DE3936174A1 - CONTACTLESS IGNITION SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents

CONTACTLESS IGNITION SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kontaktlose Zünd­ anlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a contactless ignition System according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Zündanlage ist aus der DE 29 17 604 C bekannt. Die beiden Zündkerzen sind dabei so angeordnet, daß die eine Zündkerze das Gemisch in dem zugehörigen Zylinder zündet und sich der andere Zylinder gerade im Auspufftakt befindet. In Verbindung mit den in diesem Zylinder vorliegenden Verbrennungsprodukten wirkt die Zündkerze dann als Masseverbindung der Sekundärwicklung der Zündspule. Dies alles gilt jedoch nur bei einer Brennkraftmaschine, die sich zumindest annähernd auf ihrer Betriebstemperatur befindet. Bei einer kalten Brennkraftmaschine kommt es durch den Zündfunken im Ausstoßtakt zu einem Auspuffpatschen, da dann nur ein kleiner Teil des Gemischs bereits tatsächlich verbrannt ist und durch den Zündfunken eine Zündung erfolgt.Such an ignition system is known from DE 29 17 604 C. known. The two spark plugs are arranged so that the one spark plug the mixture in the associated Cylinder ignites and the other cylinder is just in the Exhaust stroke is located. In conjunction with those in this The combustion products present in the cylinder act Spark plug then as a ground connection of the secondary winding the ignition coil. However, all of this only applies to one Internal combustion engine, which is at least approximately their operating temperature. With a cold one Internal combustion engine comes from the spark in the Ejection stroke to an exhaust slap, since then only one small part of the mixture has actually burned is and the ignition spark causes ignition.

Weitere Nachteile der bekannten Zündanlage bestehen in dem hohen Zündkerzenverschleiß durch die gegenüber konventionellen Brennkraftmaschinen mit Einzelzündung vorliegende Verdoppelung der Zündungen sowie in der Einengung des Zündwinkels, die sich besonders bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine aus der Forderung nach Funktionssicherheit ergibt. Diese Forderung gewinnt besonders im Hinblick auf den zunehmenden Einsatz von Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung verstärkte Bedeu­ tung.Other disadvantages of the known ignition system consist in the high spark plug wear due to the conventional internal combustion engines with single ignition present doubling of the ignitions as well as in the Narrowing of the ignition angle, which is particularly evident at high Speed of the internal combustion engine from the requirement Functional reliability results. This demand wins  especially with regard to the increasing use of Catalytic converters for exhaust gas aftertreatment increased importance tung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündan­ lage der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch hohe Funktionssicherheit und lange Zündkerzen- Standzeit auszeichnet.The invention has for its object a Zündan able to create the type mentioned at the outset due to high functional reliability and long spark plug Service life distinguished.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung in den Kennzeichenmerkmalen des Patentanspruchs 1.According to the invention, this object is achieved in the characteristic features of claim 1.

Durch den zu jeder Zündkerze parallelen Schalter wird dann, wenn ein Zündvorgang nicht stattfinden soll, d. h. beim eingangs genannten Fall im Ausstoßtakt, eine wirksame Masseverbindung hergestellt und ein Funkenüber­ schlag über die jeweilige Zündkerze vermieden. Damit unterbleibt das Auspuffpatschen. Da es somit nur dann tatsächlich zu einem Funkenüberschlag kommt, wenn eine Zündung im zugehörigen Zylinder gewünscht ist, wird die Standzeit der Zündkerze gegenüber der bekannten Zünd­ anlage erhöht. Für den Verbrennungsvorgang unerwünschte Zweitzündungen der Zündkerze werden vermieden. Die Standzeit der Zündkerze entspricht somit der bei einer Zündanlage mit Einzelzündung.Through the switch parallel to each spark plug if an ignition process is not to take place, d. H. in the case mentioned in the exhaust stroke, one effective ground connection established and a spark impact over the respective spark plug avoided. In order to there is no exhaust popping. Since it is only then a flashover actually occurs if one Ignition is desired in the associated cylinder, the Service life of the spark plug compared to the known ignition plant increased. Unwanted for the combustion process Second ignitions of the spark plug are avoided. The The service life of the spark plug corresponds to that of a Ignition system with single ignition.

Bei dem Schalter kann es sich im Prinzip um einen mechanischen Schalter handeln. Dieser ist jedoch hin­ sichtlich seiner Ansprech- und Arbeitsgeschwindigkeit begrenzt. Für moderne Hochleistungs-Brennkraftmaschinen ist demgegenüber ein Hochspannungs-Halbleiterschalter in Form eines Thyristors vorteilhaft. Dieser erfordert keinerlei Beschränkungen in seiner Arbeitsweise und ist auch für Brennkraftmaschinen mit hoher Drehzahl geeig­ net. In principle, the switch can be one act mechanical switch. However, this is gone visibly its response and work speed limited. For modern high-performance internal combustion engines is a high voltage semiconductor switch in Form of a thyristor advantageous. This requires no restrictions in its operation and is also suitable for internal combustion engines with high speed net.  

Konstruktiv und schaltungstechnisch besonders einfache Ausführungen der erfindungsgemäßen Zündanlage mit einem Hochspannungs-Halbleiterschalter sind in den Patentan­ sprüchen 3 bis 5 angegeben. Sie bieten den Vorteil eines einfachen schaltungstechnischen Aufbaus (Patentanspruch 3), die Vermeidung einer außerhalb der Zündspule vor­ liegenden Hochspannung (Patentanspruch 4) sowie die Möglichkeit, die auf Niederspannung liegenden Leitungen der Zündspule auf einfache Weise anzuschließen (Patent­ anspruch 5). Die damit erzielbaren Gewichts- und Kosten­ reduktionen ergeben sich dabei von selbst.Particularly simple in terms of design and circuitry Designs of the ignition system according to the invention with a High voltage semiconductor switches are in the patent say 3 to 5. They offer the advantage of one simple circuit design (claim 3), avoiding an outside of the ignition coil lying high voltage (claim 4) and the Possibility of the lines lying on low voltage the ignition coil in a simple way (patent claim 5). The achievable weight and costs reductions are a matter of course.

In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.In the single figure is an embodiment of the Invention shown.

Eine Doppelfunken-Zündspule 1 enthält eine Primärwick­ lung 2 und eine Sekundärwicklung 3. Die Primärwicklung 2 ist über ein nicht dargestelltes Steuergerät mit einer Leistungsendstufe gesteuert.A double spark ignition coil 1 contains a primary winding 2 and a secondary winding 3rd The primary winding 2 is controlled by a control unit (not shown) with a power output stage.

Zu beiden Seiten der Sekundärwicklung 3 ist jeweils eine Zündkerze 4 bzw. 5 angeschlossen, die als Funkenstrecke dargestellt sind. Parallel zu den Zündkerzen 4 und 5 befindet sich jeweils ein Thyristor 6 bzw. 7, die auf eine gemeinsame Masseleitung 10 geführt sind. Die Steuerelektroden 8 bzw. 9 der beiden Thyristoren 6 bzw. 7 sind zusammen mit dem Anschluß 10 der Masseleitung 10 sowie den beiden Anschlüssen 11 (Klemme 15) bzw. 12 (Klemme 1) der Primärwicklung 2 auf einen gemeinsamen fünfpoligen Stecker 13 geführt. Die beiden Thyristoren 6 und 7 sind mit der Sekundärwicklung 3 bzw. zusätzlich dem Kern 1′ der Zündspule 1 und der Primärwicklung 2 zu einer kompakten Baueinheit in Gießharz vergossen. On both sides of the secondary winding 3 , a spark plug 4 or 5 is connected, which are shown as a spark gap. In parallel to the spark plugs 4 and 5 there is a thyristor 6 and 7 , respectively, which are led to a common ground line 10 . The control electrodes 8 and 9 of the two thyristors 6 and 7 are guided together with the connection 10 of the ground line 10 and the two connections 11 (terminal 15 ) and 12 (terminal 1 ) of the primary winding 2 on a common five-pin connector 13 . The two thyristors 6 and 7 are cast with the secondary winding 3 or additionally the core 1 'of the ignition coil 1 and the primary winding 2 to form a compact unit in cast resin.

Mit der in der Figur gezeigten kontaktlosen Zündanlage für zwei Zylinder einer Brennkraftmaschine ist es möglich, nur den Zylinder zu zünden, der sich im Ar­ beitstakt befindet, während ein Zündvorgang im anderen Zylinder vermieden wird. Hierzu wird der Thyristor, beispielsweise der Thyristor 6, dessen zugehörige Zündkerze 4 in dem Zylinder liegt, der sich gerade im Arbeitstakt befindet, nicht angesteuert. Die in der Sekundärwicklung 3 gespeicherte Zündenergie kann sich über die Zündkerze 4 entladen und im zugehörigen Zylin­ der das Verbrennungsgemisch zünden.With the contactless ignition system shown in the figure for two cylinders of an internal combustion engine, it is possible to ignite only the cylinder which is in the operating cycle, while an ignition process in the other cylinder is avoided. For this purpose, the thyristor, for example the thyristor 6 , the associated spark plug 4 of which is located in the cylinder which is currently in the operating cycle, is not activated. The ignition energy stored in the secondary winding 3 can discharge via the spark plug 4 and ignite the combustion mixture in the associated cylinder.

Gleichzeitig wird der zu der anderen Zündkerze (hier 5) parallele Thyristor (hier 7) angesteuert. Dieser stellt eine Masseverbindung des zugeordneten Endes der Sekun­ därwicklung 3 über den Thyristor (hier 7) und die Masseleitung 10 her und schließt die Zündkerze (hier 5) kurz. Damit kann die Entladung der Zündspule 1 nur über eine der beiden Zündkerzen (hier 4) erfolgen, während die andere Zündkerze kurzgeschlossen ist.At the same time, the thyristor (here 7 ) which is parallel to the other spark plug (here 5 ) is driven. This establishes a ground connection of the associated end of the secondary winding 3 via the thyristor (here 7 ) and the ground line 10 and short-circuits the spark plug (here 5 ). The ignition coil 1 can thus only be discharged via one of the two spark plugs (here 4 ), while the other spark plug is short-circuited.

Es ist damit möglich, auch bei einer Zündanlage mit Doppelfunken-Zündspule die beiden Zündkerzen nur dann zu aktivieren, wenn dies zum Zünden des Gemischs im zuge­ hörigen Zylinder erforderlich ist. Da es somit möglich ist, eine Zündung durch eine der beiden Zündkerzen wirksam zu unterdrücken, ergeben sich dadurch erhebliche Vorteile gegenüber konventionellen Doppelfunken-Zünd­ spulen.It is therefore possible to also use an ignition system Double spark ignition coil only then the two spark plugs activate if this causes the mixture to ignite appropriate cylinder is required. Because it is possible is an ignition by one of the two spark plugs to suppress effectively results in considerable Advantages compared to conventional double spark ignition do the washing up.

Die beiden Zündkerzen können in beliebigen Zylindern angeordnet sein und nicht nur in den Zylindern, bei denen ein Arbeits- mit einem Ausstoßtakt korreliert. Da es damit möglich ist, von zwei Zündkerzen jeweils nur eine wirksam zu schalten, ergeben sich dadurch auch keinerlei Einengungen des Zündwinkels, da die Wirkung einer derartigen Zündanlage der einer Zündanlage mit Einzelfunken-Zündung entspricht. Durch den beschriebenen konstruktiven Aufbau ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich der Isolierung, da nach außen, d. h. in den Stecker 13 keinerlei hochspannungsführende Teile bzw. Leitungen geführt sind.The two spark plugs can be arranged in any cylinders and not only in the cylinders in which a work cycle correlates with an exhaust cycle. Since it is thus possible to switch only one of two spark plugs into effect, this does not result in any narrowing of the ignition angle, since the effect of such an ignition system corresponds to that of an ignition system with single-spark ignition. The described structural design results in further advantages with regard to the insulation, since no high-voltage parts or lines are routed to the outside, ie into the plug 13 .

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die mögliche Einschaltimpulsunterdrückung. Bei kontaktlosen Zündanlagen mit direkter Verbindung zur Zündkerze (ohne Vorfunkenstrecke) wird beim Einschalten der Zündspule eine Spannung mit umgekehrter Polarität erzeugt (ca. 1600 V). Bei bekannten Einzelzündspulen ist deshalb eine Diode mit eingegossen. Werden im Rahmen der Erfindung die Thyristoren auch beim Einschalten der Zündanlage angesteuert, so wird der Einschaltimpuls gegen Masse abgeleitet. Dadurch kann die der Zündspule zugeordnete Diode entfallen.Another significant advantage of the invention is that possible switch-on pulse suppression. With contactless Ignition systems with a direct connection to the spark plug (without Spark gap) when switching on the ignition coil generates a voltage with reverse polarity (approx. 1600 V). In known individual ignition coils is therefore one Diode cast in. Are within the scope of the invention the thyristors even when the ignition system is switched on activated, the switch-on pulse is grounded derived. This allows the one assigned to the ignition coil No diode.

Claims (5)

1. Kontaktlose Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Doppelfunken-Zündspule, an deren Sekundär­ wicklungen beidseitig jeweils eine Zündkerze für unterschiedliche Zylinder der Brennkraftmaschine angeschlossen ist, gekennzeichnet durch je einen parallel zu den Zündkerzen 4, 5 liegenden Schalter 6, 7, der dann geöffnet bzw. geschlossen ist, wenn in dem zugehörigen Zylinder eine Zündung erfolgen bzw. nicht erfolgen soll.1. Contactless ignition system for internal combustion engines with a double spark ignition coil, to the secondary windings of which a spark plug for different cylinders of the internal combustion engine is connected on both sides, characterized by a switch 6, 7 lying parallel to the spark plugs 4, 5 , which is then opened or is closed if ignition is to take place or is not to take place in the associated cylinder. 2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Thyristor 6, 7 ist.2. Ignition system according to claim 1, characterized in that the switch is a thyristor 6, 7 . 3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Thyristoren 6, 7 auf eine gemeinsame Masseleitung 10 geführt sind.3. Ignition system according to claim 2, characterized in that the two thyristors 6, 7 are guided on a common ground line 10 . 4. Zündanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Thyristoren 6, 7 mit der Zündspule 1, 2, 3 zu einer Einheit vergossen sind. 4. Ignition system according to claim 2 or 3, characterized in that the two thyristors 6, 7 are cast with the ignition coil 1, 2, 3 to form a unit. 5. Zündanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektroden 8, 9 der beiden Thyristoren 6, 7 und die beiden Anschlüsse 11, 12 der Primärwicklung 2 auf einen gemeinsamen Stecker 13 geführt sind.5. Ignition system according to one of claims 2 to 4, characterized in that the control electrodes 8, 9 of the two thyristors 6, 7 and the two connections 11, 12 of the primary winding 2 are guided on a common connector 13 .
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