DE2041687B2 - Zündsystem mit Kondensator entladung fur Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

nivcau in der bestmimten Zc. abhängigkeit von der Drehzahl /ur Einstellung der Zündvoreilung erreichen.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind (iegcnstand von Linteransprüchen.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei einem Zündsystem verwirklicht, bei dem in veränderlichen magnetischen Widerständen synchron mit der Maschine Impulse erzeug; und einem Spannungsniv'.\,udetektor zugeführt werden, der beim Lra-iclieii eine-. bestimmten Impulsspannungswerte:- ^r'.priclit und den Zündkondensator zur Erzeug um: tier Zündimpulse fiir die Verbrennuiigsmasch'iie entlädt. Mit dem Zündkondensator isl /u dessen Aufladung ein sättigbarer Oszill-.ior verbunden, der ei¹¹·.·η Transformator mit e,,;i.r ersten und /weiten iiui .-.tiv gekoppelten Wicklung umfaßt, wobei d;e erste Wicklung mit dem ausga!inseitigen 1 ran.sistor des Oszillators und die zweite Wicklung mit der Steuerelektrode dieses Transistors verbunden ist, so daß mit ansteigendem Strom in der ersten Wicklung entsprechend der Leitfähigkeit des Transistors ein Strom in der zweiten V'ickla.ig erzeugt wird, der den Transistor in den Sättigungszustand steuert. Sobald der Transistor den Sättigungszustand erreicht, bricht das Magnetfeld zusammen und induziert eine für die Aufladung des Zünukondensators verwendete Spannung. Zwischen den ausgangsseitigen Transistor des Oszillators und die Steuerlektrode eines Steuertransistors, der zwischen d-^rn Spannungsdetektor und Masse liegt, ist eine Vorspannungsschaltung geschaltet, die einen ersten Gleichrichter und ein erstes Zeitkonstantenr.et7.werk umfaßt. [Die Vorspanr.ungssehaltung besitzt ferner einen zweiten Gleichrichter und ein zweites Zeitkonstantennetzwerk, welche zvvisc'ien den ausgangsseitigen Transistor des Oszillators und den Steuertransistor geschaltet sind. Wenn der Oszillator beim anfänglichen Starten der Maschine stromführend ist, wird von crsieni Gleichrichter ein Potential einer bestimmten Polarität an das Zeitkonstantei.netzwerk angelegt und dieses aufgeladen, wodurch der Steuertransistor in ilen leitenden Zustand 4-geschaltet wird und einen Teil der an den Spannungsniveaudetektor angelegten erzeugten Impulse nach Masse ableitet. Dadurch wird die Empfindlichkeit des Spannungsniveaudetektors auf einen Wert verringert, bei welchem der Zündkondensator bis zum Erreichen einer bestimmten Drehzahl i'er Verbrennungsmaschine immer zur gleichen Zeit entladen wird. Sobald die Verbrennungsmaschine die bestimmte Drehzahl erreicht hat, die vorzugsweise bei 1000 Um/ Min hegt, werden Impulse entgegengesetzter Polarität vom ausgangsseitigen Transistor des Oszillators an das zweite Z^itkonstantennetzwerk über den zweiten Gleichrichter angelegt und dieses zur Umschaltung des Steuertransistors in den nicht leitenden Zustand aufgeladen, wodurch der Spannungsniveaudetektor wieder seine volle Empfindlichkeit annimmt und die Zündvoreilung direkt proportional mit der Drehzahl der Maschine zunimmt.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichiing hervor. Die aus einer Figur bestehende Zeichung zeigt das Schaltbild eines Zündsystems auf der Basis einer Kondensatorentladung.

Das Zündsystem mit Kondensatorentladung entsprechend dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt einen synchron mit dem Motor umlaufenden Generator, der Impulse für die Entladung des Zündkondensators liefert. Der Generator ist mit einer Schwungscheibe 10 versehen, welche auf einer synchron mit dem Motor umlaufenden Welle 12 angeordnet ist. i^;m auf der Schwungscheibe 10 vorgesehenes Si¹IiIi^nI 18 aus einem geeigneten Material er/engt in den neben der Schwungscheibe angeordneten Abiastern 14 und 16 mit veränderbaren magnetischem Widerstand ein Potential, das an der jeweiligen Torelektrode 19 und 20 von zugeordneten HaInlu'ierthv ristoren 22 und 24 wirksam wird. Diese I IaIbleitcnin ristoren 22 and 24 wirken als Spannung>niveaudetektor für die Entladung eines Zündkondensators 25. Die /wischen die Torelektrode des zugeordneten Halbleitend;.ristors und Masse gelegte Parallelschaltung eines Kondensators 27 und eines I hermistors 28 dienen der Kompensation von Gerauscli- und Temperaturschwankungen.

Die als Spannungsiiiveauuctektor geschalteten HaIhleiterthvristoren 22 und 24 werden durch den Einfluß des an den Abtastern 14 „.id 16 sich vorbeinewegenden Segments 18 gesteuert und lösen eine Entladung eines Kondensators 30 z. B. über den Halbleiterthyristors 22 aus. wobei entsprechenJ das Potential induktiv über einen Transformator 32 an die Torelektrode 34 eines Halbleiterthvristors 36 angekoppelt wird, um den Zündkondensator 25 über diesen 1 IaIbleiterthyristor 36 und eine Zündspule 40 zu entladen Dadurch wird an den Zünd"lektroden 42 ein Zündfunke für die Motorzündung erzeugt. In gleicher Weise wird durch die Triggerung des Halbleiterthyristors 24 der Kondensator 30 über einen Transformator 45 zur Triggerung eines weiteren Halbleiterthyristors 47 entladen, der im tromführenden Zustand den Zündkondensator 25 über die Zündspule 50 und die Zündelcktroden 52 entlädt. Parallel zu den Zündspulen 40 und 50 sind Dioden 56 und 54 geschaltet, welche den negativen, durch das zusammenbrechende Feld in der Spule erzeugten Einschwingvorgang unterdrücken.

Zum Aufladen des Zündkondensators 25 über die Zündspulen dient ein sättigbarer Oszillator 60, der einen Transformator mit einer eisten Wicklung 62 umfaßt, die mit dem Emitter 64 eines Transistors 65 verbunden ist. Eine zweite Wicklung 66 ist induktiv mit der ersten Wicklung 62 gekoppelt und über die Parallelschaltung einer Diode 68 und eines Widerstandes 69 in Serie zu einem Widerstand 70 an die Basis 72 dfs Transistors 65 angeschlossen. Zwischen den Kollektor 75 und die Basis 72 ist eine Zener-Diode 74 geschaltet, welche den Transistor 65 vor Überspannungen schützt.

Im Betrieb wird zunächst vom Segment 18 auf der Schwungscheibe 10 eine Spannung, z. B. im Abtaster 16. erzeugt, mit welcher der Halbleiterthyristor 24 und über diesen der Halbleiterthyristor 47 getriggert wird. Sobald dieser Halblciterthyristor 47 leitet, wird über eine Diode 80 die vom Kondensator 82 gefilterte Spannung an den Emitter 84 des Transistors 85 über den Emitterwiderstand 87 angelegt. Da die Basis 88 des Transistors 85 über einen Widerstand 89 und eine Diode 90 sowie den Halbleiterthyristor 47 und die Zündspule 59 an Masse liegt, wird der Transistor 85 leitend und legt über eine Diode 92 und den Widerstand 70 ein entsprechendes Potential an die Basis 72 des Transistors 65 an. Dadurch wird dieser Transistor seinerseits leitend und bewirkt einen Stromfluß über die erste Windung 62 des Os/illatortransformators Da die Wicklung 62 induktiv mit der zweiten Wick-

5 ^ν 6

lung 66 gekoppelt ist, wird die Spannung über den Im Betrieb wird, wenn der Motor gerade gestartet

Widerstand 70 zur Basis 72 des Transistors 65 zurück» ist, der positive Teil 124 eines Wechselstromes 125,

gekoppelt und hält den Transistor im leitenden Zu- der über den Emitter 64 des Transistors 65 während

stand. Sobald dieser Transistor die Sättigung erreicht des Oszillatorbetriebs fließt, über die Diode 114 an

hat, bricht das Feld im Transformator zusammen und 5 den Kondensator 116 angelegt, um diesen auf ein

induziert eine entsprechende Spannung an der Wick- Potential aufzuladen, das an der Basis 112 des Tran-

lung 95 des Transformators, wobei diese induzierte sistors 100 wirksam ist. Damit wird der Transistor 100

Spannung über einen Widerstand 96 zur Aufladung leitend und leitet einen Teil der Impulse von den

des Zündkondensators 25 dient. Abtastern 14 und 16 nach Masse ab. Dies verringert

Daraus ergibt sich, daß, sobald der Motor zu laufen io die Empfindlichkeit der Halbleiterthyristoren 22 und

anfängt und das Segment 18 an einem der Abtaster 24, so daß sie drehzahlunabhängig mit jeder Um-

14 und 16 mit zunehmender Geschwindigkeit vorbei- drehung der Schwungscheibe 10 so lange zur gleichen

läuft, wird in diesen Abtastern ein Potential erzeugt, Zeit eingeschaltet werden, bis die Schwungscheibe

das den zur Triggerung der Halbleiterthyristoren 22 eine bestimmte Drehzahl erreicht, welche vorzugsweise

und 24 notwendigen Spannungszeit zu einer Zeit 15 bei ungefähr 1000 Um/Min liegt. Da die Zeitkon-

errcicht, die direkt proportional mit der Drehzahl stante des zweiten Zeitkonstantennetzwerkes größer

des Motors abnimmt, wodurch der Zündvorgang in ist als die des ersten, was auch für das Potential des

Richtung einer Frühzündung verschoben wird. Es Kondensators 122 gilt, auf welches dieser aufgeladen

kann jedoch für bestimmte Verbrennungsmaschinen werden kann, lädt zu diesem Zeitpunkt der negative

wünschenswert sein, daß die voreilende Zündver- 10 Anteil 127 des Wechselstroms 125 den Kondensator

Schiebung so lange nicht auftritt, bis der Motor zum 122 auf ein solches Potential auf, daß dieses über den

leichteren Starten eine Drehzahl von ungefähr 1000 Widerstand 123 den Transistor 100 in den nicht lei-

Um/Min erreicht hat. Zur Steuerung dieser Zündvor- tenden Zustand umschaltet. Sobald der Transistor 100

eilung, die vorzugsweise vom Start bis zu einer Dreh- nicht "leitend ist, nehmen die Halbleiterthyristoren 22

zahl von 1000 Um/Min auf dem Wert Null gehalten as und 2 * ihre volle Empfindlichkeit an und bewirken

wird, ist ein Steuertransistor 100 vorgesehen, dessen eine Voreilung der Zündung, die der Drehzahl des

Kollektor 102 über Dioden 104 und 106 mit den Motors direkt proportional ist.

Torlektroden 19 und 20 der Halbleiterthyristoren 22 Bei einer beispielsweise pusgeführten Schaltung

und 24 im Fcgeidetcklcr verbunden ist Her Emitter eines Zündsystems mit Kondensatorentladung wurde

108 des Transistors 100 ist mit Masse verbunden. 30 die Vorspannungsschaltung iiö mit folgenden Werten

Eine Vorspannungsschaltung 110 liegt zwischen dem bestückt.

Emitter 64 des Transistors 65 und der Basis 112 des Widerstand 115 3,3 k-Ohm

Transistors 100. Diese Vorspannungsschaltung be- Thermistor 118 150 k-Ohm

steht aus einem ersten Teil mit einer Gleichrichter- Kondensator 116 I 0 aF

diode 114 und einem Zeitkonstantennetzwerk aus 35 Widerstand 121 47 k Ohm

einem Widerstand 115 und einem Kondensator 116. Widerstand 123 '.'.".'.'.'.'.'.".".".'.'. 100 k-Ohm

Das Zeitkonstantennetzwerk ist über einen Thermi- Kondensator 122 0 1 uF

stör 118 an die Basis 112 des Transistors 100 ange- '

schlossen. Ferner umfaßt das Zeitkonstantennetzwerk Vorausgehend wurde ein elektronisches Zündsystem

einen zweiten Teil mit einer Gleichrichterdiode 120, 40 mit einer Kondensatorentladung beschrieben, bei dem

die über ein Zeitkonstantennetzwerk aus einem Wi- die Zündvoreilung solange konstant gehalten werden

derstand 121 und einem Kondensator 122 unter kann, bis der Motor anch dem Start eine bestimmte

Zwischenschaltung eines Widerstandes 123 ebenfalls Drehzahl erreicht hat, von welcher an die Voreilung

an die Basis 112 des Transistors 100 angeschlossen ist. der Zündung proportional dem Drehzahlanstieg ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Zündsystem mit Kondensat·'-entladung für Brennkraftmaschinen mit einem synchron mit dem Motor umlaufenden Element zur Erzeugung elektrischer Impulse, einem Spannungsniseaudeukior. der auf diese Impulse heim Erreichen eines bestimmten Spannungswertes anspricht und die Entladung eines Zündkondensators zur Erzeugung der Zündimpulse auslost, wobei die den bestimmten Spannimgswert erreichenden Impulse in einer eine zeitliche Zünd\oreilu:ig bewirkenden Abhängigkeit um der Drehzahl der Maschine stehen und diese zeitliche Zünd\oreilung im Niednu,-dreh/ahlbereich im wesentlichen konstant /u halten i-.i. dadurch gekennzeichnet, daß ein Sieuerschaltk^rois (100. 110) mit dem Spannungsrii\eaudetektof \erbunden ist und ein erstes Netzwerk (114 bis 116) umfaßt, mit welchem in einem ersten Schaltzustand des Steuerschaltkreises die Empfindlichkeit des Spannungsniveaudetektors im Niedrigdreh/ahlbereich der Maschine zum Konstanthalten der Zündvoreilung verringerbar ist, und daß ein /weites Netzwerk (120 bis 122) mit dem Steuerschaltkreis \erbunden ibt, das auf Drehzahlen über dem Niedrigdrehzahlbereich anspricht und den Steuerschaltkreis in einem zweiten Schaltzustand betre -'.. in welchem der Spannungsniveaudetektor im wesentlicher eine volle Empfindlichkeit besitzt, so daß die erzeugten Impulse das gegebene Spannungsi.iveai; in der bestimmten Zeitabhängigkeit von der Drehzahl zur Einstellung der Zündvoreilung erreichen.
2. 2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß de Steuerschaltkreis (100) aus einem Transistor besieht, der zwischen den Spannungsniveaudetekior und das erste sowie zweite Netzwerk (114 bis 116; 120 bis 122) geschaltet ist. w..hei sowohl das erste als auch das zweite Netzwerk jeweils ein Vorspannungspotential zur Steuerung des Transistors an dessen Steuerelektrode (Basis !12) und zur Einstellung der Empfindlichkeit de.s Spannungsniveaudetektors anlegen.
3. 3. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Netzwerk ein erstes Zeitkonstantennetzwerk (115, 116) mit einem Kondensator umfaßt, der an die Steuerelektrode des Transisiors angeschlossen ist, daß der Kondensator in Abhängigkeit von der in dem Niedrigdrehzahlbereich auftretenden Impulsspannung aufladbar ist, um den Transistor in den leitenden Zustand zu steuern, wodurch ein Teil der erzeugten Impulsleistung zur Verringerung der Empfindlichkeit des Spannungsniveaudetektors nach Masse abgeleitet wird, und daß das zweite Netzwerk ein zweites Zeitkonstantennetzwerk (121, 122) mit einem Kondensator umfaßt, der ebenfalls mit der Steuerelektrode (Basis 112) des Transistors verbunden ist und bei einer Drehzahl, die oberhalb des Niedrigdrehzahlbereichs liegt, aufladbar ist, um den Transistor oberhalb dieses Niedrigdrehzahlbereiches in den nicht leitenden Zustand zu schalten und dadurch im wesentlichen die volle Empfindlichkeit des Spannungsniveaudetektors wiederherzustellen.

   Die Erfindung betrifft ein Zündsystem mit Kondensatorentladung für Brennkraftmaschinen mit einem synchron mit dem Motor umlaufenden Element zur Erzeugung elektrischer Impulse, einem Spannungsimeaude'.ektor. der auf diese Impulse beim Erreichen eines bestimmten Spannungswertes anspricht und die Entladimgeines Zündkondensators zur Erzeugung der Zündimpulse ausK-st. wobei die den bestimmten Spannungswert erreichenden Impulse in einer eine

   ίο zeitliche Zündvoreilung bewirkenden Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine stehen und diese zeitliche Zündvoreilung im Niedrigdreh/ahlbereich im wesentlichen konstant zu halten ist.

   Es sind bereits Zündsssterne auf der Basis der Kondensatorentladung bekannt ( USA.-Patentschrift ."> 240 19S). bei denen eine Zünduireilung durch das Vorbeiführen eines bestimmt geformten Segmentes an Abtasteinrichtungen entsprechend der Drehzahl eingestellt wird, wobei die in den Abtastelementen erzeugien Impulse die Entladung eines Zündkondensators triggern.

   Eür optimale Verhältnisse beim Start ist es wünschenswert, daß die Zündvoreilung im Niedrigdrehzahlbereich weiiixhendst unterdrückt wird. Bei einem bekannten Zündsystem (USA.-Patenüchrift 3 277 875) wird da^ für die Erzeugung des Zündimpulses vorgesehene Magnetfeld im Niedrigdrehzahlbereich bei sich ändernden Drehzahlen weitgehendst konstant gehalten, so daß sich auch keine wesentliche Zündvoreilung ergibt. Erst wenn die drehzahlabhängig erzeugten Impulse einen bestimmten Schwellwert übersteigen, ändert sich auch die Erregung des Magnetfeldes drehzahlabhängig, wodurch eine drehzahlabhängige Zündsoreilung erzielt wird. Dieses System hat den Nachteil, daß zur Erzeugung der die Zündung auslösenden Impulse keine Permanentmagnete Verwendung finden können.

   Bei einem weiteren bekannten System zur Verstellung der Zündvoreilung (USA.-Patentschrift 3 521 611) wird die drehzahlabhängige Torsion einer Welle zwischen zwei mit Permanentmagneten versehenen Schwungscheiben zur Erzeugung von die Zündung triggernden Impulsen il-izu benutzt, um die Zündvoreilung einzustellen. Dieses System ist sowohl mechanisch als auch elektrisch äußerst aufwendig und daher für eine Massenproduktion ungeeignet.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zündsystem mit Kondensatorentladung für Brennkraftmaschinen zu schaffen, mit dem die Zündvoreilung in einem Niedrigdrehzahlbereich weitgel.endst unterdrückt bzw. konstant gehalten werden kann und die Zündvoreilung erst ab einer bestimmten Drehzahl drehzahlabhängig zunehmend einstellbar ist.

   Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs erwähnten System erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Steuerschaltkreis mit dem Spannungsniveaudetektor verbunden ist und ein erstes Netzwerk umfaßt, mit welchem in einem ersten Schaltzustand des Steuerschaltkreises die Empfindlichkeit des Spannungsniveaudetektors im Nicdrigdrehzahlbereich der Maschine zum Konstanthalten der Zündvoreilung verringerbar ist, und daß ein zweites Netzwerk mit dem Steuerschaltkreis verbunden ist. das auf Drehzahlen über dem Niedrigdrehzahlbereich anspricht und den Steuerschaltkreis in einem zweiten Schaltzustand betreibt, in welchem der Spannungsniveaudetektor im wesentlichen eine volle Empfindlichkeit besitzt, so daß die erzeugten Impulse das gegebene Spannungs-