DE3413089C2

DE3413089C2 - Zündanlage für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3413089C2
Application number: DE3413089A
Authority: DE
Inventors: Bo Christer Göteborg Andreasson
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1983-04-15
Filing date: 1984-04-06
Publication date: 1987-04-30
Also published as: SE8302114D0; SE8302114L; DE3413089A1; SE443406B; JPS59206679A; US4570595A; CA1238079A

Abstract

Bei der erfindungsgemäßen Zündanlage für eine Brennkraftmaschine wird ein Mikrocomputer zur Steuerung der Zündfunktion verwendet. Die Begrenzung der Drehzahl der Maschine bei hohen Drehzahlen erfolgt durch ein genau eingestelltes Vorgehen einer verzögerten Zündung in zwei Stufen (15, 16, 17). Die Steuerung der Zündzeit wird mittels Zeitgeberimpulsen zwischen Bezugspunkten vorgenommen, wobei die Anzahl der Impulse zwischen solchen Punkten eine Adresse eines Platzes im Festwertspeicher (ROM) des Mikrocomputers (10) bildet, in der eine Bezugszahl der Zündzeit aufgezeichnet ist. Eine verzögerte Zündung kann im Speicher programmiert werden, so daß der Zündverlauf eine bestimmte Form annimmt (vgl. Fig. 2 und 3). Bei der Herstellung einer großen Auswahl von Maschinen können verschiedene Anforderungen für die Begrenzung der höchsten Drehzahl dadurch erfüllt werden, daß der Mikrocomputer (10) Platz zum Speichern verschiedener Kennlinien (18, 19) hat. Die Auswahl einer bestimmten Kennlinie für eine Art einer Maschine erfolgt durch Herstellen ständiger Verbindungen oder Trennungen (24, 25, 26) in gesonderten Eingängen des Mikrocomputers (10), der die Kombination liest und die entsprechende Kennlinie auswählt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine (Zündspulenmaschine) nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und insbesondere eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem Spezialschutz gegen Überdrehen der Maschine.

Aus der DE-OS 30 06 288 ist eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen bekannt, die ein Zündenergie lieferndes Magnetsystem und eine Zündspule mit einer mit der Sekundärwicklung der Zündspule verbundenen Zündkerze und einer an einen ansteuerbaren Zündschalter angeschlossenen Primärwicklung enthält. Die bekannte Zündanlage enthält weiterhin einen für jeden Funken einen Bezugspunkt abgebenden Detektor und einen Mikrocomputer, der einen statischen Speicher, einen Zeitgeber und einen Vergleicher aufweist, in welchem Zeitgeberimpulse und Bezugszahlen vom Zeitgeber bzw. vom Speicher in Koinzidenz gebracht werden. Weiterhin werden bei der Zündanlage über Ausgangsstufen Ansteuerimpulse an den Zündschalter abgegeben. Eine maximale Drehzahl wird bei der bekannten Zündanlage durch eine Verzögerung der Zündung begrenzt. Die Zündzeitpunkt-Kennlinie hat dort einen geradlinigen Verlauf.

Ein großes Überdrehen der Maschine führt zu hohen Beanspruchungen auf deren bewegliche Teile und ist für die Umgebung aufgrund der Geräuschentwicklung unangenehm. Ein Überdrehen tritt bei einer Maschine auf, die mit einer hohen Last arbeitet, welche plötzlich verschwindet. Ein solcher Fall liegt bei einer Motorsäge dann vor, wenn das Schwert gerade ein Werkstück durchschneidet. Bevor es dem Bediener gelingt, die Drosselsteuerung freizugeben, beschleunigt die Maschine bis zu ihrer höchstmöglichen Drehzahl.

Es gibt bereits Zündschaltungs-Schutzanordnungen, die Spulen und Magnetpole umfassen, welche bei Überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl zusammenwirken, um den Zündfunken zu beseitigen und dadurch eine Steigerung der Drehzahl zu vermeiden. Eine Zündanlage, bei der beim Überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl Zündfunken beseitigt werden ist aus der US-PS 43 36 778 bekannt. Derartige Anordnungen erfordern eine genaue Einstellung und sind empfindlich gegenüber äußeren Belastungen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen einfachen und zuverlässigen Schutz gegen Überdrehen bietet.

Diese Aufgabe wird bei einer Zündanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Zündanlage dient also ein Mikrocomputer zur Steuerung der Zündfunktion, und er liefert dabei auch eine Einschränkung der Drehzahl mittels eines genau eingestellten Ablaufes einer verzögerten Zündung bei einer vorbestimmten Drehzahl. Die Benutzung eines Mikrocomputers hat in dieser Hinsicht auch den Vorteil, daß Raum in seinem statischen Speicher vorhanden ist, um verschiedene Funktionen einer verzögerten Zündung zu speichern. In diesem Zusammenhang kann der Mikrocomputer auch in einer großen Auswahl von Maschinen verwendet werden, die verschiedene Einschränkungen der Drehzahl erfordern, wobei die Auswahl einer zutreffenden Funktion für eine spezielle Maschine vorgenommen wird, indem ständige Verbindungen oder Trennungen an gesonderten Eingängen des Computers hergestellt werden, der die Eingangssignale liest und die geeignete Funktion auswählt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild der Zündanlage;
Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit zwischen Zündzeit und Drehzahl; und
Fig. 3 den Verlauf der Primärspannung.
Ein Schaltbild der Zündanlage ist in Fig. 1 gezeigt und hier mit einem Mikrocomputer 10 versehen. Die Stromversorgung in die elektronischen Schaltungen und den Mikrocomputer 10 erfolgt durch die negativen Halbwellen der Primärspannung (vgl. Fig. 3) von einem Zündgenerator 11, der einen Kondensator 12 auf der Betriebsspannung aufgeladen hält. Ein Transistorverstärker 13ist vorgesehen, um Impulse zur Zeit des Bezugspunktes auf der Spannungskurve einzuspeisen, wobei dieser Punkt im vorliegenden Fall 0,6 V vor dem Nulldurchgang der Kurve auf deren ansteigendem Ast liegt. Der Impuls wird zum Mikrocomputer 10 als Startsignal eines Verfahrensablaufes gespeist, der im folgenden näher erläutert werden soll.
Der Eingang, wo das Signal eingespeist wird, wird abgetastet, und der Zeitpunkt A wird als ein Bezugspunkt gespeichert. Dieses Speichern ist möglich, da der Mikrocomputer 10 einen Zeitgeber hat, der mit fester Frequenz arbeitet. Bei jedem Bezugspunkt wird die Anzahl der nach dem vorhergehenden Bezugspunkt durchgelaufenen Impulse aufgezeichnet, wobei diese Anzahl der Impulse 360° (der Drehung) der Kurbelwelle entspricht. Durch Teilen der Anzahl der Impulse um eine vorbestimmte Zahl, beispielsweise 16, wird eine Zahl von Impulsen erhalten, die einem Zündwinkel von 360°/16 = 22,5° entspricht. Diese Zahl wird als die Bezugszahl bezeichnet und bildet einen Speicherdatenwert, der im Festwertspeicher des Mikrocomputers 10 aufgezeichnet ist. Die Bezugszahl kann von der Drehzahl abhängig sein und ist bei niedrigen Drehzahlen umgekehrt proportional (eine gerade waagrechte Linie in Fig. 2). Wenn die Anzahl der Zeitgeberimpulse diese Bezugszahl erreicht (durch Vergleichen der Zahlen in einem UND-Glied festgestellt) wird die Zündung über einen Ausgang 14 des Mikrocomputers 10 eingeleitet. Der Zeitgeber wird auf 0 bei jedem Durchlauf des Bezugspunktes eingestellt, und ein Zählen bis zur Bezugszahl erfolgt für jeden Funken. Bei niedrigen Drehzahlen erfolgt eine Zündung an einem Punkt B auf der Kurve in Fig. 3, da der Zündwinkel dann konstant ist, wofür gesagt wird, daß die Zündung im Spannungsverlauf eine "Phasenregelschleife" aufweist. Bei höheren Drehzahlen hängt die Bezugszahl von der Drehzahl ab, was einen Zündzeitverlauf entsprechend Fig. 2 ergibt. Die Anzahl der Zeitimpulse zwischen A-A bildet hier direkt (oder indirekt) eine Adresse für einen Platz im Speicher des Mikrocomputers 10, wo die Bezugszahl entsprechend der Zündzeit gespeichert ist.
In Fig. 2 ist die Beziehung zwischen der Zündzeit (Zündwinkel) und der Drehzahl in einem Diagramm gezeigt. Die Begrenzung der Drehzahl ist auf dem geneigten Teil der Kurve in erster Linie zur linken Hälfte im Diagramm hingezogen und durch ein genau eingestelltes Vorgehen beim Verzögern der Zündung in zwei Stufen herbeigeführt. In der ersten Stufe 15-16 erfolgt eine momentane Verzögerung mit einem Winkel von 1-10° an der Kurbelwelle. Eine derartige Verzögerung bedingt eine wesentliche Verminderung des Drehmoments der Maschine, so daß die Drehzahl bei ungefähr N ₁ verbleibt, da das Drehmoment nicht für eine weitere Steigerung der Drehzahl ausreicht. In einer zweiten Stufe 16-17 erfolgt eine andere Verzögerung entlang der geneigten Kurve zwischen diesen Punkten und zwischen den entsprechenden Drehzahlen N ₁ und N ₂. Da Zündfunken hier noch erzeugt werden, erfolgt eine Verbrennung in der Maschine, so daß kein Brenngas ausgestoßen wird. Um sicherzustellen, daß eine Begrenzung der Drehzahl bei der höchsten erlaubten Drehzahl N ₂ erfolgt, ist vorgesehen, daß keine Zündfunken über dieser Drehzahl erzeugt werden.
Um ein großes Einsatzfeld einer Zündanlage mit einer derartigen Begrenzung der Drehzahl zu erhalten, hat diese Anlage Zusatzschaltungen, die sie für eine große Auswahl von Maschinen anwendbar macht, bei denen verschiedene Anforderungen für den Zündwinkel und die Begrenzung der Drehzahl bestehen. Verschiedene Zündzeitkurven 18, 19 können im Mikrocomputer 10 gespeichert werden, der spezielle Eingänge für einen Code besitzt, welcher eine Information für die Auswahl einer ganz bestimmten Kurve vermittelt. Eine derartige Auswahl kann auch eine Begrenzung der höchsten Drehzahl entsprechend einer der Kurven 20, 21, 22, 23 umfassen. Dieser Code wird durch ständige Verbindungen oder Trennungen 24, 25, 26 der Eingänge mit Erde geschaffen. Jede Maschine hat einen ihr bei der Herstellung zugeordneten Code, der immer der Maschine folgt.

Claims

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem Zündenergie liefernden Magnetsystem und einer Zündspule, mit einer mit der Sekundärwicklung der Zündspule verbundenen Zündkerze und einer an einen ansteuerbaren Zündschalter angeschlossenen Primärwicklung, mit einem für jeden Funken einen Bezugspunkt abgebenden Detektor und mit einem Mikrocomputer (10), der einen Festwert-Speicher, einen Zeitgeber und einen Vergleicher aufweist, in welchem Zeitgeberimpulse und Bezugszahlen vom Zeitgeber bzw. vom Speicher in Koinzidenz gebracht werden und über Ausgangsstufen einen Ansteuerimpuls an den Zündschalter abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher Daten gespeichert sind, die in einem oberen Drehzahlbereich zuerst eine momentane Verzögerung des Zündzeitpunkts mit einem Winkel von 1-10° Kurbelwellenwinkel im Vergleich mit der Zündung bei mittlerer Drehzahl erzeugen und dann nach dieser Verzögerung eine noch weiter verzögerte Zündung mit stufenförmig abfallendem Verlauf (16, 17) der Zündzeitpunkt-Charakteristik liefert.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher verschiedene Verläufe (18, 19) der verzögerten Zündung eingespeichert sind.