Zündeinrichtung für Verbrennungskraftmaschine Diese Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrich- tung für Verbrennungskraftmaschinen und ist gekenn zeichnet durch einen Gleichstrom-Hochspannungs-Ge- neratorkreis, einen durch den hochgespannten Gleich strom aufgeladenen Kondensator, mit dem ein gesteuer tes elektrisches Ventil und die Primärwicklung eines Zündtransformators als Entladestromkreis dieses Kon- densators in Serie geschaltet sind,
sowie Mittel zur Erzeugung steiler Steuerimpulse, die durch öffnen und Schliessen einer Kontaktstelle angeregt werden, wobei der genannte Impuls zur Steuerung eines steuerbaren elektrischen Ventils dient.
In solchen Zündeinrichtungen ist es nötig, Abwei chungen des Zündmomentes sowohl durch sofortiges Leitendwerden des gesteuerten elektrischen Ventils als auch durch zuverlässiges Abschalten desselben zu unterdrücken.
Die Erfindung ist im folgenden auf Grund der beiliegenden Zeichnungen detailliert beispielsweise be schrieben, worin darstellen: Fig. 1 zeigt eine Ausführungsart der Erfindung. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsart, und Fig. 3 zeigt nochmals eine weitere Ausführungsart der Erfindung.
Gleiche Bezugsnummern in den Figuren -bezeichnen den gleichen oder einen ähnlichen Aufbauteil.
In der Ausführung nach Fig. 1, bezeichnet 1 eine an der Verbrennungsmaschine aufgebaute Kontaktstelle, deren einer Pol mit der Maschine verbunden, d. h. geerdet ist, während der andere Pol an die Primärwick lung 3 eines Impulstransformators 4 angeschlossen ist. Ein Kondensator 2 ist als Funkenschutz parallel zur Kontaktstelle geschaltet. Das andere Ende der Primär wicklung 3 des Impulstransformators führt über den Widerstand 6 zum positiven Pol einer Niederspannungs- Gleichstromquelle 7, während deren negativer Pol geerdet ist.
An die Sekundärwicklung 5 des Impulstransforma tors 4 ist ein Gleichrichter 8 angeschlossen. Mit 9 ist ein weiterer Gleichrichter bezeichnet. Zwischen der Kathode und dem Steuereingang 11 eines gesteuerten Ventils 12 liegt der Widerstand 10. Ein Kondensator 13 dient zur Zündung der Verbrennungskraftmaschine. An diesen Kondensator sind das gesteuerte Ventil 12 und die Primärwicklung 14 des Zündtransformators 15 in Serie geschaltet und bilden einen Entladungsstromkreis des Kondensators 13. Die Sekundärwicklung 16 des Zünd- transformators 15 ist mit einer Zündkerze 17 verbunden.
Mit 18 und 19 sind Schalteelemente bezeichnet, in der vorliegenden Anordnung sind es pnp-Transistoren. Mit 20, 21 sind Widerstände bezeichnet, mit 23, 24 die Primärwicklungen eines Auf-Transformators 26, und mit 22' 25 die Rückkopplungswicklung. Die Sekundär wicklung 27 ist mit einer Vollweg-Gleichrichteranord- nung verbunden, die aus den Gleichrichtern 28, 29, 30, 31 besteht. Positive und negative Klemme der Vollweg- Gleichrichteranordnung sind mit 33 bzw. 32 bezeichnet.
Die positive Klemme 33 ist verbunden mit der Anode des steuerbaren Ventils 12, die negative (32) mit dessen Kathode. Wenn das Ventil 12 leitend wird, wird der Stromkreis, bestehend aus Ventil 12 und dem Vollweg gleichrichter, kurzgeschlossen und damit entsteht auch in der Sekundärwicklung 27 ein Kurzschlusszustand. Wei ter bezeichnen 34 einen Gleichrichter und 35 einen Kondensator. Diese beiden Elemente dienen als Span nungsstörschutz der Niederspannungs-Gleichstromquelle 7. Mit 36 ist der Widerstand zur Begrenzung der Ladespannung des Kondensators 13 und mit 37 ein Maschinen-Anlassschalter bezeichnet.
Das Funktionieren dieses verbesserten Zündsystems sei wie folgt beschrieben: Durch Schliessen des Schalters 37 wird die Gleich- stromquelle 7 mit der Primärwicklung 3 des Im pulstransformators 4 verbunden, ebenso mit den Primärwicklungen 23, 24 des Auf-Transformators 26. Beim Anlegen der Stromquelle 7 an die Primär wicklungen 23, 24 wird, infolge unterschiedlicher Charakteristiken der Transistoren 18, 19, einer davon leitend, beispielsweise Transistor 18.
Der leitende Zustand dieses Transistors 18 bewirkt einen Strom in der Primärwicklung 23, wodurch in der andern Primär wicklung 24, in den Rückkopplungswicklungen 22, 25 und in der Sekundärwicklung 27 Spannungen induziert werden. Der Wicklungssinn dieser Spulen ist so festge legt, dass die in der Rückkopplungswicklung 22 induzierte Spannung den Transistor 18 sperrt, während die in der Primärwicklung 24 und in der Rückkopp lungswicklung 25 induzierte Spannung den Transistor 19 leitend machen. Dadurch wird nun der Transistor 18 gesparrt und der Transistor 19 leitend.
Der leitende Zustand des Transistors 19 bewirkt Stromdurchgang bei der Wicklung 24 und damit Induktionsspannungen in den Wicklungen 22, 23 und 25, welche den Transistor 19 sperren und den Transistor 18 in seinen Leitfähig keitszustand steuern.
Auf diese Weise fliesst, infolge der Schaltvorgänge in den Transistoren 18, 19, in den Primärwicklungen 23, 24 des Auf-Transformators 26 Wechselstrom. Somit wird, nach Massgabe des Windungszahlvethältnisses zwischen den Wicklungen 23/24 und 27, in der Sekundärwicklung 27 mit der grösseren Anzahl Windun gen, eine hohe Wechselspannung induziert. Diese Spannung wird durch einen Vollweggleichrichter gleich gerichtet und lädt den Kondensator 13 über die Primärwicklung 14 auf.
Die Wirkungsweise des gesteuerten (elektrischen) Ventils 12 ist folgende: Das Schliessen der Kontaktstelle 1 bewirkt einen Stromdurchfluss von der Gleichstromquelle durch die Primärwicklung 3 des Impulstransformators 4, während das Öffnen der Kontaktstelle den Stromdurchgang unterbricht. Dadurch wird, im Rhythmus von Öffnen und Schliessen der Kontaktstelle, eine Rechteckspan- nung an die Primärwicklung 3 angelegt. Daraus resultieren, bei jedem Rechteckwellenimpuls, abwechs lungsweise positive und negative Impulse in der Sekun därwicklung 5.
Einer dieser Sekundärimpulse wird, erzeugt durch das Schliessen der Kontaktstelle und durch den Gleichrichter 8, kurzgeschlossen, während der andere, durch das Öffnen der Kontaktstelle hervorgeru fen, h. im Zündmoment), durch den Gleichrichter 9 zum Steuerpol 11 des Ventils 12 fliesst und dieses dadurch in seinen leitenden Zustand überführt. Mittels des Widerstandes 10 wird die Höhe der Steuerspannung eingestellt.
Sobald das steuerbare elektrische Ventil 12 leitend wird, erfolgt die Entladung des Kondensators 13 über das Ventil 12 und die Primärwicklung des Zündtransfor- mators, wodurch eine Hochspannung in dessen Sekun därwicklung 16 induziert wird, die einen Funken an der Zündkerze 17 hervorruft.
Es ist ersichtlich, dass in der Anordnung nach Fig. 1, im Takte von Öffnen und Schliessen der Kontaktstelle 1 Rechteckimpulse an den Impulstransformator gelegt und dadurch sehr steil verlaufende Impulse beim Schliessen der Kontaktstelle zur Steuerung des Ventils 12 erzeugt werden.
Wenn nun das gesteuerte Ventil 12 leitend wird, ist die Sekundärwicklung 27 des Auf-Transformators 26 über die Vollweg-Gleichrichterschaltung und das Ventil 12 praktisch kurzgeschlossen. Daher fliesst nun ein höherer als der Normalstrom in der Sekundärwicklung 27 und damit auch in der bezüglichen Primärwicklung. Der Kern des Transformators 26 ist so ausgelegt, dass er beim höchstzulässigen Strom gesättigt ist, wodurch keine Spannung mehr induziert wird und somit die Transisto ren 18, 19 inaktiv werden. Dabei bricht auch die Spannung an der Sekundärwicklung 27 zusammen.
Diese Bedingungen bestehen weiter bis der Konden sator 13 entladen ist und das gesteuerte Ventil 12 wieder in seinen Sperrzustand gelangt. Ist dieses gesperrt, so sind die beschriebenen Kurzschlussbedingungen aufge hoben, und die Transistoren 18, 19 nehmen ihre Funktion des Aufladens von Kondensator 13 wieder auf.
Eine zweite Aufbauweise nach Fig. 2 ist ähnlich wie in Fig. 1 gezeigt, jedoch ist hier der Widerstand 6 in zwei Teilwiderstände 61 und 62 aufgeteilt, mit einem an ihrer Verbindungsstelle angeschlossenen Störschutzkondensa- tor 35 für die Gleichstromquelle 7, ausserdem ist ein Kondensator 38 und ein Widerstand 39 zusätzlich vorhanden, welche mit dem Widerstand 10 zusammen einen Differenzialstromkreis zur Verbesserung der Steil heit des Steuerimpulses für das steuerbare elektrische Ventil 12 bilden. Die gegenpolarisierten Impulse werden durch den Gleichrichter 40 kurzgeschlossen.
Der Gleich richter 8 am Ausgang des Impulstransformators 4 kann weggelassen werden, weil die Ausgangsspannung wäh rend der Offen-Stellung der Kontaktstelle weniger als 5 Volt beträgt. Das Fehlen des Gleichrichters 8 bewirkt keine Schädigung des Gleichrichters 9 und des Ventils 12.
Eine dritte Anordnung zeigt Fig. 3. Hierin ist der vorbeschriebene Impulstransformator durch einen Kon densator ersetzt. Mit 7 wird eine in einem Fahrzeug installierte Niederspannungs-Gleichstromquelle bezeich net, mit 37 ein Maschinen-Anlasschalter, und 34, 41 bezeichnen Gleichrichter, 43 einen Steuerimpulse erzeu genden Kondensator, und mit 44 ist eine Kontaktstelle am Verteiler der Verbrennungskraftmaschine bezeich net. Die Gleichstromquelle 7 und ein Pol der Kontakt stelle 44 sind geerdet. 45 bezeichnet einen zur Kontakt stelle parallel geschalteten Funkenschutzkondensator.
Durch das Schliessen des Schalters 37 wird ein Stromkreis von der Stromquelle 7 über Schalter 37, Gleichrichter 34 und 41, Kondensator 43 und Kontakt stelle 44 gebildet, wobei bei geschlossener Kontaktstelle 44 der Kondensator 43 aufgeladen wird. Die Einstellung der Ladespannung erfolgt am Widerstand 46. Mit 47 wird ein weiterer Gleichrichter und mit 12 das steuerbare elektrische Ventil mit dem Steuerpol 11 bezeichnet. 48 und 49 sind Widerstände. Nach dem Öffnen der Kontaktstelle 44 beginnt sich der Kondensa tor 43 zu entladen. Die Entladung erfolgt in einem durch den Gleichrichter 47, dem Steuerpol 11, der Kathode des Ventils 12 und den Widerstand 48 gebildeten Stromkreis.
Ein weiterer Entladestromkreis besteht auch über den Gleichrichter 47 und den Widerstand 46, so dass die Entladezeit des Kondensators 43 durch dessen Kapazität und die Widerstände 48, 49 bestimmt wird. Ausserdem bezeichnet 35 einen Spannungsstörschutz- kondensator zur Stromquelle 7.
Mit 18, 19 sind Schaltelemente, in dieser Anordnung pnp-Transistoren bezeichnet. Mit 20, 21 sind Widerstän de und mit 23, 24 die Primärwicklungen des Auf- Transformators 26, mit 22, 25 die Rückkopplungswick- hingen und mit 27 dessen Sekundärwicklung bezeichnet.
Die Anordnung ist so getroffen, dass der Ausgang der Sekundärwicklung mit einem Gleichrichterkreis, beste- h-.nd aus den Gleichrichtern 50, 51, verbunden ist. Plus- und Minusklemmen dieses Gleichrichterkreises sind mit 52, 53 bezeichnet und sind mit der Anode bzw. der Kathode des steuerbaren Ventils 12 verbunden.
Ein Kondensator 13 liefert die zum Zünden der Verbrennungskraftmaschine benötigte Energiemenge, wozu dieser Kondensator in Serie zum steuerbaren Ventil 12 und der Primärwicklung 14 des Zündiransfor- mators 15 liegt und die somit seinen Entladestromkreis bilden. Die Sekundärwicklung 16 des Zündtransforma- tors 15 ist mit einer Zündkerze 17 verbunden. Ausserdem bezeichnet 36 einen Widerstand zum Ab stimmen der Ladespannung des Kondensators 13.
Wie bereits erwähnt, sind die Ausgänge des Gleich richtersystems mit den bezüglichen Anoden- und Katho denanschlüssen des gesteuerten Ventils 12 verbunden. Daher wird bei dessen leitendem Zustand die Sekundär wicklung 27 des Auf-Transformators 26 über die Gleichrichter 50, 51 und das gesteuerte Ventil 12 praktisch kurzgeschlossen. Somit fliesst dann dort ein höherer Strom als zur übrigen Zeit, und damit auch in der bezüglichen Primärwicklung. Es ist deshalb ange zeigt, den Kern des Auf-Transformators so zu wählen, dass er im Kurzschlussfall seinen Sättigungszustand erreicht, wie bereits früher in den Ausführungen nach Fig. 1 und 2 erwähnt.
Die Funktionsweise dieses Zündsystems sei im folgenden beschrieben: Durch Schliessen des Anlass-Schalters 37 wird die Gleichstromquelle 7 mit den Wicklungen 23, 24 des Auf-Transformators 26 verbunden, womit infolge der unterschiedlichen Charakteristiken der beiden Transisto ren 18, 19, beispielsweise zuerst 18 leitfähig wird. Somit fliesst ihm durch die Wicklung 23 ein Strom zu. Dies hat zur Folge, dass in der Primärwicklung 24, in den Rückkopplungswicklungen 22, 25 und der Sekundär wicklung 27 Induktionsspannungen auftreten.
Der Wick lungssinn in diesen Spulen ist so gewählt, dass die in der Rückkopplungswicklung 22 induzierte Spannung den Transistor 18 sperrt, und die Induktionsspannung der Primärwicklung 24 und der Rückkopplungswicklung 25 den Transistor 19 leitend macht. Damit geht nun der Transistor 18 in seinen nichtleitenden Zustand über, während der Transistor 19 stromdurchlässig ist.
Auf diese Weise fliesst, infolge der Schaltvorgänge in den Transistoren 18, 19 in den Primärwicklungen 23, 24 des Auf-Transformators, Wechselstrom. Damit wird, nach Massgabe des Windungszahlverhältnisses zwischen den Wicklungen 23l24 und 27, in der Sekundärwicklung 27 mit der grösseren Windungszahl, eine hohe Wechsel spannung induziert. Diese Spannung wird in der Gleich richteranordnung der nächsten Stufe gleichgerichtet und lädt den Kondensator 13 über die Primärwicklung des Zündtransformators 15.
Die Wirkungsweise des gesteuerten elektrischen Ventils 12 ist folgende: Wie bereits erwähnt, wird durch Schliessen des Anlass-Schalters 37 der Ladestromkreis des Kondensa- tors 43 über die Gleichstromquelle 7, den Schalter 37, die Dioden 34, 41, den Widerstand 42, den Kondensator 43 und die Kontaktstelle 44 unter Spannung gesetzt. Die Abstimmung der Ladespannung und damit der Zeitkon stanten erfolgt am Widerstand 46.
Solange die Kontaktstelle 44 offen ist, ist auch der Ladestromkreis des Kondensators 43 unterbrochen, und der Kondensator entladet sich. Dadurch fliesst ein impulsähnlicher Entladestrom von Kondensator 43 durch den Gleichrichter 47, den Steuerpol 11 und die Kathode des gesteuerten Ventils 12, sowie durch den Widerstand 48 zurück zum Kondensator 43. Infolge dieses Entladestromes wird nun das gesteuerte Ventil 12 leitend, und somit die Entladung des aufgeladenen Kondensators 13 über die Primärwicklung 14 des Zündtransformators 15 eingeleitet.
Deshalb wird nun in dessen Sekundärwicklung 16 nach Massgabe des Win- dungszahlverhältnisses eine Hochspannung induziert, welche an der Zündkerze 17 einen Funken überspringen lässt.
Das Öffnen der Kontaktstelle 44 bewirkt, dass sich der Kondensator 43 über den Steuerpol des gesteuerten Ventils 12 in bereits beschriebener Weise, jedoch gleichzeitig noch über einen weiteren Entladungskreis entladet. Dies ist der über den Gleichrichter 47 und den Widerstand 49 zum Kondensator 43 zurückführende Stromkreis, wobei die Entladezeitkonstante durch den Widerstand 49 festgelegt wird, so dass ein steiler Entladungsimpuls auf den Steuerpol 11 des Ventils 12 einwirkt.
Es ist verständlich, dass die in Fig. 3 gezeigte Anordnung mit dem Kondensator 43 gestattet, diesen im Takt des Öffnens und Schliessens der Kontaktstelle 44 zu laden und zu entladen und einen sehr steilen Entladeimpuls im Zündmoment der Verbrennungskraft maschine an den Steuerpol dzs Ventils 12 anzulegen.
Wenn nun das gesteuerte Ventil 12 leitend wird, ist die Sekundärwicklung 27 des Auf-Transformators 26 über die Gleichrichter 50, 51 und das Ventil 12 praktisch kurzgeschlossen. Sofern nun der Kern des Auf- Transformators so ausgelegt ist, dass er bei Kurzschluss- strom gesättigt ist, fällt die Spannung in den Wicklungen 22, 23, 24, 25 ab und die Tätigkeit der Transistoren 18, 19 setzt aus, wodurch auch die Spannung an den Klemmen der Sekundärwicklung 27 zusammenfällt.
Dieser Zustand dauert solange, bis der Kondensator 13 entladen ist und das gesteuerte Ventil 12 wieder sperrt, worauf der Kurzschlusszustand aufgehoben wird und die Transistoren 18, 19 wieder in ihre Funktion des Aufladens des Kondensators 13 eintreten.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass Gebrauch gemacht ist von Mitteln zur Erzeugung steiler Impulse, wie Steilimpuls-Transformator, Konden sator und ähnliche, welche geeignet sind, im Takte des Öffnens und Schliessens der Kontaktstelle die Steuerung eines steuerbaren Ventils durch diese Impulse zu bewirken und dadurch ein einwandfreies Arbeiten des Zündsystems ohne jede Störung gewährleisten.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass der Strom zum Leitfähig-Steuern des Ventils 12 stark abhängig ist von der Umgebungstemperatur und deshalb die erforderliche Steuerspannung weit streut, mit dem Ergebnis, dass bei Systemen, die dreieck- oder sinusförmige Wellen erzeu gen, der Zündzeitpunkt abwandert, wenn die Umge bungstemperatur ändert oder das steuerbare Ventil ausgewechselt wird.
Im Gegensatz dazu bewirkt der steile Ausgangsimpuls eines Impulstransformators, Kon- densators und dergleichen, dass eine Veränderung des Zündmomentes nicht möglich ist und ein starker Funke an der Zündkerze durch eine hohe Ausgangsleistung gewährleistet ist. Ferner bleibt die Form der Ausgangs impulse, unabhängig von der Maschinendrehzahl, un verändert gleich und auch wenn die Drehzahl wesentlich ändert, ist eine Verschiebung des Zündmomentes nicht möglich.
Weiterhin erfolgt keine Leistungszufuhr wäh rend der Ruhepause der Transistoren 18, 19 im Kurzschlusszustand der Sekundärwicklung des Auf- Transistors an diesen, solange das steuerbare Ventil 12 leitend ist, und nur der Entladestrom des Kondensators 13 ist notwendig zum Zünden über das Ventil 12, welches sich nur wenig erwärmt und dadurch keine Änderung der Arbeitscharakteristik erfährt, womit kleinstmögliche Verschiebungen des Zündmomentes ge währleistet sind.
Infolge des minimalen Temperaturan stieges ist es nicht möglich, dass der Entladestrom, der durch die Primärwicklung 14 des Zündtransformators 15 fliesst, abnimmt, so dass stets ein intensiver Funke an der Zündkerze 17 erzeugt wird.
Ferner fliesst kein sehr hoher Strom durch das gesteuerte Ventil 12, so dass sofort nach Abschluss der Entladung des Kondensators 13, das Ventil 12 in seinen Sperr-Zustand gesteuert werden kann, wonach die Aufladung des Kondensators 13 wieder einsetzt. Dies sichert eine zwangsläufige Zündung mit ausreichendem Aufladungseffekt vor der nächstfolgenden Entladung. Es ist also ersichtlich, dass ein unnötiger Verbrauch elektrischer Energie dadurch vermieden wird, indem die Tätigkeit der Transistoren 18, 19 aussetzt, sobald das Ventil 12 leitend ist.
Wenn auch die Erfindung auf Grund besonderer Anordnungen beschrieben wurde, so ist sie nicht auf diese speziellen Ausführungsformen beschränkt. Viel mehr sind auch die in den Schutzbereich fallenden Modifikationen durch diesen erfasst. Beispielsweise können anstelle der Transistoren andere Schaltelemente verwendet werden, ebenso andere Gleichrichteranord- nungen am Ausgang des Auf-Transformators 26. Ferner könnten an Stelle einer einzigen Stromquelle 7, separate Stromquellen zur Anspeisung des Auf-Transformators 26, des Impulstransformators 4 oder des Kondensators 43, verwendet werden.
Ignition device for internal combustion engine This invention relates to an ignition device for internal combustion engines and is characterized by a direct current high voltage generator circuit, a capacitor charged by the high voltage direct current, with which a controlled electric valve and the primary winding of an ignition transformer as Discharge circuit of this capacitor are connected in series,
and means for generating steep control pulses which are excited by opening and closing a contact point, said pulse serving to control a controllable electric valve.
In such ignition devices it is necessary to suppress deviations in the ignition torque both by immediately turning on the controlled electrical valve and by reliably switching it off.
The invention is described in detail below on the basis of the accompanying drawings, for example, in which: Fig. 1 shows an embodiment of the invention. Fig. 2 shows another embodiment, and Fig. 3 shows yet another embodiment of the invention.
The same reference numbers in the figures denote the same or a similar structural part.
In the embodiment according to FIG. 1, 1 designates a contact point built up on the internal combustion engine, one pole of which is connected to the machine, i. H. is grounded, while the other pole is connected to the primary winding 3 of a pulse transformer 4. A capacitor 2 is connected in parallel to the contact point as spark protection. The other end of the primary winding 3 of the pulse transformer leads through the resistor 6 to the positive pole of a low-voltage direct current source 7, while the negative pole is grounded.
A rectifier 8 is connected to the secondary winding 5 of the pulse transformer 4. 9 with another rectifier is designated. The resistor 10 is located between the cathode and the control input 11 of a controlled valve 12. A capacitor 13 is used to ignite the internal combustion engine. The controlled valve 12 and the primary winding 14 of the ignition transformer 15 are connected in series to this capacitor and form a discharge circuit of the capacitor 13. The secondary winding 16 of the ignition transformer 15 is connected to a spark plug 17.
With 18 and 19 switching elements are designated, in the present arrangement there are pnp transistors. With 20, 21 resistors are denoted, with 23, 24 the primary windings of an up-transformer 26, and with 22 '25 the feedback winding. The secondary winding 27 is connected to a full wave rectifier arrangement, which consists of the rectifiers 28, 29, 30, 31. Positive and negative terminals of the full wave rectifier arrangement are designated 33 and 32, respectively.
The positive terminal 33 is connected to the anode of the controllable valve 12, the negative (32) to its cathode. When the valve 12 becomes conductive, the circuit, consisting of the valve 12 and the full wave rectifier, is short-circuited and thus a short-circuit condition also arises in the secondary winding 27. Wei ter denote 34 a rectifier and 35 a capacitor. These two elements serve as voltage interference protection of the low-voltage direct current source 7. With 36 the resistor for limiting the charging voltage of the capacitor 13 and 37 with a machine starter switch is designated.
The functioning of this improved ignition system is described as follows: By closing the switch 37, the direct current source 7 is connected to the primary winding 3 of the pulse transformer 4, as well as to the primary windings 23, 24 of the up transformer 26. When the current source 7 is applied the primary windings 23, 24, as a result of different characteristics of the transistors 18, 19, one of them becomes conductive, for example transistor 18.
The conductive state of this transistor 18 causes a current in the primary winding 23, whereby in the other primary winding 24, in the feedback windings 22, 25 and 27 voltages are induced in the secondary winding. The winding sense of these coils is so Festge that the voltage induced in the feedback winding 22 blocks the transistor 18, while the voltage induced in the primary winding 24 and in the feedback winding 25 make the transistor 19 conductive. As a result, the transistor 18 is now saved and the transistor 19 is conductive.
The conductive state of the transistor 19 causes the passage of current in the winding 24 and thus induction voltages in the windings 22, 23 and 25, which block the transistor 19 and control the transistor 18 in its conductivity state.
In this way, as a result of the switching processes in the transistors 18, 19, alternating current flows in the primary windings 23, 24 of the up-transformer 26. Thus, depending on the number of turns ratio between the windings 23/24 and 27, a high alternating voltage is induced in the secondary winding 27 with the larger number of turns. This voltage is rectified by a full-wave rectifier and charges the capacitor 13 via the primary winding 14.
The mode of operation of the controlled (electrical) valve 12 is as follows: Closing the contact point 1 causes current to flow from the direct current source through the primary winding 3 of the pulse transformer 4, while opening the contact point interrupts the flow of current. As a result, a square-wave voltage is applied to the primary winding 3 in the rhythm of the opening and closing of the contact point. This results in alternating positive and negative pulses in the secondary winding 5 for each square wave pulse.
One of these secondary pulses is short-circuited, generated by the closure of the contact point and by the rectifier 8, while the other, caused by the opening of the contact point, h. in the ignition moment), flows through the rectifier 9 to the control pole 11 of the valve 12 and thereby converts it into its conductive state. The level of the control voltage is set by means of the resistor 10.
As soon as the controllable electrical valve 12 becomes conductive, the capacitor 13 is discharged via the valve 12 and the primary winding of the ignition transformer, whereby a high voltage is induced in its secondary winding 16, which causes a spark on the spark plug 17.
It can be seen that in the arrangement according to FIG. 1, in the cycle of opening and closing the contact point 1, square-wave pulses are applied to the pulse transformer and, as a result, very steep pulses are generated when the contact point is closed to control the valve 12.
If the controlled valve 12 now becomes conductive, the secondary winding 27 of the up transformer 26 is practically short-circuited via the full-wave rectifier circuit and the valve 12. Therefore, a higher than normal current now flows in the secondary winding 27 and thus also in the related primary winding. The core of the transformer 26 is designed in such a way that it is saturated at the maximum permissible current, as a result of which voltage is no longer induced and thus the transistors 18, 19 become inactive. The voltage on the secondary winding 27 also collapses.
These conditions continue to exist until the capacitor 13 is discharged and the controlled valve 12 returns to its blocking state. If this is blocked, the short-circuit conditions described are lifted and the transistors 18, 19 resume their function of charging capacitor 13.
A second structure according to FIG. 2 is similar to that shown in FIG. 1, but here the resistor 6 is divided into two partial resistors 61 and 62, with an interference protection capacitor 35 for the direct current source 7 connected to their junction, and a capacitor 38 and a resistor 39 is also present, which together with the resistor 10 form a differential circuit to improve the steepness of the control pulse for the controllable electric valve 12. The counter-polarized pulses are short-circuited by the rectifier 40.
The rectifier 8 at the output of the pulse transformer 4 can be omitted because the output voltage during the open position of the contact point is less than 5 volts. The absence of the rectifier 8 does not damage the rectifier 9 or the valve 12.
A third arrangement is shown in FIG. 3. Here, the pulse transformer described above is replaced by a capacitor Kon. With 7 a low-voltage direct current source installed in a vehicle is designated net, with 37 a machine starter switch, and 34, 41 designate rectifier, 43 a control pulse generating capacitor, and 44 is a contact point on the distributor of the internal combustion engine designated net. The direct current source 7 and one pole of the contact point 44 are grounded. 45 denotes a spark protection capacitor connected in parallel to the contact point.
By closing the switch 37, a circuit is formed from the power source 7 via switch 37, rectifier 34 and 41, capacitor 43 and contact point 44, with the capacitor 43 being charged when the contact point 44 is closed. The charging voltage is set at the resistor 46. A further rectifier is denoted by 47 and the controllable electrical valve with the control pole 11 is denoted by 12. 48 and 49 are resistors. After opening the contact point 44, the capacitor 43 begins to discharge. The discharge takes place in a circuit formed by the rectifier 47, the control pole 11, the cathode of the valve 12 and the resistor 48.
Another discharge circuit also exists via the rectifier 47 and the resistor 46, so that the discharge time of the capacitor 43 is determined by its capacitance and the resistors 48, 49. In addition, 35 designates a voltage interference protection capacitor for the current source 7.
With 18, 19 switching elements are referred to in this arrangement pnp transistors. With 20, 21 resistors and with 23, 24 the primary windings of the up-transformer 26, with 22, 25 the feedback windings and with 27 its secondary winding.
The arrangement is such that the output of the secondary winding is connected to a rectifier circuit consisting of the rectifiers 50, 51. Plus and minus terminals of this rectifier circuit are denoted by 52, 53 and are connected to the anode and the cathode of the controllable valve 12, respectively.
A capacitor 13 supplies the amount of energy required to ignite the internal combustion engine, for which purpose this capacitor is in series with the controllable valve 12 and the primary winding 14 of the ignition transformer 15 and which thus form its discharge circuit. The secondary winding 16 of the ignition transformer 15 is connected to a spark plug 17. In addition, 36 denotes a resistor for tuning the charging voltage of the capacitor 13.
As already mentioned, the outputs of the rectifier system are connected to the related anode and cathode connections of the controlled valve 12. Therefore, the secondary winding 27 of the transformer 26 is practically short-circuited via the rectifier 50, 51 and the controlled valve 12 when it is conductive. This means that a higher current then flows there than at the rest of the time, and thus also in the relevant primary winding. It is therefore indicated to choose the core of the up-transformer so that it reaches its saturation state in the event of a short circuit, as mentioned earlier in the explanations according to FIGS. 1 and 2.
The operation of this ignition system is described below: By closing the starter switch 37, the direct current source 7 is connected to the windings 23, 24 of the up-transformer 26, so that due to the different characteristics of the two transistors 18, 19, for example 18 first, conductive becomes. A current thus flows through the winding 23 to it. As a result, induction voltages occur in the primary winding 24, the feedback windings 22, 25 and the secondary winding 27.
The winding sense in these coils is selected so that the voltage induced in the feedback winding 22 blocks the transistor 18, and the induction voltage of the primary winding 24 and the feedback winding 25 makes the transistor 19 conductive. The transistor 18 then changes to its non-conductive state, while the transistor 19 is current-permeable.
In this way, as a result of the switching processes in the transistors 18, 19 in the primary windings 23, 24 of the up-transformer, alternating current flows. Thus, depending on the number of turns ratio between the windings 23l24 and 27, a high alternating voltage is induced in the secondary winding 27 with the larger number of turns. This voltage is rectified in the rectifier arrangement of the next stage and charges the capacitor 13 via the primary winding of the ignition transformer 15.
The mode of operation of the controlled electric valve 12 is as follows: As already mentioned, by closing the starter switch 37, the charging circuit of the capacitor 43 via the direct current source 7, the switch 37, the diodes 34, 41, the resistor 42, the capacitor 43 and the contact point 44 energized. The coordination of the charging voltage and thus the time constant takes place at the resistor 46.
As long as the contact point 44 is open, the charging circuit of the capacitor 43 is interrupted and the capacitor discharges. As a result, a pulse-like discharge current flows from the capacitor 43 through the rectifier 47, the control pole 11 and the cathode of the controlled valve 12, as well as through the resistor 48 back to the capacitor 43. As a result of this discharge current, the controlled valve 12 is now conductive, and thus the discharge of the charged capacitor 13 initiated via the primary winding 14 of the ignition transformer 15.
Therefore, a high voltage is now induced in its secondary winding 16 in accordance with the turns ratio, which causes a spark to jump over at the spark plug 17.
The opening of the contact point 44 has the effect that the capacitor 43 is discharged via the control pole of the controlled valve 12 in the manner already described, but at the same time also via a further discharge circuit. This is the circuit leading back to the capacitor 43 via the rectifier 47 and the resistor 49, the discharge time constant being determined by the resistor 49, so that a steep discharge pulse acts on the control pole 11 of the valve 12.
It is understandable that the arrangement shown in Fig. 3 with the capacitor 43 allows this to be charged and discharged in time with the opening and closing of the contact point 44 and to apply a very steep discharge pulse to the control pole dzs valve 12 at the ignition moment of the internal combustion engine .
When the controlled valve 12 now becomes conductive, the secondary winding 27 of the up-transformer 26 is practically short-circuited via the rectifier 50, 51 and the valve 12. If the core of the up transformer is designed so that it is saturated in the event of a short-circuit current, the voltage in the windings 22, 23, 24, 25 drops and the activity of the transistors 18, 19 ceases, which also causes the voltage at the terminals of the secondary winding 27 coincides.
This state lasts until the capacitor 13 is discharged and the controlled valve 12 blocks again, whereupon the short-circuit state is canceled and the transistors 18, 19 resume their function of charging the capacitor 13.
From the above description it can be seen that use is made of means for generating steep pulses, such as steep pulse transformer, capacitor and the like, which are suitable to effect the control of a controllable valve by these pulses in the cycle of opening and closing of the contact point and thereby guarantee that the ignition system works perfectly without any malfunction.
In this context it should be mentioned that the current for controlling the conductivity of the valve 12 is strongly dependent on the ambient temperature and therefore the required control voltage varies widely, with the result that the ignition point drifts in systems that generate triangular or sinusoidal waves when the ambient temperature changes or the controllable valve is replaced.
In contrast to this, the steep output pulse of a pulse transformer, capacitor and the like means that a change in the ignition torque is not possible and a strong spark on the spark plug is ensured by a high output power. Furthermore, the shape of the output pulses, regardless of the engine speed, remains unchanged and even if the speed changes significantly, a shift in the ignition torque is not possible.
Furthermore, there is no power supply during the rest pause of the transistors 18, 19 in the short-circuit state of the secondary winding of the up transistor on this, as long as the controllable valve 12 is conductive, and only the discharge current of the capacitor 13 is necessary for ignition via the valve 12, which is only slightly heated and thus experiences no change in the working characteristics, whereby the smallest possible shifts in the ignition torque are guaranteed.
As a result of the minimal rise in temperature, it is not possible for the discharge current flowing through the primary winding 14 of the ignition transformer 15 to decrease, so that an intense spark is always generated at the spark plug 17.
Furthermore, no very high current flows through the controlled valve 12, so that immediately after the discharge of the capacitor 13 has ended, the valve 12 can be switched to its blocking state, after which the charging of the capacitor 13 starts again. This ensures inevitable ignition with a sufficient charging effect before the next discharge. It can therefore be seen that unnecessary consumption of electrical energy is avoided in that the activity of the transistors 18, 19 is interrupted as soon as the valve 12 is conductive.
Although the invention has been described in terms of particular arrangements, it is not limited to these particular embodiments. Much more, the modifications falling within the scope of protection are also covered by this. For example, instead of the transistors, other switching elements can be used, as well as other rectifier arrangements at the output of the step-up transformer 26. Furthermore, instead of a single current source 7, separate current sources for feeding the step-up transformer 26, the pulse transformer 4 or the capacitor 43, be used.