DE2841094A1

DE2841094A1 - Verfahren zur automatischen regelung der zuendsteuerung eines explosionsmotors und automatische regelvorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

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Publication number: DE2841094A1
Application number: DE19782841094
Authority: DE
Inventors: Andre Douaud; Joseph Rialan
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1978-09-21
Publication date: 1979-04-05
Also published as: DK149005C; US4213429A; GB2006332B; US4285315A; IT1098928B; GB2006332A; ES473647A1; DK149005B; DK421978A; IT7828091A0; CH625596A5; SE443193B; JPS6227270B2; FR2404121B1; JPS5458142A; BE870618A; NL190454B; DE2841094C2; SE7810031L; NL7809704A

Description

Verfahren zur automatischen Regelung der Zündsteuerung eines Explosionsmotors und automatische Regelvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Regelung der Zündsteuerung eines Explosionsmotors im Sinne größter Leistung und größten Wirkungsgrads derart, daß der Druckhöchstwert in mindestens einem der Zylinder bei einer bestimmten Drehwinkelstellung der Motorwelle auftritt. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine automatische Regelvorrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens.

Die Zündsteuerung kann beispielsweise in einer Verstellung des Zündwinkels abhängig von den Betriebsbedingungen des Motors bestehen.

Diese Betriebsbedingungen werden beispielsweise durch die charakteristischen Parameterwerte (Drehgeschwindigkeit des Motors, Unterdruck im Ansaugstutzen, Temperatur und Mischungsanreicherung in den Zylindern, Anteil des auf die Ansaugseite zurückgeführten Abgases usw.) gekennzeichnet. Bekanntlich existiert bei im wesentlichen normalen Betriebsbedingungen des Motors eine Beziehung zwischen dem Zündzeitpunkt in einem Zylinder und dem Zeitpunkt) zu dem der Druck in diesem Zylinder seinen Höchstwert hat. Diese Zeitpunkte werden im allgemeinen in Form von Drehwinkeln der Motorwelle angegeben.

So hat man beispielsweise festgestellt, daß der Druckhöchstwert im betroffenen Zylinder bei einer Winkelstellung der Motorwelle auftritt die etwa 15° 30' nach dem oberen Totpunkt des Kolbens auftritt, wenn die Regelung der Zündung der optimalen Voreilung entspricht. Man kann also den optimalen Zündwinkel erreichen, indem man die Zündung verstellt^ bis der ermittelte Höchstwert des Druckes mit der erwähnten Winkelstellung der Welle übereinstimmt, d.h. im wesentlichen 15° 30' nach dem oberen Totpunkt.

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Eines der schwierigen Probleme liegt hierbei in der genauen Bestimmung des augenblicklichen Druckwerts in den Zylindern eines Motors, in der Ermittlung der Winkelstellung der Motorwellejfür die der Druck seinen Höchstwert zeigt, und in der entsprechenden Verstellung der Zündregelung.

Aus der FR-PS 2 109 698 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Zündvoreilung so geregelt wird, daß die Zündung stets beim optimalen Drehwinkel der Motorwelle erfolgt. Hierzu wird ein mehr oder weniger linear wirkender Detektor verwendet, der ein Signal mit steiler Anstiegsflanke liefert. Dieses Verfahren sichert die Regelung der Zündvoreilung nur mit einer beschränkten Genauigkeit, die auch noch mit der Motordrehzahl sinkt, da in der Praxis die Explosion nicht unmittelbar auf die Zündung folgt.

In der FR-PS 2 270 454 ist Bezug genommen auf Studien über die Verbrennung in einem Motor mit innerer Verbrennung, woraus sich ergibt, daß die Verbrennung sich in zwei getrennten Phasen abwickelt. In einer ersten Phase nach dem Zünden des Funkens wird die Brennstoffmischung bei niederem Druck entzündet^ und eine Flamme beginnt sich im Verbrennungsraum auszubreiten. Daran anschließend stellt man einen starken Druckanstieg fest, der den Anfang der zweiten Phase markiert. Der Anfang dieser zweiten Phase kann beispielsweise mit einer piezoelektrischen Sonde ermittelt werden, die ein Signal liefert, sobald der Druck über eine gegebene Schwelle anwächst; der Zündzeitpunkt wird so verändert, daß der Anfang dieser zweiten Phase bei einer vorgegebenen Drehwinkelstellung der Welle auftritt. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß eine piezoelektrische Sonde in den Verbrennungsraum eingeführt werden muß und daß die Genauigkeit gering ist; mit der der Zeitpunkt des Beginns der zweiten Phase ermittelt wird.

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Bei einem Kongress SAE Nr. 750 883, der in Detroit-Michigan vom 13.bis 17. Oktober 1975 stattfand, war der Vorschlag gemacht worden,ringförmige piezoelektrische Sonden zwischen die Zündkerzen und den Zylinderkopf des Motors einzubauen. Derartige Sonden können zwar gute Ergebnisse bringen, jedoch wird der Kerzenwechsel zu einer schwierigen Operation, da eine Verletzung der Sonden zu befürchten ist, wenn man die neuen Zündkerzen fest einschraubt. Außerdem können die elektrischen Impulse, die die Zündung bewirken, in gewissen Fällen die Sonden beeinträchtigen oder gar zerstören, wenn man nicht besondere Vorkehrungen trifft, die Reparatur- und Wartungsarbeiten im Bereich der Zündkerzen weiter erschweren.

Das erfindungsgemäße Verfahren, wie es im Anspruch 1 definiert ist, löst die Aufgabe einer automatischen Zündungssteuerung ohne den Einsatz von Meßsonden im Verbrennungsraum. Bezüglich der automatischen Regelvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Ansprüche 2 bis 4 verwiesen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Motor mit einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung;

Fig. 2 zeigt schematisch den Elektronikteil der Zündsteuerung des Motors aus Fig. 1; und

die Figuren 3 und 4 zeigen im einzelnen den Aufbau des Elektronikteils aus Fig. 2.

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Fig. 1 zeigt einen Motor 1 mit vier Zylindern und einer elektronischen Zündsteuerung, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 2 versehen ist. Die Zündsteuerung besitzt eine Spannungsquelle 3, die einen Hauptstromkreis speist mit einem Kondensator 5 in Reihe mit der Primärwicklung 9 einer Zündspule; parallel zum Hauptstromkreis liegt ein Thyristor 4 zur Entladung des Kondensators 5. Die Senkundärwicklung 10 der Zündspule speist nacheinander die verschiedenen Zündkerzen 13 und 14, 15 und 16 des Motors 1 über einen Zündverteiler 11, dessen Verteilerkontakt 12 über ein nicht dargestelltes Koppelorgan mit der Motorwelle

17 mechanisch gekoppelt ist.

Am Zylinderkopf 19 des Motors 1 ist ein Beschleunigungsmeßgerät 18 befestigt und an der Motorwelle 17 befindet sich ein Drehwinkelgeber 20, der bei mindestens einer bestimmten Drehwinkelstellung der Welle ein Signal liefert. Dieses Signal sowie das elektrische Aus gangssignal des Beschleunigungsmeßgeräts 18 werden über Leitungen 21 und 22 an ein Elektronikteil 23 übertragen, das automatisch ein Zündsteuersignal erstellt, welches über eine Leitung 24 an die Steuer- oder Zündelektrode des Thyristors 4 übertragen wird.

Fig. 2 zeigt den allgemeinen Aufbau des Elektronikteils 23.

Das vom Drehwinkelgeber 20 ausgesandte Signal gelangt an einen Schaltkreis 25, der ein für die Winkelstellung der Welle repräsentatives Signal liefert. Das vom Beschleunigungsmeßgerät

18 ausgesandte Signal und das vom Schaltkreis 25 gelieferte Signal werden in einem Schaltkreis 26 empfangen_s der ein Signal liefert, das für die Winkelstellung der Motorwelle charakteristisch ist, wenn der Druck in mindestens einem der Zylinder des Motors seinen Höchstwert erreicht. Dieses letztere

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Signal wird mit einem Sollwert in einem Schaltkreis 27 verglichen, woraus automatisch das Steuersignal für die Zündsteuerung abgeleitet wird.

Der Beschleunigungsmesser 18 braucht nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Er besitzt eine piezoelektrische Keramik und eine träge Masse, die über elastische Mittel miteinander verbunden sind.

Der Drehwinkelgeber 20 kann beispielsweise eine fotoelektrische Zelle aufweisen, die mit einem auf einem Rad befindlichen Lichtstrich zusammenwirkt. Dieses Rad kann unmittelbar auf der Motorwelle verkeilt sein oder vorzugsweise auf einer nicht dargestellten Welle sitzen, die mit der Motorwelle drehend verbunden ist und nur halb so schnell wie diese dreht. Auch mechanische Systeme könnten für den Drehwinkelgeber zum Einsatz kommen^wie beispielsweise eine auf der Motorwelle sitzende Nocke, die periodisch einen Schalter öffnet und schließt.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des elektronischen Schaltkreises 25 aus Fig. 2. Der Drehwinkelgeber 20 liefert diesem Schaltkreis ein Signal bestehend aus zwei Impulsen I.. und I₇, deren Abstand für einen bestimmten Drehwinkel oO _R der Motorwelle repräsentativ ist. Dieser Winkel ist vorzugsweise ein Unter-Vielfaches von 360° oder auch 360° selbst gemäß der Ausführungsform des Drehwinkelgebers 20. Der Zeitraum T zwischen den Impulsen ist umgekehrt proportional zur Drehgeschwindigkeit N der Motorwelle 17 und direkt proportional

zum Winkel cL> _π
κ

T = 6 ^R

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Hierbei ist T die Meßperiode in Sekunden zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen, N ist die mittlere Umdrehungsgeschwindigkeit in Umdrehung pro Minute der Welle während des Zeitraums T undOC_ ist der Drehwinkel in Grad.

Die Impulsfrequenz der auf der Leitung 2 2 ankommenden Impulse ist F = —s- .

Diese Impulse werden an einen ersten Eingang eines logischen UND-Gliedes 29 angelegt.

Ein Oszillator 30, beispielsweise vom Typ R-C»schwingt mit einer Frequenz F₁ und ist an einen Teiler durch K (K ist eine ganze Zahl größer als 1) angeschlossen. Letzterer ist über eine.Leitung 32 mit dem zweiten Eingang des UND-Giieds 29 verbunden und liefert Impulse einer Frequenz F„ = —^—, d.h. mit einer Periode T„ = KT₁. Der Ausgang des UND-Gliedes 29 führt an den Zähleingang C,v eines elektronischen Impulszählers 33.

Beim Auftreten des Impulses I₁, genauer gesagt beim Auftreten der Vorderflanke 34B dieses Impulses,erscheinen am Ausgang des UND-Gliedes 29 die vom Teiler 31 gelieferten Impulse, welche dann im Zähler 33 bis zum Auftreten der abfallenden Flanke 34A des Impulses I„ registriert werden.

Die Kippstufen des Zählers 33 sind parallel mit entsprechenden Kippstufen eines Speicherregisters 34 verbunden.

Der Zähler 33 besitzt einen Rückstelleingang RAZ ,, der mit dem Ausgang des Drehwinkelgebers 20 über eine in die Zuführungsleitung 35 eingefügte Verzögerungsschaltung 35A verbunden ist. Diese Verzögerungsschaltung besteht beispielsweise aus zwei in Serie geschalteten Invertern.

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Das Speicherregister besitzt einen Ladeeingang ch,., der mit dem Ausgang des Drehwinkelgebers 20 über eine Leitung 36 verbunden ist.

Wenn der Impuls I₉ nach einer Umdrehung der Motorwelle um

Cj

den Winkelet _R erzeugt wird, dann bewirkt die abfallende Flanke 34A des Impulses I₉ die Übertragung des Inhalts des Zählers 33, d.h. des Wertes F„ · T in das Speicherregister 34. Nach einer kurzen durch die Verzögerungsmittel 35A bewirkten Verzögerung erfolgt die Rückstellung des Zählers 33 auf Null. Der Zähler ist also bereit zur erneuten Zählung von Impulsen, die über das UND-Glied 29 während des Weiterdrehens der Welle 1 7 um den Winkel oi/_R auftreten.

Die Ausgänge des Speicherregisters 34 sind parallel an Stelleingänge eines Rückwärts Zählers 37 angeschlossen. Dieser Zähler 37 besitzt einen Rückwärts-Zähleingang D,₇, der über eine Leitung 38 mit dem Ausgang des Oszillators 30 verbunden ist. Der Rückwärts zähler 37 weist auch einen Ausgang Ro,₇ auf, an dem jedesmal dann ein Signal erscheint, wenn der Rückwärts zähler durch Null zählt.

Der Zeitraum T-, der für die Rückstellung des Rückwärts-Zählers 37 notwendig ist, nachdem ursprünglich der Wert F₂T eingeschrieben worden war, ist durch folgende Gleichung bestimmt

T, · F, = F_n · T.

Dabei ist F₁ die Frequenz der vom Oszillator 30 gelieferten Impulse.

Die Frequenz F _;mit der der Rückwärts zähler 37 durch Null geht ist durch folgende Beziehungen bestimmt:

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¹S F₂-T

Dabei ist F die Frequenz der vom Drehwinkelgeber 20 gelieferten Impulse I-, I„ ...

Am Ausgang Ro₃₇ des Rückwärts Zählers 37 erscheinen also bei jeder Umdrehung der Welle um den WinkeloC _R K Impulse und die Periode dieser Impulse entspricht einer Umdrehung der Welle 17 um den Winkel —^— .

Der Rückwärts zähler 37 besitzt außerdem einen Ladeeingang ch,₇, der mit dem Ausgang Ro_„ über eine Leitung 39 verbunden ist. Auf diese Weise erfolgt bei jedem Durchgang des Rückwärtszählers 37 durch Null eine Signalgabe^mit der der Rückwärtszähler automatisch neu geladen wird.

Der Ausgang Ro₃₇ des RückwärtsZählers 37 ist über eine Leitung 40 an den Zähleingang C^o eines Schaltkreises 28 angeschlossen, der m Elementarschaltkreise der Art eines Schieberegisters aufweist und acht Ausgänge besitzt, die je einen Impuls aussenden, der ein Bild jedes Einheitsdrehwinkels der Welle und zwar des Wertes —^— ist, wobei die Anordnung dieser Ausgänge die Unterscheidung zwischen 0 und C8^m - 1) Impulsen am Ausgang des Rückwärts Zählers 3 ermöglicht.

Jeder dieser vom Rückwärtszähler 37 gelieferten Impulse bedingt das Fortschreiten des Schaltkreises 28, der in jedem Augenblick ein der Anzahl der während des Zeitraums

T' = C8^m - Ό T^ = T mit K > 8^m - 1 empfangenen Impulse charakteristisches Signal liefert.

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Der Schaltkreis 28 bildet also einen "Winkeltakt" und verhält sich wie ein Schieberegister mit 8^m Ausgängen, die in Fig. 3 von O bis (8^m - 1) bezeichnet sind. So kann man Schritt für Schritt die Drehung der Welle in Winkeleinheiten gleich —τ?— verfolgen, und zwar ausgehend von der Bezugsstellung, die durch einen Lichtstrich am Drehwinkelgeber 20 bestimmt ist. Die Drehgeschwindigkeit der Welle 17 wird als konstant angenommen in einem Zeitraum T zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen I. Durch geeignete Wahl der Werte von OC η und K kann man mit hoher Genauigkeit die Umdrehung der

Welle verfolgen. Im allgemeinen werden diese Werte so festem R ο gelegt, daß der Winkel —ψ— beispielsweise zwischen 0 30' und einigen Graden liegt, so daß der Schaltkreis 28 aus drei elementaren Schieberegistern mit je acht Ausgängen bestehen kann.

Dieser Schaltkreis 28 besitzt außerdem einen Rückstelleingang RAZ₀₀, der mit dem Ausgang des Drehwinkelgebers 20 so verbunden

ist, daß die Rückstellung bei jedem Impuls I₁ erfolgt.

Der Schaltkreis 28 dient dazu, ein "Winkelfenster" auszuwählen, dessen Nutzen später klar wird.

Die beiden Ausgänge des Schaltkreises 28, die den beiden Grenzwinkeln, des Fensters entsprechen, sind mit den beiden Eingängen einer Kippstufe 42 vom Typ SET-RESET verbunden. Diese Kippstufe liefert am Ausgang einen Rechteckimpuls, dessen Breite dem Winkelfenster entspricht. Der Impuls beginnt, wenn ein erstes Signal an der Ausgangsleitung des Registers 28,die dem ersten Winkelgrenzwert des Fensters entspricht;(erstes Kippen der Kippstufe 42). lind endet_;wenn ein zweites Signal an dem Ausgang des Registers 28 auftritt, der der zweiten Winkelgrenze des Fensters entspricht (Zurückkippen der Kippstufe 42).

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Fig. 4 zeigt schematisch den Aufbau der Schaltkreise 26 und 27 aus Fig. 2, die zusammen mit dem Schaltkreis 25 die Elektronikeinheit 23 bilden.

Das Beschleunigungsmeßgerät 18 liefert sein Signal an ein Tiefpaßfilter 44, dessen Grenzfrequenz beispielsweise im Bereich zwischen 1 Hz und einigen hundert Hz liegt. Aufgabe dieses Filters ist die Unterdrückung von Signalen, die von Vibrationen des Zylinderkopfes herrühren, welche andere Ursachen haben, z.B. das Schließen der Ventile usw. Solche Signale weisen in der Regel höhere Frequenzen auf als die, die auf die Druckänderungen im Verbrennungsraum zurückzuführen sind. Das vom Beschleunigungsmesser 18 gelieferte Signal wird nacheinander in einem ersten Integrator 45 und in einem zweiten Integrator 46 zweimal integriert. Das vom zweiten Integrator 46 kommende Signal gelangt an einen Schwellenschaltkreis 47, der einen Impuls liefert, wenn das vom Integrator 46 kommende Signal seinen Höchstwert erreicht. Der Ausgangsimpuls des Schwellenschaltkreises 47 gelangt an den ersten Eingang eines UND-Gliedes 48 und von dort weiter an eine Kippstufe 49, wenn das UND-Glied zugleich zwei Bewertungssignale auf seinen beiden anderen Eingängen zugeführt erhält. Das erste dieser Bewertungssignale stammt von einem logischen Inverter 50, dessen Eingang an den Ausgang des ersten Integrators 45 angeschlossen ist. Wenn also das Ausgangssignal des ersten Integrators 45 Null ist, dann liegt das erste Bewertungssignal vom Inverter 50 vor. Es handelt sich also tatsächlich um einen Höchstwert des vom zweiten Integrator gelieferten Signals.

In dem gewählten Ausführungsbeispiel wird nur der Teil des Signals des zweiten Integrators 46 berücksichtigt, der dem Höchstwert des Druckes in einem bestimmten Zylinder C. (Fig. 1) entspricht. Man geht also davon aus, daß die Erscheinungen in den anderen Zylindern ähnlich sind und daß die Zündsteuerung für alle Zylinder dieselbe ist.

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Zu diesem Zweck benutzt man als zweites Bewertungssignal das Signal, daß von der Kippstufe 42 stammt, so daß also dieses zweite Bewertungssignal nur vorliegt.für einen bestimmten Drehbereich der Welle 17,in dem der Höchstwert des Druckes im Zylinder C₁ im Betrieb des Motors erwartet wird. Beispielsweise ist der erste Eingang der Kippstufe mit einem solchen Ausgang des Schaltkreises 28 verbunden, der der oberen Totstellung des Kolbens im Zylinder C₁ entspricht, während der andere Eingang der Kippstufe 42 mit einem Ausgang des Schaltkreises 28 verbunden ist, der einem Weiterdrehen der Welle um 60° entspricht.

Die Kippstufe 49 wird außerdem von einem Synchronisationssignal S gesteuert, das ein Nahtimpuls des Drehwinkelgebers 20 für eine bestimmte Bezugswinkelstellung sein kann. Diese Stellung wird so ausgewählt, daß sie von der Welle 17 erreicht wird, ehe die Zündung im Zylinder C₁ erfolgt, und zwar unter allen Betriebsbedingungen des Motors. Beispielsweise liegt diese Bezugsposition um 65° vor der Stellung, in der der Kolben im Zylinder C₁ seinen oberen Totpunkt erreicht.

Selbstverständlich kann das Synchronisationssignal auch vom Schaltkreis 28 geliefert werden unter der Voraussetzung, daß dieses Signal vor dem Zündfunken im Zylinder C₁ auftritt.

Die Kippstufe 49, die ursprünglich ausgeschaltet war, wird bei Empfang des Synchronisationssignals eingeschaltet und gelangt wieder in den Ruhezustand Null, wenn das bewertete Signal vom UND-Glied 48 eintrifft. Am Ausgang der Kippstufe 49 ergibt sich also ein Rechteckimpuls, dessen Breite vom Drehwinkel & der Welle zwischen der Bezugsstellung und der Stellung abhängt, bei der der Höchstwert des Drucks im Zylinder C₁ auftritt. Dieses Signal wird an einen ersten Eingang eines UND-Gliedes 51 angelegt, dessen zweiter Eingang

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mit den Ausgangsimpulsen des Schaltkreises 28, auch Winkeltakt H genannt, gespeist wird. An einen dritten Eingang des UND-Gliedes 51 wird das Ausgangssignal einer Kippstufe 52 angelegt, die einerseits von den Synchronisationssignalen S und andererseits vom Ausgang eines Zählers 53 gesteuert wird. Dieser Zähler ist als Schieberegister ausgebildet und zählt die Synchronisationsimpulse S; er liefert an einem seiner Ausgänge ein Signal entsprechend einer Anzahl η von Umdrehungen der Motorwelle.

Sobald ein erstes Synchronisationssignal erscheint, wird das UND-Glied 51 gleichzeitig von Seiten der Kippstufe 49 und der Kippstufe 5 2 bewertet, so daß —τ—— Impulse des Taktgebers H während der ganzen Zeit durchgelassen werden, währendder die Kippstufe 49 eingeschaltet ist. Derselbe Vorgang spielt sich während η Umdrehungen der Motorwelle ab, ehe der Zähler 53 ein Signal an die Kippstufe 5 2 abgibt und das UND-Glied 51 sperrt. Die Anzahl der Impulse, die das UND-Glied 51 verlassen haben, wird in einem Teiler 54 durch die Anzahl η der Umdrehungen^geteilt, so daß an dessen Ausgang

τη

ein Mittelwert r_m ' = erscheint, der für den Mittelwert des Drehwinkels θ der Welle zwischen der Bezugswinkelstellung und der Winkelstellung charakteristisch ist^ die dem Druckhöchstwert im Zylinder C₁ entspricht.

Diese Impulse werden an den Rückwärts zähleingang D₅₅ eines Vorwärts-Rückwärtszählers 55 angeschlossen, der ursprünglich auf die theoretische Anzahl von Impulsen r , eingestellt worden war, die dem theoretischen Winkel Θ., zwischen der Bezugswinkelstellung und der Stellung entspricht, bei der der Druck im Zylinder C₁ seinen Höchstwert erreichen soll.

Die Differenz r , - r , die ein Wert für die Regelabweichung £ = θ , - θ· ist, erscheint an den Ausgängen des Vorwärts-Rückwärtszählers 55,die an Eingänge eines Speichers 56 angeschlossen sind, !Während das Vorzeichen dieser Regelabweichung an einem der Ausgänge angezeigt wird,die vielfach mit den englischen Begriffen "carry" oder "borrow" bezeichnet werden,

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je nachdem, ob das Vorzeichen positiv oder negativ ist.

Die Übertragung des Werts der Regelabweichung £ vom Vorwärts-Rückwärtszähler an den Speicher 56 wird durch den vom Umdrehungszähler 53 gelieferten Impuls nach einer Verzögerung in einem Verzögerungsglied 57a bewirkt. Nach einer weiteren Verzögerung in einem Verzögerungsglied 57b wird der Vorwärts-Rückwärtszähler 55 über dessen Eingang chrr in den Ursprungs zustand zurückversetzt. Die Regelabweichung £ wird vom Speicher 56 an einen Addier-Subtrahierschaltkreis 58 angelegt, dem gleichzeitig der theoretische Wert fi , für den Drehwinkel zwischen der Bezugsdrehstellung und der theoretischen Stellung zugeführt wird, in der die Zündung im Zylinder 1 erfolgen sollte, damit der Druck in diesem Zylinder dann seinen Höchstwert einnimmt, wenn die Welle um einen Winkel θ , im Verhältnis zur Bezugsstellung weitergedreht hat.

Der Addier-Subtrahierschaltkreis 58 liefert ein Signal, das ein Wert für den Winkel ß = ß ., - Γ

• com ι th *·

zwischen der Bezugsdrehwinkelstellung und der tatsächlichen Winkelstellung ist, bei der die Zündsteuerung im Zylinder C. wirksam werden sollte. Dieses Signal wird an die Setzeingänge eines Vorwärts-RückwärtsZählers 59 angelegt, dessen Rückwärts zähleingang D₅₉ mit dem Ausgang eines UND-Gliedes 60 verbunden ist. Dieses UND-Glied wird einerseits mit dem Synchronisationssignal S und andererseits mit dem Winkeltaktsignal H gespeist. Wenn der Zähler 59 den Zählzustand Null erreicht, liefert er an einem Ausgang Ro₅₉ ein Signal für die Zündsteuerung, das über einen geeigneten •Übertragungsschaltkreis 61 an die Zündelektrode des Thyristors 4 sowie an einen Ladeeingang chrq zum erneuten Setzen des Vorwärts-Rückwärts Zählers 59 gelangt.

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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es möglich, die Zündsteuerung für alle Zylinder des Motors getrennt zu regeln, indem die Bauteile 48 bis 61 so oft wie nötig mehrfach vorgesehen werden.

Bei gewissen Betriebsbedingungen des Motors sollte die Zündregelung während einer mehr oder minder langen Dauer von der optimalen Zündvoreilung abweichen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn man beim Start die Temperatur des Motors schneller steigern möchte. In diesem Fall wird zwischen den Addier-Subtrahierschaltkreis 58 und den Vorwärts-Rückwärtszähler 59 ein weiterer Addier-Subtrahierschaltkreis 62 eingefügt, der in Fig. 4 gestrichelt dargestellt ist und den Wert

von ß durch algebraische Addition eines Korrekturwerts V ι com °

verändert. Diese Veränderung kann dauernd oder nur vorübergehend erfolgen. Im letzteren Fall kann die Dauer der Korrektur konstant sein oder von dem Wert abhängen, der von einem Meßwert in einem Detektor 63 abhängt.

Derartige Korrekturen können außerdem bei Auftreten von Klirrerscheinungen oder auch zu dem Zweck durchgeführt werden, um möglichst umweltschonende Abgase zu erreichen.

Die Werte r , und β , , die dem Vorwärts-Rückwärtszähler 55 bzw. dem Addier-Subtrahierschaltkreis 58 vorgegeben werden» sind für jeden Motor genau festzulegen. Die Einstellung dieser Werte nach vorausgegangener Messung in Abhängigkeit der genauen Betriebsbedingungen des Motors kann auch in Abhängigkeit von diesen Bedingungen programmiert werden.

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Claims

F-92 Rueil-Malmaison, Frankreich

Verfahren zur automatischen Regelung der Zündsteuerung eines Explosionsmotors und automatische Regelvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur automatischen Regelung der Zündsteuerung eines Explosionsmotors im Sinne größter Leistung und größten Wirkungsgrads, derart, daß der Druckhöchstwert in mindestens einem der Zylinder bei einer bestimmten Drehwinkelstellung der Motorwelle auftritt, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschleunigungen ermittelt werden_; denen der Zylinderkopf unterliegt, woraus ein erstes diese Beschleunigungen angebendes Signal abgeleitet wird, daß dieses erste Signal dann durch Integration in ein zweites Signal umgewandelt wird, daß dann dieses zweite Signal durch erneute Integration in ein drittes Signal umgewandelt wird, dessen Höchstwert bezüglich der Drehwinkelstellung der Motorwelle ermittelt wird, und daß die Regelung der Zündsteuerung abhängig vom Drehwinkel der Motorwelle erfogt. bei dem das dritte Signal seinen Höchstwert zeigt.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündsteuerung so verändert wird, daß der Höchstwert des dritten Signals bei einer bestimmten Drehwinkelstellung der Motorwelle auftritt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der optimalen Regelung der Zündsteuerung ein wählbarer Korrekturwert zugefügt wird; der den Betriebsbedingungen des Motors Rechnung trägt.
4. Automatische Regelvorrichtung für die Zündsteuerung eines Explosionsmotors mit einem Drehwinkelgeber an der Motorwelle, dadurch gekennzeichnet , daß ein Beschleunigungsmeßgerät (18) auf dem Zylinderkopf (19) befestigt ist, das ein erstes für die Beschleunigung des Zylinderkopfs charakteristisches Signal liefert, daß diesem Beschleunigungsmeßgerät ein erster Integrator (45) nachgeordnet ist, der ein zweites Signal liefert, daß dann ein zweiter Integrator (46) folgte der ein. drittes Signal liefert, welches Mittel« (47) zur Ermittlung des Höchstwerts dieses Signals während mindestens eines Teils der Umdrehung der Motorwelle (17) zugeführt wird, daß diesen Mitteln weitere Mittel (48) nachgeschaltet sind, die die Drehwinkelstellung der Motorwelle, welche vom Drehwinkelgeber geliefert wird, in dem Augenblick feststellen^ in dem das dritte Signal seinen Höchstwert zeigt, und daß Vergleichsmittel (49) vorgesehen sind, die den Abstand dieser Drehwinkelstellung von einer Sollstellung ermitteln und die Zündsteuerung davon abhängig verstellen.

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