DE2533083C2

DE2533083C2 - Zündanlage für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2533083C2
Application number: DE19752533083
Authority: DE
Inventors: Herman 7141 Schwieberdingen Roozenbeek; Walter 7254 Münchingen Ruf; Diedrich 7000 Stuttgart Steinberg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-07-24
Filing date: 1975-07-24
Publication date: 1986-01-09
Also published as: JPS5218544A; DE2533083A1

Description

Stromquelle 1 in Sperrichtung beanspruchten Zenerdiode 9 in ihrem Nebenschluß aufweist, wird durch die Emitter-KoHektor-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 Widerständen 12,13 im Nebenschluß aufweisen and der Emitter des Vortransistors 11 mit der Basis des Transistors 10 verbunden ist

Von dem zwischen Primärwicklung 5 und Zündschaltstrecke 7 liegenden Leitungsabschnitt führt eine Verbindung zunächst über die Sekundärwicklung 14 der Zündspule 6 und danach über eine Zündkerze 15 zur Masseleitung 4. Selbstverständlich kann die Sekundärwicklung 14 mittels eines nicht dargestellten Zündverteilers auch in einer vorbestimmten Reihenfolge an mehrere Zündkerzen anschließbar sein.

Von der Versorgungsleitung 3 führt eine weitere Verbindung zunächst über einen Widerstand 16 und danach über die Parallelschaltung eines Kondensator 17 und einer von der Stromquelle 1 in Sperrichtung beanspruchten Zenerdiode 18 zur Masseleitung 4. Zwischen Widerstand 16 einerseits und Kondensator 17 sowie Zenerdicde 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 schließlich über eine Geberwicklung 22 zur Masseleitung 4 führt

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 während des Betriebes wenigstens annähernd sinusförmige Wechselspannungssignale zur Verfügung gestellt, von denen die negative Halbwelle in Richtung des Pfeiles U1 und die positive Halbwelle in Richtung des Pfeiles i/2 wirken soll.

Ein zwischen Widerstand 20 und Diode 21 liegender Schaltungspunkt 24 ist an die Anoae 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 8 und eines zur Ableitung von Störimpulsen dienenden Kondensators 29 mit der Masseleitung 4 in Verbindung steht.

Der Schwellwertschalter 27 weist einen (npn-) Eingangstransistor 30 und einen (npn-) Ausgangstransistor 31 auf. Oicsc beiden Transistoren 30,31 sind mit ihrem limitier über einen gemeinsamen Widerstand 32 an die M;isselcil!ing 4 und mit ihrem Kollektor je über einen vnu /m-i Widerstanden 33, 34 an den Schaltungspunkt IS angeschlossen. Außerdem steht die Basis des Ausgangs! funsistors 31 über einen Widerstand 35 mit dem Kollektor des Eingangstransistors 30 und über einen weiteren Widerstand 36 mit der Masseleitung 4 in Verbindung.

Der Ausgang 3? des Schwellwertschalter 27 ist an ein durch wenigstens einen Kondensator 39 gebildetes Speicherglied 40 angeschlossen, das am anderen Anschluß mit der Basis eines (npn-) Steuertransistors 41 hat. Der Kollektorwiderstand 34 ist gleichzeitig Ladewiderstand für den das Speicherglied 40 bildenden Kondensator 39.

Der mit seinem Emitter an der Masseleitung 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-) Zwischentransistors 45, der mit seinem Emitter an die Versorgungsleitung 3 angeschlossen ist und zum Schutz gegen Störimpulse einen Kondensator 45 im Nebenschluß seiner Basis-Emitter-Strekke aufweist Der Kollektor des Zwischentransistors 45 ist über einen Widerstand 47 mit der Basis des Vortransistors 11 verbunden.

Der Steuertransistor 41 ist an seiner Basis noch über einen zum Schutz gegen Störimpulse dienenden Kondensator 48 mit der Masseleitung 4, über einen Entladewiderstand 49 für den das Speicherglied 40 bildenden Kondensator 39 mit dem Schaltungspunkt 19 und un-

mittelbar mit dem Kollektor eine; (npn-) Überwachungstransistors 50 verbunden, der mit seinem Emitter an der Masseleitung 4 liegt Außerdem ist ein Überwachungskondensator 5t vorgesehen, der in seiner ladestromzuführenden Anschlußverbindung einen Vorschaltwiflerstand 52 enthält Dabei ist der dem Überwachungskondensator 51 abgewandte Anschluß des Vorschaltwiderstandes 52 an den Ausgang 37 des Schwellwertschalters 27 angeschlossen. Der dem Vorschaltwiderstand 52 zugewandte Anschluß des Überwachungs-

kondensators 51 steht mit der Basis des Überwachungstransistors 50 in Verbindung und zwar über die Serienschaltung eines Bemessungswiderstandes 53 und einer Zenerdiode 54, die von dem Entladestrom des Überwachungskondensators 51 in Sperrichtung beansprucht

wird. Schließlich ist die Basis des Überwachungstransistors 50 noch über einen weiteren Bemessungswiderstand 55 an die Masseleitung 4 angeschlossen. Mit Hilfe einer Diode 56 kann das Potential am Emitter des Steuertransistors 41 angehoben und dadurch das Sperren seiner Emitter-Kollektor-Strecke einwandfrei realisiert wer Jen.

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 £72 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 scvi» 4 geführt wird und die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 30 in den stromdurchlassenden Schaltzustand r.euert, während sich abhängig davon die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 31 in dem ctromsperrenden Schaltzustand befindet. Demzufolge fließt über die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors 41 ebenfalls ein Steuerstrom, der über die Schaltungselemente 2,3,16,49 sowie 4 verläuft und die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 41 in den stromdurchlassenden Schaltzustand steuert. Dabei verzweigt sich ein Teilstrom über den Widerstand 34 und den das Speicherglied 40 bildenden Kondensator

39, so daß sich diestr Kondensator 39 auf einen bestimmten Energiebetrag auflädt.

Wenn sich die Emitter-KoHektor-Strecke des Steuertransistors 41 in dem stromdurchlassenden Schaltzu-

stand befindet, wird auch über die Basis-Emitter-Strekke des Zwischentransistors 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 Zündschaltstrecke 7 bildende Emitter-Kollektor-Strekke 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.

Tritt nun in der Geberwicklung 22 des Signalgebers 23 die in Richtung des Pfeiles U1 wirkende negative Spannungshalbwelle auf, so wandert das Potential am is 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 über den Widerstand 49, 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 r!uch die Emitter-Kollektor-Strecke des Zwischentransistors 45, die Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors 11 und die die Zündschaltstrecke 7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors IO in den stromsperrenden Schaltzustand über. Durch die dabei stattfindende Unterbrechung des über die Primärwicklung 5 geführten Stromflusses wird in der Sekundärwicklung 14 ein Hocnsparinuiigssiöß und damit an der Zündkerze 15 ein Zündfunke erzeugt.

Nach einer bestimmten Zeitspanne ist die Entladung des das Speicherglied 40 bildenden Kondensators 39 soweit fortgeschritten, daß am Steuertransistor 41 infolge des an der Basis wieder in positiver Richtung ansteigenden Potentials die Emitter-Kollektor-Strecke erneut in den stromdurchlassenden Schaltzustand gesteuert wird. Dadurch gelangt auch wieder 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 stromdurchlassenden Schaltzustand. Der Stromfluß durch die Primärwicklung 5 und somit die Energiespeicherung in der Zündspule 6 kann bereits wieder beginnen, noch bevor der Signalgeber 23 mit seiner abklingenden negativen Spannungshalbwelle den Schwellwertschalter 27 umgesteuert hat, daß heißt bevor die Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangstransistors 30 leitend und die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 31 nichtleitend geworden ist Findet dann diese Umsteuerung statt so wird der das Speicherglied 40 bildende Kondensator 39 wieder über den aufgeladen, so daß der soeben beschriebene Funktionsablauf erneut beginnen kann. Daraus erkennt man leicht daß die jeweils durch diese Aufladung gespeicherte Energie mit wachsender Drehzahl der Brennkraftmaschine abnimmt

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine wird auch der Überwachungskondensator 51 über die Schaltungselemente 2, 3, 16, 34 52 sowie 4 aufgeladen und über die Schaltungselemente 52,31,32 sowie 4 entladen.

Für den Fall, daß die Brennkraftmaschine nicht anläuft bzw. zum Stillstand kommt, der Betriebsschalter 2 geschlossen ist, die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 31 sich im nichtleitenden Zustand befindet und somit infolge der leitenden Zündschaltstrekke 7 Strom in der Primärwicklung 5 der Zündspule 6 fließen kann, erfolgt eine so hohe Aufladung des Überwachungskondensators 51, daß die Schwellspannung der Zenerdiode 54 überschritten wird. Es setzt dann ein Steuerstromfluß über den Bemessungswiderstand 53 sowie die Basis-Emitter-Strecke des Überwachungstransistors 50 ein, wodurch dessen Emitier Kollcktorstrecke in den leitenden Zustand gelangt Dadurch wird die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors 41 kurzgeschlossen, was zur Folge hat. daß die F.niiiicr-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 41. des Zwischenlransistors 45, des Vortransistors 11 und des Transistors 10 nichtleitend und somit ein Stromfluß über die Primärwicklung 5 der Zündspule 6 unterbunden wird.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 dadurch, daß der Vorschaltwiderstand 52 an seinem dem Überwachungskondensator 51 abgewandten Anschluß an dem Schaltungspunkt 19 und an seinem dem Überwachungskondensator 51 zugewandten Anschluß über eine von Entladestrom des Überwachungskondensators 51 in Durchlaßrichtung beanspruchte Diode 57 am Ausgang 37 des Schweiiwertschalters 37 liegt. Der Überwachungskondensator 51 wird dann über die Schaltungselemente 2,3, 16, 52 sowie 4 aufgeladen und über die Schaltungselemente 56, 31, 32 sowie 4 entladen. Es ist hier zwar die zusätzliche Diode 57 vorhanden, was jedoch den Vorteil bringt daß die Aufladung des Überwachungskondensators 51 unabhängig von der Aufladung des das Speicherglied 40 bildenden Kondensators 39 erfolgt und daß der Vorschaltwiderstand 52 nicht durch den Entladestrom des Überwachungskondcnsators 5i belastet wird und daher seine temperaturabhängige Wertänderung geringer ist Ansonsten geschieht die Überwachung in gleicher Weise wie in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig.2 dadurch, daß auf die Diode 56 verzichtet ist und daß ferner der Überwachungstransistor 50 mit seiner Emitter-Kollektor-Strekke zwischen dem Widerstand 49 und der Basis des Steuertransistors 41 angeordnet, das heißt, zur Basis-Emitter-Strecke dieses Transistors 41 in Serie geschaltet ist und mit seiner Basis unmittelbar an dem dem Vorschaltwiderstand 52 zugewandten Anschluß des Üherwachungskondensators 51 liegt Für den Fall, daß hier die Brennkraftmaschine nicht anläuft bzw. zum Stillstand kommt der Betriebsschalter 2 geschlossen ist die Emitter-KolIektor-Strecke des Ausgangstransistors 31 sich im nichtleitenden Zustand befindet und somit infolge der leitenden Zündschaltstrecke 7 Strom über die Primärwicklung 5 fließen kann, erfolgt eine so hohe Aufladung des Übeiwachungskondensators 51, daß die Vorspannung an der Basis des Überwachungstransistors 50 nicht mehr ausreicht dessen Emitter-Kollektor-Strecke in dem leitenden Zustand zu halten. Es wird dann ebenfalls die Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 41, des Zwischentransistors 45, des Vortransistors 11 und des Transistors 10 nichtleitend und somit ein Stromfluß über die Primärwicklung 5 unterbunden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

ι ²

(52) zugewandte Anschluß des Überwaelumgskoiidensaiors (51) über eine von seinem Entladestrom in

Patentansprüche. Durchlaßrichtung beanspruchte Diode (57) mit dem

ι Zündanlaee für Brennkraftmaschinen mit einem Schwellwertschalter (27) verbunden ist

konSosenKaigeber, mit einem daran ange- 5 8. Zündanlage nach Anspruch, 1. 3. 4 und 7. da

kontaKtiosen ^"S™"· . Tri fee durch gekennzeichnet, daß der Uberwachungsiran-

^^^ f) i i EiKkSk i

^^^^^ sistor fsO) mit seiner Emitter-Kouektor-Strecke i„

^SmSSSt Zündspule liegenden elektro- Serie zur Basis-EmUter-Strecke des Steuertrans,-

S nischen Zündschaltstrecke, die im Zündzeitpunkt stors (41) hegt

% den aus einer Gleichstromquelle zugeführten Strom io 9. Zündanlage nach Anspruch 1.3 4 und 6 oder 1.

ff unterbricht, mit einem Steuertransistor, der durch 3,4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der I Iberwa-

*- den nichtleitenden Zustand seiner Emitter-Kollek- chungstransistor (50) mit seiner Emitter Kollektor

S tor-Strecke die elektronische Zündschaltstrecke in Strecke im Nebenschluß zur Basis-Kmilier Strecke

1 den Sperrzustand bringt und dessen Verhältnis von des Steuertransistors (4 \) liegt. R Leitdauer zu Sperrdauer sich mit wachsender Dreh- 15

3 zahl der Brennkraftmaschine vergrößert und mit ei-

'φ nem Speicherglied, dessen jeweils vor einem Zünd-

ä; Vorgang gespeicherte Energie mit wachsender

?? Drehzahl der Brennkraftmaschine abnimmt, wobei Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage ge-

[| die Basis φβ Steuerrransistors über das Speicher- 20 maß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

% glied unmittelbar mit dem Schwellwertschalter Ver- Bei der Zündanlage nach dem Hauptpatent kann es

% bindung hat und die Entladung des Speichergliedes vorkommen, daß bei stillstehender Brennkraftmaschine

ft über den Schwellwertschalter verläuft, nach Patent und noch eingeschalteter Stromversorgung die Zünd-

% 22 44 781, dadurch gekennzeichnet, daß schaltstrecke Stromdurchlaßzustand aufweist Das kann

r! ein aus der Gleichstromquelle (1) aufladbarer sowie 25 zu einem anhaltenden Stromfluß in der Primärwicklung

Ü über den SchwellwertschgHer (27) entladbarer der Zündspule führen, wodurch sie stark erwärmt und

ji; Überwachungskondensatcr (51) vorgesehen ist und schließlich zerstört werden kann.

i| ein den Steuertransistor (41) beeinflussender Über- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einer Zündan-

j| wachungstransistor (50) in Abhängigkeit von dem lage nach dem Hauptpatent die vorerwähnte Unzuläng-

% Ladezustand des Überwachungskondensators (51) 30 lichkeit auf möglichst einfache Weise zu vermeiden.

"f! für die Unterbrechung eines bei stillstehender Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anwen-

:.: Brennkraftmaschine £ber die Primärwicklung (5) der dung der im kennzeichnenden Teil des Anspruches!

~.\ Zündspule (6) geführten Stromes sorgt genannten Maßnahmen gelöst.

,- 2. Zündanlage nach Ar.sprur^ 1, dadurch gekenn- Es sind zwar (nach der DE-OS 20 47 586 und nach der

j. zeichnet, daß der nach Art eines Schmitt-Triggers 35 DE-OS 24 54 505) auch schon zum Teil in Richtung der

ifs ausgebildete Schwellwertschalter (27) mit einem Erfindung liegende Zündanlagen bekannt, bei denen ein

;;-; Eingangstransistor (30) sowie einem Ausgangstran- aus der Gleichstromquelle aufladbarer Überwachungs-

I: sistor 31) versehen ist, wobei die Emitter-Kollektor- kondensator vorgesehen ist und ein den Steuertransi-

:;t Strecke des Ausgangstransistors (31) im Entlade- stör beeinflussender Überwachungstransistor in Abhän-

zweig des Überwachungskondensators (51) liegt und 40 gigkeit von dem Ladezustand des Überwachungskon-

j, sich im stromsperrenden Zustand befindet, wenn densators für die Unterbrechung eines bei stillstehender

·';■ Strom über die Primärwicklung (5) der Zündspule (S) Brennkraftmaschine über die Primärwicklung der

?·/■ geführt wird. Zündspule geführten Stromes sorgt, bei denen aber

£? 3. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- nicht der Überwachungskondensator über einen

ty zeichnet, daß in an sich bekannter Weise die lade- 45 Schwellwertschalter entladbar ist Es sind dort zu die-

;| stromzuführende Anschlußverbindung des Überwa- sem Zweck zusätzliche Mittel, nämlich ein Widerstand

[| chungskondensators (51) einen Vorschaltwiderstand bzw. eine Transistorstufe, vorgesehen.

'.;] (52) enthält Die Erfindung veiter ausbildende Einzelheiten wer-

• 5 4. Zündanlage nach Anspruch 1 und 3, dadurch den anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh-

A gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der 50 rungsbeispiele näher erläutert und beschrieben. Es zeigt

dem Vorschaltwiderstand (52) zugewandte An- Fig. 1 die Schaltungsanordnung einer Zündanlage

- ■ Schluß des Überwachungskondensators (51) mit der nach der Erfindung und

Steuerelektrode des Überwachungstransistors (50) F i g. 2 sowie die F i g. 3 gegenüber F i g. 1 geänderte

in Verbindung steht. Schaltungsanordnungen.

5. Zündanlage nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch 55 Die in Fig. 1 dargestellte Zündanlage, die für die gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines ebenfalls von dem dem Vorschaltwiderstand (52) zugewand- nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmt sein soll, ten Anschluß des Überwachungskondensators (51) wird aus einer Stromquelle 1 gespeist, die im Beispielszur Steuerelektrode des Überwachungstransistors fall die Batterie des Kraftfahrzeuges ist. An der Strom-.. (50) führende Verbindung eine Zenerdiode (54) ent- eo quelle 1 geht von dem Pluspol eine einen Betricbsschal- !, hält ter (Zündschalter) 2 enthaltende Versorgungsleitung 3 ?* 6. Zündanlage nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch und von dem Minuspol eine an Masse liegende Leitung ■ gekennzeichnet, daß der dem Überwachungskon- 4 aus. Von der Versorgungsleitung 3 geht eine Verbin- :.;. densator (51) zugewandte Anschluß des Vorschdlt- dung aus, die zunächst über die Primärwicklung 5 einer i,'.¹ Widerstandes (52) mit dem Schwellwertschalter (27) 65 Zündspule 6 und danach über eine Zündschaltstrecke 7 Γ verbunden ist. zur Masseleitung 4 führt. Die Zündschaltstrecke 7, die 7. Zündanlage nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch zum Schutz gegen Überbeanspruchung die Parallelgekennzeichnet, daß der dem Vorschaltwiderstand schaltung eines Kondensators 8 und einer von der