DE4039356C1

DE4039356C1 -

Info

Publication number: DE4039356C1
Application number: DE4039356A
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Ing. 7121 Grossingersheim De Schleupen; Ulrich Dipl.-Ing. Bentel (Fh), 7135 Wiernsheim, De; Klaus Dipl.-Ing. Dr. 7411 Reutlingen De Heyke; Ulrich 7419 Sonnenbuehl De Nelle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1992-07-16
Anticipated expiration: 2010-12-11
Also published as: DE59107848D1; US5438268A; BR9107158A; WO1992010673A1; EP0561808A1; ES2088025T3; EP0561808B1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung für Zündanlagen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist bereits eine Zündanlage aus der US-PS 49 18 389 bekannt, bei der die Überwachung der Zündanlage anhand einer primärseitigen Überwachung der Funkendauer erfolgt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es keine exakten Informationen über den Verbrennungsverlauf liefert, um so Rückschlüsse über die Funktion der Zünd- und/oder Einspritzanlage zu ziehen. Fehlfunktionen können also nicht mit Sicherheit erkannt werden, wodurch es zu einem erhöhten Schadstoffaustausch und zu einer Gefährdung des Katalysators kommen kann.

Weiterhin ist aus der DE-OS 27 59 153 eine Zündanlage bekannt, bei der ebenfalls primärseitig die Brennspannung erfaßt wird, indem der Emitter eines pnp-Transistors direkt an die Verbindung zwischen Primärwicklung und Kollektor des Zündtransistors geführt ist. Basisseitig liegt dieser pnp-Transistor an der Versorgungsspannung U_B. Beim Erzeugen eines Zündfunkens wird die Brennspannung auf die Primärseite transformiert. Sobald die Basis-Emitter-Spannung des pnp-Transistors 0,7 V erreicht hat, öffnet der Transistor und am Emitter liegt U_B an, so daß die Brennspannung von U_B überlagert wird. Der Nachteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß der pnp-Transistor mit Erreichen der 0,7 V Ansteuerspannung nur noch eine Schalterfunktion hat. Kollektorseitig ist dem pnp-Transistor ein Spannungsteiler zugeordnet und der Abgriff des Spannungsteilers an einen Schwellwertschalter geführt. Damit ermöglicht auch diese Schaltungsanordnung keine Aussage über den Verbrennungsverlauf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, die eine genaue Erfassung der auf die Primärseite transformierten Brennspannung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber dem Bekannten den Vorteil, daß ein Strom erzeugt wird, der proportional der Brennspannung ist, welcher über ein Meßglied überwacht wird und wodurch genaue Informationen über den Verbrennungsverlauf gewonnen werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß zur Vermeidung von Temperatureinflüssen die verwendeten Widerstände den gleichen Temperaturkoeffizienten haben.

Ein weiterer Vorteil ist die Auskopplung des Spannungssignals und die Einkopplung des Steuersignals für den Zündtransistor über eine Signalleitung.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 die Grundschaltung zur Erfassung der Brennspannung und Fig. 2 die Grundschaltung in abgewandelter Form.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 dargestellte Grundschaltung zur Erfassung der Brennspannung zeigt eine Zündspule 1 bestehend aus einer Primärwicklung 2 und einer Sekundärwicklung 3, welche mit einer Zündkerze 4 zur Weitergabe der Hochspannung verbunden ist. Die Primärwicklung 2 ist einerseits über eine Zuleitung 5 mit einer Batteriespannung U_B und andererseits über eine Zuleitung 6 und über einen Zündtransistor 7 mit Massepotential verbunden. Die Zuleitung 5 ist über eine Diode 12 mit der Basis eines pnp-Transistors 8 verbunden während dieser emitterseitig über einen als Emitterfolger dienenden Widerstand 9 mit der Zuleitung 6 verbunden ist. Auf der Kollektorseite ist dem pnp-Transistor 8 ein Widerstand 10 zugeordnet, welcher andererseits an Massepotential angeschlossen ist. Die an diesem Widerstand abfallende Spannung wird zwischen Klemme 11 und Massepotential erfaßt.

Die eben beschriebene Schaltunganordnung in Fig. 1 hat folgende Wirkungsweise.

Über den Zündtransistor 7 wird der Stromfluß in der Primärwicklung 2 der Zündspule 1 eingeschaltet, das heißt, bei Ansteuerung des Zündtransistors an der Basis kann in der Primärwicklung 2 Energie gespeichert werden. Wird nun die Ansteuerung dieses Steuertransistors 7 unterbrochen, so wird in der Sekundärwicklung 3 eine Hochspannung induziert, die dann an die Zündkerze 4 weitergegeben wird. Bei ordnungsgemäßem Explosionsverlauf brennt der Zündfunke mit einem typischen Spannungsverlauf aus, wobei diese Brennspannung (U_BRENN) wiederum in die Primärwicklung 2 der Zündspule 1 transformiert wird. Diese auf die Primärseite transformierte Brennspannung steuert den pnp-Transistor 8 mit dem Widerstand 9 als Emitterfolger entsprechend an, so daß dieser die Brennspannung in einen zu ihr proportionalen Kollektorstrom (Ic) umwandelt.

Der Kollektorstrom Ic ist demzufolge etwa proportional dem Quotienten aus Brennspannung (U_BRENN) minus der Basis-Emitterspannung (U_BE) des Transistors 8 und dem Widerstandswert, des als Emitterfolge ausgebildeten Widerstandes 9. Da dieser Widerstand 9 jedoch einen konstanten Wert hat und (U_BE) vernachlässigbar gering ist, ist der Kollektorstrom Ic etwa proportional der Brennspannung U_BRENN). Dieser Strom Ic fließt vom Kollektor des Transistors 8 über den Widerstand 10 zum Massepotential, wobei er am Widerstand 10 in ein leicht auswertbares Spannungssignal umgewandelt wird, das zwischen Klemme 11 und Massepotential abgegriffen wird. Dieses Spannungssignal kann nun über Klemme 11 einer Auswerteelektronik zugeführt werden, die beispielsweise über einen Vergleich des erfaßten Spannungssignals mit einem gespeicherten Signalverlauf eine Überwachung der Funktion der Zündanlage vornimmt und bei erkannten Fehlern entsprechende Schutzmaßnahmen einleitet. Um zu vermeiden, daß Temperatureinflüsse das Meßergebnis verfälschen, ist es zweckmäßig, wenn die Widerstände 9 und 10 den gleichen Temperaturkoeffizienten haben. Die Diode 12 bewirkt, daß die Basis-Emitter-Strecke des pnp-Transistors 8 bei hoher positiver Batteriespannung und durchgeschaltetem Zündtransistor 7 nicht durchbricht.

Fig. 2 zeigt die beschriebene Grundschaltung in etwas abgewandelter Form, wobei jedoch das Prinzip der Erfassung des Spannungssignals und die dazu verwendeten Bauelemente dieselben sind. Dieses wird deutlich durch die Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Bauelemente. Die zwischen der Basis des pnp-Transistors 8 und der Batteriespannung U_B geschaltete Diode 12 sorgt wiederum dafür, daß die Basis-Emitter-Strecke des pnp-Transistors 8 bei hoher positiver Batteriespannung und durchgeschaltetem Zünd-Transistor 7 nicht durchbricht. Zusätzlich sind in dieser Schaltung noch ein Widerstand 13 mit nachgeschalteter Zenerdiode 14 zwischen Zuleitung 6 und der Basis eines Transistors 15 sowie ein weiterer Widerstand 16 vorgesehen. Der Transistor 15 ist dabei emitterseitig auf Massepotential und kollektorseitig auf die Basis des Zündtransistors 7 geschaltet. Der weitere Widerstand 16 liegt zwischen Klemme 11 und Basis des Zündtransistors 7. Diese Bauelemente sorgen dafür, daß bei hoher Kollektorspannung am Zündtransistor 7 dieser Transistor nicht vorzeitig durchbricht. Das heißt, durch die Verwendung der Zenerdiode 14 werden Spannungen über einem bestimmten Potential an der Verbindungsleitung 6 über den Widerstand 13 und die Zenerdiode 14 an die Basis des Transistors 15 weitergegeben und steuern somit diesen Transistor 15 leitend, so daß die Basis des Transistor 7 auf Massepotenial gezogen wird. Diese Fig. 2 ist so angeordnet, daß zur Ausgabe des Spannungssignals, welches die Brennspannung repräsentiert, der Steuersignalanschluß des Zündtransistors 7 verwendet werden kann. Hierzu muß jedoch der Widerstand 10 entsprechend dimensioniert werden, um zu vermeiden, daß der Transistor 7 vorzeitig durchbricht. Das heißt, es ist zu sichern, daß während der Brenndauer eines Zündfunkens der Spannungsabfall am Widerstand 10 niedriger ist als die Spannung, die zur Ansteuerung des Transistors 7 benötigt wird. Damit wird sichergestellt, daß ohne eine zusätzliche Signalleitung für die Überwachung der Brennspannung an der Klemme 11 zeitversetzt einmal mit einem von der nicht dargestellten Steuerschaltung ausgelösten Spannungssignals (U_S) der Zündtransistor 7 leitend geschaltet und zum anderen die Funkenbrennspannung an die an Klemme 11 anzuschließende Auswerteschaltung abgegeben werden kann.

Diese beschriebenen Schaltungen zur Erfassung des auf die Primärseite transformierten Spannungssignals der Brennspannung können auch monolithisch integriert werden, wodurch sie einen geringeren Platz benötigen.

Claims

1. Schaltungsanordnung für Brennkraftmaschinen-Zündanlagen zur Erfassung der auf die Primärseite einer Zündspule transformierten Brennspannung an der Zündkerze, wobei die auf die Primärseite (2) transformierte Brennspannung (U_BRENN) die Steuerstrecke eines als Spannungswandler arbeitenden pnp-Transistors (8) ansteuert, welcher basisseitig über eine Diode an die Batteriespannung (U_B) und emitterseitig an die Verbindung zwischen Primärwicklung und Zündschalter (7) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (9) als Emitterfolger derart dem pnp-Transistor (8) zugeordnet ist, daß dieser mit seinem Kollektoranschluß einem als Widerstand ausgebildeten Meßglied (10) einen Kollektorstrom (Ic) zuführt, der proportional der Brennspannung (U_BRENN) ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Widerstände (9, 10) denselben Temperaturkoeffizienten haben.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des Zündschalters (7) über einen Widerstand (16) mit dem Kollektor des als Spannungswandler arbeitenden pnp-Transistors (8) derart verbunden ist, daß über eine dort anzuschließende Signalleitung (an Klemme 11) einerseits das Steuersignal für den Zündschalter (7) einkoppelbar und andererseits das der Brennspannung proportionale Spannungssignal auskoppelbar ist.