DE2013043C3

DE2013043C3 -

Info

Publication number: DE2013043C3
Application number: DE19702013043
Authority: DE
Inventors: Kenji Kariya Aichi Kobayashi (Japan)
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1969-03-22
Filing date: 1970-03-19
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2013043A1; DE2013043B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. The invention relates to an ignition device for internal combustion engines according to the preamble of the main claim.

Derartige Zündeinrichtungen finden vornehmlich dort Verwendung, wo für die Speisung der Zündanlage keine Batterie zur Verfügung steht. Durch die Speicherung der Zündenergie in einem Zündkondensator erhält man im Zündzeitpunkt an der Sekundärwicklung des Zündtransformator* durch eine schlagartige Entladung des /.ündkondensators einen Hochspannungsstoß mn steiler Anstiegsflanke, wodurch auch bei stark verschmutzten Kcrzenelektroden noch mit Sicherheit ein elektrischer Überschlag (Zündfunke) erzeugt wird.Such ignition devices are mainly used wherever for the supply of the ignition system no battery is available. By storing the ignition energy in an ignition capacitor is obtained at the ignition point on the secondary winding of the ignition transformer * by a sudden Discharge of the ignition capacitor a high voltage surge mn steep rising edge, which means that it is still safe even with heavily soiled plug electrodes an electrical flashover (ignition spark) is generated.

Bei solchen Zündvorrichtungen 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 wirkungsvolle Zündung ausreichende Ladespannung erzeugt wird, darin ergibt stdh bei höheren Drehzahlen eine Ladespannung, die weit über demjenigen Wert liegt, der zur Erzeugung einer wirkungsvollen Zündung notwendig ist. Dies erfordert zusätzlichen Aufwand an Isolationsmitteln, um das Auftreten unschädlicher Überschläge in der Zündeinrichtung zu vermeiden. Durch den zusätzlichen Aufwand an Isolationsmitteln wiederum ergeben sich größere bauliche Abmessungen so daß derartige Zündeinrichtungen auch noch schwieriger unterzubringen sind.In such ignition devices, the induced by the magnet system in the charging winding increases, the Ignition capacitor made available charging voltage with increasing speed of the internal combustion engine on, If now the ignition device is designed so that at a relatively low speed already one for one Effective ignition generates sufficient charging voltage, which results in stdh at higher speeds a charging voltage that is well above the value required to produce an effective ignition necessary is. This requires additional expenditure on isolation means to make the occurrence less harmful Avoid flashovers in the ignition device. Because of the additional expense of insulation materials in turn, larger structural dimensions result, so that such ignition devices are even more difficult are to be accommodated.

Bei einer bekannten Zündeinrichtung dieser Art wird die Ladespannung des Zündkondensators durch eine Z-Diode begrenzt, die ganz oder teilweise zur Ladewicklung des Magnetgenerators parallel geschaltet ist und die beim Überschreiten einer bestimmten Schwellspannung leitend wird. Der Nachteil dieser Zündeinrichtung besteht darin, daß über die Z-Diode beim Überschreiten der gewünschten Ladespannung des Zündkondensators der volle Überbrückungsstrom fließt. Dadurch wird von der Z-Diode eine erhebliche Leistung aufgenommen, durch die sowohl die Z-Diode selbst als auch die mit ihr in einem Gehäuse zusammengefaßten Bauelemente stark aufgeheizt und demzufolge gefährdet werden.In a known ignition device of this type, the charging voltage of the ignition capacitor is through a Z-diode limited, which is wholly or partially connected in parallel to the charging winding of the magnetic generator and which becomes conductive when a certain threshold voltage is exceeded. The disadvantage of this Ignition device consists in that via the Zener diode when the desired charging voltage is exceeded the full bypass current flows through the ignition capacitor. As a result, the Zener diode has a significant effect Power consumed by both the Zener diode itself and the one with it in a housing summarized components are strongly heated and therefore endangered.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine Begrenzung der Ladespannung des Zündkondensators gewährleistet wird, ohne die Schaltungselemente der Zündeinrichtung durch zu hohe Temperaturen an diesen Elementen zu gefährden.The invention is now based on the object of providing an ignition device of the type mentioned at the beginning create, in which a limitation of the charging voltage of the ignition capacitor is guaranteed without the To endanger circuit elements of the ignition device by excessively high temperatures at these elements.

Gemäß der vorlegenden Erfindung wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs erreicht. Diese Lösung hat den Vorteil, daß zur Ladebegrenzung ein Überbrückungsschalter mit sehr geringer Verlustleistung verwendet werden kann, der nahezu leistungslos über eine Z-Diode als Steuerschalter beim Überschreiten einer bestimmten Schwellspannung die Ladewicklung des Magnetgenerators zumindest teilweise nahezu kurzschließt und damit den Ladevorgang am Zündkondensator beendet. Bei hohen Drehzahlen wird daher die für die Zündanlage nicht verbrauchte Leistung nicht im Schaltgerät verbraucht, sondern im Magnetgenerator, wn eine Abführungs-Wärme gewährleistet ist.According to the present invention, this is made possible by the characterizing features of the main claim achieved. This solution has the advantage that a bypass switch with a very low charge limit low power loss can be used, which is almost powerless via a Zener diode as a control switch when a certain threshold voltage is exceeded, at least the charging winding of the magnetic generator sometimes almost short-circuits and thus terminates the charging process on the ignition capacitor. At high Speeds, the power not used for the ignition system is therefore not used in the switchgear, but in the magnetic generator, if there is a dissipation heat is guaranteed.

Die Erfindung weiterauszubildende Einzelheiten sind anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielt! näher erläutert und beschrieben. Es zeigtThe details to be developed further are based on the exemplary embodiment shown in the drawing! explained and described in more detail. It shows

Fig. I die Schaltungsanordnung einer Zündeinrichtung nach der Erfindung undI shows the circuit arrangement of an ignition device according to the invention and

Fig. 2 einen geänderten Teil der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.2 shows a modified part of the circuit arrangement according to Fig. 1.

Die zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine gehörende Zündeinrichtung 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. 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.The ignition device according to FIG. 1 belonging to an internal combustion engine (not shown) has an ignition capacitor 11 to which both a charging branch 12 and a discharging branch 13 are connected in parallel. The charging branch 12 contains a charging winding 14 which is in series with a charging rectifier 15. In the discharge branch 13, the series circuit consisting of the switching path AK of a controllable electronic discharge switch 16 (in the example a thyristor) and the primary winding 17 of an ignition transformer 18 is provided.

Die Ladewicklung 14 und ein Magnetsystem 19 sind relativ zueinander bewegbar. Im bevorzugten Beispiels fall ist die Lädewicklung 14 auf einem feststehenden Eisenkern 20 angeordnet, der mit Poischuhen 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 can be moved relative to one another. In the preferred example case, the Lädewicklung 14 is arranged on a fixed iron core 20, which with Poischuhe 21,22 dem Opposite magnet system 19, which during operation by the internal combustion engine to a indicated axis 23 is set in rotation.

Der Entladeschalter 16 ist mit einer Steuerelektrode S versehen, an die im Zündzeitpunkt ein gegenüber derThe discharge switch 16 is provided with a control electrode S , to which at the ignition point a compared to the

Kathode K positiver Impuls 24 angelegt wird.Cathode K positive pulse 24 is applied.

Der Zündtransformator 18 ist mit seiner Sekundärwicklung 25 an einer 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 connected to a spark plug 26. Of course, this secondary winding 25 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 ?6 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 plugs? 6 are each connected to one of their two connections via a ground line 28 Link.

Die seither beschriebene Zündeinrichtung hat folgende Wirkungsweise:The ignition device described since then has the following Mode of action:

Wird die Brennkraftmschine angeworfen und damit das Magnetsystem 19 in Rotation versetzt, so werden von der dabei in der Ladewicklung 14 induzierten Wechselspannung die Halbwelten 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 Zündtransformator 18, weil in diesem Zeitpunkt der Impuls 24 der Steuerelektrode S zugeführt wird und in Abhängigkeit davon die Schaltstrecke A-K in den stromdurchlassenden Zustand gelangt. Der Entladestromstoß hat in der Sekundärwicklung 25 des Zündtransformators 18 einen Hochspannungsstoß zur Kolge, der an der Zündkerze 26 einen elektriüchen Überschlag (Zündfunke) hervorruft.If the internal combustion engine is started and the magnet system 19 is set in rotation, the half-worlds of one polarity of the alternating voltage induced in the charging winding 14 are passed through by the charging rectifier 15 and fed to the ignition capacitor 11 as charging voltage. The electrical energy stored in the ignition capacitor 11 causes a discharge current surge in the primary winding 17 of the ignition transformer 18 at the ignition time, because at this time the pulse 24 is fed to the control electrode S and, depending on this, the switching gap AK changes to the current-carrying state. The discharge current surge has a high voltage surge to the piston in the secondary winding 25 of the ignition transformer 18, which causes an electrical flashover (ignition spark) on the spark plug 26.

Damit nun auch bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine in der Ladewicklung 14 eine Wechselspat.-nung 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 Überbrückungszweig 31 parallel geschaltet Dieser Überbrückungszweig 31 enthält die Schaltstrecke eines elektrisch steuerbaren Überbrückungsschalter 32, in dessen Steuerstromkreis 33 ein Steuerschalter 34 liegt, der, wenn die an ihm liegende Spannung einen bestimmten Wert erreicht, leitend wird und dann zur Umsteuerung der Sehaltstrekke des Überbrückungsschalters 32 in den stromdurchlassenden Zustand Verwendung findet, um den Wicklungsteil 30 kurzzuschließen.This means that there is now an alternating spat in the charging winding 14 even at a high speed of the internal combustion engine occurs with such a peak that the charging voltage occurring across the ignition capacitor 11 only that size which is necessary for an effective ignition is reached at least one part 30 a bridging branch 31 connected in parallel to the charging winding 14 contains the switching path of an electrically controllable bypass switch 32 in its control circuit 33 there is a control switch 34 which, when the voltage applied to it reaches a certain value, becomes conductive and then to redirect the visual line of the bypass switch 32 in 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 parallel geschaltet ist, zwischen dem Wicklungsende K¹ und einer Anzapfung 35.In the preferred example, that part 30 of the charging winding 14 to which the bridging branch 31 is connected in parallel lies between the winding end K ¹ and a tap 35.

Der Spannungswert, bei dem der Steuerschalter 34 leitend wird, ist wenigstens annähernd auf den Ladespannungswert abgestimmt, der für eine wirkungsvolle Zündung ausreicht. Besonders zweckmäßig ist es als Steuerschalter 34 wenigstens eine von der Ladespannung in Sperrichtung beanspruchte Zenerdiode 36 zu verwenden.The voltage value at which the control switch 34 becomes conductive is at least approximately on the Matched charging voltage value that is sufficient for effective ignition. It is particularly useful as a control switch 34, at least one Zener diode stressed by the charging voltage in the reverse direction 36 to use.

Als Überbrückungsschalter 32 kann ein mit einer Eingangselektrode, einer Ausgp.ngselektrode sowie einer Steuerelektrode versehenes Halbleiterbauelement Verwendung finden, innerhalb dessen der Steuerkreis von der Steuerelektrode zur Au^angselektrode verläuft und die Schaltstrecke zwiscncn der Eingangselektrode und der Ausgangselektrode liegt.
In Fig. I ist das den Überbrückungsschalter 32 bildende Halbleiterbauelement ein Thyristor 37, dessen Anode A 'die Eingangselektrode, dessen Kathode K'd.e Ausgangselektrode und dessen Gitter S'die Steuerelektrode bildet.A semiconductor component provided with an input electrode, an output electrode and a control electrode can be used as the bypass switch 32, within which the control circuit runs from the control electrode to the output electrode and the switching path lies between the input electrode and the output electrode.
In FIG. 1, the semiconductor component forming the bypass switch 32 is a thyristor 37, the anode A 'of which forms the input electrode, the cathode K'd.e of which forms the output electrode and the grid S' of which forms the control electrode.

In Fig. 2 ist gezeigt, daß das den Überbrückungs-In Fig. 2 it is shown that the bridging

3u schalter 32 bildende Halbleiterbauelement im Bedarfsfall auch ein Transistor 38 (im Beispielsfall ein npn-Transistor) sein kann, dessen Kollektor C die Eingangselektrode, dessen Emitter Edie Ausgangselektrode und dessen Basis ßdie Steuerelektrode bildet.3u switch 32 forming semiconductor component, if necessary, can also be a transistor 38 (in the example an npn transistor) whose collector C forms the input electrode, whose emitter E forms the output electrode and whose base ß the control electrode.

Um für den Steuerkreis 33 Verbindungen des Überbrückungszweiges Z1 mit verwenden zu können, ist die dem Steuerschalter 34 bildende Zenerdiode 36 mit ihrer Anode an der Steuerelektrode S'bzw. B und mit ihrer Kathode an der Eingangselektrode A'bzw. Cdes den Überbrückungsschalter 32 bildenden Halbleiterbauelementes 37 bzw. 38 angeschlossen.In order to be able to use connections of the bridging branch Z 1 for the control circuit 33, the Zener diode 36 forming the control switch 34 is connected with its anode to the control electrode S ′ or. B and with its cathode on the input electrode A'bzw. C of the bypass switch 32 forming semiconductor component 37 or 38 is connected.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Ignition device for internal combustion engines with an ignition capacitor from a charging winding charged via a charging circuit and with the help of a controllable electronic discharge switch in a discharge circuit via the primary winding of an ignition transformer with a secondary side connected spark plug is discharged, at least part of the charging voltage for the Ignition capacitor supplying the charging winding of a magnetic generator, a bridging branch in parallel is switched, which contains a bypass switch, which becomes conductive when the voltage of the Charging winding reached a certain value, characterized in that the bypass switch (32) has a .Steueranschluss to which a also with at least part of the Charging winding of connected control circuits «; (33) is connected, which has a control switch (34) Contains threshold behavior.

2. Ignition device according to claim 1, characterized in that the voltage value at which the control switch (34) becomes conductive, at least approximately corresponds to the charging voltage that is sufficient for effective ignition.

3. Ignition device according to claim 1, characterized in that the control switch (34) is one of the charging voltage in the reverse direction claimed jo Zener diode (36) isL

4. Ignition device according to claim 1, characterized gekennzeicnnet that the bypass switch (32) is a thyristor (37), 2 .vische its control electrode (S ') and input element!: Trode (A') the control circuit (33) is connected.

5. Ignition device according to claim 1, characterized in that the bypass switch (32) is a transistor (38), between the base terminal (B) and collector terminal (C) of the control circuit is connected.