DE2252193B2 - Zuendvorrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

50

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die einen Generator zur Erzeugung ungediämpfter Hochfrequenzwellen, welche den Zündkerzen zugeführt werden, eine Steuerwicklung zum Ein- und Ausschalten des Generators in Abhängigkeit vom Sixomfluß durch die Steuerwicklung, einen Rotor, Stator und Induktionswicklung aufweisenden, magnetelektrischen Steuersignalgeber, der über eine Welle mit der Brennkraftmaschine verbunden ist und Signalimpulse liefert, deren Dauer mit dem vorbestimmten Wert der Drehung für jeden Zylinder der Maschine übereinstimmt und elektronische Mittel zur Unterbrechung des Stromflusses während jedes Signalimpulses (15 aufweist.

Nach der französischen Zusatzpatentschrift 72 497 zur französischen Patentschrift 1155 541 ist eine Zündvorrichtung bekannt, deren Steuersignalgeber bei jeder Umdrehung der mit der Brennkraftmaschine verbundenen Welle in der Wicklung des Signalgebers eine vorbestimmte Anzahl von positiven und negativen Spannungsimpulsen erzeugt, die über einen Zündschalter elektronischen Mitteln zugeführt werden, welche bei Vorhandensein eines positiven Spannungsimpulses den Stromfluß durch die Steuerwicklung unterbrechen und somit den Hochfrequenzgenerator einschalten und welche nach Abklingen des positiven Spannungsimpulses den Stromfluß durch die Steuerwicklung wieder herstellen und somit den Generator wieder abschalten. Ferner wurde bereits vorgeschlagen (DT-AS 21 41 778), den Rotor des Steuersignalgebers aus permeablem Magnetmaterial herzustellen und mit einer Vielzahl radialer Vorsprünge zu versehen, deren äußerste bogenförmige Enden sich konzentrisch über einen Bogenwinke! erstreckender gleich dem vorbestimmten Rotation:;winkel ist. Der Stator besteht ebenfalls aus permeab em Magnetmaterial und besitzt einen Permanentmagnet mit einer Spule zur Erzeugung der Impulse. Er hat eine Vielzahl von spitzen Vorsprüngen, deren Anzahl der Anzahl der Vorsprünge des Rotors entspricht und die einen Luftspalt bilden, der sich beim Drehen der mit der Brennkraftmaschine verbundenen Welle zur Erzeugung eines Spannungsimpulses der einen Po arität durch die Spule von einem Maximum zu einem M nimum und zur Erzeugung eines Spannungsimpulses der anderen Polarität von dem Minimum zurück zu dem Maximum ändert. Bleibt der Steuersignalgeber stehen, wenn Rotor- und Statorvorsprünge fluchten, so werden zusätzliche Elemente im Steuerstromkreis benötigt, um auch in diesem Fall cm sicheres Abschalten des Generators zu ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zündvorrichtung zu schaffen, die auch dann ein sicheres Abschalten des Generators gewährleistet, wenn beim Anhalten des Steuersignalgebers Rotor- und Statorvorsprünge fluchten. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die elektronischen Mittel ein NAND-Gatter enthalten, sowie erste Schaltmittel zur Zuführung der Signalimpulse an den einen Eingang des Gatters und zweite Schaltmittel zur Zuführung eines Signals gleichbleibender Spannung bei geschlossenem Zündschalter an den anderen Eingang des Gatters aufweisen.

Durch die Verwendung eines NAND-Gatters wird die Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung gegenüber den bekannten Zündvorrichtungen wesentlich verbessert, und es werden keine zusätzlichen Elemente im Steuerstromkreis benötigt, um den Generator abzuschalten, wenn der Steuersignalgeber so stehenbleibt, daß Rotor- und Statorvorsprünge fluchten.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind mit dem Ausgang des NAND-Gatters dritte Schaltmittel zur Steuerung des Stromflusses am Ausgang dieses Gatters und durch die Steuerwicklung des Generators verbunden. Die ersten Schaltmittel können eine Einrichtung zur Begrenzung der Amplitude des Signalinipulses durch Abschneiden derselben aufweisen. Die dritten Schaltmittel können einen ersten Transistor zur Verstärkung des Gatterausgangs und einen zweiten Transistor zur Ein- und Ausschaltung des Stromflusses durch die Steuerwicklung enthalten. Die Einrichtung zur Begrenzung der Amplitude des Signalimpulses kann eine Zener-Diode sein.

Vorteile der Erfindung und diese weitergestaltende Merkmale gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hervor. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei-

spiel gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Zündvorrichiung,

Fig. 2 einen Grundriß für eine bevorzugte Rotoranordnung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Signalimpulses und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die Anordnung nach Fig. 2.

Die Schaltung nach Fig.! dient zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit ungedämpfter Hochfrequenzzündenergie. Die Leitung 11 führt zu dem gemeinsamen Schaltelement eines Verteilers für eine Brennkraftmaschine und kommt von einer Sekundärwicklung 12 eines Transformators 15, der die Funken erzeugende Energie hoher Spannung liefert. Der Transformator 15 hat mehrere Primär- oder Eingangswicklungen 14, die zu einem Oszillator 16 gehören, der zwei Transistorpaare 19 und 20 enthält

Zum Ein- und Ausschalten des Oszillators 16 wird eine Steuerwicklung 23 verwendet, die magnetisch mit der Oszillatorwicklung 14 auf dem Kern des Transformators 15 gekoppelt ist. Bei einem Gleichstromfluß durch die Wicklung 23 zusammen mit einem Pfad niedriger Impedanz wird der Oszillator 16 gesperrt. Wenn jedoch die Ausgangsleitung 11 mit Funkenener gie gespeist werden soll, dann wird der Oszillator 16 eingeschaltet, indem der durch die Wicklung 23 fließende Gleichstrom unterbrochen wird. Die Unterbrechung des Gleichstroms bewirkt ein soiortiges Starten des Oszillators 16, der dann das gewünschte Hochlrequenzfunkensignal hoher Spannung über den die Ausgangsleitung 11 enthaltenden Stromkreis liefert.

Der Zündvorrichtung wird jedesmal Energie zugeführt, wenn eine Stromquelle, z. B. eine 12-Volt-Batterie 26, eingeschaltet wird, um Gleichstrom an die Anordnung zu liefern. Dies wird in herkömmlicher Weise dadurch erreicht, daß der Stromkreis der Batterie 26 über einen Zündschalter 27 weitergeschaltet wird, der den positiven Pol der Batterie 26 jedesmal mit einer Leistungseingangstromkreisleitung 30 verbindet, wenn der Zündschalter in seinen »Einschalt«- oder »Betriebs«-Stellungen ist. Die Stromkreisverbindung 30 liefert Gleichstrom an den Oszillator 16 über eine Sicherung 31 und einen Widerstand 32.

Die positive Spannung aus der Batterie liegt zur gleichen Zeit über eine Stromkreisleitung 35 an einer Seite jedes der drei Widerstände 36, 37 und 38. Diese sind als Leistungseingang für elektronische Mittel 42 vorgesehen, die in ein mit gestrichelten Linien dargestelltes Rechteck eingeschlossen sind und die als Teil einer Unterbrecherkontaktlosen Zündsteuerung arbeiten.

Die unterbrecherkontaktlose Anordnung enthält nach F i g. 2 und 3 einen Rotor 46, der auf einer Welle 47 sitzt. Der Rotor 46 ist von einem Stator 48 aus Magnetmaterial umgeben. Die Welle 47 ist mechanisch mit der Kurbelwelle des Motors verbunden (nicht dargestellt). Die Zündvorrichtung ist in herkömmlicher Weise angeordnet, so daß die Drehung der Welle 47 mit dem daran befestigten Rotor 46 direkt und jederzeit mit dem Winkel der Motorwelle in Beziehung steht. Die impulserzeugende Anordnung enthält einen Magnet flußpfad im Rotor 46, Stator 48 und im zylindrischen Permanentmagnetring 51 (Fig. 3), der mit einer Unterplatte 52 aus Magnetmaterial versehen ist. Dies ergibt einen vollständigen Flußpfad, der mit einer Induktionswicklung 54 elektromagnetisch gekoppelt ist (Fig. 3und Fig. 1).

Am Stator 48 sind mehrere nach innen gerichtete, radiale Vorspränge 55 vorgesehen, ihre Anzahl entspricht der Anzahl der Zylinder des Motors, und sie erstrecken sich so weit, daß nur ein kleiner Luftspalt bleibt, wenn eine entsprechende Vielzahl von nach außen gerichteten, radialen Vorsprängen 58 am Rotor 46 mit den Vorsprängen 55 fluchten. Es ist klar, daß, wenn diese beiden Gruppen von Vorsprängen nicht miteinander fluchten, ein großer Luftspalt vorhanden ist

ίο mit dem Ergebnis einer wesentlichen Änderung in der Flußdichte durch den magnetischen Pfad. Eine solche Änderung erzeugt natürlich eine Signalspannung in der

Induktionswicklung 54.

Die von der Induktionswicklung 54 erzeugten Ausgangssignale werden in einer solchen Weise behandelt, daß die Amplitude des voreilenden Impulses von dem Impulspaar, das erzeugt wird, wenn die Vorspränge 58 sich in und aus der Fluchtlinie mit den spitzen Vorsprüngen 55 bewegen, abgeschnitten wird.

Das begrenzt die Amplitude der erzeugten Impulse, so daß sie ungeachtet der Motordrehzahl auf derselben Höhe bleiben. Außerdem ist wegen des Abschr eidens der Impulse eine Ausgangsspannung während der gesamten Zeit, wo die Rotorvorsprünge 58 mit den Statorvorsprüngen 55 fluchten, vorhanden.

Die elektronischen Mittel 42 weisen ein NAND-Gatter 61 auf, das eine Eingangsleitung 62 hat, die zu dem einen Ende des Widerstandes 36 führt, dessen anderes Ende an die gemeinsame Zuleitung 35 angeschlossen ist.

Ferner ist eine andere Eingangsleitung 65 vorgesehen, die an das eine Ende der Wicklung 54 angeschlossen ist. in welcher die Signalimpulse erzeugt werden. Das andere Ende der Wicklung 54 ist geerdet, und zwar über die Erdleitung 64. An die Wicklung 54 ist eine Zener-Diode 66 zusammen mit einem Kondensator 67 angeschlossen, der parallel /u der Diode 66 liegt. Sowohl die Diode 66 als auch eier Kondensator 67 liegen mit einer Seite in der Eingangsleitung 65 des NAND-Gatters61.

Eine Ausgangsleitung 71 verläuft von dem NAND-Gatter 61 zu der Basiselektrode des Transistors 72. Der Transistor 72 ist mit einem anderen Transistor 73 in einer Darlington-Schaltung zum Verstärken gekoppelt und speist den Ausgang des NAND-Stromkreises 61 über die Leitung 71 zu dem Eingang eines Leistungstransistors 76.

Der Ausgang vom Transistor 73 verläuft über eine Diode 77, die zwischen ein Widerstandspaar 78 und 79 geschaltet ist. Dieses Netzwerk ist an den Basis-Emitter-Stromkreis des Transistors 76 angeschlossen.

Der Transistor 76 ist mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke in Serie mit der Oszillator-Steuerwicklung 23 über eine Leitung 82 und eine Diode 83 verbunden. Ein Teil des Stromkreises der Wicklung 23 enthält außerdem eine andere Diode 86 und einen Kondensator 87. Eine Seite dieser beiden Schaltelemente ist geerdet.

Die Wirkungsweise während eines einzelnen Intervalles des Funkens der ungedämpften Hochfrequenzwelle ist folgende: Wenn der Motor läuft und zwischen ■ den Funkenintervallen ist der Oszillator 16 wegen des Pfades niedriger Impedanz über die Steuerwicklung 23, der die Diode 86 und den Leistungstransistor 76 enthält, unterbrochen. Außerdem erzeugt ein Gleichstrom in der Wicklung 23 eine magnetische Vorspannung im Kern des Transformators 15.

Der Leistungstransistor 76 ist leitend, weil das NAND-Gatter 61 an seinen Eingängen einen Koinzidenzmangel aufweist, d. h., es liegt eine ununterbroche-

ne positive Spannung so lange an der Leitung 62, wie der Zündschalter 27 eingeschaltet ist.

Wenn die Vorsprünge 58 des Verteilerrotors mit den Statorvorsprüngen 55 zu fluchten beginnen, dann wird ein mögliches Spannungssignal in der Wicklung 54 erzeugt. Es wird unterbrochen und über die Leitung 65 an den anderen Eingang des NAND-Gatters 61 gelegt. Diese Koinzidenz der Signale veranlaßt das NAND-Gatter auf Null abzufallen, wodurch die Leitung des Transistors 76 unterbrochen wird. Dieser unterbricht dann seinerseits den Gleichstrom in der Wicklung 23, die den Oszillator 16 einschaltet, während auch der Pfad niedriger Impedanz beseitigt wird.

Das Funkenintervall, in welchem der Oszillator 16 schwingt, dauert an, bis die nacheilende Kante der Rotorvorsprünge 58 aus der Fluchtlinie mit den Statorvorsprüngen 55 heraustritt. Dies verursacht die Erzeugung eines negativen Spannungssignals in der Wicklung 54, das das NAND-Gatter 61 wieder ausschaltet (positive Ausgangsspannung). Dieses schaltet seinerseits den Leistungstransistor 76 vollständig ein. Die nächste Halbperiode des Oszillators, in welcher eine positive Spannung an den Kollektor des Transistors 76 angelegt wird, dämpft dann den Oszillator und hält ihn an, während zur gleichen Zeit der Gleichstromfluß in der Wicklung 23 wieder hergestellt wird.

Es soll bemerkt werden, daß die Zündvorrichtung

ίο gemäß der Erfindung nicht irgendwelche zusätzliche Elemente im Stromkreis benötigt, um den Oszillator anzuhalten, wenn der Verteiler stehen bleiben sollte. während Rotor- und Statorvorsprünge fluchten, weil das Ausbleiben irgendeines erzeugten Signals in der Wicklung 54 des Verteilers (nachdem die unterbrochene Spannung auf Null abfällt) eine Antikoinzidenz am NAND-Gatter 61 verursacht, das dann den Oszillator in der gerade beschriebenen Weise anhält.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einem Generator zur Erzeugung ungedämpfter Hochfrequenzwellen, die den Zündkerzen zugeführt S werden, mit einer Steuerwicklung zum Ein- und Ausschalten des Generators in Abhängigkeit vom Stromfluß durch die Steuerwicklung, mit einem Rotor, Stator und !nduktionswicklung aufweisenden, magnetelektrischen Steuersignalgeber, der über eine ι ο Welle mit der Brennkraftmaschine verbunden ist und Signaiimpulse liefert, deren Dauer mit dem vorbestimmten Wert der Drehung für jeden Zylinder der Maschine übereinstimmt, und mit elektronischen Mitteln zur Unterbrechung des Stromflusses während jedes S'ignalimpulses, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Mitlei (42) ein NAND-Gatter (61) enthalten sowie erste Schakmittel (65, 66, 67) zur Zuführung der Signalimpulse an den einen Eingang des Gatters und zweite Schaltmittel (35, 36, 62) zur Zuführung eines Signals gleichbleibender Spannung bei geschlossenem Zündschalter an den anderen Eingang des Gatters.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des NAND-Gatters (61) dritte Schaltmittel (72, 73, 76) zur Steuerung des Stromflusses am Ausgang dieses Gatters und durch die Steuerwicklung (23) des Generators verbunden sind.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schahmittel (65,66,67) eine Einrichtung (66) zur Begrenzung der Amplitude des Signalimpulses durch Abschneiden derselben aufweisen.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, soweit er sich auf Anspruch 2 bezieht, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Schaltmitlei einen ersten Transistor (72) zur Verstärkung des Gatterausgangs und einen zweiten Transistor (76) zur Ein- und Ausschaltung des Stroml'lusses durch die Steuerwicklung (23) enthalten.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Begrenzung der Amplitude des Signalimpulses eine Zener-Diode (66) ist.