DE1539242C3 - Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge antreibende Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge antreibende Brennkraftmaschinen, bei welcher mit der Steuerwechselspannung eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Gebers über einen Transistor der Zündvorgang auslösbar ist und der Zeitpunkt dieser Auslösung abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine selbsttätig verstellt wird, indem der Geber mit der Steuerstrecke (Basis-Emitter-Strecke) des Transistors und außerdem mit einer Steuerdiode, einem Steuerwiderstand sowie einem zur Zündzeitpunktvorverstellung dienenden Kondensator in Verbindung steht und indem ferner während des Betriebes der Transistor an seiner Basis über einen ersten Widerstand mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle und an seinem Emitter vorzugsweise über einen zweiten Widerstand mit dem anderen Pol der Gleichstromquelle Verbindung hat.

Bei derartigen Zündeinrichtungen kann auf die Anwendung des herkömmlichen mechanischen Unterbrecherschalters verzichtet werden, der infolge Verschmutzung nicht in jedem Fall den Zündvorgang mit Sicherheit auslöst und der auch zuweilen durch Prellen seiner Kontakte einen Zündvorgang im unerwünschten Zeitpunkt einleitet.

ίο Es ist (nach der DT-AS 1119593) eine Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, bei der die vom Geber zur Verfügung gestellte Steuerwechselspannung an eine Serienschaltung gelegt ist, die aus dem Steuerwiderstand und der Parallelschaltung des zur Zündzeitpunktverstellung dienenden Kondensators sowie eines Regelwiderstandes besteht. Die Basis des zu steuernden Transistors ist über die Steuerdiode an die zwischen dem Steuerwiderstand und der besagten Parallelschaltung vorhandene Verbindung angeschlossen. Unzulänglich ist bei dieser Ausführung, daß durch die Steuerdiode die Schaltschwelle des Transistors angehoben wird, was dazu führen kann, daß eine beim Anlaufen der Brennkraftmaschine erzeugte ,■ Steuerwechselspannung mit kleiner Amplitude nicht

as imstande ist, den Transistor umzusteuern und dami£ den Zündvorgang auszulösen. Außerdem wird durch eine solche schaltungsmäßige Lage der Steuerdiode der temperaturabhängige Störeinfluß auf die Steuerung des Transistors größer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen und dabei die der bekannten Ausführung anhaftenden Unzulänglichkeiten zu vermeiden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerdiode eine weitere Diode antiparallel geschaltet ist und die unmittelbar miteinander verbundenen, dem Geber abgewandten Elektroden dieser Dioden über die Serienschaltung zweier Teilwiderstände an der Basis des Transistors liegen, wobei die gemeinsame Verbindung dieser beiden Teilwiderstände über den zur Zündzeitpunktvorverstellung dienenden Kondensator an den mit dem Emitter des Transistors verbundenen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen und der der Basis zugewandte An-

Schluß des ersten Widerstandes über den Steuerwi- ( derstand mit den dem Geber zugewandten Elektroden der Dioden verbunden ist.

Die Erfindung weiter ausbildende Einzelheiten und weiter ausgestaltende Merkmale sind an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Schaltungsanordnung einer Zündeinrichtung nach der Erfindung und

Fig. 2 die damit erreichbare Zündzeitpunktver-Stellcharakteristik in einem Schaubild.

In der Schaltungsanordnung ist mit 1 ein nach Art eines Wechselstromgenerators wirkender Geber bezeichnet, der einen von der nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetriebenen Dauermagnetrotor 2 und eine die Steuerwechselspannung zur Verfügung stellende Wicklung 3 aufweist. Die Wicklung 3 steht mit der Steuerstrecke (Basis-Emitter-Strecke) eines Eingangstransistors 12 in Verbindung, der als npn-Typ ausgelegt ist. Dabei ist die Wicklung 3 über einen Widerstand 6 mit der Steuerelektrode (Basis) des Eingangstransistors 12 verbunden. Außerdem befindet sich im Nebenschluß der Wicklung 3 eine aus zwei antiparallel geschalteten Dioden 4, 5, einem Wider-

stand 7 und einem zur Zündzeitpunktvorverstellung dienenden Kondensator 8 bestehende Serienschaltung. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 7 und dem Kondensator 8 ist über einen vorzugsweise bezüglich seines Wertes einstellbaren Widerstand 9 an die Basis des Eingangstransistors 12 angeschlossen. Der Eingangstransistor 12 ist mit seinem Emitter über einen Widerstand 13 mit dem vorzugsweise an Masse liegenden Minuspol und mit seiner Basis über einen Widerstand 11 mit dem Pluspol einer Gleichstromquelle 36 verbunden. Des weiteren ist die Basis des Eingangstransistors 12 über einen zur Zündzeitpunktrückverstellung dienenden Kondensator 10 mit dem Minuspol der Gleichstromquelle 36 verbunden. Der Kollektor des Eingangstransistors 12 ist an die Basis eines ersten npn-Verstärkungstransistors 14 und über einen Widerstand 13 an dem Pluspol der Gleichstromquelle 36 angeschlossen. Der erste Verstärkungstransistor 14 liegt mit seinem Emitter über einen Widerstand 18 an dem Minuspol und mit seinem Kollektor über einen Widerstand 16 an dem Pluspol der Gleichstromquelle 36. Außerdem ist der Kollektor des ersten Verstärkungstransistors 14 über einen Widerstand 17 an dem Eingang eines Impulserzeugers angeschlossen, der beispielsweise nach Art eines Schmitt-Triggers wirkt und einen ersten npn-Transistor 20 sowie einen zweiten npn-Transistor 24 aufweist. Die Basis des ersten Transistors 20 bildet den Eingang dieses Impulserzeugers und ist außer mit dem Widerstand 17 über einen Widerstand 19 mit dem Minuspol der Gleichstromquelle 36 verbunden. Der Kollektor dieses Transistors 20 ist über einen Widerstand 21 mit dem Pluspol der Gleichstromquelle 36 und über einen Widerstand 22 mit der Basis des zweiten Transistors 24 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 25 ebenfalls am Pluspol der Gleichstromquelle 36 liegt. Die Emitter dieser beiden Transistoren 20, 24 sind gemeinsam über einen Widerstand 23 an dem Minuspol der Gleichstromquelle 36 angeschlossen. Der Ausgang des Impulserzeugers, der durch den Kollektor des zweiten Transistors 24 gebildet wird, ist an einem Kondensator 26 angeschlossen, der über einen Widerstand 27 an dem Pluspol der Gleichstromquelle 36 liegt und mit diesem Widerstand 27 ein Differenzierglied bildet. An dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 27 und dem Kondensator 26 liegt die Basis eines zweiten npn-Verstärkungstransistors 28. Der Kollektor des zweiten Verstärkungstransistors 28 ist über einen Widerstand 29 an dem Pluspol der Gleichstromquelle 36 angeschlossen, wogegen dessen Emitter unmittelbar an dem Minuspol liegt. Außerdem ist der Kollektor des zweiten Verstärkungstransistors 28 an der Steuerelektrode eines steuerbaren Siliziumgleichrichters 30 angeschlossen, der mit seiner Schaltstrecke in Serie zu der Primärwicklung 32 eines Zündtransformators 31 in dem Entladungskreis eines Zündkondensators 34 liegt. In dem Ladekreis des Zündkondensators 34 befindet sich ein Gleichspannungswandler 35, der durch die Gleichstromquelle 36 gespeist wird. Der Zündtransformator 31 weist eine Sekundärwicklung 33 auf, an die eine Zündkerze 37 angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise der Zündeinrichtung ist folgende:

Bevor der Zündvorgang ausgelöst wird, ist die Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangstransistors 12 stromleitend, weil seine Basis in bezug auf den Emitter über den Widerstand 11 positives Potential erhält. Die Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Verstärkungstransistors 14 ist gesperrt, weil dessen Basis über die Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangstransistors 12 und den Widerstand 15 am Minuspol der Gleichstromquelle 36 liegt. Somit ist die Basis des ersten Impulserzeugertransistors 20 über die Widerstände 16, 17 positiv vorgespannt und die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors leitend. Dabei hat die

ίο Basis des zweiten Impulserzeugertransistors 24 über den Widerstand 23, die Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Impulserzeugertransistors 20 und den Widerstand 22 mit dem Minuspol der Gleichstromquelle 36 Verbindung, wodurch die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 24 nichtleitend ist. Der zweite Verstärkungstransistor 28 wird demzufolge an seiner Basis über den Widerstand 27 positiv vorgespannt und mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke im leitenden Zustand gehalten. Die Steuerelektrode des Siliziumgleichrichters 30 hat über die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Verstärkungstransistors 28 Verbindung mit dem Minuspol der Gleichstromquelle 36, so daß die Schaltstrecke dieses Gleichrichters 30 nichtleitend und der über die Primärwicklung 32 des

as Zündtransformators 31 verlaufende Entladungskreis _t-· des Zündkondensators 34 unterbrochen ist. Der '· Zündkondensator 34 wird demzufolge jetzt aus der Gleichstromquelle 36 über den Gleichspannungswandler 35 aufgeladen.

Wird nun im Geber 1 durch den Dauermagnetrotor 2 in der Wicklung 3 eine Spannungshalbwelle erzeugt, die der positiven Vorspannung an der Basis des Eingangstransistors 12 entgegenwirkt, so wird die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 12 in den nichtleitenden Zustand gesteuert und der Zündvorgang ausgelöst.

Der erste Verstärkungstransistor 14 erhält an seiner Basis über den Widerstand 13 ein Potential, das gegenüber dem durch den Widerstand 18 bestimmten Emitterpotential positiver ist, so daß die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 14 stromleitend wird. Außer über den Widerstand 19 steht dann die Basis des ersten Impulserzeugertransistors 20 auch über den Widerstand 17, die Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Verstärkungstransistors 14 und den Widerstand 18 mit dem Minuspol der Gleichstromquelle 36 in Verbindung, so daß das Potential an der Basis des ersten Impulserzeugertransistors 20 negativer wird. Der Impulserzeuger spricht erst bei einem bestimmten Spannungswert an und liefert an seinem Ausgang, d.h. an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 25 und dem Kollektor des zweiten Impulserzeugertransistors 24, einen ausgeprägten Rechteckimpuls, dessen vordere Flanke mit Hilfe des Differenziergliedes 26,27 den zweiten Verstärkungstransistors 28 relativ schnell umsteuert. Dabei wird die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Verstärkungstransistors 28 nichtleitend, so daß die Steuerelektrode des Siliziumgleichrichters 30 über den Widerstand 29 eine schnell ansteigende positive Spannung erhält und die Schaltstrecke dieses Gleichrichters 30 leitend wird. Dabei wird über diese Schaltstrecke sowie über die Primärwicklung 32 des Zündtransformators 31 der Zündkondensator 34 entladen, wodurch in der Sekundärwicklung 33 dieses Zündtransformators 31 ein steiler Spannungsstoß entsteht, der einen wirkungsvollen elektrischen Überschlag (Zündfunken) an der Zündkerze 37 zur Folge hat.

Nachdem dann die Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangstransistors 12 wieder in den leitenden Zustand gelangt ist, beginnt der beschriebene Funktionsablauf von neuem.

Die durch den Geber 1 der Basis des Eingangstransistors 12 zugeführte, zu dessen Umsteuerung in den nichtleitenden Zustand dienende Spannungshalbwelle wird wertmäßig durch den Widerstand 6 bestimmt. An dem Widerstand 7, der in Serie mit den antiparallel geschalteten Dioden 4, 5 und dem Kondensator 8 im Nebenschluß der Geberwicklung 3 liegt, ist eine durch die Gleichstromquelle 36 zur Verfügung gestellte Spannung vorhanden. Diese Spannung gewährleistet im Beispielsfall, daß in diesem Nebenschlußzweig der bei der positiven Steuerspannungshalbwelle auftretende Spannungsabfall verschieden von demjenigen Spannungsabfall ist, der bei der negativen Steuerspannungshalbwelle auftritt. Die Polarität der durch die Gleichstromquelle 36 dem Widerstand 7 zur Verfügung gestellten Spannung ist dabei so gewählt, daß mit steigender Drehzahl der dem Widerstand zugekehrte Belag des Kondensators 8 und damit auch die Vorspannung an der Basis des Eingangstransistors 12 zunächst einmal negativer wird, was zur Folge hat, daß ein kleinerer und demzufolge früher auftretender Steuerspannungswert die Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangstransistors 12 in den nichtleitenden Zustand steuern kann, wodurch der Zündzeitpunkt in bezug auf die obere Totpunktlage des Kolbens im Zylinder der Brennkraftmaschine vorverlegt wird.

Die antiparallel geschalteten Dioden 4, 5 gewährleisten dabei gleichzeitig, daß die Zündzeitpunktvorverstellung bei weiter ansteigender Drehzahl der Brennkraftmaschine nicht beliebig weit fortgesetzt wird, weil durch diese Dioden 4, 5 in Verbindung mit dem Widerstand 7 die vom Kondensator 8 der Basis des Eingangstransistors 12 zur Verfügung gestellte negative Vorspannung nicht über einen bestimmten Wert hinaus ansteigen kann.

Damit die soeben beschriebene Zündzeitpunktvorverstellung ein gewünschtes Maß nicht übersteigt, empfiehlt es sich außerdem, den Kondensator 10 zwischen der Basis des Eingangstransistors 12 und dem Minuspol der Gleichstromquelle 36 vorzusehen. Dieser Kondensator 10 kompensiert eine unerwünscht große Zündzeitpunktvorverstellung, indem er im Sinne einer Zündzeitpunktrückverstellung wirkt. Dies kommt dadurch zustande, daß einerseits mit steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine die Frequenz der Steuerwechselspannung des Gebers 1 größer und andererseits der Spannungsabfall in dem Kondensator 10 mit steigender Frequenz dieser Steuerwechselspannung kleiner wird. Man kann somit durch diese Maßnahme der von dem Kondensator 8 der Basis des Eingangstransistors 12 zur Verfügung gestellten negativen Vorspannung entgegenwirken.

Führt man nun noch den Widerstand 9 in seinen Werten einstellbar aus, so kann man in einfacher Weise eine Zündzeitpunktverstellcharakteristik festlegen, die auf eine optimale Leistung der Brennkraftmaschine abgestimmt ist.

In Fig. 2 ist eine Zündzeitpunktverstellcharakteristik mit sehr günstigem Verlauf gezeigt. Man kann dort die auf die obere Totpunktlage des Kolbens im Zylinder der Brennkraftmaschine bezogene, von der jeweiligen Drehzahl η (Umdrehungen pro Minute) der Brennkraftmaschine abhängige Zündzeitpunkt-

a5 vorverstellung in Winkelgraden Θ (°) der Kurbelbzw. Zündverteilerwelle ersehen. Ein solcher Verlauf der Zündzeitpunktverstellcharakteristik läßt sich in einer praktischen Ausführung erreichen, wenn die die elektrische Zündzeitpunktverstellung bewirkenden Schaltelemente beispielsweise wie folgt gewählt werden:

Wicklung 3	= 1000 Windungen
Dioden 4, 5	= Siliziumdioden
35 Widerstand 6	= 4,7 kQ
Widerstand 7	= 560 Ω
Kondensator 8	= 3O1UF
max. Wert des veränder
lichen Widerstandes 9	= 1OkQ
40 Kondensator 10	= 1 μ¥
Widerstand 11	= 27 kQ
Eingangstransistor 12	= Siliziumtransistor
Widerstand 13	= 8,2 kQ
Widerstand 15	= 330 Ω

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge antreibende Brennkraftmaschinen, bei welcher mit der Steuerwechselspannung eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Gebers^uber einen Transistor der Zündvorgang auslösbar ist und der Zeitpunkt dieser Auslösung abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine selbsttätig verstellt wird, indem der Geber mit der Steuerstrecke (Basis-Emitter-Strecke) des Transistors und außerdem mit einer Steuerdiode, einem Steuerwiderstand sowie einem zur Zündzeitpunktvorverstellung dienenden Kondensator in Verbindung steht und indem ferner während des Betriebes der Transistor an seiner Basis über einen ersten Widerstand mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle und an seinem Emitter vorzugsweise über einen zweiten Widerstand mit dem anderen Pol. der Gleichstromquelle Verbindung hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdiode (4) eine weitere Diode (5) antiparallel geschaltet ist und die unmittelbar miteinander verbundenen, dem Geber (1) abgewandten Elektroden dieser Dioden (4, 5) über die Serienschaltung zweier Teilwiderstände (7,9) an der Basis des Transistors (12) liegen, wol>ei die gemeinsame Verbindung dieser beiden Teilwiderstände (7,9) über den zur Zündzeitpunktvorverstellung dienenden Kondensator (8) an den mit dem Emitter des Transistors (12) verbundenen Pol der Gleichstromquelle (36) angeschlossen und der der Basis zugewandte Anschluß des ersten Widerstandes (11) über den Steuerwiderstand (6) mit den dem Geber (1) zugewandten Elektroden der Dioden (4, 5) verbunden ist.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basis des Transistors (12) und dem mit dem Emitter dieses Transistors (12) verbundenen Pol der Gleichstromquelle (36) ein zur Zündzeitpunktrückverstellung dienender Kondensator (10) liegt.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der der Basis zugewandte Teilwiderstand (9) einstellbar ist.