DE2752808A1

DE2752808A1 - Opto-elektronisches zuendungssystem

Info

Publication number: DE2752808A1
Application number: DE19772752808
Authority: DE
Inventors: John Philip Coates
Original assignee: Lumenition Ltd
Current assignee: Lumenition Ltd
Priority date: 1976-11-26
Filing date: 1977-11-26
Publication date: 1978-06-01
Also published as: CA1086816A; GB1539454A; ZA776788B; MX143396A; ES464883A2; BR7707760A; SE7712907L; JPS5368332A; AU509654B2; FR2372326A2; AU3072077A; SE416344B; IT1116378B; FR2372326B2

Description

LUMENITION LIMITED

77-85 Newington Causeway

GB-London S.E.1 23. November 1977

Opto-elektronisches Zündungssystem Zusatz zu Patent... (Patentanmeldung P 26 33 380).

Die Erfindung betrifft ein opto-elektronisches Zündungssystem mit einer Pestkörper-Infrarotstrahlungsquelle, einem Phototransistor und einer Anzahl von Darlington-Paar en _f die zwischen den Ausgang des Phototransistors und die Primärwicklung der Zündspule geschaltet sind, wobei die Darlington-Paare umgekehrt in bezug aufeinander in der Kette schalten und der Phototransistor umgekehrt zum ersten Darlington-Paar schaltet, wobei die Infrarotstrahlung von der Festkörperlampe synchron mit den Umdrehungen des Brennkraftmotors durch ein lichtundurchlässiges Element in der Form einer Loch- oder Schlitzscheibe unterbrochen wird, derart, daß die Schaltung zwischen ihren beiden stabilden Zuständen synchron zum Motor geschaltet wird, wobei das letzte DafLington-Paar durch mindestens eine Zenerdiode geschützt ist, die zwischen die zusammengefaßten Kollektoren und die Steuerelektrode des ersten Transistors geschaltet ist, nach Patent·.· (Patentanmeldung P 26 33 360).

Die Erfindung betrifft eine Anzahl kleiner Verbesserungen in der Ausführung des opto-eleltronischen Zündungsystems, das im Hauptpatent beschrieben worden ist·

Gemäß der Erfindung ist bei einem opto-elektronischen Zündungssystem nach dem Hauptpatent vorgesehen, daß eine Umrichtdiode zur Festkörper-Infrarotstrahlungsquelle parallelgeschaltet ist·

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Vorzugsweise ist ein Kondensator parallel zur schützenden Zenerdiode oder zu den Zenerdioden geschaltet, die dem letzten Darlington-Paar zugeordnet ist oder sind.

In einer bevorzugten Ausführung sind Mittel zum Verhindern eines Abfallens der Spannung am Kollektor des Phototransistors unter einen Sollwert als Folge von Übersättigung vorgesehen, die durch exzessive Bestrahlung hervorgerufen wird. Solche Mittel können eine Schoettky-Diode sein, die in Vorwärtsrichtung zwischen die Steuerelektrode und den Kollektor des Phototransistors geschaltet ist.

In einer Alternativausführung kann der Phototransistor an einer Übersättigung dadurch gehindert sein, daß der Träger des Phototransistors so ausgeführt ist, daß bei Überschreiten eines Sollwerts durch die Bestrahlung der von der Bestrahlung hervorgerufene Strom an der Steuerelektrode zum Kollektor und über die Kollektor-Emissionselektrodenverbindung geht, derart, daß ein Teil des Photostroms nicht verstärkt wird.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf das Schaltbild näher erläutert, das ein opto-elektronisches Zündungssystem für Brennkraftmotoren zeigt, wie es im Hauptpatent angegeben ist und das die vorstehend genannten Verbsserungen enthält.

Die Schaltung weist eine Eestkörper-Galliumarsenidlampe 1, einen Phototransistor 2 und zwei Darlington-Paare Q1 und Q2 auf. Die Lampe 1 und der Phototransistor 2 befinden sich jeweils in Reihe mit betreffenden Widerständen R1 und R2 und erhalten einen stabilisierten Strom mit einer Spannung von 7,5 Volt von einer Zenerdiode Z1. Die Zenerdiode ist an die 12-Volt-Batterie des Fahrzeugs über einen Widerstand R3 angeschlossen. Eine Umkehrdiode D4 ist zur Lampe 1 parallelgeschaltet, um die Lampe gegen nega tive Einschaltstöße zu schützen.

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Zum Emissionselektroden-Kollektorweg des Phototransistors 2 ist eine Diode D1 parallelgeschaltet, die nicht nur dazu dient, ein sauberes Schalten des Phototransistors 2 sicherzustellen, sondern die auch sicherstellt, daß eventuelle negative Stromstöße an der Leitung während der Zeit, während der der Phototransistor nicht leitend ist, am Phototranästor vorbeigeführt werden und damit dessen Gefüge keinen Schaden zufügen können. Eine Schottky-Diode SD ist zum Steuerelektroden-Kollektorweg des Phototransistors 2 parallelgeschaltet, um zu verhindern, daß der Phototransistor wegen exzessiver Bestrahlung von der Lampe 1 übersättigt wird·

Es ist festgestellt worden, daß bei Fehlen einer Schottky-Diode dann, wenn der Phototransistor übermäßig bestrahlt wird, dessen Übersättigung hervorgerufen wird, und die Folge davon ist, daß dann, wenn die Bestrahlung auf Mull zurückgeht, dessen Schaltgeschwindigkeit gering ist· Unter den Bedingungen einer starken Bestrahlung fällt die Kollektor-Emissionselektroden-Sättigungsspannung des Phototransistors unter einen bestimmten Wert, der beispielsweise 300 mV betragen kann·

In einer Alternativausführung kann der Phototransistor an einer Übersättigung als Folge exzessiver Bestrahlung anstellet des Yorsehens der Schottky-Diode durch entsprechende Ausführung des Trägers des Phototransistors gehindert werden, derart, daß dann, wenn die Bestrahlung einen bestimmten Wert überschreitet, der Strom, der von der Bestrahlung des Steuerelektrodenbereichs herrührt, zum Kollektorbereich und über die Kollektor--%issionselektrodenverbindung geht, so daß ein Teil des Photostroms nicht verstärkt wird.

Die Darlington-Paare Q1 und Q2 bestehen jeweils aus zwei Transistoren T1, T2 bzw. T3, T4, die in konventioneller Darlington-Anordnung angeordnet sind· Die Steuerelektrode des Transistors T1 ist mit dem Kollektor des Phototransistors 2 verbunden. Die

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zusammengefaßten Kollektoren der Transistoren T1 und T2 sind einmal mit der Steuerelektrode des Transistors T3 des zweiten Darlington-Paars Q2 über eine Diode D3 undzum anderen mit der 7,5-Volt-Zenerstromversorgung über einen Widerstand R4 verbunden.

Eine Diode D2 ist zwischen die Emissionselektrode des Transistors T4 und die Steuerelektrode des Transistors T3 geschaltet. Die Diode D1 ist in gleicher Weise zwischen die Emissionselektrode des Transistors T2 und die Steuerelektrode des Transistors T1 geschaltet. Die Dioden D1 und D2 dienen dazu, die Darlington-Paare gegen negative Stromstäße zu schützen, und außerdem gegen einen unachtsamen Mechaniker, der die Batterie falscn anschließt. Die Diode D1 dient auch dazu, den Phototransistor 2 gegen eine umgekehrte Batterieanschließpung zu schützen.

Die zusammengefaßten Kollektoren der Transistoren T3 und T4 sind mit einem Enede der Primärwicklung der Zündspule 4 verbunden, deren anderes Ende mit dem Pluspol der 12-Volt-Batterie verbunden ist. Zwischen den zusammengefaßten Kollektoren der Transistoren T3 und T4 und der Steuerelektrode des Transistors T3 ist ein Stromkreis geschaltet, der aus einer Reihenschaltung aus Zenerdioden Z2 und Z3 und einem Widerstand R5 besteht, wobei ein Kondensator C zu den Zenerdioden Z2 und Z3 parallelgeschaltet ist. Aufgabe dieses Stromkreises ist es, zum einen die Geschwindigkeit des Schaltens des Darlington-Paars Q2 zu bestimmen, zum zweiten das Darlington-Paar gegen positive Stromstöße zu schützen, wie aus der GB-PS 1 330 453 bekannt ist, und zum dritten eine ungewollte elektromagnetische Strahlung zu verhindern, die von der Spule abgestrahlt wird.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist identisch mit derjenigen, die im Hauptpatent beschrieben worden ist.

Die vorstehend beschriebenen Verbesserungen gegenüber der Schal-

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tung nach dem Hauptpatent haben die folgenden Vorteile:

(a) das Vorsehen der Diode D4 parallel zur Galliumarsenid]ampe 1 verhindert eine Beschädigung der Lampe durch negative Stromstöße·

(b) Das Vorsehen entweder einer Schoettky-Diode SD parallel zum Steuerelektroden-Kollektorweg des Phototransistors oder der entsprechenden Änderung der Konstruktion des Trägers des Phototransistors verhindert, daß der Phototransistor als Folge exzessiver Bestrahlung in den übersättigten Zustand gelangt.

(c) Das Vorsehen des Kondensators C parallel zu den Zenerdioden Z2 und Z3 hat den Effekt des Verlangsamens der Steigzeit der ersten Leckinduktivitätsspitze der induzierten Spannung, die zu Beginn des Abschaltens des Darlington-Paars Q2 auftritt· Weil der Kondensator C die Steigzeit der ersten Leckinduktivitätsspitze verlangsamt, kann der Spannungsanstieg in der Sekundärwicklung dem Anstieg in der Primärwicklung mit einer vollständigen magnetischen Verkopplung zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung folgen· Die gesamte magnetische Energie wird also in der Zündspule gehalten, und keine Energie wird nach außen abgestrahlt. Es ist darauf hinzuweisen, daß bei Fehlen des Kondensators C eine gewisse Strahlung im Radioband des elektromagnetischen Sepktrums auftreten kann·

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Claims

COHAUSZ & FLORACK PATENTAN WA I.TS BÜ HO SCHUMANNSTH. 1)7 · »-4OOO UÜSSELDOItK 27 528 08 Telefon: (02 U) 683346 Telex: 08586513 cop d PATENTANWÄLTE : Dipl. Ing. W. COHAUSZ Dipl.-Ing. R. KNAUF Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl. Ing. H. B. COHAUSZ LUMENITION LIMITED 77-85 Newington Causeway GB-London S.E· 1 23. November 1977 Ansprüche

1.' Opto-elektronisches Zündungssystem mit einer Pestkörper-Infrarotstrahlungsquelle, einem Phototransistor und einer Anzahl von Darlington-Paaren, die zwischen den Ausgang des Phototransistors und die Primärwicklung der Zündspule geschaltet sind, wobei die Darlington-Paare umgekehrt in bezug aufeinander in der Kette schalten und der Phototransistor umgekehrt zum ersten Darlington-Paar schaltet, wobei die Infrarotstrahlung von der Pestkörperlampe synchron mit den Umdrehungen des Brennkraftmotors durch ein lichtundurchlässiges Element in der Form einer Loch- oder Schlitzscheibe unterbrochen wird, derart, daß die Schaltung zwischen ihren beiden stabilen Zuständen synchron zum Motor geschaltet wird, wobei das letzte Darlington-Paar durch mindestens eine Zenerdiode geschützt ist, die zwischen die zusammengefaßten Kollektoren und die Steuerelektrode des ersten Transistors geschaltet ist, nach Patent··· (Patentanmeldung P 26 33 380), dadurch gekennzeichnet, daß eine Umrichtdiode zur Pestkörper-Infrarotstrahlungsquelle parallelgeschialtet ist.

2. Opto-elektronisches Zündungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator parallel zur schützenden Zenerdiode oder zu den Zenerdioden geschaltet ist, die dem letzten Darlington-Paar zugeordnet ist oder sind·

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3. Opto-elektronisches Zündungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Verhindern eines Abfallens der Spannung am Kollektor des Phototransistors unter einen Sollwert als Folge von Übersättigung vorgesehen sind, die durch exzessive Bestrahlung hervorgerufen wird.

4· Opto-eleBrtronisches Zündungssystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Schottky-Diode sind, die im Vorwärtsrichtung zwischen die Steuerelektrode und den Kollektor des Phototransistors geschaltet ist.

5. Opto-elektronisches Zündungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phototransistor an einer Übersättigung dadurch gehindert ist, daß der Träger des Phototransistors so ausgeführt ist, daß bei Überschreiten eines Sollwerts durch die Bestrahlung der von der Bestrahlung herrührende Strom an der Steuerelektrode zum Kollektor und über die Kollektor-Emissionselektrodenverbindung geht, derart, daß ein Teil des Photostroms nicht verstärkt wird.

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