DE1539190A1

DE1539190A1 - Kondensator-Zuendanlage fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1539190A1
Application number: DE19661539190
Authority: DE
Inventors: Gerlach Dipl-Phys Albrecht; Richter Dipl-Ing Edgar; Habicht Dipl-Ing Manfred
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1966-11-04
Filing date: 1966-11-04
Publication date: 1970-10-29
Also published as: DE1539190B2; DE1539190C3; US3465738A

Description

Deutsche ITT Industries GmbH. -. - . H. Gerlach - 18 - 2 -

78 Freiburg, Hans-Bunte-Str. 19 1539190 --λ_λ/."

⁵ 2. November 1966

Pat. Dr. St/Wü

IM 253 - Fl 424

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, FREIBURGi. Br.

Kondensator-Zündanlage für Kraftfahrzeuge

Während bei der Spulenzündung die Zündenergie als magnetische Energie zwischengespeichert wird, dient bei der Kondensatorzündung ein Kondensator als Zwischenspeicher. Typisch für Kondensator-Zündanlagen ist der rasche Spannungsanstieg an der Zündkerze, der diese Anlage unempfindlich gegen Nebenschlüsse an der Kerze macht. Diesem Vorteil steht der Nachteil gegenüber, daß neben dem Zündübertrager noch eine Ladevorrichtung für den Kondensator vorhanden sein muß, wenn dieser wie gewöhnlich aus der Autobatterie gespeist werden soll. Für diesen Zweck sind bisher vorwiegend Gegentakt-Spannungswandler eingesetzt bzw. vorgeschlagen worden.

Bei dieser Betriebsweise wird dauernd die erforderliche Ladespannung von einigen 100 V erzeugt. Der Wandler muß so ausgelegt sein, daß er den Energiebedarf bei der größtmöglichen Motor drehzahl decken kann. Bei niedrigen Drehzahlen läuft er nur mit Teillast. Wenn der Wandler nicht mit großer Energiereserve und dementsprechend aufwendig ausgelegt ist, sinkt seine Ausgangsspannung bzw. die Spannung, auf die der Kondensator aufgeladen wird, mit wachsender Zündfolge ( Motor drehzahl ) ab. Das kann nachteilig sein, weil gerade bei des· größten Motordrehzahl, bei der die größte Kompression im Zylinder entsteht, auch eine größere Zündspannung an der Kerze erforderlich oder erwünscht ist.

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Ein anderer Nachteil dieser Betriebsweise besteht darin, daß bei ganzzahligen Verhältnissen von Spannungswandler-Arbeitsfrequenz zu Zünd-"frequenz Schwankungen in der Höhe der Zündspannung auftreten können, deren Frequenz gleich der Differenz zwischen der Arbeitsfrequenz des Spannungswandlers und der Zündfrequenz ist. Es treten unter Umständen Mitzieherscheinungen auf, d. h. der Spannungswandler wird durch den Zündvorgang getriggert.

Die Erfindung befaßt sich nun mit einer Schaltungsanordnung für eine Kondensator-Zündanlage für Verbrennungsmotore und dgl., bei der die geschilderten Nachteile ohne großen Schaltungsaufwand vermieden werden. Sie enthält im Primär-Kreis einer Zündspule einen Zündkondensator und einen über ein geeignetes Netzwerk gezündeten Thyristor in Reihe mit der Primärwicklung einer Zündspule, deren Sekundär-Wicklung über den Zündverteiler mit den Zündkerzen verbunden ist. Die Schaltungsanordnung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß der Kondensator durch einen Impuls aufgeladen wird, den eine mittels eines nach jedem Zündvorgang entstehenden Trigger-Impulses ausgelöste Impuls-Generatorschaltung liefert. Diese Betriebsweise hat den Vorteil, daß die Zündenergie immer gleichmäßig zur Verfügung steht und daß die Ladeeinrichtung nur dann in Tätigkeit tritt, wenn das erforderlich ist. Sie arbeitet mit sehr gutem Wirkungsgrad. Schließlich ist es möglich, bei einer Ladeschaltung nach der Erfindung gegenüber herkömmlichen Ladeschaltungen Bauelemente einzusparen.

Nach der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung besteht der Primärzündkreia wie bekannt aus der Reihenschaltung der Primärwicklung W ' der Zündspule Z, dem Zündkondensator K₁. und dem Thyristor G. An die Sekundärwicklung W₀ sind in üblicher Weise über den Zündverteiler die Zündkerzen angeschlossen ( nicht dargestellt ). Der Thyristor G wird in bekannter Weise beim öffnen des Zündunterbrecherkontaktes S über ein Netzwerk gezündet, das aus den Widerständen R₁, R_n, dem Kondensator K_ und der Diode

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^Dl besteht. Auf weitere Einzelheiten dieser bekannten Thyristorzündeinrichtung

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soll hier nicht näher eingegangen werden.

Die Impuls generator schaltung nach der Erfindung zum puls weis en Aufladen des Zündkondensators K enthält einen Ladeübertrager L mit der Arbeitswicklung W_, der Rückkopplungswicklung W. und der Freilaufwicklung W .

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Sie enthält ferner einen Transistor T. Im St euer kr eis des Transistors liegen außer der erwähnten Rückkopplungs wicklung W. noch ein Begrenzerwiderstand R , der den Steuerstrom begrenzt, sowie eine Schutzdiode D , die verhindert, daß die Abbruchspannung der Basis-Emitter-Diode des Transistors T überschritten wird. Die erwähnte Freilauf wicklung W_b ist über die Diode D an einen Belag des Zündkondensators K₁ angeschlossen.

Parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T ist ein RC-Glied R , K„ angebracht, das sowohl als Anlaufhilfe, als auch zur Dämpfung von unerwünschten hochfrequenten Schwinungen dient.

Nach dem Anschalten der Speisespannung U fließt über die Arbeite wicklung

W_Q ein Ladestrom in den Kondensator K hinein. Es wird dadurch eine Rückte O . ~

kopplungsspannung erzeugt, die den Transistor durchsteuert. Durch die Arbeitswicklung W fließt dann ein nahezu linear ansteigender Magnetisierüngsstrom, bis die Sättigungsmagnetisierung des Ladeübertragerkernes erreicht ist. Dann bricht die Rückkopplungs spannung zusammen, und der Transistor wird abgeschaltet. Die gespeicherte magnetische Energie wird in Form eines Stromstoßes durch die Wicklung W_ und die Diode D auf den

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Kondensator K₁ übertragen. Die Zündanlage ist dann betriebsbereit. Nach dem Zünden des Thyristors G wird der Zündkondensator entladen. Wegen des Schwingkreises, den dieser Kondensator K zusammen mit der Wicklung bildet, kehrt sich die Polarität der Spannung am Kondensator um. Beim

Nulldurchgang des Stromes löscht der Thyristor, und es entsteht an ihm ein negativer Spannungssprung. Dieser gelangt über die Diode D an den Lade-

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übertrager L und löst den nächsten Arbeitstakt der Impuls-Generatorschaltung aus. Dieser Arbeitstakt beginnt, wie oben beschrieben, damit, daß durch die Wicklung W_ ein ansteigender Magnetisierungsstrom fließt. Während dieser Stromflußzeit wird durch die Diode D der Impulsgenerator vom Zündkondensator K abgetrennt. Dadurch wird dem Thyristor G eine hinreichende Freiwerdezeit gegeben.

In der Schaltung nach der Erfindung wird jeweils nach einem Zündvorgang das Wie der aufladen des Zündkondensators K₁ bewirkt. Die erste Aufladung wird, wie beschrieben, ausgelöst durch das RC-Glied R., K . Ohne weitere zusätzliche Schaltmaßnahmen könnte es aber vorkommen, daß nach Anschalten der Zündung, durch die ja die erste Aufladung des Zündkondensators bewirkt ■wird, nicht sofort der Anlasser betätigt wird. Bei längerer Pause zwischen Einschalten der Zündanlage und Betätigen des Anlassers kann sich der Zündkondensator K über Isolationswiderstände und den Sperrstrom des Thyristors entladen, so daß bei dieser verzögerten Betätigung des Anlassers keine Zündung zustandekommt. Dieser Nachteil wird nach der weiteren Erfindung durch das Einfügen eines weiteren Kondensators K. sowie ein sperrbares Diodengatter, bestehend aus den Widerständen R , R und der

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Diode D. vermieden. · ■ ·

Diese zusätzliche Anlaufhilfe wirkt wie folgt:

Beim Schließen des Unterbrecherkontakt es kann über den Kondensator K ein negativer Impuls abgenommen werden, der zum Anfacher des Impulsgenerators und damit zum Erzeugen eines Ladeimpulses geeignet ist. Damit ein solcher Ladeimpuls jedoch nicht zusätzlich zwischen je zwei Zündvorgängen beim Öffnen des Unterbrecherkontaktes S ausgelöst wird, ist das erwähnte sperrhare Diodengatter vorhanden. Dieses bewirkt, daß der negative Impuls nur dann an den Kollektor des Transistors gelangt, wenn die Spannung am Zündkondensator K₁ unter einen bestimmten Wert

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abgesunken ist. Die Größe dieses Mindestwertes kann durch den Spannungsteiler R - R„ festgelegt werden. Ist die Spannung an diesem Teilerpunkt doppelt so groß wie die Speisespannung U, so wird kein Impuls übertragen, weil die Diode D dann gesperrt ist. Ist die Spannung am Zündkondensator K₁ zu niedrig, so ist die Spannung am Teilerpunkt niedriger als die Speisespannung. Die Diode D. ist dann in Flußrichtung gepolt, und der negative Auslöseimpuls kann an den Kollektor des Transistors gelangen.

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Claims

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1. Schaltungsanordnung für eine Kondensator-Zündeinrichtung für Verbrennungsmotoren und dergleichen, bei der im Primärkreis einer Zündspule ein Zündkondensator und ein über ein geeignetes Netzwerk gezündeter Thyristor in Reihe mit der Primärwicklung der Zündspule liegen, deren Sekundärwicklung über den Zündverteiler mit den Zündkerzen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündkondensator durch einen Impuls aufgeladen wird, den eine mittels eines nach jedem Zündvorgang entstehenden Trigger impulses ausgelöste Impuls-Generatorschaltung liefert. /

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Impuls-Generatorschaltung zum Erzeugen des Ladeimpulses der Kollektor eines Transistors ( T ) über die Arbeitswicklung ( W ) eines Ladeübertragers an einem Pol der Speisespannungs quelle und der Emitter am anderen Pol der Speis espannungsquelle liegen, daß zwischen Basis und Emitter die Reihenschaltung einer Rückkopplungswicklung (W₄ ) des Ladeübertragers ( L ),

eines Begrenzerwiderstandes ( R_ ) und einer Schutzdiode'( D₀ ) liegt und daß die Freilauf wicklung ( W ) des Ladeübertragers in Reihe mit einer Freilauf diode (D-') sowohl als Pfad für den Ladestrom des Zündkondensators ( K. ) als auch in umgekehrter Richtung für den Triggerimpuls der Ladeschaltung dient.

3. Schaltungsanordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Emitter und Kollektor des Transistors ( TJ ein aus der Reihenschaltung des Widerstandes ( R₄ ) und dee Kon- ·

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densators ( K ) bestehendes RC-Glied als Anlaufhilfe und Dämpfungsglied liegt.

4. Schaltungsanordnung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Anlaufhilfe ein Pfad für einen zusätzlichen Triggerimpuls vom Unterbrecherkontakt ( S ) zum Kollektor des Transistors (T ) vorgesehen ist, der aus dem Kondensator ( K ) und dem sperrbaren Diodengatter aus den Widerständen ( R_, R )

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und der Diode ( D. ) besteht.

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