DE2632836A1

DE2632836A1 - Elektronische zuendungsvorrichtung fuer einen verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2632836A1
Application number: DE19762632836
Authority: DE
Inventors: Charles Caron
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-29
Filing date: 1976-07-21
Publication date: 1977-02-03
Also published as: IN145247B; BE844565A; BR7604793A; CA1073518A; FR2319780A1; NL7608103A; AU1618676A; AR214293A1; SE7608469L; FR2319780B3; JPS5237634A; ES450186A1; GB1553715A; AU503673B2; CH586352A5; US4133329A

Description

WUIy Loren*

Patentanwalt 8035 Gauting

Hubertusstr. S

21. Juli 1976

Meine Akte: c 54-j,DT

Patentanmeldung
des Herrn. ·.

Charles CAROH
Qenf (Schweiz)

Elektronische Zündungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

MR/PA/ek-11.223

60 98 8 5/0874 °^mmi ^insp^ted

Eine elektronische Zündungsvorrichtung für einen mit einem Unterbrecher oder einer Auslösevorrichtung und einer Zündspule versehenen Verbrennungsmotor, die einen mit einer Aufladeschaltung verbundenen Kondensator und einen elektronischen Schalter zur Steuerung der Kondensatorentladung in die primäre Wicklung der Zündspule aufweist, wobei der elektronische Schalter von der Auslösevorrichtung aus durch eine Steuerschaltung gesteuert ist, ist schon bekannt.

Ebenfalls sind Steuerschaltungen mit Mittel zur Erzeugung bei jedem Befehl der Auslösevorrichtung, von mehreren aufeinanderfolgenden Zustandswechseln des elektronischen Schalters, um eine Funkenfolge auszulösen, die das Anlassen des kalten Motors und sein Funktionieren bei niedriger Drehzahl befördern, bekannt.

Wenn beim Motoranlassen der Unterbrecher in seiner offenen Stellung ist, soll kein Zündfunken erzeugt werden. Dieser Funken könnte eine Explosion der in einem Zylinder verbliebenen Mischung zur Folge haben, wenn in diesem noch keine Kompression stattgefunden hat. Ein solches Ereignis lässt dann den Motor im inversen Rotationssinn anspringen.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, einen solchen Nachteil zu vermeiden.

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Die Zündungsvorrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur Verriegelung der Steuerschaltung, wenn sich die Auslösevorrichtung beim Einschalten der Zündungsvorrichtung in einem bestimmten Zustand befindet, aufweist, indem diese Verriegelungsmittel unwirksam werden, sobald die Auslösevorrichtung in Betrieb gesetzt ist.

Die einzige Figur der beiliegenden Zeichnung zeigt schematisch und beispielhaft eine Ausführungsform der Zündungsvorrichtung gemäss der Erfindung.

Diese Vorrichtung ist an einem mit einer gewöhnlichen Zündung betriebenen Motor angebracht. Diese Zündung weist eine Zündspule 1 und einen Unterbrecher 2 mit einem ortsfesten Kontakt j5 und einem beweglichen Kontakt 4,, der durch einen Nocken j> betätigt wird, auf.

Die Zündspule 1 besteht aus einem Transformator mit einer sekundären Hochspannungswicklung 6i und einer primären Wicklung 2» die den durch einen Thyristor I gesteuerten Entladestrom einer Kapazität Ct, welche aus zwei Kondensatoren G_a und Gb besteht, aufnimmt.

Die Vorrichtung weist zwei Spannungsquellen auf. Die eine dient zur Aufladung der Kapazität O^ auf eine ziemlich hohe

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Spannung und. die andere speist die Steuerschaltung mit einer niedrigeren Spannung. Ein Oszillator 8 von bekannter Gestaltung und von einer Batterie gespeist, liefert einem Transformator 9, ein alternatives Signal. Dieser Transformator 3_ besitzt zwei sekundäre Wicklungen K) und 11, die zwei verschiedene alternative Spannungsquellen bilden.

Der Aufladungskreis der Kapazität C^ weist einen Kondensator Q-z, der dazu dient, ein Kurzschliessen des Oszillators 8 während der Zündung zu verhindern, und einen Spannungsverdoppler 12 auf. Wenn der Thyristor 1_ nicht leitet, wird die Kapazität O-fc auf das Zweifache der von der sekundären Wicklung 11 gelieferten Spannung aufgeladen, indem der Ladestrom durch die primäre Wicklung 7, der Zündspule und durch zwei Dioden T>2 oder D-* fliesst. Sobald der Thyristor J_ anspricht, wird die Kapazität Ct parallel zur primären Wicklung 2 geschaltet, und diese Kapazität entlädt sich über diese Wicklung 2· Dieser Entladungsvorgang induziert eine Hochspannung in der sekundären Wicklung t>. Um die Überspannungen, die den Thyristor ansprechen könnten, zu absorbieren, ist ein Kondensator C_e zwischen die Anode und Kathode dieses Thyristors geschaltet.

Die Steuerschaltung für den Thyristor _I wird von der durch die Wicklung 10 gebildeten Spannungsquelle gespeist. Diese Steuer-

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schaltung -weist einen bistabilen Multivibrator Γ3, einen Integrator 14 und einen Stossoszillator 15. auf.

Die Speisung des Multivibrators, deren Spannung gleich, der Ladespannung eines Kondensators Gi ist, ist an einem Punkt A abgezapft, wobei dieser Kondensator C^. "über einen Widerstand R^ und eine Diode Di von der Wicklung 10 aus geladen "wird. Der Oszillator 15 ist von einem über einen Widerstand R^ mit dem Punkt A verbundenen Punkt B gespeist, wobei der Punkt B ebenfalls über eine Diode Da mit dem beweglichen Kontakt 4 des Unterbrechers 2 verbunden ist.

Der bistabile Multivibrator besteht aus zwei Transistoren I χ und I2, die derart miteinander verbunden sind, dass der Multivibrator den einen oder den anderen seiner Zustände einnimmt, je nachdem, ob ein mit dem Punkt B verbundener Kondensator C 2 einen positiven oder einen negativen Impuls an einen Punkt C_ liefert, wobei dieser Punkt C_ den Steuereingang des Multivibrators bildet.

Wenn ein positiver Impuls vom Kondensator C2 an den Punkt C₁ gelangt, wird der Transistor Τχ leitend, da die Impulsspannung grosser ist als die Spannung an einem Punkt D, der den Ausgang eines zwischen dem Punkt A und der Masse geschalteten Spannungsteilers bildet, welcher Teiler aus zwei Widerständen R^ und R4

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besteht. Da der Emitter des Transistors T]_ mit dem Punkt D verbunden ist, wird das Kollektorpotential des leitenden Transistors T^ beinahe gleich dem Potential dieses Punktes D. Da der Kollektor des Transistors Ti mit der Basis des Transistors Ϊ2 verbunden ist, wird der Transistor T2 auch leitend. Das Potential am Punkt A₁ wird über den Emitter-Kollektorweg des Transistors T2 an den Punkt £ gelebt, go dass der Transistor Τχ leitend bleibt, da seine Basis mit dem Punkt £ verbunden ist.

Die beiden Transistoren Τη und T2 leiten, solange kein negativer Impuls durch den Kondensator C2 an die Basis des Transistors T^ angelegt wird. Ein solcher negativer Impuls sperrt den Transistor T-,, so dass die Basis des Transistors T2 auf dasselbe Potential wie sein Emitterpotential steigt und der Transistor T₉ ebenfalls gesperrt wird.

Während dem Drehen des Motors wird der Unterbrecher 2 dauernd geöffnet und geschlossen, so dass eine Rechteckspannung an den Kondensator C2 zugeführt wird. Die Transistoren Ti und T2 werden leitend und nicht leitend im selben Rhythmus wie die Zustände des Unterbrechers 2 wechseln.

Der iStossoozillator 15 besteht aus einem Padentransistor UJT, dessen Emitter mit einem Punkt E in Verbindung steht. Ein

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Kondensator Cg und parallel dazu ein variabler Widerstand R3 sind zwischen die Punkte C_ und E geschaltet. Zwei Widerstände Rg und Rr, sind zwischen Punkt B und die eine Basis bzw. Masse und die andere Basis des Transistors UJT geschaltet Der gemeinsame Punkt F des Widerstandes R7 und mit der Basis des Transistors, wird mit der steuerelektrode des Thyristors I verbunden.

Der Oszillator I^ ist in Betrieb, wenn, das Potential am Punkt C positiv gegenüber der Masse ist. Jedesmal wenn das Potential des Punktes E die Ansprechschwelle des Transistors UJT übersteigt, wird der letztere leitend. Diese Ansprechschwelle ist durch die zwei Widerstände Rg und R~ bestimmt. Sobald der Transistor UJT leitet, kann sich der Kondensator Cq aufladen, was einen Spannungsabfall über dem Widerstand Rj verursacht. Die an diesem Widerstand R^ angelegte Spannung ist die Steuerspannung des Thyristors I.

Die während der Leitung dieses Transistors UJT aufgespeichert« > Ladung des Kondensators Cq , wird dem variablen Widerstand Rq abgeführt, wenn der Transistor gesperrt ist. Das Potential des Punktes E, das beinahe auf das Massepotential gesunken war, steigt nun während der Entladung des Kondensators 8 wieder progressiv-an, und sobald es die Ansprechschwelle des

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Transistors UJT erreicht hat, löst es einen neuen Entladungsvorgang aus.

Die Werte für den Kondensator C3 und den Widerstand Rq sind derart gewählt, dass der Transistor UJT etwa alle drei Millisekunden anspricht. Somit ist der Thyristor I auch alle drei Millisekunden leitend und steuert eine Entladung der Kapazität 0-j- in die Zündspule 1.

Man bekommt also für jede Zündungsperiode in einem Zylinder des Motors eine Zündfunkenfolge, welche eine ausgezeichnete Zündung gewährleistet, auch bei den schlechtesten Bedingungen, wie bei grosser Kälte, verschmutzten Kerzen oder zu weit entfernten Kerzenelektroden.

Der Integrator 14 dient dazu, die Funkenfolge auf einen einzigen Funken zu begrenzen, sobald die Motorgeschwindigkeit einen bestimmten Wert erreicht hat, nämlich dann, wenn der Motor eine genügende Drehzahl erreicht hat, und somit spielt der 3ms nach dem ersten Funken entstehende zweite Funken praktisch keine Rolle Enehr. Z.B. entspricht bei einer Drehzahl von 1800 /min, oder 30 Umdrehungen pro Sekunde, ein Zeitintervall von 3ms einer Rotation von 0,09 Umdrehungen oder einem Rotationswinkel von 32,5°. Es scheint also zweck-

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massig, alle weiteren Funken, die dem ersten Funken folgen, zu unterdrücken, um zu vermeiden, dass in einem Mehrzylindermotor eine Entladung in einem sich, in Explosionsphase befindlichen Zylinder geschieht. Dies hätte ein Verhindern der vollständigen Aufladung der Kapazität Cj-, im Zeitpunkt, wo eine Entladung für einen weiteren Zylinder vorhanden sein sollte, zur Folge.

Der Integrator 14 weist einen mit einem variablen Widerstand &10 parallel geschalteten Kondensator C^q auf. Positive Spannungsimpulse werden von einem mit dem Punkt B verbundenen Kondensator Cg gesendet, um den Kondensator C^q aufzuladen. Diese positiven Impulse gelangen über eine Diode Dg an diesen Kondensator C-.Q , hingegen werden die negativen Impulse über eine Diode D5 kurzgeschlossen. Die Impulsanzahl pro Zeiteinheit steigt entsprechend der Motordrehzahl an, und damit erhöht sich auch der mittlere Ladestrom des Kondensators C10. Infolgedessen nimmt die Spannung an diesem Kondensator zu, und sobald sie einen bestimmten Wert erreicht, spricht ein Transistor T- an, der dann leitend wird. Ein Widerstand PLg bildet mit dem V/ider stand Rg einen Spannungsteiler, der dazu dient, dass nach der ersten Entladung des Kondensators C3 die Spannung am Punkt E nicht mehr kleiner als der Spannungsabfall über dem Widerstand Rg werden kann. Somit kann das Potential

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am Punkt E die Ansprechschwelle des Transistors UJT nicht erreichen, solange der Unterbrecher nicht geschlossen ist. Der Oszillator 15 kann also, wenn der Motor eine bestimmte Drehzahl überschritten hat, nur einen einzigen Funken pro Zündungsperiode liefern.

Die Vorrichtung weist weiter noch Verriegelungsmittel auf, die den Betrieb des Oszillators 15 verhindern, wenn der Motor stillsteht und der Benutzer ihn anlässt. Diese Mittel bestehen einfach aus zwei RC-Gliedern R^C ^ und R₂G₂- Die Zeitkonstante von RiC-I ist kleiner als die von R2C2, z.B. sind R]/C ^ = 4ms und Rp-C₂ = 7ms. Somit wird erreicht, dass beim Unterspannungsetzen der Vorrichtung die Emitterspannung des Transistors T^ schneller ansteigt als die Spannung am Punkt B, und infolgedessen die Spannung am Punkt C_. Der Transistor Tj_ kann also beim Unterspannungsetzen der Vorrichtung nicht leitend werden. Dieser Transistor T^ kann erst in dem Zeitpunkt leiten, wenn der Unterbrecher zum ersten Mal von seiner geschlossenen in seine offene Stellung wechselt.

Man könnte natürlich vieles an der beschriebenen Vorrichtung abändern. Unter anderem könnte die Zündfunkenfolge beim Schliessen der Unterbrecherkontakte angesteuert werden, obwohl gewöhnlich diese Steuerung beim Öffnen der besagten Zontakte vorgenommen wird.

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Die Verriegelungsmittel können ebenfalls anders ausgeführt ■werden. Grundsätzlich müssen sie derart vorgesehen sein, dass sie für eine der beiden möglichen KontaktStellungen des Unterbrechers, solange dieser keinen Zustandswechsel erlitten hat, wirksam sind. Sobald jedoch der Motor läuft und der Unterbrecher geöffnet und geschlossen wird, müssen die Mittel unwirksam gemacht werden, damit die Zündung gewährleistet wird. Man könnte z.B. Verriegelungsmittel vorsehen, die durch die Klemmenspannung des Kondensators C^o oder durch eine analoge Vorrichtung unwirksam gemacht werden. Diese Spannung sollte ziemlich klein gewählt werden, damit sich die Entblockung schon bei kleiner Motordrehzahl, wenn dieser mit einem Starter angelassen wird, ereignet.

Die erfindungsgemässe Anordnung kann auch an einen Verbrennungsmotor angepasst werden, der keinen Unterbrecher, sondern eine magnetische oder eine photoelektrische oder noch eine kapazitive Auslösevorrichtung aufweist.

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Claims

Patentansprüche

I.) Elektronische Zündungsvorrichtung für einen mit einer Auslösevorrichtung und einer Zündspule versehenen Verbrennungsmotor, die einen mit einer Aufladeschaltung verbundenen Kondensator und einen elektronischen Behälter zur Steuerung der Kondensatorentladung in die primäre Wicklung der Zündspule aufweist, wobei der elektronische Schalter von der Auslösevorrichtung aus durch eine Steuerschaltung mit Mittel zur Erzeugung bei jedem Befehl der Auslösevorrichtung, von mehreren aufeinanderfolgenden Zustandswechseln des elektronischen Schalters gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet , dass sie Mittel zur Verriegelung der Steuerschaltung, wenn sich die Auslösevorrichtung beim Einschalten der Zündungsvorrichtung in einem bestimmten Zustand befindet, aufweist, indem diese Verriegelungsmittel unwirksam werden, sobald die Auslösevorrichtung in Betrieb gesetzt ist.
2. Zündungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, in der die Auslösevorrichtung aus einem Unterbrecher besteht, dadurch gekennzeichnet , dass die Verriegelungsmittel einen zwischen einem unter Spannung gesetzten Punkt der Zündungsvorrichtung und dem beweglichen Unterbrecherkontakt geschalteten Widerstand, sowie auf die Spannung des beweglichen Unterbrecherkontaktes oder auf den durch diesen Widerstand

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fliessenden Strom empfindliche Mittel aufweisen.
3. Zündungsvorrichtung gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Verriegelungsmittel einen durch die Spannung des beweglichen Untei'brecherkontaktes gesteuerten bistabilen Multivibrator und eine Verzögerungseinrichtung für das Anlegen der Spannung an den beweglichen Kontakt aufweisen, wobei der Multivibrator derart angeordnet ist, dass er in einem bestimmten, dem nicht Funktionieren der Zündung entsprechenden Zustand bleibt, wenn die Spannung am beweglichen Kontakt langsamer ansteigt als die Speisespannung des Multivibrators,· indem diese Speisespannung einem eines ersten RC-Gliedes angehörenden Kondensator abgenommen wird, und diese Kondensatorspannung über ein zweites RC-Glied dem beweglichen Kontakt zugeführt wird, wobei die Zeitkonstante. des zweiten RC-Gliedes grosser als diejenige des ersten RC-Gliedes ist.
4. Zündungsvorrichtung gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch einen Integrator, der ein von der Motordrehzahl abhängendes Signal liefert, wobei dieses Signal auf die besagten Mittel zur Erzeugung von mehreren aufeinanderfolgenden Zustandswechsel des Schalters wirkt, damit nur ein einziger Zündfunken erzeugt wird, sobald der Motor eine bestimmte Drehzahl erreicht hat.

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