DE3714155A1

DE3714155A1 - Kraftfahrzeug-zuendsysteme

Info

Publication number: DE3714155A1
Application number: DE19873714155
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Iwasaki
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1987-04-28
Publication date: 1987-11-26
Also published as: CA1301824C; GB8710119D0; DE3714155C2; US4733646A; JP2570225B2; GB2189840A; GB2189840B; JPS6336062A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Zündsysteme für Kraftfahrzeuge und insbesondere auf ein Mehrfachfunken-Zünd system, das eine Reihe von Zündfunken an Funkenstrecken einer Brennkraftmaschine in geeigneter zeitlicher Aufeinanderfolge während einer geforderten Zündzeit erzeugt, die als die Ab laufzeit definiert ist, während der an der Funkenstrecke mehrere Zündfunken entstehen.

In einem herkömmlichen Mehrfachfunken-Zündsystem, das in der US-PS 34 89 129 offenbart ist, enthält eine Ladeschaltung für das Laden eines Zündkondensators aus einem Gleichspannungs wandler einen Widerstand und einen als Ladeschalter einge setzten ersten Thyristor. Eine Entladeschaltung für das Ent laden des Zündkondensators über die Primärwicklung eines Zündtransformators enthält einen als Entladeschalter einge setzten zweiten Thyristor. Nach dem Einschalten des ersten Thyristors fließt aus dem Gleichspannungswandler über den Widerstand und den ersten Thyristor ein Ladestrom zu dem Zündkondensator über eine Zeitdauer, die durch die Zeitkon stante der Kombination aus dem Zündkondensator und dem Wider stand bestimmt ist. Daher kann infolge der Thyristoreigen schaften der als Ladeschalter benutzte erste Thyristor bis zu der Verringerung des über den ersten Thyristor fließenden Stroms nicht abschalten. Das Abschalten des Thyristors er folgt unter der Bedingung, daß über den Thyristor ein sehr schwacher Strom fließt oder daß an den Thyristor eine Sperr spannung angelegt wird. Daher wird die Zeitspanne für das Laden des Zündkondensators viel länger, so daß der Zeitpunkt für das Entladen des Zündkondensators über die Primärwicklung des Zündtransformators verzögert wird, wodurch die Einschalt dauer der Mehrfachfunken verkürzt wird.

Ferner wird bei dem herkömmlichen Zündsystem die Aufeinander folge des Schaltens der Ladeschaltung und der Entladeschal tung für den Zündkondensator zeitlich durch einen Oszillator gesteuert, der ohne Berücksichtigung der Zustände der Thy ristoren mit einer vorbestimmten Frequenz schwingt.

Falls der erste Thyristor als Ladeschalter betrieben wird, könnte daher dieser durch den Oszillator trotz des Einschalt zustands des zweiten Thyristors eingeschaltet werden, der gerade als Entladeschalter betrieben wird. Dies ist auf die bei dem Auftreten einer Fehlzündung an der Zündkerze ent stehende Einschaltdauer des zweiten Thyristors zurückzufüh ren. Dabei wird die Primärwicklung des Zündtransformators direkt mit der Gleichspannung aus dem Gleichspannungswandler gespeist, wodurch der Gleichspannungswandler völlig entladen wird. Darauffolgend ist die Erholungszeit des Gleichspan nungswandlers für die Wiedererlangung der vorbestimmten Zünd spannung viel länger, wobei während dieser Erholungszeit an der Zündkerze kein Zündfunken erzeugt werden kann.

Bei dem herkömmlichen Mehrfachfunken-Zündsystem ist die Zünd dauer bzw. Zündzeit auf einen vorbestimmten Wert festgelegt und von der Maschinendrehzahl unabhängig. Zum Stabilisieren bzw. Vergleichmäßigen der Verbrennung in der Maschine und zum Verringern des Verbrauchs elektrischer Energie ist eine Steuerung der Zündzeit entsprechend der Drehzahl erforder lich. Beispielsweise müßte bei einer Verringerung der Maschi nendrehzahl die Zündzeit verlängert werden, da bei niedrigen Drehzahlen das komprimierte Luft-Brennstoff-Gemisch in der Brennkammer der Maschine infolge geringer Gemischverwirbe lungsgeschwindigkeit oder niedriger Temperatur der Brennkam mer schwerer zu zünden ist. Im Gegensatz dazu müßte bei einem Anstieg der Maschinendrehzahl die Zündzeit verkürzt werden, da bei hoher Maschinendrehzahl infolge der hohen Temperatur in der Brennkammer das komprimierte Luft-Brennstoff-Gemisch in der Brennkammer der Maschine leichter zu zünden ist.

Darüberhinaus ist bei dem herkömmlichen Mehrfachfunken-Zünd system und insbesondere dem Mehrfachfunken-Zündsystem, bei dem der Zündkondensator benutzt wird, der Zündtransformator ein Luftspalt-Transformator mit hoher Streuinduktivität. Der Transformator mit einem Luftspalt wird üblicherweise in einem Zündsystem mit induktiver Entladung benutzt, bei dem die Zündenergie in Form magnetischer Energie in dem Luftspalt gespeichert wird. Der Transformator in dieser besonderen Ausführung wird häufig als ein Teil eines Zündsystems mit kapazitiver Entladung benutzt, das den vorstehend beschrie benen Zündkondensator enthält. Der Transformator wird aus wirtschaftlichen Erwägungen eingesetzt.

In dem Zündsystem mit induktiver Entladung ist der Luftspalt für die Energiespeicherung notwendig. Andererseits ist in Zündsystemen mit kapazitiver Entladung, bei denen der Zünd kondensator benutzt wird, der Luftspalt für die Energiespei cherung nicht erforderlich, da der Transformator in dieser besonderen Betriebsart statt als Energiespeicher als Ener gieübertrager wirkt. Allerdings wird bei den Zündsystemen mit kapazitiver Entladung eine durch einen geeignet bemessenen Luftspalt hervorgerufene Streuinduktivität des Zündtransfor mators benötigt, da der durch die Primärwicklung des Zünd transformators fließende Primärstrom durch die Resonanz der Streuinduktivität mit der Kapazität des Zündkondensators hervorgerufen wird. Daher kann mit dem richtigen Wert der Streuinduktivität der richtige Wert des Funkenstroms erreicht werden (als Auswirkung des Primärstroms). Es ist jedoch anzu merken, daß diese Abhängigkeit von der Streuinduktivität Nachteile hinsichtlich der Größe des Transformators mit sich bringt, da die Spannung an der Primärwicklung selbst während der Erhalteperiode zu hoch ist. Dies bedeutet, daß ein Kern mit großem Querschnitt erforderlich ist.

Falls der für die Nutzung der Streuinduktivität des Zünd transformators bei dem System mit kapazitiver Entladung ge nutzte Luftspalt weggelassen wird, entsteht ein anderes Prob lem durch die geringe Streuinduktivität: Der Primärstrom ist zu stark und die Funkendauer für einen Einzelimpuls ist zu kurz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung der vorangehend genannten und anderer Mängel herkömmlicher Zünd systeme ein Kraftfahrzeug-Zündsystem zu schaffen, das in einer erforderlichen Zündzeit ein höheres Einschaltverhältnis der Mehrfach-Funkenentladung ermöglicht.

Ferner soll mit der Erfindung ein Zündsystem geschaffen wer den, bei dem die Zündzeit entsprechend der Maschinendrehzahl gesteuert wird, um die Verbrennung in der Maschine gleich mäßig zu halten und den elektrischen Energieverbrauch zu senken.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein Zündsystem geschaffen werden, bei dem ein klein bemessener Zündtransformator einge setzt werden kann, und insbesondere ein Zündsystem ohne mechanischen Verteiler, bei dem kein Hochspannungsverteiler erforderlich ist.

Zur Lösung der Aufgabe hat das erfindungsgemäße Zündsystem einen Gleichspannungswandler als Gleichstromquelle, einen an den Gleichstromwandler anschließbaren Zündkondensator, einen mit seiner Primärwicklung an den Zündkondensator anschließ baren Zündtransformator, eine an die Sekundärwicklung des Zündtransformators angeschlossene Zündkerze, eine Ladeschal tung für das Laden des Zündkondensators aus dem Gleichspan nungswandler, eine Entladeschaltung für das Entladen des Zündkondensators über die Primärwicklung des Zündtransfor mators und eine Steuerschaltung für das Schalten der Lade schaltung und der Entladeschaltung in geeignet zeitlich ge steuerter Aufeinanderfolge innerhalb der erforderlichen Zündzeit, wobei der Gleichspannungswandler einen Kondensator großer Kapazität für das Speichern ausreichender Energie in Form einer geregelten Gleichspannung enthält. Die Ladeschal tung hat eine erste Drossel und einen als Ladeschalter betriebenen ersten Thyristor, während die Entladeschaltung eine Drosselspule und einen als Entladeschalter betriebenen zweiten Thyristor enthält. Der Zündtransformator, dessen Primärwicklung mit der Drosselspule verbunden ist, ist ein Transformator mit geringer Streuinduktivität, bei dem zwi schen einander entgegengesetzten Flächen des Zündtransfor matorkerns kein Luftspalt vorgesehen ist; die Steuerschaltung enthält eine Zündzeit-Bestimmungsschaltung für das Festlegen der Zünddauer entsprechend der Maschinendrehzahl sowie auch eine Detektoreinrichtung für das Ermitteln des Ausschaltzu stands der Entladeschaltung und das Erzeugen eines Steuer signals für die Ladeschaltung nach dem Ermitteln des Aus schaltzustands des zweiten Thyristors.

Bei dem erfindungsgemäßen Zündsystem kann daher das Ein schaltverhältnis bei der Mehrfach-Funkenentladung weitaus höher sein da der Zündkondensator über die erste Drossel und den ersten Thyristor der Ladeschaltung geladen wird. Dies ist deshalb der Fall, weil der über den ersten Thyristor fließen de Strom impulsförmig ist, wodurch dieser Strom plötzlich derart abfällt, daß der erste Thyristor abgeschaltet bzw. gesperrt wird. Darüberhinaus ist die Spannung an dem ersten bzw. Zündkondensator, der aus dem Gleichspannungswandler über die erste Drossel und den ersten Thyristor geladen wird, infolge der Induktivität der ersten Drossel höher als die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers, wodurch der erste Thyristor eine Sperrspannung erhält und damit zum sofortigen Abschalten vorgespannt wird.

Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Zündsystem die Ansteue rung der Ladeschaltung und der Entladeschaltung in der zeit lich richtig gesteuerten Aufeinanderfolge sofort nach dem Abschalten der Entladeschaltung beginnen. Daher muß keine lange Zeitdauer für das Berücksichtigen der Wahrscheinlichkeit vor gesehen werden, daß die Entladeschaltung ausgeschaltet ist. Ferner wird ein gleichzeitiges Einschalten der Ladeschaltung und der Entladeschaltung verhindert.

Mit dem erfindungsgemäßen Zündsystem wird auch die Verbren nung in der Maschine gleichmäßig gehalten und der Verbrauch an elektrischer Energie verringert, da durch die Steuerschal tung die Zündzeit für die Mehrfachentladung entsprechend der Maschinendrehzahl gesteuert wird.

In dem erfindungsgemäßen Zündsystem wird ein klein bemessener Zündtransformator mit geringer Streuinduktivität verwendet. Dies ist infolge der Benutzung der Drosselspule möglich, wodurch der Funkenstrom für die Zündkerze durch Entladen des Zündkondensators über die Drosselspule mit ungefähr folgender Resonanzfrequenz erfolgt:

fi = 1/2 π,

wobei L die Induktivität der Drosselspule ist und C die Kapazität des Zündkondensators ist. Ferner ergibt sich ein Spitzenwert Ip des Funkenstroms ungefähr aus folgender Gleichung:

Ip = A × V/;

dabei ist V die Ladespannung des Zündkondensators, während A das Windungsverhältnis des Zündtransformators ist.

Daher fließt infolge der Kombination der Drosselspule mit dem Transformator geringer Streuinduktivität der Funkenstrom über eine vorbestimmte Zeitdauer, die durch die Resonanzfrequenz bestimmt ist, wobei der Spitzenwert des Funkenstroms durch die Induktivität der Drosselspule begrenzt ist, wodurch der Zündtransformator in dem erfindungsgemäßen Zündsystem keine hohe Streuinduktivität für das Speichern elektromagnetischer Energie haben muß. Der Zündtransformator in dem erfindungs gemäßen Zündsystem wirkt lediglich als Vorrichtung zum Über tragen der Energie, wobei eine Querschnittsfläche S des Kerns des Zündtransformators durch folgende Gleichung gegeben ist: S = E/2fi × N × Bm; darin ist E die angelegte Spannung, N die Windungsanzahl der Primärwicklung des Zündtransformators und Bm die Magnetflußdichte im Kern des Zündtransformators. In folgedessen ist die Querschnittsfläche des Kerns umgekehrt proportional zu der Resonanzfrequenz, so daß dadurch die erforderlichen Abmessungen des Transformators durch Erhöhen der Resonanzfrequenz verringert werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schaltbild, das Schaltungselemente des Zünd systems sowie deren Verbindungen zeigt.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten einer Zündzeit-Bestimmungsschal tung gemäß Fig. 1.

Fig. 3A bis 3D zeigen Kurvenformen von Spannungen an ver schiedenen Schaltungspunkten in der Schaltung nach Fig. 2.

Fig. 4A bis 4I zeigen Kurvenformen von Spannungen an ver schiedenen Schaltungspunkten in einer Wiederkehr frequenz-Steuerschaltung nach Fig. 1.

Fig. 5 zeigt Einzelheiten einer ersten Treiberschaltung nach Fig. 1.

Fig. 6 zeigt Einzelheiten einer zweiten Treiberschaltung nach Fig. 1.

Fig. 7A bis 7H zeigt Kurvenformen von Spannungen und Strömen an verschiedenen Stellen der Schaltung nach Fig. 1.

Fig. 8A bis 8D zeigen Kurvenformen von Spannungen und Strömen an verschiedenen Stellen der Schaltung nach Fig. 1.

Fig. 9 zeigt Einzelheiten eines in Fig. 1 gezeigten Zünd transformators.

Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform einer in Fig. 1 gezeigten Detektorschaltung.

Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Ver bindungen zwischen einer Treiberschaltung, einem zweiten Thyristor und einer Detektorschaltung.

Fig. 12 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 11.

Fig. 13 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Wiederkehrfrequenz-Steuerschaltung.

Fig. 14A bis 14H zeigen Kurvenformen von Spannungen an verschiedenen Schaltungspunkten in der in Fig. 13 gezeigten Wiederkehrfrequenz-Steuerschaltung.

Fig. 15 zeigt eine erste Abwandlungsform einer in Fig. 1 gezeigten Entladeschaltung.

Fig. 16A bis 16G zeigen Kurvenformen von Spannungen und Strömen an verschiedenen Stellen der in Fig. 15 gezeigten Entladeschaltung.

Fig. 17 ist der Fig. 15 gleichartig und zeigt eine zweite Abwandlungsform der Entladeschaltung.

Fig. 18A bis 18H zeigen Kurvenformen von Spannungen und Strömen an verschiedenen Stellen der in Fig. 17 gezeigten Entladeschaltung.

Fig. 19 ist der Fig. 15 gleichartig und zeigt eine dritte Abwandlungsform der Entladeschaltung.

Fig. 20A bis 20G zeigen Kurvenformen von Spannungen und Strömen an verschiedenen Stellen der in Fig. 19 gezeigten Entladeschaltung.

Fig. 21 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Pufferschaltung sowie deren Anschlüsse.

Fig. 22A bis 22G zeigen Kurvenformen von Spannungen und Strömen an verschiedenen Stellen der Pufferschaltung nach Fig. 21.

Fig. 23 veranschaulicht die Funktion der in Fig. 21 gezeigten Pufferschaltung.

Fig. 24 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Pufferschaltung sowie deren Anschlüsse.

Fig. 25A bis 25H zeigen Kurvenformen von Spannungen und Strömen an verschiedenen Stellen der Pufferschaltung nach Fig. 24.

Fig. 26 zeigt den Verlauf einer Spannung an einem in Fig. 15 gezeigten Zündkondensator.

Fig. 27 veranschaulicht die Funktion der in Fig. 24 gezeig ten Pufferschaltung.

Fig. 28 ist ein Schaltbild, das Schaltungselemente eines Zündsystems einer Vierzylindermaschine mit nicht mechanischer Verteilung sowie die Verbindungen der Schaltungselemente zeigt.

Fig. 29 zeigt Einzelheiten einer Zylinderwählschaltung 155 nach Fig. 28.

Fig. 30A bis 30G zeigen Kurvenformen von Spannungen an ver schiedenen Stellen der Zylinderwählschaltung nach Fig. 29.

In der Zeichnung sind in den verschiedenen Figuren durch gehend mit gleichen Bezugszeichen identische oder einander entsprechende Teile bezeichnet; im einzelnen zeigt die Fig. 1 ein Kraftfahrzeug-Zündsystem mit einem Gleichspannungswandler 10, der als Gleichstromquelle wirkt, einem Zündtransformator 11 mit einer Primärwicklung 12 und einer Sekundärwicklung 13, einer an die Sekundärwicklung 13 angeschlossenen Zündkerze 14, einem elektrisch mit der Primärwicklung 12 verbundenen Zündkondensator 15, einer Ladeschaltung 16 für das Laden des Zündkondensators 15 aus dem Gleichspannungswandler 10, einer Entladeschaltung 17 für das Entladen des Zündkondensators 15 über die Primärwicklung 12 und einer Steuerschaltung 18 für das Schalten der Ladeschaltung 16 und der Entladeschaltung 17 in zeitlich richtig gesteuerter Aufeinanderfolge während einer geforderten Zündzeit. Mit 19, 20 und 21 sind jeweils eine Batterie für das Speisen des Gleichspannungswandlers 10 und der Steuerschaltung 18 (mit 12V), ein Zündschalter bzw. ein Unterbrecherkontakt bezeichnet.

Der Gleichspannungswandler 10 enthält einen Schwingdrossel- Wechselrichter 22, eine Diode 23 und einen ersten Kondensator 24 mit hoher Kapazität von beispielsweise 100 µF. Der Gleichspannungswandler 10 speichert eine vorbestimmte Spannung von üblicherweise 400V, die infolge der Funktion des Wechsel richters 22 höher als die Spannung der Batterie 19 ist. Die Spannung an dem ersten Kondensator 24 wird auf einen vor bestimmten Wert eingeregelt, da die Spannung an dem ersten Kondensator 24 über eine Gegenkopplungsleitung 25 zu dem Wechselrichter 22 zurückgeführt wird. Daher wird bei einem Abfall der Spannung an dem ersten Kondensator 24 der Wechsel richter 22 durch das Gegenkopplungssignal derart gesteuert, daß die Spannung an dem ersten Kondensator 24 ergänzt bzw. angehoben wird. An einem Schaltungspunkt 26 liegt eine Aus gangsspannung V 26 des Gleichspannungswandlers 10 an.

Die Ladeschaltung 16 enthält eine erste Drossel 27 mit der Induktivität 100 µH, einen als Ladeschalter dienenden ersten Thyristor 28 sowie einen Kondensator 29 und einen Widerstand 30 für das Erhöhen des Störabstands bei der Ansteuerung des ersten Thyristors 28.

Die Entladeschaltung 17 enthält eine Drosselspule 31 mit der Induktivität 1 mH, einen zweiten Thyristor 32, eine Diode 33 sowie einen Kondensator 34 und einen Widerstand 35 für das Erhöhen des Störabstands bei der Ansteuerung des zweiten Thyristors 32 und bei der Erfassung des Ein- oder Ausschalt zustands des zweiten Thyristors 32.

Die Steuerschaltung 18 enthält eine Zündzeit-Bestimmungs schaltung 36 für das Festlegen einer erforderlichen Zündzeit bzw. Zünddauer, eine Detektorschaltung 37 für das Erfassen des Ein- oder Ausschaltzustands des zweiten Thyristors 32, eine Wiederkehrfrequenz-Steuerschaltung 38 für das Schalten der Ladeschaltung 16 und der Entladeschaltung 17 in geeignet zeitlich gesteuerter Aufeinanderfolge während der erforder lichen Zündzeit, eine erste Treiberschaltung 38′ zur Ansteue rung des ersten Thyristors 28 und eine zweite Treiberschal tung 39 zur Ansteuerung des zweiten Thyristors 32.

Gemäß Fig. 2 enthält die Zündzeit-Bestimmungsschaltung 36 eine Eingangsschutz-Filterschaltung 40, einen Inverter 41, eine monostabile Kippstufe 42, einen Sägezahngenerator 43, eine Spitzenwert-Halteschaltung 44, einen Spannungsfolger 45, einen Spannungsteiler 46, einen Vergleicher 47, eine Spitzen wert-Wechselschaltung 48 und eine externe Zündwinkel-Steuer einheit 49 für das Steuern des Ausgangssignals des Spannungs teilers 46 entsprechend einem externen Befehlssignal, welches seinerseits entsprechend einem Maschinenbetriebszustand wie beispielsweise der Maschinentemperatur, den Belastungsbe dingungen und dergleichen geändert wird.

An einem Schaltungspunkt 50 erzeugt der Unterbrecherkontakt 21 ein Signal V 50 gemäß Fig. 3A. Die Periode T des Signals V 50 ist durch folgende Gleichung gegeben: T = 120/nm (s), wobei n die Maschinendrehzahl in Umdrehungen/min ist und m die Anzahl der Zylinder ist.

Während der Periode T hat das Signal V 50 während einer Zeit TA hohen Pegel, wenn der Unterbrecherkontakt 21 geöffnet ist, und während einer Zeit TB niedrigen Pegel, wenn der Unter brecherkontakt 21 geschlossen ist.

Die Anstiegsflanke des Signals V 50 auf den hohen Pegel be stimmt den Anfangszeitpunkt der Zündzeit, während die Periode T des Signals V 50 zur Maschinendrehzahl umgekehrt proportio nal ist.

Das Signal V 50 wird über die Filterschaltung 40 und den Inverter 41 an die monostabile Kippstufe 42 und die Spitzen wert-Löschschaltung bzw. -Wechselschaltung 48 angelegt. Wenn das Signal V 50 auf den hohen Pegel ansteigt, erzeugt die monostabile Kippstufe 42 an einem Schaltungspunkt 51 eine Triggerspannung V 51 gemäß Fig. 3B. Damit beginnt auf das Auftreten des Signals V 50 hin der Sägezahngenerator 43 den Kondensator 52 mit einer vorbestimmten Zeitkonstante zu laden. Als Ladespannung des Kondensators 52 entsteht an einem Schaltungspunkt 53 eine Spannung V 53. Diese Spannung steigt gemäß Fig. 3C entsprechend der Ablaufzeit des Signals V 50 an. Die Spannung V 53 wird an den invertierenden Eingang des Vergleichers 47 angelegt.

An einem Kondensator 54 der Spitzenwert-Halteschaltung 44 wird der Spitzenwert einer vorangehenden Spannung V 53 gespei chert, wodurch an einem Schaltungspunkt 55 eine Spannung V 55 gemäß Fig. 3C erzeugt wird. Die Spannung V 55 wird über den Spannungsfolger 45 dem Spannungsteiler 46 zugeführt. Der Spannungsteiler 46 teilt die Spannung V 55 auf 10 bis 15% herunter und gibt an einem Schaltungspunkt 56 eine Spannung V 56 ab.

Der Vergleicher 47 vergleicht die Spannung V 56 mit der Span nung V 53 und erzeugt an einem Schaltungspunkt 57 ein Zünd zeitsignal V 57, bis die Spannung V 56 höher als die Spannung V 53 wird. Die Dauer TD des in Fig. 3D gezeigten Zündzeitsig nals V 57 ist die geforderte Zünddauer bzw. Zündzeit. Die Zündzeit TD ist zur Periode T proportional und folgendermaßen gegeben: TD = KT, wobei K das Teilungsverhältnis des Span nungsteilers (mit 10 bis 15%) ist.

Wenn das Signal V 50 nicht mehr den hohen Pegel hat, wird ein Transistor 58 in der Spitzenwert-Wechselschaltung 48 durch geschaltet, wodurch die Spannung V 55 aufgehoben und über einen Spitzenwertdetektor 59 aus einem Rechenverstärker 60 und einer Diode 61 durch die Spannung V 53 ersetzt wird, bis das Signal V 50 gemäß Fig. 3A wieder den hohen Pegel erreicht. Wenn der hohe Pegel des Signals V 50 auftritt, wird der Tran sistor 58 gesperrt, so daß daher die Spannung V 55 auf dem Spitzenwert der Spannung V 53 gehalten wird. Die Zündzeit- Bestimmungsschaltung 36 erzeugt das Zündzeitsignal V 57 in genauer Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl, da das Zündzeitsignal V 57 auf dem Signal V 50 beruht, welches die Maschinendrehzahl anzeigt.

Die in Fig. 1 gezeigte Wiederkehrfrequenz-Steuerschaltung 38 enthält monostabile Kippstufen 62, 63 und 64 für das Erzeugen von Triggersignalen bei dem Aufnehmen der Anstiegsflanke eines Eingangssignals, eine Verzögerungsschaltung 65 für das Verzögern der Abfallflanke eines Eingangssignals, Verzöge rungsschaltungen 66 und 67 für das Verzögern der Anstiegs flanken von Eingangssignalen, ein ODER-Glied 68 und ein UND- Glied 69.

Das Zündzeitsignal V 57 am Ausgang der Bestimmungsschaltung 36 wird an die monostabile Kippstufe 62 und an einen Eingang des UND-Glieds 59 angelegt. Die monostabile Kippstufe 62 spricht auf die Anstiegsflanke des Zündzeitsignals V 57 an und erzeugt an einem Schaltungspunkt 70 gemäß Fig. 1 eine Ausgangstrig gerspannung V 70 gemäß Fig. 4B.

Die Triggerspannung V 70 wird über das ODER-Glied 68 an das UND-Glied 69 angelegt. Das UND-Glied 69 gibt ein Triggersig nal V 71 gemäß Fig. 4C ab. Dieses Triggersignal V 71 schaltet über die zweite Treiberschaltung 39 den zweiten Thyristor 32. Die Verzögerungsschaltung 65 nimmt an einem Schaltungspunkt 72 ein Ausgangssignal V 72 auf. Gemäß Fig. 4D hat das Aus gangssignal V 72 hohen Pegel, wenn der zweite Thyristor 32 gesperrt ist, während es andererseits auf niedrigen Pegel abfällt, wenn der zweite Thyristor 32 durchgeschaltet wird. Die Verzögerungsschaltung 62 spricht auf die abfallende Flanke des Ausgangssignals V 72 an und erzeugt gemäß Fig. 4E an einem Ausgang 73 ein Signal V 73 mit einer zeitlichen Verzögerung td1. Die Verzögerungsschaltung 66 spricht auf die Anstiegsflanke des Signals V 73 an und erzeugt gemäß Fig. 4F an einem Ausgang 74 ein Signal V 74 mit einer Zeitverzögerung td2. Das Signal V 74 wird an die monostabile Kippstufe 64 und die Verzögerungsschaltung 67 angelegt. Die monostabile Kipp stufe 64 erzeugt an einem Schaltungspunkt 75 ein Triggersig nal V 75 mit einer Impulsbreite tw3. Dieses Triggersignal V 75 steuert über die erste Treiberschaltung 38′ den ersten Thyristor 28.

Die Verzögerungsschaltung 67 spricht auf die Anstiegsflanke des Signals V 74 an und erzeugt gemäß Fig. 4H an einem Schal tungspunkt 76 ein Signal V 76 mit einer Zeitverzögerung td3. Das Signal V 76 wird an die monostabile Kippstufe 63 angelegt. Die monostabile Kippstufe 63 erzeugt gemäß Fig. 4I an einem Schaltungspunkt 77 ein Triggersignal V 77 mit einer Impuls breite tw2. Dieses Triggersignal V 77 wird über das ODER-Glied 68 an das UND-Glied 69 angelegt. Daher wird während des hohen Pegels des Zündzeitsignals V 57 durch die Triggersignale V 70 und V 77 ein Triggersignal V 71 erzeugt. Falls jedoch das Zündzeitsignal V 57 auf den niedrigen Pegel abfällt, wird infolge der Funktion des UND-Glieds 69 kein Triggersignal V 71 abgegeben. Gleichermaßen wird bei dem niedrigen Pegel des Zündzeitsignals V 57 kein Triggersignal V 75 abgegeben. In der Wiederkehrfrequenz-Steuerschaltung 38 nach Fig. 1 wird das Triggersignal V 75 abgegeben, nachdem der Ausschaltzustand des zweiten Thyristors 32 erfaßt ist.

Die Detektorschaltung 37 für das Erfassen des Ein- oder Aus schaltzustands des zweiten Thyristors 32 enthält einen Transistor 78 sowie einen Kondensator 79 und einen Widerstand 80 für das Erhöhen des Störabstands bei dem Ermitteln des Ein- oder Ausschaltzustands des zweiten Thyristors 32. Wenn zwischen der Anode und der Kathode des zweiten Thyristors 32 der Haltestrom für das Aufrechterhalten des Einschaltzustands des zweiten Thyristors 32 fließt, wird der zweite Thyristor 32 trotz Fehlen des Triggersignals V 71 eingeschaltet gehal ten. Während des Einschaltzustands des zweiten Thyristors 32 ist eine Steuerelektroden-Spannung V 81 des zweiten Thyristors 32 an einem Schaltungspunkt 81 ausreichend hoch für das Durchschalten des Transistors 78. Daher wechselt gemäß Fig. 4D das Ausgangssignal V 72 der Detektorschaltung 37 von der Spannung niedrigen Pegels auf die Spannung hohen Pegels, wenn der eingeschaltete zweite Thyristor 32 ausgeschaltet wird.

Die Steuerelektroden-Spannung V 81 des zweiten Thyristors 32 ist temperaturabhängig. Der P-N-Übergang (Basis-Emitter- Übergang) des Transistors 78 hat einen Temperaturkoeffizien ten, der nahezu gleich demjenigen des P-N-Übergangs (Anoden- Kathoden-Übergang) in dem zweiten Thyristor 32 ist. Infolge dessen ist die Ermittlung des Ein- oder Ausschaltzustands des zweiten Thyristors 32 hinsichtlich Temperaturänderungen kompensiert.

In der Fig. 5 ist ausführlich die erste Treiberschaltung 38′ dargestellt, die mit einem herkömmlichen Impulstransformator aufgebaut ist. Die erste Treiberschaltung 38′ empfängt das Triggersignal V 75 und erzeugt zwischen Schaltungspunkten 82 und 83 ein Triggersignal V 82 für die Ansteuerung des ersten Thyristors 32.

In der Fig. 6 ist ausführlich die zweite Treiberschaltung 39 gezeigt, die das Triggersignal V 71 empfängt und zwischen dem Schaltungspunkt 81 und einem Massepunkt 84 als Triggersignal die Steuerelektroden-Spannung V 81 für die Ansteuerung des zweiten Thyristors 32 erzeugt.

Wenn gemäß Fig. 7 zwischen den Schaltungspunkten 81 und 84 das Triggersignal V 81 angelegt wird, wird der zweite Thyri stor 82 durchgeschaltet, wodurch sich die Steuerelektroden- Spannung V 81 an dem zweiten Thyristor 32 auf die in Fig. 7B dargestellte Weise ändert. Infolgedessen fließt aus dem Zündkondensator 15 über eine Ausgangsleitung 85 ein Strom I 85 für das Laden einer Streukapazität 186, die durch die Wick lungen 12 und 13 und die Zündkerze 14 gebildet ist.

Dabei wird die Streukapazität geladen, so daß an einem Ausgang 86 eine Spannung V 86 gemäß Fig. 7H ansteigt und eine Durchschlagspannung VD für das Durchschlagen an der Funken strecke der Zündkerze 14 erreicht. Bei dem Funkenüberschlag an der Zündkerze 14 wird die Streukapazität 186 schnell entladen, wobei über die Funkenstrecke der Zündkerze 14 ein Strom I 86 gemäß Fig. 7G fließt. Nach dem Überschlag an der Funkenstrecke der Zündkerze 14 fällt gemäß Fig. 7H die Spannung V 86 auf eine Haltespannung Vs (von 1 bis 3 kV) ab, während gemäß Fig. 7G über die Funkenstrecke der Zündkerze 14 der Durchschlag- bzw. Zündstrom I 86 mit einer Resonanzfre quenz fließt, die durch die Kapazität des Zündkondensators 15 und die Induktivität der Drosselspule 31 bestimmt ist. Wenn der Zündstrom I 86 zu "0" wird, erreicht gemäß Fig. 7C eine Spannung V 87 an einem Schaltungspunkt 87 ihren maximalen negativen Wert. Bis dahin war der zweite Thyristor 32 durch geschaltet, jedoch wird dieser nun durch die Spannung V 87 ausgeschaltet bzw. gesperrt, die eine Gegenvorspannung an dem zweiten Thyristor 32 ergibt. Statt des zweiten Thyristors 32 wird nun die Diode 33 durchgeschaltet, so daß der Zündstrom I 86 in der Gegenrichtung fließt. Dieser Zündstrom I 86 hat gleichfalls die vorstehend genannte Resonanzfrequenz und lädt den Zündkondensator 15. An dem Zündkondensator 15 verbleibt eine Restspannung Vr, die in Fig. 7C als Kurvenform der Spannung V 87 gezeigt ist.

Darauffolgend wird dem ersten Thyristor 28 das Triggersignal V 82 nach der Verzögerungszeit td2 vom Ausschalten des zweiten Thyristors 32 an zugeführt, wodurch der erste Thyristor 28 eingeschaltet wird, so daß über einen Ausgang 88 ein Lade strom I 88 gemäß Fig. 7E fließt. Der Ladestrom I 88 ist ein Resonanzstrom, der durch die Kapazität des Zündkondensators 15 und die Induktivität der ersten Drossel 27 bestimmt ist. Mit diesem Resonanzstrom wird der Zündkondensator 15 geladen, wonach das nächste Entladen durch das Triggersignal V 81 abgewartet wird. Wenn der Ladestrom I 88 zu "0" wird, ist die Spannung V 87 an dem Zündkondensator 15 höher als die Spannung V 26 an dem ersten Kondensator 24, so daß dadurch der erste Thyristor 28 in Gegenrichtung vorgespannt wird. Sobald ein Sperrstrom fließt, wird der erste Thyristor 28 ausgeschaltet bzw. gesperrt.

Die Fig. 8 zeigt die zeitlichen Zusammenhänge zwischen dem Signal V 50 an dem Unterbrecherkontakt 21, dem Zündzeitsignal V 57, dem Zündstrom I 86 und der Spannung V 26 an dem Konden sator 24. Die Spannung V 26 fällt während der Zündzeit gering fügig ab, nimmt aber während der Pausenzeit zwischen den Zündungen wieder den vorbestimmten Wert an. Daher ist die mittlere Ausgangsleistung des Gleichspannungswandlers 10 durch ein Einschaltverhältnis Ds bestimmt, das folgendermaßen definiert ist: Ds = TD/T, wobei T die Periode des Signals V 50 an dem Unterbrecherkontakt 21 ist und TD die Zündzeit ist. In typischen Anwendungsfällen beträgt das Einschaltverhältnis Ds 0,1 bis 0 15. Daher ist keine hohe Ausgangsleistung des Gleichspannungswandlers 10 erforderlich.

In der Fig. 9 ist der Zündtransformator 11 ausführlich dar gestellt. Der Zündtransformator 11 ist ein Transformator mit geringer Streuinduktivität, der zwischen einander gegenüber gesetzten Flächen eines Kerns 9 in dessen Mitte keinen Luft spalt hat. Obwohl der Zündtransformator 11 geringe Streuin duktivität hat, ergibt die Kombination des Zündtransformators 11 mit der Drosselspule 31 eine geeignete Funkendauer für einen Einzelimpuls und den geeigneten Zündstrom I 86, so daß die Induktivität der Drosselspule 31 auf einen angemessenen Wert in bezug auf die Kapazität des Zündkondensators 15 gewählt wird. Es ist auch anzumerken, daß im Vergleich zu einem herkömmlichen Luftspalt-Zündtransformator die Quer schnittsfläche des Kerns 90 verringert ist, da die Spannung über der Primärwicklung 12 während der Haltespannungsperiode für das Aufrechterhalten des Funkenüberschlags an der Zünd kerze ausreichend niedrig ist.

Ferner ist die Querschnittsfläche des Kerns 90 umgekehrt proportional zu der Resonanzfrequenz des Zündstroms I 86, die durch die Kapazität des Zündkondensators 15 und die Induk tivität der Drosselspule 31 bestimmt ist. Daher können die Abmessungen des Zündtransformators 12 entsprechend einer Erhöhung der Resonanzfrequenz verringert werden.

Die Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform der Detektor schaltung 37 für das Erfassen des Ein- oder Ausschaltzustands des zweiten Thyristors 32. Bei dieser Ausführungsform ist der Transistor 78 durch einen Vergleicher 92 ersetzt, dessen invertierender Eingang mit dem in Fig. 1 gezeigten Schal tungspunkt 81 verbunden ist und dessen nichtinvertierender Eingang an einen Schaltungspunkt 93 angeschlossen ist. Eine an dem Schaltungspunkt 93 entstehende Spannung V 93 ist eine geteilte Spannung, die durch eine Diode 94 und einen Wider stand 95 bestimmt ist. Die Spannung V 93 wird auf einen vor bestimmten Wert eingestellt, der niedriger als derjenige der Spannung V 81 an der Steuerelektrode des eingeschalteten zweiten Thyristors 32 und höher als derjenige der Spannung V 81 an der Steuerelektrode des ausgeschalteten zweiten Thy ristors 32 ist. Ferner ist der Temperaturkoeffizient des P-N- Übergangs (Anoden-Kathoden-Übergangs) der Diode 94 gleich demjenigen des P-N-Übergangs (Anoden-Kathoden-Übergangs) in dem zweiten Thyristor 32. Daher hat die Detektorschaltung 37 nach Fig. 10 gleichermaßen wie diejenige nach Fig. 1 Tempera turkompensationsfunktion. Infolgedessen ist das Ausgangssig nal des Vergleichers 92 gleich der in Fig. 4D gezeigten Spannung V 72.

Schaltungsanordnungen gemäß den Fig. 11 und 12 dienen zum Erfassen des Ein- oder Ausschaltzustands des zweiten Thyri stors 32.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 11 ist zwischen die Kathode des zweiten Thyristors 32 und den Massepunkt 84 eine Diode 97 geschaltet. Der Schaltungspunkt 81 an der Steuer elektrode des Thyristors 32 ist mit dem Widerstands 80 der Detektorschaltung 37 nach Fig. 1 oder 10 verbunden.

Bei der in Fig. 12 gezeigten Schaltungsanordnung sind zwi schen die Kathode des zweiten Thyristors 32 und den Masse punkt 84 parallel eine Diode 98 und ein Widerstand 99 ge schaltet. Die Steuerelektrode des zweiten Thyristors 32 ist an den Ausgang der zweiten Treiberschaltung 39 nach Fig. 1 angeschlossen, während ein Schaltungspunkt 100 nach Fig. 12 mit dem Widerstand 80 der Detektorschaltung 37 nach Fig. 1 oder 10 verbunden ist.

Die Fig. 13 zeigt eine andere Ausführungsform der Wiederkehr frequenz-Steuerschaltung 38. Bei dieser Ausführungsform der Steuerschaltung 38 wird zuerst das Triggersignal V 75 für das Schalten des ersten Thyristors 28 erzeugt, wenn diese Steuer schaltung 38 das Zündzeitsignal V 57 empfängt (während von der Wiederkehrfrequenz-Steuerschaltung 38 nach Fig. 1 zuerst das Triggersignal V 71 für das Schalten des zweiten Thyristors 32 erzeugt wird, wenn diese Steuerschaltung 38 das Zündzeitsig nal V 57 empfängt).

Die Wiederkehrfrequenz-Steuerschaltung 38 nach Fig. 13 ent hält ein UND-Glied 102, monostabile Kippstufen 103, 104 und 105 und Verzögerungsschaltungen 106 und 107. Die Verbindungen zwischen den Schaltungsstufen 102 bis 107 und den Schaltungs punkten 57, 71, 72 und 75 sind in Fig. 13 dargestellt.

Das UND-Glied 102 empfängt das Zündzeitsignal V 57. Die mono stabile Kippstufe 103 spricht auf die Anstiegsflanke einer Spannung V 108 an, die die Ausgangsspannung des UND-Glieds 102 ist, und erzeugt das Triggersignal V 75 gemäß Fig. 14C zum Schalten des ersten Thyristors 28. Die monostabile Kippstufe 104 spricht auf die Anstiegsflanke des Triggersignals V 75 an und erzeugt an ihrem Ausgang 109 für die Dauer tp1 ihrer Zeitkonstante ein Signal V 109.

Die monostabile Kippstufe 105 spricht auf die abfallende Flanke des Signals V 109 an und erzeugt das Triggersignal V 71 für das Schalten des zweiten Thyristors 32.

Die Verzögerungsschaltung 106 erfaßt die abfallende Flanke des Signals V 72, das dem Ein- oder Ausschaltzustand des zweiten Thyristors 32 entspricht, wobei der hohe Pegel des Signals V 72 den Ausschaltzustand des zweiten Thyristors 32 anzeigt, und erzeugt an einem Schaltungspunkt 110 nach einer Verzögerungszeit td1 ein Signal V 110. Die Verzögerungsschal tung 107 erfaßt die Anstiegsflanke des Signals V 110 und erzeugt an einem Schaltungspunkt 111 nach einer Verzögerungs zeit td2 ein Signal V 111. Das Signal V 111 wird dem UND-Glied 102 zugeführt.

Die Zusammenhänge zwischen den jeweiligen Formen der Aus gangssignale nach Fig. 13 und deren Zeitsteuerung sind in den Fig. 14A bis 14H gezeigt.

Die Entladeschaltung 37 kann abhängig von der gewünschten Kurvenform des Zündstroms I 86 unterschiedlichen Aufbau haben.

Falls der Zündstrom I 86 gemäß Fig. 16F die Form einer halben Sinuswelle haben soll, wird als Entladeschaltung die in Fig. 15 gezeigte Schaltung verwendet. Bei der Entladeschaltung nach Fig. 15 ist die in Fig. 1 gezeigte Diode 33 weggelassen, so daß über den Zündtransformator 11 kein Gegenstrom fließt, wodurch die Kurvenform des Zündstroms I 86 zu einer halben Sinuswelle wird. In den Fig. 16A bis 16G sind Spannungen V 81, V 87, V 82 und V 86 sowie Ströme I 88, I 85 und I 86 an den Schal tungspunkten 81, 87, 82, 88, 85 und 86 in ihrem jeweiligen zeitlichen Verlauf gezeigt.

Falls der Zündstrom I 86 Sägezahn-Kurvenform gemäß Fig. 18G und 20F haben soll, werden als Entladeschaltungen die in den Fig. 17 bzw. 19 gezeigten Schaltungen verwendet. Nach Fig. 17 sind zwischen den Zündkondensator 15 und die Anode des zweiten Thyristors 32 eine Zenerdiode 120 und eine Diode 121 geschaltet, während die in Fig. 1 gezeigte Diode 33 wegge lassen ist.

Gemäß Fig. 19 sind die Zenerdiode 120 und die Diode 121 nach Fig. 17 zwischen die Schaltungspunkte 87 und 84 geschaltet. Die Fig. 18A bis 18H und 20A bis 20G zeigen jeweils die Spannungen V 81, V 87, V 82 und V 86 sowie die Ströme I 88, I 85 und I 86 an den in den Fig. 17 und 19 gezeigten Schaltungs punkten 81, 87, 82, 88, 85 und 86.

In der Fig. 18F ist ein Strom Ia dargestellt, der über die Zenerdiode 120 und die Diode 121 nach Fig. 19 fließt.

Gemäß den Fig. 7C und 16B verbleibt an dem gemäß der Darstel lung in den Fig. 1 und 15 mit dem Zündkondensator 15 verbun denen Schaltungspunkt 87 vor dem Wiederaufladen des Zündkon densators 15 die Restspannung Vr. Bei der Entladeschaltung 37 nach Fig. 1 ist die Restspannung Vr positiv. Andererseits ist bei der Entladeschaltung 37 nach Fig. 15 die Restspannung Vr negativ.

Diese Restspannungen Vr sind unerwünscht, da sich bei dem nächsten Laden die Ladespannung an dem Zündkondensator 15 entsprechend der Restspannung Vr ändert. Beispielsweise än dert sich die Ladespannung V 87 an dem Zündkondensator 15 nach Fig. 1 entsprechend der Restspannung Vr gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie in Fig. 23, während sich anderer seits die Ladespannung V 87 an dem Zündkondensator 15 nach Fig. 15 entsprechend der Restspannung Vr gemäß der Darstel lung durch die ausgezogene Linie in Fig. 27 ändert. Infolge dessen ist gemäß Fig. 26 bei negativer Restspannung der Anstieg der Ladespannung V 87 nicht begrenzt, da sich die Bedingungen wiederholen.

Daher wird in dem Fall, daß die positive oder negative Rest spannung Vr auftritt, die Verbrennung in der Maschine nicht stabilisiert oder eines der Elemente wie beispielsweise der zweite Thyristor 32 der Entladeschaltung beschädigt.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 18B und 20B ist dagegen bei der Entladeschaltung nach Fig. 17 bzw. 19 die Restspannung vernachlässigbar gering.

Zum Ausschalten der Einwirkung der Restspannung Vr und zum Regeln der Ladespannung V 87 während der Ladezeit wird an die Ladeschaltung 16 eine Pufferschaltung angeschlossen.

Gegen die Auswirkungen der positiven Restspannung Vr wird eine Pufferschaltung 130 gemäß Fig. 21 eingesetzt. Die Pufferschaltung 130 enthält eine zweite Drossel 131 (mit 200 µH), einen Widerstand 132 und einen zweiten Kondensator 133 (mit 2 bis 3 µF), dessen Kapazität zweimal bis dreimal so groß ist wie diejenige des Zündkondensators 15 (mit 1 µF), und ist an den Gleichspannungswandler 10, die Ladeschaltung 16 und den Zündkondensator 15 auf die in Fig. 21 dargestellte Weise angeschlossen.

In den Fig. 22F und 22G sind ein Strom I 134 an einem Schal tungspunkt 134 und eine Spannung V 135 an einem Schaltungs punkt 135 nach Fig. 21 gezeigt. Durch die Auswirkungen dieses Stroms I 134 und dieser Spannung V 135 wird die Ladespannung V 87 an dem Zündkondensator 15 während des Ladens konstant und von einer Restspannung unabhängig, wie es durch eine gestrichelte Linie in Fig. 23 dargestellt ist.

Gegen die negative Restspannung Vr wird eine Pufferschaltung 140 gemäß Fig. 24 eingesetzt. Die Pufferschaltung 140 enthält eine zweite Drossel 141 (mit 25 µH) und eine Diode 142 und ist an die Ladeschaltung 16 auf die in Fig. 24 dargestellte Weise angeschlossen. Mit der Pufferschaltung 140 wird bei dem Einschalten des ersten Thyristors 28 die negative Restspan nung vom Zündkondensator 15 über die zweite Drossel 141 und die Diode 142 abgeleitet. Infolgedessen ist der über den Schaltungspunkt 88 nach Fig. 24 fließende Strom I 88 die Summe aus einem durch die zweite Drossel 141 fließenden Strom I 143 und einem durch die erste Drossel 27 fließenden Strom I 144. Die durch die Drossel 141 und den Zündkondensator 15 bestimm te Resonanzfrequenz ist eine hohe Frequenz, da der Induktivi tätswert der Drossel 141 kleiner als der Induktivitätswert der Drossel 27 (mit 200 mH) gewählt ist.

Auf diese Weise wird der Zündkondensator 15 durch die Puffer schaltung 140 schneller als über die Drossel 27 geladen. Tatsächlich bewirkt die Pufferschaltung 140 eine Polaritäts umkehr an dem Zündkondensator 15. Infolgedessen wird die negative Restspannung Vr auf einen vernachlässigbaren Wert vermindert, wenn der Ladestrom I 144 aus der Drossel 27 annä hernd seinen Spitzenwert erreicht. Daher wird die Ladespan nung V 87 an dem Zündkondensator 15 konstant und von der negativen Restspannung unbeeinflußt, was in Fig. 27 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist.

Die Fig. 28 zeigt als Ausführungsbeispiel ein Zündsystem einer Vierzylindermaschine mit einem nichtmechanischen Ver teiler.

In diesem Zündsystem hat der Zündstrom den Verlauf einer halben Sinuswelle, wobei die vorstehend beschriebene Puffer schaltung 140 eingesetzt ist. Jeweiligen Zündkerzen 14 a, 14 b, 14 c und 14 d sind Zündtransformatoren 11 a, 11 b, 11 c und 11 d zugeordnet. Den Zündtransformatoren 11 a bis 11 d sind jeweils zweite Thyristoren 32 a, 32 b, 32 c und 32 d sowie Treiberschal tungen 39 a, 39 b, 39 c und 39 d für die Ansteuerung dieser Thyristoren zugeordnet. Die Ein- oder Ausschaltzustände der Thyristoren 32 a, 32 b, 32 c und 32 d werden mit jeweiligen Detektorschaltungen 37 a, 37 b, 37 c und 37 d erfaßt. Die Zünd transformatoren 11 a, 11 b, 11 c und 11 d sind über die Drossel spule 31 an den Zündkondensator 15 angeschlossen. Ein Maschi nencomputer 150 erzeugt an einem Ausgang 152 nach Fig. 28 ein Signal V 152, das aus dem Ausgangssignal eines Kurbelwellen winkelsensors 151 für das Erfassen der Drehung einer Kurbel welle 153 der Maschine abgeleitet ist. Das Signal V 152 ist dem von dem Unterbrecherkontakt 21 erzeugten Signal V 50 ähn lich. Der Drehwinkel einer Nockenwelle 156 wird von einem Nockenwinkelsensor 154 erfaßt, der als Ursprungssignal für das Wählen einer der vier Zündkerzen für die Zündung ein Signal V 154 gemäß Fig. 30C erzeugt. Das Signal V 152 wird an die Zündzeit-Bestimmungsschaltung 36 und an eine Zylinder wählschaltung 155 angelegt. An die Zylinderwählschaltung 155 wird auch das Signal V 154 angelegt. Die Zylinderwählschaltung 155 ist mit einem vierstufigen statischen Schieberegister gemäß Fig. 29 aufgebaut. An Ausgängen 155 a, 155 b, 155 c und 155 d nach Fig. 29 werden jeweils Spannungen V 155 a, V 155 b, V 155 c bzw. V 155 d gemäß der Darstellung in den Fig. 29D bis 29G abgegeben. Die Spannungen V 155 a, V 155 b, V 155 c und V 155 d werden jeweils über UND-Glieder 157 a, 157 b, 157 c und 157 d an die Treiberschaltungen 39 a, 39 b, 39 c und 39 d angelegt. Die UND-Glieder 157 a, 157 b, 157 c und 157 d erhalten aus der Wiederkehrfrequenz-Steuerschaltung 38 das Triggersignal V 71 für das Schalten der Thyristoren 32 a, 32 b, 32 c und 32 d. In Fig. 29 ist mit 158 eine monostabile Kippstufe bezeichnet, die auf die Anstiegsflanke des Signals V 152 anspricht.

Infolgedessen wird an der gewählten Zündkerze durch das Signal V 155 a, V 155 b, V 155 c und V 155 d eine Folge von Zündfun ken in zeitlich richtig gesteuerter Aufeinanderfolge während der geforderten Zündzeit erzeugt.

In den Figuren sind mit Vc eine geregelte Gleichspannung von 5V und mit VB die Gleichspannung von 12V aus der Batterie 19 bezeichnet.

Es wird ein Kraftfahrzeug-Zündsystem angegeben, das einen Zündkondensator enthält, der mit einer Primärwicklung eines Zündtransformators verbunden wird, um einer an eine Sekundär wicklung des Zündtransformators angeschlossenen Zündkerze Energie zuzuführen. Der Zündkondensator wird aus einem Gleichspannungswandler über eine Ladeschaltung geladen, die eine Drossel und einen Thyristor enthält. Eine Entladeschal tung entlädt den Zündkondensator über die Primärwicklung. Die Ladeschaltung und die Entladeschaltung werden durch eine Steuerschaltung während einer bestimmten Zündzeit in zeitlich richtig gesteuerter Aufeinanderfolge geschaltet.

Claims

1. Zündsystem für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Zündkerzeneinrichtung (14), eine Zündtransformatoran ordnung (11) mit einer Primärwicklung (12) und einer mit der Zündkerzeneinrichtung verbundenen Sekundärwicklung (13), einen Gleichspannungswandler (10) mit einem ersten Kondensa tor (24) zum Speichern einer geregelten Spannung, einen Zündkondensator (15), der zum Zuführen von Energie zu der Zündkerzeneinrichtung mit der Primärwicklung der Zündtrans formatoranordnung verbindbar ist, eine Ladevorrichtung (16) zum Laden des Zündkondensators aus dem ersten Kondensator, eine Entladevorrichtung (17) zum Entladen des Zündkonden sators über die Primärwicklung der Zündtransformatoranordnung und eine Steuereinrichtung (18) zum Schalten der Ladevor richtung und der Entladevorrichtung in geeigneter zeitlicher Aufeinanderfolge während einer geforderten Zündzeit (TD), wobei die Ladevorrichtung eine erste Drossel (27) und einen ersten Thyristor (28) enthält.

2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladevorrichtung (17) einen zweiten Thyristor (32) und eine Drosselspule (31) aufweist.

3. Zündsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladevorrichtung (16) eine Puffervorrichtung (130; 140) zum Regeln der Ladespannung an dem Zündkondensator (15) aufweist.

4. Zündsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtung (130) eine zweite Drossel (131) und einen zweiten Kondensator (133) aufweist.

5. Zündsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffervorrichtung (140) eine zweite Drossel (141) und eine Diode (142) aufweist.

6. Zündsystem für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Zündkerzeneinrichtung (14), eine Zündtransformatoran ordnung (11) mit einer Primärwicklung (12) und einer mit der Zündkerzeneinrichtung verbundenen Sekundärwicklung (13), einen Gleichspannungswandler (10) mit einem ersten Konden sator (24) zum Speichern einer geregelten Spannung, einen Zündkondensator (15), der zum Zuführen von Energie zu der Zündkerzeneinrichtung mit der Primärwicklung der Zündtrans formatoranordnung verbindbar ist, eine Ladevorrichtung (16) zum Laden des Zündkondensators aus dem ersten Kondensator, eine Entladevorrichtung (17) zum Entladen des Zündkonden sators über die Primärwicklung der Zündtransformatoranordnung und eine Steuereinrichtung (18) zum Schalten der Ladevor richtung und der Entladevorrichtung in geeigneter zeitlicher Aufeinanderfolge während einer geforderten Zündzeit (TD), wobei die Steuereinrichtung eine Detektoreinrichtung (37) zum Erfassen des Ein- und Ausschaltzustands der Entladevorrich tung aufweist.

7. Zündsystem für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Zündkerzeneinrichtung (14), eine Zündtransformatoran ordnung (11) mit einer Primärwicklung (12) und einer mit der Zündkerzeneinrichtung verbundenen Sekundärwicklung (13), einen Gleichspannungswandler (10) mit einem ersten Konden sator (24) zum Speichern einer geregelten Spannung, einen Zündkondensator (15), der zum Zuführen von Energie zu der Zündkerzeneinrichtung mit der Primärwicklung der Zündtrans formatoranordnung verbindbar ist, eine Ladevorrichtung (16) zum Laden des Zündkondensators aus dem ersten Kondensator, eine Entladevorrichtung (17) zum Entladen des Zündkonden sators über die Primärwicklung der Zündtransformatoranordnung und eine Steuereinrichtung (18) zum Schalten der Ladevor richtung und der Entladevorrichtung in geeigneter zeitlicher Aufeinanderfolge während einer geforderten Zündzeit (TD), wobei die Entladevorrichtung einen Thyristor (32) aufweist und die Steuereinrichtung eine Detektoreinrichtung (37) für das Erfassen des Ein- und Ausschaltzustands des Thyristors enthält.

8. Zündsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (37) eine Temperaturkompensationsvor richtung (78; 94) enthält.

9. Zündsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (37) die Spannung an der Steuer elektrode des Thyristors (32) erfaßt.

10. Zündsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (37) eine zwischen die Kathode des Thyristors (32) und Masse geschaltete Diode (98) aufweist und die Spannung an der Diode erfaßt.

11. Zündsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkompensationsvorrichtung einen Transistor (78) mit einem P-N-Übergang aufweist, dessen Temperaturkoeffizient gleich dem Temperaturkoeffizienten des P-N-Übergangs des Thyristors (32) ist.

12. Zündsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkompensationsvorrichtung eine Diode (94) mit einem P-N-Übergang aufweist, dessen Temperaturkoeffizient gleich dem Temperaturkoeffizienten des P-N-Übergangs des Thyristors (32) ist.

13. Zündsystem für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Zündkerzeneinrichtung (14), eine Zündtransformatoran ordnung (11) mit einer Primärwicklung (12) und einer mit der Zündkerzeneinrichtung verbundenen Sekundärwicklung (13), einen Gleichspannungswandler (10) mit einem ersten Konden sator (24) zum Speichern einer geregelten Spannung, einen Zündkondensator (15), der zum Zuführen von Energie zu der Zündkerzeneinrichtung mit der Primärwicklung der Zündtrans formatoranordnung verbindbar ist, eine Ladevorrichtung (16) zum Laden des Zündkondensators aus dem ersten Kondensator, eine Entladevorrichtung (17) zum Entladen des Zündkonden sators über die Primärwicklung der Zündtransformatoranordnung und eine Steuereinrichtung (18) zum Schalten der Ladevor richtung und der Entladevorrichtung in geeigneter zeitlicher Aufeinanderfolge während einer geforderten Zündzeit (TD), wobei die Steuereinrichtung eine Signalgebereinrichtung (36) zum Erzeugen eines die geforderte Zündzeit anzeigenden ersten Signals (V 57) entsprechend der Maschinendrehzahl enthält.

14. Zündsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebereinrichtung (36) für das Erzeugen des die geforderte Zündzeit (TD) anzeigenden ersten Signals (V 57) eine Aufnahmeeinrichtung (21, 40) zum Erfassen eines den Anfangszeitpunkt der geforderten Zündzeit (TD) anzeigenden Impulssignals (V 50) und zum Ändern des Impulssignals entspre chend der Maschinendrehzahl, eine Speichereinrichtung (44) zum Speichern eines zweiten Signals entsprechend dem Impuls signal, eine Vergleichereinrichtung (47) zum Vergleichen des Ausgangssignals der Speichereinrichtung mit dem Ausgangssig nal der Aufnahmeeinrichtung und zum Erzeugen des ersten Sig nals und eine Wechseleinrichtung (48) enthält, die nach dem Erzeugen des ersten Signals bis zum Auftreten eines nachfol genden Impulssignals das Ausgangssignal der Speichereinrich tung durch das Ausgangssignal der Aufnahmeeinrichtung er setzt.

15. Zündsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulssignal (V 50) an einem Unterbrecherkontakt (21) erzeugt wird.

16. Zündsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulssignal zu einem Ausgangssignal eines Kurbelwellen winkelsensors (151) proportional ist.

17. Zündsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (44) einen zwei ten Kondensator (54) enthält.

18. Zündsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Aufnahmeeinrich tung (21, 40) einem zweiten Kondensator (54) zugeführt wird.

19. Zündsystem für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Zündkerzeneinrichtung (14), eine Zündtransformatoran ordnung (11) mit einer Primärwicklung (12) und einer mit der Zündkerzeneinrichtung verbundenen Sekundärwicklung (13), einen Gleichspannungswandler (10) mit einem ersten Konden sator (24) zum Speichern einer geregelten Spannung, einen Zündkondensator (15), der zum Zuführen von Energie zu der Zündkerzeneinrichtung mit der Primärwicklung der Zündtrans formatoranordnung verbindbar ist, eine Ladevorrichtung (16) zum Laden des Zündkondensators aus dem ersten Kondensator, eine Entladevorrichtung (17) zum Entladen des Zündkonden sators über die Primärwicklung der Zündtransformatoranordnung und eine Steuereinrichtung (18) zum Schalten der Ladevor richtung und der Entladevorrichtung in geeigneter zeitlicher Aufeinanderfolge während einer geforderten Zündzeit (TD), wobei die Entladevorrichtung eine Drosselspule (31) und einen Thyristor (32) aufweist und die Zündtransformatoranordnung geringe Streuinduktivität hat und an ihrer Primärwicklung mit der Drosselspule verbunden ist.

20. Zündsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß gegenübergestellte Flächen eines in die Zündtransformatoran ordnung (11) eingebauten Kerns (90) ohne Luftspalt aneinander gesetzt sind.