DE1539200A1

DE1539200A1 - Hochspannungs-Kondensatorzuendanlage fuer Brennkraftmaschinen,insbesondere in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1539200A1
Application number: DE19661539200
Authority: DE
Inventors: Nilssen Ole K
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1965-06-25
Filing date: 1966-06-22
Publication date: 1969-09-18
Also published as: US3400300A

Description

Die Patentanwälte

Dipl.-Iiig.E.Jourdan

Dipl. -Ing. W. Beyer

Frankfurt/Main Freiherr-vom-Stein-Str. TS

In Sachen:

?ord-Werke

Köln/Riehl . ' ·

Henry-Ford-Straß-e .

. ■' Patentanmeldung j ·^

Hochspannungs-Kondensatorzündanlage für Brennkraftmaschinen;, insbesondere in KraftfahrzeugBri

Die Erfindung ■betrifft eine Hochspannungs-KondensatorzÜndanlage für Brennkraftmaschinen insbesondere in Kraftfahrzeugen, bei welcher der Kondensator von einer von der Stromquelle der Anlage gespeisten und durch eine vom Zündunterbrecher steuerbare elektronische Schalteinrichtung von der Stromq.utlle periodisch abtrennbaren Ladeinduktivität aufgeladtn und im gltiohinRhythmus tlfktronieoh gtsteutrt über die Primärwicklung der Zündspule entladen wird.

Bei einer bekannten Zündanlage dieser Art wird der Kondensator Über einen ladetransformator aufgeladen, dessen Primärseite über einen vom Zündunterbrecher gesteuerten Transistor periodisch an die StromcLuelle der Anlage angeschlossen baw. der Stromflufl darin durch den Transistor unterbrochen · wirdi, Wobei die nagnetische Energie dea ladötransformatore DJi den Kondensator Über einen Oleichrichter abgegeben und dort als elektrische Energie gtspeichert wird. Nachteilig . bei einer aolchen Anlage ist die Abhängigkeit der Größe der Zündenergie- und damit auch der Höhe der Zündspannung von der Einechaltdauer d«s Ladetransformators, die mit steigender liaschinendrehzahl abnimmt und somit den Stromaufbau im Transformator immer stärker begrsnit.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen, w'oeu erfindung8gemäß vorgeschlagen wird, daß die Steuerung

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dtr tlektronischen Schalteinrichtung (Transistor) vom Zünd-. unterbrecher mittelbar über einen Schalttraneformat or mit sättigbarem Schallkern erfolgt, yon dem eine erste Wicklung ständig an die Stromquelle angeschlossen ist, eine zweite gtgeneinnige Wicklung über den Zündunterbrecher an die Stromquelle angeschlossen ist und eine dritte Wicklung zwischen der Steuerelektrode und der einen Ausgangselektrode (Emitter) der elektronische^ Schalteinrichtung derart angeschlossen ist, daß die Schalteinrichtung durch eine beim Offnen dea Zündunterbrechers in der dritten Wicklung induzierten Spannung ihren leitenden Zustand geschaltet wird.

Bei der Erfindung wird somit der an die Primärwicklung der Zündspule angeschlossene Kondensator auf einen im wesentlichen konstanten Energiobetrag unmittelbar vor der Anforderung der Zündspannungen aufgeladen. Dies erfolgt durch eine Meßeinrichtung bestehend aus einem Schalttransformator mit einem sättigbaren Schaltkern und einer elektronischen Schalteinrichtung, zweckmäßig in Form eines Transietors. Bei der Anforderung der Zündspannungen bewirken der sättigbare Schaltkern und die elektronische Schalteinrichtung eine Entladung des Kondensators über die Primärwicklung der Zündspule. Dar Kondensator wird stets auf eine solch· Spannung aufgeladen, daß Spannungen von ■ ausreichender Höh« in der Sekundärwicklung der Zündspule erzeugt werden, um den Funkenspalt der Zündkerze zu durchbrechen. Die Erfindung schafft also eine Zündanlage, in welcher die fortlaufend bei Brennkraftmaschinen verwendete Zündfunkveratellelnrichtung in keiner Weise geändert werden muß. Bei der Erfindung, wird der Kondensator unmittelbar nach öffnung des Unterbrechers entladen, und es liegt deshalb eine Analogie vor zu dem Unterbrecherstrom in der Primärwicklung der Zündspule bei der Öffnung einer Anzahl von Zündunterbrechern.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist der ersten Wicklung des Schalttraneformators ein Spannungsstabilisator züge-

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ordnet. Dadurch wird erreicht, daß die Zündspannung auch weitgehend unabhängig von unterschiedlichen Spannungen an der' Stromquelle wird!, Auch ist es zweckmäßig, die Ladeinduktivität ala gewöhnliche Ladedroesel auszubilden.

Nach einem anderen Ausbildungsmerkmal der Erfindung schaltet die elektronische Schalteinrichtung gleichzeitig die Entladung dee Kondensators über die Primärwicklung der Zündspule, wodurch eich ein besonders einfacher Aufbau der Zündanlage ergibt.

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Je kleiner die Kapazität des Kondensators ist, um so höher wird bei gleichbleibender Energie der Ladeinduktivität" die Zündepannung sein und um so schneller wird sich der Kondensator über die Primärwioklung der Zündspule entladen. Andererseits genügt nach dem Durchbruch des Punktnspaltes in der Zündkerze eine wesentlich kleinere Spannung zur Aufrechterhaltung des ■sZttndf unkene. Palis es erforderlich ist, kann die Dauer des Zündfunken« leicht vergrößert werden durch einen Gleichrichter,-über welchen die Primärwioklung der Zündspul· mittels der tltktronischen Schalteinrichtung (Traneistor ■■'"." unmittelbar an die Stromquelle ... anschließbar ist. Als Folge dieser Maßnahm« wird die Zündspule unmittelbar nach der Entladung des Kondensators direkt von der Batterie gespeist und es werden die für die Aufrechterhaltung des Lichtbogens erforderlichen geringeren Spannungen direkt von der Batterie entnommen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeiohnung aargestellten Auaführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Wirkschaltplan der erfindungsgemäßen

ZUndanlage,
Fig. 2 ein Diagramm mit der Hysteresissohleife des

sättigbaren Schaltkerns der Anlagt, Fig. 3 ein Spannungi-Zeit-Diagramm mit dem.Vtrlauf

der Ausgangsspannung der ZUndanlage.

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Wie Pig. 1 "zeigt,..weist die erfindungsgemäße Zündanlage eine Zündspule 10 mit einer Primärwicklung 11 und einer Sekundärwicklung 12 auf. Die Sekundärwicklung 12 ist über eine leitung 13 mit dem Verteilerläufer 14 eines Zündverteilers 16 verbunden. Der Verteilerläufer 14 verbindet eine Anzahl von Zündkerzen 17 über Zündkabel )} - 18 und eine Leitung 13 mit der Sekundärwicklung 12 der Zündspule 10.

Die Primärwicklung 11 der Zündspule 10 ist über eine Leitung 28, einen Gleichrichter 29 und eine Leitung 31 mit der negativen Klemme 26 der Batterie 27 verbunden. Der Gleichrichter 29 ist derart gepolt, daß. er einen Stromfluß von der Primärwicklung 11 der Zündspule zur negativen Klemme 26 der Batterie 27 erlaubt, in umgekehrter Richtung aber den Stromfluß sperrt. Die andere Klemmt der Primärwicklung 11 der Zündspule' 10 ist über Leitungen 34 und 35, eine Wicklung 36 und eine Leitung 37 mit dem Kollektor

32 einee Tranaistors 33 verbunden. Vom Emitter 38 des Transistors

33 führen Leitungen 42,43,44 zur positiven Klemme 41 der Batterie 27. Die Leitung 43 und folglich auch die positive Kle.mme 41 der Batterie 27 liegen über eine Leitung 45 an Masse.

Zur Steuerung des Transittore 33 dient ein sättigbarer Schaltkern 26 mit einer fiystereeisschleife, deren Verlauf in Fig. 2 wiedergegeben ist. Dieser sättigbare Schaltkern 46 hat eine erste Windung 47, deren punktmarkierte Anschlußklemme mit der positiven Klemme 41 der Batterie 27 über eine Leitung 48, den° beweglichen Arm 49 und das bewegliche Kontaktstück 50 eines Zündunterbrecher 51, dessen festes Kontaktstück 52 eine Leitung 53 sowie über die Leitung 43 und 44 verbunden ist. Das andere Ende der Wicklung 47 steht über eine Leitung 54, einen Widerstand 55, eine Leitung 56, einen Widerstand 57, eine Leitung 59 sowie die Leitung 31 mit der negativen Klemme 26 der Batterie 27 in Verbindung. Eine Zener-Diode 61 ist mit ihrer Anode an einen Punkt zwisohen den Widerständen 55 und 57 und mit ihrer Kathode an die Leitung 43 angeschlossen, wodurch sie parallel aur Wicklung 47 und in Serie mit dem Wideretand 57 an der Batterie 27 liegt. Die bereits als Verbindung zwischen

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dem-einen Ende dijr Primärwicklung 11 und dem Kollektor 32 des Transiatora 33 ejewähnte Wicklung 36 umfaßt den aättigbaren Sehaltkern 46 in, einem solchen Wickelsinn, daß ihr punktmarkiertes Ende mit der Primärwicklung 11 und das andere Ende mit dem" Kollektor 32 des Translators 33 verbunden ist. .

Eine dritte Wicklung 65 in der Form einer Rückkopplungawicklung iet mit ihrem punktmarkierten Ende über eine Leitung 66 an die Baeia 67 d63 Transistors 33 angeschlossen, während das andere End· der Wicklung 65 übereine Leitung 68 an den Emitter 38 dea Transistors 33 geführt ist·. ·

Der sättigbare Schaltkern 41 trägt noch eine vierte Wicklung 711 deren punktmarkiertes Ende über eine Leitung 72, einen Widerstand 73 und eine Leitung 74 zur Leitung 31 führt und über dieae mit der negativen Klemme 26 der Batterie 27 verbunden ist. Dae andere Ende der Wicklung 71 ist über eine Leitung mit der Leitung 43 und über diese mit der positiven Klemme der Batterie 27 verbunden.

Ein Kondensator 75 liegt mit seiner einen Klemme über eine Leitung 76 an Maeae und somit an der positiven Klemme 41 der Batterie 27, da diese positive Batterieklemme über die Leitungen 44 und 45 an Masee angeschlossen ist. Die andere Klemme dea Kondensators ist über eine Leitung 77 mit einem Verzweigungepunkt 78 !verbunden, der sich sswischen dem Gleichrichter 29 und der Primärwicklung 11 der Zündspule 10 befindet. Die an den Verzweigungepunkt 78 angeschlossene Klemme des Kondensator ist ferner über eine Leitung 82 und einem Gleichrichter 85 mit einem Verzweigungspunkt 81 verbunden. ·

Eine Ladedroaael 91 ist mit einem Ende über ein§ Leitung 92 an den Verzweigungspunkt 81 angeschlossen. Das andere Ende der Drossel 91 ist über einen Gleichrichter 93 und eine Leitung 94 «n dlt negative Klamm· Zi der Batterie 27 heran«·*tfhrt. Der Gleiohr^ohter 93 ist derart gepolt, daß Strom von der Laded'roasal 91 zur negativen Klemme 26 der Batterie 27 fließen

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kann, in umgekehrter Richtung der Stromfluß aber gesperrt ist.

Der Zündunterbrecher 51 ist normalerweise in Schließstellung vorbelastet und kann mit Hilfe eines Nockens 95» der einen mit dem Kontaktarm 4$ gekuppelten Mitnehmer betätigt, periodisch geöffnet werden. Der Nocken 95 wird in Synchronismus mit dem Verteilerläufer 14 des Zündverteilers 16 angetrieben, wie dies durch eine gestrichelte Linie 97 angedeutet ist. Er ist derart eingestellt, daß der Zündunterbrecher 51 unmittelbar vor der Kontaktgäbe des Verteilerläufer 14 zu den Zündkabeln 18 - 23 im Zündverteiler öffnet.

Wirkungsweise

Wit der Verlauf der Hysteresiskurve in Fig. 2 zeigt, ruft ein beiiebiger Stromfluß, der in das punktmarkierte Ende einer der Wicklungen des sättigbaren Sohaltkerne 46 eintritt, eine negative! magnetomotorische Kraft hervor und erzeugt einen negativen magnetischen Fluß im Schaltkern 46, welcher diesen in seinen negativen Sättigungszuatand beim Punkt A vorzuspannen versucht. Umgekehrt wurde ein Strom, der in ein nicht markiertes Wicklungsende eintritt, eine positive magnetomotorische Kraft hervorrufen, die den eättigbaren Schaltkern 46 in seinen positiven Sattigungszulitand bei Funkt 3 vorzuspannen versucht.

In ähnlicher Weise wird eine Flußänderung vom Zustand eines negativen magnetischen Flusses in den Zustand eines positiven magnetischen Flusses eine negative Spannung an dem punktmarkierten Ende einer Wicklung im Verhältnis zum anderen Wicklungsende hervorrufen, während eins Flußänderung in umgekehrter Sichtung eine positive Spannung zwischen den genannten. .Wicklungsenden erzeugt.

Ba U₁ ie Wicklung 71 ständig an die Batterie 27 angeschlossen iat und von einem normalen Strom mit Eintritt in das nicht markierte

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Ende der Wicklung. 71 durchflossen wird, wird eine magnetomotorische Kraft τοπ dieser Wicklung her erzeugt, die proportional der Klemmenspannung der Batterie 27 und so gerichtet ist, daß sie den'sättigbaren Schaltkern 46 in seinem positiven Sättigungazustand, wie er durch den Punkt B angedeutet ist, vorzuspannen versucht. Wenn andererseits der Zündunterbrecher ι angeschlossen ist, d.h. siob die Kontaktstücke 50 und, 52 berühren,.' fließt ein Strom in das punktmarkierte Ende der Wicklung 47 des eättigbaren Schaltkerns 46 und ruft in diesem eine negative magnetomotorische Kraft hervor, die den Schaltkern 46 in seinem negativen Sattigungazustand nach Punkt A vorzuspannen versucht.

Die Zener-Diode 61 ist so gepolt, daß ein Stromfluß durch sie verhindert wird, bis ihre Durchbruehspanaung erreicht ist.VIn Verbindung mit einer herkömmlichen 12 VoIt-Batterie, wie sie normalerweise bei Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen verwendet wird, kann eine Zener-Diode mit einer Durchbruchspannung um 6 Volt verwendet werden. Durch die Zener-Diode wird über dieWicklung 47 und den Widerstand 55 eine konstante magnetomotoriach· Kraft in negativer Richtung unabhängig und ohne Rücksicht auf die Klemmenspannung der Batterie 27 aufrechterhalten. Dieser negativen magnetomotorischen Kraft wirkt die Ton der Wiellung 71 erzeugte positivn oagn«tomotoriffoht Kraft entgegen. Die Strpmstärken in den Wicklungen "?.uad 71 und die Anzahl der Windungen dieser Wicklungen sind derart bemessen, daß sich ein Arbeitspunkt an der in Fig. 2 dargestellten Hys-teresiskurve oberhalb des durch den Buohstaben A gekennzeichneten negativen Sättigungspunktes einstellt. Der Zweck dieser Maßnahme wird weiter unten erläutert. Bei geschlossenem Zündunterbrecher 51 wird deshalb der 3ättigbare Schaltkern 46 feinen magnetischen Kraftfluß aufweisen, der einen von der Klennispannung der Batterie abhängigen Arbeitspunkt, beispielsweise den Pubkt 4, ergibt.

Beim«öffnen des Zündunterbrechers 51 entfällt die von der Wicklung 47 herrührende negative magnetomotorische Kraft im

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sättigbaren Schaltkern 46. und dieser wird duroh die von der Wicklung 71 erzeugten magnetomotorischen Kraft in seinem positiven Sättißungszustand beim Punkt B umgeschaltet. Diese Plußänderung induziert in der Kückkopplungswicklung 65 eine Spannung, durch welche die-Basis 67 des Transistors 33 auf ein negatives Potential im Verhältnis zum Emitter 38 gebracht wird. Hierdurch wird der Transistor 33 in seinen leitenden Zustand gedreht, und es fließt ein Strom von der positiven Klemme 41 der Batterie 27 durch den Transietor 33 über die Leitungen 44 und 43 sowie den Emitter 38 und dem Kollektor 32. Dieser Strom fließt dann über die Leitung 37, die Wicklung 56, die Leitung 35, den iVerzweigungspunlct 81, die Primärwicklung 11 der Zündspule 10., den Gleichrichter 29 und die Leitung 31 zur negativen Klemme 26 der Batterie 27 zurück. Weiterhin fließt Strom von dem Verzweigungspunkt 81 zur negativen Klemme 26 der'Batterie 27 über die Leitung 92, die Ladedrossel 91, den Gleichrichter 93 und die Leitung 94.

Ss leuchtet ein, daß der Stromluß durch die Wicklung 36 nur durch die inneren Widerstände der Primärwicklung 1i und der Drossel 91 begrenzt ist. Der Strom ist groß genug, um den sättigbaren Schaltkern 46 in seinem positiven Sättigungszuatand beim Punkt B umzuschalten, da der Strom in normalem Sinne in das nioht narklerte Ende der Wioklung 36 eintritt.

Wenn dieser Sättigungszustand erreicht ist, wird nicht länger eine Spannung in der die Basis 67 mit dem Emitter 38 des Transistors 33 koppelnden Rtickkopplungswielclung 65 induziert. Als Folge / hiervon wird der Transistor 33 in seinem nicht-leitenden Zustand geschaltet. .

Durch diese Umschaltung in den nichtleitenden Zustand wird der _m Strbmfluß durch den Trtneietor 33 unterbrochen. Der Strom in g der Ladedrosiel 91 und der Primärwicklung 11 der Zündspule 16 m muß jedoch weiterfließen, da ein Stromfluß durch diese Indukti- _m vitäten nicht schlagartig unterbrochen werden kann. Der Strom Jj ' durch die Drossel 91 fließt deshalb weiter über den Gleichrichter Φ 93, die Leitung 94, die Batterie 27 und die Leitungen 44 und 45 «I «ur Hasse. Von dort fließt er über den Kondensator 75, der-über die Leitung 76 an Maese liegt, und waiter über die Leitung 82,

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den Gleichrichter ß5_r den Vereweigungspunkt 81 und die Leitung 92 zum anderen Ende der Ladedrossel 91. Dieser Stromfluß ist natürlich nur ein vorübergehender und lädt den Kondensator 75 auf eine.Spannung auf, die durch, den Stromflufl in der Drossel 91 im Zeitpunkt, in dem der Transistor 33 in seinen nichtleitenden Zustand umgeschaltet wird, und durch die Parameter der Drossel91 und des Kondensators 75 gemäß nachstehender Gleiohung bestimmt iat: . ■

1/2 C U² * 1/2 L I^

wobei It der Strom in der Drossel 91 unmittelbar vor der Umschaltung des Transistors 33 in. seinen nichtleitenden Zustand ist. Die Spannung an der mit der Primärwicklung 11 der Ztind- · spule 10 über die Leitung 77 und den Verzwei'gungspunkt 78 verbundenen Klemme des Kondensators 75 ist von negativer Polarität und mag bei entsprechender Bemeßung der Drossel und des Kondensators ein* Höhe von etwa 100 YoIt erreichen.

Der Ström durch die Primärwicklung-11 der Zündspule 10 fließt

nach Umechaltung des Transietors 33 in seinen nichtleitenden Zustand weiter übt* den von der Primärwicklung 11, den Verzweigungepunkt 78, die Leitungen 77 und 82, den Gleichrichter 85» den Verzweigungspunkt 81 und die Leitung 34 gebildeten Kreis. Die Energie für diesen Stromfluß wird schließlich durch- den inneren Wideretend der Primttrwioklung 11 aufgezehrt.

Wenn der Kondensator f5 nach einer kurzen Zeitspanne auf den oben erwähnten Spannungawtrt aufgeladen ist, hat der sättigbare ■Schaltkern 46 einen Betriebepunkt auf der in Pig. 2 dargestellten Hysteresiseohleife, der von der magnetomotoriechen Kraft durch die Wicklung 91 vor dem Schließen des Zündunterbrecher 51 bestimmt ist. Wenn der Zündunterbrecher 51 nun schließt, wird der Schaltkern 46 durch die vom Strom in der Wicklung 47 erzeugte magnetomotorieohe Kraft in «einen ursprünglichen Arbeitspunkt zurückgeschaltet. .

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• Bei der nächsten öffnung des Zündunterbrechers 51 wird der sättigbare Schaltkern 46 erneut in seinen positiven Sättigungszustand beim Punkt B umgeschaltet, wobei in der Rückkopplungswicklung 65 wiederum eine negative Spannung an dem punktmarkierten Ende im Verhältnis zum nichtmarkierten Ende induziert wird. Biese dreht den Tranaistor 35 in seinen leitenden Zustand, und

'der Kondensator 75 entlädt eich über die Primärwicklung 11 der

P;Zündspule 1.0, wobei Strom von der positiven Klemme 4-1 der Batterie 27 über die Leitungen 4-4« 43 und 42, den Transistor 33» die leitung 37, die Wicklung 36, die leitung 35, den Verzweigungspunkt 61, die leitung 34 und die Primärwicklung 11 der Zündspule 10 zu derjenigen Klemme dee Kondensators 75 abgezogen - wirdι dit an die leitung 77 angeschlossen ist. Diese Entladung induziert eine hohe Zündspannung in der Sekundärwicklung 12 der Zündspule 10, wie aie in Fig. 3 durch den hohen Anfangswert dee Spannungaveriaufa veranschaulicht ist. Diese hohe Anfangs-* spitze der Spannung tritt auf, wenn der Verteilerläufer 14 des Zündverteilers 16 in Verbindung mit einer der Zündkabel 18 -' 23

, steht, so dtB diese hohe Zündspannung an eine der Zündkerzen 17 gelangt. Wenn durch diese Zündspannung die Feldstärke im Funkenspalt der Zündkerze 17 zusammengebrochen ist, fließt ein Strom über die Primärwicklung 11 der Zündspule 10 und den Translator 33» der sich in leitendem Zustand befindet, und zurück zur negativen Klemmt 26 der Brfcttri· 27 und schließlich weiter zum Gleichrichter 29, wobei er in der Sekundärwioklung 12 die in Fig. 3 dar- - gestellte niedriger« Spannung Induziert, bis der sättigbare

• Schaltkern 46 seinen Sattiguagazuatand im Punkt B erreicht und den Transietor 33 in seinen nichtleitenden Zustand dreht.

Der Strom duroh den Transistor 33 fließt auch, wie oben erläutert, durch die Drossel 91, und der Kondensator 75 wird erneut aufgeladen, wenn der Transistor 33 in seinen nichtleitenden Zustand bei der Sättigung des sättigbaren Schaltkerns 46 gemäß obiger Beschreibung gedreht wird. Der sättigbare Schaltkern 46 wird dann nach Schließen .des Zündunterbrechers 51 wieder in seinen j ursprünglichen Zustand zurückgeschaltet, und der gesamte Vorgang wiederholt eich, wenn der Zündunterbrecher 51 erneut öffnet,

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Wenn die in Fig. 3 dargestellte niedrigere Spannung, die nach der Entladung des Kondensaotrs 75 gemäß vorstehender Beschreibung auftritt, in bestimmten Anwendungsfällen nicht erforderlich ist, kann der Gleichrichter 29 weggelassen werden und die Verbindung zwischen der leitung 31 und dem Verzweigungspunkt kann entfallen. Die einzige in der Sekundärwicklung 12 induzierte Spannung tritt dann als Folge der Entladung des Kondensators über die Primärwicklung 11 auf.

Die erfindungsgemäße Zündanlage sorgt für eine konstante Aufladung·, dee Kondensators 75 mit·elektrischer Energie unabhängig von der Masohinendrehsahl und der Klemmenspannung der Batterie Aus Pig. 2 geht her/vor, daß der Zeitabschnitt, während welchem die Drossel 91. von der Batterie 27 her mit elektrischer Energie aufgeladen wird, von der Zeitdauer abhängt,' während welcher der Traneistor 33 eingeschaltet ist. Diej^'EIN" - .Zeit für den Transistor 33 ist ihrerseits abhängig von der Zeit, die der sättigbare Schaltjcern 46-benötigt, um von seinem vorgegebenen Arbeitepunkt in seinen positiven Sattigungazustand beim Punkt B umgeschaltet zu werden.

Die Wicklung 71 ist so auf dem Schaltkerh 46 angeordnet, daß sie eine magnetomotoriache Kraft entgegen d@r von der Wicklung 4-7-er zeugten magnetoxQotorischen Kraft hervorruft, lie in Fig. 2 eingetragen, erzeugt die Wicklung 71 eine magnetomotorische Kraft in positiver Richtung gegenüber der dargestellten Achse, während die Wicklung 47 eine magnetomotorische Kraft in entgegengesetzter oder negativer Richtung erzeugt. Es war bereits oben festgestellt worden, daß die von .der Wicklung 71 hervorgerufene'magnetomotorische Kraft proportional von der Klemmenspannung der Batterie 27 abhängt, da diese Wicklung unmittelbar an der Batterie 27 liegt. Diese Werte können so ausgewählt werden, daß die Größe der Umsehaltungszeit für den sättigbaren Schaltkern 46 von seinen verschiedenen Arbeitapunkten zum Sättigungspunkt B bestimmt ist durch die Klemmenspannung dir Batterie 27 und umgekehrt proportional zu dieser Klemmenspannung ist. Da die Drossel 91 unmittelbar mit der Batterie 27 verbunden ist, wenn der Transistor 33 leitend ist, erhält die Drossel Energie in

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einer Höhe, die direkt proportional der Klemmenspannung der Batterie¹27 ist. Wenn folglich die Klemmenspannung der Batterie 27 sioh ändert, heben diese beiden Paktoren sich auf und sorgen für die Speicherung einer im wesentlichen konstanten Energiemenge in der lad«drossel 91 für Jeden Zündzyklus. Wie weiter oben festgestellt, wird die in der Drossel 91 enthaltene Energie später im Kondensator 75 gespeichert, wenn der Transistor 33 in seinen nichtleitenden Zustand gedreht wird.

Dies wird zustande gebracht durch eine Bemessung des sättigbaren Schaltkerns;46 in der We'ise, daß seine Hysteresiskurve über einen bestimmten Bereich zu beiden Seiten des Achsenschnittpunktes im wesentlichen geradlinig verläuft. Wie oben festgestellt', ist die an der Wicklung 47 anliegende Spannung infolge der Wirkung der Zener-Diode 61 ungeachtet der Klemmenspannung in der Batterie 27 im. wesentlichen konstant. Polglich ist auch die auf den sättigbaren'Schaltkern von dieser Wicklung ausgeübte magnetomotorische Kraft im wesentlichen konstant. Andererseits ändert sioh die yon der Wicklung 71 im sättigbaren Schaltkern: 46 erzeugte magnetomotorische Kraft proportional zu der Klemmenspannung in der Batterie 27* Wenn die von der Wicklung 47 aμsgeübte magnetomotorische Kraft etwa so ausgewählt wird, daß sie angenähert gleich der von der Wicklung 71 bei einem O-

Kormalwert der Klemmenspannung der Batterie 27, beispielsweise 12 Volt, erzeugten magnetomotorischen Kraft ist, versuchen diese magnetoatotorischen Kräfte einander aufzuheben, und der Arbeitspunkt wird bei H in Pig. 2 liegen. Wenn hingegen die Klemmenspannung der Batterie auf etwa 6 Volt sinkt, wird die von der · Wicklung 47 erzeugte magnetomotorische Kraft die von der Wioklung 71 erzeugte um den doppelten Wert Übersteigen, und.der Arbeitspunki des sättigbaren Schaltkerns 46 wird angenähert beim Punkt C liegen. Wenn die Klemmenspannung der Batterie aus irgendeinem Grunde auf etwa 18 Volt steigen sollte, wird der Arbeitepunkt bei I liegen. Der Abstand vom Punkt C zum Punkt B, der ein Maß für die "EIN" - Zeit des Transistors 33 ist, ist dreimal/so groß wie der Abstand vom Punkt I zum ?unkt B, und der Abstand vom Punkt H zum Punkt B ist zweimal so groß wie der

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Anstand vom Punkt I zum Punkt B. Wenn folglich die Klemmenspannung der Batterie 27 ansteigt, ändern eich die Schaltzeiten »ur Umschaltung des sättigbaren Schaltkerne von seinem durch die Klemmenspannung der Batterie 27 bestimmten Arbeitepunkt in umgekehrtem Verhältnis, wobei die Klemmenspannung die Aufladezeit für die Drossel 91 bestimmt, die umgekehrt proportional nur Klemmenspannung an d«r Batterie 27 ist. ■

Ea leuchtet ein, daß die "EIN" - Zeit des Transistors 33 von der Maschinendrehzahl unabhängig ist, da diese "EIN" - Zeit durch die Schaltzeit zur Umschaltung des Schaltkerns 46 von seinem Betriebspunkt·zum Sättigungspunkt bestimmt ist, wenn der Zündunterbrecher öffnet. Diese Parameter werden so ausgewählt, daß der Schaltkern 46 in wenigen Millisekunden gesättigt ist; und daß stets vor dem Schließaugenblick des Zündunterbrechers 51 der Sehaitkern in seinen ursprünglichen Arbeitspunkt durch eine Spannung an der Wicklung 47 und einen Strom durch diese Wicklung Eurückgeachalt et wird. .

331· Erfindung schafft hierdurch eine insbesondere für ein Kraftfahrzeug bestimmte Kondensatonündanlage, bei welcher die im Kondensator gespeichert· und in die Anlag« abgegebene Bnergie im wesentlichen unabhängig von der Maschinendrehzahl und der Klemmenspannung der Batterie 27 ist. Dieses Ergebnis wird ohne Änderung der .Zünddauereinstellung in einer herkömmlichen Zündanlage erreicht, wie sie gegenwärtig bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge verwendet wird.

/Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

1. Hochapannungs-Kondensatorzündanlage für Brennkraftmaschinen insbesondere in Kraftfahrzeugen, bei welcher der Kondensator von einer von der Stromquelle der Anlage gespeisten und durch eine vom Zündunterbrecher steuerbare elektronische Schalteinrichtung von der Stromquelle periodisch abtrennbaren Ladeinduktivität aufgeladen und im gleichen Rhythmus elektronisch gesteuert über die Primärwicklung der Zündspule entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der elektronischen Schalteinrichtung (Transistor 33) vom Zündunterbrecher (51) mittelbar über einen Schalttranaformator.mit sättigbarem Schaltkern (46) erfolgt, von dem eine erste Wicklung (71) ständig an die Stromquelle (27) angeschlossen ist, eine zweite gegensinnige Wicklung (47) über den Zündunterbrecher (51) an die Stromquelle (27) angeschlossen ist und eine dritte Wicklung (65) zwischen der Steuerelektrode (67) und der einen Ausgangselektrode (Emitter 38) der elektronischen Schalteinrichtung (33) derart beim Öffnen des Zündunterbrechers (51) in der dritten Wicklung (65) induzierten Spannung in ihren leitenden Zustand geschaltet wird.

2. Kondensatorzündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Wicklung (71) des Schalttrans-' formators ein Spannungsstabilisator (Zener-Diode 61) , zugeordnet ist.

5. Kondensatorzündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeinduktivität durch ein· Ladedrossel (91) gebildet ist.

4. Kondensatorzündanlage nach einem der Ansprüche .1 bis 3, dadurch gekennzeichnet» daß die elektronische Schalteinrichtung (Transistor 33) gleichzeitig die Entladung des Kondensators (75) über die Priroärwicklung (11) der

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Zündspule (10) schaltet.

5. Eondensatorzündanlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Gleichrichter (29)» über walchen die Primärwicklung (11) der Zündspule (10) mittels der

'-. elektronischen Schalteinrichtung (Translator-33) unmittelbar an die Stromquelle (27) anschließbar 1st.

6. KondensatorZündanlage nach Anspruch3 oder 4, daduroh gekennzeichnet, daB eine, vierte Wicklung (36) des Schaltt^ansfonaators in Serie mit der elektronischen Schalteinrichtung (Transistor 33) und der Primärwicklung (11) der Zündspule (10) geschaltet ist.

613/8.6.1966

901838/0641