DE1464033C3 - Elektronische Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem aus einer Gleichstromquelle über einen Gleichspannungswandler aufladbaren Speicherkondensator, der sich mittels eines steuerbaren Schaltventils, vorzugsweise mittels eines steuerbaren Silizium-Gleichrichters, über die Primärwicklung einer an ihrer Sekundärwicklung mit wenigstens einer Zündkerze verbundenen Zündspule entladen läßt, wobei der zum Einschalten des Schaltventils dienende, über dessen Steuerstrecke fließende Steuerstromstoß durch öffnen eines mit der Brennkraftmaschine gekuppelten Unterbrecherschalters ausgelöst und mit Hilfe eines von der Gleichstromquelle ausgehenden Steuerstromkreises erzeugt wird, der einen in Reihe zu dieser Steuerstrecke liegenden Steuerkondensator enthält.

Mit einer derartigen Zündeinrichtung erreicht man, daß an der Zündkerze ein Hochspannungsstoß mit steller Anstiegsflanke zugeführt und somit auch bei starker Verschmutzung der Kerzenelektroden mit Sicherheit ein Funkenüberschlag hervorgerufen wird und daß ferner beim Schließen des Unterbrecherschalters keine durch Kontaktprellen verursachten Fehlzündungen auftreten können.
Es ist (nach der französischen Patentschrift

1 235 129) bereits eine in Richtung der vorerwähnten ίο Zündeinrichtung liegende Ausführung bekannt, bei der aber das Schließen des Unterbrecherschalters zum Einschalten des Schaltventils und somit zur Auslösung des Zündvorganges dient und bei der ferner der Steuerstromkreis von dem Ladestromkreis des Speicherkondensators, also von unter Hochspannung stehenden Schaltungsabschnitten ausgeht. Nachteilig ist bei dieser Ausführung, daß kein herkömmlicher Unterbrecherschalter, der im Zündzeitpunkt auf öffnen eingestellt ist, verwendet werden kann und daß der Steuerstromkreis hohen Isolationsaufwand erfordert, wenn er einwandfrei arbeiten soll.
Ferner sind (nach der USA.-Patentschrift ,

2 968 299 und dem 2. Zusatz 75 571 der französi- " t sehen Patentschrift 1170 981) auch schon etwa in Richtung der eingangs erwähnten Art liegende Zündeinrichtungen bekanntgeworden, bei denen auf den mechanischen Unterbrecherschalter verzichtet wird und an dessen Stelle ein auf induktivem Prinzip beruhender Steuergeber Anwendung findet. Hierbei ergeben sich aber dann Schwierigkeiten, wenn die Brennkraftmaschine im sehr niedrigen Drehzahlbereich arbeitet und die vom Steuergeber zur Verfügung gestellte Steuerspannung wertmäßig nicht mehr ausreicht, um das Schaltventil in den leitenden Zustand zu steuern.

Schließlich ist (nach der französischen Patentschrift 1 325 284) auch schon eine Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, bei der jedoch Ladung und Entladung des Steuerkondensators über einen einzigen Widerstand erfolgt, was zur Folge hat, daß man bei dieser Ladung und dieser Entladung hinsichtlich der Zeitkonstanten an einen festen, durch diesen Widerstand bestimmten Wert gebunden ist. Hierdurch ergeben sich insbesondere beim Einschalten des Schaltventils Schwierigkeiten, weil bei einem zu groß bemessenen Widerstand die Steuerstrecke des Schaltventils in unerwünschter Weise über einen relativ langen Zeitraum belastet wird. Bei Silizium-Gleichrichtern ergibt sich dadurch eine ungünstige Erwärmung. Außerdem vermindert sich mit der Zunahme dieses Zeitraumes diejenige Drehzahl der Brennkraftmaschine, bei der die Zündeinrichtung funktionsfähig wird, weil dann die Zeit nicht mehr ausreicht, um die Entladung des Speicherkondensators zwischen zwei Zündzeitpunkten zum Abschluß zu bringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

. Zündeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen und dabei die den bekannten Ausführungen anhaftenden Unzulänglichkeiten zu vermeiden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerstromkreis eine von der Gleichstromquelle in Durchlaßrichtung beanspruchte, in Serie zu dem Steuerkondensator liegende Diode aufweist, der durch Schließen des Unterbrecherschalters ein Umgehungszweig für den Entladestrom dieses Steuerkondensators zuschaltbar ist.
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des in

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben.

Die dargestellte Zündeinrichtung ist für eine beispielsweise zu einem Kraftfahrzeug gehörende Brennkraftmaschine bestimmt und enthält einen Unterbrecherschalter 14 sowie eine an ihrer Sekundärwicklung mit einer Zündkerze 33 verbundene Zündspule 15. Diese Verbindung ist nur für illustrative Zwecke gezeigt. Bei üblichen Brennkraftmaschinen würde die Sekundärwicklung der Zündspule 15 mit einem Verteiler verbunden sein, der die aus der Sekundärwicklung kommende Hochspannung zu den verschiedenen Zündkerzen in den Zylinderköpfen entsprechend der Zündfolge leitet.

Ein transistorisierter Gleichspannungswandler 10 weist einen Oszillator mit den Transistoren Q1 und Ql, auf, die über Widerstände R1, Rl, R 3 und R4 untereinander und mit der Primärwicklung eines Transformators Tl verbunden sind. Der Ausgang der Sekundärwicklung des Transformators Tl wird durch die Dioden Dl, Dl, D 3 und D4 gleichgerichtet. Die Ausgangswellenform des dabei gleichgerichteten Stromes wird durch einen Kondensator C1 geglättet.

Der Oszillator wird durch die Mittelpunktanzapfung der Primärwicklung des Transformators T1 mit Strom versorgt, wobei diese Anzapfung in einem Kraftfahrzeug z. B. über den Zündschalter 17 mit dem Pluspol einer nicht dargestellten Batterie verbunden ist. Der Massenanschluß des Oszillators ist über einen Kondensator C 3 mit dem Zündschalter 17 verbunden.

Die Primärwicklung der Zündspule 15 ist an ihrem einen Ende mit einem Speicherkondensator C 4 und an ihrem anderen Ende mit Masse verbunden. Der der Zündspule abgewandte Anschluß des Speicherkondensators C 4 ist mit dem Ausgang 11 des Gleichspannungswandlers 10 verbunden. Außerdem ist dieser Ausgang 11 mit der Anode eines steuerbaren Silizium-Gleichrichters 13 verbunden. Die Kathode des Silizium-Gleichrichters 13 liegt an Masse. Die Steuerelektrode 12 des Silizium-Gleichrichters 13 ist mit einem Steuerkondensator C 2 verbunden, der seinerseits zu einer aus einer Diode D 5 und einem Entladewiderstand R 6 bestehenden Parallelschaltung in Serie liegt. Das dem Steuerkondensator C 2 abgewandte Ende des Entladewiderstandes R 6 und der Diode D 5 ist mit dem Anschluß 18 des Unterbrecherschalters 14 verbunden, während dessen anderer Anschluß 19 an Masse liegt. Der Unterbrecheranschluß 18 liegt außerdem an einem Begrenzungswiderstand R 7, der an seinem anderen Ende mittels des Zündschalters 17 an den Pluspol der Batterie legbar ist. Schließlich ist zwischen der Steuerelektrode 12 des Silizium-Gleichrichters 13 und Masse noch ein Widerstand R 5 vorgesehen.

Die soeben beschriebene Zündeinrichtung hat folgende Wirkungsweise:

Während des Betriebes wird der Speicherkondensator C 4 aus der Batterie über den Gleichspannungswandler 10 aufgeladen und mittels des Silizium-Gleichrichters 13 über die Primärwicklung der Zündspule 15 entladen. Der Silizium-Gleichrichter 13 ist normalerweise nicht im Durchlaßzustand. Er gelangt erst dann in diesen Zustand, wenn ein geeigneter positiver Triggerimpuls an die Steuerelektrode 12 gegeben wird. Dieser Triggerimpuls wird durch das schnelle Aufladen des Steuerkondensators Cl von der Batterie über die Diode D 5 in Abhängigkeit vom öffnen des Unterbrecherschalters 14 erzeugt. Sobald der Steuerkondensator C 2 beinahe voll geladen ist, verschwindet der Triggerimpuls. Der Steuerkonden-

' satorC2 wird später bei geschlossenem Unterbrecherschalter 14 über den Entladewiderstand R 6 wieder entladen. Wie noch eingehend beschrieben wird, verhindern der Entladewiderstand R 6 und die Diode D 5 dann wirkungsvolle Triggerimpulse an der Steuerelektrode 12, wenn der Unterbrecherschalter

ίο 14 beim Schließen prellt.

Wäre der Unterbrecheranschluß 18 unmittelbar mit der Steuerelektrode 12 verbunden, so würde das öffnen des Unterbrecherschalters 14 beim Prellen den Silizium-Gleichrichter 13 triggern und einen nicht gewünschten Zündfunken erzeugen. Da jedoch der Entladewiderstand R 6 vorhanden ist, kann sich der Kondensator C 2 beim Schließen des Unterbrecherschalters 14 nicht sofort entladen, sondern benötigt hierfür eine gewisse Zeit. Wird in dieser Zeit der ao Unterbrecherschalter 14 infolge Prellens nochmals geöffnet, so erzeugt der geringe Nachladestrom des Steuerkondensators C 2 an der zwischen der Steuerelektrode 12 und der Kathode des Silizium-Gleichrichters 13 liegenden Steuerstrecke nicht eine so hohe as Spannung, daß dieser Gleichrichter 13 in den stromdurchlassenden Zustand gelangen kann. Demgegenüber kann sich der Steuerkondensator Cl beim öffnen des Unterbrecherschalters 14 im tatsächlichen Zündzeitpunkt infolge der vorgesehenen Diode D 5 sofort aufladen und somit den Zündvorgang im gleichen Zeitpunkt auslösen.

Der Kondensator C 3 hält solche Störimpulse von

der Steuerelektrode 12 des Silizium-Gleichrichters 13 fern, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug von der Starter- bzw. Blinkvorrichtung verursacht werden können.

Der Wert des Entladewiderstandes R 6 muß sorgfältig ausgewählt werden, damit sich der Kondensator Cl innerhalb derjenigen Zeit, während der der Unterbrecherschalter 14 geschlossen ist, bei maximaler Drehzahl der Brennkraftmaschine ausreichend entladen kann. Wenn nämlich der Wert des Entladewiderstandes R 6 zu hoch gewählt ist, wird das Triggern des Gleichrichters 13 bei hohen Drehzahlen verhindert.

Der Wert des Widerstandes R 7 muß groß genug sein, um das Auftreten von Überströmen an dem Unterbrecherschalter 14 zu verhindern, wenn dieser geschlossen ist. Andererseits muß dieser Wert klein genug sein, damit der Kondensator Cl beim öffnen des Unterbrecherschalters 14 eine genügend hohe Ladung erhält, um einen Triggerimpuls zu erzeugen. Eine zufriedenstellend arbeitende .Ausführungsform hat sich mit Schaltelementen folgender Bemessung ergeben:

Ql und Ql Phillip Oc 22

Tl ...: (K54D753A) und 1 Spule

2 Phillips »E«-Kerne
(KK24605). Sekundänvicklung mit emailliertem Draht

Nr. 29, 200 Windungen.
Primärwicklung mit emailliertem Draht Nr. 24,30 Windungen, Mittelpunktanzap-. fung und Anzapfungen jeweils 3 Windungen vor dem Ende
Al und A3 1 kOhm, Vi Watt ■

J?2undÄ4 27 Ohm, V₂ Watt

RS 220 Ohm, V₂ Watt

R 6 56 kOhm, V₂ Watt

Rl 47 Ohm, 5 Watt

Cl 0,05Microfarad,300WVDC

Cl 0,1 Microfarad, 50 WVDC

C 3 10 Microfarad, 15 WVDC

C4.. 1,5 Microfarad, 300 WVDC

Dl, D2,D3, DA, DS Phillips PH 1021

Silicon-Gleichrichter .. General Electric C 22 B

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektronische Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem aus einer Gleichstromquelle über einen Gleichspannungswandler aufladbaren Speicherkondensator, der sich mittels eines steuerbaren Schaltventils, vorzugsweise mittels eines steuerbaren Silizium-Gleichrichters, über die Primärwicklung einer an ihrer Sekundärwicklung mit wenigstens einer Zündkerze verbundenen Zündspule entladen läßt, wobei der zum Einschalten des Schaltventils dienende, über dessen Steuerstrecke fließende Steuerstromstoß durch öffnen eines mit der Brennkraftmaschine gekuppelten Unterbrecherschalters ausgelöst und mit Hilfe eines von der Gleichstromquelle ausgehenden Steuerstromkreises erzeugt wird, der einen in Reihe zu dieser Steuerstrecke liegenden Steuerkondensator enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstromkreis eine von der Gleichstromquelle in Durchlaßrichtung beanspruchte, in Serie zu dem Steuerkondensator (C 2) liegende Diode (D 5) aufweist, der durch Schließen des Unterbrecherschalters (14) ein Umgehungszweig für den Entladestrom dieses Steuerkondensators (C 2) zuschaltbar ist.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Anode der Diode (D 5) zu dem Pluspol der Gleichstromquelle eine einen Begrenzungswiderstand (Rl) enthaltende Verbindung führt.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgehungszweig einen Entladewiderstand (R 6) enthält, über den sich beim Prellen des Unterbrecherschalters (14) der Steuerkondensator (C 2) erst so weit entladen hat, daß noch kein wirksamer Steuerstromstoß entstehen kann.

4. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Entladewiderstand (R 6) enthaltende Umgehungszweig der Diode (D 5) parallel geschaltet ist und von der Anode dieser Diode (D 5) zu dem Minuspol der Gleichstromquelle eine den Unterbrecherschalter (14) enthaltende Verbindung führt.