DE2013043A1

DE2013043A1 - Ignition device for internal combustion engines

Info

Publication number: DE2013043A1
Application number: DE19702013043
Authority: DE
Inventors: Kenji Kariya Aichi Kobayashi (Japan). F02p 7-00
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1969-03-22
Filing date: 1970-03-19
Publication date: 1970-10-15
Also published as: DE2013043B2; DE2013043C3

Description

Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem zur Speicherung der Zündenergie dienenden Zündkondensator, dem-sowohl ein eine Ladewicklung enthaltender Ladezweig als auch ein die aus der Schaltstrecke eines steuerbaren elektronischen Entladeschalters und der Primärwicklung eines Zündtransformators bestehende Serienschaltung enthaltender Entladezweig parallelgeschaltet ist wobei die Sek.undärwicklung des Zündtransformators mit wenigstens einer Zündkerze in Wirkungsverbindung steht und die Ladewicklung sowie ein Magnetsystem zur Erzeugung der badespannung für den Zndkonden sato r durch die Brennkraftmaschine relativ zueinander bewegbar sind. Ignition device for internal combustion engines The invention relates on an ignition device for internal combustion engines with one for storing the ignition energy Serving ignition capacitor, the-both a charging branch containing a charging winding as well as one from the switching path of a controllable electronic discharge switch and the primary winding of an ignition transformer containing an existing series circuit The discharge branch is connected in parallel with the secondary winding of the ignition transformer is in operative connection with at least one spark plug and the charging winding as well as a magnet system for generating the bath voltage for the Zndkonden sato r the internal combustion engine can be moved relative to one another.

Derartige Zündeinrichtungen finden vornehmlich dort Verwendung, wo für die Speisung der Zündanlage keine Batterie zur Verfügung steht. Durch die Speicherung der Zündenergie in dem Zündkondensator erhält man im Zündzeitpunkt an der Sekundärwicklung des Zündtransformators einen Hochspannungsstoß mit steiler Anstiegsflanke, wodurch auch bei stark verschmutzten Kerzenelektroden noch mit Sicherheit ein elektrischer überschlag (Zündfuke) erzeugt wird.Such ignition devices are primarily used where no battery is available to power the ignition system. By storing the ignition energy in the ignition capacitor is obtained at the ignition time on the secondary winding of the ignition transformer a high voltage surge with a steep rising edge, whereby Even with heavily soiled spark plug electrodes, it is definitely still an electrical one flashover (ignition spark) is generated.

Bei solchen Zündeinrichtungen steigt die von dem Magnetsystem in der Ladewicklung induzierte, dem Zündkondensator zur Verfügung gestellte Ladespannung mit wachsender Drehzahl der Brennkraftmaschine an. Wenn nun die Zündeinrichtung so ausgelegt ist, daß bei einer relativ niedrigen Drehzahl bereits eine für eine wirkungsvone Zündung ausreichende Ladespannung erzeugt wird, dann ergibt sich bei höheren Drehzahlen eine Ladespannung, die weit über demjenigen Wert liegt, der zur Erzeugung einer wirkungsvollen Zündung notwendig ist. Dies erfordert zusätzlichen Aufwand an Isolationsmittel, um das Auftreten schädlicher überschläge in der Zündeinrichtung zu vermeiden.In such ignition devices, the increase in the magnet system in the Charging winding induced charging voltage made available to the ignition capacitor with increasing speed of the internal combustion engine. If now the ignition device is designed so that at a relatively low speed already one for one effect of ignition sufficient charging voltage is generated, then results at higher speeds a charging voltage that is far above the value that is used for Generation of an effective ignition is necessary. This requires additional Expenditure on insulation material to prevent harmful flashovers from occurring in the ignition device to avoid.

Durch den zusätzlichen Aufwand an Isolationsmittel wiederum ergeben sich Vergrößerungen der baulichen Abmessungen und daher Schwierigkeiten in Bezug auf die Unterbringung der Zündeinrichtung.This in turn results from the additional expenditure on insulation material enlargements of the structural dimensions and therefore difficulties in relation on the placement of the ignition device.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der aber die vorerwähnten Nachteile vermieden sind.The invention is now based on the object of an ignition device of the type mentioned to create, but in which the aforementioned disadvantages are avoided.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens einem Teil der die Ladespannung für den Zündkondensator liefernden Ladewicklung ein Uberbrückungazweig parallelgeschaltet ist und dieser Uberbrückungszweig die Schaltstrecke eines elektrisch steuerbaren Uberbrückungsschalters enthält, in dessen ebenfalls an der Ladewicklung liegenden Steuerstromkreis ein Uberwachungselement vorgesehen ist, das, wenn die an ihm liegende Spannung einen bestimmten Wert erreicht, leitend wird und dann zur Umsteuerung der Schalt strecke des Vberbrückung 5 schalters in den stromdurchl assenden Zustand Verwendung findet.This object is achieved in that at least one Part of the charging winding supplying the charging voltage for the ignition capacitor is a bridging branch is connected in parallel and this bridging branch is the switching path of a electric contains controllable bridging switch, in its also on the charging winding lying control circuit a monitoring element is provided which, if the voltage applied to it reaches a certain value, becomes conductive and then to Reversal of the switching path of the bridging 5 switch in the current-carrying ends State is used.

Einzelheiten der Erfindung sind anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert und beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 die Schaltungsanordnung einer Zündeinrichtung nach der Erfindung und Fig. 2 einen geänderten Teil der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.Details of the invention are illustrated in the drawing with reference to the Exemplary embodiments explained and described in more detail. It shows: Fig. 1 the circuit arrangement an ignition device according to the invention and FIG. 2 shows a modified part of the circuit arrangement according to Fig. 1.

Die zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine gehörende Zundeinrichtung nach Fig 1 weist einen Zündkondensator 11 auf, dem sowohl ein Ladezweig 12 als auch ein Entladezweig 13 parallel geschaltet ist. Der Ladezweig 12 enthält eine Ladewicklung 14, die in Serie zu einem Ladegleichrichter 15 liegt.The ignition device belonging to an internal combustion engine, not shown according to Fig. 1 has an ignition capacitor 11 to which both a charging branch 12 and a discharge branch 13 is connected in parallel. The charging branch 12 contains a charging winding 14, which is in series with a charging rectifier 15.

In dem Entladezweig 13 ist die aus der Schaltstrecke A-K eines steuerbaren elektronischen Entladeschalters 16 (im Beispielsfall eines Thyristors) und der Primärwicklung 17 eines Zündtransformators 18 bestehende Serienschaltung vorgesehen.In the discharge branch 13, the switch path A-K is a controllable one electronic discharge switch 16 (in the example of a thyristor) and the primary winding 17 of an ignition transformer 18 existing series circuit is provided.

Die Ladewicklung 14und ein Magnetsystem 19 sind relativ zueinander bewegbar. Im bevorzugten Beispielsfall ist die Ladewicklung 14- auf einem feststehenden Eisenkern 20 angeordnet, der-mit Polschuhen 21,22 dem Magnetsystem 19 gegenübersteht, das während des Betriebes durch die Brennkraftmaschine um eine angedeutete Achse 23 in Rotation versetzt wird.The charging winding 14 and a magnet system 19 are relative to one another moveable. In the preferred example, the charging winding 14- is on a stationary one Iron core 20 is arranged, which faces the magnet system 19 with pole pieces 21, 22, that during operation by the internal combustion engine around an indicated axis 23 is set in rotation.

Der Entladeschalter 16 ist mit einer Steuerelektrode S versehen, an die im Zündzeitpunkt ein gegenüber der Kathode K positiver Impuls 24 angelegt wird.The discharge switch 16 is provided with a control electrode S on which at the ignition point a positive pulse 24 compared to the cathode K is applied.

Der Zündtransformator 18 ist mit seiner Sekundärwicklung 25 an eine Zündkerze 26 angeschlossen. Selbstverständlich kann diese Sekundärwicklung 25 auch in an sich bekannter Weise über einen Zündverteiler mit mehreren Zündkerzen in Wirkungsverbindung stehen.The ignition transformer 18 is with its secondary winding 25 to a Spark plug 26 connected. Of course, this secondary winding 25 can also in a manner known per se via an ignition distributor with several spark plugs in operative connection stand.

Die Ladewicklung 14, der Zündkondensator 11, die Primärwicklung 17, die Sekundärwicklung 25 und die Zündkerze 26 stehen je an einem ihrer beiden Anschlüsse über eine Masseleitung 28 untereinander in Verbindung.The charging winding 14, the ignition capacitor 11, the primary winding 17, the secondary winding 25 and the spark plug 26 are each at one of their two connections via a ground line 28 in connection with one another.

Die seither beschriebene Zündeinrichtung hat folgende Wirkungsweise: Wird die Brennkraftmaschine angeworfen und damit das Magnetsystem 19 in Rotation versetzt, so werden von der dabei in der Ladewicklung 14 induzierten Wechselspannung die Halbwellen einer Polarität von dem Ladegleichrichter 15 durchgelassen und als Ladespannung an den Zündkondensator 11 geführt. Die dabei in dem Zündkondensator 11 gespeicherte elektrische Energie verursacht im Zündzeitpunkt einen Entladestromstoß in der Primärwicklung 17 des Zündtransformators 18, weil in diesem Zeitpunkt der Impuls 24 der Steußriektrode S zugeführt wird und in Abhängigkeit davon die Schalt strecke A-K in den stromdurchlassenden Zustand gelangt. Der Entladestromstoß hat in der Sekundärwicklung 25 des Zündtransformators 18 einen Hochspannungsstoß zur Folge, der an der Zündkerze 26 einen elektrischen Überschlag (Zündfunke) hervorruft.The ignition device described since then has the following mode of operation: If the internal combustion engine is started and thus the magnet system 19 rotates are offset from the alternating voltage induced in the charging winding 14 the half-waves of one polarity from the charging rectifier 15 passed and as Charging voltage fed to the ignition capacitor 11. The one in the ignition capacitor 11 stored electrical energy causes a discharge current surge at the ignition point in the primary winding 17 of the ignition transformer 18, because at this time the Pulse 24 of the Steußriektrode S is supplied and depending on the switching stretch A-K enters the current-carrying state. The discharge surge has in the secondary winding 25 of the ignition transformer 18 for a high voltage surge Result that causes an electrical flashover (ignition spark) at the spark plug 26.

Damit nun auch bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine in der Ladewicklung 14 eine Wechselspannung mit einem solchen Scheitelwert auftritt, daß die an dem Zündkondensator 11 auftretende Ladespannung nur diejenige Größe erreicht, die für eine wirkungsvolle Zündung notwendig ist, wird wenigstens einem -Teil 30 der Ladewicklung 14 ein Sberbrückungszweig 31 parallel geschaltet. Dieser tberbrückungszweig 31 enthält die Schaltstrecke eines elektrisch steuerbaren Uberbrückungsschalters321 in dessen Steuerstromkreis 33 ein Uberwachungselement 34 liegt, das,wenn die an ihm liegende Spannung einen bestimmten Wert erreicht, leitend wird und dann zur Umsteuerung der Schaltstrecke des Uberbrückungsschalters 32 in den stromdurchlassenden Zustand Verwendung findet, um den Wicklungsteil 30 kurzzuschließen.So that now even at high engine speed in the Charging winding 14 an alternating voltage occurs with such a peak value that the charging voltage occurring at the ignition capacitor 11 only reaches the size which is necessary for effective ignition is at least one part 30 the charging winding 14 has a bridging branch 31 connected in parallel. This bridging branch 31 contains the switching path of an electrically controllable bypass switch 321 in the control circuit 33 there is a monitoring element 34 which, when the voltage lying on it reaches a certain value, becomes conductive and then to Reversal of the switching path of the bypass switch 32 to the current-carrying State is used to short-circuit the winding part 30.

Im bevorzugten Beispielsfall liegt derjenige Teil 30 der Ladewicklung 14, dem der überbrückungszweig 31 parallelgeschaltet ist, zwischen dem Wicklungsende 14' und einer Anzapfung 35.In the preferred example, that part 30 of the charging winding is located 14, to which the bridging branch 31 is connected in parallel, between the winding end 14 'and a tap 35.

Der Spannungswert, bei dem das Uberwachungselement 34 leitend wird, ist wenigstens annähernd auf den LadeHspannungswert abgestimmt, der für eine wirkungsvolle Zündung ausreicht.The voltage value at which the monitoring element 34 becomes conductive, is at least approximately matched to the charging voltage value that is required for an effective Ignition is sufficient.

Besonders zweckmäßig ist es als Uberwachungselement 34 wenigstens eine von der Ladespannung in Sperrichtung beanspruchte Zenerdiode 36 zu verwenden.It is particularly useful as a monitoring element 34 at least to use a Zener diode 36 stressed by the charging voltage in the reverse direction.

Als Uberbrückungsschalter 32 kann ein mit einer Eingangselektrode, rode einer Ausgangselektrode sowie einer Steuemlek} versehenes Halbleiterbauelement Verwendung finden, innerhalb dessen der Steuerkreis von der Steuerelektrode zur Ausgangselektrode verläuft und die Schalt strecke zwischen der Eingangselektrode und der Ausgangselektrode liegt.A bridging switch 32 with an input electrode, rode an output electrode and a Steuemlek} provided semiconductor component Find use within which the control circuit from the control electrode to Output electrode runs and the switching path between the input electrode and the output electrode is located.

In Fig. 1 ist das den Uberbrückungsschalter 32 bildende Halbleiterbauelement ein Thyristor 37, dessen Anorde A' die Eingangselektrode, dessen Kathode K' die Ausgangselektrode und dessen Gitter S' die Steuerelektrode bildet.In Fig. 1 is the bypass switch 32 forming semiconductor component a thyristor 37, the anorde A 'of which is the input electrode, whose Cathode K 'is the output electrode and its grid S' forms the control electrode.

In Fig. 2 ist gezeigt, daß das den Uberbrückungsschalter 32 bildende Halbleiterbauelement im Bedarfsfall auch ein Transistor 38 (im Beispielsfall ein npn-Utansistor) sein kann, dessen Kollektor C die Eingangselektrode, dessen Emitter E die Ausgangselektrode und dessen Basis B die Steuerelektrode bildet.In Fig. 2 it is shown that the bypass switch 32 forming Semiconductor component, if necessary, also a transistor 38 (in the example a npn utansistor), whose collector C is the input electrode, whose emitter E is the output electrode and its base B is the control electrode.

Um für den Steuerkreis 33 Verbindungen des tlberbrückungszweiges 31 mit verwenden zu können, ist die das Uberwachungselement 34 bildende Zenerdiode 36 mit ihrer Anode an der Steuerelektrode S' bzw. B und mit ihrer Kathode an der Eingangselektrode A' bzw. C des den Uberbrückungsschalter 32 bildenden Halbleiterbauelementes 37 bzw. 38 angeschlossen.In order for the control circuit 33 to connect connections of the bridging branch 31 The Zener diode which forms the monitoring element 34 can also be used 36 with its anode on the control electrode S 'or B and with its cathode on the Input electrode A 'or C of the bypass switch 32 forming semiconductor component 37 or 38 connected.

Claims

Expectations

D Ignition device for internal combustion engines with one for storage the ignition energy serving ignition capacitor, which contains both a charging winding Charging branch as well as the one from the switching path of a controllable elextronic Discharge switch and the primary winding of an ignition transformer in series containing discharge branch is connected in parallel, the secondary winding of the Ignition transformer is in operative connection with at least one spark plug and the charging winding and a magnet system to generate the charging voltage for the ignition capacitor are movable relative to one another by the internal combustion engine, characterized in that that at least one part (30) of the charging voltage for the ignition capacitor (11) supplying charging winding (14) a bridging branch (31) is connected in parallel and this bridging branch (31) is the switching path of an electrically controllable Bypass switch (32), in which case also on the charging winding (14) lying control circuit (33) a monitoring element (34) is provided which, when the voltage applied to it reaches a certain value, becomes conductive and then to reverse the switching path of the bypass switch (32) in the current-carrying state is used.

2. Ignition device according to claim 1, characterized in that the one Part (30) of the charging winding (14) to which the bridging branch (31) is connected in parallel is, between a winding end (14 ') and a tap (35).

3. Ignition device according to claim 1, characterized in that the Voltage value at which the monitoring element (34) becomes conductive, at least approximately corresponds to that charge voltage value which is sufficient for effective ignition.

4. Ignition device according to claim 1, characterized in that the Monitoring element (34) at least one claimed by the charging voltage in the reverse direction Zener diode (36) is.

5. Ignition device according to claim 1, characterized in that the Bridging switch (32) one with an input electrode, an output electrode as well as a control electrode is provided with a semiconductor component, within which the control circuit runs from the control electrode to the output electrode and the switching stretch between the input electrode and the output electrode lies.

6. Ignition device according to claim 5, characterized in that the the semiconductor component forming the bridging switch (32) a thyristor (37) whose anode (A ') is the: input electrode, whose cathode (K') is the output electrode and the grid (S ') of which forms the control electrode.

7. Ignition device according to claim 5, characterized in that the the bypass switch (32) forming the semiconductor component a transistor (38) whose collector (C) is the input electrode, whose emitter (E) is the output electrode and the base (B) of which forms the control electrode.

8. Ignition device according to claim 4 and 5, characterized in that that the monitoring element (34) forming the Zener diode (36) with its anode on the control electrode (5 'or B) of the bypass switch (32) forming the semiconductor component (37 or 38) and its cathode is connected to its input electrode (A 'or C).

L e r s e i t e