DE2449610A1

DE2449610A1 - Transistorised high tension ignition system - has capacitor charging resistor which is formed when emitter collector circuit is active

Info

Publication number: DE2449610A1
Application number: DE19742449610
Authority: DE
Inventors: Walter Ruf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-10-18
Filing date: 1974-10-18
Publication date: 1976-04-29
Also published as: JPS5231241A

Abstract

The circuit has an alternating current generator in place of mechanical contact breaker points and a threshold value switch as in 2244781. It is further improved to give a more precise dwell in the primary winding at all engine speeds. The current flow through the primary winding is able to restart before the signal generator has reversed the threshold switch and the capacitor is again charged by the transistor emitter collector resistance circuit. Since the tension at the capacitor increases linearly, the primary flow output time is decreased correspondingly to give the best current flow times at a relatively large speed range.

Description

Zündanlage für Brenikreftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem näch Art eines Wechselstrongenerators arbeitenden Signalgeber, mit einem an diesen Signalgeber angeschlossenen Schwellwertschalter, mit einer steuerbaren elektronischen Verbindungsschaltstrecke zur Unterbrechurg des von einer Gleichstromquelle gelieferten, über die Primärwicklung einer Zündspule geführten Stromes, mit einem Steuertransistor zur Steuerung der Verbindungsschaltstrecke und mit einem zwischen Schwellwertschalter und Steuertransistor vorgesehenen Speicherglied, das einen mit wachsender Drehzahl der Brennkraftmaschine abnehmenden Energiebetrag speichert und über einen Ladewiderstand mit einem stabilisierten Potential in Verbindung steht, nach Patent ...,.. (Patentanmeldung P 22 44 781.0).Ignition system for Brenikreftmaschinen The invention relates to an ignition system for internal combustion engines with a next type of alternator working signal transmitter, with a threshold switch connected to this signal transmitter, with a controllable electronic connection switching path to the interruption castle that supplied by a direct current source through the primary winding of an ignition coil guided current, with a control transistor to control the connection switching path and with one between the threshold switch and the control transistor provided Storage element, the one decreasing with increasing speed of the internal combustion engine Amount of energy stores and via a charging resistor with a stabilized potential is in connection, according to patent ..., .. (patent application P 22 44 781.0).

Eine derartige Zündanlage zeichnet sich dadurch aus, daß auf den herkömmlichen Unterbrecherschalter verzichtet werden kann, der nach längerer Betriebsdauer wegen Verschmutzung und Abbrand an seinen Kontakten den Betrieb der Brennkraftmaschine gefährdet, und daß sich außerdem bei Drehzahländerung der Brennkraftmaschine jeweils die Dauer des Stromflusses in der Primärwicklung der Zündspule selbsttätig auf einen günstigen Wert einstellt.Such an ignition system is characterized by the fact that on the conventional Interrupter switch can be dispensed with after a long period of operation because of Contamination and burn-off on its contacts prevent the operation of the internal combustion engine endangered, and that in each case when the engine speed changes the duration of the current flow in the primary winding of the ignition coil automatically to one sets a favorable value.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Anpassung der Dauer des Stromflusses in der Primärwicklung an die jeweilige Drehzahl der Brennkraftmaschine noch weiter zu präzisieren.The object of the invention is now to adapt the duration of the current flow in the primary winding to the respective speed of the internal combustion engine even further to specify.

Diese Aufgabe ist bei der eingangs erwähnten Zündanlage erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ladewiderstand mindestens zum Teil durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines im aktiven Bereich betriebenen Transistors gebildet wird.This task is according to the invention in the ignition system mentioned at the beginning solved in that the charging resistor at least partially through the emitter-collector path a transistor operated in the active area is formed.

Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme erreicht man, daß sich die Unterbrechung des Stromflusses in der Primärwicklung in linearer Abhängigkeit vom Anwachsen der Drehzahl verkürzt. Stromaufnahme und Belastung der Zündspule werden dadurch im wesentlichen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine sehr zufriedenstellend optimiert.By applying the measure according to the invention one achieves that the interruption of the current flow in the primary winding as a linear function shortened by the increase in speed. Current consumption and load on the ignition coil thus essentially very satisfactory speed range of the internal combustion engine optimized.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben.Details of the invention are illustrated in the drawing with reference to the Embodiment explained and described in more detail.

Die dargestellte Zündanlage, die für die nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmt sein soll, wird aus einer Stromquelle 1 gespeist, die im Beispielsfall die Batterie des Kraftfahrzeuges ist. An der Stromquelle 1 geht von dem Pluspol eine einen Betriebsschalter (Zündschalter) 2 enthaltende Versorgungsleitung 3 und von dem Minuspol eine an Masse liegende Leitung 4 aus. Von der Versorgungsleitung 3 geht 'eine Verbindung aus, die zunächst über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6 und danach über eine Verbindungsschaltstrecke 7 zur Masseleitung 4 führt. Die Verbindungsschaltstrecke 7, die zum Schutz gegen Überbeanspruchung die Parallelschaltung eines Kondensators 8 und einer von der Stromquelle 1 in Sperrichtung beanspruchten Zenerdiode 9 in ihrem Nebenschluß aufweist, wird durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines (npn-) Transistors 10 gebildet. Der Transistor 10 bildet mit einem (npn-) Vortransistor 11 eine Darlington-Schaltung, indem diese beiden Transistoren 10, 11 mit ihrem Kollektor gemeinsam an der Primärwicklung 5 liegen, an ihrer Basis-Emitter-Strecke je einen von zwei in Serie liegenden.The ignition system shown for the internal combustion engine, not shown of a motor vehicle, also not shown, is to be determined from a power source 1, which in the example is the battery of the motor vehicle is. An operating switch (ignition switch) goes from the positive pole to the power source 1 2 containing supply line 3 and from the negative pole a line connected to ground 4 off. From the supply line 3 goes' from a connection that initially over the primary winding 5 of an ignition coil 6 and then via a connecting switching path 7 leads to ground line 4. The connection switching path 7, which is used to protect against Overuse the parallel connection of a capacitor 8 and one from the power source 1 in the reverse direction claimed Zener diode 9 in its shunt, is formed by the emitter-collector path of an (npn) transistor 10. The transistor 10 forms a Darlington circuit with an (npn) pre-transistor 11 in that this two transistors 10, 11 with their collectors together on the primary winding 5 lie, one of two in series on their base-emitter path.

Widerständen 12, 13 im Nebenschluß aufweisen und der Emitter des Vortransistors 11 mit der Basis des Transistors 10 verbunden ist.Have resistors 12, 13 in the shunt and the emitter of the pre-transistor 11 is connected to the base of transistor 10.

Von dem zwischen Primärwicklung 5 und Verbindungsschaltstrecke 7 liegenden leitungsabschnitt führt eine Verbindung zunächst über die Sekundärwicklung 14 der Zündspule 6 und danach über eine Zündkerze 15 zur Hasse leitung 4. Selbstverständlich kann die Sekundärwicklung 14 mittels eines nicht dargestellten Zündverteilers auch in einer vorbestimmten Reihenfolge an mehrere Zündkerzen anschließbar sein.Of the one between the primary winding 5 and the connecting switching path 7 line section leads a connection first via the secondary winding 14 of the Ignition coil 6 and then via a spark plug 15 to the Hasse line 4. Of course the secondary winding 14 can also be done by means of an ignition distributor (not shown) be connectable to multiple spark plugs in a predetermined order.

Von der Versorgungsleitung 3 führt eine weitere Verbindung zunächst über einen Widerstand 16 und danach über die Parallel schaltung eines Kondensators 17 und einer von der Stromquelle 1 in Sperrichtung beanspruchten Zenerdiode 18 zur Hasseleitung 4. Zwischen Widerstand 16 einerseits und Kondensator 17 sowie Zenerdiode 18 andererseits ist somit ein Schaltungspunkt 19 vorhanden, der während des Betriebes ein stabilisiertes Potential aufweist. Von dem Schaltungspunkt 19 geht eine Verbindung aus, die zunächst über einen Widerstand 20, danach über eine von der Stromquelle 1 in Durchlaßrichtung beanspruchte Diode 21 und schlieBlich über eine Geberwicklung 22 zur Hasseleitung 4 führt.Another connection initially leads from the supply line 3 via a resistor 16 and then via the parallel connection of a capacitor 17 and one of the Power source 1 claimed in the reverse direction Zener diode 18 to Hasseleitung 4. Between resistor 16 on the one hand and capacitor 17 and Zener diode 18 on the other hand, there is thus a circuit point 19, which has a stabilized potential during operation. From the node 19 a connection goes out, initially via a resistor 20, then over a diode 21 stressed in the forward direction by the current source 1 and finally leads to the Hasse line 4 via a transmitter winding 22.

Die Geberwicklung 22 ist Bestandteil eines mit gestricheltem Linienzug angedeuteten Signalgebers 23, der mit einem nicht dargestellten, während des Betriebes rotierenden Teil der Brennkraftmaschine gekuppelt ist und'nach Art eines Wechselstromgenerators arbeitet. Es werden somit von dem Signalgeber 23 wahrend des Betriebes wenigstens annahernd sinusförmige Wechselspannungssignale zur Verfügung gestellt, von denen die negative Halbwelle in Richtung des Pfeiles U1 und die positive Halbwelle in Richtung des Pfeiles U2 wirken soll.The encoder winding 22 is part of a dashed line indicated signal generator 23, with a not shown, during operation rotating part of the internal combustion engine is coupled and'nach the type of an alternator is working. There are thus from the signal generator 23 during operation at least approximately sinusoidal alternating voltage signals made available, of which the negative half-wave in the direction of the arrow U1 and the positive half-wave in Direction of the arrow U2 should act.

Ein zwischen Widerstand 20 und Diode 21 liegender Schaltungspunkt 24 ist an die Anode einer Diode 25 angeschlossen, deren Kathode mit dem Eingang 26 eines nach Art eines Schmitt-Triggers arbeitenden Schwellwertschalters 27 und außerdem über die Parallelschaltung eines Bemessungswiderstandes 28 und eines zur Ableitung von Störimpulsen dienenden Kondensators 29 mit der Masseleitung 4 in Verbindung steht.A circuit point between resistor 20 and diode 21 24 is connected to the anode of a diode 25, the cathode of which is connected to the input 26 of a threshold switch 27 and working in the manner of a Schmitt trigger also via the parallel connection of a rated resistor 28 and one for Discharge of interference pulses serving capacitor 29 with the ground line 4 in connection stands.

Der Schwellwertschalter 27 weist einen (npn-) Eingangstransistor 30 und einen(npn-) Ausgangstransistor 31 auf. Diese beiden Transistoren 30, 31 sind mit ihrem Emitter über einen gemeinsamen Widerstand 32 an die Masseleitung 4 und mit ihrem Kollektor äe über einen von zwei Widerständen 33, 34 an den Schaltungspunkt 19 angeschlossen. Außerdem steht die Basis des Ausgangstransistors 31 über einen Widerstand 35 mit dem Kollektor des Eingangstransistors 30 und über einen weiteren Widerstand 36 mit der Masseleitung 4 in Verbindung.The threshold switch 27 has an (npn) input transistor 30 and an (npn) output transistor 31. These two transistors 30, 31 are with its emitter via a common resistor 32 to the ground line 4 and with its collector ae via one of two resistors 33, 34 to the circuit point 19 connected. In addition, the base is in place of the output transistor 31 through a resistor 35 to the collector of the input transistor 30 and over a further resistor 36 with the ground line 4 in connection.

Der Ausgang 37 des Schwellwertschalters 27 ist an die Kathode einer Blockierdiode 38 angeschlossen, deren Anode über ein durch wenigstens einen Kondensator 39 gebildetes Speicherglied 40 mit der Basis eines (npn-) Steuertransistors i Verbindung hat.The output 37 of the threshold switch 27 is connected to the cathode of a Blocking diode 38 connected, the anode of which has a through at least one capacitor 39 formed memory element 40 with the base of an (npn) control transistor i connection Has.

Der mit seinem Emitter an der Nasseleitung 4 liegende Steuertransistor 41 ist mit seinem Kollektor über die Serienschaltung zweier Widerstände 42, 43 an die Versorgungsleitung 3 angeschlossen. An der gemeinsamen Verbindung 44 dieser beiden Widerstände 42, 43 liegt die Basis eines (pnp-) Zwischen transistors 45, der mit seinem Emitter an die Versorgungsleitung 3 angeschlossen ist und zum Schutz gegen Störimpulse einen Kondensator 46 im Nebenschluß seiner Basis-Æmitter-Strecke aufweist. Der Kollektor des Zwischentransistors 45 ist über einen Widerstand 47 mit der Basis des Vortransistors 11 verbunden.The control transistor with its emitter on the wet line 4 41 is connected to its collector via the series connection of two resistors 42, 43 the supply line 3 connected. At the common connection 44 this two resistors 42, 43 is the base of a (pnp-) intermediate transistor 45, which is connected with its emitter to the supply line 3 and for protection against interference pulses a capacitor 46 in the shunt of its base-Æmitter path having. The collector of the intermediate transistor 45 is through a resistor 47 connected to the base of the pre-transistor 11.

Der das Speicherglied 40 bildende Kondensator 39 ist an seinem dem Steuertransistor 41 zugewandten Belag über einen Entladewiderstand 48 mit dem Schaltungspunkt 19 verbunden, während der dem Schwellwertschälter 27 zugewandte Belag dieses Kondens-ators 39 über einen Ladewiderstcsnd 49 mit dem Schaltungspunkt 19 Verbindung hat. Der Ladewiderstand 49 wird im wesentlichen durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines (pnp-) Transistors 50 gebildet, wobei dieser Emitter-Kollektor-Strecke im Bedarfsfall noch ein Korrekturglied, z. B. eine Diode oder - wie gezeigt - ein Reihenwiderstand 51, zuge schaltet sein kann. Der Transistor 50 wird an seiner Basis so vorgespannt, daß er im aktiven Bereich arbeitet.The capacitor 39 forming the memory element 40 is at its that Control transistor 41 facing coating via a discharge resistor 48 with the circuit point 19 connected, while the threshold value switch 27 facing coating of this condenser 39 is connected to the circuit point 19 via a charging resistor 49. Of the Charging resistor 49 is essentially through the emitter-collector path of a (PNP) transistor 50 is formed, this emitter-collector path if necessary another correction element, e.g. B. a diode or - as shown - a series resistor 51, can be switched on. The transistor 50 is biased at its base so that that he works in the active area.

Die hierfür erforderliche Vorspannung wird zweckmäßig an dem festeinstellbaren Abgriff 52 eines zwischen Schaltungs punkt 19 und Nasse leitung 4 liegenden Widerstandes 53 abgenommen.The preload required for this is expedient to the adjustable tap 52 between a switching point 19 and wet line 4 lying resistor 53 removed.

Ein im Nebenschluß der Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors 41 vorgesehener Kondensator 54 soll ebenfalls eine Steuerbeeinflussung durch Störimpulse verhindern.A shunt of the base-emitter path of the control transistor 41 provided capacitor 54 is also intended to influence the control by interference pulses impede.

Die soeben beschriebene Zündanlage hat folgende Wirkungsweise: Sobald der Betriebsschalter 2 geschlossen wird, ist die Anlage funktionsbereit. Wird gerade am Signalgeber 23 eine in Richtung des Pfeiles U2 wirkende positive Spannungshalbwelle zur Verfügung gestellt, so ist das infolge der Diode 21 ohne Einfluß auf die Basis des zum Schwellwertschalter 27 gehörenden Eingangstransistors 30. In diesem Fall verläuft somit über die Basis-Emitter-Strecke des Eingangstransistors 30 ein Steuerstrom, der über die Schaltungselemente 2, 3, 16, 20, 25, 32 sowie 4 geführt wird und die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 30 in den stromdurchlassenden Schaltzustand steuert, während sich abhängig davon die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 31 in dem stromsperrenden Schaltzustand befindet. Demzufolge fließt über die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors 41 ebenfalls ein Steuerstrom, der über die Schaltungselemente 2, 3, 16, 48 sowie 4 verläuft und die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 41 in den stromdurchlassenden Schalt zustand steuert. Dabei verzweigt sich ein Teilstrom über den Ladewiderstand 49 und den das Speicherglied 40 bildenden Kondensator 39, so daß sich dieser Kondensator 39 auf einen bestimmten Energiebetrag auf lädt.The ignition system just described has the following mode of operation: As soon as the operating switch 2 is closed, the system is ready for use. Will be straight a positive voltage half-wave acting in the direction of the arrow U2 on the signal transmitter 23 is made available, so that is due to the diode 21 has no influence on the base of the input transistor 30 belonging to the threshold value switch 27. In this case a control current thus runs through the base-emitter path of the input transistor 30, which is passed via the circuit elements 2, 3, 16, 20, 25, 32 and 4 and the Emitter-collector path of this transistor 30 in the current-conducting switching state controls, while depending on the emitter-collector path of the output transistor 31 is in the current-blocking switching state. As a result, flows over the base-emitter path of the control transistor 41 also has a control current that passes through the circuit elements 2, 3, 16, 48 and 4 runs and the emitter-collector path of this transistor 41 controls in the current-carrying switching state. A partial flow branches out in the process Via the charging resistor 49 and the capacitor 39 forming the storage element 40, so that this capacitor 39 charges to a certain amount of energy.

Wenn sich die Eitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 41 in dem stromdurchlassenden Schaltzustand befindet, wird auch über die Basis-Emitter-Strecke des ZwischentrDnsistors 45 Steuerstrom geführt, so daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke leitend ist. Infolge eines Stromflusses über die Schaltungselemente 2, 3, 45, 47, 13, 12 sowie 4 entstehen an den Widerständen 12, 13 Spannungsabfälle, durch die sowohl die Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors 11 als auch die die Verbindungsschaltstrecke 7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 10 in den stromdurchlassenden Schaltzustand gesteuert werden. Die Primärwicklung 5 der Zündspule 6 wird daher jetzt mit Strom aus der Stromquelle 1 gespeist.When the eitter-collector path of the control transistor 41 is in The current-carrying switching state is also via the base-emitter path of the ZwischenentrDnsistor 45 control current out, so that its emitter-collector path is conductive. As a result of a current flow via the circuit elements 2, 3, 45, 47, 13, 12 and 4 arise at the resistors 12, 13 voltage drops through which both the emitter-collector path of the pre-transistor 11 and the connecting switching path 7 forming the emitter-collector path of the transistor 10 in the current-carrying Switching status can be controlled. The primary winding 5 of the ignition coil 6 is therefore now fed with electricity from power source 1.

Tritt nun in der Geberwicklung 22 des Signalgebers 23 die in Richtung des Pfeiles Ul wirkende negative Spannungshalbwelle auf, so wandert das Potential am Schaltungspunkt 24 in negativer Richtung bis schließlich ein Steuerstromzufluß zum Eingangstransistor 30 des Schwellwertschalters 27 verhindert wird. Es fließt dann Steuerstrom über die Basis-Emitter-Strecke des Ausgangstransistors 31, der über die Schaltungselemente 2, 3, 16, 33, 35, 32 sowie 4 verläuft und die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 31 leitend macht. Es setzt eine Entladung des das Speicherglied 40 bildenden Kondensators 39 ein und zwar uber den Widerstand 48, die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 31 und den Widerstand 32. Das Potential an der Basis des Steuertransistors 41 verschiebt sich dabei soweit in negativer Richtung, daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke in den stromsperrenden Schaltzustand übergeht. Somit geht auch die Emitter-Kollektor-Strecke des Zwischentransistors 45, die Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors 11 und die die Verbindungsschaltstrecke 7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 10 in den stronsperrenden Schaltzustand über.Now occurs in the encoder winding 22 of the signal generator 23 in the direction of the arrow Ul acting on the negative voltage half-wave, the potential migrates at circuit point 24 in the negative direction until finally a control current inflow to the input transistor 30 of the threshold switch 27 is prevented. It flows then control current through the base-emitter path of the output transistor 31, the runs over the circuit elements 2, 3, 16, 33, 35, 32 and 4 and the emitter-collector path makes this transistor 31 conductive. It continues a discharge of the storage link 40 forming capacitor 39 via resistor 48, the emitter-collector path of the output transistor 31 and the resistor 32. The potential at the base of the Control transistor 41 shifts so far in the negative direction that its Emitter-collector path changes into the current-blocking switching state. So goes also the emitter-collector path of the intermediate transistor 45, the emitter-collector path of the pre-transistor 11 and the connecting switching path 7 forming the emitter-collector path of the transistor 10 in the current blocking switching state.

Durch die dabei stattfindende Unterbrechung des über dieDue to the interruption of the

Claims

Primary winding 5 guided current flow is in the secondary winding 14 a high voltage surge and thus a spark at the spark plug 15 is generated.

After a certain period of time, the storage element is discharged 40 forming capacitor 39 advanced so far that the control transistor 41 as a result of the potential rising again in the positive direction at the base F <mid-collector path is again controlled into the current-carrying switching state will. As a result, the emitter-collector path of the intermediate transistor also arrives again 45, the emitter-collector path of the pre-transistor 11 and the connection switching path 7 forming the emitter-collector path of the transistor 10 in the current-carrying Switching status.

The current flow through the primary winding 5 and thus the energy storage in the ignition coil 6 can begin again even before the signal transmitter 23 begins its decaying negative voltage half-wave, the threshold switch 27 reversed has, that is, before the emitter-collector path of the input transistor 30 is conductive and the emitter-collector path of the output transistor 31 has become non-conductive is.

If this reversal then takes place, it becomes the memory member 40 forming capacitor 39 again through essentially the emitter-collector path of the transistor 50 formed resistor 49 charged, so that the just described Function sequence can start again. It is easy to see from this that each this charge stored energy with increasing speed of the internal combustion engine decreases. Since the charging in the present case takes place with constant current and the voltage at the storage element 40 increases linearly, the time of the interruption is reduced of the current in the primary winding 5 is also linear, whereby a relative large speed range of the internal combustion engine an optimal current flow time in the Primary winding 5 is reached.

An ignition system for internal combustion engines with a type of Alternator working signal transmitter, with one on this signal transmitter connected threshold switch, with a controllable electronic connection switch line to interrupt the power supplied by a direct current source, across the Primary winding of an ignition coil led current, with a control transistor for Control of the connection switching path and with a threshold switch between and control transistor provided memory element, the one with increasing speed the internal combustion engine stores decreasing amount of energy and via a charging resistor is connected to a stabilized potential, according to patent ...... (patent application P 22 44 781.0), characterized in that the charging resistor (49) is at least in essentially through the emitter-collector path of one operated in the active area Transistor (50) is formed.

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