DE2223303B2 - Transistor-Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Transistor-Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einer aus einer Gleichspannungsquelle speisbaren und mittels eines Zündschalter einschaltbaren Steuerschaltung, die eine aus der Primärwicklung einer Zündspule und einem Zündtransistor bestehende Reihenschaltung, einen parallel zu dieser Reihenschaltung angeordneten und mit einem Anschluß mit Masse verbundenen Unterbrecherschalter, einen parallel zum Unterbrecherschalter liegenden, einen Kondensator und eine Diode enthaltenden Strompfad, und einen mit dem einen Anschluß des Kondensators und der Kathode der Diode verbundenen Steuertransistor aufweist, wobei bei geöffnetem Unterbrecherschalter der Kondensator aufgeladen wird und der Steuertransistor im stromleitenden Zustand ist und den Zündtransistor im gesperrten Zustand hält, und wobei nach dem Schließen des Unterbrecherschalters der Kondensator sich von seiner Ladespannung entlädt und der Steuertransistor in den gesperrten und der Zündtransistor in den leitenden, einen Stromfluß durch die Primärwicklung ermöglichenden Zustand übergeht.

Eine derartige Transistor-Zündeinrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 39 187 bekannt. Dieser bekannten Einrichtung ist der Nachteil eigen, daß kontinuierlich ein verhältnismäßig starker elektrischer Strom über die Zündspule und den Transistor fließt.

Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 32 62 438 eine Zündeinrichtung bekannt, bei welcher ein Kondensator in Reihe zu einem Zündschalter liegt. Außerdem ist diese bekannle Schaltung verhältnismäßig aufwendig, da sie eine große Anzahl von Bauelementen benötigt.

Weiterhin sieht gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 20 47 586 ein älterer Vorschlag eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer an eine Gleichspannung angeschlossenen Zündspule und einer im Primärstromkreis angeordneten Schalteinrichtung zur Auslösung der Zündung vor, welche sich auszeichnet durch einen in Reihe mit einem Widerstand an eine Gleichspannung angeschlossenen und von einem beim Zündvorgang betätigten Schaltelement kurzzeitig überbrückten Kondensator und durch eine an die Verbindung zwischen dem Widerstand und dem Kondensator angeschlossene Steuereinrichtung, die beim Erreichen einer bestimmten Spannung am Kondensator die Schalteinrichtung im Primärstromkreis öffnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transistor-Zündeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche unabhängig davon, ob ein Schalter sich in einer geöffneten oder in einer geschlossenen Stellung befindet, wenn ein Zündschalter eingeschaltet ist, in besonders zuverlässiger Weise verhindert wird, daß ein großer elektrischer Strom über den Zündtransistor fließt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der eine Anschluß des Kondensators zusammen mit der Kathode der Diode unmittelbar über einen Widerstand mit dem Kollektor des Steuertransistors, der andere Anschluß des Kondensators unmittelbar mit Masse und die Anode der Diode mit dem nicht an Masse liegenden Anschluß des Unterbrecherschalters verbunden ist, so daß die Aufladung dies Kondensators über die Diode erfolgt und der 2'ündtransistor nach dem Schließen des Unterbrecherschalters durch die Ladespannung des Kondensators in den leitenden Zustand versetzt wird und nach der Entladung des Kondensators wieder in den gesperrten Zustand übergeht.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß mit einer vereinfachten Schaltungsanordnung zugleich die Betriebssicherheit erheblich gesteigert werden kann. Weiterhin ist auch die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung gegenüber bekannten Schaltungsanordnungen wesentlich größer.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 ein Schaltschema einer herkömmlichen Transistor-Zündeinrichtung einer Brennkraftmaschine und

F i g. 2 ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Transistor-Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschi

.Zunächst wird die herkömmliche Transistor-Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf F i g. l.

F i g. 1 zeigt ein Schaltschema einer herkömmlichen Transistor-Zündeinrichtung, in weicher ein Bezugzeichen 1 eine Gleichspannungsquelle zur Zündung der Brennkraftmaschine darstellt. Die Gleichspannungsquelle 1 ist in Reihe geschaltet mit einem Zündschalter 2 und einem Unterbrecherschalter 3, welcher geerdet ist. Mit den Bezugszeichen 4,5 und 6 sind Transistoren bezeichnet, wobei 6 ein Zündtransistor ist, welcher in seinem durchlässigen Zustand einen elektrischen Strom an die Primärwicklung 71 einer Zündspule 7 von der Gleichstromquelle 1 liefert und wobei 4 ein Steuertransistor zur Steuerung eines Betriebes des Zündtransistors 6 ist. Die Bezugszeichen 8 bis 14 bezeichnen jeweils Widerstände, unter denen der Widerstand 14 ein Lastwiderstand zur Begrenzung der Gleichstromkomponente des elektrischen Stromes ist, der durch die Primärwicklung 71 der Zündspule 7 fließt. Eine Umkehrspannung, welche an der Primärwicklung 71 der Zündspule 7 erzeugt wird, ist über eine Diode 15 geerdet. Die Umkehrspannung wird außerdem durch einen Kondensator 16 abgeschwächt. Mit dem Bezugszeichen 17 ist ein weiterer Kondensator bezeichnet, welcher dazu dient, die Erzeugung eines Funkens am Unterbrecherschalter 3 zu verhindern.

Wenn in der oben beschriebenen Schaltungsanordnung der Zündschalter 2 in die erste Einschaltstellung gebracht wird und wenn der Unterbrecherschalter 3 in einer geöffneten Stellung ist, so fließt zu dieser Zeit ein elektrischer Strom von der Gleichspannungsquelle 1 über den Zündschalter 2 und die Widerstände 8, 9 und 10, und deshalb wird die Basisspannung des Steuertransistors 4 angehoben, so daß dieser leitet. Deshalb wird die Basisspannung des Transistors 5 im wesentlichen auf Massepotential vermindert, und deshalb leitet der Transistor 5 nicht, und folglich wird der Zündtransistor 6 ebenfalls im nicht leitenden Zustand gehalten. Demgemäß fließt kein elektrischer Strom über die Primärwicklung 71 der Zündspule 7.

Wenn sich jedoch der Unterbrecherschalter 3 in einer geschlossenen Stellung befindet, wenn der Zündschalter 2 in die erste Einschaltstellung gebracht wird, so fließt ein elektrischer Strom von der Gleichspannungsquelle 1 über den Zündschalter 2, den Widerstand 8 und den Unterbrecherschalter 3. Deshalb geht die Basisspannung des Steuertransistors 4 im wesentlichen auf das Massepotential, so daß der Steuertransistor 4 nicht leitet. Somit wird die Basisspannung des Transistors 5 derart angehoben, daß dieser leitet. Somit wird auch der Zündtransistor 6 durchlässig, und dann fließt ein elektrischer Strom durch die Primärwicklung 71 der Zündspule 7. Wenn die Einrichtung über eine lange Zeit in diesem Zustand gehalten wird, so wird eine große Wärmemenge auf Grund des großen elektrischen Stromes erzeugt, der durch die Transistoren 5 und 6 und die Primärwicklung 71 fließt, so daß die Transistoren 5 und 6 zerstört werden können. Weiterhin wird gleichzeitig eine verwendete Batterie, die als Gleichspannungsquel- So Ie 1 dient, übermäßig entladen, und deren Fähigkeit, eine Energie zu liefern, wird dadurch vermindert.

Die erfindungsgemäße Einrichtung überwindet derartige Nachteile der herkömmlichen Zündeinrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, und eine Ausführungs- ⁶S form der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugsnahme auf die F i g. 2 erläutert.

In der Fig.2 sind dieselben oder Elementen in der F i g. 1 entsprechende Elemente durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet wie in der F i g. 1.

Gemäß Fig.2 ist ein Kondensator 18 parallel zu dem Unterbrecherschalter 3 geschaltet. Eine Klemme dieses Kondensators 18 ist mit einer Ausgangsklemme 41 des Sleuertransistors 4 über einen Widerstand 11 verbunden und mit der nicht an Masse liegenden Klemme des Unterbrecherschalters 3 über eine Diode 19, um einen Rückstrom zu verhindern.

Wenn in einer Schaltungsanordnung, wie sie oben beschrieben wurde, der Zündschalter 2 in die erste Einschaltstellung gebracht wird, wenn sich der Unterbrecherschalter 3 in der geöffneten Stellung befindet, so fließt ein elektrischer Strom von der Gleichspannungsquelle 1 über den Zündschalter 2 und die Widerstände 8, 9 und 10, und deshalb wird die Basisspannung des Transistors 4 angehoben. Deshalb ist der Steuertransistor 4 durchlässig, und es fließt ein elektrischer Strom von der Gleichspannungsquelle 1 zu dem Transistor 4 über den Widerstand 8, die Diode 19 und den Widerstand 11. Deshalb geht die Basisspannung des Transistors 5 im wesentlichen auf Massepotential, so daß der Tiansistor 5 nicht leitet. Somit wird der Zündtransistor 6 ebenfalls in einem nicht leitenden Zustand gehalten.

Folglich fließt kein elektrischer Strom durch die Primärwicklung 71 der Zündspule 7. _#

Wenn der Zündschalter in die erste Einschaltstellung gebracht wird, wenn sich der Unterbrecherschalter 3 in der geschlossenen Stellung befindet, so fließt ein elektrischer Strom von der Gleichspannungsquelle 1 über den Zündschalter 2, den Widerstand 8 und den Unterbrecherschalter 3, so daß die Basisspannung des Steuerstransistors 4 im wesentlichen auf Massepotential kommt, und deshalb befindet sich der Steuertransistor 4 im nicht leitenden Zustand. Weiterhin leitet der Transistor 5 zu dieser Zeit nicht, da die Spannung in der Ausgangsklemme 41 des Steuertransistors 4 und somit auch die Basisspannung des Transistors 5 im wesentlichen über den Unterbrecherschalter 3, die Diode 19 und den Widerstand 11 auf Massepotential gehalten sind. Demgemäß leitet der Zündtransistor 6 ebenfalls nicht.

Gemäß der obigen Beschreibung wird gemäß der Erfindung erreicht, daß ohne Rücksicht darauf, ob sich der Unterbrecherschalter 3 in der geöffneten oder der geschlossenen Stellung befindet, ein elektrischer Strom nicht über die Transistoren 5 und 6 und die Primärwicklung 71 der Zündspule 7 fließt, wenn der Zündschalter 2 in die erste Einschaltstellung gebracht wird, und deshalb können die Nachteile der herkömmlichen Zündeinrichtung überwunden werden.

Bei dieser Anordnung werden jedoch die Transistoren 5 und 6 noch im nicht leitenden Zustand gehalten, wenn der Zündschalter 2 in die zweite Einschaltstellung weitergedreht wird, um einen Startermotor einzuschalten, damit der Unterbrecherschalter 3 geöffnet und geschlossen wird, und deshalb wird die Brennkraftmaschine nicht arbeiten. Der Kondensator 18 ist dazu vorgesehen, ein derartiges Problem zu lösen.

Wenn sich der Unterbrecherschalter 3 in der geöffneten Stellung befindet, wird der Kondensator 18 parallel zur Leitung des Steuertransistors 4 geladen. Dies bedeutet, daß dann, wenn der Startermotor in Betrieb gesetzt wird und dadurch der Unterbrecherschalter 3 in die geöffnete und in die geschlossene Stellung gebracht wird, der Kondensator 18 während jedes Öffnungsvorganges des Unterbrecherschalters 3 durch die Gleich-

Spannungsquelle 1 über den Zündschalter 2, den Widerstand 8 und die Diode 19 aufgeladen wird.

Wenn sich dann der Unterbrecherschaltcr 3 in der geöffneten Stellung befindet, ist der Steuertransistor 4 in einem leitenden Zustand, und die Transistoren 5 und 6 sind jeweils in einem nicht leitenden Zustand. Während dieser Zeitperiode wird der Kondensator 18 aufgeladen. Wenn der Unterbrecherschalter 3 durch den Startermotor in die geschlossene Stellung gebracht wird, wird der Steuertransistor 4 gemäß der obigen Be-Schreibung in einen nicht leitenden Zustand versetzt. Da jedoch der Kondensator 18 mit der Ausgangsklemme des Steuertransistors 4 über den Widerstand 11 verbunden ist, wird die Basisspannung des Transistors 5 angehoben, und auf diese Weise wird der Transistor 5 in den leitenden Zustand versetzt. Dann wird die im Kondensator 18 gespeicherte Ladung als Basisstrom des Transistors 5 entladen. Zu dieser Zeit fließt der Entladestrom des Kondensators 18 nicht zum Unterbrecherschalter 3, da dies durch die Diode 19 verhinden wird. Gemäß der obigen Beschreibung leitet dann, wenn sich der Transistor 5 im leitenden Zustand befindet, auch der Zündtransistor 6, und es fließt ein elektrischer Strom über die Primärwicklung 71 der Zündspule

7. Demgemäß wird eine hohe Spannung an der Sekundärwicklung 72 der Zündspule 7 induziert. Ein derartiger Vorgang wird während eines normalen Betriebes der Brennkraftmaschine stets ablaufen.

Die Entlade-Zeitkonstante des Kondensators 18 v/ird durch die Kapazität des Kondensators 18 und den Wert des Widerstandes 11 bestimmt, und es ist erforderlich, daß die Entlade-Zeitkonstante größer ist als die Zeitperiode, in welcher der Unterbrecherschalter 3 bei minimaler Drehzahl der Brennkraftmaschine geschlossen wird. Andererseits ist die Auflade-Zeilkonstante des Kondensators 18 durch die Kapazität des Kondensators 18 und den Wert des Widerstandes 8 bestimmt, und es ist erforderlich, daß diese Auflade-Zcitkonstantc geringer ist als eine Zeitperiode, innerhalb welcher der Unterbrecherschalter 3 bei der maximalen Drehzahl der Brennkraftmaschine geöffnet wird.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird verhindert, daß dann, wenn der Zündschalter in die zweite Einschaltstellung gebracht wird, die Transistoren nicht zerstört werden, und zwar unabhängig davon, ob sich der Kontaktpunkt zu dieser Zeit in der geöffneten oder in der geschlossenen Stellung befindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Transistor-Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einer aus einer Gleichspannungsquelle speisbaren und mittels eines Zündschalter einschaltbaren Steuerschaltung, die eine aus der Primärwicklung einer Zündspule und einem Zündtransistor bestehende Reihenschaltung, einen parallel zu dieser Reihenschaltung angeordneten und mit to einem Anschluß mit Masse verbundenen Untcrbrecherschalter, einen parallel zum Unterbrecherschaiter liegenden, einen Kondensator und eine Diode enthaltenden Strompfad, und einen mit dem einen Anschluß des Kondensators und der Kathode der Diode verbundenen Steuertransistor aufweist, wobei bei geöffnetem Unterbrecherschalter der Kondensator aufgeladen wird und der Steuertransistor im stromleitenden Zustand ist und den Zündtransistor im gesperrten Zustand hält, und wobei nach dem Schließen des Unterbrecherschalters der Kondensator sich von seiner Ladespannung entlädt und der Steuertransistor in den gesperrten und der Zündtransistor in den leitenden, einen Stromfluß durch die Primärwicklung ermöglichenden Zustand übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschluß des Kondensators (18) zusammen mit der Kathode der Diode (19) unmittelbar über einen Widerstand (11) mit dem Kollektor des Steuertransistors (4), der andere Anschluß des Kondensators (18) unmittelbar mit Masse und die Anode der Diode (19) mit dem nicht an Masse liegenden Anschluß des Unterbrecherschalters (3) verbunden ist, so daß die Aufladung des Kondensators (18) über die Diode (19) erfolgt und der Zündtransistor (6) nach dem Schließen des Unterbrecherschalters (3) durch die Ladespannung des Kondensators (18) in den leitenden Zustand versetzt wird und nach der Entladung des Kondensators (18) wieder in den gesperrten Zustand übergeht.

2. Transistor-Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlade-Zeitkonstante des Kondensators (18) größer ist als die Schließzeit des Unterbrecherschalters (3) bei minimaler Drehzahl der Brennkraftmaschine.

3. Transistor-Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflade-Zeitkonstante des Kondensators (18) kleiner ist als die Öffnungszeit des Unterbrecherschalters (3) bei maximaler Drehzahl der Brennkraftmaschine.