DE1539200A1 - Hochspannungs-Kondensatorzuendanlage fuer Brennkraftmaschinen,insbesondere in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Hochspannungs-Kondensatorzuendanlage fuer Brennkraftmaschinen,insbesondere in KraftfahrzeugenInfo
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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.
' - ■■■■■''■ ■ ■ ' ".
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
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 ß5r 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.
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
909038/0648
Po 7613/ θ.6.1966
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
909838/0648 7613 / Θ.6.1966 ' BAD
Claims (1)
- -ΛPatentansprüche1. 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) der909838/0648ο _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.613/8.6.1966901838/0641
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---|---|---|---|
US466948A US3400300A (en) | 1965-06-25 | 1965-06-25 | Capacitive discharge ignition system employing a saturable switching core and a transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1539200A1 true DE1539200A1 (de) | 1969-09-18 |
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ID=23853695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19661539200 Pending DE1539200A1 (de) | 1965-06-25 | 1966-06-22 | Hochspannungs-Kondensatorzuendanlage fuer Brennkraftmaschinen,insbesondere in Kraftfahrzeugen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3400300A (de) |
DE (1) | DE1539200A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2418265A1 (de) * | 1973-04-18 | 1974-11-07 | Diamond Electric Manufacturing | Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3169212A (en) * | 1961-07-31 | 1965-02-09 | Texas Instruments Inc | Transistorized ignition system |
US3240198A (en) * | 1962-01-12 | 1966-03-15 | Bendix Corp | Electrical apparatus |
US3312860A (en) * | 1963-09-27 | 1967-04-04 | Straza Ind | Condenser discharge using silicon controlled rectifier control means |
US3308801A (en) * | 1964-07-23 | 1967-03-14 | Westinghouse Electric Corp | Capacitive discharge ignition system |
US3306275A (en) * | 1964-11-09 | 1967-02-28 | Motorola Inc | Electronic apparatus |
US3312211A (en) * | 1964-10-13 | 1967-04-04 | Ford Motor Co | Ignition system |
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1965
- 1965-06-25 US US466948A patent/US3400300A/en not_active Expired - Lifetime
-
1966
- 1966-06-22 DE DE19661539200 patent/DE1539200A1/de active Pending
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---|---|---|---|---|
DE2418265A1 (de) * | 1973-04-18 | 1974-11-07 | Diamond Electric Manufacturing | Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3400300A (en) | 1968-09-03 |
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