DE3111856C2

DE3111856C2 - Elektronisch geregeltes Zündsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3111856C2
Application number: DE3111856A
Authority: DE
Inventors: Christoph Ing.(grad.) 3180 Wolfsburg Dömland; Willy 7103 Schwaigern Minner
Original assignee: Telefunken Electronic 7100 Heilbronn GmbH; Telefunken Electronic GmbH; Volkswagen AG
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 1981-03-26
Filing date: 1981-03-26
Publication date: 1992-10-08
Also published as: GB2095748B; DE3111856A1; GB2095748A; US4479479A; JPS57210162A; JPH022470B2

Abstract

Die Anmeldung betrifft ein elektronisch geregeltes Zündsystem, bei dem der Einsatzzeitpunkt des durch die Primärwicklung der Zündspule fließenden Primärstroms drehzahlabhängig so geregelt ist, daß dieser Strom erst kurz vor dem Zündzeitpunkt den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht. Zur Vermeidung von Zündaussetzern bei periodischen Drehzahlschwankungen im unteren Drehzahlbereich wird unmittelbar vor dem Zündzeitpunkt festgestellt, ob der Primärstrom den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht hat. Bei nicht ausreichendem Primärstrom, wird die elektronische Regelung für einen definierten Zeitraum abgeschaltet und der Einsatzzeitpunkt des Primärstroms direkt vom Steuersignal des Zündimpulsgebers abgeleitet. Nach Ablauf der Abschaltzeit wird die elektronische Regelung wieder kontinuierlich und automatisch wieder herbeigeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisch geregeltes Zündsystem für eine Brennkraftmaschine, bei dem der Einsatzzeitpunkt des durch die Primärwicklung der Zündspule fließenden Primästroms drehzahlabhängig so geregelt ist, daß dieser Strcrr: erst kurz vor dem durch das Steuersignal eines Zündimpuls^bers bestimmten Zündzeitpunkt den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht Ein derart elektronisch geregeltes Zündsystem ist beispielsweise Gegenstand des älteren Patents 30 34 176 (DE-PS 30 34 176).

Verbrennungsmotoren weisen in der Anlaufphase bis zu einer Drehzahl von ca. 1000 Umdr/min extreme Beschleunigungsänderungen der Motorwelle auf. Diesen starken Beschleunigungsänderungen können die bekannten, von der Motorwelle gesteuerten, elektronisch geregelten Zündsysteme nicht schnell genug folgen, so daß es unter Umständen zu Zündaussetzern kommt Wenn diese Zündaussetzer periodisch auftreten, kommt es zu einer unrunden Laufweise des Motors, und ein Hochlauf des Motors nach dem Start ist nicht gewährleistet. Eine Abhilfe durch generelle Änderung der Regelzeitkonstante des elektronischen Zündsystems ist nicht möglich, da die Regelung auch den Beschleunigungsänderungen bei mittleren und hohen Drehzahlen ausreichend schnell folgen muß.

In der DE-OS 29 00 480 ist ein digitales Schaitungssystem angegeben, das im wesentlichen über gesteuerte Zähler (12) und (24) eine drehzahlabhängige Offenzeit auszählt und die in der Periode noch verbleibende Zeit für die Schließzeit heranzieht Zur Triggerung dieses Systems ist dabei ein Wieganddraht erforderlich, durch den mittels seines negativen Nadclimpulses in der Logikschaltung des Systems dafür gesorgt wird, daß auch Drehzahlschwankungen im unteren Drehzahlbereich aufgefangen werden können, so daß ausreichend Primärspulenstrom zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisch geregeltes Zündsystem abzugeben, bei dem Zündaussetzer bei periodischen Drehzahlschwankungen sicher vermieden werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß unmittelbar vor dem Zündzeitpunkt festgestellt wird, ob der Primärstrom (Ipr) den für die Zündung erforderlichen Wert erreicht hat, daß bei nicht vorhandenem oder

nicht ausreichend großem Primärstrom zur Vermeidung von Zündaussetzern (ZA) bei periodischen Drehzahlschwankungen die elektronische Regelung für einen definierten Zeitraum (Tmi) abgeschaltet und der Einsatzzeitpunkt des Pripiärstroms direkt vom Steuersignal (Uin) des Zündimpulsgebers (4) abgeleitet wird, und daß nach Beendigung des definierten Absehalt/eitraums (Tmi) der elektronisch gesteuerte Itcgcl/ustand kontinuierlich und automatisch wieder herbeigeführt wird.
Bei dem erfindungsgt;iiäüen elektronisch geregelten Zündsystem wird vorzugsweise aus der Verweildauer des Primärsiroms im, oder über dem, für die Zündung erforderlichen Wert ein Prüfimpuls abgeleitet mit dem die an einem Kondensator anliegende Spannung veränderbar ist Diese Kondensatorspannung wird mit einer festen Vergleichsspannung verglichen, wobei sich aus diesem Vergleich ergibt ob der Primärstrom vor einem vom Steuersignal des Zündimpulsgebers vorgegebenen Zündzeitpunkt einen ausreichend großen Wert erreicht

ίο hat. 1st dies nicht der Fall, wird eine Funktion ausgelöst durch die die elektronische Regelung für einen definierten Zeitraum abgeschaltet wird. Der genannte Kondensator wird nur durch die Prüfimpulse entladen und ansonsten aufgeladen. Die Impulsdauer der Prüfimpulse entspricht vorzugsweise der Verweildauer des Primärstroms im, oder über dem, für die Zündung erforderlichen Wert Die Auflade- und Entladezeitkonstante der Spannung am erwähnten Kondensator wird so gewählt daß diese Spannung bei einem dun.« einen Prüfimpuls bedingten Entladevorgang stets unter den Wert der Vergleichsspannung sinkt und im nachfolgenden Aufladevorgang stets über den Wert der Vergleichsspannung ansteigt Für den Vergleich der beiden Spannungen ist vorzugsweise ein Komparator vorgesehen, der im — durch das Steuersignal des Zündimpulsgebers vorgegebenen — Zündzeitpunkt für den Spannungsvergleich kurzfristig aktiviert wird.

Zur Aktivierung des Komparators werden vorzugsweise jeweils mit Beginn der Zündphase aus den die Zündung einleitenden Impulsflanken des Steuersignals Aktivierungsimpulse abgeleitet Diese Aktivierungsimpulse werden beispielsweise durch Differenzieren des vom Zündimpulsgeber abgegebenen Steuersignals und nachfolgender Unterdrückung der von den positiven Flanken des Steuersignals herrührenden Impulse gewonnen. Der durch die Aktivierungsimpulse getriggerte Komparator wird nur dann ein Ausgangssignal abgeben, wenn bei vorhandenem Aktivierungsimpuls die K( jdensatorspannung über der Vergleichsspannung liegt.

Bei vorhandenem Ausgangssigna! am Komparator wird beispielsweise eine dem Komparator nachgeschaltete monostabile Kippstufe vom stabilen in den quasistabilen Zustand übergeführt, wobei durch diesen Schaltvorgang die elektronische Regelung für einen von der Verweildauer der Kippstufe im quasistabilen Zustand bestimmten Zeitraum abgeschaltet wird. Dieser Abschaltzeitraum wird wenigstens einige Perioden des vom Zündimpulsgeber abgegebenen Steuersignals umso fassen. In einer Ausführungsform kann die Abschalueit ca. 30C msec— 1,5 sec betragen.

Das elektronisch geregelte Zündsystem mit der erfindungsgemäßen Abschaltung der Regelung während eines begrenzten Zeitraums eignet sich insbesondere zur Verwendung innerhalb eines Systems, bei dem der Einsatzpunkt des Primärstroms vom Schnittpunkt der negativen Flanke eLer aus dem Steuersignal des Zündimpulsgebers abgeleiteten sägezahnförmigen Spannung mit einer Referenzspannung bestimmt wird.

Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispicles näher erläutert werden.

Die F i g. 1 zeigt ilen prinzipiellen Aufbau des Zündsystem*. Aus den Diagrammen der

b5 Fig. la—If ergibt sich die Wirkungsweise des elektronisch geregelten /.iindsysiems. Die

Fig. Ig und lh zeigen den prinzipiellen Schaltungsaufbau zur Erzeugung der in den Diagrammen Her

Fig. la—If vorkommenden siigezahnförmigen Spannungsverläufe. Aus den Diagrammen der

Fig. 2a —2c ergibt sich das Entstehen störender Zündaussetzer.

F i g. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Schaltungsteils durch den die elektronische Regelung für einen begrenzten Zeitraum außer Kraft gesetzt wird. Die

F i g. 4 zeigt eine Detailschaliung der Abschaltclcktronik.

Aus den Diagrammen der

Fig. 5a —5g ergibt sich die Wirkungsweise der Abschaltclektronik beim Auftreten eines Zündaussetzers.

Aus den Diagrammen der

F i g. 6a —bd ergibt sich die Wirkungsweise der kontinuierlichen und automatischen Wiedereinschaltung des elektronisch geregellen Zündsystems nach Ablauf des rtrfimi-rion Abschaltzeitraums.

In der F i g. I ist der Motor I mit den Zylindern und der Motorwelle 2 angedeutet. Die Motorwelle steuert über ein Getriebe 3 den Zündimpulsgcber 4, der ein elektrisches Ausgangs;ignal A bzw. Ui\ gemäß Fig. la liefert. Dieses Steuersignal Ui\ wird auf das elektronisch geregelte Zündsystem 5 gegeben, dessen Ausgangssignal B seinerseits den Primärstrom durch die Zündspule 6 steuert. Der Primärstrom der Zündspule wird von der angeschlossenen Batterie 8 geliefert. Die Zündimpulse gelangen vom Sekundärkreis der Zündspule 6 über den Zündverteiler 7 /u den einzelnen Zündkerzen des Verbrennungsmotors I.

Im Diagramm der Fig. la ist das am Ausgang des Zündimpulsgebers 4 anstehende Steuersignal Um dargestellt, wobei jeweils die vom High- zum Low-Pcgel gehende Flanke zum Zeitpunkt /ι die Zündung auslöst. Der Low-Zustand des Steuersignals ι'Λ.ν während der Zeit t_: — t2 nennt man die Zündphase. Im High-Zustand des Steuersignals Ui\ in der Zeit zwischen ti und fi, die auch als Koniaktschließzeii bezeichnet wird, kann der Primärstrom durch die Zündspule fließen. Das Verhältnis der Kontaktschlicßzeit zur Periode T wird als Schließwinkel bezeichnet.

Im Diagramm der Fig. Ib ist der Primärstrom durch die Zündspule bei einem mechanischen Zündsystem dargestellt. Der Strom wird dabei auf einen bestimmten Ampiitudenwert /,-,^,,„der für die Zündung ausreichend ist. begrenzt. Wie man dem Diagramm entnehmen kann. beginnt der Primärstrom am Zeitpunkt t; zu fließen und erreicht insbesondere im unteren Drehzahlbereich des Motors bereits lange vor dem Zündzeitpunkt f] seinen Maximalwert.

Elektronisch geregelte Zündsysteme haben zum Ziel. die Verluste, die sich aus der langen Verweildauer des Primärstroms in seinem Maximum ergeben, zu vermeiden. Die genannten Verluste, die als Wärme in der Zündspule umgesetzt werden, ergeben eine unnötig hohe Batteriebelastung. Elektronische Zündsysteme haben deshalb die Aufgabe, den Primärstrom erst kurz vor der Zündung in einer für die Zündung ausreichenden Größe zur Verfügung zu stellen. Bei elektronisch geregelten Zündsystemen hat daher der Primärstrom einen Verlauf gemäß dem Diagramm Fig. Ic. Daraus ergibt sich, daß der Primärstrom zeitverzögen gegenüber dem mechanischen System erst zu einem Zeitpunkt U einsetzt und zum Zeitpunkt fs. der^kurz vor Beginn der Zündphase zum Zündzeitpunkt f j liegt, seinen Maximalwert Ipr „,.j, erreicht

Wie diese Regelung des Primärstroms erreicht wird, ergibt sich beispielsweise aus dem älteren Patent 3034 ;76 (DE-PS 30 34 176). Die Wirkungsweise soll nochmals anhand der Diagramme Id-If und der Prinzipschaltungcn gemäß der Fig. Ig und lh erläutert werden.

Während der Low-Zeit zwischen t\ und f₂ des Steuer-■5 signals Uin gemäß Fig. la, die der Zündphase entspricht, wird gemäß der F i g. Ig ein Kondensator Q mit dem Strom Ii ι geladen und in der Zeit h— fi in der High-Phase des Steuersignals mit dem Strom h \ entladen, wodurch sich am Kondensator Ci gemäß Fig. Id

in die siigezahnforrnige Spannung (Λ ι einstellt. Diese Spannung U- : wird mi' einer Referenzspannung Umi verglichen, wobei der Schnittpunkt der negativen Flanke der sagc/ahnförmigcn Spannung ίΛ ι mit der in Fig. Id konstant angenommenen Referenzspannung

Ii den Zeitpunkt bestimmt, der den Strom in der Primärwicklung freigibt. Die miteinander verglichenen Spannungen Kcmiiß 1·' ig. Id schneiden sich beispielsweise im Zeilpunkt h, der somit identisch ist mit dem Beginn des Stromflusses in der Primärwicklung. Wie das Ausgangssignal, das den Primärstrom freigibt, aus dem Spannungsvergleich gewonnen werden kann, ergibt sich beispielsweise aus dem älteren Patent 30 34 176 (DE-PS 30 34 176).

Die Referenzspannung Urf^soW im Gegensatz zu der Darsisllung in F i g. Id vorzugsweise drehzahlabhängig sein. d?mit die Anstiegszeit des Spulenstroms, die praktisch nur von der Spuleninduktivität und der Batteriespannung abhängig und damit drehzahlunabhängig ist, ausgeglichen wird Dieser Ausgleich kann mit Hilfe ei-

jo ner sägezahnförmigen Referenzspannung gemäß der Fig. If herbeigeführt werden. Hierzu wird gemäß Fig. lh ein /weiter Kondensator C7 mit einem Konstantstrom Λ: aufgeladen und durch einen zweiten Strom In bei Betätigung des Schalters S> entladen. Der

Ji Strom /ifj wird nur wahrend der Zeit eingese'naiiei, in der der Primärspuicnstrom /?_r in seinem Maximum /prm.,, verweilt. Der Schalter Sj in der Fi g. lh muß daher mit Hilfe eines Impulses gesteuert werden, der in der Fig. Ic dargestellt und aus der Verweildauer des Primärspulenstroms in seinem Maximum in der Zeit fs — h abgeleitet wird. Wie ein derartiger Impuls gewonnen werden kann, ergibt sich beispielsweise aus dem älteren Patent 30 15 939(DE-PS 30 15 939).

Wählt man beispielsweise den Entladestrom /rI Imal größer als den Ladestrom Ilz, dann regelt sich das System selbsttätig so. daß die Verweilzeit des Stromes I_pr im Maximum I₀, -..„ elwa 10% der Gesamtperiode T umfaßt. Die Referenzspannung URErgemäß der Fig. If steigt gering solange an, bis der Strom l_pr dr ch die Primärspule seinen Maximalwert l_prm^x erreicht hat und fällt dann während der Verweildauer t_c des Primärstroms in seinem Maximum stärker ab. Die impulse ic die den Entladevorgang steuern, beginnen bei /5 kurz vor dem Zündzeitpunkt und enden im Zündzeitpunkt f j.

Die Referenzspannung Uref muü. damit eine elektronische Regelung des Zündvorganges eintritt, am Ende der Zündphase zum Zeitpunkt /2 unter der Kondensatorspannung Uc\. die zu diesem Zeitpunkt ihr Maximum erreicht, liegen. Erwähnt sei noch, daß bei einem elektronisch geregelten Zündsystem Mittel vorgesehen sind, durch die am Beginn einer Zündphase zum Zündzeitpunkt f3 der Kondensator G völlig entladen wird, so daß jeder nachfolgende Ladevorgang von der 0-Volt-Linie ausgeht Wie dies bewerkstelligt wird, ergibt sich gieichfalls aus dem bereits erwähnten älteren Patent 30 34 176 (DE-PS 30 34 176).

Kommt es in der Anlaufphase des Motors bei sehr niedrigen Drehzahlen zu den bereits erwähnten Zünd-

aiissetzcrn, dann hat das Ausgangssignal Uin den in Fig. 2a dargestellten Verlauf. Aus dem Diagramm ergibt sich, daß in der zweiten dargestellten Periode P-i die Zündphase zu Lasten der Kontaktschließzeit gegenüber der ersten und der dritten Periode verlängert wurde. Der Reiche Fehler tritt wiederum in der vierten noch dargestellten Periode Pi₁ auf. Daraus ergibt sich bei dem elektronisch geregelten Zündsystem ein Verlauf der Kondensatorspannung LVi und der Referenzspannung Uhm- gemäß Fig.2b. Aufgrund der wesentlich verlängerten Zündphase des Steuersignals Uin. steigt die Spannung LVi in der Periode Pi auf einen wesentlich höheren Wert gegenüber der vorangegangenen Periode Pi an. In der auf die Low-Zeit der Periode Pt folgenden verkürzten High-Zeit kann die Spannung LVi nicht mehr unter die Referenzspannung Ihn fallen, so daß es gemäll K ι g. 2c zu einem Zündaussetzer ZA komrm. Die Referenzspannung Uhi-i- wird daher auch am Ende der zweiten Periode aufgrund des fehlenden f,.-Impulses nicht abgesenkt, sondern steigt weiter an, so daß in der dritten Periode Pi der Schnittpunkt der Referenzspannung mit der Spannung LVi über der Schnittstelle in der ersten Periode P\ liegt. Dadurch beginnt der Primärstrom gemäß F i g. 2c nunmehr zu einem früheren Zeitpunkt zu fließen, so daß die Verweildauer t_e' des Primärstroms in seinem Maximum größer als die sich aus der ersten Periode ergebenden Zeit t_c ist. In der vierten noch dargestellten Periode P* kommt es aufgrund der verlängerten Low-Zeit des Steuersignals und der entsprechend reduzierten High-Zeil wiederum zu einem Zündaussetzer. Die Referenzspannung wird in der dritten Periode aufgrund der vergrößerten Verweilzeit r/ des Priir.ärstroms in seinem Maximum wieder stärker entladen. Aufgrund dieser iVirkungstneciiaiiisineii kann es zu einem eingcschwungenen Zustand des Ziindsystems kommen, bei dem auch durch eine vermehrte Kraftstoffzufuhr die Motordrehzahl nicht mehr beeinflußt werden kann, so daß ein Hochlauf des Motors nach dem Start nicht gewährleistet ist.

Dieses Fehlverhalten wird erfindungsgemäß durch das Zurückziehen auf den, durch die mechanische Kontaktschließzeit bedingten, Stromverlauf in der Primärspule während einer befristeten Zeit aufgehoben. Eine hierfür geeignete Prinzipschaltung zeigt die Fig.3 in Verbindung mit den Diagrammen der Fig.5a—5g. In der F i g. 5a ist nochmals das Steuersignal Um bei periodisch auftretenden Zündaussetzern dargestellt. Die Schaltung nach der F i g. 3 enthält einen Kondensator Ci, der mit einem Strom Il ι aufgeladen wird. Über einen Schalter St wird der Kondensator CZ in der Zeit ti, die der Verweildauer des Primärstroms in seinem Maximum entspricht, entladen. Der daraus sich ergebende Verlauf der Spannung Uci am Kondensator Ci ist in der F i g. 5f dargestellt. Die F i g. 5c zeigt den Verlauf der Spannung Uc\ am Kondensator C\ und den sägezahnförmigen Verlauf der Referenzspannung Urhf. während in F i g. 5d der zugehörige Verlauf des Primärstroms I_pr und in Fig.5e die Impulse dargestellt sind, die sich aus der Verweildauer t_c des Primärstroms in seinem Maximum /prm» ergeben. Die Spannung Urs am Kondensator Ci gemäß F i g. 5f wird mit einer Vergteichsspannung Uv an einem Komparator Aw gemäß F i g. 3 verglichen. Die Festspannung Uv ist gemäß F i g. 5f beispielsweise halb so groß wie die maximale Spannung Ua am aufgeladenen Kondensator Cj.

Wie man der Fig.5f entnimmt, sinkt die Spannung Uci am Kondensator Cz während der Entladezeit t_e auf einen Wert ab, der unter dem der Vergleichsspannung Uvliegt und steigt in der nachfolgenden Ladephase stets auf einen Wert an, der oberhalb der Vergleichsspannung liegt.

Am Ende der zweiten Periode Pi des Steuersignals ergibt sich aus den bereits erläuterten Gründen ein Zündaussetzer ZA, da gemäß F i g. 5d im Zündzeitpunkt in der Primärspule kein Strom l_pr geflossen ist. Daraus ergibt sich, daß zu diesem Zeitpunkt auch kein Impuls gemäß F i g. 5e während einer Zeit t_e vorhanden ist, der den Kondensator C) entladen könnte. Im Zündzeitpunkt nach der zweiten Periode Pi des Steuersignals liegt somit die Spannung U₁ ι am Kondensator C> über dem Wert der Vergleichsspannung Uv-Gemäß der Fig. 3 wird die Spannung Uv mit der Spannung LVi an einem Komparator K verglichen. Dieser Vergleich wird vorzugsweise so durchgeführt, daß der Komparator K nur während einer kurzen Zeitspanne zu Beginn jeder Periode des Steuersignals aktiviert wird.

Dem Komparator K wird deshalb ein Triggersignal U ι rimer gemäß F i g. 3 zugeführt, das durch Differenzieren mit Hilfe eines Differenziergliedes Daus dem Steuersignals Uin gewonnen wird. Als Triggerimpulse mit der Zeitdauer t_x gemäß F i g. 5b werden nur die von den negativen, die Zündung einleitenden Flanken des Steuersignals abgeleiteten Impulse verwendet. Der Komparator K wird somit nur bei vorhandenen Triggerimpulsen gemäß F i g. 5b aktiviert. Am Ende der ersten Periode liegt gemäß F i g. 5f die Kondensatorspannung Un unter der Vergleichsspannung Uv. so daß der Komparator K kein Ausgangssignal abgibt. Am Ende der zweiten Periode Pi liegt dagegen aufgrund des veränderten Steuersignals L'wdic Spannung Uc > über dem Wert Uv, und der Komparator K gibt ein Steuersignal gemäß Fig.5g ab, durch d2S eine die elektronische Re^tJ?!üP°' zeitweise abschaltende Funktion ausgelöst wird.

Diese Funktion besteht gemäß der Fi g. 5c beispielsweise darin, daß die Referenzspannung Üru bei einem auftretenden Ausgangssignal LW am Komparator K auf einen Wert Umi* angehoben wird, der in jedem Fall höher ist als die maximale Spannung U₁ ι am Kondensator Cu Dadurch wird die elektronische Regelung abgeschaltet und der Primärstrom fließt in den nachfolgenden Perioden des Steuersignals Uin bereits mit dem Beginn der High-Phase. Dadurch vergrößert sich die Verweildauer te bzw. f_t." des Primärstroms gemäß den F i g. 5d und 5e in den nachfolgenden Perioden P> und Pi, so daß der Kondensator Ci in den Entladephasen gemäß Fig.5f entladen wird. Die Zeitkonstanten des Kondensators Ci für den Auf- und Entladevorgang sind so gewählt, daß entsprechend der F i g. 5f bei jedem Ladevorgang die Vergleichsspannung Uv sicher überschritten wird.

Eine Schaltung zur Erzeugung des Triggersignals Ur_r,_Kfer gemäß F i g. 5b und für den Vergleich der Spannungen Uc ι und Uv gemäß F i g. 5f ist in F i g. 4 dargestellt. Das Steuersignal Uin wird über den Transistor Ti auf das Differenzicrglied aus dem Widerstand Ro und dem Kondensator Ci gegeben. Am nachgeschalteten

W) Transistor Ti werden die von den positiven Flanken des Steuersignals Uin herrührenden Trigger-Impulse unterdrückt, so daß am Kollektorwiderstand Ri des Transistors Tj nur noch Triggersignale gemäß der F i g. 5b anstehen Diese Trigger-Impulse werden am Transistor Ti invertiert, so daß der Transistor Ta des Differenzverstärkers aus den Transistoren T* und 7s bei jedem auftretenden Trigger-Impuls gesperrt wird.

in der F i g. 4 ist ferner der Kondensator C] darge-

siciil, an dem die Spannung LI, ι gemäß der F i g. 5f ansteht. Der Kondensator Ci wird mit Hilfe des Transistors Tk. der nur wahrend der Verweildauer I,- des Primärstroms in seinem Maximum durchgeschallel wird, entladen und über R₁ geladen. Der Kondensator Ci isl ^r, über einen al· Diode geschalteten Transistor T₁ und einen nuchgesdiiillctcn Transistor 7i, an die Basiselektrode des Transistors A, des Diffcrenzverslärkeis angeschaltet. Die Transistoren 7_t\ und T₁ werden nur dann durehgesteiicrt, wenn die Spannung /Vi größer als in 2 Um ~ 1,5 V ist. Da der Kondensator bei U„ = JV auf diese Spannung Un aufgeladen wird, erfolgt die liniensteuerung von 7i, und T₁ bei ca. ί In/2.

Wenn die Kondcnsatorspannung 11, ι soniii größer ist als die Summe der Basisemitterspannungen der Transi- r> stören Ts und T₁ wird der Basissirom des Transistors T, über den Transistor Tt, abgeleitet und der Transistor T-, sperrt. Nur wenn der Transistor T-, zu einem Zeitpunkt gesperrt wird, in dem auch der Transistor T4 infolge eines auftretenden Aktivierungsimpulses gesperrt ist. kann am Kollektor der beiden Transistoren Ti und Ti. der den Ausgang des !Comparators bildet, ein Spannungssprung und damit ein Ausgangssignal Ihn- gemäß Fi g. 5g auftreten.

Dieses Ausgangssignal wird beispielsweise auf eine y-, monostabile Kippstufe MF gegeben, die dadurch aus ihrem stabilen Zustand in den quasislabilen Zustand überführt wird. Mit dem daraus resultierenden Ausgangssignal U(Hί am Ausgang der monostabilcn Kippstufe MF wird die Referenzspannung (/«// gemäß to Fig. 5c auf den Wert Uhu* angehoben, der deutlich höher als die Spitzenspannung am Kondensator Ci ist.

Die Zeitdauer Tmi während der die Referenzspannung UiiKi-· gemäß der F i g. 5c auf ihren angehobenen Wert Urκι-* verbleibt, wird von der Verweildauer der monostabilen Kippstufe MF im quasistabüen Zustand bestimmt. Tmi sollte, wie bereits erwähnt, zumindest mehrere Perioden des Steuersignals umfassen und beträgt bei einer Ausführungsform 300 msec— 1.5 sec.

Aufgrund der Abschaltung der elektronischen Zundung gemäß den Diagrammen der F i g. 5a—5g wird der Motor den durch Zündaussetzer gefährdeten Drchzahlbereich verlassen, so daß sich Drehzahlen einstellen, bei denen die in der Anlaufphasc möglichen extremen Drchzahlschwankungcn nicht mehr vorhanden sind. -r>

Der sich nach Ablauf der Abschall/.cit Tu/ ergebende gleitende Übergang von der mechanischen Kontaktschiieß/.cit in den elektronisch geregelten Zustand ergibt sich aus den Fig. 6a —bd. Die Fig. 6a zeigt das Steuersignal (Av. wobei die Kontaktschließzeit in den w Perioden P₁-P-, stets gleich groß ist. woraus sich ergibt daß der Motor die kritische Drehzahl verlassen hat. Fig. 6b zeigt, daß die Zeit Tmi im Verlauf der ersten Periode P₁ beendet wird. Der Strom l,,_r durch die Primärspule fließt während der gesamten High-Phase des si Steuersignals in der Periode P, gemäß der Fig. 6c, da die Referenzspannung Ukit über der Spannung Uc\ liegt. Aus der Verweildauer des Primärstroms in seinem Maximum wird gemäß F i g. 6d ein Impuls t_c , abgeleitet, durch den nunmehr nach Beendigung der Abschaltzeit Tmf die Referenzspannung gemäß der F i g. 6b bis zum Ende der Periode P, abgebaut wird.

In der Zündphase zu Beginn der zweiten Periode Ρχ steigt die Referenzspannung wieder gering an und bleibt über dem Wert der Spannung LJ, 1 am Kondcnsa- μ tor Ci- Der Primärstrom fließt somit auch in der zweiten Periode während der gesamten High-Phase des Steuersignals UiN. In der sich daraus ergebenden Verweildauer l,-2 des Primiirslroms im Maximum wird die Referenzspannung während einer relativ langen Zeit stärker abgebaut, so daß in der Periode Pi die Referenzspannung erstmals von der negativen Flanke der Spannung Ua am Kondensator C\ im Punkt lh gemäß 1·'i g. 6b geschnitten wird. Dadurch wird der F.insar/zeitpunkl des Primärst ionics gemäß I'ig. 6c um die Zeil /, ι verschoben. Die Zeil ί, ι ergibt sich aus der Zeiuliffcren/ /wischen dem Zeitpunkt, an dem die Spannung I la ihr Maximum erreicht, und der.Schnittstelle lh-

Dennoch isi auch in der drillen Periode Λ der Primärsirom /,„ gemäß den I' ί g. 6c und 6d während einer relativ langen Zeit /,. ι in seinem Maximum, so daß die Referenzspannung Um ι gemäß Fig. 6b weiter abgebaut wi:d. In der vierten Periode ist die Zeitspanne iy> zwischen dem Maximalwert der Kondensatorspannuiit; U(] und der Schnittstelle ß> größer als tv\. so daß die Verweildauer Λ-4 des Primärstroms in seinem Maximum weiter verkürzt wird.

Dieser stufenweise Abbau der Referenzspannung Um ι gemäß Fig. 6b wird so lange fortgesetzt, bis der durch die Elektronik vorgegebene eingeregelte Zustand gemäß Fig. Ic wieder hergestellt ist und die Verweildauer des Primärstromes in seinem Maximum beispiclsweise 10% der Periode Tumfaßt.

Durch den kontinuierlich gleitenden Übergang in den elektronisch geregelten Zustand ist sichergestellt, daß es zu keinem Überschwingen des Rcgelsystcms kommt und Zündaussetzer bei periodischen Drch/.ahlschwanklingen sicher vermieden werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronisch geregeltes Zündsystem für eine Brennkraftmaschine, bei dem der Einsatzzeitpunkl s (U) des durch die Primärwicklung der Zündspule fließenden Primärstroms (l_pr) drehzahlabhängig so geregell ist, daß dieser Strom erst kurz, vor dem durch das Steuersignal eines Zündimpulsgebers (4) bestimmten Zündzeitpunkt (i\) den für die Zündung erforderlichen Wert (l_prmjx) erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Zündzeitpunkt festgestellt wird, ob der Primärstrom (lpr) den für die Zündung erforderlichen Wert (l,,_r,m\) erreicht hat daß bei nicht vorhandenem oder nicht ausreichend großem Primärstrom zur Vermeidung von Zündaussetzern (ZA) bei periodischen Drehzahlschwankungen die elektronische Regelung für einen de6ruerten Zeitraum (Tmf) abgeschaltet und der Einsatzzeitpunkt des Frimäi-stroms direkt vom Steuersignal (Uin) des Zündimpulsgebers (4) abgeleitet wird, und daß nach Beendigung des definierten Abschaltzeitraums (Tmf) der elektronisch gesteuerte Regelzustand kontinuierlich und automatisch wieder herbeigeführt wird.

2. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Verweildauer (te) des Primärstroms (I_pr) im oder über dem für die Zündung erforderlichen Wert (l_prmix) ein Prüfimpuls abgeleitet wird, daß durch die Prüfimpul- jo se die an einem Kondensator (Q) anliegende Spannung (Ua) geändert wird, daß diese Kondensatorspannung (Uci) mit einer fester Vergleichsspannung (Uv) verglichen wird, und daß bei einem durch den Vergleich festgestellten fehlenden oder zu geringen Primärstrom (l_pr) eine Funktion ausgelöst wird, durch die die elektronische Regelung für einen definierten Zeitraum (Tür) abeschaltet wird.

3. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (Ci) aufgeladen und nur durch die Prüfimpuhe entladen wird.

4. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauer der Prüfimpulse der Verweildauer (I₁) des Primärstroms im, oder über dem. für die Zündung erforderlichen Wert (/pm,.,*) entspricht.

5. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf- und Entladezeitkonstantc der Spannung (Uc3) am Kondensator (Cj) so gewählt ist, daß diese Spannung bei einem durch einen Prüfimpuls (te) bedingten Entladevorgang stets unter den Wert der Vergleichsspannung (Uv) sinkt und im nachfolgenden Aufladevorgang stets über den Wert der Vergleichsspannung (Uv) ansteigt, und daß für den Vergleich der beiden Spannungen ein Komparator (K) vorgesehen ist, der unmittelbar bei Beginn der durch das Steuersignal (Uin) des Zündimpulsgebers (4) vorgegebenen Zündphase für den Spannungsvergleich kurzzeitig aktiviert wird.

6. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aktivierung des Komparators (K) am Beginn der Zündphase aus den die Zündung einleitenden Impulsflanken hi des Steuersignals (Ui,\) Aktivierungsimpulsc (/,) abgeleitet werden.

7. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Akiivicrungsimpulse (t_x) durch Differenzieren des vom Zündimpulsgeber (4) abgegebenen Steuersignals (Uin) und nachfolgender Unterdrückung der durch die positiven Flanken des Steuersignals entstandenen Impulse gewonnen wird.

8. Eieklronisch geregeltes Zündsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Akliviemngsimpulsc (I_x) gelriggerte Komparator (K) nur dann ein Ausgangssignal (Uw) abgibt, wenn bei vorhandenem Aktivierungsimpuls die Kondensatorspannung (Uci) über der Vergleichsspannung (Uv) liegt, und daß dieses Ausgangssignai zur zeitlich befristeten Abschaltung der elektronischen Regelung verwendet wird.

9. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine monostabile Kippstufe (MF) vorgesehen ist, die bei vorhandenem Ausgangssignal (Umf) am Komparator (K) vorn stabilen \r, den quasistabilen Zustand überführt wird, wobei durch diesen Schaltvorgang die elektronische Regelung für einen von der Verweildauer (Tmf) der Kippstufe im quasistabilen Zustand bestimmten Zeitraum abgeschaltet wird.

10. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltzeitraum der elektronischen Regelung zumindest einige Perioden (T) des vom Zündtmpulsgeber (4) abgegebenen Steuersignale (Uin) umfaßt.

11. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschal tzei 1300 msec bis ca, 1,5 sec beträgt.

12. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Verwendung innerhalb eines Systems, bei dem der Einsatzzeitpunkt (U) des Primärstroms (Ipr) vom Schnittpunkt der negativen Flanke einer aus dem Steuersignal (Uin) des Zündimpulsgebers (4) abgeleiteten sägezahnförmigen Spannung (Uc\) mit einer Referenzspannung (Urf.f) bestimmt wird, wobei die sägezahnförmige Spannung an einem Kondensator (Ci) abgegriffen wird, der während der durch das Steuersignal (Uin) vorgegebenen Zündphase aufgeladen und in der Kontaktschließzeit entladen wird.

13. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch das am Komparator (K) auftretende Ausgangssignal (Umi-) die Referenzspannung (Urf.i) für einen durch die monostabil Kippstufe (MF) bestimmten Zeitraum (Tmf) auf einen Wert (Urkf*) angehoben wird, bei dem ein Schnitt der Referenzspannung mit dem sägezahnförmigen Spannungsverlauf (Uc\) und damit eine elektronische Regelung des Primärstroms (lpr) sicher vermieden wird.

14. Elektronisch geregeltes Zündsystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Referenzspannung (Ure/) einen periodisch sägezahnförmigen Verlauf aufweist, wobei die Spannung während der Zeit, wo der Primärstrom (l_pr) seinen für die Zündung erforderlichen Wert (l_Pr,m\) nicht erreicht hat, ansteigt und während der Verweildauer (t,.) des Primärstroms im, oder über dem, für die Zündung erforderlichen Wert wieder abfällt, so daß nach der Abschallzcit (Tm/-) der elektronischen Regelung diese während mehrerer Perioden des

Steuersignals (Uin) stufenweise wieder dadurch herbeigeführt wird, daß die Referenzspannung (UnEh) vom angehobenen Wert (Uki-f*) infolge der größeren Verweildauer des Primärstroms in seinem für die Zündung erforderlichen Wert (l_praux) stufenweise bis zu dem von der elektronischen Regelung bestimmten Regelwert — bei gleichzeitiger Reduzierung der Verweildauer (t_c) des Primärstroms in seinem für die Zündung erforderlichen Wert — abgebaut wird.