DE2900480C2 - - Google Patents
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Description
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.
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.
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.
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 (5)
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.
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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