DE2930013C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Zündsteuerung einer Brennkraftmaschine durch Erfassung des Verbrennungsablaufs in zumindest einem Zylinder, derart, daß unter Berücksichtigung des Zustandes des Gasgemisches eine markierte Stellung der Motorwelle mit einem vorbestimmten Zündzeitpunkt zusammenfällt.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind bekanntgeworden durch die DE-OS 26 01 871. Eine Flammenfront erreicht dort zwei gesondert angeordnete Winkelfenster. Die Häufigkeit wird durch eine grobe Erfassung der Arbeitstakte ermittelt. Eine große Anzahl von Arbeitstakten zur Ermittlung eines Stellwertes ist notwendig. Die Zündverstellung erfolgt immer aufgrund zeitlich zurückliegender Verhältnisse.

Auch ist bekannt, gemäß der US-PS 38 75 912 den Zündzeitpunkt so zu ändern, daß zumindest in einem Zylinder die "Explosion" bei einer bestimmten Stellung der Motorwelle erfolgt. Zu diesem Zweck mißt man den Druck im Zylinder mit Hilfe eines Drucksensors, der einen Impuls mit steiler Anstiegsflanke liefert. Der Zeitpunkt wird festgestellt, zu dem der steigende Druck eine vorgegebene Schwelle erreicht. Dieser wird als derjenige angesehen, bei dem die "Explosion" sich ereignet.

Die DE-OS 14 76 322 beschreibt die Regelung der Zündsteuerung in Abhängigkeit von der Motorleistung, die über zwei Druckmessungen mit Hilfe von Drucksonden in den Motorzylindern ermittelt wird.

Gemäß der DE-OS 20 30 679 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 24 04 121 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 Kurbelwelle 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.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Optimierung einer schnell auf Veränderungen reagierenden Arbeitsweise des Motors bei Unabhängigkeit von unterschiedlichen Werten der Arbeitsparameter, insbesondere ohne weitere Sensoren, zu erreichen.

Diese Lösung läßt sich erfindungsgemäß überraschend dadurch angeben, daß der Wert des Volumenverhältnisses der verbrannten Gase zum Gesamtvolumen der Gase im Zylinder im vorbestimmten Zündzeitpunkt einen festgelegten Wert von 0,4 bis 0,9 erreicht.

Hierdurch wird nicht nur die obengenannte Aufgabe voll erfüllt, der Aufwand bei einer solchen Zündeinstellung wird wesentlich herabgesetzt. Es ist nur noch ein Sensor (abgesehen von dem an der Kurbelwelle) erforderlich. Das Gasgemisch kann schnell und mit geringer Verzögerung gegenüber dem Meßaugenblick nachgeregelt werden.

Es wird nicht verkannt, daß Ionisationssonden an sich im Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine bereits bekannt sind (DE-OS 25 20 325 oder DE-OS 24 43 431). Bei einem Ausführungsbeispiel der erstgenannten Druckschrift wird die Sonde möglichst innerhalb der Zündkerze (Fig. 6), bei der zweiten Druckschrift so weit wie möglich von der Zündkerze entfernt, angeordnet.

Vorzugsweise Weiterbildungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 schematisch einen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerichteten Motor;

Fig. 2 schematisch die elektronische Regelanordnung nach der Erfindung;

Fig. 3 und 4 mögliche Ausführungsformen des Detektors; und

Fig. 5 und 6 in detaillierter Form den Aufbau zweier in Fig. 2 schematisch dargestellter Teile der Regelanordnung.

Die Erfindung basiert auf einer Beobachtung des Ablaufs der Verbrennungsphase in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine.

Es wurde festgestellt, daß in dieser Verbrennungsphase die verschiedenen Werte der Beziehung

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, 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 Finger 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 17 a sein, die über ein Untersetzergetriebe 17 b-17 c so gedreht wird, daß die Welle 17 a zweimal so langsam dreht wie die Kurbelwelle 17. Wenn der Motor mit einem Verteiler 11 ausgerüstet ist, kann die Welle 17 a 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 23.

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 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 C₁ 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 6 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 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, verwendet werden.

Der Winkelgeber 20, der den Durchgang der Kurbelwelle 17 und der Hilfsachse 17 a durch eine vorgegebene Bezugsposition feststellt, kann aus einem Zahnrad bestehen, das auf die Kurbelwelle 17 oder die Hilfsachse 17 a 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 17 a 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 I₁, I₂ zusammengesetzt ist, deren Intervall einem Rotationswinkel α _R 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 N der Kurbelwelle 17 und proportional zu α _R

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 und a _R in Grad angegeben wird.

Die Folgefrequenz der Impulse ist F =.

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 F₂ = und folglich der Periode T₂ = KT₁ liefert. Der Ausgang des Glieds 29 ist mit dem Zähleingang C₃₃ 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 I₁ vom Impuls I₂ 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 RAZ₃₃ auf, der mit dem Winkelgeber 20 über eine Leitung 35 verbunden ist. In diese Leitung sind bekannte Mittel 35 A zur Verzögerung der Übertragung der Vorderflanke der Impulse I₁, I₂, . . . auf den Eingang RAZ₃₃ des Zählers 33 eingefügt.

Der Speicherschaltkreis 34 besitzt einen Ladeeingang Ch₃₄, der über eine Leitung 36 mit dem Winkelgeber 20 verbunden ist.

Wenn der Impuls I₂ nach einer Rotation α _R der Kurbelwelle erzeugt wird, löst die Vorderflanke 34 A des Impulses I₂ die Übertragung des augenblicklichen Zählwerts F₂ · T auf den Speicherschaltkreis 34 aus, dann bewirkt die vom Zähler 33 mit einer gewissen Verzögerung in bezug auf die Vorderflanke 34 A (durch die Mittel 35 A hervorgerufene Verzögerung) empfangene Vorderflanke 33 A die Nullrückstellung des Zählers 33. Der Zähler ist dann bereit, neue während einer weiteren Rotation α _R der Kurbelwelle 17 vom UND-Glied 29 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 D₃₇ auf, der über eine Leitung 38 mit dem Ausgang des Oszillators der Frequenz F₁ verbunden ist. Das Organ 37 weist außerdem einen Ausgang RO₃₇ auf, an dem bei jedem Nulldurchgang dieses Rückwärtszählorgans ein Signal auftritt.

Das Zeitintervall T _s , das zum Rückwärtszählen bis auf Null des Organs 37 notwendig ist, dessen Anfangsinhalt F₂T ist und das Rückzählimpulse der Frequenz F₁ erhält, ist durch die Beziehung T _s · F₁ = F₂ · T definiert; die Frequenz F _s der Nulldurchgänge des Organs 37 entspricht also der Beziehung

wobei F die Frequenz der Impulse I₁, I₂, . . . ist.

Es erscheinen also K Impulse am Anschluß RO₃₇ des Rückzählorgans 37 während jeder Rotation α _R der Kurbelwelle, und die Periodizität dieser aufeinanderfolgenden Impulse entspricht einer Rotation von

Grad der Kurbelwelle 17.

Das Rückwärtszählorgan 37 besitzt außerdem einen Ladeeingang ch₃₇, der über einen Leiter 39 mit dem Ausgang RO₃₇ verbunden ist. Unter diesen Bedingungen versetzt jeder Nulldurchgang des Rückwärtszählorgans 37 dieses Organ automatisch in den Ladezustand.

Der Ausgang RO₃₇ 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

angibt, wobei die Anordnung dieser Ausgänge eine Unterscheidung zwischen 8 ^m vom Schaltkreis 37 gelieferten Impulsen (0 bis 8 ^m -1) ermöglicht.

Jeder dieser vom Schaltkreis 37 kommenden Impulse bewirkt die Weiterschaltung des Schaltkreises 28, der zu jedem Zeitpunkt der im Zeitintervall

erhaltenen Impulse ist, mit K 8 ^m -1

Der Schaltkreis 28, der einen "Winkelindikator" darstellt, verhält sich also wie ein Schaltkreis des Typs "Schieberegister" mit 8 ^m Ausgängen, die mit Ordnungszahlen von 0 bis (8 ^m -1) in der Fig. 3 bezeichnet sind, wodurch es möglich ist, die Rotation der Kurbelwelle ausgehend von der Bezugsstellung pro Einheitswinkel

zu verfolgen, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle in einem Zeitintervall T zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen I als konstant angenommen wird. Man sieht also, daß die Wahl der Werte α _R und K es ermöglicht, die Rotation der Kurbelwelle genau zu verfolgen. Im allgemeinen wählt man die Werte von α _R und K so, daß der Wert des Winkels

beispielsweise zwischen 0° 30′ 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 RAZ₂₈, 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 28 erscheint, das dem ersten Grenzwinkel dieses "Fensters" (erste Zustandsänderung der Kippstufe 42) entspricht, und das Rechtecksignal ist beendet, wenn auf dem Ausgang des Registers 28 ein Signal 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.

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 7 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 vom UND-Glied 48 kommenden Signals in den Zustand 0 zurückversetzt.

So erhält man ein Signal in Form eines Rechtecks, dessen Breite abhängig ist vom Rotationswinkel R 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 n 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

vom Winkelindikator H kommende Impulse durch. Der gleiche Vorgang wiederholt sich während n Betriebszyklen des Motors (wobei n 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 n Zyklen im Schaltkreis 54 dividiert, der eine mittlere Zahl von Impulsen

entspricht, die repräsentativ für den Mittelwert des Rotationswinkels R _m der Kurbelwelle zwischen der Bezugsstellung und der Stellung ist, die der Erzeugung eines Signals durch den Detektor 6 entspricht.

Diese Impulse werden an den Rückwärtszähleingang D₅₅ eines Vorwärts-Rückwärtszählers 55 angelegt, der auf einen theoretischen Anfangswert der Impulsanzahl r _th gebracht wurde, welcher dem theoretischen Winkelabstand R _th 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 _th -r _m , der kennzeichnend ist für den Abstand ε = R _th -R _m , 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 ε vom Rückwärtszähler 55 zu einem Speicher 56 erfolgt durch den vom Zykluszähler 53 erzeugten Impuls, der von einem Verzögerungsschaltkreis 57 a verzögert wird. Dieser Impuls, der ein zweites Mal in einem Verzögerungsschaltkreis 57 b verzögert wird, versetzt den Vorwärts-Rückwärtszähler 55 über den Eingang ch 55 wieder in den Ursprungszustand. Die gespeicherte Information ε wird an einen Addierer-Subtrahierer 58 angelegt, an den außerdem der theoretische Wert b _th 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 R _th zwischen der genannten Bezugsstellung und der Detektion der Verbrennungsfront durch den Detektor 6 im Zylinder C₁ entspricht.

Der Schaltkreis 58 liefert ein Signal, das dem Rotationswinkel β _com = β _th ±ε der Kurbelwelle zwischen 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 empfängt und an einem zweiten Eingang das Winkelindikationssignal H. Beim Nulldurchgang erzeugt der Schaltkreis 59 an seinem Anschluß RO₅₉ ein Zündsteuersignal, das von einem Anpassungsschaltkreis 61 auf den Steueranschluß des Thyristors 4 und den Ladeanschluß ch₅₉ übertragen wird, wodurch die Wiederherstellung des Ursprungszustandes des Vorwärts-Rückwärtszählers 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 59 einen Addierer-Subtrahierer 62 (in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnet), der den Wert von β _com 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 63 gemessenen Parameter bestimmten Wert sein.

Solche Korrekturen können ebenfalls durchgeführt werden, um das Klopfen des Motors zu vermeiden oder um die Abgabe von umweltschädigenden Abgasen zu reduzieren.

Eine Korrektur γ 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 Werts γ für unterschiedliche Betriebsbedingungen kann in Abhängigkeit von diesen Bedingungen programmiert werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Regeln der Zündsteuerung einer Brennkraftmaschine durch Erfassung des Verbrennungsablaufs in zumindest einem Zylinder, derart, daß unter Berücksichtigung des Zustands des Gasgemisches eine markierte Stellung der Motorwelle mit einem vorbestimmten Zündzeitpunkt zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Volumenverhältnisses der verbrannten Gase zum Gesamtvolumen der Gase im Zylinder im vorbestimmten Zündzeitpunkt einen festgelegten Wert von 0,4 bis 0,9 erreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optimale Zündsteuerung in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors korrigiert wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Zylinder während des Verbrennungsvorganges der Durchgang der Grenzfläche zwischen den verbrannten Gasen und den frischen Gasen in einer Bezugsstellung im Inneren der Brennkammer während der Verbrennungsphase bestimmt wird und daß der Zündzeitpunkt derart verstellt wird, daß dieser Durchgang mit dem Durchgang der Motorwelle durch eine vorbestimmte Winkelstellung übereinstimmt.

4. Vorrichtung zur Regelung der Zündsteuerung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Markierungseinrichtungen für den Durchgang der Grenzfläche zwischen frischen Gasen und verbrannten Gasen an einer bestimmten Stelle während der Verbrennung in wenigstens einem Zylinder des Motors;
Einrichtungen zur Ermittlung der Winkelstellung der Motorwelle, wenn die Grenzfläche einen bestimmten Punkt passiert und Einrichtungen zum Vergleich dieser Winkelstellung mit einer Bezugsstellung und durch Einrichtungen (27) zur Regelung der Zündsteuerung und Einrichtungen zur Modifizierung der Wirkung der Zündeinrichtungen als Funktion des Abstandes zwischen der Winkelbezugsstellung und der Stellung entsprechend dem Durchgang der Grenzfläche der Gase durch den bestimmten Ort.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungseinrichtungen für den Durchgang der Grenzfläche der Gase eine Ionisationssonde umfassen.