DE2851097A1

DE2851097A1 - IGNITION SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES WITH A MAGNETIC IGNITION

Info

Publication number: DE2851097A1
Application number: DE19782851097
Authority: DE
Inventors: Josef Orova; Jiri Podrapsky
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-01-18
Filing date: 1978-11-25
Publication date: 1980-06-12
Also published as: DE2851097C2

Description

R. 51 4S- 7.II.I978 Ws/HmR. 51 4S- 7.II. 1978 Ws / Hm

ROBERT BOSCH GMBH ₃ 7OQO STUTTGART 1

Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem
Magnetzünder ' \ Ignition system for internal combustion engines with a
Magneto ' \

Stand der Technik · State of the art

Die Erfindung geht von einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei einer derartigen bekannten
Zündanlage (DE-OS 27 01 750) . ist der Steuerkondensator der Steuerschaltung mit einem in Reihe geschalteten Schwellwertschalter am Primärstromkreis der Zündanlage
angeschlossen und bewirkt eine Verstellung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Durch die Sperrung des Zündstromes im Primärstromkreis zum Zündzeitpunkt tritt ein. Einschwingvorgang aufj der über den am Primärstromkreis angeschlossenen
Steuerstromkreis auf den Zündtransistor in der Weise
zurückgekoppelt ist, daß dieser ohne besondere MaßnahmenThe invention is based on an ignition system according to the preamble of the main claim. In such a known
Ignition system (DE-OS 27 01 750). is the control capacitor of the control circuit with a series-connected threshold switch on the primary circuit of the ignition system
connected and causes an adjustment of the ignition point depending on the speed of the internal combustion engine. The blocking of the ignition current in the primary circuit occurs at the time of ignition. Settling process on the connected to the primary circuit
Control circuit on the ignition transistor in the way
is fed back that this without any special measures

03002-4/0070-03002-4 / 0070-

>5 1 4 8> 5 1 4 8

285109?285109?

während des Einschwingvorganges mehrfach oszillierend in den stromleitenden Bereich zurückgesteuert wird. Das führt an der Zündkerze auf der Sekundärseite der Zünd- · spule zu einer Mehrfachzündung da diese Zündfunken nur eine Brenndauer von etwa 10 bis 100 ns haben, ist die so freigesetzte Zündenergie relativ gering.during the transient process, it is controlled back into the current-conducting area in an oscillating manner several times. This leads to multiple ignition at the spark plug on the secondary side of the ignition coil. Since these ignition sparks only burn for about 10 to 100 ns , the ignition energy released in this way is relatively low.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Entladung des Steuerkondensators über den Koppelwiderstand so dosiert wird, daß das Oszillieren des Steuer- und Zündtransistors während der Einschwingphase zum Zündzeitpunkt unterdrückt wird. Dadurch wird an der Zündkerze ein stabiler Zündfunke.mit hoher Zündenergie und langer Brenndauer bis 1,2 ms erzeugt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Belastung des Zündtransistors durch die einmalige Sperrung des Primärstromes zum Zündzeit- ■ punkt anstelle eines öszillierens wesentlich herabgesetzt wird.The ignition system according to the invention with the characterizing feature of the main claim has the advantage that the discharge of the control capacitor is dosed via the coupling resistor so that the oscillation of the control and the ignition transistor is suppressed during the settling phase at the ignition time. This will attach to the spark plug a stable ignition spark with high ignition energy and long Burning time up to 1.2 ms generated. Another advantage is that the load on the ignition transistor by the one-time blocking of the primary current at the ignition point ■ instead of oscillating is significantly reduced will.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Merkmales möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the in the main claim specified feature possible.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung'ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Zündanlage für eine Einzylinder-Brennkraftmaschine.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. The figure shows the circuit diagram of an inventive Ignition system for a single cylinder internal combustion engine.

030024/0070030024/0070

Description of the embodiment

Die dargestellte Zündanlage umfaßt einen'Magnetzünder 10, der mit einen umlaufenden Magnetsystem 11 versehen ist. Das Magnetsystem 11 hat einen zwischen zwei Polschuhen angeordneten Dauermagneten Ha₃ der am äußeren Umfang eines Schwung- oder Lüfterrades der nicht dargestellten Brennkraftmaschine angeordnet ist. Das Magnetsystem 11 wirkt mit einem am Gehäuse der Brennkraftmaschine angeordneten Zündanker 12 zusammen, der gleichzeitig als Zündspule wirkt und mit einer Primärwicklung 13a und einer Sekundärwicklung 13b versehen ist. Die Sekundärwicklung 13b ist über ein Zündkabel Ik mit einer Zündkerze 15 der Brennkraftmaschine verbunden» Diä Primärwicklung13a des Zündankers 12 ist an einem Primärstromkreis angeschlossen, in dem als Schaltstrecke ein npnleitender Zündtransistor l6 angeordnet ist. Der Zündtransistor 16 ist als Darlington-Schalttransistor ausgebildet, dessen Kollektor mit einem auf Masse liegenden Ende der Primärwicklung 13a und dessen Emitter über eine Diode 17 mit dem anderen Ende der Primärwicklung 1.3a verbunden ist. Die zum Schutz gegen Inversstrom dienende Diode 17 ist mit der Schaltstrecke des Zündtransistors 16 in gleicher Durchlaßrichtung gepolt. Die Basis des Zündtränsistors 16 ist über einen Widerstand 18 mit seinem auf Masse-liegenden Kollektor verbunden. Die aus Basis-Emitter gebildete Steuerstrecke des Zündtransistors l6 ist mit einer Steuerschaltung verbunden, deren Steuerschalter als npn-leitender Steuertransistor 19 zur Steuerstrecke des Zündtransistors. 16 parallel geschaltet ist. Die Basis des Steuertransistors 19 ist über einen Koppelwiderstand 20 von 1,5 kJ2 an einen parallel zur Primärwicklung 13a liegenden Schaltungszweig der Steuerschaltung angeschlossen. In diesem Schaltungszweig ist ein zur Masse führender WiderstandThe ignition system shown comprises a magneto-igniter 10 which is provided with a rotating magnet system 11. The magnet system 11 has a permanent magnet Ha ₃ which is arranged between two pole shoes and which is arranged on the outer circumference of a flywheel or fan wheel of the internal combustion engine, not shown. The magnet system 11 interacts with an ignition armature 12 arranged on the housing of the internal combustion engine, which at the same time acts as an ignition coil and is provided with a primary winding 13a and a secondary winding 13b. The secondary winding 13b is connected to a spark plug 15 of the internal combustion engine via an ignition cable Ik . The primary winding 13a of the ignition armature 12 is connected to a primary circuit in which an NP-conducting ignition transistor 16 is arranged as a switching path. The ignition transistor 16 is designed as a Darlington switching transistor, the collector of which is connected to one end of the primary winding 13a which is connected to ground and the emitter of which is connected via a diode 17 to the other end of the primary winding 1.3a. The diode 17 serving to protect against inverse current is polarized with the switching path of the ignition transistor 16 in the same forward direction. The base of the ignition transistor 16 is connected via a resistor 18 to its collector which is grounded. The control path formed from the base-emitter of the ignition transistor 16 is connected to a control circuit, the control switch of which is an npn-conducting control transistor 19 for the control path of the ignition transistor. 16 is connected in parallel. The base of the control transistor 19 is connected via a coupling resistor 20 of 1.5 kJ2 to a circuit branch of the control circuit which is parallel to the primary winding 13a. In this branch of the circuit there is a resistor leading to ground

0 30 024/0070 - n -0 30 024/0070 - n -

51485148

21 von 200J2. sowie ein dazu in Reihe liegender Kondensator 22 von 22 η F angeordnet und mit der Kathode der Diode 17 im Primärstromkreis verbunden. Die Primärwicklung 13a des Zündankers 12 ist ferner von einer Reihenschaltung aus einem Widerstand 23 und einer Diode 24 überbrückt, die die zur Zündung nicht benötigten Halbwellen im Primärstromkreis durchläßt, die aber von den zur Zündung benötigten Halbwellen des Magnetgenerators 10 in Sperrichtung beansprucht wird. Durch eine Einstellung am Widerstand 23 bzw. durch eine geeignete Wahl eines oder mehrerer Widerstände an dieser Stelle kann eine Bedämpfung der zur Zündung nicht benötigten Halbwellen des Magnetgenerators 10 beeinflußt werden.21 of 200J2. as well as a capacitor in series 22 of 22 η F arranged and connected to the cathode of the diode 17 in the primary circuit. The primary winding 13a of the ignition armature 12 is also made up of a series circuit of a resistor 23 and a diode 24 bridged, which lets through the half-waves in the primary circuit that are not required for ignition, but that of the half-waves of the magnetic generator 10 required for ignition is claimed in the reverse direction. By an attitude at the resistor 23 or by a suitable choice of one or more resistors at this point, a Attenuation of the half-waves of the magnetic generator 10 not required for ignition can be influenced.

Zur Unterdrückung eines oszillierenden SchaltVorganges am Zündtransistor 16 zum Zündzeitpunkt muß die Steuerstrecke des Steuertransistors 19 über den Koppelwiderstand 20 in der Weise vom Kondensator 22 mit einem Basisstrom versorgt werden, daß die Steuerstrecke des Zündtransistors 16 durch die Schaltstrecke des Steuertransistors 19 während des gesamten Zündvorganges kurzgeschlossen bleiben. Dabei muß berücksichtigt werden, daß der Kondensator 22 auch noch während des Zündvorganges nachgeladen wird. Dies wird durch eine geeignete Abstimmung des aus dem Koppelwiderstand 20 und dem Kondensator 22 gebildeten.Zeitglied 25 möglich, bei dem die Zeitkonstante T=RxC größer als 10yus ist. Im Ausführungsbeispiel istTo suppress an oscillating switching process at the ignition transistor 16 at the ignition time, the control path of the control transistor 19 must be via the coupling resistor 20 are supplied in such a way from the capacitor 22 with a base current that the control path of the Ignition transistor 16 remain short-circuited by the switching path of control transistor 19 during the entire ignition process. It must be taken into account that the capacitor 22 is also recharged during the ignition process. This is done through an appropriate Coordination of the formed from the coupling resistor 20 and the capacitor 22 timing element 25 possible in which the time constant T = RxC is greater than 10yus. in the Embodiment is

T = 1,5 x 10³ χ 22 χ 1O"⁹ = 33 MS.T = 1.5 x 10 ³ 22 χ 10 " ⁹ = 33 MS.

Wegen der Nachladung des Kondensators ist die Zeitkonstante des RC-Gliedes 25 kleiner als die maximale Funkenbrenndauer zu wählen. Die tatsächliche Zeitspanne, über die der Steuertransistor 19 gesperrt wird, ist folglich erheblich langer als.die Zeitkonstante des RC-Gliedes 25 und liegt abhängig von.der Drehzahl zwischen 400 us undBecause of the recharging of the capacitor, the time constant of the RC element 25 is less than the maximum spark burning time to choose. The actual period of time over which the control transistor 19 is blocked is consequently considerable longer than the time constant of the RC element 25 and, depending on the speed, lies between 400 us and

i£ms. 030024/0070i £ ms. 030024/0070

— CC —- CC -

5 145 14

— S^ —- S ^ -

Da der Steuertransistor 19 bei einer Serienherstellung gewissen Streuungen unterworfen ist, ist zu seiner Steuerstrecke ein Abgleichwiderstand 26 parallel geschaltet, durch den der Steuertransistor 19 mit dem Zeitglied 25 abgestimmt wird. Die Werte des Abgleichwiderstandes 26 liegen zwischen 300JX und 2kQ. . Der Temperaturgang des Steuertransistors 19 wird durch einen NTC-Widerstand 27 von 10 k£ bei 20° C ausgeglichen, der ebenfalls parallel zur Steuerstrecke des Steuertransistors 19 geschaltet ist.Since the control transistor 19 is subject to certain variations in series production, a balancing resistor 26 is connected in parallel to its control path, through which the control transistor 19 is coordinated with the timing element 25. The values of the balancing resistor 26 are between 300 JX and 2kΩ. . The temperature response of the control transistor 19 is compensated for by an NTC resistor 27 of 10 kΩ at 20 ° C., which is also connected in parallel to the control path of the control transistor 19.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine werden durch das umlaufende: Magnetsystem Ii in der Primärwicklung 13a des Zündankers 12 positive und negative Spannungshalbwellen erzeugt. Von dem auf Masse liegenden Anschluß der Primärwicklung-13a aus gesehen, werden die positiven Spannungshalbwellen über die Diode 24 und den Widerstand 23 soweit bedämpft daß durch die Spannungsspitzen die übrigen Bauelemente der Zündanlage nicht gefährdet werden. Die negativen Spannungshalbwellen werden zur Erzeugung der Zündenergie sowie zur Auslösung der Zündung benötigt. Mit dem Beginn einer jeden"negativen Spannungshalbwelle fließt zunächst ein Steuerstrom über den Widerstand 18 zur Steuerstrecke des Zündtransistors l6 und schaltet diesen in den stromleitenden Zustand durch. Nunmehr kann über die Schaltstrecke des Zündtransistors 16 der Primärstrom fließen. Außerdem wird über den niederohmigen Widerstand 21 der Kondensator 22 in der Steuerschaltung der Zündanlage aufgeladen. Die Ladung am Kondensator 22 hat zum Zündzeitpunkt den Wert erreicht, der erforderlich ist, um über den Koppelwiderstand 20 die Steuerstrecke des Steuer- : transistors 19 durehzuschalten. Der Steuertransistor 19 wird dadurch in den stromleitenden Zustand gesteuert und seine Schaltstrecke überbrückt nunmehr die Steuer-When operating the internal combustion engine, the revolving: Magnet system Ii in the primary winding 13a of the ignition armature 12 positive and negative voltage half-waves generated. Seen from the ground connection of the primary winding-13a, the positive Voltage half-waves across the diode 24 and the resistor 23 damped to the extent that the other components of the ignition system are not endangered by the voltage peaks will. The negative voltage half-waves are used to generate the ignition energy and trigger the ignition needed. At the beginning of each "negative voltage half-wave, a control current flows first via the resistor 18 to the control path of the ignition transistor l6 and switches this into the current-conducting State through. Now the switching path of the Ignition transistor 16, the primary current flow. In addition, the capacitor is via the low-resistance resistor 21 22 charged in the control circuit of the ignition system. The charge on the capacitor 22 has reached the value at the ignition point, which is necessary to over the coupling resistor 20, the control path of the control: transistor 19 durehzuschalten. The control transistor 19 is thereby controlled into the current-conducting state and its switching path now bridges the control

- 6 030024/0070 - 6 030024/0070

\_:;;;y X X _; ο 5i 4\ _: ;;; y XX _; ο 5i 4

strecke des Zündtransistors 16, so daß dieser augenblicklich gesperrt wird. Der Primärstrom wird dadurch schlagartig unterbrochen, so daß in der Primärwicklung 13a sowie in der Sekundärwicklung 13 jeweils ein Spannungsimpuls induziert wird. Der Hochspannungsimpuls der Sekundärwicklung erzeugt dabei an der Zündkerze 15 einen Zündfunken. Der Spannungsimpuls in der Primärwicklung gelangt dabei über den Widerstand 21 sowohl zum Kondensator 22 um ihn nachzuladen, als auch über den Koppelwiderstand 20 zur Basis des Steuertransistors 19 und hält diesen in den stromleitenden Zustand.stretch of the ignition transistor 16, so that it is blocked immediately. The primary current is suddenly interrupted, so that a voltage pulse is induced in the primary winding 13a as well as in the secondary winding 13. The high-voltage pulse of the secondary winding generates an ignition spark at the spark plug 15. The voltage pulse in the primary winding arrives via the resistor 21 both to the capacitor 22 in order to recharge it and via the coupling resistor 20 to the base of the control transistor 19 and keeps it in the current-conducting state.

Da durch die Unterbrechung des Primärstromes einerseits und durch die Energieabführung im Zündfunken an der Zündkerze 15 andererseits ein Schwingvorgang ausgelöst wirdj soll verhindert werden, daß sich dieser Vorgang auf den Zündtransistor 16 auswirkt und daß es zu mehreren kurzen und nicht ausreichend energiereichen Zündfunken kommt. Dies wird verhindert, indem die Ladung des Kondensators 22 über den Koppelwider.stand 20 durch eine genügend große Zeitkonstante des Zeitgliedes 25 so dosiert abgeführt wird, daß der Steuertransistor 19 während des gesamten Zündvorganges im Sättigungsbereich durchgesteuert bleibt und damit die Steuerstrecke des Zündtransistors 16 wirksam überbrückt.Because of the interruption of the primary current on the one hand and the dissipation of energy in the ignition spark on the Spark plug 15, on the other hand, an oscillation process is triggered, this process is to be prevented from occurring on the ignition transistor 16 and that there are several short and insufficiently energetic ignition sparks comes. This is prevented by charging the capacitor 22 through the coupling resistor 20 a sufficiently large time constant of the timing element 25 is discharged in such a metered manner that the control transistor 19 remains controlled during the entire ignition process in the saturation range and thus the control path of the Ignition transistor 16 effectively bridged.

030024/0070030024/0070

Claims

^R· 5 148 . '■■■■ . ^R 5 148. '■■■■ .

7.11.197a.Ws/Hm \ . ₌ ■7.11.197a.Ws/Hm \. ₌ ■

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOQ STUTTGART 1

Claims ... ■ ■.

/ L.AKontaktlose Ignition system for internal combustion engines having a magnetic generator, to which the primary circuit is connected to an ignition coil whose secondary winding at least supplies a spark plug and _s which can be switched to a controllable electronic ignition element in the primary circuit by a control switch for ignition timing from the conductive state into the blocking state, in that the voltage in the primary circuit is tapped via a resistor from a capacitor connected in series and fed to the control path of the control switch via a coupling resistor, characterized in that the time constant (T = R χ C) of the capacitor (22) and the coupling resistor (20) formed timing element (25) is greater than 10 ns.

- O -

030024/00 70030024/00 70

51485148

2. Ignition system according to claim 1, characterized in that the time constant of the timing element (25) is smaller than the maximum spark burning duration.

3. Ignition system according to claim 1 or 2, characterized in that j that to the control path of the control switch (19) a balancing resistor (26) is connected in parallel.

4. Ignition system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that an NTC resistor (27) is connected in parallel to the control path of the control switch (19).

030024/0070030024/0070