DE2547397A1

DE2547397A1 - Elektronisches zuendsystem fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2547397A1
Application number: DE19752547397
Authority: DE
Inventors: Guenter Graether; Friedrich Dipl Ing Rabus; Josef Dipl Ing Wahl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-10-23
Filing date: 1975-10-23
Publication date: 1977-05-05
Also published as: FR2328859B1; FR2328859A1; DE2547397C2

Description

R. 23 2 S '3.

29-9.1975 Mü/Hm

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 STUTTGART

Elektronisches Zündsystem für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Zündsystem für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung zur Auslösung der Zündung zu einem gewünschten Zeitpunkt und einer als Stromquelle dienenden Anordnung, mit der nach erfolgter Zündauslösung ein Strom wählbarer Größe und Dauer den Zündkerzen -zuführbar ist.

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Eine vollständige Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches innerhalb eines Zylinders erfordert eine ausreichende Funkendauer an der Zündkerze. Angestrebt wird deshalb ein für eine bestimmte Zeit stehender Lichtbogen und kein blitzartiger Funken. Dies hat den Vorteil, daß das Gemisch sicher verbrannt wird.

Bekannt ist eine Zündanlage mit zündimpulsauslösenden Mitteln und einer Einrichtung zur Stromnachführung, damit ein stehender Lichtbogen gebildet wird. Während die Zündauslösung mittels einer Kondensatorentladung erfolgt, liefert ein ebenfalls im Primärstromkreis der Zündspule liegendes Stromsteuerelement den anschließenden Haltestrom für den Lichtbogen.

Mit dieser bekannten Einrichtung läßt sich zwar der Funken zu einem stehenden Lichtbogen verlängern, sie hat sich jedoch als nicht zuverlässig im praktischen Betrieb' erwiesen. Mit der Entzündung des Gemisches nämlich erhöht sich schlagartig der Druck innerhalb des Zylinders und durch Turbulenz des Gemisches kann der Lichtbogen ausgeblasen und damit unterbrochen werden. Eine vollständige Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches ist dann nicht mehr sicher gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit der ein Bestehen des Lichtbogens während einer bestimmten Dauer gewährleistet ist und damit eine vollständige Verbrennung des Gemisches erfolgen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß eine Schaltungsanordnung zur Abgabe wiederholt auftretender Zündimpulse nach erfolgter Ζΰ^κ^μ3ΐ03^^ vorgesehen ist.

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Wird in einem Zündsystem eine derartige Einrichtung verwendet, so ist zwar die Gefahr des Ausblasens des Lichtbogens nicht beseitigt, mit den wiederkehrenden Zündimpulsen jedoch wird der Zündvorgang aufrechterhalten, indem der Lichtbogen jeweils neu gezündet werden kann während eines Arbeitstaktes.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Stromabgabe und zur Zündimpulserzeugung zwei unterschiedliche Transformatoren vorgesehen sind und Stromfluß und Impulsabgabe gemeinsam abhängig von aufbereiteten Unterbrecherimpulsen auslösbar sind. Grundgedanke ist hier ein konstanter Stromfluß durch den einen Transformator und eine Zündimpulserzeugung mit Hilfe des zweiten. Dem Stromfluß für den Lichtbogen soll daher ein .Funkenband überlagert werden.

Eine zweite Möglichkeit bildet der alternierende Betrieb der beiden Transformatoren für Zündimpulse und Zündstrom. In diesem Fall muß nur dafür Sorge getragen werden, daß der Zündimpuls erst dann zu Ende ist, wenn der Transformator für den Zündstrom in Betrieb ist.

Schließlich läßt sich der gewünschte Effekt einer wiederholten Zündauslösung mit Stromnachschiebung auch erzielen, wenn als Zündspule ein Transformator mit sekundärseitiger Mittelanzapfung verwendet wird und der Transformator sowohl als Durchflußwandler als auch als Sperrwandler betrieben werden kann. Dem Durchflußwandler fällt dann die Aufgabe zu, die Stromnachschiebung zu übernehmen; der Sperrwandler soll die Zündimpulse liefern.

Je ein Beispiel der drei genannten Möglichkeiten ist in der Zeichnung dargestellt und wird, im folgenden beschrieben und näher erläutert. Es zeigen:

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Pig. la ein prinzipielles Blockschaltbilds '

Pig. Ib ein dazugehöriges Impulsdiagramm,

Fig. 2a eine erste Ausführungsform des Zündsystems,

Pig. 2b ein zu Fig. 2a gehörendes Impulsdiagramm,

Fig. 3a eine zweite Ausführungsart des Zündsystems mit alternierendem Betrieb der zwei Transformatoren,

Fig. 3b ein Impulsdiagramm zur Einrichtung nach Fig. 3a und

Fig. 4 eine Ausführungsform mit Zündtransformator, der als Durchfluß- und Sperrwandler arbeitet.

Bei dem Zündsystem von Fig. la führt von einer Plusleitung 10 sowohl ein Spannungspfad 11 als auch ein Strompfad 12 zur Zündkerze 13. Im Spannungspfad 11 selbst liegt ein Schalter 15 mit nachfolgender Zündimpulserzeugerstufe 16, die z.B. durch eine spezielle Zündspule realisiert werden kann. Entsprechend liegt im Strompfad ein Schalter und eine Stromquelle 19· Im einfachsten Fall kommt ein Signal direkt vom Unterbrecher auf der Leitung 20 an, und dieses Signal betätigt den Schalter 18 und über die Frequenzerzeugerstufe 21 auch den Schalter 15 mit einer vorgegebenen Frequenz.

Fig. Ib verdeutlicht die Funktionsweise des Zündsystems von Fig; la. Demnach wird während des Auftretens eines Impulses vom Unterbrecher die Stromquelle 19 eingeschaltet sowie gleichzeitig die Prequenzerzeugerstufe 21 in

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Betrieb gesetzt. Ergebnis, ist ein von der Stromquelle 19 abhängiger Stromfluß mit überlagerten Stromspitzen., deren Frequenz dem Ausgangssignal der Frequenzerzeugerstufe 21 entspricht.

Eine Realisierungsmöglichkeit des prinzipiellen Blockschaltbildes von Fig. la zeigt Fig. 2a. Ein Unterbrecherkontakt 25 ist hier zwischen eine Plusleitung und einer Impulsaufbereitungsstufe 26 geschaltet, der ein Kondensator 27 noch vorangestellt ist. Der Impulsaufbereitungsstufe 26 folgt ein Knotenpunkt 28, von dem aus sowohl ein Oszillator 30 als auch eine Stromregelstufe 31 angesteuert wird. Während der Stromregelstufe 31 direkt ein Zündstromtransformator 32 nachgeschaltet ist, liegt zwischen Oszillator 30 und Zündspannungstransformator 33 ein elektronischer Schalter 34. Beide Transformatoren sind mit der Plusleitung 10 verbunden, und von ihren Ausgängen führt je eine Entko.pplungsdiode 35 über einen hier nicht dargestellten Zündverteiler·zur Zündkerze 13.

Die Wirkungsweise des Zündsystems von Fig. 2a läßt sich anhand Fig. 2b erklären. Mit Al ist das Ausgangssignal des Unterbrecherkontaktes bezeichnet, und da es Störungen enthalten kann, die z.B. durch Kontaktprellen entstehen, wird dieses Signal Al der Impulsaufbereitungsstufe 26 zugeführt. Sie kann eine monostabile Kippstufe enthalten, wodurch am Ausgang dann ein Signal veränderbarer Impulsbreite entsprechend A2 anliegt. Diesem Signal entspricht der Stromfluß durch den Zündstromtransformator 32 und während dieses Signals ist der Oszillator 32 in Betrieb. Der Zündspannungstransformator 33 liefert dann Impulse mit einer vom Oszillator 30 vorgegebenen Frequenz. - '

In Fig. 3a ist ein Zündsystem mit alternierender Erregung von Zündstrom- und Zündspannungstransformator dargestellt. Der Impulsaufbereitungsstufe 26 folgt hier direkt der Oszillator 30, d'essen Ausgängssignal nach Fig. 3b B2 sowohl

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einer Verzögerungsanordnung 40 als auch einem Inverter zugeführt wird. Als Verzögerungsstufe 40 kann im einfachsten Fall ein RC-Glied Verwendung finden und es ist nur deshalb vorzusehen, um erstens die Ansprechzeit des Inverters 4l aufzufangen und zweitens sicherzustellen, daß ein Strom nachgeschoben wird noch ehe der Zündfunke.". erloschen ist. Schaltungstechnisch folgt der Verzögerungseinrichtung 40 der elektronische Schalter 34 und der Zündspannungstransformator 33. Dem Inverter 4l folgt gegebenenfalls abweichend von Pig. 2a ebenfalls ein elektronischer Schalter 43 und der Zündstromtransformator 32.

Das Impulsdiagramm von Fig. 3b versteht sich von selbst, wenn die Markierungszeichen A2, B2 und B3 in Fig. 3a aufgesucht werden.

Fig. 4 zeigt den Betrieb des Zündsystems mit einem kombinierten Durchfluß- und Sperrwandler 50. Während die Zündauslösung und damit die Zündspannung mit dem Sperrwandler erzeugt werden soll, dient der Durchflußwandler der Stromnachschiebung. Je nach Dimensionierung von Durchfluß- und Sperrwandler und je nach Betriebsfrequenz ergibt sich die Höhe der Zündspannung sowie Höhe und Dauer des Nachschiebestromes. Zweckmäßig ist es, wenn dem Oszillator 30 nicht nur ein Schalter folgt, sondern eine Kombination aus Schalter und Stromsteuerstufe 51.

Durchfluß- und Sperrwandler sind .-in der Literatur ausreichend bekannt.und abgehandelt. Kennzeichnend für den Durchflußwandler ist es, daß er seine Energie während der Einschaltdauer des Primärstromes abgibt. Im Gegensatz dazu dient beim Sperrwandler die Einschaltphase nur dem Aufbau des Magnetfeldes und die Energie wird in der nachfolgenden Impulspause abgegeben¹. Um diese Wirkungsweisen möglichst klar zu erhalten, bedarf es einer Abstimmung von Konstruktion des Transformators und Frequenz der dem Transformator zugeführten Impulsspannung.

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Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es_s den Zündfunken als Lichtbogen für eine bestimmte Zeit aufrechtzuhalten und/oder für eine erneute Zündung zu sorgen, wenn der Lichtbogen ausgeblasen wird. Dabei ist nicht unbedingt erforderlich, daß der Strom als Konstantstrom vorliegt, sondern es muß nur eine Entzündungsmöglichkeit für das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder während eines bestimmten Zeitraumes gegeben sein.

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Claims

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Ansprüche

l.| Elektronisches Zündsystem für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung zum Auslösen der Zündung zu einem gewünschten Zeitpunkt und einer als Stromquelle dienenden Anordnung, mit der nach erfolgter Zündauslösung ein Strom wählbarer Größe und Dauer den Zündkerzen zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltungsanordnung (30, 3^> 51) zur Abgabe wiederholt auftretender Zündimpulse nach erfolgter Zündauslösung vorgesehen ist.
2. Elektronisches Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromabgabe und zur Zündimpulserzeugung zwei unterschiedliche Transformatoren (32, 33) vorgesehen sind.
3. Elektronisches Zündsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Zündauslösung ein konstanter Zündstrom vorgesehen ist.
k. Zündsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zündimpulsauslösung und Zündstromerzeugung alternierend einschaltbar sind. - '
5. Zündsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Stromquelle dienenden Anordnung (43_a 32) ein Inverter und der die Zündspannung liefernden Anordnung (3^, 33) eine

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Verzögerungseinrichtung (40) vorgeschaltet ist, und Inver ter (¹Il) und Verzögerungsanordnung (40) mit dem Ausgang eines Oszillators (30) verbunden sind.
6. Zündsystem nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß ein Zündtransformator (50) mit sekundärseitiger Mi'ttelansapfung vorgesehen ist, der Zündtransformator einen Durch fluß- und einen Sperrwandler bildet, und der Primärstrom in Frequenz und Amplitude steuerbar ist.

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