SE434788B - Anordning for styrning av puls-pauskvoten hos en till sin frekvens varierbar signalserie - Google Patents

Description

7900683-9 ratt komponenterna i tändspolens primärströmkrets vid den kända anordningen måste dimensioneras mycket exakt för att uppnå, att den medelst tidskonstantkretsen förutbestämda strömladdnings- tiden leder till önskad spolenergi. Vidare är det svårt att ut- jämna temperaturvariationer vid den kända anordningen.

I jämförelse härmed har anordningen enligt uppfin- ningen med de kännetecknande särdragen enligt huvudpatentkravet fördelen, att puls-pauskvoten hos den alstrade signalserien, isynnerhet vid användning för styrning av en elektrisk ström- ställare i en tändspoles primärströmkrets, reglerar strömmen på primärsidan på sådant sätt, att tändgnistor med konstant energi alstras oberoende av matningsspänningen och andra tidsbestämman- de storheter såsom temperatur. Förlusteffekten och den termiska belastningen på primärströmkretsen reduceras till ett minimum och dessutom kräves ej heller något strömreglerat slutsteg.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i exempelform med ledning av åtföljande ritning, där fig. 1 visar schemat för en första utföringsform, fig. 2 ett signaldiagram för förklaring av den i fig. 1 visade utföringsformen och fig. 3 en kopplinga- del, som i samband med fig. 1 bildar en andra utföringsform.

.En gívaranordning 10 består av en företrädesvis med en förbränningsmotors vevaxel förbunden skiva 100, längs vars periferi tänder 101 är anordnade på inbördes lika avstånd.

Dessa tänder avkännes medelst en första givare 102, varvid t.ex. varje ferromagnetisk tand ger upphov till induktansändring i denna induktiva givare 102, som resulterar i en signal. Istäl- let för ferromagnetiska tänder kan även andra märken finnas, som kan avkännas medelst andra givare. Sålunda kan t.ex._skivan vara magnetiserad bandformigt i perifeririktningen eller vara försedd med en hålkombination, som kan avkännas medelst optiska givare. Ett referensmärke 103 är även anordnat på skivan 100.

I beroende av antalet önskade tändförlopp per omloppsvarv hos tandskivan 100, dvs. t.ex. proportionešlt mot antalet cylindrar i motorn, kan flera dylika referensmärken 103 förekomma eller kan, utgående från ett referensmärke ytterlisre referensmärken alstras elektroniskt. Vid en sexcylindrig motor erfordras t.ex. tre referensmärken, som är förskjutna sinsemellan 120°.

Referensmärket 103 kan givetvis även vara anordnat på en annan skiva och avkännes medelst en andra givare 104. För omvandling 7900683-9 rav signalerna från de båda givarna 103, 104 till rektangelsignaler kan företrädesvis ej visade pulsformade steg ingå.

Båda givarna 102, 104 är förbundna med ett beräk- ningssteg 11 för beräkning av tändtidpunkt, i vilket i beroende av givarsignalerna och företrädesvis i beroende av ytterligare parametrar såsom undertryck p i insugníngsröret, temperaturen T och gasspjällets vinkelläge M tändtidpunkterna fastlägges. Detta kan ske t.ex. med ledning av förutbestämda tändvinkelkurvor. Ett dylikt beräkningssteg är t.ex. känt genom tyska offentliggjorde patentansökningen 2 504 843.

Den första givaren 102 är förbunden med klockpuls- ingången C på en digital räknare 12, vars talutgångar via en avkodare 13 för fastställande av ett bestämt räknetillstând både är förbundna med spärringången E på räknaren 12 och med J- ingången på ett bistabilt vippsteg 14 av JK-typ. Dylika avkodare 13 kan bestå av t.ex. grindanordningar, varvid en OCH- eller en NAND-grind i beroende av det fastlagda avkodningsvärdet till- föres negerade och icke-negerade signaler från räknarens 12 tal- utgångar. När avkodningsvärdet är uppnått, avger grinden en ut- signal. Utgången på avkodaren 13 och den härmed förbundna in- gången på vippsteget 14 är förbundna med en klämma 15. Utgången på vippsteget 14 är via en klämma 16 förbunden med styringången på en elektronisk strömställare 17, som företrädesvis är en styrbar halvledarströmställare, isynnerhet transistor eller tyristor. En med den positiva polen på en matningsspännings- källa förbunden klämma 18 är förbunden med jord via en serie- koppling av primärlindningen på en tändspole 19 och omkopplings- sträckan i transistorn 17 och en strömmätanordning 20 i form av ett motstånd. Den med en anslutning på primärlindningen för- bundna sekundärlindningen på tändspolen 19 är med sin andra anslutning förbunden med jord via en tändsträcka 21, som vid en förbränningsmotor normalt är bildad av ett tändstift. Vid flera tändstift kan en högspänningsfördelare ingå på i och för sig känt sätt.

Förbindningspunkten mellan strömmätanordningen 20 och transistorn 17 är förbunden med ingången på ett såsom komparator utformat tröskelvärdesteg 22, medan jämförelsein- gången för simulering av strömtröskelvärdet Is är förbunden med en med en referensspänningskälla förbunden klämma 23. Utgângen '7900683-9 rpå steget 22 är via en NOR-grind 24 förbunden med K-ingången på vippsteget 14. Den andra ingången på grinden 24 är förbundenf med klämman 15. Vidare är utgången på steget 22 via en OCH-grind 25 förbunden med en ingång på en ELLER-grind 26, vars utgång är förbunden med D-ingången på ett bistabilt vippsteg 27. Den med en klämma 28 förbundna utgången på beräkningssteget 11 är både förbunden med den andra ingången på grinden 25 och via en inverterare 29 med en ingång på en OCH-grind 30, vars utgång är förbunden med den andra ingången på grinden 26. Utgången på víppsteget 27 är dels förbunden med den andra ingången på grinden 30 och dels med räkneriktningsingången U/D på en såsom mellanminne arbetande räknare 31. Talutgångarna på denna räknare 31 är förbundna med talingångarna på räknaren 12.

Klämman 28 är via ett första fördröjningssteg32 förbunden med kloekpulsingângen C på räknaren 31 och via ett andra fördröj- ningssteg 33 med inställningsingângen S på räknaren 12. Digi- tala fördröjningssteg kan vara uppbyggda av t.ex. ett eller flera efter varandra inkopplade bistabila vippsteg. ' Verkningssättet för den i fig. 1 visade utförings- formen förklaras i det följande med ledning av det i fig. 2 visade signaldiagrammet. För detta ändamål definieras till en början de inom digitalteknik vanliga begreppen 1-signal och 0-signal. En 1-signal motsvarar en potential, som är av stor- leksordningen potentialen vid matningsspänningskällans positiva pol, och en 0-signal en potential, som i det närmaste motsvarar jordpotential.

Principen, enligt vilken anordningen enligt uppfin- ningen arbetar, ligger däri, att sluttiden för strmställaren 17 fastställes genom beräkning under räkneförlopp i räknaren 12.

Vid varje av beräkningssteget 11 beräknad tändtidpunkt uppträder en signal A vid dess utgång och bringar den beräknade sluttiden att upphöra genom inställning av räknaren 12. I ett omkopplings- logiksteg 25, 26, 27, 29, 30, som bildar ett bistabilt vippsteg för sampling och hållning, jämföreä vid varje beräknad tändtid- punkt den beräknade tändtidpunkten A med den uppmätta tändtid- punkten G. Signalen M vid utgången på detta logiksteg innehåller information om den beräknade sluttiden varit alltför lång eller alltför kort. I beroende härav upp- eller nedräknas räknarens 31 räknetillstånd med talet 1, vilket leder till förlängd eller 7900683-9 Fförkortad beräknad sluttid genom överföring av detta räknetill- stånd till räknaren 12. Vid konstant varvtal ökas eller minskas härigenom räknarens 31 räknetillstånd vid varje tändtídpunkt omväxlande med talet 1, vilket medför motsvarande variation med ett i det närmaste omärkligt belopp omkring den uppmätta slut- tiden. Om varvtalet eller den uppmätta sluttíden ändras t.ex. till följd av temperatur- eller spänningsvariationer, anpassas den beräknade sluttíden automatiskt, dvs. dess början tidigare- eller senarelägges.

Under den första i fig. 2 visade perioden uppnår strömmen I sitt börvärde Is före slutet av den beräknade slut- tiden C. Utsignalen från komparatorn 22 växlar från en 1-signal till en 0-signal. Om nu en beräknad tändsignal A uppträder vid klämman 28, utlöses tre förlopp. Dels uppträder ej någon signal K vid utgången på grinden 25, eftersom signalen G vid signalens A uppträdande redan föreligger såsom 0-signal. Vippsteget 27 bibehåller sitt omkopplingstillstånd, dvs. signalen M kvarstår såsom 0-signal, så att räknarens 31 räkneriktning inställes till uppräkning. Den vid utgången på fördröjningssteget 32 t.ex. med en klockpuls fördröjda signalen A åstadkommer, att räknarens 31 räknetillstånd nedräknas med talet 1. Vidare åstadkommer den i fördröjningssteget 33 ännu en gång t.ex. med en klockpuls fördröjda signalen A inställning av räknaren 12 till räknarens 31 räknetillstånd. Vid en normal klockpulsfrekvens för vippstegen av t.ex. 50 kHz är den dubbla fördröjningen varje gång med en klockpuls så obetydlig, att den saknar praktiskt inflytande på tändtidpunkten. Denna omställning av räknaren 12, som i före- liggande fall är en återställning, åstadkommer växling av signalen C från en 1-signal till en 0-signal. Via grinden 24 medför detta i sin tur âterställning av vippsteget 14 och därmed slutet av sluttíden till följd av spärrning av strömställaren 17 och ut- lösning av tändningen. Från det sänkta räknetillståndet B1 räknar räknaren 12 nu uppåt med givarens 102 frekvens och när avkodarens 13 avkodningsvärde därför vid en senare tidpunkt i jämförelse med föregående period. När avkodningsvärdet Bo uppnås, övergår signalen vid klämman 15 från en 0-signal till en 1-sig- nal och spärras räknaren 12 via spärringången E med hänsyn till ytterligare räkneförlopp och inställes vippsteget 14. Härigenom börjar strömmen I åter flyta genom primärlindningen på 7900683-9 6 rtändspolen 19. Eftersom strömmens börvärde Is under den andra visade perioden ständigt fortfarande överskrides, minskas räkne- tillståndet i räknaren 31 åter med talet 1 till räknetillstândet B2.

Under den tredje i fig. 2 visade perioden har bör- värdet Is ännu ej uppnåtts, när en signal A uppträder. Eftersom signalen G därför vid denna tidpunkt fortfarande föreligger så- som 1-signal, uppträder en signal K vid utgången på grinden 25, så att utsignalen från vippsteget 27 övergår från 0- till 1- signal. Räknarens 31 räkneriktning ändras och räknetillståndet B2 framstegas med talet 1 till räknetillstândet B3, som mot- svarar räknetillstândet B1. Om nu strömmen I när sitt börvärde Is, utlöses via grinden 24 tändningen först vid denna tidpunkt, dvs. efter den beräknade tändningstidpunkten. Under den fjärde perioden föreligger åter samma förhållanden som under den andra _ perioden, dvs. någon signal K uppträder ej, så att signalen M åter växlar från 1- till 0-signal. Om det beräknade tändtid- punktsavståndet i fortsättningen förblir konstant och om varken spänning eller temperatur ändras vid primärströmkretsen, växlar räknarens 31 räknetillstånd vid varje tändtidpunkt mellan räkne- tillståndet B2 respektive Bk och B1 respektive B3.

Istället för korrigering av räknarens 31 räknetill- stånd vid varje tändtidpunkt med värdet 1 är det även möjligt att utföra en ändring varje gång med ett högre talvärde. Detta leder visserligen under statisk drift till en större variation men åstadkommer snabbare anpassning under dynamisk drift t.ex. vid kraftig acceleration. Denna ändring med ett högre värde kan åstadkommas t.ex. medelst en frekvensmultiplikator vid utgången på fördröjningssteget 32. ' I Den i fig. 3 visade andra utföringsformen motsvarar kopplingstekniskt den första utföringsformen med undantag av in- kopplingen av vippsteget 14. Skillnader uppstår uteslutande därigenom, att J-ingången enbart är förbunden med klämman 15 och K-ingången med klämman 28. Utgången är vidare förbunden med klämman 16.

Medan tändenergin vid den första utföringsformen i det närmaste förblir konstant, men den verkliga tändtidpunkten däremot varierar något i förhållande till den beräknade tändtid- punkten därigenom, att för utlösning av tändningen under alla 7900683-9 Fförhållanden tidpunkten avvaktas för strömmens uppnâende av bör- värdet Is, utlöses vid den andra utföringsformen tändningen ständigt vid den beräknade tändtidpunkten, varvid man emellertid måste räkna med större variationer i tändenergin. I beroende av valet av motortyp kan det ena eller det andra alaternativet vara fördelaktigare.

Början av sluttiden utlöses liksom vid den första utföringsformen medelst signalen C vid J-ingången på vippsteget 14. Till följd av återställningen av detta vippsteg 14 och där- med slutet av sluttiden âstadkommes däremot medelst signalen A att denna nu direkt tillföres J-ingången på vippsteget 14. Sig- nalen G âstadkommer liksom vid den första utföringsformen korrigering av räknarens 31 räknetillstând och därmed tidigare- eller senareläggning av signalens C början. Alstringen av denna signal C och därmed bestämningen av sluttidens början med ledning av en jämförelse mellan den beräknade och den uppmätta tändtid- punkten sker därför pâ samma sätt som vid den första utförings- formen.

Claims (10)

7900683-9 Patentkrav

1. Anordning för styrning av puls-pauskvoten hos en till sin frekvens varierbar signalserie (A), isynnerhet spän- -ningen för tändstyrníng av en förbränningsmotor, med en medelst en räknefrekvens påverkad räknare (12), efter vilken en avko- dare (13) är inkopplad, varvid puls-pauskvoten är beroende av signalkanten i den varierbara signalserien och en signal från avkodaren, k ä n n e t e c k n a d ,av att räknaren (12) är inställbar till ett bestämt räknetillstånd (B1-BH) medelst en signalkant i den varierbara signalserien (A), att räknetids- perioden mellan detta räknetillstånd (B1-Bh) och avkodarens (13) avkodningsvärde (Bo) medelst ett korrigeringssteg (25-33) är varierbar i beroende av tiden för ström genom ett impedansele- ment (19) intill ett förutbestämt strömvärde (Is) och att början av denna tid är styrbar medelst räknarens (12) räkne- tillstànd.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att en strömmätanordning (20, 22) för strömmen genom impe- danselementet (19) vid uppnående av det förutbestämda strömvär- det (Is) avger en signal (G), som tillsammans med en signalkant i den varierbara signalserien (A) är tillförbar ett omkopplings- logiksteg (25-27, 29, 30) för fastställande av de båda signaler- nas (G, A) tidsordningsföljd, och att räknarens (12) bestämda räknetillstånd är inställbart i beroende av utsignalen (M) från detta logiksteg.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att med räknaren (12) ett mellanminne (31) för lagring av det bestämda räknetillståndet är samordnat och att minnets lagrings- värde är varierbart medelst logiksteget (25-27, 29, 30).

4. Anordning enligt krav 2 eller 3, k ä n n e- t e c k n a d av att det bestämda räknetillstândet under varje period är varierbart med ett fast talvärde. 7900683-9

F 5. Anordning enligt krav H, k ä n n e t e e k n a d av att det fasta talvärdet är lika med 1.

6. Anordning enligt något av krav 2-5, k ä n n e- t e c'k n a d av att utsignalen frân en logisk omkopplare (14, 24) tändstyr motorn, varvid signalens början är förutbestämd av tidpunkten, då avkodaren (13) uppnår avkodningsvärdet, och signalens slut av tidpunkten, då signalserien (A), som utlöser räknarens (12) inställning, uppträder tillsammans med signalen (G), som utlöses vid uppnående av det förut bestämda strömvärdet (Is) och att impedanselementet (19) är primärlindningen på en tändspole.

7. Anordning enligt något av krav 2-5, k ä n n e- t e c k n a d av att utsignalen från en logisk omkopplare (14) tändstyr motorn, varvid signalens början är bestämd av tid- punkten, då avkodaren (13) när avkodningsvärdet, och signalens slut av tidpunkten, då signalserien (A), som utlöser räknarens (12) inställning, uppträder och att impedanselementet (19) är primärlindningen på en tändspole.

8. Anordning enligt något av krav 1-7, k ä n n e- t e c k n a d av att en roterande givaranordning (10) alstrar den varierbara signalserien (A).

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att givaranordningen (10) dessutom alstrar ett antal en- skilda pulser per omloppsvarv, vilka tillföras räknaren (12) såsom räknefrekvens.

10. Anordning enligt krav 8 eller 9, k ä n n e- t e c k n a d av ett efter givaranordningen (10) inkopplat i och för sig känt beräkningssteg (11) för tändtidpunkter.