DE1439991B2

DE1439991B2 - BATTERY IGNITION SYSTEM

Info

Publication number: DE1439991B2
Application number: DE19631439991
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7064 Geradstetten Söhner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1963-08-10
Filing date: 1963-08-10
Publication date: 1973-03-29
Also published as: DE1439991A1; DE1439991C3

Description

1 21 2

gäbe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß diethere would be proposed according to the invention that the

Patentansprüche: Hilfsinduktivität mit einem Gleichrichter in ReiheClaims: auxiliary inductance with a rectifier in series

geschaltet ist, wobei der Gleichrichter zusammen mitis connected, the rectifier together with

1. Batteriezündanläge mit einer Zündspule und der Emitter-Basis-Strecke des Transistors die gleiche mit einem im Primärkreis der Zündspule liegen- 5 Durchlaßrichtung hat und bei geschlossenem Unterden Transistor, der von einem in seinem Basis- brecher stromleitend ist. Durch den Gleichrichter Kollektor-Kreis angeordneten Unterbrecher aus wird erreicht, daß bei einem pnp-Transistor nur die dem stromleitenden in den nichtleitenden Zu- erste im Öffnungszeitpunkt des Unterbrechers einsetstand gesteuert wird, und mit einem die Emit- zende positive Spannungsspitze an die Basis des ter-Basis-Strecke des Transistors umgehenden io Transistors gelangen kann und dabei ihre Sperrwir-Parallelstromkreis, 0er eine magnetisch gegen die kung ungehindert ausübt, wohingegen die nachfol-Zündspule entkoppelte Induktivität enthält, da- gende, beim Durchschwingen entstehende negative durch gekennzeichnet, daß die Indukti- Spannungsspitze vom Transistor ferngehalten wird, vität (39) mit einem Gleichrichter (40) in Reihe Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird sogeschal tet ist, wobei der Gleichrichter zusammen 15 mit verhindert, daß der Transistor trotz geöffnetem mit der Emitter-Basis-Strecke des Transistors Unterbrecher erneut stromleitend wird und dann den (31) die gleiche Durchlaßrichtung hat und bei ge- Abschaltvorgang in der bei den bekannten Zündanlaschlossenem Unterbrecher stromleitend ist. gen auftretenden, oben geschilderten Weise verzö-1. Battery ignition systems with an ignition coil and the emitter-base path of the transistor are the same with one in the primary circuit of the ignition coil- 5 has forward direction and when the bottom is closed A transistor that conducts electricity in its base breaker. Through the rectifier Collector circuit arranged interrupter is achieved that with a pnp transistor only the the conductive to the non-conductive first occurred at the time the interrupter was opened is controlled, and with a positive voltage peak emitting to the base of the ter-base path of the transistor bypassing io transistor and thereby blocking their parallel circuit, 0er acts magnetically against the movement unhindered, whereas the following ignition coil The decoupled inductance contains the negative ones that arise during oscillation characterized in that the inductive voltage peak is kept away from the transistor, vity (39) with a rectifier (40) in series. The measures according to the invention also result in switching is tet, the rectifier together with 15 prevents the transistor from being opened despite the fact that it is open with the emitter-base path of the transistor interrupter becomes conductive again and then the (31) has the same conduction direction and in the case of the shutdown process in the known ignition connection Breaker is conductive. in the manner described above.

2. Batteriezündanlage nach Anspruch 1, da- gert.2. Battery ignition system according to claim 1, da- gert.

durch gekennzeichnet, daß parallel zu der Induk- 20 Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenncharacterized in that parallel to the inductive 20 It has proven to be particularly advantageous if

tivität (39) ein Kondensator (42) vorgesehen ist. parallel zu der Hilfsinduktivität ein Kondensatoractivity (39) a capacitor (42) is provided. a capacitor in parallel with the auxiliary inductance

3. Batteriezündanlage nach Anspruch 1 und 2, vorgesehen ist. Es empfiehlt sich ferner, in Reihe zu dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu der In- der Hilfsinduktivität und dem Gleichrichter einen duktivität (39) und dem Gleichrichter (40) ein Begrenzungswiderstand anzuordnen.
Begrenzungswiderstand (41) vorgesehen ist. 25 Durch die vorgeschlagenen Schaltmaßnahmen3. Battery ignition system according to claim 1 and 2, is provided. It is also advisable to be characterized in that in series with the inductance and the rectifier a ductility (39) and the rectifier (40) a limiting resistor to be arranged.
Limiting resistor (41) is provided. 25 By the proposed switching measures

wird diejenige Zeit, die der Transistor für den Übergang aus seinem voll stromleitenden in seinen ge-the time it takes for the transistor to transition from its fully current-conducting to its full

sperrten Zustand benötigt, erheblich verkürzt. Dieslocked state required, considerably shortened. this

bringt vor allem bei einer raschen Zündfolge einebrings an especially with a rapid firing order

30 Verringerung der Verlustleistung des Transistors30 Reduction of the power dissipation of the transistor

Die Erfindung betrifft eine Batteriezündanlage mit beim Umschalten mit sich. Infolge der Erhöhung der einer Zündspule und mit einem im Primärkreis der zulässigen Emitter-Kollektor-Sperrspannung ist es Zündspule liegenden Transistor, der von einem in möglich, mit billigeren Transistortypen eine Zündanseinem Basis-Kollektor-Kreis angeordneten Unter- lage herzustellen, welche eine hohe Lebensdauer aufbrecher aus dem stromleitenden in den nichtleiten- 35 weist.The invention relates to a battery ignition system with when switching with it. As a result of the increase in It is an ignition coil and with one in the primary circuit of the permissible emitter-collector reverse voltage Ignition coil lying transistor, which is possible from one in, with cheaper transistor types an ignition one Base-collector-circle arranged base to produce, which break up a long service life from the conductive to the non-conductive 35 points.

den Zustand gesteuert wird, und mit einem die Emit- Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines inthe state is controlled, and with an the emit

ter-Basis-Strecke des Transistors umgehenden Paral- der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielster-base path of the transistor bypassing the drawing illustrated embodiment

lelstromkreis, der eine magnetisch gegen die Zünd- näher beschrieben und erläutert. Es zeigtlelstromkreis, the one magnetically against the ignition described and explained in more detail. It shows

spule entkoppelte Induktivität enthält. F i g. 1 eine Transistorzündanlage in einem Über-coil contains decoupled inductance. F i g. 1 a transistor ignition system in an over-

Aus der USA.-Patentschrift 3 046447 ist eine 40 sichtsbild undFrom U.S. Patent 3,046,447 a 40 is a visual image and

Zündanlage dieser Art bekanntgeworden, bei wel- F i g. 2 das elektrische Schaltbild der ZündanlageIgnition system of this type has become known, in wel- F i g. 2 the electrical circuit diagram of the ignition system

eher in einem Parallelstromkreis zur Emitter-Basis- nach F i g. 1.rather in a parallel circuit to the emitter-base according to FIG. 1.

Strecke des Schalttransistors eine Induktivität vorge- Die Transistorzündanlage ist zum Betrieb einer sehen ist, die magnetisch gegen die Zündspule ent- nicht dargestellten Vierzylinder-Brennkraftmaschine koppelt ist und bei geschlossenem Unterbrecher von 45 bestimmt und wird aus einer Sammlerbatterie 10 geeinem Magnetisierungsstrom durchflossen wird. speist. Sie enthält eine Zündspule 11 mit einer in Beim Öffnen des Unterbrechers wird eine induktive F i g. 2 bis 12 angedeuteten Primärwicklung und Sperrspannung erzeugt, welche die Basis des Schalt- einer sekundären Hochspannungswicklung 13, die transistors positiv macht gegenüber dem Emitter und beide mit einem gemeinsamen Anschlußbolzen 14 dadurch bewirkt, daß der seither über die Primär- 50 verbunden sind, der im Kunststoff-Deckel 15 der wicklung der Zündspule fließende Strom rasch unter- Zündspule sitzt und über eine Leitung 16 an Masse brachen wird. Wegen der unvermeidlichen Wicklungs- angeschlossen ist. Das andere Ende der Hochspankapazitäten folgt jedoch in der die Induktivität bil- nungswicklung 13 ist über ein Kabel 17 mit der umdenden Hilfsspule in unmittelbarem Anschluß an den laufenden Elektrode 18 eines Verteilers 20 verbunpositiven Spannungsstoß ein negativer Spannungsstoß, 55 den. Dieser enthält einen vierhöckrigen Nocken 21 durch welchen der Transistor erneut stromleitend ge- und einen mit diesem zusammenarbeitenden Untermacht wird. Entgegen den Behauptungen der genann- brecherhebel 22. Im Verteilergehäuse ist außerdem ten Patentschrift konnte daher seither mit einer Hilfs- eine Antriebswelle 23 für den Unterbrechernocken induktivität allein keine Beschleunigung des Abschalt- 21 gelagert. Der aus Isolierstoff bestehende Vervorgangs erzielt werden. Vielmehr wurde der Ab- 60 teilerdeckel 24 enthält vier feststehende Elektroden schaltvorgang eher verzögert oder verschleppt, ins- 25, von denen jede über ein Zündkabel 26 mit einer besondere dann, wenn in der bei Batteriezündanlagen der vier Zündkerzen verbunden ist, von denen F i g. 1 üblichen Weise parallel zu den Unterbrecherkontak- nur eine bei 27 angedeutete zeigt,
ten ein Unterbrecherkondensator angeordnet ist. Um den über die Primärwicklung 12 der Zünd-The transistor ignition system is to operate one that is magnetically coupled to the ignition coil, not shown, four-cylinder internal combustion engine and is determined when the breaker of 45 is closed and is traversed by a magnetizing current from a collector battery 10. feeds. It contains an ignition coil 11 with an inductive F i g. 2 to 12 indicated primary winding and reverse voltage generated, which causes the base of the switching a secondary high-voltage winding 13, which makes the transistor positive to the emitter and both with a common terminal pin 14, that since then are connected via the primary 50, which in the Plastic cover 15 of the winding of the ignition coil, current flowing rapidly under the ignition coil and is broken via a line 16 to ground. Because of the inevitable winding-up is connected. The other end of the high-chip capacitances follows, however, in which the inductance-forming winding 13 is connected via a cable 17 with the surrounding auxiliary coil in direct connection to the running electrode 18 of a distributor 20. This contains a four-humped cam 21 by means of which the transistor becomes conductive again and a subpower that works together with it. Contrary to the assertions of the above-mentioned breaker lever 22. In the distributor housing there is also a patent specification that since then has not been able to support an acceleration of the disconnection 21 with an auxiliary drive shaft 23 for the inductance interrupter cam. The process consisting of insulating material can be achieved. Rather, the divider cover 24 contains four fixed electrode switching processes rather delayed or delayed, in particular 25, each of which is connected via an ignition cable 26 to a special one when the four spark plugs are connected in battery ignition systems, of which Fig . 1 shows the usual way parallel to the breaker contact - only one indicated at 27,
th an interrupter capacitor is arranged. To the primary winding 12 of the ignition

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei 65 spule fließenden Strom im Takt der öffnungs- undThe invention is based on the object, at 65 coil current flowing in time with the opening and

einer Batteriezündanlage der eingangs beschriebenen Schließungsvorgänge des Unterbrecherhebels 22 ein-a battery ignition system of the initially described closing processes of the breaker lever 22 a

Art, die eine Hilfsinduktivität enthält, den Abschalt- und auszuschalten, ist eine in F i g. 1 bei 30 angedeu-Type that contains an auxiliary inductance to switch off and switch off is one shown in FIG. 1 at 30 indicated

vorgang zu beschleunigen. Zur Lösung dieser Auf- tete Vorrichtung vorgesehen, die einen Transistor 31to speed up the process. To solve this problem, a device is provided which has a transistor 31

enthält, der mit seinem Emitter an die zum Pluspol der Batterie 10 führende Plusleitung 32 und mit seinem Kollektor an die Primärwicklung 12 der Zündspule 11 angeschlossen ist. Die Basis B dieses Transistors ist über eine Leitung 33 und einen Widerstand 34 an den feststehenden, mit dem Unterbrecherhebel 22 zusammenarbeitenden Unterbrecherkontakt 35 angeschlossen und gelangt beim Schließen des Unterbrecherhebels mit Masse in Verbindung. Dann kann der Transistor 31 über die Primärwicklung 12 einen erheblichen Strom führen, der in dem Eisenkern 36 der Zündspule ein kräftiges Magnetfeld erzeugt. Sobald der Unterbrecherhebel 22 vom Unterbrechernocken 21 angehoben wird und dabei den feststehenden Kontakt 35 verläßt, geht der Transistor aus seinem stromleitenden in den nichtleitenden Zustand über, wobei in der sekundären Hochspannungswicklung 13 ein Zündspannungsstoß erzeugt und über die Verteilerelektrode 18 auf eine der Zündkerzen 27 geleitet wird.which is connected with its emitter to the positive lead 32 leading to the positive pole of the battery 10 and with its collector to the primary winding 12 of the ignition coil 11. The base B of this transistor is connected via a line 33 and a resistor 34 to the stationary breaker contact 35 cooperating with the breaker lever 22 and is connected to ground when the breaker lever is closed. The transistor 31 can then carry a considerable current via the primary winding 12, which current generates a strong magnetic field in the iron core 36 of the ignition coil. As soon as the interrupter lever 22 is lifted by the interrupter cam 21 and leaves the stationary contact 35, the transistor changes from its current-conducting to the non-conducting state, with an ignition surge being generated in the secondary high-voltage winding 13 and being conducted via the distributor electrode 18 to one of the spark plugs 27 .

Um diejenige Zeit, welche der Transistor 31 für den Übergang vom stromleitenden in den nichtleitenden Betriebszustand benötigt, erheblich zu verkürzen und die während dieses Schaltvorganges im Transistor entstehende Verlustleistung zu verringern, ist parallel zur Emitter-Basis-Strecke des Transistors 31 eine mit einem Eisenkern 38 versehene Induktivität 39 vorgesehen. In Reihe mit dieser ist ein in gleicher Richtung wie die Emitter-Basis-Strecke des Transistors durchlässiger Halbleitergleichrichter 40 angeordnet. Die Wicklung der Induktivität 39 liegt mit einem unmittelbar an die Plusleitung 32 angecchlossenen Vorwiderstand 41 in Reihe und ist parallel zu einem Kondensator 42 geschaltet. Solange der Unterbrecherhebel 22 seinen Gegenkontakt 35 berührt, kann über diese beiden Kontakte nicht nur der Basisstrom des Transistors 31 fließen, sondern auchAt that time, which the transistor 31 for the transition from conductive to non-conductive Operating state required to shorten considerably and the during this switching process in To reduce the power dissipation arising from the transistor is parallel to the emitter-base path of the transistor 31 an inductance 39 provided with an iron core 38 is provided. In series with this is an in same direction as the emitter-base path of the transistor permeable semiconductor rectifier 40 arranged. The winding of the inductance 39 is connected directly to the positive line 32 Series resistor 41 in series and connected in parallel to a capacitor 42. As long as the Breaker lever 22 touches its mating contact 35, can not only use these two contacts Base current of transistor 31 flow, but also

ίο ein zur Emitter-Basis-Strecke paralleler Nebenstrom J_n, der im Eisenkern 38 der Induktivität 39 ein Magnetfeld erzeugt. Sobald der Unterbrecherhebel 22 abgehoben wird, unterbricht er den Basisstrom des Transistors 31 und den Nebenstrom /„. Das im Eisenkern 38 vorhandene Magnetfeld erzeugt im Unterbrechungsaugenblick eine induktive Spannung an der Wicklung 39, durch welche das Potential der Basis B des Transistors 31 kurzzeitig positiv gegenüber dem Emitter gemacht wird. Auf diese Weise entsteht ein Sperrstrom, der zur Richtung des Basisstromes entgegengesetzt ist und bewirkt, daß der Transistor rasch in seinen Sperrzustand übergeht. Der besondere Vorteil, den die Verwendung der Induktivität 39 mit sich bringt, besteht darin, daß der Transistor 31 infolge der kurzzeitigen positiven Spannungsspitze im Ausschaltaugenblick erheblich größere, zwischen Emitter und Kollektor auftretende Sperrspannungen auszuhalten vermag. ίο a secondary current J _n parallel to the emitter-base path , which generates a magnetic field in the iron core 38 of the inductance 39. As soon as the interrupter lever 22 is lifted, it interrupts the base current of the transistor 31 and the secondary current / ". The magnetic field present in the iron core 38 generates an inductive voltage on the winding 39 at the moment of interruption, by means of which the potential of the base B of the transistor 31 is briefly made positive with respect to the emitter. In this way, a reverse current is generated which is opposite to the direction of the base current and causes the transistor to rapidly transition into its blocking state. The particular advantage that the use of the inductance 39 brings with it is that the transistor 31 is able to withstand considerably higher reverse voltages occurring between the emitter and collector as a result of the brief positive voltage spike at the moment of switch-off.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Battery ignition systems with one ignition coil and one in the primary circuit of the ignition coil Transistor that is made up of a breaker arranged in its base-collector circuit the conductive state is controlled into the non-conductive state, and with one the emitter-base path of the transistor bypassing parallel circuit, iler a magnetic against the Ignition coil contains decoupled inductance, characterized in that the inductance (39) is connected in series with a rectifier (40), the rectifier together with the emitter-base path of the transistor (31) has the same forward direction and when the Breaker is conductive.

2. Battery ignition system according to claim 1, characterized in that in parallel with the inductance (39) a capacitor (42) is provided.

3. Battery ignition system according to claim 1 and 2, characterized in that in series with the inductance (39) and the rectifier (40) a limiting resistor (41) is provided.

The invention relates to a battery ignition system with an ignition coil and with one in the primary circuit Ignition coil lying transistor, which is arranged by an interrupter in its base-collector circuit is controlled from the conductive to the non-conductive state, and with one the emitter-base path of the transistor bypassing the parallel circuit, the one magnetically against the ignition coil contains decoupled inductance.

An ignition system of this type has become known from US Pat. No. 3,046,447, in which an inductance is provided in a circuit parallel to the emitter-base path of the switching transistor which is magnetically decoupled from the ignition coil and when the breaker is closed from a magnetizing current flows through it. When the breaker opens, an inductive Reverse voltage is generated, which makes the base of the switching transistor positive with respect to the emitter and this has the effect that the current flowing since then through the primary winding of the ignition coil is rapidly interrupted will. Because of the unavoidable winding capacitances, however, follows in that which forms the inductance Auxiliary coil immediately following the positive voltage surge, a negative voltage surge, by which the transistor is made conductive again. Contrary to the claims of the aforementioned Since then, patent specification has not been able to accelerate the shutdown process with an auxiliary inductance alone be achieved. Rather, the shutdown process was rather delayed or dragged out, in particular when in the usual way with battery ignition systems parallel to the breaker contacts an interrupter capacitor is arranged.

The invention is based on the object, in a battery ignition system, of the type described at the outset Type that contains an auxiliary inductance to accelerate the shutdown process. To solve this problem the invention proposes that the auxiliary inductance with a rectifier in series is connected, the rectifier and the emitter-base path of the transistor being the same Has forward direction and is conductive when the breaker is closed. Through the rectifier What is achieved is that in the case of a pnp transistor, only the first one, which begins at the time the interrupter opens positive voltage spike to the base of the

ίο transistor can get and thereby their blocking effect exercises unhindered, whereas the following negative, which arises when swinging through, occurs Voltage peak is kept away from the transistor. The measures according to the invention thus prevents the transistor from becoming conductive again in spite of the open circuit breaker and then the Shutdown delayed in the manner described above in the known ignition systems.

It has proven to be particularly advantageous if a capacitor is installed in parallel with the auxiliary inductance is provided. It is also advisable to have one in series with the auxiliary inductance and the rectifier Arrange limiting resistor.

The proposed switching measures reduce the time it takes for the transistor to transition from its fully conductive state to its locked state is considerably shortened. this brings a reduction in the power loss of the transistor, especially with a rapid firing sequence when switching with itself. As a result of the increase in the allowable emitter-collector reverse voltage, it is possible to produce an ignition system with cheaper transistor types which has a long service life.

The invention is described below with reference to an embodiment shown in the drawing described and explained in more detail. It shows

F i g. 1 shows a transistor ignition system in an overview and

F i g. 2 the electrical circuit diagram of the ignition system according to Fig. 1.

The transistor ignition system is used to operate a four-cylinder internal combustion engine (not shown) determined and is fed from a collector battery 10. It contains an ignition coil 11 with an in F i g. 2 to 12 indicated primary winding and a secondary high-voltage winding 13, the both are connected to a common connecting bolt 14, which is in the plastic cover 15 of the The ignition coil is seated and connected to ground via a line 16. The other end of the high voltage winding 13 is connected to the encircling electrode 18 of a distributor 20 via a cable 17. This contains a four-humped cam 21 and an interrupter lever cooperating with this 22. In the distributor housing there is also a drive shaft 23 for the breaker cam 21 stored. The distributor cover 24, which is made of insulating material, contains four fixed electrodes 25, each of which is connected via an ignition cable 26 to one of the four spark plugs, of which F i g. 1 shows only one indicated at 27.

In order to keep the current flowing through the primary winding 12 of the ignition coil in time with the opening and closing cycles Switching the closing operations of the interrupter lever 22 on and off is one in FIG. 1 indicated at 30 Apparatus is provided which includes a transistor 31