DE3334389A1

DE3334389A1 - Vorrichtung zur elektronischen steuerung des zuendzeitpunktes von brennkraftmaschinen, insbesondere waehrend des startvorganges

Info

Publication number: DE3334389A1
Application number: DE19833334389
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl.-Ing. 7015 Korntal Gloss; Edmund Dipl.-Ing. Dr. 7141 Schwieberdingen Jeenicke; Gerhard Dipl.-Phys. 7145 Markgröningen Lotterbach; Egbert Dipl.-Phys. Dr. 7000 Stuttgart Perenthaler; Manfred Dipl.-Ing.(FH) 7060 Schorndorf Schenk; Jan Faas van 7145 Markgröningen Woudenberg; Udo Dipl.-Phys. Dr. 7124 Bönnigheim Zucker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-09-23
Filing date: 1983-09-23
Publication date: 1985-04-11
Also published as: US4594981A; FR2552496B1; JPS6088871A; DE3334389C2; IT8422741A1; JPH0742929B2; IT8422741A0; FR2552496A1; IT1176736B

Description

R. 18970
2.9-1983 Ko/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Vorrichtung zur elektronischen Steuerung des Zündzeitpunktes von Brennkraf traaschinen , insbesondere während des Startvorganges

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur elektronischen Steuerung des Zündzeitpunktes von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruches. Die elektronische Steuerung des Zündzeitpunktes oder des Zündwinkels in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern und Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine sind bereits aus der DE-OS 28 50 53^.2 und der DE-OS 28 3 U "96 bekannt. Bei diesen elektronischen Steuerungen ebenso wie bei den früheren mechanischen Steuerungen zur Zündzeitpunktverstellung beginnt die Steuerung im allgemeinen erst ab einer Kurbelwellendrehzahl von durchschnittlich o00 Umdrehungen pro Minute. Unterhalb dieser Grenze 'sprechen mechanische Zündversteller im allgemeinen nicht an. Man begnügt sich unterhalb dieses Drehzahlbereiches mit einer konstanten Zündeinstellung von einigen Graden vor dem oberen Totpunkt '.0T) der Kurbelwelle. Bei elektronischen Inkrement- oder Segraentsystemen , wie sie in "3osch Technische Berichte'¹ Band 5 (1977/, Seiten 250 bis 256, beschrieben sind, ist

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die Zündzeitpunktverstellung ebenso nur innerhalb von zwei Winkelgrenzen möglich, so daß auch hier unterhalb einer bestimmten Drehzahlgrenze eine konstante Zündwinkeleinstellung vorgenommen wird.

In dem niederen Drehzahlbereich bis maximal 250 Umdrehungen pro Minute, der während des Anlaßvorganges erreicht wird, ist diese konstante Zündwinkeleinstellung ois s^va 600 Umdrehungen pro Minute nicht optimal, da bei einer konstanten Verbrennungsdauer von durchschnittlich etwa 2 ms das Druckmaximum im Brennraum des Zylinders bei sinkenden Drehzahlen immer mehr gegen früh gelangt, was bei hoher Gemischverdichtung eine wachsende Klopfgefahr bedeutet.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des Zündseitpunktes hat demgegenüber den Vorteil, daß über eine Steuerung des Zündzeitpunktes anstelle des Zündwinkels, unabhängig von der Drehzahl, ein Zündvorgang auch bei kleinen Anlasserdrehzahlen so erreicht werden kann, daß das Druckmaximum stets nach OT liegt. Dazu wird der Zündzeitpunkt eine feste, von den Daten der Brennkraftmaschine abhängige Zeitspanne vor OT gelegt, so daß beim Anlassen und Hochlaufen der Brennkraftmaschine der Zündwinkel selbsttätig und ohne Rechnung gegen früh verstellt wird. Erreicht wird damit ein schnelleres Anlassen und ein gleichmäßiger Hochlauf der Brennkraftmaschine, was ;u ihrer Schonung beiträgt.

Durch die in ien Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

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Die feste Voreinstellung des Zündzeitpunktes kann in Abhängigkeit der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine geschehen. Damit kann eine Veränderung der Betriebsdaten der Brennkraftmaschine bei verschiedenen Temperaturen berücksichtigt werden, um ein gleich gutes Starten bei warmem oder kaltem Motor zu ermöglichen.

Zeichnung

Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Figur 1 eine schaltungstechnische Ausgestaltung des Ausführungsbeispieles und Figur 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In einem Segment system werden die Zündzeitpunkte über den Zündwinkel ermittelt, die innerhalb eines Winkelsegmentes der Kurbelwelle durch einen Zündungsrechner bestimmt werden. Dieses Winkelsegment liegt typischerweise 6o° (Frühmarke A1) und 25° (Spätmarke A2) vor OT, und wird durch einen Winkelsegmentgeber, der synchron der Kurbelwelle rotiert, festgelegt.

Ein Winkelsegmentgeber 20 rotiert vor einem Sensor 21 der mit dem Eingang einer Pulsformerstufe 22 verbunden ist. Ein Ausgang 23 der Pulsformerstufe 22 ist mit eines Eingang 11 eines Zählers 1 und einem Eingang 26 eines Multiplizierers 2 verbunden. Ein Ausgang 2u der Pulsformerstufe 22 ist mit einem Eingang 12 des Zählers 1 verbunden. Der Datenausgang des Zählers 1 ist mit einem Eingang 25 des Multiplizierers 2 verbunden. Der Ausgang

- ir - J f*. ft *J fK

des Multiplizierers 2 ist mit dem nicht subtrahierenden Eingang einer Subtrahierstufe 3 verbunden. Der subtrahierende Eingang der Subtrahierstufe 3 ist mit dem Ausgang eines Zeitgliedes k verbunden. Der Ausgang der Subtrahierstufe 3 ist mit dem Eingang eines Abwärtszählers 5 verbunden, dessen Ausgang am Eingang einer Energie- und Hochspannungserzeugungsstufe 6 liegt. Der Ausgang der Hochspannungserzeugung 6 ist mit der Primärwicklung einer Zündspule 7 verbunden, deren Sekundärspule wiederum am Verteilerfinger eines Zündverteilers 8 liegt. Die Primär- und Sekundärwicklung der Zündspule 7 liegen gemeinsam an Masse. Die Ausgänge des Zündverteilers 3 liegen jeweils an den Mittelektroden von Zündkerzen 9, deren Gegenelektroden an Masse liegen.

Zwei Segmentmarken des Winkelsegmentgebers 20 werden über den Sensor 21 erfaßt und durch die Pulsformerstufe 22 so ausgewertet, daß am Ausgang 2k dann ein Einzelimpuls erscheint, wenn eine Frühmarke A1 vor dem Sensor 21 erscheint, und am Ausgang 23 dann ein Einzelimpuls erscheint, wenn eine Spätmarke A2 in dem Sensor 21 erscheint.

In Figur 2 ist das Sensorsignal U21 in seinem zeitlichen Verlauf dargestellt. Der Zähler 1 ist ein Zähler, der mit einem internen Start-Stop-Oszillator als Zeitbasis, oder mit dem System-Clock als Zeitbasis verbunden ist. Durch einen Impuls an Eingang 12 wird der Zähler 1 gestartet, durch einen Impuls am Eingang 11 wird der Zähler 1 gestoppt. In der Multiplizierstufe 2 wird das erreichte Zählergebnis multipliziert, genau dann, wenn der Zähler 1 über einen Impuls am Eingang 11 gestoppt wird. Dieser Vorgang wird dem Multiplizierer 2 über

den Eingang 26 mitgeteilt. In der Subtrahierstufe 3 wird vom Multiplizierergebnis eine konstante Zündzeit Ti abgezogen. Das Ergebnis dieser Subtraktion wird in dem Abwärtszähler 5 geladen. Der Abwärtszähler 5 ist wie der Zähler 1 ein Zähler mit einer eingebauten Zeitbasis, die synchron mit der Zeitbasis des Zählers 1 verläuft. Wenn der Zähler 5 abgelaufen ist, wird durch einen Impuls des Zählers 5 die Hochspannungserzeugung 6 getriggert , die in bekannter VTeise über die Zündspule T und den Zündverteiler 8 einen Funken an einer der Zündkerzen 9 entstehen läßt.

Beim Passieren der Winkelmarke A1 (Zeitpunkt ti) wird der Zähler 1 gelöscht und gestartet, und bei Passieren der Marke A2 (Zeitpunkt t2) Zähler 1 angehalten, so daß in ihm ein zur Drehzahl umgekehrt proportionaler Zahlenwert steht. Das Winkelverhältnis von A1 bis A2 zu A2 bis OT (siehe Figur 2) ist dagegen drehzahlunabhängig, so daß bei gleicher Zählfrequenz OT erreicht werden würde, wenn man vom Zeitpunkt t2 aus um den Zahlenwert des Zählerstandes von Zähler 1, multipliziert mit dem Winkelverhältnis, weiterzählen würde. OT wird also von t2 aus extrapoliert. Den Zündzeitpunkt ti erreicht man nun von t2 aus, indem von OT aus eine zur Zündzeit Ti proportionale Zahl subtrahiert wird. Dieser Zündzeitpunkt liegt somit vor OT.

Es gilt somit die Gleichung

np

T5 = T1 · — - Ti(H)

° ^L1 A1-A2 ^¹ ^

In Figur 1 ist diese Gleichung schaltungstechnisch realisiert. T5 ist nun genau jene Zeit, die der Abwärtszähler 5 benötigt, um vom Zeitpunkt t2 aus zum Zeitpunkt ti den Zündvorgang auszulösen.

,-, 1334389

Der Parameter der Betriebstemperatur H der Brennkraftmaschine geht; dabei in die Zündzeit Ti(H) ein, da bei unterschiedlichen Temperaturen der Brennkraftmaschine, unterschiedliche Gemischanreicherungen zugeführt werden flüssen, was sich auf die Verbrennungsdauer auswirkt.

Nach dem Startvorgang, also wenn T5 bei höheren Drehsahlen negativ wird, wird auf die normale Steuerung der Zündzeit, wie sie durch den Stand der Technik bekannt ist, umgeschaltet.

Claims

R. 18970
2.9-1983 Ko/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

MJ Vorrichtung zur elektronischen Steuerung des Zündzeitpunktes -von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß während des Startvorganges der Zündvorgang eine vorgegebene Zeit (Ti) vor dem oberen Totpunkt der Kurbelwelle ausgelöst wird, so daß das Druckmaximum der Verbrennung stets hinter dem oberen Totpunkt der Kurbelwelle liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Zündzeitpunktes durch die vom Parameter der Temperatur der Brennkraftmaschine abhängige Zeit Ti erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Zündzeitpunktes in einem Segment system mit einer Frühnarke A1 und einer Spätmarke A2 erfolgt.

k. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündvorgang eine Zeit T5 nach dem Zeitpunkt des Passierens der Spätmarke A2 ausgelöst wird, wobei T5 nach der Gleichung

A2

TS = TI ™— - Ti

° A1-A2 ^X

bestimmt wird und T1 die Zeit vom Passieren der Frühmarke A1 bis zum Passieren der Süätmarke A2 ist.

1 P ·": 7 Λ

-j. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennseichnet, daß die Zeit Ti in einem ersten Zähler (1) gemessen wird, daß darauf der Faktor A2/(A1-A2) in einem Multiplizierer (2) zum Zählerstand des ersten Zählers hinzumultipliziert wird, daß von diesem Produkt eine zur Zeit Ti proportionale Zahl in einer Subtrahierstufe (3) abgezogen wird, daß diese Differenz durch einen zweiten Zähler (5) ausgezählt wird, wobei nach Auszählen dieser Differenz ein Signal erzeugt wird, das den Zündvorgang auslöst.