DE2723801C2

DE2723801C2 - Zündanlage für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2723801C2
Application number: DE2723801A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(grad.) 7141 Schwieberdingen Borst; Ernst-Olav Dr. 7731 Böhmfeld Pagel; Hermann Dipl.-Ing. 7121 Hessigheim Vetter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-05-26
Filing date: 1977-05-26
Publication date: 1992-04-02
Anticipated expiration: 1997-05-27
Also published as: DE2723801A1; US4207846A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern aus der DE-OS 23 29 046 sowie aus der US-PS 19 994 bekannt, bei der eine Bezugsmarke einer Geberanordnung auf elektronischer Weise vervielfacht und diese elektronisch vervielfachten Gebersignale einem Zündungsrechner zugeführt werden. Dies ermöglicht zwar ein einfaches Gebersystem, der Zündungsrechner muß jedoch bei vielzylindrigen Brennkraftmaschinen dennoch mit entsprechendem Aufwand für die in kurzen Winkelabständen auftretenden Zündsignalen ausgelegt sein, bzw. die Vielzahl der elektronischen Bezugsmarkensignale auswerten können. Dies bedeutet einen nicht geringen Aufwand an Elektronik und Kosten im Zündungsrechner.

Weiterhin ist es aus der DE-PS 12 58 189 und aus der DE-OS 22 49 838 bekannt, zur Erzeugung winkelversetzter Zündimpulse durch mehrere, autonome elektronische Zündsysteme jeweils eine Zündspule zu beaufschlagen. Die Versetzung der Zündimpulse erfolgt durch die Geberanordnung, durch die jeweils abwechselnd die beiden Zündsysteme beaufschlagt werden. Insbesondere bei komplizierten Zündsystemen, die Zündungsrechner zur Festlegung der Schließzeit und der drehabhängigen Zündverstellung enthalten, bedeutet dies einen immensen Aufwand an Bauteilen und demzufolge hohe Kosten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zündanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine zu entwickeln, bei der ein sehr einfacher Geber mit z. B. nur einer einzigen Bezugsmarke verwendet werden kann und bei der nur ein einfacher Zündungsrechner erforderlich ist der nur für eine Brennkraftmaschine mil einer geringen Zylinderzahl ausgelegt sein muß.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, wobei der Vorteil auftritt, daß der Zündungsrechner pro Zyklus — unabhängig von der Zahl der Zylinder bzw. Zahl der erforderlichen Zündfunken — nur einen einzigen Zündzeitpunkt berechnen muß, der dann entsprechend der Zahl der Zylinder durch die Verzögerungseinrichtung winkelmäßig vervielfacht wird. Es kann daher nicht nur der elektronische Aufwand bzw. der Programmaufwand verringert werden, sondern es können auch ohne große Schwierigkeiten sehr schnell aufeinanderfolgende Zündimpulse für vielzylindrische Brennkraftmaschinen erzeugt werden, ohne daß die Rechengeschwindigkeit des Rechners zu Problemen führen könnte.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Verzögerungseinrichtung als Schieberegister, dessen Takteingang durch Winkelimpulse der Geberanordnung beaufschlagt ist.

Eine einfache Ansteuerung mehrerer Zündspulen, vorzugsweise unter Wegfall einer mechanischen Hochspannungsverteilung, ist möglich. Ebenfalls möglich ist die Zusammenführung der einzelnen Zündsignale über eine ODER-Verknüpfung zur Steuerung einer einzigen Zündspule, die dann allerdings eine mechanische Hochspannungsverteilung aufweisen muß.

Zeichnung

40 Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels mit mehreren Zündspulen,

F i g. 2 ein Teilschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung für eine einzige Zündspule und

F i g. 3 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Ausführungsbeispiele.

Beschreibung der Erfindung

Eine Geberanordnung 10 besteht aus einer mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenen Zahnscheibe 100, auf der umfangsseitig eine Vielzahl von Zähnen 101 angebracht sind. Diese Zähne werden durch einen ersten Aufnehmer 102 abgetastet, indem jeder ferromagnetische Zahn in diesem induktiven Aufnehmer 102 eine Induktivitätsänderung hervorruft, die ein Signal zur Folge hat. Statt ferromagnetischer Zähne können auch andere Marken vorgesehen sein, die durch andere Aufnehmer abtastbar sind. So kann z. B. die Scheibe in Umfangsrichtung streifenförmig magnetisiert sein oder eine Lochanordnung aufweisen, die durch optische Vorrichtungen abtastbar ist. Eine Bezugsmarke 103 ist ebenfalls auf der Scheibe 100 angeordnet. Die Bezugsmarke 103 kann natürlich auch auf einer anderen Scheibe oder einem anderen Drehteil angeordnet sein.

Die Bezugsmarke 103 wird von einem zweiten Aufnehmer 104 abgetastet Zur Umwandlung der Gebersignale der beiden Aufnehmer 103,104 in Rechtecksignale können vorzugsweise in der Zeichnung nicht näher dargestellte Impulsfonnerstufen vorgesehen seh. -

Beide Aufnehmer 102, 104 sind mit einer Zündzeitpunkt-Berechnungsstufe 11 verbunden, in der in Abhängigkeit der Gebersignale und vorzugsweise auch in Abhängigkeit weiterer Parameter (z. B. der Saugrohrunterdruck p, die Temperatur Γ und die Drosselklappenstellung λ) der Zündzeitpunkt und der Schließwinkel festgelegt wird. Dies kann z. B. anhand vorgegebener Zündwinkel-Kennlinien erfolgen.

Der Ausgang der Zündzeitpunkt-Berechnungsstufe 11 ist sowohl mit einer Klemme 12, wie auch mit dem Eingang (serial input) eines Schieberegisters 13 verbunden, dessen Ausgang (serial output) an eine Klemme 14 angeschlossen ist Der Takteingang C des Schieberegisters 13 ist mit dem ersten Aufnehmer 102 verbunden.

Die Klemme 12 ist mit dem Steuereingaug eines elektrischen Schalters 15 verbunden, der vorzugsweise als steuerbarer Halbleiterschalter, insbesondere als Transistor oder Thyristor ausgebildet ist. Eine mit dem positiven Pol einer Versorgungsspannungsquelle verbundene Klemme 16 ist über die Reihenschaltung der Primärwicklung einer Zündspule 17 mit der Schaltstrecke des Transistors IS an Masse angeschlossen. Zwischen der Zündspule 17 und dem Transistor 15 ist eine Klemme 18 vorgesehen. Die mit einem Anschluß an der Primärwicklung liegende Sekundärwicklung der Zündspule 17 ist mit ihrem zweiten Anschluß über zwei paralle¹ geschaltete Zündstrecken 19,20 an Masse angeschlossen. Die Zündstrecken 19, 20 sind bei einer Brennkraftmaschine üblicherweise als Zündkerzen ausgebildet. Die Klemme 14 ist mit einem entsprechenden System verbunden, dessen Bezugszeichen jeweils um die Zahl 10 erhöht sind. Die Klemme 16 bleibt natürlich dieselbe.

Die dargestellte Anordnung ist für eine Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine gezeigt, wobei jeweils gleichzeitig Zündfunken an zwei Zündkerzen erzeugt werden. Dieses Verhalten stört nicht, da sich immer nur in einem der beiden Zylinder ein zündfähiges Gemisch befindet. Der jeweils andere Zylinder befindet sich in der AusstoQphase. Soll von jeder Zündspule eine größere Zahl von Zündkerzen beaufschlagt werden, so kann in bekannter Weise ein Hochspannungsverteiler vorgesehen sein.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Anordnung sind die beiden Klemmen 12, 14 über ein ODER-Gatter 31 mit dem Steuereingang des elektrischen Schalters 15 verbunden, der zwischen die Klemme 18 und Masse geschaltet ist. Die übrige Beschallung der Klemmen 12,14, 18 entspricht F i g. 1. Aus dieser Anordnung ergibt sich der F.insiitz einer ein/igen Zündspule 17. der bei mehreren Zylindern in bekannter Weise ein Hochspannungs- ü verteiler naehgeschaliei werden muß. Zum Beispiel bei einer Zwei-Zylinder-Brennkraftmaschine können die beiden Zündkerzen 19,20 gemäß F i g. 1 beschaltet sein.

Die Wirkungsweise der in der F i g. 1 bzw. F i g. 2 dargestellten Anordnung soll im folgenden anhand des in t>o F i g. 3 dargestellten Signaldiagramms erläutert werden. Der Ausgang der Zündzeitpunkt-Berechnungsstufe 11 liefert gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik ein Steuersignal A zur Steuerung des elektrischen Schalters 15, dessen Länge die Schließzeit be- b5 stimmt. Während dieser Schließzeit erfolgt die magnetische Aufladung der Zündspule 17. Am Ende des Siimals A öffnet der Schalter 15 und an den Zündkerzen 19,20 wird ein Zündfunke erzeugt Dieses Signal A liegt auch am Eingang des Schieberegisters 13 an und wird im Takt der Taktimpulse vom Aufnehmer 102 durch das Schieberegister 13 hindurchgeschoben. In Abhängigkeit der im Schieberegister 13 enthaltenden Stufen erfolgt dadurch eine Versetzung des Ausgangssignals B des Schieberegisters 13 relativ zum Signal A um einen Winkel ß. Dieses Signal B steuert entsprechend die Zündspule 27.

Als Beispiel zur Erläuterung des Prinzips mag ein Acht-Zylinder-Motor mit 360 Zähnen 101 an der Scheibe 100 dienen. Ein Drehzahlimpuls entspricht demnach einem Winkelgrad der Kurbelwelle. Als Ausgangssignal der Zündzeitpunkt-Berechnungsstufe 11 entsteht das Signal A. Das Schieberegister muß neunzig Stufen aufweisen, so daß nach neunzig Zähnen, entsprechend neunzig Taktimpulsen, entsprechend 90° Kurbelwelle das Signal B am Ausgang dieses Schieberegisters 13 erzeugt wird. Weitere, entsprechende Schieberegister verzögern wiederum das Signal B um 90°, so daß jeweils nach 90° ein neues Signal an einem der Ausgänge entsteht. Die vier Signale steuern z. B. vier Zündspulen, von denen wiederum jede zwei Zündkerzen beaufschlagt So kann auf einfache Weise eine Zündanlage für eine 8-Zylinder-Brennkraftmaschine geschaffen werden, die ohne mechanisch bewegte Hochspannungsverteilung arbeitet und die nur einen Zündzeitpunkt-Rechner benötigt, der für eine 2-Zylinder-Brennkraftmaschine ausgelegt sein muß.

Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich auch für unsymmetrische Motoren verwenden. Die symmetrisch zum oberen Totpunkt des ersten Zylinders liegenden Zylinder werden durch das Signal A und die unsymmetrisch dazu liegenden Zylinder durch das Signal B gezündet. Der entsprechende Winkel läßt sich leicht durch die Zahl der Stufen im Schieberegister 13 einstellen.

Gemäß F i g. 2 können die Signale A und B wieder über ein ODER-Gatter 31 vereinigt werden und alternativ eine einzige Zündspule ansteuern. Diese Anordnung bedingt dann allerdings eine mechnisch bewegte Hochspannungsverteilung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen, mit einer durch eine rotierende Geberanordnung gesteuerten Rechnerstufe zur Erzeugung von Steuersignalen zur Steuerung des Stromflusses in wenigstens einer Zündspule, in deren Sekundärstromkreis wenigstens eine Zündstrecke geschaltet ist und mit wenigstens einer Verzögerungseinrichtung zur Erzeugung weiterer, winkelversetzter Steuersignale deren Verzögerungszeit durch Winkelimpulse der Geberanordnung (10) gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Rechnerstufe (11) mit der wenigstens einen Verzögerungseinrichtung (13) verbunden ist

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (13) als Schieberegister ausgebildet ist dessen Takteingang durch die Winkelimpulse der Geberanordnung (10) beaufschlagt ist

3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens einer Verzögerungseinrichtung (13) eine weitere Zündspule zugeordnet ist.

4. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Rechnerstufe (11) und der Ausgang wenigstens einer Verzögerungseinrichtung (13) über eine ODER-Verknüpfung (31) eine Zündspule (17) steuern.

5. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge von wenigstens zwei Verzögerungseinrichtungen über eine ODER-Verknüpfung eine Zündspule steuern.