DE2547056C2 - Schaltungsanordnung für induktive Impulsgeber, insbesondere für Zündeinrichtungen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Zündeinrichtungen von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruches.

Bei derartigen Schaltungsanordnungen ist es erforderlich, daß der Impulsgeber auch bei Leerlauf der Brennkraftmaschine eine Steuerspannung abgibt, die zur Ansteuerung des Schaltelementes und somit zur Auslösung des Zündvorganges ausreicht.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung wird der induktive Impulsgeber über eine Diodenstrecke an die Steuerstrecke eines Thyristors angeschlossen, der im Entladestromkreis eines Zündkondensators angeordnet ist (OS 17 63 306). Zum Zündzeitpunkt wird der Thyristor durch den Impulsgeber in den stromleitenden Zustand umgesteuert, so daß sich der zuvor aufgeladene Zündkondensator nunmehr über die Primärwicklung einer Zündspule und über die Schaltstrecke des Thyristors schlagartig entladen kann. Der dabei in der Sekundärwicklung der Zündspule induzierte I !ochspannungsimpuls wird zur F^:.r/eiigung eines Zündfunkens einer Zündkerze zugeführt.

Bei dieser Schaltungsanordnung ist es nachteilig, daß die Umschaltung des Thyristors erst dann erfolgen kann, wenn die Steuerspannung des Impulsgebers mit ca. 1,6 V die Schwellspannung der Diode und die des Thyristors übersteigt, da zur Erzeugung dieser Spannung eine relativ hohe Drehzahl erforderlich ist. Diese sogenannte Einschaltdrehzahl der Zündanlage erhöht sich noch, wenn beispielsweise zur Erzielung einer Sprunjverstellung des Zündzeitpunktes der Impulsgeber über eine Gleichrichter-Brückenschaltung an den Steuerkreis des Schaltelementes angeschlossen ist und bzw. oder wenn der Impulsgeber an der Polradnabe eines Magnetgenerators angeordnet ist und mit entsprechend geringer Umfangsgeschwindigkeit des Magnetsystems arbeitet

Aus der DE-OS 25 11 398 ist ein Oszillator bekannt, der ein transistorisierter Sperrwandler mit einem einzigen Schalttransistor isi. Die Sekundärwicklung des Sperrwandlers ist mit einem Kondensator und einer Diode in einer Aufladestrecke verbunden und ist Teil der Entladestrecke des Kondensators. Das Laden und Entladen des Kondensators wird durch einen Schalter gesteuert Ein Spannungsteiler, bestehend aus einem ohmschen Widerstand und einer Diode, liegt an den beiden Polen der Speisespannung. Die Diode spannt den Schalttransistor vor, wodurch der Oszillator auch mit einer sich stark ändernden bzw. mit einer niedrigen Speisespannung arbeiten kann.

Abgesehen davon, daß mit derartigen Schaltungen die Einschaltdrehzahl einer Brennkraftmaschine nicht beeinflußt bzw. gesenkt werden kann, ist diese für die Zündung von Feuerzeugen vorgesehene Schaltung schon wegen der erforderlichen hohen Zündfolge für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Schaltungsmaßnahmen die Einschaltdrehzahl einer Schaltungsanordnung bei unverändertem induktiven Geber drastisch herabzusetzen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Anschluß des Impulsgebers am Abgriff eines mit der Energiequelle verbundenen Spannungsteilers angeschlossen ist, der aus einem Widerstand und einer kathodenseitig auf das Bezugspotential des Schaltelementes liegenden Diodenstrecke besteht, während der andere Geberanschluß mit einer Steuerelektrode des Steuerkreises verbunden ist.

Im Falle einer Kondensator-Zündanlage wird als Schaltelement im Entladestromkreis des Zündkondensators ein Thyristo/ verwendet, dessen Kathode ebenso wie die Kathode der Diodenstrecke des genannten Spannungsteilers auf Masse liegt und das Bezugspotential bildet, und dessen Steuerelektrode unmittelbar mit einem Geberanschluß verbunden ist.

Bei einer Spulenzündanlage wird dagegen als elektronisches Schaltelement ein Transistor verwendet, dessen Steuerstrecke zum Zündzeitpunkt durch einen Steuertransistor überbrückt und der damit in den Sperrzustand umgeschaltet wird. In diesem Fall wird in Weiterbildung der Erfindung die Basis des Steuertransistors mit einem Geberanschluß verbunden und der das Bezugspotential bildende Emitter des Steuertransistors wird ebenso wie die Anode der im Spannungsteiler liegenden Diodenstrecke auf Masse gelegt.

F.inzelheiten der Erfindung sind in zwei in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend näher beschriebenen Ausfi'ihrungsbeispielen enthalten. Es zeigt

F i g. I eine Kondensator-Zündanlage die von einem Magnetgenerator versorgt und von einem induktiven Impulsgeber gesteuert wird und

F i g. 2 eine Spulenzündanlage, die von einer Akkumulatorbatterie versorgt wird und dessen Steuerspannung ein induktiver Impulsgeber erzeugt.

In Fi g. 1 ist das Schaltbild einer Kondensator-Zündanlage für eine Einzylinder-Brennkraftmaschine dargestellt, die von einem Magnetgenerator 10 versorgt wird. Er besteht aus einem umlaufenden Polrad 11 mit mehreren Dauermagneten 12 und aus einem Ladeanker 13 mit einer auf einem Eisenkern angeordneten Ladewicklung 14. An die Ladewicklung 14 ist über eine Ladediode 15 ein Zündkondensator 16 angeschlossen. Parallel zum Zündkondensator liegt im sogenannten Entladestromkreis die Primärwicklung 17a eines Zündtransformators 17 und in Reihe dazu ein Thyristor 18, der das elektronische Schaltelement zur Auslösung der Zündung bildet Die Sekundärwicklung 176 des Zündtransformators 17 versorgt eine Zündkerze 19. Die das Bezugspotential des Thyristors 18 bildende Kathode ist ebenso wie ein Anschluß des Zündkondensators 16 und ein Anschluß der Ladewicklung 14 auf Masse gelegt. Die Ansteuerung des Thyristors 18 erfoigt mit einem induktiven Impulsgeber 20, dessen Geberwicklung 21 von einem mit dem Polrad 11 umlaufenden Kraftlinienleitstück 22 beeinflußt wird. Der eine Anschluß des Impulsgebers 20 ist an einem Abgriff 23 eines mit dem Pluspotential des Zündkondensators 16 verbundenen Spannungsteilers angeschlossen, der aus einem Widerstand 24 und einer kathodenseitig auf Masse liegenden Diode 25 besteht Der andere Geberanschluß ist unmittelbar mit der Steuerelektrode 18a des Thyristors 18 verbunden.

Die Wirkungsweise dieser in F i g. 1 gezeigten Zündanlage ist derart, daß beim Andrehen der Brennkraftmaschine das Polrad 11 gedreht und dadurch in der Ladewicklung 14 eine Wechselspannung induziert wird. Die negativen Halbwellen dieser Wechselspannung werden von der Ladediode 15 gesperrt. Die positiven Halb wellen gelangen über die Ladediode 15 in den Zündkondensator 16. Je nach Auslegung der Zündanlage wird der Zündkondensator 16 durch eine oder durch zwei oder mehrere positive Ladehalbwellen aufgeladen. Zum Zündzeitpunkt erzeugt de.' Impulsgeber 20 einen positiven Steuerimpuls, der auf die Steuerelektrode 18a des Thyristors 18 gelangt und diesen in den stromleitenden Zustand umschaltet. Der Zündkondensator 16 wird dadurch schlagartig über die Primärwicklung 17a des Zündtransformators 17 und über die Schaltstrecke des Thyristors 18 entladen. Die dadurch in der Primärwicklung 17a auftretende starke Stromänderung bewirkt die Erzeugung eines Hoch-Spannungsimpulses in der Sekundärwicklung 176, der an der Zündkerze 19 einen Zündfunken zur Folge hat. Die Brennkraftmaschine läuft nun selbsttätig weiter und der Lade- bzw. Entladevorgang wiederholt sich am Zündkondensator 16 mit jeder Umdrehung des Polrades 11.

Um die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine möglichst niedrig und den Aufwand für den Impulsgeber 20 möglichst gering zu halten, soll bereits beim Auftreten einer Steuerspannung, die kleiner ist als die ca. 1 V betragende Schwellspannung des Thyristors, diesen umsteuern. Dies wird mit dem aus dem Widerstand 24 und der Diode 25 gebildeten Spannungsteiler erzielt, der an das Pluspotential einer Energiequelle — hier des Zünctkondensators — angeschlossen ist, und dessen Abgriff 23 mit dem einen Anschluß des Impulsgebers 20 verbunden ist. Durch diese Maßnahme wird das Potential an der Steuerstrecke des Thyristors

18 bereits auf die Schwellspannung der Diode 25 angehoben, bevor der Impulsgeber 20 eine Spannung erzeugt Im vorliegenden Beispiel beträgt die Schwellspannung der Diode 25 0,6 V, so daß die Zündung bereits bei einer Steuerspannung des Impulsgebers 20 von 0,4 V erfolgt

Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Einschaltdrehzahl von 250 U/min, bei direktem Geberanschluß auf 80 U/min, bei erfindungsgemäßer Schaltungsanordnung herabzusetzen; wobei das Leitstück 22 auf einem Durchmesser von 50 mm angeordnet ist

In F i g. 2 ist eine Spulen-Zündanlage für eine Brennkraftmaschine dargestellt, bei der die Zündenergie einer Akkumulatorbatterie 30 entnommen ist Der Energiespeicher dieser Zündanlage wird durch eine Zündspule 31 gebildet, deren Primärwicklung 31a mit der Schaltstrecke eines Darlington-Transistors 32 in Reihe geschaltet an die Batterie 30 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 316 der Zündspule 31 ist auch hier mit einer Zündkerze 33 verh -..lden. Parallel zur Basis-Koileklor-Strecke des Darling tor-Transistors 32 liegt ein Widerstand 35 und parallel zur Basis-Emitter-Strecke liegt die Schaltstrecke eines Steuertransistors 34. Die Basis des Steuertransistors 34 liegt über einen Widerstand 37 auf Masse und über einen weiteren Widerstand 38 an einem Anschluß der Primärwicklung 31a. Die Steuerung der Zündanlage erfolgt auch hier durch einen induktiven Impulsgeber 39. Dieser Impulsgeber 39 ist über eine Gleichrichter-Srückenschaltung 40 mit der Steuerstrecke des Steuertransistors 34 verbunden. Zwischen dem Impulsgeber und der Gleichrichter-Brücke ist eine Z-Diode 41 zur drehzahlabhängigen Verstellung des Zündzeitpunktes angeordnet. Der Plus-Ausgang der Gleichrichter-Brücke 40 ist hier mit dem Basisanschluß 34a des Steuertransistors 34 verbunden, während der Minus-Ausgang an dem Abgriff 42 eines Spannungsteilers liegt, der aus dem Widerstand 43 und zwei in Reihe geschalteten Dioden 44 gebildet ist und der unmittelbar von der Akkumulator-Batterie 30 versorgt wird.

Die Wirkungsweise dieser Zündanlage ist derart, daß der Darlington-Transistor 32 durch die Spannung der Akkumulator-Batterie 30 über den Widersland 35 in den stromleitenden Zustand gesteuert wird. Der in der Primärwicklung 31a fließende Strom baut nier ein starkes Magnetfeld auf. Zum Zündzeitpunkt erzeugt der Impulsgeber 39 einen Spannungsimpuls, der über die Gleichrichter-Brücke 40 auf die Basis des Steuertransistors 34 gelangt und diesen in den stromleitenden Zustand umschaltet. Dadurch wird die Steuerstrecke des Darlington-Transistors kurzgeschlossen. Der Darlington-Transistor 32 speTt und unterbricht damit den Prir^.ärstrom der Zündspule 31. Das Magnetfeld bricht nun schlagartig zusammen und erzeugt dabei in der Sekundärwicklur.j 316 einen Hochspannungsimpuls, der an der Zündkerze 33 einen Zündfunken zur Folge hai. Der gleichzeitig in der Primärwicklung 31a erzeugte Spannungsimpt'ls gelangt über die Widerstände 37 und 38 in abgeschwächter Form auch auf die Basis des Steuertraiisistors 34 und sorgt dafür, daß dieser während des Zündvorganges stromleitend bleibt.

Die Einschaltdrehzahl der Zündanlage wird hie durch mehrere im Steuerstromkreis liegende Diodenstrecken bestimmt. Um eine möglichst niedere Einschaltdrehzahl zu erreichen, sind in dem Spannungsteiler zwei Dioden 44 vorgesehen, an denen eine Spannung von insgesamt 1,2 V abfällt, so daß der Abgriff 42 des Spannungsteilers gegenüber dem am Emitter des

Steuertransistors 34 liegenden Bezugspotential um diesen Betrag angehoben ist. Der Impulsgeber 39 kann daher den Steuertransistor 34 bereits dann ansteuern, wenn seine Spannung die Schwellspannung der ZDiode 41 und die der Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors 34 erreicht. Durch diese Maßnahme läßt sich die Einschaltdrehzahl einer Brennkraftmaschine von 450 U/ min. bei direktem Anschluß der Gleichrichter-Brücke 40 an die Steuerstrecke des Transistors 34 auf 120 U/min, und weniger herabsetzen.

Die ZDiode 41 dient zur Zündzeitpunktverstellung.

indem sie im unteren Drehzahlbercich eine erste positive Halbwelle des Impulsgebers 39 sperrt, dagegen die nachfolgende negative Halbwelle durchläßt, welche über die Gleichrichter-Brücke 40 den Steuertransistor 34 umsteuert. Bei einer bestimmten Drehzahl überschreitet jedoch die positive Halbwelle des Impulsgebers 39 mit ihren Scheitelwert die Z-Spannung der Diode 41 und gelangt ebenfalls über die Gleichrichter-Brücke 40 auf die Steuerstrecke des Transistors 34. Der Zündzeitpunkt wird daher im oberen Drehzahlbereich mit einem Sprung in Richtung Frühzündung verstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Zündeinrichtungen von Brennkraftmaschinen mit einer Energiequelle und einem damit verbundenen Energiespeicher, der mit Hilfe eines elektronischen Schaltelements zum Zündzeitpunkt die in ihm zuvor gespeicherte Zündenergie an eine Zündkerze abgibt, wobei zur Ansteuerung des Schaltelementes ein die Steuerspannung erzeugender induktiver Impulsgeber mit dem Steuerkreis des Schaltelementes verbunden ist, der ein umlaufendes, von der Brennkraftmaschine angetriebenes, magnetisch wirksames Teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß des Impulsgebers (20, 39) am Abgriff (23, 42) eines mit der Energiequelle (10, !6,30) verbundenen Spannungsteilers angeschlossen ist, der aus einem Widerstand (24,43) und einer kathodenseitig auf das Bezugspotential des Schaltelementes (18, 32, 34) liegenden Diodenstrecke (25, 44) besteht, während der andere Geberanschluß mit einer Steuerelektrode (18a,34a,)des Steuerkreises verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Schaltelement ein Thyristor (18) ist, mit dessen Steuerelektrode (18a,; der eine Anschluß ues Impulsgebers (20) verbunden ist.

3.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenstrecke des Spannungsteilers aus mindestens einer Diode (25) besteht

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sch-Jtelement ein Transistor (32) ist, dessen Basisanschluß über einen Steuertransistor (34) mit ei em Anschluß des Impulsgebers (39) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (39) mit dem Eingang eines Zweiweg-Gleichrichters (40) verbunden ist, dessen einer Gleichstromausgang (42) am Spannungsteiler (43, 44) und dessen anderer Gleichstromausgang an die Steuerelektrode (34a^des Steuerstromkreises angeschlossen ist.