DE2362471C2

DE2362471C2 - Unterbrecherloses Zündsystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2362471C2
Application number: DE2362471A
Authority: DE
Inventors: Carlton B. Detroit Mich. Compton; Walter L. Livonia Mich. Doelp jun.
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1973-12-15
Publication date: 1985-04-18
Also published as: FR2211983A5; DE2362471A1; US3831570A; CA992601A; GB1423570A; JPS4989022A

Description

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Die Erfindung betrifft ein unterbrecherloses Zündsystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einer primärseitig über einen Schalttransistor an eine Gleichspannungquelle anschließbaren Zündspule, mit einem den Schalttransistor steuernden permanentmagnetischen Impulsgeber, mit einem ersten Steuertransistor, dessen Steuerelektrode auf eine Spannung kurz unterhalb seiner Umschaltspannung auf Durchlaß vorgespannt und vom Impulsgeber im Takt 5c der gewünschten Zündungen mit der erforderlichen Umschaltspannung beaufschlagbar ist, mit einem zweiten Steuertransistor, dessen Steuerelektrode an den Ausgangskreis des ersten Steuertransistors angeschlossen ist, sowie mit Schaltungsmitteln zum Verbinden des Ausgangskreises des zweiten Steuertransistors mit der Steuerelektrode des Schalttransistors.

Ein derartiges unterbrecherloses Zündsystem ist aus der US-PS 36 05 713 bekannt. Bei dem bekannten Zündsystem ist der Ausgangskreis des Schalttransistors mit der Primärwicklung der Zündspule zwischen den Batterieanschlüssen in Reihe geschaltet. Die Basis des Schalttransistors ist mit dem Ausgangskreis eines ein Schaltungsmittel bildenden Transistors verbunden, dessen Basis an den Kollektor des zweiten Steuertransistors angeschlossen ist. Der Emitter dieses Steuertransistors ist über einen Widerstand mit Masse verbunden. Der Kollektor-Emitter-Ausgangskreis des ersten Steuertransistors liegt parallel zum Basis-Emitter-Kreis des zweiten Steuertransistors, so daß dann, wenn der erste Steuertransistor leitend ist, der zweite Steuertransistor nicht leitend wird. Der permanentmagnetische Impulsgenerator steuert den Leitungszustand des ersten Steuertransistors, um diesen im Falle des Vorliegens von Impulsen leitend zu machen. Ein weiterer Transistor sorgt in Verbindung mit zugehörigen Schaltingteilen für ein geeignetes Vorspannen des ersten Steuertransistors. Sobald eine Diode von den Impulsen des Impulsgebers in Sperrichtung vorgespannt wird, erfolgen ein Durchschalten des ersten Steuertransistors wobei ein Sperren des zweiten Steuertransistors. Dieser Vorgang dauert an, bis die genannte Diode infolge des Impulsverfalls wieder in Durchlaßrichtung gelangt

Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Zündsystem so weiter auszugestalten, daß beim Durchschalten des ersten Steuertransistors der zweite Steuertransistor unabhängig vom Schaltzustand des ersten Steuertransistors während einer bestimmten Zeit gesperrt bleibt, um hierdurch definierte Schaltvorgänge zu erzielen, was im anderen Falle dazu führen könnte, daß Störimpulse bzw. ungewollte Impulsunterbrechungen am Eingang des ersten Steuertransistors zu fehlerhaften Zündimpulsen führen. All dies soll mit einfachen Mitteln vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuerelektrode des zweiten Steuertransistors über einen Kondensator mit dem Ausgangskreis des ersten Steuertransistors und der Ausgangskreis des zweiten Steuertransistors mit der Steuerelektrode eines dem ersten Steuertransistor parallelgeschalteten weiteren Steuertransistcrs verbunden sind.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß beim Durchschalten des ersten Steuertransistors ähnlich wie beim Stand der Technik der zweite Steuertransistor gesperrt wird. Der hierdurch notwendige Spannungsprung ergibt sich beim Stand der Technik üh-er einen Widerstand an der Basis des zweiten Steuertransistors, während der Spannungsprung bei der Erfindung durch den Ladezustand des Kondensators an der Basis des zweiten Steuertransistors vom Ausgangskreis des ersten Steuertransistors übertragen wird. An sich würde sich der Kondensator auch ohne Vorhandensein des im Steuertransistor parallelgeschalteten weiteren Steuertransistors über den ersten Steuertransistor entladen, so daß nach einem ausreichenden Entladevorgang der zweite Steuertransistor unabhängig vom Schaltzustand des ersten Steuertransistors wieder durchgeschaltet wird. Der Entladevorgang des Kondensators bestimmt somit die Sperr- -eit des zweiten Steuertransistors. Wenn jedoch am Eingang des ersten Steuertransistors während der Sperrzeit des zweiten Steuertransistors Störimpulse bzw. ungewollte Impulsunterbrechungen auftreten, wird auch der Entladevorgang des Kondensators und damit die Impulsverhältnisse geändert. Der dem ersten Steuertransistor parallelgeschaltete weitere Steuertransistor verhindert diesen Nachteil, indem dann, wenn der zweite Steuertransistor erst einmal durchgeschaltet ist, sofort auch der weitere Steuertransistor durchgeschaltet wird. Hierdurch ergibt sich für den Kondensator nach dem anfänglichen Triggervorgang des ersten Steuertransistors unabhängig von dessen weiterem Schaltzustand ein definierter Ladevorgang über den weiteren Steuertransistor, so daß der zweite Steuertransistor stets während einer bestimmten Zeit, also unabhängig von den Störungen,durchgeschaltct bleibt.

Bei einem anderen bekannten unterbrccherlosen

Zündsystem für Brennkraftmaschinen (US-PS 33 28 614) sind zwar auch bereits zwei Steuertransistoren vorhanden, die über einen Kondensator miteinander verbunden sind. Hingegen fehlt es generell an Störunterdrückungsmitteln, wie sie die Erfindung vorschlägt, und die beiden Steuertransistoren verbindende Kondensator hängt bezüglich seines Ladevorgangs vom Schaltzustand des ersten Sieuertransistors ab. Selbst wenn der letzterwähnte Stand der Technik auf das bekannte gattungsgemäße unterbrecherlose Zündsystem dahingehend angewendet würde, daß anstelle des dortigen Widerstandes der aus dem letztgenannten Stand der Technik bekannte Kondensator eingesetzt würde, würde hierdurch noch nicht die Erfindung entstehen, denn diese setzt außerdem den dem ersten Steuertransistor parallelgeschalteten weiteren Steuertransistor voraus, der nach dem erfolgten Triggern die Durchschaltfunktion des ersten Steuertransistors während des Entladevorgangs des Kondensators übernimmt.

Es ist auch bereits früher vorgeschlagen worden (DE-PS 22 44 781 und DE-PS 23 57 4S2), bei unterbrecheriusen Zündsystemen Kondensatoren zu verwenden, die den Ausgangskreis eines vorhergehenden Steuertransistors mit der Basis eines nachfolgenden Transistors verbinden. Diese beiden älteren Vorschläge sind im übrigen aber in ihrem Aufbau von der Erfindung grundverschieden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild eines unterbrecherlosen Zündsystems gemäß der Erfindung, und

F i g. 2 den zeitlichen Spannungsverlauf an verschiedenen Stellen der Schaltung nach F i g. 1.

In dem Schaltplan nach F i g. 1 ist das unterbrecherlose Zündsystem in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Das Zündsystem 10 enthält eine Gleichspannungsquelle 12 in Form beispielsweise einer Fahrzeugbatterie mit einer Spannung von vorzugsweise 12 bis 15 Volt, deren negative Klemme 14 über eine gemeinsame Leitung 16 an Masse 18 angeschlossen ist. Die positive Klemme 20 der Gleichspannungsquelle führt über eine Leitung 22 -/χι ύτΛΤΓ, Zündschalter 24

Der Zündschalter 24 kann von herkömmlicher Ausbildung sein und besitzt vorzugsweise einen ersten Kontakt 26, mit welchem die Leitung 22 in Normalbetrieb der Brennkraftmaschine verbunden ist. Der Zündschalter 24 hat ferner einen Kontakt 28, der nur während des Anlassens und Warmlaufens der Brennkraftmaschine verwendet wird. An den Kontakt 26 ist eine Leitung 30 und an den Kontakt 28 eine Leitung 32 angeschlossen. Der Zündschalter 24 überbrückt beide Kontakte 26 und 28 beim Anlassen der Maschine. Somit wird dem unterbrecherlosen Zündsystem 10 über die Leitung 30 elektrische Energie nur zugeführt, wenn die Maschine unter normalen Betriebsbedingungen läuft. Während des Anlassens hingegen wird elektrische Energie beiden Leitungen 30 und 32 zugeführt.

Wenn der Zündsehalter 24 die Leitung 22 mit dem Schaltkontakt 28 und der Leitung 32 verbindet, wird elektrische Energie einer Relaiswicklung34 zugeführt.

Die Erregung der Relaiswicklung 34 führt zum Schließen eines Relaiskontaktes 36, durch welchen Klemmen 38, 40 und 42 überbrückt werden. Wenn dies geschieht, kann elektrischer Strom von der positiven Klemme 20 der Gleichspannungsquel/e 12 über eine Leitung 44 und den Relaiskontakt 36 sowie eine weitere Leitung 48 zu einem Andrehmotor 46 fließen.

Die Klemme 40 des Relais 34 ist über Leitungen 50 und 52 mit einem Verzweigungspunkt 54 verbunden. Dadurch besteht beim Anlassen der Maschine eine unmittelbare Verbindung von der Gleichspannungsquelle 12 zum Verbindungspunkt 54 über die Leitungen 44,50 und 52. Parallel dazu liegt ein Baiastwiderstand 55.

Weiterhin ist eine Zündspule 56 in einer Primärwicklung 58 und einer Sekundärwicklung 60 vorgesehen. Eine Klemme 62 der Primärwicklung 58 ist an die Verbindungsstelle 54 angeschlossen. Die entsprechende Klemme 64 der Sekundärwicklung 60 ist mit der Funkenstrekke 66 einer Zündkerze (nicht dargestellt) verbunden. Bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und/ oder Zündkerzen würde die Klemme 64 der Sekundärwicklung 60 mit den verschiedenen Funkenstrecken über einen Zündverteiler verbindbar sein. Eine Leitung 68 verbindet die entgegengesetzten Enden der Primärwicklung 58 und der Sekundärwicklung 60 der Zündspu-Ie 56.

Das unterbrecherlöse Zündsystem iO enthäii weiterhin Mittel zur Erzeugung eines alternierenden Signals mit einer Frequenz, die proportional dem Takt ist, mit welchem die Zündfunken zu erzeugen sind. Vorzugsweise besteht diese Einrichtung aus einem permanentmagnetischen Wechselstrom-Signalerzeuger, der in seiner Gesamtheit mit 70 bezeichnet ist. Der Signalerzeuger 70 enthält einen Permanentmagneten 72, ein rotierendes Zahnrad 74 und eine Abtastspu'e 76. Das Zahnrad 74 wird von der Brennkraftmaschine angetrieben und hat eine Zähnezahl, die der Anzahl der zu erzeugenden Funken entspricht. Das Zahnrad 74 wird von der Brennkraftmaschine aus gedreht und erzeugt eine wechselnde Spannung an den Klemmen 78 und 80 der Abtastspule 76. Dieses Signal hat eine Frequenz gleich dem Takt, in welchem die Zündfunken erzeugt werden sollen. Der Signalerzeuger 70 ist ein üblicher Handelsgegenstand.

Ein Schaltungsteil 82 des unterbrecherlosen Zündsystems 10 arbeitet mit einem gegenüber der Spannung dei Gleichspannungsquelle 12 verminderten Spanungs- -niveau. Dies wird mit Hilfe eines Widerstandes 84 erreicht, dessen eine Klemme 86 an die Leivung 30 und dessen andere Klemme über eine Leitung 88 an die Kathode einer Zenerdiode 90 angeschlossen sind. Die Anode der Zenerdiode 90 ist mit der an Masse liegenden gemeinsamen Leitung 16 verbunden. Die Zenerdiode 90 hat eine Durchbruchsspannung, die wesentlich geringer, beispielsweise um 5,1 Volt, ist, als diejenige der Gleich-Spannungsquelle 12. Auf diese Weise wird die Leitung 88 zu einer Versorgungsleitung niedriger Spannung.

Ein Widerstand 97 ist mit einem Ende an die Versorgung-,leitung 88 und mit dem anderen Ende an die Anode einer Vorspanndiode 94 angeschlossen, deren Kathode mit der gemeinsamen Leitung 16 verbunden ist. Weiterhin ist eine Schutzdiode % mit ihrer Kathode an eine zwischen dem Widerstand 92 und der Vorspanndiode 94 gelegene Verbindungsstelle 98 angeschlossen. Die Anode der Schutzdiode 96 ist mit der gemeinsamen Leitung 16 verbunden.

Der Wechselstrom-Impulserzeuger 70 is*, zwischen die Anode der Vorspanndiode 94 und die Basis oder Steuerelektrode 100 eines ersten Steuertransistors Q\ geschaltet. Diese Schaltung erfolgt über einen Strombegrenzungswiderstand 102, welcher die Verbindungsstelle 98 mit der Klemme 78 der Abtastspule 76 verbindet, und einen Basisansteuerwiderstand 104, der über eine Leitung 1015 mit der Klemme 80 der Abtastspule 76

verbunden ist. Ein Kondensator 108 ist mit einer Klemme an die Leitung 106 und mit der anderen Klemme an die gemeinsame Leitung 16 angeschlossen. Eine Schutzdiode 109 liegt mit ihrer Kathode an der Basis 100 des Steuertransistors Q\ und mit ihrer Anode an der gemeinsamen Leitung 16.

Der Ausgangskreis des ersten Steuertransistors ζ>ι weist eine Verbindung von dessen Emitter 110 über eine Leitung 112 zur gemeinsamen Leitung 16 und von seinem Kollektor 114 eine Verbindung zur Kathode einer thermischen Nachlaufdiode 116 auf. Die Anode der thermischen Nachlaufdiode 116 ist mit dem einen Ende eines Widerstandes 118 verbunden, dessen anderes Ende an die Niederspannungsversorgungsleitung 88 angeschlossen ist.

Ein zweiter Steuertransistor Q2 liegt mit seiner Basis oder Steuerelektrode 120 an der einen Klemme eines Wiuersisnds 522, dessen andere K!crri~.c sr. die N:ede:'-spannungsversorgungsleitung 88 angeschlossen ist. Ein Kondensator 124 ist über eine Leitung 126 mit der Verbindungsleitung zwischen der thermischen Nachlaufdiode 116 und dem Widerstand 118 verbunden. Die andere Abgangsleitung 128 des Kondensators 124 führt zur Basis oder Steuerelektrode des zweiten Steuertransistors Q2. Der Ausgangskreis des zweiten Steuertransistors Q₂ ist mit dem Emitter 130 über eine Leitung 132 und die Leitung 112 an die gemeinsame Leitung 16 und mit dem Kollektor 134 über einen Widerstand 136 an die Niederspannungs ersorgungsleitung 88 angeschlossen.

Ein weiterer Steuertransistor Q$ hat eine Verbindung seines Kollektors mit dem Kollektor 114 des ersten Steuertransistors Q\, seines Emitters über die Leitung 112 mit der gemeinsamen Leitung 16 und seiner Steuerelektrode über einem Basisansteuerungswiderstand 138 zu der zwischen dem Kollektor 134 des zweiten Steuertransistors Q? und dem Widerstand 136 bestehenden Verbindungsleitung.

Der über den Kollektor und den Emitter verlaufende Ausgangskreis des zweiten Steuertransistors Qi ist über Transistoren Q_t und Q$ mit der Basis oder Steuerelektrode 140 eines Schalttransistors Qi gekoppelt. Der Ausgangskreis des Schalttransistors Qi liegt mit seinem Emitter 142 über eine Leitung 144 an der gemeinsamen Leitung 16 und mit seinem Kollektor 146 über Leitungen 148 und 150 an der Niederspannungsseite, nämlich der Leitung 48 der Primärwicklung 58 der Zündspule 56. Ein Kondensator 152 ist über seine Anschlußleitung 158 gleichfalls mit der niederspannungsseitigen Leitung 68 der Primärwicklung 58 der Zündspule und mit seiner anderen Anschlussleitung 156 an die gemeinsame Leitung 16 angeschlossen. In Reihe geschaltete Zenerdioden 158 und 160 liegen zwischen der Basis oder Steuerelektrode 140 und dem Kollektor 146 des Schalttransistors Qi. Desweiteren ist die Anode einer Diode 162 über eine Leitung 164 und die Leitung 52 mit der Verbindungsstelle 54 am Oberspannungsende der Primärwicklung 58 verbunden. Die Kathode der Diode 162 ist mit der Kathode einer Zenerdiode 166 verbunden, deren Anode an die gemeinsame Leitung 16 angeschlossen ist

Der Schalttransistor Qi vollführt eine Schaltfunktion in bezug auf den Strompfad für die Primärwicklung 58 der Zündspule 56. Die Transistoren Qt und Qj koppeln den Ausgangskreis des zweiten Steuertransistors Qi an die Basis oder Steuerelektrode 140 des Schalttransistors Qi an. Die Transistoren Qt und Qs haben außerdem die wichtige Aufgabe einer Strom- und Leistungsverstärkung.

Der Transistor Q* ist mit seiner Basis über einen Widerstand 168 an den Kollektor 134 des zweiten Steuertransistors <?2 angeschlossen. Der Emitter des Steuertransistors Q4 ist über eine Leitung 170 mit der gemeinsamen Leitung 16 verbunden. Sein Kollektor liegl über eine Diode 172 und einen Widerstand 174 an der Niederspannungsversorgungsleitung 88.

Bei dem Transistor Qs handelt es sich um eine Darlington-Schaltung, die aus zwei Transistoren Q^ und Q^ besteht. Der Emitter des Transistors Q^h ist an die Basis oder Steuerelektrode 140 des Schalttransistors Qi angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren Q^ und Q',h sind zusammen an eine Leitungsverbindung 176 gelegt, der Emitter des Transistors Qs₃ ist mit der Steuerelektrode des Transistors Qu, verbunden, und die Steuerelektrode des Transistors Q%_n ist über eine Leitung i78 an die Verbindungsleitung zwischen dem Widerstand !74 und der Anode der Diode 172 angeschlossen. Die Verbindungsstelle 176 der Kollektoren der Transistoren (?5„ und Qib ist über einen Widerstand 180 und einen Widerstand 182 an die Versorgungsleitung 130 angeschlossen. Die zwischen den Widerständen 180 und 182 gebildete Verbindungsstelle 184 ist über eine Leitung 186, eine Diode 188 und eine Leitung 190 mit der Versorgungsleitung 32 verbunden, die nur beim Anlassen des Fahrzeuges Strom führt. Ein Widerstand 192 liegt zwisch -ji der Anode der Diode 188 und der gemeinsamen Leitung 16. Schließlich ist eine Zenerdiode 194 mit ihrer Kathode an die Kathode der Diode i88 und mit ihrer Anode an die gemeinsame Leitung 16 angeschlossen.

In dem Diagramm nach Fi g. 2 sind zwei volle Perioden von Spannungssignalen über der Zeit aufgetragen, welche an verschiedenen Stellen des unterbrecherlosen Zündsystems 10 auftreten. F i g. 2a zeigt die vom permanentmagnetischen Impulsgeber 70 erzeugte Wellenform. F i g. 2b zeigt den Spannungsverlauf an der Klemme 80 der Abtastspule 76. F i g. 2c zeigt die Wellenform, die an der Steuerelektrode des ersten Steuertransistors Q\ auftritt. F i g. 2d gibt den Spannungsverlauf am Kollektor des ersten Steuertransistors Q\ wieder. F i g. 2e ist die Spannung am linken Ende (Leitung 126) des Kondensators 124. Fi g. 2f ist die Spannung, die am rechten Ende (Leitung 128 des Kondensators 124 auftritt. Schließlich gibt Fig. 2g die Spannung am Kondensator 124 selbst wieder. Mit Ausnahme der Fig.2a und 2g sind alle in F i g. 2 wiedergegebenen Spannungsverläufe Spannungen gegenüber der gemeinsamen Leitung 16.

Im Betrieb des unterbrecherlosen Zündsystems 10 bewirkt die vorbeschriebene Schaltung, daß an uor Funkenstrecke 66 der Zündkerze in jedem Nulldurchgang der in Fig.2a aufgetragenen Spannung, die die vom Impulsgeber 70 erzeugte Spannung ist zur positiven Seite ein Zündfunke erzeugt wird. Diese positiven Nulldurchgänge treten zu den Zeiten t = Null, I = P und t = 2Pauf.

Es sei angenommen, daß unmittelbar vor dem positiven Nulldurchgang des vom Impulsgeber 70 erzeugten Wechselspannungssignals der zweite Steuertransistor Qt voll durchlässig sei. In diesem Fall fließt Strom von der Niederspannungsversorgungsleitung 88 über den Widerstand 122 und die Basis-Emitter-Verbindung des zweiten Steuertransistors Qi zur gemeinsamen Leitung 16. Ebenso fließt Strom durch den Widerstand 136, den Kollektor 134 und den Emitter 130 des zweiten Steuertransistors Qi zur gemeinsamen Leitung 16. In diesem Zeitpunkt befindet sich der Kollektor des Transistors Q₁ auf einem Potential von etwa 0,2 Volt, und als Folge

hiervon wird die Basis-Emitter-Verbindung des Transistors ζ>4 umgekehrt vorgespannt, und der Transistor Qf wird nichtleitend. Dies hat zur Folge, daß die Spannung an der Leitung 178 sehr nahe bei der Spannung an der Niederspannungsversorgungsleitung 88 liegt. Demgemäß wird der Transistor Qs vorwärts vorgespannt und wird durchlässig. Dies ergibt einen Basis-Emitter-Strom für der. Schalttransistor Qj. der dadurch zwischen seinem Kollektor 146 und seinem Emitter 142 leitend wird.

Mit dem Zündschalter 24 in Laufstellung und dem Schalttransistor Qj in leitendem Zustand fließt Strom von der Gleichspannungsquelle 12 über die Leitungen 20, 22, und stehen Ballastwiderstand 55 zur Verbindungsstelle 54 an der Oberspannungsklemme der Primärwicklung 58 der Zündspule 56. Von der Verbindungsstelle 54 fließt der Strom weiter durch die Primärwicklung 58, die Leitung 150 und den Kollektor 146 und den Emitter 142 enthaltenden Ausgangskreis des Schalttransistors Qi zur gemeinsamen Leitung ib. Dadurch kann sich in der Zündspule 56 ein magnetisches Feld aufbauen. Die Zeitdauer, während welcher der Schalttransistor Qi leitet und dadurch einen Stromfluß durch die Primärwicklung 58 gestattet, wird als Verweilzeit bezeichnet. Wenn die Transistorschaltzeiten ignoriert werden, ist die Verweilzeit gleich der Zeitdauer, während welcher der zweite Steuertransistor Q₂ leitend ist.

Wenn sich der Zündschalter 24 in Anlaßstellung befindet und beide Schalterkontakte 26 und 28 mit der Leitung 22 zur Gleichspannungsquelle 22 hin verbunden sind, fließt Strom durch beide Leitungen 30 und 32. Der Strom durch die Leitung 32 erregt die Relaisspule 34, was zur Verbindung der Klemmen 38, 40 und 42 durch den beweglichen Schaltkontakt 36 und damit zur Stromzufuhr zum Andrehmotor 46 führt. Weiterhin fließt Strom von der Leitung 32 über den aus der Leitung 190, der Diode 188 und der Leitung 186 bestehenden

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führt zu einer Spannung an der Verbindungsstelle 184, die um den Spannungsabfall an der Diode 188 unter dem Potential der Gleichspannungsquelle liegt. Auf diese Weise wird während des Anlaufens der Maschine die Spannung der Gleichspannungsquelle unmittelbar an die Verbindungsstelle 184 anstelle an die obere Klemme des Widerstands 182 geführt, wie letzteres der Fall ist, wenn sich der Zündschalter in Laufstellung befindet. Während des Anlaufens der Maschine führt dies zu einem Ansteigen des Stroms im Ausgangskreis des Transistors Qs, und demzufolge steigt auch der Ansteuerstrom für den Schalttransistor Qi. Dies trägt dazu bei, das Vorhandensein eines ausreichenden Stromflusses in der Primärwicklung 58 der Zündspule 56 während des Anlaufens der Maschine sicherzustellen. Auch sollte bemerkt werden, daß, wenn der Zündschalter in der Anlaßstellung steht und die Relaisspule 34 erregt wird, Strom von der Gleichspannungsquelle 12 über die Leitung 44 und die Relaisklemme 40 und weiter über die Leitungen 50 und 52 zur Anschlußstelle 54 der Primärwicklung 58 der Zündspule fließt Dies bedeutet, daß der Ballastwiderstand 55 beim Anlassen der Brennkraftmaschine kurzgeschlossen ist

Zusammenfassend sind also, wenn der Steuertransistor Qr leitend ist, der Transistor Q* nichtleitend und die Transistoren Qs und Qi wiederum leitend, so daß Strom durch die Primärwicklung 58 der Zündspule 56 fließt

Mit dem zweiten Steuertransistor Q₂ in leitendem Zustand bewirkt der Basis-Emitter-Spannungsabfall an diesem Transistor eine Spannung auf der rechten Seite (Leitung 128) des Kondensators 124 auf einem Potential von etwa 0,7 Volt. Der Kondensator 124 wird mit der in Fig. I eingezeichneten Polarität über den Widerstand 118 und den Basis-Emitter-Kreis des Transistors Qi ebenfalls aufgeladen oder ist aufgeladen worden. Dadurch wird die linke Seite (Leitung 126) des Kondensators 124 ein Spannungsniveau eingenommen haben, welches sich der Spannung der Versorgungsleitung 88 nähert.
Zu allen Zeiten fließt Strom von der Niederspannungsversorgungsleitung 88 über den Widerstand 92 und die Vorspanndiode 94 zur gemeinsamen Leitung 16. Dies bringt den Anschluß 98 an der Anode der Vorspanndiode 94 auf ein Potential von etwa 0,7 Volt. Wenn das Zahnrad 74 des Wechselspannungs-Impulsgebers 70 rotiert, verläuft die Spannung an den Klemmen 80 und 78 gemäß der Darstellung in Fig. 2a. Wenn nun dieses Wechselspannungssignal eine solche Größe erreicht, daß die Klemme 80 positiv in bezug auf die Klemme 78 wirkt, tritt diese Signaispannung zum Spannungsabfall an der Vorspanndiode 94 hinzu und erreicht eine ausreichende Höhe, um einen Basis-Emitter-Strom durch den ersten Steuertransistor Q\ hervorzurufen. Dies macht den Transistor Q₁ leitend, und es fließt Strom über den Widerstand 118, die thermische Nachlaufdiode 116, den Kollektor 114 und den Emitter 110 des ersten Steuertransistors Q\ sowie die Leitung 112 zur gemeinsamen Leitung 16. Der Steuertransistor Qi wird gesättigt, wobei sich sein Kollektor auf einer Spannung von etwa 0,2 Volt befindet und die Anode der Nachlaufdiode 116 dann eine Spannung von etwa 0,9 Volt aufweist. Die linke Seite des Kondensators 124 muß dabei auf ein Spannungsniveau von etwa 0,9 Volt absinken, weil sie mit der Anode der Nachlaufdiode 116 verbunden ist.

Als eine Folge der im Kondensator 124 angesammelten Ladung muß dessen rechte Seite, nämlich die Leitung 128 auf ein Spannungsniveau unterhalb des Masi>nM>uv»nn«inU nUi>inliAn P\·***■«* Cnnnniinn nn *\a,*· I ΑΪΐιιηπ O\»ii}s\Sl\rlli!ato en/oiiirvvu. l/ivjv opanuuiig Uli uvi ijviiuitg 128 wird zur Basis oder Steuerelektrode 120 des zweiten Steuertransistors Q₂ geführt und macht diesen nichtleitend. Als Ergebnis steigt die Spannung am Kollektor 134 des zweiten Steuertransistors Q₂ auf ein Niveau nahe dem der Wiederspannungsversorgungsleitung 88 an, und diese Spannung wird über den Widerstand 138 zur Basis des Transistors Qt geführt und macht diesen leitend. Mit dem Transistor Qf, in leitendem Zustand beeinflussen Einschwingspannungen, die an der Basis oder Steuerelektrode 100 des ersten Steuertransistors Qi auftreten können, nicht das Leitungsvermögen des Stromkreises zwischen der Kathode der Diode 116 und der gemeinsamen Leitung 16 beeinflussen. Somit ist der Trcnsistor Qe eine Einrichtung zur Sicherstellung, daß der Transistor Q2 nichtleitend bleibt, sowie der Transistor Qi durch das vom Impulsgeber erzeugte Nulldurchgangssignal umgeschaltet worden ist

Wenn der Transistor Q₂ nichtleitend gemacht ist, wird das Potential seines Kollektors 134 der Basis des Transistors Qa aufgegeben und bewirkt eine vorwärts vorgespannte Basis-Emitter-Schaltung, welche diesen Transistor voll leitend macht Dies wiederum bringt ein niedriges Potential an die an die Basis des Transistors Q₅ angeschlossene Leitung 178 und macht diesen nichtleitend Wenn der Transistor Q₅ nichileitend ist, hat der Schalttransistor Qj keine Basisansteuerung und wirkt ebenso nichtleitend Sowie der Schalttransistor Q₃ nichtleitend wird, wird der StromfluB in der Primärwicklung 58 der Zündspule 56 unterbrochen, und das magnetische Feld in der Zündspule muß zusammenbrechen. Dies erzeugt eine elektromotorische Kraft in der Se-

kundärwicklung 60 der Zündspule 56 und bewirkt das Auftreten eines Zündfunkens an der Funkenstrecke 66. Der Sekundärstrom fließt über den Kondensator 15 zur Masse ab.

Solange der zweite Steuertransistor Qi nichtleitend ist, bleibt der Schalttransistor Q₃ gleichfalls gesperrt. Wenn jedoch der Steuertransistor Q\ leitend wird, entlädt sich der Kondensator 124 in einem Strompfad mit dem Widerstand 122, dem Kondensator 124, der Diode 116 und den Kollektor-Emitter-Kreisen der Transistoren Q\ und Q&. Dies veranlaßt die Spannung an der rechten Seite, nämlich der Leitung 128 des Kondensators 124 anzusteigen. Wenn die Spannung an diesem Ende des Kondensators 124 Massenpotential übersteigt, beginnt der zweite Steuertransistor Q₂ von neuem zu leiten und wird eventuell gesättigt. Dies vermindert die Spannung am Kollektor 134 des zweiten Steuertransistors Q₂ auf einen niedrigen Wert, und der Transistor Qe wird nichtleitend gemacht, weii dieses Signai der Basis dieses Transistors über den Widerstand 138 aufgegeben wird. Der Steuertransistor Qi verbleibt jedoch leitend, bis das vom Impulsgeber 70 erzeugte Signal negativ wird, d. h, bis die Klemme 80 der Abtastspule 76 negativ in bezug auf die Klemme 78 wird. Wenn die Klemme 80 negativ in bezug auf die Klemme 78 wird, wird der Steuertransistor Qi nichtleitend. Dies bereitet ihn darauf vor, das nächste Umschaltsignal zu empfangen. Die Sperrung des Transistors Qi ermöglicht es dem Kondensator 124 sich erneut auf die in F i g. 1 eingezeichnete Polarität aufzuladen. In dem Augenblick, indem der zweite Steuertransistor Qj leitend wird, wird der Transistor Q₄ nichtleitend, der Transistor Q₅ wird leitend und der Schalttransistor Qi wird gleichfalls leitend. Die Leitung des Schalttransistor Qi schließt den Strompfad für die Primärwicklung 58 und erlaubt von neuem den Aufbau eines magnetischen Flusses. Dies ist der Beginn ei-πεΓ neuen ι cnGvjC i>cr ▼ crvr'CiiZCit.

Das unterbrecherlose Zündsystem 10 enthält verschiedene Schutzvorkehrungen. Die Diode 96 mit dem Widerstand 107 schafft einen Schutz für die Diode 94 gegen Überschlag, der von der Oberspannungsseite des Sekundärkreises der Zündspule zur Klemme 78 des Impulsgebers 70 auftreten könnte. Dies könnte wegen der Nähe des Sekundärkreises der Zündspule zum Impulsgeber vorkommen, wenn diese in einem einzigen Verteilergehäuse untergebracht sind.

Die Diode 109 zusammen mit dem Widerstand 104 ergibt einen Schutz für den Basis-Emitter-Kreis des ersten Steuertransistors Qi gegen Hochspannungsüberschläge zwischen dem Sekundärkreis der Zündspule und der Klemme 80 des Impuisgebers 70.

Der Kondensator 108 verhindert Schwingungen des Zündsystems, wenn sich der Wechselspannungssignaleingang von der Abtastspule 76 auf niedriger Spannung befindet, wie dies bei niedrigen Maschinendrehzahlen auftreten würde.

Die Diode 116 wird für den thermischen Nachlauf verwendet, und ihr vorwärts gerichteter Spannungsabfall leitet den Basis-Emitter-Spannungsabfall des zweiten Steuertransistors Q₂ dergestalt, daß eine thermische Stabilität in der Schaltung erzielt wird. Dies hilft zur Sicherstellung der geeigneten Erzeugung der Verweilzeit, die für die Primärwicklung 58 der Zündspule 56 erforderlich ist

Die Diode 172 verhindert eine Beschädigung des Transistors Qt, die als Folge von negativen iiinschwingvorgängen wie einem negativen Einschwingvorgang beim Abklingen des magnetischen Feldes, der an der Leitung 30 auftreten kann, verursacht werden können.

Der Widerstand 192 vermindert das Ausmaß der Einschwingvorgänge, die von der Relaisspule 34 erzeugt werden, und verringert damit die erforderliche Sperrspannung der Diode 188. Die Diode 188 schafft eine besondere Ansteuerung während des Anlassens der Maschine, wie oben beschrieben wurde. Sie verhindert außerdem eine Spannungsrückkopplung über die Leitungen 186 und 190 zur Relaisspule 34, wenn der Zündschalter 24 in Laufstellung steht. Die Zenerdiode 194 in Reihe mit dem Widerstand 182 schafft einen Schutz für den Transistor Qs gegenüber Lastentladungsausgleichsvorgängen. Lastentladungsausgleichsvorgänge treten auf, wenn ein Wechselstromerzeuger eine Strombelastung zuführt, die plötzlich entladen wird. Dies ist ein langer positiver Übergang.

Die in Reihe geschalteten Zenerdioden 158 und 160 machen den Schalttransistor Q₃ leitend, wenn seine KoiiekiorieiiuNg 148 eine Spannung oberhalb von bcispic!- weise 360 Volt einnimmt. Dies verhindert das Auftreten von Überspannungen am Kollektoranschluß.

Die Zenerdiode 166 in Reihe mit dem Ballastwiderstand 55 schafft einen Schutz für den Schalttransistor Q₃ gegenüber Belastungszusammenbruchsübergängen.

Die Diode 162 ist in Reihe mit der Zenerdiode 166 geschaltet, um letztere für den Fall einer Umkehrung der Polarität der Gleichstromquelle 12 zu schützen. Die Diode 162 ist vorzugsweise eine solche vom Lawinentyp, um ihre Beschädigung für den Fall zu verhindern, daß ein Hochspannungsüberschlag von der Sekundärwicklungsleitung 64 zur Verbindungsstelle 54 der Primärwicklung auftritt.

Als Beispiele ohne beschränkenden Charakter können die verschiedenen Komponenten des unterbrecherlosen Zündsystems 10 folgender Art sein und haben die folgenden Größen:

Transistor Qi

Transistor Q₂

Transistor Q₃

Transistor Qt
Transistor Q5

Transistor Qe
Widerstand 92
Widerstand 102
Widerstand 104

Widerstand 118
Widerstand 122
Widerstand 138
Widerstand 136
Widerstand 168

Widerstand 84
Widerstand 174
Widerstand 192
Widerstand 182
Widerstand 180

Widerstand 141
Widerstand 55
Kondensator 124
Kondensator 152
Kondensator 108

ro Zenerdiode 90
Zenerdiode 194
Zenerdioden 158,160
Zenerdiode 166

2N3859A

2N63C6 Texas Instruments

T1P535

2N38559A

RCA 2N6055, Motorola MJlOOO

oder Texas Instruments

T1P640

2N3859A

8,2 kiioohm

120 Ohm

6,8 kiioohm

150 kiioohm

110 kiioohm

15 kiioohm

10 kiioohm

2,2 kiioohm

180 Ohm, 2 Watt

560 Ohm

470 Ohm, 1 Watt

6,8 Ohm, 10 Watt

3.0 Ohm, 10 Watt 27 Ohm, 2 Watt 136 Ohm

0,22 microfarad 03 microfarad 0,01 microfarad

5.1 Vo!t,lN5231A 27Volt,5Watt,1N5361A 180 Volt jede. 1N5279

27 Volt, 75 Watt

	11	23 62 471
	1N4451
Diode*»	1N4152
Diode 96	1N4152
Diode 109	1n4152
Diode 116	1N4152
Diode 172	1N5625	5
Diode 188	1N5625
Diode 162	Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
	to

15

20

25

30

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Unterbrecherloses Zündsystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einer primärseitig über einen Schalttransistor an eine Gleichspannungsquelle anschließbaren Zündspule, mit einem den Schalttransistor steuernden permanentmagnetischen Impulsgeber, mit einem ersten Steuertransistor, dessen Steuerelektrode auf eine Spannung kurz unterhalb seiner Umschaltspannung auf Durchlaß vorgespannt und vom Impulsgeber im Takt der gewünschten Zündungen mit der erforderlichen Umschaltspannung beaufschlagbar ist mit einem zweiten Steuertransistor, dessen Steuerelektrode an den Ausgangskreis des ersten Steuertransistors angeschlossen ist, sowie mit Schaltungsmitteln zum Verbinden des Ausgangskreises des zw-siten Steuertransi>tors mit der Steuerelektrode des Schaittransistors, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuerelektrode des zweiten Steuertransistors (Q>) über einen Kondensator (124) mit dem Ausgangskreis des ersten Steuertransistors (Qi) und der Ausgangskreis des zweiten Steuertransistors (Qi) mit der Steuerelektrode eines dem ersten Steuertransistor (Q\) parallelgeschalteten weiteren Steuertransistors (Qs) verbunden sind.

2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter einerseits und die Kollek toren andererseits des ersten Steuertransistors (Q2) sowie des weiteren Steuertransistors (Q₆) direkt miteinander verbunden sind.

3. Zündsystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine im Ausgangskreis des ersten Steuertransistors (Qi) befindliche Nachlaufdiode (116) zwisehen den Anschlußpunkten des Kondensators (124) und der Emitter.