DE2807507A1

DE2807507A1 - Zuendanlage, insbesondere fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2807507A1
Application number: DE19782807507
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dr Ing Glauert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-02-22
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1979-08-23
Also published as: IT1111829B; FR2418344A1; GB2015082A; IT7920408A0

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Zündanlage aus der DT-OS 2 5^9 586 bekannt, bei der als Mittel zur Abschaltung des PrimärStroms im PrimärStromkreis ein Strommeßwiderstand vorgesehen ist, dessen stromproportionale, abgegriffene Spannung einer Schwellwertstufe zugeführt wird. Bei Erreichen des Schwellwerts wird der elektrische Schalter im Primärstromkreis der Zündspule geöffnet. Da das Öffnen somit bei einem bestimmten Stromwert erfolgt, muß dieser Stromwert und damit die Schwelle der Schwellwertstufe sehr exakt bestimmt und eingestellt werden. Bei einer anderen Zündspule bzw. einem anderen Zündsystem mit anderen Erfordernissen muß eine entsprechende Anpassung, bzw. Neuberechnung erfolgen. Die Sicherung des Endstufentransistors vor Überlastung hängt ausschließlich von diesen eingestellten Größen ab. Es ist wenigstens ein weiterer Schalter, insbesondere Schwellwertschalter, zur Abschaltung erforderlich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein sicherer Schutz vor überlastung besteht. Der Endstufentransistor wird nur dann leitend gesteuert, wenn die Zündspule noch Energie aufnehmen kann, also magnetisch noch nicht gesättigt ist, und wenn der Strom noch nicht soweit angestiegen ist, daß der Endstufentransistor aus der Sättigung gekommen ist, was zu stark erhöhter Verlustleistung führt. Da diese erhöhte Verlustleistung beim Gegenstand der Erfindung nicht berücksichtigt zu werden braucht, kann auf den Einsatz eines überdimensionierten, teuren Transistors

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verzichtet werden. Die Schaltungsrealisierung ist sehr einfach. Eine Stromregelung durch Messen des Endstufenstroms über den Spannungsabfall an einem Widerstand sind weiterhin zusätzlich möglich. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß der Endstufentransitor auf ein kurzes Triggersignal hin sich selbst geschlossen hält, solange die Zündspule noch Energie aufnehmen kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenigstens einen Teil der in einer Wicklung der Zündspule durch den primärseitigen Stromanstieg induzierten Spannung an den Steuereingang des elektrischen Schalters, also z.B. des Endstufentransistors, zu legen. Dies führt zu einer sehr einfachen Realisierung.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, den Endstufentransistor als einen der beiden Transistoren einer monostabilen Schaltstufe einzusetzen, wobei die am Endstufentransistor abgegriffene Spannung zur Steuerung des Ladezustande des die Haltezeit bestimmenden Kondensators diesem zuführbar ist. Dadurch erhält man eine konstante Ladezeit für die Zündspule, wobei eine Überlastung, z.B. zur Veränderung der Versorgungsspannung, automatisch verhindert wird.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer an der Zündspule abgegriffenen Spannung und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer am Endstufentransistor abgegriffenen Spannung, sowie einer monostabilen Schaltstufe.

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Beschreibung der Erfindung

In dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist eine Klemme 10, der Triggersignale zugeführt werden, über einen Kondensator 11 mit der Basis eines Endstufentransistors 12 verbunden, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in Reihe zur Primärwicklung 13 einer Zündspule Ik geschaltet ist. Parallel zur Sekundärwicklung 15 im Sekundärzündkreis der Zündspule 14 ist wenigstens eine Zündstrecke 16 geschaltet, die bei einer Brennkraftmaschine üblicherweise als Zündkerze ausgebildet ist. Eine dritte Wicklung 17 ist mit einem Anschluß direkt an Masse und mit dem zweiten Anschluß über einen aus zwei Widerständen 18, 19 bestehenden Spannungsteiler ebenfalls an Masse angeschlossen. Der Verknüpfungspunkt der beiden Widerstände l8₃ 19 ist mit der Basis des Endstufentransistors 12 verbunden.

Die Wirkungsweise des in Pig. I dargestellten ersten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß auf ein positives Triggersignal Up über den Kondensator 11 der Endstufentransist-or 12 in seinem stromleitenden Zustand gesteuert wird. Es beginnt ein ansteigender Strom I im Primärstromkreis der Zündspule 14 zu fließen. Durch diesen ansteigenden Strom wird nach der Formel dl/dt = Ui eine Spannung Ui in der dritten Wicklung 17 induziert, durch die über den Spannungsteiler l8_s 19 der Endstufentransistor 12 auch nach dem Triggersignal in seinem stromleitenden Zustand verbleibt. Mündet der Stromverlauf I (t) in die Sättigung ein, so nimmt der Diferentialquotient dl/dt ab, bzw. geht gegen Null- Die induzierte Spannung Ui nimmt dadurch ebenfalls ab, und bei Erreichen der Ansprechschwelle des Transistors 12 öffnet dieser und unterbricht den Primärstrom I. In bekannter Weise wird dadurch ein Zündfunke an der Zündstrecke 16 ausgelöst. Unabhängig von der automatischen Abschaltung des Primärstroms I bei Erreichen der Sättigung kann eine solche

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Abschaltung auch durch ein negatives Triggersignal Un an der Klemme 10 erfolgen.

Anstelle einer dritten Wicklung 17 für die Zündspule 14 kann in einem einfachen Ausführungsbeispiel auch eine der ohnehin vorhandenen Wicklungen 13 , 15 verwendet vrerden, bzw. ein Abgriff an diesen Wicklungen. Die abgegriffene Spannung Ui entsteht in diesem Fall durch Selbstinduktion.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die Bauteile 10 bis 16 in Funktion und Wirkungsweise entsprechend angeordnet. Ein aus drei Widerständen 2I₃ 22, bestehender Spannungsteiler ist zwischen eine, mit dem positiven Pol einer Versorgungsspannungsquelle verbundenen Klemme 20 und Masse geschaltet. Der Verknüpfungspunkt zwischen den Widerständen 22, 23 ist mit der Basis des Endstufentransistors 12 verbunden, und der Verknüpfungspunkt zwischen den Widerständen 21, 22 ist über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 24 an Masse angeschlossen. Parallel zur Schaltstrecke des Endstufentransistors 12 ist ein weiterer, aus zwei Widerständen 25, 26 bestehender Spannungsteiler geschaltet, wobei der Verknüpfungspunkt zwischen den Widerständen 25,

26 über einen Kondensator 27 an die Basis des Transistors angeschlossen ist. Weiterhin ist die Basis dea Transistors 24 über einen Widerstand 28 mit der Klemme 20 verbunden.

Die Bauteile 21 bis 28 stellen in Verbindung mit dem Endstufentransistor 12 und dem Eingangskondensator 11 eine an sich bekannte monostabile Kippstufe dar, deren Wirkungsweise z.B. in dem Buch Halbleiter-Schaltungstechnik, Tietze/Schenk, Springer Verlag, 1974, Seite 459, beschrieben ist. Auf ein positives Triggersignal an der Klemme 10 hin wird der Transistor 12 stromleitend und sperrt dadurch über die Bauteile 25,

27 den Transistor 24. Die Haltezeit des Zeitgliedes ist durch

den Ladevorgang des Kondensators 27 über den Widerstand 28

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bestimmt. Durch diese konstante Haltezeit wird eine konstante Schließzeit des Endstufentransistors 12 vorgegeben, was jeweils zur Speicherung einer konstanten magnetischen Energie der Zündspule Ik führt.

Gleichzeitig tritt jedoch ein zweiter Effekt auf: Durch den großen Diferentialquotienten dl/dt fällt zunächst eine hohe Spannung an der Primärwicklung 13 ab, wodurch der Spannungsabfall über der Schaltstrecke des Transistors sehr gering ist. Geht der Primärstrom in die Sättigung über, so geht - wie auch im ersten Ausführungsbeispiel - der Differentialquotient dl/dt gegen Null, ebenso der Spannungsabfall Ui an der Primärwicklung 13· Der Spannungsabfall über der Schaltstrecke des Transistors 12 nimmt dadurch stetig zu und beschleunigt über den Kondensator 27 zusätzlich das Leitendwerden des Transistors 2k und damit das Sperren des Transistors 12, Bei Erreichen der Stromsättigung sperrt dadurch der Transistor 12 auch dann, wenn die Haltezeit der monostabilen Kippstufe eigentlich noch nicht abgelaufen wäre. Eine solche Diskrepanz zwischen der konstanten Haltezeit und der benötigten Stromanstiegsdauer in der Zündspule kann z.B. durch geänderte Parameter, wie z.B. geänderte Temperatur oder geänderte Versorgungsspannung hervorgerufen werden. Durch die Abschaltung des primärseitigen Stroms I über die abfallende Spannung an der Schaltstrecke des Transistors 12, die wiederum in Abhängigkeit vom Erreichen der Sättigungsgrenze des Stroms steht, ist eine überlastung des Endstufentransistors 12 vermeidbar.

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Claims

R. Λ t< 3 8

26.1.1978 Ve/Hm

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7OOQ STUTTGART 1

Ansprüche

(ij, Zündanlage₃ insbesondere für Brennkraftmaschinen₃ mit einem elektrischen Schalter im Primärstromkreis einer Zündspule _s in deren Sekundärstromkreis wenigstens eine Zündstrecke geschaltet ist, sowie mit Mitteln zur Abschaltung des Primärstroms, der durch ein Steuersignal einschaltbar ist j dadurch gekennzeichnet, daß durch ein vom zeitlichen Differentialquotienten (dl/dt) des Primärstroms (I) abhängiges Signal das Öffnen des elektrischen Schalters (12) steuerbar ist.
2. Zündanlage nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet ₃ daß wenigstens ein Teil der in einer Wicklung (17) der Zündspule (14) durch den primärseitigen Stromanstieg induzierten Spannung an den Steuereingang des elektrischen Schalters (12) gelegt ist.

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ORlGiNAL INSPECTED
3· Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wicklung (17) der Zündspule (14) eine dritte Wicklung ist.
4. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am elektrischen Schalter (12) abgegriffene Spannung zur Steuerung dieses elektrischen Schalters vorgesehen ist.
5· Zündanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (11, 12, 21 bis 28) zur Steuerung des elektrischen Schalters (12) vorgesehen ist, dessen Haltezeit durch die am elektrischen Schalter (12) abgegriffene Spannung veränderbar ist.
6. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Transistor (12) ausgebildete elektrische Schalter ein Transistor der monostabilen Schaltustufe ist.
7. Zündanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an diesem Transistor (12) abgegriffene Spannung zur Steuerung des Ladezustands des die Haltezeit bestimmenden Kondensators (27) diesem zuführbar ist.

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