DE2335562A1

DE2335562A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung einer triggeraustastspannung bei der analyse des zuendspannungsverlaufes von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2335562A1
Application number: DE19732335562
Authority: DE
Inventors: Klaus Roland Dipl Ing Kuhn; Viktor Dipl Ing Stigler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1973-07-12
Filing date: 1973-07-12
Publication date: 1975-02-06
Also published as: GB1473893A; IT1015780B; SE7409011L; US3970872A; DE2335562B2; FR2237337B1; SE401392B; FR2237337A1

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Triggeraustastspannung bei der Analyse des Zündspannungsverlaufes von Brennkraftmaschinen

Zur Beurteilung des Zündvorganges bei einer Brennkraftmaschine mit Funkenzündung liefert der^ zeitliche Spannungsverlauf am Hochspannungsanschluß der Zündspule der Maschine wichtige Anhaltspunkte. Der Zündspannungsverlauf wird durch die in bestimmten Zeitpunkten vorhandene Spannungshöhe charakterisiert. ITm eine Analyse einzelner Abschnitte der Zündspannungskurve einzuleiten, müssen der Zündspannungskurve TriggersignaIe entnommen werden. Im Verlauf einer Zündspannungskurve werden, jedoch die Triggerschwellen mehrmals überschritten. Deshalb muß ein Teil der anfallenden TriggersignaIe für bestimmte Zeitabschnitte im Verlauf der Zündspannungskurve ausgetastet werden. Bei der Zündanlage einer Brennkraftmaschine kann beispielsweise die Brenndauer des Zündfunkens während des leerlaufs der Maschine 3,5 bis 3,7 ms betragen. An diese Brenndauer schließt sich gewöhnlich noch ein Ausschwingvorgang an, welcher nochmals 4 ms dauern kann. Bei Vollast und hohen Drehzahlen der gleichen Maschine kann der zeitliche Abstand zwischen zwei Zündungen dagegen nur 2,5 ms betragen. Dabei verkürzt sich die Dauer der Brennlinie infolge ungenügender Aufladung der Zündspule auf ungefähr 0,8 ms. Der Schließvorgang des Unterbrecherkontaktes fällt bei dieser hohen Drehzahl in den Ausschwingvorgang der Zündspule. Unter diesen Umständen ist es einsehbar, daß die Triggeraustastung drehzahlabhängig gestaltet werden muß.

Der Erfindung lag demnach die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Triggeraustastspannung bei der Analyse des Zündspannungsverlaufes von Brennkraft-

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maschinen anzugeben, "bei der die Dauer der Iriggeraus-"fcastung in der Weise drehzahlabhängig ist, daß sie mit steigender Häufigkeit der Impulse infolge ansteigender Drehzahl kürzer wird.

Bei einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Iriggaraustastspannung "bei der Analyse des Zündspannungsverlauf es von Brennkraftmaschinen wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an einem Ausgang einer trigg^erimpulsgesteuerten monostabilen Kippschaltung eine Kondensatorladeschaltung angeschlossen ist und der spannungsführende Belag des Kondensators mit einem die Dauer des instabilen Zustandes der Kippschaltung bestimmenden Glied verbunden ist.

Bei dieser Schaltungsanordnung steuert die drehzahlabhängige Häufigkeit des Iriggeraustastsignals dessen Dauer.

Zweckmäßig wird als monostabile Kippschaltung ein integrierter Schaltkreis mit einer äußeren Beschaltung durch eine RC-Kombination als ein die Dauer des instabilen Zustandes der Kippschaltung bestimmendes Glied verwendet.

Um beim leerlauf eine festliegende längste Dauer des Austastsignals zu erhalten, ist der Ausgangsspannung der Kondensatorladeschaltung über eine Diode eine Schwellspannung entgegengeschaltet. Erst nach der Überwindung dieser Schwellspannung durch die Ausgangsspannung der Kondensatorladeschaltung tritt die drehzahlabhängige Verkürzung des Austastsignals ein.

Die Kondensatorladeschaltung besteht zweckmäßig aus einem Schalttransistor, dessen Kollektor-Emitter-Strecke über eine Parallelschaltung einer Diode und eines Widerstandes ein Kondensator parallel liegt. Dem Kondensator ist zusätzlich eine Zenerdiode parallelgeschaltet. An der Ausgangsklemme der Kondensatorladeschaltung ist das die Dauer des instabilen Zustandes der Kippschaltung bestimmende RC-Glied über eine Diode angeschlossen.

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Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung mit drei 'Figuren näher erläutert.

Figur 1 stellt den zeitlichen Verlauf e'iner Zündspannungslcurve im Leerlauf der Brennkraftmaschine dar. In Figur 2 ist im selben Zeitrnaßstab der Verlauf der Zündspannung "bei Vollast und hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine dargestellt.

In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung gezeigt.

In Figur 1 ist über einer Zeitachse t der Verlauf der Zündspannung beim Leerlauf einer Brennkraftmaschine mit Funkenzündung dargestellt. Mit a ist dabei die sogenannte "Vorspannungslinie¹¹ bezeichnet. Sie stellt einen Spannungsimpuls dar, der sich nach dem Unterbrechen des Zündstromes an der Zündspannungsspule aufbaut. Nach Eintritt des Funkenüberschlages zwischen den Elektroden der Zündkerze sinkt die Spannung auf die Höhe der mit b bezeichneten Brennlinie der Zündspannung ab. Der Brennlinie b schließt sich ein Ausschwingvorgang c an, innerhalb dessen sich die Zündspannung auf Null einpendelt. Der daran anschließende negative Spannungssprung bezeichnet den Schließvorgang des Unterbrecherkontaktes.

In Figur 2 ist im selben Zeitmaßstab ein Zündspannungsverlauf dargestellt, wie er sich bei hoher Drehzahl und Volllast der untersuchten Maschine ergibt. Wesentliche Unterschiede gegenüber dem Verlauf nach Figur 1 sind dabei eine geringere Amplitude der Vorspannungslinie, eine wesentliche zeitliche Verkürzung der Brennspannungslinie auf ungefähr ein Drittel bis ein Viertel ihrer Dauer während des Leerlaufs und charakteristische Spannungsspitzen, die auf der Brennspannungslinie aufsitzen und die in ihrer Amplitude in der Größenordnung der Vorspannungslinie liegen können. Der Ausschwingvorgang c ist bei hoher Drehzahl verkürzt, die Schließung des Unterbrecherkontaktes d fällt in den Ausschwingvorg3ng.

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Soll der Zündspannungsverlauf analysiert werden, muß als Vorbedingung dazu der Beginn einer Zündung erkannt werden. Die dazu notwendigen Charakteristika sind die Amplitude und der steile Abfall der Vorspannungslinie. Die Vorspannungslinie wird deshalb zum Triggern der gesamten Meßeinrichtung herangezogen. Wie aus der Figur 2 ersichtlich, treten bei Vollastbetrieb auf der verkürzten Brennlinie Spannungsspitzen auf, die den gleichen zeitlichen Verlauf wie die Vorspannungslinie haben und deshalb zum erneuten Triggern der Meßeinrichtung führen können. Aus diesem Grunde muß nach der Vorspannungslinie eine erneute Triggerung während der Dauer der Brennlinie verhindert werden. Diesem Zweck dient die drehzahlabhängige Triggeraustastung nach der Erfindung.

In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Triggeraustastspannung dargestellt. Einer monostabilen Kippschaltung K, die aus einem integrierten Baustein, beispielsweise einem FLK 101 bestehen kann, wird an ihrer Eingangsklemme 5 ein normierter und aus der Vorspannungslinie abgeleiteter Triggerimpuls zugeführt. Einer Ausgangsklemme 6 der monostabilen Kippstufe ist das Triggeraustastsignal zu entnehmen. Die Dauer dieses Austastsignals wird bestimmt durch eine an Klemmen 10 und 11 des integrierten Bausteins angeschlossene RC-Kombination aus dem Widerstand R1 und dem Kondensator Mitbestimmend für die Dauer des aus der Klemme 6 entnehmbaren Austastsignals ist außerdem die am Widerstand R1 anliegende Spannung. Diese Spannung wird nun beeinflußt durch eine Kondensatorladeschaltung, die im wesentlichen aus einem Schalttransistor T1 besteht, dessen Basis über einen Widerstand R2 an eine gegenüber dem Ausgang 6 ein inverses Ausgangssignal führende Klemme 1 angeschlossen ist. Normalerweise ist der Schalttransistor T1 leitend und wird in seinen Sperrzustand überführt, wenn an der Klemme 1 ein negativer Austastimpuls erscheint. In der Sperrphase des Tran-

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sistors T1 wird ein über die Parallelschaltung eines Widerstandes R4 und einer Diode D1 parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T1 liegender Kondensator 02 über einen Widerstand R3 und die Diode D1 aufgeladen. Ist der Transistor T1 leitend, so wird der Kondensator 02 über den Widerstand R4 und den Transistor T1 langsam entladen. Die Entladegeschwindigkeit ist so gewählt, daß sie dem größtmöglichen Drehzahlabfall der Maschine entspricht. Am Kondensator C2 bildet sich ein Spannungsmittelwert aus, der proportional dem Abstand der Triggeraustastimpulse, also auch proportional der Drehzahl ist. Bei geringerer Häufigkeit der Austastimpulse, also großem Impulsabstand, der dem Leerlauf des Motors entspricht, ist die Spannung am Kondensator C2 kleiner als eine Spannung, die an einem Kondensator 03 liegt und die durch einen Spannungsteiler aus Widerständen R5 und R6 festgelegt ist. über eine Diode D4 ist diese Spannung mit dem die Dauer des instabilen Zustandes der Kippschaltung K bestimmenden Gliedes R1, 01 verbunden. Ist die Spannung am Kondensator C3 größer als am Kondensator 02, so ist eine Diode D3, mit der der Kondensator 02 mit dem zeitbestimmenden Glied R1, 01 verbunden ist, gesperrt. Dieser Zustand bringt die größte Dauer der Triggeraustastzeit. Bei großer Häufigkeit der Triggeraustastimpulse, also bei hoher Drehzahl, übersteigt die Spannung am Kondensator die Spannung am Kondensator 03. Der zeitbestimmende Widerstand R1 erhält damit eine höhere Spannung über die Diode D3. Damit verkürzt sich die Länge der Triggeraustastirapulse. Eine Zenerdiode D2, die dem Kondensator 02 parallel liegt, begrenzt die Spannung am Kondensator auf einen dem integrierten Schaltkreis ungefährlichen Wert.

6 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

- 6 - VPA 9/361/3513 Patentansprüche

1.J Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Triggeraustastspannung bei der Analyse des Zündspannungsverlaufes von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß an einen Ausgang (1) einer triggerimpulsgesteuerten monostabilen Kippstufe (K) eine Kondensatorladeschaltung (T1,^- R3, D1, 02) angeschlossen ist und der spannungsführende Belag des Kondensators (02) mit einem die Dauer des instabilen Zustandes der Kippschaltung (K) bestimmenden Glied (R1, 02) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als monostabile Kippstufe (K) ein integrierter Schaltkreis mit einer äußeren Beschaltung durch eine RC-Kombination (R1, 01) als ein die Dauer des instabilen Zustandes der Kippschaltung (K) bestimmendes Glied dient.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsspannung der Kondensatorladeschaltung (11, R3, D1, 02) über eine Diode (D4) eine Schwellspannung entgegengeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorladeschaltung aus einem Schalttransistor (T1) besteht, dessen Kollektor-Emitter-Strecke über eine Parallelschaltung einer Diode (D1) und eines Widerstandes (R4) ein Kondensator (02) parallelgeschaltet ist.

5. Scbaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (02) eine Zenerdiode (D2) parallel liegt.

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6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dauer des instabilen Zustandes der Kippschaltung bestimmende Glied (R1, C1) über eine Diode (D3) an den Kondensator (C2) angeschlossen ist.

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