DE3538029A1 - Zuendeinstellungs-steuervorrichtung fuer verbrennungsmotoren - Google Patents
Zuendeinstellungs-steuervorrichtung fuer verbrennungsmotorenInfo
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Description
Zündeinstellungs-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren
Die Erfindung betrifft eine Zündeinstellungs-Steuervorrichtung
für Verbrennungsmotoren.
Eine Zündeinstel1ungs-Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors
ist im allgemeinen so ausgelegt, daß der Zeitpunkt, bei dem Hochspannungsimpulse den Motorzündkerzen zugeführt
werden, in Abhängigkeit von einer Änderung der Motordrehzahl gesteuert wird, um eine optimale Verbrennung des
Kraftstoffes in den Zylindern des Motors sicherzustellen
und das Auftreten eines Gegendrehmoments zu verhindern, falls der Motor in einem Bereich mit sehr niedrigen Drehzahlen
läuft.
Eine Zündeinstel1ungs-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
umfaßt einen Impulsgeber, der beim Laufen des Motors erste und zweite Zeitimpulse, die positiv bzw. negativ
sind, bei vorbestimmten Kurbelwinkel1agen nahe dem oberen
Totpunkt eines Motorzylinders erzeugt. Aus Gründen, die später detailliert beschrieben werden, wird die maximale
Verzögerungswinkel1 age der Zündeinstellung bei niedriger
Motordrehzahl, die der Rückflanke des zweiten Zeitimpulses entspricht, durch die Drehzahl der Motors beeinflußt und
insbesondere dann instabil, falls sich der Motor mit sehr geringer Geschwindigkeit dreht, wie dies z.B. beim Starten
des Motors der Fall ist. Bei dieser konventionellen Zündei
nstel 1 ungs-Steuervorrichtung wird demzufolge die maximale
Verzögerungswinken age für die Zündeinstellung, die dem
Zündzeitpunkt entspricht, bei dem der zweite Zeitimpuls abfällt, durch die Breite dieses Impulses beeinflußt, die,
wie vorstehend erwähnt, durch die Motorgeschwindigkeit, ins· besondere in einem Bereich mit niedriger Geschwindigkeit,
beeinflußt wird. Infolgedessen kann die Zündeinstellung
beim maximalen Verzögerungswinkel instabil werden und es kann Schwierigkeiten bereiten, das Auftreten eines Gegendrehmoments
im Motor zu unterdrücken. Dies macht es erforderlich, die mechanische Festigkeit des Motors zu erhöhen,
was zu einem höheren Motorgewicht führt.
Andererseits wird bei einem Zündsystem für Verbrennungsmotoren häufig anstelle eines mechanischen Unterbrecherkontakts
eine Hochspannungs-Kondensatorzündeinheit (allgemein als HKZ-Einheit bezeichnet) verwendet,um Defekte und eine
Verschlechterung im gesamten Zündsystem zu verhindern. Die HKZ-Einheit umfaßt einen Generator (ACG) mit einer Ladegeneratorspule
(nachfolgend als Erregerspule bezeichnet), deren Ausgangsgröße einen Kondensator einer Zündschaltung
auflädt, sowie eine Zündsignal-Erzeugungsspule (nachfolgend
als Impulsgeberspule bezeichnet, die auf den oben erwähnten
Impulsgeber aufgewickelt ist) zur Erzeugung eines Zündsignals, das an eine Zündsignal erzeugungsschaltung angelegt
wird. Die Zündsignal erzeugungsschaltung erzeugt zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ein Zündsignal in Abhängigkeit von
der Drehzahl des Motors, das einen Thyristor (SCR) einschaltet, der mit dem oben erwähnten Kondensator in Verbindung
steht, um diesen zu entladen. Dies ruft einen großen Stromfluß in die mit dem Kondensator in Verbindung
stehende Primärwicklung einer Zündspule hervor, wodurch eine Hochspannung in der Sekundärwicklung der Zündspule erzeugt
wird. Durch diese Hochspannung erzeugt eine Zündkerze einen Zündfunken. Die Zündeinstellung bei einer derartigen
Anordnung wird üblicherweise aufgrund einer Phasendifferenz
zwischen den vorerwähnten ersten (positiven) und zweiten (negativen) Zeitimpulssignalen gesteuert, die von der Impulsgeberspule
erzeugt werden.
Eine konventionelle Zündeinstel1ungs-Steuervorrichtung, die
eine derartige HKZ-Einheit verwendet, ist so ausgelegt, daß diese unabhängig von Auswirkungen einer Stromversorgungsschwankung, einer Impulsgeberspaltänderung und von Temperaturänderungen
ist, um auf diese Weise eine exakte Zündeinstellung zu erzielen und das Auftreten eines Gegendrehmoments
auszuschließen.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Zündeinstellungs-Steuervorrichtung
für einen Verbrennungsmotor vorzuschlagen, die eine zweistufige Verstel!winkel kurve
aufweist und bei der die Zündeinstel1ung bei geringer Drehzahl
des Motors in der Nähe des Beginns des Motorstartvorganges präzise gesteuert wird, so daß das Auftreten eines
Gegendrehmoments wirksam unterdrückt und somit das Gewicht des Motors verringert werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich anhand der Merkmale des Patentanspruchs 1.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß Patentanspruch
wird das erste Sägezahnsignal synchron mit der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses erzeugt, und die anderen Signale
werden gleichfalls so ausgebildet, daß diese mit der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses abfallen. Daraus resultiert eine zwei stufige Verstellwinkelkurve , um Änderungen
der Motordrehzahl begegnen zu können. Ebenso kann die Zündeinstellung
bezüglich des maximalen Verzögerungswinkels
auf der Basis der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses erfolgen, wobei diese Vorderflanke durch eine instabile
Drehung, z.B. beim Starten des Motors, nicht beeinflußt wird.
Auf diese Weise kann eine exakte Steuerung der Zündeinstellung hervorgerufen, die Erzeugung eines Gegendrehmoments
wirksam unterdrückt und somit eine Verringerung des Gewichts des Motors erzielt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Patentanspruch
2 wiedergegeben. Dabei erzeugt die Zündsignalerzeugungsschal
tung ein Zündsignal in Erwiderung auf eine Kombination von binären Signalen seitens der Entscheidungsschaltung und der Dreieckwellen-Erzeugungsschaltung. Es ist
daher möglich, diese Schaltungen unter Verwendung logischer Schaltkreise aufzubauen. Aus diesem Grund kann ein Universal-IC
(integrierter Schaltkreis) Verwendung finden, um die Einbaudichte zu erhöhen und demzufolge die Größe und das
Gewicht zu verringern und die Kosten zu senken. Da außerdem eine derartige Schaltung, wie z.B. die Entscheidungsschaltung,
unter Verwendung eines universellen, logischen Schaltkreises
vom C-MOS-Typ aufgebaut werden kann, kann der Leistungsverbrauch verringert und die von der Erregerspule erzeugte
Leistung wirksam als Zündenergie für die Zündkerzen verwendet werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht, die die Beziehung zwisehen
der Kurbelwinkel1 age und einer Impulsgeber
spule bei einem Verbrennungsmotor verdeutlicht,
Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise einer
Zündeinstellungs-Steuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik verdeutlicht,
Fig. 3 eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Kurbel winkel!age und einer Impulsgeberspule
bei einem Verbrennungsmotor verdeutlicht,
Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das die von der Impulsgeberspule
erzeugten Ausgangssignale darstellt,
Fig. S ein Schaltdiagramm, das eine Zündennstellungs-
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor ^ gemäß dem Stand der Technik verdeutlicht,
Fig. 6 ein Blockdiagramm, das eine Zündsignalerzeugungsschaltung
der bekannten Vorrichtung gemäß Fig. 5 in Form von Funktionsblöcken darstellt,
Fig. 7 ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise der be-
^O kannten Vorrichtung gemäß Fig. 5 verdeutlicht,
Fig. 8, 9 und 10 Zeitdiagramme, die die Winkelverstel1ung
der Zündeinstellung darstellen, soywie diese von
der bekannten Vorrichtung gemäß Fig. 5 ausgeführt wird,
Fig. 11 ein Schaltdiagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Zündeinstellungs-Steuervorrichtung für
einen Verbrennungsmotor gernäß der Erfindung zeigt,
Fig. 12 ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise des ersten
Ausführungsbeispiels der Fig. 11 verdeutlicht,
Fig. 13 ein Zeitdiagramm, das die Wi nkel verstellung'der Zündeinstellung
verdeutlicht, soywie diese durch das
erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. Π ausgeführt
wird,
Fig. 14 eine graphische Darstellung, die eine Verstellwinkelkurve
der Zündeinstellung mit Bezug auf die Dreh
zahl des Motors bei dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 11 zeigt,
Fig. 15 ein Diagramm, das ein zweites AusfUhrungsbeispiel
einer Zündeinstel1ungs-Steuervorrichtung für einen
Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung darstellt,
Fig. 16 ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise des zweiten
Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 15 verdeutlicht,
Fig. 17 ein Zeitdiagramm, das die Winkelverstellung der Zündeinstellung
darstellt, so^ne diese vom zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 15 ausgeführt wird,
Fig. 18 eine graphische Darstellung, die eine Verstellwinkelkurve
der Zeiteinstellung bezüglich der Motordreh
zahl beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15
verdeutlicht, und
Fig. 19 ein Zeitdiagramm, das für die Beschreibung des Ausschlusses
eines Gegendrehmoments gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 von Nutzen ist.
Ehe eine detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
der Erfindung erfolgt, werden mit Bezug auf die Fig. 1 bis 10 die beim Stand der Technik anzutreffenden Probleme näher
er!äutert.
Die Fig. 1 und 2 sind für die Beschreibung einer bekannten
Zündeinstellungs-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor
(J-PS 60-26174)von Nutzen. . Fig. 1 verdeutlicht eine Impulserzeugungseinrichtung,
nachfolgend als Impulsgeber bezeichnet, zum Erzeugen erster (positiver) und zweiter (negativer)
Zeitimpulse Pci bzw. Pc2 bei vorbestimmten Kurbelwinkel1agen
nahe dem oberen Totpunkt eines Motorzylinders (nachfolgend
als "TDC" bezeichnet), falls sich der Motor in Vorwärtsrichtung dreht. Der Impulsgeber umfaßt ein Schwungrad
12, das an einer Motorkurbelwelle 11 befestigt ist, einen
Induktor 13, der aus einem ferromagnetisehen Material, wie
z.B. Eisen, besteht und an dem Schwungrad 12 festgelegt ist,
einen Magneten 14, der so angeordnet ist, daß der Induktor 13 beim Drehen des Schwungrades in direkte Gegenstellung
zum Magnet 14 gelangt, und eine Impulsgeberspule Ib, die
auf den Magneten 14 aufgewickelt ist. Wie anhand des Pfeils 15a in Fig. 2 (a) verdeutlicht, steigt der erste Zeitimpuls
Pci bei einer Winkellage an, bei der ein Ende 13a des Induktors 13 mit Drehung der Kurbelwelle 11 beginnt sich
am Magneten 14 vorbei zu bewegen. Wie anhand des Pfeils 15b in Fig. 2 (a) verdeutlicht, steigt der zweite Zeitimpuls Pc2
bei einer Winkellage an, bei der das andere Ende 13b des Induktors 13 den Magneten 14 verläßt. Die ersten und zweiten
Zeitimpulse Pci, Pc2 werden somit bei vorbestimmten Kurbelwinkellagen während der Drehung des Motors erzeugt.
Ein Intervall 16, das zwischen den Zeitpunkten liegt, bei denen die ersten und zweiten Zeitimpulse Pci, Pc2 ansteigen,
ist solange konstant, solange die Motordrehzahl die gleiche bleibt. Die Steuerschaltung in der vorerwähnten Patentanmeldung
umfaßt eine erste Sägezahnerzeugungsschaltung zum Erzeugen eines ersten Sägezahnsignals (Fig. 2 (b))
synchron mit der Rückflanke (Pfeil 15c in Fig. 2 (a)) des zweiten Zeitimpulses Pc2, eine zweite Sägezahnerzeugungsschaltung
zum Erzeugen eines zweiten Sägezahnsignals (Fig. 2 (c)) das im allgemeinen bei der Vorderflanke des
ersten Zeitimpulses Pci senkrecht ansteigt und dann allmählich
mit einer Steigung, die größer als die des ersten Sägezahnsignals ist, ansteigt und dann bei der Rückflanke des
zweiten Zeitimpulses Pc2 im allgemeinen senkrecht abfällt, eine Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung zum Erzeugen eines
Rechteckwellen-Signals (Fig. 2 (d)) mit einem Pegel, der
größer als der des zweiten Sägezahnsignals während des Auftretens
des zweiten Zeitimpulses Pc2 ist, eine Vergleichsschaltung, die das erste Sägezahnsignal mit dem zweiten
Sägezahnsignal oder mit dem Rechteckwellensignal vergleicht
und ein ElN-Signal erzeugt, falls die Pegel der beiden verglichenen
Signalen übereinstimmen, und eine Triggersignalerzeugungsschaltung
zur Erzeugung eines Triggersignals, das
- ti-
in Erwiderung auf das EIN-Signal eine Zündschaltung ansteuert.
Bei der vorstehend genannten Zündeinstellungs-Steuervorrichtung
dient die Rückflanke des zweiten Zeitimpulses Pc2 bei 15 c in Fig. 2 (a) als Bezugspunkt, auf dessen Basis die
anderen Signale erzeugt werden. Im einzelnen wird das erste Sägezahnsignal synchron mit diesem Bezugspunkt erzeugt, und
die anderen Signale werden derart erzeugt, daß ihre Rückflanken mit dem oben genannten Bezugspunkt zeitlich übereinstimmen,
wie dies in Fig. 2 (c), (d) und (e) gezeigt ist.
Da die Rückflanken dieser Signale zeitlich mit den Rückflanken der zweiten Zeitimpulse Pc2 in Übereinstimmung gebracht
sind, entspricht die maximale Verzögerungswinkel 1 age der Zeiteinstellung bei niedriger Motordrehzahl dem Zeitpunkt,
bei dem der zweite Zeitimpuls Pc2 abfällt, d.h. der Rückflanke des Zeitimpulses Pc2. Steigt die Motorgeschwindigkeit,
so spricht die Vergleichsschaltung unter Erzeugung eines EIN-Signals einer entsprechend vorgezogenen Lage an,
um die Zündeinstellung um einen erforderlichen Betrag zu
verstellen.
Obwohl die Zeitpunkte, bei denen die entsprechenden ersten
und zweiten Zeitimpulse Pci, Pc2, die von dem Impulsgeber erzeugt werden, ansteigen,z.B.durch den Abstand zwischen den
Enden 13a, 13b des Induktors 13 bestimmt sind, werden die Impulsbreiten dieser Zeitimpulse Pci, Pc2 durch die Drehzahl
des Motors beeinflußt und neigen bei insbesondere sehr niedrigen Motordrehzahlen, die beim Starten des Motors auftreten,
zur Ausbildung einer Instabilität.
Bei der vorstehend beschriebenen Zündeinstel1ungs-Steuervorrichtung
entspricht demzufolge die Winkellage der maximalen Verzögerung für die Zündeinstellung dem Zeitpunkt,
bei dem der zweite Zeitimpuls Pc2 abfällt und wird somit durch die Breite dieses Impulses beeinflußt. Demzufolge
können Zeitpunkte auftreten, bei denen die Zündeinstellung
bei dem maximalen Verzögerungswinkel instabil wird und sich Schwierigkeiten bei der zuverlässigen Unterdrückung des Auftretens
eines Gegendrehmoments im Motor ergeben. Aufgrund dessen ist es erforderlich, die mechanische Festigkeit des
Motors zu erhöhen. Dies resultiert jedoch in einem höheren Gewicht des Motors.
Das vorerwähnte Problem stellt eines der Probleme dar, die
die Erfindung mit Hilfe eines ersten Ausführungsbeispiels
zu lösen versucht. Andere beim Stand der Technik anzutreffende Nachteile werden nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 3
bis 10 näher beschrieben.
Ein Motor für ein Zweiradfahrzeug wird im allgemeinen durch
Niedertreten eines Kick-Starters gestartet. Ist die vom Fahrer aufgewandte Niedertritts- bzw. Antrittskraft zu
schwach, so wird die Kompressionskraft im Inneren des Zylinders nicht überwunden und der Kolben überschreitet nicht
den oberen Totpunkt (TDC), Stattdessen wird der Kolben durch diese Kompressionskraft zurückgetrieben, wodurch der Motor
in Gegenrichtung dreht.
Diese Gegendrehung des Motors kann in einer Explosion in
die Gegenrichtung resultieren. Besonders bei niedriger Kurbelwellendrehzahl wird der Kolben vor dem oberen Totpunkt
TDC (nachfolgend als "BTDC" bezeichnet) infolge der Kompression im Inneren des Verbrennungsraums zurückgetrieben
und eine Zündung findet statt, wenn die Kurbelwelle beginnt, sich in Gegenrichtung zu drehen, wodurch die Explosion
bei Gegendrehung hervorgerufen wird. Alternativ kann
der Kolben vor dem oberen Totpunkt durch den Druck einer Explosion zurückgetrieben werden, der nach einer normalen
Zündung stattfindet. Im erstgenannten Fall wird der erste Zeitimpuls Pci erzeugt (Fig. 4 (b)), wenn der Induktor 13
die Stellung gemäß Fig. 3 (b) passiert und nachdem der Induktor dann die Stellung gemäß Fig. 3 (c) passiert und ehe
er die Stellung gemäß Fig. 3 (d) erreicht, findet eine Gegendrehung
statt, und der zweite Zeitimpuls (Pc2) wird erzeugt (Fig. 4 (b)), wenn der Induktor 13 wieder die Stellung gemäß
Fig. 3 (b) passiert, worauf eine Zündung stattfindet. Beim letztgenannten Fall wird das zweite Zeitimpulssignal
Pc2 für eine Zündung erzeugt (Fig. 4 (c)), wenn der Induktor die Position der Fig. 3 (d) passiert und der Kolben
wird durch den Druck einer Explosion zurückgetrieben, ehe der Induktor 13 die Position gemäß Fig. 3 (e) erreicht.
Ist die Betriebsweise normal, so treten die ersten und zweiten
Zeitimpulse Pci, Pc2 in einem Zeitintervall ta auf, wie
dies in Fig. 4 (a) verdeutlicht ist. Die Impulssignalwellenformen
der Fig. 4 (b) und 4 (c), die aus einer Gegendrehung resultieren, haben Zeitintervalle tb bzw. te zwi sehen
den ersten und zweiten Zeitimpulsen zur Folge, die im Vergleich zum Zeitintervall ta lang sind.
Befindet sich der Kolben an einer Stelle nahe dem oberen Totpunkt, wie in Fig. 3 verdeutlicht, und explodiert die
Mischung im Zylinder, so wird ein großes Gegendrehmoment erzeugt. Das Gegendrehmoment wirkt in entgegengesetzter
Richtung zum Drehmoment, das auf den Kickhebel ausgeübt wird, und beide Drehmomente wirken auf das Getriebe und
die Lager, die zwischen dem Kickhebel und der Kurbelwelle angeordnet sind, und belasten den Motor mit übermäßigen
Kräften.
Im Bestreben, die vorstehenden Nachteile zu beseitigen, wurde eine Zündeinstel1ungs-Steuerschaltung für einen Verbrennungsmotor
vorgeschlagen (Japanische Patentanmeldung Nr. 59-116 662). Wie in Fig. 5 verdeutlicht, umfaßt die Schaltung
einen Generator 1 mit einer Erregerspule la und der vorstehend erwähnten Impulsgeberspule Ib. Das nichtgeerdete
Ende der Erregerspule la ist mit einer Zündschaltung 2 zur
Erzeugung einer Hochspannungsenergie verbunden. Die Zündschaltung 2 schließt eine Diode Do zur Gleichrichtung der
Ausgangsgröße der Erregerspule la, einen Kondensator Co,
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der durch die gleichgerichtete Ausgangsgröße der Diode Co aufgeladen wird, sowie einen Thyristor SCR ein, der mit der
Verbindungsstelle zwischen Diode Do und Kondensator Co in Verbindung steht und die Entladung des Kondensators Co
steuert. Die Ausgangsseite des Kondensators Co, die als Ausgangsklemme
der Zündschaltung 2 dient, steht mit einer Primärwicklung 3a in Verbindung. Diese Primärwicklung 3a bildet
zusammen mit einer Sekundärwicklung 3b eine Zündspule
Die nichtgeerdete Seite der Sekundärwicklung 3b ist mit einer Zündkerze 4 verbunden. Zwischen der Impulsgeberspule
Ib des Generators 1 und dem Thyristor SCR der Zündschaltung
2 ist eine Signal-Erzeugungsschaltung 5 angeordnet,
die als eine EinstelIwinkelschaltung dient. Der Zündsignal-Erzeugungsschaltung
5 ist eine Zündsteuerschaltung 6 zugeordnet, die der Verhinderung eines Gegendrehmoments dient.
Betrachtet bezüglich der Funktion, weist die Zündsignal-Erzeugungsschaltung
5 eine Anzahl von Schaltungsblöcken auf, insbesondere eine Stromversorgungsschaltung 101 und,
wie auch in Fig. 6 verdeutlicht, eine zweite Sägezahnsignal-Erzeugungsschaltung
102, die die Signalwellenform der Impulsgeberspule Ib in ein zweites Sägezahnsignal Vb
(Fig. 7 (b)) umwandelt, das an eine Ausgangsklemme a geliefert
wird, eine erste Sägezahnsignal-Erzeugungsschal tung 103, die die Signalwellenform von der Impulsgeberspule
Ib in ein erstes Sägezahnsignal Va (Fig. 7 (c)) umwandelt,
das an eine Ausgangsklemme b geliefert wird, und eine Triggersignal-Erzeugungsschaltung 104 mit einem Vergleicherabschnitt
104' zum Vergleichen der Sägezahnsignale
Va, Vb, wobei die Schaltung 104 an ihrer Ausgangsklemme c
ein Triggersignal in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße des Vergleicherabschnitts 104' erzeugt.
Der spezielle Aufbau und die Funktionsweise der Schaltungsblöcke 101 bis 104 werden nachfolgend beschrieben.
Wird der Motor gestartet und beginnt der Generator 1 sich
zu drehen, so liefern die Erregerspule la und die Impulsgeberspule Ib eine Spannung. Die Erregerspule la erzeugt einen
Ausgangsstrom, der den Kondensator Co der Zündschaltung 2 auflädt. Gleichzeitig werden Kondensatoren Cl und C2 der
Stromversorgungsschaltung 101 auf eine Spannung Ve aufgeladen, die mit Hilfe einer Zenerdiode DzI stabilisiert wird.
Die Impulsgeberspule Ib erzeugt den ersten Zeitimpuls Pci,
wie in Fig. 7 (a) dargestellt, woraufhin ein Transistor Q4 der zweiten Sägezahnsignal-Erzeugungsschaltung 102 in den
leitenden Zustand gesteuert oder eingeschaltet wird, und dadurch ein Transistor Ql eingeschaltet wird. Infolgedessen
wird ein Transistor Q2 eingeschaltet, so daß ein Kondensator
C4 auf eine Spannung an einem Spannungsteilerpunkt 7 und
ein Kondensator C3 auf eine Spannung etwa gleich Ve aufgeladen werden. Da die Spannung Ve, auf die der Kondensator C3
aufgeladen wird, größer als die Spannung ist, auf die der Kondensator C4 aufgeladen wird, wird der letztgenannte auf
eine Spannung Ve mit einer Zeitkonstante aufgeladen, die durch den Kondensator C3 und einen Widerstand R8 bestimmt
ist. Wie später beschrieben wird, wird der Kondensator C3 entladen, wenn der zweite Zeitimpuls Pc2 (Fig. 7 (a)) mit
Hilfe der Impulsgeberspule Ib erzeugt wird und die Transistoren
Q5, Q6 eingeschaltet werden. Infolge dieses Aufladens und Entladens des Kondensators C3, nimmt die Klemmenspannung
des Kondensators C3, nämlich das zweite Sägezahnsignal Vb, die Form einer Sägezahnspannung mit einer senkrecht ansteigenden
Vorderflanke an, wie dies in Fig. 7 (b) dargestellt ist. Ändert sich die Motordrehzahl Ne von Nl auf N4 (wobei
gilt: Nl < N2 < N3 < N4), wie in Fig. 7 (a) gezeigt, so bleibt die Steigung des zweiten Sägezahnsignäls Vb konstant
und es ändert sich lediglich dessen Scheitel wert, der mit
Zunahme der Motordrehzahl fortschreitend kleiner wird.
Zu dem Zeitpunkt, bei dem der Kondensator C3 infolge des leitenden Zustands des Transistors Q5 vollständig entladen ist,
wird ein Kondensator C8 mit einer Zeitkonstante aufgeladen,
die durch die Widerstände R17, R18 bestimmt ist. Die maximale Spannung, die vom Kondensator C8 ausgebildet wird, nämlich
das erste Sägezahnsignal Va, stellt eine Sägezahnspannung dar, die bei ihrem Maximum die Spannung Ve erreicht,
wie dies in Fig. 7 (c) dargestellt ist. Die Schaltung ist dabei so aufgebaut, daß das erste Sägezahnsignal Va mit
einer geringeren Geschwidigkeit ansteigt als das zweite Sägzahnsignal
Vb. Steigt die Motordrehzahl Ne von Nl auf N4 (wobei gilt: Nl < N2 < N3 <
N4), wie in Fig. 7 (a) gezeigt, bleibt die Steigung des ersten Sägezahnsignals Va konstant
und es ändert sich lediglich dessen Scheitel wert, der mit
Zunahme der Motordrehzahl fortschreitend kleiner wird.
Die Triggersignal-Erzeugungsschaltung 104 wird in Betrieb
gesetzt, wenn der zweite Zeitimpuls Pc2 von der Impulsgeberspule Ib erzeugt wird, oder wenn der Pegel des zweiten Sägezahnsignals
Vb den Pegel des ersten Sägezahnsignals Va überschreitet. Nunmehr wird Bezug auf die Zündung für den
Fall genommen, daß der zweite Zeitimpuls Pc2 erzeugt wird.
Beim Eintreffen des Zeitimpulses Pc2 wird der Transistor Q5
eingeschaltet und der Kondensator C8 beginnt sich zu entladen,
woraufhin der Transistor Q6 in den leitenden Zustand gesteuert wird und den Kondensator C4 und demzufolge auch
den Kondensator C3 entlädt. Infolge des leitenden Zustands des Transistors Q6 wird ein Transistor Q7 eingeschaltet,
und dies wiederum steuert einen Transistor Q3 in den leitenden
Zustand, wodurch zu einem Zeitpunkt Tl (Fig. 7 (d)) ein Triggersignal erzeugt wird, das den Thyristor SCR einschaltet.
Infolgedessen wird die Ladung des Kondensators Co über
den Thyristor SCR entlden und ein großer Stromfluß (nämlich ein Entladestrom) in der Primärwicklung 3a der Zündspule 3
hervorgerufen. Dies wiederum erzeugt eine Hochspannung an
der Sekundärwicklung 3b, die die Zündkerze 4 zündet. Die Zündeinstellung zu diesem Zeitpunkt stellt den maximalen
Verzögerungswinkel dar. Wird die Motordrehzahl sukzessive
auf den Wert N2, N3 und dann N4 erhöht, so entspricht in jedem dieser Fälle die Zündeinstellung dem Zeitpunkt, bei dem
der Pegel des zweiten Sägezahnsignals Vb den Pegel des ersten
Sägezahnsignals Va übersteigt, wie dies in Fig. 7 (d) dargestellt ist. Tritt dies ein, so wird der Transistor Q6 eingeschaltet
und das Triggersignal erzeugt, wie oben beschrieben. Bei einer Motordrehzahl N2 wird das Zündsignal zu einem
Zeitpunkt T2 erzeugt. Bei den Motordrehzahlen N3 und N4
wird das Triggersignal zu den Zeitpunkten T3 bzw. T4 erzeugt,
wie dies in Fig. 7 (d) dargestellt ist. Somit wird die Zündeinstellung des maximalen Verzögerungswinkels jedesmal, um
einen Winkel vorgeschriebener Größe verstellt. Es ist zu bemerken, daß die Zündeinstellung entsprechend einer Motordrehzahl
N4 dem Ende der Winkelverstel1ung entspricht.
Die Zündsteuerschaltung 6, die ein Auftreten eines Gegendrehmoments
verhindern soll, wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 8 bis 10 beschrieben. Die Zündsteuerschaltung 6
besteht aus drei Schaltungsblöcken, nämlich einem Vc-Signalgenerator
6a, einem Vergleicher 6b und einem Zündsteuergerät 6c. Der Vc-Signalgenerator 6a umfaßt einen Kondensator
ClO, der durch die Stromversorgungsschaltung 101 auf eine
Klemmenspannung aufgeladen wird, die ungefähr der Spannung
Ve der Stromversorgung entspricht. Wird der Kondensator C3 beim Anstieg des ersten Zeitimpulses Pci geladen, so wird
ein Transistor Q8 eingeschaltet und der Kondensator ClO beginnt
sich über den Transistor Q8 mit einer Zeitkonstante zu entladen, die von einem Widerstand R25 bestimmt wird.
Werden die Transistoren Q5,Q6 bei der Rückflanke des zweiten Zeitimpulses Pc2 eingeschaltet, um den Kondensator C3
zu entladen und seine Klemmenspannung herabzusetzen, so wird
der Transistor Q8 gesperrt. Infolgedessen wird die Entladung des Kondensators ClO gestoppt und gleichzeitig wieder eine
Aufladung mit einer Zeitkonstante in die Wege geleitet, die durch einen Widerstand R26 bestimmt ist. Dies erzeugt das
-/9
Signal Vc, das die in Fig. 8 (b) gezeigte Wellenform aufweist. Der Vergleicher 6b vergleicht den Pegel dieses Signals
Vc mit einer Spannung Vd an einem Spannungsteilerpunkt d.
Wenn die Bedingung Vc ^- Vd gilt (was für eine feste Zeitperiode
der Fall ist, die als Bezugszeit tz dient), so befindet sich ein Transistor Q9 des Vergleichers 6b im leitenden
Zustand. Solange der Transistor Q9 leitend bleibt, wird ein Transistor QlO des Zündsteuergeräts 6c eingeschaltet, wodurch
sich die Kollektorspannung des Transistors Q 10, wie
in Fig. 8 (c) gezeigt, ändert. Ein Transistor QIl des ZÜndsteuergeräts
6c, dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors QTO verbunden ist, befindet sich solange in leitendem
Zustand, als der Transistor QlO gesperrt ist, wobei während dieser Zeit der GATE-Anschluß des Thyristors SCR geerdet
ist. Wird, wie in Fig. 9 (a) und (b) dargestellt, der zweite Zeitimpuls Pc2 zugeführt, ehe die Zeitperiode tz abgelaufen
ist, die ab dem Anstieg des ersten Zeitimpulse Pci gemessen wird, und ein Zündimpuls Pt bei der Vorderflanke
des zweiten Zeitimpulses Pc2 (Fig. 9 (a)) erzeugt, so wird demzufolge der Thyristor SCR eingeschaltet und die Zündkerze
4 erzeugt einen Zündfunken. Wird jedoch, wie in Fig. 10 (a) und (b) gezeigt, der Zündimpuls Pt bei der Rückflanke des
zweiten Zeitimpuls Pc2 erzeugt, der nach dem Ablauf der Zeit tz zugeführt wird, die ab der Vorderflanke des ersten
Zeitimpulses Pci gezählt wird, so kann der Thyristor SCR nicht eingeschaltet und die Zündkerze nicht gezündet werden.
Somit wird ein Auftreten eines Gegendrehmoments verhindert.
Die vorstehend erläuterte Zündeinstel1ungs-Steuerschaltung
für Verbrennungsmotoren ist insoweit von Vorteil, daß sie den Einfluß einer Stromversorgungsschwankung einer Impulsgeberspaltvariation
und einer Temperaturänderung beseitigt und eine exakte Zündeinstellung erzielt und das Aufladen
eines Gegendrehmoments verhindert.
Der Nachteil der obigen Schaltung besteht in der großen
Anzahl an benötigten Baukomponenten. Zum Beispiel weist die zweite Sägezahnsignal-Erzeugungsschaltung 102 zahlreiche diskrete
elektrische Bauteile auf, wie z.B. drei Transistoren, neun Widerstände, drei Kondensatoren und eine Diode. Die erste
Sägezahnsignal-Erzeugungsschaltung 103 umfaßt diskrete
Bauelemente, wie z.B. einen Transistor, drei Widerstände, zwei Kondensatoren und eine Diode, und die Triggersignal-Erzeugungsschaltung
104 weist drei Transistoren, sieben Widerstände und einen Kondensator auf. Außerdem ist es erforderlich,
die Zündsteuerschaltung 6 vorzusehen, die den Vc-Signalgenerator
6a, den Vergleicher 6b und das Zündsteuergerät 6c einschließt. Die große Anzahl an Schaltkreiselementen
macht einen beträchtlichen Arbeitsaufwand für den Zusammenbau
erforderlich und setzt eine Grenze im Hinblick auf die erzielbare Verringerung der Abmessungen. Dies stellt
ein weiteres Problem dar, auf das das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung gerichtet ist.
Nachstehend wird nunmehr mit Bezug auf die Fig. 11 bis 14 das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Der Generator 1, die Zündschaltung 2, die Zündspule 3 und
die Zündkerze 4 sind, wie vorstehend erwähnt, aufgebaut und untereinander verknüpft und habe die gleiche Funktionsweise,
so daß diese nicht noch einmal im Detail beschrieben werden müssen. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Zündeinstellungs-Steuerschaltung,
die zwischen der Impulsgeberspule Ib und der Zündschaltung 2 angeordnet ist,
- die Stromversorgungsschaltung 101,
- die erste Sägezahnerzeugungsschaltung 103 zum Erzeugen des
ersten Sägezahnsignals Va (Fig. 12 (b)) synchron mit der
Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses Pc2,
- die zweite Sägezahnerzeugungsschaltung 102 zum Erzeugen
des zweiten Sägezahnsignals Vb (Fig. 12 (c)), das an der
Vorderflanke des ersten Zeitimpulses Pci rasch oder im allgemeinen senkrecht und dann allmählich mit einer Stei-
gung, die größer als die des ersten Sägezahnsignals Va ist,
ansteigt und bei der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses
Pc2 rasch oder im allgemeinen senkrecht abfällt,
- eine dritte Sägezahn-Erzeugungsschaltung 105 zum Erzeugen
eines dritten Sägezahnsignals Vc1 (Fig. 12 (d))s das mit
der Vorderflanke des ersten Zeitimpulses Pci mit einer Steigung, die größerals die des ersten Sägezahnsignals ist,
allmählich ansteigt und mit der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses Pc2 rasch oder im allgemeinen senkrecht abfällt,
- eine Rechteckwälen-Erzeugungsschaltung 106, die die Pegel
der ersten und dritten Sägezahnsignale Va, Vc1 vergleicht,
um ein Rechteckwellensignal Vd (Fig. 12 (e)) mit einem Pegel,
der größer als der des zweiten Sägezahnsignals Vb
ist, von dem Zeitpunkt an, bei dem die Sägezahnsignale Va,
Vc' übereinstimmen, bis zum Auftreten der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses Pc2 zu erzeugen,
- eine Vergleichsschaltung 107 zum Vergleichen des ersten Sägezahnsignals Va mit einem Signal Vf (Fig. 12 (f)), das
die Resultante des zweiten Sägezahnsignals Vb und des
Rechteckwellensignals Vd ist, und zum Erzeugen eines Steuersignals,
falls die Pegel der Signale Va, Vf übereinstimmen und
- die Triggersignal-Erzeugungsschaltung 104 zum Erzeugen
des die Zündschaltung 2 ansteuernden Triggersignals in
Erwiderung auf das Steuersignal von der Vergleichsschaltung
107.
Die Stromversorgungsschaltung 101 weist eine Diode Dl zur
Gleichrichtung der von der Erregerspule la erzeugten Wechselspannung,
den Kondensator C2, der durch die gleichgerichtete
Ausgangsgröße über einen Widerstand Rl aufgeladen wird, eine Diode D2 und die Zenerdiode DzI auf. Die Dioden D2,
DzI dienen der Stabilisierung der Ladespannung auf eine Spannung
Ve mit vorbestimmtem Pegel.
Die erste Sägezahn-Erzeugungsschaltung 103 weist den Konden-
sator C8, der über den Widerstand R17 mit der Stromversorgungsschaltung
101 verbunden ist, und den Transistor Q5 auf, dessen Kollektor über einen Widerstand R16 mit dem nichtgeerdeten
Ende des Kondensators C8 verbunden ist. Der Transistor Q5 wird durch die Vorderflanke des zweiten (negativen)
Zeitimpulses Pc2 eingeschaltet, worauf eine Entladeschaltung
durch die Widerstände Rl4,Rl6 ausgebildet wird, die die
im Kondensator C8 geladene Spannung entlädt. Die Basis des Transistors Q5 steht über einer Parallelschaltung aus einem
■jQ Widerstand Rl 5 zur Einstellung einer Vorspannung und einem
Kondensator C7 mit Erde in Verbindung. Eine Diode D6, die zwischen Erde und einem Ende des Widerstands R16 geschaltet
ist, dient der Wellenformung und anderen Zwecken.
Die zweite Sägezahn-Erzeugungsschaltung 102 weist eine Stromversorgungsleitung
50 auf, die mit einem Ende mit der Stromversorgungsschaltung 101 und mit dem anderen Ende über einen
Transistor Ql, einen Widerstand R4 und eine in Durchlaßrichtung
geschaltete Diode D5 mit einem Kondensator C3 verbunden ist. Das andere Ende des Kondensators C3 ist geerdet. Die
Basis des Transistors Ql steht über einen Widerstand R3 und einen Transistor Q4 mit Erde in Verbindung, wobei die Basis
des Transistors Q4 über eine Parallelschaltung, die aus einem
Widerstand Rl3 und einem Kondensator C5 besteht, sowie einen
Widerstand Rl2 mit einer Ausgangsklemme a' der Impulsgeberspule
Ib verbunden ist. Zwischen die Stromversorgungsleitung
50 und Erde ist eine Reihenschaltung aus einem Transistor
Q2 und einem Kondensator C4 geschaltet, wobei der Kollektor des Transistors Q2 über einen Widerstand R4 mit
dem Kollektor des Transistors Ql verbunden ist. Parallel zu dem Transistor Q2 und dem Kondensator C4 ist eine Spannungsteilerschaltung
angeordnet, die aus zwei in Reihe verbundenen Widerständen R5, R6 besteht. Die Spannungsteilerschaltung
weist einen Spannungsteilerpunkt 7 auf, der mit der Basis des Transistors Q2 verbunden ist. Die Verbindungsstelle
c1 zwischen dem Transistör Q2 und dem Kondensator C4 ist über
einen Widerstand R8 mit der nichtgeerdeten Seite des Kondensators C3 verbunden.
Die dritte Sägezahn-Erzeugungsschaltung 105 weist einen Kondensator
C17 auf, dessen eines Ende geerdet und dessen anderes Ende über einen Widerstand R34 mit der nichtgeerdeten
Seite des Kondensators C3 der zweiten Sägezahn-Erzeugungsschaltung 102 verbunden ist. Parallel zum Widerstand R34
ist eine Diode Dl5 geschaltet, die in Vorwärts- bzw. Durchlaßrichtung
von der Seite des Kondensators C17 zur Seite des Kondensators C3 angeordnet ist.
Die Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung 106 weist einen Vergleicher
70 und einen Transistor Q12 auf. Die nichtinvertierende Eingangsklemme 70a des Vergleichers 70\pfängt die
Signalspannung des ersten Sägezahnsignals Va, die durch zwei
Widerstände R35, R36 auf einen geeigneten Pegel eingestellt wird, und die invertierende Eingangsklemme 70b des Vergleichers
70 steht mit einer Ausgangsklemme d1 der dritten Sägezahn-Erzeugungsschaltung
105 in Verbindung. Der Vergleicher 70 weist eine Ausgangsklemme auf, die über einen Widerstand
R37 mit der Basis eines Transistors Q12 gekoppelt ist. Der Emitter des Transistors Q12 ist mit der nichtgeerdeten Seite
des Kondensators C3 der zweiten Sägezahn-Erzeugungsschaltung 102 und der Kollektor des Transistors Q12 über einen
Widerstand R39 mit einer Ausgangsklemme e verbunden.
Die Vergleichsschaltung 107 umfaßt einen Transistor Q6'5
dessen Basis über einen Widerstand R19' mit der Ausgangsklemme
b der ersten Sägezahn-Erzeugungsschaltung 103 und
dessen Emitter mit einer gemeinsamen Verbindungsstelle f
zwischen der Ausgangsklemme c1 der zweiten Sägezahn-Erzeugungsschaltung
102 und der Ausgangsklemme e der Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung
106 verbunden ist, wobei diese Verbindungsstelle f als Ausgangsklemme für die resultierende,
in Fig. 12 (f) gezeigte Wellenform dient. Der Kollektor des TransistorsQ6' dient als Ausgangsklemme g für
das Steuersignal, das als Ergebnis des Vergleichsvorganges
erzeugt wird.
Die Triggersignal-Erzeugungsschaltung 104 umfaßt die beiden Transistoren Q3, Q7. Die Stromversorgungsleitung 50 der
zweiten Sägezahn-Erzeugungsschaltung 102 steht über die in
Durchlaßrichtung geschaltete Diode D5 mit dem Emitter des
Transistors Q3 in Verbindung. Der Kollektor des Transistors Q3 ist über eine aus den Widerständen RlO5RIl bestehende
Spannungsteilerschaltung mit dem GATE-Anschluß des Thyristors
SCR der Schaltung 2 verbunden. Die Basis des Transistors Q3 steht über einen Widerstand R22 und den Transistor
Q7 mit Erde in Verbindung. Die Basis des Transistors Q7 ist über einen Widerstand R20 an die Ausgangsklemme g
der Vergleichsschaltung 107 angekoppelt. Ein Widerstand R21 , der zwischen Erde und die Verbindungsstelle des Widerstands
R20 mit der Basis des Transistors Q7 geschaltet ist, dient der Einstellung der Vorspannung des Transistors Q7.
Mit Bezug auf die Fig. 11 bis 14 wird nachfolgend die Funktionsweise
des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wird der Motor gestartet und beginnt der Generator 1 sich zu drehen, so entwickeln die Erregerspule 1 und die Impulsgeberspule
Ib jeweils eine Spannung. Die Erregerspule la erzeugt eine Wechselgröße, die von der Diode Do der Zündschaltung
2 gleichgerichtet wird, um den Kondensator Co zu laden. Gleichzeitig wird der Kondensator C2 der Stromversorgungsschaltung
101 unter Stabilisierung der Zenerdiode DzI auf das Potential bzw. die Spannung Ve aufgeladen.
Der Kondensator C8 der ersten Sägezahn-Erzeugungsschaltung
103 wird durch die Spannung Ve der Stromversorgungsschaltung
101 entsprechend einer Zeitkonstante aufgeladen, die durch den Kondensator C8 und den Widerstand Rl7 bestimmt
wird. Erzeugt die Impulsgeberspule Ib den zweiten (negativen)
Zeitimpuls Pc2, so wird der Transistor Q5 synchron mit der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses Pc2 eingeschaltet,
so daß die im Kondensator 8 geladene Spannung über einen Weg entladen wird, der den Entladewiderstand R16, den Transistor
Q5 und den Widerstand Rl4 einschließt, wodurch an der Ausgangsklemme
b der ersten Sägezahn-Erzeugungsschaltung 103
das erste Sägezahnsignal Va erzeugt wird, das in Fig. 12 (b) dargestellt ist. Die Steigung des ersten Sägezahnsignals Va,
die durch die durch den Widerstand R17 und den Kondensator C8 bestimmte Zeitkonstante gesteuert wird, ist konstant. Das
erste Sägezahnsignal Va weist eine Impulsdauer ti auf, die durch die Erzeugung des zweiten Zeitimpulses Pc2 gesteuert
wird. Demzufolge ist die Signalwellenform des zweiten Sägezahnsignals
mit der Vorderflanke 15b des zweiten Zeitimpulses Pc2 synchronisiert. Steigt die Motordrehzahl von Nl auf
N4 an (wobei gilt: Nl< N2<N3
<N4), so wird die Zeitperiode, zu der der zweite Zeitimpuls Pc2 erzeugt wird, entsprechend
kürzer, wodurch die Impulsdauer ti des ersten Sägezahnsignals Va verkürzt wird, z.B. von ti auf ti' und ti1 auf ti",
wie dies in Fig. 13 verdeutlicht ist, so daß der Schwellenwert des ersten Sägezahnsignals Va allmählich verkleinert
wird.
Erzeugt die Impulsgeberspule Ib den ersten (positiven)
Zeitimpuls Pci, so werden die Transistoren Q4,Q1 der zweiten Sägezahn-Erzeugungsschaltung 102 eingeschaltet, wodurch
der Kondensator C3 etwa auf die Spannung Ve der Stromversorgung aufgeladen wird. Der leitende Zustand des Transistors Ql
bewirkt ein Einschalten des Transistors Q2, so daß der Kondensator C4 auf die Spannung am Spannungsteilerpunkt 7 aufgeladen
wird. Da der Kondensator C3 auf eine höhere Spannung als die des Kondensators C4 aufgeladen wird, wird der letztgenannte
durch die Ladespannung des Kondensators C3 mit einer durch den Widerstand R8 bestimmten Zeitkonstante aufgeladen. Wie früher erwähnt, wird die in den Kondensator C4
geladene Spannung entladen, wenn der zweite Zeitimpuls Pc2
von der Impulsgeberspule Ib erzeugt wird, wodurch die Transistoren
Ql,Q61 eingeschaltet werden. Demzufolge wird das
zweite Sägezahnsignal Vb mit einer rasch oder im allgemeinen senkrecht ansteigenden Vorderflanke, wie in Fig. 12 (c)
gezeigt, an der Ausgangsklemme c1 der zweiten Sägezahn-Erzeugungsschaltung
102 erzeugt. Die Steigung des zweiten Sägezahnsignals Vb wird durch eine Zeitkonstante festgelegt,
die durch den Widerstand R8 usw. bestimmt ist, so daß diese größer als die Steigung des ersten Sägezahnsignals
Va ist. Das zweite Sägezahnsignal Vb weist eine Impulsbreite t2 auf, die durch das Intervall (von 15a bis 15b)
zwischen der Vorderflanke des ersten Zeitimpulses Pci und der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses Pc2 gesteuert
wird. Wie aus Fig. 13 ersichtlich, wird die Impulsbreite t2 beim Anstieg der Motordrehzahl sukzessive kleiner. Demzufolge
verringert sich allmählich der Schwellenwert des zweiten Sägezahnsignals Vb mit einem Anstieg der Motordrehzahl.
Zu dem Zeitpunkt, bei dem der Transistor Ql eingeschaltet
wird, beginnt der Kondensator C17 der dritten Sägezahn-Erzeugungsschaltung
105 mit einem Aufladevorgang entsprechend einer Zeitkonstante, die durch den Widerstand R34
in Kombination mit dem Kondensator C17 gesteuert wird. In einer Art, die ähnlich der beschriebenen ist, wird mit dem
Aufladevorgang infolge der in dem Kondensator C3 angesammelten
Spannung selbst dann fortgefahren, wenn der Transistor Ql
durch Löschen des ersten Zeitimpulses Pci gesperrt wird. Der Kondensator C17 wird entladen, wenn die Transistoren Q5,
Q61 infolge des zweiten Zeitimpulses Pc2 eingeschaltet werden.
Demzufolge wird das dritte Sägezahnsignal Vc1, das in
Fig. 12 (d) dargestellt ist, an der Ausgangsklemme d' erzeugt.
Der Vergleicher 70 der Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung
vergleicht den Signalpegel des ersten Sägezahnsignals Va
an der Ausgangsklemme b mit dem Signalpegel des dritten Sägezahnsignals
Vc1 an der Ausgangsklemme d', und erzeugt eine
logische Ausgangsgröße "0", wenn der Signalpegel des dritten Sägezahnsignals Vc1 den des ersten Sägezahnsignals Va übersteigt.
Die logische Ausgangsgröße "0" macht den Transistor Q6' leitend, wodurch an der Ausgangskiemme e ein Rechteckwellensignal
Vd erzeugt wird, dessen Impulsbreite der Zeitperiode
entspricht, während^dessen der Transistor Q6' leitend
ist. Demzufolge wird an der Verbindungsstelle f, die
der gemeinsamen Verbindung der Ausgangsklemmen c1 und e entspricht,
ein Signal Vf erzeugt, das in Fig. 12 (f) gezeigt und die Resultante des zweiten Sägezahnsignals Vb und des
Rechteckwellensignals Vd ist.
Die Triggersignal-Erzeugungsschaltung 104 sendet ein Triggersignal an die Zündschaltung 2, wenn der zweite Zeitimpuls Pc2
von der Impulsgeberspule Ib erzeugt wird oder wenn die Vergleichsschaltung
107 das Steuersignal in Erwiderung darauf abgibt, daß der Signalpegel des resultierenden Signals Vf
den Signalpegel des ersten Sägezahnsignals Va überschreitet. Zuerst wird nachfolgend die Erzeugung des Triggersignals
für den Fall beschrieben, daß der zweite Zeitimpuls Pc2 erzeugt wird.
Der Transistor Q5 wird durch die Vorderflanke des zweiten
Zeitimpulses Pc2 eingeschaltet und der Kondensator C8 beginnt sich zu entladen, worauf der Transistor Q61 in den
leitenden Zustand gesteuert wird, um den Kondensator C4 und demzufolge den Kondensator C3 zu entladen. Der leitende
Zustand des Transistors Q61 bewirkt ein Einschalten der
Transistoren Q7 und Q3, wodurch das Triggersignal zum Einschalten
des Thyristors SCR erzeugt wird. Als Folge dessen wird die Ladung des Kondensators Co über den Thyristor SCR
entladen und ein großer Entladestromfluß in die Primärwicklung
3a der Zündspule 3 hervorgerufen. Dies wiederum ruft die Erzeugung einer Hochspannung in der Sekundärwicklung 3b
der Zündspule 3 hervor, was eine Zündung der Zündkerze 4 bewirkt. Die Zündeinstellung zu diesem Zeitpunkt entspricht
• 48 ·
dem maximalen Verzögerungswinkel, wie dies in Fig. 14 an
der Stelle 8a dargestellt ist. Die Zündeinstellung des maximalen
Verzögerungswinkels wird somit durch die Vorderflanke
des zweiten Zeitimpulses Pc2 gesteuert.
Steigt die Motordrehzahl von N2 beim Leerlauf auf N3 zum Verstellen der Einspritzeinstellung und dann auf N4 bei
hoher Motorgeschwindigkeit sukzessive an, so stellt die Zündeinstellung bei jedem Beispiel den Zeitpunkt dar, bei
dem der Signalpegel des resultierenden Signals Vf den Pegel des ersten Sägezahnsignals Va überschreitet, wobei diese
Signalpegel mit Hilfe der Vergleichsschaltung 107 verglichen werden. Ist dies der Fall, so schickt die Vergleichsschaltung
107 das Steuersignal an den Transistor Q7, der eingeschaltet wird. Unmittelbar darauf wird der Transistor Q3
leitend, wodurch die Zündkerze 4 gezündet wird, wie oben erwähnt. Wie an der Stelle 8b in Fig. 14 verdeutlicht, wird
die Zündeinstellung zu diesem Zeitpunkt auf einem Wert gehalten, der einer konstanten unteren Kurbelwinkellage im
Bereich der Motordrehzahl N2 (Leerlauf) entspricht, und zwar infolge der Beziehung zwischen der Signalwellenform des resultierenden
Signals Vf und der Signalwel1enform des ersten
Sägezahnsignals Va. Wird die Motordrehzahl N3 erreicht (d.h.
bei der oder oberhalb derer die Einspritzeinstellung verstellt
werden soll), so schneidet der allmählich ansteigende Teil des resultierenden Signals Vf das erste Sägezahnsignal
Va, so daß beim Ansteigen der Motordrehzahl die Zündeinstellung allmählich verstellt wird, wie dies an der Stelle
8b in Fig. 14 verdeutlicht wird. Wird der Bereich der hohen Motordrehzahl N4 erreicht, wird die Zündeinstellung
auf einen konstanten Wert gehalten, der einer konstanten hohen Kurbelwinkellage entspricht, wie dies an der Stelle
8b in Fig. 14 dargestellt ist. Dies ermöglicht eine zweistufige
Verstellwinkelkurve für die Zündeinstellung.
Die zweistufige Verstellwinkelkurve entsprechend dem ersten
Ausführungsbeispiel ermöglicht die Erzielung einer optimalen
Verbrennung in den Motorzylindern in Übereinstimmung mit
Änderungen der Motordrehzahl. Außerdem kann die Zündeinstellung des maximalen Verzögerungswinkels auf der Basis eines
Bezugswertes festgelegt werden, der die Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses Pc2 darstellt, wobei diese Flanke des
Impulses durch eine instabile Drehung des Motors, z.B. wenn der Motor gestartet wird, nicht beeinflußt wird. Die Zündeinstellung
des maximalen Verzögerungswinkels kann demzufolge auf exakte Weise gesteuert und die Erzeugung eines
Gegendrehmoments wirksam unterdrückt werden. Demzufolge ist es nicht erforderlich, die Motorfestigkeit infolge des Auftretens
eines Gegendrehmoments zu steigern, was eine Reduzierung des Motorgewichts ermöglicht.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig. 15 bis 19 das zweite Ausführungsbeispiel der ZUndeinstellungs-Steuervorrichtung
gemäß der Erfindung beschrieben, bei dem die Zündsignal-Erzeugungsschaltung
(Verstellwinkel schaltung 5) und die Zündsteuerschaltung (die Schaltung zur Vermeidung eines
Gegendrehmoments) 6, die in Fig. 5 gezeigt sind, in integrierter Weise ausgeführt sind, um die Schaltung zu vereinfachen
und die Hardware zu reduzieren.
Wie aus Fig. 15 ersichtlich, umfaßt die Zündeinstel1ungs-Steuervorrichtung
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
- eine Stromversorgungsschaltung 101,
- eine Impulserzeugungsschaltung 108 zum Erzeugen erster und
zweiter Impulssignale, von denen jedes einem vorbestimmten
Kurbelwinkel der Motorkurbelwelle entspricht,
- eine Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung 109 zum Erzeugen
einer Rechteckwelle, die mit einer vorbestimmten Steigung
vom Zeitpunkt der Erzeugung des ersten Impulssignals ansteigt
und ab dem Zeitpunkt der Erzeugung des zweiten Impulssignals mit einer sanften Steigung abfällt,
- eine Entscheidungsschaltung 110 zur Erzeugung einer Ausgangsgröße
mit dem logischen Pegel "0", falls der Span-
nungspegel des Rechteckwellensignals größer als ein vorbestimmter
Pegel ist,
- eine Dreieckwellen-Erzeugungsschaltung 111 zum Erzeugen
einer Dreieckwelle, die mit einer konstanten sanften Steigung
ab dem Zeitpunkt ansteigt, zu dem die Entscheidungsschaltung 110 eine Ausgangsgröße mit dem logischen Pegel
"1" erzeugt, und mit einem vorbestimmten Winkel ab dem Zeitpunkt abfällt, bei dem das erste Impulssignal erzeugt
wird und dann zum "O"-Pegel zu dem Zeitpunkt zurückkehrt, •JO bei dem das zweite Impulssignal erzeugt wird,
- eine Zündsignal-Erzeugungsschaltung 112 zum Erzeugen eines
ZUndsignals, nachdem Signale mit dem Pegel "0" von der Entscheidungsschaltung 110 und der Dreieckwellen-Erzeugungsschaltung
111 empfangen wurden.
•J5 Die Impulserzeugungsschaltung 108 umfaßt Dioden D8 und D9,
die über den Widerstand R12 in zueinander entgegengesetzten Richtungen mit der Impulsgeberspule Ib verbunden sind. Eine
Parallelschaltung bestehend aus dem Widerstand Rl4 und einer
Zweirichtungs-Zenerdiode Dz2 ist zwischen Erde und der die
Dioden D8 und D9 verbindenden Leitung geschaltet. Die Dioden D8 und D9 erzeugen die ersten (positiven) und zweiten
(negativen) Impulssignale, die der Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung
109 zugeführt werden. Die Diode Dz2 dient dem Schutz der Schaltung vor übermäßigen Impulsspannungen,
die von der Impulsgeberspule Ib erzeugt werden.
Die Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung 109 umfaßt einen ersten
Inverter 9a, dessen Eingangsklemme mit der Verbindungsstelle
zwischen dem Widerstand R32 und einem Transistor Q4 verbunden ist, wobei der Widerstand R32 und der Transistor
Q4 eine Reihenschaltung ausbilden, die zwischen eine Stromversorgungsleitung
8 und Erde geschaltet ist. Die Basis des Transistors 4 steht über eine Parallelschaltung aus einem
Widerstand R13 und einem Kondensator C5, die der Rauschunterdrückung dient, mit einer Diode D8 der Impulserzeugungs-
schaltung 108 in Verbindung. An die Ausgangsklemme des Inverters 9a ist in Durchlaß- bzw. Vorwärtsrichtung eine
Diode DlO geschaltet. Ein Kondensator CIl und ein Widerstand
R33 sind parallel zwischen Erde und der Ausgangsleitung der Diode DlO geschaltet, wobei diese Ausgangsleitung
über einen Widerstand R40, eine in Vorwärtsrichtung geschaltete Diode DlT und eine in Sperrichtung geschaltete Diode Dl2
mit Erde verbunden ist. Die Verbindungsstelle der Dioden DIl,
DI2 steht über den Transistor Q5 mit der Diode D9 der Impulsgeberschaltung
108 in Verbindung.
Die Entscheidungsschaltung 110 umfaßt einen zweiten Inverter
9b, dessen Eingangsklemme mit der Ausgangsleitung der
Diode DlO der Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung 109 verbunden
ist. Der Inverter 9b weist ein internes Transistorschaltelement auf, dessen Inversions-Schwellenpegel Eth (etwa 0,7 V)
für den Betrieb des Inverters 9b vorbestimmt ist.
Die Dreieckwellen-Erzeugungsschaltung 111 umfaßt eine Reihenschaltung
bestehend aus einer in Sperrichtung geschalteten Diode D13, einem Widerstand R41 und einem Kondensator C18,
die zwischen Erde und der Ausgangsleitung des zweiten Inverters
9b geschaltet ist. Parallel zu der Reihenschaltung aus
Diode DI3 und Widerstand R41 ist ein Widerstand R42 geschaltet.
Die nichtgeerdete Seite des Kondensators C18 steht über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode DI4 mit der VerbindungsstelIe
der Dioden DIl und DI2 der Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung
109 in Verbindung.
Die Zündsignal-Erzeugungsschaltung 112 weist ein NAND-Glied
10 auf. Dieses NAND-Glied 10 hat zwei Eingangsklemmen, von denen eine mit der Ausgangsklemme des zweiten Inverters 9b
und die andere mit der nichtgeerdeten Seite des Kondensators CI8 der Dreieckwellen-Erzeugungsschaltung 111 verbunden ist.
Die Ausgangsklemme des NAND-Glieds 10 steht über ein Tiefpaßfilter
bestehend aus einem Widerstand R43 und einem
Kondensator Cl 2 mit dem GÄTE-Anschluß des Thyristors SCR in
Verbi ndung.
Mit Bezug auf die Fig. 16 bis 19 wird nachstehend die Funktionsweise
des in Fig. 15 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiels
beschrieben.
Wird der Motor gestartet, beginnt der Generator 1 sich zu drehen, so erzeugen die Erregerspule la und die Impulsgeberspule
Ib jeweils eine Spannung. Die Erregerspule la ruft einen Ausgangsstrom hervor, der den Kondensator Co der Zündschaltung
2 lädt. Gleichzeitig wird der Kondensator C2 der Stromversorgungsschaltung 101 auf eine Spannung aufgeladen,
die von der Zenerdiode DzI stabilisiert wird. Liefert die
Impulsgeberspule Ib den ersten Zeitimpuls Pci an die Impulserzeugungsschaltung
108 (Fig. 16 (a)), so führt die Diode D8 das Signal als erstes Impulssignal dem Transistor Q4 zu,
woraufhin der Transistor Q4 in den leitenden Zustand gesteuert wird, um den Eingangspegel des ersten Inverters 9a auf-Erdpotentia]
zu ändern, wodurch die Ausgangsklemme des Inverters 9a auf die logische "1" geht. Infolge dieser Ausgangsgröße
mit dem logischen Pegel "1" wird der Kondensator CIl aufgeladen. Die aufgeladene Spannung entlädt sich danach
allmählich über den Widerstand R33 (Fig. 16 (b)). Liefert nun die Impulsgeberspule Ib den zweiten Zeitimpuls Pc2 an
die Impulserzeugungsschaltung 108 (Fig. 16 (a)), so führt
die Diode D9 das Signal als zweites Impulssignal dem Transistor Q5 der Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung 109 zu, wodurch
der Transistor Q5 eingeschaltet wird. In Erwiderung
darauf, wird die im Kondensator CIl geladene Spannung mit einer Steigung entladen, die sanfter als die beim Spannungsanstieg
ist. Dies wird durch eine Entladezeitkonstante geregelt,
die z.B. durch die Widerstände R40 und R41 bestimmt wird. Demzufolge erzeugt die Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung
109 das Rechtecksignal Vg, das in Fig. 16 (b) dargestellt i st.
Wie oben erwähnt, wird der Betriebspegel des zweiten Inverters 9b auf einen vorbestimmten Schwellenwert Eth festgelegt.
Die Entscheidungsschaltung 110 erzeugt das Ausgangssignal Vh mit dem logischen Pegel "0", wenn der Pegel des Rechteckwellensignals
Vg den vorbestimmten Schwellenwert Eth des Inverters
9b übersteigt, und erzeugt das Ausgangssignal mit dem logischen Pegel "1", wenn der Pegel des Rechteckwellensignals
Vg unterhalb des vorbestimmten Schwellenpegels liegt;
d.h. es wird ein zwei pegeliges Signal Vh, wie in Fig. 16 (c)
gezeigt, erzeugt. Fällt das Rechteckwellensignal Vg mit einer
sanften Steigung in Erwiderung auf den zweiten Zeitimpuls Pc2 ab und fällt unter den vorbestimmten Pegel Eth, so erzeugt
der zweite Inverter 9b den Ausgangspegel von "1" des zweipegeligen Signals Vh. Wie aus Fig. 16 ersichtlich, tritt die
Vorderflanke des Impulses mit dem Pegel "1" zu einem Zeitpunkt auf, der geringfügig später als der Zeitpunkt liegt,
bei dem der zweite Zeitimpuls Pc2 erzeugt wird. Zu dem Zeitpunkt, bei dem die Ausgangsgröße des zweiten Inverters 9b
von "0" auf "1" ansteigt, beginnt der Kondensator C18 der
Dreieckwellen-Erzeugungsschaltung 111 mit dem Ladevorgang,
und zwar mit einer sanften Steigung entsprechend einer Ladezeitkonstante, die von dem Widerstand R42 und der Kapazität
des Kondensators C18 bestimmt wird. Zu dem Zeitpunkt, bei dem die Ausgangsgröße des zweiten Inverters 9b auf den
Pegel von "0" zurückkehrt (d.h. wenn der erste Zeitimpuls Pci erzeugt wird), fällt die im Kondensator C18 geladene Spannung
ab, d.h. sie wird mit einer festen Steigung entsprechend einer Entladezeitkonstante, die durch eine derartige Schaltung wie
die Parallelschaltung aus den Widerständen R41 und R42 bestimmt
wird, entladen (Fig. 16 (d)). Wird der zweite Zeitimpuls Pc2 während des Abfalls dieses Spannungssignals erzeugt,
so wird der Transistor Q5 eingeschaltet. Zu dem Zeitpunkt,
bei dem dies eintritt, wird der Kondensator C18 rasch auf den Pegel von "0" entladen. Somit wird ein Dreieckwellensignal Vi,
das in Fig. 16 (d) dargestellt ist, von der nichtgeerdeten Seite des Kondensators C18 der Dreieckwellen-Erzeugungsschal-
tung 111 der Zündsi gnal-Erzeugungsschal tung Π2 zugeführt.
Wie oben erwähnt, liegt der Zeitpunkt, bei dem die Ausgangsgröße Vh des zweiten Inverters 9b auf den Pegel "1" ansteigt,
geringfügig später als der Zeitpunkt, bei dem das zweite Zeitimpulssignal Pc2 erzeugt wird, und das Potential
oder das Signal Vi an der nichtgeerdeten Seite des Kondensators C18 kehrt zu dem Zeitpunkt auf den Pegel "0" zurück,
bei dem der zweite Zeitimpuls Pc2 erzeugt wird. Liegen demzufolge die beiden Eingangssignale mit dem Pegel "0" an dem
NAND-Glied 10 an, so erzeugt das NAND-Glied 10 synchron mit
der Erzeugung des zweiten Zeitimpulses Pc2 eine Ausgangsgröße als Zündsignal Vj. Als Folge dessen liefert die Zündsignal-Erzeugungsschaltung
112 das in Fig. 16 (e) gezeigte Zündsignal. Dieses Signal schaltet den Thyristor SCR ein,
so daß die Zündkerze mit Hilfe der Zündspule 3 zündet. Da das verdeutlichte Beispiel Anwendung findet, wenn der Motor
sich in einem niedrigen Drehzahl bereich befindet, entspricht die Zündeinstellung zu diesem Zeitpunkt dem maximalen Verzögerungswinkel
.
Nachfolgend wird die Zündwinkelverstel1ung bei einer Zunahme
der Motordrehzahl wie auch die Verhinderung eines Gegendrehmoments erläutert.
Steigt die Motordrehzahl an, so wird das Zeitintervall zwischen
der Erzeugung der ersten und der zweiten Zeitimpulse Pci, Pc2 kürzer, und somit auch das Ladezeitintervall des
Kondensators Cl8 in der Dreieckwellen-Erzeugungsschaltung
Demzufolge verkleinert sich allmählich die Impulsbreite des Dreieckwellensignals Vi, wie dies anhand der Fig. 17 (a) bis
(e) dargestellt ist. Da die Ladezeit bei niedriger Motordrehzahl lang ist, ist der Signalpegel des Dreieckwellensignals
Vi ausreichend größer als der Betriebs-oder Schwellenpegel
Eth1 des NAND-Glieds 10. Demzufolge entspricht der Zeitpunkt,
in dem das Dreieckwellensignal Vi in Erwiderung auf die Erzeugung
des zweiten Zeitimpulse Pc2 steil abfällt, dem Zeit-
punkt, bei dem der Thyristor SCR eingeschaltet wird (Fig. 17
(a) und (b)). Da der Scheitelwert des Dreieckwellensignals
Vi infolge des kürzeren Ladezeitintervalls des Kondensators
C18 abfällt, was durch einen Anstieg der Motordrehzahl hervorgerufen wird, wird der Schnittpunkt zwischen dem Dreieckwellensignal
und dem Betriebspegel Eth1 des NAND-Glieds 10
allmählich nach links verschoben, wie dies in den Fig. 17 (a) bis (e) dargestellt ist, so daß die Zündeinstellung ihren
Winkel entsprechend dieser linksgerichteten Verschiebung
des Schnittpunktes gemäß den Fig. 17 (a) bis (e) verstellt, und zwar unter der Bedingung, daß das Rechteckwellensignal
der Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung 109 den
Schwellenpegel Eih des zweiten Inverters 9b übersteigt.
Steigt die Motordrehzahl noch höher an, so daß der Scheitelwert des Dreieckwellensignals Vi unter den Betriebspegel Eth'
des NAND-Glieds 10 fällt, wie in Fig. 17 (e) gezeigt, so geht eine Eingangsklemme des NAND-Glieds 10 auf den Pegel
"0" und bleibt dort. Demzufolge entspricht der Punkt, bei dem die Ausgangsgröße Vh des zweiten Inverters 9b abfällt,
dem Zeitpunkt, bei dem der Thyristor SCR eingeschaltet wird.
Die Zündeinstellung zu diesem Zeitpunkt entspricht dem maximalen Verstellwinkel.
Fig. 18 stellt eine Kurve dar, die die vorstehend ausgeführte Zündwinkel verstellung verdeutlicht. So wird beim Ansteigen
der Motordrehzahl die Zündeinstellung allmählich vom Beginn j des Verstel1 Vorganges (der der Fig. 17 (b) entspricht)
an verstellt und wird beim maximalen Verstellwinkel, dem das Ende k des Verstell Vorganges (das der Fig. 17 (d)
entspricht) folgt, konstant.
Zur Vermeidung eines Gegendrehmoments fällt das Rechteckwellensignal
Vg, das in Fig. 16(b) dargestellt ist, bei sehr niedriger Motordrehzahl infolge der Entladung über den Widerstand
R33 stets sanft ab. Das Rechteckwellensignal Vg fällt
deshalb unter den Schwellenpegel Eth des zweiten Inverters 9b,
ehe der zweite Zeitimpuls erzeugt wird, wie dies in den Fig. 19 (a) und (b) gezeigt ist. Demzufolge bleibt zu dem
Zeitpunkt, bei dem der zweite Zeitimpuls Pc2 erzeugt wird, die Ausgangsgröße Vh des zweiten Inverters 9b immer auf dem
SCR
Pegel "1", so daß der Thyristör·nicht eingeschaltet werden kann. Dies verhindert eine Zündung, die eine Ursache für ein Gegendrehmoment ist, falls der Fahrer auf den Kick-Hebel niedertritt.
Pegel "1", so daß der Thyristör·nicht eingeschaltet werden kann. Dies verhindert eine Zündung, die eine Ursache für ein Gegendrehmoment ist, falls der Fahrer auf den Kick-Hebel niedertritt.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeiten
die Entscheidungsschaltung 110 und die ZUndsignal-Erzeugungsschaltung 112 auf der Grundlage binärer Signale "0" und "1",
was die Verwendung eines logischen Schaltkreises ermöglicht.
Demzufolge kann ein Universal-IC verwendet werden, um die
Bestückungsdichte zu erhöhen, und dadurch die Größe, das Gewicht und die Herstellungskosten zu reduzieren. Ferner
braucht die Zündsteuerschaltung zur Verhinderung eines Gegendrehmoments
nicht getrennt von der Zündsignal-Erzeugungsschaltung 112 für die Winkelverstel1ung vorgesehen werden.
Stattdessen werden die beiden Schaltungen in eine einzige Schaltung integriert, die sowohl eine Winkelverstel1ung als
auch den Ausschluß eines Gegendrehmoments durchführt. Dadurch kann sogar eine noch größere Reduzierung der Abmessungen,
des Gewichts und der Kosten erzielt werden. Da für eine Schaltung, wie z.B. die Entscheidungsschaltung 110, Universal-Logik-ICs
vom C-MOS-Typ verwendet werden, kann der Leistungsverbrauch reduziert und die von der Erregerspule
erzeugte Leistung wirksam als Zündkerzen-Zündenergie verwendet werden.
- Leerseite -
Claims (2)
10
Patentansprüche:
.yZündeinstellungs-Steuervorrichtung für einen Verbrennungs·
motor, die eine Zündschaltung (2), eine Zündspule (3) und eine Zündkerze (4) aufweist und ein Triggfersignal
der Zündschaltung (2) zuführt, die in Erwiderung auf das Triggersignal an die Zündspule (3) zur Ansteuerung der
Zündkerze (4) einen Hochspannungsimpuls abgibt, gekennzeichnet durch
- eine Impulserzeugungseinrichtung (1) zum Erzeugen erster
und zweiter Zeitimpulse, die jeweiligen, vorbestimmten Kurbelwinkeln des Motors entsprechen,
- eine erste Sägezahnwellen-Erzeugungsschaltung (103),
die auf den zweiten Zeitimpuls (Pc2) der Impulserzeugungseinrichtung
(1) anspricht und ein erstes Sägezahnsignal (Va) mit einer vorbestimmten Steigung synchron
mit der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulseserzeugt,
- eine zweite Sägezahnwellen-Erzeugungsschaltung (102),
die auf die ersten und zweiten Zeitimpulse (Pci, Pc2) der Impulserzeugungseinrichtung (1) anspricht und ein
zweites Sägezahnsignal (Vb) erzeugt, das mit der Vor
derflanke des ersten Zeitimpulse (Pci) im allgemeinen
senkrecht ansteigt, mit der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses (Pc2) im allgemeinen senkrecht abfällt
und zwischen den Vorderflanken der ersten und zweiten Zeitimpulse (Pci, Pc2) mit einer Steigung ansteigt,
die größer als die vorbestimmte Steigung des ersten Sägezahnsignals (Va) ist,
- eine dritte Sägezahnwellen-Erzeugungsschaltung (105),
die mit der ersten und zweiten Sägezahnwellen-Erzeugungsschaltung (103,102) verbunden ist und ein drittes
Sägezahnsignal■(Vc1) erzeugt, das mit der Vorderflanke
des ersten Zeitimpulses (Pci) mit einer Steigung ansteigt, die größer als die Steigung des ersten Sägezahnsignals (Va) ist, und mit der Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses (Pc2) im allgemeinen senkrecht abfällt,
- eine Rechteckwel1ensignal-Erzeugungsschal tung (106),
die die ersten und dritten Sägezahnsignale (Va, Vc1) vergleicht und ein Rechteckwellensignal (Vd) mit einem
Pegel erzeugt, der größer als der des zweiten Sägezahnsignals (Vb) ist,und zwar von dem Zeitpunkt ab, bei dem
die Signalpegel der ersten und dritten Sägezahnsignale (Va, Vc1) übereinstimmen, und bis zu dem Zeitpunkt, bei
dem die Vorderflanke des zweiten Zeitimpulses (Pc2) vorliegt,
- eine Vergleichsschaltung (107), die das erste Sägezahnsignal (Va) mit einem aus dem zweiten Sägezahnsignal
(Vb) und dem Rechteckwellensignal (Vd) resultierenden
Signal (Vf) vergleicht und ein Steuersignal erzeugt, wenn die Signalpegel der beiden verglichenen Signale
(Va, Vf) übereinstimmen, und
- eine Triggersignal-Erzeugungsschaltung (104), die das
Steuersignal der Vergleichsschaltung (107) empfängt und
ein Triggersignal in Erwiderung auf das Steuersignal erzeugt.
2. Zündeinstellungs-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor,
gekennzeichnet durch
- eine Impulserzeugungsschaltung (108), die erste und
zweite Impulssignale (Pci, Pc2) erzeugt, die jeweils
vorbestimmten Kurbelwinkeln des Verbrennungsmotors entsprechen,
- eine Rechteckwellen-Erzeugungsschaltung (109), die auf
die ersten und zweiten Impulssignale;(Pci, Pc2) der
Impulserzeugungsschaltung (108) anspricht und ein Recht-
^0 eckwellensignal (Vg) erzeugt, das vom Zeitpunkt der Erzeugung
des ersten Impulssignals (Pci) mit einer vorbestimmten
Steigung ansteigt und ab dem Zeitpunkt der Erzeugung des zweiten Impulssignals (Pc2) mit einer Steigung
abfällt, die geringer als die vorbestimmte Steigung ist,
- eine Entscheidungsschaltung (110), die auf das Recheckwellensignal
(Vg) der Rechteckwellensignal-Erzeugungsschaltung (109) anspricht und eine Ausgangsgröße mit
logischem Pegel "0" erzeugt, wenn der Signalpegel des
^ Rechteckwellensignals (Vg) größer als ein vorbestimmter
Pegel (Eth) ist, und eine Ausgangsgröße mit logischem Pegel "1" erzeugt, wenn der Signalpegel niedriger als
der vorbestimmte Pegel (Eth) ist,
- eine Dreieckwellen-Erzeugungsschaltung (111), die mit
" der Entscheidungsschaltung (110) verbunden ist und ein
Dreieckwellensignal (Vi) erzeugt, das ab einem Zeitpunkt,
bei dem die Entscheidungsschaltung (110) eine Ausgangsgröße mit logischem Pegel "1" erzeugt, mit einer konstanten,
leichten Steigung ansteigt, ab einem Zeitpunkt,
bei dem das erste Impulssignal (Pci) erzeugt wird, mit
einer einen vorbestimmten Winkel bildenden Steigung abfällt und dann zum Zeitpunkt der Erzeugung des zweiten
Impulssignals (Pc2) im allgemeinen senkrecht auf einen
logischen Pegel "0" abfällt?und
* - eine Zündsignal-Erzeugungsschaltung (112), die mit der
Enfccheidungsschaltung (110) und der Dreieckwellen-
Erzeugungsschaltung (111) verbunden ist und ein Zündsignal erzeugt, wenn die Entscheidungsschaltung (110)
als auch die Dreieckwellen-Erzeugungsschaltung (111)
Ausgangsgrößen mit logischem Pegel "0" erzeugen.
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