DE4037071A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der guete einer zuendanlage fuer verbrennungskraftmaschinen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der guete einer zuendanlage fuer verbrennungskraftmaschinenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
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Description
In modernen Zündanlagen für Verbrennungskraftmaschinen
wird bekanntlich anstelle eines Unterbrecherkontaktes
im Verteiler ein Schalttransistor (Transistorzündung)
verwendet, der in Reihe zum Primärkreis der Zündspule
geschaltet ist und im leitenden Zustand einen Strom
durch den Primärkreis der Zündspule fließen läßt. Im
Zündzeitpunkt wird der Schalttransistor abgeschaltet.
Beim Abschalten erfolgt eine Stromänderung im Primär
kreis der Zündspule, die durch Selbstinduktion eine
Spannung im Primärkreis erzeugt. Die im Primärkreis
induzierte Spannung erzeugt eine Hochspannung im Sekun
därkreis, die beispielsweise 30 KV beträgt. Mit der
Hochspannung werden die Zündkerzen des Motors gezündet.
Zwischen dem Anstieg der Spannung an der Primärwicklung
im Zündzeitpunkt (Abschalten des Transistors) und der
Zündung (Funkenüberschlag) vergeht eine bestimmte Zeit.
Ideal wäre eine möglichst weitgehende Übereinstimmung
zwischen dem Abschalten des Schalttransistors und dem
Funkenüberschlag an den Zündkerzen. In der Praxis läßt
es sich jedoch nicht realisieren, daß das Abschalten
des Transistors zeitlich mit dem Funkenüberschlag über
einstimmt. Die Zeit, die zwischen dem Anstieg der Span
nung an der Primärspule, hervorgerufen durch das Ab
schalten des Schalttransistors, und dem Funkenüber
schlag an den Zündkerzen vergeht, ist ein Maß für die
Güte der Zündanlage. Je kürzer der Zeitabstand zwischen
dem Anstieg der Primärspannung und dem Funkenüberschlag
ist, desto besser ist die Zündanlage, und umgekehrt.
Die zum Funkenüberschlag erforderliche Zündspannung
baut sich umso langsamer auf, je größer die Belastung
der Zündkerzen (z. B. durch Ruß) ist. Bei starken Zünd
kerzenabbrand wird die Zeitspanne zwischen dem Anstieg
der Primärspannung und dem Funkenüberschlag ebenfalls
vergrößert. Um den Schalttransistor vor zu hohen Span
nungen zu schützen, wird die Primärspannung begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches
Verfahren zur Bestimmung der Belastung bzw. der Güte
einer Zündanlage für Verbrennungskraftmaschinen anzu
geben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein
Impuls auf die Primärseite der Zündspule übertragen
wird, wenn die Funkenstrecke während der Begrenzungs
phase (Begrenzung der primärseitigen Spannung auf einen
Wert, den der Schalttransistor verträgt) gezündet wird.
Dieser Impuls führt zu einer Änderung des Stromes im
Spannungs-Begrenzungszweig. Der Strom durch den Begren
zungskreis sinkt dabei auf Null. Dieses Absinken des
Stromes ist das Endkriterium für die zu messende Zeit
spanne zwischen Anstieg der Spannung im Primärkreis der
Zündspule und Funkenüberschlag.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungs
beispiel erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung nach der
Erfindung zur Bestimmung der Güte einer Zündanlage für
Verbrennungskraftmaschinen. Die Schaltungsanordnung der
Fig. 1 weist eine Zündspule 1 mit der Primärspule 2
und der Sekundärspule 3 auf. Die beiden Spulen (2, 3)
der Zündspule 1 sind an ihren Fußpunkten miteinander
verbunden. In Reihe zur Primärspule 2 liegt ein Schalt
transistor 4, dessen Basis in Abhängigkeit von der
Zündstellung des Motors angesteuert wird. Ist der Tran
sistor 4 leitend geschaltet, so fließt ein Strom durch
die Primärspule 2, den Transistor 4 und den Widerstand
5 zur Masse. Dieser Strom wird im Zündzeitpunkt unter
brochen, indem der Transistor 4 durch entsprechende
Basisansteuerung hochohmig gemacht wird. Dabei kommt es
zu einer abrupten Stromänderung, die in der Primärspule
2 durch Selbstinduktion eine Primärspannung erzeugt und
in der Sekundärspule 3 eine Hochspannung induziert.
Die Fig. 2a zeigt den Spannungsverlauf UMP 1 am Kollek
tor des Transistors 4 im Bereich des Zündzeitpunktes.
Wird der Transistor 4 durch entsprechende Basisansteue
rung abgeschaltet und damit hochohmig, so entsteht
durch die dabei entstehende Stromänderung am Kollektor
des Transistor 4 gemäß der Fig. 2a eine Spannung UMP 1,
die zunächst ansteigt, dann waagerecht verläuft und im
Zündzeitpunkt einen Einbruch erlebt, dann wieder etwas
ansteigt und danach auf Null abfällt. Der im Zündzeit
punkt (Bereich 6) auftretende Spannungseinbruch ist
gleichbedeutend mit einem Spannungsimpuls, der zur Fol
ge hat, daß der Strom in der Begrenzungsschaltung 7 auf
Null zurückgeht. Da der Strom in der Begrenzungsschal
tung 7 auf Null zurückgeht, ist diese Stromreduzierung
ein Indiz dafür, daß ein Funkenüberschlag erfolgt ist,
und damit ein Indiz für den Zündzeitpunkt. Andererseits
kann man leicht feststellen, zu welchem Zeitpunkt die
Spannung an der Primärspule 2 ansteigt. Aus dem Zeit
punkt für das Einleiten des Zündvorganges (Anstieg der
Spannung an der Primärspule) und aus dem Zeitpunkt, bei
dem der Strom in der Begrenzerschaltung zurückgeht,
läßt sich diejenige Zeitspanne ermitteln, die zwischen
dem Einleiten der Zündung und dem Zünden selbst ver
geht. Diese Zeitspanne ist ein Maß für die Güte der
Zündanlage. Je kleiner diese Zeitspanne ist, desto bes
ser ist die Zündanlage, und umgekehrt.
Die Begrenzungsschaltung 7 hat die Aufgabe, die Span
nung am Kollektor des Transistors 4 zu begrenzen, weil
der Kollektor des Transistors 4 nicht eine beliebig
hohe Spannung vertragen kann. Die Maximalspannung am
Kollektor des Transistors 4 darf beispielsweise 380 V
betragen. Die Begrenzungsschaltung 7 der Fig. 1 be
steht aus den Widerständen 8, 9 und 10 sowie aus der
Zenerdiode 11. Überschreitet die Spannung am Kollektor
des Transistors 4 einen bestimmten Wert, so überschrei
tet die Spannung an der Zenerdiode 11 die Zenerspan
nung, wodurch die Zenerdiode 11 leitend wird. Wird die
Zenerdiode leitend, so erhält der Transistor 4 einen
Basisstrom, der ihn leitend macht. Dadurch sinkt seine
Kollektorspannung MP 1, was wiederum zur Folge hat, daß
die Spannung an der Zenerdiode auf einen Wert sinkt,
der unter der Zenerspannung liegt und somit die Zener
diode wieder sperrt. Dieser Mechanismus wird als aktive
Klemmung bezeichnet, die die Kollektorspannung des
Transistors 4 auf einen bestimmten Wert, z. B. 380 V,
begrenzt.
Die in der Fig. 1 angegebene Schaltung zur Erkennung
des Belastungszustandes einer Zündanlage bei Verbren
nungskraftmaschinen weist erfindungsgemäß eine logische
Verknüpfungsschaltung (Torschaltung) 12 auf, die von
einem Komparator 13, einem Flip-Flop 14 und einem Gene
rator 15 angesteuert wird. Die Torschaltung 12 ist bei
spielsweise ein UND-Gatter. Dem Flip-Flop 14 ist ein
Verstärker 16 vorgeschaltet, dem die Spannung am Wider
stand 10 zugeführt wird.
Der Komparator 13 vergleicht die Spannung UMP 1 am Kol
lektor des Transistors 4 mit einer Schwellenspannung
USch (Fig. 2a). Überschreitet die Spannung UMP 1 am
Kollektor des Transistors 4 die Schwellenspannung USch
(Fig. 2a), so entsteht am Ausgang des Komparators eine
Spannung UMP 4, die dem Spannungsdiagramm der Fig. 2d
zu entnehmen ist.
Die Taktfrequenz des Generators 15 kann zu dem der lo
gischen Verknüpfungsschaltung 12 nachgeschalteten Zäh
ler 17, unter folgenden Bedingungen gelangen. Am Aus
gang des Komparators 13 muß eine Spannung UMP 4 vorhan
den sein, was dann der Fall ist, wenn die Kollektor
spannung UMP 1 des Transistors 4 die Schwellenspannung
USch des Komparators 13 überschreitet. Daneben muß noch
die Bedingung erfüllt sein, daß das Flip-Flop 14 das
Tor 12 freigibt. Dies ist dann der Fall, wenn am Wider
stand 10 der Begrenzerschaltung eine bestimmte Spannung
anliegt. Durch den Begrenzungszweig 7 und damit durch
den Widerstand 10 fließt dann ein Strom, wenn die Kol
lektorspannung UMP 1 die Begrenzungsspannung U2 er
reicht. Fällt der Strom, der durch den Widerstand 10
fließt, ab, so fällt auch die Spannung am Widerstand 10
ab. Bei Unterschreiten einer bestimmten Spannung am
Widerstand 10 wird die Ausgangsspannung des Flip-Flops
14 invertiert und das Tor 12 geschlossen.
Die Taktimpulse aus dem Generator 15 werden während der
Offenzeit des Tores 15, wie bereits erwähnt, dem Zähler
17 zugeführt. Wird das Tor 17 geschlossen, so wird der
Zählerstand des Zählers 17 von einer Auswerteschaltung
18 übernommen, die beispielsweise ein Mikroprozessor
ist.
Das Wesen der Vorrichtung der Fig. 1 besteht also dar
in, daß Zählimpulse des Generators 15 über das Tor 12
zum Zähler 17 gelangen, wenn der Komparator 13 und das
Flip-Flop 14 das Tor 12 entsprechend ansteuern. Der
Komparator 13 liefert gemäß der Fig. 2d dann eine
Spannung an das Tor 12, wenn die Kollektorspannung UMP 1
gemäß der Fig. 2a eine vorgegebene Schwellenspannung
überschreitet. Dies ist dann der Fall, wenn der Schalt
transistor 4 in der Zündphase abgeschaltet wird. Das
Flip-Flop 14 liefert gemäß der Fig. 2c ein Ausgangs
signal UMP 3 an das Tor 12 vom Ansteigen der UMP 1 an bis
zum Zündzeitpunkt. Unter diesen Umständen ist das Tor
12 vom Überschreiten der Schwellenspannung USch an bis
zum Zündzeitpunkt geöffnet. Da der Zähler 17 die Zähl
impulse des Generators 15 während der Öffnungszeit des
Tores 12 übernehmen kann, ist der jeweilige Zählerstand
ein Indiz für diejenige Zeitspanne, die vom Überschrei
ten der Schwellenspannung bis zum Zündzeitpunkt ver
geht, und damit ein Indiz für die Güte der Zündanlage.
Wie die Fig. 2b zeigt, wird von der Begrenzerschaltung
7 bzw. vom nachgeschalteten Verstärker 16 lediglich ein
kurzer Spannungsimpuls UMP 2 kurz vor dem Zündzeitpunkt
und ein kurzer Spannungsimpuls (UMP 2) kurz vor dem
Zündzeitpunkt und ein kurzer Spannungsimpuls (UMP 2)
kurz nach dem Zündzeitpunkt geliefert. Die negative
Flanke des Spannungsimpulses UMP 2 vor dem Zündzeitpunkt
invertiert das Ausgangssignal UMP 3 des Flip-Flop 14 und
schließt dadurch die Torschaltung 12.
Claims (6)
1. Verfahren zum Bestimmen der Güte einer Zündanlage
für Verbrennungskraftmaschinen mit einer Transistorzün
dung und einer Begrenzerschaltung zum Begrenzen der
Kollektorspannung des Schalttransistors, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Anstiegs der Pri
märspannung der Zündspule, der durch das Abschalten des
Schalttransistors im Bereich des Zündzeitpunktes be
dingt ist, und der Zeitpunkt des Absinkens des Stromes
in der Begrenzerschaltung, das durch den Funkenüber
schlag im Zündzeitpunkt bedingt ist, ermittelt werden
und daß aus der Zeitspanne, die zwischen dem Anstieg
der Primärspannung der Zündspule und dem Absinken des
Stromes in der Begrenzerschaltung vergeht, auf die Güte
der Zündanlage geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Bezugspunkt für den Anstieg der Primärspannung
der Zündspule eine bestimmte Schwellenspannung heran
gezogen wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kom
parator vorgesehen ist, der die Kollektorspannung des
Schalttransistors mit einer Schwellenspannung ver
gleicht, daß ein Flip-Flop vorgesehen ist, welches von
der Begrenzerschaltung angesteuert wird, und daß ein
Generator vorgesehen ist, der über eine Torschaltung
Zählimpulse an einen Zähler liefert, und zwar dann,
wenn die Torschaltung vom Komparator und vom Flip-Flop
angesteuert wird, und solange, bis die Ausgangsspannung
des die Torschaltung ansteuernden Flip-Flops invertiert
wird und dadurch die Torschaltung schließt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Torschaltung ein UND-Gatter ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß dem Zähler eine Auswerteschaltung nachge
schaltet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß dem Flip-Flop ein Verstärker
vorgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904037071 DE4037071A1 (de) | 1989-11-23 | 1990-11-22 | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der guete einer zuendanlage fuer verbrennungskraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3938761 | 1989-11-23 | ||
DE19904037071 DE4037071A1 (de) | 1989-11-23 | 1990-11-22 | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der guete einer zuendanlage fuer verbrennungskraftmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4037071A1 true DE4037071A1 (de) | 1991-05-29 |
Family
ID=25887319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904037071 Ceased DE4037071A1 (de) | 1989-11-23 | 1990-11-22 | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der guete einer zuendanlage fuer verbrennungskraftmaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4037071A1 (de) |
Cited By (1)
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DE3041498A1 (de) * | 1980-11-04 | 1982-06-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Mess- und regeleinrichtung fuer den zuendverzug bei zuendanlagen von brennkraftmaschinen |
-
1990
- 1990-11-22 DE DE19904037071 patent/DE4037071A1/de not_active Ceased
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