DE2136514A1

DE2136514A1 - IGNITION SWITCH

Info

Publication number: DE2136514A1
Application number: DE19712136514
Authority: DE
Inventors: Glenn B Warren
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-07-21
Filing date: 1971-07-21
Publication date: 1973-02-01

Description

Beschreibung Zündschaltung Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung für Verbrennungsmaschinen, insbesondere für Fahrzeug-Verbrennungsmaschinen.Description of ignition circuit The invention relates to an ignition circuit for internal combustion engines, in particular for vehicle internal combustion engines.

Es ist bereits eine Zündschaltung vorgeschlagen worden, die mit Mehrfachfunken-Zündung statt mit Einfachfunken-Zündung arbeitet. Durch diese Schaltung wird eine Mehrfachfunken-Zündung erreicht, wobei zur Erzeugung der Mehrfachfunken-Frequenz ein motorgetriebenes Kommutatorrad verwendet wird. Die mechanischen und elektromechanischen Bestandteile dieser Schaltung arbeiten zwar grundsätzlich zufriedebstellend,sie erfordern jedoch eine periodische Wartung und Reparaturen. Abgenutzte Teile müssen ausgewechselt werden, damit die Anlage innerhalb des Genauigkeitbereiche arbeitet, der für eine reibu@gelase Funktion der Maschine erforderlich ist. Ferner werden die mechanischen Bauteile durch Wetter und Klima ungünstig beeinflußt. An ignition circuit using multiple spark ignition has already been proposed instead of single-spark ignition. This circuit creates multiple spark ignition achieved, with a motor-driven commutator wheel to generate the multiple spark frequency is used. The mechanical and electromechanical components of this circuit work generally satisfactorily, but they require a periodic Maintenance and repairs. Worn parts must be replaced so that the System works within the accuracy range required for a smooth function the machine is required. Furthermore, the mechanical components are affected by weather and climate adversely affected.

Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine aus statischen Elementen oder Festkörperelementen aufgebaute Zündschaltung zu schaffen, die bei herkömmlichen Verbrennungsmaschinen-Zündsystemen verwendet werden kann und mit der während jeder Zündperiode eine Reihe kurzer Zündfunken erzeugt werden kann. The main object of the present invention is therefore one of static Elements or solid-state elements to create ignition circuit that is used in conventional internal combustion engine ignition systems can be used and with the a series of short ignition sparks can be generated during each ignition period.

Das Hauptprinzip der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung von Festkörperschaltungen, wobei der Spannungsanstieg am Hauptkondensator der Schaltung eines Kondensatorentladungs-Zündsystems während seiner Wiederaufladung dazu dient, einen Schalter (z. B. einen gesteuerten @iliziumgleichrichter) in der Schaltung an Masse zu legen, so daß dieser leitet, und so den Kondensator an Masse zu legen und die Schaltung Kondensator-Primärwicklung der Zündspule zu schließen, wenn die Spannung eine vorherbestimmte Höhe erreicht. Dabei kann sich der Kondensator über die Primärwicklung der Zündspule entladen und in der Sekundärwicklung der Zündspule eine Zündspannung induzieren. Wird der Schalter in der üblichen Weise durch den in umgekehrter Richtung ansteigendes Strom in der Schaltung Primärwicklung-Kondensator wieder geöffnet, so kann der Kondensator durch die Spannungsquelle wieder aufgeladen werden und entlä@t sich wieder@@, wenn die Ladespannung am Kondensator wieder ansteigt. Hierdurch ergibt sich eine Reihe von Zündfunken. Die Zündfunken-Frequenz wird durch die Eigenschaften der verschiedenen Bestandteile der Schaltung bestimmt, Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündschaltung enthält eine an eine Klemme eines Kondensators angeschlossene Spannungsquelle, wobei die zweite Klemme des Kondensators mit der Primarwicklung der Zündspule des Zündsystems verbunden ist. Zwei miteinander in Reihe geschaltete Zenerdioden liegen zwischen der VeflEdung der Spannungsquelle mit dem Kondensator und dem Steueranschluß eines ersten gesteuerten Siliziumgleichrichters. Der erste gesteuerte Sf7iziumgleichrichter und ein mit diesem in Reihe liegender zweiter gesteuerter Siliziumgleichrichter sind zwischen Masse und die Verbindung des Kondensators mit der Spannungsquelle geschaltet-. Im leitenden Zustand der gesteuerten'Siliziumgleichrichter kann sich der Kondensator über die rrimärwicklung der Induktionsspule entladen, die ebenfalls an Masse liegt. Die Steuerklemme des zweiten gesteuerten Siliziumgleichrichters ist an die nicht an Masse liegende Klemme des Unterbrechers der Maschine angeschlossen. The main principle of the present invention is to use of solid-state circuits, the voltage rise on the main capacitor of the circuit of a capacitor discharge ignition system is used during its recharge to a switch (e.g. a controlled silicon rectifier) in the circuit to connect to ground so that it conducts, and so to connect the capacitor to ground and the circuit to close the capacitor primary winding of the ignition coil when the Voltage reaches a predetermined level. The capacitor can be over the primary winding of the ignition coil is discharged and in the secondary winding of the ignition coil induce an ignition voltage. If the switch is activated in the usual way by the in the opposite direction increasing current in the circuit primary winding-capacitor opened again, the capacitor can be recharged by the voltage source and discharges again when the charging voltage on the capacitor rises again. This results in a series of ignition sparks. The spark frequency is through determines the properties of the various components of the circuit, One preferred embodiment of the ignition circuit according to the invention contains one to one Terminal of a capacitor connected voltage source, the second terminal of the capacitor is connected to the primary winding of the ignition coil of the ignition system is. Two zener diodes connected in series are located between the grounding the voltage source with the capacitor and the control terminal of a first controlled Silicon rectifier. The first controlled silicon rectifier and one with it Second silicon controlled rectifiers in series are between ground and the connection of the capacitor to the voltage source switched. In the senior State of the controlled silicon rectifier, the capacitor can use the The primary winding of the induction coil is discharged, which is also connected to ground. The control terminal of the second silicon controlled rectifier is connected to the non-grounded rectifier Terminal of the machine's breaker connected.

Der zweite gesteuerte Siliziumgleichrichter wird gesteuert, wenn die Unterbrecherkontakte geöffnet sind, der erste gesteuerte Gleichrichter, wenn die Zenerdioden leiten. Sind beide gesteuerten Siliziumgleichrichter geöffnet, so entlädt sich der Kondensator über die Primärwicklung, so daß in der Sekundärwicklung eine hohe Spannung induziert wird. Die Zenerdioden leiten, wenn die Spannung am Kondensator ihre Zündspannung übersteigt, sie sperren, wenn die Kondensatorspannung unter diesen Wert fällt.The second silicon controlled rectifier is controlled when the Breaker contacts are open, the first controlled rectifier when the Conduct zener diodes. If both controlled silicon rectifiers are open, then discharges the capacitor on the primary winding, so that one in the secondary winding high voltage is induced. The Zener diodes conduct when the voltage on the capacitor exceeds their ignition voltage, they block when the capacitor voltage falls below this Value falls.

Wenn daher die Unterbrecherkontakte geöffnet sind, so entlädt sich der Kondensator abwechselnd über die Primärwicklung und wird wieder aufgeladen, so daß in der Zündspule entsprechend hohe Spannungen induziert werden, durch die eine Reihe von Zündfunken an der Funkenstrecke der Zündspule erzeugt wird, die in Reihe an die Sekundärwicklung angeschlossen ist. Anstelle der Zenerdioden können zur Triggerung der gesteuerten Siliziumgleichrichter, wenn die richtige Spannung am Kondensator erreicht ist, auch andere Festkörperelemente verwendet werden.Therefore, when the breaker contacts are open, so discharges themselves the capacitor alternates across the primary winding and is recharged, so that correspondingly high voltages are induced in the ignition coil by the a series of ignition sparks is generated at the spark gap of the ignition coil, which in Series is connected to the secondary winding. Instead of the Zener diodes you can to trigger the controlled silicon rectifier when the correct voltage is reached at the capacitor, other solid-state elements can also be used.

Anhand der beigefügten Zeichnung, deren einzige Figur eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung zeigt, wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Based on the accompanying drawing, the only figure of which is a preferred one Embodiment of the circuit according to the invention shows, the invention is hereinafter explained in more detail.

Die Schaltung enthält eine Batterie 10, deren nicht an Masse liegende Klemme über einen Zündschalter 12 und einen Widerstand 14 an den nicht an Masse liegenden Kontakt 16 eines Unterbrechers 18 angeschlossen ist. Sind der Zündschalter 12 und die Unterbrecherkontakte geschlossen, so fließt von der Batterie über den Widerstand 14 und die Unterbrecherkontakte ein Strom nach Masse. Ein Spannungsumsetzer 20 dient zur Umsetzung der Batteriespannung (üblicherweise 12 Volt) auf eine höhere Gleichspannung zwischen etwa 300 und 375 Volt. Der Spannungsumsetzer ist einerseits an die Verbindung des Zündschalters 12 mit dem Widerstand 14 und andererseits an eine Klemme eines Kondensators 22 angeschlossen. Bei geschlossenem Unterbrecher 18 liegt die Steuerelektrode eines gesteuerten Siliziumgleichrichters 34 an Masse, der dabei geöffnet ist, so daß der Kondensator 22 durch den Spannungsumsetzer 20 aufgeladen wird. Die andere Klemme des Kondensators 22 ist mit der einen Klemme einer Primärwicklung 24 einer Zündspule 26 verbunden. Die andere Klemme der Primärwicklung24 liegt an Masse. The circuit includes a battery 10 whose non-grounded Terminal via an ignition switch 12 and a resistor 14 to the not to ground lying contact 16 of a breaker 18 is connected. Are the ignition switch 12 and the breaker contacts are closed, the battery flows through the Resistor 14 and the breaker contacts a current to ground. A voltage converter 20 is used to convert the battery voltage (usually 12 volts) to a higher one DC voltage between approximately 300 and 375 volts. The voltage converter is on the one hand to the connection of the ignition switch 12 to the resistor 14 and on the other hand one terminal of a capacitor 22 is connected. With the breaker closed 18 the control electrode of a controlled silicon rectifier 34 is connected to ground, which is open so that the capacitor 22 through the voltage converter 20th being charged. The other terminal of the capacitor 22 is with one terminal a primary winding 24 of an ignition coil 26 is connected. The other terminal of the primary winding 24 depends on mass.

Ist der Spannungsumsetzer 20 nicht so ausgelegt, daß er einen hohen Spannungsabfall verträgt, wenn die Hochspannungsseite bei durchgeschaltetem Siliziumgleichrichter kurzgeschlossen ist, so könnten als Uberlastschutz eine Induktivität und/oder Widerstand 20' in die Schaltung eingefügt werden. Dies erübrigt sich andererseits, wenn der Spannungsumsetzer 20' für derartige Belastungen ausgelegt ist. If the voltage converter 20 is not designed to have a high Tolerates voltage drop if the high-voltage side is connected to the silicon rectifier is short-circuited, an inductance and / or resistance could be used as overload protection 20 'can be inserted into the circuit. On the other hand, this is unnecessary if the Voltage converter 20 'is designed for such loads.

Eine erste Zenerdiode 28 und eine zweite Zenerdiode 30, die in Reihe zueinander geschaltet sind, sind über einen Widerstand 31 an die Verbindung des Spannun gsumsetzers 20 mit dem Kondensator 22 angeschlossen. Die Kathode der Zenerdiode 30 ist mit der Steuerelektrode eines ersten gesteuerten Siliziumgleichrichters 32 verbunden. Die Anode des Gleichrichters 32 ist ebenfalls an die Verbindung des Spannungsumsetzers 20 mit dem Kondensator 22 angeschlossen, seine Kathode ist mit der Anode eines zweiten gesteuerten Siliziumgleichrichters 34 verbunden, dessen Kathode an Masse liegt. Die Steuerelektrode des zweiten Gleichrichters 34 ist über einen Widerstand 36 an die Verbindung des nicht an Masse liegenden Unterbrecherkontakts 16 mit dem Widerstand 14 und über einen Widerstand 38 an Masse angeschlossen. Werden die Unterbrecherkontakte durch einen Steuernocken 19 geschlossen, so wird die Steuerelektrode des Gleichrichters 34 an Masse gelegt, -so daß dieser nicht leitet. Werden jedoch die -Unterbrecherkontakte durch den von der Welle der Maschine angetriebenen Steuernocken geöffnet, so empfängt der gesteuerte Siliziumgleichrichter 34 von der Batterie 10 über die Widerstände 14 und 36 ein Steuersignal, so daß er durchschaltet und eine Reihe von Zündfunken erzeugt werden. Wenn die Unterbrecherkontakte geschlossen sind, wird ferner der Kondensator 22 vom Spannungsumsetzer 20 aufgeladen. Erreicht die Spannung am Kondensator 22 die Zündspannung der Zenerdioden, so schalten die Dioden bei leitendem Gleichrichter 34 durch und führen dem gesteuerten Siliziumgleichrichter 32 ein Steuersignal zu, so daß dieser leitend wird. D. h., bei geöffneten Unterbrecherkontakten empfängt die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters eine Spannung von der Verbindung der Widerstände 14 und 38, so daß der Gleichrichter 34 leitet. Wenn die beiden gesteuerten Siliziumgleichrichter leitend sind, entlädt sich der Kondensator 22 über die Primärwicklung 24 der Zündspule 26, so daß in der Sekundärwicklung 40 der Zündspule eine hohe Spannung induziert wird. Diese hohe Spannung bzw. dieser hohe Span-. A first zener diode 28 and a second zener diode 30 connected in series are connected to each other, are connected via a resistor 31 to the connection of the Voltage converter 20 connected to capacitor 22. The cathode of the zener diode 30 is connected to the control electrode of a first silicon controlled rectifier 32 tied together. The anode of the rectifier 32 is also connected to the connection of the voltage converter 20 connected to the capacitor 22, its cathode is connected to the anode of a second Controlled silicon rectifier 34 connected, the cathode of which is connected to ground. The control electrode of the second rectifier 34 is connected via a resistor 36 the connection of the breaker contact 16 not connected to ground to the Resistor 14 and connected to ground via a resistor 38. Become the breaker contacts closed by a control cam 19, the control electrode of the rectifier 34 connected to ground, so that it does not conduct. However, the breaker contacts opened by the control cam driven by the shaft of the machine, so receives the silicon controlled rectifier 34 from the battery 10 through the resistors 14 and 36 a control signal so that it switches through and a series of ignition sparks be generated. If the breaker contacts are closed, the Capacitor 22 charged by voltage converter 20. Reaches the voltage on the capacitor 22 the ignition voltage of the Zener diodes, the diodes switch when the rectifier is conducting 34 and feed a control signal to the controlled silicon rectifier 32, so that it becomes conductive. That is, receives when the breaker contacts are open the control electrode of the controlled silicon rectifier a voltage of the Connect resistors 14 and 38 so that rectifier 34 conducts. If the Both controlled silicon rectifiers are conductive, the capacitor discharges 22 via the primary winding 24 of the ignition coil 26, so that in the secondary winding 40 a high voltage is induced in the ignition coil. This high voltage or this high chip.

nungsimpuls wird über einen Verteiler 42 zu einer Zündkerze 44 geleitet, an deren Zündstrecke ein Zündfunke erzeugt wird.The voltage pulse is sent via a distributor 42 to a spark plug 44, an ignition spark is generated at the ignition path.

Beim umgekehrten Stromanstieg durch den gesteuerten Siliziumgleichrichter 32 von der Primärwicklung 24 der Zündspule, schaltet dieser ab, so daß sich der Kondensator wieder bis zur Zündspannung der ZenUrdioden auflädt. Dieser Vorgang wiederholt sich, solange der Unterbrecher 18 geöffnet ist, so daß der gesteuerte Siliziumgleichrichter 34 geöffnet bleibt. Wie festgestellt wurde, beträgt für Verbrennungsmaschinen die günstigste Zündfrequnez etwa 2 000 Hz. Diese Prequnez ist abhängig von der Ausgangsspannung des Spannnungsumsetzers 20, der Zündspannung der Zenerdioden 28 und 30, der Kapazität des Kondensators und der Erholungszeit oder Verzögerungszeit der gesteuerten Siliziumgleichrichter 32 und 34. With the reverse current increase through the controlled silicon rectifier 32 from the primary winding 24 of the ignition coil, this switches off, so that the The capacitor recharges up to the ignition voltage of the ZenUr diodes. This process is repeated as long as the breaker 18 is open, so that the controlled Silicon rectifier 34 remains open. As has been stated, amounts to for internal combustion engines the most favorable ignition frequency is around 2,000 Hz. This frequency depends on the output voltage of the voltage converter 20, the ignition voltage of the Zener diodes 28 and 30, the capacitance of the capacitor and the recovery time or delay time of the controlled silicon rectifiers 32 and 34.

Anspruchclaim

Claims

Claim ignition circuit to generate a number relatively short ignition spark with low voltage rise time to ignition during each other following ignition periods, g e k e n n n -z e i c h n e t by a voltage source (10) with a first terminal and a second terminal connected to ground an ignition coil (26) with a primary winding (24) and a secondary winding (40), one terminal of which is connected to ground, through an ignition switch (12), a voltage converter (20) and a capacitor (22) between the first terminal of the voltage source (10) and the non-earthed terminal of the primary winding (24) of the ignition coil (26) with each other are connected in series by a spark plug (44) with between the secondary winding (40) the ignition coil (26) and ground in series-connected ignition electrodes, the Secondary winding (40) with the primary winding (25) for generating ignition sparks the discharge of the capacitor (22) is coupled via the primary circuit (24), by a breaker (18) with two cam-controlled breaker contacts (16), the separation of which determines the start of the ignition period, with an interrupter contact to ground and the other breaker contact (16) to the connection between the ignition switch (12) and the voltage converter (20) is connected by a first controlled silicon rectifier (32), the anode of which is connected to the connection between the voltage converter (20) and the capacitor (22) is connected by a second silicon controlled rectifier (34), its anode on the cathode of the first controlled silicon rectifier (32) is connected, and the cathode of which is connected to ground, through a diode (28, 30), the cathode of which is connected to the Connection between the capacitor (22) and the voltage converter (20) connected is, and its anode to the control terminal of the first controlled silicon rectifier (32) is connected, so that when charging on the capacitor (22) a voltage up to a predetermined voltage level, the control terminal of the second controlled silicon rectifier (34) to the non-grounded breaker contact (16) of the interrupter (18) is connected to the second controlled silicon rectifier (34) supplied with ignition signals from the voltage source (10) when the contacts (16) of the interrupter (18) are separated.

L e r s e i t e