DE2904037A1

DE2904037A1 - Elektronische zuendanordnung fuer eine brennkraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE2904037A1
Application number: DE19792904037
Authority: DE
Inventors: Jean Marie Pierret
Original assignee: Ducellier et Cie
Current assignee: Ducellier et Cie
Priority date: 1978-02-02
Filing date: 1979-02-02
Publication date: 1979-08-09
Also published as: GB2013779B; NL7900792A; IT1110089B; GB2013779A; IT7919833A0; ES477313A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Wkickiwann, DiPL.-P'iYs. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Wei ckm an ν, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska 2904037

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH S60820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

DUCELLIER & CIE.

Echat 950

F-94024 Creteil Cedex, Frankreich

Elektronische Zündanordnung für eine Brennkraftmaachine» insbesondere eines Kraftfahrzeugs ■

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Veicsmank, Dt.>i.-Pkys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LisKA 2904037

— g- 8000 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

BeSchreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Zündsteueranordnung für eine Brennkraftmaschine und insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Zündsignal-Auslösegenerator und mit einem Vergleicherelement, das einen Vergleich mit einem Spannungswert einer Hochspannungsspule durchführt, welche eine Primärwicklung, die mit einem elektronischen Unterbrecher in Reihe geschaltet ist, und eine Sekundärwicklung aufweist, welche nacheinander mit den durch den Zündverteiler ausgewählten Zündkerzen verbunden ist.

Bei Vorrichtungen dieser Art werden die Zündfunken in an sich bekannter Weise erzeugt, währenddessen der der zuvor in der Primärwicklung hervorgerufene Strom plötzlich durch einen elektronischen oder mechanischen Unterbrecher unterbrochen wird.

Die Ausbildung der Zündfunken in den Verbrennungskammern muß einer ersten Bedingung genügen, was bedeutet, daß der betreffende Zündfunke genau zu dem Zeitpunkt erzeugt werden muß, der durch die Zündvoreilungsgesetze festgelegt ist. Zum anderen ist es zweckmäßig, daß man über eine solche Energie verfügt, daß der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine ,so hoch wie möglich ist. Dies geschieht dabei ohne die Folge eines übermäßigen Stromverbrauchs des von der Bordanlage erzeugten Stromes.

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Es ist bekannt, daß bei niedrigen Drehzahlen des Motors der von der Primärwicklung der Spule verbrauchte Strom sehr wesentlich bei Fehlen einer automatischen Änderungseinrichtung mit der Bezeichnung "Dwells" ist. Dies bedeutet, daß es sich hierbei um die zeitliche Änderung des Schließens in bezug auf die Zeitpunkte des Schließens und außerdem des Öffnens handelt, welche Zeitpunkte zwei aufeinanderfolgende Zündungen trennen.

Derartige Änderungsvorrichtungen vom sogenannten Owells-Typ sind bekannt, und zwar insDesondere unter direkter Ausnutzung der von einem magnetischen Generator abgegebenen Wellenform. Von Nachteil bei diesen Vorrichtungen bzw. Anordnungen ist jedoch, daß ihre Anwendung lediglich auf magnetische Generatoren beschränkt ist.

Andere Anordnungen verwenden einen Rotor mit spezieller Form, wobei allerdings eine begrenzte Anwendung gegeben ist. Weitere Anordnungen verwenden elektronische Bauelemente, wie eine Vielzahl von Operationsverstärkeranordnungen, wobei eine Verbindung über eine gedruckte Schaltung hergestellt werden, wobei damit ein erheblicher Platzbedarf verbunden ist und wobei die Zuverlässigkeit durch die Gefahr des Vorhandenseins von unvollkommenen Lot- bzw. Schweißverbindungen beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorstehend aufgezeigten Nachteile insbesondere eine konstante Zündfunkenenergie an den Elektroden der Zündkerzen bereitzustellen,, wobei der passende Auslösezeitpunkt dieses Zündfunkens keinen Teil des Bereichs der Erfindung darstellt.

Die elektronische Zündsteueranordnung gemäß der Erfindung arbeitet mit einem Zündsignal-Auslösegenerator und mit einem Vergleicherelement zusammen, welches einen Vergleich

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bezüglich eines Spannungswertes vornimmt. Ferner ist eine Hochspannungsspule vorgesehen^deren Primärwicklung mit einem elektronischen Unterbrecher in Reihe geschaltet ist. Außerdem ist ein Verteiler vorgesehen, der die jeweiligen Zündkerzen auswählt, an deren Elektroden die Zündfunken erzeugt werden müssen. Die vorgesehenen externen Widerstands- und Kapazitätselemente vermögen dabei den Betrieb einer monolithischen Schaltung zu gewährleisten, die Einstelleinrichtungen zur Formung der von einem Zündsignal-Auslösegenerator abgegebenen Signale dienen. Darüber hinaus sind erste Speiseeinrichtungen vorgesehen, und ferner sind Regeleinrichtungen für die Regulierung des in der Primärwicklung der Hochspannungsspule umlaufenden Stromes vorgesehen. Diese Anordnung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung zwei komplementäre Eingänge mit einem einen Mehrfachkollektor besitzenden Transistor aufweist, daß die Kollektoren an zweiten Speiseeinrichtungen angeschlossen sind, welche einen Lade_.strom und einen Entladestram an einen ersten externen Kondensator abgeben. Außerdem sind Entstörungseinrichtungen vorgesehen, durch die die Abgabe einer unkontrollierten Ladung an einem zweiten externen Kondensator 18 vermieden wird. Ferner ist ein Mischer vorgesehen, dessen Einrichtungen überdies einen Transistor enthalten, der mit einer integrierten Schaltung verbunden ist, welche sicherstellt, daß die Ladung und Entladung des Kondensators 18 gesteuert derart erfolgen, daß die Spannung an den Belegungen des Kondensators 18 mit der Spannung an den Belegungen des Kondensators 17 zusammenhängt. Der Integrator ist an den Eingängen eines Vergleichers angeschlossen, der bei Feststellen einer Übereinstimmung zwischen den an seinen Eingängen angelegten Spannungen einen völlig konstanten Wert abgibt, der zur Abgabe eines Signals zu Beginn der Ladung der Hochspannungsspule und des Mischers 700 dient, welcher zum einen an

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Verzögerungseinrichtungen angeschlossen ist, wodurch die Abgabe einer Dauerladung an die Hochspannungsspule vermieden ist. Zum anderen ist der betreffende Mischer an Regeleinrichtungen angeschlossen^ wodurch der in der Primärwicklung der genannten Spule fließende Strom eine Kombination der Signale zu Beginn der Ladung und des Zündens derart darstellt^ daß mittels des elektronischen Unterbrechers eine konstante Zündfunkenenergie an den Elektroden der durch den Verteiler ausgewählten Zündkerze erzeugt wird.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild schematisch den Aufbau einer Anordnung gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt den Verlauf des Ladestroms der Hochspannungsspule beim Betrieb eines Regelkreises.

Fig. 3 veranschaulicht anhand eines Diagramms die , Grenzen des Betriebs der Regeleinrichtung, welche den Beginn der Ladung der genannten Spule steuert· Fig» 4 veranschaulicht in einem Diagramm den Verlauf des in der Primärwicklung der Hochspannungsspule fließenden Stromes für den Fall,, daß sich die Brennkraftmaschine in der Beschleunigungsphase befindet.

Fig. 5 veranschaulicht in einem Blockdiagramm eine monolithische Schaltungsanordnung.

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform von ersten Speiseeinrichtungen.

Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform der betreffenden Einrichtungen.

Fig. 8 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform von Entstörungseinrichtungen.

Fig. 9 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform von zweiten Spei se einrichtungen,,

Fig. 10 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Integrators«

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Fig. 11 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Vergleichers.

Fig. 12 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Mischers.

Fig. 13 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform von FiI-terungs- und Zeitverzögerungseinrichtungen. Fig. 14 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform von Regeleinrichtungen, mit deren Hilfe der in der Primärwicklung der Hochspannungsspule fließende Strom geregelt wird.

Fig. 15 zeigt eine zweite Ausführungsform der entsprechenden Einrichtungen.

Die schematisch in Fig. 1 dargestellte elektronische Zündsteueranordnung gemäß der Erfindung enthält einen Signalgenerator 1 zur Zündauslösung. Dieser Signalgenerator 1 ist ein Generator eines bekannten Typs, wie ein magnetischer Generator mit einem Rotor 2 und mit einer Induktionswicklung 3. Dieser Generator·ist in dem Behälter des Zündverteilers 4 magnetisch untergebracht, um durch die Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) derart synchron mitgenommen zu werden, daß ein Signal abgegeben wird, wie es in Fig. 2 in der Zeile B veranschaulicht ist.

Das von dem magnetischen Generator abgegebene Signal (siehe Fig. 2A) erfährt im Innern der monolithischen Schaltung 5 eine Signalformung. Diese monolithische Schaltungsanordnung weist zwei komplementäre Eingänge und 7 auf. Der eine Eingang 6 ist an einem der Enden einer Induktionsspule 3 über einen Spannungsteiler angeschlossen, der aus externen Widerständen 8 und 9 besteht. Der andere Eingang ist am Minuspol der Anordnung angeschlossen.

Die monolithische ,Schaltungsanordnung 5 ist mit externen Elementen verbunden, zu denen die Widerstände 10,' 11, 12, 13i14,15 und die Kondensatoren 16,17,18 und 19 gehören.

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Diese Elemente stellen den Betrieb der betreffenden Schaltungsanordnung von dem Zeitpunkt sicher, daß die Batterie an Bord 20 sich befindet.

Das Unterspannung„setzen der Anordnung erfolgt mittels des Kontaktschlüssels 21, an welchem die Zündspule 22 und die Bordbatterie 20 angeschlossen sind» Die Zündspule 22 weist eine Sekundärwicklung 23 auf, die mit einem Zündverteiler 4 verbunden ist. Außerdem weist die Zündspule eine Primärwicklung 24 auf, die mit einem elektronischen Unterbrecher 25 in Reihe.liegt, dessen Eingang 26 mit der Bordbatterie 20 über den Kontaktschlüssel 21 und Widerstände 27 und 28 verbunden ist, die an dem gemeinsamen Verbindungspunkt am Ausgang der monolithischen Schaltungsanordnung 5 angeschlossen sind»

Der Eingang 26 des elektronischen Unterbrechers 25 ist durch einen Widerstand 29 vorgespannt« Der Ausgang des Unterbrechers ist an einem der Enden eines Vergl :>icherelementes 30 angeschlossen, welches zum Vergleich von Spannungen mit einem Spannungswert dient. Das andere Ende des Vergleichselements ist am Minuspol der Anordnung angeschlossen.

Der gemeinsame Verbindungspunkt des Ausgangs des elektronischen Unterbrechers 25 und des Vergleichselements ist mit der monolithischen Schaltungsanordnung 5 verbunden»

Die in Fig. 5 dargestellte monolithische Schaltungsanordnung 5 enthält erste Speiseeinrichtungen 100, welche eine Vielzahl von Strömen mit bestimmten Werten abgeben, ferner Signalformungseinrichtungen 200 zur Formung der von dem Zündauslösegenerator 1 abgegebenen Signale (siehe Fig. 2A)„ Außerdem weist die Schaltungsanordnung Entstörungseinrichtungen 300 auf, welche die Empfindlichkeit

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der Schaltung gegenüber Übergangsstörungen durch die Signalformungseinrichtungen herabsetzen. Außerdem sind zweite Speiseeinrichtungen 400 vorgesehen, die einen Ladestrom und einen Entladestrom an einen ersten Kondensator 17 (siehe Fig. 1) eines Integrators 500 abgeben, der die gesteuerte Ladung und Entladung des zweiten Kondensators 18 (siehe Fig. 1) sicherstellt. Ferner ist ein Vergleicher 600 vorgesehen, der bei Ermittelung einer Koinzidenz der seinen Eingängen zugeführten Spannungen ein Signal mit einem sehr konstanten Wert abgibt. Durch Auftreten dieses Signals beginnt die Ladung bzw. der Stromfluß in der Hochspannungsspule Ferner ist ein Mischer 700 vorgesehen, der die den Beginn der Ladung und der Zündung festlegenden Signale kombiniert. Ferner sind Filtereinrichtungen 800 vorgesehen, die störende Signalübergänge durch die ersten Speiseeinrichtungen 100 wegfiltern. Schließlich sind Verzögerungseinrichtungen vorgesehen, die die dauernde Ladung bzw. den dauernden Stromfluß in der Zündspule 22 verhindern. Überdies sind Regeleinrichtungen 900 vorgesehen,"die den in der Primärwicklung 24 der Zündspule fließenden Strom derart regeln, daß mittels des elektronischen Unterbrechers 25 eine konstante Zündfunkenenergie an den Elektroden der durch den Verteiler 4 jeweils ausgewählten Zündkerze erzeugt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten Speiseeinrichtungen 100 der monolithischen Schaltungsanordnung 5 (siehe Fig. 5 und 6) über den Schlüsselkontakt 21 und den externen Widerstand 10 an der Batterie 20 angeschlossen. Die betreffenden Speiseeinrichtungen bestehen aus Transistoren 101 bis 105, die derart zu Dioden geschaltet sind, daß eine stabilisierte Spannung mit einem deutlich stabilisierten Wert erhalten wird, der gleich 4V (bei einer Temperatur von 25°C) zwischen der Plusleitung 107 und der am Minuspol der

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Anordnung über die Verbindung 109 (siehe Fig. 1 und 6) angeschlossenen Leitung lOSFOie Widerstände 115₉ 116 und 117 sowie die Transistoren 110, 111, 112 und 113, deren einer als Diode 110 geschaltet ist, legen die Spannung am Emitter des Transistors 113 in an sich bekannter Weise auf einen Wert von 1,26 Volt innerhalb eines sehr großen Temperaturbereiches fest»

Der Kondensator 114 unterdrückt in an sich bekannter Weise die Schwingungen am Emitter des Transistors»

Die ersten Stromquellen 118, die aus einer Vielzahl von Transistoren 119 bis 129 bestehen, deren Emitter über Ausgleichswiderstände 130 bis 14O an der Leitung 107 angeschlossen sind und deren Basen derart miteinander verbunden sind, daß sie eine Spannung eines bestimmten Wertes führen, d.h. eine Spannung von 1,26 V bei der beschriebenen Ausführungsform, ist anwendbar auf den Widerstand 141, und zwar mittels eines Stromspie,gels, der aus den Transistoren 142, 143, 144, 145, 14b und aus den Widerständen 147» 148 und 175 besteht. Dabei erfolgt ein Ausgleich der Ströme, die in den Zweigen des Stromspiegels quer fließen»

Der Wert des Widerstandes 141 xirird in diesem Ausführungsbeispiel 10 000 0hm betragen. Der in den beiden Zweigen fließende Strom beträgt 126/uA. Der Strom stellt eine Abbildung in einem Viertel sämtlicher Transistoren 119 bis 129 dar, deren Basen über die Verbindung 149 mit den Transistoren 143, 144 verbunden sind.

Man erhält somit eine Stromquelle 118, bei der die Kollektoren der Transistoren 119 bis 129 jeweils einen Strom von 31,5/uA liefert»

Der zu einer Diode geschaltete Transistor 150 dient zum

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Schutz gegen inverse Übergangsspannungen.,

Ein zu einer Diode 151, 152 geschaltetes Transistornetzwerk und ein Transistor 153, dessen Basis mit dem Kollektor über einen Widerstand 154 verbunden ist, ermöglicht, an der Kathode der Diode 151 eine Spannung von 2,4 Volt zu erzielen. Diese Spannung ermöglicht über die Regeleinrichtung 900 den Zeitwert t zu messen, währenddessen der in der Primärwicklung 24 der Zündspule 22 fließende Strom geregelt wird (siehe Fig. 3 und 4).

Das Netzwerk, bestehend aus den Dioden 151, 152 und dem Transistor 153, ist mit dem Kollektor des Transistors 129 in Reihe geschaltet und gibt einen Strom von 31,5/uA ab. Dadurch ist die Erzielung von zweiten Stromquellen 155 ermöglicht, deren Stromstärke zwischen 0,3 und 3/uA liegt.

Diese beiden Stromquellen 155 erhalten an den Basen der Transistoren 156 und 166 über den Widerstand 154 ein festliegendes Potential; sie dienen dazu, die Leckströme zu beseitigen, die von Anfang an mit steigender Temperatur in Transistoren des npn-Leitfähigkeitstyps auftreten.

Die drei Stromquellen 167, die mittels der Transistoren 168, 169 und des Widerstandes 170 das Potential an den Basen der Mehrfachkollektor 171 und 172 aufweisenden Transistoren festhält, gibt jeweils einen Strom ab, dessen Intensität zwischen 0,3 und 3/uA liegt. Die dritten Stromquellen dienen in gleicher Weise dazu, Leckströme zu beseitigen, die bei erhöhter Temperatur in Transistoren vom pnp-Leitfähigkeitstyp auftreten.

Die ersten Speiseeinrichtungen 100 enthalten in gleicher

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Weise eine Stromquelle 173» welche einen Stromgenerator 501 bis 506 des Integrators 500 speist, und eine weitere Stromquelle 174, die den Vergleicher 600 speist.

Bei einer ersten Ausführungsform enthalten die Signalformungseinrichtungen 200 der monolithischen Schaltungsanordnung 5 (siehe Fig. 5 und 7) zwei komplementäre Eingänge 6 und 7. Der eine Eingang 7 ist (bei diesem Ausführungsbeispiel) direkt mit dem Minuspol der Anordnung verbunden, und der andere Eingang 6 ist an einem Ende der Induktionswicklung 3 über einen Spannungsteiler angeschlossen, welcher aus externen Widerständen 8 und 9 besteht (siehe Fig. 5 und 7).

Die Eingänge 6 und 7 sind innerhalb der Signalformungseinrichtungen 200 an den entsprechenden Basen von Transistoren 201 und 203 angeschlossen, die mit Dioden 205 und 206 verbunden sind.

Die Basen der Transistoren 202 und 204 sind zum oinen mit den Dioden 205 und 206 verbunden, und zum anderen ist die Basis jedes der betreffenden Transistoren an einem der Kollektoren des Transistors 171 angeschlossen, der an jedem seiner Kollektoren einen Strom der dritten Stromquellen 167 liefert (siehe Fig. 6 und 7).

Die Emitter der Transistoren 202 und 204 sind über Wider stände 207 und 208 am Kollektor des Transistors 210 angeschlossen, wodurch die ersten Stromquellen 118 gebildet sind (siehe Fig, 6).

Die Dioden 205 und 206 gewährleisten den Betrieb der Eingänge: b und 7 auf einem Pegel, der deutlich gleich dem Pegel des Minuspols der Anordnung ist, so daß die Sättigung der Transistoren 202 und 204 vermieden ist.

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Ein Rückkopplungskreis, bestehend aus den Transistoren 209, 210 und den Widerständen 207, 208, ruft eine Hysteresis zwischen den beiden Eingängen 6 und 7 hervor. Die Hysteresis besitzt einen Wert, der gleich 140 mV beträgt. Werte, die zentrisch zu der lediglich in der Zeile A in Fig. 2 dargestellten Spannung verlaufen, erzeugen Signale mit einer Rechteckform, wie dies in Fig. 2, Zeile B veranschaulicht ist. Diese Signale ergeben sich aus der Umwandlung der von dem magnetischen Generator 1 abgegebenen Signale.

Die Signalformungseinrichtungen 200 enthalten in gleicher Weise einen Ausgang F, der über einen Transistor 217 und einen Begrenzungswiderstand 218 an einem Integrator 500 angeschlossen ist. .

Die Signalformungseinrichtungen 200 enthalten zum anderen vier weitere Ausgänge A, B, C und D, die durch einen Mehrfachkollektor des Transistors 219 gebildet sind. Die Basis des Transistors ist zum einen an drei Stromquellen 167 und zum anderen über den Begrenzungswiderstand 220 an dem Steuertransistor 221 angeschlossen.

Der Kollektor A des Transistors 219 ist mit dem Mischer verbunden. Die Kollektoren B und C sind mit den zweiten Speiseeinrichtungen 400 verbunden, welche einen Ladestrom für den ersten Kondensator 17 und einen Entladestrom für den betreffenden Kondensator liefern. Der Kollektor D ist mit den Entstörungseinrichtungen 300 verbunden (siehe Fig. 5).

Die Stromquellen 155, die durch die Transistoren 156 und 159 gebildet sind, deren Kollektoren mit den Basen der Transistoren 209, 210, 217 bzw. 221 verbunden sind, dienen dazu, Leckströme zu beseitigen, die mit steigender Temperatur in Transistoren des npn-Leitfähigkeitstyps auftreten.

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Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die zweiten Speiseeinrichtungen 400 (siehe Fig. 9) der monolithischen Schaltungsanordnung 5 mit den Leitungen 107 bzw. 108 der ersten Speiseeinrich™ tungen 100 verbunden; sie enthalten eine erste Stromquelle 401 , die durch zwei Stromspiegel gebildet ist, welche aus einem zu einer Diode geschalteten Transistor 402 und einem Ausgleichswiderstand 403 besteht. Ferner sind Transistoren 404, 405, 406 vorgesehen und die ZENER-Diode 407. Diese erste Stromquelle 401 wird von den ersten Speiseeinrichtungen 118 erhalten, d.h. vom Kollektor des Transistors 121 (siehe Fig. 6), der einen Strom von 31>5/uA abgibt.

Der Strom stellt eine Abbildung dar, und er wird in bezug auf eine Dreiergruppe durch die Stromspiegel 402 bis 407 derart untersetzt, daß ein Ladestrom 401 für den ersten Kondensator 17 während der Dauer abgegeben wird, während der das Signal ti von der Signalformungseinrichtung 200 abgegeben wird. Dabei tritt eine Spannungskreuzung an den Belegungen des betreffenden Kondensators auf (sieh^ Fig. 4, Zeile C).

Eine Verbindung B verbindet die erste Stromquelle 401 mit einem der Ausgänge der Signalformungseinrichtungen (siehe Figo 5), um die erste Ladestromquelle 401 außerhalb der Dauer des Signals ti unwirksam zu machen, welches von den Signalformungseinrichtungen abgegeben wird (siehe Fig. 4, Zeile C).

Die Stromstärke des Ladestromes 401 wird durch einen externen Widerstand 14 der monolithischen Schaltungsanordnung 5 festgehalten (siehe Fig_o 1 und 9).

Eine ZENER-Diode 407 schützt die erste Stromquelle 401 vor sprunghaften Überspannungen,, wie sie durch externe

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Elemente der monolithischen Schaltungsanordnung hervor- · gerufen werden.

Eine zweite Stromquelle 408 gibt einen Entladestrom an den Kondensator 17 während der Zeitspanne t ab, die der Regeldauer des in der Primärwicklung 24 der Zündspule 22 fließenden Stromes entspricht.

Diese zweite Stromquelle besteht aus einem Ausgleichswiderstand 409, aus einem zu einer Diode 410 geschalteten Transistor, aus Transistoren 411, 412 und aus der ZENER-Diode 413.

Eine Verbindung P (siehe Fig. 5 und 9) verbindet die zweite Stromquelle mit den Regeleinrichtungen 900 derart, daß während der Zeitspanne t die Diode 410 und der Transistor 412 in den leitenden Zustand überführt sind, und zwar durch die Elemente der Regeleinrichtungen. Das betreffende Element wird dabei von einer der Stromquellen 118 gespeist, d.h. bei dieser Ausführungsform, vom Kollektor des Transistors 122 der ersten Speiseeinrichtungen 100.

Der Entladestrom ruft eine Spannungsverminderung an den Belegungen des Kondensators 17 während der Zeitspanne t hervor (siehe Fig. 4, Zeile C).

Die Stromstärke des Entladestromes der zweiten Stromquelle 408 ist durch einen externen Widerstand 415 festgelegt (siehe Fig. 1 und 9). Die ZENER-Diode 413 schützt die zweite Stromquelle gegen -sprunghafte Überspannungen, wie sie durch externe Elemente der monolithischen Schaltungsanordnung 5 hervorgerufen werden.

Eine Verbindung H verbindet die zweiten Speiseeeinrichtungen 400 mit einem der Eingänge des Integrators 500

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(siehe Fig. 5).

Der Transistor 411 stellt sicher, daß die Diode 410 und der Transistor 411 sich außerhalb der Zeitspanne ti im leitenden Zustand befinden, so daß der Kondensator 17 außerhalb der Zeitspanne bzw. des Zeitpunktes ti sich nicht entladen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Entstörungseinrichtungen 300 der monolithischen Schaltungsanordnung 5 (siehe Fig. 5 und 8) einen Vergleicher, der aus Transistoren 301, 302 und 303 besteht. Ein Widerstand 304 ist in Reihe mit dem Emitter des Transistors geschaltet. Dieser Widerstand führt an'seinen Enden eine Spannung, die lediglich in der Größenordnung von 60 mV bezogen auf den Minuspol der Anordnung liegt»

Der Vergleicher verhindert durch das Vergleicherelement (siehe Fig. 1 und 8), welches mit dem Emitter des Transistors 302 verbunden ist, die Ladung des zweiten Kondensators 18 unterhalb eines gewissen Stromstärkewertes des die Primärwicklung 24 der Zündspule 22 durchfließenden Stromes. Die Stromstärke des Primärwicklungsstromes wird mit Hilfe dos Vergleicherelementes 30 gemessen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Wert auf 60 mV an den Enden des Widerstandes 304 festgelegt worden, der von einer Stromquelle 118 der ersten Speiseeinrichtungen 100 gespeist wird, wie vom Kollektor des Transistors 1-23.

Die Wirkung der Entstörungseinrichtungen ist dadurch verbessert, daß über den Eingang D die Signalformungseinrichtungen 200 zur Wirkung kommen, und zwar über den Transistor 305, der mit dem Transistor 303 verbunden ist.

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Der Eingang 0 der Entstörungseinrichtungen ist mit den Filter- und Verzögerungseinrichtungen 800 derart verbunden, daß fortschreitend die Schwellspannungvon 60 mV an den Enden des Widerstandes 304 aufgehoben wird, während die Verzögerungsanordnung in Betrieb ist.

Die Entstörungseinrichtungen werden durch die ersten Speiseeinrichtungen 100 gespeist, wobei eine stabilisierte Spannung von 4 Volt abgegeben wird. Die Stromspeisung wird dabei mittels der Transistoren 124 und 125 bewirkt, deren Kollektoren die ersten Stromquellen 118 darstellen, welche einen Strom mit einem Wert von 31>5/uA liefern (siehe Fig. 6 und 8).

Die Basis des Transistors 305 ist bei diesem Beispiel mit den zweiten Stromquellen 155 verbunden. Der Kollektor des Transistors 158 dieser zweiten Stromquellen 155 dient dazu, das Auftreten von Leckströmen infolge steigender Temperatur zu eliminieren.

Der Ausgang G der Entstörungseinrichtung ist an einem der Eingänge des Integrators 500 angeschlossen.

Die Entstörungseinrichtungen eliminieren den Einfluß von parasitären Ubergangsspannungen durch die Signalformungseinrichtungen zu dem Augenblick, zu dem die Signalformungseinrichtung die Spulenwicklung mit Strom versorgt. Außerdem ist die teilweise Ladung des zweiten Kondensators verhindert. Eine derartige Teilladung stört die Nachlaufsteuerung zu Beginn der Stromabgäbe bzw. Ladung der Zündspule.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Entstörungseinrichtungen 300 nicht parasitäre Störungen beseitigen, die von anderen Quellen hervorgerufen werden als von der Zündanordnung selbst, wie beispielsweise von der Bordvorrichtung des Fahrzeugs.

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Beim Betrieb der bekannten Störquellen und insbesondere des Fahrzeugs wird die Entstörung der Eingänge der Signalformungseinrichtungen 200 in an sich bekannter Art und Weise vorgenommen, d.h. durch Zuordnung von zusätzlichen externen Kondensatoren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Integrators der monolithischen Schaltungsanordnung 5 (siehe Fig. 5 und 10) enthält der Integrator 500 einen Stromgenerator, welcher aus dem Widerstand 501, aus den Transistoren 502, 503, 504 und aus den ZENER-Schutzdioden 505 und 506 besteht. Der Stromgenerator gewährleistet die Entladung des Kondensators 18 in einer solchen Art und Weise, daß die Spannung an den Belegungen des Kondensators mit der Spannung an den Belegungen des Kondensators 17 zusammenhängt .

Der Transistor 502 ist von der Artj, daß er eine "feste Verstärkun.-g" besitzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Verstärkung 10«

Der Entladestrom des Kondensators 18 wird durch einen externen Widerstand 13 festgehalten. Dabei ist ein Entstörungskondensator 16 vorgesehen (siehe Fig« 1 und 10)«

Die an den Belegungen des Kondensators 18 vorhandene Spannung wird einem der Eingänge des Vergleichers 600 über die Verbindung J zugeführt. Der dabei fließende Strom gelangt durch den Strombegrenzungswiderstand 510 hindurch.

Die Basis des Transistors 503 wird vom Kollektor 173 des einen Mehrfachkollektor besitzenden Transistors 128 gespeist, der Teil der ersten Speiseeinrichtungen 100 bildet (siehe Fig. 6). Der Kollektor 173 gibt einen Strom von 3/uA ab.

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Der Integrator 500 enthält einen Begrenzer, welcher aus dem Transistor 507 "besteht. Dieser Transistor 507 ist mit seiner Basis an dem gemeinsamen Verbindungspunkt eines Spannungsteilers angeschlossen, welcher aus den Widerständen 508 und 509 besteht.

Durch diese Begrenzung ist eine minimale Sperrzeit des elektronischen Unterbrechers 25 sichergestellt, der vom Darlington-Typ sein mag, um das Fließen eines Stromes in der Primärwicklung 24 der »Zündspule zu steuern, und zwar zum ersten bei erhöhten Drehzahlen der Brennkraftmaschine und zum zweiten in dem Fall, daß an den Anschlüssen der Batterie 20 eine zu schwache Spannung vorhanden ist.

Diese Sperrdauer ist bei diesem Ausführungsbeispiel auf einen Bereich von einer Millisekunde festgelegt. Die Dauer der entsprechend bewerteten Zeitspanne genügt in der Praxis, um eine zufriedenstellende Zündung sicherzustellen.

Die maximale Spannung am Emitter des Transistors 504 die durch den Wert der Widerstände 508 und 509 bestimmt ist, stellt diese Sperrdauer auf eine Millisekunde sicher, und zwar durch die Begrenzung des Entladestromes des Kondensators 18.

Der Integrator 500 enthält in gleicher Weise eine Anfangsladungsschaltung für den Kondensator 18. Diese Schaltung besteht aus dem Widerstand 510, den-Transistoren 511, 512, 513 und dem Widerstand 514.

Der Kondensator 18, dessen Entladung durch den Stromgenerator 501 bis 506 sichergestellt ist, wird mit jedem Impuls der Dauer ti wieder geladen, welcher von den Signalformungseinrichtungen 200 über die Verbindung F abgegeben wird.

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Die Anfangsladeschaltung ist an der Entstörungsschaltung 300 über die Verbindung G derart angeschlossen, daß die Auswirkung der Signalformungseinrichtungen verzögert ist und daß demgemäß unkontrollierte Entladungen des Kondensators 18 aufgrund von parasitären Impulsen geringer Dauer vermieden sind, welche von den Signalformungseinrichtungen übertragen werden.

Der Integrator 500 ist an den zweiten Speiseeinrichtungen 400 über die Verbindung H angeschlossen. Die betreffenden zweiten Speiseeinrichtungen geben den Ladestrom an den Kondensator 17 während der Dauer ti des von der Signalformungseinrichtung 200 abgegebenen Signals und den Entladestrom des betreffenden Kondensators während der Dauer t des Signals ab, welches von den Regeleinrichtungen 900 geliefert worden ist. Die Verbindung I verbindet den Integrator 500 mit einem der Eingänge des Vergleichers 600.

Die Basen der Transistoren 512 und 513 sind an den Kollektoren 167 des Transistors 172 angeschlossen (siehe Fig. 6 und 10). Dieser Transistor stellt mit seinem Mehrfachkollektor eine der dritten Stromquellen dar, welche das Auftreten von Leckströmen beseitigen, die auf eine Temperaturerhöhung in den Transistoren und 513 auftreten.

Die Basen der Transistoren 504 und 511 sind mit den Kollektoren der Transistoren 159 bzw. 16O verbunden, welche die zweiten Stromquellen 155 bilden (siehe Fig. und 10). Diese zweiten Stromquellen eliminieren Leckströrae, die sich auf eine erhöhte Temperatur in den Transistoren 504 und 511 ergeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Vergleicher 600 der monolithischen Schaltungsanordnung

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(siehe Fig. 5 und 11) Transistoren 601, 603, einen als Diode 602 geschalteten Transistor und einen Stromspiegel, der den als Diode 604 geschalteten Transistor, den Transistor 605 und den als Diode 6o6 geschalteten Transistor umfaßt, welche Diode 606 den Schutz vor Überspannungen gewährleistet.

Der Vergleicher 600 gibt ein Signal zu Beginn des Ladens bzw. der Stromabgabe der Zündspule 22 über die Verbindung K ab, die mit dem Mischer 700 verbunden ist, wenn die Spannung am Punkt J mit der Spannung am Punkt I übereinstimmt. Der Vergleicher gibt dann einen sehr konstanten Wert ab, der bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich von 0,8 Volt liegt.

Der Vergleicher 600 wird über die ersten Speiseeinrichtungen 100 gespeist, und zwar vom Kollektor 144 des einen Mehrfachkollektor besitzenden Transistors 128, dessen Kollektor 174 einen Strom von 28,5/uA abgibt. Das Signal zu Beginn der Ladung entspricht dem Leitendsein des Transistors 601.

Der Stromspiegel 604 bis 606 gibt über die Verbindung K das Signal zu Beginn des. Aufladens an einen der Eingänge des Mischers 700 ab.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Mischer 700 der monolithischen Schaltungsanordnung 5 (siehe Fig. 5 und 12) aus einem zu einer Diode 701 geschalteten Transistor und aus Transistoren 702, 703 und 704. Dieser Mischer überträgt bei den niedrigen Drehzahlen die Signale am Anfang der Ladung und des Zündens. Diese Signale stammen von den Signalformungseinrichtungen 200 über die Verbindung A her.

Bei mittleren und hohen Drehzahlen überträgt der Mischer die Ladungsanfangssignale, die von dem Vergleicher 600 her

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stammen, über die Verbindung K, und die von den Signalformungseinrichtungen 200 abgegebenen Zündsignale über die Verbindung A zu den Regeleinrichtungen 900 über die Verbindung L sowie zu den Verzögerungseinrichtungen 800 über die Verbindung M.

Die Basen der Transistoren 702, 703 und 704 sind an entsprechenden Kollektoren der Transistoren 161, 162 bzw. 163 der zweiten Stromquellen 155 angeschlossen (siehe Fig. 6 und 12), die Leckströme eliminieren,, welche bei steigender Temperatur in den Transistoren 702 bis auftreten, welche vom npn-Leitfähigkeitstyp sind«

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Filterungsund Verzögerungseinrichtungen 800 (siehe Fig» 5 und 13) durch eine Steuerschaltung zur Steuerung der Ladung und Entladung eines externen Kondensators 19 gebildet» Diese Steuerschaltung zur Steuerung des Ladens und Entladens enthält Transistoren 801, 802 und Widerstände 803, 804. Der Kondensator 19 wird schnell aufgeladen, wenn der elektronische Unterbrecher 25 nicht leitend ist; er wird sehr langsam entladen, wenn der betreffende Unterbrecher leitend ist bzw. eine leitende Verbindung herstellt, d.h. dann, wenn der Strom in der Primärwicklung 24 der Zündspule 22 zirkuliert.

Der Kondensator 19 hält praktisch die Ladung auf seinem maximalen Wert während des Betriebs der Brennkraftmaschine fest, wodurch eine Filterfunktion sichergestellt ist, durch die parasitäre Spannungsübergänge durch die ersten Speiseeinrichtungen 100 weggefiltert werden«,

Demgegenüber wird bei stillstehendem Motor und bei geschlossenem Schlüsselkontakt der Kondensator 19 sich sehr langsam entladen, wodurch somit eine fortschreitende Verringerung des in der Primärwicklung 24 fließenden Stromes gewährleisjtet ist»

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Die Steuerschaltung zur Steuerung des Ladens und Entladens des Kondensators 19 wird bei diesem Ausführungsbeispiel von den ersten Stromquellen 118 her gespeist. Der Kollektor des Transistors 126 gibt dabei einen Strom von 31,5/üA ab; er erhält die Informationen des Mischers 700 über die Verbindung M.

Der Transistor 801 ist nichtleitend, wenn dar elektronische Unterbrecher 25 nichtleitend ist; er ist leitend, wenn der betreffende Unterbrecher leitend ist.

Die Filterungs- und Verzögerungseinrichtungen 800 enthalten eine Ladeschaltung, mit deren Hilfe der Kondensator 19 schnell aufgeladen wird. Diese Ladeschaltung arbeitet während der Zeitspanne, während der der elektronische Unterbrecher 25 nichtleitend ist.

Die Ladeschaltung besteht aus einem Transistor 806 und dem Widerstand 803. Der Kondensator 19 wird über einen externen Widerstand 11 schnell aufgeladen. Dieser Widerstand besitzt einen relativ geringen Wert. Er liegt zwischen einem der Eingänge der monolithischen Schaltungsanordnung 5 und dem Pluspol der Batterie 20 (siehe Fig. 1 und 13).

Der Ladestrom für den Kondensator 13 wird über den Transistor 806 geliefert, dessen Basis durch den Widerstand 803 vorgespannt ist. Wenn der Transistor 801 sich im nichtleitenden Zustand befindet, dann ist der Transistor 803, wie dies oben beschrieben worden ist, im nichtleitenden Zustand, wenn der elektronische Unterbrecher 25 nichtleitend ist.

Der Kondensator 19 filtert die ersten Speisungseinrichtungen 100, d.h. die allgemeine Speisung der monolithischen Schaltungsanordnung 5 auf den Spannungspegel

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von 4 Volt. Diese Filterung wird mittels des als Diode 805 geschalteten Transistors bewirkt.

Die Filterungs- und Verzögerungseinrichtungen 800 enthalten eine Schaltung zur langsamen Entladung des Kondensators 19. Diese Entladeschaltung besteht aus einem Stromspiegel, der den Transistor 807? den zu einer Diode 808 geschalteten Transistor und die Widerstände 809, 810 und 811 enthält. Der Stromspiegel gibt einen Strom von geringem Wert vom Kollektor des Transistors 807 ab, und zwar au-.f einen Stromfluss

hin
in dem Widerstand 810/; der einen hohen Widerstandswert C220 000 0hm) besitzt und der an einen Potentialpunkt angeschlossen ist, welcher ein Potential im Bereich von 2,5 Volt führt, wenn der Transistor 801 im leitenden Zustand sich befindet.

Das Potential von 2,5 Volt wird durch den Spannungsteiler festgelegt, der aus dem externen Widerstand "1 und dem internen Widerstand 803 besteht.

Die Filterungs- und Verzögerungseinrichtungen 800 enthalten eine Sperrschaltung, welche fortschreitend den in der Primärwicklung 24 der Zündspule 22 fließenden Strom sperrt. Die betreffende Sperrschaltung enthält die Transistoren 812 und 813 und die Widerstände 814,815. Die Transistoren 812 und 813 befinden sich im leitenden Zustand, wenn die Spannung an den Belegungen des Kondensators 19 unter der Einwirkung der eine langsame Entladung bewirkenden Entladeschaltung auf einen Wert von 2,4 Volt in bezug auf den maximalen Spannungswert abgenommen hat.

Über die Verbindung 0 (siehe Fig. 5) hebt der Widerstand 815 fortschreitend den von einer der ersten Stromquellen 118 abgegebenen Strom auf, die den Wider-

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stand 903 der Regeleinrichtungen 900 für den Primärstrom speisen (siehe Fig. 14). Demgemäß hat die Bezugsspannung Vr einen Wert von 180 mV. Diese Spannung tritt an den Enden des Widerstands 903 auf; sie verringert sich in gleicher Weise fortschreitend und aufgrund der Tatsache, daß der in der Primärwicklung 24 fließende Strom sich fortschreitend vermindert.

Der Widerstand 814 verringert über die Verbindung 0 (siehe Fig. 5) den Strom, der von einer der ersten Stromquellen 118 abgegeben worden ist, welche den Widerstand 304 der Entstörungseinrichtungen 300 speist. Aufgrund der Spannungssehwelle·· dieser Einrichtungen ist es allein die Spannung, die bei diesem Ausführungsbeispiel 60mV beträgt und die im Zuge der Verringerung des von den ersten Stromquellen abgegebenen Stromes sich verringert.

Es hat sich als zutreffend erwiesen, daß es erforderlich ist, die Spannung allein der Entstörungseinrichtungen zu verringern, und zwar zur gleichen Zeit wie die Bezugsspannung Vr der Regeleinrichtung 900 undden Primärstrom. Auf diese Art und Weise werden Schwingungen des betreffenden Stromes eliminiert,, wenn die Spannung VR an den Anschlüssen des Vergleicherelementes 30 (siehe Fig. 1) einen Wert annimmt, der gleich dem Wert der Spannungischweine der Entstörungseinrichtungen ist.

Die Basis des Transistors 812 ist mit dritten Stromquellen 167 verbunden, was bedeutet, daß bei diesem Ausführung sb ei spiel ein Kollektor des Transistors 171 der dritten Stromquellen Leckströme eliminiert, die in dem Transistor 812 auftreten, der vom pnp-Leitfähigkeitstyp ist.

Die Basis des Transistors 801 ist mit den zweiten Stromquellen 155 verbunden, d.h., daß der Kollektor des

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Transistors 164 der betreffenden zweiten Stromquellen Leckströme eliminiert, die bei hoher Temperatur des Transistors 801 auftreten.

Die zu Dioden 816, 817 und 818 geschalteten Transistoren schützen die monolithische Schaltungsanordnung 5 vor den Übergangs-Überspannungen, die an dem externen Widerstand 11 auftreten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Stromregeleinrichtungen 900 der monolithischen Schaltungsanordnung 5 (siehe Fig. 5 und 14) einen Vergleicher, der aus einem Transistor 901 gebildet ist« Ferner sind noch ein zu einer Diode 902 geschalteter Transistor /Widerstände 903, 904 und eine ZENER-Diode 905 vorgesehen«,

Das außerhalb des Vergleichers 30 vorgesehene Element,, das von dem die Primärwicklung 24 der Zündspule 22 durchflossenen Strom durchflossen wird, wenn der elektronische Unterbrecher 25 leitend ist, ist über die Verbindung R mit der monolithischen Schaltungsanordnung 5 verbunden. Der Vergleicher 901 bis 905 vergleicht den Wert der Spannung VR, die an den Anschlüssen des Vergleicherelementes 30 vorhanden ist, mit der Bezugsspannung Vr, deren Wert durch den Widerstand 903 festliegt, welcher von dem einen Wert von 31»5/uA besitzenden Strom durchflossen wird, der von einer der ersten Stromquellen 118 abgegeben wird.

Der Wert der Bezugsspannung Vr ist gleich 180 mV» Der Widerstand 904 und die ZENER-Diode 905 dienen dem Schutz vor Übergangs-Überspannungen über die Verbindung R zwischen den Punkt VR des Vergleicherelements 30 und einem der Eingänge der Regeleinrichtungen 900 der monolithischen Schaltungsanordnung 5.

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Die Stromregeleinrichtungen 900 enthalten einen Verstärker, der aus Transistoren 906, 907 und 908 besteht. Ferner ist ein als Diode 909 geschalteter Transistor vorgesehen. Außerdem sind ein Transistor 910, die ZENER-Diode 911, Widerstände 912, 913 und ein Kondensator vorgesehen, der einen minimalen Wert von 30 pF besitzt.

Dieser Verstärker modifiziert den Wert der an die Basis der Eingangsstufe des elektronischen Unterbrechers 25 abgegebenen Spannung. Die Modifikation wird dabei mittels externer Widerstände 27,28,29 derart erhalten, daß die beiden Spannungen VR=Vr=I80 mV betragen.

Die Verstärkungsstufe mit den in einer Darlington-Schaltung angeordneten Transistoren 907, 908 wird über den externen Widerstand 12 gespeist; die betreffende Verstärkerstufe ist an der Batterie 20 angeschlossen.

Der Kondensator 914 stabilisiert in an sich bekannter

Weise die Regelung des Stromes, und die ZENER-Diode

dient als Schutz für den Transistor 910 vor Ubergangs-Uberspannungen.

Die Regeleinrichtungen umfassen einen Ermittelungsvorgang, der während der Zeitspanne t der Regelung des Stromes abläuft, der in der Primärwicklung 24 der Zündspule fließt.

Diese Ermittelung wird durch den Transistor 915 bewirkt, der über die Verbindung P den Speisestrom für den Transistor 906 ableitet, welcher von einer der ersten Stromquellen 118 stammt. Dieser Strom wird zu der Stromquelle 408 der zweiten Speiseeinrichtungen 400 während der Zeitspanne t hingeleitet. Die Basis des Transistors 906 ist durch die ersten Speiseeinrichtungen 100 auf 2,4 V vorgespannt, d.h. bei diesem Ausführung sbeispiel über die Dioden 151, 152 und den Transistor 153 (siehe Fig. 6).

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Die Verbindung L, die an den Mischer 700 angeschlossen ist, überträgt die Ladebeginnbefehle und die Befehle zum Sperren des in der Primärwicklung 24 der Zündspule 20 fließenden Stromes.

Die Verbindung 0, die an der Filterungs- und Verzögerungsschaltung 800 angeschlossen ist, überträgt den Befehl zur fortschreitenden Verringerung des in der Primärwicklung 24 fließenden Stromes, und zwar über den Widerstand 815 der Filterungs- und Verzögerungseinrichtungen 800 (siehe Fig. 13). Dieser Widerstand verringert den Strom der ersten Stromquelle 118, welche den Widerstand 903 speist.

Die Basis des Transistors 907 ist an zweiten Stromquellen 155 angeschlossen, d.h. am Kollektor des Transistors 165, so daß Leckströme beseitigt sind, die bei hoher Temperatur des Transistors 907 auftreten.

Im Falle des Einsatzes der Anordnung in Verbindung mit einem magnetischen Generator zur Abgabe von Zündauslösungssignalen ruft dieser Generator einen Effekt zur Bildung von Transistor-Störungen an den Eingängen der Signalformungseinrichtungen hervor, und zwar während der Begrenzung der negativen Halbwellen der von dem Generator abgegebenen Signale.

Diese Information der Transistor-Störungen ruft eine Störung des Betriebs der monolithischen Schaltungsanordnung hervor und kann deren Zerstörung nach sich ziehen.

Bei der ersten Ausführungsform der Signalformungseinrichtungen wird die Begrenzung durch die Substratdioden und 216 bewirkt (siehe Fig. 7). Diese Dioden sind durch den HalDieiterübergang vom p-leitenden Material, d.h. von dem Substrat und einem Isolationskasten zu einem Halbleiter des η-Typs gebildet, der durch die Epitaxy-

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schicht und die Schicht gebildet ist, die innerhalb des Isolationsbehälters vorgesehen ist. Diese Dioden, die direkt vorgespannt werden, sind mit den Emitter-Basis-Strecken der gestörten Transistoren vom npn-Leitfähigkeitstyp verbunden, deren Kollektoren durch die benachbarten Isolationsbehälter gebildet sind.

Die zweite Ausführungsform der Signalformungseinrichtungen ermöglicht den aufgezeigten Nachteil dadurch zu beseitigen, daß die negativen Halbwellen der Signale bedämpft werden, die von dem magnetischen Generator abgegeben werden. Diese Signale werden an den komplementären Eingängen 6 und 7 der Signalformungseinrichtungen verstärkt.

Zu diesem Zweck enthält die zweite Ausführungsform der Signalformungseinrichtungen (siehe Fig. 15) zwei Transistoren, die zu Zähler-Dioden 230 und 231 geschaltet sind, welche an den komplementären Eingängen 6 und 7 angeschlossen sind. Dadurch ist die Bedämpfung der positiven und negativen Halbwellen des Signals sichergestellt, welches von dem magnetischen Zündsignal-Auslösegenerator abgegeben worden ist. Die ZENER-Dioden 230 und 231 sind mit den beiden zu Dioden und 233 geschalteten Transistoren verbunden, und zwar zum einen an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der komplementären Eingänge 6 und 7 und der ZENER-Dioden 230 bzw. und zum anderen an der Basis der beiden Transistoren und 235. Die Polungen der ZENER-Dioden 230, 231, der Dioden 232, 233 und der Transistoren 234, 235 sind so gewählt, daß jeweils ein störender Strom, der auf die Bildung von Transistor-Störungen zurückgeht, den Betrieb der monolithischen Schaltungsanordnung nicht beeinflußt, und zwar während der negativen Halbwellen der Signale, die von dem magnetischen Generator abgegeben und an die Eingänge 6 und 7 angelegt worden sind.

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Diese Eingänge 6 und 7 sind mit zwei Transistoren vom npn-Leitfähigkeitstyp verbunden,, die zu ZENER-Dioden bzw. 231 geschaltet sind. Der Kollektor und die Basis des jeweiligen Transistors sind miteinander verbunden; sie liegen auf negativem Potential der Anordnung. Bei dem Substrat ist eine Metallisierung vorgesehen» Der Emitter steht mit dem magnetischen Zündsignal-Auslösegenerator in Verbindung, und zwar über eine weitere Metallisierung, die von der ersten Metallisierung getrennt ist, und zwar durch den externen Strombegrenzungswiderstand.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei dieser Anordnung der von der Begrenzungseinrichtung herstammende Strom durch die Metallisierung hindurchfließen muß.

Es sei in gleicher Weise darauf hingewiesen, daß es zweckmäßig ist, die Verbindung des Emitters der Transistoren vom npn-Leitfähigkeitstyp, die zu den ZENER-Dioden 230 und 231 geschaltet sind, über eine Halbleiter-Epitaxyschicht vom η-Typ derart zu vermeiden, daß der Störungseffekt auf einen anderen Isolations-Aufnahmebehälter nicht übertragen wird.

In Fig. 15 ist gezeigt, wie die erste Ausführungsform der Signalformungseinrichtungen (siehe Fig. 7) modifiziert

Die Vielzahl der Dioden 211 bis 216, deren Dioden-Substrat 215, 216 bei den Signalformungseinrichtungen gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, ist durch die ZENER-Dioden 230 und 231 ersetzt.

Die Transistoren 201 und 203 sind durch die Transistoren 234 bzw» 235 ersetzt, und die Dioden 205, 206 sind durch die Dioden 232 bzw. 233 ersetzt,,

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Die zu ZENER-Dioden geschalteten Transistoren 250 und 231 bringen den Vorteil mit sich, daß die Bedämpfung der von dem magnetischen Generator abgegebenen Signale sicherstellen, und zwar bezüglich der positiven und negativen Halbwellen.

Es dürfte ersichtlich sein, daß die Art des Schutzes gegenüber der Ausbildung von Transistor-Störungen in den mit den Generatoren betriebenen integrierten monolithischen Schaltungen zur Abgabe von Signalen mit positiven und negativen Halbwellen nicht allein auf solche Signalformungsschaltungen beschränkt ist, bei denen die Signale deren Eingängen zugeführt werden. Vielmehr ist die betreffende Schutzeinrichtung bei sämtlichen monolithischen integrierten Schaltungsanordnungen anwendbar, die in bezug auf das Potential ihres Substrats negativen Potentialen ausgesetzt sind.

Zusammenfassend ist zu bemerken, daß die Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Anordnung sicherstellt, daß die in der Zündspule gespeicherte Energie einen konstanten Wert haben wird, und zwar in einem großen Bereich des Speisespannungswertes zum Zündfunken-Auslösemoment. Dies trifft unabhängig von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine zu, d.h. unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und den Änderungen der Umgebungstemperatur.

Der oben angegebene Zustand, d.h. die Erzielung einer konstanten Zündenergie, wird durch richtige Wahl der Anordnung der verschiedenen Elemente erreicht, und zwar derart, daß der die Primärwicklung der Zündspule durchfließende Strom auf einem bestimmten Wert geregelt wird, welcher die Energie zu erzielen erlaubt, die für einen optimalen Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlich ist.

Die Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende

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Anordnung ist zwischen einem Signalgeneratororgan, d.h. bei diesem Ausführungsbeispiel des magnetischen Generators 1, und dem Leistungselement eingefügt, welches der elektronische Unterbrecher ist.

Die von der Anordnung aufgenommenen Signale müssen vor dem Betrieb entsprechend einer gewünschten Voreilungskurve behandelt werden, und zwar mittels einer mechanischen oder elektronischen Einrichtung.

Die Gegenstand der Erfindung bildende Anordnung vermag zusammen mit anderen Signalgeneratoren als einem magnetischen Generator zu arbeiten, d.h. beispielsweise in Verbindung mit Hall-Effekt-Generatoren oder in Verbindung mit optoelektronischen Generatoren.

Die Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung stellt sicher, daß die Zeitspanne des Stromflusses in der Primärwicklung der Zündspule und in dem elektronischen Unterbrecher 25 auf einen minimalen Wert vermindert ist. Dadurch ist eine zerstörende Erwärmung des betreffenden Unterbrechers vermieden, der eine sehr bedeutsame Durchlaßzeit besitzt.

Dieser Zustand wird dadurch erhalten, daß die Regelung einer Dauer unterworfen wird, welche proportional der Dauer eines Impulses ist, der von den-)Zündsignalgenerator abgegeben wird.

Mit T sei die Zündperiode bezeichnet; mit t sei die Regeldauer des Stromes während eines Zündzyklus bezeichnet; mit ti sei die Dauer des von einem Kondensator abgegebenen und für die Signalformung der Einrichtung 200 benutzten Zeit bezeichnet.

Das Zyklusverhältnis des mit der Dauer ti auftretenden Signals liegt in der Größenordnung von .0,3» d.h.» daß

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ti/T =0,3 ist. Dieses Verhältnis ermöglicht einen selbsttätigen Regelkreis festzulegen, wie t/t1 =0,5. Die Regeldauer t des Primärstromes in bezug auf die Zündperiode T ist daher gleich t =0,15 T (siehe Fig. 2).

Es wäre nicht richtig, diese Regeldauer noch weiter zu vermindern, da bei Wirksamsein mit einem mittleren Wert der reelle Wert von t sich ändern und an Null annähern kann, und zwar aufgrund des zeitlichen Ansprechverhaltens der Regelanordnung.

Die Grenzen der Regelanordnung sind folgende (siehe Fig. 3).

1. Bei geringen Drehzahlen der Brennkraftmaschine, d.h. in den Phasen des Startens und des Betriebs bei ver-

__ hinderter Drehzahl ist die Dauer des primären Stromflusses gleich der Dauer ti des von der Signalformungseinrichtung abgegebenen Signals, und in diesem Fall beträgt t = 0,15 T, wie dies in den Zeilen A und B veranschaulicht ist.

2. Bei mittleren Drehzahlen arbeitet der Regelkreis so, daß t = 0,15 T ist, wie dies in den Zeilen C und D veranschaulicht ist.

3. Bei hohen Drehzahlen (siehe die Zeilen E und F) wird sich die Zündperiode T an die Dauer der Einrichtung sich annähern, die den Primärstrom abgibt. Die Dauer des Nichtleitendseins des elektronischen Unterbrechers 25 wird ungenügend sein, um eine ausreichende Zündung sicherzustellen, da der Regelkreis weiterhin arbeitet. Es ist daher zweckmäßig, eine minimale Dauer in der Größenordnung von einer Millisekunde einzuführen. Diese Dauer wird als ausreichend angesehen, um eine zufriedenstellende Zündung sicherzustellen. Diese Dauer des Nichtleitendseins des elektronischen Unterbrechers wird dadurch erhalten, daß der Entladestrom des externen Kondensators 18 begrenzt wird (siehe Fig. 1 und 10). Es dürfte ersichtlich sein, daß in diesem Fall hoher

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Drehzahl die Regeldauer t des primären Stromes gleich Null ist und daß die Stromstärke, die durch die Impedanz der Hochspannungsspule begrenzt ist, nicht die Regelschwelle erreichen kann; sie ist dieselbe wie in dem Fall, daß eine zu schwache Batteriespannung vorhanden ist (Zeilen G und H).

Die Regelung des Anfangs der Aufladung der Hochspannungsspule über die Verbindung K führt dazu, daß eine Koinzidenz (siehe Fig. 11) zwischen der Spannung am Punkt I und der_ Spannung am Punkt J auftritt» Die Spannung am Punkt I (siehe Fig. 4, Zeile C) ist praktisch im Verlaufe eines Zündzyklus konstant, und die Spannung an dem Punkt J (siehe Fig. 4, Zeile B) besitzt einen Sägezahnverlauf. Die Zeile D veranschaulicht die Regelung in Abhängigkeit von der Beschleunigung der Brennkraftmaschine»

Das Ladungsanfangssignal wird von dem Vergleicher 600 abgegeben. Die Spannung am Punkt J wird dadurch erhalten, daß der in den externen Widerstand 13 fließende Strom (siehe Fig. 1 und 10) durch den Kondensator 18 und den Integrator 500 integriert wird. Die Spannung am Punkt I ist eine Wiedergabe einer sehr konstanten Spannung,, d.h. des Wertes an den Verbindungspunkten der Transistoren der Spannung am Punkt H, die durch die Ladung des Kondensators 17 erzeugt wird. Die Ladung des Kondensators 19 hängt, wie oben beschrieben, von den zweiten Speiseeinrichtungen 400 ab.

Die Stromquelle 401 vermag leicht einen Ladestrom für den Kondensator 17 während der Dauer ti des Signals abzugeben, welches von der Signalformungseinrichtung 200 geliefert wird®

Die Stromquelle 408 vermag ohne ifeiteres einen Entladestrom für den Kondensator 17 während der Zeitspanne t abzugeben,, wobei diese Zeitspanne der Regeldauer des in

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der Primärwicklung der Hochspannungsspule dem Umlauf des Stromes entspricht.

Während der Betriebsdauer der Regelung nimmt die Ladespannung des Kondensators 17 wieder einen Ausgleichszustand an, so daß der Ladestrom während der Dauer ti gleich dem Entladestrom während der Dauer t ist.

Die Lade- und Entladeströme sind durch die externen Bauelemente der monolithischen Schaltungsanordnung 5 festgelegt. Aufgrund dieser Tatsache ist es möglich, das Verhältnis von t/t1 besser zu wählen und in gleicher Weise die Ansprechzeit der Regelung auf den Ladungsbeginn festzulegen.

Die Dauer ti des von den Signalformungseinrichtungen abgegebenen Signals gewährleistet die Steuerung des Zündzeitpunkts, und zwar über die Verbindung A, die an einem aer Eingänge des Mischers 700 angeschlossen ist. Außerdem ist der Beginn der Ladung bei den niedrigen Drehzahlen festgelegt. Hierfür sind in gleicher Weise die Verbindung A und die Verbindung F maßgebend. Die Anfangsladung des Kondensators 18 erfolgt durch Integration des den externen Widerstand 13 durchfließenden Stromes.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform haben die externen Bauelemente der monolithischen Schaltungsanordnung folgende Werte:

Bezugszeichen:

8 Widerstand 1/2 W = 10 kOhm

9	Il	1/4	W = 10	kOhm
10	Il	1/2	W = 1	kOhm
11	It	1/2	W = 3,9	kOhm
12	Il	1/2	W = 2,2	kOhm
13	Il	1/4	W = 10	kOhm
14	Il	1/4	W = 10	kOhm
15	Il	1/4	W = 8,2	kOhm
27	Il	4	W = 82	.Ohm

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28 Widerstand 1/2W= 10.'.Ohm

29 " 1/4W= 100 Ohm

30 Shunt-Widerstand = 30 Hilliohm

16 keramischer Kondensator = 0,22/uF

17 " " = 0,22aiF

18 " " = 0,22/uF

19 Elektrolytkondensator = 22 /uF

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Όιρτ..-Phys. Dr. K. Finck'e

Dipl.-Ing. F. A.¥eickmann, Dipl.-Dr. Ing. H. Liska 2904037

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

PatentansOrüche

Elektronische Zündanordnung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einesKraftfahrzeugs, mit einem Vergleicherelement, das einen Vergleich bezüglich eines Spannungswertes vorzunehmen vermag, mit einer Hochspannungsspule, die eine mit einem elektronischen Unterbrecher in Reihe geschaltete Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist, welche durch einen Zündverteiler nacheinander an entsprechend ausgewählte Zündkerzen angeschaltet wird, mit externen Widerstandsund Kapazitätselementen, die den Betrieb einer monolithischen Schaltungsanordnung zu gewährleisten gestatten, mit Signalformungseinrichtungen, wobei von einem Zündsignal-Auslösegenerator Signale abgegeben werden, mit ersten Speiseeinrichtungen und mit Regeleinrichtungen die den in der Primärwicklung der Hochspannungsspule fließenden Strom regeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalformungseinrichtungen (200) zwei komplementäre Eingänge (6,7) aufweisen und einen Transistor (219) mit einem Mehrfachkollektor enthalten, daß die Kollektoren des betreffenden Transistors an zweiten Speiseeinrichtungen (400) angeschlossen sind, welche einen Ladestrom und einen Entladestrom an einen ersten externen Kondensator (17) abgeben, daß Entstörungseinrichtungen (300) vorgesehen sind, welche die Abgabe einer unkontrollierten Ladung an den zweiten externen Kondensator (18) verhindern, daß ein Mischer (700) vorgesehen ist, daß die Signalformungseinrichtungen ferner einen Transistor (217) enthalten, der an einem Integrator (500) angeschlossen

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ist, welcher die gesteuerte Aufladung und Entladung des Kondensators 18 sicherstellt, derart, daß die Spannung an den Belegungen des zweiten externen Kondensators (18) mit der Spannung an den Belegungen des ersten externen Kondensators (17) zusammenhängt, daß der Integrator (500) an den Eingängen eines Vergleichers (600) angeschlossen ist, der bei Feststellung einer Koinzidenz zwischen den seinen Eingängen zugeführten Spannungen bei einem sehr konstanten Wert ein Ladungsbeginnsignal an die Hochspannungsspule abgibt, daß der Mischer (700) einerseits mit Verzögerungseinrichtungen (800) verbunden ist, welche die Dauer der Ladung der Hochspannungsspule verhindert, und andererseits mit Regeleinrichtungen (900) verbunden ist, durch die der Stromfluß in der Primärwicklung der genannten Zündspule geregelt wird, und daß mittels des elektronischen Unterbrechers eine konstante Zündfunkenenergi an den Elektroden der durch den Verteiler ausgewählten Zündkerze bereitgestellt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entstörungseinrichtungen (300) der monolithischen Schaltungsanordnung (5) einen Vergleicher (301 bis 303) enthalten, der über ein Vergleicherelement (30) die Aufladung des zweiten Kondensators (18) über eine bestimmte Schwelle hinaus verändert, daß die Entstörungseinrichtungen an den ersten Speiseeinrichtungen (100) angeschlossen sind, daß die Signalformungseinrichtungen (200) über einen Transistor (305) an der Verzögerungseinrichtung (800) und den Vergleicherelement (30) angeschlossen ist, und daß der Ausgang (G) des Vergleichers (301 bis 303) an dem Integrator (30) derart angeschlossen ist, daß durch die Signalformungseinrichtungen hervorgerufene störende Signalübergänge keine teilweise Aufladung des zweiten Kondensators (18) hervorrufen.

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3» Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Speiseeinrichtungen (4) der monolithischen Schaltungsanordnung (5) eine erste Stromquelle enthalten, die über die ersten Speiseeinrichtungen (100) und mittels zweier Stromspiegel (402 bis 407) ein bestimmtes Verhältnis festzulegen gestattet und die einen Ladestrom (401) an den ersten Kondensator (17) während der Dauer (ti) des von den Signalformungseinrichtungen (200) abgegebenen Signals abzugeben gestattet, daß eine erste Verbindung (B) vorgesehen ist, über die die erste Stromquelle (401) mit einem der Ausgänge der Signalformungseinrichtungen (200) derart verbunden ist, daß der Ladestrom außerhalb der Dauer (ti) des von der Signalformungseinrichtung (200) abgegebenen Signals vermindert wird, daß eine zweite Stromquelle vorgesehen ist, die über eine Verbindung (P) - welche die zweite Stromquelle mit den Regeleinrichtungen (900) verbindet ohne weiteres einen Entladestrom (408) an den Kondensator (17) während der Dauer (t) der Regelung des Stromes abzugeben vermag, der in der Primärwicklung der Hochspannungsspule fließt, wobei die Stromstärke durch die externen Widerstände (14 und 15) festgelegt ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (500) der monolithischen Schaltungsanordnung (5) einen Stromgenerator (501 bis 506) enthält^ welcher die Endladung des zweiten Kondensators (18) derart sicherstellt, daß die Spannung an den Belegungen des zweiten Kondensators (18) mit der Spannung an den Belegungen des ersten Kondensators (17) zusammenhängt, daß ein Begrenzer (507 bis 509) vorgesehen ist, *der eine "bestimmte minimale Sperrzeitspanne für den elektronischen Unterbrecher (25) sicherstellt,, und daß die Ladeeinrichtungen (510 bis 514), die zunächst den zweiten Kondensator (18) aufladen, an den

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Signalformungseinrichtungen (20Oj und an den Entstörungseinrichtungen (300; angeschlossen sind, welche die Wirkung der Signalformungseinrichtungen derart verzögern, daß unkontrollierte Entladungen des zweiten Kondensators (18) vermieden sind.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (6) der monolithischen Schaltungsanordnung (5), der von den ersten Speiseeinrichtungen (100) gespeist wird, einen Stromspiegel (604 bis 6O6) enthält, welcher ein Ladebeginnsignal an die Zündspule (22) abgibt, daß ein Mishher (700) vorgesehen ist, wobei bei Übereinstimmung des Spannungswertes an einem Eingang des mit dem Ausgang des Integrators (500J verbundenen Vergleichers mit einem sehr konstanten Wert ein Spannungswert abgebbar ist, der dem anderen Eingang des Vergleichers zuführbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (700) der monolithischen Schaltungsanordnung (5), die von den ersten Speiseeinrichtungen (100) gespeist wird, einen zu einer Diode (701) geschalteten Transistor und eine Vielzahl von Transistoren (702 bis 704) enthält, die derart angeordnet sind, daß bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine der Mischer (700) die Ladebeginnsignale und die Zündsignale abgibt, und daß bei mittleren und hohen Drehzahlen die vom Vergleicher (600) herstammenden Ladebeginnsignale und die von der Signalformungseinrichtung (2QO) abgegebenen Zündsignale an die Regeleinrichtungen (900) und an die Verzögerungseinrichtungen (800) abgebbar sind.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtungen (800) der mono-

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lithischen Schaltungsanordnung (5), die zum einen durch die ersten Speiseeinrichtungen (100) gespeist wird, andererseits mit dem Mischer (700) verbunden sind und einen externen Kondensator (19) umfassen, der über einen externen Widerstand (11) in dem Fall schnell aufladbar ist, daß der elektronische Unterbrecher (25) nichtleitend ist, daß eine Dioden-Verbindung (805)den externen Kondensator (19) mit den ersten Speiseeinrichtungen (100) verbindet, daß ein Transistor (806) vorgesehen ist, der im leitenden Zustand die schnelle Aufladung des Kondensators (19) in dem Fall sicherstellt, daß der elektronische Unterbrecher (25) leitend ist, und daß ein Stromspiegel (807 bis 811) vorgesehen ist, der einen Entladestrom zur langsamen Entladung des Kondensators (19) über Transistoren (812, 813) und Widerstände (814, 815) abgibt, wobei der in der Primärwicklung (24) der Zündspule (22) fließende Strom fortschreitend absinkt.
8. Anord nung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementären Eingänge (6,7) der Signalformungseinrichtung mit zu ZENER-Dioden (230,231) geschalteten Transistoren verbunden sind, durch die eine Begrenzung der positiven und negativen Halbwellen des von dem Zündsignal-Auslösegenerator abgegebenen Signals sichergestellt ist, daß die ZENER-Dioden (230, 231) mit zu Dioden (232; 233) geschalteten Transistoren verbunden sind, die zum einen am gemeinsamen Schaltungspunkt der komplementären Eingänge (6 und 7) und der ZENER-Dioden (230, 231) und zum anderen an den Basen der beiden Transistoren (234,235) angeschlossen sind, und daß die Polungen der ZENER-Dioden (230,231), der Dioden (232,233) und der Transistoren (234,235) derart gewählt ist, daß jeder auf die Ausbildung von Transistorstörungen zurückgehende

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Störstrom den Betrieb der monolithischen Schaltungsanordnung (5) in dem Fall nicht den Betrieb der integrierten monolithischen Schaltungsanordnung (5) beeinträchtigt, daß die von dem Generator abgegebenen Signale mit negativen Halbwellen den Eingängen (6,7) zugeführt werden.

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