DE2701968A1 - IC engine ignition system with ignition coil - has angle control with a store whose value is variable by subsequent rising and lowering phases - Google Patents
IC engine ignition system with ignition coil - has angle control with a store whose value is variable by subsequent rising and lowering phasesInfo
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Abstract
Description
Zündanlage, insbesondere für BrennkraftmaschinenIgnition system, in particular for internal combustion engines
Zusammenfassung Es wird eine Zündanlage, insbesondere für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, die dazu dient, die Schließzeit eines elektrischen Schalters im Primärstromkreis einer Zündspule so zu beeinflussen, daß im Zündfunken eine konstante Energie umgesetzt wird. Der elektrische Schalter wird geöffnet, wenn der ansteigende Strom gerade das notwendige Maß zur Erzielung eines Energiefunkens mit der vorgegebenen Energie erreicht hat, um dadurch Verluste zu minimisieren. Die Zündanlage umfaßt eine Schließwinkelregelvorrichtung zur Steuerung des elektrischen Schalters im Primärstromkreis der Zündspule, die von einer Signalgebervorrichtung gesteuert wird. In dieser Schließwinkelregelvorrichtung ist eine erste Speichervorrichtung vorgesehen, deren Speicherwert durch nacheinander erfolgende, kontinuierliche Absenk- und Anhebephasen veränderbar ist, wobei eine der beiden Phasen durch die Zeitdauer eines Integrationsvorgangs zwischen zwei Schwellwerten und die andere Phase durch die Stromflußdauer im Primärstromkreis der Zündspule ab dem Erreichen eines Schwellwerts durch den Primärstrom gegeben ist. Der Speicherwert dieser ersten Speichervorrichtung wird auf ein Signal einer Signalgebervorrichtung hin auf eine zweite Speichervorrichtung übertragen, wobei der übernommene Speicherwert kontinuierlich verändert wird und bei Erreichen einer festgelegten Schwelle ein Signal abgibt, durch das der elektrische Schalter geschlossen wird (Beginn der Schließzeit) und auf ein Signal der Signalgebervorrichtung wieder geöffnet wird (Ende der Schließzeit).Summary It is an ignition system, in particular for internal combustion engines proposed, which serves the closing time of an electrical switch in the primary circuit To influence an ignition coil in such a way that a constant energy is converted in the ignition spark will. The electrical switch will open when the current is rising the amount necessary to achieve an energy spark with the given energy achieved in order to minimize losses. The ignition system includes a dwell angle control device to control the electrical switch in the primary circuit of the ignition coil, the is controlled by a signaling device. In this dwell angle control device a first memory device is provided, the memory value of which is successively taking place, continuous lowering and raising phases is changeable, with one of the two phases by the duration of an integration process between two threshold values and the other phase through the duration of current flow in the primary circuit of the ignition coil is given from the reaching of a threshold value by the primary current. The memory value this first memory device is responsive to a signal from a signaling device transferred to a second storage device, the accepted storage value is continuously changed and when a specified threshold is reached Emits a signal that closes the electrical switch (start of the closing time) and is opened again in response to a signal from the signal transmitter device (end of the closing time).
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon Zündanlagen aus der DT-OS 2 448 675 oder aus der US-PS 3 587 551 bekannt, bei denen ein fester Schließwinkel, z.B. durch eine Geberanordnung vorgegeben wird und bei denen zur Verminderung der Verluste in der Zündspule ab einem bestimmten Stromwert auf der Primärseite der Zündspule eine Strombegrenzung erfolgt, die verhindert, daß der Strom noch weiter ansteigt. Dadurch wird zwar eine konstante Zündenergie erreicht, jedoch treten große Begrenzungsverluste wegen der langen Dauer des hohen Stroms in der Endstufe auf. Daneben verringert die hohe Belastung der beteiligten Bauelemente deren Lebensdauer.PRIOR ART The invention is based on an ignition system the genre of the main claim. There are already ignition systems from DT-OS 2 448 675 or from US-PS 3,587,551, in which a fixed dwell angle, e.g. an encoder arrangement is specified and in which to reduce the losses in the ignition coil from a certain current value on the primary side of the ignition coil a current limitation takes place, which prevents the current from increasing further. A constant ignition energy is achieved as a result, but large limitation losses occur because of the long duration of the high current in the output stage. In addition, decreased the high load on the components involved their service life.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß unter Beibehaltung des Vorteils der konstanten Zündenergie die Verlustleistung minimisiert wird. Spannungsschwankungen, z.B. wegen des Ladezustandes der Batterie oder der Belastung des Bordnetzes, sowie Widerstandsänderungen, z.B. infolge Erwärmung, werden automatisch ausgeregelt.Advantages of the invention The ignition system according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage that while maintaining the advantage of constant ignition energy, the power loss is minimized. Voltage fluctuations, e.g. because of the state of charge of the battery or the load on the on-board network, as well as Changes in resistance, e.g. as a result of heating, are automatically corrected.
Durch eine Signalgebervorrichtung wird unabhängig vom ermittelten Schließwinkel der spätest zulässige Einschaltzeitpunkt festgelegt. Dadurch wird eine Verringerung des dynamischen Fehlwinkels bei hohen Beschleunigungsvorgängen erreicht.A signal transmitter device is independent of the determined Closing angle defines the latest admissible switch-on time. This will a reduction in the dynamic error angle during high acceleration processes achieved.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich. Besonders vorteilhaft ist, die Speichervorrichtungen als digitale Zähler auszubilden, deren Zählgeschwindigkeit durch je eine Taktfrequenz festlegbar ist. Durch diese Maßnahme wird außer der Schutzbeschaltung nur ein einziger kleiner Kapazitätswert für den Taktgeber benötigt, wodurch sich das gesamte System integrieren läßt.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments and improvements to the ignition system specified in the main claim are possible. Particularly beneficial is, the storage devices as digital Train counters whose counting speed can be determined by a clock frequency is. As a result of this measure, apart from the protective circuit, only one becomes smaller Capacity value required for the clock, whereby the entire system is integrated leaves.
Weiterhin ist besonders vorteilhaft, die Integrationszeitdauer in der ersten Phase durch die Stromanstiegsdauer im Primärstromkreis der Zündspule bis zum Erreichen eines festen Stromwerts vorzugeben. Die Zeitdauer der zweiten Phase beginnt dann mit dem Erreichen dieses Stromwerts und endet im Zündzeitpunkt, der durch ein Signal der Signalgebervorrichtung festgelegt ist. Diese Lösung stellt eine einfache Realisierung der Erfindung mit wenigen Bauteilen dar.Furthermore, it is particularly advantageous to reduce the integration period in the first phase by the duration of the current rise in the primary circuit of the ignition coil to be specified until a fixed current value is reached. The duration of the second The phase then begins when this current value is reached and ends at the ignition point, which is determined by a signal from the signaling device. This solution represents a simple implementation of the invention with a few components.
Weiterhin ist besonders vorteilhaft die Zeitdauer der ersten Phase durch einen Integrationsvorgang in der zweiten Speichervorrichtung vorzugeben. Auch hier beginnt die Zeitdauer der zweiten Phase mit dem Erreichen eines festen Stromwerts im Primgrstormkreis der Zündspule und endet im Zündzeitpunkt.Furthermore, the duration of the first phase is particularly advantageous to be specified by an integration process in the second storage device. Even here the duration of the second phase begins when a fixed current value is reached in the primary current circuit of the ignition coil and ends at the ignition point.
Diese Lösung erbringt den Vorteil, daß die Schließzeit der Zündspule bei nur teilweiser Entladung durch den Zündfunken entsprechend korrigiert wird. Es erfolgt eine Ausnutzung des Restspeichereffekts in der Zündspule durch Wahl der Zeit des konstanten Stroms als Regelgröße.This solution has the advantage that the closing time of the ignition coil is corrected accordingly by the ignition spark in the event of only partial discharge. The residual memory effect in the ignition coil is used by selecting the Time of constant current as a controlled variable.
Weiterhin ist besonders vorteilhaft zur Vermeidung von Verlusten im Ruhezustand eine Ruhestromabschaltung vorzusehen. Dabei wird eine dritte Speichervorrichtung vorgesehen, deren Speicherwert während des primärseitigen Stromflusses kontinuierlich veränderbar und im Zündzeitpunkt wieder auf ihren ursprünglichen Wert zurücksetzbar ist.It is also particularly advantageous to avoid losses in the A quiescent current shutdown to be provided. There is a third storage device provided, the stored value of which is continuous during the primary-side current flow can be changed and reset to its original value at the point of ignition is.
Dieser dritten Speichervorrichtung ist ein Komparator nachgeschaltet, der bei Überschreiten, bzw. Unterschreiten seines Schwellwerts ein Steuersignal abgibt, durch das eine Schaltvorrichtung zur Abschaltung des primärseitigen Zündspulenstroms betätigbar ist.This third storage device is followed by a comparator, when it is exceeded or not reached its threshold emits a control signal through which a switching device for switching off the primary-side Ignition coil current can be actuated.
Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung eines ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, Fig. 3 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels und Fig. 3 ein Signaldiagramm zur Erläuterung des in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels.DRAWING Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows Fig. 1 shows a circuit configuration of a first exemplary embodiment, FIG. 2 a signal diagram to explain the embodiment shown in Fig. 1, 3 shows a circuit configuration of a second exemplary embodiment and FIG. 3 shows a signal diagram to explain the second exemplary embodiment shown in FIG. 3.
Beschreibung der Erfindung Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist eine vorzugsweise mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Signalgebervorrichtung 10 mit einer vorzugsweise als Schmitt-Trigger ausgebildeten Impulsformerstufe 11 verbunden. Diese Signalgebervorrichtung 10 ist in der Darstellung als Hall-Geber ausgebildet, der ein entsprechend der Segmentbreite winkelkonstantes Signal liefert, jedoch ist z.B. auch eine Ausführung als Unterbrecherkontakt oder als sonstiger kontaktloser Geber möglich. Anstelle des winkelkonstanten Signals kann auch am Anfang und am Ende eines solchen Winkelsegments je ein Impuls erzeugt werden, wobei diese Impulse z.B. in einer bistabilen Schaltstufe in ein winkelkonstantes Signal umgesetzt werden können. Die Signalgebervorrichtung 10 kann auch eine Zündzeitpunktverstellung in Abhängigkeit von Parametern, insbesondere der Drehzahl, enthalten. Solche Zür.dzeitpunktverstellungen sind als Fliehkraftregler in mechanischer Form weit verbreitet und auch in elektronischer Form als Zündzeitpunktrechner in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.Description of the Invention In the first shown in FIG Embodiment is one preferably with the crankshaft of an internal combustion engine connected signal transmitter device 10 with a preferably as a Schmitt trigger trained pulse shaper stage 11 connected. This signaling device 10 is in the illustration designed as a Hall sensor, the one corresponding to the segment width supplies a constant-angle signal, but it can also be designed as an interrupter contact, for example or as any other contactless encoder possible. Instead of the constant-angle signal can also generate a pulse at the beginning and at the end of such an angle segment whereby these impulses e.g. in a bistable switching stage in a constant angle Signal can be implemented. The signal transmitter device 10 can also adjust the ignition timing as a function of parameters, in particular the speed. Such Zurich timing adjustments are widely used as centrifugal governors in mechanical form and also in electronic form Form known as an ignition timing calculator in various embodiments.
Der Ausgang der Impulsformerstufe 11 ist über ein ODER-Gatter 12 mit dem Steuereingang eines elektrischen Schalters 13 verbunden, der vorzugsweise als steuerbarer Halbleiterschalter, insbesondere als Transistor, ausgebildet sein kann. Zur Ansteuerung dieses Schalters 13 kann gegebenenfalls noch eine Treiberstufe vorgesehen sein. Eine mit dem positiven Pol einer Versorgungsspannung verbundene Klemme 14 ist über die Reihenschaltung der Primärwicklung einer Zündspule 15 mit der Schaltstrecke des elektrischen Schalters 13 sowie mit einer Strommeßvorrichtung 16, die z.B. als Strommeßwiderstand ausgebildet ist, an tasse angeschlossen. Der Verknüpfungspunkt des elektrischen Schalters 13 mit der Primärwicklung der Zündspule 15 ist über die Sekundärwicklung und eine Zündstrecke 17 ebenfalls an Masse angeschlossen.The output of the pulse shaper stage 11 is via an OR gate 12 with connected to the control input of an electrical switch 13, which is preferably as controllable semiconductor switch, in particular as a transistor, can be formed. To control this switch 13, a driver stage can optionally also be provided be. A terminal 14 connected to the positive pole of a supply voltage is via the series connection of the primary winding of an ignition coil 15 with the switching path of the electrical switch 13 as well as with a current measuring device 16, e.g. Current measuring resistor is formed, connected to cup. The connection point of the electrical switch 13 with the primary winding of the ignition coil 15 is via the Secondary winding and an ignition gap 17 also connected to ground.
Die Zündstrecke 17 ist bei einer Brennkraftmaschine üblicherweise als Zündkerze ausgebildet. Bei mehreren Zündkerzen kann in bekannter Weise ein Hochspannungsverteiler vorgesehen sein.The ignition gap 17 is customary in an internal combustion engine designed as a spark plug. If there are several spark plugs, a high-voltage distributor can be used in a known manner be provided.
Der dem Masseanschluß gegenüberliegende Anschluß der Strommeßvorrichtung 16 ist mit einem Eingang einer Schwellwertstufe 18 verbunden, die als Komparator ausgebildet ist. Dieser Komparatoreingang ist über eine Strombegrenzungseinrichtung 19 mit dem Steuereingang des elektrischen Schalters 13 verbunden. Solche Strombegrenzungsvorrichtungen sind aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt und bewirken, daß ab einem bestimmten primärseitigen Stromwert in der Zündspule 15, der durch die Strommeßvorrichtung 16 erfaßt wird, der elektrische Schalter 13 so gesteuert wird, daß dieser primärseitige Strom Is nicht mehr weiter ansteigt, also begrenzt wird. Der Vergleichseingang des Komparators 18 ist mit einer Klemme 20 verbunden, an die eine Referenzspannung S angelegt ist.The connection of the current measuring device opposite the ground connection 16 is connected to an input of a threshold stage 18, which acts as a comparator is trained. This comparator input is via a current limiting device 19 is connected to the control input of the electrical switch 13. Such current limiting devices are known from the prior art mentioned above and cause from one certain primary-side current value in the ignition coil 15, which is determined by the current measuring device 16 is detected, the electrical switch 13 is controlled so that this primary-side Current Is no longer increases, i.e. it is limited. The comparison input of the Comparator 18 is connected to a terminal 20 to which a reference voltage S is created.
Diese Referenzspannung S ist z.B. so bemessen, daß der Komparator 18 anspricht, wenn der primärseitige Strom Is seinen halben Sollwert erreicht hat.This reference voltage S is dimensioned, for example, so that the comparator 18 responds when the primary-side current Is has reached half of its setpoint.
Der Ausgang des Komparators 18 ist mit dem Zählrichtungseingang (U/D) einer ersten, als digitaler Zähler ausgebildeten Speichervorrichtung 21 verbunden. Die Zahleneingänge dieses ersten Zählers 21 sind z.B. durch feste Verdrahtung mit einem bestimmten Zahlenwert X beaufschlagt. Dieser Zahlenwert X kann z.B. die Zahl 100 sein. Der Setzeingang S des ersten Zählers 21 ist mit einer Klemme 22 verbunden, die an die Einschaltvorrichtung für die Zündanlage angeschlossen ist. Die Zahlenausgänge des ersten Zählers 21 sind mit den Zahleneingängen einer zweiten, ebenfalls als digitaler Zähler ausgebildeten Speichervorrichtung 23 verbunden. Der Uberlaufausgang X dieses als Rückwärtszähler ausgebildeten Zählers 23 ist mit dem J-Eingang eines JK-Flipflops 24 verbunden, dessen Ausgang an einem zweiten Eingang des ODER-Gatters 12 angeschlossen ist. Der Ausgang der Impulsformerstufe 11 ist an den K-Eingang des Flipflops 24 angeschlossen.The output of the comparator 18 is connected to the counting direction input (U / D) a first storage device 21 designed as a digital counter. The number inputs of this first counter 21 are e.g. by hard wiring with a certain numerical value X is applied. This numerical value X can e.g. be the number Be 100. The set input S of the first counter 21 is connected to a terminal 22, which is connected to the switch-on device for the ignition system. The number outputs of the first counter 21 are with the number inputs of a second, also as digital counter formed storage device 23 connected. The overflow exit X this counter 23, designed as a down counter, is one with the J input JK flip-flops 24 connected, the output of which is connected to a second input of the OR gate 12 is connected. The output of the pulse shaper stage 11 is at the K input of the flip-flop 24 connected.
Die Zahlenausgänge des ersten Zählers 21 sind weiterhin mit Zahleneingängen eines digitalen Komparators 25 verbunden, an dessen Vergleichszahleneingängen, vorzugsweise durch feste Verdrahtung, ebenfalls der Zahlenwert X angelegt ist.The number outputs of the first counter 21 are still with number inputs of a digital comparator 25, at its comparison number inputs, preferably by fixed wiring, the numerical value X is also applied.
Der Ausgang des Komparators 25 ist über ein UND-Gatter 26 mit dem Setzeingang des zweiten Zählers 23 verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters 12 ist über einen Inverter 27 an einen weiteren Eingang des UND-Gatters 26 angeschlossen.The output of the comparator 25 is via an AND gate 26 with the Set input of the second counter 23 connected. The output of the OR gate 12 is Connected via an inverter 27 to a further input of the AND gate 26.
Weiterhin ist der Ausgang des Inverters 27 über ein ODER-Gatter 28 an dem Sperreingang E (Enable) des ersten Zählers 21 angeschlossen. Der Ausgang des digitalen Komparators 25 ist über ein NOR-Gatter 29 an einen weiteren Eingang des ODER-Gatters 28 angeschlossen. Ein weiterer Eingang des NOR-Gatters 29 ist mit dem Ausgang des Komparators 18 verbunden.Furthermore, the output of the inverter 27 is via an OR gate 28 connected to the blocking input E (enable) of the first counter 21. The exit of the digital comparator 25 is via a NOR gate 29 to a further input of the OR gate 28 connected. Another input of the NOR gate 29 is with connected to the output of the comparator 18.
Der Sperreingang E sowie der Rücksetzeingang R eines dritten Zählers 33 sind mit dem Ausgang des Inverters 27 verbunden.The blocking input E and the reset input R of a third counter 33 are connected to the output of the inverter 27.
Die Zahlenausgän6e dieses dritten Zählers 30 sind mit Zahleneingängen eines zweiten digitalen Komparators 31 verbunden, dessen Vergleichszahleneingänge, vorzugsweise durch feste Verdrahtung, mit der Zahl y beaufschlagt sind. Der Ausgang des Komparators 31 ist an den Steuereingang einer Schaltvorrichtung 32 angeschlossen, deren Schaltstrecke den Steuereingang des elektrischen Schalters 13 mit Masse verbindet. Die Bauteile 30 bis 32 dienen der Ruhestromabschaltung.The number outputs of this third counter 30 are with number inputs a second digital comparator 31 connected, its comparative number inputs, preferably by hard wiring, with the number y applied. The exit of the comparator 31 is connected to the control input of a switching device 32, whose switching path connects the control input of the electrical switch 13 to ground. The components 30 to 32 are used to switch off the quiescent current.
Durch einen Taktgenerator 33 werden die Takteingänge C der drei Zähler 21, 23, 30 jeweils mit einer Zählfrequenz beaufschlagt. Im einfachsten Fall kann es dieselbe Zählfrequenz sein, jedoch können z.B. durch Frequenzteilung auch verschiedene Frequenzen in diesem Taktgenerator 33 erzeugt werden. Der zur Erzeugung einer solchen Taktfrequenz benötigt Kondensator 311 ist als externes Bauteil zwischen den Taktgenerator 33 und Masse geschaltet. Bei genügend kleiner Dimensionierung kann dieser Kondensator 34 auch mit integriert werden, um eine vollständige Integration des Zandsystems zu ermöglichen. Die Taktfrequenz des Taktgenerators 33 dient natürlich auch in nicht dargestellter Weise zur Versorgung der übrigen digitalen Bauelemente.By a clock generator 33, the clock inputs C of the three counters 21, 23, 30 are each acted upon with a counting frequency. In the simplest case it can it can be the same counting frequency, but different counting frequencies can be used, e.g. by dividing the frequency Frequencies in this clock generator 33 are generated. The one to generate such a Clock frequency required Capacitor 311 is an external component between the clock generator 33 and connected to ground. If the dimensions are small enough, this capacitor can 34 can also be integrated in order to fully integrate the fence system to enable. The clock frequency of the clock generator 33 is of course not used either shown way to supply the other digital components.
Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels soll unter Zuhilfenahme des in Fig. 2 dargestellten Signaldiagramms in folgendem erläutert werden.The mode of operation of the first exemplary embodiment shown in FIG. 1 should with the aid of the signal diagram shown in FIG. 2 in the following explained.
Zunicb8t sollen jedoch die in der Digitaltechnik gebrSuchlichen Bezeichnungen O-Signal und 1-Signal definiert werden. Dabei bedeutet ein Signal ein Potential, das ungemehr dem Massepotential entspricht und ein 1-Signal ein Potential, das in der Größenordnung des Potentials der Versorgungsspannung liegt.Initially, however, the terms used in digital technology should be used O-Signal and 1-Signal can be defined. A signal means a potential, which corresponds more to the ground potential and a 1-signal a potential which is in of the order of magnitude of the potential of the supply voltage.
Ein Signal der Signalgebervorrichtung 10 wird in der Impulstormerstute 11 in ein Rechtecksignal A mit einem festen Steuertastverhältnis umgewandelt. Durch dieses Signal A wird einmal das Flipflop 24 zurUckgesetzt (sofern es überhaupt gesetzt war) und zum anderen über das ODER-Gatter 12 der elektrische Schalter 13 gesteuert, der für die Dauer dieses Signals A geschlossen ist. Dieses Signal A gewährleistet einen gewissen Mindestschließwinkel des elektrischen Schalters 13, d.h. eine Mindeststromflußdauer durch den Primärstromkreis der Zündspule 15. Der Strom Is in der Zündspule 15 steigt an bis er entweder durch die Strombegrenzungsvorrichtung 19 auf einem konstanten Wert gehalten wird oder bis er am Ende des Signals A wieder unterbrochen wird. Durch die Unterbrechung wird ein Zündimpuls an der Zündstrecke 17 erzeugt. Während der öffnungszeit des elektrischen Schalters 13 ist der Sperreingang E des Zählers 21 über den Inverter 27 gesperrt. Durch ein Einschaltsignal für die gesamte Zündanlage wurde über die Klemme 22 der Zähler 21 auf den Wert X gesetzt. Zu Beginn eines Signales A wird die Sperrung des Zählers 21 aufgehoben und er beginnt mit seiner Taktfrequenz abwärts zu zählen, da am Ausgang des Komparators 18 ein 1-Signal anliegt. Wenn der primärseitige Strom in der Zündspule den halben Sollwert erreicht hat, wechselt der Ausgang des Komparators 18 von einem 1-Signal zu einem O-Signal und der Zähler 21 wechselt seine Zählrichtung und zählt aufwärts. Da er im ersten dargestellten Zyklus seinen ursprünglichen Wert X wieder vor dem Signalende eines Signals A erreicht, bleibt er auf diesem Zahlenwert X stehen, da zu diesem Zeitpunkt ein O-Signal am Ausgang des digitalen Komparators 25 erscheint und gleichzeitig noch ein O-Signal am Ausgang des Komparators 18 anliegt. Diese beiden O-Signale bewirken über das NOR-Gatter 29 ein Sperren des Zählers 21 über den Sperreingang E. Dieses O-Signal am Ausgang des digitalen Komparators 25 verhindert auch über das UND-Gatter 26 ein Setzen des zweiten Zählers 23 am Ende des Signals A.A signal of the signaling device 10 is in the impulse storm mare 11 converted into a square wave signal A with a fixed control duty cycle. By this signal A is reset once the flip-flop 24 (if it is set at all was) and on the other hand, the electrical switch 13 is controlled via the OR gate 12, which is closed for the duration of this signal A. This signal A guaranteed a certain minimum closing angle of the electrical switch 13, i.e. a minimum current flow duration through the primary circuit of the ignition coil 15. The current Is in the ignition coil 15 increases until it is either by the current limiting device 19 on a constant Value is held or until it is interrupted again at the end of signal A. By the interruption, an ignition pulse is generated at the ignition gap 17. During the The opening time of the electrical switch 13 is the blocking input E of the counter 21 locked via the inverter 27. With a switch-on signal for the entire ignition system the counter 21 was set to the value X via terminal 22. At the beginning of a signal A, the blocking of the counter 21 is canceled and it starts with its clock frequency to count down, since a 1-signal is present at the output of the comparator 18. If the current on the primary side in the ignition coil has reached half the nominal value, changes the output of the comparator 18 changes from a 1 signal to a 0 signal and the counter 21 changes its counting direction and counts upwards. Since he is depicted in the first Cycle reaches its original value X again before the signal end of a signal A, if it remains at this numerical value X, there is an O signal on at this point in time The output of the digital comparator 25 appears and, at the same time, an O signal at the output of the comparator 18 is present. These two O signals have the effect of NOR gate 29 a blocking of the counter 21 via the blocking input E. This 0 signal at the output of the digital comparator 25 also prevents a 26 via the AND gate Setting the second counter 23 at the end of the signal A.
Der zweite dargestellte Zyklus zeigt einen Beschleunigungsvorgang, der sich durch eine zeitliche Verkürzung des Signals A äußert. Am Ende diese5 Signal A hat der erste Zähler 21 seinen Ursprungszahlenwert X nicht wieder erreicht, wird jedoch über den Inverter 27 zu diesem Zeitpunkt gesperrt.The second cycle shown shows an acceleration process, which is expressed by a shortening of signal A over time. At the end this 5 signal A, the first counter 21 has not reached its original numerical value X again, will however, blocked via the inverter 27 at this point in time.
Gleichzeitig wird über den Inverter 27 der Setzeingang des zweiten Zählers 23 betätigt, worauf der derzeitige Speicherwert des ersten Zählers 21 in den zweiten Zähler 23 übernommen wird. Der zweite Zähler 23 ist nun nicht mehr über seinen Sperreingang E gesperrt und beginnt abwärts zu zählen.At the same time, via the inverter 27, the set input of the second Counter 23 actuated, whereupon the current memory value of the first counter 21 in the second counter 23 taken over will. The second counter 23 is now no longer blocked via its blocking input E and begins to count downwards.
Wenn er seinen niedrigsten Zahlenwert erreicht, so gibt der Überlaufausgang M ein 1-Signal ab, durch das einmal der Sperreingang E dieses Zählers 23 beaufschlagt wird und zum anderen über den J-Eingang des Flipflop 24 gesetzt wird.When it reaches its lowest numerical value, the overflow output gives M from a 1-signal, by which the blocking input E of this counter 23 is applied once and on the other hand is set via the J input of the flip-flop 24.
Durch das Signal H am Ausgang dieses Flipflops beginnt die neue, gegenüber dem Signal A vorverlegte Schließzeit des elektrischen Schalters. Diese Vorverlegung bewirkt, daß der primärseitige Stromanstieg wieder zum Sollwert führt. Im dritten Zyklus erfolgt eine Widerholung des Vorgangs, wobei der erste Zähler 21 wieder auf den gleichen Zahlenwert kommt, da sich die Drehzahl im dargestellten Beispiel nicht mehr verändert hat.With the signal H at the output of this flip-flop, the new one begins opposite Closing time of the electrical switch brought forward to signal A. This move forward causes the increase in current on the primary side to return to the setpoint. In the third Cycle takes place a repetition of the process, the first counter 21 on again the same numerical value comes because the speed is not in the example shown has changed more.
Solange also bei niedrigen Drehzahlen der Schließwinkel zu groß ist, wird der zweite Zähler 23 nicht gesetzt und es steht als Schließwinkel das Signal A der Signalgebervorrichtung 10 zur Verfügung. Ist der Schließwinkel zu klein, so hat der erste Zähler 21 einen gegenüber dem Ausgangswert verminderten Zählerstand, und es wird über den zweiten Zähler 23 die öffnungszeit vorgegeben. Diese Zeit ist umso kürzer, je niedriger der Zählerstand des ersten Zählers 21 wird.So as long as the dwell angle is too large at low speeds, the second counter 23 is not set and the signal is available as the dwell angle A of the signal transmitter device 10 available. If the dwell angle is too small, so if the first counter 21 has a count lower than the initial value, and the opening time is specified via the second counter 23. This time is the shorter the lower the count of the first counter 21 becomes.
In einer einfachen Ausführungsform kann der digitale Komparator 25 auch entfallen. Die maximale öffnungszeit ist dann durch die Zählerkapazität begrenzt. Bei Vergrößerung der Zählerkapazität muß jedoch in Kauf genommen werden, daß die Schließzeit bei extremen Verhältnissen einmal zu kurz wird. Weiterhin kann die Strombegrenzungsvorrichtung 19 entfallen, wenn ein weiteres Ansteigen des primärseitigen Stroms über den Sollwert hinaus in Kauf genommen werden kann.In a simple embodiment, the digital comparator 25 also omitted. The maximum opening time is then limited by the counter capacity. If the counter capacity is increased, however, it must be accepted that the Closing time becomes too short in extreme conditions. Furthermore, the current limiting device 19 do not apply if the current on the primary side continues to rise above the setpoint value can also be accepted.
Wenn die rotierende Welle, die die Signalgebervorrichtung steuert, zu einem Zeitpunkt stehen bleibt, zu dem z.B. das Flipflop 24 gesetzt ist, so würde ein ständiger primärseitiger Strom fließen. Um dies zu verhindern, wird während jedes Signals L, also während der Schließzeiten des elektrischen Schalters 13 der Sperreingang des dritten Zählers 30 freigegeben, worauf dieser mit der Taktfrequenz aufwärts zählt. Zu jedem Zündzeitpunkt wird dieser Zähler 30 über seinen Rücksetzeingang R wieder rückgesetzt. Der Schwellwert Y des nachgeschalteten Komparators 31 ist so bemessen, daß während des Betriebs bei keiner Drehzahl der Zählerstand des Zählers 30 diesen Schwellwert Y erreicht.When the rotating shaft that controls the auto switch device, stops at a point in time at which, for example, the flip-flop 24 is set, so would a constant primary-side current flow. To prevent this from happening during each Signal L, that is, the blocking input during the closing times of the electrical switch 13 of the third counter 30 released, whereupon it increases with the clock frequency counts. At each ignition point, this counter 30 is reset via its reset input R reset again. The threshold value Y of the downstream comparator 31 is dimensioned so that the counter reading of the counter at no speed during operation 30 reaches this threshold value Y.
Am Ausgang dieses Komparators 31 liegt somit ständig ein O-Signal. Sollte, wie oben erläutert, die antreibende Welle während der Schließzeit stehen bleiben, so erhält der Zähler 30 kein Rücksetzsignal und sein Zählerstand N steigt über den Schwellwert Y hinaus an. Der Ausgang des Komparators 31 wechselt dann von einem O-Signal zu einem 1-Signal, worauf durch die Schaltvorrichtung 32 der Steuereingang des elektrischen Schalters 13 kurzgeschlossen wird. Dies bewirkt ein offenen des Schalters 13 und ein Unterbrechen des primärseitigen Stromflusses.A 0 signal is therefore always present at the output of this comparator 31. As explained above, the driving shaft should be at a standstill during the closing time remain, the counter 30 receives no reset signal and its counter reading N increases beyond threshold Y. The output of the comparator 31 then changes from a 0-signal to a 1-signal, whereupon by the switching device 32 the control input of the electrical switch 13 is short-circuited. This creates an open des Switch 13 and an interruption of the primary-side current flow.
In dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind gleiche Bauteile mit demselben Bezugszeichen versehen und werden bei gleicher Beschaltung im folgeden nicht noch einmal beschrieben. Wie eingangs als Möglichkeit erwähnt, enthält hier die Signalgebervorrichtung 10 einen an sich bekannten Zündzeitpunktrechner 100. Dieser gibt zu Anfang und zum Ende der von ihm berechneten Schließzeit je ein Signal ab, durch das JK-Flipflop 101 gesetzt, bzw. rUckgesetzt wird. Am Ausgang dieses Flipflops 101 entsteht dadurch ein Signal A, das dem Signal A im ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen entspricht. Der Eingang K des Flipflops 101 ist mit dem Eingang K des Flipflops 24 verbunden, dessen Ausgang direkt an den Steuereingang des elektrischen Schalters 13 angeschlossen ist. Der Ausgang des Flipflops 101 über ein UND-Gatter 40 mit dem J-Eingang des Flipflops 211 verbunden. Der Komparator 18 entfällt, und der Zählrichtungseingang U/D des ersten Zählers 21 ist direkt mit einem Ausgang der Strombegrenzungsvorrichtung 19 verbunden. Dieser Ausgang ist mit dem Schwellwertsignal der in dieser Strombegrenzungsvorrichtung 19 ohnehin vorhandenen Schwellwertstufe beaufschlagt. Diese Schwellwertstufe gibt ein O-Signal ab, wenn der Stromsollwert erreicht ist.In the second embodiment shown in Fig. 3 are the same Components are provided with the same reference numbers and with the same wiring not described again below. As mentioned at the beginning as a possibility, Here the signal transmitter device 10 contains an ignition timing computer known per se 100. He enters at the beginning and at the end of the closing time he has calculated Signal off, set or reset by the JK flip-flop 101. At the exit this flip-flop 101 produces a signal A, which corresponds to the signal A in the first embodiment essentially corresponds. The input K of the flip-flop 101 is with the input K of the flip-flop 24, the output of which is directly connected to the control input of the electrical Switch 13 is connected. The output of the flip-flop 101 via an AND gate 40 connected to the J input of the flip-flop 211. The comparator 18 is omitted, and the counting direction input U / D of the first counter 21 is directly with connected to an output of the current limiting device 19. This exit is with the threshold value signal that is already present in this current limiting device 19 Threshold level applied. This threshold level emits an O signal when the current setpoint has been reached.
Der nicht mit dem Ausgang der Inverterstufe 27 verbundene Eingang des ODER-Gatters 28 ist an den Ausgang eines UND-Gattern 41 angeschlossen, dessen erster Eingang an den Zählrichtungseingang UtD des ersten Zählers 21 und dessen zweiter Eingang mit dem überlaufeingang M des zweiten Zählers verbunden ist, der wie beim ersten Ausführungsbeispiel auch eine Verbindung zum Sperreingang E aufweist. Der Setzeingang des zweiten Zählers 23 ist mit dem Ausgang des Flipflops 101 verbunden. Die Zahlenausgänge des zweiten Zählers 23 sind mit Zahleneingängen eines digitalen Komparators 42 verbunden, dessen Vergleichzahleneingänge, vorzugsweise durch feste Verdrahtung, mit der Zahl Z beaufschlagt sind.The input not connected to the output of the inverter stage 27 the OR gate 28 is connected to the output of an AND gate 41, whose first input to the counting direction input UtD of the first counter 21 and its second input is connected to the overflow input M of the second counter, the as in the first exemplary embodiment, it also has a connection to the blocking input E. The set input of the second counter 23 is connected to the output of the flip-flop 101. The number outputs of the second counter 23 are digital with number inputs Comparator 42 connected, its comparison number inputs, preferably by fixed Wiring marked with the number Z.
Der Ausgang des Komparators 42 ist an den zweiten Eingang des UND-Oatters 40 angeschlossen.The output of the comparator 42 is connected to the second input of the AND gate 40 connected.
imine Ruh*otromabschaltung 30 bis 32 sowie eine Sperr-Vorrichtung 25 für den zweiten Zähler 23 bei niedrigen w P Drehzahlen sind im zweiten Ausführungsbeispiel nicht dargestellt, können jedoch vorteilhaft ebenfalls entsprechend eingesetzt werden.imine rest shutdown 30 to 32 and a locking device 25 for the second counter 23 at low w p speeds are in the second embodiment not shown, but can also advantageously be used accordingly.
Beim ersten Beginn eines Signals A sind beide Zähler 21, 23 gesperrt, da der zweite Zähler 23 über seinen Oberlaufausgang M sich selbst und über das UND-Gatter 41 und das ODER-Oatter 28 den Sperreingang des ersten Zählers 21 beautschlagt. Erreicht der primärseitige Strom der Zündspule 15 seinen Sollwert, so spricht die Strombegrenzungsvorrichtung 19 an und begrenzt diesen Strom. Gleichzeitig wechselt das Schwellwertsignal G von einem 1-Signal zu einem O-Signal und gibt den ersten Zähler 21 frei. Dieser beginnt wegen des Signals an seinem Zählrichtungseingang U/D aufwärts zu zählen bis die Zündung erfolgt und er zu diesem Zeitpunkt über den Inverter 27 und das ODER-Gatter 28 wieder gesperrt wird. Zu Beginn des nächsten Signals A wird der zweite Zähler 23 mit dem Zählerinhalt des ersten Zählers 21 gesetzt und beginnt abwärts zu zählen. Ist der Vergleichswert Z des Komparators 42 erreicht, so erscheint ein Ausgangssignal P, durch das über das UND-Gatter 40 das Flipflop 24 gesetzt wird. Dies bedeutet den Schließzeitbeginn des elektrischen Schalters 13. Eine Folge davon ist, daß der erste Zähler 21 über die Bauteile 27, 28 wieder frei gegeben wird und abwärts zu zählen beginnt, da zu diesem Zeitpunkt das Signal G als 1-Signal vorliegt. Dieser Abwärtszählvorgang dauert solange, bis der kleinste Zählerstand des zweiten Zählers 23 erreicht ist und dessen Überlaufsignal ihn selbst sowie den ersten Zähler 21 sperrt.At the first start of a signal A, both counters 21, 23 are blocked, since the second counter 23 via its overflow output M itself and via the AND gate 41 and the OR gate 28 beautschlagt the blocking input of the first counter 21. Achieved the primary-side current of the ignition coil 15 reaches its target value, the current-limiting device speaks 19 and limits this current. At the same time, the threshold signal G changes from to a 1 signal an 0 signal and outputs the first counter 21 free. This begins because of the signal at its counting direction input U / D upwards to count until the ignition takes place and at this point in time via the inverter 27 and the OR gate 28 is blocked again. At the beginning of the next signal A becomes the second counter 23 is set with the counter content of the first counter 21 and begins counting down. If the comparison value Z of the comparator 42 is reached, then appears an output signal P, by means of which the flip-flop 24 is set via the AND gate 40. This means the start of the closing time of the electrical switch 13. A consequence of this is that the first counter 21 is released again via the components 27, 28 and begins to count down, since signal G is present as a 1 signal at this point in time. This downward counting process lasts until the smallest count of the second Counter 23 is reached and its overflow signal itself and the first counter 21 blocks.
Eine Aufhebung der Sperre des ersten Zählers 21 erfolgt wiederum bei Erreichen des Stromsollwerts im Primärstromkreis, was ein Wechsel des Signals G von einem 1-Signal zu einen O-Signal zur Folge hat. Wie schon im ersten Ausführungsbeispiel, so ist auch hier der Zählerstand des ersten Zählers 21 zum Zündzeitpunkt ein Maß für die darauffolgende Schließzeit. Je geringer dieser Zählerstand ist, desto länger wird die Schließzeit, bzw. desto kürzer wird die Offenzeit. Die Signale G, L, P, Q, R und T in Fig. 4 zeigen im einzelnen die Signalverhältnisse an den verschiedenen Bauelementen.The lock of the first counter 21 is again canceled at Reaching the current setpoint in the primary circuit, which causes a change in signal G from a 1-signal to a 0-signal. As in the first embodiment, so here too the count of the first counter 21 at the time of ignition is a measure for the subsequent closing time. The lower this count, the longer the closing time, or the shorter the open time. The signals G, L, P, Q, R and T in Fig. 4 show in detail the signal ratios at the various Components.
Schaltungsdetails, die für das sichere Funktionieren der Schaltung gegebenenfalls erforderlich sind, sind zum Teil nicht dargestellt. So kann z.B. vorteilhaft zwischen dem Ausgang des Flipflops 101 und dem Eingang des UND-Gatters 40 ein Verzögerungsflipflop geschaltet werden, durch das das Signal um einen Takt verschoben wird. Dies dient z.B.Circuit details necessary for the safe functioning of the circuit may be required are not shown in some cases. E.g. advantageously between the output of the flip-flop 101 and the input of the AND gate 40 a delay flip-flop can be switched by which the signal by one clock is moved. This serves e.g.
dazu, daß beim Zusammenfallen eines Signalendes eines Signals P und eines Signalbeginn eines Signals A kein Setzen des Flipflops 24 erfolgt.to the fact that when a signal end of a signal P and of the beginning of a signal of a signal A, flip-flop 24 is not set.
Die Erfindung ist naturlich nicht auf Zähler mit den angegebenen Zählrichtungen beschränkt. So kann z.B. ein Abwärtszählvorgang auch durch einen Aufwärtszählvorgang bis zu einem bestimmten Schwellwert ersetzt werden, ebenso ein Zählvorgang zwischen zwei Schwellwerten. Weiterhin kann statt eines Abwärts- Aufwärtszählvorgangs ein Aufwärts-Abwärts-Zählvorgang verwendet werden.Of course, the invention does not apply to counters with the specified counting directions limited. For example, a down counting process can also be carried out by an up counting process be replaced up to a certain threshold value, as well as a counting process between two thresholds. Furthermore, instead of a downward-counting process, a Up-down counting can be used.
Auch ist eine analoge Realisierung der Schaltung dadurch äquivalent möglich, daß die Speichervorrichtung z.B. durch Kondensatoren, Taktfrequenzen durch Stromquellen, Sperreingänge durch Sperrtransistorschalter und digitale Komparatoren durch analoge Komparatoren ersetzt werden.An analog implementation of the circuit is also equivalent as a result possible that the memory device e.g. by capacitors, clock frequencies by Current sources, blocking inputs through blocking transistor switches and digital comparators be replaced by analog comparators.
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Also Published As
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DE2701968C2 (en) | 1982-06-03 |
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