DE2352694C2

DE2352694C2 - Digitale Schaltungsanordnung zur Auslösung eines Betriebsvorganges, insbesondere des Zündvorganges einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2352694C2
Application number: DE2352694A
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 7145 Markgröningen Hönig; Alfred Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Schulz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-10-20
Filing date: 1973-10-20
Publication date: 1983-05-19
Also published as: DE2352694A1; GB1488365A; FR2248420A1; JPS5066621A; FR2248420B3; US3903857A; JPS5744813B2

Description

polatorschaltung,

Fig.6 bis 9 Diagramme zur Erläuterung des zeitlichen Ablaufs eines Interpolationsvorganges,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Auslöseschaltung für einen Mehrzylindermotor, F i g. 1 Oa eine elektronische Verteilerschaltung,

Fig. 11 Diagramme zur Erläuterung der Schaltung nach F ig. 10,

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Auslöseschaltung mit feinerer Winkelauflösung und ι ο

Fig. 13 ein Blockschaltbild einer Frequenzvervielfacherschaltung mit zwei Vervielfachungsfaktoren.

In Fig. 1 ist mit 20 ein Signalgeber bezeichnet, der einen Winkelgeber und einen Bezugsimpulsgeber enthält. Der Bezugsimpulsgeber besteht aus einem is Schalter 21, der von einem Nocken 22 bei jeder Kurbelwellenumdrehung der Brennkraftmaschine einmal geöffnet und einmal geschlossen wird. Der Schalter 21 ist mit einem Anschluß an Masse gelegt, während der ändere Anschluß zu Einer ersten Ausgangsklcrnmc 23 des Signalgebers 20 geführt ist. Der Schalter 21 gibt Bezugsimpulse ab, deren Frequenz im folgenden mit fr bezeichnet ist.

Der Winkelgeber enthält ein Zahnrad 24 mit ferromagnetischen Zähnen. Das Zahnrad 24 wird mit der Kurbelwellendrehzahl gedreht. Die Zähne des Zahnrades 24 laufen an einem Joch 25 vorbei, auf das eine Spule 26 gewickelt ist. Der magnetische Widerstand des Luftspaltes zwischen Joch 25 und Zahnrad 24 ändert sich dabei periodisch, so daß in der Spule 26 Wechselspannungsimpulse induziert werden, deren Frequenz proportional zur Drehzahl der Kurbelwelle ist. Die Ausgangsfrequenz der Impulse des Winkelgebers 24, 25, 26 ist im folgenden mit fn bezeichnet. Der elektrische Ausgang der Spule 26 bildet einen zweiten Ausgang 27 des Signalgebers 20.

Der Signalgeber 20 liefert Informationen über die Winkelstellung und die Drehzahl der Kurbelwelle. Zur Erfassung eines weiteren Betriebsparameters, nämlich des Saugrohrunterdruckes ist in der Schaltung nach F i g. 1 ein Oszillator ?8 vorgesehen, der einen LC-Schwingkreis mit einem Kondensator 29 und einer Spule 30 enthält. Die Spule 30 umgibt einen beweglichen Eisenkern 31, der mechanisch mit einer Unterdruck-Meßdose 32 verbunden ist. Die Meßdose 32 ist an das Saugrohr 33 der Brennkraftmaschine angeschlossen. Die Ausgangsfrequenz des Oszillators 28 ist mit fp bezeichnet; sie hängt vom Saugrohrunterdruck ab.

Den zentralen Baustein der Schaltung nach F i g. 1 bildet ein Interpolator 34, der bei dem dargestellten so Ausführungsbeispiel vier Eingänge aufweist. Zwei dieser Eingänge sif.J mit den Ausgangsklemmen 23, 27 des Signalgebers 20 verbunden, und ein dritter Eingang liegt am Ausgang des Oszillators 28. Ein vierter Eingang ist mit einer Klemme 35 verbunden, an der ein elektrisches Signal liegt das von einem weiteren Betriebsparameter abhängt, so z. B. von der Kühlwassertemperatur. Der Interpolator 34 erzeugt aus den Frequenzen fn und fp Impulsfolgefrequenzen fni, die sowohl von der Drehzahl als auch vom Saugrohrunterdruck abhängen. Die Frequenzen /n/sind damit ein Maß für den erforderlichen Zflndwinkel.

Ein Interpolationszähler 36 ist mit seinem Zähleingang ζ und seinem Ladeeingang / an Ausgänge des Interpolators 34 angeschlossen. Dem Zähleingang ζ wird dabei die Ausgangsfrequenz fni des Interoolators zugeführt Em Winkelzähler 37 ist mit seinem Zähleingang ζ und seinem Rücksetzeingang r an die beiden Ausgangsklemmen 27 bzw. 23 des Signalgebers 20 angeschlossen. Die Binärzahlen-Ausgänge der beiden Zähler 36, 37 sind zu Eingängen eines Binärzahlen-Vergleichers 38 geführt.

In allen Blockschaltbildern sind Leitungen, die zur Übertragung von Impulsfolgefrequenzen dienen, mit einfachen Linien dargestellt. Leitungen, die zur Übertragung von Binärzahlen beliebiger Stellenzahl vorgesehen sind, werden durch dreifache Linien dargestellt Der Binärzahlen-Vergleicher 38 gibt an seinem mit > bezeichneten Ausgang ein Signal ab, sobald die vom Winkelzähler 37 abgegebene Binärzahl größer ist als die Binärzahl, die der Interpolationszähler abgibt. Der Ausgang des Vergleichers 38 ist zum Eingang eines Leistungsverstärkers 39 geführt. Zwischen dem Ausgang des Leitungsverstärkers 39 und Masse liegt eine Primärwicklung 40 einer Zündspule. Der eigentliche Zündkreis wird durch eine Sekundärwicklung 41 der Zündspule und eine Zündkerze 42 gebildet. In F i g. 1 ist

?c nur cine Schaltung dargestellt, die zur Auslösung der Zündung bei einer einzelnen Zündkerze für einen Einzylindermotor dient. Die Verhältnisse bei Mehrzylindermotoren werden weiter unten anhand von Fig. 10 näher erläutert.

Der Winkelzähler 37 wird über seinen Rücksetzeingang r bei jeder Kurbelwellenumdrehung einmal z. B. 60° vor dem oberen Totpunkt vom Bezugsimpulsgeber 21, 22 zurückgesetzt. Er zählt anschließend die AusgangVuTipulse des Winkelgebers 24, 25, 26, so daß die an seinem Ausgang liegende Binärzahl ein Maß für den Kurbelwellenwinkel ist.

Soll eine sehr starke Frühzündung eingestellt werden, dann muß der Zündvorgang schor* bei einem niedrigen Zählerstand des Winkelzählers 37 ausgelöst werden. Der Interpolationszähler 36 muß dann an seinem Ausgang auch eine entsprechend niedrige Binärzahl abgeben, da der Vergleicher 38 den Zündvorgang immer dann auslöst, wenn beide Zählerstände gleich groß sind. Je später die Zündung erfolgen soll, d.h. je näher der Zündwinkel zum oberen Totpunkt hin oder gar über den oberen Totpunkt hinausrückt, umso großer muß die am Ausgang des Interpolationszählers 36 auftretende Binärzahl sein. Näheres dazu wird weiter unten anhand der F i g. 4 bis 9 erläutert.

Das Zahnrad 24 des Winkelgebers besitzt bei praktischen Ausführungsbeispielen ungefähr 100 Zähne. Bei Brennkraftmaschinen, die zum Antrieb von Kraftfahrzeugen dienen, treten Drehzahlen zwischen 600 und 6000 U/min, d. h. 10 bis 100 U/sec auf. Die Ausgangsfrequenz fn der Spule 26 liegt daher im Bereich zwischen 1 kHzundlOkHz.

Frequenzen dieser Größenordnung sind aber füi die Weiterverarbeitung in digitalen Rechenschaltungen zu niedrig, weil sie nur eine unzureichende Rechengeschwindigkeit erlauben. Es ist anzustreben, Frequenzen im Bereich zwischen 100 kHz und 1 MHz zu erzeugen. In Fig.2 ist eine Frequenzvervielfacherschaltung dargestellt die dem Ausgang 27 des Signalgebers 20 nachgeschaltet ist

Der Eingang einer Zeitrasterstufe 43 ist an den Ausgang 27 des Signalgebers 20 angeschlossen. Die Zeitrasterstufe 43 gibt an zwei Ausgängen zeitlich gerasterte Winkelgeberfrequenzen fn 1 und fn 2 ab. Die Frequenz fa2 wird einem Rücksetzeingang r eines Periodendauerzählers 44 zugeführt Der Binärzahlenausgang des Periodendauerzählers 44 ist zum Binärzahleneingang einer Speicherstufe 45 geführt Die Frequenz fn 1 wd einem Ladeeingang / der Speicherstufe 45

zugeführt.

Zur Festlegung eines Zeitmaßstabes für die ganze digitale Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist in der Schaltung nach F i g. 2 ein Taktgeber 46 vorgesehen, der eine Grundtaktfrequenz /0 an eine Frequenzteilerschaltung 47 abgibt. Die Frequenzteilerschaltung 47 kann dabei einen Teilerzähler und ein Teilergatter entlöten. Eine solche Baugruppe ist weiter unten in F i g. 4 näher beschrieben.

Die Frequenzteilerschaltung 47 gibt an ihren Ausgängen untersetzte Taktfrequenzen /"01, /32 sowie sehr weit untersetzte Frequenzen /06, /07 ab. Die weit untersetzten Frequenzen /06, /07 werden in der Interpolationsschaltung nach F i g. 4 als Zeitmarken zur Auslösung bestimmter Vorgänge verwendet.

Der Ausgang des Taktgebers 46 ist weiterhin an einen Takteingang cder Zeitrasterstufe 43 angeschlossen. Die Taktfrequenz /01 wird dem Zähleingang ζ des Pcriodcndaucrzähicrs 44 zugeführt.

Der Binärzahlenausgang der Speicherstufe 45 ist an den Binärzahleneingang eines Divisionszählers 48 angeschlossen. Dem Zähleingang ζ des Divisionszählers 48 wird die Taktfrequenz /02 zugeführt. Am Binärzahlenausgang des Divisionszählers 48 liegt eine Gatterschaltung 49, die zur Nullerkennung dient. Am Ausgang der Gatterschaltung 49 kann eine vervielfachte Winkelgeberfrequenz fnv abgenommen werden. Diese Frequenz wird auch dem Ladeeingang /des Divisionszählers 48 zugeführt

Der Taktgeber 46 ist beim Ausführungsbeispiel als Quarzoszillator mit einer Grundtaktfrequenz /0 von etwa 1 MHz aufgebaut. Die Ausgangsfrequenzen /hl und fn 2 der Zeitrasterstufe 43 sind genau gleich groß wie die Winkelgeberirequenz fn, aber ihre einzelnen Impulse sind zeitlich gegeneinander versetzt. Die Funktionsweise der Zeitrasterstufe 43 wird bei den F i g. 3a und 3b näher beschrieben. Der Periodendauerzähler 44 wird von jedem Impuls //?2 auf Null zurückgesetzt. Anschließend zählt er während einer Periodendauer der Frequenz fn2 die Impulse der «o Taktfrequenz /01. Der Zählerendstand wird vom Impuls fn 1 auf die Speicherstufe 45 übertragen. Anschließend wird der Periodendauerzähler 44 wieder vom nächsten Impuls fn 2 zurückgesetzt. Der Zählerendstand des Periodendauerzählers 44 !jt proportional zur *5 Periodendauer der Frequenz fn 2 und damit umgekehrt proportional zur Drehzahl der Kurbelwelle.

Der in der Speicherstufe 45 gespeicherte Zählerendstand des Periodendauerzählers 44 wird mit jedem Ausgangsimpuls fnv der Gatterschaltung 49 auf den Divisionszähler 48 übertragen, der als Rückwärfzähler ausgebildet ist Ausgehend von dem genannten Zählerendstand zählt der Divisionszähler 48 die Impulse der Taktfrequenz /02 in Rückwärtsrichtung, bis er den Zählerstand Null erreicht Diesen Zählerstand erkennt die Gatterschaltung 49; sie gibt dann einen Impuls fnv ab, der über den Ladeeingang / dafür sorgt, daß wiederum der Inhalt der Speicherstufe 45 in den Divisionszähler 48 übernommen wird.

Die Gatterschaltung 49 ist beim Ausführungsbeispiel einfach als UND-Gatter ausgebildet, das ein Signal abgibt, wenn alle einzelnen Stufen des Divisionszählers 48 ein 0-Signal abgebea

Die vervielfachte Winkelgeberfrequenz fnv ist umso höher, je höher die Taktfrequenz /02 ist, weil der Speicherinhalt 45 umso schneller auf Null zurückgezahlt ist, je höher die Zählfrequenz ist Umgekehrt ist die Frequenz /hvumso niedriger, je höher die Taktfrequenz /01 ist, weil sich bei gegebener Periodendauer der Frequenz fnl ein umso höherer Zählerendstand des Periodendauerzählers 44 ergibt, je höher die Zählfrequenz /01 ist. Die Winkelgeberfrequenz fn wird also in der Frequenzvervielfacherschaltung nach Fig.2 mit einem Faktor multipliziert, der gleich dem Quotienten /02//01 ist. Wenn man einen hohen Vervielfachungsfaktor wünscht, muß die Taktfrequenz /02 groß gegenüber der Taktfrequenz /01 sein.

F i g. 3a zeigt den Schaltungsaufbau der Zeitrasterstufe 43. Diese enthält in Serienschaltung drei D-Flipflops (englisch delay-flipflops). Diese Flipflops besitzen jeweils einen Vorbereitungseingang D und einen Takteingang c sowie zwei zueinander komplementäre Ausgänge. Komplementär bedeutet in diesem Zusammenhang, daß der eine Ausgang ein logisches 1-Signal abgibt, wenn der andere Ausgang ein logisches 0-Signal abgibt und umgekehrt. Das erste D-Flipflop 50 ist mit Ρϊπσηησ D an

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20 angeschlossen. Die beiden folgenden Flipflops 51,52 sind jeweils mit ihrem Eingang D an den Ausgang des vorhergehenden Flipflops 50 bzw. 51 angeschlossen. Die Takteingänge aller drei Flipflops 50 bis 52 sind zu einem einzigen Takteingang c der Zeitrasterstufe 43 zusammengefaßt und an den Ausgang des Taktgebers 46 angeschlossen. Ein erstes UND-Gatter 53 ist mit seinen beiden Eingängen an den Ausgang des Flipflops 50 und an den komplementären Ausgang des Flipflops 51 angeschlossen. Die beiden Eingänge eines zweiten UND-Gatte.-s 54 liegen am Ausgang des Flipflops 51 u.id am komplementären Ausgang des Flipflops 52. Das UND-Gatter 53 gibt die Frequenz fn 1 und das UND-Gatter 54 die Frequenz fn 2 ab.

Die einzelnen D-Flipflops brauchen nicht näher beschrieben zu werden; ein integrierter Baustein mit vier solchen Flipflops ist unter der Bezeichnung SN 74 175 im Handel.

In Fig.3b ist mit einem Impulszug /0 der zeitliche Verlauf der Grundtaktfrequenz dargestellt. Weiterhin ist ein einzelner Impuls der Winkelgeberfrequenz fn gezeigt. Die Flanken dieses Impulses fallen nicht mit Flanken der Grundtaktfrequenz /0 zusammen. Das erste D-Flipflop 50 dient dazu, die Frequenz fn mit Flanken der Grundtaktfrequenz /0 zu synchronisieren. Das D-Flip-Flop 50 übernimmt das an seinem Vorbereitungseingang D liegende logische Signal immer mit der Vorderflanke des nächst folgenden Grundtaktimpulses /0 auf seinen Ausgang. Dies ist in Fig.3b mit dem Impulszug /50 gezeigt, der das Ausgangssignal des ersten Flipflops 50 wiedergibt.

Die Ausgangssignale der beiden Flipflops 51, 52 sind in Fig.3b mit /51 und /52 bezeichnet. Sie sind gegenüber den Impulszug /50 um eine bzw. zwei Periodendauern der Grundtaktfrequenz /0 verschoben. Das erste UND-Gatter 53 gibt ein 1-Signal ab, solange das erste Flipflop 50 schon geschaltet und das zweite Flipflop 51 noch nicht geschaltet hat Die daraus resultierende gerasterte Winkelgeberfrequenz fn 1 ist in F i g. 3b gezeigt Ebenso gibt das zweite UND-Gatter 54 ein 1-Signal ab, solange der Wir.kelgeberimpuls fn zwar schon auf das zweite Flipflop 51 aber noch nicht auf das dritte Flipflop 52 übertragen ist

Die beiden gerasterten Winkelgeberfrequenzen fn 1 und fnl sind also genau um eine Periodendauer der Grundtaktfrequenz /0 gegeneinander versetzt; ihre Impulsdauer ist jeweils gleich einer Periodendauer der Grundtaktfrequenz.

Es wird damit deutlich, wie die Zeitrasterschaltung 43

die Periodendauerzählung im Zähler 44 nach Fig.2 steuert. Die Eingänge / der Speicherstufe 45 und r des Periodendauerzählers 44 sprechen jeweils auf Vorderflanken der Frequenzen /hl bzw. fnl an. Mit der Vorderflanke von fn 1 wird der Zählerendstand auf die Speicherstufe 45 übernommen und mit der Vorderflanke von fn2 wird der Periodendauerzähler 44 wieder zurückgesetzt.

Der Perioden'.auerzähler 44 nach Fig.2 ist bekannt und als integrierter Baustein unter der Bezeichnung SN 74 163 im Handel. Für die Speicherstufe 45 kann der integrierte Baustein SN 7475 und für den Divisionszähler 48 der Baustein SN 74 191 verwendet werden.

Den Eingang der Interpolationsschaltung nach F i g. 4 bildet ein elektronischer Umschalter 55, der je nach seiner Schalterstellung entweder die vervielfachte Winkelgeberfrequenz fnv oder die Saugrohrdruckfrequenz /pden Zähleingängen ζ eines Frequenzzählers 56 und eines Teilerzählers 57 zuführt. Dem Steuereingang 58a des Umschalters 55 wird von der Frequenzteilerschaltung 47 (siehe F i g. 2) her die Zeitmarkenfrequenz /Ό6 zugeführt, die jeweils den Umschaltzeitpunkt bestimmt. Am Binärzahlenausgang des Frequenzzahlers 56 ist eine Gatterschaltung 58 angeschlossen, die zur Nullerkennung dient. Der Ausgang der Gatterschaltung 58 ist zu einer Zeitrasterstufe 59 geführt, deren beide Ausgänge mit dem Ladeeingang /des Frequenzzählers 56 und mit dem Zähleingang ζ eines Adressenzählers 60 verbunden sind. Dem Rücksetzeingang rdes Adressenzählers 60 wird von der Frequenzteilerschaltung 47 her (siehe F i g. 2) die Zeitmarkenfrequenz /07 zugeführt, die jeweils nach dem Ablauf einer Interpolationszeit den Adressenzähler 60 zurücksetzt.

Den zentralen Baustein der Interpolationsschaltung nach Fig.4 bildet ein Intervallspeicher 61, der einen Adresseneingang 62 sowie drei Speicherwertausgänge 63, 64, 65 besitzt. Der Intervallspeicher 61 ist als Lesespeicher ausgebildet (englisch read only memory ROM). Derartige Lesespeicher sind in verschiedensten Ausführungen bis zu einer Speicherkapazität von 4096 bit handelsüblich. Wenn man bei Versuchsschaltungen die Zündwinkel-Verstellkurve auch nachträglich noch verändern können will, muß man für den IntervalLpeicher61 einen programmierbaren Lesespeicher (PROM) verwenden, wie er z. B. unter der Bezeichnung Intel 1702 auf dem Markt ist.

Am Adresseneingang 62 des Intervallspeichers 61 liegen die Ausgangs-Binärzahl des Adressenzählers 60, das an der Klemme 35 liegende Signal sowie die Zeitmarkenfrequenz /Ό6. Da die Zeitmarkenfrequenz /"06 entweder ein 0-Signal oder ein 1-Signal gibt und da auch an der Klemme 35 — abhängig von der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine — ein 0-Signal oder ein 1 -Signal liegt, liegt am Adresseneingang 62 eine Binärzahl, deren Stellenzahl um 2 höher als die Stellenzahl des Adressenzählers 60 ist Da Lesespeicher mit sehr hoher Speicherkapazität handelsüblich sind, kann man auch noch mehr Adresseneingänge 62 am Intervallspeicher 61 vorsehen, um weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine zu berücksichtigen.

Der erste Speicherwertausgang 63 ist mit dem Binärzahleneingang des Frequenzzählers 56 verbunden und gibt Intervaildifferenzwerte Afi durch Signale am Eingang / an diesen ab. Der zweite Speicherwertausgang 64 ist mit dem Binärzahleneingang eines Teilergatters 66 verbunden, das zusammen mit dem Teilerzähler 57 einen Serienmultiplizierer 67 bildet Derartige Serienmultiplizierer (englisch discrete multiplier) sind bekannt, z. B. aus William E. Wickes: Logic Design with Integrated Circuits, 1968, Seiten 225 bis 236. Sie sind auch als integrierte Bausteine unter der Bezeichnung SN 7497 handelsüblich.

Der dritte Speicherwertausgang 65 des Intervallspeichers 61 ist zum Binärzahleneingang eines Interpolationszählers 68 geführt. Ein weiterer einstelliger Ausgang 69 des Intervallspeichers 61 ist mit dem Zählrichtungseingang d des Interpolationszählers 68 verbunden. Der Ausgang des Tetlergatters 66 liegt am Zähleingang zdes Interpolationszählers 68.

An den Binärzahlenausgang des Interpolationszählers 68 ist ein Zwischenspeicher 70 angeschlossen, der den Zählerendstand des Interpolationszählers 68 in Form einer Binärzahl gi speichert und an seinem Ausgang abgibt. Einer weiteren Zeitrasterschaltung 71 wird eine von der Frequenzteilerschaltung 47 abgegebene Zeitmarkenfrequenz /Ό8 zugeführt. Am Takteingang c der Zeitrasterschaltung 71 liegt die Grundtaktfrequenz /Ό. Zwei Ausgänge der Zeitrasterschaltung 71 sind zu den Ladeeingängen /des Interpolationszählers 68 und des Zwischenspeichers 70 geführt.

Die Interpolationsschaltung nach F i g. 5 unterscheidet sich von der Schaltung nach F i g. 4 nur dadurch, daß der Teilerzähler 57 gleichzeitig auch die Funktion des Frequenzzählers 56 übernimmt. Der erste Speicherwertausgang 63 des Intervallspeichtrs 6ί ist deshalb zum Binärzahleneingang des Teilerzählers 57 geführt. Der Teilerzähler 57 weist außerdem einen Binärzahlenausgang auf, der mit dem Eingang der Gatterschaltung 58 verbunden ist. Der Teilerzähler 57 weist außerdem einen Ladeeingang / auf, der an einen Ausgang der Zeitrasterschaltung 59 angeschlossen ist. Die Schaltungsverknüpfungen der übrigen Stufen sind gleich wie bei der Schaltung nach F i g. 4 und werden deshalb nicht nochmals beschrieben. Zum Zwecke der Vereinfachung ist außerdem der Umschalter 55 nicht dargestellt, der dem Zähleingang ζ des Teilerzählers 57 vorgeschaltet ist.

Fig.6 zeigt eine Zündwinkel-Verstellkennlinie, die sich aus einer praktischen Messung an einer Brennkraftmaschine ergeben hat. Der gemessene Kurvenverlauf ist dabei durch Linienzüge angenähert, die innerhalb einzelner Intervalle jeweils geradlinig verlaufen. Der Zündwinkel tx ist dabei in Grad vor dem oberen Totpunkt aufgetragen, und der Kurvenzug nach Fig.6 zeigt die Abhängigkeit des Zündwinkels von der Drehzahl der Brennkraftmaschine wieder. Als Abszissenwert ist dabei nicht die Drehzahl der Brennkraftmaschine selbst sondern die zu dieser proportionale vervielfachte Winkelgeberfrequenz fnv verwendet. Der gesamte Drehzahl- bzw. Frequenzbereich ist in acht Intervalle Afi bis AfS unterteilt Die geraden Linien, weiche die Versteilkennlinie innerhalb der einzelnen Intervalle wiedergeben, haben die Steigungswerte Bi bis BS. Diese Steigungswerte sind in den Intervallen AfZ, Af3, Af4 und Af% positiv, im Intervall AfS negativ und in den übrigen drei Intervallen gleich 0.

In F i g. 7 ist dargestellt, wie bei zwei ausgewählten Frequenzen fnv3 und /nv6, die in Fig.6 eingetragen sind, die Frequenzintervalle Afi usw. mit Hilfe des Frequenzzählers 56 in Zeitintervalle umgesetzt werden. Weiterhin zeigt Fig.8 den tatsächlichen zeitlichen Ablauf des Interpolationsvorganges bei den beiden »»gewählten Frequenzen fnv3 und fnv6. In Fig.9 ist schiießiich noch dargestellt, wie sich an einen solchen Interpolationsvorgang, der von der Drehzahl abhängt.

noch ein zweiter Interpolationsvorgang anschließt, der vom Saugrohrunterdruck abhängt.

Im folgenden wird zunächst die Umsetzung der Frequenz- bzw. Drehzahlintervalle in Zeitintervalle anhand der F i g. 4, 6 und 7 näher erläutert. Es ist dabei 5 angenommen, daß der Umschalter 55 sich in seiner in Fig.4 dargestellten Stellung befindet, so daß die vervielfachte Winkelgeberfrequenz fnv den beiden Zählern 56,57 zugeführt wird, während der Saugrohrunterdruck zunächst unberücksichtigt bleibt to

Zu Beginn des Interpolationsvorganges ist in den Frequenzzähler 56 eine Binärzahl eingespeichert, die vom Ausgang 63 des Intervallspe^:chers 61 abgegeben wird und proportional zur Breite des ersten Frequenzintervalles A^f\ ist. Diese Binärzahl wird nun mit der vervielfachten Winkelgeberfrequenz fnv ausgezählt, und zwar in Rückwärtsrichtung. Nach Ablauf eines Zeitintervalls At 1 erreicht der Frequenzzähler 56 den Zählerstand 0. Die Dauer des Zeitintervalles A/1 ist

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1. proportional zur Breite des Frequenzintervalles Af\, d.h. proportional zur ursprünglich im Frequenzzähler 56 stehenden Binäi zahl und

2. proportional zur Zählfrequenz fnv.

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Die Verhältnisse sind in Fig. 7 für zwei bestimmte Zählfrequenzen fnv3 und fnvb daigestellt. Die entsprechenden Zeitintervalle sind mit At 13 und 4/16 bezeichnet.

Wenn der Frequenzzähler 56 den Zählerstand 0 erreicht hat, gibt die Gatterschaltung 58 einen Impuls an die Zeitrasterschaltung 59 ab. Die Zeitrasterschaltung 59 gibt diesen 0-Erkennungsimpuls zuerst an den Zähleingang ζ des Adressenzählers 60 weiter, dessen Zählerstand dadurch um 1 erhöht wird. Der Zählerstand des Adressenzählers 60 liegt am Adresseneingang 62 des Intervallspeichers 61. Dieser gibt jetzt an seinen Speicherwertausgängen 63, 64, 69 Binärzahlen ab, die für das zweite Frequenzintervall AfI charakteristisch sind. Die Zeitrasterschaltung 59 gibt dann den O-Erkennungsimpuls auch an den Ladeeingang / des Frequenzzählers 56 weiter, so daß auf den Frequenzzähler 56 eine Binärzahl übertragen wird, deren Größe proportional zur Breite des zweiten Frequenzintervalls Af2 ist. Diese Binärzahl wird jetzt wieder wie beim ersten Frequenzintervall mit der Frequenz fnv ausgezählt.

Sobald der Fiequenzzähler 56 wieder den Zählerstand 0 erreicht hat, wird der Adressenzähler 60 weitergeschaltet, und der Intervallspeicher 61 gibt so Binärzahlen ab, die für das dritte Frequenzintervall Af3 charakteristisch sind. Die Binärzahl, die die Intervallbreite At'3 wiedergibt, wird auf den Frequenzzähler 56 übertragen. Es schlieBt sich wieder ein Rückwärtszählvorgang des Frequenzzählers 56 an. Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich periodisch bei jedem folgenden Frequenzintervali AR.

Allerdings wird der Interpolationsvorgang nicht durchgeführt, bis alle Frequenzintervalle ausgezählt sind, sondern der Frequenzteiler 47 (siehe F i g. 2) legt mit seiner Ausgangsfrequenz /07 einen Zeitpunkt 7*1 fest, in dem der Interpolationsvorgang abgebrochen und der Adressenzähler 60 zurückgesetzt wird, so daß dieser an den Adresseneingang 62 wieder die das erste Frequenzintervall charakterisierende Binärzahl abgibt

Man erkennt aus Fi g. 7, daß die Zahl der ausgezählten Intervalle umso größer ist, je höher die Zählfrequenz fnvliegt

Bei der niedrigen Frequenz fnv3 wird der Zählvorgang schon beim dritten Intervall Af3 unterbrochen, während bei der höheren Frequenz fnv6 der Zählvorgang bis zum sechsten Intervall fortgeführt wird. Wenn die Brennkraftmaschine mit ihrer Höchstdrehzahl betrieben wird, muß auch die gesamte Veisteilkennlinie nach F i g. 6 durchlaufen werden; die Zählkennlinie nach F i g. 7 verläuft dann so steil, daß bis zum Abiauf der Zeit Ti alle acht Intervalle der Verstellkennlinie ausgezäh)⁴ werden.

Man könnte den Frequenzzähler 56 auch als Vorwärtszähler ausbilden. Anstelle der Gatterschaltung 58 müßte dann ein Binärzahlen-Vergleicher vorgesehen werden, der ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Zählerstand des Frequenzzählers 56 mit dem Intervalldifferenzwert /!!//übereinstimmt, der vom Speicherwertausgang 63 abgegeben wird. Der Frequenzzähler 56 müßte dann nach der Erkennung der Intervallgrenze auf Null zurückgesetzt werden und alle Intervalle in Vorwärtsrichtung auszählen. Diese Lösung wurde beim Ausführungsbeispiel nach den Fig.4 und 5 nicht gewählt, weil der Schaltungsaufwand für den Binärzahlenvergieicher etwas größer wäre als der Aufwand für die Gatter-Schaltung 58, die z. B. aus einem einzelnen ODER-Gatter bestehen kann.

Weiterhin gibt der Intervalbpeicher 61 während jedes einzelnen Frequenzintervalles Afi an seinem zweiten Speicherwertausgang 64 eine für dieses Intervall charakteristische Binärzahl Bi ab, die dem Multiplizierer 67 als Faktor zugeführt wird. Der Multiplizierer 67 multipliziert die vervielfachte Winkelgeberfrequenz fnv mit diesem Faktor Bi. Aufgrund der speziellen Eigenschaften des Serienmultiplizierers 67, die in de... Jen erwähnten Lehrbuch von Wickes näher beschrieben sind, können die Faktoren ß/nur kleiner als 1 sein; die Ausgangsfrequenz des Teilergatters 66 ist also niedriger als die Frequenz fnv.

Dieser Umstand muß bei der Wahl des Vervielfachungsfaktors in der Schaltung nach Fig. 2 berücksichtigt werden.

Der Interpolationszähler 68 hat die Aufgabe, während der einzelnen Intervalle Afi die Ausgangsimpulse des Teilergatters 66 zu zählen. Beim Ende eines Interpolationsvorganges wird zunächst duich die Zeitrasterschaltung 71 nach der Zeitmarke /08 der Endstand des Interpolationszählers 68 in den Zwischenspeicher 70 übernommen und anschließend der Interpolationszähler 68 auf einen Anfangswen A gesetzt der vom dritten Speicherwertausgang 65 des Intervallspeichers 61 abgegeben wird. Dieser Anfangswert A ist in F i g. 6 ebenfalls eingezeichnet Er ist ein Maß für den Zündwinkel κ 0, der bei sehr niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine eingestellt werden muß.

Bei dem in Fig.6 dargestellten Sonderfall einer Verstellkennlinie behält der InterpoIationszähJer 68 seinen Zählerstand A während des ganzen ersten Zählintervalles Afi bei, weil die Steigung der Verstellkennlinie Bi in diesem Intervall gleich 0 ist Dementsprechend ist auch die am Teilergatter 66 liegende Binärzahl B i gleich 0 und das Teilergatter gibt während dierss Intervalls keine Impulse ab.

Das ändert sich beim zweiten Intervall, d. h. nach dem ersten Ansprechen der Gatterschaltung 58, wenn der Adressenzähler 60 um einen Schritt weitergezählt hat und der Intervallspeicher 61 die Binärzahlen für das zweite Intervall abgibt Die Binärzahl 52, die die Steigung der Verstellkennlinie im zweiten Frequenz-

Intervall 4/2 wiedergibt, ist von 0 verschieden. Daher gibt das Teilergatter 66 eine Impulsfolge ab, deren Frequenz proportional zum Produkt aus der vervielfachten Winkelgeberfrequenz /hvund der Binärzahl B 2 ist Der Interpolationszähler 68 zählt entlang der Verstellkennliuie nach F i g. 6.

Im dritten Intervall 4/3 ist die Steigung der Verstellkennlinie größer, es liegt also auch eine größere Binärzahl 53 am Binärzahleneingang des Teilergatters 66. Die Frequenz der vom Teilergatter 66 abgegebenen Impulsfolge ist dementsprechend ebenfalls größer; die Zählgeschwindigkeit des Interpolationszählers 68 nimmt zu, so daß der Zählerstand weiterhin der Verstellkennlinie nach F i g. 6 folgt

Im vierten Intervall 4/4 ist die Binärzahl BA wieder kleiner. Im fünften Intervall ist die Steigung und damit die Binärzahl B 5 gleich 0, so daß der Interpolationszähler 68 seinen Zählerstand wieder nicht verändert Der Zählerstand nimmt im sechsten Intervall wieder zu und bleibt im siebten Intervall konstant

Eine Änderung ergibt sich erst im achten Intervall 4/8, da die Steigung BS der Verstellkennlinie hier einen negativen Wert annimmt An dieser Stelle greift der vierte Ausgang 69 des Intervallspeichers 61 ein und schaltet über den Zähl riehtungseingang c/die Zählrichtung des Interpolationszählers 68 um. Im achten Intervall wird deshalb der Zählerstand des Interpolationszählers 68, der in den vorangehenden Intervallen entweder zugenommen hatte oder konstant geblieben war, vermindert

Die am Ende der einzelnen Intervalle ΔΠ erreichten Zündwinkel sind in F i g. 6 an der Ordinatenachse mit «/ bezeichnet Es ist nun zu berücksichtigen, daß nur dann die ganze Verstellkennlinie nach Fig.6 im Interpolationszähler 68 ausgezählt wird, wenn die Brennkraftmaschine mit ihrer Höchstdrehzahl läuft Die Verhältnisse bei niedrigen Drehzahlen sind in den Fig.7 und 8 dargestellt

Die strichpunktierte Verstellkennlinie gilt dabei jeweils für eine niedrige Drehzahl fnvZ. Sowohl der Frequenzzähler 56 als auch der Interpolationszähler 68 werden noch im Verlauf des dritten Intervalls 4/3 angehalten, wenn die Zeit TX abgelaufen ist Der Interpolationszähler 68 erreicht einen Zählerstand, der dem Zündwinkel <xz3 nach F i g. 8 entspricht.

Bei einer etwas höheren Drehzahl, die zu einer vervielfachten Winkelgeberfrequenz /nv6 führt, gelten die beiden durchgezogenen Verstellkennlinien nach den F i g. 7 und 8. Der Zählvorgang wird bei dieser Frequenz erst im sechsten Intervall 4/6 unterbrochen. Bei jeder Drehzahl der Brennkraftmaschine wird der Zählvorgang im Interpolationszähler 68 also genau so weit geführt, bis ein Zählerstand erreicht ist, der ein Maß für den bei dieser Drehzahl optimalen Zündwinkel gibt.

Der Interpolationsvorgang bei der Winkelgeberfrequenz fnv6 ist in Fig.9 nochmals in verkürztem Maßstab dargestellt Nach dem Zeitpunkt Tl schließt sich ein weiterer Interpolationsvorgang an, der die Abhängigkeit des Zündwinkels vom Saugrohrunterdruck berücksichtigt. Im Zeitpunkt Ti war der Zündwinkel txn erreicht, der nur von der Drehzahl abhängt. Nach Ti gibt die Zeitmarkenfrequenz /06 (siehe F i g. 4) ein anderes Binärsignal an den Adressen· eingang 62 des Intervallspeichers 61 ab, so daß dieser an seinen Ausgängen 63 bis 65 und 69 veränderte intervallkennwerte abgibt. Der Adressenzähler 60 wird durch die Zeitmarkenfrequenz /07 ebenfall» unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Zeitpunkt Π auf den Zählerstand zurückgesetzt, uer das erste Intervall bezeichnet.

Bei der Saugrohrunterdruck-Interpolation muß nun zunächst im ersten Meßintervall Atpi berücksichtigt

s werden, daß die Ausgangsfrequenz fp des Oszillators 28 (siehe Fig. 1) einen Frequenzbereich überstreicht, der nicht bei der Frequenz 0 beginnt Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ändert sich die Frequenz fp in einem Bereich von 80 kHz bis 120 kHz. Die Anfangsfre quenz von 80 kHz wird nun zunächst im Frequenzzähler 56 ausgezählt, nachdem der Umschalter 55 im Zeitpunkt Tl auf seinen zweiten Eingang umgeschaltet worden ist und damit dem Frequenzzähler 56 die Unterdruckfrequenz fp zugeführt wird. Die Verstellkennlinie nach

is F i g. 9 hat im ersten Intervall die Steigung 0, so daß sich der Zählerstand des Interpolationszählers 68 nicht ändert, bis die ganze Anfangsfrequenz von 80 kHz ausgezählt ist

Danach wird der vom Saugrohrunterdruck abhängige

Interpolationsvorgang in genau der gleichen Weise fortgeführt wie er bei der ersten Interpolation vorgenommen wurde. Der zweite inierpobttion.svorgang endet in einem Zeitpunkt T2, der durch die Zeitmarkenfrequenz /08 nach F i g. 4 gegeben wird. Bei dem Beispiel nach Fig.9 werden vier weitere Zeitintervalle Atpi bis 4ip5 berücksichtigt Durch den Saugrohrunterdruck ergibt sich eine zusätzliche Zündwinkelverstellung Δαρ, die nach F i g. 9 zum drehzahlabhängigen Zündwinkel xn addiert wird. Diese Addition wird im Interpolationszähler 68 vorgenommen, da dieser beim zweiten Interpolationsvorgang als Anfangswert den Zählerendstand im Zeitpunkt Tl übernimmt Die additive Verknüpfung der beiden Zündwinkelverschiebungen ist auch bei den bekannten mechanischen

Zündwinkel-Verstelleinrichtungen üblich.

im Zeitpunkt T2 hat der Interpolationszähler 68 einen Zählerstand erreicht der dem endgültigen Zündwinkel äz entspricht Durch die Zeitmarkenfrequenz /08, die auch den Zeitpunkt T2 markiert, wird über die Zeitrasterstufe 71 zunächst der Ladeeingang des Zwischenspeichers 70 und dann der Ladeeingang des Interpolationszählers 68 betätigt Deshalb wird zuerst der Zählerendstand des Interpolationszählers 68 auf den Zwischenspeicher 70 übertragen und anschlie ßend wieder der Anfangswert A in den Interpolations zähler 68 eingespeichert Der Anfangswert A ist — wie oben schon erwähnt — maßgeblich für die Grundverstellung des Zündwinkels bei sehr niedrigen Drehzahlen. Er wird für den nächsten Drehzahlinterpolationsvor gang benötigt.

In der Schaltung nach F i g. 4 werden der Frequenzzähler 56 und der Teilerzähler 57 mit der gleichen Zählfrequenz versorgt. Da es beim Teilerzähler 57 nur auf die Impulsfolgefrequenzen ankommt, die von den einzelnen Zählerstufen abgegeben werden, kann man die Interpolationsschaltung auch nach Fig.5 aufbauen. Bei dieser Schaltung wird der Teilerzähler 57 gleichzeitig auch als Frequenzzähler verwendet. Der Teilerzähler 57 wird dann beim Beginn jedes Intervalls vom Speicherwertausgang 63 her auf eine Binärzahl gesetzt, die gleich dem Intervalldifferenzwert ΔΠ ist. Der Zählerstand des Teilerzählers 57 wird direkt der Gatterschaltung 58 zugeführt, die ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Zählerstand gleich 0 ist. Dann wird über die Zeitrasterstufe 59 der Adressenzähler 60 um ein Intervall weitergeschaltet und anschließend der neue Intervalldifferenzwert Δ ti in den Teilerzähler 57 eingespeichert.

Außerdem werden die Ausgänge aller einzelnen Stufen des Teilerzählers 57 dem Teilergatter 66 zugeführt Dieses Teilergatter kann bei der Schaltung nach F i g, 5 nicht wie bei der Schaltung nach F i g, 4 mit dem Teilerzähler zu einem einzigen integrierten ί Baustein zusammengefaßt sein, weil man zusätzlich den Binärzahlenausgang des Teilerzählers 57 benötigt Das Teilergatter 66 besteht in der Schaltung nach F i g. 5 aus einzelnen UND-Gattern, wie es in dem oben schon erwähnten Lehrbuch von Wickes beschrieben ist ι η

In den Schaltungen nach den Fig.4 und 5 kann man für den Adressenzähler 60 den integrierten Baustein SN 74163, für den Teilerzähler 57 sowie den Interpolationszähler 68 den Baustein SN 74 191 und für den Zwischenspeicher 70 den Baustein SN 74175 verwen- i> den. Der Zwischenspeicher 70 enthält für jede Binärstelle ein D-Flipflop.

In Fig. 10 ist die dem Interpolator nachgeschaltete Vergleicherschaltung näher dargestellt die den Betriebsvorgang, d.h. insbesondere den Zündvorgang 2« auslöst Der erste Ausgang 27 des Signalgebers 20, der die Winkelgeberfrequenz fn führt, ist einerseits mit dem Interpolator 34 (siehe Fig. 1) und andererseits mit einem Frequenzvervielfacher 72 verbunden. Dieser gibt an den Zähleingang ζ des Winkelzählers 37 eine Ji vervielfachte Frequenz fnw. Der Binärzahlenausgang des Winkelzählers 37 und der Ausgang des Zwischenspeichers 70 sind zu den beiden Binärzahleneingängen des Binärzahien-Vergleichers 38 geführt Der Ausgang des Binärzahlen-Vergleichers 38 ist an den Steuerein- in gang 74 einer elektronischen Verteilerschaltung 73 angeschlossen.

Die elektronische Verteilerschaltung 73 weist außerdem ^ylinderwähleingänge 75 auf, die an den Ausgang eines Dekoders 76 angeschlossen sind. Dem Dekoder 76 ist ein Zylinderzähler 77 vorgeschaltet. Weiterhin sind drei der Ausgangsleitungen des Dekoders 76, die mit Zylinder 2 bis Zylinder 4 bezeichnet sind, zu Eingängen eines ODER-Gatters 78 geführt, das dem Rücksetzeingang r des Winkelzählers 37 vorgeschaltet ist Ein -ίο vierter Eingang des ODER-Gatters 78, der mit Zylinder 1 bezeichnet ist, liegt am Ausgang 23 des Signalgebers 20 und erhält deshalb die Bezugsimpulsfrequenz fr zugeführt.

Der Ausgang des Zylinderzählers 77, der eine ·»> Binärzahl gz abgibt ist an den Adresseneingang eines Abstand-Speichers 79 angeschlossen, der als Lesespeicher (ROM) ausgebildet ist Der Speicherwertausgang des Abstand-Speichers 79, der eine Binärzahl ga abgibt, ist an einen Eingang eines Binärzahlen-Vergleichers 80 w angeschlossen, dessen anderer Eingang am Ausgang des Winkelzählers 37 liegt. Der Binärzahlen-Vergleicher 80 vergleicht die beiden Zahlen ga und gw und gibt bei Gleichheit der beiden Zahlen an seinem Ausgang ein Signal ab, das dem Zähleingang ζ des Zylinderzählers 77 "<> zugeführt wird. Der Rücksetzeingang rdes Zylinderzählers 77 liegt am Ausgang 23 des Signalgebers 20. Ihm wird deshalb die Bezugsimpulsfrequenz //-zugeführt

Die beschriebenen Baugruppen 76 bis 80 bilden zusammen einen Zylindermarkengeber 81, der mit einer w> unierbrochenen Linie umrandei ist Der Zylindermarkengeber 81 gibt am Ausgang des ODER-Gatters 78 für jeden einzelnen Zylinder einen Bezugsimpuls ab, während der Signalgeber 20 selbst an seinem Ausgang 23 nur einen einzigen Bezugsimpuls fr pro Kurbelwellen- <>5 Umdrehung abgibt. Man kann den Zylindermarkengeber 81 auch einsparen, wenn man den Signalgeber 20 so ausbildet daß der Schalter 21 bei jeder Kurbelwellenum drehung mehrmals geschlossen wird und dann für jeden Zylinder einen Bezugsimpuls abgibt

Zur Vereinfachung wird nun zuerst die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig, 10 ohne den Zylindermarkengeber 81 beschrieben. Der Signalgeber 20 gibt z. B. 40° vor dem oberen Totpunkt an seinem Ausgang 23 einen Bezugsimpuls fr ab und setzt damit über den Rücksetzeingang r den Winkelzähler 37 auf den Zählerstand 0 zurück. In der Folgezeit zählt der Winkelzähler 37 alle Ausgangsimpulse des Frequenzvervielfachers 72. Sobald der Zählerstand des Winkelzählers 37 größer ist als die im Zwischenspeicher 70 gespeicherte Binärzahl, gibt der Binärzahlen-Vergleicher 38 an seinem Ausgang einen Impuls fz ab, der den Betriebsvorgang, d.h. insbesondere die Zündung auslöst Bei Fig. 11, Punkt 99 wird erklärt, warum die »Größer-Bedingung« gewählt wurde.

Die Zündung erfolgt also umso später, je g.ößer die im Zwischenspeicher 70 gespeicherte Zahl ist In den F i g. 6, 8 und 9 ist der Zündwinkel α in Grad vor dem oberen Totpunkt aufgetragen. Die Verstellkennlinien nach den genannten Figuren geben also einen umso größeren Winkel an, je früher die Zündung erfolgen soll. Daraus ergibt sich, daß im Zwischenspeicher 70 eine niedrige Binärzahl stehen muß, wenn Frühzündung erwünscht ist Der Interpolationszähler 68 nach den Fig.4 und 5 muß also in Rückwärtsrichtung zählen, wenn die Steigungen Bi der Verstellkennlinie nach Fig.6 positiv sind; umgekehrt muß er bei negativer Steigung Bim Vorwärtsrichtung zählen. Der Interpolationszähler 68 zählt bei dem in Fig.6 dargestellten Beispiel einer Verstellkennlinie also nur im achten Intervall 4/8 vorwärts.

Es ist auch möglich, bei den beiden Zählern 68 und 37, deren Zählerstände vom Binärzahlen-Vergleicher 38 miteinander verglichen werden, die Zählrichtungen jeweils umzukehren. Der Interpolationszähler 68 zählt dann in Vorwärtsrichtung, so lange die Steigung Bi positiv ist In diesem Fall muß der Winkelzähler 37 bei jedem Bezugsimpuls fr auf einen Maximalwert gesetzt werden, und anschließend die vervielfachten Winkelgeberimpulse fnw'm Rückwärtsrichtung zählen.

Der Vervielfachungsfaktor des Frequenzvervielfachers 72 ist so an die Steigungswerte ^/anzupassen, daß der Zündvorgang jeweils genau beim gewünschten Zündwinkel ausgelöst wird. Man kann den Frequenzvervielfacher 72 auch weglassen, wenn man durch geeignete Wahl der Multiplikationsfaktoren Bi dafür sorgt, daß der Multiplizierer 67 (siehe Fig.4) nur so wenige Impulse pro Zeiteinheit abgibt, ifeß deren Zahl direkt mit der Zahl der Winkelgeberimpulse fn verglichen werden kann.

Bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen ist noch zu berücksichtigen, daß es unter Umständen erforderlich sein kann, das Gemisch in den einzelnen Zylindern bei unterschiedlichen Zündwinkeln zu zünden. Die geometrischen Verhältnisse der einzelnen Ansaugleitungen führen nämlich meist dazu, daß der Strömungswiderstand der Ansaugleitung nicht für jeden Zylinder den gleichen Wert annimmt Dementsprechend ergeben sich auch unterschiedliche Füllungsgfade für die einzelnen Zylinder. Es wurde schon oben erwähnt, daß das Gemisch umso früher gezündet werden muß, je schlechter der Zylinder gefüllt ist Da die beschriebene Zündwinkel-Verstelleinrichtung es ermöglicht, den Zündwinkel sehr präzis einzustellen, muß man die unterschiedlichen Füllungsgrade der Zylinder dadurch berücksichtigen, daß man den Winkelzähler 37 z. B. bei

einem Zylinder bei 40° vor OT und bei einem anderen Zylinder 45" vor OT zurücksetzt.

Wenn der Sign, 'geber 20 for jeden Zylinder einen Schalter 21 aufweist, dann lassen sich diese unterschiedlichen Rücksetzwinkel durch Verdrehen der verschiede- nen Nocken 22 einstellen. Diese mechanische Abgleicharbeit ist aber kaum mit der erforderlichen Genauigkeit durchzuführen. Es ist deshalb besser, einen ZyUndermarkengeber 81 nach Fig. 10 vorzusehen, bei dem dieser Abgleich auf elektrischem Wege durch Einspeichern in verschiedener Binärzahlen vorgenommen wird. Man kann dann für die verschiedensten Motortypen genau den gleichen Signalgeber 20 vorsehen, der nur einen Schalter 21 und einen Nocken 22 besitzt Die Verhältnisse bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschi- ti ne sind in Fig. 11 dargestellt Die Binärzahl ga gibt dabei den Winkelabstand der einzelnen 0-Marken voneinander an. Bei den einzelnen O-Marken wird der Winkelzähler 37 auf 0 zurückgesetzt

Der vom Signalgeber 20 kommende Bezugsimpuls fr ->n setzt einerseits über das ODER-Gatter 78 den Winlcelzähler37 und andererseits den Zylinderzähler 77 zurück. Der dem Zylinderzähler 77 nachgeschaltete Dekoder 76 gibt dann an seiner ersten, mit ZyI 1 bezeichneten Ausgangsleitung ein Signal ab. Der Dekoder 76 kann dabei als Binär-Dezimal-Dekoder ausgebildet sein. Derartige Dekoder sind bei Zählschaltungen üblich. Die für den Zylinder 1 repräsentative Binärzahl gz wird außerdem dem Adresseneingang des Abstand-Speichers 79 zugeführt Dieser gibt die tn Binärzahl ga ab, die ein Maß für den Abstand zwischen den 0-Marken des ersten und des zweiten Zylinders ist Der Winkelzähler 37 zählt nun in der Folgezeit die Ausgangsimpulse fn des Γ/inkelt-bers 24, 25. Der Zählerstand gw des Winkjlzählers 37 sowie die Binärzahl ga werden dem Binärzahi ii-Vergleicher 80 zugeführt Wenn das Zahnrad 24 einen Winkel durchlaufen hat der gleich dem gewünschten Abstand der beiden 0-Marken ist und demzufolge die beiden Binärzahlen ga und gw gleich groß sind, dann gibt der <o Vergleicher 80 einen Impuls ab, der dem Zylinderzähler

77 als Zählimpuls zugeführt wird. Der Zylinderzähler 77 zählt um 1 weiter, und der Dekoder 76 gibt jetzt an seiner zweiten, mit ZyI2 bezeichneten Ausgangsleitung ein Signal ab. Dieses Signal wird über das ODER-Gatter

78 dem Rücksetzeingang r des Winkelzählers 37 zugeleitet und setzt diesen wieder auf 0 zurück.

Weiterhin wird jetzt dem Vergleicher 80 eine neue Binärzahl ga zugeführt da am Adresseneingang des Abstand-Speichers 79 auch eine andere Binärzahl liegt Der Winkelzähler 37 zählt jetzt wieder bis zum Erreichen der neuen Zahl ga. Dies ist in F i g. 11 mit der sägezahnförmigen Kurve ^dargestellt.

Sobald die Zahl gw wieder gleich groß ist wie ga, gibt der Vergleicher 80 einen neuen Zählimpuls an den Zylinderzähler 77 ab. Dieser führt jetzt eine ßinärzahl, die für den dritten Zylinder repräsentativ ist, so daß auch der Dekoder 76 an seiner dritten Ausgangsleitung ein Signal abgibt, das wiederum über das ODER-Gatter 78 den Winkelzähler 37 zurücksetzt Der Abstand-Spei- w> eher 79 gibt dann eine Binärzahl ga 3 ab, die ein Maß für den Abstand der 0-Marken des dritten und des vierten Zylinders ist. Wenn der Winkelzähler 37 diese Zahl wieder erreicht hat, gibt der Vergleicher 80 einen weiteren Zählimpuls an den Zylinderzähler 77 ab. Der M Dekoder 76 führt dann an seiner vierten Ausgangsleitung einen Impuls, der über das ODER-Gatter 78 den Winkelzähler 37 zurücksetzt. Der vierte Zählzyklus des Winkelzählers 37 wird nicht durch einen neuen Stand des Dekoders 76, sondern durch den Bezugsimpuls fr beendet, wie es schon oben beschrieben ist

Während des Sägezahnanstiegs der Kurve gw nach Fig, 11 findet jeweils im Vergleicher 38 auch der Binärzahlenvergleich statt, der zum Auslösen des Betriebsvorganges führt Der im Zwischenspeicher gespeicherte Zählerendstand gi des Interpolationszählers 68 ist in Fig. 11 eingezeichnet Er ändert sich im dargestellten Fall nicht bei jedem Zylinc st, sondern insgesamt nur dreimal. Sobald gw größer als gi ist, gibt der Binärzahlen-Vergleicher 38 jeweils einen Zündimpuls /zab. Die Impulse & werden in der elektronischen Verteilerschaltung 74 als Impulse /zl bis /z4 den einzelnen Zylindern zugeteilt Diese einzelnen Impulse sind in F i g. 11 ebenfalls dargestellt Die letzte Zeile der F i g. 11 zeigt den Zählerstand £zdes Zylinderzählers 77.

In Fig. 10a ist ein Prinzipschaltbild der elektronischen Verteilerschaltung 73 dargestellt Diese enthält vier Leistungsverstärker 82 bis 85, denen je eine Zündspule nachgeschaltet ist In F i g. 10a ist von diesen Zündspulen nur eine mit der Primärwicklung 40 und der Sekundärwicklung 41 dargestellt Jedem Leistungsverstärker ist ein UND-Gatter 86 bis 89 vorgeschaltet Die ersten Eingänge der UND-Gatter 86 bis 89 sind zur Eingangsklemme 74 geführt Ihnen werden deshalb die Auslöseimpulse fz zugeführt Die zweiten Eingänge der UND-Gatter 86 bis 89 liegen an den Ausgangsleitungen ZyI 1 bis Zy/4 des Dekoders 76.

Der Auslöseimpuls fz wird immer von dem UND-Gatter 86 bis 89 weitergeleitet an dessen zweitem Eingang ein logisches 1-Signal liegt Wenn also der Dekoder 76 an seiner dritten Ausgangsleitung ZyI 3 ein logisches 1-Signal abgibt, dann wird der Auslöseimpuls feüber das UND-Gatter 88 dem Leistungsverstärker 84 zugeführt In diesem Fall wird die Zündkerze des dritten Zylinders gezündet Ähnlich verhält es sich bei den übrigen Zylindern.

In Fig. 12 ist der Schaltungsaufbau einer speziellen Vergleicherschaltung dargestellt die zur Erzeugung der Zündimpulse fz dient und eine feinere Winkelauflösung ermöglicht Es wird nämlich häufig gefordert, daß die Verstellschaltung den Zündwinkel mit einer Genauigkeit von 0,5° einstellt Demgegenüber kann man die anhand von F i g. 1 beschriebenen ferromagnetischen Zahnräder 24 nur mit etwa 120 Zähnen versehen, so daß sich eine Winkelauflösung von 3° ergibt Zur Verbesserung der Auflösung ergeben sich zwei Möglichkeiten: Man kann einerseits dem Winkelzähler37 nach Fig. 10 einen getrennten Frec^uenzvervielfacher 72 vorschalten; die entsprechende Schaltung ist im einzelnen in F i g. 13 dargestellt Eine zweite Möglichkeit besteht darin, dem Winkelzähler die nicht vervielfachte Winkelgeberfrequenz fn zuzuführen und den Interpolationszähler 68 in zwei Stufen aufzutrennen. Diese zweite Möglichkeit ist in Fig. 12dargestellt.

In der Schaltung nach Fig. 12 ist der Interpolationszähler 68 in einen Vorzähler 90 und einen Hauptzähler 91 aufgeteilt. Die Zählrichtungseingänge d der beiden Zähler 90,91 sind an den Ausgang 69 des Intervallspeichers 61 angeschlossen. Der Zähleingang ζ des Vorzählers 90 ist mit dem Ausgang des Teilergatters 66 verbunden. Ihm wird deshalb die Ausgangsfrequenz fnvi des Multiplizierers 67 zugeführt. Der Überlauf ausgang u des Vorzählers 90 ist an den Zähleingang ζ des Hauptzählers 91 angeschlossen. Zu Beginn des Interpolationsvorgangfcs werden die beiden Zähler 90, 91 auf den Anfangswert A gesetzt, der in der Schaltung nach

Fig. 12 in zwei BinSrzahlen A i und A2 aufgeteilt ist Die Binärzahl A1 enthalt dabei die niedrigen Stellen des Anfangswertes A

Der Zwischenspeicher 70 besteht aus zwei Speicherstufen 92, 93, von denen die erste an den Ausgang des Vorzählers 90 und die zweite an den Ausgang des Hauptzäblers 91 angeschlossen ist Die beiden Ladeeingänge / der Speicherstufen 92, 93 sind miteinander verbunden; ihnen wird die Zeitmarkenfrequenz /08 zugeführt Die Ausgänge der zweiten Speicherstufe 93 und des Winkelzählers 37 sind zu den Eingängen des Binärzahlen-Vergleichers 38 geführt Ein erster Ausgang 94 des Vergleiche« 38 ist mit dem Ladeeingang / eines Zählers 95 verbunden. Der Zähleingang ζ des Zählers 95 liegt am Ausgang der Vervielfacherschaltung nach F i g. 2, so daß ihm die vervielfachte Winkelgeberfrequenz fnv zugeführt wird. Der Binärzahleneingang des Zählers 95 ist an den Ausgang der ersten Speicherstufe 92 angeschlossen.

Der Ausgang des Zählers 95 ist zum Eingang einer Gatterschaltung 96 gefühlt, die zur O-Erkennung dient Ein zweiter Ausgang §7 des Binärzahlen-Vergleichers 38 sowie der Ausgang der Gatterschaltung iS sind zu Eingängen eines ODER-Gatters 98 geführt, das an seinem Ausgang die Zündimpulse fz abgibt Diese werden gemäß der in Fig. 10 dargestellten Schaltung der elektronischen Verteilerschaltung 73 zugeführt

Der Binärzahlen-Vergleicher 38, für den der integrierte Baustein SN 7485 verwendet werden kann, besitzt zwei Ausgänge, von denen der erste 94 ein Signal abgibt wenn die an seinen beiden Eingängen liegenden Binärzahlen gleich groß sind. Der zweite Ausgang 97 gibt dann ein Signal ab, wenn der Zählerstand des Winkelzählers 37 größer ist als die im Zwischenspeicher 93 gespeicherte Binärzahl. Es kann vorkommen, daß der für Zahlengleichheit zuständige erste Ausgang 94 nie ein logisches 1-Signal abgibt, so daß dann auch der Betriebsvorgang nicht ausgelöst würde. Dieser Fall ist in F i g. 11 in der ersten Zeile beim Punkt 99 dargestellt In diesem Zeitpunkt 99 ändert sich der Speicherwert gides Zwischenspeichers 93 in negativer Richtung. Er hatte unmittelbar vorher einen Wert, der größer war als der Zählerstand des Winkelzählers 37; nach der Änderung ist die Zahl gi kleiner als gw. In diesem Fall löst der Vergleicher 38 über seinen zweiten Ausgang 97 und das ODER-Gatter 98 sofort den Zündvorgang aus, indem er den Impuls fzabgibt

In allen anderen Fällen, in denen sich die vom Interpolationszähler 68 abgegebene Binärzahl gi nicht gerade in unmittelbarer Nähe des gewünschten Zündzeitpunktes ändert, wird der Zeitraum zwischen zwei Winkelgeberimpulsen fn noch feiner unterteilt Man kann z. B. den Vorzähler 90 als dreistufigen Zähler ausbilden, der dann die Frequenz fnvi'im Verhältnis von 8:1 unterteilt Entsprechend wird dann auch die Winkeldifferenz zwischen zwei Zähnen des Zahnrades 24, die beim Ausführungsbeispiel 3° beträgt in acht Teile geteilt so daß sich eine Winkelauflösung von knapp 0,4° ergibt

Wenn bei einem normalen Zählvorgang, wie er in F i g, 11 bei den vier ersten Sägezähnen gw dargestellt ist der Winkelzähler 37 den gleichen Zahlenwert wie der Zwischenspeicher 93 erreicht, dann sind die höchsten Stellen des Interpolationszählers 68 bereits berücksichtigt Der Vergleicher 38 gibt an seinem ersten Ausgang 94 ein logisches 1-Signal ab, das dem Ladeeingang / des Zählers 95 zugeführt wird. In den Zähler 95 wird dabei difc Binärzahl übernommen, die in der ersten Speicherstufe 92 des Zwischenspeichers 70 gespeichert ist Diese Zahl hat entsprechend der Stufenzahl des Vorzählers 90 drei BinSrstelJen. Sie ist gleich dem Rest, der im Vergleicher 38 bis jetzt noch nicht berücksichtigt ist und der Feinaufteilung des Winkels entspricht

Der Zähler 95 ist als Rückwärtszähler ausgebildet und zählt in der Folgezeit, d,b, nach dem Auftreten des Gletchheitssignals am Ausgang 94 des Vergleichers 38,

ίο die Impulse der vervielfachten Winkelgeberfrequenz fnv in Rückwärtsrichtung, bis er den Zählerstand 0 erreicht Als Beispiel sei angenommen, daß im Zwischenspeicher 92 die Binärzahl 101 steht, die gleich der Dezimalzahl 5 ist Der Zähler 95 ist dann nach fünf

π Impulsen der Frequenz fnv beim Zählerstand 0 angelangt Die Gatter-Schaltung 96 gibt dann einen Impuls an das ODER-Gatter 98 ab, das deshalb einen Zündimpuls fz weiterleitet Es ist dabei vorausgesetzt, daß die vervielfachte Winkelgeberfrequenz fn ν achtmal so hoch is', wie die Winkelgeberfrequenz fn. Falls der Vorzähler 90 eine andere Stufenzah¹ v:afweist muß auch der Vervielfachungsfaktor der Frequenz fnv geändert werden.

In Fig. 13 ist schließlich noch eine Schaltung dargestellt die einerseits den Frequenzvervieifacher nach F ig. 2 und andererseits den Vervielfacher 72 nach Fig. 10 enthält dabei aber mit einem einzigen Periodendauerzähler 44 auskommt Trotzdem ist es möglich, zwei mit verschiedenen Faktoren vervielfachte

w Frequenzen fnvund fnwzü erzeugen. Die Schaltungsanordnung des Periodendauerzählers 44, des Zwischenspeichers 45, des Divisionszählers 48 und der Gatterschaltung 49 ist gleich wie bei der Schaltung nach F i g. 2. Dem ersten Ausgang 27 des Signalgebers 20 ist ein

J5 Untersetzerzähler 100 nachgeschaltet der zwei Ausgänge 101,102 mit verschiedenen Untersetzungsfaktoren aufweist die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 als fn/2 bzw. /h/5 gewählt sind. Der erste Ausgang 101, der die halbe Winkelgeberfrequenz führ», ist ^n den Ladeeingang /des Zwischenspeichers 45 angeschlossen. Der zweite Ausgang 102 ist zum Eingang der Zelrasterschaltung 43 geführt, deren erster Ausgang mit dem Ladeeingang / eines zweiten Zwischenspeichers 103 verbunden ist Der zweite Ausgang der

*"> Zeitrasterschaltung 43 ist an den Rücksetzeingang r des Periodendauerzählers 44 angeschlossen. Dem zweiten Zwischenspeicher 103 ist iin zweiter Divisionszähler 104 nachgeschaltet Dem Zähleingang ζ des zweiten Divisionszählers 104 wird von der Frequenzteilerschaltung 47 her (siehe F i g. 2) eine Untertaktfrequenz /03 zugeführt. An den Ausgang des Divisionszählers 104 ist eine zweite Gatterschaltung 105 angeschlossen, die wie die Gatterschaltung 49 zur 0-Erkennung dient Diese GattfTfchaltung 105 gibt an ihrem Ausgang die

Frequenz fnw ab, die außerdem dem Ladeeingang des zweiten Divisionszihlers 104 zugeführt wird.

Die Erzeugung der Frequenz fn ν erfolgt genau so wie es bei F i g. 2 beschrieben worden ist. Der Zählerstand des Periodendanerzähiers 44 wird allerdings nur bei jedem zweiten Ir.ipuls fn des Winkelgebers auf den Zwischenspeicher 45 übertragen, da die Frequenz am Ausgang 101 im Verhältnis 2 :1 gegenüber fn untersetzt ist Der Divisionszähler 48 zählt diesel; Zählerstand wieder in schon beschriebener Weise aus.

<>5 Nach der Übernahme seines Zählerstandes in den Zwischenspeicher 43 zählt der Periodendauerzähier 44 weiter, bis nach Ablauf von fünf Impulsen fn auch der zweite Ausgang 102 des Untersetzerzählers 100 einen

Impuls abgibt. Bei diesem Impuls /n/5 wird über die Zeitrasterschaltung 43 zunächst der Zählerstand des Periodendeuerzählers 44 in den zweiten Zwischenspeicher 103 übernommen und anschließend der Periodendauerzähler 44 zurückgesetzt Die im Zwischenspeicher 103 stehende Binärzahl wird vom zweiten Divisionszähler 104 genau so ausgezählt, wie dies der erste Divisionszähler 48 mit dem Stand des Zwischenspeichers 45 vornimmt. Es ist lediglich der Vervielfachungsfaktor der Ausgangsfrequenz //iwkleiner, da die Zahl im Speicher 103 größer ist als die Zahl im Speicher 45. Eine weitere Einflußmöglichkeit auf den Vervielfachungsfaktor hat man mit der Untertaktfrequenz /03. Auf diese Weise ist es möglich, für die beiden vervielfachten Winkelgeberfrequenzen fnv und fnw jeden beliebigen Vervielfachungsfaktor zu realisieren, so daß man die Zählfrequenzen des Interpolationszählers 68 und des Winkelzählers 37 an beliebige Multiplikationsfaktoren ß/anpassen kann.

Die beschriebene Schaltungsanordnung löst also die eingangs gestellten Aufgaben. Es lassen sich beliebige Verstellkennlinien nachbilden, indem man einfach Binärzahlen in einen Lesespeicher eingibt. Dabei ist es ohne Belang, ob die Verstellkennlinie auch Teile mit negativer Steigung aufweist. Außerdem ist eine gleichbleibende Genauigkeit gewährleistet, die durch keine Alterungseinflüsse oder Exemplarstreuungen beeinträchtigt wird, da ausschließlich digitale Signale verarbeitet werden.

Die Genauigkeit der Winkeleinstellung ist im wesentlichen dadurch bedingt, wie präzis der Signalgeber 20 aufgebaut ist. Da dieser eine sehr einfache Konstruktion aufweist, kann er mit hoher Präzision

gefertigt werden. Die Winkelauflösung kann mit Hilfe der Schaltungen nach Fig. 12 und Fig. 13 nahezu beliebig weit getrieben werden. Die Auflösung ist dabei allerdings nicht mit der Genauigkeit gleichzusetzen, da z. B. eine neue Drehzahlinformation erst dann vorliegt, wenn der nächste Zahn des Zahnrades 24 am joch 25 vorbeigelaufen ist.

Beim Ausführungsbeispiel wird deshalb nur alle drei Grad eine neue Drehzahlinformation geliefert. Falls man die genaue Drehzahlinformation noch häufiger zur Verfügung haben will, muß man z. B. einen optischen Signalgeber verwenden, bei dem der Weg des Lichtes von einer Lichtquelle zu einer Fotozelle periodisch gesperrt und freigegeben wird. Derartige optische Signalgeber können bis zu 1000 Impulse pro Umdrehung abgeben.

Die Unterteilung des Interpolationszählers 68 in den Vorzähler 90 und den Hauptzähier 91 ergibt den Vorteil, daß sich ein Driftfehler aufgrund der Ungenauigkeit der Frequenzvervielfachung (fnv) auf den Winkelzähler 37 nicht so stark auswirkt. Solche Driftfehler treten insbesondere auf, wenn in den Zwischenspeichern 45 und 103 nach Fig. 13 bei hohen Drehzahlen nur niedrige Binärzahlen gespeichert sind und deshalb bei der Periodendauerzählung große Abrundungsfehler auftreten.

Die Anforderungen an die Präzision des Bezugsimpulsgebers 21, 22 können klein gehalten werden, wenn die Bezupsimpulse fr zusätzlich in t^:ner Schaltung nach F i g. 3a mit den jeweils folgenden Impulsen fn des Winkelgebers synchronisiert werden. Die Bezugsimpuise weisen dann die gleiche Genauigkeit wie die Winkelgeberimpulse auf.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Digitale !schaltungsanordnung zur Auslösung eines Betriebsvorganges, insbesondere des Zündvorganges einer Brennkraftmaschine bei einem durch s Betriebsparameter der Brennkraftmaschine bestimmten Kurbelwellenwinkel, mit einem Impulswinkelgeber und einem Bezugsimpulsgeber, mit wenigstens einer Winkelzähleinrichtung (37), die vom Bezugsimpulsgeber in eine Ausgangslage Ό gesetzt wird und anschließend die Ausgangsimpulse des Impuls-Winkelgebers zählt, wobei der Betriebsvorgang abhängig vom auszuzählenden Zahlenwert ausgelöst wird, und mit einem Interpolator (34), der gemäß einer Verstellkennlinie anhand von fest gespeicherten Kennlinienwerten eine Impulsfolge einem Interpolationszähler (36, 38) zur Ermittlung des auszuzählenden Zahlenwertes zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsfolge des Interpolators (34) zusätzlich als Funktion der Signale des Impuls-Winkelgebers (24,25,26) erzeugt wird, und daß der auszuzählende Zahienwert im als Vorwärts-Rückwärts-Zähler ausgebildeten Interpolationszähler (36,68) während eines festen Zeitintervalls ermittelt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Interpolator (34) weitere Impulsfolgefrequenzen (fp) und/oder Binärzahlen (A) zugeführt sind, die von weiteren Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängen und daß der Interpolator (34) eine Impulsfolge abgibt, deren Frequenz gen^J weiteren Verstellkennlinien von den Eingangsfrequenzen (fn, fp) und/oder Eingangsbinärzahlen f/ijabhängt

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die /erstellkennlinien in einzelne Frequenzintervalle (ΔΠ) aufgeteilt sind, innerhalb derer die Ausgangsfrequenz (fnvi) des Interpolators (34) linear von der Eingangsfrequenz (fn, fp) abhängt, daß ein Frequenzzähler (56) zur Umsetzung der Frequenzintervalle (Δ fi) in Zeitintervalle (Δ ti) vorgesehen ist und daß der Zählvorgang des Interpolationszählers (68) nach einer durch einen Taktgeber (46) festgelegten Interpolationszeit (Ti, T2) unterbrochen wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Interpolator (34) ein Intervallspeicher (61) vorgesehen ist, der an einem ersten Ausgang (63) Intervalldifferenzwerte (ΔΠ) abgibt, die zu Beginn jedes Zählintervalles dem so Frequenzzähler (56) zugeführt werden, daß der Frequenzzähler (56) als Rückwärtszähler ausgebildet ist, daß dem Frequenzzähler (56) ein zur Nullerkennung dienende Gatterschaltung (58) nachgeschaltet ist, die einen Adressenzähler (60) fortschaltet und die Übertragung der Intervalldifferenzwerte (ΔΠ) auf den Frequenzzähler (56) auslöst, und daß der Ausgang des Adressenzählers (60) mit einem Adresseneingang (62) des Intervallspeichers (61) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähleingang (z) des Frequenzzählers (56) eine Umschaltstufe (55) vorgeschaltet ist, der die Eingangsfrequenzen (fn, fp) zugeführt sind, und daß einem Steuereingang (58) der Unischaltstufe (55) eine Zeitmarkenfrequenz (706) zugeführt ist, die in einem dem Taktgeber (46) nachgeschalteten Frequenzteiler (47) erzeugt wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsfrequenz (fn, fp) einem Eingang eines Multjplizierers (67) zugeführt ist, dessen anderer Eingang mit einem zweiten Ausgang (64) des Intervallspeichers (61) in Verbindung steht

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einem Ladeeingang (I) des Interpolationszähle's (68) eine vom Frequenzteiler (47) abgegebene Zeitmarkenfrequenz (fm) zugeführt ist und daß der Interpolationszähler (68) zu Beginn des Interpolationsvorganges durch einen Impuls der Zeitmarkenfrequenz (708) auf einen Anfangswert (A) aufgeladen wird, der von einem dritten Ausgang (65) des Intervallspeichers (61) abgegeben wird.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählrichtungseingang (d) des Interpolationszählers (68) mit einem vierten Ausgang (69) des Intervallspeichers (61) verbunden ist

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß für die Berücksichtigung jeder einzelnen Eingangsfrequenz (fn bzw. fp) eine besondere feste Interpolationszeit (T'1 bzw. TT) vorgesehen ist die durch den Frequenzteiler (47) festgelegt wird, und daß die der Umschaltstufe (55) zugeführte Zeitmarkenfrequenz (706) auch am Adresseneingang (62) des Intervallspeichers (61) anliegt.

10. Schaltungs?nordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß der Zählerstand des Interpolationszählers (68) nach Ablauf der letzten Interpolationszeit (T2) durch einen Impuls der Zeitmarkenfrequenz (708) in einen Zwischenspeicher (70) übernommen wird, dessen Ausgang zu einem Eingang des Binärzahien-Vergleichers (38) geführt ist und daß anschließend der Interpolationszähler (68) auf den Anfangswert (A) zurückgesetzt wird.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß ein weiterer Adresseneingang des Intervallspeichers (61) mit einer Klemme (35) verbunden ist an der weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine in Form von Binärzahlen eingegeben werden.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß ein Teilerzähler (57) des Multiplizierers (67) gleichzeitig als Frequenzzähler verwendet ist, der die Frequenzintervalle (ΔΠ) in Zeitintervalle (Δίί) umsetzt, und daß der Binärzahlen-Ausgang des Teilerzählers (57) an den Eingang der Gatterschaltung (58) angeschlossen ist.

13. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Rücksetzen des Winkelzählers (37) bei ungleichmäßig verteilten Kurbelwellenwinkeln ein Zylindermarkengeber (81) vorgesehen ist, der einen Abstand-Speicher (79) enthält in dem Binärzahlen (ga) gespeichert sind, die ein Maß für den Abstand der Winkelzähler-Nullmarken für die einzelnen Zylinder sind.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des Abstand-Speichers (79) und der Winkelzähleinrichtung (37) zu Eingängen eines Binärzahlen-Vergleichers (80) geführt sind, dessen Ausgang an den

Zähleingang (ζ) eines Zylinderzählers (77) ange- beschriebenen Interpolator 34 — eine Umsetzung des

schlossen ist, und daß der BinämhJen-Ausgang dßs Winkelsignals eines Gebers in eine entsprechende hohe

Zylinderzählers (77) mit dem Adresseneingang des Frequenz bewirkt, Diese Frequenz wird dann in einem

Abstand-Speichers (79) verbunden ist Zähler gezählt und das Zählergebnis in einen weiteren

15, Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, da- 5 Zähler übernommen, wo dann ständig ein drehzahlabdurch gekennzeichnet, daß dem Bsnärzahlen-Aus- hängiger Zahlenwert vorliegt Beim Erfindungsgegengang des Zylinderzählers (77) ein Dekoder (76) stand ist die Umsetzung in eine drehzahlabhängige nachgeschaltet ist, dessen Ausgänge mit Zylinder- Frequenz nicht notwendig, da kein Segmentgeber, wähleingärgen (75) einer elektronischen Verteiler- sondern ein Inkrementgeber vorliegt der direkt eine schaltung (73) verbunden sind, und daß die den io drehzahlabhängige Frequenz erzeugt Im Funktions-Betriebsvorgang auslösenden Ausgangsimpulse (fz) generator gemäß dem Stand der Technik, der prinzipiell des Binärzahlen-Vergleichers (38) einem Steuerein- dem Interpolator des Erfindungsgegenstandes entgang (74) der elektronischen Verteilerschaltung (73) spricht, werden nun zwar ebenfalls Impulsfolgen gemäß zugeführt sind. einer gespeicherten Kennlinie erzeugt und gezählt

16. Schaltungsanordnung nach einem der vorher- 15 jedoch sind die verschiedenen Frequenzen in den gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß einzelnen Zählintervallen immer konstant d. h, die zur Erzeugung zweier mit verschiedenen Faktoren gesamte Kennlinienzählung erfolgt taktgesteuert und vervielfachten Winkelgeberfrequenzen (fnv, fnw), damit asynchron zur Bewegung der Brermkraftmaschidie dem Interpolator (34) bzw. der Winkelzählein- ne. Dies hat den Nachteil, daß eine aufwendige Methode richtung (37) zugeführt werden, ein Periodendauer- 20 erforderlich ist um durch weitere Zählvorgänge die zähler (44) sowie diesem naehgeschaitete Serien- Synchronität wieder herzustellen. Sc muß z, B, gemäß schaltungen, die eines Zwischenspeichel a (45 bzw. dem Stand der Technik ein dem Zündzeitpunkt 103), eines Divisionszählers (48 bzw. 104) und einer proportionaler Zahlenwert durch paralleles Zählen in Gatterschaltung (49 bzw. 105), vorgesehen sind. einem weiteren Zähler erst noch gebildet werden.

25 Weiterhin ergeben sich beim Stand der Technik noch

Nachteile bei sehr niederen Kennüniensteigungen,

insbesondere bei niederen Drehzahlen, wo sich eine sehr schlechte Auflösung ergibt Negative Kennlinien-

Die Erfindung betrifft eine digitale Schalungsanord- Steigungen als Funktion verschiedener Drehzahlen ist nung zur Auslösung eines Betriebsvorganges nach der 30 nicht möglich.
Gattung des Hauptanspruchs. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

Derartige Schaltungsanordnungen können bei Brenn- möglichst einfach aufgebaute Vorrichtung zur parakraftmaschinen überall dort eingesetzt werden, wo es meterabhängigen, insbesondere drehzahlabhängigen darauf ankommt, einen Betriebsvorgang bei einem Zündzeitpunktverstellung anhand vorgegebener mögveränderlichen Kurbelwellenwinkel auszulösen. Die 35 liehst variabler Kennlinien aufzuzeigen, wobei sich auch größte praktische Bedeutung haben sie bis jetzt bei der bei sehr niedrigen Kennliniensteigungen, insbesondere Zündwinkelverstellung erreicht, doch können solche auch bei niederen Drehzahlen, noch eine sehr gute Schaltungsanordnungen mit nur geringfügigen Verän- Auflösung der Zündzeitpunktverstellung ergibt,
derungen auch zur Bestimmung des Einspritzzeitpunkts Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden

sowie zur bestimmung des Öffnungs- und Schließzeit- 40 Merkmalen des Hauptanspruchs in vorteilhafter Weise punkts der Einlaß- und Auslaßventile verwendet ge'öst. Es sind nicht nur positive und negative werden. Wenn der Zündwinkel verstellt -verden soll, Kennliniensteigungen in Abhängigkeit schon eines dann kommen als wichtigste Betriebsparameter die einzigen Parameters möglich, sondern es ergibt sich Drehzahl der Brennkraftmaschine und die an der auch bei sehr niederen Kennliniensteigungen, insbeson-Brennkraftmaschine liegende Last in Frage. Als MaS für 45 dere bei niederen Drehzahlen, noch eine sehr gute die Last wird normalerweise der Saugrohrunterdruck Auflösung, da die Kennlinienauszählung drehzahlabhänherangezogen. Im folgenden wird mit Zündwinkel der gig erfolgt. Am Ende der kennlinienabhängigen Kurbelwellenwinkel bezeichnet, bei dem der Zündfunke Auszählung liegt direkt ein dem Zündzeitpunkt ausgelöst wird. Der Zündwinkel wird dabei in Grad vor proportionaler Zahlenwert vor, während gemäß dem bzw. nach dem oberen Totpunkt (OT) gemessen. Bei 50 Stand der Technik ein solcher in weiteren Baugruppen einer Zündung vor dem oberen Totpunkt spricht man durch paralleles Zählen erst noch gebildet werden muß. von einer Frühzündung und bei einer Zündung nach Durch die in den Unteranspriichen aufgeführten

dem oberen Totpunkt von einer Spätzündung. Maßrahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und

Infolge der konstanten Laufzeit der Flammenfront Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen muß der Zündwinkel umso weiter vor dem oberen 55 Schaltungsanordnung möglich.

Totpunkt liegen, je größer die Drehzahl ist. Man sagt in Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Ausgestal-

diesem Zusammenhang auch, daß mit zunehmender tungen werden nachstehend anhand eines in der Drehzahl immer früher gezündet werden muß, obwohl Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher der zeitliche Abstand zwischen der Auslösung des beschrieben und e. läutert. Es zeigt
Zündfunkens und dem Durchgang des Kolbens durch eo F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer Zündwinkel-Verden oberen Totpunkt im wesentlichen gleich bleibt. Die Stellschaltung,

Wörter früh bzw. spät beziehen sich hier immer auf die F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Frtquenzverviel-Winkellage der Kurbelwelle und nicht auf Zeitabstände. facherschaltung,

Aus der US-PS 37 52 193 ist eine digitale Schaltungs- F i g. 3a einen Schaltplan einer Zeitrasterstufe,

anordnung zur pa^rameterabhängigen Zündzeitpunkt- 65 F i g. 3b lmpulsüidgramme zur Erläuterung der verstellung nach der Gattung des Hauptanspruchs Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 3a,
bekannt. Dort wird in e.ner als Interpolator bezeichne- F i g. 4 ein Blockschaltbild eines Interpolators,

ten Baugruppe — diese entspricht nicht dem hier F i g. 5 ein Blockschaltbild einer abgeänderten Inter-