DE1539228C3

DE1539228C3 -

Info

Publication number: DE1539228C3
Application number: DE1539228A
Authority: DE
Inventors: Brian Sutton Coldfield Warwickshire Gilbert (Grossbritannien)
Original assignee: Joseph Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1965-05-05
Filing date: 1966-04-29
Publication date: 1974-01-03
Also published as: GB1136913A; US3399658A; ES326674A1; NL6606144A; DE1539228B2; DE1539228A1

Description

Zündschaltung, wenn als Induktivität eine besondere Induktivität vorgesehen ist. Wenn der Schalter geöffnet wird und damit der Stromfluß durch ihn unterbrochen wird, kann der über die Induktivität fließende Strom weiter über den Kondensator fließen. Die in der Induktivität gespeicherte Energie wird dabei auf den Kondensator übertragen. W\r-d durch Anlegen eines Einschaltimpulses die Einschaltung am Schalter eingeleitet, dann beginnt sich der Kondensator über die Primärwicklung des Rückkopplungstransformators zu entladen. Von dieser Primärwicklung wird dabei ein Impuls auf die Sekundärwicklung des Rückkopplungstransformators übertragen, die das Einschaltsignal verstärkt, so daß der Schalter schnell eingeschaltet wird. Die in dem Kondensator gespeicherte Energie erzeugt dabei in der Induktionsspule auf Grund der schnellen Einschaltung einen energiestarken Funken. In den Zeichnungen zeigenIgnition circuit if a special inductance is provided as the inductance. When the switch is open and so that the flow of current through it is interrupted, the flowing through the inductance can Current continues to flow across the capacitor. The energy stored in the inductance is thereby transferred to the capacitor. W \ r-d by applying A switch-on pulse initiates the switch-on, then the capacitor begins through the primary winding of the feedback transformer. From this primary winding a pulse is transmitted to the secondary winding of the feedback transformer, which amplifies the switch-on signal so that the switch is turned on quickly. The one in the condenser Stored energy generates a in the induction coil due to the rapid activation high-energy spark. Show in the drawings

F i g. 1 und 2 Schaltungsschaubilder, die zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellen. F i g. 1 and 2 are circuit diagrams showing the two embodiments of the present invention.

In Fig. 1 sind zunächst zwei Klemmen 11, 12 gezeigt, die im Betrieb an die Batterie eines Fahrzeuges derart angeschlossen sind, daß sie eine positive und negative Polarität aufweisen. Die positive Klemme ist geerdet, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. In Reihe zwischen den Klemmen 11,12 ist ein motorangetriebener Unterbrecher 13, ein Widerstand 14 und eine Induktionsspule 15 geschaltet. Der Unterbrecher 13 ist mittels eines Kondensators 16 überbrückt, und ein Punkt zwischen dem Widerstand 14 und der Induktionsspule 15 ist an die Klemme 12 über parallele Strombahnen angeschlossen, die entsprechend einen Kondensator 17 und einen Widerstand 18 enthalten und ist außerdem über die Sekundärwindung 19 eines Transformators 21 an die Steuerelektrode eines mittels einer Steuerelektrode gesteuerten Schalters 22 angeschlossen. Die Windung 19 ist mittels eines Widerstandes 23 überbrückt.In Fig. 1 first two terminals 11, 12 are shown, which are connected to the battery of a vehicle during operation are connected so that they have positive and negative polarity. The positive terminal is grounded as shown in the drawing. In series between the terminals 11, 12 is a motor-driven one Interrupter 13, a resistor 14 and an induction coil 15 are connected. The breaker 13 is bridged by means of a capacitor 16, and a point between the resistor 14 and the induction coil 15 is connected to the terminal 12 via parallel current paths, the corresponding a capacitor 17 and a resistor 18 included and is also across the secondary winding 19 of a transformer 21 to the control electrode by means of a control electrode controlled switch 22 connected. The turn 19 is bridged by means of a resistor 23.

Der Schalter 22 ist eine Halbleitereinrichtung, der ähnliche Eigenschaften wie ein gesteuerter Gleichrichter besitzt und der die zusätzliche Eigenschaft aufweist, daß er mittels eines negativen Signals abgeschaltet werden kann, das an dessen Steuerelektroden-Kathodenstrombahn angelegt wird. Die Kathode des Schalters 22 liegt an der Klemme 12 an, und dessen Anode ist mit der Klemme 11 über eine Reihenschaltung verbunden, die die Primärwindung 20 eines Transformators 21, die Primärwindung 24 eines Zündtransformators 25 und einen Widerstand 26 enthält. Die Windung 20 und der Schalter 22 sind mittels eines Kondensators 27 überbrückt, und die Sekundärwindung 28 des Transformators 25 ist über einen Verteiler 29 an die Zündkerzen 30 des Motors der Reihe nach anschließbar.The switch 22 is a semiconductor device which has properties similar to a controlled rectifier and which has the additional property that it is switched off by means of a negative signal which is applied to its control electrode-cathode current path. The cathode of switch 22 is applied to terminal 12, and its anode is connected in series to terminal 11 connected, which is the primary winding 20 of a transformer 21, the primary winding 24 an ignition transformer 25 and a resistor 26 contains. The turn 20 and the switch 22 are bridged by means of a capacitor 27, and the secondary winding 28 of the transformer 25 is over a distributor 29 can be connected to the spark plugs 30 of the engine in sequence.

Im Betrieb, wenn der motorangetriebene Unterbrecher 13 geschlossen wird, fließt ein Strom über den Unterbrecher 13, den Widerstand 14, die Windung 19 und den Widerstand 23 parallel und über die Steuerelektrode und Kathode des Schalters 22, so daß der Schalter 22 eingeschaltet wird. Der Strom kann nun durch den Schalter 22, die Windung 20, die Windung 24 und den Widerstand 26 fließen. Zur gleichen Zeit fließt der Strom, der durch den Widerstand 14 geleitet wird, über die Induktionsspule 15, so daß Energie in der Induktionsspule 15 und in der Windung 20, 24 aufgespeichert wird. Wenn der Unterbrecher 13 geöffnet wird, bewirkt die Energie, die in der Induktionsspule 15 aufgespeichert wurde, daß die Steuerelektrode des Schalters 22 mit Bezug auf die Kathode negativ wird, und der Schalter 22 beginnt nach einer kurzen Verzögerung, infolge der Wirkung der Speicheraufladung, in den nichtleitenden Zustand überzugehen. Indem der Schalter 22 beginnt sich abzuschalten, nimmt der Strom, der in der Windung 20 fließt, ab, jedoch der Strom, der durch die Windung 24 fließt, nimmt infolge des Vorhandenseins des Kondensators 27 nicht sofort ab. Indessen bewirkt der fehlende Strom in der Windung 20, daß Energie zurück zu der Steuerelektrode des Schalters 22 über die Windung 19 fließt, und diese zusätzliche Energie unterstützt das Abschalten des Schalters 22. Auf diese Weise wird der Schalter 22 sehr schnell abgeschaltet, und der schnelle Abfall des Stromes in der Windung 24 erzeugt einen Zündfunken an der entsprechenden Zündkerze.In operation, when the motor-driven breaker 13 is closed, a current overflows the breaker 13, the resistor 14, the turn 19 and the resistor 23 in parallel and across the control electrode and cathode of the switch 22 so that the switch 22 is turned on. The current can now flow through switch 22, turn 20, turn 24 and resistor 26. To the At the same time, the current that is passed through the resistor 14 flows through the induction coil 15, so that energy in the induction coil 15 and in the winding 20, 24 is stored. When the breaker 13 is opened, causes the energy that has been accumulated in the induction coil 15 that the control electrode of switch 22 goes negative with respect to the cathode, and switch 22 begins after a short delay, due to the effect of the accumulator charging, in the non-conductive State. As switch 22 begins to turn off, the current flowing in the Winding 20 flows away, but the current flowing through winding 24 decreases due to its presence of the capacitor 27 does not decrease immediately. Meanwhile, the lack of current in winding 20, that energy flows back to the control electrode of switch 22 via winding 19, and this additional Energy assists in turning off switch 22. In this way, switch 22 becomes great turned off quickly, and the rapid drop in current in winding 24 creates an ignition spark on the corresponding spark plug.

Es kann festgestellt werden, daß der Punkt zwisehen dem Widerstand 14 und der Induktionsspule 15 durch die Induktionsspule zuerst negativ wird, dann jedoch durch den Transformator 21 wieder positiv wird', daher treten an diesem Punkt keine großen Änderungen von Spannungen auf, was von be- „·It can be seen that the point between the resistor 14 and the induction coil 15 first becomes negative through the induction coil, but then becomes positive again through the transformer 21 becomes', therefore no large changes in voltages occur at this point, which is of

trächtlichem Vorteil ist, wenn der Unterbrecher für ■*· eine begrenzte Spannungsleistung ausgelegt ist. Es kann ferner festgestellt werden, daß der Unterbrecher 13 durch verschiedene andere Arten von motorangetriebenen Schaltern ersetzt werden kann, die nicht unbedingt mechanisch sein müssen.there is a considerable advantage if the interrupter for ■ * · a limited voltage output is designed. It can also be determined that the breaker 13 can be replaced by various other types of motorized switches, the do not necessarily have to be mechanical.

Der Zweck der Widerstände 18, 23 besteht darin, die Oszillationen in dem Stromkreis, der von der Steuerelektrode des Schalters 22 gebildet wird, herabzusetzen oder zu verhindern. Die Kondensatoren 16, 17 begrenzen die Höhe des Anstiegs der Spannung an dem Verteiler 13 und verringern daher das Entstehen eines Lichtbogens. Der Kondensator 27 begrenzt zusätzlich zu seiner bereits beschriebenen Funktion die Spannung an dem Schalter 22 auf einen zulässigen Wert.The purpose of the resistors 18, 23 is to reduce the oscillations in the circuit produced by the Control electrode of the switch 22 is formed, reduce or prevent. The capacitors 16, 17 limit the magnitude of the increase in voltage on the distributor 13 and therefore reduce it Creation of an arc. The capacitor 27 limits in addition to that already described Function the voltage on the switch 22 to a permissible value.

Es kann festgestellt werden, daß mit einem Kondensator 27, der wie gezeigt geschaltet ist, der Abfall des Stromes in der Windung 24 verzögert wird, wenn der Schalter 22 abzuschalten beginnt, ohne daß Energie, die in der Windung 20 aufgespeichert ist, verbraucht wird. Die gleiche Wirkung kann auch dadurch erreicht werden, indem eine Seite des Kondensators 27 an einen Punkt zwischen den Windungen 20 und 24 angeschlossen wird und dessen andere Seite mit der Klemme 11, entweder direkt oder über einen Widerstand 26 verbunden wird. Der Kondensator 27 darf nicht direkt parallel zu der Anode und Kathode des Schalters 22 geschaltet werden, da er sonst die Energie, die in der Windung 20 aufgespeichert wird, verbrauchen würde. In einer Abänderung kann ein Widerstand in Reihe mit dem Kondensator 27 geschaltet werden, um den Schalter 22 zu schützen, für den Fall, wenn er zufällig eingeschaltet wird, während der Kondensator 27 auf eine hohe Spannung aufgeladen ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Induktionsspule 15 nicht an die Steuerelektrode, wie- in der Zeichnung dargestellt, angeschlossen, sondern bildet die Primärwindung eines Transformators, dessen Sekundärwindung an die Steuerelektrode in der gleichen Weise wie die Induktionsspule 15 angeschlossen ist. Diese Abänderung ist bei Schaltungen mit einer negativen Erdung besonders günstig.It can be seen that with a capacitor 27 connected as shown, the drop of the current in the winding 24 is delayed when the switch 22 begins to turn off without Energy that is stored in the winding 20 is consumed. This can also have the same effect can be achieved by placing one side of capacitor 27 at a point between the turns 20 and 24 is connected and the other side to terminal 11, either directly or via a resistor 26 is connected. The capacitor 27 must not be directly parallel to the anode and The cathode of the switch 22 is switched, as otherwise it would store the energy in the winding 20 will, would consume. Alternatively, a resistor can be used in series with the capacitor 27 can be switched to protect the switch 22 in the event that it is accidentally turned on, while the capacitor 27 is charged to a high voltage. In another embodiment, the induction coil 15 is not connected to the Control electrode, as shown in the drawing, connected, but forms the primary winding a transformer whose secondary winding is connected to the control electrode in the same way as the induction coil 15 is connected. This modification is for circuits with a negative ground very cheap.

5 65 6

In dem Ausführungsbeispiel, das in F i g. 2 gezeigt spiel wird dann wiederholt, um den nächsten Zündist, sind die Verbindungen zwischen den Versor- funken zu erzeugen. Es kann festgestellt werden, daß gungsklemmen 11, 12 und der Steuerelektrode des der Transformator 21 dazu beiträgt, den Schalter 22 Schalters 22 die gleichen, wie diejenigen, die in abzuschalten, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, und daß der Fig. 1 gezeigt sind. Sie sind mit den gleichen Be- 5 Kondensator 34 auf eine Spannung aufgeladen wird, zugszeichen versehen. Darüber hinaus ist die Ka- die beträchtlich höher als die Batteriespannung ist. thode des Schalters 22 mit der Klemm/12 verbun- Der Kondensator 34 übt außerdem die Wirkung des den,· und die Anode des Schalters 22 rft an das eine Kondensators 27 aus, der in F i g. 1 gezeigt ist.
Ende der Windung 20, wie in Fig. 1 gezeigt, ange- In beiden Schaltungen nach Fig. 1 und2 unterschlossen. Indessen liegt das andere Ende der Win- io stützt der Transformator 21 das Einschalten des dung 20 an der Klemme 11 über eine Diode 31, eine Schalters 22, sowie das Ausschalten dieses Schalters. Induktionsspule 32 und einen Widerstand 33 in In F i g. 1 ist diese Wirkung nicht von Bedeutung, je-Reihe an. Ein Punkt der Windung 20 und der Diode doch in F i g. 2 ist die Wirkung wichtig, da der Funke 31 ist an die Klemme 12 über einen Kondensator 34 erzeugt wird, wenn der Schalter 22 eingeschaltet in Reihe mit der Primärwindung 24 des Zündtrans- 15 wird. Obwohl in F i g. 2 ein Funke nicht erzeugt formators 25 geschaltet, dessen Sekundärwindung 28 wird, wenn der Schalter 22 abgeschaltet wird, ist es in der gleichen Weise, wie in F i g. 1 geschaltet ist. dennoch von Bedeutung, daß der Schalter 22 sehr Die Windung 24 ist in diesem Fall mittels einer schnell abgeschaltet wird, so daß ein Maximum an Diode 35 überbrückt. · ' Energie von der' Induktionsspule 32 auf den Konden-In the embodiment shown in FIG. The game shown in 2 is then repeated to generate the next ignition, the connections between the supply sparks. It can be noted that the supply terminals 11, 12 and the control electrode of the transformer 21 help to turn off the switch 22 switch 22 the same as those in, as shown in Fig. 1 and that of Fig. 1 are shown. They are provided with the same loading 5 capacitor 34 is charged to a voltage, prefix. In addition, the cable is considerably higher than the battery voltage. method of the switch 22 connected to the terminal / 12. The capacitor 34 also has the effect of the, · and the anode of the switch 22 is connected to the one capacitor 27 shown in FIG. 1 is shown.
At the end of the turn 20, as shown in FIG. 1, included in both circuits according to FIGS. Meanwhile, the other end of the window is the transformer 21 supports the switching on of the connection 20 at the terminal 11 via a diode 31, a switch 22, as well as the switching off of this switch. Induction coil 32 and a resistor 33 in FIG. 1 this effect is irrelevant, depending on the number. One point of the turn 20 and the diode is shown in FIG. 2, the effect is important, since the spark 31 is generated at the terminal 12 via a capacitor 34 when the switch 22 is switched on in series with the primary winding 24 of the ignition transmission 15. Although in FIG. 2 a spark not generated formator 25 is switched, the secondary winding 28 of which is switched off when the switch 22 is turned off, it is in the same way as in FIG. 1 is switched. However, it is important that the switch 22 is very quickly The winding 24 is switched off in this case by means of a fast, so that a maximum of diode 35 is bridged. · 'Energy from' induction coil 32 on the condenser

Bei der Schaltung, die in F i g. 2 gezeigt ist, wird 20 sator 34 übertragen wird mit einem Minimum an das Ein- und Ausschalten des Schalters 22 in der Verbrauch durch den Schalter 22.
gleichen Art wie die Schaltung in Fig. 1 ausgeführt. In beiden Ausführungsbeispielen kann der Schal-Indessen ist die Art, in der die Zündfunken erzeugt ter 22 durch eine andere Form eines Halbleiterwerden, eine etwas unterschiedliche. Um die Wir- Schalters ersetzt werden, dessen Zustand der Leitfäkungsweise zu erläutern, soll angenommen werden, 25 higkeit mittels Signalen gesteuert wird, die an dessen daß der Kondensator 34 aufgeladen und der Schalter Steuerelektrode angelegt werden. Beispielsweise kann 22 abgeschaltet ist. In dem Augenblick, in dem der der Schalter 22 durch einen Transistor ersetzt wer-Schalter 22 eingeschaltet wird, wird der Kondensator den. Ein Transistor erfordert selbstverständlich keine 34 über die Windung 24 und den Schalter 22 und die Vorspannung, um ihn abzuschalten. Es ist nur erfor-Windung 20 entladen und erzeugt den erforderlichen 30 derlich, die Vorspannung, die ihn einschaltet, abzu-Zündfunken. Zur gleichen Zeit fließt ein Strom schalten. Indessen, zur schnellen Schaltung des Trandurch die Reihenschaltung, die den Widerstand 33, sistors sollte vorzugsweise nicht nur die Vorspandie Induktionsspule 32, die Diode 31, die Windung nung von der Basis des Transistors fortgenommen 20 und den Schalter 22 enthält, derart, daß Energie werden, sondern es sollte noch ein bestimmtes Signal in der Induktionsspule 32 aufgespeichert wird. Wenn 35 an die Vorspannung des Transistors angelegt werden, der Schalter 22 abgeschaltet wird, wird die Energie, um diesen in den nichtleitenden Zustand zu versetdie in der. Induktionsspule 32 aufgespeichert wurde, zen. Die Schaltelemente müssen selbstverständlich so auf den Kondensator übertragen, wobei die Windung gewählt werden, daß sie eine Vorspannung für den 24 mittels der Diode 35 überbrückt wird, während Transistor solange aufrechterhalten, solange der der Kondensator 34 aufgeladen wird. Das Arbeits- 40 Transistor in dem leitenden Zustand verbleiben soll.In the circuit shown in FIG. 2, 20 sator 34 is transmitted with a minimum of turning on and off switch 22 in consumption by switch 22.
the same way as the circuit in FIG. In both embodiments, the circuit may, however, be somewhat different in the manner in which the ignition sparks 22 are generated by a different form of semiconductor. In order to replace the switch, whose state of the Leitfäkweise, should be assumed, 25 ability is controlled by means of signals that are charged to the capacitor 34 and applied to the switch control electrode. For example, 22 can be turned off. The moment the switch 22 is replaced by a transistor who switch 22 is turned on, the capacitor is the. A transistor, of course, does not require a 34 across winding 24 and switch 22 and bias to turn it off. It is only necessary to discharge winding 20 and generate the required 30 such that the bias voltage that switches it on is released from the ignition spark. At the same time a current flows switch. However, for rapid switching of the transistor by the series circuit comprising the resistor 33, preferably not only the biasing the induction coil 32, the diode 31, the winding removed 20 and the switch 22 from the base of the transistor 22, in such a way that energy , but a certain signal should still be stored in the induction coil 32. When the transistor 35 is biased off, the switch 22 is turned off, the energy to place it in the non-conductive state is in the. Induction coil 32 has been accumulated, zen. The switching elements must of course be transferred to the capacitor in such a way that the winding is selected so that it bridges a bias voltage for the 24 by means of the diode 35, while the transistor is maintained as long as the capacitor 34 is charged. The working transistor should remain in the conductive state.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 discharge of the capacitor (34) when the claims: switch (22) is switched on, generates the ignition spark, and that further a diode (35) in parallel

1. Ignition circuit for internal combustion engines with the primary winding (24) of the ignition transformer a DC voltage source, at whose terminals 5 (25) is connected, via which the charging current to the a series circuit of an inductance is fed to the capacitor (34). Storage of electrical energy for the ignition 9. ignition circuit according to one of claims 1 spark and duryh the stream. the primary to 8, characterized in that said side of an ignition coil controlling electronic switch (22) on the control electrode control switch lie whose control electrode is with the io ter switch.

Output of a time dependent on the

Internal combustion engine switch-on and switch-off pulses

generating control circuit is coupled via a transformer, characterized in that that the transformer (21) as 15 The invention relates to an ignition circuit for Feedback transformer is connected, des- internal combustion engines with a DC voltage sen Primary winding (20) in series with the electrical source, at the terminals of which a series connection is made tronic switch (22) is, and that in series an inductance for storing electrical energy the inductance (24 in Fig. 1 and 32 in gie for the ignition spark and a current through F i g. 2) and parallel to the electronic switch that controls the primary side of an ignition coil (22) and the primary winding (20) of the niche switch, its control electrode with Feedback transformer (21) a condenser the output of a time-dependent Sator (27 in Fig. 1 and 34 in Fig.2) switched the internal combustion engine switch-on and switch-off pulses is. generating control circuit via a transformer

2. Ignition circuit according to claim 1, characterized in that 25 gate is coupled. V. characterized that between the supply such an ignition circuit for internal combustion engine terminals (11, 12), which NEN to the vehicle battery is known. In this circuit there are no problems, a series circuit is arranged, special measures are taken to accelerate the disconnection of one primary winding (24) of an ignition transformation process in order to obtain a high-energy generator (25), the primary winding (20) of the first 30 ignition spark (British patent specification Transformators (21) and said switch 959 882).
(22) contains. The invention is based on the object of a

3. Ignition circuit according to claim 2, characterized in creating an ignition circuit which characterizes an energy level, that a resistor (26) in the ren provides ignition spark than the known circuit, mentioned series circuit interposed 35 According to the invention, this object is thereby achieved in spirit. . solves that the transformer acts as a feedback

4. Ignition circuit according to one of claims 1 is connected to the transformer, the primary winding in to 3, characterized in that the condensate "series is with the electronic switch, and that Sator (27) parallel to the primary winding (20) of the series to the inductor and parallel to the first transformer (21) and to switch 40 electronic switch and the primary winding of the (22) is switched. Feedback transformer a capacitor

5. Ignition circuit according to claim 2, characterized in that it is switched.

characterized in that a capacitor (34) is connected to the

Primary winding (24) of the ignition transformer (25) according to the ignition circuit obtained in that /

connected. 45 by means of the feedback transformer and a

6. Ignition circuit according to claim 3, characterized in parallel to the inductance and the electronic characterized in that the capacitor (34) connected to the switch capacitor has a fast switching primary winding (24) of the ignition transformer (25) time is reached. It is within the scope of the invention and a resistor (33) is connected. possible that a special inductive

7. Ignition circuit according to one of claims 1 50 or the primary winding of the ignition transformer 6, characterized in that a resistor is used. If the primary winding of the stand (33) in series with the capacitor (34) used ignition transformer, then through the is switched. Capacitor enables that when the discharge

8. Ignition circuit according to claim 1, characterized in the switching process by applying the switch-off signal characterized in that between the terminals (11, 55 on the control electrode of the switch continues for so long 12) a series circuit is provided, the one. Current can flow through the winding until the Induction coil (32), a diode (31) that has switched off the switch completely. During the single line Primary winding (20) and the switch device of the shutdown is from the primary winding (22) contains and also the ignition transformer of the feedback transformer on its secondary (25) is connected in such a way that its primary winding 60 transmits a pulse to the disconnection (24) in series with the capacitor (34) pulse further amplified. This achieves that parallel to the primary winding (20) of the first, the shutdown overall very quickly Transformer (21) and the switch (22) go, which in turn has a favorable effect on the switch-off time is switched, whereby the energy that affects the induction of the switch. Because of the very fast tion coil (32) was accumulated when the 65 cut-off time is due to the primary winding said switch (22) is switched on, current flowing to the transformer suddenly interrupted capacitor (34) is transmitted when the given and a high-energy ignition spark is sent to the igniter Switch (22) is turned off and the candles are delivered. The