DE2728623A1

DE2728623A1 - DEVICE FOR PERIODIC CHARGING OF A REEL

Info

Publication number: DE2728623A1
Application number: DE19772728623
Authority: DE
Inventors: D Ange D Orsay Emman M-Poirier
Original assignee: Pour L'equipement De Vehicules Sa Ste; Sev Marchal
Current assignee: Equipements Automobiles Marchal SA
Priority date: 1976-06-29
Filing date: 1977-06-24
Publication date: 1978-01-19
Also published as: FR2357108A1; ES460171A1; FR2357108B1; GB1566319A; DE2728623C2; IT1143817B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur periodischen Ladung einer Spule zur Strombegrenzung.The invention relates to a device for periodically charging a coil for current limiting.

Es ist bekannt, die Zündkerzen eines Verbrennungsmotors, beispielsweise zum Antrieb von Automobilen, mit einer Hochspannung zu speisen, die in der Sekundärwicklung einer Induktionsspule (Zündspule) erzeugt wird, deren Primärwicklung periodisch an die elektrische Gleichstromversorgung des Fahrzeug? angeschlossen wird. Der Augenblick der Erzeugung der Hochspannung in der Sekundärwicklung entspricht dem Augenblick, in dem die elektrische Speisung der Primärwicklung unterbrochen wird. Nach dem Moment der Öffnung der Schaltung entsteht ein Entladung::strom; nach einer Erholungszeit wird die Schaltung der Primärwicklung wieder geschlossen, um die Spule von neuem zu laden. Im allgemeinen wird der Ladestrom auf einen vorbestimmten Wert I₁ beschränkt; dieser Wert I₁ wird nach Ablauf einer Zeit T₀ nach dem Schließen der Speiseschaltung der Primärwicklung erreicht. Darauf wird dieser Strom während einer Zeit Tp vor der Herbeiführung einer neuen Öffnung der Schaltung beibehalten, so daß man eine Hochspannung erhält, die einen Zündfunken erzeugt. Bezeichnet man die Zeit während der Periode zwischen zwei Funken mit T, die Zeit, während der der Speisekontakt der Primärwicklung geschlossen ist, mit T, und die Zeit, während der der Kontakt offen ist, mit T^, so i.^c;tIt is known to feed the spark plugs of an internal combustion engine, for example for driving automobiles, with a high voltage that is generated in the secondary winding of an induction coil (ignition coil), the primary winding of which is periodically connected to the electrical direct current supply of the vehicle? is connected. The moment when the high voltage is generated in the secondary winding corresponds to the moment when the electrical supply to the primary winding is interrupted. After the moment the circuit is opened, a discharge occurs: current; after a recovery time, the circuit of the primary winding is closed again in order to recharge the coil. In general, the charging current is limited to a predetermined value I ₁ ; this value I ₁ is reached after a time T _{0 has} elapsed after the supply circuit of the primary winding has been closed. This current is then maintained for a time Tp before the circuit is reopened, so that a high voltage is obtained which produces an ignition spark. If one denotes the time during the period between two sparks with T, the time during which the feed contact of the primary winding is closed with T, and the time during which the contact is open with T ^, so i. ^c ; t

T-J = T₁ + T₀ und T = T, + T^.TJ = T ₁ + T ₀ and T = T, + T ^.

Wenn die Primärwicklung elektronisch umgeschaltet oder unterbrochen wird, so verwendet man im allgemeinen einen als Reihenstromregler geschalteten Transistor, der beispielsweise in Darlington-Schaltung geschaltet ist. Bei einer solchen Anordnung besteht eine große Schwierigkeit darin, daß der auch als Unterbrecher arbeitende Regeltransistor eine beträchtliche Wärmemenge freigibt, obwohl bereits vorgeschlagen wurde, diesen Ladestrom der Spule auf einen als ein Optimum betrachteten Wert zu begrenzen. Es v/urde daher vorgeschlagen, die Spule durch Vorgabe eines konstanten Wertes für die Zeit T, oder durch Vorgabe eines konstanten Wertes für die Zeit T, zu laden. Es wurde jedoch fest-When the primary winding is electronically switched or interrupted is generally used as a series current regulator connected transistor, for example in Darlington circuit is switched. With such an arrangement, there is a great difficulty that the also as a breaker working control transistor releases a considerable amount of heat, although it has already been proposed, this charging current of the coil to a value considered to be an optimum. It was therefore proposed that the coil by specifying a constant value for the time T, or by specifying a constant value for the time T. However, it was

709883/0704709883/0704

gestellt, daß die vorgenommenen Regelungen hinsichtlich der Ladung der Spule unzureichend sind und zu einer beträchtlichen Wärmeentwicklung im Regeltransistor führen, der auch als Unterbrecher für die Primärwicklung arbeitet.found that the regulations made with regard to the charge of the coil are inadequate and result in a considerable Lead heat generation in the control transistor, which also works as an interrupter for the primary winding.

Es ist festgestellt worden, daß die im als Unterbrecher arbeitenden Regeltransistor freigegebene Wärmeleistung dem Verhältnis T₁ZT proportional ist. Erfindungsgemäß wird daher eine Anordnung oder eine Vorrichtung zur periodischen Aufladung der Spule vorgeschlagen, mit der das Verhältnis T₁/T unabhängig von den Änderungen von T auf einem Minimalwert gehalten wird. Um eine konstante Sekundärspannung und eine verminderte Aufheizung des Transistors zu erzielen, muß T₁/T gering, jedoch nicht gleich null sein. Ebenso kann die von dem als Unterbrecher arbeitenden Transistor abgeführte Leistung auf einen ausreichend geringen Wert begrenzt werden, der für den Transistor zulässig ist. Die die erfindungsgemäße Vorrichtung enthaltende Steuereinrichtung bestimmt den Beginn der Zeit T, derart, daß das Verhältnis T₁ZT minimal bleibt. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung als geschlossene Schleife realisiert, die den Vergleich des effektiven Verhältnisses T₁ZT mit einem gewünschten Sollwert ermöglicht. Die Werte des Istverhältnisses T₁ZT liegen umso näher am Sollwert, je genauer die Steuereinrichtung ist, so daß T₁ZT sehr nahe am Sollwert liegt. Die die erfindungsgemäße Vorrichtung enthaltende Steuereinrichtung bestimmt den Beginn der Zeit T* derart, daß das Verhältnis T₁ZT konstant bleibt. Erfindungsgemäß ist diese Steuereinrichtung aufgrund einer geschlossenen Schleife ausgeführt, die den Vergleich des Istwertes und des Sollwertes des Verhältnisses T₁ZT erlaubt. Die Differenz zwischen den beiden Werten wird mit Hilfe eines Übertragungsblocks zur Bestimmung des Endes der Zeit T^ verwendet.It has been found that the heat output released in the regulating transistor operating as an interrupter is proportional to _{the ratio T 1 ZT.} According to the invention, therefore, an arrangement or a device for periodically charging the coil is proposed, with which the ratio T ₁ / T is kept at a minimum value regardless of the changes in T. In order to achieve a constant secondary voltage and a reduced heating of the transistor, T ₁ / T must be low, but not equal to zero. Likewise, the power dissipated by the transistor operating as an interrupter can be limited to a sufficiently low value that is permissible for the transistor. The control device containing the device according to the invention determines the beginning of the time T in such a way that the ratio T ₁ ZT remains minimal. According to the invention, the control _{device is implemented as a closed loop which enables the effective ratio T 1} ZT to be compared with a desired setpoint value. The values of the actual ratio T ₁ ZT are closer to the setpoint, the more precise the control _{device is, so that T 1} ZT is very close to the setpoint. The control device containing the device according to the invention determines the beginning of the time T * in such a way that the ratio T ₁ ZT remains constant. According to the invention, this control device is designed on the basis of a closed loop, which allows the comparison of the actual value and the setpoint of the ratio T ₁ ZT. The difference between the two values is used with the aid of a transmission block to determine the end of the time T ^.

Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Vorrichtung zur periodischen Ladung einer Strombegrenzungsspule, wobei die Periode T der periodischen Ladung variabel ist, wobei der LadestromThe invention therefore relates to a device for periodically charging a current limiting coil, wherein the Period T of the periodic charge is variable, the charge current

709883/0704709883/0704

seinen Grenzwert zu einer Zeit T₂ erreicht und während einer Zeit T₁ in der Spule gehalten wird, und wobei die Summe (T₁ + Tp) geringer als T ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ladung der Spule zu einer Zeit T. nach Beginn jeder Periode anfängt, wobei Ti derart bestimmt wird, daß das Verhältnis T₁ZT dank einer eine geschlossene Schleife darstellenden Steuereinrichtung minimal ist.reaches its limit value at a time T ₂ and is held in the coil for a time T ₁ , and where the sum (T ₁ + Tp) is less than T, which is characterized in that the charge of the coil at a time T. begins after the beginning of each period, Ti being determined in such a way that the ratio T ₁ ZT is minimal thanks to a closed-loop control device.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Strombegrenzung in der Ladedrossel einen Serien-Proportionalrogler, dessen Ausgangssignal während der Zeit T₁ auf einem konstanten Pegel und v/ährend des Reiits der Periode auf einem komplementären Pegel liegt. Der Serien-Proportionalregler enthält einen in Darlington-Schaltung geschalteten Transistor. Die Steuereinrichtung mit geschlossener Schleife enthält erstens eine Einrichtung zur Erfassung des Mittelwertes des vom Serien-Proportionalregler abgegebenen Signals, wobei der Mittelwert ein Abbild des effektiven Verhältnisses T₁ZT ist, zweitens eine Einrichtung zum Vergleich dieses Mittelwerts mit einem Bezugspegel, der dem gewünschten Verhältnis T₁ZT entspricht, die ein Signal mit dem Pegel U erzeugt, drittens einen Generator zur Erzeugung einer periodischen Spannung V mit der Periode T, wobei die Spannung V abhängig ist von der Zeit und am Ende der Periode T während eines Zeitintervalls auf null absinkt, dessen Dauer wesentlich geringer ist als T, und viertens eine Einrichtung zum Vergleich der Spannungen U und V, mit deren Hilfe bei Gleichheit der Spannungen ein Signal erzeugt wird, das die Einschaltung der Drossel auslöst. Das Signal mit dem Pegel U wird mittels einer Schaltung erhalten, die einem Übertragungsblock entspricht, wobei die Eigenschaften der Schleife der Steuereinrichtung berücksichtigt werden. Der Übertragungsblock enthält Verstärkungs- und Integrationseinrichtungen. Die Spannung V ist eine Funktion der Zeit t der Form a + bt + ce , worin a, b, c und d beliebige Konstanten sind. In einer bevorzugten Abwandlung ist die Spannung V eine Funktion der Zeit t der Form a + ce , wobei a In a preferred embodiment, the device according to the invention for current limitation in the charging choke contains a series proportional controller, the output signal of which is _{at a constant level during the time T 1} and at a complementary level during the period. The series proportional regulator contains a Darlington-connected transistor. The closed-loop control device includes, firstly, means for detecting the mean value of the signal output by the series proportional controller, the mean value being a reflection of the effective ratio T ₁ ZT, and second means means for comparing this mean value with a reference level corresponding to the desired ratio T ₁ ZT, which generates a signal with the level U, thirdly a generator for generating a periodic voltage V with the period T, the voltage V is dependent on the time and at the end of the period T falls to zero during a time interval , of which Duration is significantly less than T, and fourthly, a device for comparing the voltages U and V, with the aid of which, if the voltages are equal, a signal is generated which triggers the activation of the choke. The signal at level U is obtained by means of a circuit corresponding to a transmission block, taking into account the characteristics of the loop of the control device. The frame contains amplification and integration devices. The voltage V is a function of time t of the form a + bt + ce, where a, b, c and d are arbitrary constants. In a preferred modification, the voltage V is a function of the time t of the form a + ce, where a

109883/0704109883/0704

eine positive Konstante, c und d negative Konstanten und (a + c) positiv oder null sind. Die Einrichtung enthält ein Organ zur Steuerung der Öffnung der Ladeschaltung der Spule, v/enn die Periode T einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Um sicherzustellen, daß bei verminderter Periode T die Entladezeit Ti nach der Einleitung der Öffnung der LadeschaItung der Spule ausreicht, um den Strom in der Spule vor dem Wiederschliessen der Ladeschaltung ausreichend zu vermindern, enthält die Einrichtung ein Mittel, mit dem eine Öffnungszeit T^, beginnend am Anfang jeder Periode T, auf einem Minimalwert gehalten wird. Die Einrichtung, mit der eine Öffnungszeit T^ minimal gehalten wird, enthält einen rnonostabilen Multivibrator. Die Entladezeit oder Öffnungszeit T. und die Zeit, in der die Sägezahnspannung auf null gebracht wird, werden durch den inonostabilen Multivibrator bestimmt. Der Widerstand der Primärwicklung der Spule liegt unter 1 Ohm. Der Serien-Proportionalregler wird der Einwirkung äußerer Parameter unterworfen, die den Grenzwert des Ladestroms beeinflussen. Die äußeren Parameter, die auf den Serien-Proportionalregler einwirken, sind unter anderem die Drehzahl des Motors, die Dauer des Entladefunkens des Sekundärstroms, der Wert des Unterdrucks im Kanal der Verbrennung sgemischspei sung des Motors, die Motortemperatur, die Temperatur der Verbrennungsluft oder andere Parameter, durch die der Verbrauch und/oder die Verschmutzung durch die Abgase vermindert wird.a positive constant, c and d are negative constants, and (a + c) are positive or zero. The facility contains an organ for Control of the opening of the charging circuit of the coil when the period T falls below a predetermined limit value. Around ensure that with a reduced period T, the discharge time Ti after the initiation of the opening of the charging circuit of the The coil contains sufficient to reduce the current in the coil before the charging circuit is reclosed Establishing a means with which an opening time T ^, beginning at the beginning of each period T, is kept at a minimum value. The facility with which an opening time T ^ is kept to a minimum contains a non-stable multivibrator. The discharge time or opening time T. and the time in which the sawtooth voltage is brought to zero by the inonostable multivibrator certainly. The resistance of the primary winding of the coil is less than 1 ohm. The series proportional controller becomes the Subject to the action of external parameters that affect the limit value of the charging current. The outer parameters that go to the series proportional controller have an effect, among other things, the speed of the motor, the duration of the discharge spark of the Secondary current, the value of the negative pressure in the duct of the combustion mixture feed of the engine, the engine temperature, the Combustion air temperature or other parameters affecting consumption and / or pollution by the exhaust gases is decreased.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft zur Steuerung der Speisung einer Primärwicklung der Zündspule eines Verbrennungsmotors verwendet v/erden; sie ist besonders günstig bei Automobilen anwendbar, bei denen der Zündfunken am Ende jeder Periode T entsteht, die umgekehrt proportional ist der Drehzahl des Motors.The device according to the invention can advantageously be used to control the supply of a primary winding of the ignition coil of an internal combustion engine uses v / earth; it is particularly useful in automobiles where the spark at the end of everyone Period T arises, which is inversely proportional to the speed of the motor.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail using the exemplary embodiment shown in the drawing. Show it:

709883/0704709883/0704

Fig. 1 im Diagramm den zeitlichen Verlauf des in der Primärwicklung einer Zündspule eines Automobils fließenden Stroms mit einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung, wobei die Zeit auf der Abszisse und der Strom auf der Ordinate aufgetragen sind; das Diagramm zeigt eine Lade- und fintladeperiode der Primärwicklung,Fig. 1 is a diagram of the time course of the in the primary winding of an ignition coil of an automobile flowing current with a charging device according to the invention, the time on the abscissa and the current are plotted on the ordinate; the diagram shows a Charge and fint charge period of the primary winding,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, angewandt auf eine Zündspule für Automobile, und2 shows the block diagram of a device according to the invention, applied to an ignition coil for automobiles, and

Fig. 3 die Einzelheiten einer dem Blockschaltbild der Fig. 2 entsprochenden Schaltung.3 shows the details of a circuit corresponding to the block diagram of FIG.

Die in den Fig. 2 und j5 gezeigte Vorrichtung erlaubt die periodische Ladung einer Zündspule, deren Primärwicklung 1 mit einer Sekundärwicklung 2 gekoppelt ist, die einen hochgespannten Strom zu den Zündkerzen eines nicht gezeigten Verbrennungsmotors schickt. Der Verbindungspunkt zwischen den Wicklungen 1 und 2 ist an den positiven Anschluß 3 der elektrischen Gleichstromversorgung des Fahrzeugs angeschlossen. Der Strom in der Primärwicklung 1 der Zündspule wird durch einen Transistor 4 gesteuert, dessen Emitter über einen Shunt-Widerstand 5 an Masse angeschlossen ist. V/enn der Transistor 4 in der Zeit T^ am Beginn jeder Periode T gesperrt ist, kann die Primärwicklung 1 nicht geladen werden. V/enn der Transistor 4 leitet, beginnt während einer Zeit Tp in der Primärspule 1 ein Strom zu fließen, der danach den eingeprägten Maximalwert I₁ erreicht. Er ist auf diesen Wert begrenzt, weil der Transistor 4 in bekannter V/eise als Serien-Proportionalstromregler geschaltet ist. Der Strom I₁ bleibt während der Zeit T₁ konstant und v/ird am Ende der Periode T unterbrochen, wenn der Transistor 4 von neuem gesperrt wird. Die Abschaltung des Stroms erfordert eine gewisse Zeitspanne, ausgehend von dem Augenblick, in dem der Transistor gesperrt wird.The device shown in FIGS. 2 and 5 allows the periodic charging of an ignition coil, the primary winding 1 of which is coupled to a secondary winding 2 which sends a high-voltage current to the spark plugs of an internal combustion engine (not shown). The connection point between the windings 1 and 2 is connected to the positive terminal 3 of the electrical direct current supply of the vehicle. The current in the primary winding 1 of the ignition coil is controlled by a transistor 4, the emitter of which is connected to ground via a shunt resistor 5. If the transistor 4 is blocked in the time T ^ at the beginning of each period T, the primary winding 1 cannot be charged. When the transistor 4 conducts, a current begins to flow in the primary coil 1 during a time Tp, which then reaches the impressed maximum value I ₁ . It is limited to this value because the transistor 4 is connected in a known manner as a series proportional current regulator. The current I ₁ remains constant during the time T ₁ and is interrupted at the end of the period T when the transistor 4 is blocked again. Switching off the current requires a certain period of time, starting from the moment in which the transistor is blocked.

709883/0704709883/0704

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung ist es, das Verhältnis T₁ZT unabhängig von den Änderungen von T derart konstant zu halten, daß die vom Transistor A erzeugte Wärmemenge auf einen vorbestimmten Viert begrenzt wird. Dieses Prinzip wird anhand Fig. 2 erläutert. Der Transistor A wird durch einen Regler 6 gesteuert, der eine den Strom in der Spule an den Klemmen des Shunt-WiderStandes 5 abgegriffene Spannung erzeugt. Dieses Signal wird einer Schaltung 7a zugeführt, die den Mittelwert dieses Signals liefert; Dieser Mittelwert ist eine dem Verhältnis T₁ZT proportionale Spannung.The principle of the charging device according to the invention is _{to keep the ratio T 1} ZT constant regardless of the changes in T in such a way that the amount of heat generated by the transistor A is limited to a predetermined fourth. This principle is explained with reference to FIG. The transistor A is controlled by a regulator 6, which generates a voltage that is tapped off the current in the coil at the terminals of the shunt resistor 5. This signal is fed to a circuit 7a which supplies the mean value of this signal; This mean value is a voltage proportional to _{the ratio T 1 ZT.}

In einem Komparator 7b wird der Mittelwert mit einem Bezugswert verglichen, der einem bestimmten Verhältnis T₁ZT entspricht. Die Differenz dieser beiden Signale wird verstärkt und einem Transmitter 7c mit der Steuerschleife zugeführt. Der Transmitter gibt die charakteristischen Eigenschaften des Systems (Stabilität, Fehler, Ansprechzeit) vor. Die Schaltungen 7a, 7b und 7c bilden zusammen einen Wandler 7. Der Wandler 7 liefert ein Ausgangssignal, das von der Differenz zwischen dem Istverhältnis T₁ZT und dem Sollverhältnis T₁ZT abhängig ist. Dieses Ausgangssignal mit dem Pegel U wird einem der Eingänge eines Komparators 8 zugeführt, dessen anderer Eingang mit einer Spannung V gespeist wird, die ihrerseits von einem insgesamt mit 9 bezeichneten Spannungsgenerator geliefert wird. Der Spannungsgenerator 9 erzeugt eine Sägezahnspannung, die durch das an seinem Eingang 10 zugeführte Signal auf null zurückgestellt wird. Das Signal auf dem Eingang 10 wird von einem nicht gezeigten Geber erzeugt, der das zuvor unter Umständen korrigierte Zündsignal liefert. Das Ausgangssignal des Gebers läuft zunächst in eine Formschaltung 9a und steuert darauf die Rückstellung des Sägezahngenerators 9b auf null. Die vom Spannungsgenerator 9 erzeugte Sägezahnspannung V wird im Komparator θ mit der Spannung U verglichen, an dessen Ausgang ein Signal erzeugt wird,In a comparator 7b, the mean value is compared with a reference value which corresponds to _{a specific ratio T 1 ZT.} The difference between these two signals is amplified and fed to a transmitter 7c with the control loop. The transmitter specifies the characteristic properties of the system (stability, errors, response time). The circuits 7a, 7b and 7c together form a converter 7. The converter 7 supplies an output signal which is dependent on _{the difference between the actual ratio T 1} ZT and the target ratio T _{1 ZT.} This output signal with the level U is fed to one of the inputs of a comparator 8, the other input of which is fed with a voltage V, which in turn is supplied by a voltage generator designated overall by 9. The voltage generator 9 generates a sawtooth voltage which is reset to zero by the signal fed to its input 10. The signal at the input 10 is generated by a transmitter, not shown, which supplies the ignition signal that may have been corrected beforehand. The output signal of the encoder first runs into a shaping circuit 9a and controls the resetting of the sawtooth generator 9b to zero. The sawtooth voltage V generated by the voltage generator 9 is compared in the comparator θ with the voltage U, at the output of which a signal is generated,

700883/0704700883/0704

das zur Steuerung der Öffnung des Transistors 4, d.h. zur Steuerung des Beginns der Ladung der Primärwicklung 1, dem Regler 6 zugeführt wird.that for controlling the opening of the transistor 4, i.e. for controlling the start of charging of the primary winding 1, the Controller 6 is supplied.

Zur Einstellung des Istverhältnisses von T₁/T wird also die Zeit T^ bestimmt, um das Verhältnis T^T auf den vorbestimmten Sollwert einzustellen. Ist das Ißtverhältnis T₁/T zu groß, so steigt die Spannung U, wodurch wiederum die Zeitig ansteigt. Hierdurch wird der Wert der Zeit T₁ für eine im wesentlichen konstante Periode T vermindert. Ist das Verhältnis T₁ZT zu klein, v/erden die Spannung U und die Zeit T_y vermindert, wodurch die Zeit T₁ vergrößert und das Verhältnis T₁/!¹ auf den Sollwert gebracht wird.To set the actual ratio of T ₁ / T, the time T ^ is determined in order to set the ratio T ^ T to the predetermined target value. If the measuring ratio T ₁ / T is too large, the voltage U increases, which in turn increases the timing. This reduces the value of the time T ₁ for a substantially constant period T. If the ratio T ₁ ZT is too small, the voltage U and the time T _{y are} reduced, whereby the time T _{1 is} increased and the ratio T ₁ /! ^{1 is brought} to the setpoint.

Es sei erwähnt, daß bei dieser Vorrichtung bei stillstehendem Motor der Transistor 4 durchgeschaltet ist, so daß beim Stillstand durch Regelung des Stroms in der Primärwicklung 1 der Zündspule eine Erhitzung eintritt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist eine Einrichtung 11 zur Steuerung der Öffnung vorgesehen, die, wenn die Periode T eine vorbestimmte Zeit übersteigt, beispielsweise eine Sekunde, dem Regler 6 ein Signal zuführt, das die Sperrung des Transistors 4 auslöst.It should be mentioned that, in this device, when the motor is at a standstill, the transistor 4 is switched on, so that when the motor is at a standstill by regulating the current in the primary winding 1 of the ignition coil, heating occurs. To avoid this disadvantage, a device 11 is provided for controlling the opening, which when the period T is a predetermined time exceeds, for example one second, the controller 6 supplies a signal that triggers the blocking of the transistor 4.

Wenn übrigens die Drehzahl des Motors, mit dem die erfindungsgemäße Vorrichtung verbunden ist, ansteigt, sinkt die Periode T, so daß die Zeit T^ zu kurz werden kann, so daß für die vollständige Entladung der Primärwicklung 1 der Zündspule nicht genügend Zeit zur Verfügung steht. Unter diesen Umständen wird vorzugsweise für die Zeit T^ ein Minimalwert vorgegeben, wodurch bei Betrieb mit hoher Drehzahl ein Verschwinden des ZUndfunkens vermieden wird. Incidentally, if the speed of the engine to which the device according to the invention is connected increases, the period T decreases, so that the time T ^ can be too short, so that there is not enough time for the primary winding 1 of the ignition coil to completely discharge . Under these circumstances, a minimum value is preferably specified for the time T ^, which prevents the ignition spark from disappearing during operation at high speed.

Die Schaltung der Fig. 3 entspricht einer AusfUhrungsform des Blockschaltbildes der Fig. 2. Die Blöcke sind in Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 2. Der The circuit of FIG. 3 corresponds to an embodiment of the block diagram of FIG. 2. The blocks in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals as in FIG

709883/0704709883/0704

Transistor 4, der den Strom zur Primärwicklung 1 der Zündspule unterbricht, ist Teil einer Darlington-Schaltung mit einem weiteren Transistor 12, einer zwischen die Basis des Transistors 12 und die miteinander verbundenen Kollektoren der Transistoren 4 und 12 geschalteten Zensrdiode 13 und einem Kondensator 14, der parallel zur Kollektor-Emitterstrecke des Transistors' 4 geschaltet ist. Die Basis des Transistors 12 wird über eine Diode 15 von einem Transistor 16 angesteuert, dessen Kollektor über einen Widerstand 17 an den positiven Anschluß 3 und dessen Emitter an Masse angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 16 ist über einen V/iderstand 18 an Kasse, über einen Widerstand 19 an den Ausgang des !Comparators 8 und über einen Widerstand 21 und eine Zenerdiode 22 an den Ausgang eines Operationsverstärkers 20 angeschlossen. Dem einen Eingang des Operationsverstärkers 20 wird die an den Klemmen dos Shunt-V/iderstandes 5 abgegriffene Spannung und seinem anderen Eingang, der über einen Kondensator 23 an den Ausgang angeschlossen ist, eine Bezugs spannung zugeführt, die von einem aus Widerständen 24 und 25 und einer Zenerdiode 26 bestehenden Spannungsteiler geliefert wird.Transistor 4, which supplies the current to the primary winding 1 of the ignition coil interrupts, is part of a Darlington pair with another transistor 12, one between the base of the Transistor 12 and the interconnected collectors of transistors 4 and 12 connected Zensrdiode 13 and a capacitor 14, which is parallel to the collector-emitter path of the transistor '4 is switched. The base of the transistor 12 is connected to a transistor via a diode 15 16, whose collector is connected via a resistor 17 to the positive terminal 3 and whose emitter is connected to ground is. The base of transistor 16 is connected to cash via a V / resistor 18 and via a resistor 19 the output of the comparator 8 and via a resistor 21 and a Zener diode 22 to the output of an operational amplifier 20 connected. One input of the operational amplifier 20 is the one at the terminals dos Shunt-V / iderstandes 5 tapped voltage and its other input, which is connected to the output via a capacitor 23, a reference voltage supplied by one of resistors 24 and 25 and a zener diode 26 existing voltage divider is supplied.

Der Mittelwert des Ausgangssignals des Verstärkers 20 wird mit Hilfe eines Widerstandos 2? und eines Kondensators 28 erzeugt. Dieser Mittelwert wird einem der Eingänge eines Operationsverstärkers 29 zugeführt und mit Hilfe des Verstärkers 29 mit einer Bezugsspannung verglichen, die von einem aus Widerständen 30 und 31 bestehenden Spannungsteiler geliefert wird. Diese Bezugs spannung wird über einen V/iderstand 32 dem anderen Eingang des Verstärkers 29 zugeführt.The mean value of the output signal of the amplifier 20 is determined with the aid of a resistor 2? and a capacitor 28 generated. This mean value is fed to one of the inputs of an operational amplifier 29 and with the aid of the amplifier 29 compared with a reference voltage obtained from a voltage divider consisting of resistors 30 and 31 is delivered. This reference voltage is via a V / resistor 32 is fed to the other input of the amplifier 29.

Der Eingang des Verstärkers 29, dem die Bezugsspannung zugeführt wird, ist über einen Widerstand 33 mit dem Ausgang verbunden. Das Ausgangssignal des Verstärkers 29 wird mittels eines Kondensators 34 integriert. Mit dem Kondensator 34The input of the amplifier 29, which is supplied with the reference voltage is connected to the output via a resistor 33. The output signal of the amplifier 29 is by means of a capacitor 34 integrated. With the capacitor 34

709883/0704709883/0704

sind zwei Parallelschaltungen verbunden, deren eine einen Widerstand 35 und deren andere einen Widerstand 36 und eine Diode 37 enthält. Auf diese V/eise erhält man zwei unterschiedliche Zeitkonstanten zum Laden und Entladen des Kondensators; die Lade-Zeitkonstante ist größer als die Entlaie-Zsitkonstante, so daß die Vorrichtung auf Beschleunigungen des Hotors schnell ansprechen kann.are two parallel circuits connected, one a resistor 35 and the other a resistor 36 and one Includes diode 37. In this way you get two different ones Time constants for charging and discharging the capacitor; the charging time constant is greater than the discharge time constant, so that the device can respond quickly to accelerations of the hotor.

Das Ausgangssignal des Wandlers 7, das von der Abweichung zwischen dem Ictvcrhältnis T₁/T und dem Sollverhältnis T₁/T ist, wird über einen Widerstand 38 dem invertierenden oder negativen Eingang eines den Komparator 8 bildenden Operationsverstärkers 39 zugeführt. Dem direkten oder positiven Eingang des Verstärkers 39 wird die vom Sägezahngenerator 9a, 9b gelieferte Sägezahnspannung V zugeführt. Der positive Eingang des Verstärkers 39 ist über einen Kondensator 57 an Masse und über einen Widerstand 58 an einen Widerstand 53 angeschlossen. Die Sägezahnspannung V wird von einer Schaltung erzeugt, die aus einem Widerstand 40, einer Diode 41 und einem Kondensator 42 besteht, die zwischen Masse und dem positiven Anschluß 3 in Reihe geschaltet sind. Die Sägezahnspannung V wird zwischen dem Widerstand 40 und der Diode abgegriffen. Ein Transistor 43, dessen Emitter-Kollektor-Strecke einem Kondensator 42 parallel geschaltet ist, erlaubt es, die Sägezahnspannung V bei jedem Einlaufen eines vom Geber der Eingangsklemme 10 zugeführten Signals, die Sägezahnspannung V auf null rückzustellen. Dieses Signal wird durch die Formschaltung 9a umgewandelt und über einen Kondensator 44 und einen Widerstand 45 der Basis des Transistors 43 zugeführt. Zwischen Masse und dem Verbindungspunkt zwischen Kondensator 44 und Widerstand 45 liegt ein Widerstand 46.The output signal of the converter 7, which is the deviation between the ratio T ₁ / T and the target ratio T ₁ / T, is fed via a resistor 38 to the inverting or negative input of an operational amplifier 39 forming the comparator 8. The sawtooth voltage V supplied by the sawtooth generator 9a, 9b is fed to the direct or positive input of the amplifier 39. The positive input of the amplifier 39 is connected to ground via a capacitor 57 and to a resistor 53 via a resistor 58. The sawtooth voltage V is generated by a circuit consisting of a resistor 40, a diode 41 and a capacitor 42 which are connected in series between ground and the positive terminal 3. The sawtooth voltage V is tapped between the resistor 40 and the diode. A transistor 43, the emitter-collector path of which is connected in parallel with a capacitor 42, allows the sawtooth voltage V to be reset to zero each time a signal supplied by the transmitter to the input terminal 10 is received. This signal is converted by the shaping circuit 9a and supplied to the base of the transistor 43 via a capacitor 44 and a resistor 45. A resistor 46 is located between ground and the connection point between capacitor 44 and resistor 45.

Die Schaltung 9a zur Formung des AusgangsSignaIs des Gebers besteht aus einem Operationsverstärker 47, dessen direkter oder positiver Eingang über einen Widerstand 48 an denThe circuit 9a for shaping the output signal of the encoder consists of an operational amplifier 47, whose direct or positive input via a resistor 48 to the

709883/0704709883/0704

Ausgang und über zwei Widerstände 49 und 50 an die Klemme 10 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 49 und 50 ist über eine Diode 51 an Masse und über eine Diode 52 und den Widerstand 53 an den positiven Anschluß 3 angeschlossen. Der Widerstand 53 liegt zwischen dem positiven Anschluß 3 und der Zenerdiode 26. Der indirekte oder negative Eingang des Verstärkers 47 ist über einen Widerstand 54 an Masse und über einen Widerstand 55 an den Widerstand 53 angeschlossen. Der direkte Eingang des Verstärkers 47 ist über einen V/iderstand 56 an den Widerstand 53 angeschlossen.Output and via two resistors 49 and 50 to the terminal 10 is connected. The connection point between the resistors 49 and 50 is via a diode 51 to ground and Connected to the positive terminal 3 via a diode 52 and the resistor 53. The resistor 53 is between the positive terminal 3 and the zener diode 26. The indirect or negative input of amplifier 47 is across a resistor 54 to ground and across a resistor 55 connected to resistor 53. The direct input of the amplifier 47 is via a V / resistor 56 to the Resistor 53 connected.

Die Öffnungs-Steuerschaltung 11 erhält ihr Eingangssignal am Ausgang der Diode 41. Die Schaltung 11 besteht aus einem Kondensator 59 und einem hiermit in Reihe geschalteten Widerstand 60, deren Verbindungspunkt über eine Diode 61 an die Diode 52, über eine Diode G2 an den Verbindungspunkt zwischen Kondensator 42 und Diode 41 und schließlich über eine Diode 63 mit dem direkten Eingang des Verstärkers 39 verbunden ist.The opening control circuit 11 receives its input signal at the output of the diode 41. The circuit 11 consists of one Capacitor 59 and a resistor 60 connected in series with it, the connection point of which via a diode 61 to the diode 52, via a diode G2 to the connection point between capacitor 42 and diode 41 and finally via a diode 63 is connected to the direct input of the amplifier 39.

Wenn die Sägezahnspannung V gleich der Spannung U ist, liefert der den Komparator 8 bildende Verstärker 39 ein Signal, mit dem die Basis des Transistors 16 angesteuert wird, der seinerseits die Durchschaltung des Transistors 4 auslöst, und zwar in dem Maße, in dem die Sperrzeit T^ eine vorbestimmte Zeit, z.B. 800 ps übersteigt, so daß sich die Primärwicklung 1 ausreichend entladen kann und so bei hohen Motordrehzahlen ein Verschwinden des Zündfunkens vermieden wird. Die vorbe stimmte Zeit ist die Zeit, in der die Sägezahnspannung auf null geht, die durch die monostabile Schaltung 43-44-45-46 bestimmt wird. When the sawtooth voltage V is equal to the voltage U, the amplifier 39 forming the comparator 8 supplies a signal with which the base of the transistor 16 is controlled, which in turn triggers the switching on of the transistor 4 to the extent that the blocking time T ^ a predetermined time, for example greater than 800 ps, so that the primary winding 1 can be sufficiently discharged and so at high engine speeds the disappearance of the spark is prevented. The vorbe certain time is the time in which the sawtooth voltage goes to zero , which is determined by the one-shot circuit 43-44-45-46.

Bei umlaufendem Motor wird in der Öffnungs-Steuerschaltung der Kondensator 59 an jedem Ende der Periode über denWhen the motor is rotating, the capacitor 59 is in the opening control circuit at each end of the period through the

709883/0704709883/0704

Transistor 43 entladen. Die Spannung an seinen Klemmen ist deshalb vernachlässigbar und beeinflußt den indirekten Eingang des Verstärkers 39 nicht. Wenn andererseits der Motor anhält, entlädt der Transistor 43 den Kondensator 59 nicht mehr, so daß nach einer Sekunde die Spannung am indirekten Eingang des Verstärkers 39 durch den Kondensator 59 mitgenommen wird und die Eingangsspannung am direkten Eingang
unterschreitet, die durch die Zenerdiode 26 begrenzt wird. Auf diese V/eise kippt oder schwingt der Verstärker, so daß der Transistor 4 gesperrt und damit bei stehendem Motor
ein Fließen den Stromes in der Primärwicklung 1 vermieden
wird.Discharge transistor 43. The voltage at its terminals is therefore negligible and does not affect the indirect input of the amplifier 39. If, on the other hand, the engine stops, the transistor 43 no longer discharges the capacitor 59, so that after one second the voltage at the indirect input of the amplifier 39 is carried along by the capacitor 59 and the input voltage at the direct input
which is limited by the Zener diode 26. In this way, the amplifier tilts or oscillates, so that the transistor 4 is blocked and thus when the engine is stopped
a flow of the current in the primary winding 1 is avoided
will.

Mit der erfindungngeraäßen Vorrichtung kann die vom Transistor 4 verbrauchte Leistung wesentlich verringert und
entsprechend die Lebensdauer bei begrenztem Gestehungspreis verlängert werden.With the device according to the invention, the power consumed by the transistor 4 can be substantially reduced and
the service life can be extended accordingly with a limited cost price.

Ϋ09883/070*Ϋ09883 / 070 *

LeerseitBlank page

Claims

PATE NTAN VÄLTl" SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCKPATE NTAN VÄLTl " SHIP ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 4 3, MÖNCHEN 9O OTiOPTiMARIAHILFPLATZ 2 4 3, MÖNCHEN 9O OTiOPTi

POSTADRESSE: POSTFACH 95 OI 6O, D-8000 MÖNCHEN 95 JL I ti O D C. J POSTAL ADDRESS: POSTFACH 95 OI 6O, D-8000 MÖNCHEN 95 JL I ti OD C. J

KARL LUOWIQ SCHIFFKARL LUOWIQ SHIP

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNERDIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIPL. INQ. PETER STREHLDIPL. INQ. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPFDIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

DIPL. INQ. DIETER EBBINQHAUSDIPL. INQ. DIETER EBBINQHAUS

DR. ING. DIETER FINCKDR. ING. DIETER FINCK

TELEFON (Οββ) «8 SO 84TELEPHONE (Οββ) «8 SO 84

telex b-93s6s auro dtelex b-93s6s auro d

auromarcpat Münchenauromarcpat Munich

Societe pour 1'Equipement de DA-14156

Vehicules June 24, 1977

Device for periodic charging of a coil

Claims ;

\ 1 .J Device for periodic charging of a coil for current limitation, where the period T of the periodic charging is variable, the charging current reaches its limit value in a time Tp and is kept constant in the coil during a time T ^, the sum (T ^ + T ₂ ) is smaller than T, characterized in that the charging of the coil (1) started at a time T ^ after the start of each charge

709883/0704709883/0704

_{where T 1} is determined such that the ratio T 1 / T is minima] but greater than zero by means of a closed loop controller.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that to limit the current during the Discharge of the coil (1) a series proportional controller (transistor A) is provided, which supplies a signal, then during the time T ,, at a constant level and is at a complementary level for the remainder of the period.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the series proportional controller a Darlington-connected transistor (4) contains.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the control device (7) with closed loop contains the following components:

1. A device (7a) for determining the mean value of the output from the series proportional controller Signal, the mean value being the actual ratio T ^ / T reproduces,

2. a comparison device (7b) for comparing the mean value with a reference value, which is the nominal value

709883/0704709883/0704

of T ^ / T corresponds to \ * obei by comparing a Signal with the level U is generated,

3. a generator (8) for generating a periodic voltage V with the period T, the voltage V is a function of time and is reset to zero at the end of period T during a time interval whose duration is much smaller than T, and

4. a device (8) for comparing the voltages U and V, which when the voltages U and V generates a signal that switches on the electrical supply to the coil (1).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the signal with the level U by means of a transmitter (7c) taking into account the properties of the loop of the control device (7) is produced.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the transmitter (7c) amplification and integration facilities.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized

characterized in that the voltage V is a function of the time t of the form a + bt + ce is1 where a, b, c and d are arbitrary constants.

709883/070*709883/070 *

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the voltage V is a function of time in the form a + c · e, where a is a positive constant, c and d are negative constants and (a + c) are positive or equal to zero .

9. Device according to one of the preceding claims, characterized by an organ (11) to control the opening of the charging circuit of the coil (1) when the period T falls below a predetermined limit value.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that, in order to ensure a sufficient discharge time T ^ after the start of the opening of the charging circuit of the coil (1) with a falling period T, a device is provided which has a minimum opening time T, starting from the beginning of each period T, this device preferably including a one-shot device (43, 44, 45, 46) .

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlade- oder Öffnungszeit T^ die von der monostabilen Einrichtung definierte Zeit der Rückstellung der Sägezahnspannung auf null ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the discharge or opening time T ^ the time defined by the monostable device resetting the sawtooth voltage to zero.

709883/0704709883/0704

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the V / resistance the primary winding (1) of the coil is less than 1 ohm.

13. Device according to claims 2 and 3, characterized in that the series proportional controller (4) is controlled by external parameters, the dt.-n limit value duo charging & ti'Oms bo:; i-ir;.!.! en.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the series proportional controller (4) v / acting external parameters among other things the following parameters are: speed of the motor, duration of the Discharge spark of the secondary current, negative pressure in the feed channel for the supply of the combustible mixture to the engine, the engine temperature, the temperature of the combustion air or other parameters that reduce consumption and / or pollution by exhaust gases.

709883/0704 Beschreibung709883/0704 description