DE2256038A1 - Elektronisch gesteuertes zuendsystem - Google Patents

Description

Anwaltsakte Nr.: 23 OO6

Ar viii Industries Inc. , Columbus,Indiana/USA

Elektronisch gesteuertes Zündsystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisch gcsteuertee Zündsystem für eine Verbrennungskraflniaschine, mit dem die Kennwerte der Verbrennungskraftmaschine für die Zündzeitpunkteinstellung entsprechen d der Motordrehzahl und -belastung gesteuert werden.

Die Zündzeitpunkt eins teilung von Verbr ennungskraf tma-..· schinen wird üblicherweise mittels eines Zündverteilers gesteuert, der einen Unterbrecher * einen Uiiterbi~echernocken mit mehreren Nocken, einen Verteilerläufer und eine Steuereinrichtung zur Änderung der Zündzeitpunkt-,.

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einstellung entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors aufweist.

Die Einstellung der Zündifinkel-Kennwerte hängt in» wesentlichen von der Motorbelastung und -drehzahl zu einem bestimmten Zeitpunkt ab. Der Unterbrechernocken ist am oberen Ende einer Verteilervelle angebracht, die sich rela-

tiv zu dem unteren Ende verdrehen kann, um die Zündzeitpunk t--eins te llung zu verändern. Das untere Ende der Verteilerwelle wird von der Motorkurbelwelle gedreht, so daß irgendwelche Änderungen in der Zündzeitpunkteinstellung im allgemeinen als eine Winkelvoreilung oder -nacheilung der Zündzeitpunkteinstellung bezüglich der Kurbelwelle bezeichnet wird. Üblicherweise verdreht ein Fliehkraftregler das obere Ende der Verteilerwelle und damit des Unterbrechernockens entsprechend der Drehzahl der Kurbelwelle. Der Regler bewirkt hierdurch eine Wxnkelverstellung des entsprechend der Motordrehzahl gesteuerten Unterbrechernockens, wodurch die Zündzeitpunkteinstellung bei höheren Motordrehzahlen vorgestellt wird.

Änderungen in der Zündzeitpunkteinstellung könnnen also bezüglich der von dem Motor gefühlten Belastung durchgeführt werden. Änderungen im Unterdruck des Luftansaugrohrs sind bezeichnend für diese Wirkung der Belastung und mittels einer biegsamen bzw. nachgiebigen Membran und eines Verbindungsgestänges können die Unterdruckänderungen an den. Unterbrecher des Verteilers übertragen

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werden. Der Unterbrecher wird hierdurch, relativ zu den Nocken des Unterbrechernocken? verschoben, um die Zündzeitpunkteinstellung zu ändern» Obwohl, dies teilweise wirksam ist, ist dieses Yerfahrung der Belastungslcompensierung nicht genau und anfällig gegenüber einer Ande-Bung bzw. Vers chi echt er ung der Membran und einem Schwund bzw. Verlust an Unterdruck.

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Es sind bereits verschiedene elektronisch gesteuerte Zündsysteme vorgeschlagen worden, um die elektronische Impulserzeugung zum Öffnen und Schließen des Ünterbre-. chers zu ersetzen. In einigen Fällen bzw. bei einigen. Ausführungen ist eine Einrichtung, beispielsweise ein Unterbrecher für ein Drehmagnetfeld mit eingeschlossen worden, um die Zündzeitpunkteinstellung bezüglich der Motordrehzahl zu steuern. Bei diesen Systemen ist hauptsächlich der verhältnismäßig hohe Strom über die Unterbrecherkontakte beseitigt worden, wenn diese abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Diese Systeme betreffen aber nicht"eine Änderung der Kenndaten der Zündzeitpunkteinstellung bei Zunahmen in der tatsächlichen oder von einer Bedienungsperson wahrgenommenen Motorbelastung. Die Systeme zur Änderung der Zündzeitpunkteinstellung sprechen nur auf Erhöhungen der Motordrehzahl und nicht auf eine tatsächliche Motorbelastung an. Weiterhin erkennen diese Systeme die Wirkung bzw.Folge einer Belastung nicht, deren Vorhandensein die Bedienungsper-

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son wahrnimmt, so daß der sich ergebende wirksame oder unwirksame, von der Bedienungsperson herbeigeführte Betrieb kompensiert bzw. ausgeglichen werden kann.

Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile der bekannten Systeme durch Schaffen eines geschlossenen bzw. geregelten ZUndsystems, das die Kenndaten der Zündzeitpunkteinstellung einer Verbrennungskraftmaschine entsprechend der Motordrehzahl und sowohl der tatsächlichen als auch der von der Bedienungsperson wahrgenommenen Motorbelastung für einen wirksamen Maschinenbetrieb steuert.

Gemäß einer Ausfuhrungsform der Erfindung ist ein Zündsystem geschaffen, das einen Analogsignal-Funktionsgenerator aufweist, um optimale, kennzeichnende Signalkurven für die Zündzeitpunkteinstellung entsprechend den durch die Motordrehzahl-und Belastungs- bzw. Druckwandler erzeugten Signale zu erstellen. Diese zusammengesetzten Signale können dann dazu verwendet werden, um an einem Zündverteiler die Vor- oder Nacheilung des Zündwinkels des Motors bzw. der Verbrennungskrafmaschine so zu steuern, daß der Betrieb der Maschine durch optimale Kurven gekennzeichnet ist.

Drucksensoren, wie Dehnungsmeßstreifen, können als Maschinenbelastungswandler verwendet werden, um den Druckunterschied zwischen Atmosphärendruck und dem Luftdruck

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.in dem Motoransaugrohr und an der. Atistrittsöffnung (spark port) an der Verteilerunterseite zu fühlen. Der Druckunterschied an dem Ansaugrohr zeigt die an dem Motor wahrgenommene Belastung an, während der Unterschied an der Austrittsöffnung die Belastung anzeigt, die die Bedienungsperson der Maschine bzw. des Motors wahrnimmt. Hierbei ist wichtig, daß für einen wirksamen Maschinenbetrieb mit minimalem Ausstoß an Auspuffgasen die von der Bedienungsperson wahrgenommene Belastung in Betracht gezogen wird. Als Drehzahlwandler kann ein Tachometer verwendet werden, der ein Eingangssignal an dem Analogsignalgenerator schafft, das die tatsächliche Drehzahl anzeigt, mit der der Motor läuft. Der Tachometer weist vorzugsweise einen elektrischen Aufbau und einen Impuls-Gleichstromumsetzer auf, der an den Verteilerausgang der Zündspule angekoppelt werden kann.

Der Analogsignalgenerator weist drei Bereiche auf, von denen jeweils ein vorbestimmtes Signal entsprechend dem von einem der Drehzahl- oder Druckwandler erhaltenen Eingangssignalpegel erzeugt wird. Die Bereiche des Analogsignalgei^erators sind so eingestellt "bzw. geeicht, daß wenn die Eingangssignale entsprechend einer Zunahme der Motorbelastung und -drehzahl eine größere Amplitude aufweisen, ihre Ausgangssignale Änderungen der Zündwinkeleinstellung darstellen, die für eine optimale Motorleistung erforderlich sind.

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Die Ausgänge der Bereiche des Analoggenerators werden summiert und das gesamte Betätigungs- bzw. Steuersignal zur Voreinstellung odur Verzögerung des Zündwinkels der Verbrennungskraftmaschine verwendet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird dieses Betätigungssignal zur Steuerung eines Servomotors zum Verdrehen eines abgewandelten Zündverteilers entsprechend der Amplitude des Betätigungs-

oder Steuersignals benutzt. Ein die tatsächliche Verdrehung des Verteilers darstellendes Rückkopplungs- bzw. Rückführungssignal kann mit dem Betätigungs- oder Steuersignal zur Regelung des Servomotors verglichen werden. Sobald diese beiden Signale nicht übereinstimmen bzw. nicht zusammenpassen, wird dies zur Kompensation irgend eines Einstellfehlers verwendet.

Die Erfindung schafft also ein elektronisch gesteuertes Zündsystem zur Steuerung der Zündzeitpunkteinstellung einer Verbrennungskraftmaschine entsprechend der Motordrehzahl und -belastung. Drei lineare Wandler setzen die Motordrehzahl, die Größe des Unterdrucks im Ansaugrohr und die Größe des Unterdrucks in der Vergaser-Austrittsöffnung in elektrische Spannungen um. Drei entsprechende nicht lineare Funktionsgeneratoren erzeugen entsprechend den Wandlerausgangsspannungen vorbestimmbare Aus-^ gangsspannungen. Die Generatorausgangsspannungen werden dann zusammen zur Änderung des Zündwinkels der Verbrennungskraftmaschine verwendet. Irgend ein Fehler zwischen der tatsächlichen Änderung undJler hierdurch angezeigten*

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Änderung wird mittels eines Rückkopplungs- bzw. Rückführungspotentiometers festgestellt und dazu verwendet, um hiermit die Zündzeitpunkteinstellung vorzunehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wozu auf die beigefügten Zeichnungen bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig.l ein Blockschaltbild der Erfindung;

Fig.2 ein Schaltbild eines der in der Erfindung verwendeten Unterdruckwandlers;

Fig.3 eine Kurve, in der eine kennzeichnend Beziehung zwischen dem Unterdruck an der Austrittsöffnung (spark port vacuum) und dem Zündwinkel dargestellt ist;

Fig.4 ein Schaltbild des Bereichs des Funktionsgenerators für den Unterdruck an der Austrittsöffnung;

Fig.5 eine Kurve, in der feine kennzeichnende Beziehung · zwischen dem Unterdruck in dem Ansaugrohr und _ ^ ♦ dem Zündwinkel dargestellt ist;

Fig.6 ein Schaltbild des Bereichs.des Funktionsgenerators für Unterdruck in der Ansaugleitung;

Fig.7 eine Kurve, in der eine Beziehung zwischen^der Mo-:.·

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tordrehzahl und dem Zündwinkel dargestellt ist;

Fig.8 ein Schaltbild des für die Maschinendrehzahl vorge- ' sehenen Bereichs des Funlstbnsgenerators;

Fig.9 ein Schaltbild des Summier- und Begrenzungsteils des

Systems;
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Fig.10 eine schematische Darstellung der Einstellregelung für den Zündverteiler; und

Fig.11 einen abgewandelten Zündverteiler und ein diesem zugeordnetes Getriebe die in Verbindung mit der Erfindung verwendbar sind.

Das in den Zeichnungen dargestellte System dient zur Steuerung des Zündwinkels einer Verbrennungskraftmaschine. In dem System vorgesehene Wandler setzen den Unterdruck im Ansaugrohr, den Unterdruck an der Austrittsöffnung und die Motordrehzahl in Spannungen um ,die als Eingänge an einem entprechenden nichtlinearen Funktionsgenerator verwendet werden. Der Generator wird zuerst auf einen vorbestimmten Ausgangspegel geeicht oder eingestellt, der dem jeweiligen Eingangspegel an dem zugeordneten Wandler entspricht. Der vorbestimmte Ausgangspegel wird durch Versuche ermittelt, damit sich der wirksamste Motorbetrieb ergibt. Die Summe der drei Generatorausgangspegel wird dann dazu verwendet, um durch Drehen des Verteilers den

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Winkel, des Zündzeitpunktes des Motors entsprechend zu ändern. Irgend ein Fehler bei der Verteilerexnstellung wird mittels eines Ruckführpotentxonieters festgestellt, dessen Ausgang zur weiteren Ein- bzw. Verstellung des Zündwinkels verwendet wird, ·

In Fig.l ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Eingangsgrößen dieses Systems werden von zwei Druckwandlern 10 und 12 und einem Drehzahlwandler Ik erhalten. Einer der Druckwandler ist an der Ansaugleitung angebracht, um den Druckunterschied zwischen der- Außenluft und dem Ansaugrohr zu fühlen. Der Unterdruck in dem Ansaugrohr bestimmt die Brennstoffzufuhr zu den Zylindern des Motors, ergibt sich aus der Abwärtsbewegung der Zylinderkolben und zeigt den Belastungszustarid des Motors an.

Der andere Druckwandler 12 ist so angebracht,' daß er den Druckunterschied zwischen der. Austrittsöffnung an der Unterseite des Vergasers und der Umgebungslüft fühlt. Die Größe dieses Druckunterschieds zeigt die Maschinenbelastung an, die die Bedienungsperson an dem Motor wahrnimmt, da sie der tatsächlichen Belastung entgegengesetzt ist. Es ist wichtig, diesen Faktor für einen wirksameren und abgasfreien Betrieb in Betracht zu ziehen.

Die MotordrehzahJ wird mittels des ^rehzahlwandlers i4 festgestellt, der vorzugsweise ein herkömmlicher Impuls-'

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gleichetromuni3etzer ist. Der Drehzahlwandler Ik ist mit der in der Mitte des Verteilers angebrachten Zündleitung von der Zündspule verbunden. Der sich am Drehwandler ergebende Ausgangswert ist ein Gleichstromsignal mit einer zu der Motordrehzahl proportionalen Amplitude.

Die Ausgangswerte der beiden Druckwandler 10 und 12 sowie des Drehzahlwandlers l4 werden an entsprechende" Analogsignal-Funktionsgeneratorabschnitte l6, l8 und 20 angekoppelt. Die Amplitudeneingänge dieser Generatorabschnitte, d.h. die Ausgänge der entsprechenden Wandler 10, 12 und Ift nehmen im allgemeinen von Null Volt an linear so zu*; wie der jeweilige Druckunterschied und / oder die Maschinendrehzahl zumimmt. Die Generatorabsc hnitte l6, l8 und 20 werden anfangs so geeicht, daß ihre Ausgangssignale, wenn sie bezüglich eines Zündpunkteinstellwinkels aufgenommen werden, so wie ihre entsprechenden Eingangssignale von Null Volt an zunehmen , eine optimale KurVe beschreiben. Eine solche optimale Kurve für den Ausgang des dem Unterdruck des Ansaugrohrs zugeordneten Generatorabschnitts l6 ist in Fig.5 dargestellt. In dieser Kurve ist der Unterdruck in dem Ansaugrohr in mm-Hg (inch-Hg) über dem Winkel zwischen der Kurbelwelle und der Verteiler-Nockenwelle aufgetragen. Eine entsprechende optimale Kurve für den dem Unterdruck an der Austrittsöffnung zugeordneten Generatorabschnitt 18 ist in Fig.3 und eine charakteristische, optimale Kurve für die Motordrehzahl ist. in Fig.7 dargestellt. Diese Kurven stel-' len jeweils eine lineare Annäherung an die Idealkurve dar,

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die den jeweiligen Verwendungszwecken entspricht. Auf" diese Kurven wird- später noch im einzelnen Bezug genommen.

Die Ausgänge der Generatorabschnitte 16, 18 und 20 werden in einem Summierverstärker 22 .zusammen mit dem Ausgang einer Steuerwinkeleinstellung 24 summiert. Die Sum-

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mierung der drei Generatorabschnittausgänge ergibt ein Summensignal, das zur Steuerung der Winkelverstellung des Verteilers und damit des Zündzeitpunkteinstellwinkels des Motors verwendet wird.

Die Steuerwinkeleinstellung 24 wird zum Einführen bzw. Eingeben irgend einer verlangten ZündwinkelverSchiebung in den Kenndaten für die Zündzeitpunkt eins teilung verw endet.' Diese Verschiehing wird von dem System als Konstante

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behandelt. Ferner kann auch die von Hand geregelte Steuerwinkeleinstellung zur Änderung der Verteilerlage zu dem Zeitpunkt verwendet werden, wenn neuerZündzeitpunkteinstellkurven erzeugt werden sollen. Beispielsweise kann der.Motor mit einer bekannten Drehzahl und unter bekannten Belastungsbedingungen laufen. Die Stauerwinkeleinstellung kann dann dazu verwendet werden, um von Hand den

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Zündeinstellwinkel zu ändern, um Daten von verschiedenen Betriebsparametern des Motors für, Auswertungszwecke auf-

zunehmen.

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Zusätzlich zu der Summierung der Ausgänge der Generatorabschnitte 16, l8 und 20 für den Unterdruck im Ansaugrohr und der Austrittsöffnung sowie für die Motordrehzahl mit der Steuerwinkeleinstellung 24 begrenzt der Summierνerstärker 22 die gesaraten negativen und positiven Steuerwinkelsignale auf eine vorbestimmte Maximalamplitude. Durch eine Begrenzung der Maximalamplitude dieser

Signale ist sichergestellt, daß die Zündzeitpunkteinstellung bzw. der Zündwinkel bis zu einem Punkt vorgestellt oder verzögert wird, bei dem eine schädliche Abnutzung an der Maschine eintritt.

Der Ausgang des Summierverstärkers 22 ist an einen Servoverstärker 26 angekoppelt, der einen Servomotor 28 entsprechend antreibt, der über ein Getriebe 29 eai das obere Ende d«r Verteilerwelle in dem Verteiler 30 angekuppelt ist. Der Motor ist weiterhin über ein Getriebe 31 an ein Rückführpotentiometer 32 oder eine andere Rückfuhrsignalquelle angekoppelt, um das Potentiometer um den gleichen. Winkel zu verdrehen, um den die Verteilerwelle gedreht wird. Die Polarität des Potentiometerausgangs wird mittels eines Inverters Jk umgekehrt und danach an den Eingang des Servoverstärkers 26 angelegt, wodurch der Ausgang dieses Verstärkers 26 entsprechend dem Wert verändert wird, um 'den die Verteilerwelle, verglichen mit dem Winkel, um den sie gedreht werden sollte, tatsächlich gedreht worden ist.

Die zwei Unterdruckwandler 10 und 12 weisen denselben

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Sohaltungsaufbau auf, so daß im folgenden nur einer im ein^: zelnen beschrieben wird. -Die in Fig.2 dargestellte Schaltung der Druckwandler weist einen Drucksensor, beispielsweise einen Dehnungsmeßstreifen, Vorspannungs- und Ausgleichsnetzwerke und einen mit einer entsprechenden Skala versehenen Vorverstärker auf. Der Drucksensor 40 in Form eines Dehnungsmeßstreifens ist so angebracht, daß die

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Größe des in dem Motoransaugrohr erzeugten Unterdriicks entsprechend gefühlt wird. Zwei in Reihe geschaltete: Widerstände 42 und 44 sind zwischen dan positiven Pol B+ einer Spannungsquelle und Erde geschaltet; zum Anlegen einer Spannung an den Sensor ist deren gemeinsame Verbindung an den Sensor 40 angeschaltet. Die gemeinsame Verbindung zwischendiesen beiden Widerständen 42 und 44 ist weiterhin über eine Serienschaltung aus zwei Widerständen 46 und 48 sowie ein Potentiometer 50 an Erde angeschaltet. Das Potentiometer 50 ist so eingestellt, daß der Sensor 40 über den Bereich der Eingangsdruckwerte geeicht ist.

Zwei Widerstände 52 und 54 sind an den Ausgang des Sensor's 40 angeschaltet, um Temperaturanstiege auszugleichen, indem die Ansprechempfindlichkeit des Drucksensors über einen großen Temperaturbereich linearisiert ist. Die Ausgangsseiten dieser beiden Widerstände 52 und 54 sind zusammen an einen Belastungswiderstand 56 angeschaltet. Die andere Seite des Belastungswiderstands 56 ist Hn den Eingang eines Funktionsverstärkers 58», einen Rückkopplungswiderstand, 60 und, einen Kompenstationswider3tand 62 ange-

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schaltet. Die an dem Belastungswiderstand 56 anliegende Spannung ist linear proportional zu den von dem Drucksensor gefühlten Druckunterschieden.

Die Spannung an dem BeIastungswiderstand 56, der mit dem Eingang des Funktionsverstärkers 58 verbunden ist, wird durch eine Spannung verschoben bzw. geändert, die von einem Widerstandsnetzwerk aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen 64 und 66 und einem Potentiometer 68 zugeführt wird« Dieses Widerstandsnetzwerk liegt zwischen dem negativen Pol B- der Spannungsquelle und Erde, und ist mit dein Schleifarm des Potentiometers 68 über den vorerwähnten Widerstand 62 an den invertierenden Eingang des Funktionsverstärkers 58 angekoppelt. Der nicht invertierende Eingang des Funktionsverstärkers ist über einen Ausgleichswiderstand 70 an Erde geschaltet.

Die über das Widerstandsnetzwerk an den Funktionsverstärker 58 angelegte Spannung wird zur Verschiebung bzw. zum Ausgleichen der Ausgangsspannung des Drucksensors kO verwendet, so daß der Funktionsverstärker 58 einen Nullspannungsausgnng hat, wenn kein Spannungsunterschied gefühlt wird. Die Verschiebung bzw. der Ausgleich ist erforderlich, da der Sensor eine Ausgangsgleichspannung von annähernd 5 Volt besitzt, wenn kein Druckunterschied anliegt. Die negative mittels des Widerstandsnetzwerks angelegte Spannung verschiebt bzw. gleichtdiese Nullzustandsspannung aus.

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Auf Grund seiner Betriebsdaten ist der Verstärkungsfaktor des Funktionsverstärkers 58 annähernd gleich dem Wert des Rückkopp J-ungswider stands 6O geteilt durch den Sensorbelast ungs wider st and 96. Der Wert des Rückkoppluigswiderstands 60 ist so gewählt,daß sich ein AusgangsSkalenfaktor von vorzugsweise 2O mV/mm-Hg (500 mV/inch-Hg) Druckunterschied ergibt.

Der Ausgang der Druckwandlerschaltung 12, die den Unterdruck in dec Austrittsöffnung an der Unterseite des Vergasers . überwacht , ist an den in Fig.4 dargestellten Funktionsgeneratorabschnitt l8 für den" Unterdruck an der Austrittsöffnung angeschlossen. Der mittels des Wandlers 12 gefühlte Unterdruck zeigt die Belastung an, die die Bedienungsperson an dem Motor wahrnimmt. Der Eingang des -<ieneratorabschnitts l8 ist über einen Eingangswiderstand 74 an den invertierden Eingang eines Funktionsverstärkers 76 angelegt. Ein Meßinstrument 75 kann zur Überwachung der Amplitude des Eingangs von dem Wandler 12 zwischen den Widerstandseingang und Erde geschaltet sein. Der andere nicht invertierende Eingang des Verstärkers 76 ist über einen AusgleichswideEstand 78 an Erde gekoppelt. Der übrige Teil der in Fig.k dargestellten Schaltung wird als Rückkopplungsnetzwerk für den Funktionsverstärker 76 verwendet.

Die Kurve in Fig.3 ist eine lineare Annäherung an eine Kurve, die die ,Beziehung zwischen der Größe des Unter- *

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drucks am Austrittsschlitz und dem Winkel zeigt, um den die Zündzeitpunkteiiistellung für eine optimale Motoi'leistung mit niedrigen Auspuffsgasanteilen geändert werden sollte. Die Kurve weist eine Reihe von Linien 80, 8l, 83 und Qk unterschiedlicher Steigung sowie eine Anzahl sogenannter Knickstellen 86, 87, 88 und 89 auf. Der in nun-Hg (inch-Hg) wiedergegebene Unterdruck an der Austrittsöffnung ist auf der Abszisse der Kurve aufgetragen, deren Maßstab so festgelegt ist, daß 50 mm-Hg (2 inch-Hg) 25 mm (linch) entsprechen. Der Maßstab auf der Ordinate ist so gewählt, daß einer Änderung von k bei der Zündzeitpunlttexnsteilung 25 mm (1 inch) entspricht.

In der Kurve entspricht irgend einem Unterdruck an der Austritisöffnung eine, entsprechenden Anzahl Grad, die der Unterbrechernocken voreingestellt sein, bzw. voreilen sollte, um auf Grund des Unterdrucks an der Austrittsöffnung den Betrieb optimal einzustellen. Die Achsen sind ebenfalls in Volt geeicht, so daß 1 Volt von dem dem Austrittsschlitz zugeordneten Wandler 12 einem Druck Von 50mm-IIg (2 inch-Hg) entspricht, während eine Ausgangsspannung von 1 Volt an dem Generatorabschnitt l8 eine Zündzeitpunktveränderung von h darstellt. Die Rückkopplungsschaltung 90 in Fig.k für den Verstärker 76 erzeugt die entsprechende Steuerspannung für eine Zündwinkeländerung für den jeweiligen von dem an der Austrittsöffnung vorgesehenen Wandler 12 gefühlten Druck. Die jeweilige Beziehung zwischen dem gefühlten Druck und der Zündwinkel-*

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änderung ist, wenn es gefordert wird,einstellbar, so daß sie an Veränderungen in den Betriebsparanietern des Motors oder etwas ähnlichem angepaßt werden kann.

In der Rückkopplungsschaltung 90 werden die anfängliche Nullsteigung an der Stelle 80 und die erste Knickstelle 86 in der Kurve in Fig.3 mittels eines Widerstandsnetzwerks 92 und einer Diode <)k gebildet. Die Kathode der Diode ist mittels einer Leitung 96 an den invertierenden Eingang;des Funktionsverstärkers 76 und ihre Anode an die Ausgangsleitung 98 desselben Funktionsverstärkers angeschlossen. Das Widerstandsnetzwerk 92 weist einen Widerstand 100 auf, der an den Schleifarm eines Potentiometers 102 angekoppelt ist. Das Potentiometer 102 ist zwischen den Minuspol B- einer Spannungsquelle und Erde geschaltet, -wodurch eine steuerbare negative Spannung am Eingang 96 des Funktionsverstärkers 76 anliegt. Der Funktionsverstärker 76 kehrt die negative Spannung um, so daß eine positive Spannung an seinem Ausgang 98 anliegt. Hierdurch wird aber die Diode 9^ in Durchlaßrichtung vorgespannt, um die Funktionsverstärker-Ausgangsleitung 98 mit der ^ingangsleitung 96 elektrisch kurzzuschließen und die Verstäitamg des Funktionsverstärkers 76 auf Null herabzusetzen. Der sich ergebende Wert Null am Funktionsverstärkerausgang führt in Fig:. 3 zu einem Anfangsbereich 80, in dem die Steigung Null ist.

Die erste Knickstelle 86 in der Kurve kommt zustande, wenn

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die positive Bingangsspaiinung von dem Wandler 12 für den Unterdruck an der Austrittsüffnung die eingestellte negative, von dem Widerstandsnetzwerk 92 zugeführte Spannung übersteigt. Dies führt zu einer positiven Netzspannung an der Eingangsleitung 96 des Funktionsverstärkers 76, so daß sein Ausgang 98 beginnt negativ zu werden. Der negativ werdende Ausgang spannt die Kurzschlußdiode <)k umgekehrt vor, so daß öle Verstärkung des Verstärkers 76 dann durch eine Reihenschaltung aus einem Potentiometer 104t und einem Widerstand 106 in einer Rückkopplungsschaltung bestimmt wird. Die Verstärkung ist zu diesem Zeitpunkt der Widerstandswert des Potentiometers 104 plus dem des Widerstands I06, geteilt durch den Widerstand Th am Funktionsverstärkereingang. Durch die Einstellung des Potentiometers 104 wird somit die zweite Steigung 8l des Einstellwinkels bestimmt. Der Rückkopplungswiderstand IO6 ist als Eichwiderstand verwendet, um die minimale Steigung der Kurve zu begrenzen, die unmittelbar auf die erste Knickstelle 86 folgt,

Nach der ersten Knickstelle 86 steigt der Ausgang des Funktionsverstärkers 76 weiter negativ in einer Weise an, wie sie durch die zweite Steigung 8l der Einstellkennlinie bestimmt ist. Diese zunehmend negative Spannung wird an eine Seite eines Widerstands IO8 angelegt, deseen andere Seite an positiver Spannung liegt, die an dieser Seite von einem Potentiometer 110 eingeprägt ist, dessen Schleifer« über einen weiteren Widerstand 112 an den Pluspol D+*

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der Spannungsquelle angeschaltet ist. Durch die sich ergebende positive Spannung an der Verbindungsstelle zwischen dem Potentiometer HO. und dem Widerstand 10.8-wird''eine Diode 114 umgekehrt vorgespannt, deren Kathode über ein weiteres Potentiometer Il6 an diese Verbindungsstelle angekoppelt ist. Die negative Ausgangsspannung des Funktionsverstärkers 76 nimmt weiter mit der zweiten Steigung 8l zu, bis die Ausgangsspannung die positive Spannung an der Kathode der Diode Il4 übersteigt. Wenn dies der Fall ist, wird die Diode in Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch ein Rückkopplungsweg über den ersten Widerstand IO8 und das zweite Potentiometer II6 zur Eingangsleitung 96 des Funktionsverstärkers 76 geschaffen ist. Die Einstellung des ersten Potentiometers HO, über das die positive Spannung angelegt wird, ist der Grund für die zweite Knickstelle 87.

Die Durchlaßspannung an der zweiten Diode Il4 liefert ein Wxderstandsrückkopplungsnetzwerk für den Funktionsverstärker 76, das jeweils zwei Reihenschaltungen aus einem Widerstand IO6 bzw. IO8 und einem Potentiometer 104 bzw. Ho aufweist, die parallel zueinander geschaltet sind. Der zweite Rückkopplungsweg wird an der zweiten Knickstelle 87 wirksam und'dient zur Verringerung der zweiten Steigung 8l um eiiienBetrag, der erforderlich ist, um die dritte Steigung 82 zu ehalten. Der Festwiderstand I08 in dem zweiten Rückkopplungsweg wird dann wieder verwendet, um den Minimalwert der dritten Steigung 82 zu begrenzen; da,s

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Potentiometer Il6 wird zur Änderung der Steigung 82 von diesem Wert verwendet.

In analoger Weise werden die zwei übrigensteigmigs- und Knickstellen-Steuerbereiche 118 und 120 der Kennlinie des Einstellwinkels infolge des Unterdrucks an der Austrittsöffnung mittels der vorbestimmten positiven Spannung eingestellt, die die negative Ausgangsspannung des Funktionsverstärkers 76 in jedem Fall übersteigen muß, um eine Diode in Durchlaßrichtung vorzuspannen und dadurch einen weiteren parallelen Widerstandszweig dem Rückkopplungsnetzwerk hinzuzufügen.

Die Kennlinie des Einstellwinkels relativ zu dem Unterdruck an der Austrittsöffnung kann durch Einstellen irgend eines der die Knickstellen oder die Steigung steuernden Potentiometers geändert werden. Vorzugsweise haben die Potentiometer eine Linearität von 0,5%, was für die geforderte Genauigkeit ausreicht.

Die optimale Kennlinie des Einstellwinkels für den Unterdruck am Ansaugrohr ist in Fig.5 dargestellt» die Schaltung für den Generatorabschnitt l6 zur Erzeugung dieser Kurve ist in Fig.6 dargestellt. Der Unterdruck an der Ansaugleitung zeigt den an dem Motor gefühlten Belastungszustand an. Bei niedrigen Drehzahlen und damit bei niedrigen Bclastimgswerton hat sich eine gewisse Verzögerung des Einstellwinkels,bzw. des Zündzeitpunktes als vorteilhaft"

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für die Stetiervmg der Auspuffgase herausgestellt. Weiterhin wird durch die Verzögerung des Einstellwinlcels bzw. des Zündzeitpunkts wodurch der Kraftstoff in den Motorzylindern zu einem späteren Zeitpunkt gezündet wird, das Motorgeräusc h vermindert, das insbesondere im Leerlauf oder bei niedrigen Drehzahlen störend sein kann. Wenn die Drehzahl und die Belastung des Motors zunimmt, muß für einen wirksamen Betrieb ach der Einstellwinkel bzw. der . Zündpunkt vorgestellt werden. Eine zu starke Vorverstellung des Einstellwinkels bziv. Zündzeitpunkts kann aber zu Motor-"Klopfen" führen.

Diese Überlegungen sind in der Kurve in Fig.5 verdeutlicht. Diese Kurve weist einen Anfangsabschnitt 124 mit einer Steigung Null auf, die von einer ersten Knickstelle 126 begrenzt ist. An der ersten Knickstelle I26 wird der Einstellwinkel bzw. der Zündzeitpunkt verzögert, wie beispielsweise durch eine ins negative gehende Steigung 128 angezeigt ist, die bis zu einer zweiten Knickstelle I30 reicht. Der Einstellwinkel nimmt nach der zweiten Knickstelle 130 nicht mehr weiter negativ zu und bleibt für einen Bereich I32 mit einer Steigung Null auf dem erreichten Verzögerungs- bzw. Nacheilwinkel. Der Abschnitt I32 mit einer Steigung Null reicht bis zu einer dritten Knickstelle 134, nach welcher die Kurve mit einer positiven Steigung I36 ansteigt. Die folgenden Knickstellen I38, l4O und IA2 liegen jeweils am Beginn einer Abnahme der Voreinstellung bzw. Voreilung des Einstellwinkels im Hinblick

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auf eine Zunahme des Unterdrucks im Ansaugrohr mit anderen Worten, die Stejgungc-n lkk, lh(> bzw. l'lo¹, die auf die letzten drei Knicks teil en Ι3Γ», ΙΛΟ und 1*12 folgen, sind jeweils geringer als die vorhergehende Steigung und werden durch eine fortlaufende Verringerung der positiven Anfangs.Steigung I36 gebildet.

Die in Fig.6 dargestellte Schaltung wird dazu verwendet, eine in der Kurve der Fig.5 dargestellte "Ausgangsspannung zu erzeugen, in der bin Druckunterschied von 50 mm-IIg (2 inch-Hg) vorzugsweise einer Voreilung oder Nnchcilung bzw. Verzögerung von k in der Zündzeitpuiikteiiistellung entspricht. Der Eingang an der Schaltung stammt von dem Funktionsverstärker 58 in dem Druckwandler 10, der den Druckunterschied zwischen dem Ansaugrohr und der Umgeburigsluft überwacht.

Der Ausgang des Druckwandlers 10 für den Unterdruck in dem Ansaugrohr wird an einen Suinmierwiderstand I50 an dem invertierenden Eingang eines Funktionsverstärkers 152 angelegt. Der nicht invertierende Eingang des Funktionsverstärkers 152 ist über einenAusgleichswidcrstand 15'* an Erde geschaltet. Die Rückkopplungsschaltung I56 für diesen Verstärke!' schafft die Kennlinie bis zu der dritten Knickstelle

Der Verstärker J. 5 2 kehrt die positive Eingangs spannung von dem Wandler, 10 um, so daß sein Ausgang negativ ist. '

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Ein Widerstandsnetzwerk aus drei Widerständen 157» und l6O von denen letzterer an den Schleifarm eines Potehtiomcters l62 angeschaltet ist, ist zwischen den jaegativxm Pol B- einer Spannung squelle und Erde geschaltet, wodurch eine einstellbare negative Spannung über den an den Schleifarin angeschalteten Widerstand l60 an die Suiiimierverbindungsstelle des Funktionsverstärkers 152 angelegt ist. So3.an.ge die Größe dieser Spannung gleich "oder größer als die Eingangsspannung von dem Druckwandler 10 ist, ist derAusgang des Verstärkers 152 positiv „-

Die Kathode einer Diode lGk ist die Summierverbindrangsstelle eines Funktionsverstärkers 152 und ihre Anode an den Ausgang des Verstärkers angeschaltet. Die Diode 164 ist in Durchlaßrichtung vorgespannt, solange der Verstärkerausgang positiv ist, der die Verstärkung des Fraiktionsverstärkers auf Null herabsetzt. Die sich eingebende Ausgangsspannung Null entspricht dem ersten Abschnitt 124 der Kennlinie für den Unterdruck in der Ansaugleitung. Die Stelle, an der die Ausgangskurve von Null abweicht, ist durch die Einstellung des Potentiometers l62 festge3.egt. Dies ergibt die erste Knickstelle 126 in der Kurve.

Die auf die erste Knickstelle 126 folgende Verzögerungssteigung 128 wird durch die Einstellung eines Potentiometers 166 bestimmt, der in der Rückkopplungsschaltung in ]?ßihe mit einem Widerstand 168 lic gt. Die Größe dieser Neigung iöt gleich, der Summe des Widerstands, der durch die

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Einstellung des Potentiometers l66 und dein die minimale Steigung einstellenden Widerst?« d l68 geteilt durch den SuiTiüiiervid er stand I50 am Eingang gebildet ist.

Die negative Steigung 128 reicht so weit, bis die Größe der positiven Spannung an der Verbindungsstelle des Funktionsverstärkers 152, die an die Anode einer wo. teren Diode 170 angeschaltet ist, die Größe der positiven an der Kathode der Diode I70 eingeprägten Spannung übersteigt. Die positive Spannung an der Kathode wird über den Schleifarm eines Potentiometers 172 zugeführt, der zwischen den Ausgang des Verstärkers 152 und über einen weiteren Widerstand 17*1 an den Pluspol B+ der Spannungsquelle geschaltet ist. Durch die Einstellung des Potentiometers 172 wird der Eingangsspannungspegcl von dem Druckwandler 10 bestimmt, bei dem die Diode I70 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Die Eingangsspannung des Wandlers, bei der dies eintritt, bestimmt die zweite Knickstelle I30. Die sich ergebende Steigung wird Null, da die nunmehr leitende Diode 170 die Verstärkung des Verstärkers 152 auf Null herabsetzt.

Der zweite Abschnitt 132 der Kurve erstreckt sibh bis zur dritten Knickstelle 13^, an der der erste Abschnitt I36 der Kurve mit positiver Steigung beginnt. Die dritte Knickstelle ebenso wie die erste positive Steigung I36 sowie alle folgenden Knickstellen I38, l'ko.und 1^2 und die übrigen positiven Steigungen ikk, l46 und 148 werden mit—

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der Rückkopplungsschaltung I76 für einen zweiten Funktionsverstärker 178 erzeugt. Der Suinrui erwiderst and- ISO, der an den invertierenden Eingang des Funktionsverstärkers I78 angeschlossen ist, ist mit seinem ander αϊ Anschluß mit dein Wandler 10 für den Unterdruck im Ansaugrohr verbunden. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers I78 ist über einen Ausgleichswiderstand I82 an Erde angekoppelt.

Ein zwischen Erde und den Minuspol B- der Spannungsquelle geschaltetes Potentiometer 184 ist mit seinem Sehlei farm über einen Widerstand I86 an die Summiei-verbindungsleitung des Funktiönsverstärkers I78 angeschlossen. Die negative j hierdurch an die Surnmierverbindungsl. e itung angelegte Spannung wird durch den Verstärker I78 umgekehrt, so daß an seinem Ausgang eine positive Spannung anliegt, die eine zwischen den Verstärkerausgang und die Summierverbindungsleitung geschaltete Diode 188 in Durchlaßrichtung vorspannt, wodurch die Verstärkung des Verstärkers auf Null verringert wird. Das Potentiometer 184 für die negative Spannung ist so eingestellt, daß die negative Spannung, die der Summierverbindungsleitung zu dem Verstärker zugeführt wird, in der Amplitude gleich der A\is~ gangsspannung des Wandlers 10 für den Unterdruck im Ansaugrohr an der Stelle 13'* ist, wo die Kennlinie von dem Abschnitt-I32 mit einer Steigung Null zu steigen beginnt.

Der negative Ausgang an dem Verstärker 178, spannt, wenn die negative Spannung überschritten wird, die Diode I88

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in uingakebrtcr Richtung vor, wodurch sicli eine Rückkopplung für den VersUirker ergibt, die über ein Potentiometer I90 und einen Widerstund 192 angelegt wird. Die Verstärkung des Verstärkers I78 ist dann gleich dem Rückkopplungswidorstandwert des Widerstands 192 und den am Potentiometer 190 eingestellten V/erts, geteilt durch den am Eingang liegenden S uinmierwid eitstand I80. In der Kurve in Fig.5 ergibt die Einstellung des Potentiometers 19Ο die Steigung I76 der Kurve nach der dritten Knickstelle

Die übrigen drei Abschnitte 19'έ, 196 und I98 der Rückkopplungsschaltung I76 bestimmen) .die restlichen drei Knickst eilen 13^i 1**0 und lVl2 ebenso wie die restlichen drei Steigungen ihk, 146 und l'l8 der Kurve. Die Schaffung dieser Knickstellen sowie der Steigungen mit Hilfe der Potentiometer in den drei Rückkopplungsabschnitten 19**t 196 und 198 ist analog zu der Erzeugung, die bereits in Fig.'i bezüglich der Unter druckkurve für die Austrittsöffnung erläutert ist.

Der Ausgang des Verstärkers 152, der dem Verzögerungsbzw. Nacheilwinkel zugeordnet ist, und der Ausgang des Funktionsverstärkers I78, der dem vorverstellten bzw. voreilenden Einstellwinkel entspricht, worden in einem dritten Funktionsverstärker 200 verglichen und summiert. Der Ausgang des Verstärkers I78 für den vorgestellten Winkel ist über cinenWiüerstantl 202 an den invertierenden Eingang des Verstärkers 200 angekoppelt, während der Aus-

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gang des Verstärkers 152 für den verzögerten Einstellwinkel über einen Widerstand 2.0k an den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 200 angekoppelt ist. Dieser Eingang ist weiterhin öiber einen Ausgleichswiderstand 206 an Erde gekoppelt. Die Verstärkungsregelung des Verstärkers 200 zur Verstärkung und zur Maßstabsfestlegung ist über einen Rückkopplungswiderstand 208 erreicht.

Der Ausgang des Funktionsverstärkers 200 stellt den negativen Wert der Differenz zwischen der verzögerten und der vorgestellten Kennlinie dar·, wodurch die geforderte Ausgangssignalpolar"ität ebenso wie das auf dem Ansaugrohrunterdruck beruhende, vollständig ergänzte Einstellwinkel-Steuersignal geschaffen ist. -

Die Einstellwinkelkennlinie, die die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und der Zündzeitpunkteinstellung wiedergibt, ist in Fig.7 dargestellt. Die Motordrehzahl ist auf der Abszisse so aufgetragen, daß 25mm (l inch) gleich 500 U/min ist; der Einstellwinkel ist auf der Ordinate in einem Maßstab aufgetragen, bei dem 25mm (1 inch) gleich vier Grad ist. Die Schaltung 20 zur Bildung der in Fig.7 wiedergegebenen Kurve ist in Fig. 8 dargeste3.lt.

Ein. herkömmlicher Impuls-Gleichspannungsumsetzer ist angeschaltet, um die Impulse auf der Leitung zwischen Verteiler und Zündspule zu überwachen; er weist den Drehzahlwandler lA auf. Die Amplitude des Gleichspannungsausgangs signals

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IS

gibt die Frequenz wieder, mit welcher diese Impulse auftreten. Der Ausgciug wird an eiiieiiSummiervcrstärker 21Λ angelegt, der an den invertierenden Eingang eines Verstärkers 216 angeschlossen ist. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 216 ist über einen Ausgleichswiderstand 218 an Erde angeschlossen. In analoger Weise, wie bereits in Verbindung mit den Kurvengeneratorabschitten l6 und l8 für den Unterdruck in der Ansaugleitung bzw. an der Austrittsöffnung besehriebne ist, wird der Ausgang des Verstärkers 216 auf Null mittels eines Widerstandsnetzwerks 220 gehalten, über das eine negative Spannung an den Verstärkereingang angelegt ist, um eine Diode 222 xn Durchlaßrichtung vorzuspannen, bis der positive Ausgang des Wandlers Ik den der angelegten negativen Spannung übersteigt. Der Ausgang des Verstärkers 216 wird dann negativ, wodurch die Diode 222'in umgekehrter Richtung vorgespannt wird. Die Verstärkung des \'erstärkers wird dann durch den Wert eines Eichwiderstands 224 und eines Potentiometers 226, geteilt durch den Eingangswiderstand 214 bestimmt.

Die Größe der negativen, an der Summierverbindungsleitung zu dein Verstärker 2l6 eingeprägte Spannung bestimmt dann den Punkt 228, an welchem die Kurve von einem Abschnitt

227 mit einer Steigung Null zu steigen beginnt; durch die Einstellung des liückkopplungspotentiometers 226 wird die Steigung der Kurve 23Ο unmittelbar nach dieser Knickstelle

228 bestimmt. Die übrigen Knickstellen 232 und 234 ebenso wie die restlichen Steigungen 236 und 238 werden durch die

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beiden anderen Abschnitte 2^0 und 2^2 in der Rückkopplungsschaltung für den Verstärker 2l6 bestimmt. Die Festlegung dieser Knickstellen und der Steigungen stimmt mit dem bereits beschriebenen Techniken überein.

Die Signalsunimierschaltung zur Erzeugung eines einzigen": gesteuerten Zündzeitpunktieinstellwinkels, der die zusammengefaßten bzw. summierten Generatorabschnxttausgänge für den Unterdruck an der Austrittsöffnung und im Ansaugrohr sowie für die Motordrehzahl darstellt, ist in Fig..9 wiedergegeben. Der Ausgang des FunktionsVerstärkers 76 {Fig.4) des Generatorabschnitts für den Unterdruck an der Austrittsöffnung ist an einen Summierwiderstand 250 auge-Je gt, der an die Sunanierverbindung 251 des invertierenden Eingangs eines Funktionsverstärkers 252 angeschaltet ist. Der Ausgangsverstärker 2l6 (Fig.8) in dem. Generatorabschnitt für die der Motordrehzahl entsprechende Einstellwinkelkurve ist an den anderen Summierwiderstand 25^ angekoppelt, der mit derselben Summierverbindungsleitung 251 des Funktionsverstärkers 252 verbunden ist. Die Rückkopplung für den Suintnx erver stärker 252 erfolgt über einen Widerstand 270. Der nicht invertierende Eingnng des Funktionsvers tax* kers 252 ist über einen Ausgleichswiderstand,272 an Erde angeschaltet.

Der Ausgang des Verstärkers 200 (Fig.6) in dem Generatoi"-abschnitt für die dem Unterdruck in dem Ansaugrohr entsprechenden Kurve ist .an einen Summierwiderstand 256 an-

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gelegt, der an den invertierenden Eingang eines zweiten Funktionsverstärkers 258 angeschlossen ist. Die Größe des Rückkopplungswiderstands 26O für diesen Verstärker 258 ist gleich der des Suinmierwiderstands 256, do daß das Eingangssignal in seiner Polarität bei einer Verstärkung von eins umgekehrt wird. Der nicht invertierende Eingang dieses Verstärkers 258 ist über einen Ausgleichswiderstand 262 an Erde angeschaltet.

Der Ausgang des zweiten Funktionsverstärkers 258 ist an einen weiteren Suinmierwiderstand 264 angelegt, der eoenfalls an dieselbe Summierverbindungsleitung 251 wie die anderen beiden Eingangssignale angeschaltet ißt. Der Schleifarm eines Potentiometers 266, das zwischen den Minuspol B- und den Pluspol B+ einer Spannungsquelle liegt, ist ebenfalls über einen Summierwiderstand 268 am.die gerne inaaine Summierverbindungsleitung 251 des unktionsverstärkers angeschaltet. Die mittels des Potentiometers 266 angelegte Spannung wird als eine konstante Verschiebung des gesteuerten Winkels behandelt. Das Potentiometer vreist die Steuersignaleinstellung 2k auf. Die Verschiebung kann zum Ausgleich von Veränderungen in Verteilern oder an deren Halterungen verwendet werden.

Der Ausgang des Summierverstärkers 252 stellt die Summierung der drei eine Kurve schaffenden Schaltungen zu einem gegebenen Zeitpunkt, dar, die durch das konstante Signal verschoben werden kann, das mittels des den Steiierwinkei ein-

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stellenden Potentiometer 266 angelegt ist. Dieser Ausgang wird an einen Summier wider st and 2?'± angelegt, der an den invertierenden Eingang eines dritten Funktioiisverstärkers 276 angeschaltet ist. Der nicht invertierende Eingang dieses Funktionsverstärkers 276 ist über einen Ausgleichswiderstand. 278 an Erde angeschaltet. ^:jDie Rückkopplung für diesen Funktionsverstärker 276 erfolgt normalerweise über einen V7iderstand 2δθ, dessen Widerstandswert gleich* dem des ^ingangswiderstands 27^t ist, der für den Verstärker eine Verstärkung von eins erzeugt.

Die maximale negative Viinkelverstellung des Verteilers und damit des Unterbrechernockens ist durch die Einstellung eines Potentiometers 282 in der Rückkopplungsschaltung begrenzt, das zwischen den Minuspol B- der Spannungsquelle und über einen Festwiderstand 284 an den Ausgang des Funktionsverstärkex's 276 angeschaltet ist. Sein Schleifarm ist an die Anode einer Begrenzungsdiode 286 angeschlossen. Über das Potentiometer 282 wird eine in ihrer Größe einstellbare, negative Spannung an die Anode der Diode 286 angelegt. Die Kathode der Diode 286 ist an die Summierverbindung des Funktionsverstärkers 276 angeschaltet. Die Diode bleibt umgekehrt vorgespannt und ist somit nichtleitend, wenn nicht die Spannung an der Summierverbindung des Funktionsverstärkers 276 negativer wird als die über das Potentiometer 282 an die Anode der Diode angelegte Spannung. Wenn dies der Fall ist, wird

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dor Widerstand 28Ί in dem Rückkopplungszweig parallel zu dem anderen ^ückkopplungswiderstand 280 geschaltet, vodurch die Verstärkung des Verstärkers 2?6 beträchtlich herabgesetzt wird.

In gleicher Weise ist die positive Winkelverstellung des Verteilers durch eine Diode 288 begrenzt, deren Anode an die Verbindungsleitung des Verstärkers 276 und deren Kathode an den Schleifarm eines Potentiometers 290 angeschaltet ist* Das Potentiometer 290 liegt zwischen dem Pluspol B+ der Spannungsquelle und über einen Rückkkopplungswiderstand 292 an dem Ausgang des Punktionsverstärkers 276. Die Diode 288 ist in Sperrichtung vorgespannt, wenn nicht die positive Spannung an der Summierverbindung des Verstärkers 276 positiver wird als die mittels des Potentiometers 29O an die Kathode der Diode 288 angelegte Spannung. Wenn dies eintreten sollte, wird der Rückkopplungswiderstand 292 parallel zu dem ersten Rückkopplungswiderstand 280 geschaltet, wodurch die Verstärkung des Verstärkers 270 erheblich herabgesetzt und sein Ausgang begrenzt wird.

Die Begrenzung der Größe des negativen Winkels, um den der Verteiler verdreht werden kann, ist hauptsächlich deswegen vorgesehen, um große Nacheil- bzw. Verzögerung swinkcl zu unterbinden, die mit der Motor-Auspuffgassteuerung nicht verträglich und vereinbar sind. Andererseits sind große

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Voreiiistellwinkel beg renzt, um ein Motorklopfen und einen übermäßigen Motorverschleiß zu verhindern.

Der Ausgang des den Steuerwinkel begrenzenden Verstärkers 276 wird ebenso wie der Steuereingang an das in Fig.10 dargestellte Regelungssystem angelegt, Das Steuerwinkelsignal wird an den am Eingang liegenden Summierwiderstand· 3OO angelegt, der an die Summierverbindung 302 eines herkömmlichen Servoverstärkers 26 angeschaltet ist.Die Rückkopplung für den einstufi: gen Funktionsverstärker 306 des Servoverstärkers 26 erfolgt über einen Widerstand 308. Der nicht invertierende Eingang des einstufigen Funktiönsverstärkers 3ö6 ist über einen Ausgleichswiderstand ^iO an Erde geschaltet.

Der ^Ausgang des Servoverstärkers 26 ist an den Servomotor 28 angekoppelt und steuert, wie in Fig.11 dargestellt ist, zusammen mit dem Verteiler JO und dem Rückführpotentiometer 32 die Drehzahl des Servomotors 28. Der Servomotor 28 verstellt über Zahnräder 312, 3l'l den abgewandelten Zündverteiler 30 um einen entsprechenden genauen Wert. Der herkömmliche, zu diesem Zweck verwendete Verteiler kann dadurch abgewandelt werden, daß sein Hauptteil in zwei Abschnitte 316 und 3I8 unterteilt wird. Der untere Abschnitt 316 mit dem Halterungsflansch 320 ist von dem oberen Teil des Verteilers 318 getrennt, der den Verteilerkopf 322 aufweist. Die aufeinandetliegenden bzw. zusammenpassenden Flächen der zwei Teile können dann ge- -

schliffen.um^: joliert und zwischen ihnen Teflonlager 32Ί

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_ ^ . 27-S6038

3V

eingebracht werden. Auf diese V/eise kann dann der Verteilerlcopf yiZ und damit der nicht dargestellte Unterbrechernocken bezüglich des unteren fest angebrachten Teils 316 verdreht werden.

Das Zahnradgetriebe zwischen dem Servomotor 28 und dem Verteiler 30 kann entsprechend der jeweiligen Motor- und Verteilerausfuhrung gewählt werden, um die richtige' Größe der Zündwinkelvor- oder-nacheilung entsprechend dem erzeugten Steuerwinkelsignal zu schaffen.

Das Rückführpotensometer 32 ist unmittelbar an das Ausgangszahnrad 312 des Servomotors 28, beispielsweise mittels eines Zahnrades JI6 angekoppelt, wodurch sichergestellt ist, daß dessen Schleifarm 318 um denselben Winkel gedreht wird, um den der Verteiler 30 gedreht wird. Die Halterungsstütze 329 für das Potentiometer 32 und den Servomotor 28 ist auch an dem unteren Teil 316 des Verteilers 30 angebracht. Die Leitungen des Potentiometers 32 sind zwischen den Plus- und den Minuspol einer Spannungsquelle geschaltet, während ihr Mittenabgriff geerdet ist. Der Ausgang des Potentiometers 32 der von dem Schleifarm 328 abgenommen wird, schafft ein elektrischer Signal, das der mechanischen Verdrehung des Verteilers 30 proportional ist.

Der Po tentionieterausgang wild an einen Summier wider stand 330 angelegt, d«r mit der Summiervcrbindung des inver-

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tierenden Eingangs eines FunktionsA^rerstärkers332 angeschaltet ist, der als Basis für den.Inverter Jk verwendet ist. Der nicht invertierende Eingang ist über einen Ausgleichswiderstand 33I an Erde angeschaltet. Eine Verstärkung von eins wird bei diesem Verstärker 332 mittels eines Schritte kopplungswiderstands 33^ geschaffen, um lediglidbi die Polarität des Ausgangssignals am Rückführpotentiometer umzukehren, und es über einen Summierwiderstand 336 am^:dieselbe Summierverbindung 302 als Eingang von dem Steuersignal-Summierwiderstand 3OO anzulegen. Die Wirkung des gemeinsamen Anlegens an die Verstärkersutmnierverbindung besteht darin, die Differenz dieser beiden Signale an den Servoverstärker ^Ok zur entsprechenden Steuerung des Servomotors und damit des Verteilers Jlk anzulegen.

Mit dem Rückführsignal ist eiiB genaue Regelung der Verteilerverdrehung und damit des Zündpunkteinstellwinkels geschaffen, wobei das Fehlersignal, das tatsächlich den Servoverstärker JOk erreicht, nicht nur proportional dem verlangten vorgestellten oder verzögerten bzw.. nachge stellten Zündwiiikel sondern auch dem tatsächlich erhaltenen Winkel proportional ist.

Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise als Versuchseinrichtung verwendet werden, mit der verschiedene Motorbetriebszustände überwacht werden, wenn die Rückkoppluiigsscbaltungon in einem oder mehreren der Generator ab schnitte l(>, l8 und 20 geändert sind. Die erhaltenen

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Daten können dann für den jeweiligen Motor zur Schaffung von wirksameren und besseren Kurven für die Einstellwinkel ausgewertet werden.

Weiterhin wird atf Grund der Einstellbarkeit des Einstellwinkels bezüglich verschiedener Detriebszustände nicht mehr eine Vielzahl verschiedener Arten von Zündverteilern

benötigt, da bei Verwendung der vorliegenden Erfindung ein Verteilersystem ohne weiteres auf irgendwelche Motorerfordernisse eingestellt und diesen angepaßt werden kann.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. P a t entansprüche

   yElektronisch gesteuertes Zündsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, gekennzeichnet dxirch Wandlereinrichtungen (10, 12, 14) zum Fühlen eines Detriebszustands der Maschine und zum Erzeugen eines elektrischen, diesen Zustand darstellenden Signals; durch an die Wandlereinrichtungen (10, 12, 14) angekoppelte Generatoreinrichtungen (l6, l8_r 20) zum Erzeugen eines vorbestimmten Signals entsprechend der Größe des elektrischen Signals; und durch an die Generatoreinrichtungen (16, 18, 20) angekoppelte Einrichtungen (22 bis 3^)» die auf das vorbestimmte Signal zur Änderung der Zündzextpunkteinstellung der Maschine ansprechen.

   2. Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennz eic- hnet, daß eine Rückführeinrichtungi(32) an die Einrichtungen zur Änderung der Zündzeitpunkteinstellung angekoppelt sind, um ein jeder Änderung der Zündzeitpunkteinstellung der Maschine proportionales Signal zu erzeugen, und daß VerglaLchseinrichtungen an die Rückkiipp lungs einrichtung (32) und die Generatoreinrichtungen (l6, l8, 20) angekoppelt sind, um das hierdurch erzeugte Signal mit dem.»vorbestimmten Signal zu vergleichen, und um die Zündzeitpunkteinstellung der Maschine zu ändern, wenn die zwei Signale einander nicht entsprechen.

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   IB

   3c Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die

   ι* jeweilige Generatoreinrichtung eine an die entsprechend Wandlereinrichtung angekoppelten Funktionsverstärker und eine an den Verstärker angekoppelte Rückkopplung«schaltung mit einer Diode und einer einstellbaren parallel geschalteten Spannungsquelle aufweist, um das Ausgangssignal des Verstärkers für jede Größe des auftretenden elektrischen Signals betriebsmäßig zu kennzeichnen.

   k. Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g ekennzei chne t, daß die Generatoreinrichtung einen an die entsprechende Wandlereinrichtung angekoppelten Funktionsverstärker und eine an den Verstärker angekoppelte Ruckkopplungs schaltung aufweist, um das Ausgangssignal des Verstärkers nicht linear und vorha" bestimmbar mit den entsprechenden linearen Änderungen im Ausgang der Wandlereinrichtung zu ändern.

   ßi'i Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Änderung der Zündzeitpunkteinstellung einen an die Generatoreinrichtung angekoppelten Servoverstärker (26)/ einen an den Servoverstärker (26) angekoppelten, dadux'ch gesteuerten Servomotor (28) und einen an den Servomotor (28) angekoppelten Zündverteiler (30) aufweist.

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   6i Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß der Zündverteiler (30) zwei Teile (3l6i 318) aufweist, von·, denen das erste Teil (318) an den Servomotor (28) angekoppelt ist und relativ gegenüber dem zweiten Teil (316) verdrehbar ist.

   7. Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschaltung eine Anzahl miteinander verbundener paralleler Schaltungen, die jeweils einen einstellbaren liiderstand und eine in Reihe geschaltete Diode besitzen,und eine einstellbare Spannungsquelle zum Anlegen einer Spannung an eine Elektrode der Diode aufweist, wodurch die Diode nichtleitend ist, wenn nicht das Eingangssignal von der Wandlereinrichtung an dem Verstärker die Spannung übersteigt.

   8. Elektronisch gesteuertes Zündsystem,nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtung (32) eine einstellbare Spannungsquelle ist, die entsprechend den Änderungen in der Zündzeitpunkteinstellung eingestellt ist.

   9. Elektronisch gesteuertes Zündsystem, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g.- e k e η η ζ e i c hnet durch eine Anzahl Wandlereinrichtungen (10, 12, 14)

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   zum Fühlen von Betriebszuständen einer Verbrennungskraftinaschine und zum Erzeugen von elektrischen, diese Bedingungen darstellenden Signale, durch eine Anzahl an die Wandlereinrichtungen angekoppelte, einstellbare Generator einrichtungen (l6, l8, 20) zum Erzeugen vorbestimmter Amplituden von elektrischen Signalen entsprechend der Größe der elektrischen Signale von der Anzahl Wandlereinrichtungen (10, 12, ΐΌ , durch eine an die Generatoreinrichtungen (16, l8, 20) angekoppelte Summiereinrichtung (22) zum Zußammemfassen der vorbestimmten Amplituden von elektrischen Signalen zu einem Summensteuersignal und durch eine Servomotor-Steuereinrichtung, die an einen verdrehbaren Verteiler (30) und die Summiereinrichtung (22) zur Steuerung der Änderung der Zündzeitpunkteinstellung entsprechend des Summensteuersignals angekoppelt ist.

   10. Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach Anspruch 9i gekennzeichnet durch eine an die Servomotor-Steuereinrichtung angekoppelte Rückführ- oder Rückkopplimgseinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals entsprechend der Größe, um die der Zündeinstellwinkel durch die Servomotor-Steuereinrichtung geändert wurde, durch eine an die Summiereinrichtung und die Rückführ- oder Rückkopplungseinrichtung angekoppelte Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des durch die Rückkopplungseinrichtung erzeugten Signals mit dem Suimneiistouereignal und zum Einstellen des Eingangssignals an

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   der Servomotor-Steuereinrichtung entsprechend einem Unterschied ζμλsehen den beiden Signalen.

   11. Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Begrenzereinrichtung, die zwischen die Summiereinrichtung und die Servomotor-Stuuereinrichtung geschaltet ist, wodurch die negativen und positiven Werte des Summensteuersignals zur Bestimmung eines Betriebsbereichs begrenzt werden, in dem der Zündeinstellwinkel geändert werden kann.

   12. Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach Anspruch 11,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzereinrichtung einen an die Summiereinrichtung angekoppelten Funktionsverstärker und eine an den Verstärker angekoppelte Rückkopplungsschaltung mit einem Widerstand und zwei parallel zueinander geschalteten Dioden aufweist, von denen die eine Diode in Sperrichtuiig vorgespannt ist, wenn das Steuersignal nicht einen vorbestimmten, negativen Wert überschreitet, und von denen die andere in Sperrichtung vorgespannt ist, wenn das Steuersignal nicht einen vorbestimmten positiven Wert überschreitet.

   13. Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur einstellbaren Vergrößerung oder Verkleinerung des Steuersignals.

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   Hl

   ΐΛ. Elektronisch gesteuertes Zündsystem nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtungen erste Wandlereinrichtungen (10, 12) zum Fühlen der Maschinenbelastung und eine zweite Wandlcreinriehturig (l'i) zuni Fühlen der Maschineiidrehssahl aufweisen.

   15· Elektronsich gesteuertes Zündsystem nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtungen erste Wandlereinrichtungen (10, 12) zum Fühlen der Maschinenbelastung und eine ZAveite Wandlereinrichtung zum Fühlen der Maschinendrehzahl aufweisen, daß die einstellbaren Generatorcinrichtungen (l6, l8, 20) jeweils einen Funktionsverstärker, der an den Ausgang einea der Wandler angekoppelt ist, und eine an den Verstärker angekoppelte Rückkopplungsschaltung aufweisen, daß die Rückkopplungsschaltung eine Anzahl einstellbarer Schaltzweige besitzt, die jeweils eine Diode, einen in Reihe geschalteten Widerstand und eine einstellbare Spannung quelle aufweisen, wobei eine der Elektroden der Diode an die einstellbare Spannungsquelle und die andere Elektrode an den Eingang des Verstärkers angekoppelt ist, und die Diode in Sperrichtung vorgespannt ist, wenn der Ausgang einer der Wandlereinrichtungen nicht eine vorbestinnnte und einstellbare Amplitude erreicht.

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