DE3008066C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur Zündung von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Zündanlagen konventioneller Bauart (z. B. DE-PS 14 39 991) sind Spannungsversorgung, Zündspule, Zündverteiler, elektronisches Schaltgerät und die Steuereinrichtung zur Ansteuerung des elektronischen Schaltgerätes elektrisch miteinander verbunden und im Motorraum des Kraftfahrzeuges angeordnet. Die Steuereinrichtung für das Schaltgerät ist dabei im Motorraum starken Beanspruchungen durch Temperaturwechsel und Erschütterungen sowie durch Störfelder und hochfrequente Störspannungen ausgesetzt, die sich insbesondere bei moderneren Zündanlagen unter Verwendung von elektronischen Rechnern zur Bestimmung des Zündzeitpunktes unangenehm auswirken. Ein elektronischer Rechner für die Steuereinrichtung des Zündzeitpunktes läßt sich im Motorraum nicht ausreichend gegen elektrische bzw. elektromagnetische Störungen absichern, die insbesondere durch die Funken an den Zündkerzen auftreten.

Aus der GB-PS 12 57 794 ist es bekannt, zur Steuerung von Zündanlagen Lichtleiter zu verwenden, die gegen elektrische bzw. elektromagne­ tische Störungen unempfindlich sind und mit denen es möglich ist, daß die empfindlichen Teile der Steuereinrichtung einer Zündanlage durch die Lichtleiter von den übrigen, unempfindlichen Teilen der Zündanlage elektrisch abgekoppelt werden können. Bei der bekannten Zündanlage werden dabei die Lichtleiter nach Art eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen, umlaufenden Zündverteilers angeordnet und die Lichtsteuersignale werden dadurch umlaufend auf die entsprechenden Steuereingänge der Steuerschaltung sowie auf die Steuereingänge der den Zündkerzen jeweils zugeordneten Endstufen­ schalter verteilt, wobei die Steuerschaltung eine von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängige Verstellung des jeweiligen Zündzeit­ punktes mit umfaßt. Die Ein- und Ausschaltung der Zündanlage ist hierbei nur in üblicherweise durch Abschalten der elektrischen Ver­ sorgung mittels Zündschalter oder dergleichen möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegen elektrische bzw. elektromagnetische Störungen durch Lichtleiter gesicherte Zündanlage in der Weise weiterzubilden, daß mit einem weiteren Eingriff in die Steuereinrichtung die Zündanlage wahlweise ein- und ausgeschaltet werden kann.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat gegenüber den bekannten Lösungen den Vorteil, daß die Steuereinrichtung der Zündanlage außerhalb des Motorraumes an beliebiger, abgeschirmter, temperaturgeschützter und schwer zugänglicher Stelle angeordnet werden kann und über einen erfindungsgemäßen weiteren Lichtleiter durch Lichtsignale die Zündung blockiert bzw. freigegeben werden kann. Als weiterer Vorteil ist an­ zusehen, daß die gegen Störfelder nicht mehr abzuschirmenden Licht­ leitungen in einfacher Weise in einem Kabelbaum des Fahrzeugs mitge­ führt werden können. Durch den zusätzlichen Eingriff in die Steuer­ einrichtung durch den weiteren Lichtleiter läßt sich insbesondere eine Diebstahlsicherung erreichen die von außen mit einer kodierten Lichtimpulsfolge abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteil­ hafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 an­ gegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Steuer­ einrichtung mit einem Mikroprozessor zu versehen, in dem eine einge­ speicherte, drehzahlabhängige Verstellinie für den Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine eingegeben ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt den prinzipiellen Schaltungs­ aufbau einer Zündanlage mit Lichtleitern.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In der Zeichnung ist eine elektronische Zündanlage für eine 1-Zylinder-Brennkraftmaschine darstellt. Sie besteht aus einem Steuergeber 10, einer Steuereinrichtung 11, einem Leistungsteil 12 und einer Zündkerze 13. Das Leistungsteil 12 ist mit der Anschlußklemme 14 an das Bordnetz des Kraftfahr­ zeuges angeschlossen und die Steuereinrichtung 11 ist mit der Klemme 15 an eine konstante Gleichspannung angeschlossen, sofern nicht innerhalb der Steuereinrichtung 11 eine Gleich­ spannungsstabilisierung vorgesehen ist. Das Leistungsteil 12 enthält eine Zündspule 16, deren Sekundärwicklung 16 a über ein Zündkabel 17 mit der Zündkerze 13 verbunden ist. Die Primärwicklung 16 b liegt im Primärstromkreis, der einer­ seits über die Klemme 14 mit Strom versorgt wird und der andererseits über einen Darlington-Zündtransistor 18 auf Masse geschaltet wird. Zur Ansteuerung des leistungsstarken Zündtransistors 18 sind noch zwei pnp-Transistoren 19 und 20 als Verstärkerstufen vorgesehen. Dabei ist der erste Transistor ein Fototransistor 19, der emitterseitig auf Masse liegt und kollektorseitig mit der Basis des nachfol­ genden Transistors 20 sowie über einen Widerstand 21 mit der Anschlußklemme 14 verbunden ist. Der Transistor 20 liegt emitterseitig ebenfalls auf Masse und er ist kollek­ torseitig mit der Basis des Zündtransistors 18 sowie über einen Widerstand 22 ebenfalls mit der Anschlußklemme 14 verbunden. Der Zündtransistor 18 bildet mit den beiden vorgeschalteten Transistoren 19 und 20 einen Halbleiter­ schalter mit einem Steuereingang 23, der über einen Licht­ leiter 24 mit dem Ausgang 25 der Steuereinrichtung 11 verbunden ist. Über den Lichtleiter 24 gelangen Steuer­ signale in Form von Lichtimpulsen von der Steuereinrich­ tung 11 zum Steuereingang 23 des Halbleiterschalters, der zusammen mit der Zündspule 16 in einem geerdeten Gehäuse in Gießharz eingebettet ist.

Die Steuereinrichtung 11 ist an einer gegen elektromagneti­ sche Felder geschützten Stelle im Kraftfahrzeug, z.B. hinter dem Armaturenbrett installiert. Der Steuereinrichtung 11 ist der Steuergeber 10 vorgeschaltet, der mit einem umlaufenden Teil 26 der Brennkraftmaschine zusammenwirkt. Der Steuergeber 10 ist mit seinem Ausgang 27 über einen weiteren Lichtleiter 28 an einen Eingang 29 der Steuer­ einrichtung 11 angeschlossen. Über diesen Lichtleiter 28 gelangt bei jeder Umdrehung der Brennkraftmaschine ein Bezugssignal in Form eines Lichtimpulses vom Steuergeber 10 in die Steuereinrichtung 11. Zur Erzeugung des Licht­ impulses ist der Steuergeber mit einem elektromagnetischen Aufnehmer 30 versehen, der mit einer Leuchtdiode 31 am Ausgang 27 des Steuergebers 10 elektrisch gekoppelt ist. Am anderen Ende des Lichtleiters 28 liegt ein Foto­ transistor 32 am Eingang 29 der Steuereinrichtung 11. Dieser Fototransistor 32 liegt emitterseitig auf Masse und ist kollektorseitig über einen Widerstand 33 an die stabili­ sierte Spannung an der Anschlußklemme 15 angeschlossen.

Der Kollektor des Fototransistors 32 ist außerdem mit einen Eingang eines Mikroprozessors 34 verbunden. Der Mikroprozessor 34 enthält eine eingespeicherte, drehzahl­ abhängige Verstellinie des Zündzeitpunktes. Der Ausgang des Mikroprozessors ist mit der Basis eines weiteren pnp-Transistors 35 verbunden, der emitterseitig auf Masse liegt und dessen Kollektor an eine mit der stabilisierten Gleichspannung verbundenen Leuchtdiode 36 angeschlossen ist.

Die Steuereinrichtung 11 hat einen weiteren Signaleingang 37, an dem ein Fototransistor 38 liegt, der emitter­ seitig mit Masse verbunden ist und kollektorseitig über einen Widerstand 39 an die stabilisierte Spannung ange­ schlossen ist. Er ist kollektorseitig außerdem mit einem weiteren Eingang des Mikroprozessors 34 verbunden. Dieser Eingang 37 der Steuereinrichtung 11 ist an einen weiteren Lichtleiter 40 angeschlossen, dessen anderes Ende mit einer Sammellinse 41 verbunden ist. Diese Sammellinse 41 ist im Kraftfahrzeug derart angeordnet, daß sie von außen einsehbar ist und auf diese Weise Lichtsignale auf­ nehmen kann, die von einem Sender 42 abgegeben werden. Dadurch wird im Beispielsfall die Zündanlage mit einer Dieb­ stahlsicherung ergänzt. Der Mikroprozessor 34 wird dabei auf eine bestimmte Folge von Impulsen auf seinem zweiten Eingang kodiert. Die Impulsfolge ist auf einen Lichtsignal-Sender 42 abgestimmt, der von einer zur Benutzung des Kraftfahrzeuges befugten Person mitgeführt wird. Wird dieser Sender 42 auf die Sammel­ linse 41 gerichtet und betätigt, so gelangt die kodier­ te Folge von Lichtimpulsen über den Lichtleiter 40 auf den Fototransistor 38 und wird dort in eine entsprechend kodierte Folge von elektrischen Impulsen umgewandelt. Diese Impulse gelangen auf den zweiten Eingang des Mikro­ prozessors 34, der sie mit der in ihm gespeichertem kodier­ ten Folge vergleicht und bei Übereinstimmung das Diagramm für die Zündverstellung freigibt. Da Steuergeber 10, Steuereinrichtung 11, Leistungsteil 12 und Sammellinse 24 jeweils an verschiedenen Stellen im Kraftfahrzeug angeordnet sind, werden die sie verbindenden Lichtleiter 24, 28 und 40 im Kabelbaum des Fahrzeuges mitgeführt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Zündanlage ist der­ art, daß bei eingeschalteter Zündanlage und stillge­ setzter Brennkraftmaschine der Transistor 35 in der Steuereinrichtung 11 gesperrt ist. Die Leuchtdiode 36 ist daher abgeschaltet und es gelangt kein Licht auf den Fototransistor 19. Der Fototransistor 19 ist gesperrt und folglich ist der nachgeschaltete Transistor 20 über den Widerstand 21 durchgesteuert. Bei leitendem Tran­ sistor 20 ist die Basis-Emitterstrecke des Zündtransistors 18 überbrückt und folglich ist dieser Transistor gesperrt. Bei umlaufender Brennkraftmaschine wird bei Durchlauf des Nockens 26 a des sich in Pfeilrichtung drehenden Teiles 26 im Aufnehmer 30 ein elektrisches Signal erzeugt, das in der Leuchtdiode 31 in ein Lichtsignal umgewandelt wird. Dieses Lichtsignal gelangt über den Lichtleiter 28 auf den Foto­ transistor 32 der Steuereinrichtung 11 und schaltet diesen in den stromleitenden Zustand durch. Das dabei an seinem Emitteranschluß erzeugte elektrische Signal gelangt als Bezugssignal auf den Eingang des Mikroprozessors 34. Der Mikroprozessor, der durch die Folge dieser Bezugssignale die Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt, steuert nun in Abhängigkeit von der Drehzahl zu einem programmierten Zeitpunkt über seinen Ausgang den Transistor 35 in den stromleitenden Zustand. Dadurch gibt die Leuchtdiode 36 ein Lichtsignal ab, das über den Lichtleiter 24 auf den Fototransistor 19 im Leistungsteil 12 gelangt und diesen in den stromleitenden Zustand durchsteuert. Der nachge­ schaltete Transistor 20 gelangt dadurch in den Sperrzu­ stand und der Zündtransistor 18 wird über den Widerstand 22 in den stromleitenden Zustand gesteuert. Es fließt nun im Primärstromkreis ein Strom über die Primärwicklung 16 b und die Schaltstrecke des Zündtransistors 18, der in der Zündspule 16 ein elektromagnetisches Feld aufbaut. Zum Zündzeitpunkt steuert der Mikroprozessor 34 aufgrund der eingegebenen, drehzahlabhängigen Verstellinie des Zünd­ zeitpunktes den Transistor 35 wieder in den Sperrzustand. Das Lichtsignal im Lichtleiter 24 wird dadurch unterbrochen und der Fototransistor 19 im Leistungsteil 12 wird wieder gesperrt. Dadurch wird der Transistor 20 leitend und der Zündtransistor 18 gelangt in den Sperrzustand. Der Primär­ strom wird augenblicklich unterbrochen, wodurch in der Sekundärwicklung 16 a der Zündspule 16 ein Hochspannungs­ impuls induziert wird, der an der Zündkerze 13 einen Zünd­ funken zur Folge hat. Dieser Vorgang wiederholt sich mit jeder vollen Umdrehung des umlaufenden Teiles 26 der Brenn­ kraftmaschine.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs­ beispiel beschränkt, da die gleiche Zündanlage auch für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen verwendet werden kann. In diesem Fall ist zwischen Zündspule 16 und Zündkerze 13 ein Zündverteiler angeordnet. Das umlaufende Teil 26 wird in diesem Fall ebenfalls im Zündverteiler sein und mehrere Nocken 26 a aufweisen. Es ist aber auch möglich, die erfindungsgemäße Zündanlage bei einem Magnetzünder zu verwenden, bei dem der Zündanker zugleich Zündspule und Generatorwicklung bildet. In diesem Fall könnte auch der Aufnehmer 30 des Steuergebers entfallen, und die Leuchtdiode 31 mit einer entsprechenden Anpaßschaltung unmittelbar an die vom Magnetgenerator erzeugte Primärspannung angeschlossen werden. In dem Fall sind zweckmäßiger Weise Magnetzünder und Leistungsteil zusammengefaßt. Es ist aber auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, den Aufnehmer 30 als Hall-Geber auszubilden, der dann ebenso wie die Leucht­ diode 31 an eine Stromversorgung anzuschließen ist. Im einfachsten Fall ist der Steuergeber eine von der Brenn­ kraftmaschine angetriebene, umlaufende Lichtschranke, die zwischen einer aufgetrennten Stelle des Lichtleiters 28 hindurchläuft. Vor der Lichtschranke wird beispielsweise durch eine Leuchtdiode ständig ein Lichtsigmal auf den Lichtleiter gegeben.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Zündung von Brennkraftmaschinen mit einer Zündspule, die sekundärseitig mit mindestens einer Zündkerze verbun­ den ist und primärseitig an einer Stromversorgung liegt, wobei der Primärstromkreis einen kontaktlos steuerbaren Halbleiterschalter enthält, der von einer Steuereinrichtung zum Zündzeitpunkt durch ein Steuersignal umschaltbar ist, wobei der Ausgang der Steuereinrich­ tung über einen Lichtleiter mit dem Steuereingang des Halbleiter­ schalters verbunden ist, über den das Steuersignal als Lichtimpuls von der Steuereinrichtung zum Steuereingang des Halbleiterschalters gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere als Diebstahlsicherung ein weiterer Lichtleiter (40) mit einem Signaleingang (37) der Steuereinrichtung (11) verbunden ist, über den die Ansteuerung des Halbleiterschalters (18, 19, 20) durch bestimmte Lichtsignale abwechselnd zu blockieren bzw. freizu­ geben ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaleingang (37) der Steuereinrichtung (11) beim Empfang einer kodierten Folge von Lichtimpulsen diese nach Umwandlung in elektri­ sche Impulse auf einen in der Steuereinrichtung (11) angeordneten Mikroprozessor (34) weiterleitet, der die Impulsfolge mit einem gespeicherten Impulscode vergleicht und das Ansteuerprogramm des Halbleiterschalters (18, 19, 20) bei Überein­ stimmung blockiert bzw. freigibt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Mikroprozessor (34) der Steuereinrichtung (11) eine eingespeicherte, drehzahlabhängige Verstellinie des Zündzeitpunktes enthält und daß die Steuereinrichtung (11) an einer gegen Störfelder und Störimpulse abgeschirmten, vom Halbleiterschalter (18, 19, 20) entfernten Stelle angeordnet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der weitere Lichtleiter (40) an seinem anderen, nicht mit dem Signaleingang (37) der Steuerein­ richtung (11) verbundenen Ende mit einer Sammellinse (41) ver­ bunden ist, welche die Lichtsignale aufnimmt, die ein von einer be­ fugten Person mitgeführter Lichtsignalsender (42) bei dessen Betäti­ gung abgibt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (24, 40) im Kabelbaum des Fahrzeuges mitgeführt sind.