DE2930013A1 - Verfahren und anordnung zur regelung der zuendsteuerung eines explosionsmotors - Google Patents

Verfahren und anordnung zur regelung der zuendsteuerung eines explosionsmotors

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DE2930013A1 DE19792930013 DE2930013A DE2930013A1 DE 2930013 A1 DE2930013 A1 DE 2930013A1 DE 19792930013 DE19792930013 DE 19792930013 DE 2930013 A DE2930013 A DE 2930013A DE 2930013 A1 DE2930013 A1 DE 2930013A1
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Description

Verfahren und Anordnung zur Regelung der Zündsteuerung eines
Explosionsmotors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Regelung der Zündsteuerung eines Explosionsmotors in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, die man für diesen Motor erreichen möchte. Diese Bedingungen können zum Beispiel der Betrieb des Motors mit einer optimalen Regelung der Voreilung sein, derart, daß der Motor seinen höchsten Wirkungsgrad erreicht.
Man hat vorgeschlagen, bestimmte charakteristische Parameter der Betriebsbedingungen des Motors zu messen (Drehzahl, Betriebstemperatur, Unterdruck in der Ansaugleitung, usw...)» durch geeignete Verfahren, z.B. Berechnung, die dem gewünschten Betrieb des Motors entsprechende Voreilung zu bestimmen und die Zündung beim vorbestimmten Wert der Voreilung auszulösen.
Gemäß der US-PS 3 875 912 wird der Zündzeitpunkt so geändert, daß zumindest in einem Zylinder die "Explosion" bei einer vorbestimmten Stellung der Motorwelle erfolgt. Zu diesem Zweck mißt man den Druck im Zylinder mit Hilfe eines Detektors, der einen Impuls mit steiler Anstiegsflanke liefert, und man stellt den Augenblick fest, in dem der steigende Druck eine vorgegebene Schwelle erreicht, wobei dieser Augenblick als der angesehen wird, bei dem sich die "Explosion" erei gnet.
Die DE-OS 1 476 322 beschreibt die Regelung der Zündsteuerung in Abhängigkeit von der Motorleistung, die über zwei Druckmessungen mit Hilfe von Drucksonden in den Motorzylindern ermittelt wird.
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Gemäß der DE-OS 2 030 679 errechnet man die Variationen des Drehmoments und man regelt die Zündsteuerung in Abhängigkeit vom Wert des Drehmoments.
Diese Lösungen können zufriedenstellende Resultate bringen, ermöglichen jedoch keine präzise Einstellung der Voreilung auf ihren optimalen Wert.
Gemäß einem weiteren Verfahren, das in der FR-OS 2 404 121 beschrieben ist, bestimmt man mit Hilfe mindestens einer Drucksonde den höchsten Druck in mindestens einem Zylinder des Motors in Bezug auf die Stellung der Kurbelwelle, und man ändert die Voreilung so, daß dieser höchste Druck bei einer vorbestimmten Stellung der Kurbewelle auftritt. Die Nachteile dieser Lösung sind der derzeit hohe Preis der Drucksonden und die Notwendigkeit, bestimmte Teile des Motors zu verändern, um den Einbau dieser Sonden zu ermöglichen.
Ziel der Erfindung ist es, eine einfache Lösung vorzuschlagen, die die genannten Nachteile nicht aufweist. Dieses Ziel wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 7 erreicht. Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch einen mit einer erfindungsgemäßen
Anordnung ausgerüsteten Motor; Fig. 2 zeigt schematisch die elektronische Regelanordnung gemäß der Erfindung;
Figuren 3 und 4 zeigen mögliche Ausführungen des Detektors;und die Figuren 5 und 6 zeigen in detaillierter Form den Aufbau zweier In Fig. 2 schema tisch dargestellter Teile der Regelanordnung.
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Die Erfindung basiert auf einer Beobachtung des Ablaufs der Verbrennungsphase in einem Zylinder eines Explosionsmotors. Es wurde festgestellt, daß in dieser Verbrennungsphase die verschiedenen Werte der Beziehung
Volumenanteil des verbrannten Gases gesamtes Gasvolumen in dem Zylinder,
die nachstehend mit "Volumenanteil" bezeichnet wird, für ganz bestimmte Winkelstellungen der Kurbelwelle erhalten werden (in einem bestimmten Intervall der Werte des Volumenanteils), wobei diese Stellungen unabhängig von den den Motor kennzeichnenden Betriebsparametern (wie Drehzahl, Belastung des Motors, Unterdruck in der Ansaugleitung, usw...) sind, wenn die Voreilung auf ihren optimalen Wert eingestellt ist (der dem höchsten Wirkungsgrad des Motors entspricht).
Umgekehrt kann man eine optimale Regelung der Voreilung unabhängig von den Veränderungen dieser Betriebsparameter erhalten, indem man die Zündung so einstellt, daß die verschiedenen Werte des oben definierten Volumenanteils für die gleichen Winkelstellungen erhalten werden wie beim Betrieb mit optimaler Voreilung.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß, wenn der Volumenanteil des verbrannten Gases im gesamten Gasvolumen im Zylinder zwischen 0,4 und 0,9 liegt, die entsprechenden Stellungen der Kurbelwelle zwischen 30° vor dem oberen Totpunkt und 90 nach dem oberen Totpunkt liegen. Beispielsweise liegt für einen Wert des Volumenanteils von etwa 0,75 die Stellung der Kurbelwelle zwischen 6° und 10° Drehung nach dem oberen Totpunkt, genauer gesagt nahe 8°.
Fig. 1 zeigt beispielsweise einen Motor 1 mit vier Zylindern, der mit einem elektronischen Zündkreis 2 ausgestattet ist. Dieser Zündkreis enthält schematisch eine Spannungsquelle 3,
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die mit einem einen Thyristor 4 enthaltenden Entladeschaltkreis verbunden ist. Der Thyristor 4 liegt in einem geerdeten Ableitzweig sowie an einem Kondensator 5, der in Serie mit der Primärwicklung 9 der Zündspule verbunden ist. Die Sekundärwicklung 10 versorgt nacheinander jede der Kerzen 13 bis 16 des Motors 1 über einen Verteiler 11, dessen Pinger 12 über ein nicht dargestelltes Antriebsorgan in Rotation mit der Kurbelwelle 17 des Motors 1 verbunden ist.
Der Motor enthält zumindest einen Detektor 18, der ein Signal hervorrufen kann, wenn der Volumenanteil des verbrannten Gases im gesamten Gasvolumen im Zylinder einen vorbestimmten Wert erreicht, und einen Winkelgeber 20 zur Bestimmung mindestens einer vorbestimmten Bezugsstellung der Kurbelwelle oder einer Achse, die sich mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle dreht.
Bei einem Viertaktmotor kann diese Achse eine Hilfswelle 17a sein, die über ein Untersetzergetriebe 17b-17c so gedreht wird, daß die Welle 17a zweimal so langsam dreht wie die Kurbelwelle 17. Wenn der Motor mit einem Verteiler ausgerüstet ist, kann die Welle 17a vorteilhafterweise mit dem Rotor des Verteilers verbunden sein. Der Detektor 18 und der Winkelgeber 20 erzeugen Informationen in Form von Signalen, die über Leitungen 21 und 22 an ein Elektronikorgan 23 gelangen. Dieses bildet automatisch ein Steuersignal für den Zündkreis, welches über eine Leitung 24 an den Steueranschluß des Thyristors 4 angelegt wird.
Fig. 2 zeigt die Anordnung der hauptsächlichen Schaltkreise des Elektronikorgans 25.
Das vom Winkelgeber 20 gebildete Signal wird zu einem Schaltkreis 25 geleitet, der ein die Winkelstellung der Kurbelwelle angebendes Signal erzeugt. Das Signal des Detektors 18 und das vom Schaltkreis 25 erzeugte Signal werden an einen Schaltkreis 26 angelegt, der ein Signal
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liefert, das für die Winkelstellung der Kurbelwelle kennzeichnend ist, wenn der Volumenanteil des verbrannten Gases am Gesamtgasvolumen einen vorbestimmten Wert erreicht. Dieses letztere Signal wird zu einem Schaltkreis 27 geleitet, wo es mit einem Bezugssignal verglichen wird und wo automatisch das Steuersignal des Zündkreises gebildet wird.
Der Detektor 18 kann eine bekannte Ionisationssonde sein und beispielsweise zwei leitende Elektroden enthalten, die voneinander einen Abstand aufweisen und mit einem elektrischen Meßkreis verbunden sind.
Der in Fig. 3 gezeigte Detektor 18 besteht aus einer Kerze 6, die so in den Zylinderkopf eingelassen ist, daß ihre Elektroden 7 und 8 in einen der Zylinder C. des Motors in einem Abstand d von den Elektroden der eigentlichen Zündkerze 15 münden. Wenn also nach dem von der Zündkerze im Zylinder C1 ausgelösten Beginn der Verbrennung die Verbrennungsfront, die das Volumen des verbrannten Gases im Zylinder begrenzt, bei ihrer Ausbreitung die Elektroden 7 und 8 des Detektors erreicht, wird die elektrische Leitfähigkeit zwischen diesen Elektroden verändert, und man stellt eine Veränderung der Stromstärke im (nicht dargestellten) Schaltkreis fest, mit dem diese Elektroden verbunden sind, wobei diese Veränderung das vom Detektor 18 gelieferte Signal darstellt.
Der Abstand d wird so gewählt, daß der Detektor 6 bei Betrieb des Motors gemäß der weiter oben definierten optimalen Regelung der Voreilung sein Signal für einen vorbestimmten Wert des Volumenanteils des verbrannten Gases am Gesamtgasvolumen im Zylinder liefert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, können die Elektroden 7 und 8 des Detektors 6 aus den abisolierten Enden eines zweiadrigen Kabels bestehen, die an irgend einem Teil des Motors einschließlich der Zylinderkopfdichtung angebracht
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werden können. Man kann auch einen einzigen Leiter verwenden, der isoliert durch das Zylindergehäuse geführt ist und dessen Widerstand gegen das geerdete Zylindergehäuse gemessen wird.
Selbstverständlich kann jeder andere Detektor, der durch ein bekanntes physikalisches Verfahren (z.B. Reflexion) die Grenzfläche zwischen den verbrannten und den frischen Gasen im Innern des Zylinders feststellen kann, \rerwendet werden.
Der Winkelgeber 20, der den Durchgang der Kurbelwelle 17 und der Hilfsachse 17a durch eine vorgegebene Bezugsposition feststellt, kann aus einem Zahnrad bestehen, das auf die Kurbelwelle 17 oder die Hilfsachse 17a aufgesetzt ist und mindestens eine optische Markierung aufweist, die bei jeder Drehung den Zustand eines optischen Detektors,wie z.B. einer lichtelektrischen Zelle,verändert. Es können auch mechanische Systeme verwendet werden, z.B. solche, die eine Nocke auf der Kurbelwelle 17 oder Hilfsachse 17a aufweisen, welche einen Unterbrecher periodisch öffnet und schließt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des elektronischen Schaltkreises 25, der vom Winkelgeber 20 ein Signal erhält, das aus Impulsen 1-, I? zusammengesetzt ist, deren Intervall einem Rotationswinkelotp der Kurbelwelle entspricht, wobei der Wert dieses Winkels, der vorzugsweise ein Untervielfaches von 360° und höchstens gleich 360 ist, hauptsächlich von der Ausführungsform des Winkelgebers 20 abhängt. Das Zeitintervall T zwischen diesen Impulsen ist umgekehrt proportional zur Rotationsgeschwindigkeit X der Kurbelwelle 17 und proportional zu cL ρ
O^ η
χ _ "x
1 ~ 6N~ '
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2 9 3 Ü 01
wobei T die in Sekunden gemessene Periode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen ist, N, gemessen in U/m, die mittlere Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle während des Zeitintervalls T ist undekR in Grad angegeben wird.
Die Folgefrequenz der Impulse ist F = ψ.
Das vom Winkelgeber 20 gelieferte Signal wird an einen ersten Eingang eines UND-Glieds 29 angelegt.
Ein Oszillator 30 des RC-Typs mit der Frequenz F1 ist mit einem Teilerschaltkreis 31 durch K (ganze Zahl größer 1) verbunden, der seinerseits über eine Leitung 32 mit einem zweiten Eingang des UND-Glieds 29 verbunden ist, dem er
Impulse der Frequenz F0 = 1 und folglich der Periode
2 K
T2 = KT1 liefert. Der Ausgang des Glieds 29 ist mit dem Zähleingang C,., eines Impulszählers 33 verbunden.
Beim Empfang des Impulses I1 läßt das Glied 29 an seinem Ausgang die vom Schaltkreis 31 erzeugten Signale durch, die vom Zähler 33 im Zeitintervall T, das den Impuls I.. vom Impuls I- trennt, verbucht werden.
Die Kippstufen des Zählers 33 sind parallel mit entsprechend vielen unabhängigen Kippstufen eines Speicherschaltkreises 34 verbunden.
Der Zähler 33 weist einen Nullrückstellungseingang RAZ,, auf, der mit dem Winkelgeber 20 über eine Leitung 35 verbunden ist. In diese Leitung sind bekannte Mittel 35A zur Verzögerung der Übertragung der Vorderflanke der Impulse I1, I-, ... auf den Eingang RAZ,, des Zählers 33 eingefügt.
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Der Speicherschaltkreis 34 besitzt einen Ladeeingang Ch-., der über eine Leitung 36 mit dem Winkelgeber 20 verbunden ist.
Wenn der Impuls I0 nach einer RotationoCn der Kurbelwelle
L K
erzeugt wird, löst die Vorderflanke 34A des Impulses 1? die Übertragung des augenblicklichen Zählwerts F- · T auf den Speicherschaltkreis 34 aus, dann bewirkt die vom Zähler 33 mit einer gewissen Verzögerung in Bezug auf die Vorderflanke 34A (durch die Mittel 35A hervorgerufene Verzögerung) empfangene Vorderflanke 33A die Nullrückstellung des Zählers 33. Der Zähler ist dann bereit, neue während einer weiteren RotationoLR der Kurbelwelle 17 vom UND-Glied kommende Impulse zu registrieren.
Der Speicherkreis 34 besitzt Ausgänge, die je mit den Anschlüssen zur Einstellung des Zählanfangszustandes eines Rückwärtszählorgans 37 verbunden sind.
Dieses Organ 37 weist einen Rückwärtszähleingang D__ auf, der über eine Leitung 38 mit dem Ausgang des Oszillators der Frequenz F1 verbunden ist. Das Organ 37 weist außerdem einen Ausgang RO^7 auf, an dem bei jedem Nulldurchgang dieses Rückwärtszählorgans ein Signal auftritt.
Das Zeitintervall T , das zum Rückwärtszählen bis auf Null des Organs 37 notwendig ist, dessen Anfangsinhalt F-T ist und das Rückzählimpulse der Frequenz F.. erhält, ist durch die Beziehung T-F1 = F2 1T definiert; die Frequenz F der Nulldurchgänge des Organs 37 entspricht also der Beziehung
F1 _ KF2
Fs " fjtt " f2/f " KF'
wobei F die Frequenz der Impulse I1, I„, ... ist.
Es erscheinen also K Impulse am Anschluß RO,_ des Rückzählorgans 37 während jeder RotationcLn der Kurbelwelle,
und die Periodizität dieser aufeinanderfolgenden Impulse
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ck R
entspricht einer Rotation von —^- Grad der Kurbelwelle
Das Rückwärtszählorgan 37 besitzt außerdem einen Ladeeingang cnT7> der über einen Leiter 39 mit dem Ausgang RO,7 verbunden ist. Unter diesen Bedingungen versetzt jeder Nulldurchgang des Rückwärtszählorgans 37 dieses Organ automatisch in den Ladezustand.
Der Ausgang RO,- des Rückwärtszählorgans 37 ist über eine Leitung 40 mit Zähleingang C28 eines Schaltkreises 28 verbunden, der m Einzelschieberegister bekannter Art aufweisen kann, von denen jedes acht Ausgänge aufweist. Die verschiedenen Ausgänge des Schaltkreises 28 erzeugen einen Impuls, der ein Bild jeder Winkeleinheit für die Stellung der Welle ist und den Wert —ψ- angibt, wobei die Anordnung dieser Ausgänge eine Unterscheidung zwischen 8 vom Schaltkreis 37 gelieferten Impulsen (0 bis 8m-1) ermöglicht.
Jeder dieser vom Schaltkreis 37 kommenden Impulse bewirkt die Weiterschaltung des Schaltkreises 28, der zu jedem Zeitpunkt ein Signal liefert, das repräsentativ für die Zahl der im Zeitintervall
!-„in ....
T' = (8 - 1)T = ± . T erhaltenen Impulse ist, s κ
mit K^ 8m - 1.
Der Schaltkreis 28, der einen "Winkelindikator" darstellt, verhält sich also wie ein Schaltkreis des Typs "Schieberegister" mit 8m Ausgängen, die mit Ordnungszahlen von 0 bis (8m - 1) in der Fig. 3 bezeichnet sind, wodurch es möglich ist, die Rotation der Kurbelwelle ausgehend von der Bezugsstellung pro üinheitswinkel -ψ zu verfolgen, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle in einem Zeitintervall T zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen 1 als konstant angenommen wird. Man sieht also, daß die Wahl der Werteo6n und K es ermöglicht, die Rotation der Kurbel-
weile genau zu verfolgen. Im allgemeinen wählt man die Werte
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p und K so, daß der Wert des Winkels —ψ- beispielsweise zwischen O0 3U1 und einigen Grad liegt, wobei der Schaltkreis 28 aus drei Einzelschaltkreisen des Schieberegistertyps mit je acht Ausgängen bestehen kann.
Der Schaltkreis 28 besitzt einen Nullrückstellungseingang RAZ7Q, der mit dem Zähler 20 über eine Leitung 41 verbunden ist, so daß er von jedem Impuls I1 auf Null zurückgestellt wird.
Das Schieberegister 28 ermöglicht die Auswahl eines "Winkelfensters".
Die beiden Ausgänge des Schieberegisters 28, die den beiden Grenzwinkeln dieses Winkelfensters entsprechen, sind je mit den beiden Eingängen einer Kippstufe 42 des Typs SET-RESET verbunden.
Die Kippstufe liefert so auf ihrem Ausgang ein Signal in Form eines Rechtecks zwischen den beiden Winkelstellungen, die das gewählte "Winkelfenster" begrenzen: Das Rechtecksignal fängt an, wenn ein Signal am Ausgang des Registers erscheint, das dem ersten Grenzwinkei dieses "Fensters" (erste Zustandsänderung der Kippstufe 42) entspricht, und das Rechtecksignal ist beendet, iv'enn auf dem Ausgang des Registers 28 ein bignal erscheint, das dem zweiten Grenzwinkel des Fensters (zweite Zustandsänderung der Kippstufe 42} entspricht.
Fig. 6 zeigt schematisch die Zusammensetzung der Schaltkreise 26 und 27 (Fig. 2), die mit dem Schaltkreis 25 das Elektronikorgan 23 bilden.
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Die Elektroden 7 und 8 des Detektors 6 sind in Serie mit einem Widerstand 44 und einer Gleichstromquelle 45 verbunden. Wie oben angegeben erhöhen sich der Strom im Widerstand 44 und die Spannung an den Anschlüssen des Widerstandes, wenn die Verbrennungsfront die Elektroden und 8 erreicht. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Veränderung der Spannung an den Anschlüssen des Widerstandes 44 sehr schnell vor sich geht. Das diese Spannung darstellende Signal wird, evtl. über einen Adapter-Verstärker 46, an einen Eingang eines UND-Glieds 48 geleitet, der es zu einer Kippstufe 49 weiterleitet, wenn das Glied 48 gleichzeitig ein Steuersignal über die Leitung 43 zugeführt erhält.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wurden die interessanten Phänomene nur in einem einzigen Zylinder C1 beobachtet. Es wird angenommen, daß die Phänomene in den anderen Zylindern gleich sind und daß die Zündeinstellung in allen Zylindern identisch ist.
Man verwendet als Steuersignal das von der Kippstufe 42 kommende Signal, das mit dem Schaltkreis 28 (Fig. 5) verbunden ist, so daß dieses Signal nur für einen gegebenen Winkelbereich der Kurbelwelle auftritt, bei der die Verbrennungsfront im Zylinder C1 wahrscheinlich den Detektor 6 während des Betriebs des Motors erreicht.
Außer dem vom UND-Glied 48 gelieferten Signal erhält die Kippstufe ein Synchronisationssignal S, das aus den Impulsen I bestehen kann, die vom Winkelgeber 20 erzeugt werden, der auf einer Welle angeordnet ist, die sich mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle dreht.
Der Ausgang der Kippstufe 49, der sich ursprünglich im Zustand 0 befindet, wird bei Empfang des Signals S in den Zustand 1 gebracht und bei Empfang des vom UND-Glied 48 kommenden Signals in den Zustand 0 zurückversetzt.
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ORIGINAL INSPECTED
bo erhält man ein Signal in Form eines Rechtecks, dessen Breite abhängig 1st vom Rotationswinkel θ der Kurbelwelle zwischen der Bezugsstellung und der Stellung, in der das vom Detektor 6 erzeugte Signal auftritt. Dieses Signal wird an einen ersten Eingang eines UND-Glieds 51 angelegt, das auf einem zweiten Eingang die Ausgangsimpulse des Schaltkreises 28 zugeführt erhält, d.h. die Winkelindikation H. An einem dritten Eingang des UND-Glieds 51 wird das Ausgangssignal einer Kippstufe 52 angelegt, die durch das Synchronisationssignal S und das Ausgangssignal eines Zählers 53 vom Schieberegistertyp gesteuert wird. Dieser Zähler zählt die Synchronisationsimpulse und liefert auf einem seiner Ausgänge ein Signal, das eine Zahl η von Betriebszyklen des Motors darstellt.
Beim Auftreten eines ersten Synchronisationssignals empfängt das UND-Glied 51 gleichzeitig das von der Kippstufe 49 und das von der Kippstufe 52 kommende Signal, die beide Steuersignale sind; das Glied 51 läßt während der Dauer des von der Kippstufe 49 erzeugten Signals τ— vom Winkelindikator H
R kommende Impulse durch. Der gleiche Vorgang wiederholt sich während η Betriebszyklen des Motors (wobein eine ganze Zahl gleich oder größer 1 ist), ehe der Zyklenzähler 53 ein Signal erzeugt, das den Zustand der Kippstufe 52 ändert. Die Zahl der Impulse, die das UND-Glied 51 durchquert haben, wird durch die Zahl der η Zyklen im Schaltkreis 54 dividiert, der eine mittlere Zahl von Impulsen
θ . K
r = -^z entspricht,
m OC
die repräsentativ für den Mittelwert des Rotationswinkels ©m der Kurbelwelle zwischen der Bezugsstellung und der Stellung ist, die der Erzeugung eines Signals durch den Detektor 6 entspricht.
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Diese Impulse werden an den Rückwärtszähleingang D1., eines Vorwärts-Rückwärtszählers 55 angelegt, der auf einen theoretischen Anfangswert der Impulsanzahl r , gebracht wurde, welcher dem theoretischen Winkelabstand θ , zwischen der Bezugsstellung der Kurbelwelle und der Stellung, in der das Signal des Detektors 6 auftritt, entspricht, unter Berücksichtigung des vorbestimmten Werts des Volumenanteils des verbrannten Gases im totalen Gasvolumen im Zylinder.
Der absolute Wert der Differenz r , - r , der kennzeichnend ist für den Abstand £ = Qfh - θ , erscheint an den Ausgängen des Schaltkreises 55, die mit den Eingängen eines Speichers 56 verbunden sind, während das Vorzeichen dieser Differenz von einem der Ausgänge, die allgemein mit den englischen Ausdrücken "carry" oder "borrow" bezeichnet werden, je nachdem, ob das Vorzeichen positiv oder negativ ist, angezeigt wird.
Die Übertragung der Information £ vom Rückwärtszähler 55 zu einem Speicher 56 erfolgt durch den vom Zykluszähler erzeugten Impuls, der von einem Verzögerungsschaltkreis 57a verzögert wird. Dieser Impuls, der ein zweites Mal in einem Verzögerungsschaltkreis 57b verzögert wird, versetzt den Vorwärts-Rückwärtszähler 55 über den Eingang ch 55 wieder in den Ursprungszustand. Die gespeicherte Information £. wird an einen Addierer-Subtrahierer 58 angelegt, an den außerdem der theoretische Wert β , angelegt wird, der den theoretischen Winkelabstand zwischen der Bezugsstellung der Kurbelwelle und der Stellung während des Zündens darstellt, dem der weiter oben definierte theoretische Winkelabstand Θ.. zwischen der genannten ßezugsstellung und der Detektion der Verbrennungsfront durch den Detektor 6 im Zylinder C. entspricht.
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Der Schaltkreis 58 liefert ein Signal, das dem Rotationswinkel β = β . + £ der Kurbelwelle zivischen der Bezugsstellung und der tatsächlichen Stellung entspricht, bei der die Zündsteuerung im Zylinder C1 erfolgen muß. Dieses Signal wird an die Voreinstellungsanschlüsse eines Vorwärts-Rückwärtszählers 59 angelegt, dessen Rückwärtszähleingang D59 mit dem Ausgang eines UND-Glieds 60 verbunden ist, das an einem Eingang das Synchronisationssignal S emfpängt und an einem zweiten Eingang das Winkelindikationssignal H. Beim Nulldurchgang erzeugt der Schaltkreis 59 an seinem Anschluß RCLq ein Zündsteuersignal, das von einem Anpassungsscnaltkreis 61 auf den Steueranschluß des Thyristors 4 und den Ladeanschluß ch^g
übertragen wird, wodurch die Wiederherstellung des Ursprungszustandes des Vorwärts-Rückwärtszänlers 59 ermöglicht wird.
Es ist möglich, Veränderungen vorzunehmen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann z.B. die Zündsteuerung in jedem Zylinder getrennt funktionieren, indem entsprechend viele Schaltkreise verwendet werden, die je aus den Elementen 48 bis 61 bestehen.
Bei bestimmten Betriebsbedingungen des Motors soll die Zündsteuerung während einer mehr oder weniger langen Zeitdauer von der optimalen Voreilung abweichen, beispielsweise wenn man möchte, daß der Temperaturanstieg des Motors beim Anlassen schneller erfolgt. Hierzu setzt man zwischen die Schaltkreise 58 und 5y einen Addierer-Subtrahierer ö2 (in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnet), der den Wert von A dadurch ändert, daß algebraisch ein Korrekturwert hinzugefügt wird. Diese Veränderung kann ständig oder nur für eine bestimmte Zeitdauer erfolgen. im letzteren Fall kann die Dauer der Korrektion konstant oder aber abhängig vom durch einen von einem Detektor gemessenen Parameter bestimmten Wert sein.
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49J00
Solche Korrekturen können ebenfalls durchgeführt werden, um das Klopfen des Motors zu vermeiden oder um die Abgabe von umweltschädigenden Abgasen zu reduzieren.
Eine Korrektury eines entsprechenden Werts kann eingeführt werden, wenn der Motor nicht bei seinem höchsten Wirkungsgrad läuft oder wenn der Wert des Volumenanteils des verbrannten Gases am totalen Gasvolumen im Zylinder nicht im Bereich von 0,4 bis 0,9 liegt. Die Vorgabe des Wertst für unterschiedliche Betriebsbedingungen kann in Abhängigkeit von diesen Bedingungen programmiert werden.
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Claims (9)

  1. 92502 RUEIL-MALMAISON, Frankreich
    Verfahren und Anordnung zur Regelung der Zündsteuerung eines
    Explosionsmotors
    PATENTANSPRÜCHE
    ^I. \ Verfahren zur Regelung der Zündsteuerung eines Explosionsmotors, dadurch gekennzeichnet , daß während des Verbrennungsvorgangs in mindestens einem Zylinder die Winkelstellung der Motorwelle ermittelt wird, für die der Volumenanteil des bereits verbrannten Gases bezüglich des gesamten Gasvolumens in dem Zylinder einen bestimmten Wert erreicht, und daß die Zündsteuerung so lange verändert wird, bis die ermittelte Winkelstellung mit einer vorgegebenen Winkelstellung übereinstimmt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic] net , daß der bestimmte Wert des Volumenanteils des verbrannten Gases und die vorgegebene Winkelstellung der Motorwelle der optimalen Zündstellung entsprechen, bei der der Motor seinen höchsten Wirkungsgrad erreicht.
    9 0 9 8 8 6/0840
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    :"IS'J! « lit'ilMK-L-i.VK Xf VUiIiIX LJJ-I
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Wert des Volumenanteils des verbrannten Gases zwischen 0,4 und 0,9 liegt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Wert des Volumenanteils des verbrannten Gases außerhalb des Intervalls 0,4 - 0,9 liegt und daß die vorgegebene Winkelstellung in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors gewählt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die optimale Zündsteuerung in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors korrigiert wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß in mindestens einem Zylinder während des Verbrennungsvorgangs der Durchgang der Grenzfläche zwischen verbrannten und frischen Gasen in einer Bezugsstellung innerhalb des Verbrennungsraums ermittelt wird und daß der Zündaugenblick eingestellt wird, daß dieser Durchgang erfolgt, wenn die Motorwelle eine vorgegebene Winkelstellung durchläuft.
  7. 7. Vorrichtung zur selbstätigen Zündsteuerung eines Motors mit steuerbarer Zündung, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel (18) zur Bestimmung des Augenblicks, an dem in mindestens einem Zylinder die Grenzfläche zwischen verbrannten und frischen Gasen die Bezugsstellung erreicht, Mittel (20) zur Ermittlung der Winkelstellung der Motorwelle in jenem Augenblick, Mittel zum Vergleich dieser Winkelstellung mit einer vorgegebenen Winkelstellung und Mittel (27) zur Regelung der Zündsteuerung abhängig vom Abstand der vorgegebenen von der ermittelten Winkelstellung vorgesehen sind.
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    ORIGINAL INSPECTED
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel (18) zur Bestimmung des Augenblicks, an dem in mindestens einem Zylinder die Grenzfläche zwischen verbrannten und frischen Gasen die Bezugsstellung erreicht, eine Ionisationssonde aufweisen.
  9. 909886/0840
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