DE2922812C2

DE2922812C2 - Elektronische Zündanlage zur Verstellung des Zündzeitpunktes bei Brennkraftmaschinen im unteren Drehzahlbereich

Info

Publication number: DE2922812C2
Application number: DE2922812A
Authority: DE
Inventors: Arthur Owen Fond du Lac Wis. Fitzner
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1978-06-05
Filing date: 1979-06-05
Publication date: 1984-09-06
Also published as: BR7903503A; DE2922812A1; AU4773579A; SE436512B; SE7904848L; US4244336A; AU535718B2; JPS6050988B2; JPS5519981A; CA1126328A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Zündanlage zur Verstellung des Zündzeitpunktes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Außenbordmotore hoher Leistung umixssen gewöhnlich eine Brennkraftmaschine mit vier oder mehr Zylindern. Die Brennkraftmaschine ist über ein Umschaltgetriebe mit einer neutralen, einer Vorwärts- und einer Rückwärtsstellung mit der Schraubeneinheit verbunden. Die Getriebeumschaltung wird von der Bedienungsperson gewöhnlich bei Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine vorgenommen. Ein Abwürgen der Brennkraftmaschine kann durch das plötzliche Anlegen der Schraubenbelastung auftreten, wie z. B. durch ein schnelles Umschalten zwischen einer hohen Vorwärtsgeschwindigkeit des Schiffes auf einen Rückwärts-Leerlauf oder wenn das Wasserpegel über die Abgasauslaßöffnungen ansteigen und diese sperren sollte. Verschiedene andere Betriebsbedingungen können ebenfalls auftreten, die zu einem fehlerhaften Betrieb r!er Brennkraftmaschine beim Leerlauf oder niedrigen Drehzahlen führen. Beispiele hierfür sind Schmutz im Vergaser. Wasser in der Treibstoff-Zuführung oder ein ungeeignetes Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis. Elektrische Systemfehler, wie verrußte Zündkerzen, können ebenfalls einen fehlerhaften Betrieb der Brennkraftmaschine bei Leerlauf bedingen.

Aus der DE-OS 24 53 701 ist eine derartige elektronische Zündanlage bekannt, bei der die Drehzahl der Brennkraftmaschine jedoch nach oben begrenzt wird. Bei Erreichen einer maximal zulässigen Drehzahl wird dazu der Zündwinkel innerhalb eines vorzugsweise sehr kleinen Drehzahlbereichs auf einen geringen Wen, vorzugsweise Null Grad verstellt. Maßnahmen für eine Zündwinkelverstellung im unteren Drehzahlbereich, nämlich bei Drehzahlabfall unter eine vorgewählte Minimaldrehzahl sind nicht vorgesehen.

Die DE-OS 22 56 038 zeigt ein elektronisch gesteuertes Zündsystem, Lei der die Zündzeitpunkteinstellung abhängig vom Unterdruck in dem Ansaugrohr bestimmt wird. Eine plötzliche Verstellung der Voreilung des Zündwinkels bei Drehzahlabfall ist nicht vorgesehen.

Die DE-OS 23 39 755 zeigt zwar die Möglichkeit auf, die Zündzeitpunkt-Verstellkennlinie abzuknicken bzw. mit einem Sprung zu versehen, der z. B. auch an die Stelle der Leerlaufdrehzahl gelegt werden kann. Hierfür ist jedoch ein eigener Funktionsgenerator erforderlich, der auf einen Digttülzähler einwirkt.

Die DE-OS 23 57 701 zeigt eine Einrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors, wobei abhängig vom Betriebszustand unterschiedliche Verstellkennlinicn ausgewählt werden. Ein plötzlicher Sprung mit Vergrößerung der Voreilung bei Drehzahlabfall ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Zündanlage der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der ein unerwünschter Abfall der Drehzahl unter eine vorgewählte IVlinimaldrehzahl vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektronische Zündanlage mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Der plötzliche Sprung im Zündwinkelverlauf im Rahmen der angegebenen Werte stellt sicher, daß ein Absterben oder Abwürgen der Brennkraftmaschine vermieden wird.

Bevorzugte Weiterbildungen der eriindungsgemalJen elektronischen Zündanlage sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es wurde nachgewiesen, daß mit der Erfindung eine Zündanlage geschaffen werden kann, die wirksam ein Abdrosscln von Brennkraftmaschinen im Leerlaufzustand verhindert, einen zufriedenstellenden Leerlauf bei noch neuen und streng gehenden Brennkraftmaschinen während der Anfangserprobung ermöglicht und eine Vergaser-Einjustierung bei Leerlaiifdrehzahl zuläßt, um die Erzeugung von Abgasrauch so gering wie möglich

ίο zu machen.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 schematisch eine Außenbordmotoreinheit,die eine von einem Wechselstromgenerator angetriebene Kondensalorentladungs-Zündanlage mit einer elektronischen Zündanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel benutzt, die als Blockschaltbild gezeigt ist.

Fig.2 ein ausgedehnteres Blockschaltbild einer bevorzugten Ausfiihrungsform der Erfindung,

Fig.3 schematisch ein Schaltbild der in Fig.2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der elektronisehen Zündzeitpunktskennlinie, die den Zündwinkel über der Drehzahl bei einer mechanisch festgelegten Ansteuerstellung für eine 6-Zylinder-2-Takt-Zündanlage zeigt, die die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthält,

jo Fig.5 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

Fig.6 schematisch ein Schahbild der anderen Ausführungsform nach Fi g. 5.

In Fig. 1 ist schematisch ein Außenbordmotor 1 ge-

J5 zeigt, der eine V-6-Brennkraftmaschine 2 enthält, die als ein Teil des Leistungskopfes 3 vorgesehen ist. Die Brennkraftmaschine 1 ist über einen eine Getriebeumschaltung aufweisenden Antriebsmechanismus mit einer nicht gezeigten Schraubeneinheit verbunden. Eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Wechselsüomgenerator-Triggerimpuls-Einheit 4 ist unter dem sich drehenden Schwungrad 5 angeordnet, das an dem oberen Ende der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Die Ausgangssignale des We, hselstromgenerator-Stators 6 sind zur Zuführung der Zündenergie an die Zündanlage benutzte Wechselspannungen mit einer Frequenz, die unmittelbar von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängt. Die Ausgangssignale am Triggerimpulsgeneratorteil 7 sind Spannungen, die den Zündzeitpunkt und die Zündverteilung für die Zündanlage für die mehreren Zylinder angeben.

Gewöhnlich wird der Zündwinkel bei höheren Drehzahlen durch eine mechanische Hebelübertragung vorgestellt, wobei der Triggerimpulsgeneratorteil 7 winkelmäßig zurückverschoben wird, wenn der Drehzahl-Steuerhebel bewegt wird. Die Beziehung ist nicht linear, jedoch gehört diese Maßnahme zum Stand der Technik und braucht deshalb hier nicht naher erläutert zu werden.

W) Die Kondensatorentladungs-Zündanlage 8 erhält die Ausgangssignale der kombinierten Triggerimpuls-Wechsclstiom-Gcneratoreinheit 4 und gibt Leistung an die verschiedenen Zündkerzen 9 ab.

Zusätzlich wird bei der vorliegenden Erfindung ein

b^r) Ausgangssignal der Gcneratoreinheit 4 auch an eine Niedrigdrehzahl-ßegrenzereinheit 10 gegeben, die gowöhnlich einen Signalformer 11. einen schnell wirkenden Drehzahlschalter 12 und eine Zündverstell-Elektro-

nik 13 umfaßt. Die verschiedenen Bauteile der Schaltung 10 erhalten bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ihre Leistung von einem Versorgungsteil 14, der von der Wechselstromgeneratoreinheit 4 gespeist wird.

Der Signalformer 11 erhält ein rohes Wellenformsignal von dem Generator 4 und paßt dieses an die Eingangserfordernisse des Drehzahlschalters 12 an.

Der Drehzahlschalter 12 sei definiert als irgendeine Einrichtung oder Schaltung, die innerhalb eines relativ engen Drehzahlbereichs von einem vollständig leitenden in einen vollständig gesperrten Zustand umschalten kann. Der Drehzahlschaiter 12 kann daher in typischer Weise ein richtiger Schalter sein, der nach Maßgabe der Frequenz des geformten Signals vom Signalformer 11 vollständig geschlossen oder vollständig geöffnet wird. Andererseits kann der Schalter 12 eine Tachometerschaltung sein, die von einem vorgespannten Verstärker mit einer hohen Verstärkung gefolgt wird, so daß ihre Ausgangssignale sich schnell von einem voll eingeschalteten in einen voll abgeschalteten Zustand innerhalb eines schmalen Drehzahlbereiches ändern. Das Ausgangssignal des Drehzahlschalters 12 soll so sein, daß es in einem eingeschalteten Zustand ein geeignetes Speisesignal an die Zündverstelleleklronik 13 gibt, daß dieser Teil der Schaltung schnell, jedoch nicht augenblicklich in den maximalen elektronischen Voreilungszustand gelangt, wodurch eine stufenartige Änderung in der Zündzeitpunkts-Kennlinie bewirkt wird, wie dieses in Fig.4 gezeigt ist. Normalerweise soll der Drehzahlschalter eine minimale Hysterese haben. Eine merkbare Hysterese würde die genaue Einjustierung beim Hersteller der Einheit komplizieren und könnte einen Leerlaufdrehzahlstoß jedesmal dann bewirken, wenn der Drehzahlschalter eingeschaltet wird und eine Zündvoreilung verlangt.

Die Zündverstell-Elektronik 13 kann jede beliebige elektronische Einrichtung zum Verstellen des Zündwinkels auf Voreilung bei Leerlaufdrehzahlen sein, damit die Brennkraftmaschine eine höhere Leistung abgibt. Die Zündverstell-Elektronik ist jedoch in ihrer Ansprcchgeschwindigkeil begrenzt. Ohne jede Begrenzung der Geschwindigkeiten der Zündvoreilung und Zündverzögerung würde die Tendenz bestehen, daß der Zündwinkel schnell und unerwünscht sich vor und zurück bewegt. Bei einer optimalen Konstruktion wird die Geschwindigkeit der Zündverzögerung ausreichend vermindert, um ein Glätten des Maschinenleerlaufs zu erreichen. Die Geschwindigkeit der Zündvoreilung wird lediglich ausreichend vermindert, damit die oder Niedrigdrehzahl-Begrenzerschaltung die erwünschte schnell

schaltet, dessen Ausgangssignal sich mit der Drehzahl ändert. Ein Vorspannungskondensator 17 ist in Reihe mit dem Ausgang des Triggerimpulsgenerators 7 geschaltet, um einen konstanten Zündsignalwinkel zu bewirken, wie dieses im einzelnen in der vorstehend genannten Patentschrift angegeben ist.

Der Ausgang der Zündverstell-Elektronik 13 kann z. B. mit der Sperrspannung führenden Leitung 17a des Vorspannungskondensators 17 verbunden sein, wie dies in der US-PS 40 15 564 gezeigt ist. Die dort gezeigten Kondensatoren bilden in Parallelschaltung den Kondensator 17 der Fig. 3. Das Ausgangssignal der Zündverstellelektronik modifiziert daher die Sperrvorspannung und ändert den Zündwinkel aller sechs Zündkerzen in der gleichen Weise. Wie in F i g. 3 gezeigt, ist das System mit einer gemeinsamen Erde verbunden.

Gemäß Fig. 2 und 3 umfaßt der Signalformer 11 einen Amplitudenbegrenzer 19, ein Filter 19a und einen Impulsgenerator 20. Der als Zündspeisequelle dienende Wechselstromgenerator 6 weist je eine Wicklung 18 und 18a für hohe bzw. niedrige Drehzahlen auf, wobei die Wicklung 18 zum Laden des Kondensators 15 bei höheren Drehzahlen und die Wicklung 18a bei niedrigeren Drehzahlen wirksamer ist. Gewöhnlich hat die Wicklung 18 erheblich weniger Windungen als die Wicklung 18.7. Der Signalformer 11 ist mit der Wicklung 18 verbunden, da diese Wicklung durch die kleine zusätzliche Belastung einer Signalformer- und Logikschaltung nicht so beeinflußt wird, wie dieses bei der Wicklung 18a der

jo Fall sein würde. Der Amplitudenbegrenzer 19 begrenzt das Ausgangssignal auf einen gewählten maximalen Spannungspegel. In F i g. 3 ist der Amplitudenbegrenzer 19 mit einem herkömmlichen Aufbau gezeigt, bei dem ein Reihen-Belastungswiderstand 21 mit einer Zenerdiode 22 verbunden ist, deren entgegengesetzte Enden Seite an Erde 23 liegt. Bei einer praktischen Anwendung wird die Spannung mit der Zenerdiode auf etwa + 0,6 Volt festgehalten, wenn die Statorspannung positiv ist und bei etwa —7,2 Volt abgeschnitten, wenn die Statorspannung negativ ist. Das geformte Signal unc insbesondere die negative Halbweüe wird über der Zenerdiode 22 gleichgerichtet und in einem Speisekondensator 24 gespeichert, wobei die positiven und negativen Spannungsleitungen 25 und 26 im wesentlichen mit den gegenüberliegenden Seiten des Kondensators 24 verbunden sind.

Das Filter 19a ist mit dem Ausgang des Amplitudenbegrenzers 19 verbunden, um hochfrequente Störsignale nach Erde abzuleiten. Wie es in F i g. 3 gezeigt ist kann das Filter 19a ein einfaches Tiefpaß-Widerstands-

!c Reaktionszeit beibehält, wenn eine sehne!! Hbfsüende Kondensstor-Netzwcrk sein.

Maschinendrehzahl auftritt die dann tatsächlich unter die bestimmte minimale Drehzahl abfällt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 2 und 3 gezeigt F i g. 2 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild der bevorzugten Ausführungsform und Fig.3 zeigt schematisch einen Schaltbild eines digitalen logischen Systems der Niedrigdrehzahl-Begrenzereinheit 10.

Es wird angenommen, daß die Zündanlage 8 eine von einem Wechselstromgenerator angetriebene Anlage ähnlich der in der US-PS 40 15 564 gezeigten ist. so daß diese in Fig.3 nur in einer stark vereinfachten Form dargestellt ist. Die Anlage weist gewöhnlich einen Hauptzündkondensator 15 auf, der über individuell angcsieucrte Gleichrichter 16,16' mit den einzelnen Zündkerzen über zugeordnete einzelne Zündtransformatoren verbunden ist. Die gesteuerten Gleichrichter 16,16' werden von dem Triggerimpulsgenerator 7 leitend geDas gefilterte Ausgangssignal ist im wesentlichen eir Rechtecksignal, das innerhalb von Spannungsgrenzer liegt, die in typischer Weise nur 0,6 Volt positiver odei negativer als die positive bzw. negative Speisespannung sind. Bei niedrigen Drehzahlen, wie der Leerlaufdrehzahl, sind jedoch die Obergänge des Signals nicht ausreichend schnell, um eine geeignete Betätigung der digitalen logischen Schaltungen zu bewirken, die bei der Er-

bo findung benutzt sind.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung betätig das teilweise geformte und begrenzte Signal einen im pulsgenerator 20 zum Erzeugen eines im wesentlichei rechteckigen Impulssignals. Wie dieses in F i g. 3 gezeig

b5 ist, kann ein Triggerimpulsgencrator 20 aus einem Paai von üblichen CMOS-Verknüpfungsgliedern 27 und 2i hergestellt werden, die als integrierte Schaltung in Handel erhältlich sind, wie z. B. das 4001 B Quad Νοι

Gate. Der Triggerimpulsgenerator 20 kann /. B. einen schmalen Rechteckimpuls 29 von etwa 300 ^is Impulsbreite erzeugen, der sehr scharfe Anstiegs- und Abfallflanken hat. Logische Signale oder Impulse werden in Verbindung mit der negativen Speiseleitung 26 als logischer Signalbezugspegel beschrieben, so daß der Impuls positiv bezogen auf diesen Be/.ugspegel ist. Die besondere Schaltung des Triggeriinpulsgeneralors 20 ist im einzelnen in der »RCA Application Note ICAN-62b7« beschrieben.

Das Ausgangssignal des Triggerimpulsgenerators 20 wird an einen wiederansteuerbaren Zeitgeber 30 gegeben, der in Fig. 3 schematisch dargestellt ist und als kompensierte monostabile Schaltung bekannt ist. Die Schaltung weist ein Paar von NOR-Gliedern 31 und 32 iuii geeigneten «C-Zeiikonsianienschaitungcn 33 und

34 auf. Die gezeigte Schaltung ist grundsatzlich die in der zuvor erwähnten Literaturstelle beschriebene und gezeigte mit der Ausnahme, daß zwischen den beiden NOR-Gliedern ein Reihenwiderstand 35 in Reihe mit einer Kopplungsdiode 36 geschaltet ist. Der wiederansteuerbare Zeitgeber wird wiederholt getriggert. d. h. zurückgesetzt und erneut bei einem weiteren Zeitgabezyklus durch die hintere oder ins Negative gehende Flanke des Impulses 29 von dem Triggerimpulsgenerator eingeschaltet. Der Widersland 35 be-virkt eine zusätzliche kurze Verzögerung beim Z' rücksetzen des Ausgangssignals des NOR-Gliedes 32. Wenn der Zeitgeber 30 erneut durch die Rückflanke des Triggerimpulses angesteuert wird, wird der vorangegangene Zustand des Zeitgeberausgangssignals während einer zusätzlichen kurzen Zeitjauer nach der Beendigung des Ansteuerimpulses als Folge des zusätzlichen Widerstandes

35 aus Gründen beibehalten, die später noch erläutert werden. Das Ende der Zeitgabeperiode des wiederansteuerbaren Zeitgebers 30 bestimmt die untere Grenzdrehzahl der Brennkraftmaschine, bei der eine stufenartige Zündvoreilung in der folgenden Weise auftreten soll.

Der Ausgangszustand des wiederansteuerbaren Zeilgebers 30 wird in einer getriggerten Halteschaltung 37 gespeichert. Wie es in F i g. 3 gezeigt ist, kann die getriggerte Halteschaltung 37 aus vier üblichen CMOS-NAND-Gliedern 38 aufgebaut sein, wie sie als 4011 B Quad nand gate erhältlich sind, die in bekannter Weise als Flip-Flops geschaltet sind. Ein Eingang 39 ist der Takt- oder Ansteuereingang und ist mit dem Ausgang des Impulsgenerators 20 verbunden. Der zweite Eingang 40 ist der Dateneingang und mit dem Ausgang des wiederansteuerbaren Zeitgebers 30 verbunden.

Die getriggerte Halteschaltung 37 hat zwei komplementäre Ausgänge 38a und 38Z>. Während annähernd der gesamten 0,3 mg-Dauer des Triggerimpulses 29 übernimmt ein Ausgang 38a den Schaltzustand des Dateneingangs 40. Dieses Übernehmen erfolgt sehr schnell, so daß der Ausgang 38a hinter dem Dateneingang 40 um weniger als 0,2 μϊ hinterherhinkt

Wenn der Triggerimpuls 29 beendet wird, beendet auch der Ausgang 38a sein Übernehmen des Dateneingangs 40 und bleibt in seinem existierenden Schaltzustand festgehalten. Die getriggerte Halteschaltung 37 speichert daher den Ausgangszustand des wieder ansteuerbaren Zeitgebers 30 in dem Augenblick, wenn der Triggerimpuis 29 unter den Ansteuerschwellwert der getriggerten Halteschaltung 37 fällt.

Wenn die Rückflanke des Triggerimpulses 29 auftritt, bevor der wieder ansteuerbare Zeitgeber 30 abgelaufen ist, so wird die getriggerte Halteschaltung 37 einen logischen Pegel von 0 speichern, der auf der Leitung 26 ansteht und an den Dateneingang 40 gegeben wird. Der Ausgang 38;i wird — bezogen auf die Leitung 26 — auf einem logischen Pegel von 1 gehallen. Diese Bedingun-

^r, gen treten bei einer Drehzahl oberhalb der vorgewählten Umschaltdrelizahl auf, bei der die Zeitdauer /wischen aufeinanderfolgenden Rückflanken der Triggerimpulse geringer als die von dem wieder ansteuerbaren Zeitgeber 30 angegebene Zeitdauer ist. Wenn dagegen

lü die Kiickfkinkc des Triggerimpulses 29 auftritt, nachdem der Zeitgeber 30 abgelaufen ist, wird die getriggerte Halteschaltung 37 das logische 1 -Signal in bezug auf die Leitung 26 speichern, das dann am Dateneingang 40 ansteht. Der Hulteschaltungsausgang 38;) wird daher

i^r) auf einem logischen Pegel von 1 festgehalten und der Halteschaltungsausgang 386 wird auf einem logischen Pegel von 0 festgehalten, wobei sich beide auf den Pegel der Leitung 26 beziehen. Diese Schaltzustände beziehen sich auf eine Drehzahl unterhalb der vorgewählten Um-

2(i schaltdrehzahl. bei der die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Riickflanken der Ansieuerimpulse größer als die Zeitdauer des wieder ansteuerbaren Zeitgebers 30 ist. Die Erregungszeit des wieder ansteuerbaren Zeitgebers 30 ist daher der Bestimmungsfaktor zur Einstellung des Drehzahlschalters 12 der Fig. I, 2 und 3. Der Drehzahlschalter 12 schaltet unterhalb der vorgewählten Drehzahl in den leitenden Zustand und betätigt die Zündverstell-Elektronik.

Vorstehend wurde allgemein die Arbeitsweise des wieder ansteuerbaren Zeitgebers 30 und der getriggerten Halteschaltung 37 für die Drehzahl-Umschaltfunktion erläutert.

In typischer Weise wird die Erregungszeit des wieder ansteuerbaren Zeitgebers 30 auf 20 ms eingestellt, was

J5 einer Frequenz von 50 Hz entspricht, die die Ausgangsfrequenz der Statorwicklung 18 bei einer Drehzahl von 500 U/m ist. Das Schwungrad 5 trägt an seiner Innenmantelfläche einen 12-poIigen Ring von Permanentmagneten, wodurch die Generatorwicklung 18 sechs vollständige elektrische Zyklen von Spannungen für jede Einzelumdrehung des Schwungrades erzeugt.

Bei einer Drehzahl oberhalb von 500 U/m treten daher die Triggerimpulse 29 mit einer Zeitdauer von weniger als 20 ms auf. Der wieder ansteuerbare Zeitgeber 30 hat keine ausreichende Zeit, um abzulaufen, bevor er für einen neuen Zeilgabezyklus erneut gestartet wird. Die getriggerte Halteschaltung 37 erhält daher ein stetiges logisches 0-Signal an ihrem Dateneingang 40 und hält damit stetig dieses logische 0-Signal fest.

so Bei einer Drehzahl unterhalb von 492.6 U/m treten die Triggerimpulse 29 mit einer Zeitdauer von mehr als 20,3 ms auf. Der wieder ansteuerbare Zeitgeber 30 hat daher ausreichend Zeit, um abzulaufen, bevor selbst die Vorderflanke des 20,3 ms breiten Triggerimpulses ankommt. Die getriggerte Halteschaltung 37 erhält daher während des gesamten Intervalls von 0.3 ms des Triggerimpulses ein stetiges logisches 1-Signal an ihrem Dateneingang 40 und wird daher einen stetigen logischen 1-Zustand festhalten.

Bei Drehzahlen oberhalb von 492,6 U/m, jedoch unterhalb von 500 U/m wird der wieder ansteuerbare Zeitgeber 30 während des 0,3 ms-lntervalis des Triggerimpulses ablaufen. Während des ersten Teils des Intervalls des Triggerimpulses wird daher das Signal am Dateneingang 40 ein unrichtiges logisches 0-Signal sein und die Halteschaltungsausgänge 38a und 38b werden zeitweise unrichtige logische Zustände annehmen. Während des letzten Teils des Intervalls des Triggerimpulses

wird das Signal am Dateneingang 40 das richtige logische !-Signal und die Halteschaltungsausgänge 38a und 38b werden rechtzeitig ihre richtigen Signalzustände annehmen, wenn die Rückflanke des Triggerimpulses ankommt. Die Arbeitsweise des Drehzahlschalters, die von dem wieder ansteuerbaren Zeitgeber 30 und der getriggerten Halteschaltung 37 bewirkt wird, ist daher nur in dem schmalen Drehzahlbereich nicht ganz perfekt, in dem der wieder ansteuerbare Zeitgeber 30 während des relativ kurzen Intervalls des Triggerimpulses 29 abläuft. Schlimmstenfalls führen die Ausgänge der getriggerten Halteschaltung 37 nur während 0,3 ms aus einer Gesamtzeit von jeweils 20 ms einen unrichtigen Signalzustand, also während nur 1,5% der Gesamtzeit. Die der getriggerten Halteschaltung 37 folgende Schaltung hat im wesentlichen eine Tiefpaßfilter-Eigenschaft und filtert daher wirksam diese Abweichungen sehr kurzer Dauer aus dem idealen Ausgangssignal des Drehzahlschalters aus. Der Drehzahlschalter kann daher in der Praxis als ein idealer Schalter angesehen werden, der so eingestellt ist, daß er bei einer geeigneten Drehzahl, typischerweise bei 500 U/m, umschaltet.

Unterhalb von 500 U/m wird der Drehzahlschalter leitend und bewirkt eine elektronische Zündvoreilung. Oberhalb von 500 U/m wird der Drehzahlschaltcr gesperrt und erlaubt die Rückkehr des Zündwinkels in die normale Einstellung.

Dieses Leitendschallen oder Sperren des Drehzahlschalters wird von dem Triggerimpuls 29 eingeleitet, der wiederum aus dem Ausgangssignal der Wechselstromgeneratorwicklung 18 abgeleitet wird. Wie zuvor erwähnt wurde, erzeugt die Wechselstromgeneratorwicklung 18 sechs vollständige elektrische Zyklen pro Umdrehung des Schwungrades. Es gibt daher sechs Triggerimpulse 29 pro Umdrehung, die damit ein Verbessern des Ausgangszustandes des Drehzahlschalters auf den neuesten Stand alle 60° Drehwinkel des Schwungrades bewirken.

Das Einjustieren des Drehzahlschalters wird durch Abgleichen eines von zwei annähernd gleichen RC-Emladenetzwerken bewirkt, die in dem wieder ansteuerbaren Zeitgeber 30 vorgesehen sind. In F i g. 3 ist das erste /ZC-Entladenetzwerk 33 aus einem Kondensator 33s und Widerständen 33b und 41 gebildet. Die Widerstände 41 sind entsprechend gewählte Abgleichwiderständc. Der Widerstand 33£> unterstützt die Aufrech'.erhaltung einer geeigneten Schaltungsarbeitsweise während des Abgleichsvorgangs und puffen das Eingangssignal des Verknüpfungsgliedes 31 gegenüber äußeren Rauschspannungen, die in äußeren Widerständen des Abgleichgerätes vorhanden sein können. Wenn die geeigneten Abgieichwiderstandswerte bestimmt sind, werden die geeigneten Abgleichwiderstände 41 dauerhaft in der Schaltung eingebaut.

Das zweite ÄC-Entladenetzwerk 34 wird aus einem Kondensator 35a und einen Widerstand 356 gebildet. Der Zweck des Widerstandes 35 ist es, wie zuvor erwähnt wurde, das Ausgangssignal des wieder ansteuerbaren Zeitgebers 30, das natürlich identisch mit dem Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 32 ist, während einer kurzen Zeitdauer nach der Beendigung des Triggerimpulses 29 festzuhalten. Dieses ist wichtig, um etwaige logische Zweideutigkeiten zwischen den Eingängen 39 und 40 der getriggerten Halteschaltung 37 zu verhindern.

Der Triggerimpuls 29 am Eingang 39 hat keine ausreichend steile Rückflanke, um eine fehlerfreie Betriebsweise des wieder ansteuerbaren Zeitgebers 30 und der getriggerten Halteschaltung 37 sicherzustellen. Besonders, wenn der wieder ansteuerbare Zeitgeber 30 aus NOR-Gliedern 31 und 32 aufgebaut ist, die Eingangsschwellwertspannungen ausreichend über dem Mittelwert haben, und die aus NAND-Gliedern 38 aufgebaute getriggerte Halteschaltung 37 einen Eingangsschwellwert ausreichend unterhalb des Mittelwertes hat, wird der relativ langsame Übergang der Rückflanke des Triggerimpulses zuerst den wieder ansteuerbaren Zeit-)o geber 30 erneut ansteuern und dann anschließend bewirken, daß die getriggerte Halteschaltung 37 ihren speichernden Zustand annimmt. Ohne den Widerstand 35 könnte die getriggerte Halteschaltung immer die logische 0 des Ausgangssignals des wieder angesteuerten Zeitgebers 30 speichern, selbst wenn der Zeitgeber zuvor abgelaufen ist und an seinem Ausgang ein logisches I-Signal erzeugt hat.

Bei eingebautem Widerstand 35, jedoch sonst unter den gleichen, gerade beschriebenen Bedingungen, bewirkt das Auftreten der Rückflanke des Triggerimpulses 29 zuerst, daß der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 31 einen logischen 1-Zustand annimmt. Kurz danach sinkt die Spannung des Triggerimpulses unter die Schwellwertspannung des Eingangs 39 der getriggerten Halteschaltung 37 und diese nimmt daher sicher ihren Haltezustand an. Schließlich steigt die Spannung an dem Kondensator 35a über den Eingangsschwellwert des Verknüpfungsgliedes 32 an und der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 32 und damit der Eingang 40 der getriggerjo ten Halteschaltung 37 gelangt in den erneut angesteuerten Zustand einer logischen 0. Der Widerstand 35 verlangsamt damit die Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung am Kondensator 35a und blockiert damit wirksam jedes erneutes Ansteuern des Ausgangs des Zeitgebers, bis der Haltevorgang sicher beendet ist.

Zuvor wurde angegeben, daß der Drehzahlschalter in

der Praxis als ein idealer Schalter angesehen werden kann, der so eingestellt ist, daß er bei einer geeigneten Drehzahl, in tpyischer Weise 500 U/m, schaltet. Der Drehzahlschalter 12 der Fig. 1 ist natürlich aus dem wicderansteuerbaren Zeitgeber 30 und der getriggerten Halteschaltung 37 der F i g. 2 und 3 gebildet. Unterhalb von 500 U/m wird der Drehzahlschalter in den leitenden Zustand geschaltet und bewirkt eine elektronische Zündvoreilung in der folgenden Weise:

Unterhalb von 500 U/m hält die getriggerte Halteschaltung 37 das logische 1-Ausgangssignal von dem wieder anstcuerbaren Zeitgeber, das heißt, daß letzterer abgelaufen ist. Der gespeicherte logische 1-Zustand wird festgehalten, bis der nächste die Daten auf den neuesten Stand bringende Triggerimpuls 29 auftritt, wobei dann der logische Zustand 1 beibehalten wird, wenn die Drehzahl unterhalb von 500 U/m liegt, und auf einen logischen Zustand 0 geschaltet wird, wenn die Drehzahl oberhalb von 500 U/m liegt. Dieser Vorgang wiederholt sich jeweils alle 60° der Drehung des Schwungrades.

In F i g. 1 folgt dem Drehzahlschalter die Zündverstell-Elektronik 13, die aus einem Ansprechsteuernetzwerk 42 und einer spannungsgesteuerten Last 43 gebilbo det wird, die an die Leitung 17a für die Sperrspannung vom Kondensator 17 der Zündanlage 8 angeschlossen ist. wie dieses in F i g. 2 und 3 gezeigt ist. Die in F i g. gezeigte Zündanlage 8 ist lediglich beispielhaft dargestellt. Eine vollständigere Beschreibung ist der US-PS b5 40 15 564 zu entnehmen.

Wenn die getriggerte Halteschaltung 37 ein logisches 1-Ausgangssignal von dem wieder ansteuerbaren Zeitgeber 30 speichert, führt der komplementäre Ausgang

186 einen logischen O-Pcgcl, der im wesentlichen tier der Speiseleilting 2fc für die negative Spannung isl und über d;is Anspreehsteuernct/werk 42 die spaniHingsgesteuerte Last 43 einschaltet, die eine schnelle und erhebliche Änderung der Spannung auf der Leitung 17./ und dem Kondensator 17 der Zündanlage 8 bewirkt. Diese Änderung bewirkt eine automatische elektronische Zündvoreilung, nämlich eine stufenartige Änderung, wie sie bei 44 in F i g. 4 gezeigt ist.

Das Ansprechsteuernetzwerk 42 bewirkt eine schnelle, jedoch gesteuerte Einschaltung der elektronischen Zündvoreilung und eine etwas langsamere Rückkehr zu dem normalen Zündwinkel.

Wie es in F i g. 3 gezeigt ist, kann das Ansprcehsteuernelzwerk 42 ein einfaches ftC-Filter-Netzwerk mit einem Kondensator 46 und einem Widerstand 47 sein. Das Netzwerk 42 ist über eine Diode 48 mit dem komplementären Ausgang 38έ>der getriggerten Halteschaltung 37 verbunden. Eine schnelle Zündvoreilung und eine etwas langsamere Zündwiinkelrückkehr zur normalen Einstellung wird einfach durch eine geeignete Wahl des Ladewiderstandes 47 rndder Entladeschaltung erreicht, wobei die Widerstandswerte so gewählt sind, daß die Zeitkonstante zum Aufladen des Kondensators 46 erheblich geringer als die Zeitkonstante zu seinem Entladen ist. Wenn die getriggerte Halteschaltung 37 ein logisches O-Signal an das Ansprechsteuernetzwerk 42 gibt, wird der Kondensator 46 schnell aufgeladen, wodurch das logische Steuersignal an die spannungsgestcucrte Last 43 übertragen wird. Kehrt jedoch das logische Signal auf 1 zurück, so wird das Ansprechsteuernetzwerk 42 von der getriggerten Halteschaltung durch die Diode 48 abgetrennt und der Kondensator 46 entlädt sich langsam über die restlichen Widerstände mit einer Endladezeitkonstante, die länger als die Ladezeitkonstante ist. Eine zufriedenstellende Betriebsweise wurde erreicht bei einem Zeitkonstantenverhältnis von etwa 3,5 : 1.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Widerstand 49 über den Ausgang des Ansprechsteuernetzwerkes 42 derart geschaltet, daß dessen Ausgangsspannung praktisch nicht durch von Einheit zu Einheit bedingte Schwankungen des Eingangssiroms beeinflußt wird, der von der spannungsgcsteuerlen Last 43 gezogen wird.

Die spannungsgesteuertc Last 43 besteht aus einem Transistor 50 hoher Verstärkung und einem Stromrückkopplungswiderstand 51 und ist über den Ausgang des Ansprechsteuernetzwerks 42 geschaltet sind.

Der Transistor 50 hoher Verstärkung ist zusammen mit dem Stromrückkopplungswiderstand 51 in einfacher Weise in einem praktischen Herstellungsprozeß mit einem guten Mali an Gleichmäßigkeit von einer Einheit zu der nächsten herzustellen, insbesondere wenn sie von einem Netzwerk, wie dem Ansprechsteuernetzwerk 42, gespeist sind.

Ein Strombegrenzungstransistor 52 ist über den Eingang des Transistors 50 geschaltet, wobei sein Eingang an dem Stromrückkopplungswiderstand 51 liegt. Der Strombegrenzungstransistor 52 wird bei einem vorgewählten Strom im Widerstand 51 leitend und begrenzt den Ausgangsstrom des Transistors 50. Die Strombe grenzung für den Transistor 50 hoher Verstärkung erlaubt die Erzeugung eines relativ großen Ausgangsstroms bei Leerlaufbedingungen, um die Sperrspannung an dem Vorspannkondensator 17 zu vermindern und eine erhebliche Voreilung des Zündwinkels zu erreichen. Bei hohen Drehzahlen bewirkt jedoch die Strombegrenzung am Transistor 50 einen Schutz für die Hrunnkral'tniiiM'hiiie im l';ille eines Fehlers in der Niedri^dreh/alil Ik'i-'ien/ereiiiheit vor der spaniiiingsgesteu· erlen l.;isi 43. Hei einer maximalen Drehzahl sind /. 15. die Drosselklappen vollständig geöffnet und die Ziin^r> dung isl vollständig voreilend mit Hilfe des herkömmlichen mechanischen Hebelmechanismus eingestellt. Unter diesen Bedingungen könnte eine Explosion und eine Kolbenbeschädigung auftreten, wenn die Zündung weiter erheblich vorverschoben wird. Dieses erfolgt selbst ίο dann nicht, wenn ein Fehler in der Niedrigdrehzahl-Begrcn/.ereinhcit vor den Transistoren 50, 52 auftritt. Bei einem solchen fehlerhaften Zustand ist das Ausgangssignal der Triggerimpulsgeneratoreinheit 7 am stärksten und bewirkt eine maximal erhältliche Aufladung für den Vorspannungskondensator 17 für die Sperrspannung der Zündanlage 8. Eine große Sperrspannung wird daher aus in der Ansprechsteuerschaltung erzeugt.

Bei dieser maximalen Drehzahl ist die Größe des vom Transistor 50 erhältlichen Stroms als Ergebnis der Strombegrenzung, verglichen mit dem großen Ladestrom für den Vorspannungskondensator, der von den großen Zündsignalen der Zündanlage erzeugt wird, klein und kann die Sperrspannung des Vorspannungskondensators 17 nicht merklich verringern. Es wurde festgestellt, daß bei der gezeigten Schaltung die Zündung in typischer Weise nur um 1° voreilen kann, was ein relativ kleiner und sicherer Wert ist.

Ein #C-Filter 53 ist vorgesehen, um das Ausgangssignal des Transistors 50 hoher Verstärkung an den Vorjo Spannungskondensator zu legen. Die Niedrigdrehzahlbegrenzercinheit ist in einer Umgebung angeordnet, in der oft starke Spannungsstöße auftreten die damit an der Ausgangsleitung aufgefangen werder können. Das /iC-Filter 53 verhindert, daß beschädigende Spannungen die Transistoren 50,52 erreichen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Prüfeingang 54 an der spannungsges'.euerten Last 43 zur Erleichterung der Wartung vorgesehen sein. Das Erden des Prüfeingangs sperrt den Transistör 50 und das Wartungspersonal kann die Brennkraftmaschine betreiben, als wenn die Niedrigdrehzahl-Begrcnzcrcinheit nicht vorgesehen wäre.

Fig. 4 zeigt eine grafische Darstellung des Zündwinkels über der Drehzahl des Schwungrades für eine mechanisch festgelegte Ansteuerstelle bei stetigen Betriebsbedingungen, d. h. nach einer Stabilisierung des Ansprechsteuernetzwerkes. Die übliche Drehzahlkennlinie einer Brennkraftmaschine isl durch die Kurve 55 gezeigt. Unterhalb von 500 U/m bleibt die Zündung im wesentlichen bei einem Zündwinkel von 0 und bewegt sich dann allmählich in eine verzögernde Lage. Dieses ist der Kenniinienbereich, der geändert werden muß. um den Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine zu verbessern. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Kennlinie bei der vorgewählten Umschaltdrehzahl, wie bei 500 U/ m, modifiziert, um eine plötzliche, stufenartige Zündvoreilung 44 zu bewirken, die eine erhebliche Größe hat. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eilt die Zündung von 0 auf etwa 9° innerhalb des bevorzugten Änderungsbereiches der Drehzahl vor. die geringer als 10 U/m ist und nimmt dann langsam ab, wenn die Drehzahl stetig vermindert wird. Auf diese Weise tritt eine erhebliche Zündvoreilung innerhalb eines schmalen Drehzahlbereiches auf, der geringer als ± 2% der Leerb5 laufdrehzahl ist.

Die Niedrigdrehzahl-Begrenzereinheit des Ausführungsbeispiels mißt die Drehzahl der Brennkraftmaschine mehrmals während ieder vollständig pn I ImHrphiin<r

der Kurbelwelle und verschiebt elektronisch die Zündimpulse um eine erhebliche Größe in voreilender Richtung, wenn eine Drehzahl unterhalb einer bestimmten Drehzahl erfaßt wird. Die Niedrigdrehzahl-Begrenzereinheit bewirkt daher eine Drehzahl- und Drehmoment-Steuerung zusätzlich zu der, die in herkömmlicher Weise von Hand durch das Bedienungspersonal gegeben ist Die Niedrigdrehzahl-Begrenzereinheit hält die Brennkraftmaschine in Betrieb, solange die elektronische Zündvoreilung ein ausreichendes zusätzliches Drehmoment erzeugt, um die Bedingungen zu kompensieren, die einen Abfall der Drehzahl bewirken würden. Das sehr schnelle Ansprechen der Niedrigdrehzahl-Begrenzereinheit und ihre hohe Verstärkung, die eine große, stufenartige Voreilung 44 bewirken, halten die Brennkraftmaschine selbst dann in einem geeigneten Leerlaufbetrieb, wenn plötzlich eine Schraubenbelastungen auftreten.

Wenn die Brennkraftmaschine eine größere Last, eine größere Druckrückwirkung, einige Fehler bei einer Zündkerze, eine unzureichende Kraftstoffmischung od. dgl. erhält, wird daher die Brennkraftmaschine sich nicht entsprechend verlangsamen, da sie ein ausreichendes zusätzliches Drehmoment als Folge der automatischen Voreilung des Zündwinkels aufbringen kann, um diese Probleme zu beseitigen.

Die Niedrigdrehzahl-Begrenzereinheit bewirkt außerdem eine erhebliche und nachweisbare Verbesserung beim Anlassen der Brennkraftmaschine als Folge ihrer Zündwinkelvoreilung bei niedrigen Drehzahlen. Auch während des Einfahrbetriebes zwingt die Niedrigdrehzahl-Begrenzereinheit die neue Maschine dazu, ein erforderliches zusätzliches Drehmoment abzugeben, um die Reibung zu übertreffen, die als Folge von streng gehenden Kolbenringen und dgl. auftritt. Wenn die Brennkraftmaschine eingefahren ist, wird die Reibung geringer werden und die Niedrigkeitsdrehzahl-Begrenzereinheit erlaubt automatisch, daß die Zündung in die richtig voreingestellte Zündzeitpunktsstellung zurückgelangen kann. Dieses ist nicht nur vorteilhaft vom Standpunkt des Herstellers und des Wartungspersonals, sondern auch wünschenswert für den Benutzer, der seine Brennkraftmaschine nicht zum Händler für die üblichen Neueinstellungen nach der Einfahrdauer bringen muß.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 6 und 5 gezeigt, bei dem die getriggerte Halteschaltung 37 durch eine monostabile Kippschaltung 57 und ein ODER-Glied 60 und der Impulsgenerator 20 durch einen invertierenden Verstärker 58 hoher Verstärkung ersetzt ist. F i g. 6 zeigt schematisch einen Stromlaufplan einer möglichen Schaltung für das in F i g. 5 gezeigte Blockschaltbild. Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 5 und 6 werden monostabile Schaltungen 57 und 59 benutzt, die in Kaskade von Impulsflanken getriggert werden oder durch Signalübergänge erneut ansteuerbar sind. Die in F i g. 6 gezeigten Schaltungen sind als Einheit in Form einer doppelten wiederansteuerbaren monostabilen Schaltung erhältlich. Der invertierende Verstärker 58 ist ebenfalls als Einheit mit einem /weiten ähnlichen Verstärker 60 erhältlich, der in einer ODER-Glied-Bauart geschaltet ist, wie dieses durch die gegenwäiüg entwickelten CMOS-integrierten Schaltungen erreicht wird. Der Verstärker 60 wird benutzt, um die monostabilen Schaltungen 57 und 59 mil dem Ansprechsteuernetzwerk 42 zu verbinden. Die anderen Bauteile der Nicdrigdrchzahl-Begrcnzcreinheit können die gleichen sein, wie sie in den F i g. 2 und gezeigt sind.

Im einzelnen wsist der invertierende Verstärker 58 ein Paar von Transistoren 61 und 62 auf, die über einen Widerstand 63 und eine Ausgangsleitung 64 mit einem Verknüpfungsglied verbunden sind, das den Eingang der ersten monostabilen Schaltung 59 bildet Der Widerstand 63 hat eine asymmetrische Wirkung auf die Ausgangssignalform. Bei der gezeigten Schaltung bewirkt der Widerstand 63 eine vernachlässigbare Verlangsamung des Anstiegs des Spannungssignals auf der Leitung 64 vom negativen Speisepegel auf den positiven Speisepegel und eine erwünschte Geschwindigkeitsvergrößerung beim Abfall des Spannungspegels vom positiven Pegel auf den negativen Pegel. Dieser Unterschied beschränkt das Triggern der ersten monostabilen Schaltung 59 auf den Anstiegs-Spannungsübergang. Es wurde experimentell festgestellt, daß die abfallende Flanke ein unerwünschtes Triggern bewirkt wenn der Übergang relativ langsam ist, wobei der Verstärker 58 zusammen mit dem Widerstand 63 diese Wirkung korrigiert.

Die zweite v/iederansteuerbare monostabile Schaltung 57 ist mit ihrem Eingang mit dem Hauptausgang der ersten monostabilen Schaltung 59 verbunden.

In typische Weise wird die Periodendauer der ersten monostabilen Schaltung 59 auf 20 ms eingestellt, die einer Drehzahl von 500 U/m entspricht. Die Periodendauer der zweiten monostabilen Schaltung 57 würde in typischer Weise etwa 50% größer als die Periodendauer der ersten monostabilen Schaltung, oder etwa gleich 30 ms sein.

Bei Drehzahlen oberhalb von 500 U/m ist die Periodendauer zwischen aufeinanderfolgenden Anstiegsspannungsübergängen auf der Leitung 64 geringer als 20 ms, wodurch die erste monostabile Schaltung 59 erneut getriggert wird, bevor sie zurückschalten kann. Ihr Hauptausgang wird daher stetig auf logischem 1-Pegel gehalten, während ihr komplementärer Ausgang stetig auf den logischen 0-Pegel in bezug auf die negative Speiseleitung 26 gehalten wird.
Die zweite monstabile Schaltung 57 wird vollständig ablaufen und zurückschalten und nicht erneut getriggen werden, da ihr Eingang von der monostabilen Schaltung 59 auf einem stetigen logischen 1-Pegel gehalten wird und die monostabile Schaltung 57, wie zuvor angegeben wurde, eine flankengesteuerte oder durch Signalübergänge gesteuerte Einrichtung ist. Der Hauptausgang der monostabilen Schaltung 57 wird daher stetig au einem logischen 0-Pegel und der komplementäre Aus gang wird daher stetig auf einem logischen 1-Pegel in bezug auf die Leitung 26 gehalten.

Bei diesen beschriebenen Schaltzuständen werden beide Eingangssignale für die Gate-Elektroden de Transistoren 65 und 66 ständig auf logischem 0-Pege gehalten, so daß die Transistoren 65 und 66 gesperr sind.

Die monostabile Schaltung 59, die monostabile Schal tung 57 und das ODER-Glied 60 ergeben zusammen eir einzelnes Funktionselement, das dem Drehzahlschalte 12 der F i g. 1 entspricht und erfüllen daher den gesperr W) ten Zustand des Drehzahlschalters 12 bei Drehzahlei oberhalb der vorgewählten Drehzahl von 500 U/m.

Bei Drehzahlen unterhalb von 500 U/m wird die Pe riodendaucr zwischen aufeinanderfolgenden ansteigen den Spannungsübergängcn auf der Leitung 64 größe als 20 ms und die monostabile Schaltung 59 wird zu rückschaltcn, bevor sie erneut getriggert wird.

Im Zeitpunkt des Zurückschaltcns der monostabile Schaltung 59 und vor ihrem erneuten Triggern, nimm

ihr Hauptausgang logisches O-Potential und ihr komplementärer Ausgang logisches 1-Potential an. Der Transistor 65 wird zu diesem Zeitpunkt leitend.

Beim erneuten Triggern der monostabilen Schaltung 59 bewirkt ihr Hauptausgang, daß die monostabile Schaltung 57 angesteuert wird. Der komplementäre Ausgang der monostabilen Schaltung 59 wird auf den logischen O-Zustand zurückkehren und der Transistor 65 wird gesperrt. Jedoch wird jci/.l die monostabile Schaltung 57 zurückgeschaltet und während etwa der nächsten 30 ms erhält ihr Hauptausgang eine logische 1, so daß während dieser Zeitdauer der Transistor 66 leitend ist Die monostabile Schaltung 57 hilft damit der monostabilen Schaltung 59. ein sledges Eingangssignal an das Ansprechsteuernetzwerk 42 über die Transistoren 65 und 66 zu geben.

Nachdem die monostabile Schaltung 59 zurückgeschaltet wurde, wird der Transistor 65 erneut leitend. Die monostabile Schaltung 59 benötigt nicht langer eine Hilfe von der monostabilen Schaltung 57, jedoch bleibt der Transistor 66 infolge der längeren Erregungszeit der monostabilen Schaltung 57 für mindestens weitere 10 ms leitend. Dieses Überlappen der beiden monostabilen Schaltungen und ihrer zugeordneten ODER-Transistoren ist nicht kritisch oder bedenklich, jedoch sollte diese Überlappung auf einem praktischen Minimum gehalten werden.

Damit wurde gezeigt, daß die monostabilen Schaltungen 59 und 57 und die ODER-Schaltung 60 zusammengenommen dem Drehzahlschalter 12 der F i g. 1 äquivalent sind und auch einen leitenden Zustand des Drehzahlschalters 12 bei Drehzahlen unterhalb der gewählten Drehzahl von 500 U/m bewirken können.

Insgesamt schaffen die zwei monostabilen Schaltungen und die ODER-Schaltung eine zufriedenstellende Drehzahlschaltfunktion zum Betätigen der spannungsgesteuerten Last, wie dieses zuvor beschrieben und gezeigt wurde.

Obwohl auch das zweite Ausführungsbeispiel de! Erfindung ein zufriedenstellendes System schafft, sind die Bauelementkosten etwas höher als die des bevorzugten Ausführungsbeispiels und unter bestimmten Prüfbedingungen wurde festgestellt, daß das zweite Ausführungsbeispiel anfälliger gegenüber einer unerwünschten Triggerung durch hochfrequente Störsignalc ist. Andere Ausführungsbeispiele sind ebenfalls möglich. So kann z. B. eine Schaltung aufgebaut werden, die ein wiederaufladbares /fC-Zeitgebernetzwerk benutzt, wobei das geformte Ausgangssignal des Stators an das wicderaufladbare /?C-Zeitgebernetzwerk gegeben wird, dessen Ausgangssignal an einen Differenzverstärker gegeben wird, um geeignete Signale an das Ansprechsteuernetzwerk zu legen. Obwohl diese einen zufriedenstellenden Betrieb zeigt, sind die Kosten, die Reproduzierbarkeit, die Anfälligkeit gegenüber einer hochfrequenten Störung und dgl. weniger zufriedenstellend als bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen, so daß diese nicht weiter erläutert wird. Außerdem können ohne weiteres auf Grund der Entwicklung integrierter Schaltungen die langkettige Zähler, Mikrocomputer u. dgl. umfassen, andere Niedrigdrehzahl-Begrenzereinheiten angegeben werden, indem die erfindungsgemäße Lehre benutzt wird, um deren Funktionen und Ergebnisse zu erhallen. So können z.B. Mikrocomputer oder Mikroprozessoren in einer logischen Weise so programmiert werden, daß sie die gewünschte Funktion bewirken, die durch die Erfindung und insbesondere das bevorzugte Ausführungsbeispiel erreicht wird. Bei einem solchen rechnergesteuerten S>siem kann ein auf eine geeignete Drehzahl bezogenes Unterbrechungssignal aus dem geformten Statorsignal und durch geeignetes Verarbeiten von aufeinanderfolgenden Unterbrechersignalen erzeugt

werden und der Mikrocomputer kann ohne weiteres die entsprechende Drehzahl bestimmen und ein Ausgangssignal erzeugen, das dem des Drehzahlschalters entspricht. Eine geeignete weitere inlerne Verarbeitung eines solchen Signals kann selbst die Erzeugung der

ίο schnellen Voreilungswirkung und der etwas langsameren Verzögerungsbewirkung ermöglichen, die jetzt mit Hilfe des Ansprechsteuernetzwerkes 42 erreicht wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Zündanlage zur Verstellung des Zündzeitpunktes bei Brennkraftmaschinen mit einer Vorrichtung, die ein drehzahlabhängiges Signal erzeugt, das einer Schaltvorrichtung zugeführt wird und durch das über eine Zündzeitpunkt-Verstellelektronik eine Zündspannungserzeugerstufe steuerbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (11,12) bei einer Drehzahl unterhalb einer vorgewählten minimalen Drehzahl anspricht und ein Signal an die Zündzeitpunkt-Verstellelektronik (13) abgibt, und daß die Zündzeitpunkt-Verstellelektronik (13) bei Auftreten des Si- π gnals sprungartig, nämlich in einem Bereich zwischen plus und minus 5% der vorgewählten minimalen Drehzahl, die Voreilung des Zündwinkels um etwa 9^C vergrößert.

2. Zündanhge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (11, 12) bei Über- bzw. Unterschreiten der vorgewählten minimalen Drehzahl vollständig »aus-« bzw. »ein«-geschaltet wird.

3. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkt-Verstellelektronik (13) eine unterschiedliche Ansprechgeschwindigkeit hat mit einem bei einer bestimmten Drehzahl sprungartig voreilenden Zündwinkel und einem daran anschließenden Be- jo reich nahezu linear abfallender Zündwinkelvorverstellung, sofern die Drehzahl der Brennkraftmaschine über die bestimmte Drehzahl hinaus abfällt.

4. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkt-Verstellelektronik (13) die sprungartige Voreilung des Zündwinkels nur im unteren Drehzahlbereich erzeugen kann.

5. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dreh- 4<i zahlabhängige Signal in Form mehrerer Impulse pro Umdrehung erzeugt wird und daß die Schallvorrichtung (11, 12) das Signal an die Zündzeitpunkt-Verstellelektronik (13) abgibt, wenn die Frequenz der Impulse unter eine Impulsfrequenz fällt, die der vor- λ-, gewählten minimalen Drehzahl entspricht.

6. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (M, 12) eine Signalformerschaltung (U) aufweist, der das drehzahlabhängigc Signal in Form mehrerer Impulse für jede so vollständige Zündfolge der Brennkraftmaschine zugeführt wird und die jeden Impuls in einen Rechteck-Impuls formt, und daß die Schaltvorrichtung (11, 12) eine der Signalformerschaltung (11) nachgeschaltete drehzahlabhängige Schaltcreinrichtung (12) aufweist, die einen wieder ansieuerbaren Zeitgeber (30 oder 57, 59) mit nachfolgender digitaler Logikschallung (3⁷ oder 60) besitzt, deren logischer Ausgangszustand abhängig von der der vorgewählten minimalen Drehzahl entsprechenden Impulsfre- m> quenz ist und ferner vom Zeitgeber (30 oder 57, 59) bestimmt wird, wobei der erste logische Ausgangszustand bei einer Impulsfrequenz oberhalb der der vorgewählten minimalen Drehzahl entsprechenden Impulsfrequenz und der zweite logische Ausgangs- h^r> zustand demjenigen unterhalb der der vorgewählten minimalen Drehzahl entsprechenden Impulsfrequenzentspricht.

7. Zündanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Logikschahung (37 oder 60) und eine Last (43) ein Ansprechsteuernetzwerk

(42) geschaltet ist, daß an die Last (43) beim Übergang der digitalen Logikschaltung (37 oder 60) vom ersten in den zweiten Ausgangszustand ein Steuersignal unmittelbar anlegt und beim umgekehrten Übergang verzögert unterbricht

8. Zündanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber einen mit der Signalformerschaltung (11) verbundenen Impulsgenerator (20) und eine vom Impulsgenerator angesteuerte monostabile Kippschaltung (30) aufweist und daß die digitale Logikschahung (37) Haupt- und komplementäre Ausgänge (38a, 3&b) aufweist, sowie einen mit dem Impulsgenerator (20) verbundenen ersten Eingang und einen mit der monostabilen Kippschaltung (30) verbundenen zweiten Eingang hat, und ein Hauptausgangssignal erzeugt, das dem augenblicklichen Zustand des zweiten Eingangs zu dem Zeitpunkt entspricht, zu dem das erste Eingangssignal unter den Ansteuerschwellenwert der digitalen Logikschaltung (37) fällt

9. Zündanlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber erste und zweite, in Reihe geschaltete rüc!;setzbare monostabile Kippschaltungen (59, 51) hat, und daß die Schaltereinrichtung (12) ein mit den monostabilen Kippschaltungen (59,51) verbundenes, zwei Eingänge aufweisendes ODER-Glied (60) besitzt.

10. Zündanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündsteuerung (8) einen in Sperrrichtung vorspannenden Kondensator (17) hat. der von einem Zündsystem-Triggerimpulsgenerator (7) aufgeladen wird, um einen konstanten Zündwinkel, abhängig von der Drehzahl beizubehalten, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsgesteuerte Last

(43) der Zündzeitpunkt-Verstellelektronik (13) die Ladung vom Vorspannungskondensator (17) abfließen läßt und einen Steuereingang hat, der mit dem Ansprechstcuernetzwerk (42) verbunden ist sowie einen Ausgang (53) hat, der mit dem Vorspannungskondensaior (17) verbunden ist, um dessen Ladung abfließen zu lassen und damit die Vorspannung in Spcrrichtung für die Ansteuerung zu vermindern, um eine elektronische Zündvoreilung unterhalb der vorgewählten Drehzahl zu bewirken, und daß eine .Strombegrenzungseinrichtung (52) in der spaniHingsgesteuerten Last (43) zum Begrenzen des maximalen L;\ststroms vorgesehen ist.

11. Zündanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsgesteuerte Last (43) ein erster Hochverstärkungstransistor (50) ist. dessen Basis mit dem Ansprechsteuernetzwerk (42) verbunden ist und eine negative Strom-Rückkopplung hat, die durch einen mit dem Emitter des ersten Transistors (50) in Reihe geschalteten Stromrückkopplungswiderstand (51) gebildet ist, und daß die .Strombegrenzungseinrichtung (52) ein zweiter Transistor ist, dessen Eingang mit dem Stromrückkopplungswiderstand (51) verbunden ist und dessen Ausgang so geschaltet ist, daß er die Steucrspanniing vermindert, wenn der Strom in dem Strombcpren/iingswiderMand(51)zu groß wird.