DE1916091A1

DE1916091A1 - Capacitor ignition system with thyristor control for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1916091A1
Application number: DE19691916091
Authority: DE
Inventors: Armin Lottermoser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1970-10-01

Description

Kondensatorzündanlage mit Thyristorsteuerung für Verbrennungsmotoren Die Erfindung betrifft eine Kondensatorzündanlage mit Thyristorsteuerung für Verbrennungsmotoren, wie sie in neuerer Zeit in zunehmendem Maße für Hochleistungsmotoren verwendet wird, Die bisher bekanntgewordenen Kondensatorzündanlagen arbeiten zwar wesentlich zuverlässiger und wirksamer als die herkömmlichen Unterbrecherzündanlagen, sie besitzen Jedoch auch ei nen Nachteil, der in der Möglichkeit des unprogrammgemäßen Zündens infolge Kontaktprellens am Unterbrecherkontakt oder auch infolge des Schwingens des Gegentaktspannungswandlers des Arbeitsstromkreises besteht flan hat deshalb bereits in den Steuerkreis des Thyristors zeitabhängige Glieder wie die sog. Mono-Flops geschaltet, die eine genau begrenzte Öffnungsdauer haben, während derer also keine Steuerimpulse von de Unterbrecherkontakt an don Thyristor gelangen können. Damit gelingt es Jedoch nicht, die störenden Prellimpulse innerhalb des gesamten Motordrehzahlbereiches zu unterbinden. Condenser ignition system with thyristor control for internal combustion engines The invention relates to a capacitor ignition system with thyristor control for internal combustion engines, as it has recently been increasingly used for high-performance engines, The previously known capacitor ignition systems work much more reliably and more effective than the conventional breaker ignition systems, however, they have also a disadvantage, which is the possibility of improper ignition as a result Contact bouncing on the breaker contact or as a result of the oscillation of the push-pull voltage converter of the working circuit is therefore already in the control circuit of the flan Thyristor time-dependent elements such as the so-called mono-flops switched, which one exactly have a limited opening time, during which no control pulses from de Interrupter contact can get to the thyristor. However, this does not succeed to prevent the disruptive bounce pulses within the entire engine speed range.

Wird beispielsweise die Zeitkonstante eines derartigen Schaltgliedes dem oberen Drehzahlbereich angepaßt, so ist im mittleren und unteren Drehzahlbereich, innerhalb derer die Öffnungszeiten des Unterbrechers größer sind, keine Sperrung möglich.For example, the time constant of such a switching element adapted to the upper speed range, so is in the middle and lower speed range, within which the opening times of the interrupter are longer, no blocking possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, derartige unprogrammgemäße Zündungen von Kondensatorzündanlagen in sämtlichen Betriebszuständen mit Sicherheit zu verhindern.The invention is based on the object of such unprogram-like Ignitions of capacitor ignition systems in all operating states with safety to prevent.

Gegenstand der Erfindung ist eine Kondensatorzündanlage der eingangs geschilderten Art. Erfindungsgemäß ist zwischen den ImPuisgeber und die Steuerelektrode des Thyristors ein R-C-Glied mit vorgsschalteter Diode geschaltet, dessen Zeitkonstante dem mittleren Zündimpulsabstand angepaßt ist. Das R-C-Glied läßt den vollen Steuerimpuls nur dann hindurch, wenn sein Kondensator nahezu entladen ist. Danach bleibt der Eingang des R-C-Gliedes bis zum Abklingen der Entladungsspannung positiv geladen und es können Jeweils nur noch Restimpulse weitergeleitet werden, deren Größe sich aus der Difterens zwischen der gerade herrschenden Spannung des R-C-Gliedes und der Prellspannung ergibt. Diese Restimpulse liegen Jedoch weit unterhalb der Ansprechechwelle des zu steuernden Thyristors, der mithin trotz der Restimpulse der Prellspannung weiterhin gesperrt bleibt Die dem R-C-Glied vorgeschaltete Diode verhindert, daß sich der Kondensator des R-C-Gliedes während des Kontaktprellens des Unterbrechers entlädtb Eine besonders genaue Steuerung des Thyristors läßt sich nach einem weiteren Erfindungsgedanken dadurch erzielen, daß dem R-C-Glied ein Impulsformer vorgeschaltet ist, dessen Ausgangsspannung über einen Transistor, die Diode und das R-C-Glied an die Steuerelektrode des Thyristors gelegt wird. Als Impulsformer wird vorteilhaft ein sog. Schmitt-Trigger verwendet Um außerdem das bereits erwähnte, nicht kontrollierbare Durch zünden infolge von Schwingungen innerhalb des Gegentaktspannungswandlers des Arbeitsstromkreises zu verhindern, werden nach einem weiteren Erfindungsgedanken ein oder mehrere parallel zu dem Thyristor geschaltete Spannungsanstiegs-Geschwindigkeitsbegrenzer vorgesehen. Diese Spannungsanstiegs-GeschwindigkeAtsbegrenser werden vorteilhaft als Kondensatoren ausgebildet. Wenn Jetzt der Gegentaktapannungswandler nach der Sperrung des Thyristors wieder anschwingt, 80 kann sich eine etwa zeitweilig eintretende zu hohe Geschwindigkeit des Ansteigens der Sekundärspannung nicht voll auf den Thyristor auswirken und diesen durchzünden, sondern sie wird durch den oder die eingeschalteten Kondensatoren so weit gedämpft, daß der Sperrzustand des Thyristors aufrechterhalten bleibt. Diese Wirkung des Kondensators innerhalb der ertindungsgeiäßen Schaltung läßt sich bereits mit einer Kapazität von einigen tausend PF erreichen.The subject of the invention is a capacitor ignition system of the introduction described type. According to the invention is between the ImPuisgeber and the control electrode of the thyristor an R-C element with an upstream diode connected, its time constant is adapted to the mean ignition pulse interval. The R-C element leaves the full control pulse only through when its capacitor is nearly discharged. After that, he stays The input of the R-C element is positively charged until the discharge voltage has subsided and in each case only residual pulses can be passed on, the size of which is greater from the difference between the currently prevailing voltage of the R-C element and the bounce voltage results. However, these residual impulses are far below the response threshold of the thyristor to be controlled, which therefore despite the residual pulses of the bounce voltage remains blocked The diode connected upstream of the R-C element prevents the capacitor of the R-C element during the contact bouncing of the breaker dischargesb A particularly precise control of the thyristor can be achieved according to a further Inventive concept achieve that the R-C link a pulse shaper is connected upstream, the output voltage of which is via a transistor, the diode and the R-C element is connected to the control electrode of the thyristor. As a pulse shaper a so-called Schmitt trigger is advantageously used. uncontrollable ignition due to vibrations within the push-pull voltage converter To prevent the working circuit, are according to a further inventive idea one or more voltage rise rate limiters connected in parallel with the thyristor intended. These voltage rise rate limiters become beneficial designed as capacitors. If now the push-pull voltage converter after the Blocking of the thyristor starts to oscillate again, 80 may be a temporary occurrence Too high speed of increase of the secondary voltage does not fully affect the thyristor effect and ignite it, but it is switched on by the Capacitors attenuated so far that the blocking state of the thyristor is maintained remain. This effect of the capacitor within the circuit according to the invention can be achieved with a capacity of a few thousand PF.

tne ähnliche Wirkung hinsichtlich der Abschirmung des Ehyristorn gegen den au steilen Spannungsanstieg auf der Sekundärseite des anechwingenden Gegentaktspannungswandlers läßt sich durch eine dem Thyristor vorgeschaltete Induktivität erzielen.tne similar effect in terms of shielding the Ehyristorn against the steep voltage rise on the secondary side of the rising push-pull voltage converter can be achieved by an inductance connected upstream of the thyristor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungebeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.The invention is illustrated below with the aid of an exemplary embodiment explained with reference to the drawing.

Dabei bedeuten: Fig.1 den Schaltplan einer erfindungsgemäßen Kondensatorzündanlage, Fig.2 das Spannungs-Zeit-Diagramm eines Steuerimpulses mit anschließenden Prellimpulsen ohne Unterdrückung durch ein R-C-Glied und Fig.3 das Spannungs-Zeit-Diagramm eines Steuerimpulses mit nachfolgenden Prellimpulsen mit Unterdrückung derselben durch ein R-C-Glied.Mean: Fig.1 shows the circuit diagram of an inventive Capacitor ignition system, Fig.2 with the voltage-time diagram of a control pulse subsequent bounce pulses without suppression by an R-C element and Fig. 3 the Voltage-time diagram of a control pulse with subsequent bounce pulses with Suppression of the same by an R-C link.

Gemäß Fig. 1 besteht die erfindungsgemäße Kondensatorzündanlage aus einem Steuerkreis 1 für den Thyristor 2 und einem Arbeitsstromkreis 3. Die Anlage arbeitet in der Weise, daß der über verschiedene,für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht wesentliche Schaltelemente an dem Pluspol 4 der nicht dargestellten Fahrzeugbatterie sowie an Masse 5 liegende Gegentaktspannungswandler 6 über die Gleichrichterbrücke 7 den Zündkondensator 8 mit einer Spannung von etwa 400 V auflädt. An der einen Seite des Zündkondensators 8 liegt die Primärwicklung 9 der Zündspule 10 und an der anderen Seite des Zündkondensators 8 der Thyristor 2, der sich zunächst im Sperrzustand befinden soll.According to FIG. 1, the capacitor ignition system according to the invention consists of a control circuit 1 for the thyristor 2 and an operating circuit 3. The system works in such a way that the over different, for the understanding of the present Invention not essential switching elements on the positive pole 4 of the not shown Vehicle battery and push-pull voltage converter 6 connected to ground 5 via the Rectifier bridge 7 charges the ignition capacitor 8 with a voltage of about 400 V. The primary winding 9 of the ignition coil is located on one side of the ignition capacitor 8 10 and on the other side of the ignition capacitor 8 the thyristor 2, which is initially should be in the locked state.

Soll in der Zündspule 10 eine Zündspannung zur Erzeugung des Zündfunkens induziert werden, so muß der Thyristor 2 durch einen Spannungsstoß an seiner Steuerelektrode in den ltenden Zustand überführt werden.If the ignition coil 10 is to have an ignition voltage for generating the ignition spark are induced, the thyristor 2 must be caused by a voltage surge at its control electrode transferred to the current state.

Zu diesem Zweck wird in dem Steuerkreis 1 der Unterbrecher 11 geöffnet und dadurch ein positiver Impuls über den Schmitt-Trigger 12, den Transistor 13, die Diode 14 und den Kondensator 15 sur Steuerelektrode des Thistore 2 gesandt, der darauthin zündet und so den Zündkondensator 8 entlädt.For this purpose, the interrupter 11 in the control circuit 1 is opened and thereby a positive pulse via the Schmitt trigger 12, the transistor 13, the diode 14 and the capacitor 15 sent to the control electrode of the Thistore 2, which then ignites and thus discharges the ignition capacitor 8.

Prellt nun der Unterbrecher 11 beim Schließen, so können die durch das mehrmalige Abheben entstehenden positiven Prellimpulse den Thyristor 2 nicht noch einmal zünden, weil die Spannung innerhalb des aus dem Kondensator 15 und dem Widerstand 16 gebildeten R-C-Gliedes noch nicht abgeklungen isto Die Diode 14 verhindert, daß sich der Kondensator 15 beim prellen des Unterbrechers 11 entlädt An dieser Setlle sei auf die Fig.2 und 3 verwiesen. Nach Fig.If the breaker 11 now bounces when closing, they can through the repeated lifting of the resulting positive bounce pulses does not affect the thyristor 2 ignite again because the voltage within the from the capacitor 15 and the Resistance 16 formed R-C link has not yet decayed The diode 14 prevents that the capacitor 15 discharges when the interrupter 11 bounces Reference is made to FIGS. 2 and 3. According to Fig.

2, die das SpannungsZeit-Diagramm zweier auf ainanderfolgen der Steuerimpulse wiedergibt, beginnt der erste Steuerimpuls im Zeitpunkt 17 (Öffnen des Unterbrechers 11-) und endet im Zeitpunkt 18 (Schließen des Unterbrechers 11). Der nächste Steuerimpuls beginnt dann im Zeitpunkt 19 (erneutes öffnen des Unterbrechers 11)o Unmittelbar nach Beginn des Schließens des Unterbrechers 11 im Zeitpunkt 18 tritt in bestimten Fällen das gefürchtete Kontaktprellen auf, das die eingezeichneten kurzzeitigen Prellimpulse 20 zur Folge hat.2, which shows the voltage-time diagram of two consecutive control pulses reproduces, the first control pulse begins at time 17 (opening of the interrupter 11-) and ends at time 18 (closing of interrupter 11). The next control impulse then begins at time 19 (reopening of interrupter 11) o Immediately after the start of the closing of the interrupter 11 in time 18 occurs in certain Detect the dreaded contact bounce, which is the short-term Has bounce pulses 20 result.

Diese Prellimpulse 20 erreichen die Größe des normalen Steuerimpulses und können mithin ein außer der Reihe erfolgendes Durchzünden des Thyristors 2 zur Folge haben.These bounce pulses 20 reach the size of the normal control pulse and can therefore cause the thyristor 2 to ignite out of sequence Have consequence.

Damit sich die Prellimpulse 20 nach Beendigung des vorangegangenen Steuerimpulses nicht mehr in ihrer vollen Größe auf die Steuerelektrode des Thyristors 2 auswirken können, ist die Zeitkonstante des R-C-Gliedes 15,16 so bemessen, daß wahrend der gesamten Schließzeit (Strecke 21) des Unterbrechers 11 noch eine positive Restladung vorhanden ist. Der Punkt 22 der Steuerschaltung 1 bleibt positiv und läßt die Prellimpulse 20 nur noch so weit hindurch, wie diese die abklingende Spannung des Kondensators 15 übersteigen. Die so gebildeten Restimpulse 23 (s.Fig.3) liegen weit unterhalb der Ansprechschwelle des Thyristors 2 Dieser bleibt also bis zum nächsten Steuerimpuls gesperrt. Bis dahin (Zeitpunkt 24, gem.Fig.3) hat sich der Kondensator 15 über den Widerstand 16 80 weit entladen, daß der Spannungshub 25 zum Durchzünden des Thyristors 2 wieder groß genug ist Ein unkontrolliertes Durchzünden des Thyristors 2 infolge eines zu steilen Anstieges der Sekundärspannung des Gegentaktspannungswandlers 6 wird durch den parallel zum Thyristor 2 liegenden Kondensator 26 verhindert. Die gleiche Wirkung wird durch den ebenfalls eingezeichneten Kondensator 27 er zielt, Es braucht selbstverständlich nur einer der beiden Kondensatoren 26 oder 27 vorgesehen zu werden. Um eine sichere Sperrung des Thyristors 2 zu gewährleisten, braucht man lediglich eine Kapazität von einigen tausend pF vorsusehen. An S%elie des Kondensators 26 bzw, 27 könnte man im Rahmen der Erfindung auch eine Induktivität 28 in den Ausgang der Gleichrichterbrücke 7 legen, um so die Auswirkung eines zu steilen Spannungsanstieges auf der Sekundärseite des Gegentaktspannungswandlers 6 auf den Thyristor 2 zu verhindern AnsprucheSo that the bounce pulses 20 after completion of the previous Control pulse no longer sends its full size to the control electrode of the thyristor 2, the time constant of the R-C element 15, 16 is dimensioned so that during the entire closing time (section 21) of the interrupter 11 still a positive one There is residual charge. The point 22 of the control circuit 1 remains positive and lets the bounce pulses 20 only pass through as far as this allows the decaying voltage of the capacitor 15 exceed. The residual pulses 23 formed in this way (see Fig. 3) are located far below the response threshold of the thyristor 2 This remains so until next control pulse blocked. Until then (Time 24, according to Fig. 3) the capacitor 15 has discharged far through the resistor 16 80 that the voltage swing 25 is again large enough to ignite the thyristor 2 An uncontrolled ignition of the thyristor 2 as a result of too steep an increase in the secondary voltage of the push-pull voltage converter 6 is prevented by the capacitor 26 lying parallel to the thyristor 2. the the same effect is achieved by the capacitor 27, also shown, Of course, only one of the two capacitors 26 or 27 needs to be provided to become. In order to ensure a safe blocking of the thyristor 2, one needs only provide a capacity of a few thousand pF. At the bottom of the capacitor 26 or 27 could also be an inductance 28 in the output within the scope of the invention of the rectifier bridge 7, so as to avoid the effect of a too steep voltage rise on the secondary side of the push-pull voltage converter 6 to prevent the thyristor 2 Expectations

Claims

Claims 1. Capacitor ignition system with thyristor control for internal combustion engines g e k e n n n z e i c h n e t by a between the pulse generator (11) and the control electrode of the thyristor (2) switched. R-G element (15, 16), which is preceded by a diode (14) is.

2. Condenser ignition system according to claim 1, characterized in that g e k e nns e i c h n e t that the R-O element (15,16) is preceded by a pulse shaper (12) whose Output voltage via a transistor (13), a diode (14) and the R-C element (15, 16) is applied to the control electrode of the Tbyristor (2).

30 condenser ignition system according to claim 1 and / or claim 2, g e k e n n z e i c h n e t by one or more connected in parallel to the thyristor (2) Voltage rise rate limiter (26,27,28).

4. Condenser ignition system according to claim 3, characterized in that g e -k e n n 1 e i c h n e t that the voltage rise rate limiter (s) (26,27) are designed as capacitors.

5. capacitor ignition system according to claim 3, characterized g e -k e n n se e i c h n e t that the voltage rise rate limiter (s) as Inductance (28) are formed.