DE2238871C2

DE2238871C2 - Zündanlage für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2238871C2
Application number: DE2238871A
Authority: DE
Inventors: Peter 8500 Nürnberg Schmaldienst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-08-07
Filing date: 1972-08-07
Publication date: 1982-12-23
Also published as: SE394726B; US3865092A; JPS5624795B2; IT992815B; FR2196014A5; DE2238871A1; JPS4958237A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei derartigen bekannten Zündanlagen wird die Rücklaufsicherheit der Brennkraftmaschine oftmals durch aufwendige elektronische Schaltungen und Bausteine erreicht, oder durch eine unsymmetrische Magnetisierung des Polrades am Magnetgenerator. Letztere führt zur einer schlechten Ausnutzung des Magnetgenerators insbesondere dann, wenn der Magnetgenerator nicht nur die Zündanlage sondern auch noch die Lichtanlage und andere Stromverbraucher eines Kraftfahrzeuges zu versorgen hat

Schließlich ist aus der DE-OS 19 36 105 eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Rücklaufsicherheit bekannt, bei der ein Kraftlinienleitstück für die Steuergeber so breit gewählt ist, daß die erste, vordere Flanke bei normaler Drehrichtung der Brennkraftmaschine ein Steuersignal zur Auslösung der Zündung erzeugt und die zweite, hintere Flanke bei falscher Drehrichtung mit dem Beginn einer Ladehalbwelle für den Zündkondensator einen Thyristor im Endladekreis des Zündkonensators durchschaltet, so daß eine Aufladung des Kondensators und folglich die Erzeugung eines Zündfunkens verhindert wird. Nachteilig hierbei ist, daß sich diese Lösung nur bei Kondensator-Zündanlagen anwenden läßt und insbesondere nur bei Zweizylinder-Zündanlagen mit zwei Steuerimpulsgebern, die mit einem gemeinsamen Leitstück zusammenwirken. Da bei Einzylinder-Anlagen nur ein Steuerimpulsgeber vorhanden ist, bei jeder Polradumdrehung aber zwei Ladehalbwellen für den Zündkondensator auftreten, könnte mit einer solchen bekannten Zündanlage nur eine Ladehalbwelle pro Polradumdrehung bei falscher Drehrichtung abgeleitet werden. Die zweite Ladehalbwelle

is würde jedoch den Zündkondensator aufladen und somit die Rücklaufsicherheit aufheben.

Andere bekannte Lösungen zur Erzielung einer Rücklaufsicherheit der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise ein magnetischer Impulsgeber, der mit einem umlaufenden, auf einer Seite abgeflachten Leitstück zusammenwirkt, hat sich als unzuverlässig erwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Zündanlagen der eingangs erwähnten Art mit einer einfachen elektrischen Schaltung eine Rücklaufsicherheit dadurch sicherzustellen, daß das elektronische Schaltelement bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine nicht mehr vom Impulsgeber ansteuerbar ist

Dies wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs erreicht, in dem der Impulsgeber mit einer Wechselspannung des Magnetgenerators derart gekoppelt ist, daß bei flascher Drehrichtung die Geberimpulse durch eine entsprechende Überlagerung der Wechselspannung unwirksam gemacht werden. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß bei einer Kondensatorzündanlage die Wicklung des Magnetgenerators Teil einer Ladewicklung ist, deren freies Ende über eine Diode mit einem als Zündenergiespeicher dienenden Speicherkondensator in Verbindung steht und die über eine Anzapfung mit der am Impulsgeber angeschlossenen Diode anodenseitig verbunden ist

Einzelheiten der Erfindung sind an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigen

F i g. 1 die Schaltung einer von einem Magnetgenerator gespeisten Kondensatorzündanlage mit einer rücklaufsicheren Steuerung,
F i g. 2 zeigt den Spannungsverlauf an der Anzapfung der Ladewicklung, am Impulsgeber und am Zündkondensator bei zulässiger Drehrichtung und

F i g. 3 zeigt den jeweiligen Spannungsverlauf bei unzulässiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine.
In F i g. 1 ist der Magnetgenerator zur Versorgung einer Zündanlage für eine Einzylinder-Brennkraftmaschine mit 10 bezeichnet. Er besteht aus einem Polrad 11, das mit seiner nicht dargestellten Nabe auf einer Welle der Brennkraftmaschine befestigt ist und mit einem Ladeanker 12 zusammenwirkt, der am ebenfalls nicht dargestellten Gehäuse der Brennkraftmaschine befestigt ist. Das Polrad 11 bildet ein Magnetsystem aus mehreren Permanentmagneten 13, die symmetrisch am Umfang verteilt und mit abwechselnder Polarität magnetisiert sind. Der Ladeanker 12 ist mit einer Ladewicklung 14 ausgerüstet, die mit ihrem einen Ende 14a über eine Diode 15 mit einem Speicherkondensator 16 verbunden ist, dessen anderer Anschluß ebenso wie das andere Ende 14ö der Ladewicklung 14 auf Masse liegt.

Parallel zum Speicherkondensator 16 liegt ein Entladestromkreis, der aus der Primärwicklung 17a eines Zündtransformators 17 und einem dazu in Reihe geschalteten Thyristor 18 gebildet ist Der Zündtransformator ist mit seiner Sekundärwicklung 176 einerseits mit der Primärwicklung 17a verbunden und andererseits an eine Zündkerze 19 angeschlossen, die ebenfalls auf Masse iiegt Ein an der Steuerelektrode 18a des Thyristors 18 angeschlossener Steuerstromkreis enthält einen Impulsgeber 20, der mit seinem einen Anschluß 20a auf Masse liegt Er ist ir.it seinem anderen Anschluß 2G£> über eine in Durchlaßrichtung liegende Diode 21 mit der Steuerelektrode 18a des Thyristors 18 verbunden.

LJm die Brennkraftmaschine gegen ein Anlaufen in unzulässiger Drehnchtung zu schützen, muß die Zündanlage die Erzeugung eines Zündfunkens an der Zündkerze 19 bei unzulässiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine verhindern. Dies erfolgt bei der in F i g. 1 gezeigten Schaltung dadurch, daß der Impulsgeber 20 mit seinem Anschluß 20Mber eine weitere, in Durchlaßrichtung liegende Diode 22 mit einer Anzapfung 23 der Ladewicklung 14 verbunden ist Da das Ende 14b der Ladewicklung 14 und der Anschluß 20a des Impulsgebers 20 über Masse miteinander verbunden sind, wird über die Diode 22 und über die Anzapfung 23 der Ladewicklung 14 ein weiterer Stromkreis gebildet. Dabei ist die Anzapfung 23 so gelegt, daß sie mit den auf Masse liegenden Ende 14Z> der Ladewicklung 14 einen Wicklungsteil 14' bildet, in dem durch das Polrad 11 eine Wechselspannung erzeugt wird, deren Amplitude ein wenig über die Amplitude des im Impulsgeber 20 erzeugten Steuerimpulses hinausgeht

Die Wirkungsweise dieser Schaltung wird mit Hilfe der F i g. 2 und 3 erläutert Bei zulässiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine wird bei Drehung des Polrades 11 in der Ladewicklung 14 des Magnetgenerators 10 eine Wechselspannung mit Werten von +200 bis -2000VoIt erzeugt Während die negativen Spannungshalbwellen von der Diode 15 gesperrt werden, laden die positiven Spannungshalbwellen den Kondensator 16 auf die Spannung U_c auf. Gleichzeitig tritt an der Anzapfung 23 der Ladewirklung 14 eine Wechselspannung auf, die dem Steuerimpuls des Impulsgebers 20 bei unzulässiger Drehrichtung entgegenwirken soll und daher als Gegenspannung U_g bezeichnet wird. Während der ersten, positiven Halbwelle der Gegenspannung Ug wird im Impulsgeber 20 kein Steuerimpuls erzeugt Die Diode 22 leigt daher anodenseitig auf Massepotential und sperrt die positive Halbwelle der Spannung Ug. Bei der zweiten, negativen Spannungshalbwelle wir im Impulsgeber 20 ebenfalls kein Steuerimpuls erzeugt. Jetzt liegt die Diode 22 jedoch kathodenseitig auf negativem Potential und ist daher stromleitend. Es fließt nun durch den Impulsgeber 20 und die Diode 22 ein Strom, der durch den Innenwiderstand des Impu'iSgebers 20 und dem Wicklungsteil 14' zwischen der Anzapfung 23 und dem Anschluß 14ö der Ladewicklung begrenzt ist. Die dabei am Impulsgeber 20 abfallende Spannung ist gegenüber dem Massepotential negativ und somit an der Steuerelektrode 18a des Thyristors 18 unwirksam.

Während der dritten, positiven Halbwelle der Gegenspannung Ug wird nun im Impulsgeber 20 durch ein im Zündzeitpunkt an ihm vorbeibewegtes Leitstück 24 ein Steuerimpuls U_n mit einer positiven und einer nachfolgenden negativen Spannungsspitze erzeugt. Durch die höhere Amplitude der positiven Spannungshalbwelle Ug gegenüber der positiven Spannungsspitze des

Steuerimpulses U₅, bleibt die Diode 22 gesperrt, so daß die positive Spannungsspitze des Steuerimpulses U_a vom Impulsgeber 20 über die Diode 21 auf die Steuerelektrode 18a des Thyristors 18 gelangt und diesen in den stromleitenden Zustand umschultet Die im Speicherkondensator 16 gespeicherte elektrische Energie entlädt sich jetzt über die Primärwicklung 17a des Zündtransformators und über den stromleitenden Thyristor 18. Dadurch wird in der Sekundärwicklung des Zündtransformators 17 ein Hochspannungsimpuls erzeugt, der an der Zündkerze 19 einen Zündfunken zur Folge hat Mit der nächsten positiven Spannungshalbwelle der Ladewicklung 14 wird der Kondensator 16 erneut aufgeladen. Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich mit jeder vollen Umdrehung des Polrades

Wird nun das Polrad 11 des Magnetgenerators 10 in entgegengesetzter Richtung gedreht, z. B. beim Zurückpendeln der Brennkraftmaschine, so kehren sich die Spannungswerte in den gleichen Positionen des Polrades um 180° um. Die erste Halbwelle der Gegenspannung L^ist nun negativ. Die Diode 22 wird dabei leitend und es fließt ein Strom über den Impulsgeber 20 und die Diode 22 Die zweite, positive Halbwelle der Gegenspannung Ug bleibt unwirksam, da sie durch die Diode 22 gesperrt wird. Die dritte Spannungshalbwelle ist wiederum negativ, so daß die Diode 22 erneut leitend wird. Sobald nun im Impulsgeber 20 ein Steuerimpuls U_s, induziert wird, wird dieser über die Diode 22 und über den Wicklungsteil 14' der Ladewicklung 14 mit seinem relativ niedrigen ohmschen Widerstand kurzgeschlossen. Da der Impulsgeber 20 einen relativ hohen Innenwiderstand aufweist, bricht die positive Spannungsspitze des Steuerimpulses £/« zusammen, so daß der Thyristor 18 weiterhin gesperrt bleibt. Auf diese Weise wird eine Entladung des Speicherkondensators 16 und damit die Erzeugung eines Zündfunkens an der Zündkerze 19 verhindert.

Da die negativen Spannungshalbwellen des Wicklungsteiles 14' der Ladewicklung 14 den Impulsgeber 20 unter Umständen erheblich belasten können, wird der Wicklungsteil 14' des Magnetgenerators 10 gegebenenfalls durch eine weitere Diode 25 überbrückt, deren Anode mit dem auf Masse liegenden Ende 14i der Ladewicklung 14 verbunden ist. In Fig. 1 sind die Anschlußleitungen der Diode 25 gestrichelt eingezeichnet.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise die Gegenspannung L^ von einer auf dem Ladeanker 12 oder auf einem zusätzlichen Anker des Magnetgenerators 10 angeordneten Zusatzwicklung abgegriffen werden. Ferner läßt sich die Steuerschaltung auch auf Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen anwenden, wobei jedem Zylinder ein Entladestromkreis der Zündanlage und ein Impulsgeber zur Steuerung eines Tyhristors vorgesehen ist. Die verschiedenen Impulsgeber werden dabei jeweils über eine Diode an die Anzapfung 23 der Ladewicklung 14 angeschlossen und gleichzeitig durch diese Dioden gegeneinander entkoppelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem Zündenergiespeicher, der von einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen Magnetgenerator versorgt wird, mit einem umschaltbaren elektronischen Schaltelement zur Weiterleitung der gespeicherten Energie auf eine Zündkerze sowie mit einem am elektronischen Schaltelement angeschlossenen Steuerstromkreis mit einem Impulsgeber, der mit seinem ersten Anschluß dem einen Ende einer Wicklung des Magnetgenerators sowie mit dem zweiten Anschluß über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode mit der Steuerelektrode des elektronischen Schaltelementes verbunden ist, dessen Steuerimpuls bei zulässiger Drehrichtung der Welle der Brennkraftmaschine im Zündzeitpunkt die Umschaltung des elektronischen Schaltelementes bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (20) mit seinem zweiten Anschluß (206) über eine weitere, in Durchlaßrichtung gepolte Diode (22) mit einem anderen Anschluß (23) der Generatorwicklung (14') verbunden ist, die eine Wechselspannung (Ug) abgibt

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (14') des Magnetgenerators (10) und der Impulsgeber (20) über jeweils einem an Masse liegenden Anschluß (14Zj, 20a) miteinander verbunden sind.

3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (14') des Magnetgenerators (10) durch eine weitere Diode (25) überbrückt ist, deren Anode mit dem auf Masse liegenden Ende (14ft) der Wicklung (14') verbunden ist

4. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (14') des Magentgenerators (10) Teil einer Ladewicklung (14) ist, deren freies Ende (14a) über eine Diode (15) mit einem als Zündenergiespeicher dienenden Speicherkondensator (16) in Verbindung steht und die über eine Anzapfung (23) mit der am Impulsgeber (20) angeschlosssenen Diode (22) kathodenseitig verbunden ist