DE1464056A1

DE1464056A1 - Zuendschaltungen

Info

Publication number: DE1464056A1
Application number: DE19651464056
Authority: DE
Inventors: Jukes Norman Alfred
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1964-12-02
Filing date: 1965-11-17
Publication date: 1970-09-24
Also published as: DE1464056B2

Description

Joseph Lucas (Industries) Ltd. 1ό. November I9O3 Great King Street

Birmingham / England 1464056

Zündschaltungen

Die Erfindung bezieht sich auf Zündschaltungen und besteht in ihrer breitesten Auslegung in einer Funkenzündschaltung, die einen Zündtransformator sowie eine Einrichtung zur Unterbrechung des Stromes enthält, der durch die Primärwindung des Zundtransformators fließt, wenn die Drehzahl des Motors einen vorbestimmten Wert überschreitet.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen die Fig. 1 und zwei Schaltbilder, die zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellen.

In FIg. 1 ist eine magnetische Abtastwindung 11 gezeigt, die mit dem Starterzahnrad 12 zusammen wirkt, das zu einem Straßenfahrzeug gehört, so daß beim Rotieren des Rades 12 jeder Zahn darauf einen Impuls in der Windung 11 erzeugt. Die Windung 11 liegt an einer Schaltung an, die die Klemmen 1j3, 14 enthält, die im Betrieb an die Batterie 15 des Fahrzeuges angeschlossen sind. Das eine Ende der Windung 11 ist über einen Kondensator 16 an einer Versorgungsleitung 17 angeschlossen, die an der Klemme 14 über einen Widerstand 18 in Reihe mit einem Zündschalter 19 anliegt, während das andere Ende der Windung 11 über einen Kondensator 21 und einen Widerstand in Reihe an der Basis eines Transistors 23 anliegt, dessen Emitter mit der Leitung 17 verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand 24 an der Klemme 13 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 23 1st ferner

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an die Leitung 17 über die Kathode und Anode einer Diode 25 angeschlossen und ist außerdem über einen Widerstand 26 mit dem Kollektor eines zweiten Transistors 27 verbunden, dessen Basis an dem Kollektor des Transistors 23 anliegt, dessen Emitter an die Leitung 17 angeschlossen ist und dessen Kollektor mit der Klemme I3 über einen Widerstand 28 verbunden ist. Ein veränderbarer Punkt auf dem Widerstand 28 ist über einen Kondensator 29 mit der Anode einer Diode J51 verbunden, deren Kathode an der Basis von zwei Transistoren 32, 33 anliegt und außerdem über einen Kondensator 34 und einen Widerstand 35* der parallel zu dem Kondensator geschaltet ist, an die Leitung 17 angeschlossenest.

Der Kollektor des Transistors 32 ist mit der Klemme I3 verbunden und dessen Emitter liegt an der Anode der Diode 31 an. Der Emitter des Transistors 33 1st an die Leitung 17 über einen Widerstand 36 angeschlossen und dessen Kollektor liegt an der Klemme I3 über einen widerstand 37 an. Der Kollektor des Transistors 33 ist weiterhin über die Widerstände 38» 39 in Reihe mit der Leitung 17 verbunden, wobei ein Punkt zwischen den Widerständen 3Ü>, 39 niit der Basis eines Transistors 41 verbunden ist, dessen Kollektor an der Klemme I3 über einen Widerstand. 42 anliegt und außerdem mit der Basis eines Transistors 43 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 43 liegt an der Klemme 13 an und dessen Kollektor 1st mit der Klemme 14 über zwei Widerstände 44, 45 in Reihe mit /dem Zündschalter I9 verbunden. ELn Punkt zwischen den Widerständen 44, 45 ist an die Steuerelektrode eines gesteuerten Gleichrichters 46 angeschlossen, dessen Kathode mit der Klemme 14 über den Schalter I9 verbunden ist und dessen Anode an der Klemme I3 über eine Primärwindung eines Zündtransformators 48 und eines Kontaktunterbreohers 49 in Reihe anliegt. Der Kontaktunterbreoher 49 ist mittels eines Kon densators 51 in einer bekannten Weise Überbrückt und dLe _/ Sekundärwindung 52 bildet die Zündspule, die Über einen

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Verteiler nacheinander mit den Zündkerzen des Motors verbunden wird. Der Spannungsausgleich zwischen der Klemme 13 und der Leitung 17 ist mittels einer Zenerdiode 53 stabilisiert.

Im Betrieb v/erden in der Windung 11 Impulse mit einer Frequenz erzeugt, die proportional der Motordrehzahl ist.· Die Kondensatoren 16, 21 sind beide nicht wesentlich. Deren Anwendung ermöglιcrTöfate iächaltung sowohl für ein positives als auch für ein negatives Erdungssystem zu verwenden. Die Ausgangsspannung aus der Bindung 11 ist in Gestalt einer Sinuswelle, wobei die Transistoren 23, 27 und deren Schaltungselemente einen Verstärkerjbilden, bei dem die zwangsläufige Rückkopplung mittels eines Widerstandes erfolgt. Dieser Verstärker dient dazu die Sinuswelle in eine quadratische Wellenform umzuformen, die an dem Widerstand 28 erscheint. Ein veränderbarer Anteil der Spannung an dem Widerstand 28 wird an einen Schwingkreis (pump circuit) angelegt, der die Kondensatoren 29, 34, die Diode 3I und den Transistor 32 enthält, die in einer bekannten Art betätigbar ist, so daß am Kondensator 34 eine Spannung erzeugt wird, die von der Motordrehzahl abhängig ist.

So lang die Drehzahl des Motors unter einem vorbestimmten Wert liegt, arbeitet die bistabile Schaltung, die durch die Transistoren 33» 41 und den damit zusammenhängenden a oiialtungse lementen gebildet wird, in ihrem ersten Zustand, in dem der Transistor 41 leitend ist, so daß ein Basisstrom dem Transistor 43 zugeführt wird, der sich somit auch in dem leitenden Zustand befindet. Der leitende Zustand des Transistors 43 bewirkt einen positiven Stromfluß in dem Steuerelektroden-Kathoden-Stromkreis des Gleichrichters 46, der sich hierdurch ebenfalls in dem leitenden Zustand befindet· Wenn also der Kontaktunterbrecher 49 geschlossen wird, wird ein Strom in der Windung 47 in einer normalen Weise aufgebaut und wenn der

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Kontaktunterbrecher 49 geöffnet wird, wird ein Zündfunke erzeugt. Wenn der Kontaktunterbrecher 49 erneut schließt, wird der Gleichrichter 46 erneut leitend, da er stets noch mit dem Steuerelektroden-Kathoden-Strom versorgt wird.

Wenn indessen die Drehzahl des Motors über einen vorbestimmten Wert ansteigt, der entsprechend durch Änderung der veränderbaren Einstellung auf dem Widerstand 28 eingestellt werden kann, erreicht die Spannung an dem Kondensator 34 einen Wert, bei dem der Transistor y^> in den leitenden Zustand versetzt wird, wonach die bistabile Schaltung in ihren zweiten Zustand versetzt wird, in dem der Transistor 41 abgeschaltet wird, so daß dem Transistor 43 kein Basisstrom mehr zugeführt wird. Der Gleichrichter

46 leitet nur solang, bis der Kontaktunterbrecher 49 geöffnet. Wenn der Kontaktunterbrecher wieder schließt, fließt kein Steuerelektroden-Kathoden-Strom mehr in dem Gleichrichter 46 und der Stromkreis in der Primärwindung

47 ist unterbrochen.

Die oben beschriebene Schaltung hat den Vorteil, daß auf Grund der Impulse, die von Ring 12 erzeugt werden, die eine hohe Frequenz besitzen nur eine sehr kleine Drehzahlüberschreitung stattfinden kann und der Gleichrichter 46 die Zündfunken sofort unterbricht, die sonst den Zündkerzen zugeführt werden.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt bei dem Klemmen 61, 62 vorgesehen sind, die im Betrieb an eine Batterie angeschlossen sind, so daß sie entsprechend eine negative bzw. positive Polarität aufweisen. Die Klemme 62 ist geerdet. Die Klemme 61 ist an ein Schalterteil 63 angeschlossen, das von einer neutralen Stellung in eine Kontaktstellung mit einer Klemme 64 oder 65 gebracht werden kann. Die Klemme 64 liegt an der Klemme über eine Reihenschaltung an, die einen Widerstand 66,

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eine Primärwindung 6j eines Zündtransfonnators 68 und einen KontaJctunterfereeher enthält. Die Klemme 65 ist mit einem Funkt irerbuiaden, der zwlsGfeeja dem Widerstand 66 und der Primärwindung' 67 liegt. -Dartlfcertiiiiaus ist der KontaJctumterla*eener 69 mittels eines Kondensators 7o überbrückt. Die Sekundärwindung f% des Transformators ist über einen ¥erteiler mit den Zttoätee;r»ea des Motors in einer normale© Stfeise verbunden.

Ein Punkt, der swisefaen der Prlmlrwiadtaig 67 und dem Kontaktiaaterfcreelier 69 liegt, ist an einem Ende einer Induktionsspule 60 angeschlossen, deren anderes Ende über der Kathode laad Anode einer Diode fi an der Klemme 6% anliegt larad außerdem aaa der einen Seite eines-Koadensa tors 73 angesetiliassen 1st, Die andere Seite des Kondensators 73 ist Ober der Kathode und Anode einer Diode 74 mit der Klemme 62 verbunden und liegt außerdem an der Anode einer Diode 75 an. Oi© Xat&ode der Oiode J5 ist über einen Widerstand 1^6 Biit tier Basis eines ersten p-n-p-Translstors 77 verSsuntleaa und 1st außerdem aa einen veränderbaren Punkt an eine» V/lderstand 79 angeschlossen, der zwischen dem Klemme 6% und 62 liegt. Die Basis des Transistors 77 liegt am dem Sdiaitglled 63 'Sfcer einen Kondensator edkin· Wührendl deren Kollektor und Emitter entsprechend mit der Basle und dem Emitter eines zweiten p-n-p-Transistors Bi verbuaden sind, ©er Emitter des Transistors 81 liegt an der Klemme 62 tfömr einen widerstand 32 an« dessen Baals let mit der Klemme '6% Über einen Widerstand Ö3 verkünden uekI dessen Kollektor 1st Wber die «Spule '34 eines BeIaIs mit der Klemmt &k verfeundlen^ Xm erregten Zustand sc&lieBt das Relal« ein Paar von Kontakte» 85, die an die Prim&rvrtndiJöig 67 dee Zöndtraaaer^wnator» ^ angeschlossen sind«

Im öetrieto beflxutet elah d&e ä&uJLtg,!led zum Starten im Kontakt mit 4er Klemme 6% »o dat tier widerstand uo kurz- »n wird, iadessoß 1st beim normalen Betrieb das

.Schalύ^Ιied 63 iir. Kontakt mit der Klemme 64, so daß Zündfunken an die Zündkerzen der Reihe nach in der bekannten Art und Weise angelegt werden. Als Ergebnis des Stromflusses, der durch die Primärwindung o7 des Transformators 68 fließt, fließt Strom durch die Induktionsspule 60 und die Spannungsform die an einem Punkt zwischen der Induktionsspule und dem Kondensator 73 erscheint, hat eine rechteckige Wellenform, deren Amplitude gleich der Höhe der Spannung der Batterie auf Grund der Diode 72 ist und die vorlaufenden und nachlaufenden Kanten dem öffnen und Schließen des Kontaktunterbrechers 69 entsprechen. Der Kondensator 73 wirkt zusammen mit den Dioden 74, 75 derart, daß ein Stromfluß durch die Diode 75 entsteht, der proportional der Drehzahl des Motors ist. Dieser Strom ist einem stationären Strom der von der Batterie durch einen Teil des Widerstandes 79 und durch den Widerstand 78 fließt, entgegengesetzt gerichtet. Wenn der Motor nicht läuft, erzeugt der stationäre Strom an den Dioden 74, 75 ein Spannungsabfall, der so groß ist, daß der Strom, der durch den Widerstand 7^ unci die Basis des Emitters des Transistors 77 fließt, den Transistor 77 im leitenden Zustand aufrecht erhält. Die Transistorai 77j 81 bilden eine Schmitt-Triggerschaltung und der Transistor 81 befindet sich im nichtleitenden Zustande, so daß kein Strom durch die Relais-Spule 84 fließt. Wenn der Motor läuft, ist der Strom, eier durch die Diode 75 fließt dem stationären Stt-om stets entgegengesetzt gerichtet und bei einer vorbestimmten Motordrehzahl wird der Basis-Emitter-Strom des Transistors 77 so schwach, daß dieser Transistor seinen leitenden Zustand verliert. Die Schmitt-Triggerschaltung ändert sich in den zweiten Zustand, in dem der· Translator 81 leitend wird, 30 daß das Relais erregt wird und die Primärwindung 67 durch den Kontakt 85 kurzgeschlossen wird. Es werden im Motor keine Zündfunken mehr an die Zündkerzen angelegt, obwohl noch Strom durch «ieu Widerstand üb und d.le Kontakte iVj und den Kontak Lunte rbre eher 09 w/e i terflieUt, so daß der iM'üte Transistor im riichtltutanoteii Zustand Aufrecht urhau-en bleibt, biß die Dreuz&hi. «toc. Motors auf

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einen Wert abfällt, bei dem der Transistor 77 wieder in den leitenden Zustand gebracht wird. Der Kondensator 80 dient zum Glätten der Ausgangsspannung, die durch die Diode 75 hindurchgeleitet wird.

Die beschriebene Schaltung ist bei einem positiven Erdungssystem anwendbar, jedoch kann diese Schaltung auch in einfacher Art°abgeändert werden, daß sie für ein negatives Erdungssystem verwendbar wird, in dem ein n-p-n-Transistor benutzt und die Diode umgekehrt wird.

Es kann festgestellt werden, daß mit der beschriebenen Anordnung, wenn das Relais arbeitet, keine nicht zeitgerechten Zündfunken erzeugt werden und darüber hinaus verbraucht die Schaltung sehr wenig Strom von der Batterie. In dem Fall, daß sich die Batteriespannung ändern sollte, wird die Arbeitsweise der Schaltung hierdurch nicht beeinträchtigt, da eine Änderung der Batteriespannung sowohl den stationären Strom, als auch den entgegengesetzten Strom, der proportional der Motordrehzahl ist, in gleicher Weise beeinflußt.

Die beschriebene Schaltung kann bei Straßenfahrzeugen oder bei anderen Motoren, beispielsweise in Motorbooten, verwendet werden.

Patentansprüche:

Claims

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Patentansprüche

* Zündschaltung gekennzeichnet, durch einen Zündtrans·* formator (46, 68) in Verbindung mit einer Einrichtung zum Abschalten des Stromflusses durch die Primärwindung (47, 67) des Zündtransformators (48, 68), die beim Überschreiten einer vorbestimmten Motordrehzahl wirk* sam wird. ^

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine bistabile Schaltung (41, 4^) oder (77, 81) vorgesehen ist, die sich normalerweise in einem ersten Zustand befindet, jedoch beim Überschreiten der vorbestimmten Motordrehzahl in einen zweiten Zustand umschaltbar ist, in dem sie den Stromfluß durch die Primärwindung (47 oder 67) beendet.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Schaltung (77* 81) in ihrem zweiten Zustand die Primärwindung (67) kurzschließt.

4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais (84) vorgesehen ist, bei dessen ürregung die Kontakte (85) die Primärwindung (67) kurzschließen.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dia Drehzahl des Motors mittels Impulsen abgetastet wird, die von einem Kontaktunterbrecher (69) herstammen.

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ό. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Schaltung (41, 43) beim Überschreiten der Drehzahl den Strom zur Primärwindung (47) unterbricht.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein gesteuerter Gleichrichter (46) in Reihe mit der Prirnärwindung (47) des ZUndtransformators (48) geschaltet ist und daß die Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters (46) an der bistabilen Schaltung (41, 43) anliegt, so daß der gesteuerte Gleichrichter in den leitenden Zustand schaltbar ist, wenn die bistabile Schaltung (41, 43) sich in ihrem ersten Zustand befindet.

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 6 oder 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl mittels Impulsen abgetastet wird, die von dem Starterzahnrad (12) des Motors erzeugt werden.

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