DE2126428A1

DE2126428A1 - Transistorzundsystem

Info

Publication number: DE2126428A1
Application number: DE19712126428
Authority: DE
Inventors: Gunter Addison 111 Schuette (V St A) MP
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1970-05-28
Filing date: 1971-05-27
Publication date: 1972-01-13
Also published as: GB1298182A; BR7103260D0; US3599618A; ZA712822B; JPS5334260B1; CA935507A; SE362686B; DE2126428B2; DE2126428C3; FR2093793A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Transistorzündsystem für Verbrennungsmaschinen zur Erzeugung eines Zündfunkens an einer Zündkerze mit Unterbrechereinrichtungen, die auf die sich drehende Verbrennungsmaschine ansprechen und Stromimpulse zur Auslösung der Zündung liefern, wobei die Primärwicklung einer Zündspule mit einer Spannungsquelle verbunden ist und die Sekundärwicklung die Entladungsenergie für die Zündkerze liefert.

Es sind bereits Transistorzündsysteme bekannt, die mit herkömmlichen standardisierten Zündspulen Verwendung finden können. Diese Systeme dienen jedoch in der Regel nur der Verbesserung der Lebensdauer der Unterbrecherkontakte, ohne wirklich die Zündeigenschaften zu verbessern. Ferner kann in Serie mit der Zündspule ein Belastungswiderstand liegen, der den Stromfluss durch die Zündspule begrenzt. Die bekannten Transist or zündsy sterne erfordern in der Regel, dass der Belastungswiderstand entfernt wird, wenn sie in ein Kraftfahrzeug ein-

109883/110S

gebaut werden. Es gibt Jedoch auch Fälle, bei denen es notwendig ist, einen derartigen Belastungswiderstand mit dem Einbau des Transistorzündsystems ebenfalls einzubauen, wenn Zündsysteme bestimmter Art Verwendung finden. Es sind auch Transistorzündsysteme bekannt, die die Verwendung spezieller Zündspulen erforderlich machen, die weniger Wicklungen auf der Primärseite besitzen und damit einen wesentlich grösseren Strom über den· Steuertransistor fliessen lassen. Diese Art der Transistorzündsysteme ist besonders teuer, da die herkömmliche standardisierte Zündspule durch eine spezielle Zündspule ersetzt werden muss, die entsprechend höhere Kosten verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Transistorzündsystem zu schaffen, das in Verbindung mit herkömmlichen standardisierten Zündspulen für Kraftfahrzeuge Verwendung finden kann. Dabei soll es gleichgültig und ohne Einfluss auf die Funktionsweise des Transistorzündsystems sein, ob ein Belastungswiderstand oder kein Belastungswiderstand in Serie zur Zündung geschaltet ist? d.h. dass ein Belastungswiderstand weder weggenommen noch hinzugefügt werden muss.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Primärwicklung der Zündspule mit einer Stromsteuereinrichtung (Transistor 22) verbunden ist, die den Strom durch die Primärwicklung steuert und eine Steuerelektrode umfasst, die mit den Unterbrechereinrichtungen verbunden ist, um einen Steuerstrom zu empfangen, der die erste Stromsteuereinrichtung leitend macht, dass eine zweite Stromsteuereinrichtung (Thyristor 26) mit der Steuerelektrode der ersten Stromsteuereinrichtung verbunden ist, um den Steuerstrom im leitenden Zustand der zweiten Stromsteuereinrichtung abzuleiten und damit den Strom durch die Primärwicklung der Zündspule zu verringern,und dass ferner die zweite Stromsteuereinrichtung im nicht leitenden · Zustand den vollen Strom durch die erste Stromsteuereinrichtung zulässt und damit den Strom über die Primärwicklung der Zündspule erhöht.

- 2 109883/1105

Eine Weiterbildung der Erfindung "besteht darin, dass ein Fühlwiderstand in Serie zur ersten Stromsteuereinrichtung geschaltet ist, dass die Steuerelektrode der !zweiten Stromsteuereinrichtung mit dem Fühlwiderstand verbunden ist, um die zweite Stromsteuereinrichtung in Abhängigkeit von einer bestimmten an dem Fühlwiderstand abfallenden Spannung leitend zu machen.

!Tür die Verwirklichung der Erfindung ist von besonderem Vorteil, dass der Widerstandswert des Fühlwiderstandes und die Reaktanz der Primärwicklung derart ausgewählt sind, dass mit ansteigender Drehzahl der Verbrennungsmaschine der Spannungsabfall abnimmt, um einen grösseren Strom über die Primärwicklung zu führen, indem die zweite Stromsteuereinrichtung abgeschaltet wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der aus einer Figur bestehenden Zeichnung hervor, die den schematischen Aufbau eines Transistorzündsystems gemäss der Erfindung zeigt.

Das Transistorzündsystem ist an eine Batterie 10 angeschlossen, die das notwendige Betriebspotential liefert. Es kann ferner im Transistorzündsystem eine nicht dargestellte ladevorrichtung vorgesehen sein. Die Betriebsspannung wird über einen Zündschalter 12 an die Primärwicklung 14a einer Zündspule 14 angelegt, deren Sekundärwicklung 14b zur Zündentladung in herkömmlicher Weise mit einer Verbrennungsmaschine verbunden ist. Ein bei der dargestellten Ausführungsform vorgesehener Belastungswiderstand 16, der auch weggelassen werden kann, besitzt einen verhältnismässig niederen Widerstandswert und eine verhältnismässig hohe Wattleistung, um den Strom zur Primärwicklung 14a zu verringern. Bei vielen Anwendungsfällen muss dieser Belastungswiderstand beim Einbau des Transistorzündsystems entweder überbrückt oder entfernt werden.

- 3 - Um

109883/1105 ~

Um das Anlegen einer falsch polarisierten Spannung an das

Transistorzündsystem zu vermeiden, ist eine Trenndiode 18 mit der Anodenseite an den Belastungswiderstand 16 und mit

der Kathodenseite an die Primärwicklung 14a angeschlossen.

Das Transistorzündsystem gemäss .der Erfindung besteht im wesentlichen aus den innerhalb der gestrichelten Linie 20 dargestellten Komponenten. Ein Transistor 22 ist mit seiner Kollektor-Emitterstrecke in Serie zur Primärwicklung 14a und in Serie zu einem Fühlwiderstand 24 geschaltet. Sobald der Transistor 22 leitend ist, bildet sich ein Spannungsabfall am Widerstand 24 aus, der am Gatter eines Thyristors 26 wirksam wird. Der Thyristor wird Jedoch nur dann leitend, wenn die Spannung am Fühlwiderstand 24 einen bestimmten Wert erreicht. Die Anodenseite des Thyristors ist mit einem Schaltkreispunkt 28 verbunden, der seinerseits an der Basis des Transistors 22 liegt und den über die Basis-Emitterstrecke des Transistors geführten; Strom einstellt. Ein Strombegrenzungswiderstand 30 liegt zwischen dem Gatter des Thyristors 26 und dem Emitter des Transistors 22, der an den Fühlwiderstand angeschlossen ist. Ferner ist ein Widerstand 32 zwischen den Thyristor 26 und das Bezugspotential geschaltet und liefert aufgrund eines bestimmten Spannungsabfalls, den der Thyristor leitet, eine neue Vorspannungsbedingung an der Basis-Emitterstrecke des Transistors 22, welche den über diesen Transistor geführten Strom effektiv verringert. Ein temperaturempfindlicher Thermistor 34 ist irit dem Gatter des Thyristors 26 verbunden, um eine Stabilisierung bezüglich der Spannungsbedingung zu schaffen, bei !welcher der Thyristor leitend gemacht wird. Zwischen die Basis-Emitterstrecke des Transistors 22 und das Bezugspotential, d.h. parallel zur Basis-Emitterstrecke, ist eine Diode 38 geschaltet, die verhindert, dass der Transistor versehentlich mit einer unerwünschten Sperrspannung belastet wird.

- 4 - Der

109883/1105 ~

Der Transistor 22 besitzt zwei effektive Leitfähigkeitszustände, wobei eine maximale Leitfähigkeit sich einstellt, wenn der Thyristor 26 nicht leitend ist und die Leitfähigkeit beim leitenden Thyristor 26 verringert ist.

Die charakteristischen Eigenschaften der Primärwicklung 14a bewirken zusammen mit dem Fühl wider st and 24 einen Spannungsabfall am Fühlwiderstand 24 bei einer hohen Drehzahl des Motors. Diese verringerte Spannung macht den Thyristor 26 nicht leitend, wenn er zuvor leitend war, was der Fall sein würde, wenn der Belastungswiderstand 16 aus der Schaltung entnommen wird, und bewirkt einen Anstieg des Stromes durch den Transistor 22, was seinerseits eine Vergrösserung des Stromes in der Primärwicklung 14a bewirkt. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Verbesserung bezüglich der Zündeigenschaften des Zündfunkens, der auf der Ausgangsseite des Zündtransformators 14 sich ausbildet.

Mit der Transistorzündschaltung sind herkömmliche Unterbrecherkontakte 40 verbunden, wovon die eine Seite am Bezugspotential, z.B. Masse"*, und die andere Seite mit der Basis eines Transistors 42 über einen Widerstand 44 verbunden ist. Dieser Transistor 42 dient der Stromverstärkung und ist mit seiner Emitter-Kollektorstrecke über einen Widerstand 46 in Serie zur Basis-Smitterstrecke des Transistors 22 geschaltet. Obwohl herkömmliche Unterbrecherkontakte für die Erläuterung der Erfindung Verwendung finden, ist es offensichtlich, dass auch andere Einrichtungen zusammen mit der Erfindung verwendbar sind, die zur Zündung eine Impulsinformation anlegen.

Zur Stabilisierung ist mit dem Kollektor des Transistors 22 ein Kondensator 50 und ein spannungsabhängiger Widerstand 52 verbunden, die als Filter wirken. Der sρannungsabhängige Widerstand 52 liegt zwischen dem Verbindungspunkt des Kollektors des Transistors 22 mit der Primärwicklung 14a und dem Bezugs-

- 5 - potential

109883/1105

potential, d.h. Massepotential. Der Kondensator 50 liegt ebenfalls am Verbindungspunkt des Kollektors des !Transistors 22 mit der Primärwicklung 14a und mit seiner anderen Seite an dem an die Batterie angeschlossenen Emitter des Transistors 42.

Die Wirkungsweise des Transistoraündsystems bei niederer Drehzahl, wenn der Belastungswiderstand 16 abwesend ist, besteht darin, dass der Thyristor 26 Strom führt, aufgrund des Spannungsanstieges am Fühlwiderstand 24, um die Basis des Transistors 22 nach Massepotential zu schalten, damit der ^trom im Transistor 22 aufgrund der geänderten Vorspannung verringert wird. Bei hoher Drehzahl nimmt jedoch die am Fühlwiderstand 24 abgegriffene Spannung aufgrund der Reaktanz der Primärwicklung 14a ab, wodurch die Erregung des Thyristors 26 abfällt und damit ein maximaler Strom durch den Transistor 22 fliesst. Dadurch werden die für die Zündung der Verbrennungsmaschine erzeugten Zündfunken am Ausgang der Zündspule 14 entsprechend geändert und die Zündeigenschaften bei hoher Drehzahl verbessert.

Venn der Belastungswiderstand 16 in der Schaltung vorhanden ist, wie sich dies z.B. aufgrund eines hohen, durch die Verdrahtung sich ergebenden Widerstandes einstellt, reicht der Spannungsabfall am Fühlwiderstand 24 nicht aus, um den Thyristor 26 leitend zu machen. Damit fliesst ein maximaler Strom zu jeder Zeit durch den Transistor 22.

Das vorausstehend beschriebene Transistorzündsystem ist mit herkömmlichen Zündspulen für Kraftfahrzeuge verwendbar und kann sowohl für Anlagen mit oder ohne einen Belastungswiderstand Verwendung finden, so dass keine Notwendigkeit für das Entfernen derartiger Belastungswiderstände besteht. Es ist selbstverständlich, dass die Schaltung des Transistorzündsystems Veränderungen erfahren kann, ohne dass hierdurch die Konzeption der Erfindung geändert wird.

1 0 9 8 8 3 / f 1% ζ

Claims

Patentansprüche

Transistorzündsystem für Verbrennungmaschinen zur Erzeugung eines Zündfunkens an einer Zündkerze mit Unterbrechereinrichtungen, die auf die sich drehende ■Verbrennungsmaschine ansprechen und Stromimpulse zur Auslösung der Zündung liefern, wobei die Primärwicklung einer Zündspule mit einer Spannungsquelle verbunden ist und die Sekundärwicklung die Entladungsenergie für die Zündkerze liefert, dadurch gekennz e ichnet, dass die Primärwicklung (14a) der Zündspule mit einer Stromsteuereinrichtung (Transistor 22) verbunden ist, die den Strom durch die Primärwicklung steuert und eine Steuerelektrode umfasst, die mit den Unterbrechereinrichtungen (40, 4-2) verbunden ist, um einen Steuerstrom zu empfangen, der die erste Stromsteuereinrichtung leitend macht, dass eine zweite Stromsteuereinrichtung (Thyristor 26) mit der Steuerelektrode der ersten Stromsteuereinrichtung (22) verbunden ist, um den Steuerstrom im leitenden Zustand der zweiten Stromsteuereinrichtung abzuleiten und damit den Strom durch die Primärwicklung der Zündspule (14) zu verringern, und dass ferner die zweite Stromsteuereinrichtung im nicht leitenden Zustand" den vollen Strom durch die erste Stromsteuereinrichtung zulässt und damit den Strom über die Primärwicklung (14a) der Zündspule (14) erhöht.
2. Transistorzündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass' ein Fühlwiderstand (24) in Serie zur ersten Stromsteuereinrichtung (22) geschaltet ist,

109883/1105

M195P-547

dass die Steuerelektrode der zweiten Stromsteuereinriehtung (26) mit dem Fühlwiderstand (24) verbunden ist, um die zweite Stromsteuereinrichtung in Abhängigkeit von einer bestimmten an dem Fühlwiderstand (24) abfallenden Spannung leitend zu machen.

Transistorzündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des Fühlwiderstandes (24) und die Reaktanz der Primärwicklung (14a) derart ausgewählt sind, dass mit ansteigender Drehzahl der Verbrennungsmaschine der Spannungsabfall annimmt, um einen grösseren Strom über die Primärwicklung zu führen, indem die zweite Stromsteuereinrichtung abgeschaltet wird.

1098837 1 105