DE2940036A1

DE2940036A1 - Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2940036A1
Application number: DE19792940036
Authority: DE
Inventors: Adolf R. 7000 Stuttgart Fritz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-10-03
Filing date: 1979-10-03
Publication date: 1981-04-16
Also published as: GB2060771A; JPS6345506B2; DE2940036C2; GB2060771B; JPS5656966A

Description

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21.9.1979 Li/ Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Zündanlage für Brennkraftmaschinen Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist (nach der DE-AS 23 39 896) bereits eine in dieser Richtung liegende Zündanlage bekannt, bei der der Durchbruchswert des in dem Überspannungsschutzzweig liegenden Schaltgliedes so festgelegt ist j daß eine maximal zulässige Höchstspannung an der Primärwicklung das Ansprechkriterium dieses Schutzzweiges darstellt. Es hat sich nun aber gezeigt, daß eine solche Begrenzung der Primärspannung nicht in jedem Fall ausreichend ist, so z.B. dann, wenn auf der Sekundärseite der Zündspule eine Störung vorliegt, die im einfachsten Fall darin bestehen kann, daß eine der zu dem Sekundärstromkreis der Zündspule gehörende Leitungsverbindungen unterbrochen ist. Es ergibt sich dann infolge der geringen kapazitiven Last im Sekundärstromkreis eine überhöhte Sekundärspannung, die an der Zündspule, am Verteiler und an dem zugehörigen Leitungsgeschirr Schaden hervorrufen kann.

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Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Zündanlage wird durch Anwendung der kennzeichnenden Maßnahmen im Hauptanspruch die vorerwähnte Unzulänglichkeit vermieden. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen läßt sich die im Hauptanspruch angegebene Zündanlage in vorteilhafter Weise realisieren.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die schaltungsmäßige Darstellung einer erfindungsgemäßen Zündanlage und Figur eine gegenüber Figur 1 abgeänderte Schaltungsanordnung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Figur 1 dargestellte Zündanlage soll zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges gehören. Diese Zündanlage wird aus einer Stromquelle 1 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Stromquelle 1 geht von dem Minuspol eine mit Masse verbundene Leitung 2 und von dem Pluspol eine einen Betriebsschalter 3 enthaltende Versorgungsleitung 4 aus. Die Versorgungsleitung 4 ist Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der zunächst über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6, danach über die durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines (npn-) Transistors 7 gebildete Schaltstrecke 8 und schließlich über einen Meßwiderstand 9 zur Masseleitung 2 verläuft. Die zur Zündspule 6 gehörende Sekundärwicklung 10 liegt

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mit ihrem einen Wicklungsende an der zwischen der Primärwicklung 5 und der Schaltstrecke 8 vorhandenen Verbindung und mit ihrem anderen Wicklungsende über eine Zündkerze 11 an der Masseleitung 2. Die zwischen der Primärwicklung 5 und der Schaltstrecke 8 vorhandene Verbindung ist außerdem Ausgangspunkt für einen Überspannungsschutzzweig 12, der zunächst über einen ersten Spannungsteilerwiderstand 13 und danach über ein Schaltglied 14 bestimmter Durchbruchsspannung zu der durch die Basis gebildete Steuerelektrode 15 des Transistors 7 führt. Im bevorzugten Beispielsfall wird das Schaltglied 14 durch eine Zenerdiode 16 gebildet. Die zwischen dem Widerstand 13 und dem Schaltglied 14 vorhandene Verbindung ist Ausgangspunkt für einen Widerstandszweig 17, der zunächst über einen zweiten Spannungsteilerwiderstand 18 und danach über einen dritten Spannungsteilerwiders'and 19 zur Masseleitung 2 führt. Von der zwischen der Schaltstrecke 8 und dem HeÄwiderstand 9 vorhandenen Verbindung geht ein Schaltungszweig aus, der einen Bemessungswiderstand 20 enthält und zu der Basis des Transistors 7 führt. Außerdem geht von der zwischen der Schaltstrecke 8 und dem Meßwiderstand 9 vorhandenen Verbindung ein Auswertezweig 21 aus, der einen 3emessungswiderstand 22 enthält und zu dem ersten Eingang 23 eines Operationsverstärkers 24 führt. Der zweite Eingang 25 des Operationsverstärkers 24 hat über einen Widerstand 26 und eine Konstantspannungsquelle 27 mit der Masseleitung 2 Verbindung. Der Ausgang 28 des Operationsverstärkers 24 ist an einen zwischen dem zweiten Spannungsteilerwiderstand 18 und dem dritten Spannungsteilerwiderstand 19 liegenden Steuerschaltungspunkt 29 und außerdem über einen einen Widerstand 30 enthaltenden Rückkopplungszweig an den zweiten Eingang 25 angeschlossen. Im vorliegenden Fall wird am Operationsverstärker

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der erste Eingang 23 durch den nichtinvertierenden Eingang und der zweite Eingang 25 durch den invertierenden Eingang gebildet. Seine Versorgungsspannung erhält der
Operationsverstärker 2k über Leitungen 31» 32.

Der Einfachheit halber wird im vorliegenden Fall der
Zündvorgang durch einen mechanischen Unterbrecherschalter 33 ausgelöst, der durch einen von der Brennkraftmaschine in Rotation versetzbaren Nocken 3^ steuerbar und schaltungsmäßig zwischen die Masseleitung 2 und die Basis eines (npn-) Transistors 35 eingefügt ist. Die Basis des Transistors 35 ist außerdem noch über einen Bemessungswiderstand 36 mit der Versorgungsleitung k verbunden.
Ferner liegt der Transistor 35 mit seinem Emitter an der Masseleitung 2 und mit seinem Kollektor sowohl über eine Blockierdiode 37 an der Steuerelektrode 15 des Transistors

7 als auch über einen Widerstand 38 an der Versorgungsleitung 4.

Die soeben beschriebene Zündanlage hat folgende Wirkungsweise:

Sobald der Betriebsschalter 3 geschlossen wird, ist die Anlage funktionsbereit. Es wird unterstellt, daß der
Unterbrecherschalter 33 geschlossen ist, d.h., daß er
sich im Stromdurchlaßzustand befindet. In diesem Zustand wird die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 35 überbrückt, so daß sich die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 35 in dem Sperrzustand befindet. Demzufolge kann über den Widerstand 37 Steuerstrom zur Steuerelektrode des Transistors 7 fließen, so daß die Schaltstrecke

8 Stromdurchlaßzustand aufweist. Somit kann jetzt Strom durch die Primärwicklung 5 fließen, was zur Folge hat,

daß in der Zündspule 6 magnetische Energie für den nächsten Zündvorgang gespeichert wird.

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Wird nun im Zündzeitpunkt der mechanische Unterbrecherschalter 33 geöffnet, so gelangt die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 35 in den Stromdurchlaßzustand und abhängig davon die Schaltstrecke 8 in den Sperrzustand Hierdurch wird der Stromfluß in der Primärwicklung 5 unterbrochen und in der Sekundärwicklung 10 ein Hochspannungsstoß induziert, der an der Zündkerze 11 einen elektrischen Überschlag (Zündfunken) zur Folge hat.

Bei unter normalen Voraussetzungen arbeitender Zündanlage wird die bei der Auslösung des Zündvorganges an der Zündspule 6 auftretende Induktionsspannung durch den Überspannungsschutzzweig 12 auf einen Wert begrenzt, bei dem weder im primärseitigen noch im sekundärseitigen Zündstromkreis Schaden auftreten kann.

Ist nun jedoch eine den Zündspannungsstoß zu den Kerzen leitende Verbindung unterbrochen, so ist in dem Sekundärstromkreis, der Zündspule 6 nur eine relativ geringe Last wirksam. Wären keine Vorkehrungen getroffen, könnten dann im Sekundärstromkreis der Zündspule elektrische Überschläge auftreten, die meist eine schädliche Verbrennung von isolierenden Teile zur Folge haben. Bevor nun aber im vorliegenden Fall Schaden entsteht, wird beim Zündvorgang der am Schaltglied 14 zunehmende Strom an dem Meßwiderstand einen so großen Spannungsabfall hervorrufen, daß dieser durch den Operationsverstärker 24 verstärkt an dem Steuerschaltungspunkt 29 eine solche Potentialanhebung bewirkt, daß die auftretende Induktionsspannung - im Vergleich zum Normalfall - schon bei niedrigeren Werten einen Durchbruch an dem Schaltglied 14 hervorruft. Damit kann man erreichen, daß auch die im Sekundärstromkreis der Zündspule 6 dann auftretenden Spannungen keinen Schaden mehr anrichten.

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Die Zündanlage nach Figur 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Figur 1 dadurch, daß der Ausgang 28 des Operationsverstärkers 2k an die Basis eines (npn-) Transistors 39 angeschlossen ist, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in einem Nebenschlußzweig des dritten Spannungsteilerwiderstandes 19 liegt. Außerdem wird hier am Operationsverstärker 2k der erste Eingang 23 durch den invertierenden Eingang und der zweite Eingang 25 durch den nichtinvertierenden Eingang gebildet. Die übrigen Schaltungselemente, welche die gleiche Bezugszahl wie in Figur 1 tragen, haben auch die gleiche Wirkungsweise wie dort.

Die Zündanlage nach Figur 2 unterscheidet sich in der Wirkungsweise wie folgt von derjenigen nach Figur 1:

Hier wird bei der Auslösung des Zündvorganges und gestörtem Sekundärstromkreis über das Schaltglied Ik ein Strom fließen, der an der Schaltstrecke 8 eine erhöhte Leitfähigkeit und demzufolge an dem Meßwiderstand 9 einen so hohen Spannungsabfall verursacht, daß über den Operationsverstärker 2k die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 38 in den Sperrzustand gesteuert wird. Dadurch werden jetzt in dem Widerstandszweig 17 beide Spannungsteilerwiderstände l8 und 19 wirksam, was eine Erhöhung des Spannungsabfalles am Widerstandszweig 17 zur Folge hat. Daraus ergibt sich, daß die an der Primärwicklung 5 auftretende Induktionsspannung jetzt auf einen niedrigeren Wert begrenzt wird und somit auch hier bei schadhaftem Sekundärstromkreis dort keine unzulässig hohen Spannungen entstehen können.

In den dargelegten Beispielsfällen wird der Zündvorgang mit Hilfe eines mechanischen Schalters ausgelegt. Die

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Erfindung hat selbstverständlich auch für Zündanlagen Bedeutung, in denen der Zündvorgang kontaktlos, z.B. mit Hilfe eines induktiven bzw. optischen Gebers, ausgelöst wird.

Der Meßwiderstand 9 kann beispielsweise auch gleichzeitig zur Begrenzung des über die Primärwicklung 5 geführten Stromes dienen, indem der Auswertezweig 21 zu der Basis eines nicht dargestellten Begrenzungstransistors geführt wird, dessen Emitter-Kollektor-Strecke im Nebenschluß der aus der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 7 und dem Meßwiderstand 9 bestehenden Serienschaltung liegt.

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Claims

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Ansprüche

Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer aus der Primärwicklung einer Zündspule sowie der Schaltstrecke eines Schalttransistors bestehenden Serienschaltung, die an der Primärwicklung den Stromeintritt hat, mit einem von der zwischen der Primärwicklung und der Schaltstrecke vorhandenen Verbindung ausgehenden, zunächst über einen ersten Spannungsteilerwiderstand und danach über ein Schaltglied bestimmter Durchbruchsspannung zur Steuerelektrode des Schalttransistors führenden Überspannungsschutzzweig und mit einem von der zwischen dem ersten Spannungsteilerwiderstand und dem Schaltglied bestimmter Durchbruchsspannung vorhandenen Verbindung ausgehenden, über einen zweiten Spannungsteilerwiderstand führenden Widerstandszweig, der ständig mit dem der Primärwicklung abgewandten Anschluß der Schaltstrecke Verbindung hat, dadurch gekennzeichnet, daß mit abnehmender Last im Sekundärstromkreis der Zündspule (6) der Spannungsabfall am Widerstandszweig

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(17) erhöht wird und zwar unter Auswertung des an der Schaltstrecke (8) des Schalttransistors (7) austretenden Stromes.

2. Zündanlage nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet₃ daß - in Flußrichtung des Stromes betrachtet - auf die Schaltstrecke (8) ein Meßwiderstand (9) folgt und von der zwischen der Schaltstrecke (8) und dem Meßwiderstand (9) vorhandenen Verbindung ein Auswertezweig (21) ausgeht.

3. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Widerstandszweig (17) - in Flußrichtung des Stromes betrachtet - auf den zweiten Spannungsteilerwiderstand (18) ein dritter Spannungsteilerwiderstand (19) folgt und zwischen diesen beiden Widerständen ein Steuerschaltungspunkt (29) liegt.

k. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung des an der Schaltstrecke (8) austretenden Stromes ein Operationsverstärker (24) Verwendung findet, von der ein erster Eingang (23) mit dem Auswertezweig (21) verbunden ist und ein zweiter Eingang (25) an einer stabilisierten Spannung (27) liegt.

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5· Zündanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang (23) der nichtinvertierende Eingang und der zweite Eingang (25) der invertierende Eingang ist und daß der Ausgang (28) des Operationsverstärkers (2¹I) mit dem Steuerschaltungspunkt (29) Verbindung hat.

6. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Operationsverstärker (24) zwischen dem zweiten Eingang (25) und dem Ausgang (28) eine Rückkopplung vorgesehen ist.

7· Zündanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang (23) der invertierende Eingang und der zweite Eingang (29) der nichtinvertierende Eingang ist und daß der Ausgang (28) des Operationsverstärkers (24) an der Steuerelektrode eines Transistors (38) liegt, dessen Schaltstrecke in einen Nebenschlußzweig des dritten Spannungsteilerwiderstandes (19) eingefügt ist.

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