DE4112897A1 - Zuendvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die in der Lage ist, eine fehlerfreie Zündung der fünf Zylinder der Brennkraftmaschine durchzuführen, ungeachtet von Drehzahländerungen der Brennkraftmaschine wie auch von der Spannung einer Stromversorgung für die Zündvorrichtung. Insbesondere betrifft sie eine Zündvorrichtung mit den vorstehend aufgeführten Eigenschaften, die einen einfachen Aufbau und eine hohe Zuverlässigkeit im Betrieb hat.

Wie allgemein bekannt ist, wird bei Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Benzinmotoren für Kraftfahrzeuge, in denen eine Anzahl Zylinder in vier Zyklen betrieben werden, die einen Einlaßhub, einen Verdichtungshub, einen Verbrennungshub und einen Auslaßhub umfassen, ein Luft-Brennstoff-Gemisch in jedem Zylinder durch einen Kolben verdichtet und ein Funke wird durch eine Zündkerze zu einem optimalen Zündzeitpunkt für die ordnungsgemäße Verbrennung zur Erzeugung einer Ausgangsleistung geliefert. Am Zündzeitpunkt ist es kritisch, damit die durch die Verbrennung des Gemisches in jedem Zylinder erzeugte Explosivkraft als eine Kraft zur wirksamen Abwärtsbewegung eines entsprechenden Kolbens arbeiten kann, um einen Funken ausreichender Energie bei der richtigen Kurbelwellenposition eines jeden Zylinders zu erzeugen.

Daher ist es bei dieser Bauart einer Brennkraftmaschine zwecks ordnungsgemäßer Steuerung der Reihenfolge der Brennstoffeinspritzungen durch die Einspritzdüsen, des Zeitpunktes der Leistungsversorgung für die Zündspule und des Zündzeitpunktes für jeden Zylinder erforderlich, ein Zündsignal synchron mit der Motordrehzahl und abhängig von der Motordrehzahl pro Minute sowie verschiedenen anderen Fahrzuständen zu erzeugen, so daß die Stromführung der Zündspule und der Zündzeitpunkt für jeden Zylinder in optimaler Weise gesteuert werden. Zwecks Erzeugung eines richtigen Zündsignals an den ordnungsgemäßen Zündzeitpunkten werden beispielsweise elektromagnetische Aufnehmerspulen verwendet, die abhängig von der Diehung der Motorkurbelwelle ein Wechselstromimpulssignal erzeugen.

Die von den elektromagnetischen Aufnehmern erzeugten Zündsignale werden an Zeitpunkten erzeugt, die einem bestimmten vorgegebenen Kurbelwinkel eines jeden Zylinders entsprechen und haben einen Scheitelwert entsprechend der Anzahl der Umdrehungen je Minute des Motors. Die auf diese Weise erzeugten Zündsignale werden mit einer Bezugsspannung in einer Vergleichsschaltung verglichen und bezüglich ihrer Wellenform so ausgebildet, daß ein Signal mit rechteckförmiger Wellenform erhalten wird, das dann zur Einschaltung und Ausschaltung einer Schaltvorrichtung, wie beispielsweise eines Leistungstransistors, zur Steuerung der Leistungszufuhr an die Zündspule verwendet wird.

Selbst bei der Verwendung eines derartigen Zündsignals mit geformter Welle ist es jedoch unmöglich, den einer Primärwicklung der Zündspule zugeführten Primärstrom steil anzuheben oder zu vergrößern, bedingt hauptsächlich durch eine Induktivitätskomponente der Zündspule. Andererseits wird die Entladungsenergie der Zündkerze durch den Primärstrom zu dem Zeitpunkt bestimmt, wenn die Leistungszufuhr zur Zündspule unterbrochen wird. Infolgedessen ist eine vorgeschriebene Leitungsdauer fur die Zündspule für eine ordnungsgemäße Verbrennung eines Gemisches in jedem Zylinder erforderlich. Das heißt, ein zu früher Beginn der Stromzufuhr führt zu einem verschwenderischen Leistungsverbrauch, während ein zu später Beginn der Leistungszufuhr häufig zu einer Fehlzündung führt. Daher sollte zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Leitungsdauer der Zeitpunkt für den Beginn der Leitung abhängig von der Anzahl der Motorumdrehungen je Minute in geeigneter Weise geändert werden.

Ferner fällt in einem frühen Bereich des Motorstarts die Speisespannung einer Batterie, die üblicherweise 12 Volt beträgt, im allgemeinen auf etwa 6 bis 10 Volt ab. Daher ist es zur Gewährleistung eines ausreichenden Stroms für die Primärwicklung der Zündspule erforderlich, die Leitungsdauer zu verlängern und zwecks Kompensation eines möglichen Abfalls in der Speisespannung sollte der Zeitpunkt für den Beginn der Leistungszufuhr vorverlegt werden.

Um diese Forderungen zu erfüllen, wurde bereits vorgeschlagen, daß der Spannungspegel des Zündsignals und der Spannungspegel der für die Wellenformung verwendeten Bezugsspannung abhängig von der Anzahl der Umdrehungen je Minute des Motors und von der Speisespannung geändert werden sollten.

Fig. 5 zeigt ein typisches Ausführungsbeispiel einer derartigen bekannten Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wie sie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 54-43 433 beschrieben ist. Die dargestellte Vorrichtung umfaßt eine elektromagnetische Aufnehmerspule (1) zur Erzeugung eines Zündsignals (VI) in Gestalt eines Wechselstromimpulses, der eine Impulsbreite hat, die der Anzahl der Umdrehungen je Minute des Motors mit dessen Drehung entspricht. Die elektromagnetische Aufnehmerspule (1) kann eine Spule sein, deren eines Ende in einem Abstand einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle gegenüberliegt, die an ihrem Außenumfang mit einer Anzahl Magnetelemente ausgestattet ist, die in gleichen umfangsseitigen Abständen angebracht sind.

Ein Komparator (2) vergleicht das Zündsignal (VI) aus der elektromagnetischen Aufnehmerspule (1) mit einer Bezugsspannung (VR) zur Lieferung eines bezüglich der Wellenform gestalteten Signals (VIR) mit Rechteckwellenform. Ein Verstärker (3) steuert oder verstärkt den Spannungspegel des Ausgangssignals (VIR) aus dem Komparator (2), das einer Schaltvorrichtung (4) zugeführt wird. Die Schaltvorrichtung (4) umfaßt ein Paar aus einem ersten und zweiten Leistungstransistor (4a, 4b) die in einer Zweistufenanordnung miteinander verbunden sind. Der erste Transistor (4a) hat seine Basis mit der Ausgangsklemme des Verstärkers (3) verbunden, einen Kollektor an einen Kollektor des zweiten Transistors (4b) angeschlossen, und einen Emitter mit einer Basis des zweiten Transistors (4b) verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand (4c) an Masse liegt. Der Kollektor des zweiten Transistors (4b) ist an ein Ende einer Primärwicklung einer Zündspule (6) angeschlossen. Das andere Ende der Primärwicklung ist an eine Batterie (5) angeschlossen, die eine Speisespannung von VB Volt (beispielsweise 12 V) hat. Die Zündspule (6) umfaßt die Primärwicklung und eine Sekundärwicklung, deren eines Ende mit dem anderen Ende der Primärwicklung verbunden ist. Eine Zündkerze (7) ist zwischen dem anderen Ende der Sekundärwicklung der Zündspule (6) und Masse angeschlossen, um einen Zündfunken zu liefern, dessen Größe proportional dem Primärstrom (II) ist, der in der Primärwicklung zu dem Zeitpunkt fließt, wenn der Primärstrom abgeschaltet wird.

Eine Integrationsschaltung (10) integriert das Zündsignal (VI) aus der Aufnehmerspule (1) und erzeugt eine Spannung (A), die ein Maß für die Anzahl der Umdrehungen je Minute des Motors ist. Die Integrationsschaltung (10) enthält eine Diode (11), deren Anode an ein Ende der elektromagnetischen Aufnehmerspule (1) angeschlossen ist und deren Kathode mit einem Ende eines Kondensators (12) verbunden ist, der an seinem anderen Ende an Masse liegt, sowie einen Widerstand (13), der parallel zum Kondensator (12) angeschlossen ist. Ein Verstärker (14) steuert oder verstärkt den ein Maß für die Motordrehzahl darstellenden Spannungspegel an einem Knotenpunkt zwischen der Diode (11) und dem Kondensator (12). Ein Paar in Reihe liegender Spannungsteilerwiderstände (15, 16) ist zwischen der Ausgangsklemme des Verstärkers (12) und Masse angebracht, um die Ausgangsspannung des Verstärkers (14) in geeigneter Weise zu unterteilen. Die auf diese Weise durch die Widerstände (15, 16) unterteilte Ausgangsspannung des Verstärkers (14) (d. h. beispielsweise die Spannung am Widerstand (16)), die durch das Bezugszeichen (B) bezeichnet wird, wird an einem Knotenpunkt zwischen den Widerständen (15, 16) geliefert. Ein Komparator (17) hat eine positive oder nicht-invertierte Eingangsklemme mit einem Knotenpunkt zwischen dem an Masse liegenden Emitter des zweistufigen Transistorpaares (4) und dem Widerstand (4c) verbunden, so daß er von einer Spannung (EI) am Widerstand (4a) beaufschlagt wird, die durch den Primärwicklungsstrom (II) entsteht, der durch die Primärwicklung der Zündspule (6) und durch das zweistufige Transistorpaar (4) fließt, sowie eine negative oder invertierte Eingangsklemme, die mit einer Stromquelle (18) verbunden ist, so daß er mit einer Bezugspannung (ER) versorgt wird. Der Komparator (17) vergleicht die Primärwicklungsspannung (EI) mit der Bezugsspannung (ER) und erzeugt ein Ausgangssignal (F), falls EI < ER ist. Der Komparator (17) hat eine Ausgangsklemme (17), die über einen Widerstand (19a) mit der Basis eines Transistors (19) verbunden ist, dessen Kollektor an die Anode der Diode (11) der Integrationsschaltung (10) angeschlossen ist, und dessen Emitter an Masse liegt. Der Komparator (17), die Stromquelle (18) und der Transistor (19) bilden eine Steuerschaltung zur Steuerung der Ausgangsspannung (A) der Integrationsschaltung (10), die ein Maß für die Motordrehzahl ist, in solcher Weise, daß die Spannung (A) verringert wird, wenn die dem Primärstrom (II) entsprechende Spannung (EI) die Bezugsspannung (ER) erreicht.

Eine Vorspannungsschaltung (20) ist an das andere Ende der elektromagnetischen Aufnehmerspule (1) angeschlossen, um eine Vorspannung (VIB) zu erzeugen, die der unterteilten, drehzahlabhängigen Spannung (B) am Widerstand (16) entspricht. Die Vorspannungsschaltung (20) arbeitet als Pegelsteuervorrichtung zur ordnungsgemäßen Änderung des Spannungspegels des Zündsignals (VI) . Die Vorspannungsschaltung (20) umfaßt einen Transistor (21) mit einem an Masse liegenden Kollektor, der durch die unterteilte, drehzahlabhängige Spannung (B) gesteuert wird, eine erste Leistungsquelle (22) konstanter Spannung, die zwischen der Batterie (5) und dem Emitter des Transistors (21) angeordnet ist, einen Transistor (23) mit einem Kollektor und einer Basis, die jeweils mit den entgegengesetzten Enden der ersten Leistungsquelle (22) verbunden sind, um von dieser gesteuert zu werden, einen Widerstand (24), der zwischen dem Emitter des Transistors (23) und dem anderen Ende der Aufnehmerspule (1) liegt, eine zweite Leistungsquelle (25) konstanter Spannung, die an die Batterie (5) angeschlossen ist, eine Gruppe Dioden (26), die zwischen der zweiten Leistungsquelle (25) und Masse liegen und deren Polaritäten regelmäßig liegen, einen Transistor (27) mit einem Kollektor und mit einer Basis, die jeweils an die entgegengesetzten Enden der zweiten Leistungsquelle (25) angeschlossen sind, einen Widerstand (28), der zwischen dem Emitter des Transistors (27) und der Aufnehmerspule (1) liegt, sowie einen Widerstand (29), der zwischen dem Emitter des Transistors (27) und Masse liegt.

Eine Ein-Pegel-Einstellschaltung (30) arbeitet, um eine Bezugsspannung (VR) in Form einer Ein-Pegel-Bezugsspannung einzustellen, mit der die Ausgangsspannung (VI) der Aufnehmerspule (1) durch den Komparator (2) verglichen wird. Die Schaltung (30) erzeugt eine Ein-Pegel-Bezugsspannung, die sich, abhängig von der Speisespannung (VB) der Batterie (5) ändert. Die Schaltung (30) enthält eine an die Batterie (5) angeschlossene Konstantspannungsversorgung (31), eine an die Konstantspannungsversorgung (31) angeschlossene Gruppe Dioden (32), deren Polaritäten regelmäßig liegen, einen Transistor (33) mit einem Kollektor und einer Basis, die jeweils an die gegenüberliegenden Enden der Konstantspannungsversorgung (31) angeschlossen sind, so daß er dadurch gesteuert wird, einen Widerstand (34) zur Unterteilung der Speisespannung (VB) der Batterie (5) zur Lieferung einer Teilspannung (VSS), einen Transistor (35) mit an Masse liegendem Kollektor, mit einem üblicherweise an die Kathoden der Gruppe der Dioden (32) angeschlossenen Emitter und mit einer Basis, die mit einem Ende des Widerstandes (34) verbunden ist, so daß er durch die Teilspannung (VSS) gesteuert wird, eine Gruppe aus drei Transistoren (36), die zwischen der Batterie (5) und dem Widerstand (34) liegen, eine Gruppe aus zwei Transistoren (37) in Gestalt einer sogenannten Stromspiegelschaltung, die zwischen der Batterie (5) und Masse wie auch zwischen der Gruppe der Transistoren (36) und Masse angeschlossen ist, eine Gruppe aus zwei Transistoren (38) in Gestalt einer sogenannten Stromspiegelschaltung, die zwischen der Batterie (5) und Masse sowie zwischen der Gruppe der Transistoren (37) und Masse angeschlossen ist, und eine Zenerdiode (39), die zwischen der Batterie (5) und Masse liegt. Ein Widerstand (R1) ist zwischen der Zenerdiode (39) und der Batterie (5) angeordnet. Ein Widerstand (R2) liegt zwischen dem Widerstand (R1) und der Gruppe der Transistoren (38). Ein Widerstand (R4) liegt zwischen der Gruppe der Transistoren (37) und Masse. Ein Widerstand (R5) liegt zwischen einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen (R1, R2) und einem Verbindungspunkt zwischen der Gruppe der Transistoren (36) und dem Widerstand (34).

Der Emitter des Transistors (33) ist üblicherweise an einem Ende eines Widerstandes (44) angeschlossen, der an seinem anderen Ende an Masse liegt, sowie an der negativen oder invertierten Eingangsklemme des Komparators (2), so daß ein Strom, dessen Größe proportional zur Basis-Emitter-Spannung am Transistor (33) ist, und der durch die Gruppe Dioden (32) und den Transistor (35) bestimmt wird, durch den Transistor (33) fließt, und eine Bezugsspannung (VR) am Widerstand (44) erzeugt, die der negativen Eingangsklemme des Komparators (2) zugeführt wird.

Eine Aus-Pegel-Einstellschaltung (40) arbeitet zur Einstellung einer Bezugsspannung (VR) in Gestalt einer Aus-Pegel-Bezugsspannung, die niedriger als die Ein-Pegel-Bezugsspannung ist, um eine Hysterese zu ergeben. Somit gibt die Schaltung (40) die Aus-Pegel-Bezugsspannung als Bezugsspannung (VR) an die negative Eingangsklemme des Komparators (2) aus. Die Schaltung (40) umfaßt eine Konstantstromversorgung (41), die an die Batterie (5) angeschlossen ist, eine Gruppe in Reihe miteinander verbundener Dioden (42), die zwischen der Konstantstromversorgung (41) und Masse liegen, wobei ihre Polaritäten regelmäßig sind, einen Transistor (43) mit einem Kollektor und einer Basis, die jeweils mit den gegenüberliegenden Enden der Konstantstromversorgung (41) verbunden sind, um dadurch gesteuert zu werden, einen zwischen dem Emitter des Transistors (43) und Masse liegenden Widerstand, einen Transistor (45) mit an Masse liegendem Emitter, einer an die Ausgangsklemme des Komparators (2) angeschlossenen Basis, und einem an die Basis des Transistors (33) angeschlossenen Kollektor, und einen Widerstand (46), der zwischen der Ausgangsklemme des Komparators (2) und der Basis des Transistsors (45) angeschlossen ist. Der Kollektor und der Emitter des Transistors (43) sind jeweils an den Kollektor und Emitter des Transistors (33) in der Ein-Pegel-Einstellschaltung (30) angeschlossen. Der Widerstand (44) ist mit seinem einen Ende üblicherweise an die Emitter der Transistoren (33, 43) angeschlossen. Somit fließt ein Strom, der einer Basis-Emitter-Spannung des Transistors (43) proportional ist, die durch die Gruppe der Dioden (42) bestimmt wird, durch den Transistor (43), so daß dadurch eine Spannung am Widerstand (44) entsteht und der negativen Eingangsklemme des Komparators (2) zugeführt wird.

Der Transistor (45) wird gesteuert, um bei Anstieg (d. h. einer Anstiegsflanke) des Zündsignals (VIR) aus der elektromagnetischen Aufnehmerspule (1) einzuschalten, so daß der Strom aus der Konstantstromversorgung (31) einen Nebenweg nimmt, um den Transistor (33) abzuschalten.

Der Betrieb der vorausgehend beschriebenen, bekannten Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die in Fig. 6 angegebene Wellenformdarstellung beschrieben.

Zunächst erzeugt die elektromagnetische Aufnehmerspule (1) synchron mit der Drehung der Motorkurbelwelle ein Zündsignal (VI) mit einem Scheitelpegel, entsprechend der Anzahl der Kurbelwellenumdrehungen. Das Zündsignal (VI) wird der positiven oder nicht-invertierten Eingangsklemme des Komparators (2) zugeführt, wo es mit einer der negativen Eingangsklemme des Komparators zugeführten Bezugsspannung (VR) verglichen wird und hinsichtlich der Wellenform in ein Rechteckimpulssignal (VIR) umgeformt wird, das Rechteckimpulse enthält, von denen jeder eine ansteigende und eine abfallende Flanke hat. Das in dieser Weise geformte Zündsignal (VIR) wird ordnungsgemäß vom Verstärker (3) verstärkt und der Basis des ersten Transistors (4a) des zweistufigen Transistorpaares (4) zugeführt, um den zweiten Transistor (4b) desselben in einen Leitungszustand zu bringen. Somit beginnt ein Primärstrom (II) durch die Primärwicklung der Zündspule (6) zu fließen, der anschließend beim Abfall (d. h. einer abfallenden Flanke) des geformten Zündsignals (VIR) abgeschaltet wird. Infolgedessen erzeugt die Zündkerze (7), die an die Sekundärwicklung der Zündspule (6) angeschlossen ist, einen Funken, womit ein Zylinder zu einem vorgegebenen ordnungsgemäßen Zündzeitpunkt gezündet wird.

In diesem Zusammenhang wird angenommen, daß die von der Vorspannungsschaltung (20) erzeugte Vorspannung (VIB), die durch die Konstantstromversorgung (25), die Gruppe der Dioden (26), den Transistor (26) und den Widerstand (29) bestimmt wird, auf einen vorgeschriebenen konstanten Pegel eingestellt wird, der ausreicht, um den Komparator (2) zu betreiben.

Andererseits integriert die Integrationsschaltung (10) das Zündsignal (VI) aus der Aufnehmerspule (1), vor Durchführung einer Frequenz/Drehzahl-Umwandlung, um eine drehzahlabhängige Spannung zu liefern, die ein Maß für die Anzahl von Umdrehungen des Motors je Minute darstellt. Insbesondere wird, sooft die Aufnehmerspule (1) ein Zündsignal (VI) erzeugt, der Kondensator (12) über den Widerstand (13) geladen oder entladen. Steigt die Anzahl der Umdrehungen des Motors je Minute an und erhöht sich damit die Frequenz des Zündsignals (VI), so wird daher die Laderate des Kondensators (12) größer als die Entladungsrate, womit die drehzahlabhängige Spannung (A) ansteigt.

Infolgedessen wird die drehzahlabhängige, vom Verstärker (14) abgegebene Teilspannung (B) höher und erhöht die Basisspannung des Transistors (21) in der Vorspannungsschaltung (20). Somit beginnt ein Strom aus der Konstantstromversorgung (22) zur Basis des Transistors (23) zu fließen und erzeugt eine Spannung am Widerstand (24). Daher wird die Vorspannung (VIS) in solcher Weise geändert, wie sie durch den Transistor (23) und den Widerstand (24) eingestellt ist und erhöht sich bei ansteigender Motordrehzahl. Je größer die Motordrehzahl ist, umso größer wird der Spannungspegel des Zündsignals (VI) aus der Aufnehmerspule (1), so daß der Anstieg eines jeden Impulses des geformten Zündsignals (VIR) schneller oder steiler wird und der Zeitpunkt des Startes der Stromzuführung zur Primärwicklung der Zündspule (6) vorverlegt wird.

Ferner bleibt die Emitterspannung des Transistors (27) in der Vorspannungsschaltung (20) innerhalb des normalen Betriebsspannungsbereiches des Transistors (27) konstant, obgleich sie der Vorspannung (VIB) überlagert ist, da die Basisspannung des Transistors, die durch die Konstantstromversorgung (25) und die Gruppe der Dioden (26) bestimmt ist, konstant gehalten wird. Somit ist die Vorspannung (VIB), die durch den Transistor (27) und den Widerstand (29) bestimmt wird, wirksam, um den Spannungspegel des Zündsignals (VI) um einen vorgegebenen Pegel anzuheben, womit der Komparator (2) fehlerfrei betrieben wird.

Andererseits gibt die Ein-Pegel-Einstellschaltung (30) eine Niedrigpegel-Bezugsspannung (VR) ab, wenn die Speisespannung (VB) der Batterie (5) niedrig ist, wohingegen sie eine hohe Bezugsspannung (VR) abgibt, wenn die Speisespannung (VB) hoch ist. Infolgedessen wird es möglich, einen Impuls des geformten Zündsignals (VIR) nicht nur zu einem frühen oder vorverlegten Zeitpunkt ansteigen zu lassen, um eine ausreichende Stromleitungszeit für die Zündspule (6) zu gewährleisten, wenn die Speisespannung (VB) der Batterie (5) niedrig ist, sondern auch einen späten oder verzögerten Zündzeitpunkt, um bei hoher Speisespannung (VB) einen verschwenderischen Leistungsverbrauch zu vermeiden. Insbesondere wird die Ein-Pegel-Bezugsspannung (VR) durch folgende Formel bestimmt:

VR = VSS + 3 VF - Vf,

wobei (VF) die Spannung an jeder der Dioden (32), die Spannung am Transistor (33) und die Spannung am Transistor (35) ist.

Wird nunmehr angenommen, daß die Widerstandswerte der Widerstände (R1) bis (R5) und (34) jeweils (R₁) bis (R₆) sind, und daß die Teilspannung am Knotenpunkt zwischen den Widerständen (R1, R2) gleich (VA) ist, so wird die Teilspannung (VSS) am Widerstand (34) im Falle einer niedrigen Speisespannung (VB) der Batterie (5) wie folgt ausgedrückt:

VSS = VA×R₆/(R₅+R₆)+R₆[VB-R3(VA-VF)/R₂-VF]R₄

Wird in diesem Zusammenhang angenommen, daß die Ströme durch die Widerstände (R2, R3) jeweils gleich (i₂, i₃) sind, so gilt folgende Gleichung

(VA-VF)/R2 = i₂ = i₃.

Wird angenommen, daß die Ströme durch die Kollektoren des Paares der sich gegenüberliegenden Transistoren der Transistorgruppe (36), die ihre Basen miteinander verbunden haben, jeweils gleich (i₄, i₆) sind, so gilt folgende Gleichung:

[VB-R₃(VA-VF)/R₂-VF]/R₄ = i₄ = i₆

Andererseits läßt sich die Teilspannung (VBB) am Widerstand (34) im Falle einer hohen Speisespannung (VB) der Batterie (5), bei der die Zenerdiode (39) durchgeschlagen ist, wie folgt ausdrücken:

VBB = VZ×R₆/(R₅+R₆)+R₆[VB-R₃(VZ-VF)/R₂-VF]/R₄

wobei (VZ) die Konstantspannung an der Zenerdiode (39) ist, wenn diese leitet. Somit läßt sich der Strom (i₄) , der durch die Transistorgruppe (36) in die Transistorgruppe (37) fließt, wie folgt ausdrücken:

i₄ = [VB-R₃(VZ-VF)/R₂-VF]R₄

In diesem Falle ist [R₃(VZ-VF)/R₂-VF] konstant, so daß bei ansteigender Speisespannung (VB) der Strom (i₄) und der Strom (i₆) ansteigen. Infolgedessen steigt die Teilspannung (VSS) ebenfalls an, um die Basis-Emitter-Spannung des Transistors (35) zu erhöhen, und erhöht die Basis-Emitter-Spannung des Transistors (33), so daß der Strom durch den Widerstand (44) ansteigt und die Bezugsspannung (VR) erhöht.

Befindet sich das geformte Zündsignal (VIR) bei der in dieser Weise eingestellten Bezugsspannung (VR), so wird es durch den Widerstand (46) der Basis des Transistors (45) zugeführt und schaltet diesen ein. Ein Strom von der Konstantstromquelle (31) fließt über den nunmehr leitenden Transistor (45) zur Masse und schaltet den Transistor (33) aus. Somit wird die Bezugsspannung (VR) durch die Konstantstromquelle (41) und den Transistor (43) eingestellt, dessen Basisspannung durch die Diodengruppe (42) bestimmt wird.

Infolgedessen verringert sich die Bezugsspannung (VR) in Gestalt der auf diese Weise entwickelten Aus-Pegel-Bezugsspannung am Widerstand (44), so daß die Bezugsspannung (VR) als Ganzes eine Hysterese aufweist, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 6 angegeben ist, womit nachteilige Einwirkungen von Störungen auf die Zündzeitpunkte unterdrückt werden.

Bei der bekannten Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wie sie vorausgehend beschrieben wurde, ist der Pegel des Zündsignals (VI) oder der Pegel der Bezugsspannung (VR), die zur Formung ihrer Wellenform verwendet wird, entsprechend den Schwankungen in der Anzahl der Umdrehungen des Motors je Minute und der Speisespannung der Stromversorgung, wie beispielsweise der Batterie (5), geändert. Zu diesem Zweck sind die Vorspannungsschaltung (20), die Ein-Pegel-Einstellschaltung (30) und die Aus-Pegel-Einstellschaltung (40) vorgesehen, und die elektromagnetische Aufnehmerspule (1) ist an ihrem eine Ende mit der Vorspannungsschaltung (20) und an ihrem anderen Ende mit dem Komparator (2) verbunden. Dies führt zu einer ziemlich komplizierten Schaltungsanordnung, einer erhöhten Anzahl von Fertigungsstufen, und einer Verringerung der Zuverlässigkeit.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend aufgeführten Schwierigkeiten der bekannten Zündvorrichtung zu beseitigen und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die einfach im Schaltungsaufbau ist und eine verbesserte Zuverlässigkeit hat.

Zur Lösung der vorstehenden Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch:
einen Signalgenerator zur Erzeugung eines Zündsignals, dessen Größe proportional der Anzahl der Motordrehungen je Minute synchron mit der Motordrehung ist;
eine Zündspule mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung;
eine Zündkerze, die an die Sekundärwicklung der Zündspule zwecks Zünden eines Zylinders angeschlossen ist;
einen Wellenformer zur Formung des aus dem Signalgenerator kommenden Signals in ein Signal, das einen Impuls mit einer Anstiegsflanke und einer Abfallsflanke hat;
eine Leistungsquelle, die an die Zündspule angeschlossen ist;
einen ersten Schalter, der zwischen der Leistungsquelle und der Zündspule liegt, um die Stromleitung zwischen der Leistungsquelle und der Primärwicklung der Zündspule, abhängig von dem durch den Wellenformer geformten Zündsignal ein- und auszuschalten;
einen Integrator zum Integrieren des Zündsignals aus dem Signalgenerator zur Lieferung einer drehzahlabhängigen Spannung, die ein Maß für die Anzahl der Motordrehungen je Minute ist;
einen Signalpegelregler zur Regelung des Spannungspegels des Zündsignals, abhängig von der vom Integrator erzeugten drehzahlabhängigen Spannung; einen Widerstand, der zwischen dem Signalgenerator und dem Wellenformer liegt;
einen Stromabsorber zum Absorbieren eines Stroms aus dem Zündsignal in Einklang mit der Spannung der Leistungsquelle;
einen zweiten Schalter, der betätigbar ist, um den Stromabsorber abzuschalten, wenn das vom Wellenformer erzeugte, geformte Signal ansteigt; und
ein Stromabsorption-Unterdrückungselement zur Unterdrückung eines Stroms, der vom Stromabsorber entsprechend der vom Integrator erzeugten, drehzahlabhängigen Spannung absorbiert werden soll.

Der Signalgenerator umfaßt vorzugsweise eine elektromagnetische Aufnehmerspule, deren eines Ende an Masse liegt und deren anderes Ende über einen Widerstand an den Wellenformer angeschlossen ist.

Bei einer Ausführungform ist eine Pufferstufe zwischen dem Signalgenerator und dem Stromabsorber angeschlossen, um eine Änderung im Pegel des Zündsignals infolge von Schwankungen des Innenscheinwiderstandes der elektromagnetischen Aufnehmerspule zu beseitigen.

Vorzugsweise umfaßt die Pufferstufe einen Puffertransistor, dessen Emitter an die Stromversorgung angeschlossen ist, dessen Basis mit dem Wellenformer und dem Stromabsorber verbunden ist, und dessen Kollektor an Masse liegt. Eine Konstantstromquelle kann zwischen dem Emitter des Transistors und der Stromversorgung liegen, um dem Emitter des Puffertransistors einen konstanten Strom, unabhängig von Schwankungsänderungen der Stromversorgung, zuzuführen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Wellenformer einen Komparator, dessen erste Eingangsklemme an den Signalgenerator und den Stromabsorber angeschlossen ist und dessen zweite Eingangsklemme mit dem Signalpegelregler verbunden ist, wobei der Komparator einen Vergleich zwischen dem Zündsignal aus dem Signalgenerator und dem Ausgangssignal des Signalpegelreglers macht und ein Ausgangssignal für den ersten Schalter erzeugt, wenn der Spannungspegel des Zündsignals größer als jener des Ausgangssignals des Signalpegelreglers ist.

Vorzugsweise ist der Signalpegelregler gekennzeichnet durch:
eine Ein-Pegel-Einstellschaltung zur Einstellung einer Ein-Pegelspannung für den Komparator; und
eine Aus-Pegel-Einstellschaltung zur Einstellung einer Aus-Pegelspannung für den Komparator, und die Aus-Pegel-Einstellschaltung betrieben wird, um den Ausgang der Ein-Pegel-Einstellschaltung in einem vorgegebenen Ausmaß zu verringern, wenn der Komparator einen Ausgang erzeugt.

Die vorstehend aufgeführten und weitere Aufgabenstellungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Wellenformdarstellung, die die Wellenformen eines Zündsignals (VI) und eines geformten Zündsignals (VIR) bei einem bestimmten Betriebszustand der Vorrichtung nach Fig. 1 angibt;

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, jedoch in einem unterschiedlichen Betriebszustand der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 ein Schaltbild einer bekannten Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine; und

Fig. 6 eine Wellenformdarstellung eines Zündsignals (VI) und eines Bezugssignals, wie sie bei der bekannten Vorrichtung nach Fig. 5 verwendet werden.

Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine in Einklang mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Figur sind die Bauelemente (1) bis (7), (10) bis (13) und (17) bis (19) die gleichen, wie sie bei der vorstehend erläuterten, bekannten Zündvorrichtung nach Fig. 5 verwendet werden. Die Zündvorrichtung diesere Ausführungsform umfaßt zusätzlich zu den vorstehend aufgeführten gleichen Bauelementen zusätzliche Bauelemente, die nachstehend beschrieben werden. In dieser Ausführungsform ist ein Ende eines Signalgenerators (1), der als elektromagnetische Aufnehmerspule ausgebildet ist, an Masse gelegt. Ein Stromabsorber (50) absorbiert Strom (I5) aus einem Zündsignal (VI) der Aufnehmerspule (1) über einen Widerstand (R10), abhängig von der Speisespannung (VB) einer Leistungsquelle (5), die als Batterie ausgebildet ist. Der Stromabsorber (50) umfaßt einen NPN-Transistor (51) mit einem an Masse gelegten Emitter und einem Kollektor, der an einen Komparator (2) angeschlossen ist, und einen NPN-Transistor (52) mit an Masse gelegtem Emitter, mit einer mit der Basis des Transistors (51) verbundenen Basis und mit einem Kollektor, der üblicherweise mit den Basen der Transistoren (51, 52) und über eine Zenerdiode (53) und einen Widerstand (R11) mit der Batterie (5) verbunden ist. Ein Widerstand (R11) liegt zwischen dem Kollektor des Transistors (52) und der Batterie (5), parallel zur Zenerdiode (53) und zum Widerstand (R11).

Ein Stromabsorption-Unterdrückungselement (60) unterdrückt den Strom (I5), der vom Stromabsorber (50), abhängig von einer drehzahlabhängigen Spannung (A) absorbiert wurde, die durch eine Integrationsschaltung (10) ausgegeben wird. Das Stromabsorption-Unterdrückungselement (60) umfaßt einen NPN-Transistor (61) mit an Masse gelegtem Emitter und mit einer Basis, die an die Kathode einer Diode (11) in der Integrationsschaltung (10) angeschlossen ist. Ein Widerstand (62) liegt zwischen dem Emitter des Transistors (61) und Masse. Eine Gruppe Transistoren (63) umfaßt einen ersten PNP-Transistor (63a), dessen Emitter mit der Batterie (5) verbunden ist und dessen Kollektor an den Kollektor des Transistors (61) angeschlossen ist, einen zweiten PNP-Transistor (63b), dessen Basis und Emitter jeweils an die Basis und den Emitter des ersten Transistors (63a) angeschlossen ist, und einen dritten PNP-Transistor (63c), dessen Basis mit einem Knotenpunkt zwischen den Kollektoren der Transistoren (61, 63a) verbunden ist, dessen Emitter üblicherweise an die Basen des ersten und zweiten Transistors (63a, 63b) angeschlossen ist, und dessen Kollektor an Masse liegt. Ein PNP-Transistor (64), der durch die Gruppe der Transistoren (63) gesteuert wird, hat einen an Masse liegenden Emitter und einen Kollektor, der an einen Knotenpunkt zwischen der Zenerdiode (53) und dem Widerstand (R11) angeschlossen ist, um einen Nebenschluß für den Unterdrückungstrom (I6) zu bilden. Ein NPN-Transistor (65) hat einen an Masse liegenden Emitter, eine Basis, die an die Basis des Transistors (64) und an den Kollektor des zweiten Transistors (63b) angeschlossen ist, und einen Kollektor, der üblicherweise mit den Basen der Transistoren (64, 65) verbunden ist. Ein PNP-Transistor (66) ist zwischen der Gruppe Transistoren (63) und einer positiven oder nicht-invertierten Eingangsklemme des Komparators (2) angeschlossen, um den Strom (I5) zu unterdrücken, der vom Stromabsorber (50) absorbiert werden soll. Der Transistor (66) hat eine Basis, die üblicherweise mit den Basen des ersten und zweiten Transistors (63a, 63b) verbunden ist, einen Emitter, der an die Batterie (5) angeschlossen ist, und einen Kollektor, der an einen Knotenpunkt zwischen der positiven Eingangsklemme des Komparators (2) und dem Widerstand (R10) angeschlossen ist, um einen Strom (I7) für das Zündsignal (V1) zu liefern. Das Stromabsorption-Unterdrückungselement (60) ist wirksam, um den Spannungspegel des Zündsignals (V1) in Einklang mit der Anzahl der Motordrehungen je Minute einzustellen.

Eine Konstantspannungsschaltung (78) ist über einen Widerstand (R16) mit der Batterie (5) verbunden, um auf der Grundlage der Speisespannung (VB) der Batterie (5) eine vorgeschriebene Konstantspannung (Vcc) zu erzeugen. Die Konstantspannungsschaltung (38) hat eine Ausgangsklemme, die an eine negative oder invertierte Eingangsklemme des Komparators (2) über einen Spannungsteiler verbunden ist, der einen Widerstand (R13) und einen damit in Reihe liegenden Widerstand (R14) umfaßt, die zwischen der Ausgangsklemme der Konstantspannungsschaltung (78) und Masse liegen. Ein Knotenpunkt zwischen den Widerständen (R13, R14) ist an die negative Eingangsklemme des Komparators (2) angeschlossen. Der Spannungsteiler wirkt als Ein-Pegel-Einstellvorrichtung, um auf der Grundlage der vorgeschriebenen Spannung (Vcc) eine Spannung (VR) als Ein-Pegel-Bezugsspannung zum Vergleich mit dem Zündsignal (V1) einzustellen.

Ein NPN-Transistor (82), der als Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten des Stromabsorbers (50), abhängig vom geformten Zündsignal (VIR) dient, hat eine Basis, die über einen Widerstand (R17) an die Ausgangsklemme des Komparators (2) angeschlossen ist, einen Kollektor, der üblicherweise mit den Basen der Transistoren (51, 52) verbunden ist, und einen an Masse liegenden Emitter. Der NPN-Transistor (82) dient ferner als Aus-Pegel-Einstellschaltung zur Lieferung der Bezugsspannung (VR) als eine Aus-Pegel-Bezugsspannung mit ausreichender Hysterese.

Der Betrieb der vorstehenden Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die Wellenformdarstellungen der Fig. 2 und 3 beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform ist die elektromagnetische Aufnehmerspule (1) an ihrem einen Ende an Masse gelegt und mit dem anderen Ende an den Stromabsorber (50) und die Integrationsschaltung (10) angeschlossen, so daß sie ein Zündsignal (VI) erzeugt, das dem Stromabsorber (50) und der Integrationsschaltung (10) zugeführt wird.

Das dem Stromabsorber (50) zugeführte Zündsignal (VI) hat seinen Spannungspegel als Folge eines Stroms (I5) verändert, der über den Transistor (51), abhängig von der Speisespannung (VB) der Batterie (5) nach Masse absorbiert wird. Das heißt, bei niedriger Speisespannung (VB) wird die Zenerdiode (53) unterbrochen oder nicht-leitend gehalten, so daß der Strom (I5), der über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (51) nach Masse absorbiert werden soll, durch die Basis-Emitterspannung desselben bestimmt wird, die ihrerseits nur durch einen durch den Widerstand (R12) fließenden Strom bestimmt wird. Andererseits schlägt bei hoher Speisespannung (VB) die Zenerdiode (53) in den Leitungszustand durch, so daß die Basis-Emitterspannung des Transistors (51), die durch einen durch die Widerstände (R11, R12) fließenden Strom bestimmt wird, ansteigt, was zu einem Anstieg des zu absorbierenden Stroms (I5) führt.

Entsprechend wird bei niedriger Speisespannung (VB) der zu absorbierende Strom (I5) begrenzt, womit der Pegel des Zündsignals (V1) ansteigt, wohingegen bei hoher Speisespannung (VB) der zu absorbierende Strom (I5) bedeutsam wird und den Pegel des Zündsignals (V1) verringert. Infolgedessen wird der Zeitpunkt des Anstiegs des geformten Zündsignals (VIR) bei steigender Speisespannung (VB) verzögert, wie deutlich aus Fig. 2 hervorgeht, womit die Leitungsdauer der Primärwicklung der Zündspule (6) verkürzt wird.

Andererseits integriert die Integrationsschaltung (10) das Zündsignal (V1) aus der Aufnehmerspule (1), wie vorausgehend unter Bezugnahme auf die bekannte Zündvorrichtung nach Fig. 5 beschrieben wurde, und erzeugt einen Ausgang zu dem Stromabsorptions-Unterdrückungselement (60), wo bei ansteigender, drehzahlabhängiger Spannung (A) der Transistor (61) in einem Ausmaß leitend wird, das von der Anzahl der Motorumdrehungen je Minute abhängt. Wird der Transistor (60) leitend, so wird der Transistor (64) über das zweistufige Transistorpaar (63) ebenfalls eingeschaltet, so daß der von der Batterie (5) durch die Zenerdiode (53) fließende Strom als Unterdrückungsstrom (I6) im Nebenschluß fließt und den Basis-Emitterstrom des Transistors (1) verringert, der den zu absorbierenden Strom (I5) bestimmt. Gleichzeitig mit der Einschaltung des Transistorpaares (63) wird der Transistor (66) ebenfalls in den Leitungszustand geschaltet, so daß ein Strom (I7) dem Zündsignal (VI) zugeführt wird. Infolgedessen verringert sich der zu absorbierende Strom (I5) und somit steigt der Pegel des Zündsignals (VI), das der positiven Eingangsklemme des Komparators (2) zugeführt werden soll, an. Das heißt, je größer die Anzahl Motorumdrehungen je Minute ist, desto größer wird der Pegel des Zündsignals (VI), womit der Anstiegszeitpunkt des geformten Zündsignals (VIR) vorverlegt wird, wie in Fig. 3 angegeben ist. Somit kann die Leitungsdauer der Primärwicklung der Zündspule (6) in einem ausreichenden Ausmaß erhöht werden.

Auf diese Weise wird der Anstiegszeitpunkt des geformten Zündsignals (VIR) ordnungsgemäß in Einklang mit der drehzahlabhängigen Spannung (A) und der Speisespannung (VB) der Batterie (5) gesteuert, indem der Pegel des Zündsignals (VI) mittels der ersten und zweiten Stromversorgungseinrichtung (50, 60) geändert wird.

Ferner wird der Ein-Pegel der Bezugsspannung (VR), der durch die Spannungsteilerwiderstände (R13, R14) bestimmt wird, wie folgt ausgedrückt:

VR = Vcc × R₁₄/(R₁₃ + R₁₄)

wobei (R₁₃) und (R₁₄) jeweils die eiektrischen Widerstandswerte der Spannungsteilerwiderstände (R13, R14) sind.

Daher wird unter Berücksichtigung des vom Stromabsorber (50) zu absorbierenden Stroms (I5) der praktische Ein-Pegel (V_EIN) des Zündsignals (VI), der durch die elektromagnetische Aufnehmerspule (1) mit einer niedrigen Motordrehzahl erzeugt wird, wie folgt ausgedrückt:

V_EIN = Vcc × R₁₄/(R₁₂+R₁₄)+R₁₀[(VB-VF)/R₁₂+(VB-VZ-VF)/R₁₁]

wobei VZ die Spannung an der Zenerdiode (53) und VF die Spannung am Transistor (51) ist. Der Ausdruck R₁₀(VB-VZ-VF)/R₁₁ in obiger Formel wird nur berechnet, falls V5 < VZ+VF ist.

Andererseits wird während einer hohen Motordrehzahl die drehzahlabhängige Spannung (A) zuerst durch die Integrationsschaltung (10) bestimmt, die das Zündsignal (VI) integriert, und eine Unterdrückungsschaltung, die Bauelemente (17) bis (19) enthält, um den Primärwicklungsstrom (II) zu erfassen, der durch die Primärwicklung der Zündspule (6) fließt, und zur Unterdrückung der drehzahlabhängigen Spannung (A) auf der Grundlage des in dieser Weise erfaßten Primärwicklungsstroms (II). Der zu absorbierende Strom (I5) wird dann auf der Grundlage der in dieser Weise bestimmten, drehzahlabhängigen Spannung (A) gesteuert. Schließlich wird der Ein-Pegel (V_EIN) während einer hohen Motordrehzahl auf der Grundlage des Produktes des absorbierten Stroms (I5) und des Widerstandswertes (R10) des Widerstandes (R10) bestimmt und der vorstehend berechnete Wert von (V_EIN) während einer niedrigen Motordrehzahl. Beispielsweise wird der Ein-Pegel (V_EIN) während der hohen Motordrehzahl wie folgt berechnet:

V_EIN = Vcc×R₁₄(R₁₂+R₁₄)+R₁₀[(VB-VF)/R₁₂+(VB-VZ-VF)/R₁₁-I6]

wobei (I6) der durch den Transistor (64) fließende Strom ist, der sich, abhängig von der drehzahlabhängigen Spannung (A), ändert.

Der Aus-Pegel der Bezugsspannung (VR) wird durch das Ausschalten des Stromabsorbers (50) gesetzt. Das heißt, der Transistor (82) wird durch die Anstiegsflanke eines Rechteckimpulses des geformten Zündsignals (VIR) eingeschaltet, so daß der den Transistoren (51, 52) aus der Batterie (5) über den Widerstand (R11) und die Zenerdiode (53) und über den Widerstand (R12) zugeführte Strom im Nebenschluß über den nun leitenden Transistor (82) nach Masse abgeführt wird, womit der Transistor (51) und somit der Stromabsorber (50) ausgeschaltet wird.

Nach dem Anstieg des geformten Zündsignals (VIR) (d. h. nach dem Abschalten des Transistors (82)) wird der vom Stromabsorber (50) zu absorbierende Strom (I5) angehalten, womit der Pegel des Zündsignals (VI), das von der Aufnehmerspule (I) zur positiven Eingangsklemme des Komparators (2) geliefert werden soll, angehoben wird. Infolgedessen wird der Bezugsspannung (VR) eine ausreichende Hysterese erteilt (siehe Fig. 2).

Jedoch ist bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Stromabsorber (50) zum absorbieren eines Teils des Stroms (I5) aus dem Zündsignal (VI) über den Widerstand (R10) unmittelbar an das andere Ende der elektromagnetischen Aufnehmerspule (1) angeschlossen, so das das Zündsignal (VI) während der Stromabsorption durch Schwankungen (beispielsweise insbesondere einer Verringerung) in der Innenimpedanz des Stromabsorbers (50) beeinflußt wird. Das heißt, die Einstellung des Ein-Pegels (V_EIN), die auf der Grundlage des Widerstandswertes (R10) des Widerstandes (10) und der Innenimpedanz der Aufnehmerspule (1) erfolgt, ist leicht Schwankungen ausgesetzt.

Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, kann der Stromabsorber (50) mit der Aufnehmerspule (1) über einen Puffer verbunden sein, wie in Fig. 4 angegeben ist.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die die Einflüsse von Schwankungen der Innenimpedanz der Aufnehmerspule (1) auf die Einstellung des Ein-Pegels (V_EIN) eliminieren kann. In dieser Figur ist ein Puffer (90) zwischen der elektromagnetischen Aufnehmerspule (1) und dem Stromabsorber (50) zwischengeschaltet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt der Puffer (90) einen PNP-Transistor, dessen Kollektor an Masse liegt, dessen Basis an die Ausgangsklemme der Aufnehmerspule (1) angeschlossen ist, und dessen Emitter mit dem Widerstand (R10) verbunden ist. Eine Konstantstromquelle (91) liegt zwischen dem Emitter des Transistors (90) und der Batterie (5) und liefert einen Strom entsprechend der Speisespannung (VB) der Batterie (5) an den Transistor (90).

Ein PNP-Transistor (92) ist an die negative Eingangsklemme des Komparators (2) angeschlossen. Der Transistor (92) hat einen an Masse liegenden Kollektor, eine Basis, die an einen Knotenpunkt zwischen einem Paar der Spannungsteilerwiderstände (R13, R14) angeschlossen ist, und einen Emitter, der mit der negativen Eingangsklemme des Komparators (2) verbunden ist. Eine Konstantstromquelle (93) ist zwischen dem Emitter des Transistors (92) und der Batterie (5) zum Abgleich mit der Konstantstromquelle (91) für den Puffer (90) angeschlossen.

Die Transistoren (90, 92) und die Konstantstromquellen (91, 93) haben im wesentlichen die gleiche Anordnung wie eine nicht dargestellte, mehrstufige Schaltung innerhalb des Komparators (2) und können deshalb als einen Teil des Komparators (2) bildend angesehen werden.

Bei der Anordnung nach Fig. 4 wird ein Zündsignal (VI) aus der elektromagnetischen Aufnehmerspule (1) in den Puffertransistor (90) eingegeben, so daß der Pegel des Zündsignals (VI) durch jene Bauelemente gesteuert wird, die an den Transistor (90) angeschlossen sind. In diesem Falle sind die Einflüsse von Änderungen der Innenimpedanz der elektromagnetischen Aufnehmerspule (1) im wesentlichen beseitigt, da der Strom (I5) aus dem Zündsignal (VI) durch den Transistor (90) absorbiert wird. Ferner kann die gesamte Schaltung zur Einstellung des Ein-Pegels (V_EIN) in einer monolithischen, integrierten Schaltung enthalten sein, um Schwankungen in der Einstellung des Ein-Pegels (V_EIN) zu verringern.

Claims (10)

1. Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch:
einen Signalgenerator (1) zur Erzeugung eines Zündsignals, dessen Größe proportional der Anzahl der Motordrehungen je Minute synchron mit der Motordrehung ist;
eine Zündspule (6) mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung;
eine Zündkerze (7), die an die Sekundärwicklung der Zündspule zwecks Zünden eines Zylinders angeschlossen ist;
einen Wellenformer (2) zur Formung des aus dem Signalgenerator kommenden Signals in ein Signal, das einen Impuls mit einer Anstiegsflanke und einer Abfallsflanke hat;
eine Leistungsquelle (5), die an die Zündspule (6) angeschlossen ist;
einen ersten Schalter, der zwischen der Leistungsquelle (5) und der Zündspule (6) liegt, um die Stromleitung zwischen der Leistungsquelle und der Primärwicklung der Zündspule, abhängig von dem durch den Wellenformer geformten Zündsignal ein- und auszuschalten;
einen Integrator (10) zum Integrieren des Zündsignals aus dem Signalgenerator zur Lieferung einer drehzahlabhängigen Spannung, die ein Maß für die Anzahl der Motordrehungen je Minute ist;
einen Signalpegelregler (30, 40) zur Regelung des Spannungspegels des Zündsignals (VI), abhängig von der vom Integrator (10) erzeugten drehzahlabhängigen Spannung; einen Widerstand (R10), der zwischen dem Signalgenerator (1) und dem Wellenformer (2) liegt;
einen Stromabsorber (50) zum Absorbieren eines Stroms aus dem Zündsignal in Einklang mit der Spannung der Leistungsquelle (5);
einen zweiten Schalter, der betätigbar ist, um den Stromabsorber abzuschalten, wenn das vom Wellenformer (2) erzeugte, geformte Signal ansteigt; und
ein Stromabsorption-Unterdrückungselement (60) zur Unterdrückung eines Stroms, der vom Stromabsorber entsprechend der vom Integrator (10) erzeugten, drehzahlabhängigen Spannung absorbiert werden soll.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (1) eine elektromagnetische Aufnahmerspule umfaßt, deren eines Ende an Masse liegt und deren anderes Ende über einen Widerstand (R10) an den Wellenformer (2) angeschlossen ist.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch einen Puffer (90, 91), der zwischen dem Signalgenerator (1) und dem Stromabsorber (50) liegt, um eine Änderung des Pegels des Zündsignals infolge von Schwankungen in der Innenimpedanz der elektromagnetischen Aufnehmerspule zu eliminieren.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer (90, 91) einen Puffertransistor umfaßt, dessen Emitter an die Leistungsquelle (5) angeschlossen ist, dessen Basis an den Wellenformer (2) und den Stromabsorber (50) angeschlossen ist und dessen Kollektor an Masse liegt.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer (90, 91) ferner eine Konstantstromquelle (91) umfaßt, die zwischen dem Emitter des Transistors (90) und der Leistungsquelle (5) liegt, um dem Emitter des Puffertransistors (90) einen konstanten Strom zu liefern, unabhängig von Schwankungen der Spannung der Leistungsquelle (5).

6. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenformer (2) einen Komparator umfaßt, dessen erste Eingangsklemme an den Signalgenerator (1) und den Stromabsorber (50) angeschlossen ist, und dessen zweite Eingngsklemme an den Signalpegelregler (30, 40) angeschlossen ist, der Komparator einen Vergleich zwischen dem Zündsignal aus dem Signalgenerator und dem Ausgangssignal des Signalpegelreglers (30, 40) vornimmt, und ein Ausgangssignal an den ersten Schalter erzeugt, wenn der Spannungspegel des Zündsignals größer als jener des Ausgangssignals des Signalpegelreglers ist.

7. Zündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalpegelregler umfaßt:
eine Ein-Pegel-Einstellschaltung (30) zur Einstellung einer Ein-Pegelspannung für den Komparator; und
eine Aus-Pegel-Einstellschaltung (40) zur Einstellung einer Aus-Pegelspannung für den Komparator (2), und die Aus-Pegel-Einstellschaltung betrieben wird, um den Ausgang der Ein-Pegel-Einstellschaltung in einem vorgegebenen Ausmaß zu verringern, wenn der Komparator einen Ausgang erzeugt.

8. Zündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-Pegel-Einstellschaltung (30) einen Spannungsteiler (34) umfaßt, der zwischen der Leistungsquelle (5) und der zweiten Eingangsklemme des Komparators (2) liegt.

9. Zündvorrichtung nach Anspruch 8, ferner gekennzeichnet, durch eine Konstantstromquelle (41), die zwischen dem Spannungsteiler (34) und der Leistungsquelle (5) liegt, um dem Spannungsteiler einen Konstantstrom zuzuführen.

10. Zündvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus-Pegel-Einstellschaltung umfaßt:
einen ersten Transistor, dessen Kollektor über einen Widerstand an den Spannungsteiler angeschlossen ist,
eine über einen Widerstand mit der Ausgangsklemme des Komparators (2) verbundene Basis, und einen an Masse liegenden Emitter; und
einen zweiten Transistor (82), dessen Kollektor an den Stromabsorber (50) angeschlossen ist, dessen Basis über einen Widerstand (R17) mit der Ausgangsklemme des Komparators (2) verbunden ist, und dessen Emitter an Masse liegt.