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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine zur Ansteuerung einer Anzahl von mehreren Zündkerzen, die jedem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet sind.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 195 26 867 A1 ist eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine bekannt.
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Des Weiteren können bei einer Zündanlage für eine Brennkraftmaschine jedem Zylinder der Brennkraftmaschine mehrere Zündkerzen zugeordnet werden. Wenn eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine in dieser Weise aufgebaut ist und mehrere Zündkerzen bei einem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine Verwendung finden und gleichzeitig gezündet werden, lassen sich ein guter Verbrennungsablauf im Zylinder, eine Optimierung des Verbrennungswirkungsgrads, eine Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs, eine Magergemischverbrennung und dergleichen erzielen (siehe z. B. die
japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 1-232 165 , Seiten 5 bis 7,
3).
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Eine solche Zündanlage für eine Brennkraftmaschine ist jedoch nicht unproblematisch. Da nämlich jeder Zündkerze unabhängig voneinander eine Zündspule, eine elektrische Ansteuerschaltung zur Steuerung der Zuführung von elektrischer Energie zu der Zündspule und dergleichen zugeordnet ist, ergibt sich zwangsläufig eine Vergrößerung des Umfangs und der Herstellungskosten einer solchen Zündanlage, die sich kaum vermeiden lässt.
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Wenn z. B. zwei Zündkerzen einem jeden Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, verdoppelt sich bereits die Anzahl der Zündspulen und die Anzahl der elektrischen Ansteuerschaltungen im Vergleich zu einer Zündanlage, bei der einem Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils nur eine Zündkerze zugeordnet ist.
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Angesichts dieses Nachteils des Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, eine kompakte Zündanlage für eine Brennkraftmaschine mit überlegenen Eigenschaften anzugeben, die sich mit geringen Herstellungskosten fertigen lässt.
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Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.
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In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Die erfindungsgemäße Zündanlage für eine Brennkraftmaschine umfasst eine Anzahl von mehreren Zündkerzen, die jedem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Außerdem ist einer jeden Zündkerze unabhängig voneinander eine jeweilige Zündspule zugeordnet, wobei eine Zündenergiequellenschaltung elektrische Energie einer einen Teil der Zündspule bildenden ersten Wicklung bzw. Primärwicklung zuführt. Die Zündanlage umfasst weiterhin eine Ansteuerschaltung zum Einschalten und Abschalten der elektrischen Energiezufuhr von der Zündenergiequellenschaltung zu der ersten Wicklung und ist dadurch gekennzeichnet, dass die der Anzahl von jeweils dem gleichen einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordneten Zündkerzen entsprechende Anzahl von ersten Wicklungen der einem jeden Zylinder jeweils einzeln zugeordneten Ansteuerschaltung parallel geschaltet ist und dass die Ansteuerschaltung der der Anzahl von jeweils dem gleichen Zylinder zugeordneten Zündkerzen entsprechenden Anzahl von ersten Wicklungen gleichzeitig elektrische Energie zuführt.
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Bei der erfindungsgemäßen Zündanlage für eine Brennkraftmaschine sind somit die jeweils dem gleichen Zylinder zugeordneten Zündkerzen entsprechenden ersten Wicklungen der einem jeden Zylinder jeweils einzeln zugeordneten Ansteuerschaltung parallel geschaltet, d. h., die jeweilige einzelne Ansteuerschaltung steuert die Vielzahl bzw. Anzahl von Zündspulen, die den jeweiligen Zündkerzen entspricht, welche dem gleichen Zylinder zugeordnet sind. Bei der vorstehend beschriebenen Zündanlage für eine Brennkraftmaschine entspricht somit die Anzahl der vorstehend beschriebenen Ansteuerschaltungen der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine, sodass sich eine Verbesserung des Verbrennungs-Wirkungsgrades usw. erzielen lässt, da mehrere Zündkerzen für jeden Zylinder vorgesehen sind.
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Generell ist zur Erzeugung eines Zündfunkens durch eine Zündkerze die Zuführung einer hohen Energiemenge in einer äußerst kurzen Zeitdauer erforderlich. Dies erfordert wiederum die Verwendung eines Leistungsbauelements (wie z. B. eines Leistungstransistors) als Schaltelement für die Ansteuerschaltung. Eine solches Leistungsschaltelement ist jedoch normalerweise teuer und weist größere Abmessungen auf. Wenn somit die Anzahl der Ansteuerschaltungen niedrig gehalten werden kann, können hierdurch auch die Herstellungskosten niedrig gehalten und eine Vergrößerung der Abmessungen und dergleichen der Zündanlage für eine Brennkraftmaschine vermieden werden.
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Die erfindungsgemäße Zündanlage für eine Brennkraftmaschine weist somit überlegene Eigenschaften auf, da die beiden Forderungen nach kostengünstiger Herstellung und kompaktem Aufbau erfüllt werden und gleichzeitig eine hohe Zündleistung erzielt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Zündenergiequellenschaltung vorzugsweise von einer Schaltungsanordnung gebildet, die einen Energiespeicherkondensator zur Speicherung der einer ersten Wicklung bzw. Primärwicklung einer Zündspule zuzuführenden elektrischen Energie aufweist.
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Bei Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung kann die Kapazität des Energiespeicherkondensators zur Steuerung der elektrischen Energie verwendet werden, die der einem jeden Zylinder zugeordneten (vorstehend beschriebenen) Ansteuerschaltung zugeführt wird. Durch geeignete Vorgabe der elektrostatischen Kapazität des Kondensators der Zündenergiequellenschaltung lässt sich somit die der Ansteuerschaltung zugeführte elektrische Energie in geeigneter Weise dimensionieren und auf den erforderlichen Wert beschränken.
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Eine solche Konfiguration ermöglicht eine kompakte und kostengünstige Ausführung der Ansteuerschaltung, was ebenfalls zur Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabenstellung beiträgt, eine kompakte und kostengünstige Ausführung einer Zündanlage für eine Brennkraftmaschine zu ermöglichen. Darüber hinaus wird die Ansteuerschaltung vorzugsweise von einer Schaltungsanordnung gebildet, die einen MOS-Feldeffekttransistor umfasst.
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Bei Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung entstehen im allgemeinen erhebliche Herstellungskosten, wobei ein MOS-Feldeffekttransistor darüber hinaus üblicherweise größere Abmessungen aufweist. Da erfindungsgemäß jedoch eine Verringerung der Anzahl der erforderlichen MOS-Feldeffekttransistoren erzielt wird, erweist sich dieses Merkmal der Erfindung zur Verringerung der Herstellungskosten der Zündanlage als besonders vorteilhaft.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein schematisches Schaltbild bzw. Ersatzschaltbild einer Zündanlage für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2A bis 2D Signalverläufe zur Veranschaulichung von Zündvorgängen bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Zündanlage für eine Brennkraftmaschine,
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3 ein schematisches Schaltbild bzw. Ersatzschaltbild einer Zündanlage für eine Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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4A bis 4C den Verlauf von elektrischen Strömen, die Zündspulen und einer Transistor-Zündschaltung eines dritten Ausführungsbeispiels der Zündanlage für eine Brennkraftmaschine bei Verwendung einer Kondensatorzündung zugeführt werden, und
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5A bis 5D den Verlauf von elektrischen Strömen, die den Zündspulen und der Transistor-Zündschaltung des dritten Ausführungsbeispiels der Zündanlage für eine Brennkraftmaschine bei Verwendung einer reinen Transistorzündung zugeführt werden.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 zeigt ein schematisches Schaltbild bzw. Ersatzschaltbild einer Zündanlage (1) für eine Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Zündanlage (1) zwei Zündkerzen (10), (20), die jedem Zylinder (100) einer (in der Figur nicht dargestellten) Brennkraftmaschine zugeordnet sind, Zündspulen (140), (240), die jeder der Zündkerzen (10), (20) unabhängig voneinander zugeordnet sind, eine Zündenergiequellenschaltung (50) zur Zuführung von elektrischer Energie zu ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) der Zündspulen (140), (240) sowie eine Ansteuerschaltung (60) zum Einschalten und Abschalten der elektrischen Energiezufuhr von der Zündenergiequellenschaltung (50) zu den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241). Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel wird die Ansteuerschaltung (60) von einer Transistorschaltung gebildet, die nachstehend auch als ”Transistor-Zündschaltung” bezeichnet ist.
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Bei der Zündanlage (1) sind die ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241), die den jeweils dem gleichen Zylinder (100) zugeordneten Zündkerzen (10), (20) entsprechen, der Ansteuerschaltung (Transistor-Zündschaltung) (60) parallel geschaltet, die jeweils einem jeden Zylinder (100) zugeordnet ist. Auf diese Anordnung wird nachstehend näher eingegangen.
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Wie in 1 dargestellt ist, wird die Zündspule (140) (240) von einer Kombination einer elektrisch mit der Zündkerze (10) (20) verbundenen zweiten Wicklung bzw. Sekundärwicklung (142) (242) und der von der Zündenergiequellenschaltung (50) mit elektrischer Energie beaufschlagten ersten Wicklung bzw. Primärwicklung (141) (241) gebildet. Die Zündspule (140) (240) ist hierbei dahingehend ausgestaltet, dass durch Umschaltung der elektrischen Energiezufuhr der ersten Wicklung bzw. Primärwicklung (141) (241) durch elektromagnetische Induktion in der zweiten Wicklung bzw. Sekundärwicklung (142) (242) eine Hochspannung erzeugt wird.
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Gemäß 1 ist bei der Zündanlage (1) gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Wicklungsende der zweiten Wicklung bzw. Sekundärwicklung (142) (242) mit einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Mittelelektrode der Zündkerze (10) (20) verbunden, sodass die von der zweiten Wicklung bzw. Sekundärwicklung (142) (242) erzeugte Hochspannung der Mittelelektrode einer jeden Zündkerze (10) (20) zugeführt und auf diese Weise eine Zündentladung zwischen der Mittelelektrode und einer (in der Figur nicht dargestellten) Masseelektrode herbeigeführt wird.
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Weiterhin ist gemäß 1 ein Spulenende der ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) bei jeder der den dem gleichen Zylinder (100) jeweils zugeordneten Zündkerzen (10), (20) entsprechenden Zündspulen (140), (240) elektrisch mit der Zündenergiequellenschaltung (50) verbunden, die eine Schaltungsanordnung zur Beaufschlagung der ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) mit elektrischer Energie darstellt.
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Das andere Wicklungsende der ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) liegt über die Transistor-Zündschaltung (60) an Masse, die ein von einem MOS-Feldeffekttransistor gebildetes Schaltelement (61) zur Umschaltung der elektrischen Energiezufuhr zu der ersten Wicklung bzw. Primärwicklung (141), (241) einer jeden Zündspule (140), (240) aufweist.
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Hierbei ist die Zündanlage (1) gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel in der in 1 veranschaulichten Weise dahingehend ausgestaltet, dass die Zündenergiequellenschaltung (50) gemeinsam für sämtliche Zündspulen (140), (240) vorgesehen ist. Weiterhin ist für jeden der Zylinder (100) eine Transistor-Zündschaltung (60) vorgesehen. Die den jeweils dem gleichen Zylinder (100) zugeordneten Zündkerzen (10), (20) entsprechenden ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) sind hierbei der Transistor-Zündschaltung (60) parallel geschaltet.
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Wie in 1 veranschaulicht ist, wird die Zündenergiequellenschaltung (50) von einer Schaltungsanordnung gebildet, die eine Energiespeicherspule (51), einen Leistungstransistor (52) zum Einschalten und Abschalten der elektrischen Energieabgabe der Energiespeicherspule (51) sowie einen Energiespeicherkondensator (53) zur Speicherung der von der Energiespeicherspule (51) zugeführten Energie aufweist. Ein Endanschluss der Zündenergiequellenschaltung (50) ist mit den Zündspulen (140), (240) verbunden. Der obere Endanschluss ist mit einer Strom- oder Spannungsquelle (500) verbunden. Weiterhin ist die Basiselektrode des Leistungstransistors (52) mit dem Ausgang einer Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550) verbunden. Der Leistungstransistor (52) dient hierbei zur Durchführung von Schaltvorgängen in Abhängigkeit von der über die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550) erfolgenden Regelung.
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Hierbei steuert die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550) den Leistungstransistor (52) derart, dass die elektrische Stromversorgung der Energiespeicherspule (51) bei der Anstiegsflanke eines Zündsignals Igt einsetzt und bei der abfallenden Flanke des Zündsignals Igt zur Abschaltung der Energiespeicherspule (51) unterbrochen bzw. beendet wird.
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Außerdem erfolgt über die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550) eine Regelung des Leistungstransistors (52) in Abhängigkeit von dem Betrag des elektrischen Stroms, der bei der Stromversorgung der Energiespeicherspule (51) fließt. Die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550) gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist hierbei in der in 1 veranschaulichten Weise über einen Eingangsanschluss (501) mit einer (in der Zeichnung nicht dargestellten und nachstehend auch als ”ECU” bezeichneten) elektronischen Steuereinheit zur Berechnung des Zündzeitpunkts bei jedem der Zylinder (100) verbunden, über die das Zündsignal Igt zugeführt wird.
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Gemäß 1 wird die Transistor-Zündschaltung (60) von einer Schaltungsanordnung gebildet, die das Schaltelement (61) zum Einschalten und Abschalten des von den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) der Zündspulen (140), (240) zu Masse fließenden Stroms sowie eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Ansteuerschaltung zur Ansteuerung des Schaltelements (61) umfasst. Bei diesem Ausführungsbeispiel findet ein MOS-Feldeffekttransistor als Schaltelement (61) Verwendung.
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Insbesondere ist bei der Zündanlage (1) gemäß diesem Ausführungsbeispiel anstelle einer Zuordnung der Transistor-Zündschaltung (60) zu jeder der Zündkerzen (10), (20) eine Zuordnung der Transistor-Zündschaltung (60) zu jedem der Zylinder (100) getroffen worden, d. h., die ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) der beiden Zündspulen (140), (240) sind der gemeinsam verwendeten Transistor-Zündschaltung (60) parallel geschaltet.
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Hierbei ist in der in 1 dargestellten Weise die Basiselektrode des einem jeden Zylinder (100) entsprechenden Schaltelements (61) mit dem Ausgang einer Zuordnungs- oder Verteilerschaltung (80) verbunden, die wiederum mit einer monostabilen Kippstufe (70) verbunden ist.
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Der monostabilen Kippstufe (70) wird über den Eingangsanschluss (501) von der elektronischen Steuereinheit das Zündsignal Igt zugeführt, woraufhin sie ein Signal hohen Pegels für eine vorgegebene Zeitdauer (die bei diesem Ausführungsbeispiel auf annähernd 2 ms eingestellt ist) gleichzeitig mit der abfallenden Flanke des Zündsignals Igt abgibt. Der Zuordnungs- oder Verteilerschaltung (80) wird über einen Eingangsanschluss (801) von der elektronischen Steuereinheit ein Zündverteilungssignal zur Bestimmung eines zu zündenden Zylinders zugeführt, woraufhin sie der Basiselektrode des dem für die Zündung vorgesehenen Zylinder entsprechenden Schaltelements (61) das von der monostabilen Kippstufe (70) eingegebene Signal zuführt.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Signalverläufe gemäß den 2A bis 2D näher auf Betrieb und Wirkungsweise der Zündanlage (1) gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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In 2A ist der Signalpegel des von der elektronischen Steuereinheit abgegebenen Zündsignals Igt dargestellt, während 2B den Betrag des der Energiespeicherspule (51) gemäß 1 zugeführten elektrischen Stroms veranschaulicht. 2C zeigt die Spannungen auf beiden Seiten des Energiespeicherkondensators (53) gemäß 1, während 2D die von der monostabilen Kippstufe (70) der Basiselektrode eines jeden Schaltelements (61) über die Zuordnungs- oder Verteilerschaltung (80) zugeführte Spannung veranschaulicht.
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Bei dem in 2A dargestellten Anstieg des von der elektronischen Steuereinheit zugeführten Zündsignals Igt auf einen hohen Pegel schaltet die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550) (siehe 1) zunächst die Emitter-Kollektor-Strecke des Leistungstransistors (52) durch.
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Hierdurch fließt der von der Strom- oder Spannungsquelle (500) (siehe 1) zugeführte elektrische Strom in der in 2B dargestellten Weise über die Energiespeicherspule (51). Hierbei erfolgt über die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550) eine Regelung des Leistungstransistors (52) auf der Basis des Betrags des von einem (in der Figur nicht dargestellten) Strommesswiderstand ermittelten elektrischen Stroms, um den elektrischen Strom auf einem vorgegebenen Wert zu halten.
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Wie 2B zu entnehmen ist, erfolgt hierbei zunächst ein gleichmäßiger Anstieg des der Energiespeicherspule (51) zugeführten elektrischen Stroms, bis ein konstanter elektrischer Stromwert erreicht und beibehalten wird. Während dieser Zeit wird durch Umsetzung der elektrischen Energie erhaltene magnetische Energie in der Energiespeicherspule (51) gespeichert.
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Wenn sodann zur Zeit t0 das von der elektronischen Steuereinheit zugeführte Zündsignal Igt auf einen niedrigen Pegel abfällt, unterbricht die Schließwinkel/Konstantstrom-Regelschaltung (550) die elektrische Energiezufuhr über den Leistungstransistor (52). Wie in 2D veranschaulicht ist, wird bei dem Abfallen des von der elektronischen Steuereinheit zugeführten Zündsignals Igt auf einen niedrigen Pegel gleichzeitig die monostabile Kippstufe (70) angesteuert und hält hierdurch ein Signal hohen Pegels für eine vorgegebene Zeitdauer τ aufrecht, die bei diesem ersten Ausführungsbeispiel annähernd 2 ms beträgt.
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Dieses Signal hohen Pegels wird sodann über die Zuordnungs- oder Verteilerschaltung (80) der Basiselektrode des dem für die Zündung vorgesehenen Zylinder (100) entsprechenden Schaltelement (61) zugeführt, wodurch das Schaltelement (61) zur Zuführung von Strom durchgeschaltet wird.
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Wenn somit in der vorstehend beschriebenen Weise die elektrische Stromzufuhr über den Leistungstransistor (52) unterbrochen bzw. beendet wird und die elektrische Stromzufuhr über die Schaltelemente (61) (62) einsetzt, wird die in der vorstehend beschriebenen Weise in der Energiespeicherspule (51) gespeicherte magnetische Energie entladen. Die magnetische Energie wird sodann als elektrische Energie gleichzeitig einer jeden ersten Wicklung bzw. Primärwicklung (141), (241) zugeführt, die dem Schaltelement (61) parallel geschaltet sind.
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Hierbei wird eine Hochspannung in den zweiten Wicklungen bzw. Sekundärwicklungen (142), (242) der Zündspulen (140), (240) (die aus einer Kombination der ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) und der zweiten Wicklungen bzw. Sekundärwicklungen (142), (242) bestehen) auf Grund der elektromagnetischen Induktion erzeugt, die beim abrupten Einsetzen der elektrischen Stromzufuhr zu den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) auftritt. Bei der Zuführung der in den zweiten Wicklungen bzw. Sekundärwicklungen (142), (242) erzeugten Hochspannung zu den Zündkerzen (10), (20) werden sodann durch eine zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode einer jeden Zündkerze (10), (20) auftretende Funkenentladung Zündfunken erzeugt.
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Die Zündfunkenentladung an den Zündkerzen (10), (20) dauert hierbei an, bis der Entladestrom der Energiespeicherspule (51) unter einen vorgegebenen elektrischen Stromwert abfällt. Bei der monostabilen Kippstufe (70) (1) gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine vorgegebene Zeitdauer τ (siehe 2D) eingestellt, die länger als die Zeitdauer der Funkenentladung ist. Nach dem Ende der Funkenentladung bleibt somit das Schaltelement (61) weiterhin durchgeschaltet.
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Auf diese Weise ermöglicht das weiterhin durchgeschaltete Schaltelement (61) auch nach dem Ende der Funkenentladung die Aufrechterhaltung eines elektrischen Stroms, der von der Stromquelle (500) über die Energiespeicherspule (51) und von den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) zu Masse fließt. Durch Aufrechterhaltung dieses Stromflusses über die Energiespeicherspule (51) lässt sich eine erneute Speicherung von magnetischer Energie in der Energiespeicherspule (51) erzielen. Wenn sodann das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe (70) zur Zeit t2 auf einen niedrigen Pegel abfällt, wird der über das bis zu diesem Zeitpunkt durchgeschaltete Schaltelement (61) erfolgende Stromfluss unterbrochen.
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Hierdurch wird in der in 2C veranschaulichten Weise die in der Energiespeicherspule (51) gespeicherte magnetische Energie dem Energiespeicherkondensator (53) über eine Diode (511) zur Wiederaufladung des Energiespeicherkondensators (53) zugeführt. Die in dem Energiespeicherkondensator (53) gespeicherte elektrische Energie wird somit mit der von der Energiespeicherspule (51) abgegebenen magnetischen Energie kombiniert und den Zündspulen (140), (240) als elektrische Energie zugeführt. Wenn sodann die elektronische Steuereinheit das Zündsignal Igt erneut zuführt, wiederholt sich der vorstehend beschriebene Ablauf bei einem anderen Zylinder (100), wobei sich die Speicherung der elektrischen Energie durch die Zündenergiequellenschaltung (50) und die Funkenentladung an den Zündkerzen (10), (20) wiederholt.
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Wie vorstehend beschrieben, ist bei der Zündanlage (1) dieses Ausführungsbeispiels eine einzige Transistor-Zündschaltung (60) gemeinsam für die Zündspulen (140), (240) vorgesehen, die den dem gleichen Zylinder (100) zugeordneten Zündkerzen (10), (20) entsprechen.
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Auch wenn zwei oder mehr Zündkerzen einem Zylinder zugeordnet werden, kann somit die gleiche Schaltungsanordnung wie im Falle der Verwendung nur einer Zündkerze für jeden Zylinder Verwendung finden. Mit Hilfe der Zündanlage (1) gemäß diesem Ausführungsbeispiel können somit höhere Herstellungskosten auf Grund einer höheren Anzahl von Zündkerzen (d. h., mehreren Zündkerzen für jeden Zylinder) und vergrößerten Abmessungen der Zündanlage vermieden werden, wobei gleichzeitig die Vorteile der Verwendung von mehreren Zündkerzen für einen jeweiligen Zylinder, wie z. B. die Möglichkeit einer genaueren Einstellung der Verbrennung, eines geringeren Brennstoffverbrauchs auf Grund eines besseren Verbrennungs-Wirkungsgrades und dergleichen in vollem Umfang genutzt werden können.
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Anstelle der bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgenden Zuführung der in dem Energiespeicherkondensator (53) und der Energiespeicherspule (51) gespeicherten Energie zu den Zündspulen (140), (240) besteht auch die Möglichkeit der Verwendung einer generellen Kondensator-Zündanlage, bei der die Energie den Zündspulen nur von dem Energiespeicherkondensator zugeführt wird.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Das zweite Ausführungsbeispiel basiert auf der Zündanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch ein modifizierter Zündvorgang Verwendung findet. Wie in 3 veranschaulicht ist, findet bei dem zweiten Ausführungsbeispiel anstelle der bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Kondensatorzündung eine reine Transistorzündung Verwendung. Die weiteren Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen weitgehend dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Betrag des über die erste Wicklung bzw. Primärwicklung der Zündspule fließenden elektrischen Stroms und der Betrag des über die Transistor-Zündschaltung fließenden elektrischen Stroms mit den entsprechenden Werten der mit der Kondensatorzündung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel arbeitenden Zündanlage und der mit der reinen Transistorzündung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel arbeitenden Zündanlage nachstehend verglichen. Die 4A bis 5C dienen hierbei zur Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels.
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Die 4A und 4B zeigen einen elektrischen Strom Ic, der bei der mit Kondensatorzündung arbeitenden Zündanlage über die erste Wicklung bzw. Primärwicklung der jeweiligen Zündspulen fließt, die den dem für die Zündung vorgesehenen Zylinder (100) zugeordneten beiden Zündspulen entsprechen. 4C zeigt einen elektrischen Strom Itr, der über das Schaltelement der Transistor-Zündschaltung fließt.
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Die 5A und 5B zeigen dagegen einen elektrischen Strom Ic, der bei der mit reiner Transistorzündung arbeitenden Zündanlage der ersten Wicklung bzw. Primärwicklung der jeweiligen Zündspulen zugeführt wird, die den dem für die Zündung vorgesehenen Zylinder (100) zugeordneten beiden Zündkerzen entsprechen. 5C zeigt einen elektrischen Strom Itr, der hierbei über das Schaltelement der Transistor-Zündschaltung fließt.
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Gemäß den 4A bis 5C stellt der über das Schaltelement der Transistor-Zündschaltung fließende elektrische Strom Itr die Summe der über die ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen der jeweiligen Zündspulen fließenden elektrischen Ströme Ic dar. Wenn somit zwei oder mehr Zündkerzen einem einzigen Zylinder zugeordnet werden, muss das Schaltelement bei gemeinsamer Verwendung der Transistor-Zündschaltung eine hohe Leistung aufweisen.
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Bei Verwendung der Kondensatorzündung kann jedoch in der in den 4A bis 4C veranschaulichten Weise der über das Schaltelement der Transistor-Zündschaltung fließende elektrische Strom Itr kleiner als bei Verwendung der in den 5A bis 5C veranschaulichten reinen Transistorzündung gehalten werden, da bei Verwendung der Kondensatorzündung die Kapazität des Energiespeicherkondensators zur Steuerung der über das Schaltelement der Transistor-Zündschaltung fließenden elektrischen Energie dienen kann.
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Bei Verwendung der Kondensatorzündung kann daher die Einstellung der elektrostatischen Kapazität des Energiespeicherkondensators dahingehend optimiert werden, dass der über das Schaltelement der Transistor-Zündschaltung fließende elektrische Strom Itr möglichst klein gehalten wird, sodass ein kostengünstiges kleines Bauelement mit geringer Leistung als Schaltelement eingesetzt werden kann. Außerdem ergeben sich bei Verwendung der Kondensatorzündung sehr effektiv die Vorteile der Erfindung, die insbesondere eine kostengünstigere Herstellung und einen kompakteren Aufbau einer Zündanlage für eine Brennkraftmaschine ermöglichen, bei der einem jeden Zylinder mehrere Zündkerzen zugeordnet sind.
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Die vorstehend beschriebene Zündanlage (1) für eine Brennkraftmaschine umfasst somit zwei Zündkerzen (10), (20) für jeden Zylinder (100), einer jeden Zündkerze (10), (20) unabhängig voneinander zugeordnete Zündspulen (140), (240), eine Zündenergiequellenschaltung (50) zur Zuführung von elektrischer Energie zu ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) der Zündspulen (140), (240) sowie eine Transistor-Zündschaltung (60) zum Einschalten und Abschalten der elektrischen Energiezufuhr von der Zündenergiequellenschaltung (50) zu den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241). Bei dieser Zündanlage (1) sind die dem gleichen Zylinder (100) zugeordneten Zündkerzen (10), (20) entsprechenden ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) der für jeden Zylinder vorgesehenen Transistor-Zündschaltung (60) parallel geschaltet. Die Zündenergiequellenschaltung (50) wird von einer Schaltungsanordnung gebildet, die einen Energiespeicherkondensator (53) zur Speicherung von den ersten Wicklungen bzw. Primärwicklungen (141), (241) zugeführter elektrischer Energie aufweist, während die Transistor-Zündschaltung bzw. Ansteuerschaltung (60) von einer Schaltungsanordnung gebildet wird, die einen MOS-Feldeffekttransistor aufweist.
