Zahnkranzperioden durch Zeitmessung interpoliert. Die Auswer¬ tung kann über eine relativ einfache und ebenfalls genaue Rech¬ nung vorgenommen werden, die mit der in nahezu jedem Prüfgerät für Verbrennungsmotoren vorhandenen Elektronik ausführbar ist.With the invention, the determination of the ignition angle can advantageously be traced back to a pure time measurement, with a relatively large time base. This is a time measurement which, in accordance with one embodiment of the invention, is based on the advantages of the incremental information of the rotating ring gear and its angular assignment accuracy of the teeth with one another and makes full use of them. The increased resolution of non-integer intermediate states between the gear rim periods is interpolated by time measurement. The evaluation can be carried out using a relatively simple and likewise exact calculation which can be carried out with the electronics present in almost every test device for internal combustion engines.
Die Erfindung kann vorteilhaft bei Verbrennungsmotoren ange¬ wendet werden, bei denen eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensor und einem elektronischen Steuergerät für Zündung, Kraftstoffeinspritzung etc. vorhanden ist. Hier ist eine hoch- ohmige Zwischenadaption ohne Schwierigkeiten zu realisieren. Die während der Zündereignisse auftretenden Zündsignale können auf einfache Weise entweder von der gemeinsamen Zündleitung oder den zylinderspezifischen Zündleitungen, beispielsweise durch Triggerzangen, entnommen werden. Die bisher üblichen festen Bezugsmarken für den oberen Totpunkt eines Zylinders können daher entfallen.The invention can advantageously be used in internal combustion engines in which there is an electrical connection between the sensor and an electronic control unit for ignition, fuel injection, etc. Here, a high-ohmic intermediate adaptation can be implemented without difficulty. The ignition signals occurring during the ignition events can easily be either from the common ignition line or from the cylinder-specific ignition lines, for example using trigger pliers. The previously usual fixed reference marks for the top dead center of a cylinder can therefore be omitted.
Das Referenzwinkelmeßverfahren, welches mit der erfindungs¬ gemäßen Anordnung gemäß der Unteransprüche ausgeführt werden kann, ermöglicht eine Heranziehung hochgenauer Zahnkranz- (bzw. Segment-) Winkel-Verhältnisse mit einem Fehler von +_ 0,01° zur Zündwinkelbestimmung. Die Lage der Referenzwinkel kann hierbei so angelegt werden, daß sich die Zündereigniszeiten tcc.n_ mit denThe reference angle measuring method, which can be carried out with the arrangement according to the invention in accordance with the subclaims, makes it possible to use highly precise gear rim (or segment) angle relationships with an error of + _ 0.01 ° for determining the ignition angle. The position of the reference angle can be created so that the ignition event times tcc.n_ coincide with the
Referenzwinkelzeiten tR zeitlich im wirklichen Betrieb über¬ lagern. Mit der erfindungsgemäßen Division zweier fast gleich¬ zeitig ermittelter Zeitspannen während eines mit Unrundheit behafteten Drehwinkelvorgangs, wie er bei Kurbelwellenumdrehun¬ gen mit prozeßabhängigen Beschleunigungen oder Verzögerungen üblich ist, wird der entsprechende Systemfehler der Meßanord¬ nung minimiert. Abhängig von der Gestaltung der Scheibe kann die vorteilhafte Breite des Referenzwinkels zur optimalen Be- Stimmung des Züπdwinkels gewählt werden, beispielsweise beiSuperimpose reference angle times t R over time in actual operation. With the division according to the invention of two time periods determined almost simultaneously during a rotation angle process which is subject to out-of-roundness, as is customary in crankshaft revolutions with process-dependent accelerations or decelerations, the corresponding system error of the measuring arrangement is minimized. Depending on the design of the disk, the advantageous width of the reference angle can be selected for optimal determination of the ignition angle, for example at
Zahnkranzscheiben durch eine geeignete Anzahl von Zahnperioden (hier sechs Zahnperioden) und bei Segmentscheiben durch die Auswahl entweder erhobener oder nichterhobener Segmente als Referenzzeitspannen.Sprocket disks by a suitable number of tooth periods (here six tooth periods) and in the case of segment disks by selecting either raised or non-raised segments as reference time periods.
Die dynamische Zündwinkelbestimmung mehrerer Zylinder in der Zündreihenfolge des Motors, beispielsweise über vorgegebene Winkelinkremente, kann hierbei in Echtzeit bei Verwendung von entsprechenden Standardprüfgräten mit der vorhandenen Auswerte- elektronik erfolgen. Damit könnten die in den Steuergeräten des Motors ablaufenden Kennfelderprogramme dynamisch besser opti¬ miert und eventuelle Klopf- und andere Regelungen zylinderspe¬ zifisch auf ihre einwandfreie Funktion überprüft werden. Die Genauigkeit der Messung bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung hängt somit nicht mehr von der Anzahl der Zahnkranzzähne pro Kurbelwinkelumdrehung ab, sondern es ist die Genauigkeit des durch die Zahnperiodeπ gestalteten Referenzwinkels, der mit Hilfe der Zeitmessung ermittelt wird, jetzt maßgebend. Diese mechanische Genauigkeit ist hierbei sehr groß. Die Zeitauflösung beträgt beispielsweise 200 kHz, d. h. 5 μsec Ereignisauflösung. Dies bedeutet eine Meßunsicherheit des dynamischen Zündwinkels im Drehzahlbereich von 20 - 4000 UPM von + 0,113°, welche sehr gering ist.The dynamic firing angle determination of a plurality of cylinders in the firing order of the engine, for example via predetermined angular increments, can be carried out in real time with the use of appropriate standard test equipment using the existing evaluation electronics. In this way, the characteristic diagram programs running in the control units of the engine could be better dynamically optimized and possible knocking and other controls could be checked for their correct function in a cylinder-specific manner. The accuracy of the measurement in this arrangement according to the invention therefore no longer depends on the number of sprocket teeth per crank angle revolution, but it is the accuracy of the through the tooth period π designed reference angle, which is determined with the help of time measurement, is now decisive. This mechanical accuracy is very high. The time resolution is, for example, 200 kHz, ie 5 μsec event resolution. This means a measurement uncertainty of the dynamic ignition angle in the speed range of 20 - 4000 rpm of + 0.113 °, which is very low.
Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Die Erfindung wird anhand der Figuren-erläutert, wobei Figur 1 eine prinzipielle Anordnung zur Bestimmung des Zünd¬ winkels, Figur 2 einen abgerollten Zahnkranz auf dem Umfang einer Kurbel- wellenscheibe,The invention is explained with reference to the figures, in which FIG. 1 shows a basic arrangement for determining the ignition angle, FIG. 2 shows a rolled-up toothed ring on the circumference of a crankshaft washer,
Figur 3 Markierungen für Mehrzylindermotoren,FIG. 3 markings for multi-cylinder engines,
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel für eine Segmentmarkierung und Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Segmentmarkierung für einen Sechs- und Achtzylindermotor zeigt.Figure 4 shows an embodiment for a segment marking and Figure 5 shows another embodiment with segment marking for a six- and eight-cylinder engine.
Wege zur Ausführung der Erfindung / Gewerbliche AnwendbarkeitWAYS OF IMPLEMENTING THE INVENTION / INDUSTRIAL APPLICABILITY
Bei der in der Figur 1 gezeigten Anordnung ist eine Zahπkranz- Scheibe ZKS dargestellt, die mit der Kurbelwelle eines hier nicht dargestellten Verbrennungsmotors verbunden ist und somit eine Drehbewegung proportional zu den Zylinderbewegungen des Verbrennungsmotors ausführt. In Verbindung mit der Zahnkranz¬ scheibe ZKS ist ein Zahnkranz ZK angebracht, bei dem jede Zah'n- periode ein Winkelinkrement darstellt. Über einen Sensor SIn the arrangement shown in FIG. 1, a ring gear disk ZKS is shown, which is connected to the crankshaft of an internal combustion engine (not shown here) and thus executes a rotary movement proportional to the cylinder movements of the internal combustion engine. In connection with the toothed ring disk ZKS, a toothed ring ZK is attached, in which each tooth period represents an angular increment. Via a sensor S
- beispielsweise einen magnetischen Sensor - kann der Durchlauf der Zahnflanken bzw. der Markierungen detektiert und mit einem Prüfgerät PG ausgewertet werden. In Verbindung mit dem über eine Triggerzange TZ erfaßten Zündimpuls einer Zündspule ZS ist eine Winkelbestimmung aller Zündwinkel aller Zylinder "trotz Zahnkranzeintönigkeit" in Echtzeit ununterbrochen möglich. In der Figur 2 ist ein Zahnkranz ZK gemäß Figur 1 abgerollt dargestellt. Eine erste Bezugsmarke befindet sich am linken Ende des abgerollten Zahnkranzes; es handelt sich hier um die Offset-Markierung für den oberen Totpunkt 0T eines ersten Zy- linders bzw. eines ersten Zylinders der zweiten Kurbelwellen¬ umdrehung bzw. um einen Synchronisationspunkt SP, welcher dadurch hervorgehoben ist, daß die zwei vorhergehenden Zähne weggelassen worden sind. Am rechten Ende befindet sich die Markierung für den oberen Totpunkt 0T des ersten Zylinders, bei dem die vorausgehenden sechs Zahnperioden 1 ... 6 als Referenz¬ winkel R definiert sind. Die Zeitspanne beim Durchlauf dieses Bereichs ist mit tR bezeichnet. Weiterhin ist in der Figur 2 der Zündzeitpunkt ZZP angegeben; die Zeitspanne zwischen dem Zündzeitpunkt ZZP und dem oberen Totpunkt OT ist hier mit t . bezeichnet.- For example, a magnetic sensor - the passage of the tooth flanks or the markings can be detected and evaluated with a test device PG. In conjunction with the ignition pulse of an ignition coil ZS, which is detected by means of trigger pliers TZ, an angle determination of all ignition angles of all cylinders "in spite of ring gear dryness" is possible continuously in real time. In Figure 2, a ring gear ZK according to Figure 1 is shown unrolled. A first reference mark is located on the left end of the rolled-up ring gear; this is the offset marking for the top dead center 0T of a first cylinder or a first cylinder of the second crankshaft revolution or a synchronization point SP, which is emphasized by the fact that the two previous teeth have been left out. At the right end there is the mark for the top dead center 0T of the first cylinder, at which the preceding six tooth periods 1 ... 6 are defined as the reference angle R. The time span in the passage through this area is designated t R. The ignition timing ZZP is also indicated in FIG. 2; the time span between the ignition timing ZZP and the top dead center OT is here with t. designated.
Der zu errechnende Zündwinkel σc ergibt sich somit zuThe ignition angle σc to be calculated is thus obtained
c = — . 36 Z LR1 unter der Annahme, daß eine Zahπperiode 6" beträgt und somit der Referenzwinkelbereich 36° ist. Unter dem abgerollten Zahn¬ kranz ist noch vereinfacht die Impulsfolge zur Bestimmung des Referenzwinkels R dargestellt.c = -. 36 ZL R1 assuming that a tooth period is 6 "and thus the reference angle range is 36 °. The pulse sequence for determining the reference angle R is shown in a simplified manner under the rolled-up ring gear.
In der Figur 3 ist eine Zahnkranzfolge, wie sie bei einem Vier¬ zylindermotor auftritt, abgerollt dargestellt, wobei hier nur die zur Bestimmung der Refereπzwinkel Rl ... R4 notwendigen Zahn- bzw. Impulsflanken angegeben sind. Links ist wiederum der Synchronisationspunkt SP gekennzeichnet, es folgt die ZündungIn FIG. 3, a sprocket sequence, as occurs in a four-cylinder engine, is shown in unrolled form, only the tooth or pulse flanks necessary for determining the reference angles R 1 ... R 4 being specified here. The synchronization point SP is again marked on the left, the ignition follows
(Zündzeitpunkt ZZP) des ersten Zylinders und die Zeitspanne t,, j nachfolgend die Referenzwinkelzeit tR1 dieses ersten Zylinders. Die Zündwinkelbestimmung kann hier wie beim Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 durchgeführt werden. Unmittelbar danach folgt die Zündung des zweiten Zylinders und die Erfassung der Refe¬ renzwinkelzeit tR2 und der Zeitspanne t 2 vom Zündereignis bis zum oberen Totpunkt 0T2 des zweiten Zylinders. Das gleiche ist für den dritten und vierten Zylinder dargestellt. Es ist somit möglich, eine zylinderspezifische Zündwinkelbestimmung cC -, ... oc A in der Zündreihenfolge des Motors in Echtzeit durchzuführen,(Ignition timing ZZP) of the first cylinder and the time period t ,, j subsequently the reference angle time t R1 of this first cylinder. The ignition angle determination can be carried out here as in the exemplary embodiment according to FIG. 1. The ignition of the second cylinder and the detection of the reference angle time t R2 and the time period t 2 from the ignition event to follow immediately after to top dead center 0T2 of the second cylinder. The same is shown for the third and fourth cylinders. It is therefore possible to carry out a cylinder-specific ignition angle determination cC -, ... oc A in the ignition sequence of the engine in real time,
Beim Ausführungsbeispiel nach der Figur 4 ist eine Segment¬ scheibe SS vorhanden, auf der anstelle der Zähne Segmente mit vergrößertem Radius vorhanden sind, bei denen die rechte Flanke den oberen Totpunkt OT eines ersten Zylinders und die linke Flanke den Bereich des Referenzwinkels R zum oberen Totpunkt OT des ersten Zylinders darstellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Referenzwinkel R = 55 ° . Diesem Segment gegenüber¬ liegend ist noch ein zweites Segment für einen zweiten Zylinder in Zylinderreihenfolge angebracht. Neben diesem Ausführungs- beispiel der Zahnkranzscheibe ZKS ist ein Impulsdiagramm der detektierten Zeitspannen tΛ und tR zu sehen, wobei hier der Zündzeitpunkt ZZP innerhalb der Referenzwinkelzeit tR liegt, was jedoch nichts an der Auswerterechnung gemäß Figur 2 ändert. Die Erfassung der Zeitspanne und die Ermittlung des Zündwinkels geschieht für den zweiten Zylinder in der gleichen Weise und ist weiterhin identisch mit der Erfassung des Zündwinkels oc des dritten und vierten Zylinders.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, a segment disk SS is provided, on which instead of the teeth there are segments with an enlarged radius, in which the right flank is the top dead center OT of a first cylinder and the left flank the area of the reference angle R to top dead center Represents TDC of the first cylinder. In this embodiment, the reference angle is R = 55 °. Opposite this segment, a second segment for a second cylinder is arranged in the order of the cylinders. In addition to this exemplary embodiment of the ring gear disk ZKS, a pulse diagram of the detected time periods t Λ and t R can be seen, the ignition timing ZZP lying here within the reference angle time t R , but this does not change the evaluation calculation according to FIG. 2. The detection of the time period and the determination of the ignition angle is done in the same way for the second cylinder and is also identical to the detection of the ignition angle oc of the third and fourth cylinders.
In Figur 5 sind jeweils Segmentscheiben SS für einen Sechs- zylindermotor und einen Achtzylindermotor gezeigt. Beim Sechs¬ zylindermotor ist jeweils ein Segment für die Zündwinkelmessung des ersten und vierten Zylinders mit den oberen Totpunkten 0T1 und 0T4 sowie ein Segment für den zweiten und fünften Zylinder und ein weiteres für den dritten und sechsten Zylinder ange- geben. In äquivalenter Form sind die Segmente zur Zündwinkel¬ bestimmung im rechten Ausführungsbeispiel für den Achtzylinder- Verbrennungsmotor angegeben.FIG. 5 shows segmented disks SS for a six-cylinder engine and an eight-cylinder engine. In the case of the six-cylinder engine, a segment for the ignition angle measurement of the first and fourth cylinders with the top dead centers 0T1 and 0T4 as well as a segment for the second and fifth cylinder and a further one for the third and sixth cylinder are specified. The segments for determining the ignition angle are given in an equivalent form in the right embodiment for the eight-cylinder internal combustion engine.
4 Patentansprüche4 claims
5 Figuren 5 figures

Claims

Patentansprüche Claims
1. Anordnung zur Bestimmung des Zündwinkels bei Verbrennungs¬ motoren, - bei der die Zylinderbeweguπgen proportional einer meßtech¬ nisch erfaßbaren Kurbelwellendrehung sind und1. Arrangement for determining the ignition angle in internal combustion engines, in which the cylinder movements are proportional to a crankshaft rotation that can be measured and
- bei der durch mindestens zwei Markierungen auf dem Umfang einer mit der Kurbelwelle fest verbundenen Scheibe ein Referenzwinkelbereich (R) angegeben ist, wobei aus den Markierungen der obere Totpunkt (OT) des mindestens einen Zylinders herleitbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,- in which a reference angle range (R) is indicated by at least two markings on the circumference of a disk which is firmly connected to the crankshaft, the top dead center (TDC) of the at least one cylinder being deduced from the markings, that is to say that,
- daß mit einem fest im Bereich der drehenden Scheibe (KWS; SS) angebrachten Sensor (S), einer Zähleinrichtung und einer Aus- werteelektronik eine Zeitspanne für den Durchlauf einer vor¬ gegebenen Anzahl oder der Abstand von Markierungen als Refe¬ renzgröße feststellbar ist, wobei die vorgegebene Anzahl der Markierungen oder der Abstand der Markierungen einen Referenz¬ winkel (R) angibt, - daß mit einem weiteren Sensor der Zündzeitpunkt (ZZP) detek- tierbar ist undthat a time period for the passage of a predetermined number or the spacing of markings can be determined as a reference variable with a sensor (S), a counting device and evaluation electronics which is fixedly attached in the region of the rotating disc (KWS; SS), the predetermined number of markings or the distance between the markings indicating a reference angle (R), - that the ignition timing (ZZP) can be detected with a further sensor and
- daß in der Auswerteeinrichtung die Referenzzeitspanne (tR) und die Zeitspanne (t^) zwischen dem Zündzeitpunkt (ZZP) und dem Zeitpunkt des Durchlaufs des oberen Totpunkts (OT) zur- That in the evaluation device, the reference time period (t R ) and the time period (t ^) between the ignition point (ZZP) and the time of the passage through the top dead center (OT)
Bestimmung des Zündwinkels oC7 nach der GleichungDetermination of the ignition angle oC 7 according to the equation
cCcC
^z = t R^ z = t R
herangezogen wird.is used.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g.e k e n n - z e i c h n e t ,2. Arrangement according to claim 1, d a d u r c h g.e k e n n - z e i c h n e t,
- daß die drehende Scheibe eine Zahnkranzscheibe (ZKS) ist, bei der sich ein Zahnkranz (ZK) auf der Zahnkranzscheibe (ZKS) befindet und bei dem jeder Zahn einen vorgegebenen Winkel¬ bereich markiert, - und daß ein Synchronisationspunkt (SP) durch Weglassen der vorhergehenden Zähne gebildet ist, wobei die Orte der oberen Totpunkte (OT) der Zylinder durch Abzählen von vorgegebenen Zähnezahlen hergeleitet werden.that the rotating disc is a ring gear disc (ZKS), in which there is a ring gear (ZK) on the ring gear disc (ZKS) and in which each tooth marks a predetermined angular range, - And that a synchronization point (SP) is formed by omitting the previous teeth, the locations of the top dead centers (TDC) of the cylinders are derived by counting predetermined numbers of teeth.
3. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t ,3. Arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t,
- daß die sich drehende Scheibe eine Segmentscheibe (SS) ist, bei der sich mindestens ein radial oder axial erhobenes Seg- ment auf dem Umfang der Scheibe (KWS) befindet, wobei der- That the rotating disc is a segment disc (SS), in which there is at least one radially or axially raised segment on the circumference of the disc (KWS), the
Umfangsabschnitt des Segments den Referenzwinkel (R) und eine Segmentkante den jeweiligen oberen Totpunkt (OT) angibt.Circumferential section of the segment indicates the reference angle (R) and a segment edge indicates the respective top dead center (OT).
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,4. Arrangement according to one of the preceding claims, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
- daß es sich bei den Sensoren (S) zur Erfassung des Durchlaufs der Zähne oder Segmente um magnetische Sensoren handelt. - That it is in the sensors (S) for detecting the passage of the teeth or segments to magnetic sensors.
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