DE3308446C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Es wurde in der DE-OS 32 15 723 bereits eine in dieser Richtung liegende Zündanlage vorgeschlagen, die jedoch nicht gewährleistet, daß bei eingeschaltetem Strom und nicht in Betrieb genommener Brennkraftmaschine auftretende Störimpulse beliebig viele Zündvorgänge auslösen und dabei Schaden anrichten können.

Es ist eine Zündanlage zu entwickeln, die sicherstellt, daß mögliche Störimpulse auch bei eingeschaltetem Strom und nicht in Betrieb genommener Brennkraftmaschine keine Zündvorgänge auslösen.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Zündanlage wird durch Anwendung der kennzeichnenden Maßnahmen des Hauptanspruches der vorerwähnte Nachteil vermieden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die Realisierung der Erfindung angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die schaltungsmäßige Dar­ stellung einer Zündanlage nach der Erfindung und die

Fig. 2 und 3 Diagramme zur besseren Erklärung der Wir­ kungsweise.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die in Fig. 1 dargestellte Zündanlage soll für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines ebenfalls nicht dar­ gestellten Kraftfahrzeuges bestimmt sein. Diese Zündanlage wird aus einer Gleichstromquelle 1 mit Strom versorgt, wel­ che die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Stromquelle 1 geht von dem Minuspol eine an Masse liegende Leitung 2 und von den Pluspol eine einen Betriebsschalter (Zündschalter) 3 enthaltende Versorgungsleitung 4 aus. Die Versorgungsleitung 4 ist Ausgangspunkt für einen Schaltungs­ zweig, der über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6 zu dem Kollektor eines (npn-)Transistors 7 führt, um sich von dem zugehörigen Emitter zu der Masseleitung 2 fort­ zusetzen. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7 bildet im vorliegenden Fall einen elektronischen Unter­ brecher 8. Die zu der Zündspule 6 gehörende Sekundärwick­ lung 9 ist mit ihrem einen Ende an die zwischen der Pri­ märwicklung 5 und den elektronischen Unterbrecher 8 vor­ handene Verbindung und mit ihrem anderen Ende über eine Zündkerze 10 an die Masseleitung 2 angeschlossen.

Außerdem ist die Versorgungsleitung 4 Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der über einen Strombegrenzungs­ widerstand 11 zu der Anode einer Verpolungsschutzdiode 12 führt, deren Kathode an einen Schaltungspunkt 13 ange­ schlossen ist. Der Schaltungspunkt 13 hat über einen Puf­ ferkondensator 14 mit der Masseleitung 2 Verbindung. Der Pufferkondensator 14 hat eine Zenerdiode 15 im Nebenschluß, deren Anode der Masseleitung 2 zugewandt ist.

Die Zündanlage enthält einen ersten Schwellwertschalter 16 und einen zweiten Schwellwertschalter 17, wobei der erste Schwellwertschalter 16 durch einen Operationsverstärker 18 und der zweite Schwellwertschalter 17 durch einen Operations­ verstärker 19 gebildet wird. Die beiden Operationsverstär­ ker 18, 19 sind an ihren Eingängen parallel geschaltet, d. h. der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 18 ist über eine Verbindung 20 mit dem invertierenden Ein­ gang des Operationsverstärkers 19 und der nicht invertie­ rende Eingang des Operationsverstärkers 18 ist über eine Verbindung 21 nit den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 19 verbunden.

Als Signalgeber findet ein kleiner Wechselstromgenerator 22 Verwendung, dessen eine Anschlußklemme 23 an der Ver­ bindung 20 und dessen anderen Anschlußklemme 24 an der Verbindung 21 liegt.

An dem Operationsverstärker 18 ist der invertierende Ein­ gang über einen Widerstand 25 mit der Masseleitung 2 und der nichtinvertierende Ausgang über einen Mitkopplungs­ widerstand 26 mit den Ausgang verbunden. Außerdem ist an dem Operationsverstärker 19 der invertierende Eingang über einen Widerstand 27 mit dem Schaltungspunkt 13 und der nichtinvertierende Eingang über einen Mitkopplungs­ widerstand 28 mit dem Ausgang verbunden.

Zwischen den Schwellwertschaltern 16, 17 und dem den elek­ tronischen Unterbrechen 8 bildenden Transistor 7 ist eine logische Verknüpfung 29 eingefügt, die mit strichpunk­ tierem Linienzug umrandet ist und über die Verbindung 30 von dem Schaltungspunkt 13 sowie über die Verbindung 31 von der Masseleitung 2 mit Strom versorgt wird. Die logi­ sche Verknüpfung 29 liegt an einem Zeitglied 32, das im bevorzugten Fall durch einen monostabilen Multivibrator 33 gebildet wird. Der monostabile Multivibrator 33 ist mit seinem Eingang an den Ausgang des Operationsverstärkers 19 und außerdem an den Eingang eines UND-Gliedes 34 ange­ schlossen. Der andere Eingang des UND-Gliedes 34 steht mit dem negierten Ausgang des monostabilen Multivibra­ tors 33 und mit dem Takteingang T eines Flip-Flops 36 in Verbindung. Der Ausgang des UND-Gliedes 34 ist an den ei­ nen Eingang eines weiteren UND-Gliedes 37 angeschlossen, wobei dieses UND-Glied 37 noch einen negierten Eingang hat, der an dem Ausgang des Operationsverstärkers 18 liegt. Außerdem hat der Ausgang des Operationsverstärkers 18 noch mit dem Eingang R eines Flip-Flops 38 und dem einen Ein­ gang eines ODER-Gliedes 39 Verbindung. Der andere Eingang des ODER-Gliedes 39 liegt an dem Ausgang Q des Flip- Flops 36, das an seinem Eingang D das Potential der Masse­ leitung 2 hat. Der statische Eingang S des Flip-Flops 36 ist an den Ausgang Q des Flip-Flops 38 angeschlossen. Der Eingang S des Flip-Flops 38 liegt an dem Ausgang des UND- Gliedes 37. Von dem Ausgang des ODER-Gliedes 39 führt eine Verbindung zu der Basis eines (npn-) Treibertransistors 41, dessen Emitter an der Masseleitung 2 und dessen Kollektor sowohl an der Basis des Tansistors 7 als auch über einen Widerstand 42 an den Schaltungspunkt 13 liegt.

Die soeben beschriebene Zündanlage hat folgende Wirkungs­ weise:

In dem Spannungs(U)-Zeit(t)-Diagramm nach Fig. 2 ist anhand des von dem Wechselstromgenerator 22 gelieferten Wechsel­ spannungssignales Ua gezeigt, daß der Einschaltwert Ub des ersten Schwellwertschalters 16 und der Einschaltwert Uc des zweiten Schwellwertschalters 17 wenigstens nahezu gleiche Größe und in bezug auf den Nullwert 0 des Wechselspannungs­ signales Ua gleiche Polarität, nämlich positive Polarität, haben. Somit finden der dem Scheitelwert Ud vorausgehende Kurvenabschnitt Ue zum Einschalten der Schwellwertschalter 16, 17 und der diesem Scheitelwert Ud folgende Kurvenab­ schnitt Uf zum Ausschalten der Schwellwertschalter 16, 17 Verwendung. Dabei soll der Ausschaltwert Ug des ersten Schwellwertschalters 16 in bezug auf den Nullwert 0 des Wechselspannungssignales Ua entgegengesetzte Polarität, im vorliegenden Fall negative Polarität, gegenüber dem Einschalt­ wert Ub dieses Schwellwertschalters 16 haben. Außerdem soll der Ausschaltwert Uh des zweiten Schwellwertschalters 17 in bezug auf den Nullwert des Wechselspannungssignales Ua die gleiche Polarität, im vorliegenden positive Polarität, wie der Einschaltwert Uc dieses Schwellwertschalters 17 haben.

Die Widerstände 25, 26, 27, 28 dienen zur Festlegung der Schalthysterese Ub-Ug bzw. Uc-Uh und deren Lage im Spannungs-Zeit-Diagramm nach Fig. 2.

Wird nun durch das von dem Wechselstromgenerator 22 gelie­ ferte Wechselspannungssignal Ua die Einschaltschwelle Ub des ersten Schwellwertschalters 16 und die Einschaltschwelle Uc des zweiten Schwellwertschalters 17 überschritten, so wer­ den diese Schwellwertschalter 17, 16 eingeschaltet, d. h., daß ihre Ausgänge nahezu Massepotential zur Verfügung stel­ len. Dadurch wird am Ausgang des ODER-Gliedes 39 ein 0-Sig­ nal geliefert, das die Emitter-Kollektor-Strecke des Tran­ sistors 41 in den Sperrzustand und die Emitter-Kollektor- Strecke des Transistors 7 in den Stromdurchlaßzustand steu­ ert. Demzufolge wird jetzt Strom über die Primärwicklung 5 geführt und in der Zündspule 6 Energie für den nächsten Zünd­ vorgang gespeichert. Unterschreitet das Wechselspannungssig­ nal Ua die Ausschaltschwelle Uh des zweiten Schwellwertschal­ ters 17, so wird dieser Schwellwertschalter 17 ausgeschaltet und an seinem Ausgang positives Potential zur Verfügung ge­ stellt. Dadurch wird das Zeitglied 32 gesetzt, was dort an dem negierten Ausgang ein 0-Signal zur Folge hat. Somit wird das UND-Glied 34 an seinem mit dem Schwellwertschalter 17 verbundenen Eingang mit einem 1-Signal und an seinem mit dem Ausgang des Zeitgliedes 32 verbundenem Eingang mit einem 0-Signal beaufschlagt, weshalb das UND-Glied 34 weiterhin an seinem Ausgang ein 0-Signal abgibt. Daher bleibt auch an dem Ausgang des UND-Gliedes 37, dem Ausgang Q des Flip-Flops 38 und an dem Ausgang Q des Flip-Flops 36 ein 0-Signal wirk­ sam, weshalb das ODER-Glied 39 von hier aus keine Beeinflus­ sung erfährt.

Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wird dann das Wech­ selspannungssignal Ua schließlich die Ausschaltschwelle Ug des ersten Schwellwertschalters 16 unterschreiten, so daß dann das dort am Ausgang zur Verfügung gestellte 1-Signal über das ODER-Glied 39 an die Basis des Transistors 41 gelangen und somit die Emitter-Kollektor-Strecke des Transi­ stors 41 in den Stromdurchlaßzustand, dagegen die Emitter- Kollektor-Strecke des Transistors 7 in den Sperrzustand steuern kann, woraufhin der über die Primärwicklung 5 ge­ führte Strom unterbrochen und in der Sekundärwicklung 9 ein Hochspannungsstoß erzeugt wird, der an der Zündkerze 10 einen elektrischen Überschlag (Zündfunken) zur Folge hat.

Schließlich läuft im Normalfall dann im Zeitpunkt t2 auch die instabile Zeit des im Zeitpunkt t1 gesetzten Zeitglie­ des 32 ab, was bedeutet, daß an beiden Eingängen des UND- Gliedes 34 ein 1-Signal liegt, weshalb jetzt dort auch am Ausgang ein 1-Signal auftritt. Dieses 1-Signal kann aber nicht über das UND-Glied 37 gelangen, weil der andere Ein­ gang dieses UND-Glied auf 0-Signal hält. Die hintere Flanke des an dem Zeitglied 32 entstehenden Impulses wirkt auch auf den Takteingang T des Flip-Flops 36, der aber nur ein 0-Sig­ nal an dem Ausgang Q zur Folge hat, was keinen Einfluß auf die Transistoren 41, 7 hat.

Für den Fall, daß die Brennkraftmaschine "abgewürgt", d. h. durch Überlastung zun Stillstand gebracht wird, und das Wechselspannungssignal Ua den Ausschaltwert Ug des ersten Schwellwertschalters 16 noch nicht erreicht hat, so tritt auch an dem Eingang des UND-Gliedes 37 ein 1-Signal auf, was im Zeitpunkt t2 an dem Ausgang dieses UND-Gliedes 37, an dem Ausgang Q des Flip-Flops 38 und somit auch an dem Eingang S des Flip-Flops 36 ein 1-Signal zur Folge hat, wo­ raufhin das 1-Signal auch an dem Ausgang Q des Flip-Flops 36 auftritt. Dieses 1-Signal kann über das ODER-Glied 39 an die Basis des Transistors 41 gelangen, so daß die Emit­ ter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 41 leitend, dagegen die den elektronischen Unterbrecher 8 bildende Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7 nichtleitend wird und der Zündfunke jetzt an der Zündkerze 10 erzeugt wird.

Der vorerwähnte Sperrzustand an dem elektronischen Unter­ brecher 8 bleibt bei eingeschalteter Zündanlage, jedoch nicht wieder in Betrieb genommener Brennkraftmaschine aufrecht­ erhalten, so daß nicht über eine unzulässig lange Dauer Strom über die Primärwicklung fließen und somit die Zündspule 6 durch Überhitzung Schaden erleiden kann.

Hätte man (wie bei der Zündanlage nach der DE-OS 32 15 728 auf die Glieder 36, 37 und 38 verzichtet und den Ausgang des UND-Gliedes 34 unmittelbar an den einen Eingang des ODER-Gliedes 39 gelegt, so könnten Störimpulse, Ui, von denen einer in Fig. 3 gezeigt ist, beliebig viele Zünd­ vorgänge auslösen, wenn, wie es jetzt der Fall ist, die Zündanlage eingeschaltet, die Brennkraftmaschine aber nicht in Betrieb genommen ist. Durch die erfindungsgemäße Verknüpfung 29 wird zwar durch jeden dieser Störimpulse Ui der Schwellwertschalter 17 eingeschaltet und anschließend das Zeitglied 32 gesetzt, woraufhin aber dann, wenn die hintere Flanke des von dem Zeitglied 32 gelieferten Impulses an den Takteingang T des Flip-Flops 36 gelangt, immer nur sowohl an dem Ausgang Q des Flip-Flops 36 und somit auch an der Basis des Transistors 41 ein 1-Signal anliegt, das die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 41 weiter­ hin in den leitenden Zustand und somit den elektroni­ schen Unterbrecher 8 in den Sperrzustand hält. Solche Stör­ impulse Ui üben daher keinen Einfluß mehr auf den elektro­ nischen Unterbrecher 8 aus. Der vorerwähnte Zustand wird erst aufgehoben, wenn das Wechselspannungssignal Ua wieder den Schwellwert Ug des ersten Schwellwertschalters 16 er­ reicht, und zwar weil dann an dem negierten Eingang des UND-Gliedes 37 ein 0-Signal und an dem Eingang R des Flip- Flops 38 ein 1-Signal zur Wirkung kommt, woraufhin der Ausgang Q des Flip-Flops 38 ein 0-Signal an den Eingang S des Flip-Flops 36 liefert und das 0-Signal am Eingang D bei jeder Beaufschlagung des Takteinganges T an den Ausgang Q des Flip-Flops 36 durchgeschoben wird. Daher kann bei Nor­ malbetrieb von dort aus keine Beeinflussung des Transi­ stors 41 und somit auch keine Beeinflussung des elektroni­ schen Unterbrechers 8 erfolgen.

Claims (3)

1. Zündanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Zünd­ spule, deren Primärwicklung mit einem elektronischen Unterbrecher eine an eine Stromquelle anschließbare Serien­ schaltung bildet, mit einem ersten und einem zweiten Schwellwertschalter, die beide eingangsseitig in Parallel­ schaltung an einem gemeinsamen Wechselstromgenerator liegen und im eingeschalteten Zustand Stromdurchlaß an den Unterbrecher zur Folge haben und mit einem von dem Wechselstromgenerator gelieferten Wechselspannungssignal, von dem (in bezug auf den Kurvenverlauf im Spannungs-Zeit- Diagramm) der einem Scheitelwert vorausgehende Kurven­ abschnitt zum Einschalten der Schwellenwertschalter und der diesem Scheitelwert folgende Kurvenabschnitt zum Ausschalten der Schwellwertschalter Verwendung findet, wobei im Normalfall die Umsteuerung des elektronischen Unterbrechers in den Sperrzustand durch den ersten Schwellwertschalter erfolgt und bei Ausbleiben dieser Umsteuerung der Unterbrecher durch den zweiten Schwell­ wertschalter in Verbindung mit einem Zeitglied in den Sperrzustand gebracht wird und wobei ferner in bezug auf den Nullwert des Wechselspannungssignals der Einschalt­ wert und der Ausschaltwert des ersten Schwellwertschalters entgegengesetzte Polarität haben, wogegen der Ein­ schaltwert und der Ausschaltwert des zweiten Schwellwert­ schalters hinsichtlich der Polarität mit derjenigen des Einschaltwertes am ersten Schwellwertschalter überein­ stimmen, dadurch gekennzeichnet daß eine logische Ver­ knüpfung (29) vorgesehen ist, die, wenn die Zündanlage unter Strom steht, die Brennkraftmaschine nicht in Be­ trieb ist und der zweite Schwellwertschalter (17) in Verbindung mit dem Zeitglied (32) den elektronischen Unterbrecher (8) in den Sperrzustand gebracht hat, den Unterbrecher (8) so lange gesperrt hält, bis der erste Schwellwertschalter (16) wieder ein Signal (Ug) für die Sperrung des Unterbrechers (8) liefert.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Verknüpfung (29) an die Ausgänge der beiden Schwellwertschalter (16, 17) und an den Ausgang des Zeitgliedes (32) angeschlossen ist.

3. Zündanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die logische Verknüpfung (29) einen takt­ gesteuerten Flip-Flop (36) enthält und zur Taktsteue­ rung die Hinterflanke (Uh) des von dem Zeitglied (32) gelieferten Impulses Verwendung finden.