DE2512166A1

DE2512166A1 - Verfahren zum festlegen eines sich wiederholenden vorganges, insbesondere zuendvorganges, und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2512166A1
Application number: DE19752512166
Authority: DE
Inventors: Hartmut Mayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1976-10-14
Also published as: JPS51117240A; FR2305066A1; IT1058624B; US4082069A; BR7601673A; FR2305066B1; DE2512166C2; GB1525074A; SU645613A3

Description

R. 2 6 21

4.3-1975 Mü/Hm

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 STUTTGART 1

Verfahren zum Festlegen eines sich wiederholenden "Vorganges, insbesondere Zündvorganges, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Pestlegen eines sich wiederholenden und in der Periodendauer von Parametern abhängigen Vorganges, insbesondere der Zündauslösung bei Brennkraftmaschinen, bei dem zwei zeitlich aufeinanderfolgende Impulsfolgen in einem Zähler gezählt werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

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Einer Zündauslösung zum optimalen Zeitpunkt kommt heute vor allem deshalb eine große Bedeutung zu, um den Kraftstoffanteil des Kraftstoff-Luftgemisches im Zylinder vollständig zu verbrennen, dadurch die Schadstoffemission gering zu halten und gleichzeitig die maximale Leistung zu gewinnen. Um dies bei allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zu sichern, bedarf es einer Zündverstellung abhängig von Drehzahl und Last. Andere Parameter, wie z.B. Temperatur und Leerlauf haben dagegen keine so große Bedeutung. Es ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zunazeitpunktbestimmung bekannt geworden, bei dem auf Teilen des Umfanges einer mit der Kurbelwelle gekuppelten Scheibe wenigstens zwei Anordnungen von impulsauslösenden Marken vorgesehen sind. Während die erste Marken-Anordnung zur Drehzahlbestimmung ausgenützt wird, indem die entsprechenden Impulse während einer festgelegten Zeit gezählt werden, dient die zeitlich nachfolgende Marken-Anordnung der eigentlichen Festlegung des Zündzeitpunktes. Dazu werden die Impulse der ersten zeitlich bestimmten Folge gezählt und dem erreichten Zählerstand bis zu einem festgelegten Endwert Impulse der zweiten Folge hinzuaddiert. Als Eingriffsmöglichkeiten bieten sich die folgenden Maßnahmen: Eine Veränderung der Zeitdauer zur Drehzahlfestlegung, die örtliche Markenverteilung und der zu erreichende Endwert.

Bei diesem bekannten System kann zwar der dazugehörige Schaltungsaufwand in Grenzen gehalten werden. Hierzu muß jedoch die impulsauslösende Scheibe mit hoher mechanischer Präzision hergestellt werden und eignet sich daher nicht für eine Serienfertigung.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaf- · fen, die sowohl im Schaltungsaufbau, als auch bezüglich des Gebers kostengünstig ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art," das- dadurch gekennzeichnet ist., daß- erst nacheiner wählbaren Zeit nach dem Auftreten eines Bezugsimpulses ein Zählvorgang einer festgelegten Richtung im Zähler ausgelöst

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wird, und daß nach einem vorbestimmten Winkel aer erhaltene Zählerstand wieder auf dem Ausgangswert zurückgezählt wird.

Realisiert werden kann dieses Verfahren nach der Erfindung dadurch, daß ein Winkelimpulsgeber sowie ein auf Segmente einer mit der Kurbelwelle gekuppelten Scheibe ansprechender Bezugsmarkengeber vorgesehen ist, den Eingängen eines dem Vorwärtszähleingang vorgeschalteten logischen Gatters neben Winkelimpulsen und Bezugsmarkenimpulsen das Ausgangssignal einer Torschaltung zuführbar ist und das dem Rückwärtszähleingang vorgeschaltete·logische Gatter mit Winkel- und Bezugsmarkenimpulsen sowie dem Ausgangssignal einer dem Zähler nachgeschalteten Dekodierstufe beaufschlagbar ist.

Die Torschaltung sorgt nun in gewünschter Weise für eine automatische Vorverlegung des Zündzeitpunktes mit steigender Drehzahl, indem während der verbleibende Zeit bis zum Ende der Bezugsmarke nicht mehr soviel Impulse des Winkelimpulsgebers addiert werden können und damit auch der Auszählvorgang früher beendet ist. Um noch neben der Drehzahl den zweiten wichtigen Parameter mit in die Berechnung einbeziehen zu können, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, die Zeitdauer der Torschaltung lastabhängig zu machen. Als weitere Eingriffsmöglichkeit für Parameter läßt sich der Beginn der Abwärtszählung bzw. Auszählung variieren. Dies muß jedoch winkelabhängig sein, um nicht einen weiteren Drehzahleinfluß zu erhalten. Daher ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß für den parameterabhängigen Beginn der Rückwärtszählung ein weiterer Zähler vorgesehen ist, der mit Ende jeder Bezugsmarke zurückgesetzt wird, und der Ausgang einer dem Zähler nachgeschalteten Dekodierstufe mit veränderbaren Werten mit dem dem Rückwärtszähleingang des Hauptzählers vorgeschalteten logischen Gatter verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben und erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Zählschema der Vorrichtung und Fig. 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung

In Fig. 1.1 ist das Ausgangssignal eines Winkelgebers dargestellt, und in Fi.g 1.2 das entsprechende Ausgangssignal des Bezugsmarkengebers. Fig. 1.3 zeigt ein Ausgangssignal der Torschaltung und gestrichelt ist hier eine variable Zeitdauer eingetragen.. Das eigentliche Zählschema ist in Fig. 1.4 wiedergegeben. Man erkennt daraus den Beginn der Zählung mit Ablauf der durch die Torschaltung bestimmten Zeitdauer. Der Zählvorgang einer Richtung, in diesem Fall eine Aufwärtszählung, endet nach Ablauf des Signals vom Bezugsmarkengeber, das in 1.2 dargestellt ist. Es schließt sich ein Abwärtszählvorgang an, und wenn der Ausgangszählerstand wieder erreicht ist, dann erfolgt das Auslösesignal. Die bereits erwähnte Verschiebung des Beginns der Abwärtszählung ist gestrichelt in Fig. 1.4 eingezeichnet. In diesem Fall verzögert sich die Auslösung entsprechend.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Zählverfahrens zeigt Fig. Mit 10 ist eine mit der Kurbelwelle gekuppelte Scheibe gezeichnet, die an ihrem Umfang Marken 11 für eine Impulsabgabe im Winkelimpulsgeber 12 enthält. Darüber hinaus sind auf der gleichen Scheibe 10 noch Bezugsmarken 13 vorgesehen, die sich über einem festen Winkel von z.B. 30 Grad erstrecken und deren Ende in jedem-Fall vor der frühestmöglichen Frühzündung liegen muß. Diese Bezugsmarken 13 lösen im Bezugsmarkengeber 14 Signale entsprechend der Fig. 1.2 aus.

Ein Zähler 16, auch Hauptzähler genannt, besitzt einen Vorwärt szähleingang 17 sowie einen Rückwärtszähleingang 18. Dem mehrpoligen Ausgang 19 folgt eine Dekodierstufe 20, die im einfachsten Fall aus einem ODER-Gatter besteht, und die an ihrem Ausgang dann kein Signal abgibt, wenn das binäre Signal an ihrem Eingang bzw. am Ausgang 19 des Zählers 16 Null ist. Da "die Zündauslösung beim Erreichen des Zählerstandes Null erfolgen soll,

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ist dem Ausgang 21 der Dekodierstufe 20 ein Differenzierglied 23 nachgeschaltet, dem eine bekannte Zündanordnung 24 folgt. Vor beiden Eingängen 17 und l8 des Zählers 16 ist je eines von zwei logischen Gattern 26 und 32 angeordnet, die je drei Eingänge 27 bis 29 und 33 bis 35 besitzen sowie je einen Ausgang 30 bzw. 36. Während das dem Rückwärtszähleingang l8 des Zählers 16 vorgeschaltete logische Gatter 26 mit dem Eingang am Ausgang 21 der Dekodierstufe 20 und mit dem Eingang 28 am Winkelimpulsgeber 12 angeschlossen ist, ist der invertierende Eingang 29 mit dem Bezugsmarkengeber l4 verbunden. In entsprechender Weise ist der Eingang 33 des logischen Gatters mit dem Winkelimpulsgeber 12, der Eingang 34 mit dem Bezugsmarkengeber 14 und der intervenierende Eingang 35 mit dem Ausgang 38 der Torschaltung 39 verbunden. Diese Torschaltung weist einen Steuereingang 40 auf sowie einen Auslöseeingang 4l. Verbunden ist der Auslöseeingang 4l über ein Differenzierglied 42 mit dem Bezugsmarkengeber. Um die Steuerungsmöglichkeit der Zeitdauer der Torschaltung zu veranschaulichen, ist neben diesen Steuereingang 40 ein kleines ρ gezeichnet, das die Druckabhängigkeit des Eingangssignales angeben soll.

Soll der Beginn der Rückwärtszählung parameterabhängig sein, so ist ein zweiter Zähler 45 vorzusehen, dessen Zähleingang 46 mit dem Winkelimpulsgeber 12 und dessen Steuereingang 47 mit dem Bezugsmarkengeber 14 verbunden ist. Dem Zähler 45 ist ebenfalls eine Dekodierstufe 50 nachgeschaltet, deren Dekodierwert jedoch zur parameterabhängigen Verstellung veränderbar sein muß. Als Beispiel für 'einen Parameter ist hier die Temperatur angegeben.

Da der parameterabhängige Beginn der Rückwärtszählung eine zusätzliche Eingriffsmöglichkeit bietet, jedoch nicht zwingend vorzusehen ist, ist in der Fig. 2 noch ein Schalter 52 gezeichnet, der alternativ den invertierenden Eingang 29 des logischen Gatters 26 einmal mit dem Bezugsmarkengeber 1.4 und einmal mit' dem Ausgang der Dekodierstufe 50 verbindet.

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Der eigentliche Berechnungsvorgang beginnt mit jeder Anstiegsflanke eines Impulses vom Bezugsmarkengeber 14. In der gezeichneten Stellung des Schalters 52 sperrt dieser Bezugsmarken-Impuls das logische Gatter 26, löst jedoch über das Differenzierglied 42 in der Torschaltung ein Signal entsprechend Fig. aus. Erst nach Abfall dieses Signals wird das logische Gatter für die Impulse vom Winkelimpulsgeber 12 leitend und der Zähler 16 beginnt mit der Vorwärtszählung. Ist der Bezugsmarken-Impuls zu Ende, so sperrt das logische Gatter 32 und das dem Rückwärtszähleingang 18 vorgeschaltete logische Gatter 26 wird leitend. Daher beginnt jetzt ein Rückwärtszählvorgang mit den Impulsen des Winkelimpulsgebers 12 und die Dekodierstufe 20 gibt dann an ihrem Ausgang 21 kein Signal mehr ab, wenn der Zählerstand Null erreicht ist. Dieser Abfall des Signals am Ausgang 21 der Dekodierstufe 20 löst im Differenzierglied 23 ein Signal aus, das wiederum zur Auslösung des Zündimpulses in der bekannten Zündanordnung 24 dient. Gleichzeitig wird das logische Gatter 26 wieder über den Eingang 27 gesperrt, so daß bis zum Eintreffen der nächsten Bezugsmarke 13 der Zählerstand Null erhalten bleibt. Bei einer Verlängerung des Ausgangssignales der Torschaltung 39 beginnt der Zählvorgang entsprechend später, der Beginn der Rückwärtszählung bleibt jedoch erhalten, und dadurch erfolgt die ZündausTösung früher.

In der gestrichelt gezeichneten Stellung des Schalters 52 ist nun für den Beginn der Abwärtszählung nicht das Ende der Bezugsmarke maßgebend, sondern das Ereichen eines bestimmten Winkelwertes. Mit Ende jeder Bezugsmarke zählt nämlich der Zähler 45 die Impulse vom Winkelimpulsgeber 12 und wenn ein bestimmter Zählerstand erreicht ist - der durch die Dekodierstufe 50 festgelegt ist - schaltet das logische Gatter 26 durch. Die Dekodierstufe 50 kann, hier ebenfalls aus logischen Gattern aufgebaut sein, jedoch muß bei gleichbleibendem logischen Gatter 26 ihr Ausgangssignal dergestalt sein, daß der Beginn der Rückwärtszählung mit einem Null-Signal am Ausgang dieser .Dekodierstufe 50'erfolgen kann.

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Für die Differenzierglieder 23 und 42 kann im einfachsten Fall eine Widerstands-Kondensator-Kombination mit nachgeschalteter Diode verwendet werden. Für die Torschaltung 39 läßt sich eine monostabile Kippstufe einsetzen und als Zähler können integrierte Bausteine der Type CD4O29 von RCA dienen.

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Claims

Ansprüche

·*·* Verfahren zum Pestlegen eines sich wiederholenden und in der Periodendauer von Parametern abhängigen Vorganges, insbesondere der Zündauslösung bei Brennkraftmaschinen, bei dem zwei zeitlich aufeinanderfolgende Impulsfolgen in einem Zähler gezählt werden und das dadurch gekennzeichnet ist, daß erst nach einer wählbaren Zeit nach dem Auftreten eines Bezugsmarkenimpulses ein Zählvorgang einer festgelegten Richtung ausgelöst wird und daß nach einem vorbestimmten Winkel der erhaltene Zählerstand wieder auf den Ausgangswert zurückgezählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Erreichen des Zählerausgangsstandes der Vorgang ausgelöst wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wählbare Zeit vor Beginn des ersten Zählvorganges parameterabhängig ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel für den Beginn der Rückwärtszählung parameterabhängig ist.

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5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkelimpulsgeber (12) sowie ein auf Bezugsmarken (13) auf einer mit der Kurbelwelle gekuppelten Scheibe (10) ansprechender Bezugsmarkengeber (14) vorgesehen ist, den Eingängen (33, 34 und 35) eines dem Vorwärtszähleingang (17) vorgeschalteten logischen Gatters (32) neben Winkelimpulsen und Bezugsmarkenimpulsen das Ausganssignal einer Torschaltung (39) zuführbar ist und das dem Rückwärtszähleingang (l8) vorgeschaltete logische Gatter (26) mit Winkel- und Bezugsmarkenimpulsen sowie dem Ausgangssignal einer dem Zähler (1.6) nachgeschalteten Dekodierstufe (20) beaufschlagbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einem Steuereingang (40) der Torschaltung (39) ein Lastsignal zuführbar ist.
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den parameterabhängigen Beginn der Rückwärtszählung ein weiterer Zähler (45) vorgesehen ist, der mit Ende.jeder Bezugsmarke zurücksetzbar ist und der Ausgang einer dem Zähler (45) nachgeschalteten Dekodierstufe (50) mit veränderbaren Werten mit dem dem Rückwärtszähleingang (l8) vorgeschalteten logischen Gatter (26) verbunden ist.

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