DE1539207A1 - Elektronische Zuendanlage fuer Brennkraftmaschinen insbesondere in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Dar ?.c\tentaiiwalfr

Dipl .'-Ins.'-'- Boyer· ■

Frankfurt / Main Freiharr-voa-Stein-Str. 18-

Ford-Werke A.G.

Köln / Khein 1539207

Pat e" η fr a η m e 1 dung

Priorität der USA-Patent arme Idling No. 593 042 vom '. ' . 9. November 1966

Elektronische Zündanlage für Brennkraftmaschinen insbesondere in Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine elektronische Zündanlage für Brennkraftmaschinen insbesondere in Kraftfahrzeugen mit einer primärseitig von einer Stromquelle über einen Stromunterbrecher gespeisten Zündspule., der-sn bei der Stromunterbrechung induzierte Sekundarspanmmg über einen Zündverteiler' den einzelnen Zündkerzen 2u£iüirbar ist.

Die meisten z.Z. gebräuchlichen Zündanlagsn für Brennkraftmaschinen verwenden uriterbrecherlcontakte zur unmittelbaren ^: Steuerung des die Primärwicklung der Zündspule durchfliessenden elektrischen Stromes. Der bei der Öffnung der Uhterbrecherkontakte plötzlich auftretende Wechsel der Stromstärke induziert in der Sekundärwicklung eine Spannung, die der Jeweiligen Zündkerze zugeführt wird. Die durchschnittliche Lebensdauer der Unterbrecherkontakte ist auf etwa 16 000 Pahrzeugkilometer wegen der 'zu unterbrechenden hohen Stromstärke und der hochinduktiven Natur dieses Ltromes begrenzt.

009810/07 52

Fo 7707/ 17.10.196? BAD ORIGINAL.

In be grenz tem Kaße werden neben einigen neueren unterbrecherlosen elektronischen Systemen auch elektronische Zündanlagen eingesetzt, bei denen die Unterbrecherkontakte elektronische Schalt einrichtungen steuern., die ihrerseits den Stromfluss durch die Primärwicklung der Zündspule beeinflussen. Die' _ψ hohen Kosten und die Empfindlichkeit der einzelnen Seile solcher elektronischer Anlagen in Verbindung mit den rauhen !bedingungen, denen ; die Anlage in Motorraum, eines Kraftfahrzeugs ausgesetzt ist, haben jedoch bisher eine grössere Verwendung dieser bekannten Systeme in der Praxis verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile bekannter Zündanlagen zu vermeiden und eine elektronische Zündanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die nahezu vollständig aus unenpfindlichen und billig herzustellenden Teile, besteht. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein mit der Primärwicklung der Zündspule in Serie geschaltetes erstes gesteuertes Halbleiterventil, ein mit seiner Kathode an die Kathode des ersten Halbleiterventils angeschlossenes zweites gesteuertes Halbleiterventil,, einen die Anoden der beiden Halbleiterventile verbindenden Kondensator, einen zweistufigen, von rotierenden Teilen der Brennkraftmaschine ar.tr eibbaren Impuls:;:;:-car., .durch dessen eine Impuls stufe das erste Halbleiterven-Jii einachaltbar LLt, einen Transformator zur Aufladung des Kondensators bei ein^eschs-Ltetem ersten Halbieiterventil sowie Schaltmittel zur Einschaltung des zweiten Halbleiterventils, wenn der Impulsgeber in die zweite Impulsstufe umschaltet, wobei das zweite Halbleiterventil den Kondensator über die Halbleiterventile entlädt und das erste EaIbleiterventil schlagartig abschaltet. Die erfindungsgemässe Anlage zeichnet sich gegenüber den bekannten elektronischen Zündsystemen durch eine Verringerung der Anzahl ihrer Teilt.-aus, wodurch auch die Investitionskosten gesenkt werden. Die Unempfindlichkeit der einzelnen Teile stellt einen aus-c-seich-neten wartungsfreien Zatrieb sicher, der in vielen L-JLlIc-H v.CIirend der gesamten Lebensdauer der Hauptteile der Brennkraftmaschine erhalten blei"--",,

009810/0752

7707/ 17.10.1967

Die Erfindung wird nachstehen,3. anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert : Es zeigen;

Fig· 1 den Schaltplan einer ersten Zündanlage nach der Erfindung unter Verwendung eines Zündunterbrechers mit unterbrecherkontakten als Impulsgeber, ;

■ Fig. 2 den Schaltplan einer unbreeherlosen Zündanlage nach der Erfindung mit einem von einen rotierenden Flügelrad gesteuerten Oszillator als Impulsgeber und zugleich Ladeeinrichtung für den Kondensator,

Fig. 3 in perspektivischer Ansicht das als Impulsgeber bei der Schaltung nach Fig. 2 verwendete Flügelrad mit seinem Gehäuse,

Fig. 4- einen Radialschnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3 mit der Darstellung v/eiterer konstruktiver Einzelheiten des rotierenden Flügelrades und des für den Oszillator verwendeten Hückkopplungstransformators'.

Aufbau

Eine als el'elru-.·.,-ehe JnargiecuelLvi c—uiiönda 3ax;"jerie 10 ist; mit ihrer po^-^iver L.er^e 12 übe.--?" einen Zön.dsehali;er 14 an eine positive Stromverteilungsscliier-e <6 angeschlossen. Sie negative Klemme 18'der Batterie ist nit einer negativen Stro3-verteiluagsschiene 20 und mit einem Kasseanschluss 22 verbunden. Die Batterie 10 erzeugt vorzugsweise eine Leerlaufspannung von etwa 12" V.

Eine Zündspule 24- mit einer Primärv/icklung 26 und einer Seloindärwicklung 28 liegt mit dem einen Ende der Seicondärv/icklung 28 '' an einem Kassecnschluss 50. Das ar.d3re Ende der Sekundärv;icklur-3 28 ist ~±-c dem Verraiierarm >2 eir.es Zündverteilers 5^- vorbunden. 3or drehendo "Varteilircr^i 52 vorbindet die SelcuncÜr-

009810/0752

7707 /'P.' .57

36

Das eine Ende der Primärwicklung 26 der Zündspule 24 ist über einen Widerstand 28 an die Stromverteilungsschiene 16 angeschlossen. Das andere Ende der Primärwicklung 26 ist mit dem " durch einen Punkt gekennzeichneten Ende der Primärwicklung 4-0 eines mit sättigbarem Kern ausgerüsteten Transformators 42 verbunden. Eine Leitung 44 verbindet das punktlose Ende der Wick-. , lung 40 mit der Anode 46a eines silikongesteuerten Gleichrichters 46, dem ersten Halbleiterventil (!Thyristor). Die Kathode 46c des Halbleiterventils 46 ist an die Stromverteilungsschiene 20 angeschlossen·

Die Sekundärwicklung 48 des Transformators 42 liegt mit ihrem punktlosen Ende an der Leitung 20 und mit dem mit Punkt versehenen Ende an der Anode 50a einer Diode 50. Die Kathode 50c dieser Diode 50 ist über eine Leitung 52 mit der Anode 54a eines \/eiteren silikongesteuerten Gleichrichters 54, dem * zweiten Halbleiterventil verbunden, dessen Kathode 54c an die Leitung 20 angeschlossen ist. Ein Kondensator 56 liegt · mit seinem einen Belag an der Leitung 44 und dem anderen Belag an der Leitung 52, so dass, die Anoden 46a und 54a über den Kondensator hinweg miteinander verbunden sind. · ;

Ein in seiner Gesamtheit mit 58 bezeichneter Impulsgeber v/eist eine über ein herkömmliches Getriebe von der Brennkraftmaschine angetriebene Hockenscheibe 60 auf. Die gestrichelte Linie 62 stellt die herkömmliche meclie-'iische Verbindung zwischer der Hockenscheibe 60 und den Verteilerarm 52 dar. Von der Ivcclcensch-eibe' 60 wird ein mit einem Schalt kontakt 66 an; seinem Ende versehener Schaltarm 64 derart bewegt, dass er abwechselnd in ur.d ausser Berührung mit einen gegenüberliegenden festen Schaltkontakt 68 gelangt, liine. Leitung 70 verbindet den Schaltarc. .64 mit dem einen Ende eines Widerstandes 72, an dessen anderes Ende die Leitung 20 führt.

Der' Schaltkonta-lri 68 ist mit einer Leitung 74 verbunden, die über einen Widerstand 76 an die Leitung 16 angeschlossen ist.

>o 770? / -^.'0.",9S?

00981070752 , _Ό

Ein Kondensator 78 liegt mit seinem einen Belag an der Leitung 74 und mit seinem anderen Belag an der Leitung 80, die über einen Widerstand 82 zur Stromverteilungssehiene führt. Die Steuerelektrode 46g des gesteuerten Gleichrichters 46 ist an die Leitung 70 angeschlossen, und die Steuerelektrode 54g des gesteuerten Gleichrichters 54 ist an die Leitung angeschlossen.

Wirkungsweise des Ausführungs-' beispiels nach S¹Ig. 1

Die Wicklungen 40 und 48 haben einen solchen Wicklungssinn innerhalb des Transformators 42, dass ein in das punktierte Ende der einen Wicklung eintretender Stromfluss einen Stromfluss in der anderen Wicklung erzeugt, der aus dem punktierten Ende dieser Wicklung heraustritt.

Es sei angenommen, dass der Zündschalter 14 geschlossen ist und die Brennkraftmaschine durchgedreht wird, so dass die Nockenscheibe 60 den beweglichen Sckaltkontakt 66 in Anlage gegen den festen Kontakt 68 bewegt„ Das positive Potential der Leitung 70 gelangt dabei as. die steuerelektrode 46g, wodurch der gesteuerte Gleichrichter ^C.-C eingeschaltet wird. | Dadurch setzt ein Stromfluss durch den Widerstand 38, die ι g Primärwicklung 26 der Zündspule 24, die Primärwicklung 40 des Transformators 42 und den gesteuerten Gleichrichter 46 ein. Dieser Stromfluss ist zunächst wegen der Selbstinduktivität der Wicklung 26 klein, steigt gedoch mit der.Zeit auf einen durch den Widerstand 38 begrenzten Wert an, der vorzugsweise eine Grosse von 1 Ohn besitzt.

Der Stromfluss durch die Wicklung 40 induziert an dem punktierten Ende der Wicklung 48 eine Spannung, die über die Diode 50 dem mit der Leitung 52 verbundenen Belag des Kondensators 56 zugeführt wird. Die Primärwicklung 40 besteht vorzugsweise aus zehn Windungen eines.16-AWG-Drahtes, und

009810/07 52

Io 7707/17.10.1967 « j

BAD ORIGINAL

die Sekundärwicklung 48 hat ζ elan Windungen aus 30-AUG-Dr ah t. Als Diode 50 kann eine Diode Nr..-.IKI564· nach amerikanischer Worm verwendet werden, und ein gebräuchlicher Kondensator 56 liegt in der Grössenordnung von -0,5 JuF "bei 150-V. Der Strom-. fluss sum Kondensator 56 hält an, bis der Transzomatorkern gesättigt ist. Der Transformator 42 ist derart sättigbar, dass der Ladungsaufbau im Kondensator 56 ungeachtet der Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant ist. Gewöhnlicherweise erreicht der Kondensator 56 eine Ladung von etwa 120 V.

Bei der Weit er drehung der liocksnscheibe 60 hobt der Schaltkontakt 66 vom Schaltkontakt 63 ab. Die Widerstände 72 und haben vorzugsweise Werte von je 50 0hm, falls eine 12 V-Batt.eria verwendet -.wird, so dass der von den- Schaltkontakten 66 und 65 unterbrochene Strom sehr gering ist. Wenn die Kontakte 66 und 68 brennen, steigt das Potential in der leitung 74 rasch auf die Klemmenspannung der Batterie 10 an, und c^s Potential der Leitung 70 fällt schnell auf Hassepotential ab. Die ansteigende Spannung in der Leitung 74 erzeugt einen positiven Impuls, der über den Kondensator 78 und die Leitung 60 der Steuerelektrode 54g des gesteuerten Gleichrichters 54 zugeführt wird. Dieser Impuls schaltet den gesteuerten Gleichrichter 54 ein, und der Spannungsaufbau am Kondensator 56 wird über den gesteuerten Gleichrichter 54 der Kathode 46c des gesteuerten Gleichrichters 46 zugeführt und schaltet diesen aus. Das zusammenbrechende magnetische leid in der Zündspule 24 erzeugt in der Sekundärwicklung 28 eine Sekundärspannung, durch welche die entsprechende Zündkerze 36 gezündet wird. Der Stromfluss in der Wicklung 26 kehrt seine Richtung augenblicklich um, so dass der Strom nunmehr in das punktierte Ende der Wicklung 40 eintritt und dadurch den sättigbaren Kern des Transformators 42 zurückstellt.

In weiterer Folge bringt die Nockenscheibe 60 den Schaltkontakt 66 erneut iA Berührung mit dem Schaltköntakt 68. Das Potential der Leitung 8.0 fällt, während das Potential der Leitung 70 auf

009810/0752

Fo 7707 /17.10.67 .»

eir.3n positiven Vert ansteigt, der dar Steuerelektrode 46g .cu.3eiuh.rt wird und den Gleichrichter 46 einschaltet, so dass erneut ein Stromfluß durch den Widerstand 58, die Wicklung 26* die Wicklung 40 und den Gleichrichter 46 einsetzt.

Aufbau des Ausführungsbeispiels nach Pig* 2,3 und 4

Die in 2¹Ig. Λ verwendeten Bezugszeichen dienen auch in Pig. 2 zur Bezeichnung entsprechender Teile. Dies sind die Bezugs- " zeichen 10 bis JS, deren Wiederholung in Verbindung mit Pig. sich somit erübrigt. In Pig, 2 verbindet eine Leitung 44 die Primärwicklung 26 der Zündspule 24 unmittelbar mit der Anode 46a des gesteuerten Gleichrichters 46. Die Kathode 46c ist an die Stromverteilungsschiene 20 angeschlossen. Der Kondensator 5& liegt zwischen den Leitungen 44 und 52, wobei die Leitung 52 zur Anode 54a des gesteuerten Gleichrichters 54 führt. Die Kathode 54c des Gleichrichters 54 ist an die Stromverteilungsschiene 20 angeschlossen.

Der Inipulsgeber 58 nach Pig. 2 viii/j eine, elektronischen Oszillator auf, der von einen vransfomator 84 und einem transistor 86 gebildet wird. Der Transformator 84 hat einen ί ringförmigen Kern 88 mit einen Luftspalt 90 darin. Uia den Kern 88 sind eine Primärwicklung $2, eine Sekundärwicklung 94 und eine Tertiärwicklung 96 gewunden. ·

Sine Leitung 93 ist über einen Widerstand ''.GO an die Stroa- ^: vc-rueiiunösschiene $*6 angeschlossen. Las-uit einem Punlcj versehene Ende der Primärwicklung 92 ist εη die Leitung 93 iiloüsenj und das nicht-punktierte Snda der Wicklung 92

ist r.it din ■ ICc Holet or S6c des Cror^sistcrs SS verbunden. Andan ^Xu^-GCr CSe ist ein Widerstand ^02 axi"cichlo^3en, dar übe e.iiievrr-iuktivit'ät IGv mit der LtrouiVfcrteiluncooOhient; 20 ^n

ο * —. 00 9810/07 5 2

ro 7707 /1?.n0.6? _6AD

Die 'Sekundärwicklung 94 ist mit ihrem punktierten Ende an ; die Basis 86b des !Transistors 86 angeschlossen, und das j. nicht punktierte .Ende der Wicklung 94 ist mit einer Leitung 106" verbunden, die'über einen Widerstand 108 zur Stromverteilungsschiene 16 und ferner zur Anode 110a einer Diode 110 kführt» Die Kathode*110c der Diode 110 ist an die Stromverteilungsschiene 20 angeschlossen. Die Diode 110 besitzt vorzugsweise eine verhältnismässig grouse Eigenkapazität, so dass sie eine niedrige Wechselstromimpedanz zwischen den Leitungen 106 und bildet. ■ -"-_

Die CPertiärwicklung 96 liegt mit ihrem nichtpunktierten Ende en der Stromverteilungsschiene 20 und mit ihrem punktierten Ende ander Anode 50a der Diode 50. Die Kathode 50c der Diode 50 ist mit der Leitung 52 verbunden und somit sowohl an den Kondensator 56 wie an die Anode 54a des Gleichrichters 5^ angeschlossen. -

Die Steuerelektrode 46g des gesteuerten Gleichrichters 46 _: ist über einen Widerstand 112 mit der Str'ömverteilungsschiene und über einen Kondensator 114 mit einer Leitung 116 verbunden, die wua Emitter 86e des Transistors 86 führt. Die Steuerelektrode 54g des Gleichrichters 54 ist über einen Widerstand 118 mit der Stromverteilungsschiene 20 und über einen Kondensator 120 mit der Leitung 98 verbunden· Ein Kon- ■ densator 121 verbindet.die Leitung 98 mit der Stromverteilungsschiene 20. . . _t

Ein Impulsgeber 122.weist ein becherförmiges Flügelrad 124 auf, das auf einer Welle -126 sitzt» Die Welle126 wird über herkömmliche Mittel von der (nicht dargestellten)KOckenwelle der ^Brennkraftmaschine angetrieben, und die gestrichelte Linie 128 veranschaulicht die mechanische Verbindung zwischen der Welle 126 und dem Verteilerarm 32. Das Flügelrad 124 -

Fo 7707 /17*10.67 ' _; ^j

009810/0752

SAD

hat eine Rippe 130 aus diamagnetischem Material wie 'beispielsweise Messing, die eine Anzahl Aussparungen 132 enthält, von denen in Fig. 2 nur eine gezeichnet ist. Die Rippe 130 "bewegt sich durch den Luftspalt 90, wenn das Flügelrad 124 durch die Welle 126 gedreht wird. Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, dreht das Flügelrad 124 innerhalb eines sdhüsselförmigen Gehäuses Der Transformator 84 ist auf einer Platte 136 angeordnet,.die sich in der Nähe des Bodens des Gehäuses 134 in einer Lage befindet, in welcher die Rippe 130 durch den Luftspalt 90 hindurchtritt. Der Kern 88 des Transformators 84 trägt die Wicklungen 92,94 und 96. Der Kern 88 wird von einem Schutzschild 138 umgeben und durch gewöhnliche Befestigungsmittel 140! in Zjellung gehalten. Der Kern 88 besteht gewöhnlich aus j Ferrit. Falls erwünscht, kann die Platte 136 zugleich eine gedruckte Schaltung tragen, und die übrigen Teile des Strom- ! kreises können auf der gedruckten Schaltung innerhalb des Gehäuses 134 angeordnet sein.

Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2,3 und 4

Der Transistor 86 ist ein FPN-Transistor, wozu vorzugsweise ein Transistor ISr* 2F5O53 nach der amerikanischen Horm verwendet wird. Wenn der Zündschalter 14 ^schlossen ist, gelangt positive Spannung über den Widerstand 100, die Leitung 98 und die Wicklung 92 an den Kollektor 36c und über den Widerstand 108 und die Wicklung 94 an die Basis 86b .des . Transistors· 86. Die Widerstände 10Ö und 108 haben vorzugsweise Grossen von 100 bzw. 1000 0hm. Die Diode 110, beispielsweise eine Diode Hr. 1K4001 nach der amerikanischen Horm, und der Widerstand 108 spannen den Transistor 86 in geringem Maße in leitfähigem Zustand-vor. Die Vorspannung reicht -^redocii nicht aus, um, solange sich das diamagnetische Material der Rippe 130 im Luftspalt 90 befindet, eine Eigenschwingung .

Fo 7707/ 17.10.67

009810/0752

2U unterstützen. Andererseits ist eine solche Vorspannung erwünscht, da"sie eine ausreichende Transistorverstärkung sicherstellt, um eine Schwingung zu unterstützen, wenn in der Sekundärwicklung 94 ein zusätzlicher Spannungsanstieg stattfindet. ,

V/enn einer der Ausschnitte 132 in den Luftspalt 90 gelangt, erfolgt von der Primärwicklung 92 zur Sekundärwicklung 94 eine Rückkopplung, die eine zusätzlicheg^ositive Spannung an der Basis 86Td hervorrufe. Her Luftspalt/hat vorzugsweise eine Länge von 1,4 mm, die Wicklung 92 besteht aus zehn Windungen aus 30-AWG-Draht, und die Wicklung 94- besteht aus zwölf Windungen aus 30-AWG-Drahu. Die zusätzliche Spannung hebt die Vorwärtsvorspannung an der Basis 86b ausreichend an, um. die Leitfähigkeit des !Transistors 86 zu steigern. Durch die gesteigerte Leitfähigkeit ninmt der Strom in der Windung 92 zu, wodurch die induzierte Spannung an der Basis S6b ansteigt und die Leitfähigkeit des Transistors 86 weiter gesteigert wird. Der Transistor 86 setat diese Steigerung seiner Leitfähigkeit fort bis er gesättigt ist.

Im Sättigungspunkt hört der Stronüuv^cha in der Windung 92

auf, und der induzieri;e Spannungsanstieg an der Basis 86b

verschwindet. Die Basis 86b erhalte augenblicklich negatives

Potential im Verhältnis sun Snitter 36e₅ und der Strom durch

W den Transistor 86 fällt schnell auf einen sehr geringen Wert ab.

Der abfallende Strom in der Wicklung 92 induziert ander Basis 86b eine negative Spannung, die den Transistor 86 ausgeschaltet hält, bis diese negative Spannung verschwunden ist. Von. diesem Zeitpunkt an beginnt die Leitfähigkeit d^s ; Transistors-86 von neuem, und der vorgeschriebene Arbeits- ; Zyklus wiederholt sich in Z?orm einer Schwingung so langowie sich d§r Ausschnitt 132 im Luftspalt 90 befindet. Die Schwingungsfrequenz ist in erster Linie von der Induktivität der Wicklung 92 bestimmt und beträgt mindestens einige ZiIohertz/sec . Wahrend, der' 'Schwingung, \iez.n. der Ccrom durch, don.-·

00981070752 Fo 7707 /17.10.67 .

!Transistor 86 abnir^t, fließt Strom durch den Widerstand 100 sun Kondensator 121, dor so-cen:ε3en ist, daß der Stromfluss durch den Widerstand ICO in v/es ent liehen konstant ist. HiervTdrch ist auch das Potential der Leitung 98 während der Schwingung konstant. Bar Kondensator 121 hat vorzugsweise eine Kapazität von 0,1/z? bei 25 J.

Die Spannung am Emitter 36e und in der Leitung 116 wächst, wenn der Transistor 65 leitfähig wird, und fällt, wenn der (Transistor 36 ausgeschaltet wird, wobei sie neben dem Transistor 86 oszilliert. Wenn die Schwingung beginnt, schaltet ein über den Kondensator -11A- zur Steuerelektrode 46g gelangender Impuls den steuerbaren Gleichrichter 46 ein. Der Wider- " stand 112 hat vorzugsweise 1000 0hm, und die Kapazität des ; Kondensators 114 beträgt et v/a 0,01 /αϊ¹ bei 10- 7. der Gleichrichter 46 lässt daraufhin Stron durch den Widerstand 38 und die Primärwicklung 26 der SürXspule 24 fliessen. Das Potential an der Steuerelektrode- 54g des gesteuerten Gleichrichters 54 ist negativ oder null, -und der Gleichrichter 5^ ist während der Schwingung ausgeschaltet. Dar Widerstand 118 hai' vorzugsweise 500C -Ohr:., und die Kapazität .des Kondensators 120 beträgt etwa 0,1 yoF bei 10 V.

Der Stromfluss in der Kündung 92 induziert während der Schwingung in der Wicklung $6 einen am gepunkteten Ende austretenden Strom. Dieser induzierte Strom wird über die Diode

fO dem Kondensator 5S zugeführt* Da der Gleichrichter 54 ausgeschaltet ist, baut dieser Stronfl~.iss eine Spannung am Zcndensator 56 auf. Wenn die Stromstärke in der Wicklung 92 ' · v;ührend der Schwingung abnimmt, blockiert die Dioda 50, die an der gepunkteten Klemme der Wicklung 96 induzier-ce negative Spannung gegenüber dem Kondensator 56. "'" .

\·Ιθώώ. das diamagnetische Material der Sippe 130 in den Luftspalt 90 gelangt, fällt die Leistung des Transformators 84 ab, bis die induzierte Spannung an. der Wicklung 94 unter das Iviveau absinkt, das cur- Aufrec-itorlial'JuiiQ der Schwi*i_oung

009810/0752

770?/ 17.10.O?'

8AD

- 12 - -.:■■■

erforderlich ist. Das -Vorhandensein der Rippe 1-$Q- im Luftspalt ',. SO setzt ferner die Selbstinduktivität der'""Wicklung 92 herab, ;.. ν/ο durch, die Schwingung sfrequenz ansteigt. Die ansteigende Frequenz vergrossert ihrerseits die Induktanz der Induktivität i 104-, die vorzugsweise bei 0,01' uH liegt, wodurch die Impedanz der Induktivität 104 ansteigt. Vorzugsweise ist der Transistor 86 so bemessen, dass seine Leistung mit dem Ansteigen der von der geänderten Selbstinduktivität der Wicklung 92 herrührenden Frequenz beträchtlich abfällts

Die abfallende Leistung des Transformators 84 und des Tran- · sistors 86 sowie die ansteigende' Impedanz der Induktivität überlagern sich derart in ihrer Wirkung, dass die Schwingung ; augenblicklich abgestoppt vrird. Der Strom im Widerstand fällt plötzlich ab, xtfodurch die Spannung an der Leitung 98 ansteigt und ein positiver Impuls über den Kondensator 120 an · die Steuerelektrode 54g gelangt. Dieser Impuls schaltet den steuerbaren Gleichrichter 54- -.ein. _t| ,

Der Gleichrichter 54- leitet darauf-hin, die ·< am Kondensator J?6 · aufgebaute positive Spannung an die Kathode 46c des Gleich-. richüers 4-6. Da die Spannung an der Steuerelektrode 46g mit Beendigung der Schwingung wegfiel, schaltet die positive Sp&r-nung des Kondensators 56 den Gleichrichter 46 schlag- W artig aus. Der Stromfluss durch die Primärwicklung 26 fällt augenblicklich auf 0 ab, wodurch in der Sekundärwicklung der Zündspule 26 eine Spannung induziert wird, welche eine der Zündkerzen 36 zündet.

In weiterer Folge gelangt ein anderer Ausschnitt 132 in den Luftspalt 90, und die"Schwingung "im Transistor 86 beginnt Vu„ Neuem. Die Steuerelektrode 46g erhält erneut positives Potential und schaltet den steuerbaren Gleichrichter 46 ein.

Falls erwünscht, kann parallel zur Diode 110 ein Kondensator geschaltet werden, um die Wechselstroiaiupedanz zwischen der !

*w 7707 /17.10.67 . 009810/0752

153920?

, , · weiter

Sekundärwicklung 94- und Masse/herabzusetzen. Das Flügelrad 124 kann auch-eben aus-*obildet sein oder eine beliebige andere Form besitzen, und es kann auch aus paramagnetischem oder ferromagnetischem Material hergestallt sein. Der Oszillator kann so j ausgelegt sein, dass keine Schwingung auftritt, wenn sich ein ] Ausschnitt 132 im Luftspalt 90 befindet und die.Bewegung von Material der Rippe 130 in den Luftspalt 90 die Schwingung auslöst. Der Transformatorkern 80 kann in zwei C-fÖrmige Abschnitte aufgeteilt sein, deren Enden über zwei Luftsp'alte gegeneinander gerichtet sind, um die Änderung der Rückkopplung zu vergrössern, wenn die Rippe 130 zwischen die beiden Abschnitte eintritt. Besonders zu beachten ist, dass der Transformator 84 eine doppelte Aufgabe erfüllt, nämlich eine Rückkopplung für den Oszillator f schafft und den Kondensator 56 auflädt.

Die silikongesteuerten Gleichrichter 46 und 54· sind vorzugsweise gesteuerte lialbloiterventile, da deren Unempfindlichkeit eine genaue Funktion !..m^rhalb des Kotorraums über eine lange Zeitdauer hinweg sichei-s-aellt. Die Stärke des von den Unterbrecherkontakten 66 und 68 unterbrochenen Stromes kann einen so niedrigen Wert wie O₅I A betragen, so dass die Lebensdauer im Handel erhältlicher Unterbracherkontakte bis zur Lebensdauer der Hauptteile der Brennkraftmaschine ausgedehnt werden kann. Die Lebensdauer des kontaktIosen Systems nach I¹Xg. 2 ist noch grosser.

Patentansprüche /

~'o 7707/ 17.10.1967

009810/0752

Claims (2)

Pat ent an so r üch e

1. Elektronische Zündanlage für 3ro-r_ikraftmaschi^an, insbesondere in Kraftfahrzeugen, ni'j einer primärseitig von iiner Stromquelle über einen Stromunterbrecher gespeisten Sündspule, deren bei der Stromunterbrechuiig induzierte Sekundär spannung über einen Zündverteiler den einaelnen Zündkerzen zuführbar ist, gekennzeichnet durch ein nit uor Primärwicklung (26) der Zündspule (24-) in Serie geschaltotes erstes gesteuertes Ealbleiterventil (46), ein mit seiner Kathode (54c) an die Kathode (46c) des ersten Halbleiterventils (46) angeschlossenes zweites gesteuertes Ealbleiterventil (54), einen die Anoden (46a,54a) der beiden Halbleiterventile (46_S54) verbindenden Kondensator (56), einen zv/eistufigen, von rotierenden Teilen der Brennkraftmaschine antreibbaren Impulsgeber (53 bzw. 122), durch dessen eine Impulsstufe das erste Ealbleiterventil (46) einschaltbar ist, einen Transformator (42 "ozx-i* 34) aur Aufladung des Kondensators (56) bei eingeschal*ja"Ji_i ersten Halbleiter-. ventil (46) sov;ie Schalfcittel zur 3inschaltur-g des zweiten Halbleiterventils (54), wenn der Inpulsgeber (53 bzw. 84) in die zweite Impulsstufe unschaltet, wobei das zweite Halbleiterventil (54) den Kondensator (56) über !.ia I-Ialb-™, leiterventile (46., 54) entlädt und das erste Ealblei-cerventil (46) schlagartig absehaltet.

!

2. Zündanlag© nach „-.Jispruch 1₄ dadurch g 3 L ,. η η-zeichnet, dass die Halbleiöerventile (A-6,54) silikon-

, gesteuerte Gleichrichter sind und der Impulsgeber ('.22) 'einen an die elektrische Stromquelle (10) angeschlossenen Oszillator aufweist, an welchem der Transformator (84) zur Erregung durch den:Oszillator angeschlossen ist.

Po 770? /17.-1O.19S7 ₀₀9810/0752

3. £ündnlage -ach Jkispirucia 2, dadurch, g e k e η n- . ^; · zeichnet, dass der Oszillator einen Eraiisistor (86) aufweist und der !Transformator (84·) eine Ruckkopplungsverbindunj zwischen den Ausgar.3 (Kollektor 86e) und den Eingang (Emitter 86c) des Transformators (86) herstellt.

4-, Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch g e k e η nzeichnet, dass der'Sransformator (84·) einen Kern (88) ' mit einem Luftspalt (90) aufweist und der Impulsgeber (122) aus einem, durch den I/uftspalt (90) des Kerns (88) "bewegbaren und dabei die Schwingung auslösenden bzw. beendenden Anker (Hippe 130) besteht.

5. Zündanlage'nach Anspruch 4, dadur, ch gekennzeichnet, dass der Anker (Rippe 1JQ) aus diamagnetischem Material besteht.

6. Zündanlage· nach Anspruch "t, dadurch ge ken n-' zeichnet, dass dia E^rolsi"3erventile (4-6,54-) silikongestfeu&rte G-leichrichter sind, dass der Impulsgeber an die elektrische Stromquelle (I0)^„joscliloss3ne Unterbrecherkon'aakte (66,68) aufv;eist, di^ abv?echselr.d schließen und öffnen und dass der Transformator (A-2) einen säoüi^baren Kern auf-

?. Zündanlage nach .-.nspruch 6, d a d u.r c h g e ic e η na ei c h η e t, dass die Primärwicklung (4-0)des sättig-"Laren Sransforciators (4-2) in Serie mit der "Primärwicklung (28) • der Zündspule (24-) und dem ersten silikongesteuerten Gleichriciüer (4-6) geschaltet is;;·

8. Zündanlage nach Anspruch 7» dadurchgekennz e i-c h η e t, dass die Sekundärviickiung (4-S) des sättigb&ren Sransfornators (4-2) über eine Idode (50) an can Kondensator (56) angeschlossen ist.

7707 /17.10.67 009810/0752

BAD ORIGINAL