DE2530987A1

DE2530987A1 - Zuendsystem fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2530987A1
Application number: DE19752530987
Authority: DE
Inventors: Richard Beuter
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1975-07-11
Publication date: 1977-01-20

Description

Zündsystem für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft ein Zündsystem für Brennkraftmaschlnen mit einer Gleichstromquelle, einem Unterbrecher und einer Zündspule mit in der Hohe regelbarem Spulenstrorn und mit einem thermischen Schutz der Bauelemente gegen erhöhte Umgebungstemperaturen sowie mit mindestens einem Halbleiter-Schaltelelilent und verschiedenen Widerständen mit mindestens einer Z-Diode, wobei der Kollektor eines Endstufen-Transistors über die Primärwicklung der Zündspule mit dem einen Pol und der Emitter des Endstufen-Transistors mit dem and.eren Pol der Gleichstromquelle verbunden ist, während die Basis einmal über den Kollektor eines Vorstufen-Transistors und zum anderen über mindestens ein weiteres Bauelement mit den Polen der Gleichstromquelle verbunden ist und daß der mit dem Motor synchron gesteuerte Unterbrecher die Transistoren in den leitenden oder sperrenden Zustand umschaltet, wobei beim Öffnen des Unterbrechers und somit des Ladestromes die durch die Primärwicklung gespeicherte Energie in der Sekundärwicklung eine zur Zündung ausreichende Zündspannung erzeugt.
Die herkömmlich regelbaren Zündsysteme erhalten ihren Istwert über einen niederohmigen Hochlastmeßwiderstand im Spulenstromkreis. Eine derartige Einrichtung zeigt z.B. die DT-OS 2 303 087. Die an diesem auch Stromgegenkopplungswiderstand genannten Widerstand abfallende Spannung steht dabei als treibende Spannung für den Spulenstrom nicht mehr zur Verfügung.
Dies wirkt sich besonders bei niedrigen Außentemperaturen und demzufolge geringen Bordnetzspannungen nachteilig aus, da dann hohe Zündspannungen und somit hohe Spulenströme gefordert werden.
Diese Nachteile werden durch einen besonderen Schaltungsaufbau dahingehend vermieden, daß zwischen dem Verbindungspunkt B der Basis des Endstufentransistors und dem einen Pol der Gleichspannungsquelle ein Spannungsteiler bestehend aus einem veränderbaren Widerstand und einem Festwiderstand sowie ein Vorstufentransistor angeordnet ist, wobei dessen Kollektor mit dem Festaliderstand und dessen Emitter mit dem einen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist, während die Basis über einen Vorwiderstand am Unterbrecher liegt1 und daß parallel zu einem Steuertransistor und zum veränderbaren Widerstand ein mit einer Z-Diode in Reihe liegender Widerstand angeordnet ist, der mit seinem einen Ende im Punkt A an die Verbindungsleitung des Spannungsteilers und mit seinem anderen Ende an die Kathode der Z-Diode angeschlossen ist, während die Anode der Z-Diode an der Basis des Steuertransistors liegt.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Schaltungsausführung und in drei grafischen Ausbildungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt das SchaltunQsblld der erfindungsgepäßen Anordnung.
Fig. 2 zeigt in grafischer Darstellung die Funktion des Spulenstromes in Abhängigkeit der Bordnetzspannung.
Fig. 3 zeigt in grafischer Darstellung die Abhängigkeit des Kollektorstromes von der Verstärkung bei verschiedenen Umgebungstemperaturen für den Endstufentransistor.
Fig. 4 zeigt in grafischer Darstellung den Spulenstrom in Abhängigkeit der Verstärkung bei verschiedenen Umgebungstemperaturen für den Steuertransistor.
Nach der erfindungsgemäßen Anordnung wird nicht der Spulenstrom, sondern der um die Verstärkung geringe Basis strom des Endstufentransistors 9 gemessen (Fig. 1). Das gesamte Reaelsystem wird dadurch hochohmiger und verlustärmer. Wie Fig. 1 zeigt, ist der eine Pol 12 der-Gleichspannungsquelle über die Primärwicklung 10a der Zündspule 10 mit dem Kollektor des Endstufentransistors 9 verbunden, dessen Emitter an dem anderen Pol 13 der Gleichstromquelle liegt. Die Sekundärwicklung lOb der Zündspule ist einenends mit den Zündkerzen II verbunden und anderenends mit der PrimärviclAung 10a der Zündspule. Die Basis des Endstufentransistors 9 führt einerseits zu einem Spannungsteiler, bestehend aus dem veränderbaren Widerstand 5 und-einem Festwiderstand 4, wobei letzterer über den Kollektor und Emitter eines Vorstufentransistors 3 ebenfalls an die eine Polklemme 12 der Gleichstromquelle angeschlossen ist.
Die andere Seite der Basis des Endstufentransistors 9 ist vom Punkt "B" aus mit dem Kollektor und Emitter eines Steuertransistors 8 mit dem anderen Pol 13 der Gleichstromquelle verbunden. Parallel zu dem veränderbaren Widerstand 5 und dem Steuertransistor 8 liegt die Reihenschaltung einer Z-Diode 7 und einen Festwiderstandes 6. Hierbei ist der Festwiderstand 6 mit seinem einen Ende im Verbindungspunkt As an die Verbindungsleitung des Spannungsteilers 4, 5 angeschlossen. Das andere Ende des Festwiderstandes 6 liegt an der Kathode der Z-Diode 7, während die Anode der Z-Diode 7 mit der Basis des Steuertransistors 8 verbunden ist.
Schließlich ist der Unterbrecher 1 mit einem Vorwiderstand 2 derart in die Schaltungsanordnung eingebaut, daß der Unterbrecher 1 mit seinem einen Kontakt an dem einen Pol 13 der Gleichstromquelle und mit seinem anderen Kontakt an dem Vorwiderstand 2 liegt, während das andere Ende des Vorwiderstandes 2 an der Basis des Vorstufentransistors 3 angeschlossen ist, der mit seinem Emitter an dem anderen Pol 12 der Gleichstromquelle liegt. Uber den Spannungsteiler 4 und 5 wird nun ein Sollwert am Punkt "A" festeingestellt, der die Höhe des Spulenstromes bestimmt. Fließt nun bei gegebener Bordnetzspannung und geschlossenem Unterbrecherkontakt ein Strom durch den Vorstufentransistor 9, so wird an dem veränderbaren Widerstand 5 und dem Endstufebtransistor 9 ein bestimmter Spannung abfall entstehen. Dieser ist um so größer, je höher die anstehende Bordnetzspannung ist. Durch die Erhöhung der Spannung am Verbindungspunkt "A" wird ein Strom über den Festwiderstand 6 und die Z-Diode 7 und die Basis des Steuertransistors 8 fließen, der den Steuertransistor aufsteuert und zwar um so mehr, je höher die anstehende Bordnetzspannung wird. Dadurch wird das Basispotential des Endstufentransistors 9 mehr auf Ninuspotential gezogen, so daß dieser zugesteuert und damit der Spulenstrom gesenkt wird.
Durch entsprechende Auslegung des veränderbaren Widerstandes 5 kann man in Abhängigkeit einer steigenden Bordnetzspannung den Spulenstrom entweder steigen lassen (Fig. 2, Kennlinie a) oder konstant halten (Fig. 2, Kennlinie b) oder vermindern (Fig. 2, Kennlinien c, c', c"). Die grafische Darstellung der Fig. 2 zeigt somit, daß ein Schutz der Schaltung gegen Überspannungen gegeben ist.
Zum Schutz der Schaltung gegen erhöhte Umgebungstemperaturen wurden die Arbeitsbereiche der Transistoren besonders gewählt.
Der zur Anwendung gelangte Endstufentransistor 9 hat eine Verstärkungskemllinie in Abhängigkeit der Temperatur gemäß Fig. 3.
Die Verstärkungskennlinie des Steuertransistors 8 zeigt dagegen die Fig. 4.
Der Endstufentransistor 9 wird in einem Arbeitsbereich betrieben, bei dem die Verstärkung in Abhängigkeit der Temperatur nahezu unbedeutend ist, während die Verstärkung des Steuertransistors 8 in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur stark steigt. Steigen nun die Umgebungstemperaturen, so wird nur der Steuertransistor 8 mehr aufgesteuert und nimmt damit dem Endstufentransistor 9 den Basisstrom, so daß dessen Kollektorstrom und dadurch die Verlustleistung des Systems ebenfalls vermindert werden. 6 ~- In den grafischen Darstellungen bedeuten in Fig. 2: Isp = Spulenstrom und UB = Bordnetzspannung, in Fig. 3: Ic = Kollektorstrom, B = Transistorverstärkung und #u = Umgebungsu temperatur und in Fig. 4: 1c = Kollektorstrom, B = Transistorverstärkung und #u = Umgebungstemperatur. Die Arbeitsbereiche in den Fig. 3 und 4 sind mit einem unterbrochenen Kreis dargestellt.

Claims

atenta n spruch I

Zündsystem für Brennkraftmaschinen mit einer Gleichstromquelle,; einem Unterbrecher und einer Zündspule mit in der Höhe regelbarem-Spulenstrom und mit einem thermischen Schutz der Bauelemente gegen erhöhte Umgebungstemperaturen sowie mit mindestens einem Halbleiter-Schaltelement und verschiedenen Widerständen mit mindestens einer Z-Diode, wobei der Kollektor eines Endstufen-Transistors über die Primärwicklung der Zündspule mit dem einen Pol und der Emitter des Endstufen-Transistors mit dem anderen Pol der Gleichstromquelle verbunden ist, während die Basis einmal über den Kollektor eines Vorstufen-Transistors und: zum anderen über mindestens ein weiteres Bauelement mit den Polen der Gleichstromquelle verbunden istund daß der mit dem Motor synchron gesteuerte Unterbrecher die Transistoren in den leitenden oder sperrenden Zustand umschaltet, wobei beim Öffnen des Unterbrechers und somit des Ladestromes die durch die Primärwicklung gespeicherte Energie in der Sekundärwicklung eine zur Zündung ausreichende Zündspannung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbindungspunkt (B) der Basis des Endstufen-Transistors (9) und dem einen Pol (12) der Gleichspannungsquelle ein Spannungsteiler bestehend aus einem veränderbarem Widerstand (5) und einem Festwiderstand (4) sowie ein Vorstufen-Transistor (3) angeordnet ist, wobei dessen Kollektor mit dem Festwiderstand (4) und dessen Emitter mit dem einen Pol (12) der Gleichspannungsquelle verbunden ist, während die Basis über einen Vorwiderstand (2) am Unterbrecher (1) liegt, und daß parallel zu einem Steuertransistor (8) und zum veränderbaren Widerstand (5) ein mit einer Z-Diode (7) in Reihe liegender Widerstand (6) angeordnet ist, der mit seinem einen Ende im Punkt (A) an die Verbindungsleitung des Spannungsteilers (4,5) und mit seinem anderen Ende an die Kathode der Z-Diode (7) angeschlossen ist, während die Anode der Z-Diode (7) an der Basis des Steuertransistors (8) liegt.

L e e r s e i t e