DE2900480A1

DE2900480A1 - Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2900480A1
Application number: DE19792900480
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Jundt; Karl Dipl Ing Seeger; Gerhard Dipl Ing Soehner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1979-01-08
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DE2900480C2; IT8019061A0; IT1130195B; GB2039609B; US4253443A; GB2039609A; JPS5593962A

Description

R. ⁵²²⁸

18.12.1978 Ve/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Zündanlage für Brennkraftmaschinen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die Verwendung von Wiegand-Gebern zur Steuerung von Zündanlagen ist aus "IEEE TRANS- · ACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY", Vol. VT-26, Nr. 2, Mai 77, und der DE-OS 2 65^ 755 bekannt. Der Wiegand-Effekt selbst ist in der Zeitschrift Electronics vom 10.7.75, Seite 100 ff, beschrieben. Dieser Effekt beruht darauf, daß bei einer. Änderung des magnetischen Feldes am Wieganddraht dieser schlagartig seine Polarisation ändert und in der ihn umschließenden Spule eine nadeiförmige Induktionsspannung erzeugt. Dieser nadeiförmige Impuls gibt zwar einen sehr exakten Schaltpunkt vor, ein Grundschließwinkel, wie z.B. bei einem Hall-Geber oder einen Induktions-

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Geber, wird jedoch nicht erzeugt und muß elektronisch realisiert werden.

In der DE-OS 2 731 373 wurde dazu vorgeschlagen, mit zwei komplementären Impulsen des Wiegand-Gebers ein Flipflop zu steuern, dessen Ausgangssignal dann einen Grundschließwinkel vorgibt. Flipflops werden jedoch bei Zündanlagen sehr ungern eingesetzt, da sie sehr empfindlich gegen Storimpulse sind.

Weiterhin wurde in der DE-OS 2 82*1 98I vorgeschlagen, mit· dem kurzen Impuls, z.B. eines Wiegand-Gebers, Zählvorgänge auszulösen, die die Schließzeit festlegen. Hierzu sind jedoch zwei Zählvorgänge in zwei getrennten Zählern notwendig, um auch bei dynamischen Änderungen eine feste Schließzeit beizubehalten. Bei Verwendung .eines einzigen Zählers besteht die Gefahr, daß bei solchen dynamischen Vorgängen Zündfunken ausfallen, da der durch das Auszählende festgelegte Schließzeitbeginn unter Umständen kurz vor oder sogar kurz nach dem Zündzeitpunkt auftreten kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß zwai¹ in der Regel der Schließzeitbeginn durch das Ende eines Auszählvorgangs in einem Zähler festgelegt ist, daß jedoch ein Grundschließwinkel dadurch gewährleistet ist, daß dieser Zähler durch einen zweiten Wiegand-Impuls rückgesetzt wird, auch wenn das Auszählende noch nicht erreicht ist. Die Zählzeit gibt dadurch die Offenzeit vor, die drehzahlabhängig ist, sofern der auszuzählende Zahlenwert ebenfalls drehzahlabhängig ist. Zählerstände sind gegenüber Störimpulsen sicherer als bistabile Stufen.

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f. 9 9.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der angegebenen Zündanlage möglich. Besonders vorteilhaft ist die vollständige Umschaltung auf ein festes Steuertastverhältnis bei niedrigen Drehzahlen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels und Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Wiegand-Geberanordnung .10 (oder eine andere Geberanordnung, die entsprechende, nadeiförmige Impulse erzeugt) mit dem Setzeingang S, sowie über einen Inverter 11 mit. dem Rücksetzeingang R eines ersten Zählers

12 verbunden. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines' Wiegand-Gebers ist im eingangs angegebenen Stand der Technik dargestellt und beschrieben. Die Zahlenausgänge dieses Zählers 12 sind über eine Dekodiereinrichtung

13 zur -Erkennung der Unterschreitung eines bestimmten Zahlenwerts mit einem Eingang eines UND-Gatters 14 verbunden. Solche Dekodiereinrichtungen können entweder durch logische Gatter realisiert werden, deren Eingänge entsprechend dem zu dekodierenden Zahlenwert negiert oder nicht negiert sind oder aber' es kann eine handelsübliche Dekodiereinrichtung verwendet werden, wie sie z.B. als

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Bauteil CD 4556 der Firma RCA im Handel ist. Der Überlaufausgang CO (Carry Out) des Zählers 12 ist über ein ODER-Gatter 15 an einen weiteren Eingang des UND-Gatters 14 angeschlossen. Der Ausgang der Dekodiereinrichtung 13 ist mit dem Sperreingang E (Enable) des Zählers 12 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 14 ist über einen Verstärker 16 mit der Basis eines Endstufentransistors 17 verbunden, dessen Emitter über eine, als Strommeßwiderstand 18 ausgebildete Strommeßvorrichtung an Masse und dessen Kollektor über die Primärwicklung einer Zündspule 19 an eine Klemme 20 angeschlossen ist, an die die Versorgungsspannung angelegt ist. Die Primärwicklung der Zündspule 19 ist über wenigstens eine Zündkerze 21 mit Masse verbunden. Bei mehreren Zündkerzen kann in bekannter Weise ein mechanischer oder elektronischer Hochspannungsverteiler vorgesehen sein.

Die am Strommeßwiderstand 18 abgegriffene Spannung steuert über eine Strombegrenzungsvorrichtung 22 den Verstärker . 16. Eine solche Strombegrenzungsvorrichtung 22 ist z.B. aus der DE-OS 2 448 675, bzw. aus der US-PS 3 587 551 bekannt. Weiterhin ist die am Strommeßwiderstand 18 abgegriffene Spannung einer Schwellwertstufe 23 zugeführt, deren Ausgang an den Zählrichtungseingang U/D (Up/Down) eines zweiten Zählers 24 angeschlossen ist. Der Überlaufausgang CO dieses zweiten Zählers 24 ist einmal über einen Inverter 25 mit einem'weiteren Eingang des ODER-Gatters 15 verbunden und weiterhin an einen Eingang eines UND-Gatters 26 angeschlossen, dessen Ausgang über ein ODER-Gatter 27 mit dem Sperreingang E des Zählers 24 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gatters 14 ist sowohl mit einem weiteren Eingang des UND-Gatters 26 wie auch über einen Inverter 28 mit einem weiteren Eingang des ODER-Gatters 27 verbunden.

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Ein Frequenzgenerator 29 erzeugt eine Zähltaktfrequenz, die den beiden Takteingängen C der beiden Zähler 12 ₉ 2k zugeführt ist. Die Zahlenausgänge des Zählers 2k sind an die Zahlenausgänge des Zählers 2k sind an die Zahleneingänge des Zählers 12 angeschlossen.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Aüsführungsbeispiels' soll im folgenden anhand des in Fig. 2 dargestellten Signaldiagranrais erläutert werden. Die linke Seite des Diagramms stellt die Verhältnisse bei höheren Drehzahlen dar und die rechte Seite die Verhältnisse bei niedrigen Drehzahlen, nach dem die Drehzahlerkennungsstufe angesprochen hat.

Mit dem positiven Impuls des Wiegand-Gebers 10 wird der als Abwärtszähler geschaltete Zähler 12 mit dem ausgangsseitig am Zähler 2k anliegenden Zahlenwert gesetzt und beginnt abwärts zu zählen. Ist der Zahlenwert Zl erreicht, so wird am Ausgang der Dekodiereinrichtung 13 ein Ausgangssignal U13 erzeugt, durch das einmal' der Zähler 12 für weitere Zählvorgänge gesperrt und weiterhin über das UND-Gatter Ik der Transistor 17 in den stromleitenden Zustand versetzt wird, da gleichzeitig am Ausgang des Inverters 25 ein 1-Si.gnal vorliegt. Es beginnt ein Strom I im Primärstromkreis der Zündspule 19 zu fließen. Da dieses 1-Signal gleichzeitig die Sperrung des zweiten Zählers 2k über den Inverter 28 aufnimmt, beginnt dieser abwärts zu zählen. Erreicht der primärseitige Strom I den halben Wert des Sollstroms Io, bei dem die Strombegrenzungseinrichtung 22 in Tätigkeit tritt, so spricht die Schwellwertstufe 23 an und ändert über den Zählrichtungseingang U/D des Zählers 2k dessen Zählrichtung. Mit dem darauffolgenden positiven Impuls der Geberanordnung 10 wird der Zähler 12 erneut gesetzt, seine Sperrung aufgehoben und der Zähler 2k über den Inverter 28 gesperrt.· · ■ ■

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In den ersten beiden Zählzyklen ist der Fall bei konstant bleibender Drehzahl dargestellt, d.h. nach dem Abwärts/ Aufwärts-Zählvorgang des Zählers 24 wird jeweils wieder der gleiche Zählerstand erreicht. Nach dem zweiten Zyklus tritt eine Verlangsamung der Drehzahl ein, wodurch der Zähler 24 einen höheren Zählerstand erreicht. Dieser höhere Zählerstand wird in den Zähler 12 übernommen, wodurch infolge der längeren Auszählung der Stromflußbeginn relativ spät erfolgt. Für die Ermittlung eines solchen' drehzahlabhängigen Zahlenwerts gibt es eine Vielzahl bekannter Varianten, die anstelle der angegebenen Möglichkeit eingesetzt werden können. Aus den DE-OS 2 701 968, 2 746 885, 2 850 113 und 2 85Ο 115 sind solche Varianten bekannt.

Das Rücksetzen des Zählers 12 mit dem jeweils zwischen zwei positiven Impulsen UlO liegenden negativen Impuls hat im dargestellten Fall keine Bedeutung für den Beginn oder das Ende der Schließzeit. Tritt jedoch, z.B. infolge starker Beschleunigungen, dieser negative Impuls auf, bevor der Zahlenwert Zl im Zähler 12 erreicht ist, so ■ wird die Schließzeit mit diesem negativen Impuls ausgelöst, da infolge des Rücksetzens des Zählers 12 der Dekodierwert der Dekodiereinrichtung 13 unterschritten wird. Dies garantiert die sichere Auslösung der Schließzeit bei starken Beschleunigungen oder Fehlern beim Auszählvorgang.

Die auf der rechten Hälfte des Diagramms dargestellen Verhältnisse bei niedrigen Drehzahlen sind dadurch bestimmt, der Zählerstand 24 beim Aufwärtszählen seinen höchsten Zählerstand Zmax sviar erreicht und dadurch ein Überlaufsignal am Überlaufausgang CO abgibt. Dieses Überlaufsignal liegt während der Zählpausen des Zählers 24 am Ausgang des Inverters ständig als Ö-Signal an und bewirkt dadurch, daß die Schließzeit nicht bei Erreichen des Zählerstandes Zl durch den ersten Zähler 12 sondern erst bei Rücksetzen dieses Zählers

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12 durch ein negatives Gebersignal UlO erfolgt. 0h.ne diese Einrichtung würde im dargestellten Fall der Verzögerung die Schließzeit vergrößert werden, während sie eigentlich verkleinert werden sollte. Um eine solche Vergrößerung zu verhindern, wird die Schließzeit bei Unterschreiten der durch den höchsten Zahlenwert des Zählers 24 festgelegten Grenzdrehzahl winkelmäßig konstant auf den Abstand zwischen einem negativen und einem positiven Geberimpuls UlO festgelegt. Der Zählvorgang im Zähler 24 beginnt dadurch nicht mehr bei Erreichen des Zählerstandes Zl durch den Zähler 12, sondern erst mit einem negativen Geberimpuls UlO. - .

Das UND-Gatter 26 mit dem nachgeschalteten ODER-Gatter dient zur Sperrung des Zählers 24, wenn sein höchster Zahlenwert Z erreicht ist.

Analog zur dargestellten Lösung ist die Lösung, den Zähler 12 als Aufwärtszähler zu schalten und durch den Ausgangszahlenwert des Zählers 24 den Dekodierwert der Dekodiereinrichtung zu variieren, die in diesem Fall z.B. als digitaler Komparator ausgebildet sein kann. Auch bei einer solchen Realisierung wird ein drehzahlabhängiger Zahlenwert ausgezählt.

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Claims

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Ansprüche

[IJ Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Zündspule, in deren Primärstromkreis ein elektronischer Schalter und in deren Sekundärstromkreis wenigstens eine Zündstrecke geschaltet ist_s mit einer rotierenden, durch die Bre-nnkraftmaschine angetriebenen (Wiegand-) Geberanordnung zur Erzeugung nadeiförmiger Impulse, durch die über eine Schließwinkel-Steuereinrichtung oder-Regeleinrichtung der elektronische Schalter steuerbar ist j dadurch gekennzeichnet, daß durch einen ersten Impuls der Geberanordnung (10) der elektronische Schalter (17) geöffnet sowie ein Zählvorgang in einer Zählvorrichtung (12) ausgelöst wird, daß eine logische Gatteranordnung (14) vorgesehen ist, durch die sowohl nach Auszählung eines drehzahlabhängigen Zahlenwerts, wie auch bei Auftreten eines zweiten Impulses der Geberanordnung (10) der elektronische Schalter (17) geschlossen wird.

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2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Gatteranordnung ein UND-Gatter (14) ist, das sowohl mit einer Dekodiereinrichtung (13) zur Festlegung des Auszählendes, wie auch mit dem Überlaufausgang (CO) des Zählers (12) verbunden ist, wobei .der Zähler (12) mit dem zweiten Impuls der Geberanordnung (10) rücksetzbar ist.
3. Zündanlage nach·Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung eines drehzahlabhängigen Zahlenwerts eine weitere Zähleinrichtung (24) vorgesehen ist, in der ab dem Schließzeitbeginn beis Erreichen eines festlegbaren PrimärStromwerts (Io/2) in die eine Zählrichtung und anschließend bis zum Zündzeitpunkt in die andere Zählrichtung gezählt wird.
4. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dekodiereinrichtung (24) für niedrige Drehzahlen vorgesehen ist, durch die bei Unterschreiten eines .festlegbaren Drehzahlwerts die Auslösung der Schließzeit nur durch das zweite Gebersignal möglich ist.
5. Zündanlage nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Dekodiereinrichtung (24) für niedere Drehzahlen das Überlaufsignal der weiteren Zähleinrichtung (24) vorgesehen ist.

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