DE3043603A1

DE3043603A1 - Ignition power supply and switching for IC engine - uses two storage capacitors discharged in parallel by two thyristors through prim. winding of induction coil

Info

Publication number: DE3043603A1
Application number: DE19803043603
Authority: DE
Inventors: Herbert Ing.(grad.) 8500 Nürnberg Roderer; Hans-Dieter Dr.-Ing. 8500 Nürnberg Schmid; Peter Ing.(grad.) 8540 Schwabach Weltle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-11-19
Filing date: 1980-11-19
Publication date: 1982-07-08
Also published as: IT1140484B; ES8300944A1; IT8124982A0; JPS57110776A; ES507249A0

Abstract

In the ignition system two capacitors (10 ,11) are charged from an alternator (14) through a diode network (12,13). Alternate half cycles charge alternate capacitors. In series with each capacitor is a thyristor (18,19) with cathodes connected to one end of the induction coil's prim. winding (15a). In response to a signal from the timing circuit (20-25) both thyristors are triggered into conduction simultaneously and discharge the capacitors into the induction coil to break over the sparking plug (17). The proposed circuit utilises both positive and negative half voltage waves from the generator, and enables a higher effective energy discharge into the coil. The thyristors are positively turned off at the end of each conduction period.

Description

Zündanlage für BrennkraftmaschinenIgnition system for internal combustion engines

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage für Brennkraftnaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Zündanlage dieser Art für eine Mehrzylinaer-Brennkraftmaschine werden zwei gleichgroße Kondensatoren von einem Magnetgenerator über eine Gleichrichter-Brückenschaltung abwechselnd aufgeladen und anschließend über voneinander getrennte Primärwicklungen von Zündtransforatoren abwechselnd durch eine entsprechende Ansteuerung von Thyristoren entladen (DE-OS 15 39 163). Diese Zündanlage hat den Vorteil, daß sowohl die positiven als auch die negativen Halbwellen des Magnet generators zur Erzeugung der Zündenergie ausgenutzt werden, so daß eine gute Auslastung des Magnetgenerators gewährleistet ist. Die Zündanlage ist jedoch nur für ehrzylinder-Brennkraftmaschinen verwendbar, da die Kondensatoren mehrere, voneinander unabhängige Entladestromkreise haben, mit denen abwechselnd ein Zündvorgang ausgelöst wird. Bei einer anderen bekannten Zündanlage werden zwei Kondensatoren über eine Gleichrichterschaltung von einem Wechselstromgenerator aufgeladen, die zum Zündzeitpunkt über einen gemeinsamen Rntlådestroskreis mit nur einem Zündtransformator entladen werden (DE-OS 21 05 325). Die Kondensatoren haben unterschiedliche Kapazitäten und sind an unterschiedliche Generatorwicklungen angeschlossen, so daß über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine eine möglichst gleichbleibende Kondensatorspannung und damit eine annähernd konstante Zündenergie erzielt wird.PRIOR ART The invention is based on an ignition system for Internal combustion engines according to the preamble of the main claim. With a known ignition system of this type for a multi-cylinder internal combustion engine, two capacitors of the same size are required alternately charged by a magnetic generator via a rectifier bridge circuit and then via separate primary windings of ignition transformers alternately discharged by a corresponding control of thyristors (DE-OS 15 39 163). This ignition system has the advantage that both the positive and exploited the negative half-waves of the magnet generator to generate the ignition energy so that a good utilization of the magnetic generator is guaranteed. the However, the ignition system can only be used for cylinder internal combustion engines, as the Capacitors have multiple, independent discharge circuits with which an ignition process is triggered alternately. In another known ignition system will two capacitors through a rectifier circuit from an alternator charged at the time of ignition via a common Rntlådestroskreis with only an ignition transformer are discharged (DE-OS 21 05 325). The capacitors have different capacities and are connected to different generator windings, so that a constant as possible over the entire speed range of the internal combustion engine Capacitor voltage and thus an approximately constant ignition energy is achieved.

Obwohl auch mit dieser Schaltung eine relativ gute Ausnutzung des Magnetgenerators zur Erzeugung der Zündenergie vorliegt, hat diese Schaltungsanordnung den achteil, daß der Zündthyristor im Entladestromkreis im oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine nicht wehr in den Sperrzustand gelangen kann, weil die von Wechselstromgenerator erzeugte Spannungshalbwelle wechselweise auf die Kondensatoren und somit auch auf den Thyristor gelangen, bevor der Zündvorgang beendet bzw. bevor der Thyristor gelöscht ist.Although this circuit makes a relatively good use of the Magnet generator for generating the ignition energy is present, has this circuit arrangement the disadvantage that the ignition thyristor in the discharge circuit in the upper speed range the internal combustion engine cannot go into the locked state because of the Alternator generated voltage half-wave alternately on the capacitors and thus also reach the thyristor before the ignition process ends or before the thyristor is cleared.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden 'Ier'-malen des Hauptanspruchs- hat den Vorteil, daß die Thyristoren durch die auf jeden Zündvorgang folgenden Spannungshalbwellen des Wechselstromgenerators sicher gesperrt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darein, daß durch die Ausnützung der positiven und negativen Spannungshalbwellen des Tlechselstromgenerators an den Kondensatoren eine hohe Zündenergie zur Verfügung steht bzw. daß auf einen Teil der Ladewicklungen des Generators zugunsten von Generatorwicklungen zur Versorgung zustäzlicher Verbraucher verzichtet werden kann.Advantages of the invention The ignition system according to the invention with the characterizing 'Ier'-paint of the main claim- has the advantage that the thyristors through the voltage half-waves of the alternator following each ignition process be blocked. Another advantage is that by taking advantage of the positive and negative voltage half-waves of the Tlechselstromgenerator to the Capacitors a high ignition energy is available or that on some of the charging windings of the generator in favor of generator windings to supply additional consumers can be dispensed with.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments and improvements to the features specified in the main claim are possible.

Besonders vorteilhaft ist dabei die Anordnung des Impulsgebers zur gleichzeitigen Ansteuerung der Thyristoren, der einerseits mit dem gemeinsamen Anschluß der Thyristoren und der Primärwicklung dcs Zündtransformators auf Masse liegt und andererseits über eine gemeinsame Diode und über je einen Widerstand mit den Steuerelektroden der Thyristoren verbunden ist.The arrangement of the pulse generator is particularly advantageous simultaneous control of the thyristors, on the one hand with the common connection of the thyristors and the primary winding of the ignition transformer is grounded and on the other hand via a common diode and via a resistor each with the control electrodes connected to the thyristors.

Zeichnung Ein Asuführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher.erläutert. Es zeigen Figur 1 eine erfindungsgemäße Zündanlage für Brennkraftmaschinen und Figur 2 den Spannungsverlauf am Generator und am Impulsgeber.Drawing An example embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It show figure 1 shows an ignition system according to the invention for internal combustion engines and FIG. 2 shows the voltage curve on the generator and on the pulse generator.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles Die in Figur 1 dargestellte Zündanlage für eine 1-Zylinderbrennkrai'tmaschine hat zwei Zündkondensatoren 10 und 11 mit gleicher Kapazität, deren Ladestromkreise über eine Zweiweg-Brü.ckenschaltung von je zwei Dioden 12 und 13 an einen' Wechselstromgenerator 14 angeschlossen sind.Description of the exemplary embodiment The one shown in FIG The ignition system for a 1-cylinder internal combustion engine has two ignition capacitors 10 and 11 with the same capacity, their charging circuits via a two-way bridge circuit of two diodes 12 and 13 are connected to an alternating current generator 14.

Der Wechselstromgenerator 14 wird von der nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetrieben. Die Kondensato:ren 10 und 11 sind jeweils mit einem Anschluß zusammnngeschaltet und mit ihrem anderen Anschluß mit einen Entladestromkreis verbunden, der jeweils über ein kontaktloses Schaltelement auf eine gemeinsame Primärwicklung 15a eines Zündtransformators 15 geschaltet ist. Das andere Ende der Prim-ärvicklung 15a ist mit den zusammengeschalteten Anschlüssen der beiden Kondensatoren 10 und 11 verbunden. Eine weitere Diode 16 ist zur Primärwicklung 15a parallel geschaltet und für den Entladestrom der Kondensatoren 10 und 11 in Sperrichtung gepolt. Die Zündspule 15 ist mit ihrer Sekundärwicklung 15b an eine Zündkerze 17 angeschlossen.The alternator 14 is powered by the internal combustion engine, not shown driven. The capacitors 10 and 11 are each interconnected with a connection and connected to its other terminal with a discharge circuit, each above a contactless switching element on a common primary winding 15a of an ignition transformer 15 is connected. The other end of the primary development 15a is with the interconnected connections of the two capacitors 10 and 11 connected. Another diode 16 is connected in parallel to the primary winding 15a and polarized in the reverse direction for the discharge current of the capacitors 10 and 11. the Ignition coil 15 is connected to a spark plug 17 with its secondary winding 15b.

Das kontaktlose Schaltelement in jedem der beiden Endladestromkreise ist jeweils ein Thyristor 18, 19 dessen Schaltstrecke anodenseitig mit jeweils dem ihm zugeordneten Kondensator 10, 11 und kathodenseitig gemeinsam mit einem Anschluß der Primärwicklung 15a verbunden ist; Die Steuerelektroden 18a, 19a der beiden Thyristoren 18, 19 sind an einen gemeinsamen Impulsgeber 20 angeschlossen. Die gemeinsamen Anodenanschlüsse der Thyristoren 18 und 19 sind zusammen mit dem Anschluß der Primärwicklung 15a und mit einem Anschluß des Impulsgebers 20 auf Masse gelegt. Der andere Anschluß des Impulsgebers 20 ist über eine Diode 21 und über je einen l.iaerstand mit den. Steuerelektroden 19a, 19b der beiden Thyristoren 18 und 19 verbunden. Zwei weitere Widerstände 24 und 25 liegen jeweils zwischen dem Steueranschluß 18a, 19a und dem Anodenanschluß der beiden Thyristoren 18 und 19.The contactless switching element in each of the two discharge circuits is in each case a thyristor 18, 19 whose switching path on the anode side with in each case the it is assigned capacitor 10, 11 and on the cathode side together with a connection the primary winding 15a is connected; The control electrodes 18a, 19a of the two thyristors 18, 19 are connected to a common pulse generator 20. The common anode connections the thyristors 18 and 19 are together with the connection of the primary winding 15a and connected to one terminal of the pulse generator 20 to ground. The other connection of the pulse generator 20 is via a diode 21 and a l.iaerstand with the. Control electrodes 19a, 19b of the two thyristors 18 and 19 are connected. Two more Resistors 24 and 25 are each between the control terminal 18a, 19a and the Anode connection of the two thyristors 18 and 19.

Die Wirkungsweise der Zündanlage wird nun mit Hilfe der in Figur 2 dargestellten Spannungsverläufe näher erläutert.The mode of operation of the ignition system is now illustrated with the aid of the illustrated voltage curves explained in more detail.

Bei laufender Brennkraftmaschine wird vom Wechselstromgenerator 14 eine in Figur 2 dargestellte Wechselspannung Ug abgegeben, die abwechselnd die beiden Zündkondensatoren 10 und 11 auflädt. Der Kondensator 10 wird über die Dioden 12 von der positiven Halblwelle des Generators 14 geladen und der Kondensator 11 über die Dioden 13 von den negativen Halbwellen. Da beide Kondensatoren gleiche Kapazität haben, haben nach einer Periode der Generatorspannung Ug beide gleichviel elektrische Energie gespeichert. Zum Zündzeitpunkt Zzp wird im Impulsgeber 20 durch ein von der Brennkraftmaschine oder vom Generator 14 angetriebenes, in Poeilrichtung umlaufendes Leitstück 20a ein positiver und nachfolgend ein negativer Steuerimpuls Ust erzeugt.When the internal combustion engine is running, the alternator 14 an alternating voltage Ug shown in Figure 2 output, which alternate the two Charging ignition capacitors 10 and 11. The capacitor 10 is via the diodes 12 charged by the positive half-wave of the generator 14 and the capacitor 11 over the diodes 13 from the negative half-waves. Because both capacitors have the same capacitance have, after a period of the generator voltage Ug, both have the same amount of electrical Energy stored. At the ignition time Zzp is in the pulse generator 20 by a the internal combustion engine or the generator 14 driven, rotating in Poeilrichtung Guide piece 20a generates a positive and subsequently a negative control pulse Ust.

Während der negative Impuls von der Diode 21 am Impulsgeber 20 gesperrt wird, gelangt der positive Impuls über die Diode 21 und über die Widerstände 22 und 23 gleichzeitig-zu den Steuerelektroden 18a und 19a der Thyristoren 18 und 19. Durch diesen Steuerimpuls werden die Thyristoren 18 und 19 gleichzeitig gezündet und die Zndkondensatoren 10 und 11 werden gleichzeitig über ihre Entladestromkreise entladen. Der Entladestrom fließt jeweils über die Thyristoren 18 und 19-und dann gemeinsam durch -die Primärwicklung 15a des Zündtransformators 15. Durch den schlagartigen Stromanstieg in der Primärwicklung 15a wird in der Sekundärwicklung 15b des Zündtransformators 15 ein Hochspanngsimpuls erzeugt, der an der Zündkerze 17 einen Zündfunken zur Folge hat.During the negative pulse from the diode 21 on the pulse generator 20 is blocked is, the positive pulse reaches the diode 21 and the resistors 22 and 23 at the same time as the control electrodes 18a and 19a of the thyristors 18 and 19. The thyristors 18 and 19 are triggered simultaneously by this control pulse and the ignition capacitors 10 and 11 are simultaneously via their discharge circuits unload. The discharge current flows through the thyristors 18 and 19 - and then together through the primary winding 15a of the ignition transformer 15. Through the sudden Current rise in the primary winding 15a occurs in the secondary winding 15b of the ignition transformer 15 generates a high-voltage pulse, which results in an ignition spark at the spark plug 17 Has.

Da zu dieser Zeit der Generator 14 eine positive Spannungshalbwelle abgibt, bleibt der Thyristor 18 während dieser Spannungshalbwelle weiterhin stromleitend der Thyristor 19 wird dagegen nach dem Zündvorgang durch die Generatorspannung unterstützt, gleich wieder gesperrt. Mit der nachfolgenden negativen Spannungshalbwelle des Generators 14 wird nun auch der Thyristor 18 gesperrt und gleichzeitig wird der Zündkondensator 11 über die Diode 13 erneut geladen. Mit der nächsten positiven Spannungshalbwelle des Generators 14 wird dann auch der Zündkondensator 10 über die Dioden 12 wieder geladen, so daß mit jeder vollen Umdrehung des mindestens vierpoligen Generators 14 erneut ein Zündvorgang in der vorgeschriebenen Weise ausgelöst wird. Durch die Anordnung der Thyristoren 18 und 19 in je einem der beiden Entladestromkreise der Zündkondensatoren 10 und il ist sichergestellt, daß nach jedem Zündvorgang auch bei hohen Drehzahlen die Thyristoren 18 und 19 wieder so rechtzeitig gesperrt werden, daß die Zündkondensatoren 10 und 11 bis zum nächsten Zündvorgang wieder voll aufgeladen werden können. Außerdem ist durch den Anschluß der Thyristoren 18 und 19 an einen gemeinsamen Impulsgeber 20 sichergestellt, daß beide Thyristoren.18 und 19 gleichzeitig gezündet werden, so daß in der Primärwicklung 15a des Zündtransformators 15 ein starker Endladestrom fließt, der einen kraftigen Zündfunken an der Zündkerze 17 bewirkt.Since at this time the generator 14 has a positive voltage half-wave outputs, the thyristor 18 remains conductive during this voltage half-wave the thyristor 19, on the other hand, is supported by the generator voltage after the ignition process, locked again. With the subsequent negative voltage half-wave of the generator 14 the thyristor 18 is now blocked and the ignition capacitor is activated at the same time 11 charged again via diode 13. With the next positive voltage half-wave of the generator 14 is then also the ignition capacitor 10 via the diodes 12 again loaded so that with each full revolution of the at least four-pole generator 14 an ignition process is triggered again in the prescribed manner. Through the Arrangement of the thyristors 18 and 19 in each one of the two discharge circuits of the Ignition capacitors 10 and il ensures that after each ignition process, too at high speeds the thyristors 18 and 19 are blocked again in good time, that the ignition capacitors 10 and 11 are fully charged again until the next ignition process can be. In addition, by connecting the thyristors 18 and 19 to one common pulse generator 20 ensures that both thyristors.18 and 19 at the same time are ignited, so that in the primary winding 15a of the ignition transformer 15 a A strong discharge current flows, which generates a powerful spark on the spark plug 17 causes.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann anstelle einer Zweiweg-Brückenschaltung auch eine Zweiweg-Gleichrichterschaltung verwendet werden, die an einen Generator mit einer Mittelanzapfung gemäß der DE-OS 21 05 325 angeschlossen ist. Bei einer solchen Schaltungsanordnung können auch die Generatorwicklungen und die Kondensatoren unterschiedliche Werte aufweisen, um über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine eine möglichst gleichbleibende Zündenergie zur Auslösung der Zündung zu bekommen. Außerdem können im Rahmen der Erfindung anstelle der Thyristoren 18 und 19 auch andere elektronische Schaltelemente verwendet werden, die selbstlöschend sind. Ebenso ist die Ansteuerung solcher elektronischer Schaltelemente auch mit anderen Impulsgebern möglich. Wesentlich ist jedoch, daß für jeden Entladestromkreis ein solches Schaltelement vorgesehen ist, um sicherzustellen, daß auch bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine nach jedem Zündvorgang der Entladestromkreis wieder gesperrt wird und damit eine erneute Aufladung des Zündkondensators erfolgen kann.The invention is not limited to the illustrated embodiment. Instead of a two-way bridge circuit, a two-way rectifier circuit can also be used are used that are connected to a generator with a center tap according to DE-OS 21 05 325 is connected. In such a circuit arrangement, the Generator windings and the capacitors different values have to over the entire speed range of the internal combustion engine as possible get constant ignition energy to trigger the ignition. Also can within the scope of the invention, instead of the thyristors 18 and 19, other electronic ones Switching elements are used that are self-extinguishing. The control is the same Such electronic switching elements are also possible with other pulse generators. Essential is, however, that such a switching element is provided for each discharge circuit is to ensure that even at high speeds of the internal combustion engine after each ignition process the discharge circuit is blocked again and thus a new one Charging of the ignition capacitor can take place.

Da die Kondensatoren bereits nach jeder vollen Periode der Wechselspannung aufgeladen sind, kann die Zündfolge im Hinblick auf das Ausführungsbeispiel auch verdoppelt oder anstelle eines vierpoligen Generators kann ein zweipoliger verwendet werden, ohne daß die Funktion der Zündanlage beeinträchtigt wird.Since the capacitors already after each full period of the alternating voltage are charged, the ignition sequence can also be used with regard to the exemplary embodiment doubled or instead of a four-pole generator, a two-pole generator can be used without affecting the function of the ignition system.

Claims

Claims ignition system for internal combustion engines with more capacitors, from an alternator via a charging circuit with a rectifier circuit charged and at the ignition point via a discharge circuit with a contactless Discharge switching element and a primary winding of an ignition transformer at the same time whose secondary winding is connected to at least one spark plug, thereby characterized in that in the discharge circuit of each capacitor (10, 11) in each case a thyristor (18, 19) is located that the switching paths of the two thyristors (18, 19) on the one hand with the respective capacitor (10, 11) assigned to them and on the other hand are commonly connected to one terminal of the primary winding (15a) and their control electrodes (18a, 19a) are connected to a common pulse generator (20).

2. Ignition system according to claim 1, characterized in that the thyristors (18, 19) and the primary winding (15a) with their common connection together with one connection of the pulse generator (20) is grounded and that the other connection of the pulse generator (20) via a diode (21) and a resistor (22, 23) each is connected to the control electrodes (18a, 19a) of the thyristors (18, 19).

3. Ignition system according to claim 1 or 2, characterized.

shows that the capacitors (10, 11) have the same capacity.