DE1539221B2 - Zuendeinrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

3 4

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung liegt die Umständen sind die Transistoren 23, 22, entspre-

Induktionsspule in Reihe mit dem Schalter, der als chend eingeschaltet bzw. ausgeschaltet, und wenn ein

elektronischer Schalter ausgebildet ist und mit seiner Zündfunke erforderlich ist, wird ein negatives Signal

Steuerelektrode an dem sättigbaren Transformator mittels einer bekannten Einrichtung, die von dem

oder einem anderen über die bistabile Schaltung an 5 Motor betätigbar ist, an die Klemme 25 angelegt,

der Fahrzeugbatterie angeschlossenen Transformator Dieses Signal bewirkt, daß der Transistor 23 ab und

angeschlossen ist, wobei der Schalter vöji dem Kon- der Transistor 22 eingeschaltet wird, und die sich er-

densator und einer dazu in Reihe liegenden Diode gebende elektromotorische Kraft, die in der Windung

überbrückt ist, zu der die Zündspule parallel liegt. 18, durch den Strom, der in der Primär-Windung 21

Vorzugsweise dient der Spannungsabfall am sättig- io fließt, induziert wird, liefert einen positiven Steuerbaren Transformator als Steuerspannung der bistabi- Elektroden-Kathoden-Strom an den Schalter 15, so len Schaltung, die den Stromdurchgang durch den daß dieser Schalter eingeschaltet wird, worauf sich sättigbaren Transformator oberhalb einer bestimm- der Kondensator 28 über die Windung 29 entlädt ten Steuerspannung offenhält und unterhalb der be- und hierbei einen Zündfunken erzeugt, stimmten Steuerspannung unterbricht. 15 Während der Schalter 15 sich in dem eingeschalte-

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Er- ten Zustand befindet, wird in der Windung 21 Strom

findung besteht darin, daß eine zweite bistabile aufgebaut, bis der Transformator gesättigt ist. An

Schaltung vorgesehen ist, die von der ersten bistabi- diesem Punkt ist der Kollektor-Emitterstrom des

len Schaltung steuerbar ist und die mit einem zweiten Transistors 22 bestrebt, einen Wert zu erreichen, daß

Transformator derart gekoppelt ist, daß dieser 20 der Basisstrom des Transistors 22 diesen Transistor

Transformator den Schalter einschaltet. nicht mehr in leitendem Zustand aufrechterhalten

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung kann. Als Ergebnis davon steigt die Spannung an

können ein oder mehrere Bauelemente zur Herabset- dem Transistor 22 an, und die Transistoren 23, 22

zung der Spannung in Reihe mit der Primärwicklung werden entsprechend ein- und abgeschaltet. Die Un- _%-·

des sättigbaren Transformators geschaltet sein. Der 25 terbrechung des Stromes in der Windung 21 bewirkt, '*

elektronische Schalter kann ein Transistor sein. Vor- daß ein negativer Strom zur Steuerelektrode-Kathode

zugsweise ist der Kern des sättigbaren Transforma- des Schalters 15 fließt, der den Schalter 15 abschal-

tors mit einem Luftspalt versehen. tet. Die Zenerdiode nimmt den Überschuß an Ener-

In den Zeichnungen zeigen F i g. 1 bis 4 schemati- gie auf, die von der Windung 18 erzeugt wird, nachsehe Schalrungsdiagramme, die vier Ausführungsbei- 3° dem der Schalter 15 abgeschaltet worden ist. spiele der vorliegenden Erfindung darstellen. Während der Schalter 15 sich im eingeschalteten

In F i g. 1 sind zwei Leitungen 11 und 12 vorgese- Zustand befindet, wird in der Induktionsspule 13 hen, die im Betrieb an die Batterie des Fahrzeuges Energie gespeichert, und wenn der Schalter 15 abgeangeschlossen smd und eine positive negative Span- schaltet wird, wird diese Energie auf den Kondensanung führen. Diese Leitungen sind über eine Reihen- 35 tor 28 über die Diode 35 übertragen, wo sie infolge schaltung miteinander verbunden, die eine Induk- der Anordnung der Diode 14 in Bereitschaft für das tionsspule 13, eine Diode 14 und einen an der nächste Arbeitsspiel zurückgehalten wird. Es kann Steuerelektrode gesteuerten Schalter 15 enthält. Die festgestellt werden, daß der Kondensator 28 auf eine Steuerelektrode und Kathode des Schalters 15 sind Spannung aufgeladen wird, die beträchtlich höher als miteinander über eine Reihenschaltung verbunden, 40 die Spannung der Fahrzeugbatterie ist. die einen Widerstand 16, eine Zenerdiode 17 und Da der Strom, der in der Induktionsspule 13 fließt, eine Sekundärwindung 18 eines sättigbaren Trans- stets unterbrochen wird, wenn der Transformator 19 formators 19 enthält. Die Primärwindung 21 des gesättigt ist, ist dieser Strom im wesentlichen von der Transformators 19 ist mit einem Ende an der Lei- Batteriespannung unabhängig, obwohl selbstverständtung 11 und mit dem anderen Ende an dem Kollek- 45 Hch die Zeit, die erforderlich ist, bis der Strom den tor eines Transistors 22 angeschlossen, dessen Emit- Wert erreicht, sich mit der Batteriespannung ändert, ter an der Leitung 12 anliegt, und dessen Basis mit In Fig. 2 ist gezeigt, daß die Bauteile 23, 24, 25, dem Kollektor eines Transistors 23. verbunden ist. 26, 27 in F i g. 1 fortgelassen sind. Die Basis des Der Emitter des Transistors 23 ist an die Leitung 12 Transistors 22 ist jetzt an eine Klemme 36 angeangeschlossen; dessen Kollektor ist über einen 50 schlossen, an die positive Signale angelegt werden, Widerstand 24 mit der Leitung 11 verbunden und wenn ein Zündfunke erforderlich ist, und zusätzlich dessen Basis liegt an einer Klemme 25 an und ist sind Verbindungen hergestellt, von der Basis des über die Widerstände 26, 27 mit der Leitung 12 und Transistors 22 zu der Leitung 12 über parallele mit dem Kollektor des Transistors 22 verbunden. Stromkreise, von denen der eine einen Widerstand 37 Der Kern des Transformators 19 ist vorzugsweise mit 55 und der andere eine Diode 38, einen Widerstand 39 einem Luftspalt versehen, der sicherstellt, daß ein und eine zusätzliche Windung 41 des Transformators Ausgangsimpuls erhalten wird, der einen steilen Ab- 19 aufweist, fall aufweist, wenn der Transformator gesättigt ist. Die Wirkungsweise der Schaltung ist grundsätzlich

Die Anode und Kathode des Schalters 15 sind mit- die gleiche wie diejenige nach Fig. 1, mit Ausnahme

einander über einen Kondensator 28 in Reihe mit 60 der Art, in der der Transistor 22 ein- und ausge-

einer Primärwindung 29 eines Zünd-Transformators schaltet wird. Wenn ein Zündfunke erforderlich.ist, 31 verbunden, dessen Sekundärwindung 32 über wird mittels eines positiven Signals an der Klemme

einen Verteiler 33 mit den Zündkerzen 34 des Mo- 36 der Transistor 22 eingeschaltet, wobei Energie zu tors der Reihe nach verbunden wird. Die Windung der Basis des Transistors 22 mittels der Windung 41

29 ist mittels einer Diode 35 überbrückt. 65 zurückgeführt wird, bis der Transformator 19 gesät-Um die Wirkungsweise dieser Schaltung zu erläu- tigt ist. An diesem Punkt hört der Basisstrom auf zu tern, wird angenommen, daß der Schalter 15 offen fließen, und der Transistor 22 wird abgeschaltet. Die und der Kondensator 28 aufgeladen ist. Unter diesen Diode 38 ist nur erforderlich, wenn der Transistor

nicht einer umgekehrten Basis Emitterspannung Transformator bildet eine Rückkopplungsbahn, die

widerstehen kann, die sonst auftreten würde, wenn dazu beiträgt, den Schalter 15 einzuschalten, so daß

der Transistor 22 abgeschaltet wird. Der Widerstand nur ein kleiner Strom von dem Antriebsstromkreis

37 bildet eine Strombahn für die Ableitung der ge- erforderlich ist, um den Schalter 15 in den leitfähigen

speicherten Aufladung in der Basis des Transistors 5 Zustand zu versetzen.

22 beim Abschalten. Eine abgeänderte Stellung der Die in F i g. 4 gezeigte Schaltung ist besonders für

Diode 38 kann zwischen dem Emitter des Transistors sehr niedrige Batteriespannungen geeignet. Wie es in

22 und der Leitung 12 vorgesehen%erden. dieser Figur gezeigt ist, ist es eine Änderung der

In einer weiteren Abänderung der Schaltung nach Schaltung nach Fig. 1; jedoch können auch alle An-F i g. 1, die in F i g. 3 gezeigt ist, sind die Bauteile 23, io derungen angewendet werden, die in den F i g. 2 und 3 24, 25, 26 und 27 fortgelassen, und der Transforma- gezeigt sind. Der Widerstand 16 ist durch eine Diode tor 19 ist nicht als sättigbarer Transformator ausge- 51 ersetzt, und darüber hinaus sind die Steuerelekbildet. Indessen ist parallel zu der Windung 21 ein trode und Kathode des Schalters 15 über eine Sekun-Widerstand 42 in Reihe mit einer Primärwindung 43 därwindung 52 eines Transformators 53 miteinander eines sättigbaren Transformators 44 geschaltet, des- 15 verbunden, dessen Primärwindung zwischen der Leisen Sekundärwindung 45 mit einem Ende an der Lei- tung 11 und dem Kollektor eines Transistors 55 getung 12 und mit dem anderen Ende über einen schaltet ist. Der Emitter des Transistors 55 ist mit Widerstand 46 an der Basis des Transistors 22 an- der Leitung 12 über einen Widerstand 56 und dessen liegt. Die Basis des Transistors 22 ist an einer Basis ist an den Kollektor eines Transistors 57 ange-Klemme 47 für positive Impulse angeschlossen. 20 schlossen. Der Emitter des Transistors 57 ist mit der

Die Wirkungsweise ist die gleiche wie in Fig. 2, Leitung 12 verbunden. Dessen Kollektor liegt an der

mit Ausnahme, daß die Rückkopplungsenergie zur Leitung 11 über einen Widerstand 58 an, und dessen

Basis des Transistors 22 über den Sättigungstransfor- Basis ist über den Widerstand 59 mit der Leitung 11,

mator 44 geleitet wird. Diese Änderung gestattet die über den Widerstand 61 mit dem Emitter des Transv-"

Verwendung eines kleineren Sättigungstransforma- 25 stors55 und über den Widerstand 62 mit dem KoI-*

tors 44, der wirtschaftlich sein kann, selbst wenn ein lektor des Transistors 22 verbunden,

normaler Transformator 19 noch zusätzlich erforder- Die Diode 51 verhindert, daß der Transformator

lieh ist. 19 den Schalter 15 einschaltet; wenn jedoch der

In jeder der F i g. 1 bis 3 sind die Induktionsspule Transistor 22 leitet, ist der Strom in dem Transistor

13 und die Primärwindung des sättigbaren Transfer- 30 57 herabgesetzt infolge der Verbindung über den

mators in Reihenschaltungen zwischen den Leitun- Widerstand 62, und der Transistor 55 wird in den

gen 11, 12 geschaltet. Diese Reihenschaltungen ent- leitenden Zustand versetzt. Das Ergebnis hiervon ist,

halten verschiedene Bauteile, und, da der Spitzen- daß ein Stromimpuls über den Transformator 53 ge-

strom in dem Sättigungstransformator im wesentli- leitet wird, während der Transistor 22 sich in dem

chen unabhängig von der Batteriespannung ist, kann 35 leitenden Zustand befindet. Die Schaltung, die die

der Spitzenstrom in der Induktionsspule in gewissem Transistoren 55 und 57 enthält, ist vorgesehen, um

Umfange von der Batteriespannung abhängig sein, sicherzustellen, daß die Amplitude dieses Impulses

was unerwünscht ist. Diese Erscheinung kann besei- unabhängig von der Batteriespannung ist und der

tigt werden durch Einschalten von zusätzlichen Transformator 53 einen im wesentlichen konstanten

Spannungsabfall-Bauteilen in die Kollektor-Emitter- 40 Steuerelektroden-Kathoden-Strom zum Schalter 15

Strombahn des Transistors 22. Ein Widerstand und liefert, um diesen einzuschalten. Der Schalter 15

ein Paar Dioden in Reihe sind für diesen Zweck als wird abgeschaltet, wie es in F i g. 1 gezeigt ist, und

geeignet befunden worden. In der Schaltung nach wenn der Transistor 22 aufhört zu leiten, werden die

F i g. 3 kann indessen das Problem dadurch gelöst Transistoren 55 und 57 entsprechend in den nichtlei-

werden, daß der Widerstand 42 und die Windung 43 45 tenden bzw. in den leitenden Zustand versetzt,

in Reihe mit einer weiteren Diode parallel zu der In- Wie vorstehend erläutert, kann an Stelle eines an

duktionsspule 13 und der Diode 14 geschaltet wer- der Steuerelektrode gesteuerten Schalters ein Transi-

den. In diesem Falle ist der Widerstand 42 sehr we- stör verwendet werden. Es ist hierbei nur erforder-

sentlich. Es muß festgestellt werden, daß für viele lieh, sicherzustellen, daß der Transistor in dem gesät-

Anwendungen diese Verfeinerungen nicht erforder- 5° tigten Zustand verbleibt, solange er eingeschaltet

lieh sind, da die Änderungen in dem Spitzenstrom in sein soll. Das kann dadurch erreicht werden, indem

der Induktionsspule infolge der Batteriespannung ge- sichergestellt wird, daß ein genügender Basisstrom

nügend klein sind, so daß sie vernachlässigt werden vorgesehen wird, um den Transistor bei allen erwar-

können. teten Kollektor-Emitter-Strömen gesättigt zu halten,

In jedem der bisher behandelten Ausführungsbei- 55 oder durch Einfügung eines Transformators, um den spiele können temperaturausgleichende Einrichtun- Basisstrom mit der Erhöhung des Kollektor-Emittergen vorgesehen werden, entweder bei der Auswahl Stromes zu erhöhen.

des Sättigungstransformators oder durch Verwen- In den gezeigten Ausführungsbeispielen wird ein dung von geeigneten temperaturempfindlichen Bau- besonderer Strom vorgesehen, um den an der Steuerteilen in der Schaltung. 60 elektrode gesteuerten Schalter abzuschalten, und es

In einer abgeänderten Schaltung, die bei jeder der ist klar, daß, wenn ein Transistor verwendet wird,

bisher beschriebenen Schaltungen anwendbar ist, eine Aufhebung des Antriebsstromes bereits genügt,

kann die Induktionsspule 13 die Primärwindung um die Leitfähigkeit des Transistors aufzuheben. In-

eines Antriebs-Transformators bilden, dessen Sekun- dessen ist die Verwendung der erfindungsgemäßen

därwindung mit einem Ende an die Kathode des 65 Schaltungen auch dann vorteilhaft, wenn ein Transi-

Schalters 15 und mit dem anderen Ende an die stör verwendet wird, da die umgekehrte Basis Emit-

Steuerelektrode des Schalters 15 über eine Diode und ter-Vorspannung sicherstellt, daß der Transistor sehr

einen Widerstand angeschlossen ist. Der Antriebs- schnell in den nichtleitenden Zustand versetzt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Patentansprüche: Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für

1. Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen Brennkraftmaschinen mit einer Induktionsspule, die mit einer Induktionsspule, die zur Speicherung zur Speicherung mit Zündenergie mittels eines Schalmit Zündenergie mittels eines Schalters an die ters an die Fahrzeugbatterie anschließbar ist, und mit Fahrzeugbatterie anschließbar ist, und mit einem 5 eineminAbhängigkeitvonderDrehzahlderBrennkraftin Abhängigkeit von der Drehzahl der Brenn- maschine an die Fahrzeugbatterie anschließbaren sätkraftmaschine an die Fahrzeugbatterie anschließ- tigbaren Transformator, der bei Erreichen seiner Sättibaren sättigbaren Transformator^" der bei Errei- gung die Energiezufuhr zu der Zündspule unterbricht, chen seiner Sättigung die Energiezufuhr zu der Bei einer Zündeinrichtung für Brennkraftmaschi-Zündspule unterbricht, dadurch ge kenn- io nen, die Gegenstand eines älteren deutschen Patentes zeichnet, daß der sättigbare Transformator ist, erhält der Schalter seine Steuerimpulse von dem (19 in F i g. 1,2,4; 44 in F i g. 3) über eine bista- Unterbrecher des Zündverteilers über einen als ferrobile Schaltung (22, 23) an der Fahrzeugbatterie magnetischen Schaltkern ausgebildeten sättigbaren angeschlossen ist, die Einschaltimpulse von der Transformator, der in zwei Sättigungszustände ma-Brennkraftmaschine erhält und die bei Sättigung 15 gnetisierbar ist. Da der Schaltkern durch die vom des Transformators (19 in Fig. 1,2,4; 44 in Unterbrecher gelieferten Steuerimpulse jeweils bis in F i g. 3) wieder ausgeschaltet wird, und daß die in den Sättigungszustand gesteuert wird, erhält der der Induktionsspule (13) gespeicherte Energie bei Schalter Steuerimpulse, die unabhängig von der Abschalten des ihr zugeordneten Schalters (15) Drehzahl der Brennkraftmaschine sind. Auf dem auf einen Kondensator (28) übertragen wird, der 20 Schaltkern ist noch eine weitere Wicklung angediese Energie bei Einschalten des der Induktions- bracht, die den Schaltkern derart in die Sättigung spule (13) zugeordneten Schalters (15) an die vormagnetisieren kann, daß Steuerimpulse vom UnZündspule (31) abgibt. terbrecher nicht mehr über den Schaltkern auf den

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch Schalter übertragen werden. Bei dieser Zündeinrichgekennzeichnet, daß die Induktionsspule (13) in 25 tung bleibt der Einfluß unterschiedlicher Batterie-Reihe mit dem Schalter (15) liegt, der als elektro- spannung auf die Zündung unberücksichtigt, nischer Schalter ausgebildet ist und mit seiner Bei einer anderen bekannten Zündeinrichtung für Steuerelektrode an den sättigbaren Transforma- Brennkraftmaschinen liegt im Steuerkreis einer aus tor (19, in F i g. 1,2,4) oder einen anderen über einer Fahrzeugbatterie gespeisten Zündspule ein die bistabile Schaltung (22) an der Fahrzeugbat- 30 ebenfalls an der Fahrzeugbatterie angeschlossener terie angeschlossenen Transformator (19 in sättigbarer Transformator. Im Stromkreis des Trans-Fig. 3) angeschlossen ist und daß der Schalter formators liegt ein Schalter, der die Stromzufuhr zur (15) von dem Kondensator (28) und einer dazu Induktionsspule unterbricht. Der sättigbare Transforin Reihe liegenden Diode (35) überbrückt ist, zu mator dient insoweit nur zur Abschaltung der Energieder die Zündspule (32) parallel liegt. 35 zufuhr zum Zündtransformator, als er den Schaltvor-

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gang des Schalters verbessert. Bei dieser Schaltung dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsab- sind keine Maßnahmen getroffen, um die Zündfunken fall am sättigbaren Transformator (19 in unabhängig von der unterschiedlichen Batteriespan-F i g. 1,2,4; 44 in F i g. 3) als Steuerspannung der nung zu machen (britische Patentschrift 951 359). bistabilen Schaltung (22, 23) dient, die den 40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromdurchgang durch den sättigbaren Transfor- Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen zu schafmator (19 in F i g. 1,2,4; 44 in F i g. 3) oberhalb fen, die unabhängig von dem Ladezustand der Batteeiner bestimmten Steuerspannung offenhält und rie Zündfunken konstanter Energie erzeugt, unterhalb einer bestimmten Steuerspannung un- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer terbricht. 45 Zündeinrichtung der eingangs genannten Art da-

4. Zündeinrichtung nach einem der An- durch gelöst, daß der sättigbare Transformator über Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine bistabile Schaltung an der Fahrzeugbatterie aneine zweite bistabile Schaltung (55, 57) vorgese- geschlossen ist, die Einschaltimpulse von der Brennhen ist, die von der ersten bistabilen Schaltung kraftmaschine erhält und die bei Sättigung des (22, 23) steuerbar ist und die mit einem zweiten 50 Transformators wieder ausgeschaltet wird, und daß Transformator (53) derart gekoppelt ist, daß die- die in der Induktionsspule gespeicherte Energie bei ser Transformator (53) den Schalter (15) ein- Abschalten des ihr zugeordneten Schalters auf einen schaltet. Kondensator übertragen wird, der diese Energie bei

5. Zündeinrichtung nach einem der An- Einschalten des der Induktionsspule zugeordneten Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein 55 Schalters an die Zündspule abgibt.

oder mehrere Bauelemente zur Herabsetzung der Der sättigbare Transformator schaltet die bistabile

Spannung in Reihe mit der Primärwicklung des Schaltung erst dann in ihren zweiten Schaltzustand,

sättigbaren Transformators (19 in Fig. 1,2,4; 44 wenn er seinen Sättigungspunkt erreicht hat. Die da-

in F i g. 3) geschaltet sind. für benötigte Zeit hängt von dem Ladezustand der

6. Zündeinrichtung nach einem der An- 60 Batterie ab. Infolgedessen wird auch in der Induksprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der tionsspule unabhängig von der Batteriespannung.eine elektronische Schalter (15) ein Transistor ist. konstante Energiemenge gespeichert. Die unter-

7. Zündeinrichtung nach einem der An- schiedliche Batteriespannung wird durch eine längere Sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeit für' die Stromzufuhr zur Induktionsspule ausge-Kern des sättigbaren Transformators (19 in 65 glichen. Auf diese Weise werden den Zündkerzen der Fig. 1,2,4; 44 in Fig. 3) mit einem Luftspalt Brennkraftmaschine unabhängig von der Batterieversehen ist. spannung gleich starke Zündfunken zugeführt, so

daß die Maschine optimal arbeiten kann.