Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündsystem für Ver¬ brennungsmotoren gemäß der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist bekannt, in Zündsystemen mit Zylindererkennung Hallblenden im Zündverteiler zu verwenden, deren Blende eine Aussparung besitzt, die einen Phasenimpuls pro 720° Kurbelwellendrehung erzeugt. Während des Phasenim¬ pulses wird beispielsweise vom Zahnkranz bzw. von der Schwungscheibe der Kurbelwelle eine Bezugsmarke abgeleitet. Diese Bezugsmarke tritt pro Umdrehung der Kurbelwelle einmal auf, so daß nur jede zweite Bezugs¬ marke in den Zeitraum des Phasensignals fällt. Das Pha¬ sensignal und die Bezugsmarke kennzeichnen somit zusam¬ men den Beginn eines Zündzyklus, woraus in einem Mikro¬ prozessor unter Berücksichtigung weiterer Motordaten, insbesondere unter Berücksichtigung der Drehzahl, eine exakte Bestimmung der optimalen Zündzeitpunkte vorge¬ nommen werden kann. Fällt bei einer solchen Anlage der Geber für die Bezugsmarke bzw. für die Drehzahl aus, so kann der Motor nicht mehr weiterbetrieben werden.

Vorteile der Erfindung

Ein Zünd- und Einspritzsystem mit den Merkmalen des

Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die weiteren Aussparungen, die den einzelnen oberen Tot¬ punkten der Zylinder zugeordnet sind, jeweils ein Pha¬ sensignal mittels eines Hallsensors erzeugen, woraus ein definierter Festzündwinkel festgelegt werden kann. Dabei gibt eine verbreiterte Aussparung, die einen ver¬ breiterten Phasenimpuls erzeugt, den Beginn eines Zünd¬ zyklus an, wenn in dieses Phasenfenster eine Bezugsmar¬ ke fällt. Die anderen Phasenfenster müssen so schmal sein, daß die zweite Bezugsmarke im Laufe von zwei Um¬ drehungen nicht darin zu liegen kommt, so daß eine ein¬ deutige Zylindererkennung gewährleistet ist. Für den Notlauf und gegebenenfalls den Start stellen die Phaseo- impulse praktisch die Schließzeit für die Zündspule bzw. für die Einspritzimpulse dar, wobei bei Auftreten der Rückflanke der Phasenimpulse der Zündfunke erzeugt wird. Dies hat nicht nur den Vorteil, daß im Störungs¬ fall eine Notlaufzündwinkelfunktion auf einfache Weise realisiert wird, sondern daß auch beim Motorstart, ein früherer Zündbeginn und dadurch kürzere Startzeiten er¬ zielt werden.

Der Zündwinkel kann beispielsweise 10° vor dem oberen Totpunkt liegen. Aus dem zeitlichen Abstand der Rück¬ flanken kann außerdem die Drehzahl ermittelt und vom Rechner eine an die Drehzahl angepaßte Schließzeit, während der die Zündspule geladen wird, oder Einspritz- zeit bestimmt werden. Durch diese Maßnahme wird eine Optimierung der Notlaufzündwinkelfunktion erreicht. Die Notlauffunktion kann auch dadurch verbessert werden, daß aus den festen Rückflanken die Drehzahl und daraus eine Verzögerungszeit für den Schließbeginn und eine Verzögerungszeit für die Zündung ermittelt wird. Da¬ durch kann für den Stationärbetrieb eine genauere Schließzeit und ein variabler Zündwinkel realisiert werden, wodurch Überhitzungen der Endstufe vermieden werden können.

Im störungsfreien Normalbetrieb treten zwei Bezugsmar¬ ken pro Zündzyklus auf, wobei die in der Mitte eines Zündzyklus auftretende Bezugsmarke nicht mit einem Pha¬ senimpuls zusammenfällt, so daß diese Bezugsmarke auch nicht fälschlicherweise als Anfangsmarke eines Zündzyk¬ lus angesehen werden kann.

Die erfindungsgemäße Maßnahme ist nicht auf Zündsysteme beschränkt, sondern ist auch auf Einspritzsysteme anwendbar.

Zeichnnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung nä¬ her erläutert. Es zeigen:

Figur 1a eine Hallblende in der Draufsicht,

Figur 1b die in der Figur 1a dargestellte Hallblende in der Seitenansicht,

Figur 2 ein Blockschaltbild des Zündsystems für einen 4-Zylinder-Motor,

Figur 3 mehrere Diagramme eines 4-Zylinder-Motors und

Figur 4 mehrere Diagramme eines 5-Zylinder-Motors.

Die in Figur 1a und Figur 1b dargestellte Hallblende 1 besitzt vier Ausschnitte 2, 3 , 4, 5, von denen die Aussparung 2 gegenüber den übrigen Aussparungen 3 bis 5 verbreitert ist. Die Hallblende 1 wird im Zündverteiler oder auf der Nockenwelle eingebaut und dreht sich syn¬ chron mit dem Verteilerfinger. In geringem Abstand von der Hallblende 1 befindet sich eine Hallsonde 6, deren Sensorsignale einer elektronischen Motorsteuerung 7

(Figur 2) zugeführt werden.

Die in Figur 2 dargestellte Motorsteuerung 7 erzeugt aus dem Sensorsignal das Phasensignal PS, welches einem Rechner-Port 8 zugeführt wird. Zur Aufbereitung des Phasensignals ist ein Signalumformer 9 vorgesehen, der das vom Hallsensor 6 empfangene Signal in ein Rechteck¬ signal umwandelt. Es sind weitere Signalumformer 10, 11 vorgesehen, die aus der vom Zahnkranz der Schwungschei¬ be abgeleiteten Bezugsmarke BM und aus dem von einem Drehzahlsensor 12 abgegebenen Drehzahlsignal Rechteck¬ signale für die weitere Auswertung erstellen.

Fällt nun aufgrund der Störung die Bezugsmarke BM bzw. das Drehzahlsignal n aus, so kann alleine aufgrund des vom Hallsensor 6 abgegebenen Sensorsignals eine Not¬ laufzündfunktion realisiert werden.

Aus Figur 3 ist in der oberen Zeile jeweils der obere Totpunkt OT der Zylinder 1 bis 4 eingetragen. Darunter ist das Phasensignal PS angegeben, welches zu Beginn eines Zündzyklus einen breiteren Phasenimpuls PH enthält. Die weiteren Phasenimpulse PI2 bis PI4 sind kürzer. Die Rückflanken R treten bei sämtlichen Phasen- impulsen PI1 bis PI4 um 10° der Kurbelwellenumdrehung vor dem oberen Totpunkt OT des zugehörigen Zylinders auf.

Die zeitliche Zuordnung der bereits als Rechtecksignal umgeformten Bezugsmarke BM ist so gewährleistet, daß die mittlere Bezugsmarke BM2 nicht mit einem Phasenim¬ puls zeitlich zusammenfällt. Nur der Bezugsmarkenimpuls BM1 fällt mit dem breiteren Phasenimpuls PI1 zusammen, wodurch im synchronisierten, störungsfreien Normalbe¬ trieb der Beginn des Zündzyklus angegeben wird.

Fällt das Bezugsmarkensignal BM aufgrund einer Störung

aus, so kann eine Notlaufzündfunktion alleine aufgrund des Phasensignals PS aufrechterhalten werden. In diesem Fall wird die Zündspule ZSP1 der Zündungsendstufe 14 (Figur 2) zu Beginn jedes Phasenimpulses des Phasensig¬ nals PS geladen und bei Auftreten der Rückflanke R die

Zündung jeweils 10° vor dem oberen Totpunkt OT ausgelöst. Das Phasensignal definiert somit einen fe¬ sten Notlaufzündwinkel, der einen Notbetrieb bei feh¬ lender Bezugsmarke bzw. bei fehlendem Drehzahlsignal ermöglicht.

Figur 4 zeigt die entsprechenden Diagramme für einen 5- Zylinder-Motor, bei dem jedem Zylinder ein Phasenimpuls PI1 bis PI5 zugeordnet ist. Hier ist jedoch beim Strom¬ verlauf der Zündspule ZSP1 die zusätzliche Möglichkeit angegeben, daß die Zeit zwischen zwei aufeinanderfol¬ genden Rückflanken zur Bestimmung der Drehzahl herange¬ zogen wird. Aus der ermittelten Drehzahl kann dann eine korrigierte Zeit für das Laden der Zündspüle berechnet werden. Ebenso ist der Fall dargestellt, wo Schlie߬ zeitpunkt und Zündzeitpunkt ausgehend von der vorherge¬ henden Phasenflanke berechnet werden.

Aus den festen Rückflanken kann die Drehzahl berechnet werden und daraus eine Verzögerungszeit t _vs für den Schließbeginn und eine Verzögerungszeit t _vz für den Zündzeitpunkt ermittelt werden, so daß für den Statio¬ närbetrieb eine genauere Schließzeit und ein variabler Zündwinkel realisierbar sind.

Wie auch im Schaubild von Figur 3 ist unten noch eine Gradeinteilung für die Umdrehung der Kurbelwelle angegeben.