DE2708274A1 - Zeitsteuerschaltung - Google Patents

Description

2708274 Dipl.-Phys. O.E. Weber ο-β Münch.n 71

Patentanwalt HofbrunnstraBe 47

„ Telefon: (OW) 781 SOSO

'* Telegrsinm: monopolwetwr

inOnchon

M 493

Motorola Iac.
1303 East Algonquin Road
Schaumburg, 111. 60196
USA

ZeitSteuerschaltung

Die Erfindung betrifft eine Zeitsteuerschaltung, durch welche als Reaktion auf ein Eingangssignal ein Ausgangssignal mit einer derart vorgebbaren Zeitdauer erzeugt wird, daß das Ausgangssignal sich über eine vorgebbare Teilperiode des Eingangssignals erstreckt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Schaltung, welche dazu geeignet ist, in einem Festkörper-Zündsystem als integrierende Schaltung zu arbeiten.

Es ist ein Zündsystem bekannt, welches einen integrierenden Kondensator verwendet, der zwischen zwei Bezugspunkten angeordnet ist, um ein für die Zündung einer Brennkraftmaschine erforderliches Ausgangssignal zu liefern. Da das Zündsystem normalerweise unter der Motorhaube eines Kraftfahrzeuges oder an einer ähnlichen Stelle angeordnet ist, besteht bei einer Schaltung, welche einen Kondensator verwendet, der zwischen zwei Bezugspunkten angeordnet ist, die Gefahr, daß während des normalen Betriebes der Maschine auftretende Bauschstörungen oder Rauschübergänge zu einem fehlerhaften Signal führen, welches dazu führen kann, daß die Zündspule während des Zündzyklus erregt wird, weil derartige Rauschübergänge entweder induktiv oder kapazitiv mit dem Kondensator gekoppelt werden könnten. Wenn ein fehlerhaftes Signal erzeugt

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wird, so kann dadurch eine Fehlzündung ausgelöst weruen, durch welche die Maschine beschädigt oder zumindest in ihrem Wirkungsgrad stark beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ZeitsteuerschRltung der eingangs näher genannten Art zu schaffen, welche zwar einen Kondensator verwendet, durch welche jedoch die Gefahr ausgeschlossen ist, daß beispielsweise von einer Brennkraftmaschine erzeugte Äauschsignale induktiv oaer kapazitiv eingekoppelt werden könnten.

Gemäß der Erfindung ist der Vorteil erreichbar, da£ in Reaktion auf ein Eingangssignal ein Ausgangssignal erzeugt wird, welches sich über einen vorgebbsren Prozentsatz der Periode des Eingangssignals erstreckt.

Weiterhin eignet sich die erfindungsgemäße Schaltung inbesondere zu einer Verwendung in einem ü'e&tköi'per-ZündsyLtea.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltung läßt sich das Auegenerssignal mit besonders hoher Genauigkeit auf einen lerten Bruchteil der Periode des Eingangεsignals einstellen.

Die Erfindung bedient sich der Erkenntnis, ds£ aiit einea Kondensator, der einseitig auf Massepotential gelegt ist, btürungen oder Rauschen weitgehend unterdrückt werden können. Auf diese Weise wird verhindert, daß durch häuschen oder andere Störungen hervorgerufene Störsignale zu einem fehlerhaften Ausgangssignal der Zeitsteuerschaltung und damit unter Umständen zu einer Fehlzündung in der Brennkraftmaschine führen können.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

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Fig. 1 eine teilweise als Blockschema und teilweise als Schaltschema dargestellte Zeitsteuerschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

i'ig. 2 verschiedene Wellenformen, welche zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schaltung dienen, und

i'ig. 3 ein teilweise als Blockschema und teilweise als Schaltschema dargestelltes Zündsystem, welches als Pestkörperbauweise ausgeführt ist und die in der Fig. 1 dargestellte erfindungsgeraäße Schaltungsanordnung enthält.

In der Fig. 1 ist eine Zeitsteuerschaltung 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Die Zeitsteuerschaltung 10 ist derart ausgebildet, daß sie ein Eingangssignal mit einem vorgegebenen Tastverhältnis an der Eingangsklemme 12 empfängt, welche mit einer ersten Eingangskiemme eines UND-Gatters 14 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gatters 14 ist mit der Basis des Transistors 16 und einer Eingang ski eaime eines GDER-Gatters 18 verbunden. Das UND-Gatter 14 und das ODEH-Gatter 18 weisen eine Eingangsverriegelungsechaltung 19 auf, welche grundsätzlich bekannt ist. Der Kollektor des Transistors 16 ist mit der Basis des Transistors 20 verbunden und ist über eine Konstantstromquelle 22 an eine positive Versorgungsklemme angeschlossen. Der Emitter des Transistors 16 und der Transistor 20 sind an eine Massebezugsklemme der Zeitsteuerschaltung 10 angeschlossen. Die Diode 24 ist zwischen dem Kollektor des Transistor 16 und der Marrebezugskleinme angeordnet. Die Kombination aus der Diode 24 und dem Transistor 20 bildet eine Spiegelschaltung bekannter Art. Der Kollektor der Transistors 20 ist mit einer Elektrode eines integrierenden Kondensators 26 verbunden, dessen andere Elektrode mit der Massebezugsklemme verbunden ist. Die erste Elektrode des integrierenden Kondensators 26 ist auch über die Konstantstromquelle 28 mit der positiven EnergieVersorgung verbunden. Eine Klemmschaltung oder Klammerschaltung 30 weist

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die Transistoren 32 und 34, die Dioden 3⁷K 38 und 40 und den Widerstand 42 auf und dient dazu, den l·egel, auf welchen der integrierende Kondensator 26 entladen wird, auf einen vorgegebenen Spannungswert festzulegen, und sie liefert ein Signal an den Spannungskomparator 48, während der Spannungspegel an dem Kondensator festgelegt ist, wie es unten näher erläutert wird. Die Klemmschaltung 30 ist mit der ersten Elektrode des integrierenden Kondensators 26 über den Emitter des Transistors 32 verbunden und hat einen Ausgangsstromknoten, der vom Kollektor des Transistors 34- abgenommen ist. Zwischen dem Kollektor des Transistors 34- und der llassebezugskleuuae ist eine Konstantstromquelle 44 angeordnet, welche einen dazu parallel-geschalteten i'ilterkondensator 4-6 aufweist. Die Differentialkomparatorschaltung 48 hat einen nicht invertierenden Mngang, der mit dem Kollektor des Transistors 3^ verbunden ist, und hat weiterhin einen invertierenden Eingang, der mit einer Bezugεspannung verbunden ist. Der Ausgang des Differentialkomparators 48 ist mit einer weiteren Eingangsklemme des ODER-Gatters 1b verbunden, dessen einer Eingang mit einem zweiten Eingang des UND-Gatters 14 und mit dem Eingang des Inverters 50 verbunden ist. Wie unten näher erläutert wird, wird das Monopuls-AuRgangssignal von der Zeitsteuerschaltung 10 am Ausgang des Inverters 50 erzeugt.

Die Arbeitsweise der in der Fig. 1 dargestellten Schaltung wird nachfolgend anhand den Fig. 1 und 2 erläutert. Zur Erklärung sei angenommen, daß die Ze it st euer schaltung 10 vor der Zeit T_x. (iig. 2) in Betrieb ist, so daß die Wellenform 2A, welche dem Eingangssignal entspricht, auf einem positiven Pegel ist. Vor der Zeit T. wird die weitere Annahme getroffen, daß der zweite Eingang des UND-Gatters 14 auf einem logischen Pegel 1 ist und somit der Ausgang des UND-Gatters 14 auf einem logischen Pegel 1 ist und weiterhin der Transistor 16 gesperrt ist. Wenn das Ausgangssignal des UND-Gatters 14 eine logische 1 ist, ist auch das Ausgangssignal des ODER-Gatters 18 eine logische 1,

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welche dem zweiten Eingang dee UND-Gatters 14 zugeführt wird, wodurch die obige Annahme bestätigt wird, und es wird dann der Ausgang des Inverters 50 an der Klemme 52 dazu gebracht, daß er tiefgelegt wird (Wellenformen 2D und 2C)„ Wenn der Transistor 16 durchlässig ist, ist der Transistor 20 in den gesperrten Zustand vorgespannt, wodurch der Kondensator 26 durch die Konstantstromquelle 28 geladen wird, und zwar mit einem rampenartig ansteigenden Strom, wobei das Steigungsmaß der Stromstärke proportional ist. Die Wellenform 2B erläutert den rampensrtigen Anstieg der Spannung am Kondensator 26 im Abschnitt 70, dessen Steigungsmaß^^ beträgt. Solange die Spannung am Kondensator 26 größer ist als die Spannung des einen Diodenabfalls, wird die Klemmschaltung 30 gesperrt. Wenn die Klemmschaltung 30 gesperrt ist, wird der Kondensator 46 auf das Massepotential entladen, und zwar über die Konstantstromquelle 44, welche bewirkt, daß eine logische 0 der nicht-invertierenden Eingangsklemme des Differentialkomparators 46 zugeführt wird. Dadurch wird am Ausgang des Komparators 48 eine logische 0 erzeugt.

Zu der Zeit T. wird das Eingangssignal, die Wellenform 2A, auf einen logischen Pegel 0 gebracht. Der Ausgang des UND-Gatters 14 wird entsprechend auf einen logischen Pegel 0 gebracht, und zwar ebenso wie der Ausgang des ODER-Gatters 18, was dem Abschnitt 26 der Wellenform 2C entspricht, da das Ausgangssignal des Komparators 48 ebenfalls eine logische 0 ist. Wenn das Eingangssignal für den Inverter 50 eine logische 0 ist, wird d^s Ausgangssignal an der Klemme 52 positiv, wie es durch den Abschnitt 58 der Wellenform 2D veranschaulicht ist. Der Transistor 16 wird gesperrt, und in Reaktion darauf wird die Diode 24 durchlässig. Der Strom von der Konstantstromquelle 22, der eine Größe von 3Iq aufweist, fließt durch die Diode 24, welche bewirkt, daß dieselbe Stromstärke auch durch den Transistor 20 fließt. Da die Konstantstromquelle 28 nur einen Strom mit einer Stärke von Iq liefern kann, wird der Kondensator 26 dazu gebracht,

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daß er sich mit einer Geschwindigkeit entlädt, welche einem Strom von 2I_n proportional ist. Dies wird durch den Abschnitt 60 der Wellenform 2B veranschaulicht, der eine Neigung von #4^ hat. Der Kondensator 26 wird weiter mit einer Geschwindigkeit entladen, welche proportional zu 21p ist, und zwar bis zur Zeit T₀. Da die Klemmschaltung 30 weiterhin während der Zeitintervalle T. bis Tp gesperrt bleibt, wira die Spannung, welche dem nicht-invertierenden Eingang des Komparators 48 zugeführt wird, auf Massepotential gehalten, und die Verriegelungsschaltung 19 wird verriegelt, um an den zweiten Eingang des UND-Gatters 14 eine logische O und an der nJemme 52 eine logische 1 zu erzeugen. Somit bleibt der Ausgang der Zeitsteuerschaltung 10 hochgelegt (Abschnitt 62), und zwar für des Zeitintervall T. bis Tp, unabhängig vom Eingangssignal, weil eine logische 0 an dem zweiten Eingang des UND-Gatters 14 verriegelt ist. Das Zeitintervall T/i-To entspricht einem festen Prozentsatz der Eingabeperiode (Zeitintervall T^ bis T^).

Der auf einer Seite geerdete Kondensator 26 bewirkt eine Filterung von ftau schub ergangen kurzer Dauer, welche vom Eingang der Zeitsteuerschaltung 10 während des Zeitintervall? T^-T. eingekoppelt werden kennten. Somit ist die Zeitsteuerschaltung 10 gegen Eingangsrauschübergänge während des Zeitintervalls T.-Tp durch dns Vorhandensein der Verriegelungsschaltung 19 nicht empfindlich. Weiterhin wird während des Zeitintervalls T₂-T^ durch die kapazitive I'ilterung mit Hilfe der Zeitsteuerschaltung 10 ein falsches Ausgangssignal an der Klemme 52 verhindert. Außerdem filtert der Kondensator 26 Spannungsübergänge oder Spannungsänderungen, die entweder induktiv oder kapazitiv mit dem Kondensator während der gesamten Zeitperiode T-T. gekoppelt sein könnten, da eine Seite des Kondensators an hasse gelegt ist.

Der Transistor 32 der Klemmschaltung 30 ist zwischen dem Betriebspotential V und hasse durch das Vorspannungsnetzwerk vorgespannt,

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welches den Widerstand 42 und die Dioden 34 und 38 aufweist. Der Transistor 32 ist gesperrt, bis die Spannung an seinem Emitter auf einen Diodenspannungsabfall absinkt oder gemäß der Darstellung in der Fig. 2B auf den Wert 0. Dies ergibt sich dadurch, daß der Spannungsabfall der Diode 3^ dem Emitter-Be εϊε-Spannungsabfall des durchlässigen Transistors 32 angepaßt wird, wodurch bewirkt wird, daß der Diodenabfall der Diode 3& (0) an dem Kondensator 26 auftritt, wenn eine Klemmwirkung vorhanden ist. Somit erreicht bei T₀ die Größe der Spannung am Transistor 26 das vorgegebene Spannungspotential 0, und der Transistor 32 der Klemmschaltung 30 beginnt, durchlässig zu werden. Der Aollektorstrom des Transistors 32 nähert sich einem Wert 2Iq, wenn der Kondensator 26 vollständig geklemmt ist oder festgelegt ist oder wenn er nicht weiter entladen wird. Die Diode 40 und der pnp-Transistor 34 der Klemmschaltung 30 weisen eine pnp-Umschaltstufe auf, wie sie an sich bekannt ist und bewirkt, daß der dem Kollektor des Transistors JA zugeführte Strom ebenfalls die Stärke 2I_C aufweist. Der durch den Transistor 34 fließende Strom ist größer als der von der Konst»ntstromquelle 44 gelieferte Strom (1^), so daß der Kondensator 46 dazu gebracht wird, mit einer anderen vorgegebenen Geschwindigkeit aufgeladen zu werden, jedoch im allgemeinen schnell in bezug auf die Neigung bzw. Steigung 60 bzw. 70 in der Wellenform 2B. Somit wird im Zeitpunkt T₀ die Spannung am Kondensator 46 im wesentlichen in kurzer Zeit gleich der Bezugsspannung, welche an der invertierenden Klemme des Differentialkomparators 48 zugeführt wird, und es erscheint am Ausgang desselben eine logische 1. Wenn an dessen Eingang eine logische 1 erscheint, ändert das ODER-Gatter 18 seinen Zustand, und es wird an seinem Ausgang eine logische 1 erzeugt, was dem Abschnitt 64 der Wellenform 2C entspricht. Der Ausgang der Zeitsteuerschaltung 10 schaltet dann auf einen tiefen Pegel um, was dem Abschnitt 66 entspricht, und zwar in Reaktion darauf, daß das ODER-Gatter 1& die Ausgangspegel verändert. Während des Zeitintervalls ^₀-T, wirkt der Kondensator 26 als Filter, und zwar für Rauschen am Eingang oder für Rauschen, welches induktiv oder kapazitiv mit

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dem Kondensator 26 gekoppelt wird. Außerdem würde für kurzzeitige übergänge am Kondensator 26 der Kondensator 46 die Spannung an dem nicht-invertierenden Eingang des Koniparators 48 auf einem hohen Pegel halten, weil durch den Kondensator 46 Rauschsignale integriert werden. Zu der Zeit T₃, wird d.?s Eingangssignal auf einen positiven Pegel umgeschaltet, was dem Abschnitt 68 der Wellenform 2A entspricht, und deshalb, weil beide i-ingangcklemmen des UND-Gatters 14 nun eine logische 1 haben, wird auch das Ausgangssignal des UfrD-Gatters 14 auf eine logische 1 gebrocht, und somit wird der Transistor 16 erneut durchlässig. Wenn der Transictcr durchlässig ist, wird der Transistor 20 in den gesperrten Zustand gebracht, und der Kondensator 26 beginnt, sich mit einer Geschwindigkeit aufzuladen, welche der Stromstärke I_ß proportional ict, was dem Abschnitt 70 der Wellenform 2B entspricht. Wenn zu der Zeit T^ das Eingangssignal wieder auf eine logische 0 umgeschaltet wird, so wiederholt sich der oben beschriebene Zyklus.

Die oben beschriebene Schaltungsanordnung entspricht somit einer ZeitSteuerschaltung, welcher in Reaktion auf ein Eingangssignal mit vorgegebenem Tastverhältnis nur während eines festen Bruchteils der Eingangssignalperiode ein Ausgangssignal erzeugt, unabhängig.vom Eingangssignal, und zwar mit Hilfe einer Eingangsverriegelungsschaltung. Während der Zeit Tp"^ werden irgendwelche Rauschübergänge, die kapazitiv oder induktiv gekoppelt sein könnten, oder auch ein Eingangssignal, welches an die Zeitsteuerschaltung 10 geführt sein könnte, durch eine entsprechende Filterung an Masse abgeführt, und zwar nicht

durch
nur/den Kondensator 26, sondern auch durch den Kondensator 46.

Weiterhin filtert während der Zeit T?-^ der Kondensator 26, wenn er mit einer zu der Stromstärke Iq proportionalen Geschwindigkeit aufgeladen wird, Spannungsübergänge heraus, indem er sie an Masse ableitet, welche andernfalls induktiv oder kapazitiv oder über ein entsprechendes Eingangssignal an die Schaltung 10 gelangen könnten. Somit ist die Zeitsteuerschaltung "¹O gegen

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Rauschübergänge nicht anfällig, wie es bei bekannten Schaltungen dieser Art der Fall ist, wenn sie einen Kondensator verwenden, der zwischen zwei Bezugskleoimen angeordnet ist, anstatt einen an Masse gelegten Kondensator 26 in der Zeitsteuerschaltung gemäii der Erfindung zu verwenden.

In der Fig. $ ist ein Festkörper-Zündsystern 78 dargestellt, in welchem die Zeitcteuerschaltung 10 verwendet werden kann. Zeitsteuersignale, die im allgemeinen eine sinusförmige Form haben, wobei positive und negative Abschnitte vorhanden sind, werden in zeitlicher Beziehung zu der Maschine in an sich bekannter Weise erzeugt. Diese Zeitsteuersignale werden in unterschiedlicher Weise den Eingangsklemmen 80 bzw. 62 des Differentialkomparators 84 zugeführt. Es ist zweckmäßig, daß in Reaktion auf die positiv verlaufenden Nulldurchgänge der sinusförmigen Zeitsteuersignale, d. h. wenn die Nullachse in einer positiven Richtung durchlaufen wird, ein Funkenpotential erzeugt wird, um in der Maschine eines Kraftfahrzeuges oder einer ähnlichen Einrichtung eine Zündung herbeizuführen, wie es unten erläutert wird.

Der Ausgang des Differentialkomparators 84 ist mit dem Eingang der Integrierstufe 86 verbunden, welche im vorliegenden Fall die ZeitSteuerschaltung 10 gemäß Fig. 1 wäre. Es sei darauf hingewiesen, daß ein Inverter zwischen dem Komparator 84 und der Integrierstufe 86 angeordnet sein kann, um das der Integrierstufe 86 zugeführte Signal zu invertieren. Auf diese Weise wird in Reaktion auf die ZeitSteuersignale, welche die Nullachse in einer positiven Richtung durchlaufen, der Eingangsimpuls für die Integrierstufe 86 von einem hohen auf einen tiefen Pegel umschalten, wie es durch die Wellenform 2A zu der Zeit T^ dargestellt ist. Der Ausgang der Integrierstufe 86 ist mit der Integrierstufe 88, mit der Integrierstufe 90 und mit einem Eingang des NOR-Gatters 94 verbunden. Die Ausgangssignale der

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Integrierstufen 88 und 90 werden dem Komparator 92 zugeführt, dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang des NOfi-Gatters 94 verbunden ist. Das Ausgangssignal des NOR-Gatters 94 wird dem Verstärker 96 zugeführt, der in Reihe zwischen der Zündspule 100 und. dem iiühlerwider stand 9Q angeordnet ist. Der iühlerwiderstand 9ö ist mit der nicht-invertierenden Klemme des. Differentialkomparators 102 verbunden, dessen Ausgang ait einea Eingang der Integrierstufe SO und mit der anderen .Eingangsklemme des NOH-Gatters 94 verbunden ist. Die invertierende Klemme de? Differentialkomparators 10? irt mit einer Bezugs rparinung verbunden, welche typiscnerweise 200 mV betragen kann.

Zur Veranschaulichung sei angenommen, daO die Brennkrgftciaschine in einem stetigen Betriebszustand oder mit einer konstanten Drehzahl betrieben wird, so daß die 1-eriode des Maschinenzündzyl'lus konstant ist. Dieser Zyklur ist kein vollständiger Zyklus des Itotors ue& Verteilers, sondern stellt aenjenigen Zyklus dar, welcher erforderlich ist, um jeden einzelnen Funken in der Zündfolge beim Betrieb der Maschine zu erzeugen. GemäS der Darstellung wird am Ausgang des Differentialkoinparators 64 in Keektion auf jedes Zeitsteuersignel ein Impulszug (Fig. 2A) während des positiven und des negativen Halbzyklus jeweils erzeugt, und zwar bei jedem angelegten Zeitsteuersignal.

In Reaktion auf den Impulszug vom Komparator 84 wird ein Monopuls signal von T^-l'p se Ausgang der Integrierstufe b6 erzeugt, wie es oben bei der Arbeitsweise der Zeitsteuerschaltung 10 erläutert wurde. Das Ausgongssignal der Integrierctufe 86 (welches dein KOn-Gatter 94- zugeführt wira) sperrt in zuverlässiger weise irgendein Ausgangssignal während der Zeitperiode, in welcher das Monopuls signal (von T,.-T₀) angelegt bzv;. zugeführt wird, so daß der Ausgangsverstärker 94 nicht in den durchlässigen Zustand versetzt werden kann. Deshalb kann durch die Primärwicklung der Zündspule 100 während der Zeitperiode (T.-T„) jedes

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Zündzyklus kein Erregerstrom erzeugt werden, unabhängig davon, ob ein durch Bauschen ausgelöstes Eingangssignal vorhanden ist. Somit wird durch irgendein Rauschsignal, welches am Ende der vorhergehenden Zündperiode aufgetreten sein könnte, die Zündschaltung nicht dazu gebracht, die Zündspule zu erregen, während der hohen Spannungsübergänge des Funkens. Gleichzeitig wird der Ausgangsimpuls der Integrierstufe 86 den Eingängen der Integrierstufen 88 und 90 zugeführt.

Die Integrierstufe 90, die eine Zeitsteuerschaltung aufweisen kann, welche ähnlich ausgebildet ist wie die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung, erzeugt ein Bezugssignal an ihrem Ausgang, und zwar in keaktion auf das Auftreten des Monopulssignals vom Integrator 86. In an sich bekannter Weise kann ein interner Kondensator der Integrierstufe 90 während der Zeitdauer aufgeladen werden, während welcher ein Ausgangssignal von der Integrierstufe 86 erzeugt wird, und zwar mit einer ersten vorgegebenen Geschwindigkeit, und dieser Kondensator kann während der übrigen Zeit des Zündzyklus mit einer unterschiedlichen vorgegebenen Geschwindigkeit entladen werden, so daß zu Beginn und am Ende Jedes Zündzyklue die Größe des Ausgangssignals von der Integrierstufe 90 auf Massepotential liegt.

In Heaktion auf den Monopuls von der Integrierstufe 86 erzeugt die Integrierstufe 88, welche ebenfalls eine Zeitsteuerschaltung sein kann, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, eine veränderliche Schwellenspannung an ihrem Ausgang. Bei stetigen Betriebsbedingungen würde die Größe dieser Schwellenspannung konstant sein.

In Eeaktion auf den angelegten Monopuls von der Integrierstufe 86 wird die Spannung an dem internen integrierenden Kondensator der Integrierstufe 88 rampenartig auf den Schwellenwert von einem zuvor aufgebauten Bezugspotential gebracht. Das Bezugspotential

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hängt von der Zeitperiode des vorhergehenden Zündzyklus ab, und es ist nur während eines stetigen Betriebes konstant. Das Ausgangssignal von der Integrierstufe 88 bleibt über eine vorgegebene Zeitperiode konstant, nach welcher es rampenartig nach unten abfällt, und zwar mit einer Geschwindigkeit oder mit einer Neigung, welche durch die Entladung des internen Kondensators der Schaltung festgelegt wird.

Die Ausgangssignale von den Integrierstufen 88 und 90 werden im Komparator 92 verglichen. Wenn die Stärke des Ausgangsimpulses von der Integrierschaltung 90 größer ist als das Schwellenpotential, welches ata Ausgang der Integrierstufe b8 auftritt, ist das Ausgangssignal vom Komparator 92 eine logische 1, so daß das NOR-Gatter 9^ den Ausgangsverstärker 96 daran hindert, daß er durchlässig wird. Zu einer vorgegebenen Zeit während eines Abschnittes des Zündzyklus, wenn nämlich die Stärke des Ausgangssignals von der Integrierstufe 90 im wesentlichen gleich oder kleiner als die Stärke des Schwellenpotentials wird, welches am Ausgang der Integrier stufe 88 auftritt, ändert der Auegang des !Comparators 92 sein Vorzeichen. Deshalb liefen alle Eingangssignale zu dem NOR-Gatter 94 auf einem logischen Pegel 0, und das NOR-Gatter 9^ wird aktiviert, so daß dodurch der Ausgangsverstärker 32 durchlässig wird. In Reaktion darauf beginnt ein Erregerstrom durch die Primärwicklung der Zündspule 100 zu fließen und weiter durch den Verstärker 96 und den Fühlerwiderstand 98 an Masse. Der Ausgangsinipuls von der Integrierstufe 90 wird auf Ilassepotential zurückgeführt, und die Integrierstufe 90 wird in ihren Ausgangszustand zurückversetzt.

Der Verstärker 96 wird in den gesättigten Zustand gebracht, so daß der von diesem erzeugten Erregerstrom mit einer Geschwindigkeit ansteigt, welche in sehr guter Näherung durch die L/k-Zeitkonstante der Primärwicklung der Zündspule 100 festgelegt ist. Wenn die Stärke des Erregerstroms durch die Primärwicklung einen vorgegebenen Wert erreicht, wird eine StromrückführschTeife,

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welche den Fühlerwiderstand 98 und den Komparator 102 enthält, wirksam, um ein ansteigendes Sperrsignal für das NOR-Gatter 94 zu erzeugen. Wenn das WOK-Gatter 9^ gesperrt ist, wird dps I'reibersignal für den Verstärker 96 derart vermindert, daß eine Strombegrenzung wirkcaia wird und kein weit er ei· Stromanstieg durch den Verstärker 96 hervorgerufen wird. Gleichzeitig bewirkt dar Ausgangssignal vom Komparator 102, welches einem anderen Eingang der Integiierctufe 98 zugeführt wird, ein Entladen des integrierenden Kondensators, welcher hier vorhanden ist, so daß dos Schwellenpotential mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit vermindert wird. Zu Beginn der nächsten Zündzeitperiode, in Reaktion auf das nächste angelegte Zeitsteuersignal, welches dem Eingang des !Comparators 84 zugeführt wird, wird ein weiterer Monopuls aui Ausgang der Integrierstufe 86 von T bis Ί' erzeugt. Das Nor-Gatter 9^ wird wiederum gesperrt, und der Verstärker 96 wird ebenfalls gesperrt. Folglich hört der Erregerstrom durch die Zündspule 100 plötzlich auf, und das Magnetfeld an dieser Spule fällt zusammen, welches ein Funkenpotentiol cn der Sekundärwicklung der Zündspule 100 erzeugt, wodurch die Zündung in der Maschine hervorgerufen wird. Das Schwellenpotential, welches am Ausgang der Integrierstufe 88 aufgebout wird, kann in Reaktion auf Veränderungen in der Drehzahl der Maschine angepaßt werden, um in linearer Weise den Schließwinkel zu regulieren, und zwar derart, daß er einen festen Prozentsatz des gesamten Zündzeitzyklus ausmacht.

Die in der Fig. 3 dargestellte Anordnung, welche eine Zeitrteuerrchaltung 10 gemäß Fig. 1 aufweisen kann, ist gegen Rsuschübergänge nicht empfindlich, die während des Betriebes der Maschine auftreten können und andernfalls zu Fehlzündungen während eines unerwünschten Abschnitter der Zündzyklus führen konnten. Gemäß der Erfindung wurde somit eine elektronische Schaltung für ein Festkörper-Zündsystem geschaffen, um ein ausreichendes Funkenpotehtial in entsprechender zeitlicher Beziehung zu der Maschine zu erzeugen, wobei die Anordnung

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gegen Kauschübergänge nicht empfindlich ist, die v/ährend eines beliebigen Abschnittes der Eingangsperiode auftreten könnten.

Obv/ohl die Zeitsteuerschaltung 10 gemäß l'ig.' 1 anhand eines Festkörper-Zündsystems in ihrer Anwendung erläutert wurde, welches als monolithische integrierte Schaltung nufgebaut rein kann, ist darauf hinzuweisen, daß die ZeiL&teuerbchaltunf 1C auch in Verbindung mit anderen Einrichtungen anwendbar irfc.

Weiterhin ist zu bemerken, daß eine beliebige Anwendung, v/eiche es erforderlich werden läßt, daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, welches eine vorgegebene Zeitdauer einer periodischen Eingangssignals aufweist, die erfindungsgetnäße Zeitbteuerschaltung 10 gemäß Fig. 1 verwenden kann. Indem das Verhältnis der Strörue verändert wird, welche durch die Konstantrtromquellen gemäß i'ig. 1 geliefert werden, kann die Zeitdauer des Ausgangssignals auf einen gewünschten Prozentsatz der periode eingestellt v/erden.

- latentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   '^J Zeitsteuerschaltung zur Erzeugung eines vorgebbaren Auegpngssignals in Reaktion auf ein Eingangssignal, wobei Ί»ρ Ausgangssignal nur während eines Bruchteils der Periode des Eingangssigneis vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, da£ ein Honienrator (26) vorgesehen ist, der eine erste und eine zweite .elektrode aufweist, wobei die zweite Elektrode mit einer Mpssebezugsklemme verbunden ist, daß weiterhin eine Lacertufe (28) mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden ist, um den kondensator während einer Abschnittes des Eingangssignals mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu laden, daß weiterhin eine Entladestufe (16, 19, 20, 22, 24) mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden ist, daß der Eingang der Zeitsteuerscnaltung zur Entladung des Kondensators mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit während eines weiteren Abschnittes des Lingrngssignals mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden ist, und daß eine Ausgangsschaltung (30, 44, 46, 48) mit der ersten Elektrode des Kondensators und mit der Entladestufe verbunden ist, u:n das Ausgangs signal nur während derjenigen Zeit zu erzeugen, in welcher der Kondensator entladen wird.

   2. Schaltung n?ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladestufe folgende Teile aufweist: eine Verriegelungsschaltung (19), welche dazu dient, des Eingangssignal aufzunehmen, um einen ersten und einen zweiten Abschnitt eines Steuersignals zu erzeugen, welche der ersten und der zweiten Zeitperiode des Eingangssignals entsprechen, und eine Umschaltstufe (16, 20, 22, 24), welche auf den ersten .Abschnitt des Steuersignals anspricht, u% den Kondensator zu entladen, wobei die Umschaltstufe auf den zweiten Abschnitt des Steuersignals anspricht, um den Kondensator durch die Ladestufe aufzuladen.

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   ORIGINAL INSPECTED

   J. Schaltung nrxn Anspruch 2, dadurcn gekennzeichnet, daß die umschaltstufe folgende Teile pufweist: ein erstes elektronisches Steuerelement (16), welches eine erste, eine zweite und eine Steuerelektrode aufweist, wobei die erste Elektrode mit der i'iassebezugsklemme verbunden ist und wobei die Steuerelektrode oiit der Verriegelungsschaltung verbunden ist, weiterhin ein zweites elektronisches Steuerelement (24), welches eine erste und eine zweite Elektrode aufweist, wobei die erste Elektrode sit der Messebezugskleaime verbunden ist, wobei die zweite Elektrode mit der zweiten Elektrode des ersten elektronischen Steuerelementes verbunden ist, weiterhin ein drittes elektronisches Steuerelement (20), welches eine erste, eine zweite und eine weiter· Steuerelektrode aufweist, wobei die erste Elektrode mit der Massebezugsklemne verbunden ist, wobei die Steuerelektrode ait der zweiten Elektrode des ersten elektronischen Steuerelementes verbunden ist und wobei die zweite Elektrode mit der ersten Elektrode des Kondensators verbunden ist, weiterhin eine zweite Konstantstroaquelle (22), welche mit der zweiten Elektrode der ersten elektronischen Steuereinrichtung verbunden ist, um einen zweiten Strom vorgegebener Größe zuzuführen, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elektronische Steuerelement durch den zweiten Abschnitt des Eingsngrsteuei'signals von der Verriegelungeschaltung gesperrt wird, so daß der Kondensator durch die erste Konstantstromquelle aufgeladen wird, wobei das zweite elektronische Steuerelement in Reaktion auf den ersten Abschnitt des Eingangssteuersignalε von der Verriegelungsschaltung durchlässig wird, so daß der Kondensator mit der zweiten vorgegebenen Geschwindigkeit entladen wird.

   4. Schaltung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung folgende Teile aufweist: eine Klemmschaltung (30), welcne mit der ersten Klemme der Kondensators

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   verbunden irt, um eine Bezugsrpannung aufzubauen, die eine Größe hat, auf welche der Kondensator entladen wird, wobei die Klemmschaltung eine Ausgangsklemme hat und. nur Guf die Stärke der Spannung an dem Kon^en^tor anppricht, welche ia wesentlichen gleicL oder kleiner irt air die Bezugεspannung, um einen btrom am Ausgang zu erzeugen, und eine erste Scheltung (44, 46, 48), welche zwischen dem Ausgang der Klemmschaltung und der VerriegelungtEchsltur-j?, angeordnet ist, um ein Ausgangssignal nur während der Zeitdauer zu erzeugen, während welcher der Kondensator euf das Bezugstpannungepotential entladen wird,

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