DE2833333A1

DE2833333A1 - Zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2833333A1
Application number: DE19782833333
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Jundt; Herman Roozenbeek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-07-29
Filing date: 1978-07-29
Publication date: 1980-02-14
Also published as: US4328782A; JPS5523393A; FR2433644A1; FR2433644B3

Description

Stand der Technik;

Es ist eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine bekannt (vgl. DE-OS )'# bei der in einem oberen Drehzahlbereich eine konstante Offenzeit erzielbar ist und bei der ferner in einem mittleren Drehzahlbereich eine durch die Dimensionierung vorgegebene Schliesswinkelcharakteristik erreicht wird. Nachteilig an der bekannten Zündanlage ist es in gewissen Fällen, dass die vorgegebene Schliesswinkelcharakteristik in der Nähe der Leerlaufdrehzahl der mit der Zündanlage ausgerüsteten Brennkraftmaschine zu verlängerten Schliesszeiten

der

führt, die grosser sind als die für die Speicherung/erforderlichen Zündenergie benötigten Zeitintervalle, so dass sich in diesem Drehzahlbereich eine erhöhte Verlustleistung ergibt.

Aufgabe der Erfindung; · - ' · . .

Der Erfindung liegt, ausgehend vom· Stande der Technik, die . Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Zündanlage anzugeben, bei der auch in der Nähe der Leer lauf drehzahl mit geringem sc.haltungstechnischem Aufwand ein verlustleistungsarmer Betrieb gewährleistet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Zündanlage mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung;

Die erfindungsgemässe Zündanlage bietet den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln im oberen, mittleren und unteren Drehzahlbereich Schliesszeiten erreichbar sind, bei denen einerseits

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eine sichere Speicherung der erforderlichen Zündenergie gewährleistet ist und bei denen andererseits die entstehende Verlustleistung sehr klein gehalten wird.

Auf besonders vorteilhafte und einfache Weise lässt sich die erfindungsgemässe Zündanlage dann verwirklichen, wenn als Steuerspannungsquelle ein Kondensator vorgesehen ist, der jeweils im Zündzeitpunkt vollständig entladbar ist und der sich dann mit zunehmender Dauer der Offenzeit über einen definierten Ladewiderstand zunehmend weiter auflädt.

Zeichnung;

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen;

Fig. 1 ein Schaltbild einer Zündanlage gemäss der Erfindung und

Fig. 2 Spannungsverläufe an wichtigen Punkten der Schaltung gemäss Fig. 1.

Beschreibung eines Erfindungsbeispiels;

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung besitzt zwei Anschlussklemmen 10 und 12, von denen die eine mit Batteriespannung +U und die andere mit Bezugspotential verbunden ist. Die Anschlussklemme 10 ist über einen Widerstand R7 mit einem Schaltungspunkt A verbunden. Zwischen dem Schaltungspunkt A und Bezugspotential liegt zur Spannungsstabilisierung eine Zenerdiode ZD1. Parallel

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zu der Zenerdiode ZD1 liegt die Serienschaltung eines Widerstandes R1 und eines Gebers, der als einfacher Schalter S angedeutet ist. Der gemeinsame Verbindungspunkt des Widerstandes R1 und des Schalters S ist mit der Basis eines npn-Transistors Ti verbunden, dessen Emitter direkt an Bezugspotential liegt und dessen Kollektor über einen Widerstand R2 mit dem Schaltungspunkt Ά verbunden ist. Der Kollektor - Schaltungspunkt B- des Transistors T1 ist über einen Kondensator C2 mit einem Schaltungspunkt C verbunden. Der Schaltungspunkt C ist einerseits mit dem Kollektor eines pnp-Transistors T2 und andererseits mit der Basis eines npn-Transistors T3 verbunden. Der Emitter des Transistors T2 ist über einen Widerstand R3 mit dem Schaltungspunkt A verbunden. Der Emitter des Transistors T3 ist unmittelbar mit Bezugspotential verbunden, während der ; Kollektor dieses Transistors über die Serienschaltung zweier Widerstände R10 und R11 mit der Anschlussklemme TO verbunden ist. Die Basis des Transistors T2 ist einerseits über einen Widerstand R4 mit dem Schaltungspunkt A verbunden und andererseits über die Serienschaltung zweier Widerstände R5 und R6 mit Bezugspotential. Ein vierter Transistor, der npn-Transistor T4, liegt mit seinem Kollektor unmittelbar am Schaltungspunkt A, während sein Emitter an den gemeinsamen Verbindungspunkt der* Widerstände R5 und R6 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors T4 ist über einen Widerstand R8 mit dem Schaltungspunkt A und über einen Widerstand R9 mit der Anschlussklemme 10 verbunden* Ausserdem ist die Basis des Transistors T4 über einen Kondensator C3, dem eine Zenerdiode ZD3 parallelgeschaltet ist, mit Bezugspotential verbunden. Ein fünfter Transistor, der npn-Transistor T5, liegt mit seinem Emitter direkt an Bezugspotential und mit seinem Kollektor unmittelbar an der Basis des Transistors T4, während seine Basis über einen Widerstand

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(ρ

R12 und eine dazu parallelgeschaltete Diode D1 an Bezugspotential liegt. Ein pnp-Transistor T6, dessen Basis an den Verbindungspunkt der Widerstände R10 und R11 angeschlossen ist, liegt mit seinem Emitter direkt an der Anschlussklemme 10, während sein Kollektor über einen Koppelkondensator C4 mit der Basis des Transistors T5 verbunden ist. Der Kollektor des sechsten Transistors - Schaltungspunkt D - ist über einen Widerstand R13 mit dem Eingang einer in üblicher Weise ausgestalteten Endstufe 14 verbunden, die ausserdem an Masse und an Batteriespannung +U-, angeschlossen ist. Schliesslich ist parallel zu dem Kondensator C2, d.h. zwischen den Schaltungspunkten B und C, noch die Serienschaltung eines Kondensators C1 und einer Zenerdiode ZD2 vorgesehen, wobei die Kathode der letzteren an den Schaltungspunkt B angeschlossen ist.

Die Schaltung gemäss Fig. 1 arbeitet wie folgt:

Nimmt man zunächst an, dass der Schalter S geschlossen ist bzw. dass der Geber, welcher vorzugsweise als kontaktloser induktiver Geber ausgebildet ist, ein entsprechendes Potential an die Basis des Eingangstransistors T1 liefert, dann befindet sich dieser, da seine Basis-Emitter-Strecke über den Schalter S kurzgeschlossen ist, im gesperrten Zustand, so dass die dem Schaltungspunkt B zugewandte Platte des Kondensators C2 auf dem durch die Zenerdiode ZD1 vorgegebenen, positiven Potential am Schaltungspunkt A liegt.

Wenn nun der Schalter S öffnet, dann wird der Eingangstransistor T1 über den Widerstand R1 leitend gesteuert. Hierdurch springt das Potential am Schaltungspunkt B im wesentlichen auf Bezugspotential, was

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auf der anderen Platte des Kondensators C2 bzw. am Schaltungspunkt C und damit an der Basis des Transistors T3 einen entsprechenden negativen Spannungssprung zur Folge hat, durch den der bis dahin leitende Transistor T3 gesperrt wird. Durch die Sperrung des Transistors T3, dessen Kollektor-Emitter-Strecke im Basisstromkreis des Transistors T6 liegt, wird auch dieser gesperrt und löst durch den Spannungssprung an seinem Kollektor - dem Schaltungspunkt D - über den Widerstand R13 eine Sperrung der Endstufe 14 und damit einen Zündvorgang aus.

Lässt man zunächst einmal die Steuerspannungsquelle mit den Transistoren T4 und T5 ausser Betracht, dann erkennt man sofort, dass der Transistor T2 während der vorstehend beschriebenen Vorgänge durch seinen Basisstromzweig R4, R5 und R6 im leitenden Zustand gehalten wurde. Der leitende Transistor T2 bewirkt nunmehr eine Umladung des Kondensators C2, wobei die Stromstärke für den Umladevorgang durch den Widerstandswert des Widerstandes R3 und die Basisvorspannung des Transistors T2 bestimmt wird. Sobald die Basisspannung für den Transistor T3 ausreichend positiv geworden ist, wird dieser erneut leitend, wodurch auch der Transistor T6 und damit die Endstufe 14 · wieder leitend gesteuert wird. Die Offenzeit ist also beendet, und es beginnt eine neue Schliesszeit. Ferner wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, dass die Offenzeit aufgrund des fest vorgegebenen Umladestroms über die Stromquelle R3, T2 stets konstant ist, solange die Umladezeit für den Kondensator C2 kürzer ist als die Schliessdauer des Schalters S.

Ergänzt man nun eine Schaltung mit der vorstehenden Funktion durch die erfindungsgemasse Steuerspannungsquelle, dann ergibt sich, wenn der Transistor T6 in den leitenden Zustand gestene:,

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wird, über den Kondensator C4 ein Impuls an der Basis des Transistors T5, durch den dieser Transistor, der normalerweise gesperrt ist, kurzfristig leitend gesteuert wird und den Kondensator C3 über seine Kollektor-Emitter-Strecke im wesentlichen vollständig entlädt. Sobald der Transistor T5 dann wieder gesperrt ist, beginnt sich der Kondensator C3 über den Widerstand R8 in definierter Weise aufzuladen, wobei der Ladevorgang durch den in Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich vorgesehenen Widerstand R9 zusätzlich durch die Batteriespannung +U an der Anschlussklemme 10 beeinflusst wird, und zwar derart, dass am Ende der Schliesszeit bei geringerer Batteriespannung eine kleinere Steuerspannung über dem Kondensator C3 vorhanden ist, was zu einer Verkürzung der anschliessenden Offenzeit führt.

Am Ende der Schliesszeit ergibt sich über dem Kondensator C3 eine Steuerspannung, die von der Dauer der Schliesszeit und damit von der Drehzahl der mit der Zündanlage ausgerüsteten Brennkraftmaschine abhängig ist. Diese Steuerspannung wird über den als Emitterfolger geschalteten Transistor T4 an den Verbindungspunkt der Widerstände R5 und R6 im Basisstromkreis des Transistors T2 angelegt, so dass der Strom über die Widerstände R4 und R5 bei niedrigen Drehzahlen gegenüber dem zuvor betrachteten Fall einer Schaltung ohne Steuerspannungsquelle verringert wird, zumal die Steuerspannung über dem Kondensator C3 auch noch während der Offenzeit ansteigt, was zur Folge hat, dass der Transistor T2 weniger stark leitet und folglich ein verlängertes Zeitintervall für die Umladung des Kondensators C2 bis zum erneuten Einschalten des Transistors T3 benötigt. Die Offenzeit wird also umso stärker verlängert, je niedriger

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die Drehzahl ist und je höher folglich die Steuerspannung über dem Kondensator C3 werden kann.

Schliesslich wird bei der erfindungsgemässen Schaltung die Dauer für die Umladung des Kondensators C2 so gross, dass der Transistor T3 erst dann wieder leitend gesteuert wird, wenn der Transistor 11 durch das Schliessen des Schalters S erneut gesperrt wird. Bei diesem Zustand der Zündanlage bestimmt dann das Steuer—Tast-Verhältnis des Gebers die Dauer von Schliess- und Offenzeit.

Um zu verhindern, dass der Transistor T2 durch die Steuerspannung völlig gesperrt werden kann, wird die Steuerspannung bei der. erfindungsgemässen Zündanlage mit Hilfe der parallel zu dem Kondensator C3 liegenden Zenerdiode ZD3 auf einen vorgegebenen Wert begrenzt.

Abschliessend ist noch zu erwähnen, dass die Serienschaltung der Zenerdiode ZD2 und des Kondensators C1,auf deren Funktion zuvor noch nicht eingegangen wurde, dazu dient, nach einer Anfangsphase des Umladevorgangs, während der nur der Kondensator C 2 wirksam ist, bzw. nach Erreichen einer Schwellwertschaltung, bei der die Zenerdiode ZD2 durchschaltet, den Kondensator C1 parallel zu dem Kondensator C2 zu schalten, so dass nunmehr eine entsprechend höhere Kapazität vorhanden ist, was bei gleichbleibendem Strom über den Transistor T2 zu einer entsprechenden Abflachung des Spannungsanstiegs führt.

Die vorstehend beschriebene Funktion der Schaltung gemäss Fig. wird aus den Diagrammen gemäss Fig. 2 deutlich, wo die Teilfigur 2a den Spannungsverlauf am Schaltungspunkt B, die Teil- *

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figur 2b den Spannungsverlauf am Schaltungspunkt C, die Teil·⁴ figur 2c den Spannungsverlauf am Schaltungspunkt D und die Teilfigur 2d den Spannungsverlauf an der Basis des Transistors T4 bzw. den Verlauf der Steuerspannung jeweils über der Zeit t zeigen. Dabei ist in den Teilfiguren 2b und 2c zur Verdeutlichung der mit der erfindungsgemässen Zündanlage bei sehr niedrigen Drehzahlen erreichbaren Verbesserungen jeweils noch der Spannungsverlauf an den entsprechenden Schaltungspunkten C bzw. D bei einer höheren Drehzahl in gestrichelten Linien eingezeichnet.

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Claims

R. U831

Robert Bosch GmbH

Stuttgart 1 28.Mai 1978

Patentansprüche

Zündanlage für eine Brennkraftmaschine mit Schliesswinkelsteuereinriehtungen, mit einem für die Dauer der Offenzeit des Primärstromkreises der Zündspule sperrbaren Transistor, dessen Basis mit der an eine Stromquelle angeschlossenen einen Platte eines Kondensators verbunden ist, dessen andere Platte über einen durch einen Geber steuerbaren Transistor jeweils im Zündzeitpunkt mit Bezugspotential verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerspannungsquelle (C4, D1 , R12, T5, R8, C3 und T4) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Hohe des von. der Stromquelle (R3, T2) gelieferten Stroms bei sinkender Drehzahl der mit der Zündanlage ausgerüsteten Brennkraftmaschine absenkbar ist.
2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (R3, T2) einen Transistor (T2) aufweist, dessen Basisvorspannung in Abhängigkeit von der'von der . Steuerspannungsquelle (€4, D1, R12, T5, R8, C3 und T4) erzeugten drehzahlabhängigen Steuerspannung veränderbar ist,
3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspannungsquelle einen Kondensator (C3>

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aufweist, der jeweils im Zündzeitpunkt vollständig entladbar und dann über einen Ladewiderstand (R8) aufladbar ist.
4. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung über dem Kondensator (C3) einem Punkt des Basisstromkreises des Transistors (T2) der Stromquelle (T2, R3) über einen als Emitterfolger geschalteten Transistor (T4) zuführbar ist.
5. Zündanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem Kondensator (C3) der Steuerspannungsquelle eine Zenerdiode (ZD2) zur Begrenzung der Steuerspannung auf einen vorgegebenen Maximalwert vorgesehen ist.

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