DE2339896B2

DE2339896B2 - Zuendeinrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2339896B2
Application number: DE19732339896
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-08-07
Filing date: 1973-08-07
Publication date: 1977-12-08
Also published as: DE2339896A1; JPS5044341A; US3949722A; GB1476805A; IT1017941B; FR2240648A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer aus der Primärwicklung einer Zündspule sowie der Schaltstrecke eines Schalttransistors bestehenden Serienschaltung, die an der Primärwicklung ihren Stromeintritt hat, und mit einem ein Schaltelement bestimmter Durchbruchsspannung sowie einen zu einem Spannungsteiler gehörenden ersten Teilwiderstand enthaltenden Überspannungsschutzzweig, der von der zwischen der Primärwicklung und der Schaltstrecke des Schalttransistors vorhandenen Verbindung ausgeht und zur Steuerelektrode des Schalttransistors führt.

Diese sogenannten transistorisierten »Spulen«-Zündeinrichtungen zeichnen sich dadurch aus, daß bei deren Steuerung mechanische Unterbrecherschalter einer relativ geringen Abnutzung unterliegen oder Lber auch durch kontaktlose Steuersignalgeber ersetzt werden können.

Es ist (nach der DT-OS 23 02 160) bereits eine Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, in der jedoch das Schaltelement bestimmter Durchbruchsspannung bei auftretender Überspannung relativ stark beansprucht wird und demzufolge hochwertige Qualität haben muß, wenn der Überspannungsschutz wirkungsvoll und hinreichend beständig sein soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß im Überspannungsschutzzweig ein Schaltungselement bestimmter Durchbruchsspannung anwendbar ist, das im Vergleich zur bekannten Ausführung mindestens bei gleicher Wirkung und Beständigkeit des Überspannungsschutzes niedere Qualität haben kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Überspannungsschutzzweig zunächst über den ersten Teilwiderstand und danach über das Schaltelement bestimmter Durchbruchsspannung zur Steuerelektrode des Schalttransistors verläuft und daß ein zwischen dem ersten Teilwiderstand und dem Schaltelement bestimmter Durchbruchsspannung liegender Abgriff über den zu dem Spannungsteiler gehörenden zweiten Teilwiderstand ständig mit dem der Primärwicklung abgewandten Anschluß der Schaltstrecke des Schalttransistors Verbindung hat.

Es ist zwar (nach der DT-OS 22 25 951) auch schon eine Zündeinrichtung bekannt, bei welcher der Überspannungsschutzzweig zunächst über den ersten Teilwiderstand und danach über das Schaltelement bestimmter Durchbruchsspannung zur Steuerelektrode des Schalttransistors verläuft, bei der aber — im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand — der am Abgriff zwischen ersten Teilwiderstand und Schaltelement bestimmter Durchbruchsspannung liegende zweite Teilwiderstand mit dem der Primärwicklung abgewandten Anschluß der Schaltstrecke des Schalttransistors über die zu einem Treibertransistor gehörende Emitter-Kollektor-Strecke Verbindung hat, die im Zündzeitpunkt in den Sperrzustand gebracht wird. Diese Zündeinrichtung konnte die Herausbildung des Erfindungsgegenstandes nicht erleichtern, weil bei ihr die Potentialverteilung am Überspannungsschutzzweig nicht ständig aufrechterhalten wird, sondern durch Sperren der zu dem Treibertransistor gehörenden Emitter-Kollektor-Strecke gerade dann eine Störung erfährt, wenn der Überspannungsschutzzweig Schutzfunktion ausüben soll.

Die Erfindung weiterausbildende Einzelheiten und Merkmale werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert.

Die gezeichnete Zündeinrichtung, die für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeuges bestimmt ist, wird aus einer Stromquelle 1 gespeist, die beispielsweise die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Stromquelle 1 geht von dem Minuspol eine Masseleitung 2 und von dem Pluspol eine einen Betriebsschalter (Zündschalter) 3 enthaltende Versorgungsleitung 4 aus, wobei der aus der Stromquelle 1 sowie dem Betriebsschalter 3 bestehenden Serienschaltung aus Stabilisierungsgründen ein

Kondensator 5 parallel geschaltet ist. Die Versorgungsleitung 4 führt über die aus der Primärwicklung 6 einer Zündspule 7 und der Kollektor-Emitter-Strecke (Schaltstrecke) eines (npn-)Schalttransistors 8 bestehende Serienschaltung zu der Masseleitung 2, wobei der Emitter dieses Transistors 8 an der Masseleitung 2 liegt. Die Sekundärwicklung 9 dieser Zündspule 7 hat an einem Ende mit dem dem Schalttransistor 8 zugewandten Ende der Primärwicklung 6 und an dem anderen Ende über wenigstens eine Zündkerze 10 mit der Masseleitung 2 Verbindung. Selbstverständlich können auch mehrere Zündkerzen vorgesehen sein, die mittels eines nicht dargestellten Zündverteilers in bestimmter Reihenfolge an die Sekundärwicklung 9 angeschlossen wprden.

Im Nebenschluß der zu dem Schalttransistor 8 gehörenden Emitter-Kollektor-Strecke ist ein Spannungsteiler 11 vorgesehen, der zwischen seinen zwei Teilwiderständen 12, 13 einen Abgriff 14 aufweist. Von dem Abgriff 14 geht eine Verbindung aus, die zu der Basis (Steuerelektrode) des Schalttransistors 8 führt und ein Schaltelement 15 bestimmter Durchbruchsspannung enthält. Im bevorzugten Fall ist dieses Schaltelement 15 eine von der Stromquelle 1 in Sperrichtung beanspruchte Zenerdiode. Der dem Abgriff 14 abgewandte Anschluß des Schaltelementes 15 ist über einen Kondensator 16 mit dem stromeintrittsseitigen Ende des Spannungsteilers 11 verbunden, also mit demjenigen Ende, das an der zwischen Zündspule 7 und Schalttransistor 8 vorhandenen Verbindung liegt. Der dem Abgriff 14 abgewandte Anschluß des Schaltelementes 15 ist ferner über einen Steuerwiderstand 17 mit dem stromaustrittsseitigen Ende des Spannungsteilers 11 verbunden, also mit demjenigen Ende, das an der Masseleitung 2 liegt

Des weiteren sollte dem Spannungsteiler 11 eine von der Stromquelle t in Sperrichtung beanspruchte Diode 18 und/oder ein Schutzkondensator 19 und/oder die aus einem Widerstand 20 und einem Kondensator 21 bestehende Serienschaltung parallel geschaltet sein.

Der von dem Schaltelement 15 zu der Steuerelektrode des Schalttransistors 8 führende Verbindungsabschnitt enthält die Steuerstrecke eines (npn-)Vortransistors 22, dei mit dem Schalttransistors 8 eine Darlington-Schaltung bildet. Dabei weist jeder dieser zwei Transistoren 8, 22 im Nebenschluß seiner Basis-Emitter-Strecke einen von zwei Stabilisierungswiderstände 23,24 auf.

Schließlich geht von dem dem Abgriff M abgewandten Anschluß des Schaltelementes 15 eine Verbindung aus, die zunächst über eine von der Stromquelle 1 in Durchlaßrichtung beanspruchte Diode 25 und danach über die Kollektor-Emitter-Strecke (Schaltstrecke) eines zu einer Steueranordnung 26 gehörenden (npn-) Steuertransistors 27 zur Masseleitung 2 führt. Die Strom zu der Steueranordnung 26 führende, von der Versorgungsleitung 4 ausgehende Leitung 28 ist mit einer von der Stromquelle 1 in Durchlaßrichtung beanspruchte Diode 29 versehen und über einen Widerstand 30 an den zwischen Diode 25 und Steuertransistor 27 liegenden Verbindungsabschnitt angeschlossen. Der Steuertransistor 27 steht an seiner Basis (Steuerelektrode) mit einem Steuersignalgeber 31 in Wirkungsverbindung, der über die Dauer eines positiven Steuerimpulses 32 die Schaltstrecke des Steuertransistors 27 in den stromdurchlassenden Zustand steuert.

Die soeben beschriebene Zündeinrichtung hat folgen-

de Wirkungsweise:

Nach Schließen des Betriebsschalters 3 ist die Zündeinrichtung funktionsfähig. Es sei der Steuersignalgeber 31 an seinem angedeuteten Schalter geschlossen und der Steuertransistor 27 an seiner Emitter-Kollektor-Strecke nichtleitend, so daß sich der Vortransistor 22 sowie auch der Schalttransistor 8 an seiner Emitter-Kollektor-Strecke in dem stmmdurchlassenden Zustand befindet und die Primärwicklung 6 der Zündspule 7 vom Strom durchflossen wird. Sobald der Steuersignalgeber 31 durch öffnen seines Schalters den Steuerimpuls 32 liefert, geht der Steuertransistor 27 an seiner Emitter-Kollektor-Strecke in den leitenden Zustand über, während abhängig davon, der Vortransistor 22 sowie auch der Schalttransistor 8 an seiner Emitter-Kollektor-Strecke in den nichtleitenden Zustand gelangt, was eine Unterbrechung des Stromflusses in der Primärwicklung 6 und einen davon abhängigen Hochspannungsstoß in der Sekundärwicklung 9 zur Folge hat. An der Zündkerze 10 tritt dabei ein elektrischer Überschlag (Zündfunke) auf.

Übersteigt nun beim Übergang der Schaltstrecke des Schalttransistors 8 in den nichtleitenden Zustand die Spannung dort den zulässigen Wert, so bricht die Spannung an dem Schaltelement 15 durch und es beginnt vom Abgriff 14 des Spannungsteilers 11 über die Steuerstrecken der Transistoren 22, 8 ein Steuerstrom zu fließen, der die Emitter-Kollektor-Strecken dieser Transistoren 22, 8 wieder etwas stromdurchlässig macht. Dadurch fällt die Spannung an der Schaltstrecke des Schalttransistors 8 sofort wieder ab und zwar soweit, bis die Spannung an dem Schaltelement 15 die Durchbruchsspannung unterschreitet. Der Zündvorgang wird somit dadurch nicht gestört.

Durch das Zusammenwirken des als Zenerdiode ausgebildeten Schaltelementes 15 und der Transistoren 22, 8 ergibt sich ein gut temperaturkompensierter Grenzwert der an der Schaltstrecke des Schalttransistors 8 zulässigen Spannung. Der Einfluß von Toleranzen der Schaltungselemente auf diesen Grenzwert kann dadurch weitgehend unterbunden werden, daß man dem Spannungsteile^r ti einen gerade noch zulässigen niedrigen Widerstandswert gibt. Eine weitere Möglichkeit zur Kompensation von Toleranzen der Schaltungselemente ergibt sich durch Abgleich am Teilwiderstand 13. Dieser Widerstand 13 sollte daher, wie mit gestricheltem Linienzug angedeutet, einstellbar ausgeführt sein.

Die Diode 25 stellt sicher, daß bei Durchbruch des Schaltelementes 15 der für die Transistoren 22, 8 bestimmte Steuerstrom nicht über die Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 27 abfließt und daß außerdem die zu den Transistoren 22, 8 gehörenden Schaltstrecken durch den Steuertransistor 27 auch zuverlässig in den nichtleitenden Zustand gesteuert werden können.

Durch den Kondensator 16 wird verhindert, daß die Anordnung bei der Regelung der Spannung an der Schaltstrecke des Schalttransistors 8 ins Schwingen gerät.

Die Dioden 18 und 29 sorgen dafür, daß die Anordnung bei falschem Anschluß der Stromquelle 1 keinen Schaden erleidet.

Der Schuizkor.densator 19 schützt die Anordnung vor hochfrequenten Spannungsspitzen, wobei seine Kapazität klein und seine Lage in der Nähe der Anschlüsse des Schalttransistors 8 sein sollte.

Der Kondensator 21 verhindert, daß sich in

Verbindung mit den Wicklungskapazitäten der Zündspule 7 Koppelschwingungen ergeben. Der Widerstand 20 begrenzt dabei den über die Schaltstrecke des Schalttransistors 8 fließenden Entladestrom dieses Kondensators 21.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zündeinrichtung für Brennkraftma ,cn mit einer aus der Primärwicklung einer Zünd-, ale sowie der Schaltstrecke eines Schalttransistors bestehenden Serienschaltung, die an der Primärwicklung ihren Stromeintritt hat, und mit einem ein Schaltelement bestimmter Durchbruchsspannung sowie einen zu einem Spannungsteiler gehörenden ersten Teilwiderstand enthaltenden Überspannungsschutzzweig, der von der zwischen der Primärwicklung und der Schaltstrecke des Schalttransistcrs vorhandenen Verbindung ausgeht und zur Steuerelektrode des Schalttransistors führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Überspannungsschutzzweig zunächst über den ersten Teilwiderstand (12) und danach über das Schaltelement (15) bestimmter Durchbruchsspannung zur Steuerelektrode des Schalttransistors (8) verläuft und daß ein zwischen dem ersten Teilwiderstand (12) und dem Schaltelement (15) bestimmter Durchbruchsspannung liegender Abgriff (14) über den zu dem Spannungsteiler (11) gehörenden zweiten Teilwiderstand (13) ständig mit dem der Primärwicklung (6) abgewandten Anschluß der Schaltstrecke des Schalttransistors (8) Verbindung hat.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem ersten Teilwiderstand (12) und dem Schakelement (15) bestimmter Durchbruchsspannung bestehenden Serienschaltung ein Kondensator (16) parallel geschaltet ist

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungsteiler (11) eine aus einem Kondensator (21) und einem Widerstand (20) bestehende Serienschaltung pa^rallel geschaltet ist.

4. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teilwiderstand (13) einstellbar ausgeführt ist.

5. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß — wie bekannt — von dem dem Abgriff (14) abgewandten Anschluß des Schaltelementes (15) bestimmter Durchbruchsspannung eine Verbindung ausgeht, die zunächst über eine von der Stromquelle (1) in Durchlaßrichtung beanspruchte Diode (25) und danach über die Schaltstrecke eines zu einer Steueranordnung (26) gehörenden Steuertransistors (27) zu dem stromaustrittsseitigen Ende des Spannungsteilers (11) führt, und daß ferner die Steueranordnurg (26) in ihrer Stromzuführungsleitung (28) eine Diode (29) aufweist.