DE2260805B2

DE2260805B2 - HIGH FREQUENCY IGNITION ARRANGEMENT

Info

Publication number: DE2260805B2
Application number: DE19722260805
Authority: DE
Inventors: Robert Eugene Richmond Va. Canup (V.St.A.)
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1972-03-06
Filing date: 1972-12-13
Publication date: 1976-07-15
Also published as: GB1389962A; BR7301622D0; JPS5419942B2; JPS4912240A; CH546889A; DE2260805A1; IT981131B; AU5275373A; ZA73797B; US3779226A; FR2175059B1; NL163308B; AU463839B2; CA979064A; NL163308C; FR2175059A1; SE402151B; NL7301825A

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Zündanordnung, die ungedämpfte Wellen den Zündkerzen einer Brennkraftmaschine zuführt. Sie weist einen Oszillator zur Erzeugung von Funkenenergie aus ungedämpften Wellen auf, wobei die Dauer der Erzeugung der Funkenenergie gesteuert wird. Ferner besteht die Hochfrequenz-Zündanordnung aus einer Steuerwicklung für den Oszillator zum Ein- und Ausschalten am Beginn und Ende jedes Funkintervalles. Von der Brennkraftmaschine werden Mittel zum Abschalten und zum Einspeisen eines Vormagnetisierungs-Gleichstromes in die Steuerwicklung kontrolliert. Ferner besitzt die Hochfrequenz-Zündanordnung einen Zündschalter zur Steuerung der Energieversorgung, einen Stromkreis für den Vormagnetisierungs-Gleichstrom und einen Stromkreis zur Energieversorgung des Oszillators.The invention relates to a high-frequency ignition arrangement, the undamped waves the spark plugs an internal combustion engine supplies. It has an oscillator for generating spark energy undamped waves, whereby the duration of the generation of the spark energy is controlled. Further the high-frequency ignition arrangement consists of a control winding for the oscillator for on and off Switch off at the beginning and end of each radio interval. From the internal combustion engine are means for Switch off and feed in a bias direct current controlled in the control winding. Furthermore, the high-frequency ignition arrangement has a Ignition switch to control the power supply, a circuit for the bias direct current and a circuit for supplying power to the oscillator.

Nach der DT-OS 21 24 183 ist eine transistorisierte Schaltung eines Rechteckwellenschwingungserzeugers mit sättigungsfähigem Kern, mit einem Transformator mit sättigungsfähigem Kern und einem Ausgangstransformator beschrieben, wobei der Ausgangstransformator ein hohes Windungsverhältnis hat, der eine dynamische Belastung mit negativer Widerstandswirkung aufweist. Die Schaltung besitzt Einrichtungen zur Resonanzabstimmung des Ausgangstransformators im Leerlauf. Ferner sind Einrichtungen zum Festlegen der magnetischen Eigenschaften des sättigungsfähigen Kerntransformators vorgesehen, die eine Erhöhung der Frequenz des Schwingungserzeugers bewirken, wenn die Belastung des Ausgangstransformators ansteigt. Bei ίο dieser Belastung ist eine sehr hohe Zündspannung angelegt, die auf einen relativ niedrigen Spannungswert reduzierbar ist, um die gewünschte Wirkung auch bei relativ niedriger Leistung zu erzielen. Die bekannte Schaltung enthält einen Zündschalter, über den der '5 Strom von einer Batterie zum Oszillator fließt. Die Energieversorgung des Oszillators erfolgt über einen Zündschalter und erfordert daher eine hohe Material- und Arbeitsleistung, wenn, wie bei der Energieversorgung in einem Kraftfahrzeug, relativ große Strecken von der Batterie zur Zündanordnung überbrückt werden müssen.According to DT-OS 21 24 183 is a transistorized circuit of a square wave oscillator with a saturable core, with a transformer with a saturable core and an output transformer described, wherein the output transformer has a high turns ratio, the one dynamic load with negative drag effect. The circuit has facilities for Resonance tuning of the output transformer when idling. There are also facilities for setting the magnetic properties of the saturable core transformer provided which increase the Effect frequency of the vibrator when the load on the output transformer increases. at ίο this load is a very high ignition voltage applied, which can be reduced to a relatively low voltage value in order to achieve the desired effect to achieve relatively low performance. The known circuit contains an ignition switch via which the '5 Current flows from a battery to the oscillator. The oscillator is supplied with energy via a Ignition switch and therefore requires a high level of material and labor, if, as in the case of the energy supply in a motor vehicle, bridges relatively large distances from the battery to the ignition arrangement Need to become.

Nach der DT-AS 11 18 532 wird eine elektrische Zündanordnung für Brennkraftmaschinen mit einer Zündspule, einer Gleichstromquelle und einem kontaktlosen Unterbrecher beschrieben. Es ist ein auf eine feste Frequenz abgestimmter Oszillator mit Zuführung der Oszillatorspannung an die Primärwicklung der Zündspule und eine mechanische Vorrichtung zur periodischen Unterbrechung der induktiven Kopplung zwisehen Primär- und Sekundärwicklung der Zündspule vorgesehen. Während einer Zünddauer treten mehrere Zündspannungsimpulse an den Zündkerzen auf. Der Oszillator besteht aus einem mit einem Transistor arbeitenden Schwingkreis und die Primärspule ist eine der Schwingspulen, wobei die periodische Unterbrechung der induktiven Kopplung durch eine mit der Kraftmaschine umlaufende Metallscheibe erfolgt, die mit einer oder mit mehreren dem Zündrhythmus entsprechenden Aussparungen versehen ist. Auch hier erfolgt, wie nach der DT-OS 21 24183 bereits beschrieben, die Energieversorgung des Oszillators über einen Zündschalter, und es treten dabei die gleichen, bereits oben genannten Nachteile auf.According to DT-AS 11 18 532, an electrical ignition system for internal combustion engines with a Ignition coil, a direct current source and a contactless interrupter described. It's one on a solid Frequency-tuned oscillator with supply of the oscillator voltage to the primary winding of the ignition coil and a mechanical device for periodically breaking the inductive coupling Primary and secondary winding of the ignition coil provided. Several occur during one ignition period Ignition voltage pulses on the spark plugs. The oscillator consists of one with a transistor working resonant circuit and the primary coil is one of the voice coils, the periodic interruption the inductive coupling is carried out by a metal disk rotating with the engine, which is provided with one or more recesses corresponding to the firing rhythm. Here too takes place, as already described in DT-OS 21 24183, the energy supply of the oscillator via an ignition switch, and there are the same disadvantages already mentioned above.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, bei der die Energieversorgung des Oszillators nicht über den Zündschalter läuft, sondern unter Umgehung desselben erfolgt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß ein Oszillator (Gleich-Wechselstrom-Konverter) mit elektronischen Halbleiterelementen eine ganz beträchtliche Strommenge aufnimmt. Folglich ist eine umfangreich bemessene Verdrahtung im Leistungsversorgungsstromkreis des Oszillators erforderlich. Da es in der Praxis üblich ist, einen Zündschalter vorzusehen, der in einem beträchtlichen Abstand vom Motor angeordnet ist, um die Energieversorgung des Zündsystems zu steuern, wird eine beträchtliche Länge von dicht bemessener Verdrahtung zusätzlich zu der Verwendung von hochbelastbaren Schalteranordnungen für den Zündschalter benötigt, um das betreffende Zündsystem erfolgreich verwenden zu können. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ferner, eine Zündschaltersteuerung in solcher Weise vorzusehen, daß die Leistungsversorgungsleitungen vom Oszillator permanent sein können und folglich ⁶S der große Abstand, der erforderlich ist, um von der Batterie zu dem Zündschalter und zurück zum Motor zu gelangen, wo der Zündoszillator sich befindet, physikalisch überbrückt werden kann.The object of the present invention is to create an arrangement in which the energy supply of the oscillator does not run via the ignition switch, but takes place by bypassing it. It must be taken into account that an oscillator (direct-alternating current converter) with electronic semiconductor elements consumes a considerable amount of electricity. As a result, large-scale wiring is required in the power supply circuit of the oscillator. Since it is the practice to provide an ignition switch a considerable distance from the engine in order to control the energization of the ignition system, a considerable length of tightly sized wiring is required in addition to the use of heavy duty switch assemblies for the ignition switch, in order to be able to use the relevant ignition system successfully. Object of the present invention is therefore also to provide a Zündschaltersteuerung in such a manner that the power supply lines may be permanently from the oscillator and to move thus ⁶ S of the large distance is required from the battery to the ignition switch and back to the engine, where the ignition oscillator is located can be physically bridged.

Die Lösung der Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Zündschalter in seiner »Aus«-Stellung die beiden Enden der Steuerwicklung überbrückt und an Erde legt, während die Energieversorgung des Oszillators über eine direkt und permanent an die Energiequelle angeschlossene Leitung erfolgt.The solution to the problem is according to the invention that the ignition switch in his "Off" position bridges the two ends of the control winding and connects it to ground while the power supply is running of the oscillator takes place via a line that is directly and permanently connected to the energy source.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß die Energieversorgungsleitungen für den Oszillator, die wegen der hohen Stromstärken einen entsprechend großen Querschnitt haben, nicht durch das Kraftfahr- ι ο zeug von der Batterie zum Zündschalter und von dort zur Zündanordnung am Motor verlegt werden müssen. Es braucht nur die relativ kurze Strecke von der Batterie zur Zündanordnung überbrückt zu werden, was bei den großen Querschnitten der verwendeten Kabel eine beachtliche Material- und Arbeitsersparnis bedeutet.The arrangement according to the invention has the advantage that the power supply lines for the oscillator, which because of the high currents have a correspondingly large cross-section, not through the motor vehicle ι ο must be relocated from the battery to the ignition switch and from there to the ignition arrangement on the engine. It only needs to be bridged the relatively short distance from the battery to the ignition arrangement, which is the case with the large cross-sections of the cables used mean considerable material and labor savings.

Die Erfindung soll anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Beschreibung können weitere Vorteile der Erfindung und diese weiterausgestaltende Merkmale entnommen werden.The invention is to be explained in more detail using the exemplary embodiment shown in the drawing will. Further advantages of the invention can be seen from the drawing and from the associated description and these further refining features are taken.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Form eine Anordnung gemäß der Erfindung.The drawing shows in schematic form an arrangement according to the invention.

Die Anordnung enthält einen Einzeltransformator 11, der eine Ausgangs- oder Sekundärwicklung 12 hat. Die Wicklung 12 ist mit einem Ende der Erde gelegt. Das andere Ende der Wicklung 12 ist mit der Verteilerkappe einer Brennkraftmaschine über eine Leitung 13 verbunden. Dies ist durch die Bezeichnung »Zur Verteilerkappe« angedeutet. Durch einen Oszillator 16 wird der Transformator 11 mit Eingangshochfrequenzenergie, die aus ungedämpften Wellen besteht, versorgt. Der Oszillator 16 besitzt eine Primärwicklung 17 mit Mittelanzapfung, die mit der Eingangsenergie versorgt 3s wird, um den Hochspannungsausgang in die Wicklung 12 zu induzieren.The arrangement contains a single transformer 11 which has an output or secondary winding 12. the Winding 12 is laid with one end of the earth. The other end of the winding 12 is with the distributor cap an internal combustion engine via a line 13. This is indicated by the designation »Zur Distributor cap «indicated. By means of an oscillator 16, the transformer 11 is supplied with input high-frequency energy, which consists of undamped waves. The oscillator 16 has a primary winding 17 Center tap that supplies the input energy 3s to induce the high voltage output into winding 12.

Der Oszillator weist ferner eine Steuerwicklung 20 auf. Diese Wicklung 20 wird mit einem Vormagnetisierungs-Gleichstrom derart gespeist, daß sie ein sofortiges Einsetzen des Oszillators 16 sicherstellt, wenn dieser Strom unterbrochen wird.The oscillator also has a control winding 20. This winding 20 is biased with a direct current fed in such a way that it ensures an immediate onset of the oscillator 16 when this Power is interrupted.

In der dargestellten Anordnung ist ein sogenanntes Start-Netzwerk 21 vorhanden, das in strichpunktierte Linien eingeschlossen ist. Dieses kann nur für den Fall verwendet werden, wo die Funkenintervalle durch Unterbrecherkontakte gesteuert werden, obwohl die erfindungsgemäße Zündanordnung auch für Zündsysteme eingesetzt werden kann, bei denen andere von der Brennkraftmaschine gesteuerte Schalteinrichtungen im Stromkreis der Steuerwicklung 20 benutzt werden.In the arrangement shown, a so-called start network 21 is present, which is shown in dash-dotted lines Lines is included. This can only be used in the case where the spark intervals are through Interrupter contacts are controlled, although the ignition arrangement according to the invention also for ignition systems can be used in which other switching devices controlled by the internal combustion engine in the Circuit of the control winding 20 can be used.

Das Start-Netzwerk 21 dient dazu, die Blindspannung zu absorbieren, die eine Lichtbogenbildung an den Unterbrecherkontakten verursacht, ohne eine ausreichende Belastung des Oszillator-Magnetstromkreises zu bewirken, um Schwingungen zu verhindern.The starting network 21 serves to absorb the reactive voltage that causes arcing to occur Interrupter contacts caused without sufficient load on the oscillator magnetic circuit effect to prevent vibrations.

Es ist weiterhin eine permanent an der Batteriespannung liegende Direktleitung 30 vorgesehen, die von einer Mittelanzapfung der Wicklung 17 über einen Widerstand 31 und eine Sicherung 32 zu der einen Seite der Batterie 33 führt, die andere Seite derselben ist geerdet. Diese Leitung ist aus hinreichend dick bemessenem Draht hergestellt, so daß der Oszillator immer ordnungsgemäß betrieben wird und immer die volle angelegte Spannung erhält.A direct line 30, which is permanently connected to the battery voltage, is also provided, which is supplied by a center tap of the winding 17 via a resistor 31 and a fuse 32 to one side the battery 33 leads, the other side of the same is grounded. This line is made sufficiently thick sized wire so that the oscillator is always operated properly and always the receives full applied voltage.

Zur Schaffung der üblichen Zündschaltersteuerung der Zündanordnung ist ein dreipoliger, mechanisch gekuppelter Schalter 36 vorgesehen, der vier verschiedene Schalterstellungskontakte hat, die mit jedem Pol zusammenwirken. Die Nummern für diese Stellungen sind willkürlich zugeteilt, und zwar von links nach rechts in der Zeichnungsdarstellung. Die zweite Stellung ist in der Zeichnung als diejenige dargestellt, die in Kontakt mit den mechanisch gekuppelten Schalterarmen ist. Wie es bei Automobil-Zündschalteranordnungen allgemein bekannt ist, sind die dritte und vierte Stellung jeweils für den Lauf und den Start vorgesehen. In dem dargestellten Stromkreis ist ein Kontakt 39 vorhanden, von dem eine Stromkreisleitung 40 fortführt, die zur Starterspule (nicht dargestellt) geht, wie dies durch die Bezeichnung angedeutet ist. Ferner ist in üblicher Weise eine Federvorspannung (nicht dargestellt) in der vierten Stellung vorgesehen, so daß, sobald die Brennkraftmaschine gestartet ist, der Schalter ausgelöst wird und automatisch in die dritte Stellung zurückkehrt.To create the usual ignition switch control of the ignition assembly is a three-pole, mechanical coupled switch 36 is provided, which has four different switch position contacts that are connected to each pole cooperate. The numbers for these positions are randomly assigned, from left to right in the drawing representation. The second position is shown in the drawing as the one that is in contact with the mechanically coupled switch arms. As is the case with automotive ignition switch assemblies in general is known, the third and fourth positions are provided for the run and the start, respectively. In the illustrated Circuit there is a contact 39, from which a circuit line 40 continues, which leads to the starter coil (not shown) goes, as indicated by the designation. Furthermore, in the usual way, a Spring preload (not shown) provided in the fourth position, so that as soon as the internal combustion engine has started, the switch is triggered and automatically returns to the third position.

Ein Kontakt 43 an der obersten Stelle der Kontaktbahn ist an die Hochspannungsseite der Batterie 33 über eine Stromkreisleitung 44 angeschlossen. Folglich ist, wenn der Zündschalter sich in der dritten oder »Lauf«-Stellung befindet, die Batterie 33 über den Leiter 45 und den Leiter 44 mit dem Kontakt 43 verbunden. Von dort setzt sich der Stromkreis über einen Arm 48 des Zündschalters fort bis zu einer Stromkreisleitung 49. Die Leitung 49 führt zu einem Ende der Steuerwicklung 20 über einen Widerstand 50. Das andere Ende der Wicklung 20 ist an den Stromkreis angeschlossen, der zu den Unterbrecherkontakten 23 oder ersatzweise zu dem von der Brennkraftmaschine gesteuerten Stromkreiselement (nicht dargestellt) führt, welches bestimmt, wann dieser Vormagnetisierungs-Gleichstrom von der Batterie 33 unterbrochen wird.A contact 43 at the top of the contact track is on the high-voltage side of the Battery 33 connected via a circuit line 44. Consequently, when the ignition switch is in the third or "run" position is the battery 33 via the conductor 45 and the conductor 44 with the contact 43 connected. From there the circuit continues through arm 48 of the ignition switch to one Circuit line 49. The line 49 leads to one end of the control winding 20 via a resistor 50. The other end of the winding 20 is connected to the circuit that leads to the breaker contacts 23 or alternatively leads to the circuit element (not shown) controlled by the internal combustion engine, which determines when this DC bias current from the battery 33 is interrupted.

Das gleiche von der Brennkraftmaschine gesteuerte Schaltelement (oder Unterbrecherkontakte 23) bestimmt, wie ebenfalls bereits angedeutet, das Ende der Schwingungen, wenn das Schaltelement wieder geschlossen ist. So lange wie der Zündschalter 36 in dieser dritten (Betriebs-) Stellung ist, arbeitet die Anordnung, wobei die Funkendauer-Schwingungsperioden durch die von der Brennkraftmaschine betätigten Elemente in der üblichen Weise gesteuert werden, ausgenommen wenn der Oszillator 16 keinen Betriebsstrom (Leistung) über den Zündschalter 36 erhält.The same switching element (or breaker contacts 23) controlled by the internal combustion engine determines as already indicated, the end of the oscillations when the switching element is closed again is. As long as the ignition switch 36 is in this third (operating) position, the arrangement works wherein the spark duration oscillation periods by the elements actuated by the internal combustion engine in be controlled in the usual way, except when the oscillator 16 is no operating current (power) receives via the ignition switch 36.

Wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, z. B. beim Schalten des Zündschalters in die dargestellte Stellung, selbst wenn die Stromversorgung des Oszillators 16 nicht beendet ist, werden die Schwingungen jedoch gestoppt und der Oszillator 16 bleibt außer Betrieb. Dies spielt sich ab wegen eines zusätzlichen Stromkreises, der an die Steuerwicklung 20 angeschlossen ist. Dieser zusätzliche Stromkreis enthält zusätzlich zu der Stromkreisleitung 49 und dem Schalterarm 48 eine Stromkreisleitung 52. Die Leitung 52 verbindet einen »Aus«-Kontakt 53 des Zündschalters 36 mit einem »Hilfs«-Kontakt 54. Ebenfalls an den Kontakt 54 ist eine Stromkreisleitung 55 angeschlossen, die zu einem weiteren Schalterarm 56 des Zündschalters 36 führt.When the internal combustion engine is switched off, e.g. B. when switching the ignition switch to the one shown Position, even if the power supply to the oscillator 16 is not stopped, the oscillations however stopped and the oscillator 16 remains inoperative. This is happening because of an additional Circuit which is connected to the control winding 20. This additional circuit also contains a circuit line 52 to the circuit line 49 and the switch arm 48. The line 52 connects an "off" contact 53 of the ignition switch 36 with an "auxiliary" contact 54. Also on contact 54 is one Circuit line 55 connected, which leads to a further switch arm 56 of the ignition switch 36.

Wenn der Schalterarm 56 entweder in den »Hilfs«- oder »Aus«-Stellungen (zweite Stellung) ist, hat er mit dem einen oder dem anderen der Schalterkontakte 60 oder 61 Kontakt. Beide Kontakte 60 und 61 sind mit der Stromkreisleitung 62 verbunden. Folglich ist eine Stromkreisverbindung mit dem anderen Ende der Steuerwicklung 20 entweder in der ersten oder in der zweiten Zündschalter-Stellung geschaffen.When the switch arm 56 is in either the "auxiliary" or "off" positions (second position), it has with one or the other of the switch contacts 60 or 61 contact. Both contacts 60 and 61 are with the Circuit line 62 connected. Hence, a circuit connection with the other end is the Control winding 20 is created either in the first or in the second ignition switch position.

Der vorerwähnte Stromkreis, d. h. über den Zündschalter 36, stellt einen direkten Kurzschluß-StromkreisThe aforementioned circuit, i.e. H. via the ignition switch 36, provides a direct short circuit

über die Steuerwicklung 20 dar, immer wenn der Schalter in seinen »Aus«- oder »Hilfs«-Stellungen ist. Beide Enden der Wicklung 20 sind auch über eine Leitung 65 geerdet, die an die Leitung 55 angeschlossen ist, so daß der Schalterarm 56 immer geerdet ist, während zusätzlich eine Diode 66 zwischen das obere Ende der Wicklung 20 und Erde eingeschaltet ist. Diese Verbindungen stellen die Abschaltung des Oszillators 16 und sein Verbleiben im nichtschwingenden Zustand sicher.via the control winding 20 whenever the switch is in its "off" or "auxiliary" positions. Both ends of the winding 20 are also grounded via a line 65 which is connected to the line 55 is, so that the switch arm 56 is always grounded, while in addition a diode 66 between the upper End of winding 20 and earth is on. These connections switch off the oscillator 16 and its remaining safe in the non-vibrating state.

Für den Stromkreis mit den Kontakten des Zündschalters 36 kann eine relativ dünn bemessene Verdrahtung verwendet werden, da sowohl der Vormagnetisierungs-Gleichstrom als auch die Kurzschluß-Ströme für die Steuerwicklung 20 Schwachströme in der Größenordnung von wenigen Milliampere sind. Andererseits wird für den Oszillator durchschnittlich ein Strom um die zehn Ampere herum mit Spitzenströmen in Höhe von fünfzig Ampere benötigt.For the circuit with the contacts of the ignition switch 36, a relatively thin dimensioned Wiring must be used as both the DC bias current and the short circuit currents for the control winding 20 low currents in the order of magnitude of a few milliamperes are. On the other hand, an average current of around ten amperes is used for the oscillator Peak currents of fifty amps are required.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. High-frequency ignition arrangement, the undamped waves the spark plugs of an internal combustion engine and which has an oscillator for generating spark energy from undamped waves, wherein the duration of the generation of the spark energy is controlled, a control winding for the Oscillator to switch it on and off at the beginning and at the end of each spark interval of the Internal combustion engine controlled means for switching off and for feeding in a bias direct current In this control winding, an ignition switch to control the energy supply for the ignition arrangement, a circuit for the Has bias direct current and a circuit for supplying power to the oscillator, characterized in that the ignition switch (36) bridges the two ends of the control winding (20) in its "off" position and to earth, while the power supply of the oscillator (16) via a direct and permanent to the energy source (33) connected line (30) takes place.

2. High-frequency ignition arrangement according to claim

1, characterized in that the ignition switch (36) several mechanically coupled to one another Has switching arms, each of which is assigned a switching level with contacts, and that a first Switching arm (48) and an "off" contact (61) located in a second switching level at the ends of the Control winding (20) is connected, while a second switching arm (56) via a grounded line (55, 65) is connected to an "off" contact (53) located in a first switching level.

3. High-frequency ignition arrangement according to claim

2, characterized in that a third switching arm of the ignition switch (36) via a line (45) directly is connected to the battery (33) and the third switching level assigned to this switching arm with one the starter coil of the internal combustion engine connected start contact (39).