DE2057520C3 - Electronic ignition circuit for internal combustion engines - Google Patents
Electronic ignition circuit for internal combustion enginesInfo
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- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Zündschaltung für Brennkraftmaschinen mit einer durch einen mechanisch betätigten Unterbrecherschalter auslösbaren monostabilen Kippschaltung, die einen Transistor und einen mit drei Wicklungen versehenen Transformator aufweist, dessen erste Wicklung in Reihe mit dem Transistor geschaltet ist, dessen zweite Wicklung mit einem Speicherkondensator verbunden ist, welcher über einen Thyristor in die Primärwicklung eines Zündtransformators entladbar ist, wobei der Thyristor über einen Steuerkreis vom Unterbrecherschalter angesteuert wird, und dessen dritte, als Rückkopplungswicklung dienende Wicklung Teil eines Steuerkreises des Transistors ist.The invention relates to an electronic ignition circuit for internal combustion engines with one by one mechanically operated breaker switch triggerable monostable multivibrator, which has a transistor and a three-winding transformer, the first winding of which is in series with the The transistor is connected, the second winding of which is connected to a storage capacitor, which is connected via a thyristor can be discharged into the primary winding of an ignition transformer, the thyristor via a Control circuit is controlled by the circuit breaker, and its third, as a feedback winding Serving winding is part of a control circuit of the transistor.
Eine derartige Zündschaltung ist aus der US-PS 34 65 738 bekannt. Für den Transistor und für den Thyristor sind je eine Begrenzungsschutzschaltung vorgesehen. Dadurch wird die bekannte Schaltung relativ aufwendig, was sich nachteilig beim Serieneinbau in Kraftfahrzeugen auswirkt, bei dem stets darauf geachtet wird, die Kosten so niedrig wie möglich zu halten.Such an ignition circuit is known from US Pat. No. 3,465,738. For the transistor and for the A limiting protection circuit is provided for each thyristor. This creates the familiar circuit relatively expensive, which is disadvantageous in series installation in motor vehicles, in which always on it Care is taken to keep costs as low as possible.
Eine ähnliche elektronische Zündschaltung ist aus der FR-PS 15 69 640 bekannt, bei der allerdings ein Transformator mit vier Wicklungen erforderlich ist und bei der zur Steuerung des Transistors ein weiterer Transistor benötigt wird. Auch bei dieser bekannten elektronischen Zündschaltung sind zum Schutz des Transistors und des Thyristors je eine getrennte Schiit/.schaltung erforderlich.A similar electronic ignition circuit is known from FR-PS 15 69 640, in which, however, a Transformer with four windings is required and another one when controlling the transistor Transistor is needed. Also in this known electronic ignition circuit are to protect the The transistor and the thyristor each require a separate switch / circuit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektronische Zündschaltung für Brennkraftmaschinen verfügbar zu machen, die sehr einfach und billig herstellbar ist und trotzdem sehr sicher und mit gutem Wirkungsgrad arbeitet.The object of the present invention is to provide an electronic ignition circuit for internal combustion engines to make available that is very easy and cheap to manufacture and yet very safe and with good Efficiency works.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer elektronischen Zündschaltung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Steuerkreis des Transistors mit dem Steuerkreis des Thyristors dieThe solution to this problem consists in an electronic ignition circuit of the type mentioned at the beginning Type, which is characterized in that the control circuit of the transistor with the control circuit of the thyristor die
<-, dritte Wicklung des Transformators und ein Dioden-Widerstands-Begrenzungsglied gemeinsam hat<-, third winding of the transformer and a diode resistance limiting element has in common
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser elektronischen Zündschaltung besteht darin, daß zwischen dem Verbindungspunkt zwischen Transistor und ersterAn advantageous development of this electronic ignition circuit is that between the Connection point between transistor and first
κι Wicklung des Transformators und dem dem Steuereingang des Transistors zugewandten Anschluß der dritten Wicklung ein Widerstand geschaltet istκι winding of the transformer and the control input of the transistor facing terminal of the third winding, a resistor is connected
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbei- -, spiel näher erläutertThe invention is illustrated below with reference to a schematic drawing of an exemplary embodiment. -, explained the game in more detail
Bei der dargestellten Zündschaltung wird die an der Klemme Vb anliegende Gleichspannung mittels der mono-stabilen Kippschaltung Ob, die ihrerseits gesteuert ist von den·, mechanisch betätigten Unteren brecherschalter P der Maschine, des Rückkopplungstransformators 7rund der Dioden D 3 und DS in eine Hochspannung von ca. 350 V am Speicherkondensator CA umgewandelt. Die im Speicherkondensator CA gespeicherte Energie wird beim Zünden der vomIn the illustrated ignition circuit the voltage applied to terminal Vb DC voltage circuit breaker by means of the mono-stable multivibrator Ob, which is in turn controlled by the ·, mechanically actuated Lower P is the machine of the feedback transformer 7rund of the diodes D 3 and DS in a high voltage of about 350 V converted at the storage capacitor CA. The energy stored in the storage capacitor CA is used when the from
r> Unterbrecherschalter P gesteuerten Diode DA in die Primärwicklung des Zündtransformators THTgegeben. Auf der Sekundärwicklung dieses Zündtransformators entsteht dann die Zündhochspannung für die Zündkerzen der Maschine.r> Interrupter switch P controlled diode DA in the primary winding of the ignition transformer THT. The high ignition voltage for the machine's spark plugs is then generated on the secondary winding of this ignition transformer.
in Die monostabile Kippschaltung Ob besteht aus einem Schalttransistor Q1 und dem Rückkopplungstransformator Tr. Die Primärwicklung Np dieses Rückkopplungstransformators liegt in Reihe mit dem Schalttransistor Qi an der Speisegleichspannung Vb. DieThe monostable multivibrator Ob consists of a switching transistor Q 1 and the feedback transformer Tr. The primary winding Np of this feedback transformer is connected in series with the switching transistor Qi to the DC supply voltage Vb. the
η Kippschaltung ist nach Art einer monostabilen Kippschaltung über einen Widerstand R 6 positiv rückgekoppelt. η trigger circuit is positively fed back via a resistor R 6 in the manner of a monostable trigger circuit.
Wenn der Unterbrecherschalter P der Maschine geschlossen ist, bleibt der Transistor Q 1 der monostabi-When the circuit breaker P of the machine is closed, the transistor Q 1 remains the monostable
.iii len Kippschaltung bei anliegender Speisespannung Vb gesperrt Wenn der Unterbrecherschalter P geöffnet ist, gelangt über den Widerstand R 1, den Kondensator C1 und die Diode D I ein Zündimpuls an die gesperrte Kippschaltung Ob. Der Transistor Q I wird eingeschal-.iii len flop at applied supply voltage Vb locked when the circuit breaker is open P, passes through the resistor R1, the capacitor C 1 and diode D I a firing pulse to the flip-flop locked Ob. The transistor Q I is switched on
r, tet und der Strom in der Primärwicklung Np nimmt so lange linear zu, bis der Kern des Transformators Tr gesättigt ist. Der Strom steigt rasch auf einen Wertr, tet and the current in the primary winding Np increases linearly until the core of the transformer Tr is saturated. The current rises rapidly to a value
,o an, wobei I1- der Kollektorstrom und h der Basisstrom des Transistors Q 1 und hu: der Stromverstärkungs-Koeffizient bei geerdetem Emitter für große Signale ist. Der Transistor wird dann wieder gesperrt, die Kollektor-Emitter-Spannung des Transistors Q 1 nimmt ,i zu, die Spannung an der Primärwicklung Np und der damit gekoppelten Sekundärwicklung Nf nimmt ab, so daß der Transistor Q 1 rasch gesperrt wird. , o , where I 1 - is the collector current and h is the base current of transistor Q 1 and hu: is the current gain coefficient with the emitter grounded for large signals. The transistor is then blocked again, the collector-emitter voltage of the transistor Q 1 increases, i increases, the voltage across the primary winding Np and the secondary winding Nf coupled thereto decreases, so that the transistor Q 1 is quickly blocked.
Wenn mit /,„ der in der Wicklung Np während der Leitungsphase des Transistors Q i erreichte Strom-Mi höchstwert und mit L die Induktanz der Wicklung Np bezeichnet wird, so ist die im Kern des TransformatorsIf /, “denotes the maximum current Mi reached in the winding Np during the conduction phase of the transistor Q i and L denotes the inductance of the winding Np , then that is in the core of the transformer
I 2I 2
Trgespeicherte Energie -,L χ / .Trstored energy -, L χ /.
Beim Sperren des Transistors Q I wird die EnergieWhen the transistor Q I is blocked, the energy
,,, über die Tertiärwicklung NL des Riickkopplungsirjnsformators und die Dioden I) 1 und D5 auf den Kondensator CA übertragen. Wenn die Verluste vernachlässigt bleiben, ist die elektrostatische Energie,,, transferred to the capacitor CA via the tertiary winding NL of the feedback transformer and the diodes I) 1 and D5. If the losses are neglected, that is the electrostatic energy
der Kondensatorladung gleich der vorher im Rückkopplungstransformator Tr gespeicherten induktiven Energie. Diese Energie entsteht sofort an den Enden der Primärwicklung des Zündtransformators THT, wenn die gesteuerte Diode D 4 leitend wird.the capacitor charge is equal to the inductive energy previously stored in the feedback transformer Tr. This energy arises immediately at the ends of the primary winding of the ignition transformer THT when the controlled diode D 4 becomes conductive.
Der Widerstand A4 dient zur Begrenzung des Basisstroms des Transistors Q1. Der Widerstand R 3 und die Diode D 2 bilden ein Begrenzungsglied, durch welches der Transistor Q1 gegen zu hohe Sperrspannungen in der Basis-Emitter-Strecke geschützt wird. Die Zündung der gesteuerten Diode D 4 erfolgt über den Kondensator C2 mit dem gleichen Impuls, der den Transistor Q1 zum Leiten bringt. Der Widerstand R 7 gewährleistet während der Leitungsphase des Transistors Q1 zwischen der Kathode und der Steuerelektrode der gesteuerten Diode D 4 eine positive Spannung, die auf die Wicklung Nf zurückgeführt wird. Mit dieser positiven Spannung bleibt die gesteuerte Diode D 4 auch bei eventuellen Schwingungen in der Ausgangsschaltung eingeschaltet, durch welche sie jonst nach dem Zünden wieder gesperrt würde. Solche Schwingungen treten auf, wenn die Sekundärwicklung des Zündtransformators THT offen ist und keine Möglichkeit besteht, die im Kondensator C4 gespeicherte Energie vollständig aufzubrauchen. Dieser Energierückstand ist ungünstig, da er die Spannung am Speicherkondensator C4 während der nachfolgenden Aufladephasen auf Undefinierte Werte bringt. Wenn jedoch die gesteuerte Diode D 4 für eine bestimmte Zeit nach der Zündung leiten kann, wird die vollkommene Energieabgabe vom Speicherkondensator CA erreicht.The resistor A4 is used to limit the base current of the transistor Q 1. The resistor R 3 and the diode D 2 form a limiting element by which the transistor Q 1 is protected against excessively high blocking voltages in the base-emitter path. The controlled diode D 4 is ignited via the capacitor C2 with the same pulse that causes the transistor Q 1 to conduct. The resistor R 7 ensures a positive voltage between the cathode and the control electrode of the controlled diode D 4 during the conduction phase of the transistor Q 1, which voltage is fed back to the winding Nf. With this positive voltage, the controlled diode D 4 remains switched on even in the event of possible oscillations in the output circuit, which would block it again after ignition. Such oscillations occur when the secondary winding of the ignition transformer THT is open and there is no possibility of completely using up the energy stored in the capacitor C4. This energy deficit is unfavorable because it brings the voltage on the storage capacitor C4 to undefined values during the subsequent charging phases. If, however, the controlled diode D 4 can conduct for a certain time after ignition, the full energy output from the storage capacitor CA is achieved.
Die Zündung der gesteuerten Diode DA erfolgt überThe controlled diode DA is ignited via
". das aus der Diode D2 und dem Widerstand A3 bestehende und zum Schutz des Transistors Q1 vorgesehene Begrenzungsglied. Dieses Begrenzungsglied dient damit gleichzeitig auch zum Schutz der gesteuerten Diode vor allzugroßen Sperrspannungen.". the limiting element consisting of the diode D 2 and the resistor A3 and provided to protect the transistor Q 1. This limiting element thus also serves to protect the controlled diode from excessively high reverse voltages.
ι» Der Widerstand R5 spannt die Basic des Transistors Q1 vor. Der Kondensator C3 verzögert das Umkippen des Transistors, indem er die Spannungshöchstwerte zwischen Kollektor und Emitter begrenzt Mit der Diode D 5 wird die auf den Transformator THT ι »The resistor R5 biases the basic of the transistor Q 1. The capacitor C3 delays the tipping over of the transistor by limiting the maximum voltage values between the collector and emitter. With the diode D 5, the on the transformer THT
ι > umgeladene Energie teilweise zurückgewonnen, indem sie die Funkendauer an den Zündkerzen verlängert.ι> recharged energy partially recovered by it extends the spark duration on the spark plugs.
Mit einer erfindungsgemäßen Schaltung können Spannungshöchstwerte an der Sekundärwicklung des Zündtransformators THTvon 24 kV und mehr (gemessen an einem Widerstand von 1 ΜΩ zwischen den Elektroden der Zündkerzen) erzeugt werden, und zwar bei einer Funkendauer von 200 μβε^ Die Anstiegsflanke der Zündimpulse beträgt dabei etwa 20 psek. Bei einer Speisespannungsschwankung zwischen 8 und 16 V With a circuit according to the invention, maximum voltage values of 24 kV and more (measured at a resistance of 1 ΜΩ between the electrodes of the spark plugs) can be generated on the secondary winding of the ignition transformer THT, with a spark duration of 200 μβε ^ The rising edge of the ignition pulses is around 20 psek. If the supply voltage fluctuates between 8 and 16 V.
π ändert sich die Energie nur zwischen 50 und 75 mjoule bzw. die Spannung am Speicherkondensator CA zwischen 320 und 390 V.π, the energy only changes between 50 and 75 mjoule and the voltage on the storage capacitor CA between 320 and 390 V.
Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings
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