DE2529724C3 - Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

eines Kondensators mit dem Ausgang des Zeitgheds und andererseits über eine weitere logische Inverterstufe mit dem die Betriebsdauer bestimmenden Eingang des Pulsgenerators verbunden ist, wobei sowohl die Verbindungsleitung als auch der Verbindungspunkt zwischen Diode und Kondensator der Reihenschaltung über einen Widerstand an der Versorgungsspannung liegt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt schematisch Fig. 1 ein Blockschaltbild der Zündvorrichtung;

Fig.2 ein Schaltbild der gemäß der Erfindung ausgeführten Steuerschaltung;

F i g. 3a bis 3h Impulsdiagramme;

Fig.4abis4h Impulsdiagramme; F i g. 5a bis 5h Impulsdiagramme und

F i g. 6a bis 6h Impulsdiagramme.

In Fig. 1 ist 3 die Gleichspannungsquelle, z.B. ein Akkumulator, 4 der Zündschalter und 5, 6, 7, 8 die als Schalter dienenden Transistoren, deren Anzahl der Anzahl der Primärwicklungen des Zündtransformator 9 entspricht. Von der Sekundärseite des Zünotransformators 9 wird die hochtransformierte Wechselspannung einer Gleichrichterstrecke 10 und über den mechanischen Zündverteiler 11 den Zündkerzen 12 bis 15 zugeleitet. Anstelle des mechanischen Zündverteilers 11 kann auch ein elektronischer Zündverteiler vorgesehen sein.

Diese eine sehr hohe Zundenergie erzeugende bzw abgebende Zündvorrichtung, bei der die Zeitdauer. Beginn und Ende des an den Elektroden der Zündkerzen anstehenden Lichtbogens in sehr großen, bisher nicht erreichten Grenzen variabel ist, eignet sich ganz besonders zur Einführung von, d. h. Beeinflussung durch Stellgrößen, die Kennwerte des Betriebs der Brennkraftmaschinen und ihrer Umwelt sind. Diese Stellgrößen werden Stellgliedern zugeführt, die im Blockschaltbild der F i g. I wie folgt angedeutet, bzw. zusammengefaßt sind: 16 enthäl. die als Schalter dienenden Transistoren 5,6, 7,8 mit zugehöriger Leistungsverstärkung. Die Steuerschaltung 17, bestehend aus dem Zeitglied 18. dem Mehrfachzeitglied 19. dem Umschaltglied 20 und dem Pulsgenerator 21 enthält Stellglieder, beim Ausführungsbeispiel Potentiometer 22 bis 24. denen Stellgrößen zugeordnet sind, die z. B. von der Drosselklappe, der Drehzahl und der Beschaffenheit des benutzten Benzin-I.uftverriältnisses abhängig sind und Stellglieder, beim Ausfühningsbeispiel Potentiometer 25 bis 28 und 29 bis 32. die 1. B. von der Drosselklappe, dem Zündzeitpunkt, der üreh/ahl und der Beschaffenheu de·- benutzten Benzin-Luftverhältnisses abhängig sind 33 isi der Zündzeitpunktgeber in Verbindung mit einem I interbreiherschalrer 34 und Nocken 35. 36 ist ein Sicbglied. besehend aus Drossel. Kondensatoren. VorwiderMand und /enei diode: es soll überlagerung·.-störungen der Gleich^p'innungsversorgung von dtr Versorgungsleitung des ''.ündzeitpunktgebers 33 und der Steuerschaltung 17 fernhalten.

F1 g. 2 zeigt dir Steuerschaltung 17 gemäß der Erfindung, die an Stelle dtr bekannten Steuerschaltung tritt. Sie besteht aus dem Zeitverzogerungsglied 18, dem Umschallglied 20, dem Mehrfachzeitglied 19 und dem Impulsgenerator 21. Die Klemme 37 der Schaltung 17 ist mit positivem Potential die Klemme 38 mit negativem Potential der Versorgung verbunden,

Zur näheren Erläuterung der Fig.2 sind zusätzlich Impulsdiagramme in den £ i g. 3a bis 3h, 4a bis 4h, 5a bis 5h und 6a bis 6h dargestellt, Die Impulsdiagramme zeigen die entsprechenden Impulse an den bezeichneten Schaltungspunkten, zugeordnet vier Motordrehzahlon. Fig. 3 entspricht 150 U/min, Fig.4 entspricht 1500 U/ min, F i g. 5 entspricht 3750 U/min und F i g. 6 entspricht 5000 U/min eines 8-Zylinder-Motors.

Das Umschaltglied 20 besteht aus mehreren, im Beispielfall aus vier an sich bekannten rücktriggerbaren monostabilen Multivibratoren, wobei der Widerstand 40, der Kondensator 41 und die logische Schaltung 42 jedem der vier rücktriggerbaren monostabilen Multivibratoren zugeordnet sind.

Die monostabilen Multivibratoren des Umschaltgliedes 20 werden vom Ausgangsimpuls des Zeitgliedes 18, der den zeitlich verzögerten Impuls des Zündzeitpunktgebers darstellt, durch die Verbindung der Klemme 40 über den Verbindungspunkt 94 an der Klemme 95 angesteuert. Die Dauer des Aus&angsimpulses der monostabilen Multivibratoren des Umschaltgliedes 20 ist unterschiedlich lang. Wenn der zeitliche Abstand zwischen zwei Eingangsimpulsen an \.r Klemme 95 des Umschaltglicdrs 20 kleiner ist als die Ansgangsimpulsdauer eines odet mehrerer monostabiler Multivibratoren des Umschaltgüedes 20, so bleiben deren Ausgänge 43, 44, 45, 46 im quasistabilen Zustand. Ist jedoch dir zeitlich; Abstand zwischen zwei Eingangsimpulsen an der Klemme 95 des Umschaltgüedes 20 größer als die Impulsdauer eines oder mehrerer monostabiler Multivibratoren des Umschal gliedes 20. so gibt jeder dieser monostabilen Multivibratoren seinen Ausgangsimpuls an das Mehrfachzeitglied 19 ab.

Das Mehrfachzeitglied 19 besteht aus mehreren, im Beispielfall aus drei sogenannten C7?-Gliedern (Kondensator-Widerstand-Gliedern), bestehend aus den Kondensatoren 47,48, 49 und den Widerständen 50, 51, 52. der logischen ODER-Schaltung mit fünf Eingängen, bestehend aus den Dioden 53, 54, 55, 56, 57 und dem Widerstand 58. dem Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 59,60, dem CRGWed. bestehend a :<, dem Kondensator öl und dem Widerstand 62 und der logischen Schaltung 63.

r »ehrere. im Beispielfall 3 der O?-Glieder erhalten ihre Eingangsimpulse von dem Umschaltglied 20 über die Eingangsklemmen 69, 64, 65. Ein CH-GIied des Mehrfachgliedes 19 erhält seinen Eingangsimpuls direkt von dem Zeitglied 18 über die Klemmen 40, 94, 66. Die Ausgangssignale aller CR-GWeder des Mehrfachzeitgliedes 19 sind über eine logische ODER-Schaltung 53 bis 58 miteinander verknüpft. Das Signal am Punkt 67 der logischen ODER-Schaltung wird gebildet aus den Eingangssignalen an den Klemmen 69, 64, 65, 68, 66 über die Cfl-Glieder 47, 48, 49, 61, 50, 51, 52, 62. Das Signal am Punkt 67 gelangt zu der logischen ODE^-fJchaltung 63. deren Transfer-Charakteristik als Triggerschwelle benutzt wird. Somit wirkt die logische Schaltung 63 wie ei ie an sich bekannte Schmi't-Trigger-Schaltung mit Inversion. Dadurch wird am Ausging des MehrfachzeitglieJes 19, Klemme 69 ein Impuls mit veränderlicher Dauer erzeugt Die logische Schaltung 63 kann auch ersetzt werden durch eine Schaltung mit diskreten bauteilen oder durch eine Schaltung mit Operationsverstärkern,

Die Ausgangsklemme 69 des Mehrfachzeitgliedes 19 ist verbunden mit der Eingangsklemme 70 des Pulsgenerators 21. Der Pulsgenerator 21 besteht aus einem an sich bekannten astabilen Multivibrator, einer logischen Schaltung 72, einem Kondensator 73 und einer logischen Inverterschaltung 74. Der Pulsgenerator 21 ist in seiner Frequenz in zwei Stufen umschaltbar.

Solange an der Eingangsklemme 70 des Pulsgenerators 21 ein Signal anliegt, schwingt der monostabil Multivibrator mit einer bestimmten Frequenz. Liegt zusätzlich an der Klemme 98 des Pulsgenerators 21 ein Signal an, so wird der Kondensator 73 abgeschaltet und der astabile Multivibrator schwingt mit einer anderen Frequenz.

Die Eingangsklemme 80 der Steuerschaltung 17 führt auf die Eingangsklemme 81 des Zeitgliedes 18, das über die Klemme 82, Punkt 83, mit der Ausgangsklemme 37 to auf positives Potential, und über die Klemme 84, Punkt 85, Ausgangsklemme 38 auf negatives Potential geschaltet ist. Die Ausgangsklemme 40 des Zeitgliedes 18 führt über Punkt 94 zur Eingangsklemme 66 des Mehrfachzeitgliedes 19 und über Punkt 94 zur Klemme 95 des Umschaltgliedes 20. Die Ausgangsklemmen 43, 44, 45, 46 des Umschallgliedes 20 sind mit den Eingangsklemmen 69, 64, 65, 68 des Mehrfachzeitgliedes 19 verbunden. Das Umschaltglied 20 ist mit der Ausgangsklemme 86 über die Punkte 87, 83 über die Ausgangsklemme 37 der Steuerschaltung 17 mit positivem Potential der Versorgung verbunden. Die Ausgangsklemme 88 des Umschaltgliedes 20 ist über die Punkte 89, 85 über die Ausgangsklemme 38 der Steuerschaltung 17 mit negativem Potential verbunden. Die Ausgangsklemme 69 des Mehrfachzeitgliedes 19 ist mit der Eingangsklemme 70 des Pulsgenerators 21 verbunden, dessen Ausgangsklemme 90 zu der Klemme

91 der Steuerschaltung 17 führt. Die Ausgangsklemme

92 des Mehrfachzeitgliedes 19 ist mit der Eingangsklemme 98 des Pulsgenerators 21 verbunden. Die Eingangsklemme 93 des Mehrfachzeitgliedes 19 ist über die Punkte 89, 85, Klemme 38 mit negativem Potential verbunden.

Die dargestellte Logik bezieht sich auf integrierte Schaltkreise in C-MOS-Technik (Complementary Metal Oxyd-Semiconductors). Der positive und negative logische Bezugspunkt der integrierten Schaltkreise ist nicht dargestellt.

Anstelle der im Beispielfall gezeigten Einzelwiderstände 75 bis 78 und 50 bis 52 können beliebige andere Kombinationen von Widerständen, z. B. in der Reihenoder Parallelschaltung benutzt werden. Dabei können als lineare Widerstände, z. B. Festwiderstände, verstellbare Widerstände und Dehnungsmeßstreifen, als nichtlineare Widerstände z. B. Fotowiderslände, Heißleiter und Kaltleiter, Feldplatten und Transistoren, sowie Kombinationen aus linearen und nichtlinearen Widerständen verwendet werden.

Die angegebenen Vorteile der Erfindung, bezogen auf die Möglichkeit die Zündparameter praktisch kontinuierlich in Abhängigkeit der Parameter des Brennprozesses zu verändern sowie die bessere Störsicherheit, Temperaturfestigkeit und Temperaturstabilität und die größere Wirtschaftlichkeit, gegenüber bekannten Steuerschallungen mit scharfen Abstufungen in der Programmierung, werden erweitert durch eine Flexibilität in der möglichen Auswahl der Bauelemente. So kann, wie beschrieben, statt des im Ausführungsbeispiel verwendeten Bausteins 63 und der Benutzung der Transfer-Charakteristik als Triggerschwelle auch ein Operationsverstärker in Schmitt-Triggerschaltung die gleiche Aufgabe übernehmen. In der Pulsgeneratorschaltyng 21 kann zur Erweiterung der Anpassungsmöglichkeiten an den Brennprozeß der angegebene Kondensator 73 sowie der weitere Kondensator und ebenfalls die angegebenen Widerstände dieser Schaltung verstellbar ausgeführt werden. Dimensionierungsgesichtspunkte sind hier neben der optimalen Anpassung der Zündparameter an den Brennprozeß in der Schaltfrequenz auch die Möglichkeit über die Übertragungscharakteristik des Zündtransformators Ausgangshochspannung im Verhältnis zum Sekundärstrom zu optimieren.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem von der Kurbelwelle der Maschine betätigten Impulsgeber, mit einem dem Impulsgeber nachgeschalteten Zeitglied, welches auf die Impulse des Impulsgebers hin Ausgangssignale erzeugt, deren Zeitdauer von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmt wird, und mit einem Zündtransformator, der abhängig von den Ausgangssignalen des Zeitgliedes über eine Transistorschalteinrichtung mit einer Gleichspannungsquelle verbindbar ist, und bei der das Zeitglied als monostabiler Multivibrator ausgebildet ist und als Zeitverzögerungsglied wirkt und bei der em weiteres Zeitglied vorgesehen ist, welches als monostabiler Multivibrator arbeitet und welches unmittelbar im Anschluß an jedes Ausgangssignal des als Zeitverzögerungsglied wirkenden Zutglieds einen Impuls abgibt, dessen Zeitdauer in einstellbarem Maße von Betriebs und Umweltparametern bestimmbar ist. und bei der während der Zeitdauer des vom weiteren Zeitglied abgegebenen Impulses ein zwischen weiterem Zeitglied und Transistorschalteinrichtung liegender Pulsgenerator eine Vielzahl von Impulsen erzeugt, wobei jeder einzelne Impuls des Impulsgenerators einen Zündfunken hervorruft, und bei der der Sekundärwicklung des Zündtransformator ein Gleichrichter in Einwegschaltung nachgeschaltet ist, nach Pater· 23 40 865. dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Zeitglied aus einem Umschaltglied (20) und einem Mehrfachzeitglied (19) besteht, daß das Umschaltglied (20) vier rücktriggerbare monostabile Multivibratoren unterschiedlich langer Laufzeit, eine allen Multivibratoren gemeinsame und diesen vorgeschaltete logische Inverterstufe (42), einen mit dem Eingang der Inverterstufe verbundenen und mit der Versorgungsspannung beaufschlagten Widerstand (40) sowie einen Kondensator (41) enthält, dessen einer Anschluß mit dem Eingang der Inverterstufe (4"") und dessen anderer Anschluß mit dem Ausgang des als Zeitverzögerungsglied wirkenden Zeitglieds (18) verbunden ist. und daß in dem Mehrfachzeitglied (19) C7?-Glieder (47 bis 52) angeordnet sind, die mit ihrem Kondensator (47, 48, 49) am Ausgang jeweils eines Multivibrators des Umschaltglieds (20). mit ihrem Widerstand (50, 51, 52) am Mittelabgriff eines gemeinsamen, zwischen Versorgungsspannung und ^5I) Masse angeordneten Spannungsteilers (59, 60) und mit ihrem gemeinsamen Verbindungspunkt zwi sehen Kondensator (47, 48, 49) und Widerstand (50, 51, 52) über zu einer logischen ODER-Schaltung zusammengefaßte Dioden (53. 54, 55) an einer Verbindungsleitung (67) liegen, welche einerseits über die Reihenschaltung einer Diode (57) und eines Kondensators (66) mit dem Ausgang des Zeiiglicds (18) und andererseits über eine weitere logische Inverterstufe (63) mit dem die Betriebsdauer bestimmenden Eingang des Pulsgenerators (21) verbunden ist, wobei sowohl die Verbindungsleitung (67) als auch der Verbindungspunkt zwischen Diode (57) und Kondensator (66) der Reihenschaltung über einen Widerstand (58_f 62) art der Versorgungsspan- ⁶S nung liegt.

   Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem von der Kurbelwelle der Maschine betätigten Impulsgeber, mit einem dem Impulsgeber nachgeschalteten Zeitglied, welches auf die Impulse des Impulsgebers hin Ausgangssignale erzeugt, deren Zeitdauer von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmt wird, und mit einem Zündtransformator, der abhängig von den Ausgangssignalen des Zeitgliedes über eine Transistorschalteinrichicing mit einer Gleichspannungsquelle verbindbar ist, und bei der das Zeitglied als monostabiler Multivibrator ausgebildet ist und als Zeitverzögerungsglied wirkt und bei der ein weiteres Zeitglied vorgesehen ist, welches als monostabiler Multivibrator arbeitet und welches unmittelbar im Anschluß an jedes Ausgangssignal des als Zeitverzögerungsglied wirkenden Zeitglieds einen Impuls abgibt, dessen Zeitdauer in einstellbarem Maße von Betriebsund Umweltparametern bestimmbar ist, und bei der während der Zeitdauer des vom weiteren Zeitglied abgegebenen Impulses ein zwischen weiterem Zeitglied und Transistorschalteinrichtung liegender Puisger.era tor eine Vielzahl von Impulsen erzeugt, wobei jeder einzelne Impuls des Impulsgenerators einen Zündfunken hervorruft, und bei der der Sekundärwicklung des Zündtransformators ein Gleichrichter in Einwegschaltung nachgeschaltet ist, nach Patent 23 40 865.

   Aus der DE-OJ 23 40 865 ist eine besondere Ausbildung der vorstehend erwähnten Zündvorrichtung bekannt geworden, bei der die Umschaltung der Dauer der Zündenergieerzeugung und der Schaltfrequenz in Abhängigkeit von Kennwerten der Brennkraftmaschine und ihrer Umwelt in scharfen Stufen erfolgt. Diese stufenförmige Regelung ist in zahlreichen Anwendungsfällen nicht erwünscht.

   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Steuerschaltung durch eine solche zu ersetzen, mil der die Dauer der Zündenergieerzeugung und die Schaltfrequenz in Abhängigkeit von Kennwerten der Brennkraftmaschin··: uno ^;hrer Umwelt in praktisch kontinuierlicher Form geändert werden kann. Weiterhin sollen bei der Steuerschaltung gemäß der Erfindung die Störsicherheit im Hinblick auf äußere elektrische Störungen, die Temperaturstabilität, die Temperaturfestigkeit und die Wirtschaftlichkeit erhöht werden.

   Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelr.st. daß das eingangs erwähnte, weitere /ei'glied aus einem Unischaltglied und einem Mehrfaih/eitglied besteht, daß das Umschaltglied vier rücklriggerbare monosiabile Multivibratoren unterschiedlich langer Lauf/fit, eine allen Multivibratoren gemeinsame und desen vorgeschaltete logische Invertersiufe. einen mit dem Eingang der Inverterstufe verbundenen und mit der Versorgungsspanniing beaufschlagten Widerstand sowie einen Kondensator enthält, dessen einer Anschluß mit dem Eingang der Inverlersttife und dessen ,inderer Anschluß mit dem Ausgang des als Zetlver/ögerungs glied wirkenden /eitglieds verbunden ist. und daß in dem Mehrfaih/eitglied CR Glieder angeordnet sind.die mit ihrem Kondensator am Ausgang jeweils sines Multivibrators des Umschallglieds, mit ihrem Widerstand am Miüelabgfiff eines gemeinsamen, zwischen VersorgUngsspannung und Masse angeordneten Spannungsteilers und mit ihrem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen Kondensator und Widerstand über zu einer logischen ODER-Schaltung zusammengefaßte Dioden an einer Verbindungsleitung liegen, welche einerseits über die Reihenschaltung einer Diode und