DE2900480C2

DE2900480C2 -

Info

Publication number: DE2900480C2
Application number: DE2900480A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 7257 Dietzingen De Seeger; Walter 7141 Schwieberdingen De Ruf; Gerhard Dipl.-Ing. 7064 Remshalden De Soehner; Werner Dipl.-Ing. 7140 Ludwigsburg De Jundt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1979-01-08
Publication date: 1989-08-10
Also published as: IT1130195B; US4253443A; JPS5593962A; GB2039609B; DE2900480A1; IT8019061A0; GB2039609A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die Verwendung von Wiegand- Gebern zur Steuerung von Zündanlagen ist aus "IEEE TRANS ACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY", Vol. VT-26, Nr. 2, Mai 77, und der DE-OS 26 54 755 bekannt. Der Wiegand-Effekt selbst ist in der Zeitschrift Electronics vom 10.7.75, Seite 100 ff, beschrieben. Dieser Effekt beruht darauf, daß bei einer Änderung des magnetischen Feldes am Wiegand draht dieser schlagartig seine Polarisation ändert und in der ihn umschließenden Spule eine nadelförmige Induk tionsspannung erzeugt. Dieser nadelförmige Impuls gibt zwar einen sehr exakten Schaltpunkt vor, ein Grundschließ winkel, wie z. B. bei einem Hall-Geber oder einen Induktions- Geber, wird jedoch nicht erzeugt und muß elektronisch realisiert werden.

In der DE-OS 27 31 373 wurde dazu vorgeschlagen, mit zwei komplemen tären Impulsen des Wiegand-Gebers ein Flipflop zu steuern, dessen Ausgangssignal dann einen Grundschließwinkel vorgibt. Flipflops wer den jedoch bei Zündanlage sehr ungern eingesetzt, da sie sehr emp findlich gegen Störimpulse sind.

Weiterhin wurde in der DE-OS 28 24 981 vorgeschlagen, mit dem kurzen Impuls, z. B. eines Wiegand-Gebers, Zählvorgänge auszulösen, die die Schließzeit festlegen. Hierzu sind jedoch zwei Zählvorgänge in zwei getrennten Zählern notwendig, um auch bei dynamischen Änderungen eine Festschließzeit beizubehalten. Bei Verwendung eines einzigen Zählers besteht die Gefahr, daß bei solchen dynamischen Vorgängen Zündfunken ausfallen, da der durch das Auszählende festgelegte Schließzeitbeginn unter Umständen kurz vor oder sogar kurz nach dem Zündzeitpunkt auftreten kann.

In der DE-OS 28 03 556 ist eine Schaltungsanordnung für die Zünd steuerung einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei der ein Inkre mentgebersystem Verwendung findet. Die von einem Impulsgeber aufge nommenen Signale werden Zählmitteln zugeführt, wobei der Zählerstand eine Abbildung der Kurbelwellenstellung enthält. Bei Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes wird nunmehr die Zündung ausgelöst.

Schließlich zeigt und beschreibt die DE-OS 27 01 968 eine Zündan lage, bei der der Schließwinkel im wesentlichen durch ein Segment auf einer Scheibe bestimmt wird, die mit der Kurbelwelle in Wirkverbin dung steht. Stellt sich beim Betrieb der Zündanlage heraus, daß das durch den Segmentgeber vorgegebene Signal zu klein ist, um sicher eine Zündung auszulösen, wird durch Zählmittel erreicht, daß das vom Geber abgegebene Signal verlängert wird, so daß eine hinreichend hohe Aufladung der Zündspule erfolgt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zündanlage zu schaffen, bei der einerseits ein sicheres Zünden durch eine hinreichende Aufladung der Zündspule gewährleistet ist und andererseits verhindert wird, daß die Aufladung der Zündspule zu lange erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Haupt anspruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß in der Regel der Schließzeitbeginn durch das Ende eines Auszählvorgangs in einem Zähler festgelegt ist, daß jedoch ein Grundschließwinkel dadurch gewährleistet ist, daß dieser Zähler durch einen zweiten Wiegand-Im puls zurückgesetzt wird, auch wenn das Auszählende noch nicht er reicht ist. Die Zählzeit gibt dadurch die Offenzeit vor, die dreh zahlabhängig ist, sofern der auszuzählende Zahlenwert ebenfalls drehzahlabhängig ist. Auf jeden Fall wird jedoch gewährleistet, daß ein gewisser Grundschließwinkel nicht unterschritten wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der angegebenen Zündanlage möglich. Besonders vorteilhaft ist die vollständige Umschaltung auf ein festes Steuer tastverhältnis bei niedrigen Drehzahlen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schaltungsmäßige Ausge staltung des Ausführungsbeispiels und

Fig. 2 ein Signal diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Wiegand-Geberanordnung 10 (oder eine andere Geber anordnung, die entsprechende, nadelförmige Impulse erzeugt) mit dem Setzeingang S, sowie über einen Inver ter 11 mit dem Rücksetzeingang R eines ersten Zählers 12 verbunden. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines Wiegand-Gebers ist im eingangs angegebenen Stand der Technik dargestellt und beschrieben. Die Zahlenausgänge dieses Zählers 12 sind über eine Dekodiereinrichtung 13 zur Erkennung der Unterschreitung eines bestimmten Zahlenwerts mit einem Eingang eines UND-Gatters 14 verbunden. Solche Dekodiereinrichtungen können entweder durch logische Gatter realisiert werden, deren Eingänge entsprechend dem zu dekodierenden Zahlenwert negiert oder nicht negiert sind oder aber es kann eine handelsübliche Dekodiereinrichtung verwendet werden, wie sie z. B. als Bauteil CD 4556 der Firma RCA im Handel ist. Der Überlauf ausgang CO (Carry Out) des Zählers 12 ist über ein ODER- Gatter 15 an einen weiteren Eingang des UND-Gatters 14 an geschlossen. Der Ausgang der Dekodiereinrichtung 13 ist mit dem Sperreingang E (Eneble) des Zählers 12 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 14 ist über einen Verstärker 16 mit der Basis eines Endstufentransistors 17 verbunden, dessen Emitter über eine, als Strommeßwiderstand 18 aus gebildete Strommeßvorrichtung an Masse und dessen Kollek tor über die Primärwicklung einer Zündspule 19 an eine Klemme 20 angeschlossen ist, an die die Versorgungsspan nung angelegt ist. Die Primärwicklung der Zündspule 19 ist über wenigstens eine Zündkerze 21 mit Masse verbunden. Bei mehreren Zündkerzen kann in bekannter Weise ein mechanischer oder elektronischer Hochspannungsverteiler vorgesehen sein.

Die am Strommeßwiderstand 18 abgegriffene Spannung steuert über eine Strombegrenzungsvorrichtung 22 den Verstärker 16. Eine solche Strombegrenzungsvorrichtung 22 ist z. B. aus der DE-OS 24 48 675, bzw. aus der US-PS 35 87 551 bekannt. Weiterhin ist die am Strommeßwiderstand 18 ab gegriffene Spannung einer Schwellwertstufe 23 zugeführt, deren Ausgang an den Zählrichtungseingang U/D (Up/Down) eines zweiten Zählers 24 angeschlossen ist. Der Überlauf ausgang CO dieses zweiten Zählers 24 ist einmal über einen Inverter 25 mit einem weiteren Eingang des ODER- Gatters 15 verbunden und weiterhin an einen Eingang eines UND-Gatters 26 angeschlossen, dessen Ausgang über ein ODER-Gatter 27 mit dem Sperreingang E des Zählers 24 ver bunden ist. Der Ausgang des UND-Gatters 14 ist sowohl mit einem weiteren Eingang des UND-Gatters 26 wie auch über einen Inverter 28 mit einem weiteren Eingang des ODER-Gatters 27 verbunden.

Ein Frequenzgenerator 29 erzeugt eine Zähltaktfrequenz, die den beiden Takteingängen C der beiden Zähler 12, 24 zugeführt ist. Die Zahlenausgänge des Zählers 24 sind an die Zahlen eingänge des Zählers 12 angeschlossen.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungs beispiels soll im folgenden anhand des in Fig. 2 darge stellen Signaldiagramms erläutert werden. Die linke Seite des Diagramms stellt die Verhältnisse bei höheren Dreh zahlen dar und die rechte Seite die Verhältnisse bei niedrigen Drehzahlen, nach dem die Drehzahlerkennungs stufe angesprochen hat.

Mit dem positiven Impuls des Wiegand-Gebers 10 wird der als Abwärtszähler geschaltete Zähler 12 mit dem aus gangsseitig am Zähler 24 anliegenden Zahlenwert gesetzt und beginnt abwärts zu zählen. Ist der Zahlenwert Z 1 erreicht, so wird am Ausgang der Dekodiereinrichtung 13 ein Ausgangssignal U 13 erzeugt, durch das einmal der Zähler 12 für weitere Zählvorgänge gesperrt und weiterhin über das UND-Gatter 14 der Transistor 17 in den stromleitenden Zustand versetzt wird, da gleich zeitig am Ausgang des Inverters 25 ein 1-Signal vorliegt. Es beginnt ein Strom I im Primärstromkreis der Zündspule 19 zu fließen. Da dieses 1-Signal gleichzeitig die Sper rung des zweiten Zählers 24 über den Inverter 28 aufnimmt, beginnt dieser abwärts zu zählen. Erreicht der primär seitige Strom I den halben Wert des Sollstroms Io, bei dem die Strombegrenzungseinrichtung 22 in Tätigkeit tritt, so spricht die Schwellwertstufe 23 an und ändert über den Zählrichtungseingang U/D des Zählers 24 dessen Zähl richtung. Mit dem darauffolgenden positiven Impuls der Geberanordnung 10 wird der Zähler 12 erneut gesetzt, seine Sperrung aufgehoben und der Zähler 24 über den Inverter 28 gesperrt.

In den beiden ersten Zählzyklen ist der Fall bei konstant bleibender Drehzahl dargestellt, d. h. nach dem Abwärts/ Aufwärts-Zählvorgang des Zählers 24 wird jeweils wieder der gleiche Zählerstand erreicht. Nach dem zweiten Zyklus tritt eine Verlangsamung der Drehzahl ein, wodurch der Zähler 24 einen höheren Zählerstand erreicht. Dieser höhere Zählerstand wird in den Zähler 12 übernommen, wodurch infolge der längeren Auszählung der Stromflußbeginn relativ spät erfolgt. Für die Ermittlung eines solchen drehzahl abhängigen Zahlenwerts gibt es eine Vielzahl bekannter Va rianten, die anstelle der angegebenen Möglichkeit einge setzt werden können. Aus den DE-OS 27 01 968, 27 46 885, 28 50 113 und 28 50 115 sind solche Varianten bekannt.

Das Rücksetzen des Zählers 12 mit dem jeweils zwischen zwei positiven Impulsen U 10 liegenden negativen Impuls hat im dargestellten Fall keine Bedeutung für den Beginn oder das Ende der Schließzeit. Tritt jedoch, z. B. infol ge starker Beschleunigungen, dieser negative Impuls auf, bevor der Zahlenwert Z 1 im Zähler 12 erreicht ist, so wird die Schließzeit mit diesem negativen Impuls ausgelöst, da infolge des Rücksetzens des Zählers 12 der Dekodiertwert der Dekodiereinrichtung 13 unterschritten wird. Dies garan tiert die sichere Auslösung der Schließzeit bei starken Beschleunigungen oder Fehlern beim Auszählvorgang.

Die auf der rechten Hälfte des Diagramms dargestellten Ver hältnisse bei niedrigen Drehzahlen sind dadurch bestimmt, daß der Zählerstand 24 beim Aufwärtszählen seinen höchsten Zählerstand Zmax zwar erreicht und dadurch ein Überlaufsignal am Über laufausgang CO abgibt. Dieses Überlaufsignal liegt während der Zählpausen des Zählers 24 am Ausgang des Inverters 25 ständig als O-Signal an und bewirkt dadurch, daß die Schließ zeit nicht bei Erreichen des Zählerstandes Z 1 durch den ersten Zähler 12 sondern erst bei Rücksetzen dieses Zählers 12 durch ein negatives Gebersignal U 10 erfolgt. Ohne diese Einrichtung würde im dargestellten Fall der Verzögerung die Schließzeit vergrößert werden, während sie eigent lich verkleinert werden sollte. Um eine solche Vergröße rung zu verhindern, wird die Schließzeit bei Unterschreiten der durch den höchsten Zahlenwert des Zählers 24 festge legten Grenzdrehzahl winkelmäßig konstant auf den Ab stand zwischen einem negativen und einem positiven Geber impuls U 10 festgelegt. Der Zählvorgang im Zähler 24 be ginnt dadurch nicht mehr bei Erreichen des Zählerstandes Z 1 durch den Zähler 12, sondern erst mit einem negativen Geberimpuls U 10.

Das UND-Gatter 26 mit dem nachgeschalteten ODER-Gatter 27 dient zur Sperrung des Zählers 24, wenn sein höchster Zahlenwert Z _max erreicht ist.

Analog zur dargestellten Lösung ist die Lösung, den Zähler 12 als Aufwärtszähler zu schalten und durch den Ausgangs zahlenwert des Zählers 24 den Dekodierwert der Dekodierein richtung zu variieren, die in diesem Fall z. B. als digi taler Komparator ausgebildet sein kann. Auch bei einer solchen Realisierung wird ein drehzahlabhängiger Zahlen wert ausgezählt.

Claims

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Zündspule, in deren Primärstromkreis ein elektronischer Schalter und in deren Sekundär stromkreis wenigstens eine Zündstrecke geschaltet ist, mit einer ro tierenden, durch die Brennkraftmaschine angetriebenen, induktiven (Wiegand-)Geberanordnung zur Erzeugung nadelförmiger Impulse, durch die über eine Schließwinkel-Steuereinrichtung oder -Regeleinrichtung der elektronische Schalter steuerbar ist, wobei durch einen ersten Impuls der Geberanordnung der elektronische Schalter geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch den ersten Impuls der Geberanord nung (10) ein Zählvorgang zur Auszählung eines drehzahlabhängigen Zahlenwertes in einer Zählvorrichtung (12) ausgelöst wird und daß der elektronische Schalter (17) über eine logische Gatteranordnung (14) entweder am Ende des Zählvorgangs oder bei Auftreten eines zweiten Impulses der Geberanordnung (10) geschlossen wird, wobei das Schließen des elektronischen Schalters (17) jeweils beim zuerst ein tretenden der beiden Ereignisse "Ende des Zählvorgangs" und "Auftre ten des zweiten Impulses" erfolgt.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logi sche Gatteranordnung ein UND-Gatter (14) ist, das sowohl mit einer Dekodiereinrichtung (13) zur Festlegung des Auszählendes, wie auch mit dem Überlaufausgang (CO) der Zählvorrichtung (12) verbunden ist, wobei die Zählvorrichtung (12) mit dem zweiten Impuls der Geberan ordnung (10) rücksetzbar ist.

3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des drehzahlabhängigen Zahlenwerts eine weitere Zähl einrichtung (24) vorgesehen ist, in der ab dem Schließen des elek tronischen Schalters (17) bis Erreichen eines festlegbaren Primär stromwertes (Io/2) in die eine Zählrichtung und anschließend bis zm Öffnen des elektronischen Schalters (17) in die andere Zählrichtung gezählt wird.

4. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Dekodiereinrichtung (24) für niedrige Dreh zahlen vorgesehen ist, durch die bei Unterschreiten eines festlegba ren Drehzahlwerts das Schließen des elektronischen Schalters (17) nur durch den zweiten Impuls der Geberanordnung (10) möglich ist.

5. Zündanlage nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Dekodiereinrichtung (24) für niedere Drehzahlen das Überlaufsignal der weiteren Zähleinrichtung (24) vorgesehen ist.