DE3116795A1

DE3116795A1 - Circuit arrangement for the ignition and cold starting of 4-stroke vehicle engines with a 12V network

Info

Publication number: DE3116795A1
Application number: DE19813116795
Authority: DE
Inventors: Gyözö Budapest Palasthy
Original assignee: REMIX RADIOTECHNIKAI VALLALAT
Current assignee: REMIX RADIOTECHNIKAI VALLALAT
Priority date: 1980-05-29
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1982-02-11
Also published as: RO79643A; HU182798B; IT8121441A0; GB2076892B; IT1139091B; SE8102444L; FR2483528A1; GB2076892A

Description

HOFFMANN · EAbE Ä.PMri^BL pätbntänwIlteHOFFMANN · EAbE Ä.PMri ^ BL pätbntänwIlte

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) . DlPL-ING.W.EITlli · D R.P.ER. NAT. K. H OFFMAN M ■ DIPU-ING. W. LEHNDR. ING. E. HOFFMANN (1930-197). DlPL-ING.W.EITlli · D R.P.ER. NAT. K. H OFFMAN M ■ DIPU-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DB. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MO NCHEN 81 . TELEFON (OG?) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)DIPL.-ING. K. FOCHSLE DB. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 D-8000 MO NCHEN 81. TELEPHONE (first floor?) 911087. TELEX 05-29619 (PATHE)

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REMIX Rädiotechnlkai Vallalat, Budapest / UngarnREMIX Rädiotechnlkai Vallalat, Budapest / Hungary

Schaltungsanordnung zum Zünden bzvj. Kalt st arten von Viertakt-Fahrzeugmötoren mit 12 Circuit arrangement for ignition bzvj. Cold start of four-stroke vehicle engines with 12

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Ober*? begriff von Anspruch 1, die sur Erzeugung der für das Anlas-«· sen bei. stark erschöpften Batterien erforderlichen Spannung von 12-=-14 V sowie zum Kaltanlasssn der Motoren vorgesehen ist.The invention relates to a circuit arrangement according to the upper *? concept of claim 1, which is used to generate the sen at. severely depleted batteries require a voltage of 12 - = - 14 V as well as for cold starting the motors.

Um den Anlaßmotor in Drehung setsea zn können, ist eine hohe Leistung erforderlich. Dabei kann die Spannung einer kapazi-*· tat sannen bzw. erschöpften und abgekühlten Batterie dermaßen abfallen, daß die Zündeinrichtung nicht mehr imstande ist, die zur Explosion (Verbrennen) der Mischung erforderliche Funkenleistung bzw.. einen zur Zündung ausreichenden Funken zu eraeu·*- gen. Bei stärker erschöpften Batterien tritt dieser ZustandIn order to zn the starter motor in rotation setsea, a high power is required. The voltage of a capacitive * - gen. This condition occurs when the batteries are more depleted

in zunehmendem Maße ein, was infolge des wiederholten Anla£ ·<sens zur vollkommenen Erschöpfung der Batterie führt.to an increasing extent, which as a result of the repeated initiation leads to complete exhaustion of the battery.

Es wurde vorgeschlagen, für eine niedrigere Betriebsspannung dimensionierte Zündtransformatoren zu verwenden, deren einwandfreie Betriebsführung durch eine Widerstand:;ergänzung sichergestellt worden ist, wobei beim Anlassen der Widerstand kurzgeschlossen wurde. Diese Lösung führte zu einer schwingungsdämpfenden Wirkung auf den Zündkreis, wodurch sich der Wirkungsgrad verschlechterte.It has been suggested for a lower operating voltage to use dimensioned ignition transformers whose proper operation is ensured by a resistor:; supplement has been ensured, whereby the resistor was short-circuited when starting. This solution resulted in a vibration-damping effect on the ignition circuit, whereby the efficiency deteriorated.

Die Verwendung von Wicklungen mit einem geteilten Primärkreis, die beim Anlassen mit einer höheren übersetzung arbeiten, hat ebenfalls bei weitem nicht das gewünschte Resultat ergeben . The use of windings with a split primary circuit that work with a higher gear ratio when starting, has also by far not produced the desired result.

In letzter Zeit wurde eine doppelte, sogenannte Tandem-Batterie unter dem Namen "TO-GA" auf den Markt gebracht, die in einem Block zwei Batterien aufnimmt, wovon die Batterie mit der niedrigeren Kapazität die erforderliche Energie für den Zündkreis zur Verfügung stellt; diese Anordnung schien auch nicht die beste Lösung zu sein, da eine doppelte Ladung erforderlich ist und im Änlaßzustand ein Umschalter betätigt werden muß.Recently, a double, so-called tandem battery has been brought onto the market under the name "TO-GA", which is used in One block holds two batteries, of which the battery with the lower capacity provides the necessary energy for the Ignition circuit provides; this arrangement also did not seem to be the best solution as a double charge was required is and a switch must be operated in Änlaßstatus.

Obwohl neuerdings vorgeschlagene Lösungen, wie z,B, mit einem Transverter (Schwingungserzeuger) betätigte Kondensatorvariationen mit Transistoren und Thyristoren, oder sonstige, zur Stabilisierung der Zündspannung dienende Mittel, von den erwähnten Mängeln frei sind, können diese gerade wegen des stabilisierenden Charakters die Tatsache,, daß unter ungünstigen Verhältnissen ein intensiver, leistungsreicherer Funken nötig ist, nicht in Betracht ziehen.Although recently proposed solutions such as, for example, capacitor variations operated with a transverter (vibrator) with transistors and thyristors, or other means serving to stabilize the ignition voltage, of those mentioned Defects are free, these can be the fact that under unfavorable precisely because of the stabilizing character Conditions an intense, more powerful spark is necessary, do not take into account.

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Die Zündung von Kraftfahrzeugen muß mit maximaler Betriebs·=- sicherheit arbeiten. Die bisher zur Verwendung kommenden elektronischen Systeme werden infolge ihres äußerst kompli·^ zierten Aufbaus oft betriebsunfähig„ und aus der komplizier·*· ten Schaltungsanordnung ergibt sich öle Notwendigkeit, die meisten Zündstromkreise mit einem handbetätigten Schalter zu versehen, mit dessen Hilfe jederzeit auf das traditionelle Zündsystem umgeschaltet werden kann. Es darf weiterhin nicht außer acht gelassen werden, daß die erwähnten elek^ tronischen Zündvorrichtungen im Dauerbetrieb arbeiten, wodurch die Häufigkeit des Schadhaftwerdens auch viel größer ist.The ignition of motor vehicles must work with maximum operational safety. The previously come to use electronic systems are often inoperable because of their extremely compliment · ^ ed structure "and from the komplizier · * · ten circuitry resulting oils need to provide the most ignition circuits with a manually operated switch that allows any time on the traditional Ignition system can be switched. Furthermore, it must not be disregarded that the electronic ignition devices mentioned work in continuous operation , which means that the frequency of damage is also much greater.

Ausgehend von diesem Stand der Technik und in Kenntnis der oben erwähnten Mängel liegt der Erfindung die Aufgabe ausgründe,, eine Schaltungsanordnung zu sehaffen, die den infold ge des wiederholten Anlassens auftretenden Spannungsabfall kompensiert und einen wirksamen Hoehleisttangsf unken erzeugt, ohne den Zündstromkreis des Kraftfahrzeuges verändern zu müssen „ wobei eventuell die Möglichkeit bestehen soll, den Primärstromkreis des Zündtransformators en einer einsigen Stelle trennen und <;ine Serienschaltung vornehmen zn können«,Based on this prior art and knowing the above-mentioned shortcomings, the invention is based on the task of providing a circuit arrangement that compensates for the voltage drop that occurs during repeated starting and generates an effective high power spark without changing the ignition circuit of the motor vehicle must "where there should possibly be the possibility of separating the primary circuit of the ignition transformer in a single point and making a series connection",

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Schaltung sanord·==· nung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is achieved according to the invention with a circuit sanord == tion solved with the features of claim 1.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.Expedient developments of the invention emerge from claims 2 and 3.

Bei der Gestaltung der Schaltungsanordnung wurde als primär res Ziel gesetzt, daß beim Schadhaftwerden des Apparates das traditionelle Zündsystem weiter ungestört funktioniert, desweiteren verglichen mit dem Preis bekannter elektronischer Zündsysteme eine annehmbare Preisbildung möglich sei« EineWhen designing the circuit arrangement was considered primary The aim is to ensure that if the apparatus becomes defective, the traditional ignition system continues to work undisturbed, furthermore Compared to the price of known electronic ignition systems, acceptable pricing is possible «one

weitere Forderung besteht darin, daß die Vorrichtung in einer ästhetischen Form, mit günstigen geometrischen Abmesstnger und in einer eine Wartung nicht beanspruchenden Ausführung hergestellt werden kann.Another requirement is that the device has an aesthetic shape, with favorable geometrical dimensions and can be manufactured in a maintenance-free design.

Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt, eine neuartige Schaltungsanordnung mit einem Gleichspannung-Gleichspannung-Wandler zu entwickeln, die für die Dauer eines .nfolge der Drehung des Anlaßmotors bzw. des Selbstanlassers eintretenden Spannungsabfalls die zu dieser Zeit herrschende Spannung auf 12-14 V erhöht. Um das gesetzte Ziel erreichen zu können, muß sich der Selbstanlaßmotor nur so oft drehen, wie es für eine einzige Unterbrechung mit dem Unterbrecherhammer ausreichend ist. Daraus folgt, daß auf diese Weise ein leistungsfähiger Funken entstehen muß, der in dem komprimierten Zylinderraum die Explosion der Mischung hervorzurufen fähig ist, worauf der Prozeß stabilisiert wird.The aim of the invention was to provide a novel circuit arrangement with a DC-DC converter to develop, which occurs for the duration of a. As a result of the rotation of the starter motor or the self-starter Voltage drop increases the voltage prevailing at this time to 12-14 V. In order to be able to achieve the set goal, the self-starting motor only needs to turn as often as is sufficient for a single interruption with the breaker hammer is. It follows that in this way a powerful spark must arise, the one in the compressed Cylinder space is able to cause the mixture to explode, whereupon the process is stabilized.

Die oben erwähnten Forderungen können dadurch erfüllt werden, daß die erforderliche ergänzende kurzfristige Spannungserhö^ hung von einem mit der ursprünglichen Zündungsspeisespannung in Reihe geschalteten Spannungsgenerator mit einem niedrigen Innenwiderstand geliefert wird, der nur während der Betriebsdauer des Anlaßmotors mit Energie versorgt wird. Es soll betont werden, daß der Spannungsgenerator mit Siliziumhalbleitern ausgeführt wird, die, wie allgemein bekannt, eine aus-serst gute Wärmestabilität aufweisen; es ist auch wichtig, daß das System mit einem niedrigen Steuerstrom (300-400 mA in Schwingung gebracht werden kann.The above-mentioned requirements can be met in that the required supplementary short-term voltage increase hung one with the original ignition supply voltage series-connected voltage generator with a low internal resistance, which is only available during the operating time the starter motor is supplied with energy. It should be emphasized that the voltage generator with silicon semiconductors which, as is well known, is an extremely have good thermal stability; it is also important that the system be operated with a low control current (300-400 mA can be made to vibrate.

Trotz der vernachlässigbar kleinen geometrischen Abmessungen des die Basis der Erfindung bildenden Gleichspannung^Gleichspannung-Wandlers ist dieser zur übertragung einer hohen Leistung fähig. Der Kaltanlasser kann in die strukturelle Einheit der Schaltungsanordnung inkorporiert und in jedemDespite the negligibly small geometric dimensions of the DC voltage-DC voltage converter forming the basis of the invention is this capable of transmitting a high level of power. The cold starter can be used in the structural Unit incorporated in the circuit arrangement and in each

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Teil des Motorraums angeordnet werden.Part of the engine compartment can be arranged.

Der Reihenschaltung entsprechend (hoch transformierte Spannung) ist die von dem Gleichspannung-Gleichspannung-Wandler der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sicherzustellende Leistung wesentlich niedriger als der Leistungsbedarf der gesamten Zündung.Corresponding to the series connection (highly transformed voltage) is that of the DC-DC converter the circuit arrangement according to the invention to be ensured performance is significantly lower than the power requirement of the entire ignition.

Die an dem Leistungsausgang des Spannungsgenerators auftretende (der momentanen Spannung der Batterie entsprechende) doppelte Primärstromkreisspannung ermöglicht das kurzfristige betriebssichere Anlassen des Kraftfahrzeugs auch bei einer umgebungstemperatur von «=-25 C? vorausgesetzt, daß das öl und der Betriebsstoff von geeigneter Qualität sind.The occurring at the power output of the voltage generator (corresponding to the current voltage of the battery) double primary circuit voltage enables the short-term reliable starting of the motor vehicle even with one ambient temperature of «= -25 C? provided that the oil and the fuel is of suitable quality.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist im folgenden anhand eines vorteilhaften Äusführungsbeispiels und der Z sichnungen näher erläutert. Ea zeigenThe circuit arrangement according to the invention is shown below on the basis of an advantageous embodiment example and the connections explained in more detail. Ea show

Fig„ 1 die Anschlüsse eines Anlassers,Fig "1 shows the connections of a starter,

Fig, 2 das Schaltbild des Anlassers mit den Verbindungen,2 shows the circuit diagram of the starter with the connections,

Pig» 3 ein Schemabild,, in dem die Leitungen bzw. die Verbim düngen mit den in der Fahxzetagindustrie üblichen Buchstaben bzw. Nummern versehen sind (Boschs-System)Pig »3 a schematic diagram in which the lines or the verbs fertilize with the usual in the Fahxzetagindustrie Letters or numbers are provided (Boschs system)

Der Leistungsausgang 1 des Kaltanlassers A ist mit dem Punkt 15 des Zündtransformators B verbunden (Fig„ 1 und 2), während der Punkt 2 des Kaltanlassers A mit dem Punkt 15 des Zündschalters D verbunden ist (Fig. 3) . Der Punkt 3 des Kaltanlassers A hat unterschiedliche Verbindungen und kann alternativ entweder mit dem ungeerdeten Punkt 30 des Einrückmagneten E, dem Punkt 30 des Zündschalters D, dem Punkt 30h des Starkstromanschlusses H oder dem Punkt 50 des Selbstanlaßmo-Power output 1 of cold starter A is connected to point 15 of ignition transformer B ( FIGS. 1 and 2), while point 2 of cold starter A is connected to point 15 of ignition switch D (FIG. 3). The point 3 of the cold starter A has different connections and can alternatively be connected to either the ungrounded point 30 of the engagement magnet E, the point 30 of the ignition switch D, the point 30h of the high-voltage connection H or the point 50 of the self-starting motor.

tors F verbunden werden, wobei bei jeder alternativen Schaltung eine Steuerspannung mit Minimalleistung erreicht werde ι kann. Der Punkt 4 des Kaltanlassers A ist mit dem Fahrzeug^ körper verbunden bzw. an Körperpotential angeschlossen. Die Anordnung und Verbindung der in dem Kaltanlasser verwendeten Elemente CL, C₂, C₃, L₃, R., R₃ und T von bekannter Bestimmung sind in Fig. 1, der Unterbrecher C mit dem Überführungskondensator in Fig. 2 bzw. 3 dargestellt.tors F are connected, a control voltage with minimum power can be achieved in each alternative circuit. Point 4 of cold starter A is connected to the vehicle body or connected to body potential. The arrangement and connection of the elements CL, C ₂ , C ₃ , L ₃ , R., R ₃ and T used in the cold starter of known designation are shown in FIG. 1, the breaker C with the transfer capacitor in FIGS. 2 and 3, respectively shown.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt; Mit dem Zündschalter D werden der Kaltanlasser A und der Einrückmai net E unter Spannung gesetzt. Der Einrückmagnet schaltet den Selbstanlaßmotor F auf die Batter i_e 6; der eine Drehbewegung ausführende Selbstanlaßmotor F setzt den Unterbrecherhammer des Unterbrechers C in Bewegung« Gleichzeitig gelangt der Oszillator des Kaltanlassers A über die Wicklung L₁ (Fig. 1) und den Anschluß der Steuerelektrode 3 unter Spannung. Der Oszillator beginnt zu oszillieren, die erhöhte Spannung gelangt über die Wicklungen L₂ r L.. des Primärstromkreises und die Diode Di in den Primärstromkreis 15;1 des Zündtransformators B und erzeugt infolge der rhythmischen Schaltung des Unterbrechers C eine der übersetzung des Zündtransformators B entsprechende Spannung in dem Sekundärstromkreis. Hier erscheint der leistungsfähige Funken.The operation of the device is as follows; With the ignition switch D, the cold starter A and the Einrückmai net E are energized. The engagement magnet switches the self-starting motor F to the batter i_e 6; the self-starting motor F, which executes a rotary movement, sets the breaker hammer of the breaker C in motion. At the same time, the oscillator of the cold starter A is energized via the winding L ₁ (FIG. 1) and the connection of the control electrode 3. The oscillator begins to oscillate, the increased voltage passes through the windings L ₂ r L .. of the primary circuit and the diode Di in the primary circuit 15; 1 of the ignition transformer B and, as a result of the rhythmic switching of the interrupter C, generates a gear ratio corresponding to the ignition transformer B. Voltage in the secondary circuit. This is where the powerful spark appears.

Nach erfolgtem Anlassen des Motors stellt der aus der Selbr canlaßstellung gelöste Zündschalter D weiterhin die Primärstromkreisspannung des Zündtransformators B über den Punk: 2 des Kaltanlassers A, die Wicklung L₁ und die Diode Di sicher. After the engine has started, the ignition switch D released from the self-release position continues to ensure the primary circuit voltage of the ignition transformer B via point: 2 of the cold starter A, the winding L ₁ and the diode Di.

Die Halbleiter des Kaltanlassers, die Diode Di und der Transistor T stellen entsprechend ihrer Dimensionierung und ihrem Zeitverhaiten die betriebssichere Funktion sicher.The semiconductors of the cold starter, the diode Di and the transistor T represent according to their dimensioning and their Reliable function reliably over time.

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Die lange Lebensdauer der erfindungsgemäßen Schaltungsanord^· nung und die betriebssichere Funktion sind darauf zurückzu·=* führen, daß trotz der günstig kleinen Abmessungen und der niedrigen Werte der Steuerströme des Kaltanlassers eine hohe Leistung übertragen werden kann»The long service life of the circuit arrangement according to the invention tion and the operationally reliable function can be attributed to it = * lead that despite the favorably small dimensions and the low values of the control currents of the cold starter a high power can be transmitted »

Beim Anlassen wird sofort das Doppelte der momentanen Klemmenspannung der Batterie auch dann abgegeben, wenn die Batteriespannung soweit abgefallen ist (z.B. auf 8-9 V), daß die Drehung des Selbstanlaßmotors F kaum möglich ist, jedoch die Spannung zum Zustandebringen einer einzigen Unterbrechung noch genügend istο Der Raumbedarf und das Gewicht (insgesamt 45 dkg) sind gering.When starting, double the current terminal voltage is immediately applied from the battery even if the battery voltage has dropped so far (e.g. to 8-9 V) that the rotation of the self-starting motor F is scarcely possible, but the voltage to bring about a single interruption there is still enough o The space requirement and the weight (45 dkg in total) are low.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung kann die Steuerelektrode 3 des Kaltanlassers gleichzeitig mit dem wiederholten Selbstanlassen an die positiv werdenden Kontaktpunkte 30, 30h, 301, den stromintensiven Punkt 50 bzw. einen in der Nähe des Kaltanlassers ausgewählten Punkt angeschlossen werden, wodurch die sur Schwingung erforderliche minimale Steuerspannung zur Verfügung steht. In an advantageous embodiment of the solution according to the invention, the control electrode 3 of the cold starter can be connected to the positive-becoming contact points 30, 30h, 301 , the current-intensive point 50 or a point selected near the cold starter at the same time as the repeated self-starting, whereby the sur oscillation required minimum control voltage is available.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Kaltanlassers zeigt sich darin, daß er in einer recht ästhetischen Form mit günstigen geometrischen Abmessungen und mit einem geringen Gewicht hergestellt werden kann; eine Wartung ist nicht erforderlich, die Betriebssicherheit ist groß, er kann harmonisch zwischen den elektrischen Bestandteilen des Kraftfahrzeugs eingesetzt ■ werden; dabei sind die Produktionskosten niedrig.The advantage of the cold starter according to the invention is evident in that it is made in a very aesthetic shape with favorable geometrical dimensions and with a low weight can be; maintenance is not required, the operational safety is high, it can be harmoniously between the electrical components of the motor vehicle are used; the production costs are low.

Bei einer weiterentwickelten Ausführungsform ist der Transformator des Oszillators auf einen Ferritkern dimensioniert _s wodurch, trotz geringer Abmessungen eine hohe Leistung erzielt wird,In a further developed embodiment of the transformer of the oscillator is dimensioned _s on a ferrite core which, despite its small dimensions and a high performance is obtained

Der Kaltanlasser läßt sich gut dem Körperpotential des Kraftfahrzeugs anpassen; bei einem negativen Körperpotential des Kraftfahrzeugs wird ein npn-Transistor, bei einem positiven Körperpotential ein pnp-Transistor eingebaut; die Schaltung der Diode ist dementsprechend vorzunehmen.The cold starter can be easily adapted to the body potential of the motor vehicle adjust; If the body potential of the motor vehicle is negative, an npn transistor will be used, if it is positive Body potential built in a pnp transistor; the switching of the diode must be carried out accordingly.

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Claims

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DIPL.-ING. K. FOCHSLE DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 - D-8000 MÖNCHEN 81 TELEPHONE (089) 911087 TELEX 05-29519 (PATHE)

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REMIX Rädiotechnikai Vallalat, Budapest / Hungary

Circuit arrangement for igniting or cold starting four- act vehicle engines with 12 V Metg

Claims

1J Circuit arrangement for igniting or cold starting four-stroke vehicle engines with 12 V ^ NetSi or to increase the voltage for a cold starter , which generates a higher direct voltage aws of a direct voltage, characterized by the fact that a control electrode (3) of the cold starter (A) is connected to the ungrounded pole (.30) of the engaging magnet (E) and a contact (4) of the same is connected to body potential, and that the cold starter (A) via two connections (1, 2) which is necessary for the continuous operation of the ignition transformer ( B) required energy receives *

2. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the circuit contains silicon semiconductors which generate a high-performance spark for the compressed cylinder space within an ambient temperature range between -25 C and +70 C with high stability and operational reliability
of self-starting is increased.

-25 ° C and +70 ⁰ C generate such that the voltage only during

3 ο circuit arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the control electrode (3)

at the same time as self-starting, in order to achieve the minimum control voltage required for oscillation several points (30, 30h, 301, 50) can be connected.

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