DE1539222B1

DE1539222B1 - Funkenzuendschaltung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1539222B1
Application number: DE19661539222
Authority: DE
Inventors: Derek Stanley Adams; Brian Leslie Phillips
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1965-03-10
Filing date: 1966-03-09
Publication date: 1971-10-07
Also published as: NL6603119A; GB1106923A; US3406672A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Funkenzündschaltung Schalters 15 ist in Reihe mit einer Diode 17 und

für Brennkraftmaschinen mit einer Induktionsspule einer Zenerdiode 18 die Sekundärwindung 19 eines

und einem in Reihe hierzu liegenden so ein- und aus- Transformators 21 geschaltet, dessen Primärwindung

schaltbaren Halbleiterschalter, daß die im eingeschal- 22 mit einem Ende an der Leitung 11 anliegt und

teten Zustand des Halbleiterschalters in der Induk- 5 mit dem anderen Ende an den Kollektor eines Tran-

tionsspule gespeicherte Energie in ausgeschaltetem sistors 23 angeschlossen ist, dessen Emitter mit der

Zustand einem Speicherkondensator freigegeben Leitung 12 verbunden ist und dessen Basis an dem

wird. Kollektor eines Transistors 24 anliegt. Der Kollektor

Eine derartige Funkenzündschaltung ist bekannt. des Transistors ist mit der Leitung 11 über einen

Bei ihr wird der Halbleiterschalter über einen an den io Widerstand 25 verbunden und dessen Basis an einer

Steuerstromkreis des Halbleiterschalters angeschlos- Klemme 26 angeschlossen, über einen Widerstand 27

senen mechanischen Schalter ein- und ausgeschaltet mit der Leitung 11, über einen Widerstand 28 mit

(französische Patentschrift 1 352 646). dem Kollektor des Transistors 23 und über einen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Widerstand 29 und dem Widerstand 16 in Reihe mit

Funkenzündschaltung der eingangs genannten Art zu 15 der Leitung 12 verbunden.

schaffen, bei der weitgehend unabhängig von der Die Steuerelektrode und die Kathode des Schal-Batteriespannung gleich starke Zündfunken erzeugt ters 15 sind ferner miteinander über eine Sekundärwerden, windung 31 eines Transformators 32 verbunden, des-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- sen Primärwindung zwischen den Leitungen 11 und löst, daß ein erster Transformator, dessen Primär- 20 dem Kollektor eines Transistors 34 geschaltet ist, deswicklung von einem bistabilen Stromkreis ein- und sen Emitter mit der Leitung 12 über einen Widerausschaltbar ist, derart in den Stromkreis der Steuer- stand 35 und dessen Basis mit dem Kollektor eines elektrode des Halbleiterschalters geschaltet ist, daß Transistors 36 verbunden ist. Der Emitter des Traner den Halbleiterschalter in den leitenden Zustand sistors 36 liegt an der Leitung 12 an, dessen Kollekversetzen kann und ein zweiter Transformator, des- 25 tor ist über einen Widerstand 37 mit der Leitung 11 sen Primärwicklung ebenfalls von dem bistabilen verbünden und dessen Basis ist an der Leitung 12 Stromkreis ein- und ausschaltbar ist, derart in den über einen Widerstand 38 und den Widerstand 35 in Stromkreis der Steuerelektrode des Halbleiterschal- Reihe angeschlossen und mit der Leitung 11 und dem ters geschaltet ist, daß er den Halbleiterschalter aus- Kollektor des Transistors 23 über die Widerstände schalten kann und der bistabile Stromkreis durch, 30 39 und 41 verbunden.

von der Brennkraftmaschine gesteuerte negative, an Die Anode und die Kathode des Schalters 15 sind

einer Klemme erscheinende Impulse, in seinen zwei- miteinander über einen Kondensator 42 in Reihe mit

ten stabilen Zustand versetzbar ist und den Halb- der Primärwindung 43 eines Zündtransformators 44

leiterschalter einschaltet, und derart geschaltet ist, verbunden, dessen Sekundärwindung 45 über einen

daß er beim Erreichen eines vorbestimmten Strom- 35 Verteiler 46 an die Zündkerzen 47 des Motors der

flusses in der Induktionsspule in seinen ersten stabi- Reihe nach angeschlossen wird. Die Windung 43 ist

len Zustand gelangt und den Halbleiterschalter aus- mittels einer Diode 48 überbrückt,

schaltet. Um die Wirkungsweise der Schaltung zu erläutern,

Vorzugsweise ist der bistabile Stromkreis mit der wird ein Punkt im Arbeitsspiel betrachtet, in dem

Primärwicklung des ersten Transformators über einen 40 der Schalter 15 abgeschaltet ist und der Kondensator

zwei Halbleiterschalter aufweisende Verstärkerschal- 42 aufgeladen ist. In diesem Zustande sind die Tran-

tung derart gekoppelt, daß in direkter Abhängigkeit sistoren 24, 36 eingeschaltet und die Transistoren 23,

von dem bistabilen Stromkreis jeweils nur der eine 34 ausgeschaltet, daher kann kein Strom in der Win-

oder andere Halbleiterschalter der Verstärkerschal- dung 22 oder in der Windung 33 fließen,

tung eingeschaltet ist. 45 In dem Augenblick, wenn ein Zündfunke erfor-

Bei der erfindungsgemäßen Funkenzündschaltung derlich ist, bewirkt eine bekannte Einrichtung, die

wird der Strom in der Induktionsspule nicht nach durch den Motor betätigt wird, daß ein negatives

einer bestimmten Zeit unterbrochen, sondern wird Signal an der Klemme 26 erscheint. Dieses Signal

erst dann unterbrochen, wenn er einen bestimmten schaltet den Transistor 24 ab, so daß der Transistor

Wert erreicht hat. Damit ist sichergestellt, daß un- 50 23 eingeschaltet wird und ein Strom in der Windung

abhängig von der Batteriespannung im Kondensator 22 aufgebaut wird. Der Stromanstieg erzeugt eine

eine konstante Energiemenge gespeichert wird und elektromotorische Kraft in der Windung 19, die je-

damit ein konstanter Zündfunke erzeugt wird. doch durch die Diode 17 gesperrt ist.

In der Zeichnung ist ein Schaltungsschema für eine Wenn der Transistor 23 eingeschaltet wird, wird

Funkenzündschaltung gemäß der Erfindung wieder- 55 der Transistor 36 ausgeschaltet und der Transistor

gegeben. Im Betrieb sind eine positive und eine nega- 34 eingeschaltet. Die Transistoren 34, 36 wirken in

tive Leitung 11, 12 an den Klemmen der Fahrzeug- Verbindung mit deren anliegenden Bauteile derart,

batterie angeschlossen. Diese beiden Leitungen 11, daß ein Impuls an der Windung 33 erscheint, bis der

12 sind mittels einer Reihenschaltung miteinander Transistor 23 abgeschaltet wird. Durch die Wirkung

verbunden, die eine Induktionsspule 13, eine Diode 60 der Verbindungen der Schaltung hat dieser Impuls

14, einen an der Steuerelektrode gesteuerten Schal- eine Amplitude, die unabhängig von der Batterie-

xer 15 und einen Widerstand 16 enthält. Der Schal- spannung ist, so daß ein im wesentlichen konstanter

ter 15 ist eine Halbleitereinrichtung, der die Eigen- Strom durch die Windung 31 fließt, der den Schalter

schäften eines gesteuerten Gleichrichters hat mit der 15 einschaltet. Die Zenerdiode 18 verhindert, daß die-

zusätzlichen Eigenschaft, daß der Anoden-Kathoden- 65 ser Einschaltstrom durch die Windung 19 fließt,

strom mittels eines negativen Steuerelektroden- Wenn der Schalter 15 eingeschaltet ist, entlädt sich

Kathoden-Stroms abgeschaltet werden kann. der Kondensator 42 über die Windung 43 und er-

Zwischen der Steuerelektrode und der Kathode des zeugt den erforderlichen Zündfunken. Während der

Schalter 15 eingeschaltet ist, wird der Strom in der Reihenschaltung 13, 14, 15, 16 aufgebaut, bis er einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Die Spannung an dem Widerstand 16 schaltet dann den Transistor 24 ein. Nun kehren die Transistoren 34, 36 in ihren ursprünglichen Zustand zurück, so daß der vorwärts gerichtete Antrieb zum Schalter 15 aufgehoben und der Transistor 23 abgeschaltet und der Stromfluß in der Windung 22 unterbrochen wird. Die sich ergebende elektromotorische Kraft in der Windung 19 erzeugt einen negativen Steuerelektroden-Kathoden-Strom, der den Schalter 15 abschaltet. Die Energie, die in der Induktionsspule 13 aufgespeichert wurde, wird nun auf den Kondensator 42 über die Diode 48 übertragen und wird von der Diode 14 zurückgehalten.

Es kann festgestellt werden, daß der Kondensator 42 auf eine Spannung aufgeladen wird, die beträchtlich höher ist als die Spannung der Fahrzeugbatterie. Das Arbeitsspiel wird wiederholt, wenn ein weiteres ao Signal an die Klemme 26 angelegt wird.

Die Widerstände 27, 29 dienen dazu, einen Ausgleich für die Änderung der Batteriespannung vorzusehen, und die Windungen 13, 22 sind so gewählt, daß sie ein hohes Induktanz-Widerstandsverhältnis aufweisen. Auf diese Weise ist der Strom, der durch die Windung 13 fließt, wenn der Schalter 15 abgeschaltet wird, im wesentlichen von der Batteriespannung unabhängig. Die Zenerdiodel8 leitet die Energie ab, die in der Windung 19 verbleibt, nachdem der Schalter 15 abgeschaltet wurde.

In einer Abänderung, die besonders nützlich ist, wenn die Batteriespannung extrem niedrig ist, sind die Widerstände 25, 27 mit der Leitung 11 über einen zusätzlichen Widerstand verbunden, und ein Punkt zwischen dem zusätzlichen Widerstand und den Widerständen 25, 27 ist mit der Leitung 12 über eine Zenerdiode verbunden.

Es kann auch ein Transistor an Stelle eines an der Steuerelektrode gesteuerten Schalters verwendet werden, wobei es erforderlich ist, sicherzustellen, daß der Transistor gesättigt bleibt, während er sich in dem eingeschalteten Zustand befinden soll. Dieses kann ausgeführt werden, indem sichergestellt wird, daß genügend Basisstrom vorgesehen wird, um den Transistor bei jedem erwarteten Kollektor-Emitter-Strom zu sättigen oder durch Einfügen eines Transformators, um den Basisantrieb zu erhöhen, wenn der Kollektor-Emitter-Strom sich erhöht. In der Zeichnung ist ein Antriebsstrom vorgesehen, um den an der Steuerelektrode gesteuerten Schalter abzuschalten und es ist klar, daß falls ein Transistor vorgesehen wird, ein Unterbrechen des Basisstromes genügt, um den Transistor in den nichtleitenden Zustand zu versetzen. Indessen ist die Verwendung der vorliegenden Schaltung auch vorteilhaft, selbst wenn ein Transistor als Schalter verwendet wird, da die Umkehrung der Basis-Emitter-Vorspannung sicherstellt, daß der Transistor sehr schnell in den nichtleitenden Zustand versetzt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Funkenzündschaltung für Brennkraftmaschinen mit einer Induktionsspule und einem in Reihe hierzu liegenden so ein- und ausschaltbaren Halbleiterschalter, daß die im eingeschalteten Zustand des Halbleiterschalters in der Induktionsspule gespeicherte Energie in ausgeschaltetem Zustand einem Speicherkondensator freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Transformator (32), dessen Primärwicklung (33) von einem bistabilen Stromkreis (23, 24) ein- und ausschaltbar ist, derart in den Stromkreis der Steuerelektrode des Halbleiterschalters (15) geschaltet ist, daß er den Halbleiterschalter in den leitenden Zustand versetzen kann und ein zweiter Transformator (21), dessen Primärwicklung (22) ebenfalls von dem bistabilen Stromkreis (23, 24) ein- und ausschaltbar ist, derart in den Stromkreis der Steuerelektrode des Halbleiterschalters-(15) geschaltet ist, daß er den Halbleiterschalter (15) ausschalten kann und der bistabile Stromkreis (23, 24) durch von der Brennkraftmaschine gesteuerte negative, an einer Klemme (26) erscheinende Impulse, in seinen zweiten stabilen Zustand versetzbar ist und den Halbleiterschalter (15) einschaltet, und derart geschaltet ist, daß er beim Erreichen eines vorbestimmten Stromflusses in der Induktionsspule (13) in seinen ersten stabilen Zustand gelangt und den Halbleiterschalter (15) ausschaltet.

2. Funkenzündschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bistabile Stromkreis (23, 24) mit der Primärwicklung (33) des ersten Transformators (32) über eine zweite Halbleiterschalter (34, 36) aufweisende Verstärkerschaltung derart gekoppelt ist, daß in direkter Abhängigkeit von dem bistabilen Stromkreis (23, 24) jeweils nur der eine oder andere Halbleiterschalter (34, 36) der Verstärkerschaltung eingeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPV