DE4015614C2 - Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen Ver­ brennungsmotor, umfassend: eine Zündspule mit einer Primär­ wicklung und einer Sekundärwicklung; ein erstes Schaltelement zur Regelung des Primärstromes der Zündspule; einen Signal­ generator zur Erzeugung eines Wechselspannungausgangssignals synchron mit der Drehung des Motors; einen Wellenformer, der das Ausgangssignal des Signalgenerators erhält und der wäh­ rend des Überschreitens eines Referenzwertes durch das Aus­ gangssignal ein das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes vorgebendes Rechtecksignal abgibt, während dessen Dauer das erste Schaltelement im stromleitenden Zustand gehalten wird und demzufolge ein Primärstrom durch die Zündspule fließt; und einen Strombegrenzungswiderstand, der in Reihe zwischen den Signalgenerator und den Wellenformer geschaltet ist.

Damit in einem Verbrennungsmotor die Zündung ordnungsgemäß durchgeführt wird, ist es erforderlich, daß der durch die Primärwicklung der Zündspule für den Motor fließende Strom einen vorgegebenen Pegel erreicht. Wenn andererseits der Strom in der Primärwicklung diesen vorgegebenen Pegel über­ schreitet, wird elektrische Energie von der Batterie für den Motor, die zur Erregung der Zündspule verwendet wird, in un­ nötiger Weise verbraucht.

Viele Motoren sind daher mit Zündsteuerungen ausgerüstet, die verhindern, daß der Strom in der Primärwicklung einen vorge­ gebenen Grenzwert der Stromstärke überschreitet. Ein typisches Beispiel einer Zündeinrichtung mit einer solchen Zündsteuerung ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Zündeinrich­ tung gemäß Fig. 4 umfaßt einen Signalgenerator 1, der ein Wechselspannungs-Ausgangssignal synchron mit der Drehung eines Verbrennungsmotors erzeugt. Ein Widerstand 2 ist mit seinem einen Ende an den positiven Anschluß einer Gleich­ stromquelle 50 angeschlossen und mit seinem anderen Ende über einen Widerstand 3 und ein Paar von in Reihe geschal­ teten Dioden 4 und 5 mit Masse verbunden.

Ein Paar von Transistoren 6 und 7 sind mit ihren Kollekto­ ren verbunden und gemeinsam an den positiven Anschluß der Gleichstromquelle 50 angeschlossen, während ihre Emitter ebenfalls verbunden und gemeinsam an das eine Ende des Si­ gnalgenerators 1 angeschlossen sind, und zwar über einen ersten externen Anschlußpunkt C1; zugleich sind die beiden Emitter über einen Widerstand 8 mit Masse verbunden. Ein Transistor 9 ist mit seiner Basis an einen Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 2 und 3 angeschlossen; sein Kol­ lektor ist mit dem positiven Anschluß der Gleichstromquelle 50 verbunden, und sein Emitter ist über einen Widerstand 10 auf Masse gelegt.

Ein Wellenformer 12 hat einen ersten positiven Eingang, der mit dem Signalgenerator 1 über einen zweiten externen An­ schlußpunkt C2 verbunden ist, einen zweiten negativen Ein­ gang, der mit dem Emitter des Transistors 9 über einen Wi­ derstand 11 verbunden ist, sowie einen Ausgang, der an den Eingang einer Treiberschaltung 16 angeschlossen ist, um eine Leistungstransistorschaltung 17 zu treiben.

Ein Transistor 14 ist mit seiner Basis über einen Wider­ stand 15 an den Ausgang des Wellenformers 12 angeschlossen, mit seinem Kollektor über einen Widerstand 13 mit dem zwei­ ten negativen Eingang des Wellenformers 12 verbunden, und liegt mit seinem Emitter auf Masse. Die Treiberschaltung 16 ist an ihrem Ausgang mit der Leistungstransistorschaltung 17 verbunden, die ein Paar von Transistoren 17a und 17b um­ faßt. Der Transistor 17a ist mit seiner Basis an den Aus­ gang der Treiberschaltung 16 angeschlossen, mit seinem Kol­ lektor mit dem Kollektor des Transistors 17b verbunden, während sein Emitter mit der Basis des Transistors 17b ver­ bunden ist, dessen Emitter über einen Widerstand 19 mit Masse verbunden ist.

Eine Zündspule 18 hat eine Primärwicklung, die an ihrem einen Ende mit dem positiven Anschluß der Gleichstromquelle 50 verbunden ist und die mit ihrem anderen Ende mit den Kollektoren der beiden Transistoren 17a und 17b verbunden ist; die Sekundärwicklung der Zündspule 18 ist an eine nicht dargestellte Zündkerze angeschlossen. Eine Stromde­ tektorschaltung 21 ist mit ihrem positiven Eingang an den Emitter des Transistors 17b angeschlossen, während ihr ne­ gativer Eingang mit dem positiven Anschluß einer Gleich­ stromquelle 20 verbunden ist; ihr Ausgang ist über einen Widerstand 22 mit der Basis eines Transistors 23 verbunden.

Der Transistor 23 liegt mit seinem Emitter auf Masse und ist mit seinem Kollektor an das eine Ende eines Widerstands 24 angeschlossen, der mit seinem anderen Ende mit dem einen Anschluß des Signalgenerators 1 verbunden ist, und zwar über den zweiten externen Anschlußpunkt C2. Der Widerstand 24 ist mit seinem einen Ende mit der Anode einer Diode 25 verbunden, die andererseits mit ihrer Kathode mit dem einen Ende eines Kondensators 26 verbunden ist, der an seinem an­ deren Ende auf Masse liegt. Eine Pufferschaltung 28 ist mit ihrem positiven Eingang an einen Verbindungspunkt zwischen der Kathode der Diode 25 und dem Kondensator 26 angeschlos­ sen, mit ihrem negativen Eingang mit ihrem eigenen Ausgang verbunden, während ihr Ausgang mit der Basis des Transi­ stors 7 verbunden ist.

Sämtliche oben beschriebenen Elemente, außer dem Signalge­ nerator 1, der Zündspule 18 und der Gleichstromquelle 50 bilden eine Zündsteuerung, die mit dem Signalgenerator 1 über die ersten und zweiten externen Anschlußpunkte C1 und C2 verbunden ist.

Die oben beschriebene Zündeinrichtung arbeitet folgenderma­ ßen:
Der Signalgenerator 1 erzeugt, synchron mit der Drehung des Motors, ein Wechselspannungs-Ausgangssignal, welches in den Wellenformer 12 eingegeben wird, wo das Wechselspannungs- Ausgangssignal in ein geeignetes Impulssignal umgeformt wird. Der Wellenformer 12 vergleicht nämlich das angelegte Eingangssignal, das vom Signalgenerator 1 am ersten positi­ ven Eingang liegt, mit einer Referenz- oder Schwellwert­ spannung, die am zweiten negativen Eingang des Wellenfor­ mers 12 von der Gleichstromquelle 50 über den Transistor 9 und den Widerstand 11 anliegt.

Wenn das Wechselspannungs-Ausgangssignal des Signalgenera­ tors 1, das am positiven Eingang des Wellenformers 12 an­ liegt, größer ist als die Referenz- oder Schwellwertspan­ nung an seinem negativen Eingang, so erzeugt der Wellenfor­ mer 12 ein Ausgangssignal in Form eines Rechteck-Impulses. Das so erzeugte Impulssignal wird über die Treiberschaltung 16 an die Leistungstransistorschaltung 17 angelegt, um diese ein- und auszuschalten.

Genauer gesagt, wenn ein Ausgangssignal der Treiberschal­ tung 16 an der Basis des Transistors 17a anliegt, wird der Transistor 17a leitend gemacht, so daß ein Strom durch den nun leitenden Transistor 17a an die Basis des Transistors 17b angelegt wird. Infolgedessen wird auch der Transistor 17b leitend, so daß ein Strom von dem positiven Anschluß der Gleichstromquelle 50 durch die Primärwicklung der Zünd­ spule 18, den Transistor 17b und den Widerstand 19 zur Masse fließt.

Wenn andererseits die Treiberschaltung 16 die Erzeugung des Ausgangssignal unterbricht, werden die Transistoren 17a und 17b nicht-leitend gemacht, so daß der durch die Primärwick­ lung der Zündspule 18 fließende Strom unterbrochen wird. Bei Unterbrechung des Stromes in der Primärwicklung wird eine Hochspannung in der Sekundärwicklung erzeugt, so daß die nicht dargestellte Zündkerze einen elektrischen Funken erzeugt und damit einen Zylinder des Motors zündet.

Das Ausgangssignal des Wellenformers 12 wird außerdem der Basis des Transistors 14 über den Widerstand 15 zugeführt, so daß der Transistor 14 leitend gemacht wird und damit den Pegel der Referenz- oder Schwellwertspannung am zweiten ne­ gativen Eingang des Wellenformers 12 ändert.

Bei der oben beschriebenen Zündeinrichtung wird der Ar­ beitszyklus bzw. das Tastverhältnis der Leistungstransi­ storschaltung 17, welche den Strom in der Primärwicklung der Zündspule 18 steuert, in Abhängigkeit von der Spannung am Kondensator 26 gesteuert. Der Kondensator 26 wird vom Ausgangssignal des Signalgenerators 1 über den Widerstand 24 und die Diode 25 geladen.

Wenn der Motor bei einer entsprechenden Drehzahl, d. h. in einem hohen Drehzahlbereich arbeitet, so daß die Ladespan­ nung am Kondensator 26, die in Abhängigkeit von zunehmender Drehzahl des Motors zunimmt und die am ersten positiven Eingang der Pufferschaltung 28 anliegt, einen vorgegebenen Pegel überschreitet, der einer Referenzspannung am negati­ ven Eingang der Pufferschaltung 28 entspricht, so erzeugt die Pufferschaltung 28 ein Ausgangssignal, das an die Basis des Transistors 7 angelegt wird, so daß der Transistor 7 leitend gemacht wird.

Das Ausgangssignal der Pufferschaltung 28 wird außerdem auf seinen negativen Eingang rückgekoppelt, um die Referenz­ spannung zu liefern. Wenn der Transistor 7 leitend ist, wird ein Gleichstrom von der Gleichstromquelle 50 an den Signalgenerator 1 angelegt, und zwar über den Transistor 7 und den ersten externen Anschlußpunkt C1, um den gesamten Pegel des Wechselspannungs-Ausgangssignals des Signalgene­ rators 1 anzuheben, der am Wellenformer 12 anliegt.

Infolgedessen erzeugt der Wellenformer 12 ein Ausgangssi­ gnal in Form eines Rechteck-Impulses mit einer aus reichen­ den Impulsbreite, um einen adäquaten Strom in der Primär­ wicklung für den Betrieb des Motors bei hoher Drehzahl zu liefern.

Wenn der Strom der Primärwicklung einen oberen Grenzwert erreicht, so wird das Signal am ersten positiven Eingang der Stromdetektorschaltung 21 gleich der Referenz- oder Schwellwertspannung am zweiten negativen Eingang, so daß die Stromdetektorschaltung 21 ein Ausgangssignal erzeugt, welches durch den Widerstand 22 auf die Basis des Transi­ stors 23 rückgekoppelt wird, so daß der Transistor 23 lei­ tend gemacht wird. Infolgedessen fließt das Ausgangssignal des Signalgenerators 1 durch den Widerstand 24 und den Transistor 23 zur Masse, wobei der Kondensator 26 in einem Bypass umgangen wird.

Dementsprechend wird der Transistor 7 nicht-leitend ge­ macht, so daß die Stromzufuhr von der Gleichstromquelle 50 zum Signalgenerator 1 unterbrochen wird. Auf diese Weise wird der Arbeitszyklus bzw. das Tastverhältnis der Lei­ stungstransistorschaltung 17 so geregelt, daß der Unterbre­ cherstrom der Zündspule 18 konstant gemacht wird, auch wenn der Motor im hohen Drehzahlbereich arbeitet, so daß eine Verschwendung von elektrischer Energie verhindert wird.

Wenn der Motor bei niedriger Drehzahl arbeitet und eine Spannung über den Kondensator 26 unterhalb des vorgegebenen Pegels ist, so erzeugt die Pufferschaltung 28 kein Aus­ gangssignal, so daß der Transistor 7 nicht-leitend ist und dadurch die Stromzufuhr von der Gleichstromquelle 50 zum Signalgenerator 1 unterbrochen wird.

Die oben beschriebene Zündeinrichtung hat jedoch eine Reihe von Nachteilen: Erstens ist die Schaltungsanordnung zur Re­ gelung des Arbeitszyklus bzw. Tastverhältnisses relativ kompliziert; zweitens ist die Anzahl von Bauteilen relativ groß; drittens sind zwei externe elektrische Anschlußpunkte zwischen dem Signalgenerator und der Zündsteuerung vorgese­ hen; viertens ist unter Berücksichtigung der genannten Schwierigkeiten die Zuverlässigkeit der gesamten Einrich­ tung gering, während zugleich die Herstellungskosten rela­ tiv hoch sind.

Eine Zündeinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 38 38 672 bekannt. Dort wird ein Signalgeber verwendet, der über einen Strombegrenzungswiderstand mit einer Wellen­ formerschaltung in Verbindung steht, die aus Transistoren, Widerständen sowie einer Referenzquelle in Form einer Zener­ diode besteht. Das Ausgangssignal der Wellenformerschaltung gelangt auf einen Steuertransistor, der wiederum mit einem Schalttransistor in Verbindung steht, welcher den Strom durch die Primärspule der Zündspule regelt.

Die Zündeinrichtung gemäß der US-PS 38 38 672 besitzt weiter­ hin einen Regelwiderstand sowie einen regelbaren Spannungs­ teiler, wobei mit diesen Widerständen und einem Differenzver­ stärker eine Begrenzung des maximalen Primärstromes erfolgt. Die Widerstandskombination bildet dabei einen Stromdetektor, der einerseits zur Veränderung eines durch den Signalgeber bzw. durch die Signalgeberspule hindurchfließenden Stromes und andererseits zur Ableitung eines Bezugspotentials für den Differenzverstärker dient. Über ein Regelsignal aus dem Dif­ ferenzverstärker wird ein weiterer Transistor, der mit dem erwähnten Steuertransistor in Verbindung steht, in Abhängig­ keit von der Art des Regelsignales in Korrelation mit dem Primärstrom geöffnet oder geschlossen.

Mit der Zündeinrichtung gemäß der US-PS 38 38 672 wird somit ein ausreichender Strom durch die Primärspule über einen wei­ ten Drehzahlbereich durch ein vom Ladezustand eines Kondensa­ tors abhängiges Tastverhältnis zur Verfügung gestellt und zugleich durch die zusätzliche Ausbildung eines Schaltungs­ teiles zur Strombegrenzung das Überschreiten eines Strom­ grenzwertes in der Primärspule vermieden. Um dieses Ziel zu erreichen, ist allerdings ein erheblicher Aufwand notwendig.

Es sind zwei getrennte Regelkreise erforderlich, nämlich über einen ersten Strompfad und einen zweiten Strompfad, und zwar zusammen mit einem schaltungstechnisch aufwendigen Differenz­ verstärker. Ferner wirkt das Regelsignal über einen weiteren Strompfad nicht auf den Signalgeber ein, sondern auf den be­ reits erwähnten Steuertransistor. Des weiteren sind bei der dort beschriebenen Schaltung zwei externe Anschlußkontakte zum elektrischen Anschließen der Signalgeberspule erforder­ lich.

Aus der JP-OS 53-64 131 ist eine Zündregeleinrichtung mit ei­ ner Einstellung des Zündintervalls bekannt. Dort wird ein Si­ gnalgeber verwendet, der über einen Widerstand mit einer Wel­ lenformerschaltung in Verbindung steht, welche aus zwei Tran­ sistoren besteht. Über einen entsprechenden Treiber werden Leistungstransistoren angesteuert, die den Strom im Primär­ kreis der Zündspule schalten. Des weiteren ist eine Konstant­ stromquelle vorgesehen, die mit einem Schalter in Reihe ge­ schaltet ist, wobei diese Reihenschaltung im geschlossenen Zustand des Schalters einen zusätzlichen Strom zur Basis des einen Transistors der Wellenformerschaltung bzw. durch den Widerstand und den Signalgeber.

Bei der Zündeinrichtung gemäß der JP-OS 53-64 131 soll aber mit der zusätzlichen Konstantstromquelle keinerlei Strom­ absorption erfolgen, sondern ein sicheres Durchschalten des Ausgangstransistors gewährleistet werden, der mit der Zünd­ spule in Reihe geschaltet ist. Damit soll offensichtlich das Tastverhältnis des Ausgangstransistors in kritischen Be­ triebssituationen beeinflußt werden. Die Konstantstromquelle ist dabei eine geregelte Gleichstromquelle zur Bereitstellung eines vom Lastwiderstand unabhängigen, konstanten Stromes.

Aus der JP-OS 54-142 429 ist eine kontaktlose Zündvorrichtung bekannt, bei der die Problematik der Schließwinkelvergröße­ rung bei hohen Drehzahlen des Motors im Vordergrund steht. Die entsprechend ausgelegte Regelschaltung ist bei geringen Drehzahlen nicht in Funktion. Der Signalgenerator dieser her­ kömmlichen Zündvorrichtung ist mit einer Diode der Regel­ schaltung so verbunden, daß auch die negative Halbwelle des Wechselstromsignals aus dem Signalgeber genutzt werden kann. Die mit zunehmender Drehzahl stärker ausgebildete negative Halbwelle wird dann von der Regelschaltung derart verarbei­ tet, daß mit einer weiteren Abtastschaltung drehzahlabhängig eine höhere Zündspannung durch einen ausreichenden Schließ­ winkel zum Aufbau eines entsprechend starken Feldes der Pri­ märspule erreicht wird.

Die Zündeinrichtung gemäß der US-PS 40 64 859 hat insofern gewisse Ähnlichkeiten mit der Schaltungsanordnung gemäß der JP-OS 54-142 429, als es in beiden Fällen um die Beseitigung von Schwierigkeiten geht, die im hohen Drehzahlbereich auf­ treten. Bei dem Halbleiterzündsystem gemäß der US-PS 40 64 859 ergibt sich durch die hohe Impulsfolgefre­ quenz aus dem Signalgeber bei hohen Drehzahlen die Schwierig­ keit, daß nicht genügend Zeit verbleibt, um nach dem Auslösen einer Zündung ein ausreichendes Feld in der Zündspule wieder aufzubauen. Die Grundidee dieser herkömmlichen Zündeinrich­ tung besteht darin, beide Halbwellen aus dem Signalgenerator auszunutzen, um über einen Schaltungszweig, bestehend aus ei­ ner Parallelschaltung eines Widerstandes mit einer Diode, in Reihenschaltung mit einem Kondensator, einen größeren Schließwinkel zu erreichen. Dabei wird berücksichtigt, daß mit steigender Drehzahl die Amplitude einer negativen Halb­ welle steigt.

Bei dem Zündsystem gemäß der US-PS 40 64 859 wird durch das Laden und Entladen eines Kondensators, je nach Amplitude und Polarität der jeweiligen Halbwelle, die innerhalb der Wellen­ formerschaltung am Transistor abfallende Spannung um den Dif­ ferenzbetrag am Kondensator verringert. Dadurch verändert sich der Schaltzeitpunkt des Transistors des Wellenformers und des nachfolgenden Schaltverstärkers, dessen Transistor die Primärspule der Zündspule mit Strom beaufschlagt. Als Ergeb­ nis der vorstehend geschilderten Maßnahmen vergrößert sich somit der Schließwinkel bei hoher Drehzahl. Von einer Verkür­ zung des Schließwinkels bei kleiner Drehzahl, um einen gerin­ gen Stromverbrauch zu erzielen, ist in dieser Druckschrift nicht die Rede.

Die Zündeinrichtung gemäß der US-PS 43 78 779 weist zwei Si­ gnalgeneratoren auf, die wiederum mit jeweils einer zugehöri­ gen Wellenformerschaltung in Verbindung stehen. Die Ausgänge der Wellenformerschaltungen sind auf jeweils einen Leistungs­ transistor geführt, wobei die Leistungstransistoren eine Zündspule im Gegentaktverfahren treiben. Das Ziel dieser her­ kömmlichen Zündeinrichtung besteht darin, trotz mehrerer ge­ trennter Leistungstransistoren mit einer einzigen Stromdetek­ tor- und Regelschaltung auszukommen, die aus einem Stromde­ tektorwiderstand und einer Stromregelschaltung besteht. Die Beeinflussung des Tastverhältnisses im Sinne einer Verkürzung durch eine spezielle Stromabsorptionsschaltung ist dort nicht ins Auge gefaßt.

Die DE-OS 23 07 443 betrifft ein Zündkontrollsystem, das einen Signalgeber aufweist, der über mehrere Anschlüsse mit einer Auswerteschaltung verbunden ist. Dabei soll dort als Funktion der Motordrehzahl das Tastverhältnis bzw. der Ar­ beitszyklus geändert werden, und zwar dadurch, daß eine Lei­ stungsausgangsschaltung Strom durch eine Zündspule schickt. Zugleich soll die Schaltung den durch die Primärspule zu treibenden maximalen Strom auf einen minimalen Zeitraum be­ grenzen. Die Schaltungsanordnung ist dabei so aufgebaut, daß eine Referenzspannungsschaltung das Einschalten und Ausschal­ ten der Darlington-Leistungsausgangsschaltung bei niedriger Drehzahl des Motors regelt.

Bei höherer Drehzahl wird dort zusätzlich ein Signal aus ei­ ner Verweil-Rückkopplungssteuerung aktiviert, die wiederum die Darlington-Leistungsausgangsschaltung in Betrieb setzt. Um diese unterschiedlichen Betriebsbereiche zu erkennen, wird ein Speicherkondensator verwendet, wobei dieser bei steigen­ der Drehzahl eine höhere Ladespannung aufweist. Diese Lade­ spannung wird einerseits der Verweil-Rückkopplungssteuerung und andererseits der Referenzspannungsschaltung über einen Widerstand zugeführt. Ferner ist ein Strombegrenzer in Form eines Transistors vorgesehen, der den Spitzenstrom durch die Primärwicklung nach dem Einschalten der Darlington-Leistungs­ ausgangsschaltung in Abhängigkeit von den Werten von entspre­ chenden Widerständen begrenzt.

Bei dem Zündkontrollsystem gemäß der DE-OS 23 07 443 erfolgt das Einspeisen eines veränderlichen Stromes in den Signalge­ ber über einen Anschlußpunkt in Abhängigkeit von der Ladung des Speicherkondensators in ähnlicher Weise wie bei der oben beschriebenen herkömmlichen Zündeinrichtung gemäß Fig. 4. Dort wird nämlich durch einen gesteuerten Transistor ein ver­ änderlicher Strom aufgeprägt, wobei die Basis des gesteuerten Transistors mit dem Speicherkondensator in Verbindung steht. Der Nachteil einer derartigen Schaltung besteht jedoch darin, daß mindestens zwei nicht mit Masse verbundene externe An­ schlußpunkte vorhanden sein müssen. Dabei handelt es sich dort jedoch nicht um eine regelbare Stromversorgung, die zwi­ schen ein Betriebspotential und einen Verknüpfungspunkt zwi­ schen dem Strombegrenzungswiderstand und dem Wellenformer ge­ schaltet ist, so daß diese einen drehzahlabhängigen Strom für die Zündeinrichtung liefert.

Aus der DE 32 26 848 A1 ist schließlich eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, die einen elektronischen Un­ terbrecher und eine Zündspule mit einer Primärwicklung auf­ weist. Der elektronische Unterbrecher wird dabei durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors gebildet, dem ein Treibertransistor vorgeschaltet ist, der wiederum von einer Schwellwertschaltung angesteuert wird. Als Schwellwertschal­ tung wird dort ein Operationsverstärker verwendet, der einem bekannten Wellenformer entspricht. Der operationsverstärker hat dabei zwei Anschlußklemmen, die mit einem Signalgeber in Form eines Wechselstromgenerators in Verbindung stehen.

Bei dieser herkömmlichen Zündeinrichtung wird in Abhängigkeit vom Signal am Kollektor des Treibertransistors dem einen Ein­ gang des Operationsverstärkers eine Überlagerungsspannung mittels eines als Schalter wirkenden Transistors zugeführt. Durch diese Maßnahme wird nach dem Erreichen des Einschalt­ wertes des Wechselspannungssignals der Schwellwertschalter eingeschaltet, wobei die Emitter-Kollektor-Strecke des Tran­ sistors leitfähig wird und der Treibertransistor sowie der elektronische Unterbrecher in den leitfähigen Zustand gelan­ gen, so daß ein Strom über die Primärwicklung geführt werden kann. Gleichzeitig wird aber durch den als Schalter wirkenden Transistor eine Überlagerungsspannung an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers angelegt. Das Wechselspan­ nungssignal wird dadurch momentan auf eine resultierende Spannung erhöht. Dadurch wird ein sicheres Einschalten des Schwellwertschalters bewirkt, d. h. die Hysterese dieses Schalters wird verbessert. Kurzzeitige Störungen aus dem Si­ gnalgeber führen dann nicht zum vorzeitigen Auslösen eines Zündfunkens. Im umgekehrten Falle wird ein sicheres Ausschal­ ten des Schwellwertschalters erreicht.

Die herkömmliche Zündeinrichtung weist keine gesteuerte Stromversorgung zum Beaufschlagen des Signalgebers mit einem drehzahlabhängig unterschiedlichen Strom über einen einzigen externen Kontakt auf. Vielmehr hat die an den invertierenden Eingang des Schwellwertschalters angelegte Spannung einen konstanten Wert, der gerade keinen drehzahlabhängigen Ände­ rungen unterliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrich­ tung für einen Verbrennungsmotor anzugeben, die bei einfachem Aufbau eine verbesserte Zuverlässigkeit im Betrieb besitzt und die sich mit vergleichsweise geringen Kosten herstellen läßt.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Lösung der Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Zündeinrichtung durch folgende Merkmale: die Anordnung des Signalgebers di­ rekt zwischen Masse und Strombegrenzungswiderstand über einen einzigen externen Anschlußpunkt; und eine steuerbare Stromab­ sorptionsschaltung, die zwischen Masse und ein Betriebspoten­ tial geschaltet ist und die mit einem Verknüpfungspunkt zwi­ schen dem Strombegrenzungswiderstand und dem Wellenformer verbunden ist, wobei die Stromabsorptionsschaltung zusätzlich mit dem Ausgang des Wellenformers verbunden ist und von die­ sem ein Schaltsignal erhält und in Abhängigkeit von dessen Signalzustand sie einen Teil des Ausgangssignals des Signal­ gebers absorbiert, wobei die Absorption bei niedrigen Dreh­ zahlen des Motors größer ist als bei hohen Drehzahlen, so daß das Rechtecksignal verkürzt und somit das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes reduziert wird.

Durch die spezielle Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zünd­ einrichtung, bei der eine steuerbare Stromabsorptionsschal­ tung vorhanden ist, erfolgt eine Absorption des Stromes bei niedrigen Drehzahlen in einer solchen Weise, daß sich redu­ zierte Tastverhältnisse bzw. Arbeitszyklen für das Schaltele­ ment und damit für den durch die Primärspule zu treibenden Strom ergeben. Dadurch, daß insbesondere im niedrigen Dreh­ zahlbereich eine hohe Strombelastung der Zündspule auftreten kann, wird bei der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung von vornherein das Erreichen eines unerwünscht hohen Grenzstrom­ wertes verhindert. Die Stromabsorptionsschaltung ermöglicht weiterhin die Regelung der Größe des absorbierten Stromes so­ wie eine Regelung der Zeit, in welcher eine Stromabsorption erfolgen soll.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Lösung der Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Zündeinrichtung durch folgende Merkmale: die Anordnung des Signalgebers di­ rekt zwischen Masse und dem Strombegrenzungswiderstand über einen einzigen externen Anschlußpunkt; und eine steuerbare
Stromversorgungsschaltung, die zwischen ein Betriebspotential und einen Verknüpfungspunkt zwischen dem Strombegrenzungswi­ derstand und dem Wellenformer geschaltet ist, wobei der Aus­ gang einer an sich bekannten Pufferschaltung, die eine dreh­ zahlabhängige Ladespannung eines Kondensators abtastet und mit einem Referenzsignal vergleicht, mit einem Schaltelement verbunden ist, welches ein Schaltsignal für die steuerbare Stromversorgungsschaltung bereitstellt, die in Abhängigkeit von dem Schaltsignal einen drehzahlabhängigen Strom zum Ver­ knüpfungspunkt liefert.

Bei der speziellen Zündeinrichtung gemäß der zweiten Ausfüh­ rungsform ist somit eine steuerbare Stromversorgungsschaltung vorgesehen, die an einem zentralen Verknüpfungspunkt einen in Abhängigkeit von der Drehzahl veränderlichen Strom in die Zündeinrichtung einspeist. Daher wird es möglich, alle Funk­ tionen der Zündeinrichtung auch dann zu gewährleisten, wenn der Signalgeber über einen einzigen externen Anschlußpunkt angeschlossen ist. Eine solche regelbare Stromversorgungs­ schaltung kann in vorteilhafter Weise mit an sich bekannten Schaltungselementen, wie z. B. einer Stromdetektorschaltung, einer Bypass-Schaltung und einer Pufferschaltung kombiniert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zündein­ richtung gemäß den beiden Ausführungsformen sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung;

Fig. 2a ein Wellenform-Diagramm zur Erläuterung des Aus­ gangssignals des Signalgenerators, dargestellt mit einer ausgezogenen Linie, und des Eingangssi­ gnals am ersten positiven Eingang eines Wellen­ formers, dargestellt mit einer gestrichelten Li­ nie, gemäß Fig. 1 beim Betrieb des Motors bei niedriger Drehzahl;

Fig. 2b ein der Fig. 2a ähnliches Wellenform-Diagramm zur Erläuterung des Ausgangssignals des Signalgenera­ tors, darstellt mit einer ausgezogenen Linie, und des Eingangssignals am ersten positiven Eingang des Wellenformers, dargestellt mit einer gestri­ chelten Linie, gemäß Fig. 1 beim Betrieb des Mo­ tors mit hoher Drehzahl;

Fig. 3 ein Schaltbild zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündein­ richtung für einen Verbrennungsmotor; und

Fig. 4 ein Schaltbild zur Erläuterung einer herkömmli­ chen Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor.

Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 bezug genommen, die schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor zeigt. Die Zündeinrichtung umfaßt einen Signalgenerator 101 zur Erzeu­ gung eines Wechselspannungs-Ausgangssignals synchron mit der Drehung eines nicht dargestellten Motors; einen Wellen­ former 102, der so angeschlossen ist, daß er das Ausgangs­ signal des Signalgenerators 101 erhält, um das Generator­ ausgangssignal unter Verwendung eines vorgegebenen Schwell­ wertes umzuformen; einen Widerstand 103, der mit dem Si­ gnalgenerator 101 und dem Wellenformer 102 in Reihe ge­ schaltet ist; eine Stromabsorptionsschaltung 104, die zwi­ schen den Widerstand 103 und den Wellenformer 102 geschal­ tet ist, um einen Teil des Ausgangssignals des Signalgene­ rators 101 zu absorbieren, welches über den Widerstand 103 an den Wellenformer 102 angelegt wird, und zwar in Abhän­ gigkeit vom Ausgangssignal des Wellenformers 102; eine Zündspule 105 mit einer Primärwicklung 105a und einer Se­ kundärwicklung 105b; und ein erstes Schaltelement 106 zur Regelung des Stromes der Primärwicklung der Zündspule 105 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Wellenformers 102.

Der Signalgenerator 101 ist mit seinem einen Ende an das eine Ende des Widerstandes 103 angeschlossen über einen ex­ ternen Anschlußpunkt 107, und er ist mit seinem anderen Ende mit Masse verbunden.

Der Wellenformer 102 hat einen ersten positiven Eingang, der mit dem anderen Ende des Widerstandes 103 verbunden ist, einen zweiten negativen Eingang, an dem eine vorgege­ bene Referenz- oder Schwellwertspannung Vref anliegt, und einen Ausgang, der mit dem Eingang einer Treiberschaltung 108 verbunden ist. Die Treiberschaltung 108 ist wiederum mit ihrem Ausgang mit dem ersten Schaltelement in Form ei­ ner Leistungstransistorschaltung verbunden, um den Strom zu regeln, der durch die Primärwicklung 105a der Zündspule 105 fließt.

Der Wellenformer 102 vergleicht das Wechselspannungs-Aus­ gangssignal des Signalgenerators 101, das über den Wider­ stand 103 an seinem ersten Eingang anliegt, mit der vorge­ gebenen Schwellwertspannung Vref und erzeugt ein Ausgangs­ signal, wenn das Ausgangssignal des Signalgenerators 101 größer ist als die vorgegebene Schwellwertspannung Vref. Das vom Wellenformer 102 erzeugte Ausgangssignal liegt bei­ spielsweise in Form von Rechteck-Impulsen vor, die jeweils eine Anstiegsflanke haben, die dann auftritt, wenn das Wechselspannungs-Ausgangssignal über die vorgegebene Schwellwertspannung Vref ansteigt, und mit einer abfallen­ den Flanke, die dann auftritt, wenn das Wechselspannungs- Ausgangssignal unter die vorgegebene Schwellwertspannung Vref abnimmt.

Eine Diode 109 liegt mit ihrer Anode auf Masse und ist mit ihrer Kathode an den ersten positiven Eingang des Wellen­ formers 102 angeschlossen, um einen negativen Teil des Si­ gnalgenerator-Ausgangssignals mit einem vorgegebenen Pegel abzuschneiden.

Das erste Schaltelement oder die Leistungstransistorschal­ tung 106 umfaßt eine Darlington-Schaltung aus einem Paar von ersten und zweiten Leistungstransistoren 106a und 106b. der erste Leistungstransistor 106a ist mit seinem Kollektor an das eine Ende der Primärwicklung 105a der Zündspule 105 angeschlossen, liegt mit seinem Emitter auf Masse und ist mit seiner Basis an den Emitter des zweiten Leistungstran­ sistors 106b angeschlossen, der mit seiner Basis mit dem Ausgang der Treiberschaltung 108 und mit seinem Kollektor mit dem einen Ende der Primärwicklung 105a verbunden ist. Das andere Ende der Primärwicklung 105a ist mit dem positi­ ven Anschluß einer Gleichstromquelle 114 sowie mit der Se­ kundärwicklung 105b verbunden.

Die Stromabsorptionsschaltung 104 weist eine Stromspiegel­ schaltung 110 mit einem Paar von ersten und zweiten Transi­ storen 110a und 110b auf, die mit ihren Basen gemeinsam mit dem Kollektor des zweiten Transistors 110b verbunden und mit ihren Emittern an Masse angeschlossen sind. Der erste Transistor 110a ist mit seinem Kollektor mit dem Widerstand 103 verbunden. Der Kollektor des zweiten Transistors 110b ist über einen Spannungsregler 113 an den positiven An­ schluß der Gleichstromquelle 114 angeschlossen.

Der Spannungsregler 113 umfaßt einen ersten Widerstand 115, der zwischen die Gleichstromquelle 114 und den Kollektor des zweiten Transistors 110b geschaltet ist, einen zweiten Widerstand 116 sowie eine Zenerdiode 117, die mit dem zweiten Widerstand 116 in Reihe geschaltet ist. Der zweite Widerstand 116 und die Zenerdiode 117 sind zwischen die Gleichstromquelle 114 und den Kollektor des zweiten Transi­ stors 110b geschaltet, und zwar parallel zum ersten Wider­ stand 115.

Der Spannungsregler 113 regelt die Spannung, die von der Gleichstromquelle 114 an den Kollektor des zweiten Transi­ stors 110b angelegt wird, so daß das Ausgangssignal des Si­ gnalgenerators 101, das an den Wellenformer 102 angelegt wird, reduziert wird, und zwar in Abhängigkeit von der Kol­ lektorspannung des zweiten Transistors 110b, die von der Gleichstromquelle 114 anliegt, so daß der Arbeitszyklus bzw. das Tastverhältnis der Leistungstransistorschaltung 106 reduziert wird.

Genauer gesagt, die Kollektorspannung des zweiten Transi­ stors 110b, die von der Gleichstromquelle 114 aus anliegt, wird geändert, um eine Steuerspannung zu regeln, die an der Zenerdiode 117 anliegt. Wenn beispielsweise die Steuer­ spannung über eine vorgegebene Schwellwert- oder Zehner­ spannung Vs ansteigt, so führt dies zu einer raschen Ab­ nahme des Widerstandes der Zenerdiode 117, so daß der Ge­ samtwiderstand, gegeben durch die ersten und zweiten Wider­ stände 115 und 116 und die Zenerdiode 117 zwischen der Gleichstromquelle 114 und dem Kollektor des zweiten Transi­ stors 110b dementsprechend abnimmt.

Infolgedessen steigt die von der Gleichstromquelle 114 an den Kollektor des zweiten Transitors 110b angelegte Span­ nung rasch an. Somit kann der Grad der Leitfähigkeit des ersten Transistors 110a rasch in nicht-linearer Weise geän­ dert werden, so daß dementsprechend der Wert eines Stromes geändert werden kann, der über den Kollektor und den Emit­ ter des ersten Transistors 110a absorbiert wird.

Ein zweites Schaltelement 118 in Form eines Schalttransi­ stors ist zwischen den Kollektor des zweiten Transistors 110b und den Wellenformer 102 geschaltet, um den Betrieb der Stromabsorptionsschaltung 104 zu regeln, und zwar in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Wellenformers 102. Der Schalttransistor 118 ist mit seiner Basis über einen Widerstand 119 an den Ausgang des Wellenformers 102 ange­ schlossen, mit seinem Kollektor mit dem Kollektor des zwei­ ten Transistors 110b verbunden, während sein Emitter auf Masse liegt.

Der Schalttransistor 118 schaltet die Stromabsorptions­ schaltung 104 ein, wenn der Wellenformer 102 ein Ausgangs­ signal erzeugt, und schaltet sie zu jeder anderen Zeit ab. Genauer gesagt, wenn der Wellenformer 102 ein Impulssignal abgibt, wird der Schalttransistor 118 durchgeschaltet und leitend gemacht, so daß ein von der Gleichstromquelle 114 über den Spannungsregler 113 an den Kollektor des zweiten Transistors 110b angelegter Strom zur Masse fließt, und zwar durch den nun leitenden Schalttransistor 118, wobei die Stromspiegelschaltung 110 im Bypass umgangen wird.

Infolgedessen wird die Stromspiegelschaltung 110 abgeschal­ tet oder nicht-leitend gemacht, um ihre Stromabsorptions­ funktion zu beenden. Wenn andererseits kein Ausgangsimpuls von dem Wellenformer 102 erzeugt wird, wird der Schalttran­ sistor 118 abgeschaltet oder nicht-leitend gemacht, so daß ein Strom, der von der Gleichstromquelle 114 an den Kollek­ tor des zweiten Transistors 110b angelegt wird, durch die Basen und Emitter zur Masse fließt, so daß diese Transisto­ ren eingeschaltet werden.

Infolgedessen fließt ein Teil eines positiven Anteiles des Signalgenerator-Ausgangssignals durch den nun leitenden er­ sten Transistor 110a zur Masse, so daß das Signalgenerator- Ausgangssignal teilweise absorbiert wird. Der Wert des auf diese Weise absorbierten Stromes ändert sich in Abhängig­ keit von der Spannung, die von der Gleichstromquelle 114 über den Spannungsregler 113 am Kollektor des zweiten Tran­ sistors 110b anliegt.

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Ausführungsform wird nachstehend näher erläutert:

Zunächst erzeugt der Signalgenerator 101 ein Wechelspan­ nungs-Ausgangssignal mit einer Wellenform, die in Fig. 2a oder 2b mit einer ausgezogenen Linie dargestellt ist, syn­ chron mit der Drehung des Motors. Die negativen Anteile des Wechselspannungs-Ausgangssignals werden mit einem vorgege­ benen Pegel von der Diode 109 abgeschnitten, während seine positiven Anteile teilweise von der Stromspiegelschaltung 110 absorbiert werden, die dann arbeitet, wenn der Wellen­ former 102 keine Ausgangsimpulse erzeugt, und zwar in Ab­ hängigkeit von dem Wert der Spannung (die einfach als Ver­ sorgungsspannung bezeichnet werden kann), die von der Gleichstromquelle 114 an den Kollektor des zweiten Transi­ stors 110b angelegt wird, wie es oben erläutert ist.

Der Rest des Signalgenerator-Ausgangssignals, der mit einer gestrichelten Linien in Fig. 2a oder 2b dargestellt ist, wird an den ersten positiven Eingang des Wellenformers 102 angelegt, wo er mit der Schwellwertspannung Vref verglichen wird, die am zweiten negativen Eingang des Wellenformers 102 anliegt. Wenn das Signalgenerator-Ausgangssignal über die Schwellwertspannung Vref ansteigt, so erzeugt der Wel­ lenformer 102 ein Ausgangssignal in Form eines Rechteck-Im­ pulses, der so lange andauert, bis das Signalgenerator-Aus­ gangssignal unter die Schwellwertspannung Vref abfällt, so daß der Schalttransistor 118 leitend gemacht wird.

Im leitenden Zustand des Schalttransistors 118 ist die Stromspiegelschaltung 110 abgeschaltet, so daß die Absorp­ tion des Signalgenerator-Ausgangssignals aufhört. Infolge­ dessen wird die Wellenform des Eingangssignals, das am er­ sten positiven Eingang des Wellenformers 102 anliegt, als ursprüngliche nicht-absorbierte Wellenform des Signalgene­ rator-Ausgangssignals wieder hergestellt, wie es deutlich In Fig. 2a und 2b dargestellt ist. Somit hat der Wellenfor­ mer 102 eine Hysterese-Charakteristik.

Im folgenden wird auf Fig. 2a bezug genommen. Wenn der Mo­ tor bei niedrigen Drehzahlen arbeitet, so ist der Aus­ gangspegel des Signalgenerators 101 relativ niedrig, und das Signal, das am ersten positiven Eingang des Wellenfor­ mers 102 anliegt (dargestellt mit der gestrichelten Linie in Fig. 2a) steigt allmählich oder langsam an, verglichen mit der Anstiegsrate des ursprünglichen oder nicht-absor­ bierten Ausgangssignals des Signalgenerators 101, darge­ stellt mit der ausgezogenen Linie in Fig. 2a.

Infolgedessen ist die Länge von jedem der Ausgangsimpulse des Wellenformers 102, die über die Treiberschaltung 108 an die Leistungstransistorschaltung 106 angelegt werden, redu­ ziert, so daß der Energieverbrauch der Zündspule 105 ent­ sprechend reduziert wird. Somit wird der Arbeitszyklus bzw. das Tastverhältnis der Zündeinrichtung insgesamt in effek­ tiver weise minimal gemacht.

Wenn andererseits, wie in Fig. 2b dargestellt, der Motor bei hohen Drehzahlen läuft, so ist der Ausgangspegel des Signalgenerators 101 relativ hoch, und das Signal, das am ersten positiven Eingang des Wellenformers 102 anliegt (dargestellt mit den gestrichelten Linien in Fig. 2b), steigt rasch an, im wesentlichen mit der gleichen Anstiegs­ rate wie das ursprüngliche oder nicht-absorbierte Ausgangs­ signal des Signalgenerators, das mit der ausgezogenen Linie in Fig. 2b dargestellt ist, so daß die Zeit, die erforder­ lich ist, damit das Eingangssignal von Null Volt auf die Schwellwertspannung Vref ansteigt, relativ kurz ist.

Somit liefert der Wellenformer 102 Ausgangsimpulse, die im wesentlichen die gleiche Impulsbreite haben, wie sie mit dem ursprünglichen oder nicht-absorbierten Ausgangssignal des Signalgenerators 101 erhalten werden. Infolgedessen kann ein adäquater Strom der Primärwicklung für den Betrieb des Motors bei hohen Drehzahlen erhalten werden, so daß im wesentlichen das gleiche Tastverhältnis geliefert wird wie es mit dem ursprünglichen oder nicht-absorbierten Signalge­ nerator-Ausgangssignal erhalten wird.

Bei dieser Ausführungsform kann eine Rückkopplungsschleife zur Regelung der Gleichstrom-Vorspannung des Ausgangssi­ gnals des Signalgenerators in Abhängigkeit vom Wert des Stromes der Primärwicklung entfallen, die herkömmlicher­ weise verwendet wird. Dies dient zur Vereinfachung der ge­ samten Schaltungsanordnung der Zündeinrichtung; weiterhin wird die Anzahl von externen Anschlußpunkten zwischen dem Signalgenerator 101 und den übrigen Teilen der Zündeinrich­ tungen von zwei auf eins verringert; außerdem wird die An­ zahl von anzuschließenden Bauteilen reduziert. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der gesamten Zündeinrichtung stark ver­ bessert werden, wobei sich zugleich ihre Herstellungskosten reduzieren lassen.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform gemäß der Erfin­ dung. Die Zündeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform um­ faßt einen Signalgenerator 201, einen Wellenformer 202, einen Widerstand 203, eine Zündspule 205, ein erstes Schal­ telement oder eine Leistungstransistorschaltung 206, eine Treiberschaltung 208, eine Diode 209 und eine Gleichstrom­ quelle 214, die im wesentlichen die gleichen Komponenten sind wie die Elemente 101, 102, 103, 105, 106, 108, 109 und 114 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 1 und die auch in gleicher Weise wie oben beschrieben miteinander verbunden sind.

Ein Kondensator 210 ist mit einem Knotenpunkt zwischen dem Signalgenerator 201 und dem Widerstand 203 über eine Diode 224 und einen Widerstand 225 verbunden, so daß er von dem Wechselspannungs-Ausgangssignal des Signalgenerators 201 geladen wird. Eine Stromversorgungsschaltung 211 ist zwi­ schen den Widerstand 203 und den Wellenformer 202 geschal­ tet, um einen Gleichstrom an den Widerstand 203 anzulegen, und zwar in Abhängigkeit von der Ladespannung am Kondensa­ tor 210.

Eine Stromdetektorschaltung 212 dient zur Abtastung eines Stromes, der durch die Primärwicklung 205a der Zündspule 205 fließt, und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn der Strom der Primärwicklung einen vorgegebenen Pegel er­ reicht. Eine Bypass-Schaltung 213 dient zur Umleitung des Ausgangssignals des Signalgenerators 201 um den Kondensator 210 herum, und zwar in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Stromdetektorschaltung 212, so daß die Ladespannung am Kon­ densator 210 dadurch geregelt wird, um den Arbeitszyklus bzw. das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes in Form einer Leistungstransistorschaltung 206 einzustellen.

Die Stromversorgungsschaltung 211 umfaßt eine Stromspiegel­ schaltung 220 mit einem Paar von ersten und zweiten Transi­ storen 220a und 220b sowie einen Schalttransistor 221, um die Stromspiegelschaltung 220 einzuschalten und abzuschal­ ten. Die ersten und zweiten Transistoren 220a und 220 sind mit ihren Emittern verbunden und gemeinsam an die Gleich­ stromquelle 214 in Form einer Batterie angeschlossen, wäh­ rend ihre Basen miteinander verbunden und gemeinsam an den Kollektor des zweiten Transistors 220b angeschlossen sind.

Der erste Transistor 220a ist mit seinem Kollektor an das eine Ende des Widerstandes 203 angeschlossen, der mit sei­ nem anderen Ende über einen externen Anschlußpunkt 207 mit dem einen Ende des Signalgenerators 201 verbunden ist, des­ sen anderes Ende auf Masse liegt. Der Schalttransistor 221 ist mit seinem Kollektor mit dem Kollektor des zweiten Transistors 220b verbunden, liegt mit seinem Emitter über einen Widerstand 222 auf Masse, und ist mit seiner Basis mit dem Ausgang einer Pufferschaltung 223 in Form eines Komparators verbunden.

Die Pufferschaltung 223 hat einen ersten positiven Eingang, der mit dem einen Ende des Kondensators 210 verbunden ist, der an seinem anderen Ende auf Masse liegt, und einen zwei­ ten negativen Eingang, der mit dem Emitter des Schalttran­ sistors 221 verbunden ist, so daß die Spannung über dem Wi­ derstand 222 am zweiten negativen Eingang der Pufferschal­ tung 223 als Referenz- oder Schwellwertspannung anliegt.

Der Kondensator 210 ist an seinem einen Ende mit dem Si­ gnalgenerator 201 verbunden, und zwar über die Diode 224 und den Widerstand 225. Die Diode 224 ist mit ihrer Anode mit dem Widerstand 225 verbunden und mit ihrer Kathode an den Kondensator 210 angeschlossen. Ein Widerstand 226 liegt mit seinem einen Ende auf Masse und ist mit seinem anderen Ende an einen Knotenpunkt zwischen der Diode 224 und dem Kondensator 210 angeschlossen sowie mit dem positiven Ein­ gang der Pufferschaltung 223 verbunden.

Der Wellenformer 202 ist mit seinem ersten positiven Ein­ gang über den Widerstand 203 mit dem Signalgenerator 201 verbunden, und zwar in gleicher Weise wie bei der oben be­ schriebenen Ausführungsform, während sein zweiter negativer Eingang mit einem Knotenpunkt zwischen einem Paar von in Reihe geschalteten Widerständen 230 und 231 sowie außerdem über einen Widerstand 233 mit dem Kollektor eines Transi­ stors 232 verbunden ist. Die in Reihe geschalteten Wider­ stände 230 und 231 sind zwischen den positiven Anschluß der Gleichstromquelle 214 und Masse geschaltet.

Der Transistor 232 ist mit seiner Basis über einen Wider­ stand 234 an den Ausgang des Wellenformers 202 angeschlos­ sen, während sein Emitter auf Masse liegt. Der Transistor 232 und die Widerstände 230, 231, 233 und 234 arbeiten in der Weise, daß sie eine variable Schwellwertspannung am zweiten negativen Eingang des Wellenformers 202 liefern, und zwar im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Kom­ ponenten 9 bis 15 bei der oben beschriebenen Zündeinrich­ tung gemäß Fig. 4 arbeiten.

Die Stromdetektorschaltung 212 umfaßt einen Strommeßwider­ stand 240, der mit seinem einen Ende mit dem Emitter eines zweiten Leistungstransistors 206b der Leistungstransistor­ schaltung 206 verbunden ist und mit seinem anderen Ende auf Masse liegt, sowie einen Komparator 241 zur Abtastung, ob eine Spannung über dem Widerstand 240 größer ist als eine vorgegebene Referenzspannung.

Der Komparator 241 hat einen ersten positiven Eingang, der mit einem Knotenpunkt zwischen den Strommeßwiderstand 240 und dem Emitter des zweiten Leistungstransistors 206b ver­ bunden ist, so daß daran die Spannung anliegt, die über dem Strommeßwiderstand 240 ansteht. Der Komparator 241 hat einen zweiten negativen Eingang, an dem die vorgegebene Re­ ferenzspannung von einer Gleichstromquelle 242 angelegt wird. Der Ausgang des Komparators 241 ist mit der Bypass- Schaltung 213 verbunden. Die Stromdetektorschaltung 212 er­ zeugt ein Ausgangssignal, wenn die Spannung an ihrem ersten positiven Eingang größer ist als die Referenzspannung an ihrem zweiten negativen Eingang.

Die Bypass-Schaltung 213 umfaßt einen Bypass-Transistor, dessen Kollektor mit einem Knotenpunkt zwischen der Diode 224 und dem Widerstand 225 verbunden ist, der mit seinem Emitter auf Masse liegt und dessen Basis über einen Wider­ stand 243 mit dem Ausgang des Komparators 241 der Stromde­ tektorschaltung 212 verbunden ist.

Wenn im Betrieb der Motor bei hohen Drehzahlen arbeitet, so erzeugt der Signalgenerator 201 ein Wechselspannungs-Aus­ gangssignal, das an den ersten positiven Eingang des Wel­ lenformers 202 über den Widerstand 203 angelegt wird und zur gleichen Zeit über den Widerstand 225 und die Diode 224 am Kondensator 210 anliegt, so daß der Kondensator 210 ge­ laden wird. Wenn das Signalgenerator-Ausgangssignal bei zu­ nehmender Drehzahl des Motors zunimmt, so steigt die Lade­ spannung über dem Kondensator 210 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors an.

Wenn die Kondensatorspannung, die am ersten Eingang der Pufferschaltung 223 anliegt, über eine Referenzspannung an­ steigt, die am zweiten Eingang anliegt, so erzeugt die Puf­ ferschaltung 223 ein Ausgangssignal, das an die Basis des Schalttransistors 221 angelegt wird und ihn leitend macht.

Im leitenden Zustand des Schalttransistors 221 werden die ersten und zweiten Transistoren 220a und 220b der Strom­ spiegelschaltung 220 beide eingeschaltet oder leitend ge­ macht, so daß ein Teil des Stromes von der Gleichstrom­ quelle 214 zur Masse durch den zweiten Transistor 220b, den Schalttransistor 221 und den Widerstand 225 fließt, während der Rest des Stromes von der Gleichstromquelle 214 durch den ersten Transistor 220a und den Widerstand 203 zum Si­ gnalgenerator 201 fließt, um den Gleichspannungspegel des Signalgenerator-Ausgangssignals anzuheben.

Auf diese Weise kann der Gleichspannungspegel des Signals, das am ersten positiven Eingang des Wellenformers 202 an­ liegt, in Abhängigkeit von dem Gleichstrom geregelt werden, der von der Gleichstromversorgung 214 durch den ersten Transistor 220a und den Widerstand 203 zum Signalgenerator 201 fließt. Da der Strom, der von der Gleichstromquelle 214 durch den zweiten Transistor 220b, den Schalttransistor 221 und den Widerstand 222 zur Masse fließt, in Abhängigkeit vom Wert der Ladespannung am Kondensator 210 variiert wird, die an die Basis des Schalttransistors 221 angelegt wird, so wird der Strom, der von der Gleichstromquelle 214 über den ersten Transistor 220a und den Widerstand 203 an den Signalgenerator 201 geliefert wird, durch den Wert der Kon­ densatorspannung geändert.

Somit steigt der Pegel des an den Wellenformer angelegten Signals in Abhängigkeit von der zunehmenden Drehzahl des Motors an, so daß die Impulsbreite jedes Ausgangsimpulses vom Wellenformer 202 entsprechend ansteigt. Da die leitende Periode der Leistungstransistorschaltung 206 geregelt wird durch die Impulsbreite eines Ausgangsimpulses des Wellen­ formers 202, und zwar durch die Wirkung der Treiberschal­ tung 208, wird die Periode der Stromzuführung von der Gleichstromquelle 214 zur Primärwicklung 205a zur Zündspule 205 länger, so daß ein ausreichender Strom für die Primär­ wicklung für den Betrieb des Motors bei hoher Drehzahl ge­ liefert wird.

Wenn die Spannung über dem Strommeßwiderstand 240, die am ersten positiven Eingang des Komparators 241 anliegt, über die Referenzspannung am zweiten negativen Eingang ansteigt, wenn also der Strom der Primärwicklung einen vorgegebenen oberen Grenzwert erreicht, so erzeugt der Generator 241 ein Ausgangssignal, das über den Widerstand 243 an die Basis des Bypass-Transistors 213 angelegt wird.

Somit wird der Transistor 213 leitend gemacht, so daß das Ausgangssignal des Signalgenerators 201 über den Widerstand 225 und den Transistor 213 zur Masse fließt, wobei der Kon­ densator 210 umgangen wird. Wenn dementsprechend der Kon­ densator 210 unter einen vorgegebenen Spannungspegel entla­ den worden ist, wird der Schalttransistor 221 nicht-leitend gemacht, so daß die Stromspiegelschaltung 220 abgeschaltet wird, so daß die Stromzufuhr von der Gleichstromquelle 214 über die Stromspiegelschaltung 220 und den Widerstand 203 zum Signalgenerator 201 unterbrochen wird. Infolgedessen wird ein unnötiger Verbrauch von elektrischer Energie ver­ mieden.

Wenn andererseits der Motor bei niedrigen Drehzahlen läuft, so ist der Pegel des Signalgenerator-Ausgangssignals rela­ tiv klein, so daß normalerweise keine zufriedenstellende oder ausreichende Kondensatorspannung den Kondensator 210 lädt, die erforderlich ist, um den Schalttransistor leitend zu machen, so daß die Stromspiegelschaltung 220 unwirksam bleibt.

Infolgedessen ist das Signal, das am ersten positiven Ein­ gang des Wellenformers 202 anliegt, das ursprüngliche Aus­ gangssignal des Signalgenerators 201 allein, so daß der Wellenformer 202 Ausgangsimpulse mit einer üblichen Impuls­ breite erzeugt, so daß eine nutzlose Verlängerung des Tast­ verhältnisses der Leistungstransistorschaltung 206 vermie­ den wird.

Claims (7)

1. Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor, umfassend:

• - eine Zündspule (105) mit einer Primärwicklung (105a) und einer Sekundärwicklung (105b);
• - ein erstes Schaltelement (106) zur Regelung des Pri­ märstromes der Zündspule (105);
• - einen Signalgenerator (101) zur Erzeugung eines Wech­ selspannungsausgangssignales synchron mit der Drehung des Motors;
• - einen Wellenformer (102), der das Ausgangssignal des Signalgenerators (101) erhält und der während des Überschreitens eines Referenzwertes durch das Aus­ gangssignal ein das Tastverhältnis des ersten Schalt­ elementes (106) vorgebendes Rechtecksignal abgibt, während dessen Dauer das erste Schaltelement (106) im stromleitenden Zustand gehalten wird und demzufolge der Primärstrom durch die Zündspule (105) fließt;
• - einen Strombegrenzungswiderstand (103), der in Reihe zwischen den Signalgenerator (101) und den Wellenfor­ mer (102) geschaltet ist, gekennzeichnet durch
• - die Anordnung des Signalgebers (101) direkt zwischen Masse und Strombegrenzungswiderstand (103) über einen einzigen externen Anschlußpunkt (107); und
• - eine steuerbare Stromabsorptionsschaltung (104), die zwischen Masse und ein Betriebspotential geschaltet ist und die mit einem Verknüpfungspunkt zwischen dem Strombegrenzungswiderstand (103) und dem Wellenformer (102) verbunden ist,

wobei die Stromabsorptionsschaltung (104) zusätzlich mit dem Ausgang des Wellenformers (102) verbunden ist und von diesem ein Schaltsignal erhält und in Abhän­ gigkeit von dessen Signalzustand sie einen Teil des Ausgangssignals des Signalgebers (101) absorbiert, wo­ bei die Absorption bei niedrigen Drehzahlen des Motors größer ist als bei hohen Drehzahlen, so daß das Rechtecksignal verkürzt und somit das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes (106) reduziert wird.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabsorptionsschaltung (104) folgendes auf­ weist:

• - eine Stromspiegelschaltung (110) mit einem Paar von ersten und zweiten Transistoren (110a, 110b), deren Basen gemeinsam mit dem Kollektor des zweiten Transi­ stors (110b) verbunden sind und deren Emitter auf Masse liegen, wobei der erste Transistor (110a) mit seinem Kollektor mit dem Strombegrenzungswiderstand (103) verbunden ist;
• - ein zweites Schaltelement (118), das zwischen den Kol­ lektor des zweiten Transistors (110b) und den Wellen­ former (102) geschaltet ist und das den Betrieb der Stromabsorptionsschaltung (104) zeitgleich mit dem Ausgangssignal des Wellenformers (102) regelt, wobei das zweite Schaltelement (118) so arbeitet, daß es die Stromabsorptionsschaltung (104) nur dann einschaltet, wenn der Wellenformer (102) ein Ausgangssignal er­ zeugt;
• - eine Gleichstromquelle (114) zur Bereitstellung des Betriebspotentials; und
• - einen Spannungsregler (113), der zwischen die Gleich­ stromquelle (114) und den Kollektor des zweiten Tran­ sistors (110b) geschaltet ist, um die Spannung zu re­ geln, die von der Gleichstromquelle (114) an den Kol­ lektor des zweiten Transistors (110b) angelegt wird, so daß das Ausgangssignal des Signalgenerators (101), das am Wellenformer (102) anliegt, in Abhängigkeit von der Größe der Kollektorspannung des zweiten Transi­ stors (110b) reduziert wird, um das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes (106) zu reduzieren.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (113) einen ersten Widerstand (115), der zwischen die Gleichstromquelle (114) und den Kollektor des zweiten Transistors (110b) geschaltet ist, einen zweiten Widerstand (116) und eine Zenerdiode (117) aufweist, die mit dem zweiten Widerstand (116) in Reihe geschaltet ist, wobei der zweite Widerstand (116) und die Zenerdiode (117) zwischen die Gleichstromquelle (114) und den Kollektor des zweiten Transistors (110b) parallel zum ersten Widerstand (115) geschaltet sind.

4. Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor, umfassend:

• - eine Zündspule (205) mit einer Primärwicklung (205a) und einer Sekundärwicklung (205b);
• - ein erstes Schaltelement (206) zur Regelung des Pri­ märstromes der Zündspule (205);
• - einen Signalgenerator (201) zur Erzeugung eines Wech­ selspannungsausgangssignales synchron mit der Drehung des Motors;
• - einen Wellenformer (202), der das Ausgangssignal des Signalgenerators (201) erhält und der während des Überschreitens eines Referenzwertes durch das Aus­ gangssignal ein das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes (206) vorgebendes Rechtecksignal ab­ gibt, während dessen Dauer das erste Schaltelement (206) im stromleitenden Zustand gehalten wird und dem­ zufolge der Primärstrom durch die Zündspule (205) fließt;
• - einen Strombegrenzungswiderstand (203), der in Reihe zwischen den Signalgenerator (201) und den Wellenfor­ mer (202) geschaltet ist, gekennzeichnet durch
• - die Anordnung des Signalgebers (201) direkt zwischen Masse und dem Strombegrenzungswiderstand (203) über einen einzigen externen Anschlußpunkt (207); und
• - eine steuerbare Stromversorgungsschaltung (211), die zwischen ein Betriebspotential und einen Verknüpfungs­ punkt zwischen dem Strombegrenzungswiderstand (203) und dem Wellenformer (202) geschaltet ist, wobei der Ausgang einer an sich bekannten Pufferschal­ tung (223), die eine drehzahlabhängige Ladespannung eines Kondensators (210) abtastet und mit einem Refe­ renzsignal vergleicht, mit einem Schaltelement (221) verbunden ist, welches ein Schaltsignal für die steu­ erbare Stromversorgungsschaltung (211) bereitstellt, die in Abhängigkeit von dem Schaltsignal einen dreh­ zahlabhängigen Strom zum Verknüpfungspunkt liefert.

5. Zündeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsschaltung (211) folgendes auf­ weist:

• - eine Gleichstromquelle (214); und
• - eine Stromspiegelschaltung (220) mit einem Paar von ersten und zweiten Transistoren (220a, 220b), deren Emitter gemeinsam an die Gleichstromquelle (214) ange­ schlossen sind und deren Basen gemeinsam mit dem Kol­ lektor des zweiten Transistors (220b) verbunden sind, wobei der erste Transistor (220a) mit seinem Kollektor mit dem Strombegrenzungs-Widerstand (203) verbunden ist.

6. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferschaltung (223) einen Schalttransistor (221) aufweist, der mit seinem Kollektor mit der steuer­ baren Stromversorgungsschaltung (211) verbunden ist, des­ sen Emitter über einen Widerstand (222) auf Masse liegt, und dessen Basis über die Pufferschaltung (223) mit dem Kondensator (210) verbunden ist, wobei die Pufferschal­ tung (223) einen ersten Eingang, der mit dem Kondensator (210) verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit dem Emitter des Schalttransistors (221) verbunden ist und einen Ausgang aufweist, der mit der Basis des Schalttran­ sistors (221) verbunden ist.