DE4138302C2 - Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen a) bis e) des Anspruchs 1. Eine derartige Zündvorrichtung ist aus der US 3,490,426 bekannt. Die hier offenbarte Zündvorrichtung ist für Einzylinder-Brennkraftmaschinen ausgelegt, wobei mittels der Bewegung eines Magneten ein Zündimpuls für ein Zündschaltelement erzeugt wird. Die hierbei entstehenden Lade-/Entlade-Spannungen sind verhältnismäßig gering und deshalb ergibt sich hier kein Problem hinsichtlich eines hohen Entladestroms, der damit resultierenden Störspannungen und des Energieverlusts. Bei dieser Zündvorrichtung ist der Zündkondensator, die Zündspule und ein Zündschaltelement, eine Gleichspannungsversorgungseinheit und eine Zündsignalgeneratoranordnung in einem einzelnen Gehäuse untergebracht, wobei lediglich die Zündkerze selbst außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und mit der Zündanordnung innerhalb des Gehäuses über Verbindungen verbunden ist.

Auch die US 4,036,201 betrifft eine Zündvorrichtung für eine Einzylinder-Brennkraftmaschine mit einem relativ einfachen Aufbau. Auch hier sind die entstehenden Entladeströme relativ gering. Auch hier ist die Zündanordnung selbst mit einem Zündschaltelement in einem Gehäuse untergebracht, wobei die Zündkerze selbst damit über eine Verbindung und über Masse in Kontakt steht.

Fig. 3 zeigt ein typisches Beispiel einer derartigen als Kondensatorzündung ausgebildeten Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. In dieser Figur ist eine Gleichstromversorgung (1) in Gestalt einer Autobatterie mit einem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler oder Gleichstrom-Verstärker (2) verbunden, der dazu dient, die Ausgangsspannung der Batterie auf mehrere hundert Volt umzuwandeln oder zu verstärken. Eine Gleichrichterdiode ist mit ihrer Anode an die Ausgangsklemme des Umsetzers (2) angeschlossen und mit ihrer Kathode mit einem Ende eines Kondensators (4) verbunden, dessen anderes Ende an eine Zündspule (5) angeschlossen ist. Die Zündpsule (5) hat eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung, die an eine Zündkerze (6) angeschlossen ist. Ein Zündsignalgenerator (7) ist an die Batterie (1) an einem Verbindungspunkt zwischen der Batterie und dem Wandler (2) angeschlossen und erzeugt synchron mit der Drehung einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine ein Zündsignal. Eine Triggerschaltung (8) ist an die Batterie und den Zündsignalgenerator (7) angeschlossen, um abhängig von einem Zündsignal aus dem Zündsignalgenerator (7) ein Triggersignal zu erzeugen. Der Zündsignalgenerator (7) und die Triggerschaltung (8) bilden zusammen eine Signalgeneratoranordnung. Ein Schaltelement (9) in Gestalt eines Thyristors ist mit einer Anode an einen Anschlußpunkt zwischen der Gleichrichterdiode (3) und dem Kondensator (4) angeschlossen und mit einer Kathode an die Primärwicklung der Zündspule (5) und an Masse. Der Thyristor (9) hat eine Steuerelektrode, die mit einer Ausgangsklemme der Triggerschaltung (8) verbunden ist, so daß er durch ein Triggersignal aus der Triggerschaltung (8) leitend gemacht oder eingeschaltet wird, um es dadurch dem Kondensator (4), der durch die Batterie über den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (2) und die Gleichrichterdiode (3) geladen wird, zu gestatten, sich über die Primärwicklung der Zündspule (5) zu entladen.

Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (2), die Diode (3), der Kondensator (4), der Zündsignalgenerator (7), die Triggerschaltung (8) und das Schaltelement (9) sind in einer Leistungseinheit (10) untergebracht, die durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 3 angegeben wird, während die Zündspule (5) in einem Gehäuse (11) angeordnet ist, das getrennt von der Leistungseinheit (10) liegt, und die Zündspule (5) mit den Elementen in der Leistungseinheit (10) mittels einer Leitungsanordnung (12) (= Kabelgeschirr) verbunden wird, die einen Leitungsdraht (12a) enthält, der den Kondensator (4) und die Zündspule (5) verbindet, und einen Leitungsdraht (12b), der die Primärwicklung der Zündspule (5) und das Schaltelement (9) verbindet.

Im Betrieb erhöht oder verstärkt der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (2) die von der Batterie erzeugte Gleichspannung auf eine erhöhte Spannung von mehreren hundert Volt, die dann über die Gleichrichterdiode (3) dem Kondensator (4) zwecks seiner Ladung zugeführt wird. Wenn das Schaltelement (9) durch ein Triggersignal aus der Triggerschaltung (8), das abhängig von einem vom Zündsignalgenerator (7) bei einer vorgegebenen Kurbelwellenposition oder einem vorgegebenen Zündzeitpunkt gelieferten Zündsignal erzeugt wird, leitend gemacht oder eingeschaltet wird, beginnt der aufgeladene Kondensator sich über einen geschlossenen Entladungsweg zu entladen, der den Kondensator (4), das Schaltelement (9), die Drahtleitung (12b), die Primärwicklung der Zündspule (5), die Drahtleitung (12a) und den Kondensator (4) umfaßt. Infolgedessen wird an der Sekundärwicklung der Zündspule (5) eine hohe Spannung entwickelt, und somit die Zündkerze (6) zur Erzeugung eines Zündfunkens veranlaßt.

Bei der bekannten, vorstehend beschriebenen Zündvorrichtung fließt bei Entladung des aufgeladenen Kondensators (4) ein großer Entladungsstrom durch den Entladungsweg, der das nunmehr leitende Schaltelement (9), die Leitungsanordnung (12) und die Zündspule (5) enthält. Dabei wird jedoch der Entladungsweg lang, da die Zündspule allein getrennt von den anderen Komponenten ausgebildet und mittels der Leitungsanordnung (12) mit ihnen verbunden ist, beispielsweise mit dem Kondensator (4) mit dem im Entladungsweg enthaltenen Schaltelement (9). Das heißt, die Verwendung der Leitungsanordnung (12), die die Zündspule (5) mit dem Kondensator (4) und dem Schaltelement (9) verbindet, führt unvermeidlicherweise zu einem langen oder verlängerten Entladungsweg, der nicht nur eine größere Störspannungsquelle bildet, sondern auch zu einem verhältnismäßig großen elektrischen Energieverlust führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit,

• - eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, die Erzeugung von Störspannungen und einen Energieverlust als Folge eines langen Entladungsweges für den Zündstrom des Zündkondensators verringern kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem neuen Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind der Zündkondensator, die Zündspule und das Zündschaltelement in einem ersten gemeinsamen Gehäuse untergebracht und dort untereinander verschaltet und die Zündsignalgeneratoranordnung und die Wandlereinrichtung sind in einem zweiten Gehäuse untergebracht und dort untereinander verschaltet. Zwischen den beiden Gehäusen sind nur eine erste Verbindung und eine zweite Verbindung vorgesehen, so daß der Stromfluß beim Entladen des Zündkondensators ausschließlich durch das Zündschaltelement und die Primärwicklung der Zündspule und das Zündschaltelement stattfindet. Da der somit durch die Leitungsanordnung fließende Strom ein schwacher Strom von begrenzter Größe ist, wirkt er nicht mehr als eine Störspannungsquelle und somit wird im wesentlichen ein nur geringer Energieverlust oder überhaupt kein Energieverlust erzeugt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild des allgemeinen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine;

Fig. 2A einen teilweise abgeschnittenen Grundriß der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 2B eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 1; und

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die jedoch eine bekannte Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine darstellt.

In den Zeichnungen werden die gleichen oder entsprechende Teile durch die gleichen Bezugszeichen angegeben.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und zunächst auf Fig. 1 ist der Schaltungsaufbau einer erfindungsgemäßen Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine dargestellt. Wie aus einem Vergleich der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 mit der vorstehend aufgeführten bekannten Vorrichtung nach Fig. 3 klar wird, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen bezüglich Konstruktion und Betrieb ähnlich jener der Fig. 3, mit Ausnahme folgender Merkmale.

Insbesondere sind bei der vorliegenden Erfindung ein Kondensator (4), eine Zündspule (5) und ein Schaltelement (9) fest miteinander verbunden und in einem einzigen Gehäuse (13) untergebracht, das getrennt oder unabhängig von einer Leistungseinheit (14) ausgebildet ist, die einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler oder Gleichstrom-Verstärker (2), eine Gleichrichterdiode (3), einen Zündsignalgenerator (7) und eine Triggerschaltung (8) enthält, die alle in einem anderen Gehäuse aufgenommen werden. Einige der Elemente im Gehäuse (13) sind mit einigen der Elemente in der Leistungseinheit (14) über eine Leitungsanordnung (15) verbunden, die eine Drahtleitung (15a) enthält, die einen Verbindungspunkt (B1) zwischen dem Kondensator (4) und dem Schaltelement (9) mit der Gleichrichterdiode (3) verbindet, und eine weitere Drahtleitung (15b), die einen Anschluß zwischen einer Steuerelektrode des als Thyristor ausgebildeten Schaltelementes (9) der Triggerschaltung (8) herstellt.

Dabei stellen eine Gleichstrom-Leistungsquelle (1), der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler oder Gleichstrom-Verstärker (2) und die Gleichrichterdiode (3) zusammen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß beanspruchten Gleichstrom-Stromversorgung dar.

Hier ist anzumerken, dass die Leitungsanordnung (15) keinen Teil des Entladungsweges bildet, durch den der Kondensator (4) sich entlädt. Somit ist der durch diese Leitungsanordnung (15) fließende Strom ein verhältnismäßig schwacher Strom begrenzter Größe, so daß er nicht mehr eine Störspannungsquelle wird und im wesentlichen keinen oder nur geringen Energieverlust erzeugt.

Die Fig. 2A und 2B zeigen jeweils in einem teilweise weggebrochenen Grundriß und einer Vorderansicht eine konkrete Anordnung eines Abschnittes der Vorrichtung nach Fig. 1, bei welcher der Kondensator (4), die Zündspule (5) und das Schaltelement (9) in dem Gehäuse (13) aufgenommen werden. In diesen Figuren sind der Kondensator (4) und das Schaltelement (9) auf einer Basis oder Substratkarte (16) befestigt, und die Steuerelektrode des Schaltelementes (9) ist mit einer Triggersignaleingangsklemme (17a) eines Steckverbinders (17) verbunden, die einstückig mit dem Gehäuse (13) ausgebildet ist. Das Schaltelement (9) hat eine Anode, die mit einer Eingangsklemme (17b) der Steckverbindung (17) verbunden ist, und eine Kathode, die an einen Masseanschluß (17c) des Steckverbinders (17) angeschlossen ist. Der Kondensator (4) ist mit der Primärwicklung der Zündspule (5) verbunden. Als Folge dieser integrierten Anordnung des Kondensators (4), der Zündspule (5) und des Schaltelementes (9) innerhalb des Gehäuses (13) ist es möglich, den Entladungsweg für den Kondensator (4) im Vergleich zur bekannten Vorrichtung gemäss Fig. 3 in einem erheblichen Ausmaß zu verkürzen.

Der Betrieb dieser Ausführungsform ist abgesehen von obigem Sachverhalt im wesentlichen ähnlich wie bei der bekannten Anordnung nach Fig. 3, so daß eine Einzelbeschreibung unnötig ist.

Claims (5)

1. Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, umfassend:

• a) eine Gleichspannungs-Versorgungseinheit (1, 2, 3) mit einer Gleichspannungsquelle (1);
• b) eine Zündsignal-Generatoranordnung (7, 8) zur Erzeugung eines Zündsignals synchron mit der Drehung der Brennkraftmaschine;
• c) eine Zündspule (5) mit einer Primärwicklung und einer mit einer Zündkerze (6) verbundenen Sekundärwicklung;
• d) einen Zündkondensator (4), dessen eines Ende mit der Gleichspannungs-Versorgungseinheit (1, 2, 3) und dessen anderes Ende mit dem einen Anschluß der Primärwicklung verbunden ist; und
• e) ein Zündschaltelement (9), das zwischen dem einen Ende des Zündkondensators (4) und dem anderen Anschluß der Primärwicklung liegt und einen Teil eines Endladungsweges bildet, über den sich der Zündkondensator (4) entlädt, wenn das Zündschaltelement (9) durch das Zündsignal durchgeschaltet wird;
  

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Gleichspannungs-Versorgungseinheit (1, 2, 3) außerdem eine Wandlereinrichtung (2) umfasst, zur Hochtransformation der Gleichspannung der Gleichspannungsquelle (1) in eine höhere Lade- Gleichspannung für den Zündkondensator (4);
• b) der Zündkondensator (4), die Zündspule (5) und das Zündschaltelement (9) in einem ersten gemeinsamen Gehäuse (13) untergebracht und dort untereinander verschaltet sind;
• c) die Zündsignal-Generatoranordnung (7, 8) und die Wandlereinrichtung (2) in einem zweiten Gehäuse (14) unterbracht und dort untereinander verschaltet sind; und
• d) zwischen den beiden Gehäusen nur eine erste Verbindung (15a) zur Zuführung eines Lade- Gleichstroms der Wandlereinrichtung (2) an den Zündkondensator (4) und eine zweite Verbindung (15b) zur Zuführung des Zündsignals an das Zündschaltelement (9) vorgesehen sind;
  wobei beim Zünden des Zündschaltelements (9) die erste und zweite Verbindung (15a, 15b) keinen Teil des Entladeweges bildet, durch den sich der Zündkondensator (4) entlädt.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungs-Versorgungseinheit (1, 2, 3) eine Batterie (1) und eine Gleichrichterdiode (3) umfaßt.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündsignal-Generatoranordnung (7, 8) einen Zündsignalgenerator (7) und eine Triggerschaltung (8) umfaßt.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündschaltelement (9) ein Thyristor ist.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Verbindung (15a, 15b) zwischen den Gehäusen über Steckverbinder (17) bewirkt wird.