DE3033367A1

DE3033367A1 - Schaltkreis zum steigern von intensitaet und dauer der von einer zuendspule lieferbaren zuendfunken

Info

Publication number: DE3033367A1
Application number: DE19803033367
Authority: DE
Inventors: Richard 8000 München Lawrence
Original assignee: SEAR SYSTEM ENGINEERING ANALYS
Current assignee: SEAR SYSTEM ENGINEERING ANALYS
Priority date: 1980-09-04
Filing date: 1980-09-04
Publication date: 1982-03-18
Also published as: DE3033367C2

Description

Schaltkreis zum Steigern von Intensität und Dauer der von einer
Zündspule lieferbaren Zündfunken Die Erfindung betrifft einen Schaltkreis zum Steigern von Intensität und Dauer der von einer Zündspule eines Zündsystems für Brennkraftmotoren lieferbaren Zündfunken, insbesondere für Kraftfahrzeug-Zündsysteme.
Es ist eine Vielzahl von elektrischen und elektronischen Zündsystemen für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmotoren, bekannt. Der Zündfunke wird dabei kapazitiv, induktiv oder durch eine Kombination kapazitiver und induktiver Vorgänge erzeugt.
Alle dieses bekannten Zündsysteme haben jedoch gewisse Nachteile; entweder ist die Intensität des Zündfunkens vergleichsweise gering oder seine Dauer vergleichsweise kurz oder aber sie benötigen aufwendige Zündspulen-Sonderkonstruktionen oder Energiequellen beträchtlicher Leistung. Gerade im Kraftfahrzeug steht aber nur eine Energiequelle, nämlich die Autobatterie, begrenzter Leistung zur Verfügung,und aus diesem Grund ist die Entwicklung in letzter Zeit dahiQgegangen, die Zündfähigkeit des mit dem Zündfunken zu entzündenden Gasgemisches durch aufwendige Maßnahmen zu erhöhen, etwa dadurch, die Zündstrecke von einem Gemisch hoher Zündfähigkeit zu umgeben, welches dann seinerseits ein vergleichsweise wenig zündwilliges aber billigeres Gemisch zünden soll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schaltkreis vergleichsweise niedriger Herstellungskosten zu schaffen, der, und etwa als Zusatzgerät zwischen Autobatterie/üblicher Zündspule, in der Lage ist, sowohl die Intensität als auch die Dauer des von der üblichen Zündspule erzeugten Zündfunkens zu steigern, um so unter Beibehaltung des üblichen Energieaufwands auch Gemische niedrigerer Zündfähigkeit einwandfrei zünden.zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Hauptanspruch gekennzeichnet. Der erfindungsgemäße Schaltkreis besteht also aus zwei Resonanzkreisen, wobei der eine Resonanzkreis die Zündspule beinhaltet und über eine beliebig einstellbare Dauer durch seine Resonanzschwingungen den Zündfunken aufrechterhält, während der zweite Resonanzkreis dazu dient, dem Kondensator des ersten Resonanzkreises eine hohe Vor-Aufladung zu geben, welche zum Zündzeitpunkt für eine hohe Durchbruchs spannung sorgt.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Auf der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild des Schaltkreises, und Fig. 2 eine grafische Darstellung des zeitlichen Stromverlaufs des Funkens.
Gemäß Fig. 1 weist der erfindungsgemäße Schaltkreis einen ersten Resonanzkreis 11 auf, dessen wesentlichste Teile eine Zündspule 10, etwa die serienmäßige Zündspule eines Kraftfahrzeugs, und ein Ladekondensator 11 sind. Zwischen Reaktanz der Spule 10 und Ladekondensator 11 besteht Resonanzbeziehung. Weiterhin weist der Resonanzkreis I1 zwei Transistoren 12 und 13 auf, deren Basis jeweils mit einer Transformatorwindung 14 bzw. 15 sowie mit entsprechend der Zeichnung gerichteten Gleichrichter-Dioden 16 und 17 versehen sind. Der Emitter des Transistors 13 ist über zwei Gleichrichter-Dioden 18 und 19 mit dem Kollektor des Transistors 12 verbunden, während dem Emitter des Transistors 12 eine Gleichrichterdiode 20 nachgeschaltet ist. Die erwähnten Spulen 14 und 15 sitzen auf dem gemeinsamen Kern eines im ganzen mit 21 bezeichneten Rückkopplungstransformers, auf dem sich auch noch eine Spule 22 eines Zweiges des ersten Resonanzkreises I1 befindet. Der Transistor 12 ist außerdem über den Schaltpunkt 23 und den Transistor 24 ansteuerbar. An der Kollektorseite des Transistors 13 liegt eine Gleichspannung von beispielsweise 110 V.
Weiterhin ist ein zweiter Resonanzkreis I2 vorgesehen, der als Hauptbestandteile den Ladekondensator 11 und eine Spule 25 enthält. Am zweiten Resonanzkreis I2 liegt eine Spannung von beispielsweise 320 V. In den Kreis I2 ist außerdem ein Thyristor 26 eingesetzt.
Die beiden Spannungen von 110 V und 320 V werden beispielsweise von zwei Ausgängen eines Gleichstromumformers geliefert, dessen Eingang an dem Ausgang der Autobatterie liegt.
Der Schaltkreis arbeitet folgendermaßen. Zunächst seien beide Schaltkreise I1 und I2 stromlos, d.h. die Transistoren 12 und 13 sowie der Thyristor 26 befinden sich im Sperrzustand. Wird nun durch einen Steuerimpuls der Tyristor 26 auf Durchlaß geschaltet, dann fließt durch die Spule 25 ein Stromstoß, der sich spannungsmäßig durch die Resonanz zwischen Spule 25 und Kondensator 11 so verstärkt, daß der Kondensator 11 eine Vor-Aufladung einer Spannung zwischen 400 und 700 V erhält. Ein Abfließen dieser Ladung wird zu diesem Zeitpunkt durch den gesperrten Transistor 12 verhindert. Gelangt nun von einer nicht gezeichneten, den Zündzeitpunkt bestimmenden Steuereinrichtung ein Drücker-Impuls am Schaltpunkt 23 an, so schaltet dieser den Transistor 12 auf Durchlaß, mit der Folge, daß die Ladung des Kondensators 11 über den Transistor 12 zur Zündspule 10 gelangt, womit diese einen Zündfunken hoher Energie auslöst. Zuyleich aber baut sich von der Zündspule 10 über die Diode 16 und die Spule 22 ein Schwingungsweg zum Kondensator 11 auf, wobei der Stromdurchfluß durch die Spule 22 die Steuerspulen 14 und 15 der Transistoren 12 und 13 derart induziert, daß diese die Transistoren 12 und 13 im Takt der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises Ii schalten. Es ergibt sich eine Resonanz-Dauerschwingung des aus den Elementen 10 und 11 bestehenden Schwingkreises unter Eigensteuerung durch die Transistoren 12, 13 und Engergiezufuhr über den Spannungsanschluß 110 V. Die sinusförmige Stromschwingung hoher Frequenz führt somit zu einer Fortdauer des Zündfunkens. Der Zündfunken wird erst dann gelöscht, wenn der Transistor 24 vom nichtgezeichneten Taktgeber angesteuert wird und seinerseits den Transistor 12 sperrt.
Fig. 2 zeigt den zeitlichen Stromverlauf des Funkens. Dabei entspricht die erste, sehr hohe Amplitude zum Startzeitpunkt des Funkens der Entladung des vorgeladenen Kondensators 11, während die nachfolgenden Stromschwingungen niedrigerer, aber gleichbleibender Höhe durch die Schwingung im Resonanzkreis I1 verursacht sind.
Die Steuersignale für den Thyristor 26, den Steuerpunkt 23 und den Transistor 24 können von normalen Zündkontakten über eine elektronische Steuereinheit üblicher Bauart erfolgen, die ihrer-Seits von üblichen Zündkontakten oder auf optischem Wege getaktet wird. Wesentlich ist nur, daß der Thyristor 26 bereits vor Auslösung des Zündvdrgangs auf Durchlaß geschaltet wird, so daß zum Zeitpunkt des Zündbeginns der Kondensator bereits aufgeladen ist.
Der erfindungsgemäße Schaltkreis kann zum Aufbau eines Zündsystems verwendet oder aber als gesondertes Bauteil mit einem bereits vorhandenen Zündsystem kombiniert werden. Wenn das dargestellte Ausführungsbeispiel auch einen Schaltkreis für eine Kraftfahrzeug-Zündanlage betrifft, so kann der Schaltkreis selbstverständlich auch für andere Zündanlagen Verwendung finden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE Schaltkreis zum Steigern von Intensität und Dauer der von einer Zündspule eines Zündsystems für Brennkraftmotoren lieferbaren Zündfunken, insbesondere für Kraftfahrzeug-Zündsysteme, gekennzeichnet durch einen ersten Resonanzkreis (I1), der die Zündspule (10), einen Ladekondensator (11) und eine Gleichspannungsquelle enthält, und durch einen zweiten Resonanzkreis (I2), der den Ladekondensator (11), eine Spule (25) und eine zweite, eine höhere Spannung als die erste Spannungsquelle aufweisende Gleichspannungsquelle enthält, wobei die beiden über den gemeinsamen Ladekondensator (11) miteinander gegensinnig verbundenen Resonanzkreise (I1, I2) derart gesteuert sind, daß zunächst bei gesperrtem ersten Resonanzkreis der Ladekondensator (11) durch den zweiten Resonanzkreis (I2) eine vergleichsweise hohe Vor-Aufladung enthält, dann zum Zündzeitpunkt der erste Resonanzkreis (I1) durchgeschältet wird, womit sich der Ladekondensator (11) über den ersten Resonanzkreis (I1) entlädt und dabei sowohl den Zündfunken als auch eine Resonanz-Dauerschwingung im ersten Resonanzkreis (I1) auslöst, und daß schließlich zum Zündfunken-Löschzeitpunkt der erste Resonanzkreis (I1) wieder gesperrt wird.
2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Resonanzkreis (I1) zwei Transistoren (12,13) enthält, die über die Spulen (14,15) eines gemeinsamen Rückkopplungstransformers (21) in der Resonanzfrequenz des ersten Resonanzkreises (I1) durchgeschaltet werden, und daß im zweiten Resonanzkreis (I2) ein Thyristor (26) untergebracht ist, wobei der Thyristor(26) und einer der beiden Transistoren (12) von außen durch einen Taktgeber steuerbar sind.
3. Schaltkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Resonanzkreis (I1) einen Bypass mit Gleichrichterdiode eine (16) und/ebenfalls auf dem Rückkopplungstransformer (21) sitzende Spule (22) aufweist.
4. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen Batterie und Zündspule (10) des Kraftfahrzeugs als Zusatz-Bauelement eingesetzt ist und einen Gleichstrom-Umformer aufweist.