DE2256038C3 - Elektronisch gesteuerte Einrichtung zur Einstellung des Zündzeitpunktes für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronisch gesteuerte Einrichtung zur Einstellung des Zündzeitpunktes für eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Die Einstellung des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine wird im allgemeinen mittels eines Zündverteilers gesteuert, der einen Unterbrecher, einen Unterbrechernocken mit mehreren Nocken, einen

2;i Verteilerläufer sowie eine Einrichtung aufweist, um den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine zu steuern.

Die Einstellung des Zündwinkels hängt im wesentlichen von der Belastung und der Drehkraft der Brennkraftmaschine zu einem bestimmten Zeitpunkt ab. Der Unterbrechernocken ist am oberen Ende einer Verteilerwelle angebracht, die relativ zu dem unteren Ende verdreht werden kann, um die Einstellung des Zündzeitpunktes zu ändern. Das untere Ende der Verteilerwelle wird von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedreht, so daß etwaige Änderungen in der Einstellung des Zündzeitpunktes im allgemeinen als Winkel-Voreilung oder -Nacheilung der Einstellung des Zündzeitpunktes in bezug auf die Kurbelwelle bezeichnet werden. Üblicherweise verdreht ein Fliehkraftregler das obere Ende der Verteilerwelle und damit des Unterbrechernockens in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle. Der Fliehkraftregler bewirkt hierdurch eine Winkelverstellung des in Abhängigkeit von der Drehkraft der Brennkraftmaschine gesteuerten Unterbrechernockens, so daß der Zündzeitpunkt bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine vorverlegt wird.
Die Einstellung des Zündzeitpunktes kann in Abhängigkeit von der festgestellten Belastung der Brennkraftmaschine geändert werden. Die jeweils vorliegende Belastung kann an Hand einer Änderung des Unterdrucks im Luftansaugrohr erfaßt werden, indem beispielsweise die Unterdruckänderungen mittels einer elastischen Membran und eines Verbindungsgestänges zu dem Unterbrecher des Verteilers übertragen werden. Der Unterbrecher wird hierdurch relativ zu den Nocken des Unterbrechernockens verschoben, um die Einstellung des Zündzeitpunktes zu ändern. Ein solches mechanisch arbeitendes System bringt zwar eine gewisse Verbesserung, arbeitet jedoch andererseits relativ ungenau und ist sehr anfällig bei einer Änderung der Eigenschaften der Membran und einem Nachlassen des Unterdrucks, wie es insbesondere beim Auftreten

»5 von Undichtigkeiten nicht zu vermeiden ist.

Es sind bereits verschiedene elektronisch gesteuerte Einrichtungen zur Einstellung des Zündzeitpunktes vorgeschlagen worden, um das öffnen und Schließen

jes Unterbrechers durch elektronische Impulserzeugung zu ersetzen. Bei einigen Ausführungsformen ist eine Einrichtung, beispielsweise ein rotierender Magnetfeldunterbrecher, vorgesehen, um die Einstellung des Zündzeitpunktes in bezug auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu steuern. Der wesentliche Zweck solcher Systeme liegt darin, den relativ hohen Strom durch die Unterbrecherkontakte zu vermeiden, wenn diese abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Diese Systeme betreffen also nicht eine Änderung der Kenndaten der Einstellung des Zündzeitpunktes bei Zunahme der tatsächlichen oder von einer Bedienungsperson wahrgenommenen Belastung der Brennkraftmaschine. Die herkömmlichen Systeme, die den Zündzeitpunkt verändern, sprechen nur auf Erhöhungen der Drehzahl der Brennkraftmaschine und nicht auf ihre tatsächliche Belastung an. Und schließlich erkennen diese Systeme nicht die Wirkung einer Belastung, deren Existenz die Bedienungsperson feststellt, so daß der sich ergebenden wirksame oder unwirksame, durch die Bedienungsperson eingestellte Betrieb der Brennkraftmaschine kompensiert werden kann.

Aus der DT-OS 19 01 557 ist eine statische Vorrichtung zur Korrektur der Zündvorverstellung bekannt, die von einem elektromechanischen oder elektronischen Detektor gesteuert wird. Diese Vorrichtung weist eine Schaltung auf, in der eine Verzögerungsanordnung die Erzeugung des Zündstroms bzw. Zündfiinkens in Abhängigkeit von der Motordrehzahl steuert, indem ein Paar Kondensatoren aufgeladen und entladen werden. Im einzelnen wird dabei ein Kondensator teilweise aufgeladen, und dann wird ein zweiter Kondensator ebenfalls teilweise aufgeladen und dann entladen. Ein Spannungsteiler triggert eine Verzögerung in Abhängigkeit von der Entladung des Kondensators, um die Unterbrechung einer Zündspulenwicklung zu steuern.

Aus MTZ 29, 1968, Seite 204 bis 208, ist eine Testeinrichtung bekannt, bei der ein variabler Maschinenparameter geändert bzw. moduliert und so lange nachgestellt wird, bis sich ein optimaler Lauf der Maschine ergibt. Es handelt sich also um eine Ausführungsform einer adaptiven Regelung von Kraftmaschinen, wobei ein mechanisch bewegbarer Verteiler vorgesehen ist.

Schließlich ist aus der DT-OS 20 13 703 eine Einrichtung der angegebenen Gattung bekannt, bei der Sägezahngeneratoren und/oder Impulsgeneratoren erforderlich sind, um die Lagen des Zündwinkels bzw. die Zündzeitpunkte zu fixieren und einzustellen. Bei niedrigen und dabei stark schwankenden Drehzahlen, z. B. während des Anlassens, arbeitet ein solcher Sägezahngenerator jedoch unbefriedigend, wie sich der deutschen Offenlegungsschrift entnehmen läßt, so daß ein weiterer induktiver Geber vorgesehen sein muß, der mittels eines Impulses die Zündvorrichtung direkt auslöst. Dies erfordert wiederum einen drehzahlabhängigen Umschalter, der in einem ersten, niedrigen Drehzahlbereich die Zündeinrichtung mit dem Impulsgeber und in einem zweiten, höheren Drehzahlbereich die Zündeinrichtung mit dem Ausgang einer Vergleichsschaltung verbindet. Bei einer zweiten Ausführungsform ist ein neues Zündsystem mit einem einstellbaren Impulsgenerator und einer Anzeigeeinrichtung erforderlich, die in der Nähe der Verteilerwelle angeordnet sind. Dadurch sollen die Schaltung für die Einstellung des Zündzeitpunktes und auch die Schaltung zur Erzeugung des Zündstroms getriggert werden. Die bekannte Einrichtung bedingt also eine Wechselwirkung zwischen der Erzeugung des Zündstroms und der Einstellung des Zündzeitpunktes, so daß die gesamte Zündanlage entsprechend ausgestaltet werden muß. Sie hat also zwangsläufig einen vollkommen anderen Aufbau als die üblichen, herkömmlichen Zündanlagen und muß einen anderen Zündverteiler verwenden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektronische gesteuerte Einrichtung zur Einstellung des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine der

ίο angegebenen Gattung zu schaffen, die bei jedem herkömmlichen Zündverteiler die leichte und direkte Steuerung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere auf folgender Funktionsweise: Mehrere Meßwertgeber fühlen unabhängig voneinander verschiedene Betriebszustände bzw. Betriebsparameter ab. Die Meßwertgeber sind mit nichtlinearen Signalgeneratoren gekuppelt, die jeweils einen Operationsverstärker aufweisen, dessen Ausgangssignal durch parallele Rückkopplungsschaltungen gesteuert wird. Jede Rückkopplungsschaltung weist eine Diode und eine einstellbare Spannungsquelle auf; dabei wird die Spannung auf eine solche Größe eingestellt, daß die Diode leitend ist; auf diese Weise kann der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine sorgfältig gesteuert werden. Außerdem wird durch diese Anordnung eine rasche und genaue Steuerung des Ausgangssignals des Verstärkers erreicht, so daß nahezu jede gewünschte nichtlineare Annäherung des Ausgangssignals des Verstärkers erhalten werden kann.

Die Ausgangssignale eines jeden nichtlinearen Signalgenerators werden durch die Addierschaltung summiert und auf die Verstellanordnung gegeben, um den Zündverteiler mechanisch zu verschieben und dadurch den Zündzeitpunkt zu ändern und einzustellen.

Eine Rückkopplungsschaltung für diese Einstellung ist vorgesehen, damit festgestellt werden kann, in welchem Ausmaß der Zündzeitpunkt tatsächlich geändert wurde; diese Feststellung wird in Beziehung zu dem Steuerbefehl getroffen, der eine bestimmte, vorgegebene Verstellung angibt. Dann ändert die Rückkopplungsschaltung das Ausgangssignal der Verstellanordnung, um die tatsächliche Einstellung des Zündzeitpunktes in Übereinstimmung mit dem Steuerbefehl zu bringen.
Da die nichtlinearen Signalgeneratoren leicht gesteuert werden können, läßt sich eine praktisch unbegrenzte Zahl von verschiedenen Betriebskurven erzeugen. Deshalb läßt sich eine solche Einrichtung sowohl zu Untersuchungen als auch bei tatsächlichen Betriebsbedingungen sehr gut einsetzen. Sie kann außerdem auch leicht bei bereits existierenden mechanischen Zündverteilern verwendet werden, da nur eine geringe Modifikation eines herkömmlichen Verteilers erforderlich ist. Dabei ist wesentlich, daß der Teil des Zündverteilers, der zur Erzeugung des Zündstroms dient, nicht geändert wird, so daß er weiter aul herkömmliche Weise arbeitet. Mit der Einrichtung nach der Erfindung wird nur die Einstellung des Zündzeit Punktes bzw. Zündwinkels beeinflußt. Dies stellt eir wesentliches Merkmal dar, weil so die Einrichtung nacr der Erfindung leicht als Baukasten oder Modu ausgebildet und in den Verkehr gebracht werden kann so daß ein nachträglicher Einbau möglich ist. Di weiterhin die Steuerung des Zündzeitpunktes und di<

Erzeugung des Zündstroms unabhängig voneinander erfolgen, wird eine unerwünschte Wechselwirkung zwischen den Signalen für die Einstellung des Zündzeitpunktes und die Erzeugung des Zündstroms vermieden, so daß eine solche Zündanlage mit hoher Zuverlässigkeit arbeiten kann.

Wird die Einrichtung nach der Erfindung als Versuchseinrichtung eingesetzt, so lassen sich verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine überwachen, wenn die Rückkopplungsschaltungen in mindestens einem Signalgenerator geändert werden. Die erhaltenen Daten können dann ausgewertet werden, um bessere und effektivere Zündzeitpunkt-Kurven für die jeweilige Brennkraftmaschine zu erhalten. Und schließlich sind wegen der Einstellbarkeit des Zündzeitpunktes in bezug auf verschiedene Betriebszustände nicht mehrere verschiedene Zündverteilertypen erforderlich, da mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung ein Verteilersystem ohne weiteres so eingestellt werden kann, daß sich jede gewünschte Anforderung an die Brennkraftmaschine erfüllen läßt.

Drucksensoren, wie beispielsweise Dehnungsmeßstreifen, können als Wandler für die Maschinenlast verwendet werden, um den Drukunterschied zwischen dem Atmosphärendruck und dem Luftdruck in dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine und an der Austrittsöffnung unter der Vergaserbasis festzustellen. Der an dem Ansaugrohr auftretende Druckunterschied zeigt die an der Brennkraftmaschine festgestellte Last an, während der Unterschied an der Austrittsöffnung die Last anzeigt, welche die Bedienungsperson der Brennkraftmaschine wahrnimmt. Hierbei ist für einen effektiven Betrieb der Brennkraftmaschine mit minimaler Abgabe von Auspuffgasen wichtig, daß die von der Bedienungsperson festgestellte Last der Brennkraftmaschine berücksichtigt wird. Als Drehzahlwandler kann ein Tachometer verwendet werden, das ein Eingangssignal für die tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine erzeugt. Zweckmäßigerweise arbeitet das Tachometer elektrisch und weist einen Impuls/Gleichstrom-Umsetzer auf, der an den Verteilerausgang der Zündspule gekoppelt werden kann.

Es sind drei Bereiche vorgesehen, von denen jeweils ein vorherbestimmtes Signal in Abhängigkeit von dem Wert eines Eingangssignals erzeugt wird, das von einem der Drehzahl- oder Druckwandler erhalten wird. Diese Abschnitte sind so eingestellt bzw. geeicht, daß ihre Ausgangssignale Änderungen des Zündzeitpunktes darstellen, die für eine optimale Leistung der Brennkraftmaschine erforderlich sind, wenn die Eingangssignale entsprechend einer Zunahme der Maschinenlast und -drehzahl eine größere Amplitude aufweisen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wozu auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 2 ein Schaltbild eines der in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendeten Unterdruckwandlers,

Fig.3 eine Kurve, in der eine kennzeichnende Beziehung zwischen dem Unterdruck an der Austritsöffnung des Vergasers und dem Zündwinkel dargestellt ist,

F i g. 4 ein Schaltbild des Funktionsgenerators für den Unterdruck an der Austrittsöffnung,

Fig.5 eine Kurve, in der eine kennzeichnende Beziehung zwischen dem Unterdruck in dem Ansaugrohr und dem Zündwinkel dargestellt ist.

Fig.6 ein Schaltbild des Funktionsgenerators fü Unterdruck in der Ansaugleitung,

F i g. 7 eine Kurve, in der eine Beziehung zwischei der Motordrehzahl und dem Zündwinkel dargestellt ist, F i g. 8 ein Schaltbild des Funktionsgenerators für di< Drehzahl der Brennkraftmaschine,

F i g. 9 ein Schaltbild des Summier- und Begrenzungs teils der Einrichtung,
Fig. 10 eine schematische Darstellung der Verstelire

ίο gelung für den Zündverteiler und

Fig. 11 einen abgewandelten Zündverteiler und eir diesem zugeordnetes Getriebe, die in Verbindung mi der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendbar sind. Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung dien

zur Steuerung des Zündwinkels einer Brennkraftma schine. In der Einrichtung vorgesehene Wandler setzer den Unterdruck im Ansaugrohr, den Unterdruck an dei Austrittsöffnung und die Motordrehzahl in Spannunger um, die als Eingänge an einem entsprechender

*o nichtlinearen Funktionsgenerator verwendet werden Der Generator wird zuerst auf einen vorbestimmter Ausgangspegel geeicht oder eingestellt, der dem jeweiligen Eingangspegel an dem zugeordneten Wandler entspricht. Der vorbestimmte Ausgangspegel wird

Z3 durch Versuche ermittelt, damit sich der wirksamste Motorbetrieb ergibt. Die Summe der drei Generatorausgangspegel wird dann dazu verwendet, um durch Drehen des Verteilers den Winkel des Zündzeitpunktes des Motors entsprechend zu ändern. Irgendein Fehler

bei der Verteilereinstellung wird mittels eines Rückführpotentiometers festgestellt, dessen Ausgang zur weiteren Ein- bzw. Verstellung des Zündwinkels verwendet wird.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungs-

form der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt. Die Eingangsgrößen dieser Einrichtung werden von zwei Druckwandlern 10 und 12 und einem Drehzahlwandler 14 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 Belastungszustand des Motors an.

Der andere Druckwandler 12 ist so angebracht, daß er den Druckunterschied zwischen der Austrittsöffnung an der Unterseite des Vergasers und der Umgebungsluft 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 Motordrehzahl wird mittels des Drehzahlwandlers 14 festgestellt, der vorzugsweise ein herkömmlicher Impulsgleichstromumsetzer ist. Der Drehzahlwandler 14 ist mit der in der Mitte des Verteilers angebrachten Zündleitung von der Zündspule verbunden. Der sich am Drehwandler ergebende Ausgangswert ist ein Glcich-

<n stromsignal mit einer zu der Motordrehzahl proportionalen Amplitude.

Die Ausgangswerte der beiden Druckwandler 10 und 12 sowie des Drehzahlwandlers 14 werden an entsprechende Analogsignal-Funktionsgeneratorab-

<>s schnitte 16, 18 und 20 angekoppelt. Die Amplitudeneingänge dieser Generatorabschnitte, d. h. die Ausgänge der entsprechenden Wandler 10,12 und 14, nehmen im allgemeinen von Null Volt an linear so zu, wie der

jeweilige Druckunterschied und/oder die Maschinendrehzahl zunimmt. Die Generatorabschnitte 16, 18 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 16 ist in F i g. 5 dargestellt. In dieser Kurve ist der Unterdruck in dem Ansaugrohr in mm-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 F i g. 3 und eine charakteristische, optimale Kurve für die Motordrehzahl ist in Fig. 7 dargestellt. Diese Kurven stellen jeweils eine lineare Annäherung an die Idealkurve dar, die den jeweiligen Verwendungszwecken entspricht. Auf diese Kurve 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 Summierung 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 irgeneiner verlangten Zündwinkelverschiebung in den Kenndaten für die Zündzeitpunkteinstellung verwendet. Diese Verschiebung wird von der Einrichtung als Konstante behandelt. Ferner kann auch die von Hand geregelte Steuerwinkeleinstellung zur Änderung der Verteilerlage zu dem Zeitpunkt verwendet werden, wenn neue Zündzeitpunkteinstellkurven erzeugt werden sollen. Beispielsweise kann der Motor mit einer bekannten Drehzahl und unter bekannten Belastungsbedingungen laufen. Die Steuerwinkeleinstellung kann dann dazu verwendet werden, um von Hand den Zündeinstellwinkel zu ändern, um Daten von verschiedenen Betriebsparametern des Motors für Auswertungszwecke aufzunehmen.

Zusätzlich zu der Summierung der Ausgänge der Generatorabschnitte 16, 18 und 20 für den Unterdruck im Ansaugrohr und der Austrittsöffnung sowie für die Motordrehzahl mit der Steuerwinkeleinstellung 24 begrenzt der Summierverstärker 22 die gesamten 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 an das obere Ende der Verteilerwelle in dem Verteiler 30 angekuppelt ist. Der Motor ist weiterhin über ein Getriebe 31 an ein Rückführpotentiometer 32 oder eine andere Rückführsignalquelle angekoppelt, um das Potentiometer um den gleichen Winkel zu verdrehen, um den die Verteilerwelle gedreht wird. Die Polarität des Potentiometerausgangs wird mittels eines Inverters 34 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 Schaltungsaufbau auf, so daß im folgenden nur einer im einzelnen beschrieben wird. Die in F i g. 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 Größe des in dem Motoransaugrohr erzeugten Unterdrucks entsprechend gefühlt wird. Zwei in Reihe geschaltete Widerstände 42 und 44 sind zwischen den positiven Pol ß-t- einer Spannungsquelle und Erde geschaltet; zum Anlegen einer Spannung an den Sensor ist deren gemeinsame Verbindung an den Sensor 40 angeschaltet.

Die gemeinsame Verbindung zwischen diesen 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 Sensors 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 an den Eingang eines Funktionsverstärkers 58, einen Rückkopplungswiderstand 60 und einen Kompensationswiderstand 62 angeschaltet. Die an dem Belastungswiderstand 56 anliegende Spannung ist linear proportional zu den von dem Drucksensor gefühlten Druckunterschieden.

Die Spannung an dem Belastungswiderstand 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 dem Schleifarm des Potentiometers 68 über den vorerwähnten Widerstand 62 an den invertierenden Eingang des Funktionsverstärkers 58 angekoppelt. Der nicht invertierende Eingang des Funktionsverstärkers ist übei einen Ausgleichswiderstand 70 an Erde geschaltet.

Die über das Widerstandsnetzwerk an den Funktionsverstärker 58 angelegte Spannung wird zur Verschie bung bzw. zum Ausgleichen der Ausgangsspannung de; Drucksensors 40 verwendet, so daß der Funktions verstärker 58 einen Nullspannungsausgang hat, wenr kein Spannungsunterschied gefühlt wird. Die Verschie bung bzw. der Ausgleich ist erforderlich, da der Sensoi eine Ausgangsgleichspannung von annähernd 5 Voll besitzt, wenn kein Druckunterschied anliegt. Die negative, mittels des Widerstandsnetzwerks angelegte Spannung verschiebt bzw. gleicht diese Nullzustands spannung aus. Auf Grund seiner Betriebsdaten ist dei Verstärkungsfaktor des Funktionsverstärker 58 an nähernd gleich dem Wert des Rückkopplungswider stands 60 geteilt durch den Sensorbelastungswiderstnnc 56. Der Wert des Rüctycoppiungswiderstands 60 ist se gewählt, daß sich ein Ausgangsskalenfaktor vor

709 650/170

vorzugsweise 20 mV/mm-Hg Druckunterschied ergibt.

Der Ausgang der Druckwandlerschaltung 12, die den Unterdruck in der Austrittsöffnung an der Unterseite des Vergasers überwacht, ist an den in F i g. 4 dargestellten Funktionsgeneratorabschnitt 18 für den Unterdruck an der Austrittsöffnung angeschlossen. Der mittels des Wandlers 12 gefühlte Unterdruck zeigi: die Belastung an, die die Bedienungsperson am dem Motor wahrnimmt. Der Eingang des Generatorabschnitls 18 ist über einen Eingangswiderstand 74 an den invertierenden 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 Ausgleichswiderstand 78 an Eirde gekoppelt. Der übrige Teil der in F i g. 4 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 Unterdrucks am Austrittsschlitz und dem Winkel zeigt, um den die Zündzeitpunkteinstellung für eine optimale Motorleistung mit niedrigen Auspuffsgasanteilen geändert werden sollte. Die Kurve weist eine Reihe von Linien 80, 81, 82, 83 und 84 unterschiedlicher Steigung sowie eine Anzahl sogenannter Knickstellen 86, 87, 88 und 89 auf. Der in mm Hg wiedergegebene Unterdruck an der Austrittsöffnung ist auf der Abszisse der Kurve aufgetragen, deren Maßstab so festgelegt ist, daß 50 mm Hg 25 mm entsprechen. Der Maßstab auf der Ordinate ist so gewählt, daß einer Änderung von 4° bei der Zündzeitpunkteinstellung 25 mm entspricht.

In der Kurve entspricht irgendeinem Unterdruck, an der Austrittsöffnung 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 112 einem Druck von 50 mm Hg entspricht, während eine Ausgangsspannung von 1 Volt an dem Generatorabschnitt 18 eine Zündzeitpunktveränderung von 4° darstellt. Die Rückkopplungsschaltung 90 in Fig.4 für den Verstär¹ 3r 76 erzeugt die entsprechende Steuerspannung fur eine Zündwinkeländerung für den jeweiligen von dem an der Austrittsöffnung vorgesehenen Wandler 12 gefühlten Druck. Die jeweilige Beziehung zwischen dem gefühlten Druck und der Zündwinkeländerung ist, wenn es gefordert wird, einstellbar, so daß sie an Veränderungen in den Betriebsparametern des Motors oder etwas ähnlichem angepaßt wenden kann.

In der Rückkopplungsschaltung 90 werden die anfängliche Nullsteigung an der Stelle 80 und die erste Knickstelle 8(5 in der Kurve in Fig.3 mittels eines Widerstandsnetzwerks 92 und einer Diode 94 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 % des Funktionsverstärkers 76 anliegt. Der Funktionsverstärker 76 kehrt die negative Spannung um, so daß eine positive Spannung an seinem Ausgang 98 anlieg: Hierdurch wird aber die Diode 94 in Durchlaßrichtuni vorgespannt, um die Funktionsverstärker-Ausgangslei tung 98 mit der Eingangsleitung % elektrisch kurzzu schließen und die Verstärkung des Funktionsverstärker 76 auf Null herabzusetzen. Der sich ergebende Wer Null am Funktionsverstärkerausgang führt in F i g. 3 zi einem Anfangsbereich 80, in dem die Steigung Null ist.

Die erste Knickstelle 86 in der Kurve komm

to zustande, wenn die positive Eingangsspannung von den Wandler 12 für den Unterdruck an der Austrittsöffnunj die eingestellte negative, von dem Widerstandsnetz werk 92 zugeführte Spannung übersteigt. Dies führt zi einer positiven Netzspannung ander Eingangsleitung 9f des Funktionsverstärkers 76, so daß sein Ausgang 9i beginnt negativ zu werden. Der negativ werdende Ausgang spannt die Kurzschlußdiode 94 umgekehrt vor so daß die Verstärkung des Verstärkers 76 dann durch eine Reihenschaltung aus einem Potentiometer 104 und einem Widerstand 106 in einer Rückkopplungsschaltung bestimmt wird. Die Verstärkung ist zu diesem Zeitpunkt der Widerstandswert des Potentiometers 104 plus dem des Widerstands 106, geteilt durch den Widerstand 74 am Funktionsverstärkereingang. Durch die Einstellung des Potentiometers 104 wird somit die zweite Steigung 81 des Einstellwinkels bestimmt. Der Rückkopplungswiderstand 106 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 81 der Einstellkennlinie bestimmt ist. Diese zunehmend negative Spannung wird an eine Seite eines Widerstands 108 angelegt, dessen andere Seite an positiver Spannung liegt, die an dieser Seite von einem Potentiometer 110 eingeprägt ist, dessen Schleifarm über einen weiteren Widerstand 112 an den Pluspol B+ der Spannungsquelle angeschaltet ist. Durch die sich ergebende positive

Spannung an der Verbindungsstelle zwischen dem Potentiometer 110 und dem Widerstand 108 wird eine Diode 114 umgekehrt vorgespannt, deren Kathode über ein weiteres Potentiometer 116 an diese Verbindungsstelle angekoppelt ist. Die negative Ausgangsspannung

des Funktionsverstärkers 76 nimmt weiter mit der zweiten Steigung 81 zu, bis die Ausgangsspannung die positive Spannung an der Kathode der Diode 114 übersteigt. Wenn dies der Fall ist, wird die Diode in Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch ein Rückkopp-

lungsweg über den ersten Widerstand 108 und das zweite Potentiometer 116 zur Eingangsleitung % des Funktionsverstärkers 76 geschaffen ist. Die Einstellung des ersten Potentiometers 110, über das die positive Spannung angelegt wird, ist der Grund für die zweite

Knickstelle 87.

Die Durchlaßspannung an der zweiten Diode 114 liefert ein Widerstandsrückkopplungsnetzwerk für den Funktionsverstärker 76, das jeweils zwei Reihenschaltungen aus einem Widerstand 106 bzw. 108 und einem Potentiometer 104 bzw. 116 aufweist, die parallel zueinander geschaltet sind. Der zweite Rückkopplungsweg wird an der zweiten Knickstelle 87 wirksam und dient zur Verringerung der zweiten Steigung 81 um einen Betrag, der erforderlich ist, um die dritte Steigung

82 zu erhalten. Der Festwiderstand 108 in dem zweiten Rückkopplungsweg wird dann wieder verwendet, um den Minimalwert der dritten Steigung 82 zu begrenzen; das Potentiometer 116 wird zur Änderung der Steigung

82 von diesem Wert verwendet.

In analoger Weise werden die zwei übrigen Steigungs- 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 irgendeines 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 F i g. 5 dargestellt; die Schaltung für den Generatorabschnitt 16 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 Belastungswerten hat sich eine gewisse Verzögerung des Einstellwinkels bzw. des Zündzeitpunktes als vorteilhaft für die Steuerung der Auspuffgase herausgestellt. Weiterhin wird durch die Verzögerung des Einstellwinkels bzw. des Zündzeitpunkts, wodurch der Kraftstoff in den Motorzylindern zu einem späteren Zeitpunkt gezündet wird, das Motorgeräusch 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 auch der Einstellwinkel bzw. der Zündpunkt vorgestellt werden. Eine zu starke Vorverstellung des Einstellwinkels bzw. Zündzeitpunkts kann aber zu Motor-»Klopfen« führen.

Diese Überlegungen sind in der Kurve in F i g. 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 126 wird der Einstellwinkel bzw. der Zündzeitpunkt verzögert, wie beispielsweise durch eine ins negative gehende Steigung 128 angezeigt ist, die bis zu einer zweiten Knickstelle 130 reicht. Der Einstellwinkel nimmt nach der zweiten Knickstelle 130 nicht mehr weiter negativ zu und bleibt für einen Bereich 132 mit einer Steigung Null auf dem erreichten Verzögerungsbzw. Nacheilwinkel. Der Abschnitt 132 mit einer Steigung Null reicht bis zu einer dritten Knickstelle 134, nach welcher die Kurve mit einer positiven Steigung 136 ansteigt Die folgenden Knickstellen 138, 140 und 142 liegen jeweils am Beginn einer Abnahme der Voreinstellung bzw. Voreilung des Einstellwinkels im Hinblick auf eine Zunahme des Unterdrucks im Ansaugrohr, mit anderen Worten, die Steigungen 144, 146 bzw. 148, die auf die letzten drei Knickstellen 138,140 und 142 folgen, sind jeweils geringer als die vorhergehende Steigung und werden durch eine fortlaufende Verringerung der positiven Anfangssteigung 136 gebildet.

Die in Fig.6 dargestellte Schaltung wird dazu verwendet, eine in der Kurve der F i g. 5 dargestellte Ausgangsspannung zu erzeugen, in der ein Druckunterschied von 50 mm Hg vorzugsweise einer Voreilung oder Nacheilung bzw. Verzögerung von 4° in der Zündzeitpunkteinstellung entspricht. Der Eingang an der Schaltung stammt von dem Funktionsverstärker 58 in dem Druckwandler 10, der den Druckunterschied zwischen dem Ansaugrohr und der Umgebungsluf überwacht.

Der Ausgang des Druckwandlers 10 für der Unterdruck in dem Ansaugrohr wird an einer Summierwiderstand 150 an dem invertierenden Eingang eines Funktionsverstärkers 152 angelegt. Der nichi invertierende Eingang des Funktionsverstärkers 152 isi über einen Ausgleichswiderstand 154 an Erde geschaltei. Die Rückkopplungsschaltung 156 für dieser Verstärker schafft die Kennlinie bis zu der dritten Knickstelle 134.

Der Verstärker 152 kehrt die positive Eingangsspannung von dem Wandler 10 um, so daß sein Ausgang negativ ist. Ein Widerstandsnetzwerk aus drei Widerständen 157,158 und 160, von denen letzterer an den Schleifarm eines Potentiometers 162 angeschaltet ist, ist zwischen den negativen Pol B— einer Spannungsquelle und Erde geschaltet, wodurch eine einstellbare negative Spannung über den an den Schleifarm angeschalteten Widerstand 160 an die Summierverbindungsstelle des Funktionsverstärkers 152 angelegt ist. Solange die Größe dieser Spannung gleich oder größer als die Eingangsspannung von dem Druckwandler 10 ist, ist der Ausgang des Verstärkers 152 positiv.

Die Kathode einer Diode 164 ist die Summierverbindungsstelle eines Funktionsverstärkers 152, und ihre Anode ist an den Ausgang des Verstärkers angeschaltet. Die Diode 164 ist in Durchlaßrichtung vorgespannt, solange der Verstärkerausgang positiv ist, der die Verstärkung des Funktionsverstärkers auf Null herabsetzt. Die sich ergebende 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 162 festgelegt. 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 Reihe mit einem Widerstand 168 liegt. Die Größe dieser Neigung ist gleich der Summe des Widerstands, der durch die Einstellung des Potentiometers 166 und dem die minimale Steigung einstellenden Widerstand 168 geteilt durch den Summierwiderstand 150 am Eingang gebildet ist.

Die negative Steigung 128 reicht so weit, bis die Größe der positiven Spannung an der Verbindungsstelle des Funktionsverstärkers 1S2, die an die Anode einer weiteren Diode 170 angeschaltet ist, die Größe der positiven an der Kathode der Diode 170 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 174 an den Pluspol B+ der Spannungsquelle geschaltet ist. Durch die Einstellung des Potentiometers 172 wird der Eingangsspannungspegel von dem Druckwandler 10 bestimmt, bei dem die Diode 170 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Die Eingangsspannung des Wandlers, bei der dies eintritt, bestimmt die zweite Knickstelle 130. 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 sich bis zur dritten Knickstelle 134, an der der erste Abschnitt 136 der Kurve mit positiver Steigung beginnt. Die dritte Knickstelle ebenso wie die erste positive Steigung 136

sowie alle folgenden Knickstellen 138,140 und 142 und die übrigen positiven Steigungen 144, 146 und 148 werden mit der Rückkop.-Iungsschaltung 176 für einen zweiten Funktionsverstärker 178 erzeugt. Der Summierwiderstand 180, der an den invertierenden Eingang des Funktionsverstärkers 178 angeschlossen ist, ist mit seinem anderen Anschluß mit dem Wandler 10 für den Unterdruck im Ansaugrohr verbunden. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 178 ist über einen Ausgleichswiderstand 182 an Erde angekoppelt.

Ein zwischen Erde und den Minuspol B— der Spannungsquelle geschaltetes Potentiometer 184 ist mit seinem Schleifarm über einen Widerstand 186 an die Summierverbindungsleitung des Funktionsverstärkers 178 angeschlossen. Die negative, hierdurch an die Summierverbindungsleitung angelegte Spannung wird durch den Verstärker 178 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 Ausgangsspannung des Wandlers 10 für den Unterdruck im Ansaugrohr an der Stelle 134 ist, wo die Kennlinie von dem Abschnitt 132 mit einer Steigung Null zu steigen beginnt.

Der negative Ausgang an dem Verstärker 178 spannt, wenn die negative Spannung überschritten wird, die Diode 188 in umgekehrter Richtung vor, wodurch sich eine Rückkopplung für den Verstärker ergibt, die über ein Potentiometer 190 und einen Widerstand 192 angelegt wird. Die Verstärkung des Verstärkers 178 ist dann gleich dem Rückkopplungswiderstandswert des Widerstands 192 und dem am Potentiometer 190 eingestellten Wert, geteilt durch den am Eingang liegenden Summierwiderstand 180. In der Kurve in F i g. 5 ergibt die Einstellung des Potentiometers 190 die Steigung 176 der Kurve nach der dritten Knickstelle 134.

Die übrigen drei Abschnitte 194, 196 und 198 der Rückkopplungsschaltung 176 bestimmen die restlichen drei Knickstellen 138, 140 und 142 ebenso wie die restlichen drei Steigungen 144, 146 und 148 der Kurve. Die Schaffung dieser Knickstellen sowie der Steigungen mit Hilfe der Potentiometer in den drei Rückkopplungsabschnitten 194, 1% und 198 ist analog zu der Erzeugung, die bereits in Fig.4 bezüglich der Unterdruckkurve für die Austrittsöffnung erläutert ist.

Der Ausgang des Verstärkers 152, der dem Verzögerungs- bzw. Nacheilwinkel zugeordnet ist, und der Ausgang des Funktionsverstärkers 178, der dem vorverstellten bzw. voreilenden Einstellwinkel entspricht, werden in einem dritten Funktionsverstärker 200 verglichen und summiert. Der Ausgang des Verstärkers 178 für den vorgestellten Winkel ist über einen Widerstand 202 an den invertierenden Eingang des Verstärkers 200 angekoppelt, während der Ausgang des Verstärkers 152 für den verzögerten Einstellwinkel über einen Widerstand 204 an den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 200 angekoppelt ist. Dieser Eingang ist weiterhin über einen Ausgleichswiderstand 206 an Erde gekuppelt. Die Verstärke iiigsregelung des Verstärkers 200 zur Verstärkung und zur Maßstabsfestlegung ist über einen Rückkopplungswiderstand 208 erreicht.

Der Ausgang des Funktionsverstärkers 200 stellt dei negativen Wert der Differenz zwischen der verzögertei und der vorgestellten Kennlinie dar, wodurch dii geforderte Ausgangssignalpolarität ebenso wie das au dem Ansaugrohrunterdruck beruhende, vollständij ergänzte Einstellwinkel-Steuersignal geschaffen ist.

Die Einstellwinkelkennlinie, die die Beziehung zwi sehen der Motordrehzahl und der Zündzeitpunkteinstel lung wiedergibt, ist in Fig. 7 dargestellt. Die Motor drehzahl ist auf der Abszisse so aufgetragen, daß 25 mn gleich 500 U/min ist; der Einstellwinkel ist auf de Ordinate in einem Maßstab aufgetragen, bei dem 25 mn gleich 4 Grad ist. Die Schaltung 20 zur Bildung der ir F i g. 7 wiedergegebenen Kurve ist in F i g. 8 dargestellt.

Ein herkömmlicher Impuls-Gleichspannungsumset zer ist angeschaltet, um die Impulse auf der Leitung zwischen Verteiler und Zündspule zu überwachen; ei weist den Drehzahlwandler 14 auf. Die Amplitude de: Gleichspannungsausgangssignals gibt die Frequenz wieder, mit welcher diese Impulse auftreten. Dei Ausgang wird an einen Summierverstärker 214 angelegt, der ar den invertierenden Eingang eine« Verstärkers 216 angeschlossen ist. Der nicht invertie rende Eingang des Verstärkers 216 ist über einer Ausgleichswiderstand 218 an Erde angeschlossen. Ir analoger Weise, wie bereits in Verbindung mit der Kurvengeneratorabschnitten 16 und 18 für den Unter druck in der Ansaugleitung bzw. an der Austrittsöffnung beschrieben ist, wird der Ausgang des Verstärkers 216 auf Null mittels eines Widerstandsnetzwerks 22C gehalten, über das eine negative Spannung an der Verstärkereingang angelegt ist, um eine Diode 222 in Durchlaßrichtung vorzuspannen, bis der positive Ausgang des Wandlers 14 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 Verstärkers 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 dem Verstärker 216 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 Rückkopplungspotentiometers 226 wird die Steigung der Kurve 230 unmittelbar nach dieser Knickstelle 228 bestimmt. Die übrigen Knickstellen 232 und 234 ebenso wie die restlichen Steigungen 236 und 238 werden durch die beiden anderen Abschnitte 240 und 242 in der Rückkopplungsschaltung für den Verstärker 216 bestimmt. Die Festlegung dieser Knickstellen und der Steigungen stimmt mit den bereits beschriebenen Techniken überein.

Die Signalsummierschaltung zur Erzeugung eines einzigen gesteuerten Zündzeitpunkteinstellwinkels, der die zusammengefaßten bzw. summierten Generatorabschnittausgänge für den Unterdruck an der Austrittsöffnung und im Ansaugrohr sowie für die Motordrehzahl darstellt, ist in F i g. 9 wiedergegeben. Der Ausgang des FunkiionsverstSrkers 76 (F i g. 4) des Generatorabschnitts für den Unterdruck an der Austrittsöffnung ist an einen Summierwiderstand 250 angelegt, der an die Summierverbindung 251 des invertierenden Eingangs eines Funktionsverstärkers 252 angeschaltet ist. Der Ausgangsverstärker 216 (Fig.8) in dem Generatorabschnitt für die der Motordrehzahl entsprechende Einstellwinkelkurve ist an den anderen Summierwider-

stand 254 angekoppelt, der mit derselben Summierverbindungsleitung 251 des Funktionsverstärkers 252 verbunden ist. Die Rückkopplung für den Summierverstärker 252 erfolgt über einen Widerstand 270. Der nicht invertierende Eingang des Funktionsverstärkers 252 ist über einen Ausgleichswiderstand 272 an Erde angeschaltet.

Der Ausgang des Verstärkers 200 (Fig.6) in dem Generatorabschnitt für die dem Unterdruck in dem Ansaugrohr entsprechenden Kurve ist an einen Summierwiderstand 256 angelegt, der an den invertierenden Eingang eines zweiten Funktionsverstärkers 258 angeschlossen ist. Die Größe des Rückkopplungswiderstands 260 für diesen Verstärker 258 ist gleich der des Summierwiderstands 256, so 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 Summierwiderstand 264 angelegt, der ebenfalls an dieselbe Summierverbindungsleitung 251 wie die anderen beiden Eingangssignale angeschaltet ist. Der Schleifarm eines Potentiometers 266, das zwischen dem Minuspol B— und dem Pluspol B+ einer Spannungsquelle liegt, ist ebenfalls über einen Summierwiderstand 268 an die gemeinsame Summierverbindungsleitung 251 des Funktionsverstärkers angeschaltet. Die mittels des Potentiometers 266 angelegte Spannung wird als eine konstante Verschiebung des gesteuerten Winkels behandelt. Das Potentiometer weist die Steuersignaleinstellung 24 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 Steuerwinkel einstellenden Potentiometer 266 angelegt ist. Dieser Ausgang wird an einen Summierwiderstand 274 angelegt, der an den invertierenden Eingang eines dritten Funktionsverstärkers 276 angeschaltet ist. Der nicht invertierende Eingang dieses Funktionsverstärkers 276 ist über einen Ausgleichswiderstand 278 an Erde angeschaltet. Die Rückkopplung für diesen Funktionsverstärker 276 erfolgt normalerweise über einen Widerstand 280, dessen Widerstandswert gleich dem des Eingangswiderstands 274 ist, der für den Verstärker eine Verstärkung von eins erzeugt.

Die maximale negative Winkelverstellung des Verteilers und damit des Unterbrechernockens ist durch die Einstellung eines Potentiometers 282 in der Rückkopplungsschaltung begrenzt, das zwischen dem Minuspol B- der Spannungsquelle und über einen Festwiderstand 284 an den Ausgang des Funktionsverstärkers 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

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der Summierverbindung des Funktionsverstärkers 276 negativer wird als die über das Potentiometer 282 an die Anode der Diode angelegte Spannung. Wenn dies der Fail ist, wird der Widerstand 284 in dem Rückkopplungszweig parallel zu dem anderen Rückkopplungswiderstand 280 geschaltet, wodurch die Verstärkung des Verstärkers 276 beträchtlich herabgesetzt wird.

In gleicher Weise ist die positive Winkelverstellung des Verteilers durch eine Diode 288 begrenzt, deren Anode an die Verbindungsleitung des Verstärkers 27β und deren Kathode an den Schleifarm eines Potentiometers 290 angeschaltet ist. Das Potentiometer 290 liegt zwischen dem Pluspol B+ der Spannungsquelle und über einen Rückkopplungswiderstand 292 an dem Ausgang des Funktionsverstärkers 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 290 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 276 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 Nachteil- bzw. Verzögerungswinkel zu unterbinden, die mil der Motor-Auspuffgassteuerung nicht verträglich und vereinbar sind. Andererseits sind große Voreinstellwinkel begrenzt, um ein Motorklopfen und einen übermäßigen Motorverschleiß zu verhindern.

Der Ausgang des den Steuerwinkel begrenzender Verstärkers 276 wird ebenso wie der Steuereingang ar das in Fig. 10 dargestellte Regelungssystem angelegt Das Steuerwinkelsignal wird an den am Eingang liegenden Summierwiderstand 300 angelegt, der an die Summierverbindung 302 eines herkömmlichen Servo-Verstärkers 26 angeschaltet ist. Die Rückkopplung füi den einstufigen Funktionsverstärker 306 des Servo-Verstärkers 26 erfolgt über einen Widerstand 308. Dei nicht invertierende Eingang des einstufigen Funktionsverstärkers 306 ist über einen Ausgleichswiderstand 31C an Erde geschaltet.

Der Ausgang des Servoverstärkers 26 ist an der Servomotor 28 angekoppelt und steuert, wie in F i g. 11 dargestellt ist, zusammen mit dem Verteiler 30 und den¹ Rückführpotentiometer 32 die Drehzahl des Servomotors 28. Der Servomotor 28 verstellt über Zahnrädei 312,314 den abgewandelten Zündverteiler 30 um einer entsprechenden genauen Wert. Der herkömmliche, zi diesem Zweck verwendete Verteiler kann dadurch abgewandelt werden, daß sein Hauptteil in zwe Abschnitte 316 und 318 unterteilt wird. Der untere Abschnitt 316 mit dem Halterungsflansch 320 ist vor dem oberen Teil des Verteilers 318 getrennt, der der Verteilerkopf 322 aufweist. Die aufeinanderliegender bzw. zusammenpassenden Flächen der zwei Teilt können dann geschliffen und poliert und zwischen ihner Teflonlager 324 eingebracht werden. Auf diese Weis« kann dann der Verteilerkopf 322 und damit der nich dargestellte Unterbrechernocken bezüglich des unterer fest angebrachten Teils 316 verdreht werden.

Das Zahnradgetriebe zwischen dem Servomotor 2J und dem Verteiler 30 kann entsprechend der jeweiliger Motor- und Verteilerausführung gewählt werden, un die richtige Größe der Zündwinkelvor- oder -nachei lung entsprechend dem erzeugten Steuerwinkelsißna zu schaffen.

Das Rückführpotentiometer 32 ist unmittelbar an da: Ausgangszahnrad 312 des Servomotors 28, beispielswei

se mittels eines Zahnrades 326, 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 elektrisches Signal, das der mechanischen Verdrehung des Verteilers 30 proportional ist.

Der Potentiometerausgang wird an einen Summierwiderstand 320 angelegt, der mit der Summierverbindung des invertierenden Eingangs eines Funktionsversiärkers 332 angeschaltet ist, der als Basis für den Inverter 34 verwendet ist. Der nicht invertierende Eingang ist über einen Ausgleichswiderstand 331 an /V\

Erde angeschaltet. Eine Verstärkung von eins wird be diesem Verstärker 332 mittels eines Rückkopplungs Widerstands 334 geschaffen, um lediglich die Polariiä des Ausgangssignals am Rückführpotentiometer umzu kehren und es über einen Summierwiderstand 336 ai dieselbe Summierverbindung 302 als Eingang von den Steuersignal-Summierwiderstand 300 anzulegen. Di« Wirkung des gemeinsamen Anlegens an die Ver stärkersummierverbindurig 302 besteht darin, dit Differenz dieser beiden Signale an den Servoverstärkei 26 zur entsprechenden Steuerung des Servomotors unc damit des Verteilers 30 anzulegen.

Mit dem Rückführsignal ist eine genaue Regelung dei Verteilerverdrehung und damit des Zündpunkteinstellwinkeis geschaffen, wobei das Fehlersignal, das tatsächlich den Servoverstärker 26 erreicht, nicht nur proportional dem verlangten vorgestellten oder verzögerten bzw. nachgestellten Zündwinkel, sondern auch dem tatsächlich erhaltenen Winkel proportional ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektronisch gesteuerte Einrichtung zur Einstellung des Zündzeitpunktes für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Meßwertgebern zur kontinuierlichen Erfassung verschiedener Betriebszustände der Brennkraftmaschine und zur Erzeugung von ersten elektrischen Signalen, deren Größe sich jeweils linear in Abhängigkeit von Änderungen des entsprechenden Betriebszustandes ändert, weiterhin mit mehreren, jeweils an einen der Meßwertgeber gekoppelten nichtlinearen Signalgeneratoren zur Erzeugung von zweiten elektrischen Signalen, mit einer mit jedem der nichtlinearen Signalgeneratoren verbundenen Addierschaltung, welche die Ausgangssignale zu einem zusammengesetzten Steuersignal kombiniert, und mit einer mit der Addierschaltung gekoppelten Anordnung zur mechanischen Verstellung eines Zündverteilers in Abhängigkeit von dem Steuersignal, um den Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine einzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder nichtlineare Signalgenerator (16, 18, 20) einen Operationsverstärker (178, 76, 216) mit mehreren parallelen Rückkopplungsschaltungen (194, 196, 198; 118, 120; 240, 242) aufweist, die jeweils eine Diode und eine einstellbare Spannungsquelle enthalten, wobei die Rückkopplungsschaltungen (194, 196, 198; 118, 120; 240, 242) der nichtlinearen Signalgeneratoren (16, 18, 20) zur Steuerung des Ausgangssignals des Operationsverstärkers (178,76,216) wahlweise einstellbar sind, und daß eine mit der Verstellanordnung verbundene Einstell-Rückkopplungsschaltung vorgesehen ist, die das Ausgangssignal der Verstellanordnung so lange ändert, bis das Ausgangssignal dem zusammengesetzten Steuersignal entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit der Addierschaltung (22) gekoppelte Anordnung (24) zur Erzeugung eines dritten elektrischen Signals, das mit den zweiten elektrischen Signalen zur Bildung eines zusammengesetzten Steuersignals kombiniert wird.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertgeber einen ersten Wandler (14) zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, einen zweiten Wandler (10) zur Erfassung der Maschinenlast und einen dritten Wandler (12) zur Erfassung der von der Bedienungsperson wahrgenommenen Maschinenlast aufweisen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle in jeder parallelen Rückkopplungsschaltung (194, 1%, 198; 118, 120; 240, 242) in jedem nichtlinearen Signalgenerator einstellbar ist, um die damit verbundene Diode in den nichtleitenden Zustand vorzuspannen, wenn das Eingangssignal des zugeordneten Operationsverstärkers nicht eine vorher bestimmte Spannung übersteigt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine mit der Verstellanordnung verbundene Begrenzerschaltung (276 bis 292) zur Beschränkung der negativen und positiven Werte des Ausgaiigssigrials der Versieiianoruiiung, wobei ein Arbeitsbereich festgelegt wird, in dem der Zündzeitpunkt einstellbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerschaltung (276 bis 292) einen Operationsverstärker (276) und eine begrenzende Rückkopplungsschaltung mit einem Widerstand (280) und einer ersten und einer zweiten Diode (286 bzw. 288) aufweist, die alle parallel geschalte; sind, wobei die erste Diode (286) in Sperrichtung vorgespannt ist, wenn das zusammengesetzte Steuersignal nicht eine vorher bestimmte negative Größe übersteigt, und die zweite Diode (288) in Sperrichtung vorgespannt ist, wenn das zusammengesetzte Steuersignal nicht eine vorherbestimmte positive Größe übersteigt.