DE2659561C2

DE2659561C2 - Vorrichtung zur selbsttätigen optimierten Verstellung der Vorzündung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2659561C2
Application number: DE2659561A
Authority: DE
Inventors: Andre Puteaux Douaud; Joseph Meudon Rialan
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1975-12-30
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1983-05-11
Also published as: CA1098957A; FR2337261B1; BE849841A; NL7614561A; DK150756B; IT1065827B; JPS5284330A; NL184288C; SE7614683L; NL184288B; SE418319B; JPS5712027B2; DK584876A; FR2337261A1; DK150756C; GB1563361A; US4120272A; CH606792A5; ES454725A1; DE2659561A1

Description

Verbrennungspbase entsprechend einem gewählten Drehwinkelinterv&I! der Maschinenwelle ansprechen; mit durch diese Ermittlungseinrichtungen betätigten mit dem Zündkreis verbundenen Steuermitteln, die eine Verzögerung der Zündung vei der Ermittlung einer gewissen Zahl aufeinanderfolgender Klopfvorgänge hervorrufen, und mit Einrichtungen zum Messen des Drehwinkels der Maschinenwelle und zur Erzeugung elektrischer Impulse entsprechend regelmäßig aufeinanderfolgender Drehstellungen der Welle.

Es ist bekannt, daß das Klopfen, auch Klingeln genannt, eine anormale Verbrennung in Brennkraftmaschinen mit steuerbarer Zündung darstellt Es manifestiert sich in Druckschwingungen der Gase in der Brennkammer, was zu einer Selbstzündung des Luft-Brennstoffgemisches führt, bevor es noch entsprechend dem normalen Verbrennungsmechanismus durch Fortpflanzung einer Flammenfront verbrannt wird.

Gewisse Arbeitsbedingungen der Maschine, die zu erhöhten Druck- und Temperaturniveau der Gase während der Brennperiode führen, sind besonders günstig für das Auftreten des Klopfens.

Will man auf die Verwendung klopffesten üenzins, das teuer ist, verzichten, so kann man das Klopfen nur durch eine Vorrichtung bekämpfen, mit der der Zündzeitpunkt abhängig von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine optimiert wird. Aus der US-PS 22 20 558 ist eine solche Vorrichtung bekannt, bei der die Vorzündung bereits bei Auftreten des Klingelgeräusches vermindert wird. Solche Vorrichtungen können aber auch zu einer Erscheinung, dem sogenannten »Pumpen« führen. Bei einer zu empfindlichen Vorrichtung dieser Art nämlich, die plötzlich die Vorzündung bei Auftreten des Klingeins vermindert, reagiert der Kfz-Fahrer, der einen plötzlichen Leistungsverlust feststellt, durch Niederdrücken des Gaspedals, was dazu führt, daß das Klingeln erneut auftritt Die Ermittlungseinrichtung wird also erneut ausgelöst. Der Vorgang wiederholt sich.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, schnell auf das Vorhandensein von Klingeln oder Klopfen zu reagieren, um zu vermeiden, daß die Brennkraftmaschine beschädigt wird, jedoch nicht zu schnell zu reagieren, um das vorbeschriebene Pumpphänomen zu vermeiden.

Der Anmeldungsgegenstand löst diese Aufgabe mit den Maßnahmen des Anspruchs 1.

Selbsttätig wird also das in einem Motor auftretende Klopfen ermittelt und der Zündzeitpunkt während des Betriebs verzögert bis das ermittelte Klopfen verschwindet. Ist das Klopfew verschwunden, sei es nun wegen dieser Zündverzögerung und/oder einer Modifikation der Arbeitsbedingungen der Maschine, so stellt die Vorrichtung allmählich den Zündzeitpunkt auf einen vorher gewählten Beziigswert vor.

Der Anmeldungsgegenstand soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung nach der Anmeldung:

Fig.2 zeigt schematisch einen Rückwärtszähler für elektrische Impulse;

F i g. 3 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer Vorrichtung nach der Anmeldung;

Fig.4 stellt als Funktion der Zeit in dieser Vorrichtung erzeugte Signale dar;

F i g. 5 zeigt elektronische Einrichtungen, die Grad für Grad die Drehung der Kurbelwelle feststellen und

Fig.6 ist eine Gesamtdarstellung einer Vorrichtung

nach der Anmeldung,

Fig, t zeigt aJs Brennkraftmaschine einen Vierzylindermotor 1, der mit einer Vorrichtung nach der Anmeldung ausgestattet ist. Mit 2 ist der Verteiler bezeichnet Es «ei angenommen, daß der Verteilerläufer 3 sich in Zündstellung der Kerze 4 befindet

Das Bezugszeichen 27 bezeichnet die mit der Zündkerze 4 verbundene Zündsteuereinrichtungen insgesamt Der¹ elektronische Zündkreis 5 mit Entladungskapazitäten umfaßt in üblicher Weise eine elektrische Spainnungsquelle 6, die mit einem Entladekreis, bestehend aus einem Kondensator und einem dazu parallel geschalteten Thyristor 7, verbunden ist, der in Reihe zur Primärwicklung 9 der Zündspule liegt Ein Unterbrecher 10 wird von einer Nocke ti gesteuert, die durch die Welle 12 des Verteilers angetrieben ist

Auf dem Zylinderdeckel 13 der Maschine ist ein Schwingungsdetektor 14 vorgesehen, der durch ein Beschleunigungsmeßgerät gebildet ist und elektrische Signale liefert, sobald der Zylinderdeckel 13 Schwingungen ausgesetzt ist Hierzu kann man <~'nen Beschleunigungsmesser verwenden, der auf die Schwingungen in einem Frequenzbereich, in welchem die durch das Klopfen hervorgerufenen Schwingungen enthalten sind, anspricht Diese Klopffrequenzen hängen von der Maschinenart ab, sie liegen beispielsweise in der Größenordnung von 6000 bis 8000 Hertz.

Die Vibrationen des Zylinderdeckels sind aber nicht nur auf das Klopfen, wenn dieses Phänomen auftritt, zurückzuführen, sondern auch auf Stöße der Verteilerorgane (Ventile, Nocken... etc). Es ist somit notwendig, unter diesen vom Detektor 14 erzeugten elektrischen Signalen nur die auszuwerten, die auf das Klopfen zurückzuführen sind. Da die Vibrationen des Zylinderdeckels aufgrund des Klopfens nur in einem bekannten begrenzten Intervall des Maschinenzyklus vorhanden sind, der kurz nach dem oberen Totpunkt der Verbrennungsphase beginnt, ordnet man dem Detektor 14 Einrichtungen 22,23,24 zur Messung des Winkels zu, welche ein elektrisches Auswertesignal in dem begrenzten Intervall der Maschineriperiode, die weiter unten geze'jt werden wird, liefern.

Die aus dem Vibrationsdetektor 14 stammenden Signale sowie die durch öffnen der Kontakte des Unterbrechers 10 erzeugten Signale werden über Leitungen 15 bzw. 16 an eine elektronische Anordnung 17 übertragen, welche selbsttätig die Vorzündung einstellt.

Die elektronische Anordnung 17 ist so ausgebildet, daß sie zwischen dem Zeitpunkt, in dem die Kontakte des Unterbrechers 10 öffnen und dem Zeitpunkt der Zündsteuerung eine Verzögerung bewirkt, die eine Funktion des gegebenenfalls vorhandenen Klopfens ist.

Diese Anordnung 17 ist über die Leitung 18 mit der Steuerelektrode des Thyristors verbunden.

Das aus dem Beschleunigungsmeßgerät ?4 über die Leitung 15 kommende Signal wird in der elektronischen Anordnung 17 durch schematisch bei 43 (Fig.6) angedeutete Einrichtungen verarbeitet, die einen Verstärkerkreis als Impedanzwandler, einen Schwellwertkreis, der dieses Signal nur ausgehend von dem dem Vorhandensein des Klopfens entsprechenden Niveau durchläßt, und einen Filterkreis aufweist, welcher zwischen dem Impedanzwandler und dem Schwellwertkreis eingefügt ist.

F i g. 2 zeigt scherr.dtisch eine übliche elektronische Einrichtung zum Vorwärts- und Rückwärtszählen elektrischer Impulse.

Diese Vorrichtung umfaßt η (ganze Zahl) Kippschaltungen (b\, bi... gn-i, b„), die in Reihe geschaltet sind und eine Kette bilden, von der ein Ende mit einem Eingang C zum Vorwärtszählen elektrischer Impulse und das andere Ende mit einem Eingang D zum Rückwärtszählen von Impulsen verbunden ist. Jede der Kippschaltungen der Kette hat einen Zustand »0« und einen Zustand »1« im Sinne der digitalen Schaltungstechnik, wodurch das digitale Vorwärtszählen und Rückwärtszählen der Impulse, dargestellt im Binärsystem, ermöglicht wird.

Sie umfaßt im übrigen eine Reihe von Setzanschlüssen /, die es ermöglichen, das System der Kippschaltungen in einen vorbestimmten Anfangszustand zu versetzen, und weist η Ausgänge S auf, die mit den verschiedenen Kippschaltungen verbunden sind und an denen Signale erscheinen, deren Gesamtheit im Binärsystem das Ergebnis des Vorwärtszählens bzw. Rückwärtszählens der Impulse durch die Vorrichtung wiedergibt.

Diese Vorrichtung umfaßt auch einen Setz-Steuereingang Ch zur Versetzung des Zählers in den vorbestimmten Anfangszustand sowie einen Eingang RAZ zur Steuerung der Rückversetzung in den Zustand »0«.

Schließlich kann diese Vorrichtung einen Anschluß /?o aufweisen, an dem ein Signal erscheint, wenn der Zählerzustand »0« auftritt und einen Anschluß R\ an dem ein Signal erscheint, wenn die aus dem Vorwärtszählen-Rückwärtszählen resultierende Zahl gleich der Zahl wird, welche durch die maximale Kapazität der Vorrichtung festgelegt ist.

In den folgenden Figuren werden die gleichen Bezeichnungen wie in Fi g. 2 verwendet, um die in den verschiedenen Vorwärtszähl- und/oder Rückwärtszähleinrichtungen enthaltenen Elemente zu bezeichnen, wobei ein Index hinzugefügt wird, der numerisch Bezug auf die betrachtete Einrichtung nimmt, beispielsweise /i9, D|9, /?o-ii für die Einrichtung 19, RAZ₂S für die

Einrichtung 25... etc

Die schematisch in Fig.3 dargestellte Vorrichtung umfaßt einen ersten Rückwärtszähler 19 mit einem Rückwärtszählanschluß D\<> der mit einem Kontakt des Unterbrechers 10 derart verbunden ist, daß ein Rückwärtszählimpuls bei jedem öffnen der Kontakte dieses Unterbrechers entsprechend dem Zünden in einem der vier Zylinder empfangen wird, d. h. bei jeder halben Drehung der Kurbelwelle.

Die Vorrichtung umfaßt auch einen zweiten Rückwärtszähler 20 mit einem Rückwärtszähianschluß D20, der mit einer Klopfdetektoranordnung verbunden ist. Diese Anordnung umfaßt den Beschleunigungsmesser 14, die Schaltungen 43 (F i g. 6) und eine UND-Schaltung (Pi), welche die Signale des Beschleunigungsmessers 14 zum Anschluß D₂₀ nur während des Einkelzeitintervalls durchläßt, währenddessen möglicherweise Klopfen im Verlauf der Umdrehung der Maschinenwelle auftreten kann.

Dieses Winkelzeitintervall ist definiert durch die Dauer eines Signals, welches durch die Leitung 21 von einer Kippstufe 22 übertragen wird, die mit einem Schieberegister 23 verbunden ist, dessen Arbeitsweise weiter unten beschrieben werden wird; dieses Schieberegister selbst wird durch einen Winkelgeber 24 gesteuert, der Grad für Grad der Drehung der Maschinenwelle folgt

Der Rückwärtszähler SS umfaßt Setzeingär.ge Z₁₉, weiche eine Anfangs- oder Auslösedrehzahl von k\ Umdrehungen in diesen Zähler einschreiben. Sind diese k\ Umdrehungen vermittels des Anschlusses D]₉ rückwärtsgezählt, so geht der Zähler 19 durch Null, und ein Signal tritt am Ausgang Ro-19 auf.

In entsprechender Weise umfaßt der Rückwärtszähler 20 Setzeinrichtungen /», die eine Anfangs- oder Auslöseklopfzahl k₂ in diesen Zähler einschreiben.

Sind durch den Detektor 14 gefundene ki Klopfimpulse ausgehend von diesem Anfangswert über den Anschluß Dm gezählt worden, so geht der Zähler 20 durch Null und ein Signal erscheint am Ausgang Ro »

Die Ausgänge Ä019 und R₀ 20 sind mit dem Vorwärtszähleingang Ca bzw. dem Rückwärtszähleingang D₁₆ einer VorwärtszäH-Rückwärtszähleinrichtung verbunden, welche in Winkelgraden einen Wert der Zündvoreilung ermittelt, der von der Gesamtheit der Ausgänge des Vorwärts-Rückwärtszählers 25 auf eine Rückwärtseinrichtung 26 für die Voreilung, die weiter unten beschrieben wird, übertragen wird.

Die Vorwärts-Rückwärtszähleinrichtung 25, die Setzeinginge /25 umfaßt, hat eine rvfaximaikapaziiäi entsprechend der Amplitude a° des Winkelintervalls der Veränderung in der Vorzündung, wobei diese Amplitude im numerischen binären System ausgedrückt wird, beispielsweise in Form

111

Im übrigen sind die Ausgänge R₀ 19 des Zählers 19 und R020 des Zählers 20 an zwei Eingänge einer ODER-Torschaltu/.g (P₂) angeschlossen, deren Ausgang parallel zum Setzsteuereingang Ch\₉ des Rückwärtszählrs 19 und zum Setzsteuereingang Ch» des Rückwärtszählorgans 20 liegt.

Hieraus folgt, daß jeder Ausgangsimpuls an dem Ausgang Ro 19, der der Rückwärtszählung um k\ Schritte durch den Zähler 19 ausgehend von dem vorbestimmten und über die Setzeingänge eingestellten Wert entspricht, die folgenden drei Wirkungen zeitigt:

Erneutes Setzen des Zählers 19 auf den Wert k] vermittels dieses Ausgangsimpulses, der von der ODER-Torschaltung auf den Anschluß C/119 übertragen wird;

erneutes Setzen des Zählers 20 auf den Wert Jt₂ vermittels dieses Ausgangsimpulses, der durch die ODER-Torschaltung an den Anschluß CA₂₀ übertragen wird;

Weiterzählen der Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtung 25 um eine Einheit bei Empfang dieses Ausgangsimpulses an dem Anschluß C₂%

Hat die Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtung 25 bereits den Grenzwert λ° erreicht, der durch die Setzeingänge vorbestimmt ist, so verbleibt sie auf diesem Wert aufgrund der Verbindung zwischen den Anschlüssen Rt-25 und dem Setzsteueranschluß Ch& der Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtung 25, wobei der neue vom Anschluß Cn empfagene Impuls lediglich den als Beispiel genannten Wert

1 1 1.

bestätigt, der in der Vorwärts-Rückwärtszähleinrichtung25 enthalten ist

In entsprechender Weise ruft jeder Ausgangsimpuls am Anschluß Ro χ entsprechend dem Zählen von k₂ KJopfimpulsen durch den Zähler 20, ausgehend von dem Wert Null die drei folgenden Wirkungen hervor:

Erneutes Setzen des Zählers 20 auf den Wert ki

vermittels des Ausgangsimpulses, der durch die ODER-Torschaltung auf den Anschluß Ch₂₀ übertragen wird;

erneutes Setzen des Organs 19 auf den Wert Ai über diesen Ausgangsimpuls, der von der ODER-Torschaltung an den Anschluß Ch,g übertragen wird; Dekrementierung der Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtung 25 um eine Einheit bei Empfang drctts Ausgangsimpulses am Anschluß Ok-

Hat die Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtung 25 bereits den Wert »0« erreicht, so verbleibt sie auf diesem Wert wegen er Verbindung zwischen dem Anschluß Rbκ und dem Nullrückstellungsanschluß RAZ₂S der Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtung 25, wobei der neue am Anschluß D₂S empfangene Impuls dann nur den binären Wert

000.

bestätigt.

Die Steuerung der Zündvoreüung wird sichergestellt durch einen Rückwärtszähler 26, an den die Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtung 25 den Wert ß° (OS0°Sa°) überträgt, der von der Gruppe der Ausgänge S₂S an die Setzeingänge I₂₆ gelangt

Um die Ermittlung des Zündzeitpunktes bezüglich des Öffnungszeitpunktes der Kontakte 10 des Unterbrechers wie unten angegeben zu ermitteln, bestimmt man nicht entsprechend der klassischen Anzeige eine feste »Zündvoreüung«, sondern macht den von der Vorwärts-Rückwärtszähleinrichtung 25 gelieferten Wert ß° gleich dem \»ert«° beim Setzen , vermindert um das Ergebnis des Zählens-Rückwärtszählens, welches von dieser Einrichtung in oben angegebener Weise durchgeführt wurde.

Der Rückwärtszähler 26, der für die Steuerung der Voreilung als Funktion dieses Wertes ß" sorgt, wird bei jedem öffnen des Unterbrechers 10 ausgelöst, wobei letzterer über die Leitung 28 mit dem Setzsteueranschluß Cha der Einrichtung 26 verbunden ist.

Diese Einrichtung 26 empfängt im übrigen ihren Rückwärtszähleingang D» einen Rückwärtszählimpuls bei jeder Drehung der Kurbelwelle um ein Grad, ausgehend von der Stellung entsprechend dem öffnen der Unterbrecherkontakte 10.

Die Rückwärtszählimpulse werden an den Anschluß Da von einer Vorrichtung 24 geliefert, welche die Maschinenwellendrehung Grad um Grad mißt. Diese Vorrichtng, die ebenfalls mit dem Unterbrecher 10 über die Leitung 28 verbunden ist, wird nun mit Bezug auf F i g. 5 näher beschrieben.

Der Rückwärtszähler 26, der auf den Sollwert ß", der durch die Vorwärtszähl-Rückwärtszähleinrichtung 25 geliefert wurde, eingestellt wird und aufeinanderfolgende Rückwärtszählimpulse an seinem Anschluß D₂₆ entsprechend jedem Umdrehungsgrad der Kurbelwelle empfängt, liefert ein Signal an seinem Anschluß R_0x, sobald der Wert »0« erreicht ist, d-k, nach einer Drehung der Kurbelwelle, gezählt ausgehend von dem öffnen der Unterbrecherkontakte, deren Wert in Graden demjenigen entspricht, der durch die Einrichtung 25 auf die Setzeingänge ί& übertragen wird (wenn dieser Wert binär »0« ist, dh, 000 ... 0, ist die Zündverzögerung maximal, da das Signal dann am Anschluß R₀ 26 erscheint, sobald die Kontakte des Unterbrechers öffnen, am die Zündung auf diese Wesse zu steuernX Das Zündsteuersignal am Anschluß /Zd 26 wird auf die

Zündsteuereinrichtungen 27 der Fi g. 1 übertragen. Im Zeitdiagramm gemäß F i g. 4 ist das Signal von der Dauer T aufgetragen, welches vom Unterbrecher 10

zwischen zwei aufeinanderfolgenden öffnungsvorgän gen der Kontakte dieses Unterbrechers geliefert wird.

Unter diesem Signal sind die Impulse angegeben, die durch die Schaltungen 24 bei jedem Umdrehungsgrad der Maschinenwelle erzeugt werden.

Das Zündintervall liegt zwischen der Winkelstellung λα (maximale Voreilung) entsprechend dem öffnen der Unterbrecherkontakte und der Winkelstellung <Xb (minimale Voreilung) der Maschinenwelle. Die Amplitude «s— (Xa-<x° des Einstellbereichs ist festgelegt durch die Setzeingänge /25 der Einrichtung 25. Der durch den Rückwärtszähler 26 festgelegte Wert β fixiert die Winkellage «c der Zündsteuerung der Zündkerze 4.

&C=&A+ß

«>> wobei

ist.

F i g. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtungen (22,23,24) zur Messung des Drehwinkels der Maschinenwelle.

Gemäß Fi g. 5 ist der Unterbrecher über die Leitung

28 mit einem ersten Eingang einer UND-Torschaltung

29 verbunden, an die er seine Impulse überträgt, deren Periodizität mit der Drehgeschwindigkeit der die Nocke 11 antreibenden Welle 12 variiert

Diese Drehgeschwindigkeit ist gleich der Hälfte

derjenigen der Maschinenwelle, die sich um 180°

zwischen zwei aufeinanderfolgenden öffnungen der

Kontakte des Unterbrechers 10 durch die Nocke 11

dreht.

Mit Γ sei das Zeitintervall bezeichnet, welches zwei aufeinanderfolgende durch den Unterbrecher 10 gelieferte Impulse /1, I₂ ... trennt. Es gilt F- —, wenn F die

Öffnungsfrequenz des Unterbrechers ist.

Eine RC-Oszillatorschaliung 30 mit der Frequenz f\ ist mit einem Frequenzteiler 31 verbunden, der seinerseits mit der Leitung 32 an einem zweiten Eingang der UND-Schaltung 29 liegt, dem Impulse von der Frequenz

f₂ — -^geliefert werden. Der Ausgang der Torschaltung

20 ist an den Zählereingang C33 eines Zählers für elektrische Impulse 33 gelegt

Nach einem ersten öffnen des Unterbrechers ist die

so Anzahl der durch den Zähler 35 während des durch die

Impulse h und /2 begrenzten Zeitintervalls T, was einer Rotation um eine Viertel-Drehung der Welle 12

entspricht,gleich f₂T.

Die η Kippschaltungen des Zählers 33 sind durch η Leitungen parallel an π unabhängige Elemente vom Kippschaltungstyp eines Speicherkreises 34 gelegt. Der Zähler 33 weist einen Nullrückstellungseingang Z auf, der mit dem Unterbrecher 10 über eine Leitung 35 verbunden ist, welche übliche Einrichtungen 3SA umfaßt, um die Übertragung der Front der Impulse /1, h ■■■ an den Anschluß RAZ₃₃ des Zählers 33 zu verzögern.

Der Speicherkreis 34 weist einen Schreibsteuereingang Chu auf, der über eine Leitung 36 mit dem Unterbrecher verbunden ist

Wenn unter diesen Bedingungen die Kontakte des Unterbrechers 10 sich von neuem nach einer Viertel-Drehung der Nocke 11 öffnen, dann sorgt die Front 34Λ

der Impulse h, für die Übertragung des Inhalts 6 T des Zahlers 33 in den Speicherkreis 34; dann sorgt die vom Zähler 33 mit einer gewissen Verzögerung bezüglich der Front 34/4 (durch die Einrichtungen 35/4 bewirkte Verzögerung) empfangene Front 33/4 für die Nullrückstellung des Zählers 33. Letzterer ist dann bereit, von neuem Impulse auszuzeichnen, die aus der Torschaltung 29 während einer uCtien Un.j.ehur.g der Welle 12 kommen.

Der Speicher 34 besitzt η Ausgänge, die jeweils mit η Setzeingängen eines Rückwärtszählers 37 verbunden sind.

Dieser Zähler 37 weist einen RUckwärtszähleingang Dn auf, der über die Leitung 38 mit dem Ausgang des Oszillators 3(1 verbunden ist. Der Zähler 37 besitzt auch einen Anschluß Ron, an dem ein Signal bei jedem Nulldurchgang des Zählers 37 erscheint.

Das Zeitintervall, welches zur Nullrückstellung des Zählers 37 notwendig ist, dessen Anfangsinhalt, der vom jpciCllSriCrGiS

*rr g6ii€i€i*t iSt, giCiCn i/i toi ünu uCT

p g

Rückwärtszählimpuls von der Frequenz f\ empfängt, ist gleich

Die Frequenz der Nulldurchijänge des Zählers 37 ist also gleich

wobei F die Öffnungsfrequenz der Kontakte des Unterbrechers 10 ist.

Anders ausgedrückt: es erscheinen 180 Impulse am Anschluß Ron des Zählers 37 während jeder Rotation um eine Viertel-Drehung der Nocke 11, und zwar entsprechend der Maschinenwellendrehung um 180°.

Der Zähler 37 besitzt einen Setzsteuereingang Chn, der über eine Leitung 39 mit seinem Ausgang /Jj»? verbunden ist

Unter diesen Bedingungen stellt jeder Nulldurchgang des Zählers 37, der ein Signal am Ausgang Λ037 liefert, selbsttätig den Zähler in die Anfangsstellung zurück.

Der Ausgang A₀ 37 des Zählers 37 ist über eine Leitung 40 mit dem Eingang Cn eines Schieberegisters 23 mit 180 Ausgängen verbunden.

Es erscheinen also am Ausgang Ron des Zählers 37 180 Impulse zwischen zwei Kontaktöffnungsvorgängen des Unterbrechers 10, wobei jeder dieser Impulse einer Drehung der Maschinenwelle um ein Grad entspricht, wobei die Drehgeschwindigkeit der Maschine über die Dauer eines betrachteten Winkelzeitintervalls von 180° als konstant angenommen wurde, jedoch von einem Intervall zum anderen (von 180°) variieren kann, was der Zündung in einem anderen Zylinder entspricht

Während jeder dieser Impulse die Weiterschaltung des Schieberegisters 23 hervorruft, erscheint ein Impuls nacheinander an jedem der 180 Ausgänge des Schieberegisters 23 und ermöglicht es. der Rotation der Maschinenwelle Grad um Grad zu folgen.

Das Schieberegister umfaßt einen Nullrückstellungsanschluß RAZn, der mit dem Unterbrecher über die Leitung 41 verbunden ist, so daß eine Nullrückstelinng bei jedem Öffnen der Kontakte des Unterbrechers 10 durch die Nocke 11 erfolgt

Das Schieberegister 23 ermöglicht es, zeitlich das »Winkelfenster« ?.u wählen, in dem ausschließlich die durch den Detektor 14 erfaßten Vibrationen berücksichtigt werden, wobei dieses Fenster so gewählt ist, daß es dem Intervall des Motortakts entspricht, in welchem das Klopfen wie oben dargelegt auftreten kann.

Hierzu werden die beiden Ausgänge des Schieberegisters 23, entsprechend den beiden Grenzwinkeln dieses Winkelfensters jeweils mit den beiden Eingängen einer Kippstufe 22 vom Typ SET-RESET verbunden. Diese Kippstufe ist über die Leitung 21 mit der UND-Tcrschaltung (P\) verbunden, an die der Detektor 14 (Fig.3) sowie das diesem Detektor zugeordnete Filter (F i g. 6) angeschlossen ist.

Die Kippstufe liefert so ein Rechtecksignal zwischen zwei Winkelstellungen, wodurch das gewählte »Winkelfenster« begrenzt wird: der Rechteckimpuls beginnt, wenn ein Signal am Ausgang des Schieberegisters 23 entsprechend dem ersten Grenzwinkel dieses »Fen stcrS" erscheint 'erste Zustsiidsändsni"" der Ki^nri- schaltung 22), und dieser Rechteckimpuls endet, wenn ein Signal am Ausgang des Schieberegisters 23 erscheint, das dem zweiten Grenzwinkel des Fensters entspricht (zweite Zustandsänderung der Kippschaltung 22).

Im übrigen existieren nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 noch Sicherheitseinrichtungen, die einen Fehler im Betrieb des Klopfdetektors 14 ausschalten. Nach dieser Ausführungsform liefert einer der An- Schlüsse des Schieberegisters 23 über die Leitung 42 ein kalibriertes Zündvorsignal, welches auf der. Zündkreis 27 ausschließlich in dem Fall des Nichtbetriebs des Klopfdetektors 14 übertragen wird. Diese kalibirierte Zündvoreilung bedeutet eine ausreichend kleine Vorei lung, um jede Gefahr eines Klopfens zu unterdrücken.

Der Zündkreis 27 empfängt so über eine ODER-Torschaltung (Pj), an die er über die Leitung 18 angeschlossen ist, entweder das berechnete, am Anschluß Ro» des Zählers 26 auftretende Steuersignal oder das Steuersignal für ein von der Leitung 42 geliefertes kalibriertes Voreilen.

Das Liefern des einen oder des anderen dier-er Signale an die Torschaltung Pi erfolgt ausschließlich durch eine Anordnung von zwei UN D-Toren, von denen das erste (Pt) mit dem Anschluß Ro», das andere (Ps) mit der Leitung 42 verbunden ist Das öffnen des einen oder anderen dieser beiden Tore wird durch eine Kippstufe 44 gesteuert, welche an das Tor P^ ein Signal über die Leitung 47 liefert, wenn der Klopfdetektor 14 arbeitet, und an das Toi Ps ein Signal über die Leitung 48 liefert, wenn der Klopfdetektor 14 nicht arbeitet.

Um zu bestimmen, wann der Klopfdetektor 14 arbeitet oder nicht arbeitet ist die Kippstufe 44 eingang^seitig einerseits mit dem Detektor über eine Leitung 45 und andererseits mit einem Ausgang 46 des Schieberegisters 23 über eine Leitung 46' verbunden.

Erster Fall

Arbeitet der Klopfdetektor 14, so stellen die Ausgangssignale dieses Detektors die Kippschaltung in einen Zustand »1«, der durch das Auftreten eines kurzen Impulses am Anschluß 46 des Schieberegisters 23 nicht modifiziert wird, wenn die Maschinenwelle in die durch diesen Anschluß des Registers 23 angezeigte Winkeies stellung übergeht In diesem Zustand »1« steuert die Kippschaltung 44 über die Leitung 47 das Öffnen des Tors Pt welches das berechnete, am Anschluß auftretende Steuersignal passieren läßt

Zweiter Fall

Wenn dagegen der Klopfdetektor 14 nicht arbeitet ind kein Signal liefert, dann stellt der am Anschluß 46 auftretende Impuls die Kippstufe in einen zweiten Zustand, indem sie über die Leitung 48 das öffnen des

Tores Ps steuert, welches das von der Leitung 4? gelieferte kalibrierte Vorzündungssteuersignal passieren läßt.

Im ersten Fall ist das Tor P₅ nicht offen, da die Leitung 48 kein Sigial überträgt, während im zweiten Fall das Tor Pa geschlossen bleibt, da die Leitung 47 kein Signal überträgt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur selbsttätigen optimierten Verstellung der VorzOndung einer Brennkraftmaschine mit während des Betriebs steuerbarer Zündung, mit Einrichtungen zum Ermitteln von Klopfen während der Verbrennung, wobei diese Einrichtungen auf Schwingungen der Brennkraftmaschine ausschließlich während eines Bruchteils der Verbrennungsphase entsprechend einem gewählten Drehwinkelintervall der Maschinenwelle ansprechen; mit durch diese Ermittlungseinrichtungen betätigten mit dem Zündkreis verbundenen Steuermitteln, die eine Verzögerung der Zündung bei der Ermittlung einer gewissen Zahl aufeinanderfolgender KJopfvorgänge hervorrufen, und mit Einrichtungen zum Messen des Drehwinkels der Maschinenwelle und zur Erzeugung elektrischer Impulse entsprechend regelmäßig aufeinanderfolgenden Drehstellungen der Welle, gekennzeichnet durch einen ersten Zähler (19). der ein Signal nach Aufsummierung einer festgelegten Anzahl von Arbeitstakten erzeugt; durch einen zweiten Zähler (20), der ein Signal nach Aufsummierung einer festgelegten Anzahl von Klopfvorgängen erzeugt, wobei jeder dieser Zähler einen mit den Zählerausgängen verbundenen Rücksterteingang aufweist; durch elektrische Vorwärts-Rückwärtszähleinrichtungen (25), die mit den beiden Zählern verbunden sind und ein Vorverstellungssignal liefern, das eine Funktion der Differenz zwischen der jeweiligen Anzahl der durch diese Zähler gelieferten Signale ist; und. durch Steuereinrichtungen (26) für den Zündkreis (27), die mit oen Vorwärts-Rückwärtszähleinrichtungen und mit den Meßeinrichtungen (24) für die Drehung der Maschinenwelle verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schaltungseinrichtungen (44) zur Anzeige eines eventuellen Betriebsfehlers der Klopfermitt-Iungseinrichtungen (43), sowie Einrichtungen (Py, P₅) zur Erzeugung eines Steuersignals für eine kalibrierte Vorzündung im Falle eines Betriebsfehlers der Ermittlungseinrichtungen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zähler (19,20) Rückwärtszähler mit Rückwärtszählanschlüssen (D\i bzw. Dk) sind, die mit den Einrichtungen (24), die elektrische Impulse im Rhythmus der Drehung der Maschinenwelle liefern bzw. mit den Klopfermittlungscinrichtungen verbunden sind und die Voreinstellschaltungen besitzen, mit deren Hilfe die Zähler in einen einem bestimmten Drehwinkel der Maschinenwelle bzw. einen eine feste Zahl von Klopfvorgängen entsprechenden Zustand gebracht werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärts-Rückwärtszähleinrichtung (2S) eine Maximalzählkapazität aufweist, die numerisch den größten Wert des Winkelbereichs der Verstellung der Zündwinkelvoreilung festlegt, wobei ein Steueranschluß (Chu) das Laden dieser Vorwärts-Rückwärtszähleinrichtung auf einen Anfangswert («") bewirkt und ein Nullrückstellungsanschluß (RAZk) sowie weiter ein Vorwärtszählanschluß (C₂₅) vorgesehen ist, der mit dem Ausgang des ersten Zählers (19) verbunden ist, weiterhin ein Rückwärttzählanschluß (Da) der mit dem Ausgang des zweiten Zählers (20) verbunden ist, ein Nullanzeige·Anschluß (Ron), an dem ein Signal erscheint, wenn der numerische Inhalt der Vorwärts-Rückwärtszähleinrichtung zu null wird, wobei dieser Anschluß mit dem Nullrückstellungsanschluß (RAZa) der Zähleinrichtung (25) verbunden ist, ein Koinzidenzanschluß (R] 25), an dem ein Signal erscheint, wenn der numerische Inhalt dieser Zähleinrichtung (25) mit dem durch die Maxämalkapazität festgelegten Wert zusammenfällt, wobei der Koinzidenzanschluß mit dem Steueranschluß für das Laden (Cha) verbunden ist, und eine bestimmte Zahl von Ausgangsanschlüssen zum Liefern des VorverstellungssignaJs in numerischer Form vorhanden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückwärtszähler (26) vorgesehen ist mit Setzeingängen (I_x), die an die Ausgcngsanschlüsse der Vorwärts-Rückwärtszähleinrichtung (25) angeschlossen sind, und mit einem Rückwärtszähleingang (D»), der mit den Meßeinrichtungen (24) für den Drehwinkel der Maschinenwelle verbunden ist, und mit einem Ausgang (Ro»), der an den Zündkreis (27) der Maschine angeschlossen ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Meßeinrichtungen (24) für den Drehwinkel der M.tschinenwelle ein Schieberegister (23) nachgeschaltet ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Meßeinrichtungen (24) ein Frequenzteiler (31) angehört, der die Frequenz der von einem Oszillator (30) gelieferten Signale durch 180 teilt, und daß das Schieberegister (23) 180 Ausgänge entsprechend aufeinanderfolgenden Gradstellungen in der Rotation der Maschinenwelle über eine Halbdrehung aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (23) zwei Ausgänge aufweist, η denen Signale entsprechend dem Beginn und Ende eines Winkelintervalls abnehmbar sind, wobei die beiden Ausgänge jeweils mit den beiden Eingängen einer Kippstufe (22) verbunden sind, deren Ausgang mit einem ersten Eingang einer logischen UND-Verknüpfungsschaltung (P\) verbunden ist, wobei der zweite Eingang dieser Schaltung an andere Einrichtungen (14) zur Ermittlung der Vibrationen der Maschine angeschlossen ist und der Ausgang dieser Schaltung (P_x) mil dem Eingang des zweiten Zählers (20) verbunden ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Schieberegister (23) einen Ausgang (42) aufweist der das Steuersignal liefert, das ein kalibriertes Voreilen des Zündzeitpunktes definiert und bei einem Betriebsfehler der Ermittlungseinrichtungen (43) dem Zündkreis zugeführt wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen optimierten Verstellung der Vorzündung einer Brennkraftmaschine mit während des Betriebes steuerbarer Zündung, mit Einrichtungen zum Ermitteln von Klopfen während der Verbrennung, wobei diese Einrichtungen auf Schwingungen der Brennkraftmaschine ausschließlich während eines Bruchteils der