DE2742641A1 - Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage zur Erzeugung mehrerer Zündfunken zu jedem Zündzeitpunkt nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Zündanlage aus der DT-OS 2 611 596 bekannt. Für eine solche Funkenbandzündanlage eignet sich vor allem das elektromagnetische Speicherprinzip, das sich bei entsprechender Dimensionierung durch einen niedrigen primären Ladestrom, einen guten Wirkungsgrad und einen hohen Nachentladestrom auszeichnet. Als Nachteil tritt die durch den realtiv niedrigen Ladestrom bedingte Verzögerungszeit dann in Erscheinung, wenn diese Zeit nicht in die Zündverstellung eingeeicht werden kann. Es sind zwar auch schon Kombinationen von Zündanlagen nach dem elektromagnetischen Speicherprinzip mit Kondensatorzündanlagen aus der US-PS 3 280 809 und der DT-OS 2 338 9O5 bekannt, jedoch dient die dort verwendete Kombination der verschiedenen Zündsysteme einem anderen Zweck, insbesondere der sicheren Zündung bei Korrosion und Verschmutzung. In solchen Fällen tritt dann die Kondensatorzündung in Tätigkeit, die Zündfunken hoher Zündspannung erzeugen kann.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß mit Auftreten derjenigen Signalflanke, die die Zündung auslösen soll, ein erster Zündfunke nach dem Prinzip einer Kondensatorzündanlage augenblicklich ohne Ladeverzugszeit ausgelöst werden kann. Die weiteren Zündfunken des Funkenbands zu diesem Zündzeitpunkt werden dann durch Umschaltung nach dem elektromagnetischen Speicherprinzip ausgelöst, das sich durch niedrigen primären Ladestrom, einen guten Wirkungsgrad und einen hohen Nachentladestrom auszeichnet.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung eines Ausführungsbeispiels und Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels .
Beschreibung der Erfindung
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine vorzugsweise mitder Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Geberanordnung 10 mit einer vorzugsweise als Schmitt-Trigger ausgebildeten Impulsformerstufe 11 verbunden. Die Geberanordnung 10 ist in der Darstellung als induktive Geberanordnung ausgebildet, jedoch ist z.B. auch eine Ausführung als Unterbrecherkontakt, als Hall-Geber oder als optischer Geber möglich. Der Ausgang der Impulsformerstufe 11 ist über eine Zündverstellelektronik mit dem Eingang eines Zeitglieds 13 verbunden. Eine Zündverstellelektronik 12 zur Verschiebung des Zündsignals in Abhängigkeit von Motordaten (z.B. Drehzahl n, Saugrohrunterdruck p, Temperatur T und Drosselklappenstellung oC) ist in analoger Form z.B. aus der DT-OS 2 348 352 und in digitaler Form z.B. aus der DT-OS 2 539 113 bekannt. Der Ausgang des Zeitglieds 13 ist mit dem Steuereingang eines ersten elektrischen Schalters 14 verbunden, der vorzugsweise als Thyristor ausgebildet sein kann. Bei Verwendung eines Transistors wird vorzugsweise in Reihe dazu eine Induktivität geschaltet, um einen niedrigeren Strom zu erreichen. Der erste Schaltkontakt des elektrischen Schalters Ik ist über
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die Primärwicklung einer Zündspule 15 an Masse und der zweite Schaltkontakt über die Sekundärwicklung eines Übertragers 16 ebenfalls an Masse angeschlossen. Parallel zur Sekundärwicklung des Übertragers l6 ist die Reihenschaltung einer Diode 17 mit einem Zündkondensator l8 geschaltet. Parallel zur einseitig an Masse angeschlossenen Sekundärwicklung der Zündspule 15 ist eine Zündstrecke 19 geschaltet, die bei einer Brennkraftmaschine üblicherweise als Zündkerze ausgebildet ist. Sind mehrere Zündkerzen erforderlich, so kann in bekannter Weise ein Hochspannungsverteiler vorgesehen sein. Der über eine gestrichelte Linie parallel zur Sekundärwicklung der Zündspule 15 geschaltete Kondensator
20 soll die Zündkabelkapazität versinnbildlichen.
Der Ausgang des Zeitglieds 13 ist weiterhin einmal direkt an einen ersten Eingang und einmal über ein Verzögerungsglied
21 an einen zweiten Eingang eines UND-Gatters 22 angeschlossen. Ein Frequenzgenerator 28 ist mit einem dritten Eingang des UND-Gatters 22 verbunden, dessen Ausgang mit dem Steuereingang eines zweiten elektrischen Schalters 23 verbunden ist, der vorzugsweise als Transistor ausgebildet sein kann. Eine mit dem positiven Pol einer Versorgungsspannung Uv verbundene Klemme 24 ist über die Schaltstrecke des zweiten elektrischen Schalters 23 mit der Primärwicklung der Zündspule 15 verbunden.
Der Ausgang des Zeitglieds 13 ist weiterhin über ein zweites, durch eine Rückflanke triggerbares Zeitglied 25 mit dem Steuereingang eines dritten elektrischen Schalters 26 verbunden. Dabei ist die Klemme 24 über die Reihenschaltung der Schaltstrecke des dritten elektrischen Schalters 26 mit einer Induktivität 27 und der Primärwicklung des Übertragers l6 an Masse angeschlossen.
Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels soll im folgenden anhand des in Fig. 2 dargestellten Signaldiagr*amms erläutert werden. Das Signal der Geberanordnung 10 wird in der Impulsformerstufe 11
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/» 1 h O
in ein Rechtecksignal Uli umgewandelt. Durch die Zündverstellelektronik 12 wird dieses Signal Uli um die Zeit To verschoben und erscheint als Signal U12 am Eingang des Zeitglieds 13· Durch die Anstiegsflanke des Signals U12 wird das Zeitglied 13 getriggert, wodurch an dessen Ausgang die Signalfolge U13 erscheint. Durch das Signal U13 wird der als Thyristor ausgebildete Schalter 14 stromleitend und die in dem Kondensator 18 gespeicherte Energie entlädt sich über die Primärwicklung der Zündspule 15· Die Spannung am Kondensator 18 nimmt gemäß der dargestellten Kurve Ul8 ab, und es wird ein Stromstoß durch die Primärwicklung der Zündspule 15 erzeugt. Nach dem Durchflußprinzip wird die im Kondensator 18 gespeicherte Energie sehr rasch (ca 2OjWs) auf die Zündkabelkapazität 20 übertragen, wodurch bei Erreichen der Grenzspannung an der Zündstrecke 19 ein Zündfunke erzeugt wird. Unterschreitet der Strom 12 den Haltestrom des Thyristors 14, so wird dieser gesperrt.
Durch das Verzögerungsglied 21 gelangen Signale des Frequenz generators 28 um die Zeit Tl ab der Anstiegsflanke des Signals U13 verzögert an den Steuereingang des zweiten elektrischen Schalters 23. Dieser öffnet und schließt im Rhythmus der Signalfolge U22. Mit jedem Signal U22 beginnt ein Stromfluß 13 durch die Primärwicklung der Zündspule 15, und bei öffnen des Schalters 23 wird nach dem Sperrwandlerprinzip ein Zündfunke an der Zündstrecke 19 induziert. Diese Funkenerzeugung wird durch das Signalende des Signals U13 begrenzt.
Mit der Rückflanke des Signals Ul4 wird das Zeitglied getrigg:ert, wodurch an dessen Ausgang zur Steuerung des dritten elektrischen Schalters 26 eine Signalfolge U25 erscheint. Durch ein solches Signal U25 wird der elektrische Schalter st.romleitend. Dadurch fließt ein Strom Il während einer Zeit von ca 2ms durch die Primärwicklung des Übertragers 16 und lädt dadurch den Kondensator 18 auf eine Spannung von ca 100 bis 200 Volt auf.
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- 6—
A 1 4 Γ'
Diesen Spannungsanstieg zeigt die Kurve U18. Mit dem Signalende des Singais U25 öffnet der Schalter 26. Ein Entladen des Kondensators 18 wird durch die Diode 17 verhindert. Die Induktivität 27 garantiert eine praktisch verlustlose Aufladung des Kondensators 18.
Gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik kann in den Sekundärkreis der Zündspule 15 noch eine Hochspannungsdiode geschaltet werden um eine Zündspannungsaufstockung zu erreichen. Weiterhin kann anstelle eines Frequenzgenerators 28 mit fester Frequenz ein Frequenzgenerator gemäß der DT-OS 2 606 89Ο treten, bei dem die Signallängen jeweils durch die primärseitige Stromanstiegsdauer der Zündspüle bestimmt sind.
Anstelle einer zeitlichen Begrenzung der Funkenbanddauer durch ein Zeitglied I3 kann auch eine winkelabhängige Funkenbandbegrenzung treten. In diesem Falle wird ein von der Geberanordnung 10 abgeleitetes Signal zur Begrenzung der Funkenbanddauer herangezogen.
Da der Übertrager 16 nach dem Durchflußprinzip arbeil et} ist die Spannung UI8 proportional zur Batteriespannuhg. Will man den Übertrager nicht so auslegen, daß auch bei niedriger Anlaßspannung eine genügend hohe Zündspannungsreserve vorhanden ist, so besteht die Möglichkeit, über eine Drehzahlschwelle oder den Anlaßschalter die Schalter 1*1, 26 zu sperren und den Schalter 23 sofort mit Beginn der Funkenbandtorzeit anzusteuern. Der durch die Ladeverzögerungszeit bedingte Zündverzug von einigen 100 us ist bei Anlaßdrehzahlen ohne Bedeutung.
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Leerseite

Claims (11)

R· /. ι / η 9-9.1977 Ve/Hm ROBERT BOSCH GMBH, 7OOQ STUTTGART 1 Ansprüche
1.1 Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer mit der
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekuppelten Geberanordnung zur Steuerung des primärseitigen Stroms einer Zündspule mittels wenigstens eines elektrischen Schalters, mit wenigstens einer Zündstrecke im Sekundärstromkreis der Zündspule und mit einem Funkenbandgenerator zur Erzeugung mehrerer Zündfunken zu jedem Zündzeitpunkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung wenigstens des ersten Zündfunkens zu jedem Zündzeitpunkt ein erster elektrischer Schalter (14) in Verbindung mit einem Kondensator (18) und der Zündspule (15) eine Hochspannungs-Kondensatorzündanlage bildet und daß ein zweiter, den Zündspulenstrom direkt steuernder Schalter (23) zur Erzeugung weiterer Folgezündfunken durch einen Oszillator (28) steuerbar ist.
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ORIGINAL INSPECTED
4 1 4 O
2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Geberanordnung (10) steuerbare Funkenband-Begrenzungsstufe (13) vorgesehen ist.
3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elektrische Schalter (lh) mit der Primärwicklung der Zündspule (15) und mit dem Kondensator (18) einen geschlossenen Stromkreis bildet und daß der elektrische Schalter (1^) im Zündzeitpunkt schließbar ist.
H. Zündanlage nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß als Ladestromkreis für den Kondensator (18) die Sekundärwicklung eines Übertragers (16) sowie ein Halbleiterelement (17) zur Verhinderung einer Entladung vorgesehen ist, und daß im Primärstromkreis des Übertragers (16) ein durch die Geberanordnung (10) steuerbarer Ladeschalter (26) vorgesehen ist.
5· Zündanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladeschalter (26) während einer Zündpause schließbar ist.
6. Zündanlage nach Anspruch h oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Primärstromkreis des Übertragers (16) eine weitere Induktivität (27) geschaltet ist.
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7. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungsglied (21) zur Verzögerung der Schalttätigkeit des zweiten Schalters (23) bis zum Ende der Schalttätigkeit des ersten Schalters (1*0 vorgesehen ist.
8. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei niedrigen Drehzahlen, vorzugsweise Anlaßdrehzahlen, betätigbarer Schalter vorgesehen ist, durch den die Betätigung des elektrischen Schalters (I1O sperrbar und die Betätigung des elektrischen Schalters (23) schon zu Beginn eines Funkenbands ermöglicht wird.
9. Zündanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des elektrischen Schalters (23) das Verzögerungsglied (21) überbrückbar ist.
10. Zündanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bei niedrigen Drehzahlen betätigbare Schalter der Anlaßschalter für die Brennkraftmaschine ist.
11. Zündanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der bei niedrigen Drehzahlen betätigbare Schalter ein Drehzahlschalter ist.
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