DE2549586A1

DE2549586A1 - Zuendeinrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2549586A1
Application number: DE19752549586
Authority: DE
Inventors: Werner Jundt; Herman Roozenbeek; Gerhard Dipl Ing Soehner; Peter Dipl Ing Werner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-11-05
Filing date: 1975-11-05
Publication date: 1977-05-18
Also published as: FR2330876A1; IT1068775B; AU1924176A; FR2330876B1; JPS5257442A; SE404070B; US4176645A; NL7612244A; SE7601944L; DE2549586C3; DE2549586B2; GB1568234A; BR7607363A; AU505870B2; SU880259A3; JPS5949424B2

Description

R.,29 5 9

30.10.1975 Li/Sm

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH. Stuttgart Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem elektronischen Unterbrecher, der mit der Primärwicklung einer Zündspule einer Serienschaltung bildet und während des eingeschalteten Zustandes eines Schwellwertschalters einen Stromfluß über die Primärwicklung bewirkt, dessen Dauer von einem Steuersignal abhängig ist, das durch einen dem Schwellwertschalter vorgeschalteten Signalgeber erzeugt wird und nach Ablauf eines Zeitabschnittes seinen Scheitelwert erreicht.

709820/0422

/ο ²^-

Durch Anwendung einer solchen Zündeinrichtung will man erreichen, daß auch bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine noch ein ausreichender Zündenergiebetrag zur Verfügung steht und bei niedriger Drehzahl nur solange Strom über die Primärwicklung geführt wird, wie das für einen wirkungsvollen Zündfunken notwendig ist.

Es ist (nach der DT-OS 1 539 178) bereits eine Zündeinrichtung der genannten Art bekannt, bei der der Stromfluß bzw. die Stromunterbrechung in der Primärwicklung durch den Signalgeber mit Hilfe einer Wechselspannung besonderer Kurvenform so gesteuert wird, daß mit steigender Drehzahl in der Zeitspanne zwischen zwei Zündvorgängen der Zeitanteil dieses Stromflusses "wächst, während der Zeitanteil dieser Stromunterbrechung -entsprechend abnimmt. Diese Zündeinrichtung erfordert jedoch zur Erzeugung dieser Wechselspannung einen Generator, bei dem die geometrische Form des Rotors empirisch zu ermitteln ist und in der Regel so ausfällt, daß die Serienherstellung in fertigungstechnischer Hinsicht ziemlichen Aufwand erfordert. Außerdem ist dort eine Konstanz der Dauer des Stromflusses in der Primärwicklung nicht erreichbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen und dabei die der bekannten Ausführung anhaftenden Unzulänglichkeiten zu vermeiden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Abhängigkeit von dem mittels des elektronischen Unterbrechers über die Primärwicklung der Zündspule geführten Stromfluß eine die Einsehaltschwelle des Schwellwertschalters verschiebende Regelspannung erzeugt wird und daß diese Schaltschwelle in Bezug auf das von dem Signalgeber zur Verfügung gestellte Steuersignal ihre Ausgangslage im Bereich des Nullwertes hat undybei zu großer Stromflußdauer in Richtung des Scheltelwertes, dagegen bei zu kleiner Stromflußdauer in entgegengesetzter Richtung verschoben wird.

../3 709820/0422

-η ^Λ -'

- η.

Bei der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung ist man nicht an eine Steuerwechselspannung besonderer Kurvenform gebunden und erreicht trotzdem eine konstante Dauer des Stromflusses in der Primärwicklung der Zündspule.

Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand eines bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles näher erläutert und beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 die schaltungsmäßige Darstellung einer erfindungsgemäßen Zündeinrichtung und

Fig. 2a bis

Fig. 2d Diagramme zur Erklärung der Arbeitsweise.

Die in Figur 1 dargestellte Zündeinrichtung ist für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine bestimmt, die zu einem ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeug gehören soll. Diese Zündeinrichtung wird aus einer Gleichstromquelle 1 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Stromquelle 1 geht von dem Pluspol eine einen Betriebs schalter 2 enthaltende positive Versorgungsleitung 3 und von dem Minuspol eine die Masseverbindung darstellende negative Versorgungsleitung 4 aus. Die positive Versorgungsleitung 3 führt über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6, dann über einen elektronischen Unterbrecher 7 und danach über einen Überwachungswiderstand 8 zur negativen Versorgungsleitung 4 ·

Der elektronische Unterbrecher 7 soll im bevorzugten Fall durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 7' gebildet sein. Das dein Transistor 7' zugewandte Wicklungsende der Primärwicklung 5 steht über die zur Zündspule 6 gehörende Sekundärwicklung 9 mit einer einseitig an der negativen Versorgungsleitung 4 liegenden Zündkerze 10 in Verbindung.

709820/0422

- R.

29 5

Selbstverständlich kann die Sekundärwicklung 9 auch mittels eines nicht dargestellten Zündverteilers in vorbestimmter Reihenfolge an mehrere Zündkerzen anschließbar sein.

Die positive Versorgungsleitung 3 verzweigt sich zu einer als Verpolungsschutz dienenden, von der Stromquelle 1 in Durchlaßrichtung beanspruchten Diode 11, um sich danach über zwei in Serie geschaltete Widerstände 12, 13 zu der negativen Versorgungsleitung 4 fortzusetzen. Zwischen diesen beiden Widerständen 12, 13 liegt ein Steuerschaltungspunkt 14, dessen Potential wenigstens nahezu die Hälfte der Spannung der Stromquelle 1 beträgt.

Die Zündeinrichtung enthält einen Schwellwertschalter 15, der im bevorzugten Fall durch einen Operationsverstärker 16 mit einem invertierenden Eingang 17, einem nichtinvertierenden Eingang 18 sowie einem zwischen dem nichtinvertierenden Eingang und seinem Steuerausgang 19 liegenden Mitkopplungswiderstand gebildet wird. Außerdem hat der Operationsverstärker 16 über eine Leitung 21 mit der Kathode der Diode 11 und über eine Leitung 22 mit der negativen Versorgungsleitung 4 Verbindung. Der nichtinvertierende Eingang 18 ist über einen Bemessungswiderstand 23 mit dem Steuerschaltungspunkt 14 verbunden. Von dem invertierenden Eingang 17 geht eine Verbindung aus, die über die Serienschaltung zweier Bemessungswiderstände 24, 25 und danach über einen von der Brennkraftmaschine antreibbaren Signalgeber 26 zum Steuerschaltungspunkt 14 führt. Die gemeinsame Verbindung der beiden Bemessungswiderstände 24, 25 ist über einen den Schwellwertschalter 15 gegen Störimpulse schützenden Kondensator 27 an den Steuerschaltungspunkt 14 angeschlossen.

709820/0422

-f- ^R· 29 5

Al

Der Signalgeber 26 soll im bevorzugten Fall nach Art eines Wechselstromgenerators arbeiten und eine Wechselspannung zur Verfügung stellen, die etwa die in dem Spannungs (U)-Zeit(t)-Diagramm nach Figur 2a ersichtliche Form hat.

Der invertierende Eingang 17 steht ferner über einen Widerstand 28 mit der negativen Versorgungsleitung 4 und über die Parallelschaltung zweier Steuerzweige 29, 30 mit einem Integrator 31 in Verbindung, dessen Integrationswert eine die Einschaltschwelle U2 (Figur 2a) verschiebende Regelspannung darstellt. Der erste Steuerzweig 29 enthält die Serienschaltung eines Widerstandes 32 und einer mit der Kathode dem Integrator 31 zugewandten Diode 33₃ während in den zweiten Steuerzweig 30 die Serienschaltung eines Widerstandes 34 und einer mit der Anode dem Integrator 31 zugewandten Diode 35 eingefügt ist. Der Widerstand 32 ist in zwei Teilwiderstände 36, 37 aufgeteilt, wobei die gemeinsame Verbindung dieser Teilwiderstände 36, 37 an der Anode einer Diode 38 liegt, deren Kathode mit dem Steuerschaltungspunkt 14 Verbindung hat. Außerdem ist die gemeinsame Verbindung dieser Teilwiderstände 36, 37 über die Serienschaltung eines Widerstandes 39 und einer von der Stromquelle 1 in Durchlaßrichtung beanspruchten Diode 40 an den Kollektor eines (pnp-) Vortransistors 4l angeschlossen, dessen Basis über einen Widerstand 42 an dem Steuerausgang 19 des Operationsverstärkers l6 liegt. Der Vortransistor 4l steht außerdem an seiner Basis über einen Widerstand 43 und an seinem Emitter unmittelbar mit der Kathode der Diode 11 in Verbindung.

Der Integrator 31 wird im einfachsten Fall durch einen Kondensator 44 gebildet, der mit seinem den Steuerzweigen 29, 30 abgewandten Anschluß an dem Steurschaltungspunkt 14 liegt.

709820/0422

H. 2 Q .5 5

25Λ9586

Es ist aber durchaus auch möglich, daß der Kondensator 44 inVerbindung mit einem nicht dargestellten Operationsverstärker als Integrator 31 zur Anwendung kommt.

Der Integrator 31 steht an seinem den Steuerzweigen zugewandten Anschluß sowohl mit dem Kollektor eines ersten (pnp-) Steuertransistors 45 als auch mit dem Kollektor eines zweiten (ηρη-) Steuertransistors 46 in Verbindung. Der erste Steuertransistor 45 ist an seinem Emitter über einen Widerstand 47 und an seiner Basis über einen Widerstand 48 mit der Kathode der Diode 11 verbunden, so daß an der Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 45 ein konstanter Stromfluß auftritt, dieses Netzwerk also als Konstantstromquelle wirkt. Der zweite Steuertransistor 46 ist an seinem Emitter über einen Widerstand 49 und an seiner Basis über einen Widerstand 50 mit der negativen Versorgungsleitung 4 verbunden, so daß an der Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 46 auch ein konstanter Stromfluß auftritt, dieses Netzwerk also ebenfalls als Konstantstromquelle wirkt. Die Basis des zweiten Steuertransistors 46 ist über einen Widerstand 51 an die Anode einer Blockierdiode 52 angeschlossen, deren Kathode sowohl an dem Kollektor eines (npn-) Zwischentransistors 53 als auch an der Kathode einer weiteren Blockierdiode 54 liegt, die an ihrer Anode über einen Widerstand 55 an die Basis des ersten Steuertransistors 45 angeschlossen ist. Die Anode der Blockierdiode 52 ist noch über einen Widerstand 56 sowohl an den Kollektor des Vortransistors 4l als auch an den einen Anschluß eines Widerstandes 57 angeschlossen, dessen anderer Anschluß an der Basis des Zwischentransistors 53 liegt.

Von dem den Transistor 7' zugewandten Anschluß des Überwachungswiderstandes 8 geht ein Nebenschlußzweig dieses Widerstandes 8 aus, der über einen Widerstand 58 zur Basis eines (npn-) Überwachungstransistors 59 führt und sich von dessen Emitter zur negativen Versorgungsleitung 4 fortsetzt. Der Kollektor des Überwachungstransistors 59 ist an die Basis

709820/0422

2 9 5

*49586

des Zwischentransistors 53 angeschlossen. Von dem den Transistor 7'zugewandten Anschluß des Überwachungswiderstandes 8 geht ein weiterer Nebenschlußzweig dieses Widerstandes 8 aus, der über einen Widerstand 60 zur Basis eines zusätzlichen Transistors 6l vom npn-Typ führt und sich von dessen Emitter zur negativen Versorgungsleitung 4 fortsetzt. Der Kollektor des zusätzlichen Transistors 6l ist an die Basis eines weiteren Transistors 62 vom npn-Typ angeschlossen., der mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke im Nebenschluß der Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 7' liegt, also mit diesem Transistor 7 eine Darlington-Schaltung bildet, und mit seiner Basis noch über einen Widerstand 63 an den Kollektor des Vortransistors 4l angeschlossen ist.

Das Steuersignal zur Betätigung des Schwellwertschalters 15 sollte - in Bezug auf das Potential am Steuerschaltungspunkt 1.4 - mindestens einen auf einen Scheitelwert Ul (Figur 2a) ansteigenden und dann wieder abfallenden Verlauf haben, wobei der Scheitelwert Ul nach Ablauf eines Zeitabschnittes, also nicht momentan erreicht wird. Es sollte daher im vorliegenden Fall mindestens die in Bezug auf den Steuerschaltungspunkt 14 positive Halbwelle Wl der von dem Signalgeber 26 zur Verfügung gestellten Wechselspannungsperxode als Steuersignal Verwendung finden. Die Betätigung des Schwellwertschalters 15 ist mit Hilfe des Widerstandes 28 so festgelegt, daß zunächst beim Anlaufen der Brennkraftmaschine der Schwellwertschalter 15 durch die positive Halbwelle Wl sowohl einschaltbar als auch ausschaltbar ist. Daher liegt - wie im Diagramm 2a ersichtlich beim Anlaufen der Brennkraftmaschine die Einschaltschwelle U2 des Schwellwertschalters 15 und die Ausschaltschwelle U3 des Schwellwertschalters 15 knapp oberhalb des Nullwertes der von dem Signalgeber 26 zur Verfügung gestellten Wechselspannungsperiode .

709820/0 4 22

- 4Γ- R. 29 5

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß wenn der Betriebsschalter 2 geschlossen ist, die Brennkraftmaschine aber nicht läuft, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7' sich mit Sicherheit in dem nichtleitenden Zustand befindet und somit in diesem Fall kein Strom über die Primärwicklung fließen kann, der nach längerer Dauer eine starke Erwärmung der Zündspule 6 und möglicherweise ihre Zerstörung verursachen würde.

Die Verschiebung der Einschaltschwelle U2 ist so festgelegt, daß sie beim Hochlaufen der Brennkraftmaschine in Richtung A nach dem Scheitelwert ül der positiven Halbwelle Wl hin wandert und, wenn die Drehzahl weiter ansteigt, sich von diesem Scheitelwert Ul in entgegengesetzter Richtung B wieder entfernt. Dabei kann die Einschaltschwelle U2 von dem Scheitelwert Ul der positiven Halbwelle Wl bis mindestens in den nahen Bereich des Scheitelwertes U4 der negativen Halbwelle W2 der von dem Signalgeber 26 zur Verfügung gestellten Wechselspannungsperiode entfernt werden.

Die Ausschaltschwelle U3 wird, so lange die Drehzahl der Brennkraftmaschine steigt und die Einschaltschwelle U2 beim " Entfernen von dem Scheitelwert Ul ihre Ausgangslage noch nicht wieder erreicht hat, in ihrer Lage festgehalten. Sobald dann die Einschaltschwelle U2 ihre Ausgangslage erreicht hat, wird bei weiterem Ansteigen der Drehzahl die Ausschaltschwelle U3 gemeinsam mit der Einschaltschwelle U2 in Richtung B und zwar gegenüber der Einschaltschwelle U2 etwas vorverlegt verschoben.

Die Verlegung der Einschaltschwelle U2 ist dadurch bewerkstelligt, daß - wie in dem Spannungs (U)-Zeit(t)-Diagramm nach Figur 2c gezeigt - zunächsteinmal mit Einschalten des Schwellwertschalters 15 eine erste Änderung Λ U5 des am" Integrator 31 vorhandenen Integrationswertes U6 bewirkt wird. Das Ende

■ ../9

709820/0422

der ersten Änderung Δυ5 und der Beginn einer sich daran anschließenden zweiten Änderung Λ U7 des jetzt am Integrator vorhandenen Integrationswertes U8 ist von dem Anstieg des Stromflusses in der Primärwicklung 5 auf einen Überwachungswert Jl abhängig gemacht, der in dem (Primär-) Strom(J)-Zeit (■t)-Diagramm nach Figur 2b ersichtlich ist. Das Ende der zweiten Änderung Δ UJ wird durch das Ausschalten des Schwellwertschalters 15 bestimmt. Der nunmehr am Integrator 31 vorhandene Integrationswert U9 bleibt mindestens nahezu aufrechterhalten, bis erneut eine erste Änderung einsetzt. Dabei ist die erste Änderung Δ U5 und die zweite Änderung Λ U7 zweckmäßig so festgelegt, daß sie bei gleichbleibender Drehzahl der Brennkraftmaschine in Bezug auf eine durch den Wert U8 gedachte Senkrechte E im Diagramm symmetrische Lage zueinander einnehmen, wobei der Wechsel von der ersten Änderung A U5 in die zweite Änderung Λ U7 durch den Überwachungswert Jl entsprechend gewählt wird. Dabei läßt man den Stromfluß in der Primärwicklung 5 nach überschreiten des überwachungswertes Jl noch auf einen Sollwert J2 ansteigen, bei dem in der Zündspule 6 eine ausreichende Zündenergie gespeichert ist.

Im vorliegenden Fall werden die die Änderung Λ \]5,Λϋγ durch gleiche Ströme bewirkt. Es kann jedoch auch einer dieser Ströme stärker und dafür seine Flußdauer kürzer gewählt werden.

Im bevorzugten Beispielsfall hat die erste Änderung ^ TJ5 eine Zunahme und die zweite Änderung ^ U7 eine Abnahme des Integrationswertes zur Folge.

Schließlich soll am Ausgang 19 des Schwellwertschalters 15 - wie im Spannungs (U)-Zeit(t)-Diagramm nach Figur 2d gezeigt - das Potential UlO in seinem ausgeschalteten Zustand, also in dem Zeitabschnitt ti bis t2, wenigstens annähernd demjenigen der positiven Versorgungsleitung 3 und das Potential Uli in seinem eingeschalteten Zustand, also in dem Zeitabschnitt t2 - t3, wenigstens annähernd demjenigen der negativen Versorgungsleitung 4 entsprechen.

709820/0422 _/10

25 4 9%% 6

Die soeben beschriebene Zündeinrichtung hat folgende Wirkungsweise:

Sobald bei geschlossenem Betriebsschalter 2 und in Betrieb genommener Brennkraftmaschine das von dem Signalgeber 26 zur Verfügung gestellte Steuersignal die Einschaltschwelle U2 des Schwellwertschalters 15 erreicht, tritt an seinem Steuerausgang 19 das Potential Uli auf, daß - wie bereits erwähnt etwa demjenigen der negativen Versorgungsleitung 4 entspricht. Es setzt dann ein Steuerstrom über die Basis-Emitter-Strecke des Vortransistors 4l ein, wodurch dessen Emitter-Kollektor-Strecke leitend wird. Somit erhält auch die Basis-Emitter-Strecke des weiteren Transistors 62 und abhängig davon die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 7' Steuerstrom, so daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke ebenfalls leitend wird und Strom über die Primärwicklung 5 zu fließen beginnt.

Wie bereits angeführt, liegt die Einschaltschwelle U2 beim Anlaufen der Brennkraftmaschine nur knapp über dem Nullwert, also nur knapp über dem Potential am Schaltungspunkt 14, so daß gewährleistet ist, daß der Schwellwertschalter 15 auch durch das beim Anlaufen der Brennkraftmaschine vom Signalgeber 26 zur Verfügung gestellte Steuersignal mit dem Betrag nach relativ niedrigem Scheitelwert sicher einschaltbar ist.

Über die leitende Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors 4l wird auch der Basis-Emitter-Strecke des Zwischentransistors 53 Steuerstrom zugeführt, so daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke für einen Steuerstrom an der Basis-Emitter-Strecke des ersten Steuertransistors 45 durchlässig ist und die Emitter-Kollektor-Strecke auch dieses Transistors 45 leitend wird. Dadurch setzt an dem Integrator 31 die erste Änderung Λ U5 des seitherigen Integrationswertes U6 ein,

. . /11

709820/0422

ORIGINAL INSPECTED

^R>

die wieder beendet wird, sobald der Stromfluß in der Primärwicklung 5 den überwachungswert Jl erreicht hat. Der Spannungsabfall am Überwachungswiderstand 8 erreicht dann einen Wert, bei dem die Emitter-Kollektor-Strecke des Überwachungstransistors 59 leitend wird. Dadurch wird die Basis-Emitter-Strecke des Zwischentransistors 53 kurzgeschlossen und infolge der jetzt nicht mehr leitenden Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 53 der erste Steuertransistor 45 an seiner Emitter-Kollektor-Strecke in-den stromsperrenden Zustand gesteuert. Daraufhin wird über die Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors 4l der Basis-Emitter-Strecke des zweiten Steuertransistors 46 Steuerstrom zugeführt und durch die jetzt leitende Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 46 die zweite Änderung -4 U? bewirkt und zwar beginnend bei dem nun vorhandenen Integrationswert U8. Diese zweite Änderung Λ U7 wird beendet, sobald das von dem Signalgeber 26 zur Verfügung gestellte Steuersignal die Anschaltschwelle U3 des Schwellwertschalters 15 erreicht. Am Steuerausgang 19 des Schwellwertschalters 15 tritt dann das Potential UlO auf, das - wie bereits erwähnt - wenigstens nahezu demjenigen der positiven Versorgungsleitung 3 entspricht. Es kann dann kein Steuerstrom mehr über die Basis-Emitter-Strecke des Vortransistors 41 fließen, wodurch dessen Emitter-Kollektor-Strecke wieder nichtleitend wird. Abhängig davon verschwindet auch der Steuerstrom an der Basis-Emitter-Strecke des zweiten Steuertransistors 46_a wodurch dessen Emitter-Kollektor-Strecke nichtleitend und die zweite Änderung Λ U7 am Integrator 31 beendet wird. Mit dem Übergang der Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors 4l in den stromsperrenden Zustand wird auch die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7' nichtleitend, wodurch der Stromfluß in der Primärwicklung 5 unterbrochen und in der Sekundärwicklung 9 ein Hochspannungsstoß erzeugt wird, der an der Zündkerze 10 einen elektrischen Überschlag (Zündfunken) hervorruft.

. ./12

709820/0422

- R. 2 g 5 Q

ίο

Der zusätzliche Transistor 6l sorgt dafür, daß der Stromfluß in der Primärwicklung 5, nachdem er den für einen wirkungsvollen Zündfunken erforderlichen Sollwert J 2 erreicht hat, nicht weiter ansteigt. Es wird dann nach Erreichen dieses Sollwertes J2 die Emitter-Kollektor-Strecke des zusätzlichen Transistors Gl durch den Spannungsabfall am überwachungswiderstand 8 etwas leitend gemacht und in Abhängigkeit davon der Stromdurchlaß an der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7¹ begrenzt. Es empfiehlt sich, die Festlegung so zu treffen, daß beim Anlaufen der Brennkraftmaschine der Strom in der Primärwicklung 5 nach Erreichen des Sollwertes J2 in dieser Stärke zunächst noch über einen Zeitabschnitt (t"2' - t3) weiter fließt, damit bei der Beschleunigung des durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeuges trotz Verkürzung der Dauer des Stroraflusses in der Primärwicklung 5 noch genügend Zündenergie gespeichert wird.

Beim Hochlaufen der Brennkraftmaschine erstreckt sich die zweite Änderung A U7 über einen längeren Zeitraum als die erste Änderung Λ U5₃ so daß der Intekrationswert U9 nach der zweiten Änderung A U7 jeweils negativer wird als der Integrationswert U6 vor der ersten Änderung A U5. Dies wirkt sich über den ersten Steuerzweig 29 auf den invertierenden Eingang 17 derart aus, daß die Einschältschwelle U2 des Schwellwertschalters 15 in positiver Richtung A wandert. Steigt die Drehzahl der Brennkraftmaschine weiter an, so wird sich nun am Ingetrator 31 die zweite Änderung Λ U7 über einen kürzeren Zeitraum erstrecken als die erste Änderung Δ U5, so daß der Integrationswert U9 nach der zweiten Änderung A U7 positiver wird als der Integrationswert U6 vor der ersten Änderung ^.U5·. Dies wirkt sich zunächst über den ersten Steuerzweig 29 und - nachdem der Integrationswert U9 in Bezug auf den Steuerschaltungspunkt 14 positiv wird - über den im Vergleich zum ersten Steuerzweig 29 niederohmigeren zweiten Steuerzweig 30 auf den invertierenden Eingang 17 derart aus, daß die Schaltschwelle U2 des

../13

709820/0422

^R> 29 5 S

Schwellwertschalters 15 in negativer Richtung B wandert. Es wird nun zwar beim Anlaufen der Brennkraftmaschine zunächst die Primärwicklung 5 über die für einen wirkungsvollen Zündfunken notwendige Zeit hinaus mit Strom versorgt und bei Anwendung des zusätzlichen Transistors 6l der Schalttransistor vorübergehend im aktiven Bereich, also mit Verlustleistung betrieben, was aber in einem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine geschieht, der nur bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine auftritt und dann relativ schnell durchlaufen wird. Man erreicht aber dafür den Vorteil, daß während des Betriebes der Brennkraftmaschine durch die Verschiebung der Einschaltschwelle U2 des Schwellwertschalters 15 aus dem Bereich des Scheitelwertes Ul der positiven Halbwelle ¥1 in den Bereich des Scheitelwertes U4 der negativen Halbwelle W2 bis zu einer relativ hohen Drehzahl ein hinreichend konstanter Einergiebetrag in der Zündspule 6 gespeichert wird.

Durch die Umsteuerung der Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors Il in den leitenden Zustand wird auch der über die Diode 40, den Widerstand 39 sowie die Diode 38 zum Steuerschaltungspunkt 14 führende Schaltungszweig wirksam, wodurch im eingeschalteten Zustand des Schwellwertschalters 15 die gemeinsame Verbindung der Teilwiderstände 36, 37 wenigstens nahezu auf das Potential des Steuerschaltungspunkt 14 zu liegen kommt und der von dem Integrator 31 auf den Schwellwertschalter 15 ausgeübte Einfluß unterbunden wird. Hierdurch ist in einfacher Weise realisiert, -daß die Ausschaltschwelle U3 des Schwellwertschalters 15 stabilisierte Lage hat, solange dessen Einsehaltschwelle U2 in den Bereich zwischen ihrer Ausgangslage und dem Scheitelwert Ul der positiven Halbwelle Wl verschoben wird. Es kann somit der Zündzeitpunkt durch den Integrator 31 nicht störend beeinflußt werden. Bei höheren Drehzahlen ist

../14

709820/0422

R. "29 ^{5 ΰ}

diese Stabilisation nicht mehr notwendig. Weil dann der sich an den Scheitelwert Ul anschließend Abschnitt der Wechselspannungsperiode relativ steil abfällt.

Da bei der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung die Regelung der Dauer des Stromflusses in der Primärwicklung 5 von dem Ansteigen dieses Stromflusses auf einen bestimmten Wert₅ nämlich den überwachungswert Jl, abhängig ist, wird auch bei Schwankungen der Speisespannung ein konstanter Zündenergiebetrag erreicht.

Es wird als im Rahmen der Erfindung liegend angesehen, wenn das Steuersignal durch einen beliebigen Signalgeber ausgelöst und durch einen Impulsformer zur Verfügung gestellt wird.

../15 709Ö2Q/CU22

Leerseite

Claims

R. 2 3 s Ansprüche

1.; Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem elektronischen Unterbrecher, der mit der Primärwicklung einer Zündspule eine Seriensschaltung bildet und während des eingeschalt teten Zustandes eines Schwellwertschalters einen Stromfluß über die Primärwicklung bewirkt, dessen Dauer von einem Steuer signal abhängig ist, das durch einen dem Schwellwertschalter vorgeschalteten Signalgeber erzeugt wird und nach Ablauf eines Zeitabschnittes seinen Scheitelwert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von dem mittels des elektronischen Unterbrechers (7) über die Primärwicklung (5) der Zündspule (6) geführten Stromfluß eine die Einschaltschwelle (U2) des Schwellwertschalters (15) verschiebende Regelspannung erzeugt wird und daß diese Schaltschwelle (U2) in Bezug auf das von dem Signalgeber (26) zur Verfügung gestellte Steuersignal ihre Ausgangslage im Bereich des Nullwertes hat und et arch die £e$e/sp onnu n$,

fbei zu großer Stromflußdauer in Richtung (A.) des Scheitelwertes (Ul), dagegen bei zu kleiner Stromflußdauer in entgegengesetzter Richtung (B) verschoben wird,

../16

709820/0422

R. -«gS3

2b49588

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung durch den Integrationswert eines Integrators (31) gebildet wird.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn einer ersten Änderung (Δ U5) des am Integrator (31) vorhandenen Integrationswertes (U6) durch das. Einschalten des Schwellwertschalters (15) festgelegt ist, daß außerdem das Ende der ersten Änderung (*&U5) und der Beginn einer zweiten Änderung (ÄU7) des jetzt am Integrator (31) vorhandenen Integrationswertes (U8) von dem Anstieg des Stromflusses in der Primärwicklung (5) auf einen überwachungswert (Jl) abhängig ist, daß ferner das Ende der zweiten Änderung (Δϋ7) durch das Ausschalten des Schwellwertschalters (15) bestimmt ist und daß schließlich der nach der zweiten Änderung (Δϋ7) am Integrator (31) vorhandene Integrationswert (U9) bis zum Beginn einer erneuten ersten Änderung mindestens nahezu aufrechterhalten bleibt.

4. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anstieg des Stromflusses in der Primärwicklung (5) zunächst der überwachungswert (Jl) überschritten und danach ein Sollwert (J2) erreicht wird, der einen Stromwert darstellt, bei dem in der Zündspule (6) eine ausreichende Zündenergie gespeichert ist.

../17 70982Π/0422

- 4-r- R. -;3 E

5· Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (26) mit einem Steuerschaltungspunkt (14) in Verbindung steht, dessen Potential niedriger ist als die zwischen einer positiven Versorgungsleitung (3) und einer negativen Versorgungsleitung (4) vorhandene Versorgungsspannung.

6. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Potential an dem Steuers chaltungspunkt (I¹J) wenigstens annähernd die Hälfte der zwischen den zwei Versorgungsleitungen (3j 4) vorhandene "Betriebsspannung beträgt.

7. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (15) ein Operationsverstärker (l6) ist, der einen invertierenden Eingang (17), einen nichtinvertierenden Eingang (l8) sowie einen zwischen dem nichtinvertierenden Eingang (l8) und seinem Steuerausgang (19) liegenden Mittkopplungswiderstand (20) aufweist, wobei der nichtinvertierende Eingang (18) mit dem Steuerschaltungspunkt (14) Verbindung hat, wobei außerdem eine von dem invertierenden Eingang (17) zu dem Steuerschaltungspunkt (14) führende Verbindung über den Signalgeber (26) verläuft, wobei ferner von dem invertierenden Eingang (17) eine Verbindung ausgeht, die zu dem Integrator (31) führt und dort den Integrationswert abgreift, und wobei schließlich von dem Steuerausgang (19) eine Verbindung zu der Basis eines Vortransistors (4l) führt, der im eingeschalteten Zustand des Schwellwertschalters (15) für den leitenden Zustand des elektronischen Unterbrechers (7) sorgt.

709820/0422

../JO

R. 29 B

8. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis J>₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung ( Λ U5 bzw./4 U7) des Integrationswertes ( U6 bzw. U8) durch einen konstanten Stromfluß bewerkstelligt ist.

9. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis S₃ dadurch gekennzeichnet, daß die erste Änderung (<AU5) des Integrationswertes (U6) eine Zunahme dieses Wertes und die zweite Änderung (A U7) des Integrationswertes (U8) eine Abnahme dieses Wertes ist.

10. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 9· dadurch gekennzeichnet,_ daß der Integrator (31) zum Zwecke der ersten Änderung (aV5) seines Integrationswertes (U6) über die in ihrem Stromdurchlaß stabilisierte Emitter-Kollektor-Strecke eines ersten Steuertransistors (45) mit der positiven Versorgungsleitung (3) und zum Zwecke·der zweiten Änderung (ÄU7) seines Integrationswertes (U8) über die in ihrem Stromdurchlaß stabilisierte Emitter-Kollektor-Strecke eines zweiten Steuertransistors (46) mit der negativen Versorgungsleitung (4) Verbindung hat.

11. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überwachungstransistor (59) vorgesehen ist, der zur Umsteuerung der Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Steuertransistors (45) in den nichtleitenden Zustand und gleichzeitig zur Umsteuerung der Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Steuertransistors (46) in den leitenden Zustand Verwendung findet und zwar in Abhängigkeit davon, daß der Stromfluß in der· Primärwicklung (5) den überwachungswert (Jl)

709820/0422

erreicht hat.

../19

- R.

29 5 9

12. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Stromrichtung auf den der Primärwicklung (5) nachgeschalteten elektronischen Unterbrecher (7) ein überitfachungswiderstand (8) folgt.

13. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Unterbrecher (7) durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors (7') gebildet wird.

Ik. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12,dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Emitter-Strecke des Überwachungstransistors (59) in dem Nebenschlußzweig des Überwachungswiderstandes (8) liegt.

15. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4 sowie 12 und 13· dadurch gekennzeichnet, daß ein Nebenschlußzweig des Überwachungswiderstandes (8) über die Basis-Emitter-Strecke eines zusätzlichen Transistors (6l) führt, dessen Emitter-Kollektor-Strecke zur Begrenzung des Basisstromes an dem mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke den elektronischen Unterbrecher (7) bildenden Transistor (7¹) dann Verwendung findet, wenn der Stromfluß in der Primärwicklung (5) den Sollwert (J2) erreicht hat.

16. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4 sowie 12, 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anlaufen der Brennkraftmaschine der Stromfluß in der Primärwicklung (5) nach Erreichen des SoIl-

709820/0422 · · ^/2°

ς ^R* 2 9 5 B-

wertes (J2) in dieser Stärke noch vorübergehend über einen Zeitabschnitt (t2^! - t3) fortgesetzt wird.

17. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 und 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltschwelle (U3) des Schwellwertschalters (15) in ihrer Lage stabilisiert ist, während die Einschaltschwelle (U2) des Schwellwertschalters (15) im Bereich zwischen ihrer Ausgangslage und dem Scheitelwert (Ul) des von dem Signalgeber (26) erZGuqt&o Steuersignales verschoben

wird.

l8. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, 5 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal mindestens die in Bezug auf den Steuerschaltungspunkt (14) positive Halbwelle (Wl) einer von dem Signalgeber (26) zur Verfügung gestellten Wechselspannungsperiode ist.

19· Zündeinrichtung nach Anspruch 1, 5, 17 und ΐδ, da.durch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (15) beim Anlaufen der Brennkraftmaschine durch die positive Halbwelle (Wl) der von dem Signalgeber (26) zur Verfügung gestellten Wechselspannungsperiode sowohl einschaltbar als auch ausschaltbar ist, und. bei weiterem Drehzahlanstieg seine Ein- und Ausschaltschwelle (U2, U3) mindestens bis in den nahen Bereich des Scheitelwertes (U4) der negativen Halbwelle (W2) der von dem Signalgeber (26) zur Verfügung gestellten Wechselspannungsperiode verschoben wird.

709820/0422 ../21

20. Zündeinrichtung nach Anspruch l'und 2, dadurch gekennzeichnet j daß der von dem Integrator (31) auf den Schwellwertschalter (15) ausgeübte Einfluß im eingeschalteten Zustand dieses Schwellwertschalters (15) unterbunden ist.

21. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 7s dadurch gekennzeichnet, daß die von dem invertierenden Eingang (17) des Operationsverstärkers (16) zu dem Integrator (31) führende Verbindung über die Parallelschaltung zweier Steuerzweige (29, 30) verläuft, von denen der erste Steuerzweig (29) die Serienschaltung eines Widerstandes (32) und einer mit der Kathode dem Integrator (31) zugewandten Diode (33) und der zweite Steuerzweig (30) die Serienschaltung eines Widerstandes (34) und einer mit der Anode dem Integrator (31) zugewandten Diode (35) enthält..

22. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 7 sowie 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Integrator (31) über den ersten Steuerzweig (29) auf den Schwellwertschalter (15) ausgeübte Einfluß im eingeschalteten Zustand dieses Schwellwertschalters (15) unterbunden ist.

23. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 7 sowie 20, 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß der im ersten Steuerzweig (29) liegende Widerstand (32) in zwei Teilwiderstände (36, 37) unterteilt ist, und die gemeinsame Verbindung dieser beiden Teilwiderstände (36, 37) im eingeschalteten Zustand des

709820/0422 "^/22

Schwellwertschalters (15) wenigstens annähernd das gleiche
Potential aufweist wie der Steuerschaltungspunkt (14).

24. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (31) durch einen Kondensator (44) gebildet wird, der an seinem den Steuerzweigen (29, 30) abgewandten Anschluß mit dem Steuerschaltungspunkt (14) Verbindung hat.

709820/0422