DE2141178A1 - Vorrichtung zum elektronischen Regulieren der Voreilung des Zündfunkens in Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents
Vorrichtung zum elektronischen Regulieren der Voreilung des Zündfunkens in VerbrennungskraftmaschinenInfo
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- DE2141178A1 DE2141178A1 DE19712141178 DE2141178A DE2141178A1 DE 2141178 A1 DE2141178 A1 DE 2141178A1 DE 19712141178 DE19712141178 DE 19712141178 DE 2141178 A DE2141178 A DE 2141178A DE 2141178 A1 DE2141178 A1 DE 2141178A1
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Description
^. , ?*te^tailJ!rÄlt ,, München, den 16. August 1971
Aurelio BTJÜO, Som/ltalien
Vorrichtung zum elektronischen Segulieren der Voreilung
des Zündfunkens in Verbrennungskraftmaschinen.
Bei Verbrennungskraftmaschinen ist es bekannt, dass zwischen
dem Zündfunken und der Gasexplosion ein Zeitunterschied ; besteht. Um den höchstmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen,
ist es notwendig,dass der Höchstdruck mit einem festgelegten
Kurbelwellenwinkel oder einer festgelegten Kolbenstellung
zusammenfällt. Daher ist es erforderlich, dass eine genaue j Voreilung des Zündfunkens gegenüber dem vorstehend genannten j Winkel vorgesehen wird. !
dem Zündfunken und der Gasexplosion ein Zeitunterschied ; besteht. Um den höchstmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen,
ist es notwendig,dass der Höchstdruck mit einem festgelegten
Kurbelwellenwinkel oder einer festgelegten Kolbenstellung
zusammenfällt. Daher ist es erforderlich, dass eine genaue j Voreilung des Zündfunkens gegenüber dem vorstehend genannten j Winkel vorgesehen wird. !
Da der Zeitraum zwischen dem Funken und der Gasexplosion : konstant ist, insbesondere zwischen dem Funken und dem j
Höchstdruck, während die Kurbelwellengeschwindigkeit ziemlich ' verschieden sein kann, muss eine Vorrichtung vorgesehen wer- '
den, um den Zündfunkenvoreilungswinkel zu regulieren, wenn ',
sich die Drehzahl des Motors ändert, um die Gasexplosion
genau im günstigsten Kurbelwellenwinkel stattfinden zu lassen,! wobei dieser letztere im wesentlichen konstant bleibt, gleich-i
genau im günstigsten Kurbelwellenwinkel stattfinden zu lassen,! wobei dieser letztere im wesentlichen konstant bleibt, gleich-i
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gültig, welches die Drehzahl und die Belastungebedingungen sein mögen, da jegliche anderen kleinen Unterschiede vernachlässigt
werden können.
Tatsächlich ist der Zeitraum zwischen Funken und Höchstdruck, der vorstehend bezüglich eines grösseren Bereiches von
Motor-Drehzahl-Werten als konstant angenommen wurde, auch je ' nach Brennatoffmaschung, Kompressionsgrad,im Zündzeitpunkt,
i Temperatur, Brennstoffart, usw. veränderlich und es ist klar, |
dasa dieser Zeitraum sich während des Laufens des Mo'tore in
^ wenigen Sekunden wiederholt ändern kann, wie dos bei Motoren j
in Kraftfahrzeugen der Fall ist. !
Es kann daher gesagt werden, dass das Regulieren der Voreilung
des Zündfunkens stets als notwendig angesehen wurde. Um ein solches Regulieren der Voreilung des Zündfunkens zu erreichen,
wurde viele Jahrzehnte lang fast allgemein eine mechanische Vorrichtung zum Feststellen der Geschwindigkeit verwendet,
durch die der Funkenvoreilungswinkel je nach der Drehzahl des Motors automatisch verändert wird.
fc Inzwischen wurde jedoch eine Verbesserung eingeführt, durch
die eine weitere Korrektur des Funkenvoreilungswinkels in
Übereinstimmung mit der Gemischkompression durchgeführt wurde« Dies erfolgte durch eine Sonde, ebenfalls mechanischer Art,
die sich dazu eignet, das Vakuum zu messen, das in der Ver— gaserluftzuleitung entsteht, wenn das Gaspedal betätigt wird.
Es ist für den Fachmann klar, dass durch diese Verfahren und >
Geräte nur eine grobe Regulierung der Voreilung des ZUndfunkens
erfolgen kann, so dass bei jeglicher Drehzahl und Be- '. laatungsbedingung ein Motor seinen höchsten Wirkungsgrad nur
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sehr selten erreichen kann, insbesondere dann, wenn es sich
um Motoren aus der Serienfertigung handelt. Ein weiterer Naoin·
teil des Standes der Technik besteht in der Unmöglichkeit eines weiteren Regulierens, wenn eine oder mehrere der vorstehend
erwähnten Gründe die optic:?Je Aibei tsweise des
Motors ungünstig beeinflussen, wie etwa Temperatur, Brenn·· ;
stoffart, luftzufuhr usw. da der Zeitraum, der zum Entspannen!
des verbrannten Gemisches notwendig ist, sich dadurch erheb- :
lieh ändern kann· Weiterhin muss darauf hingewiesen werden,
daes die Abnutzung gewisser Bestandteile wie etwa Kontaktstücken
und Zündkerzen-elektroden das Verhältnis zwischen Motordrehzahl und der Voreilung der Zündung, wie es in einem
anfänglichen Regulieren der Voreilung des Zündfunkens festgelegt worden war, verändern kann.
Die Verwendung elektronischer Bauteile in Verbrennungekraftmaschinen
kann r;icht an sich als Neuheit angesehen werdene
Es sind befepielsweise schon Versuche gemacht worden, elektronische
Stromkreise für die Zündung eines Brennstoff-Luftgemisches
zu verwenden und auch die Voreilung des Zündfunkens zu steuern. Diese Versuche und Ausführungsformen beziehen
sich jedoch nur auf die Verwendung von elektronischen Systemen
zur Ausführung dessen, was bis heute im allgemeinen auf mechanischem Wege ausgeführt wird und insbesondere das automatische
Regulieren der Voreilung des Zündfunkens in Abhängigt keit von der Drehzahl, so dass sie die Nachteile des mechanischen
Systems nicht wirklich ausschalten, es sei denn, dass' dieee Stromkreise mit verschiedenen Sonden ausgerüstet werden*
die sich auf Drehzahl, Kompression, Temperatur usw. beziehen,
wobei diese Daten einem Rechengerät zugeleitet werden, daa
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den Zündzeitpunkt bestimmt. Selbst dieses System, das sehr
kompliziert und teuer ist, hat den Nachteil, in seiner Ar*· ■
beitsweise beschränkt zu sein, da es einen, aber nicht alle der Gründe in Betracht zienen kann, die zur Veränderung der
Zeitdauer der Exploeion beitragen, z.B. Brennstoffart. Aussei
dem erfordert es die Verwendung von Sonden mit sehr genauer Wiedergabe und einem konstanten Verhalten auch für längere
Zeiträume und bei Veränderung der Umgebmngsbedingungen. ,
Hauptzweck der Erfindung ist es, das automatische Regulieren '.
fc der Voreilung des Zündfunkens in Verbrennungskraftmaschinen j
in einfacher und genauer Art zu erreichen, wenn der Motor läuft, die nicht durch Veränderungen der Belastungs- und
Gesch^indigkeitsbedingungen beeinflusst wird oder auch durch
irgendwelche anderen Gründe, ^ie im allgemeinen den Zeitraum
zwischen Zündfunken und Höchstdruck verändern, so dass die Explosion stets beim besten Kurbelwellenwinkel'stattfindet·
Weiter ha+ sich die Erfindung zum Ziel gesetzt, einen elektronischen
Stromkreis fur die automatische Regulierung zu * schaffen, die ein Vergleicherstromkreis ist, d.h. ein1Stromkreis, der während jedes einzelnen Zyklus die Phasen der Explosion
und des Kurbelwellenwinkels miteinander vergleicht· ;
Genausr gesagt erfolgt der Vergleich zwischen einem Explo—
sionssignel, wie es von einer geeigneten Explosionssonde geliefert
wird, und einem St e'l lungs signal, das ein von einer !
anderen geeigneten Sonde geliefertes Impulssignal ist, wenn ; die Kurbelwelle «ich in einer vorher bestimmten Stellung
während eines jeden UmIf ufzyklus befindet. Durch diesen Vergleich
kann ein Fehlersi/mal auftreten, das in geeigneter
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.JkSM-
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Art und Weise verarbeitet und verstärkt wird, um automatisch die Voreilung des Zündfunkens für die nächste Explosion zu
korrigieren, indem eine Betätigungsvorrichtung für die Voreilung des Zündfunkens dadurch gesteuert wird. ;
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Phasenver- '■
gleich an der Vorderfront von Rechtecksignalen zu ermöglichen^ um ein sehr genaues Regulieren zu erzielen. Die Genauigkeit
des Regulierens ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass das, Explosionssignal, wie es von der Explosionssonde geliefert
wird (die im wesentlichen ein mehr oder minder linearer j
i elektrischer Wandler des Druckes in· der Verbrennungskammer
sein sollte), mit einer anfänglichen oder ersten sehr klar aufwärts verlaufenden Vorderseite versehen ist, während das ,
hintere abwärts gerichtete Ende wegen zufälligen Motorenbedingurigen
(beispielsweise Zylinder- und Ventialabnutzung) nicht sehr bestimmt ist·
Weiterhin strebt die Erfindung an, den Vergleich dadurch zu erreichen, dass ein bistabiler Multivibrator verwendet wird,
der ein Stromkreis ist, der während jeden Zyklus seinen Zustand an der Eingangsfront desjenigen der beiden Signale anti eri^das als erstes ankommt, wobei er in seinen Ursprungszuatand
an der Endseite desjenigen der beiden Signale zurückkehrt, das als erstes endet. Durch die Veränderung seines Zu—
staxtles wird ein Impuls erzeugt, der als ein Gatter oder Torimpuls
verwendet wird, um ein Fehlersignal von einer solchen Vergleichsvorrichtung zu erhalten wenn, und nur wenn, ein
Phasenunterschied zwischen den anfänglichen Fronten von dem
genannten Phasenvergleicher und nicht zwischen den Endfronten
©AD ORIGINAL
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r ψ ·· · ■
festgestellt wird. Dies zu dem Zweoke wie er oben" anlegen en
wurde«
Sehliesslcih bezweckt die Erfindung, einen Integratorstroiakreis zu schaffen, um die Impulskomponenten eines Ithlereignales zu integrieren. Solch ein IntegratorStromkreis weist
im wesentlichen zwei Stromregler auf, zusammen mit einen Ken» densator und einer Impedanzanpasaungavorrichtung, die in
einer aolchen Art und Weise verbunden sind, daea die Kondensa-f
torspannungsladung sich schnell ändert, wenn Fehlersignalim· !
pulse auftreten, während ein konstanter Wert darin gespeichert
wird, wenn solche Impulse nicht vorhanden sind· Der Zweck .[
davon ist, die Betätigungsvorrichtung für das Regulieren der j
Voreilung des Zündfunkens in einem stationären Zustand zu i
halten, wenn kein Phasenfehler zwischen den beiden Signalen 1
vorhanden ist· ι
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, einen Stromregler zu schaffen, der von einer Steuerspannung abhängt· Dieser Strom—
regler ist mit einem monostabilen MuItivibratoratromkreis ver··
bunden (in einer nächstehind beschriebenen Art), um mit
seinem Strom denjenigen Kondensator des monostabilen Multi· , vibratorstromkreises zu entladen, der die Zeitkonetante desselben bestimmt. Der Zweok ist, zu erreichen, dass die Z»it ι
des Impulses, die von dem monostabilon Multifibrator geliefert
wird, innerhalb eines sehr weiten Wertbereiches schwenken
kann, d.h· von eoner sehr kurzen zu einer sehr langen Sauer· ,
(Sogar bis zu 100 mal)· Solch ein monostabiler Multivibrator v,Ud axe eine Betätigungsvorrichtung für da« Hegulieren der
Voreilung des ZUndfunkens benutzt.
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-· 4 - t-Λ—
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung in inrer Anwendung
in Verbrennungskraftmaschinen ergeben sich für den Fachmann
aus der nachstehenden Beschreibung unter Hinweie auf die bei··!
j gefügten schematischen Zeichnungen. Die Beschreibung und die '
Zeichnungen beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel der '
Erfindung und nicht auf eine Beschränkung und das Beispiel |
eines Einzylinder-Zweitakt-Motore wurde nur zur Vereinfachung I
der Darstellung gewählt. [
Verbesserungen und weitere Vorteile dieses elektronischen i
Systema für das automatische Regulieren der Voreilung des i
Zündfunkens, sowie die Möglichkeit der Anwendung auf beliebi-:
ge andere Verbrennungskraftmaschinen (Viertakt- und Mehr- i
Zylindermaschinen sowie Wankelmotoren) können vom Fachmann \
in einfacher Weise entwickelt werden. Veränderungen und Ab-
i Wandlungen fallen somii in den Rahmen der Erfindung. '
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen
näher erläutert.
näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Baustein-Schaubild einer automatischen Vorrichtung zum elektronischen Regulierten der Voreilung des
Zündfunkens nach der Erfindung, worin die Regulierung der
Voreilung des Zündfunkens mit Hilfe des Phasenvergleiches ;
Zündfunkens nach der Erfindung, worin die Regulierung der
Voreilung des Zündfunkens mit Hilfe des Phasenvergleiches ;
zwischen Explosion und Kurbelwellenwinkel und durch negatives'
Rückkoppeln eines Fehlersignals in eine Betätigungsvorrichtung für die Voreilung des Zündfunkens erreicht wirdf
Fig. 2 ist ein Baustein-Schaubild des gewählten elektroniach«
Stromkreises für ein Auβführungabeispiel der Erfindung,
Fig. 3A, 3B, 3C sind yergleichsdiagramae, die aich auf ein·
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angenommene Druckkurve innerhalb der Kammer des Zylinders
beziehen, der als Beispiel gewählt wurde und zwar für den j
Explosionssignalimpuls als auch den Kurbelw eilenstellunge- j
impuls, j
Fig· 4A, 4B, 40 .und 4D sind Vergleiohsdiagramme, die sich ;
auf den Explßsionssignalimpuls (4A), KurbeIwe11enstellunge- ;
signalimpuls (4B), den Impuls (4C), der vom Phasenvergleicher :
geliefert wird, weil der bistabile Multivibrator von den
genannten Signalimpulsen und dem Fehlersignalimpuls (4D) be—
W tätigt wird, der von dem Phasenvergleich zwischen der Anfangs4 fron der Signale 4A und 4B geliefert wirdj . ι
genannten Signalimpulsen und dem Fehlersignalimpuls (4D) be—
W tätigt wird, der von dem Phasenvergleich zwischen der Anfangs4 fron der Signale 4A und 4B geliefert wirdj . ι
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Stromkreises, i
der sich auf eine Phasenvergleicherkomponente bezieht,
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Fehlersignal-Integrators
mit seiner Impedanzanpassungs-Vorrichtung wie er ; in diesem elektronischen Stromkreis für das Regulieren der
Voreilung des Zündfunkens vorgesehen ist, und
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des monostabilen
ψ Multivibrators, der in dieser Ausführun^sform als Betätigungsvorrichtung für die Voreilung des Zündfunkens benutzt
wird·
Voreilung des Zündfunkens vorgesehen ist, und
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des monostabilen
ψ Multivibrators, der in dieser Ausführun^sform als Betätigungsvorrichtung für die Voreilung des Zündfunkens benutzt
wird·
Fig. 1 zeigt ein Bausteinschaubild eines allgemeinen auotmatischen
elektronischen Reglers für die Voreilung des Zünä- i
funkens gemäss der Erfindung. In dieser Fig. 1 ist der Motor >]
mit 1 bezeichnet. Er weist eine Explosionssonde 2 auf, dia j
im wesentlichen aus einem Wandler besteht, der bei jeder
Explosion in der Vrebrennungskammer einen elektrischen Impuls :
Explosion in der Vrebrennungskammer einen elektrischen Impuls :
erzeugt· Eine solche Bxploeionssonde kann von τ»rechledenster ί
ι ί
ϊ ί
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Bauart sein, z.B. piezo-elektrisch, elektromagnetisch, mit
veränderlichem Widerstand und kann direkt im Zylinderkopf
montiert sein, um den Druckunterschied innerhalb der Ver··
brennungskamc-er zu fühlen oder auasen am Zylinder angebracht
sein, so dass der Druck der Explosion durch die Metallwandung
des Zylinders abgefühlt wird.
Eine weitere Sonde ist bei 3 gezeigt. Sie ist die Sonde für die Kurbelv/ellenst ellung. Sie kann entweder aus einer photoelektrischen
Zelle oder einem elektromechanischen Unterbrecher oder einer beliebigen anderen Vorrichtung bestehen, die ■
am Motorblock befestigt ist und einen elektrischen Impuls immer dann abgibgt, wenn die Kurbelwelle durch eine vorher
bestimmte Stellung während ihres Umlaufzyklus verläuft. Die Explosion sollte stattfinden, wenn die Kurbelwelle sich in
der festgelegten Stellung befindet in der der höchste Wirkungsgrad für den Motor erzielt wird, so dass die Möglichkeit
der Veränderung der Stellung dieser Sonde innerhalb eines geeigneten üereicnes des Motorblocks wünschenswert ist, um
einen Befestigungspunkt für die Sonde zu finden, der als am
geeignetsten für die beste Einstellung des Motors angesehen wird.
Die beiden Sonden 2 und 3 erzeugen die Signalimpulse 4 und 5t
die zu dem erwünschten Vergleich in den Phasenvergleicher' 6 laufen· Bin mögliches Fehlersignal 7, das aus dem Vergleicher
6 kommt, wenn das Explosionssignal nicht mit dem Stellungssignal
zusammenfällt, d.h. wenn es nicht der optimalen Kurbel··! wellenstellung entspricht, läuft in das Verarbeitungsgerät 8 ι
für das Fehlersif-nal. Dieses Verarbeitungsgerät 8 ist ein
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2 u ma
elektronischer Stromkreis, der einen Integrator enthält und gegebenenfalls einen Verstärker, der in der Lage ist, das
Fehlersignal in seiner elektriachen und in seiner Leistungsform anzupassen, um (wie für eine negative .Rückkopplung) die
Betätigungsvorrichtung 9 für die Voreilung des Zündfunkens zu steuern und weiterhin in der Lage, den Zündfunken zwischen
den Elektroden der Zündkerze 11 zu erzeugen, die im Motorblock angeordnet ist.
Die Betätigungsvorrichtung 9 zum Regulieren der Voreilung des ZUndfunkens ist im wesentlichen eine Vorrichtung, die als
Hochspannungsgenerator zu arbeiten in der Lage ist. Sie kann als elektromechanische oder auch als elektronische Vorrichtung
gebaut sein, so lange sie in der Lage ist das Arbeiten des Hochspannungsgenerators in einem richtigen Verhältnis zur
Veränderung einer Steuerspannung zu verändern.
Auf diese Art und Weise kann immer dann wenn einer der oben genannten Gründe vorhanden ist, so dass die Explosion stattfindet
wenn die Kurbelwelle bei einem Winkel auftritt, der vondem optimalen Winkel abweicht, durch den Phasenvergleich
™ ein erstes Fehlersienal erzeugt werden. Die Betätigungsvorrichtung
für die Voreilung wird dadurch in einer geeigneten Richtung betätigt, so dass die nächste Explosion mit einem
Fehler erfolgt, der im Verhältnis zur optimalen Stellung der Kurbelwelle kleiner ist, aber dennoch in der Lage, ein neues
iehlersignal entstehen zu lassen und demgemäss eine weitere Korrektur der Voreilung des Zündfunkens·
Sehr schnell aufeinander folgende Korrekturen der Voreilung, die auf die Folge von Fehlersignalen zurückzuführen sind, die
kleiner und kleiner werden, führen zu einem Verschwinden oder
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mindestens zu einer Verringerung des Fehlers, so dass praktisch
rernachlässigenswerte Werte verbleiben, die im Bereich
von Bruchteilen von Sekunden liegen. ·.
Dae automatische Regulieren der Voreilung des Ztindfunkens in ;
Verbrennungslrraftmaschinen erfolgt im wesentlichen auf elektro-j
nische Weise gemäss der Erfindung und insbesondere durch die G-egenrtakticn des Fehlers, wae sich aus dem Phasenvergleich
zwischen dem Explosionssignal und dem Kurbelwellenwinkeleignal
ergibt, d.h. durch ein Gegenreaktions—System in geschlossener !
Schlaufe. !
Fig. 2 bis 7 zeigen allgemeine und ins einzelne gehende Darstellun?en
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 ist ein allgemeines Biiustein-Schaubild des elektronische!
Stromkreises gemäss dieser Ausführungsform, in dem die Sonden
für die Explosion und die Kurbelwellenstellung bei 12 bzw# bei
13 gezeigt sind·
Sin Phasenvergleicher ist in Fig. 2 bei 16 gezeigt, wobei die
Eingänge 16 und 16^ mit dem Explosionssignal 14. bzw. mit dem
Kurb e Iw e 11 en st e 11 imp. s signal verbunden sir.d.
Das Explosionssignal 14 kommt von der Explosionssonde 12 durch eine geeignete Rechteck-Vorrichtung 12 die als ein Wandler .
analog-logisch benutzt wird, d.h. in der Lege, analoge Impulse, die von der Explosionssonde stammen (d.h. proportional der
Druokamplitude innerhalb der Verbrennungskammer) in einen logischen Impuls umzuv.andeln(EIH-AUS, zwischen zwei Spannungsniveaus,
die von Bauteilen des Phasenve!gleichers angenommen
werden·) - ■
BAD ORIGINAL-
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Das Stellungssignal 15 ist direkt mit der Kurbelweilenst ellung»
sonde am Eingang 16, des Phasenvergleichers 16 verbunden, da ;
die Stellungssonde beispielsweise mit Hilfe eines nockenbetä- , tigten Kontaktunterbrechers oder einer photoelektrischen Zeil· :
arbeiten kann, so dass ein logisches Signal in einfacher Wei se direkt errielt verden kann· Wenn es aber wünschenswert iat»
eine Stellungssonde anderer Art zu benutzen, d.h. wenn eine :
Sonde verwendet wird, die kein logisches Signal abgibt, ist j eine Rechteckausbildungsvorrichtung für den Impuls auch dieser :
fc Sonde erforderlich. '
Die Ausgänge 16 und 16, de?? Phasenvergleichers schaffen dae
C Q.
i'ehlersignal für den Integrator, der aus den Bausteinen 25 und
26 besteht, die Stromreg1^r mit EIN-AUS-Schaltern andeuten,
sowie aus α em Kondensator Cc gemeinsam mit dem Baustein 27·
Das Fenlerfirnal, dps dann als ein negatives Rückkopplungssignal
des Stromkreises betrachtet werden kann, wird in dem Bau·» stein 27 verstärkt, um die Dauer des Impulses 28 des monostabilen
Multivibrators 29 zu steuern. Dieser Multivibrator 28
* wird durch das Stellungssignal 15 ausgelöst, das in den Ein-
gang 28 eintritt. Der Impuls 28 des Multivibrators 28 be-
ginnt bei 15 des Stellungssignales 15 und seine Dauer hängt :
von der Spannung des Kondensators C,- in diesem Zeitpunkt ab,
so dass eine Zeitverzögerung zwischen dem Impuls des Stellunge«» signales und dem Zündzeitpunkt im nächsten Zyklus geschaffen
wird. Der Impuls 28 steuert den Stromkreis 29, der zusammen
mit der Zündspule 23 die notwendige Hochspannung an den Elek troden der Zündkerze 24 erzeugt, um die Zündung des Brennstoff*
Luftgemisches hervorzurufen»
SAD ORIGINAL :
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" " 2Ϊ4ΪΪ7Ϊ
Diese Grundprinzipien des Baueteinschaubildes naeh yig. 2
werden nachstehend unter Hinweis auf Fig. 3 "bis 7 nooh weiter
arläutert. Zu diesem Zwecke muss daran erinnert werden, dass "bei dem Motor, der zur Illustration der Erfindung ausgewählt
wurde eine Explosion bei jeder einzelnen Umdrehung der Kurbel—
welle stattfindet. Zur Durchführung des Phasenvergleiches aussl
die Kurbelwellenstellungssonde einen Impuls bti jeder einzelne^
Umdrehung der Kurbelwelle geben, wobei die erste Front dieses | Impulses der vorherbestimmten Kurbe Iw eil en st ellung en/tsprieht» |
die vorher als optimal bezeichnet wurde^ so dass die Explo- j
sicnsdruckspitze einer geeigneten Stellung für die beetmög- !
liehe Leistung entspricht (ungefähr 12° nach dem OTP).
Die Bruekveränderung innerhalb der Verbrennung ska nun er während
der Verbrennungsphase ist ungefähr in dem Schaubild der Pig.
3A gezeigt, worin die Druckwerte (Ordinate) ins Verhältnis bu den Kurbelwellenwinkeln (Abssisse) gesetzt sind. Die bedeutsamsten Kurbelwell en wink el sind bei a_, b, £, d_, e_, dargestellt;
«vie das nachstehend im einzelnen erläutert weiden wird«
Wie oben erläutert hat die Explosionsphase einen optimalen
Wert bezüglich des Motorenwirkungsgradest wenn der Kurbelwellenwinkel
einen besonderen Wert bezüglich des oberen Totpunktes hat.
Die übcplosionssonde, bei 12 in Pig» 2 dargestellt, muss ein
logisches Signal U (EIN-AUS) wie in Fig. 3B liefern, gegebener falls durch eine geeignete Rechteckvorrichtung 12 In fig· 2,
die nicht durch eine bedeutsam© Phaaenv«rand©mag su Bagina
des Ausgangesignalas "beeinflusst werden sollte^ t?«aa ein«
Veränderung der Amplitude des Eingangesiganles auftritt·
209809/1163 -t4·
2 H1178
Der Stromkreis zum Erzeugen der Rechteckimpulse fällt nicht in den Rahmen der Erfindung, so dass er hierin nicht im einzelnen
beschrieben wird.
Der Phasenvergleich erfolgt in dieser beispielsweisen Aus-'
führungsform zwischen den beiden ersten Fronten der beiden , Signalimpulse. Die Kurbelwellenstellungsponde 13 (Fig.2) erzeugt
dann ein logisches Signal, dessen Beginn mit dem Beginn des Explosionspignals 14 zusammenfallen muss (wenn dieses
letztere bei der am besten geeigneten Winkelstellung auftritt) und kenn ein r-nfängliches Regulieren für die Einstellung gestatten
.
J'ig· 3-A, 3i>
und 3C sind übereinander und in einem gleichen Lasstsb gezeigt, um das Verhältnis zwiscnen sowohl den Phasen
öer Signale 14 und 15 als auch zwischen diesen letzteren und
der Druckveränderung innerhalb r"er Verbrennungskammer zu zeiger,
j
a * Unterer Totpunkt (UTP)
b = Oberer Totpunkt (OTP)
^- c= anfängliche oder erste Frcnt 14
des Bxplosicnssignsles 14
Il
d = End- oder zweite Front 14
des Explosionssignales 14 e = Unterer Totpunkt (UTP)
Wenn die Kurbelwellenwinkelsonde 13 in ihrer Stellung festgelegt
worden ist und wenn eine Explosionsphase auftreten sollte« die bei einem Winkel liegt der von der optimalen Winkelstellung
abweicht, wird ein Fehlersignal erzeugt, das vor od«r nach der
der richtigen Zeit bezüglich der Anfangafront 14 des Explo- ;
aionssignales 14 gegenüber der Bratfront 15 dee Stellungen
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2 K117 8
signale8 15 lieft.
Der Phasenvergleicher 16 in Fig. 2 besteht im wesentlichen
aus einigen Torpc.;altui::s-Stronikreisen und einem bistabilen
MuItivibrator-Stromkreis, die an sich bekennt sind·
Beide Signale 14 und 15 kennen den bistabilen Multivibrator
durch die erste Front eines jeden von ihnen steuern, d.h.
I I
14 bzw· 15 , so dass der bistabile Multivibrator einen seiner
zwei möglichen Zustände einnimmt, wä rend durch die Hinter*· !
front eines ieden eir±:--elnen, d.h. 14 bzw. 15 der bistabile
Multivibrator den fmderen seiner beiden möglichen Zustände
einnin.r.t. Der bistabile i.Iultivivrator wechselt dann seinen
Zustand in Übe"» fSinstin.mur:?* mit der Anfangsfront des einen der
beiden bign-tle, das al? erstes ankommt (nämlich des Explosions-*
signal 14, wenn die Explosion zu früh erfolgt oder das Gegen— signal 15 wenn die Explosion zu spät gegenüber der optimalen
Kurbelwelleastellung auftritt) und kehrt in seinen ursprünglichen
Zustand am Ende -les einen der beiden Signale zurück,
das als erstes endet.
Die Zustandsveränderung des bistabilen Multivibrators wird besser durch die Schaubilder in Fig. 4A, 4B, 4C, dargestellt,
deren Abszissen-Masstab gleich ist. Fig.ß 4A zeigt ein Explosionssignal,
das aus irgendeinem Grunde vor seiner optimalen Stellung begann (wie sie gestrichelt in Fig. 4A gezeigt
ist). Die Fig. 4B zeigt ein Stellungssignal 15 und Fig. 4C
zeigt einen Impuls 18 der von einem bistabilen Multivibrator ■ erzeugt wurde.
Der Impuls des bistabilen Multiribratora wird benutzt, um
einige UND und UND NICHT Torschaltunge-Stroekreiee in Betrieb ;
209809/1166 ^16-.
ßAD ORIGINAL
2 U1178
zu setzen, so dess von den Ausgängen des Phasenvergleichers
ein Fehlersignal ausgeht wenn, und nur w4nn ein Phasenunter-
I I
schied zwischen den Anfangsfronten 14 und 15 der genannten
zwei Impulse vorhanden ist und nicht, wenn ein Phasenunter··
η w
schied zwischen den Endfronten 14 bzw. 15 vorhanden ist· i
Viele Stromkreisgestaltungen sind möglich, die so angepasst sind, dass sie den obigen Phasenvergleich durch eine verschiedene
Kombination beschriebener Operationen durchführe^können,
d.h. durch Verwendung einfacher, doppelter, dreifacher usw. Torschaltungen, die eine positive oder negative Logik haben·
Ein Beispiel ist in Fig. 5 dargestellt unc der Betrieb wird
anschlieasend im einzelnen beschrieben.
Ein Explosions signal 14 ist am Punkt 16 vorhanden und ein
Stellungssignal 15 bei 16,, beide von positiver Polarität.
Die Torschaltungen 17 und 18, von FICHT UND Art für eine positive Logik und mit Ärei Eingängen bilden zusammen mit den
Widerständen R1, R„, R, und R. den bistabilen Multivibrator
»ι
16 . Die genannten Widerstände diener! dazu, nornmlerv;eise gesperrte Eingangsiriforcigtionen festzuhalten mit öetien si.* verbunden 3ind, wobei diese Eingänge mit Hilfe der Spannung polarisiert werden, die von einem Spannungsteiler geliefert wird, der aus den Widerständen R1- und Rg gebildet wird.
16 . Die genannten Widerstände diener! dazu, nornmlerv;eise gesperrte Eingangsiriforcigtionen festzuhalten mit öetien si.* verbunden 3ind, wobei diese Eingänge mit Hilfe der Spannung polarisiert werden, die von einem Spannungsteiler geliefert wird, der aus den Widerständen R1- und Rg gebildet wird.
Dieser bistabile Multivibrator 16 kann nur mit Hilfe negativer
Fronten betätigt werden und genauer gesagt durch C1 oder 0?,
ua einen seiner beiden möglichen Zustände einzunehmen, und durch C, und C^ um den anderen Zustand anzunehmen.
I - SAD
209809/nee
Die Bauteile 19, 20, 21 und 22 sind zwei ling angst oreohal-»
tungen von UND NICHT Art für negative logik.
Die Torschaltungen 19 und 20 haben an ihren Eingängen die beiden Signale, die an den Eingängen I6a und 16^ vorhanden
sind und an ihren Ausgängen immer noch die gleichen Signale« aber von umgekehrter Polarität. Und das weil sie als einfache
Umkehrvorrichtungen arbeiten, wobei der-zweite Eingang mit der negativen Seite der Stromquelle verbunden ist.
t t
Die erste Fron (negativ) der Signale 19 und 20 , die aus
den Torschaltungen 19 und 20 kommen, können den bistanilen
Multivibrator 16 durch den Kondensator C, bzw. 0, betätigen, j
um die Veränderung seines Zustandes zu erreichen. j
Es ist klar, dass diese Operation auf das eine oder andere
t ι
von zwei Signalen 19 und 20 zurückzuführen ist, das als
err-tes ankommt, während das zweite Signal danach wirkungslos i
bleibt. '
Die beiden Signale der Stromkreiseingänge 16O und 16-u können ,
in ähnlicher Weise den bistabilen Multivibrator 16 mit Hilfe ■ seiner zweiten I'ront (negativ) betätigen und zwar durch Kon- j
densatoren C1 Und C2, so dass der bistabile Multivibrator in
seinen anfänglichen Zustand zurückkehren kann. Auch hier iet ■'■
es klar, dass ein solches Arbeiten auf dasjenige der "beiden
Signale zurückzuführen ist, die als erste enden, während das andere keine Wirkung hat.
Am Ausgang der Torschaltung 18 ist der Impuls 18 vorhanden*
der durch den bistabilen Multivibrator 16 mit einer negativen Polarität versehen wird·
209609/1166
,1141178
JIn aolener Impuls 18 wird au eine« Eingang der beiden forschaltungen 21 und 22 geschickt. Die Signale der etroekreia- :
einginge 16^ und 16^ aind alt dem anderen Singang der genannten Torschaltungen 21 und 22 verbunden.
des Stellungsaignales vorläuft, tritt ein Tehlersignal am
Ausgang der Torschaltung 22 (Ausgang I6d des Stromkreises)
auf, daa die Form eines positiven Impulses hat von einer Dauer, die gleich diesem Vorlauf ist·
WENS Di Gegensatz dazu das Sxploaionaaignale später im Verhältnis zum Stellungsaignal teginnt,ist daa Fehlersignal am
Ausgang der Torschaltung 21 (Ausgang 16C des Stromkreises)
vorhanden und zwar in Form eines positiven Impulses, dessen Dauer dieser Verspätung entspricht.
An den Ausgängen ist kein Signal vorhanden, wenn die Vorderseite der beiden Signale zusammenfällt.
Wie oben angegeben zeigt Fig. 4D, dass das Fehlersignal am
Ausgang der Torschaltung 22 (Fig. 5) vorhanden ist· Diesbezüglich ist es ratsam, sich daran zu erinnern, dass infolge der
Wirkung auf das gleichzeitige Auftreten dee Impulses 18 vom
biatabilen Multivibrator 16 das Fehleraignal nur als eine Polge des bestehenden Unterschiedes zwischen den Vorderseiten
der beiden Signale auftritt und nicht etwa wegen eines Uhteraohiedea an deren Hinteraeiten·
In Pig. 3At 3B, 3B, 30 und 4A, 4B, 4G und 4D wurden die verschiedenen rechteckigen Signale alle als von positiver Polflri«
tat gezeigt, um die Darstellung der Auefuhrungsfonn einfacher
au machen. Se ist jedoch für den »achmann klar,, daa· Stroe-
209009/1118 -19-
BAD ORIGINAL
2U117S
kreisbauateine mit entgegengesetzte oder gemiaohter
tat ebenso rorgeeehen werden können, ohne dass das zu irgend- j
einem Unterschied in d«n angestrebten Zweaken führt· [
2a soll daran erinnert werden, dass der Stromkreis nach JIg.
5 ein Beispiel einer Ausfuhrungsfcrm ist, die den Phasenver-
5 ein Beispiel einer Ausfuhrungsfcrm ist, die den Phasenver-
gleicher 16 der ?ig. 2 betrifft. ί
Die Jshleraignale, die am Ausgang 16C oder 16^ des Phasenver- j
gleichers 16 vorhanden sind, steuern den Stromkreisregler ;
mit EIN-AUS Schaltern 25 und 26 in Pig. 2, die Bausteine des i
Integratorstromkrsises sind, wie nachstehend im einzelnen be- I
schrieben wird. ■
Da3 Stellungssignal 15 gibt die Startaus lösung für einen mono-|
stabilen Multivibratorstromkreis 28 (?ig.2), der als eine Be- ;
tätigungsvorrichtung für das Regulieren der Voreilung des
Zündfunken3 in dieser Ausführungsform der Erfindung verwendet
•vird.
Zündfunken3 in dieser Ausführungsform der Erfindung verwendet
•vird.
Der Impuls 28 , der von dem monostabilen M ltivibrator 28
erzeugt wird, bringt eine Verzögerung zwischen dae Stellungs—
signal und die Erzeugung des Zündfunkena für die nächste Explosion. Die Dauer dieses Impulses und damit die von ihm bewirkte Verzögerung kann durch eine Spannung geregelt werden, '<
erzeugt wird, bringt eine Verzögerung zwischen dae Stellungs—
signal und die Erzeugung des Zündfunkena für die nächste Explosion. Die Dauer dieses Impulses und damit die von ihm bewirkte Verzögerung kann durch eine Spannung geregelt werden, '<
wie da3 nachstehend im einzelnen beschrieben wird, so dass !
seine Funktion die ist, den Funkenvorlaufwinkel in Verhältnis !
i zur optimalen Explosionsstellung zu regulieren. Um den Vor- j
laufwinkel beispielsweise zu verringern ist eine Verlängerung . des Impulses notwendig, die von dem monostabilen Multivibrator
geliefert wird·
Ss ist wünschenswert, dass die Dauer des Impulses 28
des monostatilen Multivibrators zwischen 0, 5 Sek. (was als ·
des monostatilen Multivibrators zwischen 0, 5 Sek. (was als ·
209809/1166 .20-
BAD ORIGINAL
die Zeit einer Kurbelwellenumdrehung beim langsamsten I»eerlauf1
angenommen wird) und einer Zeit liegt, die berechnet werden kann, indem die folgende einfache Formal
wird«
( 1 - 0.004) 8*C.
worin N die Höchstdrehzahl Je Sekunde darstellt, die von dea
Motor erreicht werden kann (so dass 1/N die verlangte Zeit für eine Umdrehung des Motors bei seiner höchsten Drehzahl
angibt) und 0.004 Sek. die Höchstzeit, die als zwischen dem Auftrete» des Funkens und der Explosion verstreicht.
Bezüglich der D?.uer des Impulses 28 des monostabilen Multi··
vibrators 28, kann seine Änderung bewirkt werden, indem die Spannung der negativen Rücl·"' ©oolir-ig verändert wird, die durch
das integrierte und in seiner Leistung verstärkte Fehlersignal dargestellt wird·
Durch einen geeigneten Stromkreis, der anschliessend erläutert
wird, wird eine Veränderung geschaffen, die dem Abgabestrom des Kondensators entspricht, der die monostabile Multivibrator—
Impuls-Dauer kennzeichnet. Dieser Kondensator wird später noch in einer genaueren Beschreibung erläut-rt und zwar am
I Beispiel einea monostabilen Multivibratorstromkreises (Fig. 7)·
Eine negative Bückkopplurigsspannung wird von dem Kondensator j
Cc (Fig.2) abgegeben, der zusammen mit der Eingangsimpedanz j
der Impedanzedaptervorrichtung 27 eine sehr grosse Zeitkon-
etante (beispielsweise 100 Sekunden) bildet, so dass die Span- ·
nung an ihren Endklemmen als konstant angesehen werden kann wegen der auf dem Spiel stehenden Grossen und wenn die Korrekturen
ausser Betracht gelessen werden.
209809/
Wenn aua irgendeinem Grunde (Zunahme oder Abnahme des Brennst off/Luftgemisches, oder mechanischer Belastung usw.) die
Drehzahl des Motors sich verändert, oder weil aus irgendeinem
anderen Grunde eine Verschiebung der Ixplosionsphaae im Verhältnis zur optimalen Stellung eintritt, findet eine Phasenverschiebung zwischen den. Anfangsselten der Explosions·· un&r>
Stellungssignale 14 und-1.5 statt und eine solche Phasenverschiebung liefert ein Fehlersignal am Ausgang 16Q oder I6d
Drehzahl des Motors sich verändert, oder weil aus irgendeinem
anderen Grunde eine Verschiebung der Ixplosionsphaae im Verhältnis zur optimalen Stellung eintritt, findet eine Phasenverschiebung zwischen den. Anfangsselten der Explosions·· un&r>
Stellungssignale 14 und-1.5 statt und eine solche Phasenverschiebung liefert ein Fehlersignal am Ausgang 16Q oder I6d
. j des Phasenvergleichers 16 (Fig..2), wie oben bereits gesagt. .
Dieses Fehlersignal stellt einen Spannungsimpuls (oder einen I (
Satz immer kürzer werdender Spannungsimpulse) dar, der die ;
Stromkreise 25 oder 26 steuert, je nachdem ob die Explosion j
verfrüht oder verspätet auftritt. :
Die Bausteine 25 und 26 der Fig. 2 bilden zusammen mit dem !
Kondensator Cr und dem Baustein 27 (Impedanzadaptervorrichtung)!
den Fehlersignalintegrator. Sie sind Stromregler, die im einzelnen nachstehend beschrieben werden, wie oben angegeben»
In ihrem stationären Zustand sind sie gesperrt und der leitende Zustand wird durch die Fehlersignalimpulse erreicht, so dass' (
Spannungsimpulse in Stromimpulse umgewandelt werden (die im [
Verhältnis zum einen positiv und zum andern negativ sind), die
in den Kondensator Oc eintreten und dessen Ladung verändern»
Die neue Ladung des Kondensators verändert ihrerseits die Dauer1
in den Kondensator Oc eintreten und dessen Ladung verändern»
Die neue Ladung des Kondensators verändert ihrerseits die Dauer1
der Impulse 28 des monostabilen Multivibrators 28, so dass ι
ι ein Funken mit leichter Voreilung oder leichter Verzögerung \
erzeugt wird, mit einer ständigen Verringerung des Pehlers bei ;
einer Folge von Explosionen. \
Während eine Folge von Korrekturen des ZUndfunkene bezüglich
209809/11*8
- 22 - ■ :, - ■' i
ι seiner Voreilung oder Verzögerung im Verhältnis zu einer FeI- j
ge von Tehlersignalen, die aus dem Vergleich er 16 kommen
vorhanden ist, ist es für den Fachmann klar, dass die Verringerung des !Fehlers auf einen minimalen praktisch vernachlässig dnsw arten Wert oder eine tatsächlich vollständige Aueeohaltung
in einem Bruchteil einer Sekunde erfolgt.
Din diesen Zweck leichter zu erreichen, müssen die Stroaregler
mit entsprechenden Abmessungen gebaut werden, so dass das System ohne weiteres anspricht, ohne Jedoch irgendeine vergrösserte
Korrektur zu geben. In diesem letzteren Falle würde ein unerwünschtes Phaaenfehler-Pluktuieren entstehen.
Der Impuls 28 , der von dem monostabilen Multivibrator 28 geliefert wird, betätigt den Stromkreis 29 (Hg. 2), der zusammen
mit der Spule 23 das Endleistungestadium zum Braeugen ί
des Hochspannungeimpulsea für die Zündkerze 24 schafft. Diese '
Endstufe wird hier nur erwähnt, da sie kein Teil der Merkmale , und Ansprüche dieser Erfindung ist. Sie kann in verschiedenen ,
Arten ausgeführt werden, beispielsweise durch die Verwendung gesteuerter Dioden oder Transistoren od. dgl. und dafür gibt
es patentierte Systeme. Das wesentliche ist, dnas der Zündzeit-
punkt an die Dauei des Impulses 28 des monostefcilen Multivibrators
28 gebunden ist, d.h. de?i Zeitraum zwischen den Stellungssignalimpuls und dem Auftreten des Zundfunkena sues
in Abhängigkeit von der Dauer des monoetabilen Impulses etehen,
der so die ZUndvoreilung im Verhältnis zum optimalen Punkt der Explosionsdruckspitze bestimmt und dann die gewünschte
automatische lunkenregulierung für den optimalen Wirkungsgrad
des Motors eicheratellt.
209809/ 11·β mi ^ ·23~
Pig. 6 zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform, die eioh auf
Spannungsregler mit EIN-AUS Schaltern 25 und 26 der Fig. 2 bezieht.
Tr, ist ein normal geeperrter NPN Transistor, der direkt durch die Impulse eingeschaltet wird, die im Punkt 26 fi hentnkommen
(und aus 16, des Phasenvergleichers 16 nach Fig. 2 herauskommen.)
Der Strom, der vom finitter zum Kollektor des Transistors
fliesst, wird bei Vorhandensein von Fehlersignalimpulsen
von: Widerstand R11 begrenzt und kann durch die folgende Formel abgeleitet werden:
- V
BS
I =
ampere
11
worin V die Fehlerimpulsspannung ist und v-p>_ der Spannungsatfall
zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors in seinem absoluten Wert.
^ ist ein PNP Transistor, der eine Punktion :.st, die gleich
der von Tr-, ist. Stromimpulse, die von diesem Transistor geliefert
werden, sind jedoch von einer umgekehrten Polarität,
dient zusammen ait Rr7,
dazu, die Impulse zu über
tragen, die im Punkt 25 hereinkommen (und aus dem Punkt 16
a ο
dee Kiasenv6rgleichers 16 nach Fig. 2 herauskommen) und zwar
zur Basis von Tr2, mit geeigneter Amplitude und Polarität,
sowie als einem geeigneten Spannungssockel, so dass er ia Falle der Abwesenheit von Impulsen gesperrt bleibt.
Der Widerstand R10 kann gleich dem Widerstand E11 sein und
dtr Strom überall in Tr2 wird unter Verwendung der gleichen
Formel wie fUr Tr, berechnet.
209809/1166
-24-
Die Punktion des Stromkreises mit den Bausteinen Tr., Tre
und S19 ist die einer Impedanz-Adepter-Vorrichtung# wie
oben erwähnt und dient dazu, die ladung des Kondenetors
Ο,- auf eine niedere Impedanz zu übertragen. Ein solcher Bauest ein ist bei 27 in Pig. 2 gezeigt und bildet den Verstärker
fUr das integrierte Fehlersignal.
und S19 ist die einer Impedanz-Adepter-Vorrichtung# wie
oben erwähnt und dient dazu, die ladung des Kondenetors
Ο,- auf eine niedere Impedanz zu übertragen. Ein solcher Bauest ein ist bei 27 in Pig. 2 gezeigt und bildet den Verstärker
fUr das integrierte Fehlersignal.
Diese Impedanz-Adapter-Vorrichtung kann auch so gestaltet
werden, dass ein Punktionsverstärker integrierter Art verwendet
werden, dass ein Punktionsverstärker integrierter Art verwendet
wird, der eine "Gleichtakt-Eingangs-Montage" hat.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform des monostabilen Multivibrators 28, worin Tr71 Tr8, R12, E15, E16, S17, R18, E19, R20,
ι D1, D„, C-, Cg zusammen mit E.. und C7 eine bekannte Stromkeis-'
Anordnung eines monostabilen Multivibrators bilden.
Der Wert von R1^ muss so sein, dass Tr7 in seiner vollen Leit·· ,
fähigkeit gehalten wird. i
Es hat sich gezeigt, dass die Kapazität des Kondensators C7 =
mit Hilfe der folgenden Formel berechnet werden kann«
0,5 x 0.43
C m Farad
7 kxRu :
wobei 0,5 Sek. die Zeit ist, die als notwendig für eine UmdrehiiTgi
der Kurbelwelle bei ihrer geringsten Geschwindigkeit erforder- ;
lieh ist. 0,43 ist das Verhältnis von gewöhnlichen zu natürli- :
chen Logarithmen und k ist eine Konstante, die von der Strom—
kreisgestaltung und Zufuhrspannung abhängt. Im falle dieser j
Ausführungsform ist k« 0,32, wenn eine Zuleitungsspannung von ;
12 Volt angenommen wird·
Diesbezüglich muss jedoch darauf hingewiesen werden, das:;, wenn \
die Zufuhrspannung verändert, wird, die Veränderungen dee k— !
209809/1168 _25-
- " ' "
21 Ai 178 -
wertes minimal sind, βο dees der oben angegeben« Wert τοη
0,32 als in jedem beliebigen Falle geeignet angesehen werden kann» da ein eventueller fehler von vernachlässigenewerter
Bedeutung ist·
Sr6 und R15 bilden in dem genannten Stromkreis voa lie« 7
einen Strömtegler, der normalerweise gesperrt ist, da, di#
Basis von Tr6 eine positive Spannung hat, dl« gröaatr ist ele
die am Bnitter.. Sein leitender Zustand entspricht de» sume~
stabilen Multivibrator Impuls, da die Basis»Sp«nnung 'dann auf
ungefähr Null Volt abfällt.
Der Strom, der vom Emitter zum Kollektor von Tr^ flieset, 1st
eine funktion der Spannung am Punkt 28·^ des Stromkreises, in
Übereinstimmung mit einem Verhältnis, das ähnlich dem vorangegangenen
ist, nämlich»
Y — Y
Γ * -£ —-- Ampere
»15
worin V die Spannung der Rückkopplung 27 am Eingang 28.
dieses Stromkreises ist (von der Impedanz-Adapter-Yorriehtung 27 in Fig. 2 stammend), während V533 der Spannungsabfall
zwischen der Basis und dem Emitter von Tr,- ist und zwar in
seinem absoluten Wert. Dieser Strom I, der eine Punktion der
Rückkopplungsspannung ist, dient dazu, die Impulsdauer zu verändern· Der Widerstand R^j- muss so bemessen werden« dasa
die positive Grenze des Rlickkopplungsspannungs-Veränderungs-.
bereichea, der Entladungsatrom des Kondensators Gj durch den
'. gesamten Widerstand R1 c so ist, dass der Impuls, dar vom mono··
stabilen Multivibrator 28 geSiefert wird, die erforderlich·
; Dfcuer für die Höchstdrehzahl das Motors hat·
209809/11*66 .2$-
1a
Für die Berechnung von R15 hat sich die folgende Formel als
nützlich erwieseni 1 - 0.004
k If
Worin K 1 eine Konstante ist, die von der Stromkreiagestaltung
abhängt (und in dem in Fig. 7 gezeigten Falle ist ihr Wert
0,75). l/ff ist die Zeit (in Sekunden), die als notwendig für
eine Umdrehung der Kurbelwelle bei ihrer Höchstgeschwindigkeit angesehen wird, 0,004 (Sekunden) ist die Höchstzeit, die als
zwischen dem Auftreten des Funkens und der Explosionsdruckspitze angesehen wird und C7 ist die Kapazitanz wie vorher
berechnet·
.Am Eingang 28 des Stromkreises ist ein Impuls 15 des Stellungsf
S -
signales vorhanden, dae^iii« positive Polarität hat. Seine !
Vorderfront, die mit Hilfe von 0c und R1^ abgeleitet iat, löst !
den monostabilen Multivibrator aus, während die zweite oder
Hinterseite keinen Einfluss hat, da sie durch die Diode D-angehalten
wird· !
ι -■■ . t
Der Ausgang 28 Λ liefert den positiven Impuls des monostabilen ■
Multivibrators mit dessen Hilfe die Endstufe 29 betätigt wird 1
und diese letztere zusammen mit der Zündspule 23 schafft den j Funken zwischen den Elektroden der Zündkerze 24 (Fig· 2)·
Auf Grund der Endstufengestaltung kann es eventuell wünschenswert sein, den monostabilen Multivibrator-Negativ-Impuls vom
TTq Kollektor abzunehmen anstatt den positiven Impuls.
Das gesamte Stromkreissystem, wie es in Fig. 2 gezeigt ist oder die Stromkreise mit teilweisen Bausteinen wie beschrieben
oder gleichwertige Stromkreise, mit Ausnahme der Sonden und
209809/116S _ -27-
IHSPECTED
der er «nt ue 11 en Kondensatoren O5- und S» kann mit der feeimik
integrierter Stromkreise hergestellt werden» Ihre Gröseen
und Kosten werden daher auf ein Minimum besehrftnkt.
Sohlieselich ist darauf hinzuweisen,, dass die Regulierungevorrichtung
nach der Erfindung gegebenenfalls verwendet werden kann, um eines der oben erwähnten groben Steuerungeayitesie su
ergänzen, die in den heutigen praktischen Anwendungen benutzt
werden. In Übereinstimmung mit der obigen Beschreibung und deren Illustrationen stellt diese Vorrichtung zum Regulieren
ein hochwirksames Mittel dar, durch des eine genaue Korrektur der Phasenverschiebung erreicht werden kann·
Wie bereits oben erwähnt, beziehen sich die Beschreibung und die Zeichnung auf eine bevorzugte Ausführungsform der Brfinduni
die lediglich als illustrierendes Beispiel gewählt wurde· Abwandlungen und Abänderungen davon müssen demgemäss als mög- j
lieh angesehen werden, um automatische elektronische Systeme J
i zum Regulieren der Voreilung des Zündfunkens zu schaffen unter ,
Verwendung von Phasenvergleich und elektrischer negativer ' Rückkopplung unter der Bedingung, dass sie sich eignen, um die
verschiedenen Anwendungsnotwendigkeiten und konstruktiven Anforderungen zu erfüllen·
So kann beispielsweise anstatt eines monostabilen Multivibrator
ι wie beschrieben und dargestellt, ein astabiler Multivibrator
veiwendet werden, gleichgültig ob synchronisiert oder nicht, unter der Bedingung, dass er in einer gleichen Weise gesteuert
wird wie der oben beschriebene Stromregler·
209809/1166
-28-
Claims (4)
- Patenten s ρ r ü ο h e1·)7orrichtung zum elektronischen Regulieren der Voreilung dea Zündfunkens in Verbrennungskraftmasohinen, dadurch gekennzeichnet, das« sie bei jedem Zyklus mit Hilfe einer negativen Fehlersignal-Rückkopplung arbeitet, die sieh aua einem Phasenvergleich im vorhergehenden Zyklus zwischen Explosion und Kurbelwellenwinkel ergibt.
- 2. Reguliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz«lehnet, dass der Phasenvergleich zwischen den Vorderseiten des Ex— plosionssignals bzw. dem der Kurbelwellenstellung erfolgt.
- 3. Reguliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daea für den Phasenvergleich ein bistabiler Multivibrator verwendet wird, der seinen Zustand während jedem Zyklus an der Vorder- oder Anfangsseite desjenigen der beiden Signale ändert, das als erstes ankommt und in seinen ursprünglichen :Zustand am hinteren Ende desjenigen Signals zurückkehrt, das ιals erstes endet, wobei durch diese Zustandsänderung ein Impuls erzeugt wird, der als eine Torschaltung verwendet wird ■ um ein i'ehlersignal aus diesem Phasenvergleich abzuleiten wenn, und nur wenn ein Phesenunt er schied zwischen den Vorder—iselten der beiden Signale auftritt. |
- 4. Eeguliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass sie einen Integratorstromkreis aus denjenigen Impulsen aufweist, die das Fehlersignal darstellen, wobei die Integration dadurch erreicht wird, das3 ein Kondensator mit einer sehr kurzen Zeitkonstante während des Zeitraumee aufgeladen wird, der zwischen dem Beginn und dem Ende des Fehlersignalee2 0 9809/1166 bad original- 29 -i .· : ; " . ' · . .___ ^'J _/\;ί_; 2141178verstreicht, woneoh er exit einer sehr langea Zeitkonet*ftt« ι während des Zeitraumes entladen wird, der zwischen dem Bad· : eines jeden Impulses des Fehlersignale« und dem Beginn des■ näoheten liegt.\\. Regulierrorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung für die Regulierung der Yor-' eilung des ZOndfunkens dadurch erfolgt, dass ein monostabiler Multivibratorstromkreis verwendet wird, dessen Zeitkonstant· mit Hilfe eines Stromreglera verändert wird, der von der negativen Rückkopplungsspannung gesteuert wird, die von dem integrierten Fehlersignal aufgebaut wird, wobei der Stromregler nur während des funktionellen Zeitraumes des monostabilen Multivibrators wirkt, wenn er von diesem letzteren während dessen Arbeits- und Ruhezeiten zum Arbeiten gebracht oder ge-jsperrt wird. !6· Automatischer elektronischer Regler für die Voreilung des Zündfunkens, dadurch gekennzeichnet, dass er so beschaffen ist, wie in den beigefügten Zeichnungen beschrieben.2Q9&09/US6Leerseite
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---|---|---|---|
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IT4752071A IT984578B (it) | 1971-01-04 | 1971-01-04 | Circuito di regolazione elettronica automatica dell anticipo a confron to di fase e controreazione per motori a scoppio |
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DE2141178A1 true DE2141178A1 (de) | 1972-02-24 |
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Family Applications (1)
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DE19712141178 Pending DE2141178A1 (de) | 1970-08-18 | 1971-08-17 | Vorrichtung zum elektronischen Regulieren der Voreilung des Zündfunkens in Verbrennungskraftmaschinen |
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Country | Link |
---|---|
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FR (1) | FR2109698A5 (de) |
GB (1) | GB1371643A (de) |
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DE4020986A1 (de) * | 1990-07-02 | 1992-01-16 | Telefunken Electronic Gmbh | Elektronisches zuendsystem |
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- 1971-08-17 DE DE19712141178 patent/DE2141178A1/de active Pending
- 1971-08-17 FR FR7129965A patent/FR2109698A5/fr not_active Expired
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