CZ286734B6

CZ286734B6 - Electrical ignition system with linear interruption of commutation current

Info

Publication number: CZ286734B6
Application number: CZ19953336A
Authority: CZ
Inventors: František Ing. Filipovič
Original assignee: František Ing. Filipovič
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 2000-06-14
Also published as: CZ333695A3

Abstract

The electric ignition has a commutating circuit connected in series with the supply voltage (1), the primary winding ignition coil (2) an inductive coupling (3) and a transistorised switch (4). The ignition coil has a supersaturated characteristic. The commutating current (I) of the transistorised switch comprises the indicator (6) of the position of a rotating object and a control circuit (5). By linear breaking of the commutating current in the coil primary winding an ignition impulse of maximum dU/dt is caused.

Description

Elektrické zapalování s lineárním přerušením komutačního prouduElectric ignition with linear interruption of commutation current

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká zapojení obvodu elektrického zapalování s lineárním přerušením komutačního proudu pro zážehové motory se zapalováním směsi elektrickou jiskrou.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a circuit of an electric ignition circuit with a linear interruption of commutation current for spark ignition engines with an electric spark.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Dosud známé obvody elektrického zapalování nedosahují současně značné strmosti indukovaného napětí a zároveň dostatečnou šíři zapalovacího impulsu, což je jejich nevýhoda.The known electric ignition circuits do not simultaneously achieve a considerable steepness of the induced voltage and at the same time a sufficient ignition pulse width, which is their disadvantage.

Například u bateriového zapalování a dosavadního tranzistorového zapalování je to dáno především nutností použití komutačního kondenzátoru v komutačním obvodě.For example, in the case of battery ignition and prior transistor ignition, this is mainly due to the need to use a commutation capacitor in the commutation circuit.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nevýhody odstraňuje elektrické zapalování s lineárním přerušením komutačního proudu podle vynálezu, obsahující komutační obvod sestávající ze sériového propojení zdroje napětí a primárního vinutí zapalovací cívky a tranzistorového spínače a dále obsahující ovládací obvod sestávající ze snímače polohy rotujícího předmětu a řídicího obvodu. Podstatou vynálezu je, že zapalovací cívka je zapalovací cívka s magnetickým jádrem v nasyceném stavu nad úrovní vratného děje, přičemž strmost dB/dH je nenulová. Tato zapalovací cívka je přes vodivou spojku spojena pouze s kolektorem spínacího tranzistoru, tvořícího tranzistorový spínač. Tento spínací tranzistor má vypínací charakteristiku s výhodou přesycenou a nutně musí být tato vypínací charakteristika ve svém závěrném úseku lineární se zápornou strmostí dl/dt.These disadvantages are overcome by a linear ignition interruption of the commutation current according to the invention, comprising a commutation circuit consisting of a series connection of a voltage source and a primary coil of the ignition coil and a transistor switch, and further comprising a control circuit consisting of a rotating object position sensor and a control circuit. It is an object of the invention that the ignition coil is an ignition coil with a magnetic core in a saturated state above the level of the reversible process, the steepness dB / dH being non-zero. The ignition coil is connected via a conductive coupling only to the collector of the switching transistor forming the transistor switch. This switching transistor has a tripping characteristic preferably supersaturated, and the tripping characteristic must necessarily be linear with a negative steepness dl / dt in its end section.

Modifikací tohoto elektrického zapalování je případ, kdy k emitoru spínacího tranzistoru je v tranzistorovém spínači připojen kolektor pomocného tranzistoru, jehož báze je spojena s druhým výstupem řídicího obvodu a jehož emitor je uzemněn. Mezi kolektor a emitor tohoto pomocného tranzistoru je zapojen odpor s nenulovou hodnotou.A modification of this electrical ignition is the case where the collector of the auxiliary transistor is connected to the switch transistor emitter in the transistor switch, the base of which is connected to the second output of the control circuit and whose emitter is grounded. A non-zero resistance resistor is connected between the collector and the emitter of this auxiliary transistor.

Další možností modifikovaného zapojení je, že k emitoru spínacího tranzistoru je v tranzistorovém spínači připojen mechanický přerušovač, přemostěný odporem, jehož hodnota může být v rozmezí od nenulové hodnoty až po nekonečno.Another possibility of a modified circuit is that a mechanical breaker bridged by a resistor is connected to the switching transistor emitter in the transistor switch, the value of which can range from a non-zero value to infinity.

Výhodou tohoto řešení je, že lineárním přerušením proudu bude podle zákona o elektromagnetické indukci indukováno napětí zapalovacího impulzu s maximální strmostí dU/dt a s nasycením magnetického jádra nad úrovní vratného děje, s výhodou za kolenem charakteristiky indukce B/intenzita H, bude dosaženo uvolnění přibližně celé energie do jednoho impulzu. Cílem je tedy dosažení maximální strmosti dU/dt a větší energie zapalovacího impulzu než u dosud známých zapojení používajících komutační kondenzátor, což je potřebné například pro dosažení nízké spotřeby paliva, či snížení exhalací zejména u chudých směsí.The advantage of this solution is that according to the law on electromagnetic induction, the ignition pulse voltage with maximum steepness dU / dt will be induced by linear interruption of current and with saturation of the magnetic core above the level of the reversible event. energy per pulse. The aim is therefore to achieve a maximum steepness dU / dt and greater ignition pulse energy than previously known circuits using a commutating capacitor, which is needed, for example, to achieve low fuel consumption, or to reduce emissions, especially for lean mixtures.

Přehled obrázků na výkresechOverview of the drawings

Uvedený vynález bude blíže vysvětlen pomocí přiložených výkresů. Na obr. 1 je uveden příklad zapojení elektrického zapalování podle vynálezu. Obr. 2 znázorňuje charakteristiku zapalovací cívky s magnetickým jádrem v nasyceném stavu nad úrovní vratného děje. Obr. 3 znázorňujeThe invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an example of an electrical ignition circuit according to the invention. Giant. 2 shows the characteristic of the ignition coil with the magnetic core in a saturated state above the level of the reversing process. Giant. 3 shows

- 1 CZ 286734 B6 vypínací charakteristiku spínacího tranzistoru a na obr. 4 je nakreslen průběh zapalovacího impulzu. Obr. 5 a 6 schematicky naznačují modifikovaná zapojení tranzistorového spínače.The switching characteristic of the switching transistor is shown in FIG. 4 and the course of the ignition pulse is shown in FIG. Giant. 5 and 6 schematically indicate modified transistor switch connections.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Elektrické zapalování s lineárním přerušením komutačního proudu podle provedení na obr. 1 obsahuje komutační obvod, tvořený sériovým zapojením zdroje 1 napětí, primárního vinutí zapalovací cívky 2 s přesytkovou charakteristikou, tedy s magnetickým jádrem v nasyceném stavu nad úrovní vratného děje, přičemž strmost dB/dH je nenulová, vodivé spojky 3, ke které zde oproti známým zapojením není připojen komutační kondenzátor a tranzistorového spínače 4, který je svým kolektorem spojen s uvedenou vodivou spojkou 3. Tento tranzistorový spínač 4 je zde tvořen spínacím tranzistorem 41, který má vypínací charakteristiku ve svém závěrném úseku lineární se zápornou strmostí dl/dt. Výhodné je, je-li tato vypínací charakteristika přesycená. Ovládací obvod pro řízení komutačního proudu I přes tranzistorový spínač 4 je připojen do báze spínacího tranzistoru 41 a sestává ze snímače 6 polohy rotujícího předmětu a z řídicího obvodu 5.The electrical ignition with a linear commutation current interruption according to the embodiment of Fig. 1 comprises a commutation circuit consisting of a series connection of a voltage source 1 of the primary winding of the ignition coil 2 with a shunt characteristic, i.e. with a magnetic core in a saturated state above the reversible level. there is a non-zero, conductive coupling 3, to which there is no commutating capacitor and a transistor switch 4, which is connected by its collector to said conductive coupling 3, compared to known wiring. This transistor switch 4 is here formed by a switching transistor 41 having tripping characteristics in its closing section linear with negative slope dl / dt. Advantageously, this tripping characteristic is supersaturated. The control circuit for controlling the commutation current I via the transistor switch 4 is connected to the base of the switching transistor 41 and consists of a rotating object position sensor 6 and a control circuit 5.

Magnetické jádro zapalovací cívky 2 je průchodem komutačního proudu I v nasyceném stavu, nutně nad úrovní vratného děje s výhodou za kolenem charakteristiky indukce B/intenzita H a s nenulovou strmostí dB/dH. což je přesytková charakteristika, která je uvedena na obr. 2. Na tomto obr. 2 je vyznačena výhodná poloha bodu P(H,B), dále je zde vyznačena úroveň B1 vratného děje a koleno B2 charakteristiky B/H.The magnetic core of the ignition coil 2 is a passage of the commutation current I in the saturated state, necessarily above the level of the return process, preferably behind the elbow of the induction characteristic B / intensity H and with a non-zero steepness dB / dH. 2. The preferred position of the point P (H, B), the level B1 of the reversing process and the elbow B2 of the B / H characteristic are indicated here.

Spínací tranzistor 41 tranzistorového spínače 4 je průchodem komutačního proudu I výhodně v přesyceném stavu. Po přerušení komutačního proudu I v čase t0, jak je uvedeno na obr. 3, znázorňujícím vypínací charakteristiku, je průběh komutačního proudu I v úseku tl -12 lineární se zápornou strmostí dl/dt. Vyznačený úsek t0 - tl odpovídá přesycenému stavu spínacího tranzistoru 41 průchodem komutačního proudu I. Tím podle zákona o elektromagnetické indukci platí, že lineárním přerušením komutačního proudu I v primárním vinutí zapalovací cívky 2 s přesytkovou charakteristikou, tedy s magnetickým jádrem v nasyceném stavu nad úrovní vratného děje, přičemž strmost dB/dH je nenulová, bude indukováno napětí U zapalovacího impulzu s maximální strmostí dU/dt. Současně platí, když je magnetické jádro zapalovací cívky 2 v nasyceném stavu nad úrovní vratného děje, potom se celá akumulovaná magnetická energie uvolňuje setrvačností a zákonitě podle zapojení komutačního obvodu. Tím je dosaženo uvolnění přibližně celé energie do jednoho napěťového impulzu, což je vyznačeno na obr.4. Tento průběh může být jiný v souvislosti s modifikovanými zapojeními tranzistorového spínače 4 podle příkladů na obr. 5 a 6.The switching transistor 41 of the transistor switch 4 is a passage of the commutation current I, preferably in a supersaturated state. After interruption of the commutation current I at time t0, as shown in FIG. 3, showing the tripping characteristic, the course of the commutation current I in the section t1-12 is linear with a negative slope d1 / dt. The marked section t0-t1 corresponds to the supersaturated state of the switching transistor 41 by passing the commutation current I. According to the law on electromagnetic induction, the linear interruption of the commutation current I in the primary winding of the ignition coil 2 If the slope dB / dH is nonzero, the ignition pulse voltage U will be induced with a maximum slope dU / dt. At the same time, when the magnetic core of the ignition coil 2 is in a saturated state above the level of the reversing process, then all the accumulated magnetic energy is released by inertia and inevitably according to the connection of the commutation circuit. This results in the release of approximately all of the energy to a single voltage pulse as indicated in FIG. This course may be different in connection with the modified connections of the transistor switch 4 according to the examples in Figs. 5 and 6.

Tranzistorový spínač 4 na obr. 5 je opět tvořen spínacím tranzistorem 44, k jehož k emitoru je připojen kolektor pomocného tranzistoru 42, jehož báze je spojena s druhým výstupem řídícího obvodu 5 a jehož emitor je uzemněn. Mezi kolektor a emitor tohoto pomocného tranzistoru 42 je zapojen odpor R1 s nenulovou hodnotu.The transistor switch 4 in FIG. 5 is again formed by a switching transistor 44 to which an emitter is connected to a collector of an auxiliary transistor 42, the base of which is connected to the second output of the control circuit 5 and whose emitter is grounded. A non-zero resistor R1 is connected between the collector and the emitter of this auxiliary transistor 42.

V příkladě podle obr. 6 je tranzistorový spínač 4 tvořen rovněž spínacím tranzistorem 41. k jehož emitoru je v tomto případě připojen mechanický přerušovač 43, přemostěný odporem R2 s nenulovou hodnotou až nekonečno.In the example of FIG. 6, the transistor switch 4 is also formed by a switching transistor 41, to whose emitter a mechanical breaker 43 is bridged in this case, bridged by a resistor R2 of nonzero to infinity.

V těchto modifikovaných zapojeních má zapalovací impulz počáteční průběh jako v případě, když je do odporu vypínána RL zátěž a pokračující průběh má tvar obdélníkový.In these modified circuits, the ignition pulse has an initial waveform, as in the case where the RL load is switched to the resistor and the continuous waveform is rectangular.

-2CZ 286734 B6-2GB 286734 B6

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zapojení podle předkládaného vynálezu lze využít pro elektrické zapalování k zážehovým motorům se zapalováním směsi elektrickou jiskrou, a to zejména pro automobily. Zapojení je vhodné i pro motocykly.The circuitry of the present invention can be used for electric ignition to spark ignition engines with electric spark ignition, especially for automobiles. The connection is also suitable for motorcycles.

Claims

An electric commutator with linear commutation current interruption comprising a commutation circuit comprising a series connection of a voltage source and a primary coil winding, a transistor switch and a control circuit comprising a rotating object position sensor and a control circuit, characterized in that the ignition coil (2) the ignition coil with the magnetic core in the saturated state is above the level of the reversible process, the steepness dB / dH is non-zero and the ignition coil (2) is connected via conductive connector (3) only to the collector of switching transistor (41) forming transistor switch (4) wherein the switching transistor (41) has a tripping characteristic, preferably supersaturated and necessarily linear in the reverse section with a negative slope d1 / dt.

Electrical ignition according to claim 1, characterized in that the emitter of the switching transistor (41) is connected in the transistor switch (4) to the collector of the auxiliary transistor (42), the base of which is connected to the second output of the control circuit (5) and whose emitter is grounded. wherein a non-zero resistance resistor (R1) is connected between the collector and the emitter of said auxiliary transistor (42).

Electrical ignition according to claim 1, characterized in that the emitter circuit of the switching transistor (41) is connected in the transistor switch (4) with a mechanical breaker (43) bridged by a resistor (R2) of non-zero to infinity.