DE2911043A1 - Verfahren zum betrieb einer zuendanlage, schaltungsanordnung zur ausfuehrung des verfahrens und verwendung des verfahrens - Google Patents

Description

Sowohl bei den heute bekannten Transistorspulenzündungen wie auch bei den herkömmlichen Spulenzündungen wird, getaktet durch den Motorlauf, bei den Spulenzündungen mit dem Unterbrecherschalter, bei den Transistorspulenzündungen über den Unterbrecherschalter mit einem Transistorschalter,der primärseitige Zündspulenstrom geschaltet. Dadurch wird sekundärsei- W

tig die zur Zündung notwendige Spannung induziert. Wird der Motor stillgesetzt, so bleibt der Unterbrecherschalter ent- »weder in geschlossener oder in offener Position stehen. Bleibt er in geschlossener Position stehen, so ist auch das Spulenstromschaltorgan geschlossen, nämlich bei der Spulenzündung der Unterbrecherschalter selbst, bei der Transistor-Spulenzündunc der Transistorschalter. Dabei wirkt sich äusserst nachteilig aus, dass die Zündspule Stromdurchflossen bleibt: Der Akkumulator entlädt sich, die primärseitige Zündspule erwärmt sich und ebenso das Primärstrom-Schaltorgan. Deshalb ist es notwendig, die Zündspule auch unter Berücksichtigung dieser Dauerbelastung zu dimensionieren und bei Transistorspulenzündungen KUhlvorkehrungen wie beispielsweise Kühlkörper vorzusehen, wodurch die Anordnungen unnötig schwer und

²^ teuer werden. Die vorliegende Erfindung bezweckt nun diese Nachteile zu beheben, indem sie sich dadurch auszeichnet, dass man bei stillstehendem Motor den Strom durch die Zündspulenanordnung unterbricht.

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Eine Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine Motorlaufregistriereinrichtung vorgesehen ist, zur Ansteuerung eines Schaltorgans i für den Strom.
i|

I 5 Da insbesondere bei der Transistorspulenzündung bereits I elektronische Schaltmittel vorgesehen sind, welche sich ■*; für den Ausbau gemäss dem obgenannten Verfahren eignen, wird |. die Verwendung des genannten Verfahrens für elektronisch ge-4 schaltete Zündanlagen vorgeschlagen. Selbstverständlich kann j 10 dabei der Unterbrecherschalter auch durch einen berührungslosen

Schalter, wie beispielsweise einen opto-elektrischen, realij
t< siert sein.

' Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:

15 Fig. 1 ein prinzipielles Funktionsblockdiagramm der Schaltungsanordnung ,

Fig. 2 ein Funktionsblockdiagramm der Schaltungsanordnung I gemäss Fig. 1 in einer möglichen Realisation,

*| Fig. 3 ein weiteres Funktionsblockdiagramm der Schaltungsj$ 20 anordnung gemäss Fig. 1 in einer weitern möglichen U Realisation,

<! Fig. 4 eine Darstellung gemäss Fig. 3 mit grundsätzlich dar gestellter Realisation eines ersten Funktionsblockes,

Fig. 5 eine Darstellung wie Fig. 4, mit grundsätzlich dar-25 gestellter Realisation eines zweiten Funktionsblockes,

Fig. 6 den detaillierten Schaltungsaufbau einer bevorzugten Realisation der Schaltungsanordnung gemäss Darstellung von Fig. 5.

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Gemäss_J?i_%g._,1 ist die Primärseite einer Zündspulenanordnung auf den einen Anschluss, beispielsweise den positiven eines Akkumulators (nicht dargestellt) geführt. Der primärseitige Spulenstrom I wird, wie noch zu beschreiben sein wird, ein- und ausgeschaltet, wodurch sekundärseitig eine Zündspannung tier zeugt wird. Diese wird über einen Zündverteiler 3 auf die Zündkerzenkabel 5 des Motors 7 geschaltet. Der Verbrennungsmotor 7 treibt, wie gestrichelt dargestellt, entsprechend seiner Drehgeschwindigkeit ω den Zündverteiler 3 sowie ein Spulenstromschaltorgan 11 an, welch letzteres z.B. mittels Nocken 8 getaktet wird. Das Spulenstromschaltorgan 11 ist in Serie mit der Primärseite der Zündspulenanordnung 1 geschaltet und verbindet letztere in geschlossenem Zustand über einen im Motorbetrieb geschlossenen Steuerschalter 13 mit dem zweiten Akkiiitiulatoranschluss. Der Steuerschalter 13 wird durch ein Steuersignal am Ausgang einer Motorlaufregistriereinrichtung 15 angesteuert. Unterschreitet die Drehgeschwindigkeit ω des Motors 7 einen vorgegebenen Minimalwert, so erzeugt die Einrichtung 15 an ihrem Ausgang ein Steuersignal S,, welches den Steuerschalter 13 öffnet. Erfindungsgemäss wird somit generell der Stromfluss durch die Zündspulenanordnung 1 bei stillstehendem Verbrennungsmotor unterbrochen und zwar unabhängig davon, in welcher Position das Schaltorgan 11 für den primärseitigen Zündspulenstrom I nach Erreichung des Stillstandes geschaltet ist,in Abhängigkeit der Motor-Ruhestellung.

Eine weitere Möglichkeit dieses Ziel zu erreichen, ergibt sich dadurch, dass man die Einrichtung 15 direkt auf das Schaltorgan 11 wirken lässt und dieses bei Registrierung einer Drehgeschwindigkeit kleiner als ein vorgegebener Wert öffnet. Diese Variante ist gestrichelt eingezeichnet. Schalter 13 fällt in diesem Fall weg. Bei mechanischer Zündung drängt sich die Variante mit zusätzlichem Schalter 13 auf,

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da das Schaltorgan 11 als Unterbrecherschalter mechanisch motorbetätigt wird, während sich bei elektronischer Zündung die zweite Variante aufdrängt, da hier der Unterbrecherschalter auf ein elektronisches Spulenstrom-Schaltorgan 11 wirkt,das nun zusätzlich ansteuerbar ist, d.h. durch den Unterbrecherschalter und durch die Einheit 15.

Als eine Realisations-Möglirhkeit wird im Funktionsblockdiagramm nach Fig. 2 ein schematisch dargestellter Unterbrecherschalter 9, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet ist; durch den Verbrennungsmotor getaktet, im Motorbetrieb abwechslungsweise in eine Schaltposition A und eine Schaltposition B geschaltet. In Position A liegt am Kontakt A ein Signal S_A an, in Position B ein Signal s7. In der Schaltposition B wird eine Zeitregistrierschaltung 17 gestartet, welche darauf an ihrem Ausgang 17 ein zeitabhängiges Signal abgibt. Schaltet der Unterbrecherschalter 9 dio Schaltposition A an, so wird die Zeitregistrierschaltung 17 mit dem Signal S_A über einen Rücksetzeingang R rückgesetzt. Die Zeitregistrierschaltung 17 wirkt als Motorlaufregistriereinrichtung gemäss 15 von Fig.

Das Signal am Ausgang 17 der Registrierschaltung 17, wird einer Vergleichseinheit 19 zugeführt, in der das Ausgangssignal der Registrierschaltung 17 mit einem vorgegebenen Vergleichswert S verglichen wird. Ist die Registrierschaltung bei Einnehmen der Schaltposition A durch den Unterbrecherschalter 9 rückgesetzt, so ergibt sich am Ausgang 21 einer Differenzeinheit 21 in der Vergleichseinheit 19, wegen der Zeitkonstanz des Signals am Ausgang 17 , ein zeitkonstantes Differenzsignal Δ , welches einer Schwellwerteinheit 23 zugeführt, an ihrem Ausgang 23_Q ein Signal mit Pegel S_ß erzeugt.

ist der Unterbrecherschalter 9 in die Schaltposition B geschaltet, so wird die Zeitregistrierschaltung 17 gestartet,

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das Signal an ihrem Ausgang 17 verändert sich zeitlich, ausgehend vom vormalig stationären Signalwert, wodurch sich das Ausgangssignal A(t) der Differenzeinheit 21 ebenfalls zeitlich verändert. Wird dabei der Schwellwert der Schwellwertelnheit 23 nach vorgegebener Zeit durchlaufen, so gibt sie an

ihrem Ausgang 23 ein Signal mit Pegel sT ab. Die Signale S. ο ___ B A

resp. S_A und S_ß resp. S_ß werden nun so miteinander in Beziehung gesetzt, dass bei Vorliegen der Signale S und S_ das

A B

Spulenstromschaltorgan 11 geöffnet wird. Diese Signalkombination wird dann erzeugt, wenn der Unterbrecherschalter 9 in Schaltposition A steht. Liegt das Signal s7 und das Signal S_

A B

vor, so besagt dies, dass der Unterbrecherschalter 9 in Schaltposition B steht, jedoch die vorgegebene Zeitspanne seit dem Einnehmen dieser Schaltposition noch nicht abgelaufen ist. Diese Signalkcmbination sT und S_n schliesst das

— Spulenstromschaltorgan 11. Liegt weiter das Signal S vor und das Signal S₃, so besagt dies, dass seit dem Einnehmen der Schaltposition B, durch den Unterbrecherschalter 9, eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist, der Motor offensichtlieh stillsteht. Deshalb wird bei dieser Signalkombination S^, Sg" das Spulenstromschaltorgan 11 wieder geöffnet. Wird das Vorliegen der Signale S_ft und S_ß mit logischen Signalwerten ¹I¹ dargestellt und entsprechend S^ und sT mit ¹O¹, so wird die beschriebene Kombination zwischen den Signalen S. und S_ß zur Steuerung des Schaltorganes 11, wie dies schematisch dargestellt ist, durch eine Exklusiv-ODER-Verbindung realisierbar.

Die Schaltungsanordnung, wie sie prinzipiell mit dem Funktionsschaltbild von Fig. 2 dargestellt ist, umfasst somit die Zeitregistrierschaltung 17, die auf das erste Steuersignal hin gestartet und auf das zweite hin rückgesetzt wird und die nach ihrem Start ein zeitabhängiges Signal abgibt sowie die Vergleichsschaltung 19 zum Vergleich des Registrierschaltungsausgangssignals mit dem Vergleichssignal S . Ihr

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·' r

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Unterbrecherschalter 9 startet bei Einnahme einer ersten |

Schaltposition B die Registrierschaitung 17 und setzt sie bei Einnahme der zweiten Schaltposition A zurück.

f Ausgangssignal steuert das Spulenstromschaltorgan 11 an. Der

■/j

I 5 Als Möglichkeit einer schaltungsmässigen Realisation der

'rf

t Funktion gemäss dem Diagramm von Fig. 2, stellt das Funktionell blockdiagramm gemäss Fig. 3 wiederum einen Unterbrecherschal-I ter 9 dar, welcher in einer Schaltposition A geöffnet ist und (if in einer Schaltposition B eine Signalquelle 25 überbrückt.

■{ 10 Es muss betont werden, dass der Schalter 9 der Unterbrecher-

i$ schalter herkömmlicher Zündungen sein kann, der jedoch nicht

j| mehr den Spulenstrom selbst schaltet, sondern dessen Schal-

i ten lediglich steuert. Obwohl ein anderer motorgetakteter

"i

^:i Schalter als der übliche Unterbrecherschalter für diese Steue-

• 15 rung verwendet werden kann, wird die Bezeichnung "Unterbrej cherschalter" beibehalten.

In der Schaltposition B des Unterbrecherschalters 9 ist die

\ Signalquelle 25 an den Eingang der Zeitregistrierschaltung

■j geschaltet, welche dann ein dem Signalpegel der Signalquelle

:| 20 25 entsprechendes Signal an ihren Ausgang 17 setzt. Dieses

^; Signal am Ausgang 17 wird der Differenzeinheit 21 in der Ver-

I gleichseinheit 19 zugeführt, ebenso wie das Signal der Signal- ^ quelle 25. In der Schaltposition A des Unterbrecherschalters

;| 9 erscheint nun am Ausgang der Differenzeinheit 21 ein sta-

'si

'I ²5 tionäres Differenzsignal Δ , welches kleiner ist als der

II Schwellwert der nachgeschalteten Schwellwerteinheit 23. Am

;i? Ausgang dieser Schwellwerteinheit 23 und damit der Vergleichs-

* einheit 19 erscheint dann ein Signalpegel, welcher das Spulenstromschal torgan 11 öffnet. Liegt der Unterbrecherschalter

■'i 30 in Schaltposition B, ist die Signalquelle 25 überbrückt und damit von der Zeitregistrierschaltung 17 abgeschaltet.

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Am Ausgang 17 erscheint nun das zeitvariable Signal, das beispielsweise ausgehend vom vorgängig eingenommenen zeitinvarianten Signalwert absinkt. Durch Ueberbrückender Signalquelle 25 wird grundsätzlich eine zweite Signalquelle 24, wie dargestellt, beispielsweise mit einem Nullsignalwert 0, als Vergleichssignal, auf die Differenzeinheit 21 geschaltet, an derem Ausgang 21 nun ein zeitvariables Differenz-

signal Δ(t) erscheint, das vorerst jenseits des Schwellwertes der Schwellwerteinheit 23 liegt, dann jedoch diesen wert kreuzt. Wird das Signal am Vergleichssignaleingang 21 der Vergleichseinheit 19 resp. der Differenzeinheit 21 mit S_A bezeichnet, wenn der Unterbrecherschalter 9 in Position A das Signal der Quelle daran legt, und mit S^, wenn in Position B des Unterbrecherschalters 9, das Nullsignal an diesen

!5 Eingang gelegt ist, und weiter das Ausgangssignal der Registriereinheit mit S_ß, wenn es einerseits des Schwellwertes der Einheit 23 liegt, und mit sT wenn es andererseits liegt, so wird die Kombination gemäss Funktionsblock 22 von Fig. 2 realisiert, indem mit S. und S_ und damit mit Δ < S das Ausgangssignal der Vergleichseinheit Ib das Schaltorgan 11 öffnet, mit S^ und S_ß und mit Δ (t)> S_q schliesst, jedoch bei S_A und S^, entsprechend Δ (t)< S_Q wieder öffnet. Damit ist in Schaltposition A des Unterbrecherschalters 9, das Schaltorgan 11 grundsätzlich geöffnet und in Schaltposition B zeitweise geschlossen. Bei in Schaltposition A geschaltetem Unterbrecherschalter 9 wird eine erste Signalquelle 25 auf die Registrierschaltung 17 geführt sowie gleichzeitig auf den Vergleichssignaleingang 21_v der Vergleichseinheit 19. Bei Einnehmen der Position B durch den Unterbrecherschalter 9, wird die zweite Signalquelle 24, beispielsweise mit einem Nullsignal, auf den Vergleichssignaleingang 21 der Vergleichseinheit 19 geschaltet. Die Vergleichseinheit 19 umfasst hier die Schwellwerteinheit 23, die je nach Grosse der Differenz des Signals am Ausgang 17_Q und dem Vergleichs-

signal am Eingang 21_y, an ihrem Ausgang je einen Signalpegel erzeugt, welcher das Spulenstromschaltorgan 11.an-resp. abschaltet.

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— ί I ·—■ · · ■ · · ·

Gemäss Fig. 4 umfasst die Registrierschaltung 17, strichpunktiert umrandet, eine Kapazität C und ein dazu parallel geschaltetes Entladewiderstandselement R. Dieses Parallel-RC-Glied ist über ein Diodenelement D, mit einer Spannungsquelle 25', entsprechend der Signalquelle 25 von Fig. 3 verbunden. Die Spannungsquelle 25· ist weiter über ein Widerstandselement R mit dem Vergleichseingang 21 an der Vera ν

gleichseinheit 19, ebenfalls strichpunktiert umrandet, verbunden, der auf die Differenzeinheit 21 geführt ist, wogegen das Parallel-RC-Glied mit seinem Ausgang 17 auf die Schwellwerteinheit 23 der Vergleichseinheit 19 geführt ist. Der Schwellwert S der Schwellwerteinheit 23 ist schaltungstechnisch festgelegt. Schaltet der auf Masse gelegte Unterbrecherschalter 9 in die Schaltposition A, so wird das Parallel-RC-Glied durch die Spannungsquelle 25', über das Diodenelement D rasch aufgeladen: Am Ausgang 17 der Registrierschaltung 17 erscheint unmittelbar wenigstens nahezu der Signalpegel U der Spannungsquelle 25' und bleibt dann zeitkonstant. Dieser Signalpegel U liegt auf der einen Seite des Schwellwertes S ä_er Schwellwerteinheit 23, ihr Ausgangssignal springt praktisch auf den Signalpegel U der Spannungsquelle 25'. Durch die Verbindung der Quelle 25' mit der Schwellwerteinheit 23 ist deren einer Ausgangssignalpegel nämlich praktisch auf diesen Wert festgelegt.

Unter Vernachlässigung des Eingangswiderstandes der Differenzeinheit 21, liegt am Vergleichssignaleingang 21_v, in diesem Fall ebenfalls der Signalpegel U der Spannungsquelle 25' an, das Ausgangssignal der Differenzeinheit 21 wird wenigstens nahezu Null, wodurch das Schaltorgan 11 geöffnet wird. Schal-

tet der Unterbrecherschalter 9 in Schaltposition B, so wird durch das Diodenelement D die Quelle 25' vom Parallel-RC-Glied abgeschaltet und über den Widerstand R überbrückt. Am

et

Vergleichssignaleingang 21_y ist jetzt das Massesignal ange-

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legt. Da sich das Parallel-RC-Glied mit einer Zeitkonstanten, welche wesentlich grosser als seine Aufladezeitkonstante ist, entlädt, bleibt das Signal am Ausgang 17 vorerst jenseits des Schwellwertes S der Schwellwerteinheit 23. Entsprechend der Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Schwellwerteinheit 23 und dem Massesignal, entsteht am Ausgang der Differenzeinheit 21 und damit der Vergleichseinheit 19 ein SteueL-signal, welches das Schaltorgan 11 schliesst.

Bei Einnehmen der Schaltposition B durch den Unterbrecherschalter 9, wird somit vorerst das Schaltorgan 11 geschlossen. Unterschreitet das Signal am Ausgang 17 der Registrierschaltung 17, bedingt durch den Entladevorgang des Parallel-RC-Gliedes, den Schwellwert S der Schwellwerteinheit 23, so

21 verschwindet das Schliessungssignal für das Schaltorgan 11, welch letzteres öffnet und geöffnet bleibt, bis bei einem Anlassvorgang der Unterbrecherschalter erst auf Stellung A und dann wiederum auf Stellung B geschaltet wird.

Gemäss dieser Figur umfasst somit die Registrierungsschaltung 17 ein Parallel-RC-Glied, wobei der Unterbrecherschalter 9 in Schaltposition A dieses Glied an die Quelle 25' schliesst und in Schaltposition B, mit Hilfe des Diodenelementes D, von diesem Glied abschaltet.

^5 Gemäss Fig. 5 ist die Schwellwerteinheit 23 durch einen Schalttransistor T₁ gebildet, welcher mit seinem Kollektor auf die Spannungsquelle 25' geschaltet ist und dessen Emitter über einen Emitterwiderstand R_ auf Masse geschaltet ist. Ueberschreitet das Signal am Ausgang 17 die Flusspannung

U_A__ dee Transietora, so erscheint am Ausg: ^ der Schwell-

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springt deren Ausgangssignal wenigstens nahezu auf den Null- j| wert resp. das Massesignal: Am Ausgang der Differenzeinheit j|

- 1·3 »j- . . . _f. . . 28/79

werteinheit 23, abgegriffen am Emitter des Transistors T., wie bereits anhand von Fig. 4 beschrieben, wenigstens nahezu der Signalpegel der Quelle 25'- andernfalls ein Nullsignal, entsprechend dem Massenpotential. Die Differenzeinheit 21 ihrerseits ist durch einen weiteren Transistor T- gebildet, dessen Kollektor wiederum auf die Quelle 21 geschaltet ist, dessen Emitter über einen Emitterwiderstand R' auf den Schaltkontakt B geführt ist, entsprechend dem Vergleichssignaleingang 21 von Fig. 4. Das Ausgangssignal der Schwellwerteinheit 23 ist auf die Basis des Transistors T₂ geführt, welcher somit, gesteuert durch die Differenz zwischen Ausgangssignal der Schwellwerteinheit 23 und dem auf seinen Emitter zugeführten Vergleichssignal, das Schaltorgan 11 sperrend resp. leitend schaltet. Die Vergleichsainheit 19 umfasst mit T_? wiederum eine Differenzeinheit 21, auf deren einen Eingang die gesteuerte Strecke eines, die Schwellwerteinheit 23 bildenden Schwellwertschalters T, geführt ist und auf deren zweiten Eingang 21 ein Vergleichssignal, einmal Massepotential, einmal das Signal die Quelle 25', geschaltet ist.

Berücksichtigt man, dass mit dem Unterbrecherschalter 9 in Schaltposition A, die Signalquelle 25' auf die Registrier-

i< schaltung 17 geschaltet ist und gleichzeitig auf den Ver-

"i gleichssignaleingang 21 der Vergleichseinheit 19, und dass : bei Einnehmen der Schaltposition B eine zweite Signalquelle mit Massepotential auf diesen Vergleichssignaleingang 21 geschaltet ist, und dass die Vergleichseinheit 19 eine Differenzeinheit 21 umfasst, auf deren einer Eingang die gesteuerte Strecke des Schwellwertschalters T., auf deren zweiter der Vergleichssignaleingang 21 geführt ist, so ist ersieht-* lieh, dass die Differenzeinheit 21 mit T- nur bei Vorliegen des einen Ausgangssignalpegels der Schwellwerteinheit 23 und 5er zweiten Signalquelle mit Massepotential an ihren Eingän gen ein das Schaltorgan 11 schliessendes'Steuersignal abgibt.

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Dabei ist dieser eine Signalpegel des Ausgangssignals der Schwellwerteinheit 23, wenigstens nahezu gleich dem Signal der Signalquelle 25' gewählt und der zweite Signalwert wenigstens nahezu gleich dem Signal der in Schaltposition B des Unterbrecherschalters 9 zugeschalteten zweiten Signalquelle, also wenigstens nahezu gleich Massepotential, derart, dass die Differenzeinheit 21, im speziellen T_, lediglich bei in Position B geschaltetem Unterbrecherschalter 9 und Aufschalten des dem Signal der Quelle 25' wenigstens nahezu gleichen ^ Signalpegels durch die Schwellwerteinheit 23, ein das Schalt- I organ 11 schliessendes Steuersignal abgibt.

In Fig. 6 ist das Schaltschema für die Realisierung der beschriebenen Funktionsblockdiagramme dargestellt. Dabei handelt es sich um eine Transistorspulenzündung mit einer Spulenan-Ordnung 1, deren primärseitiger Strom I durch eine Transistor-Darlington-Schaltung T₄ ein- und abgeschaltet wird. Zum Schütze der Darlington-Schaltung T₄ sind über deren Basis-Kollektorstrecke, zwei Zenerdioden ZD2 geschaltet. Ein Basiswiderstarid R₉ liegt über ihrer Basis-Emitterstrecke. Ueber eine Diode D₂ ist der Kollektor eines Transistors T₃ auf die Basis der Darlington-Schaltung T₄ geführt. Sein Emitter ist über den Emitterwiderstand R₃ auf das an die Primärseite der Spulenanordnung 1 gelegte Akkumulatorpotential P geführt. Zur Konstanthaltung des Steuerstromes für den Darlington, wenn I T₃ leitet, liegt über seiner Basis-Emitterstrecke eine weitere Zehnerdiode ZDl parallel zu einem Basiswiderstand R,.

Die Basis des Transistors T₃ ist auf den Kollektor des Transistors T₂ geführt, dessen Emitter über einen Emitterwiderstand R₇ auf den Schaltkontakt B des Unterbrecherschalters 9 geführt ist, welcher auf Masse geschaltet ist. Zwischen dem Schaltkontakt B des Unterbrecherschalters 9 und Akkumulatorpotential P auf einer Speiseleitung 27, ist ein Ladewiderstand R₁ geschaltet. Die Basis des Transistors T₂ ist über

einen Basiswiderstand R₅ auf den Emitter des Transistors T,

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geführt, dessen Kollektor wiederum mit Leitung 27 verbunden ist. Die Basis des Transistors T. ist über einen Basiswiderstand R- und eine Kapazität C mit dem zweiten Speisungspotential, d.h. mit Massepotential verbunden, wobei ein Widerstand R, den Emitter des Transistors T. mit dem nicht auf Massepotential geschalteten Anschluss der Kapazität C verbindet. Eine Diode D. verbindet den nicht auf Potential P geschalteten Anschluss des Widerstandes R₁ mit dem nicht auf Massepotential geschalteten Anschluss der Kapazität C.

Die Funktionsweise dieser Schaltung ist die folgende:

Die Kapazität C ist parallel zum in Erscheinung tretenden Entladewiderstand ß*R. geschaltet, wobei β die Stromverstärkung des Transistors T, bezeichnet. Diese Elemente wirken in Analogie zum Parallel-RC-Glied gemäss den Fig. 4 und 5.

Bei geöffnetem ünterbrecherschalter 9, d.h. Einnehmen der Schaltposition A, ist dieses Parallel-RC-Glied über die Diode D. in Analogie zum bereits beschriebenen Diodenelement D der Fig. 4 und 5, auf das Akkumulatorpotential P geschaltet, der Akkumulator wirkt als Analogon zur Spannungsquelle 25' gemäss Fig. 4 und 5. Das RC-Glied wird über den Aufladewiderstand R. rasch praktisch auf die Akkumulatorspannung P-0 aufgeladen. Die Kapazität C mit der Diode D, und dem Entladewiderstand β* R₄ bilden die Zeitregistriereinheit 17 resp. noch genereller, die Motorlaufregistrier-Einrichtung der bis anhin beschriebenen Figuren. Die Ausgangsspannung der Einheit 17 liegt über der Basis-Emitterstrecke, d.h. der Steuerstrecke des Schwellwertschalters, d.h. des Transistors T₁, welcher als Schwellwerteinheit 23 gemäss Fig. 4 wirkt. Demzufolge wird der Transistor T₁, bei in Position A geschaltetem Unterbrecherschalter 9, leitend geschaltet. Der Ausgang

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der Schwellwerteinheit 23, am Emitter des Schalttransistors T, abgegriffen, liegt dann praktisch auf Akkumulatorpotential P, welches über den Basiswiderstand R₅ auf die Basis des Transistors T_ geführt ist. Der Transistor T_ bildet das Analogon zur Differenzeinheit 21. Er schaltet in Abhängigkeit seiner Basis-Emitterspannung, wobei der Emitter als Vergleichssignaleingang 21 wirkt. Bei in Position A geschaltetem Unterbrecherschalter 9, ist dieser Emitter über den Emitterwiderstand R- und den Ladewiderstand R. auf das Akkumulatorpotential P geschaltet: Die Differenz zwischen Emitter- und Basispotential am Transistor T- wird praktisch Null, wodurch dieser sperrend geschaltet ist. Es erscheint am Ausgang der Differenzeinheit 21, abgegriffen am Kollektor des Transistors Tjf praktisch das Akkumulatorpotential P. Damit liegt aber über der Basis-Emitterstrecke des Transistors T., eine praktisch verschwindende Spannung, wodurch auch letzterer sperrend geschaltet ist. Damit wird der Darlington T₄ sperrend.

Wird nun der Unterbrecherschalter 9 in die Schaltposition B geschaltet, so wird bedingt durch die Diode D. das Parallel-RC-Glied, vom Akkumulatorpotential P abgeschaltet: Das RC-Glied entlädt sich langsam entsprechend der Zeitkonstanten T - R^'B'C. Vorerst bleibt somit der Schalttransistor T₁ leitend geschaltet, anderseits legt der Unterbrecherschalter 9 den Vergleichssignaleingang 21_v, entsprechend dem Emitter des Transistors T-, auf Masse. Die Potentialdifferenz an dessen Basis-Emitterstrecke schaltet nun in diesem Fall den Transistor T. leitend, da an seiner Basis bei leitendem Schalttransistor T₁ immer noch praktisch das Akkumulatorpotential ρ liegt. In Analogie zu Figur 4 und 5 erscheint somit am Ausgang der Schwellwerteinheit 21 vorerst noch der gleiche Signalpegel, der auch dort erscheint, wenn der Unterbrecherschalter in Schaltposition A geschaltet ist, und entsprechend

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·. TJ7 «. · · . · . ?fl/7Q

der nun relativ grossen Signaldifferenz zwischen Ausgang der Schwellwerteinheit 23 und Vergleichssignal am Emitter des Transistors 2 wird der Transistor T, leitend und die Basis der Darlingtonschaltung Tj. wird durch einen vorgegebenen Strom angehoben: Der Darlington T₁^ wird voll leitend, entsprechend dem Schliessen des Spulenstromschaltorgans 11 gemäss den vorgängigen Erläuterungen.

Bleibt der Schalter 9 längere Zeit in Stellung A, so fällt die Spannung am Parallel-RC-Glied, die Schwellwert bildende Plussspannung des T. wird unterschritten und T, schliesslich ganz gesperrt.

Am Ausgang der Schwellwerteinheit 23, abgegriffen am Emitter des Transistors T,, erscheint ein praktisch verschwindendes Potential: Die der Differenzeinheit 21 jetzt zugeführte Signaldifferenz verschwindet praktisch. Somit wird der Transistor Tg wieder sperrend, was, wie bereits beschrieben worden ist, bewirkt, dass die als Spulenstromschaltorgan 11 wirkende Darlingtonschaltung T^ ebenfalls sperrend geschaltet wird.

20 Durch die beschriebene Erfindung wird erreicht, dass die Zündspule bei Motorstillstand ausgeschaltet wird, unabhängig von der Stellung des Unterbrecherschalters 9· Damit entsteht bei stillstehendem Motor keine thermische Belastung der Zündspule und diese Dauerbelastung kann bei ihrer Dimensionierung unberücksichtigt bleiben. Im weiteren wird der Akkumulator bei Motorstillstand nur sehr unwesentlich belastet, nämlich bei Stillstehen des Unterbrecherschalters in Position A, lediglich durch den Kollektor-Emitterstrom des Transistors T-. Bleibt der Unterbrecherschalter* 9 in Stellung B, so wird der Akkumulator durch den kleinen Strom durch Widerstand R, entladen. Ein Leistungsschalttransistor

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τ* 18 * 4 :. : · : '·: 28/79

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entsprechend T₂. in einer Transistorspulenzündung wird bei Motorstillstand durch keinen Dauerstrom erwärmt, womit sich das Vorsehen von Kühlkörpern erübrigt.

Da die Aufladezeitkonstante des Parallel-RC-Gliedes wesentlieh kürzer gewählt ist als seine Entladezeitkonstante, ist die Betriebsbereitschaft der Schaltung bei Wiederanlasscn des Motors sehr rasch hergestellt.

Das vorgeschlagene Verfahren und die Schaltungsanordnung zu dessen Ausführung ermöglichen somit eine leichtere Dimensionierung der Zündspulenanordnung und allenfalls das Erreichen von weiteren Einsparnissen durch Weglassen von KühlVorkehrungen. Der Akkumulator wird geschont, indem er in jedem Fall bei stillstehendem Motor praktisch nicht entladen wird (500 bis lOOOmal weniger als wenn dabei permanent der primärseitige Zündspulenstrom eingeschaltet bliebe). Für die Realisierung der beschriebenen Erfindung können teilweise bei bestehenden Zündanlagen bereits bestehende Elemente verwendet werden.

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•ι	470 -λ.	V)	0,5 Uatt
»I	3,3 Κλ.		0.25 Μ
»3	100 K λ		0.25 "
«4	8,2 H λ		0.25 "
Β5	47 K Λ		0.25 "
V	1 ΚΛ	0,25 ·
"7	270 Λ	0.25 ·'
"8	56 λ	0.5
«9	100 -λ-	0.25 ·
0I	IN 4118
»2	' IN 4002
»1	S.6 V	BZY 59
2D2	2x150 V (3x100	ITT ZD 150
C	3.3 MF
τι	BCY 59
Τ3	2Ν 2905 A
Τ4	TIP 662 TEXAS	INSTRUMENTS

MJ 10012 Motorola BUX 37 Sescosera

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1	Zündspulenanordnung
3	Zündverteiler
5	Zündkerzenkabel
7	Motor, Verbrennungsmotor
9	Unterbrecherschalter
11	Spulenstroinschaltorgan
13	Steuerschalter
15	Motorlaufregistriereinrichtung
17	Zeitregistriereinheit
17O	Ausgang von 17
19	Vergleichseinheit
21	Differenzeinheit
21O	Ausgang von 21
21V	Vergleichssignaleingang für 21
22	Exklusiv-ODER-Verbindung
23	Schwellwerteinheit
23O	Ausgang von 23
24	Sijnalquelle
25	Signalquelle
25'	Spannungsquelle
27	Speiseleitung
Ά	Schaltposition
B	Schaltposition
C	Kapazität
D	Diodene leinen t
Dl	Diode
D2	Diode
I	Spulenstrom
P	Akkumulatorpotential
P-0	Akkumulatorspannung
R	Rücksetzeingang

'V W.

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— 2 —

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Entladewiderstandselement

R a RE	Widerstandselement Emitterwiderstand
Rl	Aufladewiderstand
	Widerstand
R4	Widerstand
6.R4	Entladewiderstand
R6	Basiswiderstand
R8'R7'RE	Emitterwiderstand
SA'SA	Signale (komplementär)
SB'SB	Signale (komplementär)
	Steuersignal
SO	Vergleichswert (Schwellwert)
Tl	Schalttransistor
T2	Transistor
	Transistor
T4	Transistor-Darlington-Schaltung
U	Signalpegel
Uz	Zündspannung
UOBE	Flusspannung des Transistors
ZD1/2	Zenerdioden
ΔΟ	zeitkonstantes Differenzsignal
Δ (t)	zeitvariantes Differenzsignal
ω	Drehgeschwindigkeit des Motors
0	Nullsignalwert
0	Stromverstärkung

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Claims (1)

1. BBC Baden ."_: ·| :":'"." "!*:": 28/79

   Patentansprüche

   Verfahren zum Betrieb einer Zündanlage für Verbrennungsmotoren mit einer Zündspulenanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass man bei stillstehendem Motor den Strom durch die Zündspulenanordnung unterbricht.

   5 2. Verfahren nach Anspruch 1 für Verbrennungsmotoren mit einem primärseitigen Spulenstromschaltorgan und einem Motor

   4 getakteten Schalter, dadurch gekennzeichnet, dass man

   ^l - in der einen Position des Schalters das Spulenstromschalt-

   'i organ öffnet,

   « 10 - in der andern Position des Schalters das Spulenstromschalt-

   i| organ schliesst und, dazu zeit-verzögert, wieder öffnet.

   ;'| 3. Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens nach

   j Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorlaufregi-

   I striereinrichtung (15, 17, RC) vorgesehen ist, zur Ansteue-

   ij 15 rung eines Schaltorgans (11) für den Strom.

   I 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 mit einem Schaltorgan

   > (H) für den primärseitigen Zündspulenstrom und einem motor-

   I getakteten Schalter (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Mo-

   I torlaufregistrierschaltung aufweist:

   I 20 - eine Zeitregistriereinheit (17, RC),\ die durch eine erste Schaltposition (B) gestartet, durch eine zweite (A) rückgesetzt wird und an ihrem Ausgang, gestartet, ein zeitabhängiges Signal abgibt,

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   - eine Vergleichseinheit (19), welcher der Ausgang der Registriereinheit (17) und ein Vergleichssignal zugeführt ist und deren Ausgang zu dessen Ansteuerung auf das Spulenstromschaltorgan (11) geführt ist,

   wobei der Schalter (9) in der einen Schaltposition (B) das erste Steuersignal erzeugt und in der andern (A) das zweite.

   5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (9) in der andern Schaltposition (A) eine erste Signalquelle (25, 25', P) auf die Registriereinheit (17, RC) schaltet sowie auf einen Vergleichssignaleingang (21 ) der Vergleichseinheit (19), und dass in der einen Schaltposition (B) der Schalter (9) eine zweite Signalquelle (24, Masse) auf den Vergleichssignaleingang (21_v) schaltet.

   6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinheit (19) eine Schwellwerteinheit

   (23) umfasst, welche je nach Grosse der Differenz zwischen .+. Ausgangssignal der Registriereinheit (17, RC) und Signal am ' Vergleichssignaleingang (21 ) an ihrem Ausgang je einen Signalpegel erzeugt.

   7. schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitregistriereinheit (17) ein Parallel-RC-Glied umfasst, und dass der Schalter (9) in der andern Posi- "L^ X tion (A) das RC-Glied an eine Spannungsquelle (25*, P) schaltet, in der einen Position (B) davon abschaltet.

   8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich- V-T net, dass die Vergleichseinheit (19) einen Schwellwertschalter (23),vorzugsweise einen Transistorschalter (T₁), umfasst,

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   auf dessen Steuerstrecke das RC-Glied geführt ist, und dessen gesteuerte Strecke zwischen zwei Signalpegeln umschaltbar ist.

   9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinheit (19) eine Differenzeinheit (21) umfasst, auf deren einer Eingang die gesteuerte Strecke, auf deren zweiter der Vergleichssignaleingang (21_v) geführt ist.

   10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzeinheit (21) nur bei Anliegen des einen Signalpegels und der zweiten Signalquelle (24, Masse) an ihren Eingängen ein, das Schaltorgan (11) schliessendes, Steuersignal abgibt.

   11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Signalpegel wenigstens nahezu gleich dem Signal der ersten Signalquelle (25) ist, der andere wenigstens nahezu gleich dem Signal der zweiten Signalquelle (24, Masse), derart, dass die Differenzschaltung (21) lediglich bei Einnahme der einen Schaltposition (B) durch den Unterbrecherschalter (9) und Einschalten des einen Signalpegels durch den Schwellwertschalter (T,) ein das Schaltorgan schliesüendes Steuersignal abgibt.

   12. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 für elektronisch geschaltete Zündanlagen.

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   I Verfahren zum Betrieb einer Zündanlage, Schaltungsanordnung |

   zur Ausführung des Verfahrens und Verwendung des Verfahrens |

   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Zündanlage für Verbrennungsmotoren mit einer Zündspulenanordnung sowie eine Schaltungsanordnung zur Ausführung des Verfahrens und eine Verwendung des Verfahrens.