DE2736576A1

DE2736576A1 - Zuendanlage mit einer mechanisch nicht bewegten hochspannungsverteilung

Info

Publication number: DE2736576A1
Application number: DE2736576A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Jundt; Herman Roozenbeek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-08-13
Filing date: 1977-08-13
Publication date: 1979-02-22
Also published as: JPS5433924A; FR2400114A1; DE2736576C2; JPS62126572U; FR2400114B1; IT7826752A0; IT1098069B

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage mit einer mechanisch nicht bewegten Hochspannungsverteilung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche ZUndanlage aus dem SAE-Paper Nr. 76Ο 265,23. bis 27. Februar 1976, Seite 11 bekannt. In dieser Veröffentlichung ist jedoch nur das Prinzip der Ansteuerung mehrerer Zündkreise gezeigt, nicht jedoch eine tatsächliche Realisierung.

Eine weitere Möglichkeit der Realisierung einer mechanisch nicht bewegten Hochspannungsverteilung besteht in der Ver wendung zweier getrennter, kompletter Zündanlagen herkömmlicher Art. Hierbei besteht jedoch die Schwierigkeit, eine Zuordnung der Ansteuerung der Schaltgeräte zu den einzelnen Zylindern einer Brennkraftmaschine zu treffen, so daß z.B. ein doppeltes Gebersystem eingeführt werden muß.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nur die Zündungsendstufe in doppelter Ausführung be nötigt wird. Das eigentliche Steuergerät wird nur einmal benötigt, so daß z.B. nur eine Schließwinkelsteuervorrichtung und eine Zündwinkel-Berechnungsstufe vorgesehen werden kann. Auch bei unsymmetrischem Zündabstand ist die erfindungsgemäße Zündanlage vorteilhaft einzusetzen. Mit dem verwendeten Geberprinzip kann auch bei acht- oder zwölf-Zylinder-Anlagen eine eindeutige Zuordnung zu zwei getrennten Schaltgeräten erfolgen, wodurch sich optimale Leistungsdaten realisieren lassen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich. Besonders

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vorteilhaft ist die Verwendung einer durch die Ausgänge der Signalerkennungsstufen gesteuerte, an sich bekannte Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit für einen elektrischen Schalter im PrimärStromkreis der Zündspule. Eine Torschaltung wird mit Ausgangssignalen der Signalerkennungsstufe sowie Ausgangssignalen der Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit beaufschlagt. Durch diese Torschaltung werden Signale der Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit abwechselnd den elektrischen Schaltern zugeführt, wobei das Signalende jeweils durch die zugeordnete Signalerkennungsstufe festgelegt ist. Durch diese Ausbildung der Erfindung kann eine einzige Schließwinkel-Steuervorrichtung abwechselnd zwei Zündkreise steuern.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Schließwinkel-Steuervorrichtung.

Beschreibung der Erfindung

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine vorzugsweise mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Geberanordnung 10 mit den Steuereingängen zweier elektrischer Schalter 11, 12 verbunden. Die Geberanordnung besteht dabei aus einer sich drehenden Scheibe 100, an die jeweils abwechselnd zwei magnetische Nordpole 101 und zwei magnetische Südpole 102 angebracht sind. Diese Magnete werden an einem Hall-Element 103 vorbeigeführt, das über zwei, vorzugsweise als Schwellwertstufen ausgebildete Signalerkennungsstufen 104, 105 mit den Steuereingängen der genannten elektrischen Schalter 11, 12 verbunden ist. Diese Signalerkennungsstufen 104, 105 sind so

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ausgebildet, daß die eine beim Wirksamwerden eines Südpols 102 am Hall-Element 103 und die andere beim Wirksamwerden eines Nordpols 101 am Hall-Element 103 ein Ausgangssignal abgibt. Eine solche Geberanordnung ist z.B. aus der DT-OS 2 706 935.(AT 18.2.1977) bekannt. Das Hall-Element 103 bewirkt durch die wechselnden Pole jeweils eine Potentialänderung in positiver und negativer Richtung. Anstelle eines Hall-Gebers sind auch andere Ausfuhrungsformen, z.B. induktive Geber oder optische Geber möglich. Entscheidend dabei ist, daß die Scheibe 100 verschiedenartige Marken aufweist, die unterschiedliche Signale im Aufnehmerelement 103 erzeugen. Diese Unterschiedlichkeit kann im Potential, in der Polarität oder in der Signallänge liegen.

In der Geberanordnung 10 oder dieser nachgeschaltet kann in bekannter Weise eine mechanische oder elektronische Vorrichtung vorgesehen sein, durch die Gebersignale in Abhängigkeit der Drehzahl oder sonstiger Parameter verschoben werden können. Solche Zündwinkelverstellvorrichtungen sind in mechanischer Ausführung in nahezu jedem Kraftfahrzeug eingebaut und in elektronischer Ausführung z.B. aus der DT-OS 2 504 843 (US-Anmeldung 660 858 vom 24.2.1976) bekannt. Weiterhin ist es möglich und vorteilhaft eine Schließwinkel-Steuervorrichtung vorzusehen, wie dies im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 noch näher erläutert wird. Solche Schließwinkel-Steuerungsvorrichtungen sind z.B. aus der DT-OS 22 44 78I, bzw. aus der entsprechenden US-PS 3 881 458 bekannt.

Eine mit dem positiven Pol einer Versorgungsspannungsquelle verbundene Klemme 13 ist sowohl über die Reihenschaltung der Primärwicklung einer ersten Zündspule 14 mit der Schaltstrecke des als Transistor ausgebildeten, elektrischen Schalters 11, wie auch über die Reihenschaltung der Primärwicklung einer zweiten Zündspule 15 mit der

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Schaltstrecke des Transistors 12 an Masse angeschlossen. Die beiden Anschlüsse der beiden Sekundärwicklungen der Zündspule 14, 15 sind jeweils über zwei Zündstrecken 16, 17 bzw. 18, 19 mit Masse verbunden. Die Zündstrecken 16 bis 19 sind bei einer Brennkraftmaschine als Zündkerzen ausgebildet. Wird eine größere Anzahl von Zündkerzen benötigt, so können jedem elektrischen Schalter 11, 12 noch weitere Zündspulen parallel geschaltet werden.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß durch die Marken 101, 102 wechselnder Polarität im Hall-Element 103 Potentialerhöhungen bzw. Potentialabsenkungen erfolgen. Diese Potentialänderungen werden in den vorzugsweise als Schwellwertstufen ausgebildeten Signalerkennungsstufen 104, 105 erkannt, wobei jeweils eine der Signalerkennungsstufen 10¹I, 105 ein Ausgangssignal abgibt. Ein solches Ausgangssignal steuert, vorzugsweise über in der Zeichnung nicht näher dargestellte Treiberstufen, den entsprechenden Schalttransistor 11 bzw. 12 in einem der Primärstromkreise der beiden Zündspulen 14, 15. Dabei sind die Signale vorzugsweise so auszulegen, daß die Ansprechsignale am Ausgang der Signalerkennungsstufen 104, 105 O-Signale sind, durch die die elektrischen Schalter 11, 12 kurzzeitig sperren und damit die Zündung auslösen. Die Zeit, die zwischen dem Passieren zweier gleichartiger Pole am Hall-Element 103 vergeht, kann dann zum Aufbau der magnetischen Energie in den Zündspulen 14, 15 bei stromleitenden Schaltern 11, 12 verwendet werden.

Umgekehrt besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Marken 101, 102 über einen bestimmten Winkel auszubilden, so daß während des Passierens einer solchen Marke am Hall-Element 103 am Ausgang der entsprechenden Signalerkennungsstufe 104 bzw. 105 ein 1-Signal erscheint, das die Schließzeit des entsprechenden Schalters 11, 12 bestimmt

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und damit d5.e Zeit zum Aufbau der magnetischen Energie.

Das in Pig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel weist die gleiche Geberanordnung 10 auf. Die beiden Ausgänge der Geberanordnung 10 sind über Inverter 33 und 31 mit dem Setzeingang S und dem Rücksetzeingang R eines aus NOR-Gattern 20, 21 aufgebauten RS-Flipflops 22 verbunden. Der Ausgang Q des Flipsflops 22 ist über ein UND-Gatter 23 mit einem Eingang eines ODER-Gatters 24 verbunden, dessen zweiter Eingang über einen Schalter 30 an den Rücksetzeingang R des Flipflops 22 angeschlossen ist. Der Ausgang des ODER-Gatters 24 ist mit dem Steuereingang des elektrischen Schalters 11 verbunden. Ein UND-Gatter 25, ein ODER-Gatter 26 und ein Schalter 32 sind entsprechend mit dem Setzeingang S und dem komplementären Ausgang <| des Flipflops 22 sowie dem Steuereingang des elektrischen Schalters 12 beschaltet. Beide Ausgänge der Geberanordnung 10 sind weiterhin über ein UND-Gatter 27 mit dem Eingang einer bekannten Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 verbunden, deren Ausgang an jeweils dem zweiten Eingang der UND-Gatter 23, 25 angeschlossen ist. Die Bauteile 11 bis 19 sind wie im ersten Ausführungsbeispiel geschaltet, jedoch sind beide Primärstromkreise über einen gemeinsamen Strommeßwiderstand 29 an Masse angeschlossen. Der Verknüpfungspunkt der beiden elektrischen Schalter 11, 12 mit dem Strommeßwiderstand 29 ist mit der Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 verbunden.

Eine Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 errechnet üblicherweise den Zeitpunkt des Beginns der Schließzeit für einen der elektrischen Schalter 11, 12 aufgrund der Information des vorhergegangenen Zyklus, nämlich ob zum Zündzeitpunkt der durch den Strommeßwiderstand 29 gemessene Stromwert den Sollwert doch nicht erreicht, erreicht oder überschritten hat. Aufgrund dieser Festlegung erfolgt ein Vorverschieben, ein Beibehalten oder ein Nachverschieben des Beginns der Schließzeit im darauffolgenden Zyklus. Mit jeder Marke 101, 102 gelangt ein O-Signal über das UND-

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'4 C β

Gatter 27 zur Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28, durch die der vom Strommeßwiderstand 29 gemessene Stromwert mit dem in der Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 gespeicherten Sollwert verglichen wird. Rührt dieses O-Signal z.B. von der Signalerkennungsstufe 105 her, so wird durch dieses gleichzeitig der Ausgang Q auf ein 1-Signal gesetzt. Der komplementäre Ausgang Q wechselt zu einem O-Signal und sperrt dadurch bei geöffnetem Schalter 32 den Transistor 12, wodurch durch die Zündspule 15 Zündfunken ausgelöst werden. Die Auslösung der Schließzeit erfolgt durch die Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 über das UND-Gatter 23, an dessen zweitem Eingang bereits ein 1-Signal anliegt. Über das ODER-Gatter 24, das im Falle eines dauernd geöffneten Schalters 30 auch entfallen kann,wird der Transistor 11 in seinen stromleitenden Zustand gesteuert. Erscheint nun ein O-Signal am Ausgang der Signalerkennungsstufe 104, so wechselt der Ausgang Q von einem 1-Signal zu einem O-Signal und der komplementäre Ausgang Q von einem O-Signal zu einem 1-Signal. Der Transistor 11 sperrt, und durch die Zündspule 14 werden zwei Zündfunken auslöst. Wird durch die Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 nunmehr der Beginn einer neuen Schließzeit angezeigt, so wird diese über das UND-Gatter 25 am Transistor 12 wirksam. Die beschriebene Wirkungsweise für dauernd geöffnete Schalter 30, 32 stellt den Fall einer Schließwinkelverkleinerung dar, d.h., durch die Schließwinkel-Steuerungsvorrichtung 28 wird ausgehend von einem maximal möglichen Schließwinkel dieser in Abhängigkeit des Spannungsabfalls am Widerstand 29 verkleinert.

Sind beide Schalter 30, 32 geschlossen, so tritt der Fall der Schließwinkelvergrößerung auf, d.h., ein minimaler Schließwinkel ist durch die Länge des O-Signals am Ausgang der Signalerkennungsstufe 104 bzw. 105 über die Inverter 31 bzw. 33 und die ODER-Gatter 24 bzw. 26 vorgegeben. Am Ende eines solchen Signals tritt ein Zündvorgang auf. Vor dieses minimale Schließwinkelsignal wird über das UND-Gatter 23 bzw. 25 ein Signal

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A V λ γ

zur Verlängerung des Schließwinkels in Abhängigkeit des Spannungsabfalls am Widerstand 29 angefügt, das in der bereits beschriebenen Weise erzeugt wird. Der Zündzeitpunkt wird dann durch den Wechsel der Signalerkennungsstufe 104 bzw. 105 von einem O-Signal zu einem 1-Signal festgelegt.

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Claims

Int. Cl. ²:

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

F 02 P 3/04

Offenlegungsschrift 27 36 576

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

Offenlegungstag:

P 27 36 576.0 13. 8.77
22. 2.79

Unionspriorität:

Bezeichnung: Zündanlage mit einer mechanisch nicht bewegten

Hochspannungsverteilung

Anmelder: Erfinder: Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart

Jundt, Werner, Dipl.-Ing., 7140 Ludwigsburg; Roozenbeek, Herman, 7141 Schwieberdingen

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3· Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerkennungsstufen (104, 105) Schwellwertstufen sind.

4. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Ausgänge der Signalerkennungsstufen (104, 105) gesteuerte, an sich bekannte Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit (28) für einen elektrischen Schalter (11, 12) im Primärstromkreis einer Zündspule (14, 15)·vorgesehen ist, daß eine Torschaltung (20 bis 26; 30 bis 33) mit Ausgangssignalen der Signalerkennungsstufen (104, 105) sowie Ausgangssignalen der Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit (28) beaufschlagbar ist und daß durch diese Torschaltung (20 bis 26; 30 bis 33) Signale der Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit (28) abwechselnd den elektrischen Schaltern (11, 12) zuführbar sind, wobei das Signalende jeweils durch die zugeordnete Signalerkennungsstufe (104 bzw. 105) festgelegt ist.

5. Zündanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Signalerkennungsstufen (104, 105) mit den Eingängen eines Flipflops (22) verbunden sind und daß die beiden komplementären Flipflop-Ausgangssignale und die Ausgangssignale der Vorrichtung zur Festlegung der Schließzeit (28) jeweils über UND-Verknüpfungen (23, 25) mit den beiden elektrischen Schaltern (11, 12) verbunden sind.

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6. Zündanlage nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Signalerkennungsstufen (10*1, 105) den Ausgangssignalen der UND-Verknüpfungen (23, 25) hinzugefügt werden.

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