DE1920884B2

DE1920884B2 - Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1920884B2
Application number: DE691920884A
Authority: DE
Inventors: Wesley D. Franklin Mich. Boyer (V.St.A.)
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1968-08-01
Filing date: 1969-04-24
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE1920884A1; DE1920884C3; GB1204460A; US3496921A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Zündspule, deren Primärwicklung beim Auftreten eines Auslöseimpulses mittels eines gesteuerten Gleichrichters aus einem Zündkondensator gespeist wird, der seine Ladespannung aus einem Ladetransformator bei der Unterbre-

jo chung des die Primärwicklung des Ladeiransformators durchfließenden Stromes der Fahrzeugbatterie erhält, wobei der Strom durch die Primärwicklung des Ladetransformators beim Auftreten des Auslöseimpulses mittels eines mit dieser Primärwicklung in Reihe liegenden Transistors eingeschaltet und unterbrochen wird, wenn die Ladespannung eines Zusatzkondensators, dessen Aufladung beim Auftreten des Auslöscimpulses beginnt, die Durchbruchsspannung einer mit dem Zusatzkondensator gekoppelten Zenerdiode erreicht hat.

Bei einer aus der FR-PS 14 72 345 bekannten Zündeinrichtung der vorgenannten Art ist auch der Zündkondensator über eine Diode in Reihe mit der Primärwicklung des Ladetransformators geschaltet, so daß er beim Auftreten des Auslöseimpulses unmittelbar mit dem diese Primärwicklung durchfließenden Battcriestrom über die mit ihm in Reihe geschaltete Diode aufgeladen wird. Eine gleichbleibend konstante Aufladung des Zündkondensators wird dabei unter Vcrmittlung der Zenerdiode gesteuert, die über mehrere Widerslände ebenfalls in Reihe mit der Primärwicklung des Ladetransformators geschaltet ist, wobei der ZusEtzkondensator im Nebenschluß zu diesen Widerständen liegt und seine Entladung mittels einer weiteren, ebenfalls in diese Reihenschaltung der Zenerdiode aufgenommenen Diode verhindert wird. Bei dieser bekannten Zündeinrichtung ist folglich die Aufladung des im übrigen mit der Primärwicklung der Zündspule parallelgeschalteten Zündkondcnrators dann abgeschlossen, wenn der in Reihe mit der Zenerdiode geschaltete Zusatzkondensator seine gleichzeitig mit dem Zündkondensator erfolgende, jedoch wegen der Widerstände entsprechend verzögerte Aufladung erfahren hat und damit dann die Durchbruchsspannung der

fio Zenerdiode erreicht ist, bei der jeder weitere Stromfluß durch die Primärwicklung des Ladetransfomiiitors unterbrochen wird, mit dessen Sekundärwicklung der gesteuerte Gleichrichter in Reihe geschaltet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Zündeinrichtung so auszubilden, dall mit ihr eine vergleichbar stabilere Bereitstellung der Zündspannung durch eine entsprechende Unabhängigkeit von möglichen Schwankungen der Ladespannung der Fahrzeugbatterie erreichbar ist, die in der Regel 12 Volt betragt und bei einem Kaltstart des Fahrzeuges auf bis zu 5 Volt abfallen und andererseits auf bis zu 15 Von ansteigen kann, wenn das Fahrzeug längere Zeit gefahren ist und uabei die Fahrzeugbatterie sowie alle daran angeschlossenen Bauteile der Zündeinrichtung die volle Betriebstemperatur erreicht haben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Zündeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Zündkondensator aus der Sekundärwicklung des Ladetransformators aufgeladen wird, daß die Durchbruchsspannung der zu der Primärwicklung des Ladet ^ransformators parallelgeschahcten und in Reihe mit dem Zusatzkondensator liegenden Zenerdiode auf einen gegenüber der niedrigsten Ladespannung der Fahrzeugbatterie kleineren Wert für die Erreichbarkeit einer entsprechenden Restspannung des Zusatz kondensator bei der Unterbrechung des Stromflusses durch die Primärwicklung des Ladetransfonnators eingestellt ist, und daß der Zündkondensator, dem eine Reihenschaltung aus der Sekundärwicklung des Ladetransformators und einer Diode parallelgeschaltei ist, mit dem gesteuerten Gleichrichter und der Primärwicklung der Zündspule in Reihe liegt.

Es wird damit eine Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, mit der außer einer gewollten Unabhängigkeit von größeren Schwankungen der Ladespannung der Fahrzeugbatterie auch eine größere Unabhängigkeit von Drehzahlschwankungen der Brennkraftmaschine erreicht wird, indem wegen der Reihenschaltung des Zündkondensators mit der Sekundärwicklung des Ladetransformators einerseits und mit der Primärwicklung der Zündspule andererseits der Zündkondensator augenblicklich dann aufgeladen wird, wenn der Stromfluß durch die Primärwicklung des Ladestromes beim Erreichen der beispielsweise auf einen Wert von 2,4 Volt eingestellten Durchbruchsspannting der Zenerdiode, die mittels des Zusatzkondensators gesteuert wird, unterbrochen wird. Die Zündeinrichtung erhält damit eine insgesamt größere Stabilität hinsichtlich der Zündspannung, die bei .jedem Auftreten eines Auslöseimpulses an der Zündspule auf die jeweilige Zündkerze der Brennkraftmaschine abgegeben wird, wobei besonders im Umfang der Schallung des Zusatzkondensators auch ein wirtschaftlicherer Brennstoffverbrauch für die höheren Drehzahlbereiche der Brennkraftmaschine erreichbar ist.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen erfaßt.

Ein Ausführungsbcispiel der Erfindung ist in der Zeichnung .schemalisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I ein Schaltbild einer Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine,

Fig. 2 ein Schaltbild eines Teilstromkreises der Zündeinrichtung nach Fig, I gemäß einer anderen Ausführungsform.

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines elektromagnetischen Stromerzeugers, dessen Ausgangsspunnung als Auslöseimpulse in der Zündeinrichtung gemäß F i g. 1 verarbeitet werden,

I"ig. 4 ein Schaubild zur Darstellung einer typischen Wellenform dieser Ausgangsspanniing des Stromerzeugers gemäß F i g. i und

Fig. 5 dijs Schaltbild gemäß F i g. 1 in einer vereinfachtet. Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Zusatzkondensators der Zündeinrichtung.

-, Fig. I zeigt das Schaltbild einer Zündeinrichtung liir eine Brennkraftmaschine, bei der über die Ausgangs wicklung 12 eines .Stromerzeugers II die Auslöseimpuise als Ausgangsspannung dieser Ausgangswicklung 12 bereitgestellt werden, mit denen der Stromkreis dieser

ίο Zündeinrichtung arbeitet. Der Stromerzeuger Il wild synchron mit dem Veneilerfinger 16 eines Zündverteilers 18 durch die Brennkraftmaschine angelrieben, wie es mit der gestrichelten Linie 14 dargestellt ist. Mit den einzelnen Zündkerzen 24 der Brennkraftmaschine ist

ii eine entsprechende Anzahl von Kontakten 20 des Zündverteilers 18 über Zündkabel 22 verbunden, so daß bei der Berührung des Verteilerfingers 16 mit den Kontakten 23 ein Strom an die angeschlossenen Zündkerzen 24angeliefert wir!

2u An den positiven Pol 30 einer Fahrzeugbatterie 26 ist über eine Anschlußleitung 32 eine ,i.eitung 28 mit Anschlußstellen 34, 36, 38, 40,42 und 44 angeschlossen, an denen die einzelnen Bauteile des Primärkreises der Zündeinrichtung liegen, der weiterhin über eine Leitung

2s 50, an die bei einem Anschluß 48 eine Leitung 46 angeschlossen ist, an Masse gelegt ist. Der negative Pol 52 der Fahrzeugbatterie 26 ist über eine Leitung 54 an Masse gelegt.

An den einen Anschluß 64 der Ausgyngswicklung 12

in des Stromerzeugers 11 ist über eine Leitung 66 mit einer Diode 68 die Anschlußieitung 70 an die Basis 62 eines ersten Transistors 56 und über einen Widerstand 72 an die Leitung 46 angeschlossen, an die auch der Emitter 60 dieses Transistors über eine Leitung 74 angeschlossen

ji ist. Der Kollektor 58 des ersten Transistors 56 ist über eine Leitung 78 mit einem Widerstand 76 und einer Diode 80 an die Leitung 28 angeschlossen.

Der Anschluß 34 der Leitung 28 is: über einen Widerstand 82 und zwei in Reihe liegende l/iudcu 84 und 86 an die Leitung 46 angeschlossen. Die Dioden 84 und 86 liegen parallel zu einem aus zwei Widerständen 90 und 92 gebildeten Spannungsteiler, wobei der Anschluß 96 der beiden Widerstände 90 und 92 mit dem zweiten Anschluß 94 der Ausgangswicklung 12 des

4) Stromerzeugers 11 verbunden ist. Zwischen der Basis 62 und dem Kollektor 58 des ersten Transistors 56 liegt noch ein an die Anode der Diode 68 angeschlossener Kondensator 98.

Der Anschluß 36 der Leitung 28 ist über einen

V) Widerstand 106 und einen Regelwiderstand 104 an den Kollektor 102 eines zweiten Transistors 100 angeschlossen, dessen Basis 108 mii dem Anschluß des Widerstandes 76 der Leitung 78 an den Kollektor 58 des ersten Trapsisl jis 56 verbunden ist. Der Emitter 110 des

« zweiten Transistors 100 ist über einen Widerstand 112 an die Leitung 46 und Ober eine Leitung 118 an ;lie Basis 114 eines drittel. Transistors 116 angeschlossen, dessen Kollektor 140 übci- einen Widerstand 142 mit dem Anschluß 38 der Leitung 28 verbunden ist.

An den Anschluß 40 der Leitung 28 ist der Kollektor 122 eines vierten Transistors 120 über einen ims den beiden Widerständen 124 und 126 gebildeten .Spannungsteiler angeschlossen. Der Emitter 328 des vierten Transistors 120 ist über einen Widerstand 132 an die

fi'i Leitung 46 angeschlossen, wobei dessen Anschluß 1.0 iibcr emc I citung 138 mit einem Zusat/kondensalor IJ4 verbunden ist. der an den Anschluß (35 des Widerstandes 104 an den Kollektor 102 des zweiten Transistors

100 angeschlossen ist.

Uie Basis 144 des vierten Transistors 120 ist über eine Leitung 146 mit dem Anschluß des Widerstandes 142 an ilen Kollektor 140 des dritten Transistors lift verbunden. I-line mit dem Zusat/kondensator Π4 in Reihe liegende Zenerdiode 150 ist /wischen den limitier 110 und den Kollektor 102 des /weiten Transistors 100 geschallet, wobei ihre Kathode mit dem Anschluß 135 des Regelwidcrstandes 104 an den Kollektor 102 des /weiten Transistors 100 und ihre Anode mil der Anschliißlcitung 118 des ({mitters 110 ties /weiten Transistors 100 an die Basis 114 des dritten Transistors 1 Ift verbunden ist.

Km fünfter Transistor 152 ist mil seiner liasis 154 an den Anschluß der beiden Widerstände 124 und I2ft angeschlossen. Sein limitier 156 isl über eine Leitung 157 an die Anode der an dem Anschluß 42 der Leitung 28 liegenden Diode 80 und sein Kollektor 158 isl über tors 178 liegen. Die Hasis 16ft des sechsten Transistors 164 isl an den limitier 248 des siebten Transistors 238 angeschlossen, dessen Kollektor 250 an den Kollektor 172 des sechsten Transistors 164 und an die Priinärwieklung 176 des l.adeiransformalors 178 angeschlossen ist. während seine Basis 251 mit dem Anschluß der beiden Widerstände 160 und 162 verbunden isl. Durch die Darlingion-Transistoren kann die Impcdan/höhe im Lingangskrcis der beiden Widerslände 160 und 162 erhöht und damit der Stromverbrauch entsprechend verringert werden, so daß damit tier fünfte Transistor 152 dann nur ein kleiner Signaltransistor sein kann, de; mithin kleiner isl als der vergleichbare Transistor, der bei der Zündeinrichtung nach I i g. I eingesetzt wird.

Der Stromer/enger 11 umfüllt nach Γ ig. 3 einen Stator 252 mit einem ringförmigen Dauermagneten 253 beispielsweise aus Bariumtitanat. der konzentrisch /u einer nicht dargestellten Verlcilerwellc angeordnet ist.

/WfI W IUCl SIiIMtIC inv IMIlI 1OZ ill! IMt; I.CMIMIj; fll angeschlossen.

F-"in sechster Transistor 164 ist mit seiner Hasis 166 an den Anschluß der beiden Widerstünde 160 und 162 angeschlossen. Sein limitier 168 isl über eine Leitung 170 mit der Leitung 46 und sein Kollektor 172 ist mit dem einen Anschluß 174 der Primärwicklung 176 eines l.adetransformators 178 verbunden, deren anderer Anschluß 180 über eine Leitung 182 an den Anschluß 44 der Leitung 28 angeschlossen ist.

Die Sekundärwicklung 184 des l.adelransformators 78 ist mit ihrem einen Anschluß 185 mit der Anode einer Diode 186 und mit ihrem anderen Anschluß 187 über eine Leitung 190 mit dem einen Anschluß 188 eines über eine Anschlußleitung 196 an die Anode 198 eines gesteuerten Silizium-Gleichrichters 200 angeschlossenen Zündkondensators 192 verbunden. Der andere Anschluß 194 des Zündkondensators 192 ist mit der Kathode der Diode 186 verbunden. Die Kathode 202 <Jjs Gleichrichters 200 isl über eine Leitung 204 an die Leitung 46 angeschlossen, während seine Steuerelektrode 206 über einen Kondensator 210 und eine Diode 208 mit dem Kollektor 158 des fünften Transistors 152 verbunden ist. Die beiden Platten des Kondensators 210 sind über je einen Widerstand 212 und 214 an die Leitung 46 angeschlossen.

Der Anschluß 194 des Zündkondensators 192 an die Kathode der Diode 186 ist über eine Leitung 230 und eine weitere Leitung 228 mit der Primärwicklung 224 einer Zündspule 226 verbunden, parallel /u der eine Diode 220 und ein Widerstand 222 geschaltet sind. An die Leitung 228 ist auch der eine Anschluß der Sekundärwicklung 232 der Zündspule 226 angeschlossen, deren anderer Anschluß über eine Leitung 234 mit dem Verteilerfinger 16 des Zündverteilers 18 verbunden ist.

An die Leitung 28 ist noch ein Kondensator 236 angeschlossen, der am Primärkreis und an der Fahrzeugbatterie 26 liegt, um alle Ausgleichsspannungen auszufiltern. die an dem Anschluß 44 der Fahrzeugbatterie 26 auftreten können.

Gemäß der abgeänderten Ausführungsform nach F i g. 2 sind zwei Darlington-Transistoren zur Bildung eines Darlington-Verstärkers vorgesehen, um den Strom durch die Primärwicklung 176 des Ladetransformators 178 zu steuern. Die beiden Darlington-Transistoren sind aus dem sechsten Transistor 164 und einem siebenten Transistor 238 gebildet, wobei der Kollektor 172 und der Emitter 168 des sechsten Transistors 164 in Reihe mit der Primärwicklung 176 des Ladetransforma-ItLl L· J 3 I

angeordneten ferromagnetische!! Ringteil 254 umgeben, auf den die auf einen Spulenkörper 256 aufgewickelte Ausgangswicklung 12 aufgesetzt ist. Der Dauermagnet 253, der Ringteil 254 und die Ausgangswicklung 12 sind /wischen zwei Magnetplatten 261 und 262 angeordnet, die zwischen flanschen 264 und 265 einer Büchse 266 gehalten sind. Die eine Magi jlplattc 261 weist einen llmfangsflansch 268 auf. an dem Pol/ähnc 271 einer mit tier A: .;ihl tier Zündkerzen gleichen Anzahl ausgebildet sind. Line gleiche Anzahl von Pol/ilhncn 272 isl auch an der anderen Magnetplatte 262 ausgebildet, wobei die Pol/ähnc 272 r.idial innerhalb tier Pol/ähnc 271 angeordnet sind und icweils mit einer Kante mit einer entsprechenden Kante der Pol/ähnc 271 im wesentlichen fluchten. Lm Rotor 275 des Stromerzeugers 11 umfaßt einen Anker 276 mit Pol/ähncn 277 einer mit den Polzähnen 271 und 272 gleichen Anzahl und wird durch eine Welle 281 angetrieben, so daß der Induktionsfluß durch tlie Polzähne 271, 272 und 277 geändert und damit zur F.rzeugung einer Wcchsclspannung ein entsprechender Kraftflußwcchsel in der Ausgangswicklung 12 des Stromerzeugers Il hervorgerufen wird. Der Verlauf dieser Wechselspannung als Ausgangsspannung der Ausgangswieklung 12 des Stromerzeugers 11 ist in F i g. 4 mit der Kurve 282 gezeigt. |ede Belastung der Ausgangswicklung 12 des .Stromerzeugers 11 durch die verschiedenen Teile der Zündeinrichtung, so insbesondere durch die Widerstände 90 und 92. die Dioden 68, 84 und 86 und die Eingangsimpedanz des ersten Transistors 56. bewirkt eine Vcrünucrurig diesel Wl-ml-iimjiiii der Ausgänge-Spannung der Ausgangswicklung 12. so daß auf Jrund dieser Belastung beispielsweise die Kurve 284 nach F i g. 4 erhalten wird.

Für die Beschreibung der Arbeitsweise der vorbeschriebenen Zündeinrichtung wird zunächst eine volle Aufladung des Zündkondensators 192 vorausgesetzt. Die Ladung des Zündkondensators 192 wird dabei durch die Diode 186 und den gesperrten Gleichrichter 200 sowie die Diode 220 so lange gehalten, bis der Gleichrichter 200 in einen leitenden Zustand versetzt wird, womit dann die Ladespannung des Zündkondensators 192 an die Primärwicklung 224 der Zündspule 226 abgegeben wird. Bei aufgeladenem Zündkondensator 192 ist die Ausgangsspannung am Anschluß 64 der Ausgangswicklunj 12 des Stromerzeugers 11 Null. Der erste Transistor 56 ist dann durch den aus der Fahrzeugbatterie 26 über die Diode 80, die Leitung 78 und den Widerstand 76 so weit in einen gesperrten

/ιΐΜίίικΙ vorgespannt, dall bereits ein sehr niedriger Ausloseimpuls misrcii'hi. mn diesen Transistor in einen leileiulen /usUind zu versel/en. Der /weile Transistor 100 ist andererseits in einen leitenden /tistiitul vorgespannt, da sowohl an seiner Basis 108 über den Widerstand 76 und die Diode 80 als auch an seinem Kollektor 102 über die Widerstünde 104 und 106 ein posi'ives Potential liegt. Der folglich über die Basis IJnitUT-Strecke des /weilen Transistors 100 vorherrschende .Slromfluß wird auch an die Basis 114 des dritten Transistors 116 weilergeleitet, so dall auch dieser in einen !eilenden /iisland verset/t ist und damit die Aufladung des Zusatzkondensalors 134 auf eine niedrige Restspannung gehalten wird. Der leitende /(island des drillen Transistors 11f> wird außerdem durch den Slromfluß durch die Kolleklor-Hmitler-Strekke des /weiten Transistors 100 erhalten.

Die weileren Transistoren 120, 152 und IM sind indessen gesperrl. Der gesperrte Zustand des vierii π Transistors 120 liegt deshalb vor. weil der an seine Basis 144 /ugeleilele Strom einen Nebenschluß mit der Kolleklor-I-Imitler-Streckc des dritten Transistors llh aulweist. Durch den gesperrten vierten Transistor 120 wird auch der fünfte Transistor 152 gesperrl. weil dabei über dessen Basis 154 kein Strom abfließen kann, und gleiches gill auch für den gesperrten Zustand des sechsten Transistors 184. weil auch an dessen Basis IM) kein Strom abfließen kann.

Wenn die Ausgangsspannimg am Anschluß 64 der Alisgangswicklung 12 des Stromerzeugers Il gemäß de¹" Kurve 284 in Ti g. 4 ansteigt, so wird dieser Spannungsanstieg über die Diode 68 an die Basis 62 des ersten Transistors 56 weitergeleilet. womit tier Transistor 56 leitend wird, sobald seine in T i g. 4 gestrichelt eingezeichnete Schwellenspanrv.ing überschritten wird. Wenn der ersle Transistor 56 in den leitenden Zustand verset/t ist. dann wird der bis dahin !eilende /weile Transistor 100 gesperrl. weil der dann an seine Basis 108 gelangende Strom über die Kollektor-Lmitler-Strecke des leitenden ersten Transistors 56 abgeleitet und damit der Slromfluß durch die Kollektor-F.milterStrecke des /weiten Ttansis'ors 100 entsprechend verringert wird. Durch den gesperrten /weiten Transistor 100 wird auch der bis dahin leitende dritte Transistor 116 gesperrt, so daß jetzt der bis dahin gesperrte vierte Transistor 120 dann in seinen leitenden Zustand versetzt wird und mithin auch der bis dahin ebenfalls gesperrte fünfte Transistor 152 sowie der sechste Transistor 164. womit jet/1 die Primärwicklung 176 des Ladetransformators 178 Strom erhall.

Wenn der fünfte Transistor 152 leitend wird, erscheint an dem Anschluß seines Kollektors 158 an den Widerstand 160 ein Rechtcekimpuls, der über die Diode 208 und den Kondensator 210 an die Steuerelektrode 206 des Gleichrichters 200 weitergeleitet wird. Der Kondensator 210 differenziert diesen Rechteckimpuls nach einer positiven Spannung und einer negativen Spannung, wobei die positive Spannung den Gleichrichter 200 in den leitenden Zustand versetzt und die negative Spannung es der Steuerelektrode 206 dieses Gleichrichters 200 ermöglicht, ihre Steuerungsfunktion früher wieder zu erreichen als dann, wenn die Steuerelektrode 206 über einen Widerstand mit dem Kollektor 158 des fünften Transistors 152 verbunden wäre.

Wenn der Gleichrichter 200 leitend wird, dann wird die Ladespannung des Zündkondensators 152 an die Primärwicklung 224 der Zündspule 226 abgegeben.

wobei ein rüekwiiris ausgerichteter Stromfluß über die Leitung 228 und die Leitung 230 an den Anschluß 194 des Zündkondensators 192 auftritt. Dabei verhindern die Diode 220 und der Widerstand 222 Schwingungen /wischen dem Zündkondensator 192 und der Primärwicklung 224 der Zündspule 226, so daß an der Kathode 202 des Gleichrichters 200 keine Rüekwärlsspannung erscheint und somit die l'ntladczcit des Zündkondensalors 192 verlängert wird, weil jede vor/eilige Schaltung des Gleichrichters 200 in seinen gesperrten Zustand verhindert wird.

Die an die Primärwicklung 224 der Zündspule 226 abgegebene l.adespannung des Zündkondensators 192 wird zur Hochspannung an die Sekundärwicklung 232 der Zündspule 226 übergeben, wobei an dem durch einen Punkt markierten Anschlußende der Sekundärwicklung 232 eine negative Spannung erscheint. Diese negative Spannung wird über die Leitung 234 an den mit einem der Kontakle 20 in Berührung stehenden Verleilerfinger 16 des Zündverteilers 18 und damit an die mit diesem Koniakt verbundene Zündkerze 24 der Brennkraftmaschine weitergeleitel, womn die Brennstoffmischung innerhalb des zugeordneten Zylinders gezündet wird.

Der Strom, den die Primärwicklung 176 des l.adetransformalors 178 aus der I ahrzeugbatlcrie 26 erhall, wenn der sechste Transistor 164 leitend wird, ist abhängig von den Widerständen der Leitung 182, der Primärwicklung 176. der Anschlußleitung an den Kollektor 172 des sechsten Transistors 164. dessen Kmitter-Kollcktor-Streckc und der Leitung 170. Sind diese Widerstände klein gehalten, so wird die lineare .Stromaufnahme der Primärwicklung 176 durch die Gleichung d<'Jc=V/l. erfüllt. Solange nicht die Ausgangsspannung am Anschluß 64 der Ausgangswicklung 12 des Stromerzeugers Il unter die Schwellspannung des ersten Transistors 56 abfällt, so daß dann dieser Transistor wieder gesperrt wird, findet damit ein linearer Stromanslieg in der Primärwicklung 176 des Ladetransformators 178 statt. Gleichzeitig wird der Zusatzkondensator 134 über die Widerstände 106 up-i 104 linear aufgeladen, weil die Transistoren 100 und 116 dann gesperrt sind. Der dritte Transistor 116 wird jedoch leitend, sobald die gegegenüber der niedrigsten Ladespannung der Fahrzeugbatterie 26 kleinere Durchbruchsspannung der Zcnerdiode 150. die beispielsweise auf 2.4 Volt eingestellt wird, erreicht ist. Damit wird dann der vierte Transistor 120 gesperrt und somit auch die Transistoren 152 und 164. da dann kein Strom mehr aus der Basis 154 des fünften Transistors 152 oder an die Basis 166 des sechsten I ransistors 164 fließen kann.

Wenn der sechste Transistor 164 gesperrt wird, so wird der Strom durch die Primärwicklung 176 des Ladetransformators 178 unterbrochen. Dabei kehrt sich die Spannung an den beiden Anschlußenden der Primärwicklung 176 um. so daß das bis dahin positive, mit einem Punkt markierte Anschlußende nunmehr negativ wird und folglich die über die Sekundärwicklung 184 des Ladetransformators 178. deren mit einem Punkt markiertes Anschlußende dann ebenfalls negativ wi^rd, hochgespannte Spannung über die Diode 186 an Jen Zündkondensator 192 gelangt. Der Zündkonden-,ator 192 wird damit entsprechend der Gleichung 'Z₂CV²= '/2 Ll² auf eine maximale Ladespannung aufgeladen, wobei C die Kapazität des Kondensators 192, V dessen Ladespannung. L die Induktanz der Primärwicklung 176 und / der in dieser induktiv gespeicherte Strom ist.

Wenn die Aufladung des Züntlkontlensalois 192 beginnt, sind die Anode 198 und die Kathode 202 des Gleichrichters 200 wegen des Anschlusses über die Leitungen 196 und ISO an den Zündkondensaior 192 und an das positive Ansehlußende 187 der Sekundärwicklung 184 des l.aüctransformalors 178 positiv vorgespannt. Die Steuerelektrode 206 ties Gleichrichters 200 ist andererseits negativ vorgespannt, wobei diese negative Vorspannung aus der Differenzierung des Rechtcekimpulses resultiert, der an dem Kollektor 158 des fünften Transistors 152 erscheint, solange tlieser bis zur Unterbrechung ties Stromfliisses durch die Primärwicklung 176 des Ladetransformators 178 leitend ist, sowie andererseits aus dem dann vorliegenden Masseanschluß dieses Kollektors 158, wenn tier fünfte Transistor 152 bei tier Unterbrechung des .Stromflusses durch die Primärwicklung 176 ties Latlelraiisformators 178 gesperrt wird. Diese negative Vorspannung der besonderen davon aus/ugchen, daß die induktive Stromabnahme der Primärwicklung 176 des l.adetrans formators 178 außer der über den Zusalzkondens.:ilor 1 34 bzw. die Durchbruchsspannung der Zencrdiodc 150 gesteuerten Unabhängigkeit von Schwankungen der l.adespannung der Fahrzeugbatterie 26 dadurch auf einen konstanten Wert geregelt wird, daß mit dieser Zündeinrichtung das Vorhandensein von in Reihe mit der Primärwicklung 176 geschalteter Widerstände simuliert wird, wobei diese Simulierung solcher laisachlich also nicht vorhandener Widerstände durch Heranziehung des Ziisalzkondensiilors 134 vorgenommen wird. Gemäß dem vereinfachten Schaiibild in I' i g. 5 ist für die Primärwicklung 176 des l.adetransformalors 178 ein in Reihe geschalteter Widersland 290 (Ri) gezeigt, der sämtliche Draht- und Wicklungswider stände des Primärslromkreises tier Zündeinrichtung, einschließlich auch desjenigen tier Primärwicklung 176.

.MCiiereiL'Kirouc tvn ues mcicririciiicis *uu isi uauei wegen der beiden über dem Kondensator 210 liegenden 2ii Widerstände 212 und 214 relativ niedrig gehalten und begünstigt eine rasche Aufladung des Zündkontlensators 192. Gleich/eilig wird durch die Diode 208 verhindert, daß jede in dem Kondensator 210 evil, noch vorhandene positive Restladung an den gesperrten sechsten Transistor 164 gelangt und somit die Unterbrechung des Siromflusscs durch die Primärwicklung 176dcs Ladctransformalors 178 erhalten bleibt.

Der Zusatzkondensator 134 bleibt solange aufgeladen wie der sechste Transistor 164 gesperrt ist. Während der "' Zündkondensator 192 aufgeladen wird, sind die Transistoren 100, 116, 120, 152 und 164 gesperrt. Sobald der Zündkondensator 192 aufgeladen ist, fällt die Ausgangsspannung am Anschluß 64 der Ausgangswicklung 12 des Stromerzeugers Il unter die Schwellspan- '"' nung des ersten Transistors 56 ab, so daß tlieser Transistor dann gesperrt wird. Der zweite Transistor 100 wird folglich jetzt in seinen leitenden Zustand versetzt und damit auch der drille Transistor 116, so daß sich der Zusatzkondensator 134 über den Anschluß 1 35, ^4I) die Kollcktor-Emittcr-Sireeke ties zweiten Transistors 100, die Widerstände 112 <_tnd 132 und die Leitung 138 entladen kann. Erst wenn die Ausgangsspannung am Anschluß 64 der Ausgangswicklung 12 des Stromerzeugers M wieder einen positiven Wert annimmt, beginnt ⁴"· dann wieder ein neuer Zyklus der vorbeschriebenen Arbeitsweise der Zündeinrichtung.

Läuft die Brennkraftmaschine mit einer gegenüber einer normalen Drehzahl höheren Drehzahl, so kann die Verweilzeit des Stromerzeugers 1 i, über welche die -·' Ausgangsspannung am Anschluß 64 der Ausgangswicklung 12 oberhalb der Schwellspannung des ersten Transistors 58 gehalten wird, kürzer sein als die für eine volle Aufladung des Zündkondensators 192 benötigte Ladezeit. In diesem Fall wirkt folglich die Ausgangs- >■> spannung am Anschluß 64 der Ausgangswicklung 12 des Stromerzeugers 11 als ein Stromschalter für die Primärwicklung 176 des Ladetransformators 178 in der Weise, daß der Zündkondensator 192 nur mit einer entsprechend niedrigeren Ladespannung aufgeladen ^w) wird, so daß an den Zündkerzen eine entsprechend niedrigere Zündspannung zur Verfügung steht, deren Wert aber nicht niedriger ist als bei den üblichen Unterbrecher-Zündeinrichtungen. Es wird folglich damit ein wirtschaftlicherer Brennstoffverbrauch in solchen höheren Drehzahlbcreichcn der Brennkraftmaschine erreicht.

Für die Arbeitsweise der Zündeinrichtung ist noch im

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Fahrzeugbatterie 26 durchflossen wird, wenn der Schalter 286. der mithin dem sechsten Transistor 164 funktionell entspricht, geschlossen wirtl. Ohne Berücksichtigung des Zusatzkondensators Π4 und der beiden damit in Reihe geschalteten Widerstände 104 und 106 bzw. (Ki) findet dann in tier Primärwicklung 176 ein exponential ablaufender Stromaufbaii statt, tier von einer ebenfalls exponential erfolgenden Aufladung ties Zusatzkondensaiors 134 begleitet ist, wenn tlieser Zusatzkondensator anfänglich ungeladen und in Reihe mit der Primärwicklung 176 geschaltet ist. Durch eine geeignete Bemessung ties für den Zusatzkondensator 134 vorgesehenen l.atlewitlerslantles R> kann folglich eine mit dessen Aufladung gleiche Zeitkonstante für den Slromaufbau in der Primärwicklung 176 ties l.adclransformators 178 erhallen werden, was dann bedeutet, daß die Aufladung des Kondensators IJ4 gleich dem Spannungsabfall ist. der durch den induktiven Siromflul.S durch den in Reihe mit der Primärwicklung 176 geschalteten, jedoch nur simuliert vorhandenen Widerstand R\ erzeugt wird. Indem nun die Zenerdiodc 150 in einer Parallelschaltung zu tier Primärwieklurr- 176 und in einer Reihenschaltung zu dem Zusal/kondensalor 134 vorgesehen ist, wird durch deren Durchbruchsspannung unabhängig von der l.adespannung der l'.ihr/eugbatterie 26 der Stromaufbaii in tier Primärwicklung 176 augenblicklich dann unterbrochen, wenn die Aufladung des Zusatzkondensators 134 abgeschlossen ist, so daß also die Durchbruchsspannung der Zenertliotle 150 den Spannungsabfall ausgleicht, der durch den induktiven Stromflüß ir. dem simulierten Widerstand K₁ er/eiigt wird. Sofern die vorstehend als gleich vorausgesetzten Zeitkonstanten für die Aufladung ties Zusatzkondensators 134 und den Stromaufbaii der Primärwicklung 176 des Ladetransformators 178 als ungleich angenommen werden, dann ist eine entsprechende Abhängigkeit von der Ladespannung der Fahrzeugbatterie 26 gegeben und der Stromaufbau in der Primärwicklung 176 ändert sich dann entsprechend der Änderung dieser l.adespannung. Dabei kann ein positiver oder negativer .Spannungskoeffizient erreicht werden, abhängig davon, ob das Produkt R₂Cgrößer oder kleiner als der für die Zeitkonstantc maßgebliche Wert L/R\. Dabei ist unabhängig, ob der Zusatzkondcnsalor 134 beim Beginn seiner Aufladung ein». Nullspannung oder eine niedrige Ristspannung aufweist. Wenn mithin die Durchbruchsspannung der Zencrdiodc 150 kleiner ist als die niedrigste Ladespannung der Fahrzeugbatterie 26, dann arbeiten die Primärwicklung 176 des Ladctransforma-

Π 12

lors 178 und der /.iisiit/koiulcnsiUor 154 in einem Primärwicklung I7f> augenblicklich iliiiin iiiilcrbroehcti

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Hiei/ii 2 Dliitt Zcichnunüen

Claims

Patentansprüche:

1. Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Zündspule, deren Primärwicklung beim Auftreten eines Auslöseimpulses mittels eines gesteuerten Gleichrichters aus einem Zündkondensator gespeist wird, der seine Ladespanruiing aus einem Ladetransformator bei der Unterbrechung des die Primärwicklung des Ladeiransformators durchfließenden Stromes der Fahrzeugbatterie erhält, wobei der Strom durch die Primärwicklung des Ladetransformators beim Auftreten des Auslöseimpulses mittels eines mit dieser Primärwicklung in Reihe liegenden Transistors eingeschaltet und unterbrochen wird, wenn die Ladespannung eines Zusatzkondensators, dessen Aufladung beim Auftreten des Auslöseimpulses beginnt, die Durchbruchsspannung einer mit dem Zusatzkondensator gekoppelten Zenerdiode erreicht hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündkondensator (192) aus der Sekundärwicklung (184) des Ladetransformators (178) aufgeladen wird, daß die Durchbruchsspannung der zu der Primärwicklung (176) des Ladetransformators (178) parallelgeschaltetcn und in Reihe mit dem Zusatzkondensator (134) liegenden Zenerdiode (150) auf einen gegenüber der niedrigsten Ladespannung der Fahrzeugbatterie (26) kleineren Wert für die Erreichbarkeit einer entsprechenden Restspannung des Zusatzkondensators (134) bei der Unterbrechung des Stromflusses durch die Primärwicklung des Ladetransformators eingestellt ist, und d: 5 der Zündkondensator (192), dem eine Reihenschaltung aus der Sekundärwicklung (184) des Ladetransformaiors (178) und einer Diode (186) parallelgeschaltet ist, mit --'em gesteuerten Gleichrichter (200) und der Primärwicklung (224) der Zündspule in Reihe liegt.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der in Reihe mit der Primärwicklung (176) des Ladetransformators (178) liegende Transistor (164) für die Unterbrechung des Stromflusses durch die Primärwicklung des Ladetransformators durch einen an seinem Eingangskreis liegenden weiteren Transistor (152) gesperrt wird, der mit seinem Ausgangskreis an die Steuerelektrode (206) des gesteuerten Gleichrichters (200) angeschlossen ist und beim Erreichen der Durchbruchsspannung der Zenerdiode (150) durch diese geschaltet v/ird.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Primärwicklung (176) des Ladetransformators (178) in Reihe liegende Transistor (164) durch einen zwischen seinem Kollektor (172) und seiner Basis (166) liegenden weiteren Transistor (238) zu einem Darlington-Verstärker ausgebildet ist.

4. Zündeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der am Eingangskreis des in Reihe mit der Primärwicklung (176) des Ladetransformators (178) liegenden Transistors (164) angeordnete weitere Transistor (152) über eine in Reihe mit einem Kondensator (210) liegende Diode (208) an die Steuerelektrode (206) des gesteuerten Gleichrichters (200) angeschlossen ist.

5. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Primärwicklung (224) der Zündspule (226) eine Diode (220) und ein Widerstand (222) geschaltet sind.

6. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkondensator (134) zwischen zwei Transistoren (100,116) geschaltet ist, die während dessen über einen Regelwiderstand (104) erfolgenden l.adevorganges gesperrt sind, wobei die Zenerdiode (150) an einen Anschluß des Ausgangskreises des einen Transistors (100) an den Eingangskreis des anderen Transistors (116) angeschlossen ist für dessen Schaltung in einen leitenden Zustand zur Sperrung des mit der Primärwicklung (176) des Ladetransformators (178) in Reihe liegenden Transistors (164) beim Erreichen der Durchbruchsspannung der Zenerdiode (150).

7. Zündeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit seinem Ausgangskreis an den Zusatzkondensator (134) angeschlossene eine Transistor (100) für dessen Entladung auf die Resispannung in den leitenden Zustand geschaltet wird.