DE3304331C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach dem
Oberbegriff des Hauptanspruches.
Es ist nach der DE-OS 16 73 365 sowie der DE-OS 28 32 512 bereits eine in dieser
Richtung liegende Zündanlage bekannt, bei der jedoch eine
Drehzahlbegrenzung herkömmlicher Art, wie sie bei
spielsweise nach der DE-OS 19 06 883 bekannt ist dazu
führt, daß bei Drehzahlbegrenzung keine stetige bzw.
überhaupt keine Erzeugung der Zündspannung erfolgt und
demzufolge dann kein der tatsächlichen Drehzahl ent
sprechendes Abbild zwischen der Primärwicklung und dem
elektronischen Unterbrecher abgegriffen werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Zündanlage werden durch Anwen
dung der kennzeichnenden Maßnahmen des Hauptanspruches
die vorerwähnten Unzulänglichkeiten in befriedigendem
Maß vermieden.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die
schaltungsmäßige Realisierung der Erfindung angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
schaltungsmäßig dargestellt und in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Schal
tung einer erfindungsgemäßen Zündanlage, die gleichzeitig
auch die Messung und Begrenzung der Drehzahl umfaßt, und
Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 etwas abgeänderte Schaltung.
Die in Fig. 1 schaltungsmäßig dargestellte Zündanlage
soll für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines
ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmt
sein. Diese Zündanlage wird aus einer Gleichstromquelle
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 (Zündschalter) 3 enthaltende
Versorgungsleitung 4 aus. Die Versorgungsleitung 4 ist
Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der zunächst
über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6 und danach
über einen elektronischen Unterbrecher 7 zur Masseleitung
2 führt. Der elektronische Unterbrecher 7 wird durch die
Emitter-Kollektor-Strecke eines (npn-)Transistors 8 ge
bildet. Die zur Zündspule 6 gehörende Sekundärwicklung 9
hat über eine Zündkerze 10 mit der Masseleitung 2 Ver
bindung. An der zwischen der Primärwicklung 5 und dem
elektronischen Unterbrecher 7 vorhandenen Verbindung wird
für eine mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu
beaufschlagende Vorrichtung 11, im bevorzugten Fall für
eine Anzeigevorrichtung 12, ein Abbild der Drehzahl abge
griffen.
Dem Transistor 8 ist eine Schutzschaltung 13 zum Schutz
gegen Überspannungen zugeordnet, die aus einem im Neben
schluß der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 8
liegenden Spannungsteiler 14, 15 und einem zwischen dem
Abgriff 16 des Spannungsteilers 14, 15 und der Basis
des Transistors 8 liegenden Schaltglied 17 bestimmter
Durchbruchsspannung besteht. Dieses Schaltglied 17 ist
im bevorzugten Fall eine Zenerdiode 17′.
Des weiteren ist die Versorgungsleitung 4 Ausgangspunkt
für einen Schaltungszweig, der zunächst zu der Anode einer
Verpolungsschutzdiode 18 und danach über einen Strombe
grenzungswiderstand 19 zu einem Schaltungspunkt 20 führt,
um sich von dort über einen Pufferkondensator 21 zur
Masseleitung 2 fortzusetzen. Dem Pufferkondensator 21
ist eine Zenerdiode 22 parallel geschaltet, die zur
Stabilisierung des Potentiales an dem Schaltungspunkt
20 dient und mit ihrer Anode der Masseleitung 2 zuge
wandt ist.
Von dem Schaltungspunkt 20 führt eine Verbindung zu
einem an sich bekannten Steuergerät 23, das über einen
relativ großen Drehzahlbereich für eine konstante
Dauer des vor jedem Zündvorgang über die Primärwick
lung 5 geführten Stromflusses sorgt und beispiels
weise nach Art des Gegenstandes der DE-PS 22 44 781
aufgebaut sein soll. Das Steuergerät 23 hat außerdem
mit der Masseleitung 2 und an seinem Eingang mit einem
einseitig an Massepotential liegenden Signalgeber 24
Verbindung. Der Signalgeber 24 soll nach Art eines
kleinen Wechselstromgenerators aufgebaut sein, wobei
in Verbindung mit dem Steuergerät 23 dafür gesorgt
wird, daß der elektronische Unterbrecher 7 während
der Impulsdauer t 1 Stromdurchlaßzustand und während
der Impulsdauer t 2 Sperrzustand aufweist. Zu diesem
Zweck hat der Ausgang des Steuergerätes mit der Basis
eines (npn-)Transistors 25 Verbindung, dessen Emitter an
der Masseleitung 2 und dessen Kollektor über einen Wider
stand 26 an dem Schaltungspunkt 20 liegt. Außerdem geht
von dem Kollektor des Transistors 25 eine Verbindung aus,
die zu der Anode einer Blockierdiode 27 führt, um sich
von deren Kathode zu der Basis des den elektronischen
Unterbrecher 7 bildenden Transistors 8 fortzusetzen.
Schließlich ist die Zündanlage noch mit einer Drehzahl
begrenzungsschaltung 28 versehen, zu der ein Überwacher
29 für die Drehzahl der Brennkraftmaschine gehört. Der
Drehzahlüberwacher 29, der sowohl an den Schaltungspunkt
20 als auch an die Masseleitung 2 angeschlossen ist,
hat an seinem Ausgang mit einem Steueranschluß 30 Ver
bindung. Des weiteren enthält die Drehzahlbegrenzungs
schaltung 28 einen elektronischen Schalter 31, der durch
die Emitter-Kollektor-Strecke eines (npn-)Transistors
32 gebildet wird. Der Transistor 32 ist an seinem Emitter
mit der Masseleitung 2 und an seinem Kollektor über einen
Widerstand 33 mit dem Schaltungspunkt 20 verbunden. Die
Basis des Transistors 32 hat sowohl mit dem Steueranschluß
30 als auch über einen Widerstand 34 mit der Masseleitung
2 Verbindung. Dabei ist der Steueranschluß 30 noch an
den Kollektor eines (npn-)Transistors 35 angeschlossen,
dessen Emitter an der Masseleitung 2 und dessen Basis
über einen Widerstand 36 an dem Kollektor des Transistors
25 liegt. Die Emitter-Kollektor-Strecke des den elektro
nischen Schalter 31 bildenden Transistors 32 ist der
Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors 37
parallel geschaltet, der ein npn-Typ ist und mit seinem
Emitter ebenfalls an der Masseleitung 2 liegt. Dabei
ist die Emitter-Kollektor-Strecke des weiteren Tran
sistors 37 zwischen dem der Primärwicklung 5 abgewandten
Ende des Spannungsteilers 14, 15 und der Masseleitung
2 eingefügt und der Kollektor dieses Transistors 37
außerdem über einen Rückkopplungswiderstand 38 an die
Basis des Transistors 32 angeschlossen. Außerdem hat
hier der Abgriff 16 des Spannungsteilers 14, 15 über
einen Widerstand 39 mit der Kathode einer Zenerdiode
40 Verbindung, deren Anode an der Basis des Transistors
32 liegt.
Die soeben beschriebene Zündanlage hat folgende
Wirkungsweise:
Sobald der Betriebsschalter 3 geschlossen wird, ist die
Anlage funktionsbereit. Es sei unterstellt, daß am
Steuergerät 23 gerade der Zeitabschnitt t 1 beginnt, so
daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 25
in den Sperrzustand und die den elektronischen Unter
brecher 7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke des Tran
sistors 8 in den Stromdurchlaßzustand gelangt. Daraufhin
wird über die Primärwicklung 5 Strom geführt und somit
in der Zündspule 6 Zündenergie für den nächsten Zünd
vorgang gespeichert.
Beginnt am Steuergerät 23 der Zeitabschnitt t 2, so wird
die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 25 in
den Stromdurchlaßzustand und die den elektronischen
Unterbrecher 7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors 8 in den Sperrzustand gesteuert, wo
raufhin an der Zündspule 6 eine Induktionsspannung ent
steht, die als Hochspannungsstoß der Zündkerze 10
zugeführt und dort zur Erzeugung eines elektronischen
Überschlages (Zündfunkens) verwendet wird. Gleich
zeitig werden die Induktionsspannungsimpulse in der
Vorrichtung 11 als Drehzahlinformation verwertet.
Damit nun bei Erreichen einer maximal zulässigen Drehzahl
die Erzeugung eines Zündfunkens unterdrückt, die tat
sächliche Drehzahlinformation jedoch weiterhin zur Ver
fügung gestellt wird, wird die Drehzahlbegrenzungs
schaltung 28 zur Wirkung gebracht. Das geschieht dadurch,
daß der normalerweise durch den Drehzahlüberwacher 29
an die Masseleitung 2 geschaltete Steueranschluß 30
jetzt durch den Drehzahlüberwacher 29 von der Masse
leitung 2 getrennt wird, weshalb nunmehr der durch die
Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 32 gebildete
elektronische Schalter 31 in Einschaltbereitschaft gelangt.
Wird jetzt durch Sperren des elektronischen Unterbre
chers 7 an der Zündspule 6 die Induktionsspannung erzeugt,
so kann die Spannung an der Primärwicklung 6 zunächst
einmal auf einen für eine zufriedenstellende Drehzahl
information ausreichenden Wert ansteigen. Wird dieser
Wert erreicht, so bricht die Zenerdiode 40 durch, worauf
hin Steuerstrom über den Transistor 32 fließt und der
elektronische Schalter 31 Stromdurchlaßzustand, dagegen
die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 37 Sperr
zustand annimmt. Diese Schaltzustände der Transistoren 32,
37 bleiben über den Rückkopplungswiderstand 38 aufrecht
erhalten und bewirken, daß der Spannungsteilerwiderstand
15 von der Masseleitung 2 getrennt und die Begrenzungs
wirkung an der Zenerdiode 17′ auf einen Wert herabgesetzt
wird, bei dem die Spannung an der Sekundärwicklung 9,
welche der Spannung an der Primärwicklung 5 phasenmäßig
nacheilt, an der Zündkerze 10 keine Zündfunken hervor
rufen kann.
Die Drehzahlbegrenzungsschaltung 28 wird vorzugsweise
beim nächsten Einschalten der Primärwicklung 5 wieder
außer Bereitschaft genommen, indem dann über die Basis-
Emitter-Strecke des Transistors 35 Steuerstrom fließen
kann, der eine Umsteuerung der zugehörigen Emitter-
Kollektor-Strecke in den Stromdurchlaßzustand zur Folge
hat. Es wird dann die Basis des Transistors 32 sowohl durch
den Transistor 35 als auch durch die sich dann wieder
schließende Schaltstrecke in dem Drehzahlüberwacher 29
an die Masseleitung 2 gelegt, woraufhin der durch die
Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 32 gebildete
elektronische Schalter 31 erneut Sperrzustand, dagegen
die Emitter-Kollektor-Strecke des weiteren Transistors
37 wieder Stromdurchlaßzustand annimmt und sich der
Normalzustand wieder einstellt. Hält sich die Dreh
zahl unterhalb des maximal zulässigen Wertes, so bleibt
der Normalzustand bestehen, anderenfalls setzt der eben
beschriebene Drehzahlbegrenzungsvorgang erneut ein.
Die Zündanlage nach Fig. 2 unterscheidet sich von der
jenigen nach Fig. 1 dadurch, daß das zur Schutzschaltung
13 gehörende Schaltglied 17 bestimmter Durchbruchsspannung
aus zwei in Serie geschaltete, mit der Kathode dem Ab
griff 16 zugewandte Zenderdioden 41, 42 besteht und von
dem gemeinsamen Verbindungspunkt dieser Zenerdioden 41,
42 ein Schaltungszweig ausgeht, der über einen Widerstand
43 zu der Basis des den elektronischen Schalter 31 bil
denden Transistor 32 führt. Das der Primärwicklung 5
abgewandte Ende des Spannungsteilers 14, 15 liegt hier
direkt an der Masseleitung 2. Der zu dem weiteren Tran
sistor 37 gehörende Kollektor ist sowohl über einen
Widerstand 44 an den Schaltungspunkt 20 als auch über
einen Kondensator 45 an die Basis eines (npn-)Tran
sistors 46 angeschlossen. Der Transistor 46 hat an
seinem Emitter mit der Masseleitung 2 und an seinem
Kollektor über die Serienschaltung einer erste Induk
tionswicklung 47 und eines Widerstandes 48 mit dem
Schaltungspunkt 20 Verbindung. Die erste Induktions
wicklung 47 ist durch einen mit gestricheltem Linien
zug angedeuteten Eisenkern 49 mit einer zweiten Induk
tionswicklung 50 gekoppelt, die mit ihrem einen Wick
lungsende an der Steuerelektrode eines Thyristors 51 und
mit ihrem anderen Wicklungsende an der Kathode dieses
Thyristors 51 liegt. Die Anoden-Kathoden-Strecke des
Transistors 51 ist der Primärwicklung 5 parallel ge
schaltet. Der im Nebenschluß der Basis-Emitter-Strecke
des Transistors 46 liegende Widerstand 52 dient nur Ent
ladung des Kondensators 45.
Gegenüber der Zündanlage nach Fig. 1 hat diejenige
nach Fig. 2 folgende Wirkungsunterschiede:
Wenn hier die maximal zulässige Drehzahl erreicht wird
und somit der elektronische Schalter 31 in Umschalt
bereitschaft gebracht ist, verursacht die an der Zünd
spule 6 ansteigende Induktionsspannung bei einer für
die Vorrichtung 11 wirkungsmäßig ausreichenden Drehzahl
information einen Wert, bei dem die Zenerdiode 41 durch
bricht und somit die Lieferung eines Impulses an die Basis
des den elektronischen Schalter 31 bildenden Transistors
32 erfolgt, woraufhin der elektronische Schalter 31 Strom
durchlaßzustand annimmt. Dadurch wird die Emitter-Kollektor-
Strecke des weiteren Transistors 37 nichtleitend und
ein Ladestrom für den Kondensator 45 über die Basis-
Emitter-Strecke des Transistors 46 geführt, so daß die
Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 46 kurz
zeitig leitend und über den Widerstand 48 sowie die
Induktionswicklung 47 ein kurzer Stromimpuls geführt
wird. Dieser Stromimpuls wird auf die Induktionswick
lung 50 übertragen, die daraufhin einen Steuerstromfluß
am Thyristor 51 verursacht. Durch die von an der Zünd
spule 6 vorhandene und an der Anoden-Kathoden-Strecke
des Thyristors 51 anliegende Induktionsspannung wird
diese Anoden-Kathoden-Strecke leitend, so daß durch
den jetzt einsetzenden Induktionsstromfluß die Induk
tionsspannung auf einen Wert herabgesetzt wird, der zu
keinem elektrischen Überschlag an der Zündkerze 10 führen
kann. Auch hierbei ist dafür gesorgt, daß einerseits an
der Zündkerze 10 kein Zündfunke entsteht, daß aber ande
rerseits eine brauchbare Drehzahlinformation an die Vor
richtung 11 geliefert wird.
Nach Abklingen der Induktionsspannung wird der Thyristor
51 an seiner Anoden-Kathoden-Strecke wieder nichtleitend.
Die soeben beschriebenen Schaltvorgänge in der Drehzahl
begrenzungsschaltung 28 werden wieder aufgehoben, sobald
der elektronische Unterbrecher 7 und damit auch die Emitter-
Kollektor-Strecke des Transistors 35 in den Stromdruch
laßzustand gesteuert wird. Der Kondensator 45 kann sich
dann durch die Stromdurchlaßzustand annehmende Emitter-
Kollektor-Strecke des weiteren Transistors 37 über den
Widerstand 52 entladen.
Claims (7)
1. Zündanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Zünd
spule, deren Primärwicklung mit einem elektronischen
Unterbrecher eine an eine Stromquelle anschließbare
Serienschaltung bildet und deren Sekundärwicklung mit
wenigstens einer Zündkerze Wirkungsverbindung hat, und
ferner mit einer ein Abbild der Drehzahl zwischen der
Primärwicklung und dem elektronischen Unterbrecher
abgreifenden Vorrichtung, insbesondere einer Anzeige
vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehzahl
begrenzungsschaltung (28) Anwendung findet, welche die
beim Sperren des elektronischen Unterbrechers ( 7) an
der Zündspule (6) entstehende Induktionsspannung zunächst
auf einen für ein wirkungsvolles Abbild der Drehzahl
erforderlichen Wert ansteigen und danach soweit abfallen
läßt, daß an der Zündkerze (10) kein elektrischer Über
schlag (Zündfunke) auftreten kann.
2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der elektronische Unterbrecher (7) ein durch eine
Schutzschaltung (13) gegenüber Überspannung geschützter
Transistor (8) ist, wobei die Schutzschaltung (13) aus
einem im Nebenschluß der Emitter-Kollektor-Strecke
liegenden Spannungsteiler (14, 15) und einem zwischen
dem Abgriff (16) des Spannungsteilers (14, 15) und
der Basis liegenden Schaltglied (17) bestimmter Durch
bruchspannung besteht und wobei ferner die Schutz
schaltung (13) gleichzeitig zur Drehzahlbegrenzung
benutzt wird.
3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich mit Erreichen der maximal zulässigen
Drehzahl in der Drehzahlbegrenzungsschaltung (28) durch
einen Drehzahlüberwacher (29) ein elektronischer Schalter
(31) in Umschaltbereitschaft bringen und mit Erreichen
eines bestimmten Wertes der an der Zündspule (6) ent
stehenden Induktionsspannung über einen von der Schutz
schaltung (12) ausgehenden Schaltzweig umschalten läßt,
woraufhin Mittel (14, 17 bzw. 51) zur Herabsetzung der an
der Zündspule (6) entstehenden Induktionsspannung zur
Wirksamkeit gebracht werden.
4. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Umschaltbereitschaft des elektronischen
Schalters (31) abschalten läßt und zwar vorzugsweise
in Abhängigkeit von der Umsteuerung des elektronischen
Unterbrechers (7) in den Stromdurchlaßzustand.
5. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der elektronische Schalter (31) ein Transistor (32)
ist, der mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke im Neben
schluß der Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Tran
sistors (37) liegt, wobei im Normalfall der den elek
tronischen Schalter (31) bildende Transistor (32) an
seiner Emitter-Kollektor-Strecke nichtleitend und
der weitere Transistor (31) an seiner Emitter-Kollek
tor-Strecke leitend ist.
6. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das der Primärwicklung (5) abgewandte
Ende des Spannungsteilers (14, 15) über die Emitter-
Kollektor-Strecke des weiteren Transistors (31) mit
dem Emitter des den elektronischen Unterbrecher (7)
bildenden Transistors (8) Verbindung hat, daß ferner
der Abgriff (16) des Spannungsteilers (14, 15) über
ein Schaltglied (17) bestimmter Durchbruchsspannung
an der Basis des den elektronischen Schalter (31)
bildenden Transistor (32) liegt und daß schließlich
zwischen der Basis des den elektronischen Schalter
(31) bildenden Transistors (32) und dem Kollektor des
weiteren Transistors (37) ein Rückkopplungswiderstand
(38) eingefügt ist.
7. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das zur Schutzschaltung (13) gehörende
Schaltglied (17) bestimmter Durchbruchsspannung aus
mehreren mit der Kathode dem Abgriff (16) des Span
nungsteilers (14, 15) zugewandten Zenerdioden (41, 42)
besteht, daß ferner der Verbindungspunkt zweier solcher
Zenerdioden (41, 42) mit der Basis des den elektronischen
Schalter (31) bildenden Transistors (32) Verbindung hat
und daß schließlich die Umsteuerung dieses Transistors
(32) in den Stromdurchlaßzustand zum Einschalten eines
Thyristors (51) benutzt wird, der in einem Nebenschluß
zweig der Primärwicklung (5) liegt.
Priority Applications (3)
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DE3304331C2 true DE3304331C2 (de) | 1990-06-07 |
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Family Applications (1)
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1983
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1984
- 1984-02-06 JP JP1851784A patent/JPS59147873A/ja active Granted
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GB2134597B (en) | 1986-10-01 |
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