DE3008232C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Solche Zündanlagen, bei denen der elektronische Schalter im Primärstromkreis der Zündspule durch eine Überlagerung des Gebersig­ nals mit dem Ausgangssignal einer Rechnerstufe gesteu­ ert wird, sind z. B. aus der DE-OS 28 50 115 bekannt. Bei der bekannten Anordnung sind die beiden Flanken des Gebersignals und des Rechnersignals bei der Über­ lagerung durch ein ODER-Gatter starr gekoppelt, so daß lediglich eine Notfunktion erzielt wird, d. h. bei Aus­ fall des Rechners bildet das Gebersignal einen Grund­ schließwinkel.

Weiterhin ist aus der DE-OS 28 45 285 ein Verfahren zur Leerlauf­ stabilisierung durch Frühverstellung des Zündzeitpunkts bei sinken­ der Drehzahl bekannt, bei der diese Frühverstellung eie Hysterese aufweist. Dies bedeutet, daß im Startfall bei ansteigender Drehzahl diese Frühverstellung nicht wirksam ist. Bei der bekannten Anordnung wird die lineare Frühverstellung durch konkrete Bauteile erreicht, wobei diese Anordnung z. B. einem Rechner vorgeschaltet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündanlage für Brenn­ kraftmaschinen zu schaffen, bei der beim Ausfall der Ein- und Aus­ schaltflankensteuerung durch den Rechner zumindestens ein Notbetrieb durch die Flanken des Segmentgebers geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptan­ spruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch Ent­ koppelung der beiden Flanken von Gebersignal und Rechnersignal und einen zusätzlichen Drehzahlschwellwertschalter sowohl ein Notbetrieb durch die Geberanordnung, wie auch eine Leerlaufstabilisierung mit Hysterese über eine durch den Rechner vorgegebene Frühverstell-Kenn­ linie erreicht werden kann. Durch die Abschaltung des Rechners, bzw. des Rechnersignals durch den Drehzahlschwellwertschalter wird die Hysterese erreicht. Diese Anordnung gewährleistet zum einen eine be­ liebig wählbare Frühverstell-Kennlinie und kann mit geringstem Auf­ wand realisiert werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich. Durch die gleiche Anordnung kann bei Hinzufügung eines einzigen Zählers auf einfachste Weise eine Ruhe­ stromabschaltung erreicht werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Schaltunganordnung des peripheren Teils eines Mikrorechners,

Fig. 2 die hardware­ mäßige Darstellung des internen Teil des Mikrorechners und

Fig. 3 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungs­ weise.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung ist eine vorzugsweise mit der Kurbelwelle oder der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Geberanordnung 10 gezeigt, die aus einer ein Segment 11 aufweisenden, rotierenden Geberscheibe 12 besteht. Das dargestellte Segment beginnt 40 Grad vor dem oberen Totpunkt (OT) und endet 7 Grad vor dem oberen Totpunkt. Ein Aufnehmer 13 tastet das Segment 11 ab und führt ein entsprechndes Signal über einen Um­ schalter 14 entweder einem Mikrorechner 15 oder über ein ODER-Gatter 16 direkt einer Zündungsendstufe 17 zu. Eine solche Zündungsendstufe 17 besteht üblicherweise aus einem elektronischen Schalter im Primärstromkreis einer Zündspule, in deren Sekundärstromkreis wenigstens eine Zündkerze geschaltet ist. Der Ausgang des Mikrorechners 15 ist über ein ODER-Gatter 18 mit dem dynamischen Setz­ eingangs S eines Flipflops 19 verbunden, dessen Ausgang an einem zweiten Eingang des ODER-Gatters 16 angeschlos­ sen ist. Weiterhin ist der Ausgang des Mikrorechners 15 über einen Inverter 20 mit einem Eingang eines ODER- Gatters 21 verbunden, dessen Ausgang an den dynamischen Rücksetzeingang R des Flipflops 19 angeschlossen ist. Der Eingang des Mikrorechners 15 ist weiterhin mit einem wei­ teren Eingang des ODER-Gatters 21 sowie über einen Inver­ ter 22 mit einem weiteren Eingang des ODER-Gatters 18 verbunden.

Im Mikrorechner 16 wird der Zündzeitpunkt sowie der Schließ­ zeitbeginn in Abhängigkeit von Parametern, wie z. B. der Temperatur T, des Saugrohrunterdrucks p oder der Drehzahl n bestimmt. Ein solcher Mikrorechner ist z. B. in der DE-OS 28 51 336 beschrieben. Der Bereich des Mikrorechners 15, in dem dieser Schließwinkel α s bestimmt wird, ist gemäß Fig. 2 als Recheneinheit 23 bezeichnet, die zwischen den Eingang und den Ausgang des Mikrorechners 15 geschaltet ist. Dabei kann der Ausgang über einen Schalter 24 auf­ getrennt werden. Weiterhin ist der Eingang des Mikro­ rechners 15 über ein UND-Gatter 25 mit dem Takteingang C eines Zählers 26 verbunden, dessen Rücksetzeingang R ebenfalls an den Eingang des Mikrorechners 15 angeschlos­ sen ist. An einem zweiten Eingang des UND-Gatters 25 ist eine Taktfrequenz f angelegt. Weiterhin ist dieser Rechnereingang mit dem Setzeingang S eines weiteren, als Zwischenspeicher eingesetzten Zählers 27 verbunden. Die Zahlausgänge des Zählers 26 sind sowohl im Zahlen­ eingängen des Zählers 27, wie auch mit Zahleneingängen einer digitalen Schwellwertstufe 28 verbunden. Die Zahlenausgänge des Zählers 27 sind mit Zahleneingängen einer zweiten Schwellwertstufe 29 verbunden, die eine Hysterese aufweist, d. h., der Einschaltschwellwert S 1 ist höher als der Ausschaltschwellwert S 2. Die Ausgänge der beiden Schwellwertstufe 28, 29 sind über ein ODER- Gatter 30 mit dem Steuereingang des Schalters 24 ver­ bunden.

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels soll im fol­ genden anhand der in Fig. 3 dargestellten Zündverstell­ kennlinie erläutert werden. Diese Kennlinie gibt die Ab­ hängigkeit der Drehlzahl n vom Zündwinkel ϕ an. Durch die Recheneinheit 23 wird die dargestellte Zündverstellkenn­ linie erzeugt, dabei dient der unterhalb 1000 U/min lie­ gende Bereich zur Leerlaufstabilisierung, d. h., bei sin­ kender Drehzahl wird der Zündzeitpunkt nach früh verstellt, so daß durch die damit erzeugte Drehmomenterhöhung die Drehzahl wieder ansteigt. Dieser Kennlinienbereich soll jedoch beim Start nicht durchlaufen werden, da sonst der Start unnötig erschwert wird. Die "Untertunnelung" dieses Kennlinienbereichs erfolgt dadurch, daß zunächst in der Schwellwertstufe 29 der Drehzahlschwellwert S 1 nicht erreicht ist, so daß der Schalter 24 geöffnet ist. Aus diesem Grunde erfolgt das Setzen und Rücksetzen des Flipflops 19 allein durch das Gebersignal der Ge­ beranordnung 10, so daß der Schließzeitbeginn bei 40° vor OT und das Schließzeitende (Zündzeitpunkt) kon­ stant bei 7° vor OT erfolgt. Das Setzen des Flipflops 19 erfolgt über den Inverter 22 und das ODER-Gatter 18 bei 40° vor OT und bewirkt ein Schließen des elek­ tronischen Schalters in der Zündungsendstufe 17. Der Zündzeitpunkt wird durch Rücksetzen des Flipflops 19 über das ODER-Gatter 21 erreicht. Bei ansteigender Drehzahl verändern sich diese Verhältnisse nicht, bis die Drehzahl S 1 erreicht ist und der Schwellwertschal­ ter 29 umschaltet, so daß der Schalter 24 geschlossen wird. Ab diesem Moment wird der Zündzeitpunkt durch die Recheneinheit 23 festgelegt, sofern der errechnete Wert um mehr als 7° vor OT liegt. Ebenso verhält es sich mit dem nicht näher dargestellten Schließzeit­ beginn, der ebenfalls durch die Recheneinheit 23 be­ stimmt wird, sofern dieser Beginn mehr als 40° vor OT liegt. Spätestens erfolgt jedoch die Auslösung bei 40° vor OT, bzw. 7° vor OT. Verringert sich nun die Drehzahl wieder, so wird der Zündzeitpunkt durch den die Leerlaufstabilisierung bewirkenden Kurventeil unter­ halb 1000 U/min bestimmt. Erst wenn der untere Drehzahl­ umschaltwert S 2 erreicht wird, wird der Schalter 24 wieder durch den Schwellwertschalter 29 geöffnet, und bei anstei­ gender Drehzahl wird der Zündzeitpunkt allein durch das Gebersignal bestimmt.

Die Ermittlung der Drehzahlwerte erfolgt zyklisch im Zähler 26. Dazu wird dieser Zähler jeweils mit der ersten Flanke des Geber-Schließwinkelsignals (Rückflanke) rückgesetzt und beginnt aufwärts zu zählen. Diese Zählung erfolgt gemäß der Darstellung während einer gesamten Umdrehung der Geber­ scheibe 12, es kann jedoch auch dafür gesorgt werden, daß die Zählung nur während des Passierens des Segmentes 11 am Aufnehmer 13 erfolgt. Kurz vor dem Rücksetzen des erreich­ ten Zählerstands wird dieser in den Zwischenspeicher 27 übernommen, wodurch dort ständig der aktuellste, drehzahl­ abhängige Zählerstand vorliegt. Dieser Zählerstand bestimmt den Schaltzustand des Schwellwertschalters 29.

Der Schwellwertschalter 28 dient zur Ruhestromabschaltung. Wird im Zähler 26 ein Zählerstand überschritten, der einem sehr kleinen Drehzahlwert S 3 entspricht, so wird der Schal­ ter 24 geöffnet, so daß über den Inverter 20 und das ODER- Gatter 21 das Flipflop 19 rückgesetzt wird. Dies bewirkt ein Öffnen des elektronischen Schalters im Primärstromkreis der Zündspule, so daß dort der Strom unterbrochen wird. Anstelle eines gesonderten Schwellwertschalters 28 kann natürlich auch das Überlaufsignal des Zählers 26 zur Ruhestromabschaltung, d. h. zum Öffnen des Schalters 24 herangezogen werden.

Anstelle der Unterbrechung des Rechnerausgangs, kann durch den Schalter 24 natürlich auch z. B. die Recheneinheit 23 von der Stromversorgung abgetrennt werden, so daß ebenfalls kein Ausgangssignal des Mikrorechners 15 mehr erzeugt werden kann.

Die diskret dargestellten Bauelemente 24 bis 30 können na­ türlich ebensogut als Teilprogramm im Mikrorechner 15 ent­ halten sein.

Der Winkelbereich des Gebersignals der Geberanordnung 10 ist natürlich nicht auf die angegebenen Zahlenwerte beschränkt, sondern kann beliebig gewählt werden. Er gibt den Bereich des möglichen Zündzeitpunkts an. Zum Beispiel könnte die den Zünd­ zeitpunkt bestimmende Flanke anstelle 7° vor OT im OT liegen, so daß bei kleinen Drehzahlen keine Zündzeitpunktverstellung erfolgt. Ebenso kann eine Realisierung eines Geberwinkels auf andere Weise erfolgen, z. B. durch eine einzige Marke auf der Geberscheibe 12, die durch zwei Aufnehmer abge­ tastet wird.

Falls eine Störung im elektronischen Teil eintritt, kann durch Umlegen des Umschalters 14 das Gebersignal direkt der Zündungsendstufe 17 zugeführt werden. Im einfachsten Fall könnte dazu sogar das ODER-Gatter 16 entfallen, sofern der Ausgang des Flipflops 19 entsprechend gesichert ist.

Claims (5)

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem durch einen rotierenden Segmentgeber gesteuerten Rechner zur Festlegung von Ein- und/oder Ausschaltzeitpunkten des Stromflusses in wenigstens einer Zündungsendstufe, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste Gebersignalflanke sowie das im Rechner (15 bzw. 23) erzeugte Signal zur Steuerung des Stromfluß­ beginns in der Zündungsendstufe (17) einem bistabilen Schalter (19) zur Steuerung des Stromflußbeginns zugeführt werden, daß die zweite Gebersignalflanke sowie das im Rechner erzeugte Signal zur Steuerung des Stromflußendes (Zünd­ zeitpunkt) dem bistabilen Schalter (19) zur Steuerung des Stromflußendes zugeführt werden, und daß der Rechner (15) und/oder die beiden im Rechner (15) erzeugten Signale in Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine durch wenigstens einen Drehzahl­ schwellwertschalter (29) gesperrt oder freigegeben werden.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das invertierte und nicht-invertierte Signl des Segmentgebers (10) und des Rechners (15) über eine ODER-Verknüpfung (18 bzw. 21) den beiden Eingängen des bistabilen Schalters (19) zugeführt werden.

3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der wenigstens eine Drehzahlschwellwertschalter (29) ein Drehzahlschwellwertschalter mit Hysterese ist.

4. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehzahlerkennung im Rechner (15) zyklisch ein Zählvorgang gesteuert wird, und daß bei Unterschreiten einer Grenzdrehzahl (S 2) durch die Drehzahl der Maschine der Rechner (15) und/oder die beiden im Rechner erzeugten Signale gesperrt werden.

5. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Notbetriebsumschalter (14) dem Segmentgeber (10) nachgeschaltet ist, durch den der Geberausgang direkt mit der Zündungsendstufe (17) verbindbar ist.