DE4234847C2 - Verfahren zur Zündungssteuerung einer Brennkraftmaschine und Kondensator-Zündvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Zündungssteuerung einer Brennkraftmaschine und Kondensator-Zündvorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zündungssteuerung
einer Brennkraftmaschine, und eine Kondensator-
Zündvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Kapazitätsentladungszündung (CDI) stellt eine
Zündanordnung für Brennkraftmaschinen dar, bei welcher eine
Zündung hervorgerufen wird, wenn eine in einem Kondensator
gespeicherte Spannung über die Primärwicklung einer Zündspule
entladen wird. Um eine Fehlzündung eines Motors zu
verhindern, beispielsweise wenn der Motor angelassen wird
oder kalt ist, wurde eine Zündanordnung entwickelt, die als
Langzeit-Kapazitätsentladungszündung (LCDI) bezeichnet wird.
Ein LCDI-System, von dessen Funktion im Patentanspruch 1
ausgegangen wird und auf dem der Oberbegriff von Anspruch 7
der vorliegenden Erfindung basiert, ist in Dokument
DE 34 42 017 A1 gezeigt. Es verwendet einen ersten und einen
zweiten Kondensator. Der erste Kondensator ist direkt an die
Primärwicklung einer Zündspule angeschlossen und wird zur
Einleitung der Entladung verwendet, wogegen der zweite
Kondensator über eine Induktionsspule an die Primärwicklung
angeschlossen ist, und zur Verlängerung der Entladung
eingesetzt wird. Beide Kondensatoren werden auf eine
gewünschte Spannung aufgeladen, und wenn der Zylinder des
Motors gezündet werden soll, so werden die Kondensatoren
entladen, die von dem ersten Kondensator in die
Primärwicklung abgegebene Energie leitet die Entladung einer
Zündkerze des Motors ein, während ein Teil der von dem
zweiten Kondensator
freigegebenen Energie in der Induktionsspule gespeichert wird.
Wenn sich die Kondensatoren entladen haben, wird dann die in der
Induktionsspule gespeicherte Energie in die Primärwicklung der
Zündspule abgegeben, wodurch die Entladungszeit der Zündkerze
wesentlich verlängert wird. Die Entladungszeit einer Zündkerze
bei einem LCDI-System kann beispielsweise von etwa 100
Mikrosekunden auf etwa 1,5 Millisekunden verlängert werden, im
Vergleich zur Entladungszeit in einem CDI-System ohne einen
zweiten Kondensator und eine Induktionsspule.
Fein Problem bei konventionellen LCDI-Systemen besteht darin, daß
bei hohen Motordrehzahlen nicht genügend Zeit zwischen der
Zündung aufeinanderfolgender Zylinder vorhanden sein kann, beide
Kondensatoren auf die Spannung aufzuladen, die für eine
gute Zündung erforderlich ist, und daher erhöht sich die
Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer Fehlzündung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Zündungssteuerverfahren und eine Zündvorrichtung für eine
Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, welche die
Probleme der Anordnungen, wie sie aus dem Stand der Technik
bekannt sind, löst.
Das Zündungssteuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
ist im Anspruch 1 beschrieben. Die erfindungsgemäße
Kondensator-Zündvorrichtung zur Durchführung des
Zündsteuerverfahrens ist im Anspruch 7 beschrieben und ist
vom LCDI-Typ und weist einen ersten und zweiten Kondensator
auf, die an eine Zündspule angeschlossen sind, sowie eine
Spannungserzeugungseinrichtung zur Erzeugung einer
Ladespannung für die Kondensatoren. Der erste Kondensator
dient zur Erzeugung einer Anfangsentladung einer Zündkerze,
und der zweite Kondensator dient zur Verlängerung der
Entladung der Zündkerze, nachdem durch den ersten Kondensator
die Entladung eingeleitet wurde. Der zweite Kondensator durch
die Spannungserzeugungseinrichtung auf eine vorbestimmte
Spannung aufgeladen wurde, die zur Erzeugung einer geeigneten
Entladung der Zündkerze ausreicht. Dies führt dazu, daß
selbst dann, wenn der Motor mit hoher Drehzahl läuft und die
Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Zündungen des Motors
gering ist, eine
adäquate Zündspannung erzeugt und eine Fehlzündung verhindert
wird.
In einem konventionellen LCDI-System, wie in DE 34 42 017 A1
gezeigt, wird der zweite Kondensator zur Verlängerung der
Entladungszeit immer auf dieselbe Spannung aufgeladen,
unabhängig von dem Betriebszustand des Motors. Allerdings ändert
sich, abhängig vom Betriebszustand des Motors, das Ausmaß der
Verlängerung der Entladung, welches erforderlich ist, um
Fehlzündungen zu verhindern. Beispielsweise ist bei einer
stabilen Motordrehzahl eine geringere Verlängerung der
Entladungszeit erforderlich als dann, wenn der Motor gerade
angelassen wurde und die Motordrehzahl instabil ist. Daher kann
bei einem konventionellen LCDI-System der zweite Kondensator auf
eine größere Spannung aufgeladen werden als erforderlich, so daß
der elektrische Energieverbrauch unnötig hoch ist. Daher wird
viel Wärme erzeugt, und die Größe der Zündvorrichtung, die dazu
erforderlich ist, mit der erzeugten Wärme fertig zu werden, ist
beträchtlich.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die
Ladespannung des zweiten Kondensators zur Verlängerung der
Entladung entsprechend einem Motorbetriebszustand variiert. Die
Ladespannung kann auf die Minimalspannung eingestellt werden,
die für diesen Betriebszustand erforderlich ist. Dies führt
dazu, daß der Energieverbrauch der Zündvorrichtung verringert
werden kann, und die Größe der Zündvorrichtung entsprechend
verringert werden kann.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die
Ladespannung des ersten Kondensators entsprechend einem
Motorbetriebszustand variiert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere
Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer ersten
Ausführungsform einer Zündvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer zweiten
Ausführungsform einer Zündvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 und 4 Signalformdiagramme zur Erläuterung des Betriebs der
Ausführungsform Fig. 2 bei niedrigen bzw. hohen
Motordrehzahlen;
Fig. 5 ein schematisches Schaltbild einer dritten
Ausführungsform einer Zündvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 Signalformdiagramme zur Erläuterung des Betriebs
der Treiberschaltung von Fig. 5;
Fig. 7 Signalformdiagramme zur Erläuterung des
Gesamtbetriebs der Ausführungsform von Fig. 5.
Fig. 1 erläutert schematisch eine erste Ausführungsform,
die bei einer Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren
Zylindern für ein Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Der
Betriebsablauf dieser Ausführungsformen wird durch eine
elektronische Steuereinheit (ECU) 1 gesteuert, die von
einer nicht dargestellten Batterie versorgt wird, die eine
Spannung VBAT erzeugt. Die ECU 1 empfängt
Eingangssignale von einem oder mehreren konventionellen
Sensoren 2, die verschiedene Betriebszustände des Motors
oder anderer Abschnitte des Fahrzeugs ermitteln. Auf der
Grundlage dieser Eingangssignale berechnet die ECU 1 einen
geeigneten Zündzeitpunkt und erzeugt ein Zündsignal G. Die
von den Sensoren 2 ermittelnden Betriebszustände sind
nicht auf bestimmte Betriebszustände beschränkt, und es
können alle Betriebszustände verwendet werden, die
üblicherweise zur Berechnung des Zündzeitpunkts eingesetzt
werden. Algorithmen zur Berechnung des Zündzeitpunkts sind
Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt und werden daher
hier nicht weiterbeschrieben. Weiterhin erzeugt die ECU 1
ein Betriebszustandssignal R, welches einen
Betriebszustand des Motors angibt, der bei dieser
Ausführungsform die Motordrehzahl ist, jedoch auch einen
anderen Zustand anzeigen kann, beispielsweise die
Motorlast oder die Kühlmitteltemperatur des Motors.
Alternativ hierzu kann die ECU 1 mehrere unterschiedliche
Betriebszustandssignale erzeugen, die verschiedene
Betriebszustände anzeigen. Die Arten der verwendeten
Sensoren 2 hängen von der Art des Betriebszustandssignals
und von den Zuständen ab, die zur Berechnung des
Zündzeitpunkts verwendet werden.
Das Zündsignal G wird einer Treiberschaltung 3
eingegeben, einer Entladungstriggerschaltung 4, und einer
Ladungstriggerschaltung 5. Jedesmal wenn die
Treiberschaltung 3 von der ECU 1 das Zündsignal G
empfängt, erzeugt sie ein Treibersignal D in Form einer
Impulskette, welche den Betriebsablauf einer
Spannungserhöhungsschaltung 6 steuert.
Bei absinkender Flanke des Zündsignals G erzeugt die
Entladungstriggerschaltung 4 ein Triggersignal T16 und
legt das Triggersignal T16 an das Gate eines
Schaltelements in Form eines Thyristors 16 an.
Die Spannungserhöhungsschaltung 6 erhöht die
Batteriespannung VBAT auf eine Spannung, die zur
Aufladung eines ersten und zweiten Kondensators 8 bzw. 9
geeignet ist. Als Spannungserhöhungsschaltung 6 kann jede
Einrichtung eingesetzt werden, welche eine Gleichspannung
erhöhen kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfaßt
die Spannungserhöhungsschaltung 6 eine
Spannungserhöhungsspule 6a und einen Leistungstransistor
6b, der von dem Treibersignal D getaktet wird. Die
Spannungserhöhungsspule 6a weist ein erstes Ende auf, an
welches die Batteriespannung VBAT angelegt wird, und ein
zweites Ende, das mit dem Kollektor des
Leistungstransistors 6b verbunden ist. Die Basis des
Leistungstransistors 6b ist an eine Ausgangsklemme der
Treiberschaltung 3 angeschlossen und empfängt das
Treibersignal D, und sein Emitter ist mit einem Ende eines
Strommeßwiderstands 7 verbunden, dessen anderes Ende
geerdet ist. Liegt das Treibersignal D auf einem hohen
Pegel, so wird der Leistungstransistor 6b eingeschaltet
und läßt Strom durch die Spanungserhöhungsspule 6a
fließen.
Der Kollektor des Leistungstransistors 6b ist an eine
Klemme (als Ladeklemme bezeichnet) des ersten Kondensators
8 über eine Diode 10 angeschlossen, und an eine Klemme
(die auch als die Ladeklemme bezeichnet wird) des zweiten
Kondensators 9 über ein Schaltelement in Form eines
Thyristors 11. Die anderen Klemmen der Kondensatoren 8 und
9 empfangen die Batteriespannung VBAT. Der Thyristor 11
wird durch ein Triggersignal T11 ein- und ausgeschaltet,
welches von der Lade-Triggerschaltung 5 erzeugt wird. Der
zweite Kondensator 8 kann nur dann durch die
Spannungserhöhungsschaltung 6 aufgeladen werden, wenn der
Thyristor 11 eingeschaltet ist, und hierdurch wird es
ermöglicht, daß die Ladespannungen des ersten und zweiten
Kondensators 8 bzw. 9 getrennt gesteuert werden können.
Die Spannungen V8 und V9 an den Ladeklemmen des ersten und
zweiten Kondensators 8 und 9 werden der
Lade-Triggerschaltung 5 eingegeben.
Jeder Zylinder des Motors ist mit einer Zündspule 12
versehen (von denen nur eine gezeigt ist), die eine
Primärwicklung 12a und eine Sekundärwicklung 12b aufweist.
Die Ladeklemme des ersten Kondensators 8 ist direkt an ein
erstes Ende der Primärwicklung 12a angeschlossen, während
die Ladeklemme des zweiten Kondensators 9 über eine
Induktionsspule 14 an das erste Ende der Primärwicklung 12a
angeschlossen ist, um die Entladung zu verlängern, und
über eine in Reihe geschaltete Diode 15. Das zweite Ende
der Primärwicklung 12a ist mit der Anode des Thyristors 15
verbunden, und die Kathode des Thyristors 16 liegt an der
Batterie. Die Sekundärwicklung 12b der Zündspule 12 ist
zwischen Masse (Erde) und eine Zündkerze 13 eines der
Zylinder geschaltet.
Eine Diode 17 ist zwischen die Enden der Primärwicklung
12a geschaltet, um Stromoszillationen zu verhindern, und
eine weitere Diode 18 ist zwischen die Anode des
Thyristors 16 und die Ladeklemme des zweiten Kondensators
9 geschaltet.
Die Lade-Triggerschaltung 5 umfaßt Spannungsmeßschaltungen
zur Messung V8 und V9 der Kondensatoren 8 und 9. Das
Triggersignal T11 für den Thyristor 11 wird erst dann
erzeugt, wenn die Lade-Triggerschaltung 5 feststellt, daß
die Spannung V8 einen vorbestimmten Spannungswert VA
erreicht hat, der für die Zündung geeignet ist. Wenn das
Triggersignal T11 erzeugt wird, wird der Thyristor 11
eingeschaltet, und es fließt ein Strom von der
Spannungserhöhungsschaltung 6 in den zweiten Kondensator
9, um diesen aufzuladen. Die Ladespannung V9 des zweiten
Kondensators 9 wird durch die Lade-Triggerschaltung 5 auf
einen vorbestimmten Spannungswert VB gesteuert, der durch
die Motorbetriebszustände festgelegt ist, entsprechend dem
Betriebszustandssignal R. Wenn die Lade-Triggerschaltung 5
feststellt, daß die Spannung V9 die vorbestimmte Spannung
VB erreicht hat, erzeugt sie ein Ausschaltsignal SO,
welches der Treiberschaltung 3 eingegeben wird, die dann
die Erzeugung des Treibersignals D stoppt, und der
Leistungstransistor 6b der Spannungserhöhungsschaltung 6
wird ausgeschaltet.
Die Lade-Triggerschaltung 5 mißt auch die Spannung über
den Widerstand 7, welche eine Anzeige für den Strom
liefert, der durch den Leistungstransistor 6b fließt. Wenn
diese Spannung einen vorbestimmten Pegel erreicht, erzeugt
die Lade-Triggerschaltung 5 momentan das Ausschaltsignal
SO, um die Erzeugung des Treibersignals D zu stoppen. Wenn
ein vorbestimmter Zeitraum abgelaufen ist, was
beispielsweise von einem internen Taktgeber der
Lade-Triggerschaltung 5 festgestellt wird, so wird das
Ausschaltsignal SO wieder ausgeschaltet, so daß die
Treiberschaltung 3 erneut das Treibersignal D erzeugen
kann. Auf diese Weise kann der Leistungstransistor 6b
gegenüber Beschädigungen in Folge eines zu hohen Stroms
geschützt werden.
Das Triggersignal T11 zum Steuern des Thyristors 11 kann
unterschiedliche Formen aufweisen. Beispielsweise kann das
Triggersignal T11 eine Impulskette umfassen, und die
Lade-Triggerschaltung 5 kann das Tastverhältnis der
Impulse steuern, um die Ladespannung V9 des zweiten
Kondensators 9 einzustellen. Alternativ hierzu kann das
Triggersignal T11 ein einziger, langer Impuls sein, und
die Lade-Triggerschaltung 5 kann die Ladespannung V9 durch
Steuern der Zeit steuern, zu welcher das Triggersignal T11
erzeugt wird, nachdem die Spannung V8 die vorbestimmte
Spannung VA erreicht hat.
Die Beziehung zwischen dem durch das
Betriebszustandssignal R angezeigten Motorbetriebszustand
und der Ladespannung V9 des zweiten Kondensators 9 ist
nicht auf eine bestimmte Beziehung beschränkt. Allgemein
ist es eher erforderlich, die Entladungszeit der Zündkerze
13 zu verlängern, wenn die Motordrehzahl instabil ist
(beispielsweise wenn der Motor angelassen wird, oder
während einer plötzlichen Beschleunigung des Fahrzeugs),
als dann, wenn sie stabil ist. Wenn daher die
Lade-Triggerschaltung 5 auf Grund des
Betriebszustandssignals R feststeht, daß die
Motordrehzahl instabil ist, kann die Lade-Triggerschaltung
5 die Ladespannung V9 erhöhen, und sie kann die
Ladespannung V9 verringern, wenn die Motordrehzahl stabil
ist. In diesem Fall kann ein Signal, welches die
Motordrehzahl anzeigt, die Motorlast in Form einer
Einlaßluftmenge oder dergleichen als das
Betriebszustandssignal R verwendet werden. Weiterhin
besteht ein größeres Bedürfnis, die Entladungszeit der
Zündkerze 13 zu verlängern, wenn der Motor kalt ist,
verglichen mit dem Fall eines warmen Motors. Wenn daher
das Betriebszustandssignal R die Motortemperatur anzeigt,
beispielsweise ein Signal, welches die Motor-
Kühlmitteltemperatur angibt, so kann die
Lade-Triggerschaltung 5 so ausgelegt sein, daß sie mit
abnehmender Motortemperatur die Ladespannung V9 erhöht.
Wie auch immer die Beziehung zwischen den
Motorbetriebszuständen und der Ladespannung V9 sein mag,
kann die Ladespannung V9 auf die mimimal erforderliche
Temperatur eingestellt werden, auf der Grundlage der
momentanen Motorbetriebszustände. Wenn die
Lade-Triggerschaltung 5 feststellt, daß die mimimal
erforderliche Spannung 0 ist, so wird das Triggersignal
T11 nicht erzeugt und der Thyristor 11 bleibt
ausgeschaltet, so daß der zweite Kondensator 9 nicht
geladen wird.
Der Betriebsablauf der in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsform verläuft wie folgt. Es wird angenommen,
daß beide Kondensatoren, also der erste und zweite
Kondensator 8 und 9, bereits durch die
Spannungserhöhungsschaltung 6 auf die vorbestimmte
Spannung VA bzw. VB geladen wurden. Zu einem
Zündzeitpunkt, der auf der Grundlage des
Motorbetriebszustands von der ECU 1 festgelegt wird,
erzeugt die ECU 1 das Zündsignal G in Form eines Impulses.
Bei der abfallenden Flanke dieses Impulses erzeugt die
Entladungs-Triggerschaltung 4 ein Triggersignal T16 mit
einem hohen Pegel, und das Triggersignal T16 schaltet den
Thyristor 16 ein. Wird der Thyristor 16 eingeschaltet, so
wird die Spannung V8 des ersten Kondensators 8 schnell
über die Primärwicklung 12a der Zündspule 12 und den
Thyristor 16 entladen. Der durch die Primärwicklung 12a
fließende Strom erzeugt eine Hochspannung in der
Sekundärwicklung 12b, und diese Spannung leitet eine
Entladung der Zündkerze 13 ein.
Zur selben Zeit, in welcher sich der erste Kondensator 8
entleert, wird der zweite Kondensator 9 über die Diode 15,
die Induktionsspule 14, die Primärwicklung 12a der
Zündspule 12 und den Thyristor 16 entladen. Ein Teil der
Entladeenergie wird in der Induktionsspule 14 gespeichert.
Nach beendeter Entladung des ersten und zweiten
Kondensators 8 und 9 erzeugt die in der Induktionsspule 14
gespeicherte Energie einen Strom, der durch die
Primärwicklung 12a der Zündspule 12 fließt, und die in der
Sekundärwicklung 12b erzeugte, sich ergebende Spannung
verlängert die Entladungszeit der Zündkerze 13 auf
dieselbe Weise wie bei einer konventionellen
LCDI-Vorrichtung. Der Thyristor 16 wird automatisch
ausgeschaltet, wenn die Entladeströme von den
Kondensatoren 8 und 9 unter eine vorbestimmte Schwelle
abfallen, die das Einschalten des Thyristors festlegt.
Nachdem die Kondensatoren 8 und 9 entladen wurden, werden
sie durch die von der Spannungserhöhungsschaltung 6
erzeugte Spannung wieder aufgeladen. Zuerst wird der
erste Kondensator 8 auf die vorbestimmte Spannung VA
aufgeladen, und dann wird der zweite Kondensator 9 auf die
vorbestimmte Spannung VB aufgeladen, die durch die
Lade-Triggerschaltung 5 festgelegt wird, auf der Grundlage
des Betriebszustandssignals R. Da die vorbestimmte
Spannung VB auf die minimal erforderliche Spannung für die
momentanen Betriebszustände eingestellt werden kann, wird
der zweite Kondensator 9 nicht überladen, und die von der
Vorrichtung verbrauchte elektrische Energie kann
verringert werden. Daher wird die von der Vorrichtung
erzeugte Wärme mimimalisiert, und die Abmessungen der
Vorrichtung können entsprechend verringert werden.
Da der erste Kondensator 8 vor dem zweiten Kondensator 9
aufgeladen wird, kann darüber hinaus der erste Kondensator
8 immer auf eine geeignete Spannung aufgeladen werden, und
es kann eine Fehlzündung selbst dann verhindert werden,
wenn die Motordrehzahl hoch ist, und für die
Wiederaufladung der Kondensatoren wenig Zeit zur Verfügung
steht.
Zwar wird in Fig. 1 ein Ausgangsstrom I von der
Spannungserhöhungsschaltung 6 der Lade-Triggerschaltung 5
eingegeben, um diese während eines Hochpegel-Zeitraums des
Treibersignals D von der Treiberschaltung 3 zu betreiben,
jedoch kann auch ein Treibersignal D von der
Treiberschaltung 3 oder ein Zündsignal G von der ECU 1 zum
selben Zweck der Lade-Triggerschaltung 5 eingegeben
werden, an Stelle des Ausgangsstroms I der
Spannungserhöhungsschaltung 6.
Weiterhin weisen in Fig. 1 die Spannungserhöhungsspule 6a,
der erste und zweite Kondensator 8 und 9, und der
Thyristor 16 jeweils eine Klemme auf, die elektrisch mit
der positiven Klemme der Batterie verbunden ist, jedoch
könnten diese Klemmen auch statt dessen geerdet sein.
Zwar wird bei der voranstehenden Ausführungsform der
zweite Kondensator 9 auf die mimimal erforderliche
Spannung V9 unter der Steuerung eines Lade-Triggersignals
T11 aufgeladen, jedoch kann die Lade-Triggerschaltung 5
auch so aufgebaut sein, daß sie die Erzeugung des
Lade-Triggersignals T11 stoppt, um sofort den Thyristor 11
auszuschalten, wenn sie auf der Grundlage des
Betriebszustandssignals R feststellt, daß der Motorbetrieb
in einem Bereich abläuft, in welchem eine Verlängerung der
Entladung unnötig ist, oder in einem stabilen
Betriebsbereich.
In Fig. 1 ist nur eine einzige Zündkerze 13 dargestellt.
Wird die Ausführungsform von Fig. 1 bei einem
Mehrzylindermotor eingesetzt, so ist jeder Zylinder mit
seiner eigenen Zündkerze 13, Zündspule 12 und Thyristor 16
versehen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird die
Ladespannung V9 des zweiten Kondensators 9 durch Ein- und
Ausschalten des Thyristors 11 gesteuert. Alternativ hierzu
kann die Ladespannung V9 dadurch gesteuert werden, daß der
Leistungstransistor 6b ein- und ausgeschaltet wird. Die
Treiberschaltung 3 kann nämlich so aufgebaut sein, daß sie
die Eingangssignale R, V8, V9 usw. empfängt, die in Fig. 1
der Lade-Triggerschaltung 5 eingegeben werden, und das
Tastverhältnis des Treibersignals D auf der Grundlage der
Eingangssignale steuert. In diesem Fall kann die
Lade-Triggerschaltung 5 weggelassen werden.
Fig. 2 erläutert eine zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Der Gesamtaufbau dieser
Ausführungsform ist ähnlich wie bei der Ausführungsform
von Fig. 1, und es wird daher eine eingehende Erläuterung
der Bauteile weggelassen, die bereits in Bezug auf Fig. 1
erläutert wurden.
Eine ECU 1 und andere elektronische Bauteile dieser
Ausführungsform werden von einer Batterie 19 versorgt.
Eine Spannung zur Aufladung eines ersten und eines zweiten
Kondensators 8 bzw. 9 wird durch eine
Spannungserhöhungsschaltung 20 erzeugt, die einen
Stufentransformator 21 und einen Leistungstransistor 22
aufweist. Der Transformator 21 ist mit einer
Primärwicklung 21a und einer Sekundärwicklung 21b
versehen. Ein Ende der Primärwicklung 21a ist mit der
positiven Klemme der Batterie 19 verbunden, während das
andere Ende an den Kollektor des Leistungstransistors 22
angeschlossen ist. Ein Ende der Sekundärwicklung 21b ist
mit den Anoden einer Diode 10 und eines Thyristors 11
verbunden, wogegen das andere mit Erde (Masse) zu
verbunden ist. Die Basis des Leistungstransistors 22 ist
die Ausgangsklemme einer Treiberschaltung 23
angeschlossen, die ein Treibersignal D für den
Leistungstransistor 22 erzeugt, während der Emitter des
Leistungstransistors 22 geerdet ist. Der Aufbau der
Spannungserhöhungsschaltung 20 ist nicht auf den in Fig. 2
dargestellten Aufbau beschränkt, und statt dessen kann ein
Aufbau wie bei der Spannungserhöhungsschaltung 6 von Fig. 1
vorgesehen werden.
Eine Spannungsmeßschaltung 24 stellt die Spannung V8 des
ersten Kondensators 8 fest und erzeugt ein Ausgangssignal
S8 mit einem ersten Pegel (in diesem Fall, einem niedrigen
Pegel), wenn die Spannung V8 unterhalb einerhalb einer
vorbestimmten Spannung VA liegt, und mit einem zweiten
Pegel (einem hohen Pegel), wenn die Spannung V8 größer
oder gleich der vorbestimmten Spannung VA ist. Bei dieser
Ausführungsform ist die vorbestimmte Spannung VA so
gewählt, daß sie zur Bereitstellung einer ordnungsgemäßen
Zündung der Zündkerze 13 ausreicht.
Die Spannung V9 des zweiten Kondensators 9 wird durch eine
weitere Spannungsmeßschaltung 25 ermittelt, die ein
Ausgangssignal S9 mit einem niedrigen Pegel erzeugt, wenn
die Spannung V9 unterhalb einer vorbestimmten Spannung VB
liegt, und mit einem hohen Pegel, wenn die Spannung V9
größer oder gleich der vorbestimmten Spannung VB ist.
Die Treiberschaltung 23 umfaßt eine Taktschaltung 23a, die
ein Taktsignal C in Form von Impulsen einer vorbestimmten
Frequenz erzeugt. Das Taktsignal C wird einer
Logikschaltung 23b eingegeben, zusammen mit dem
Ausgangssignal S9 von der Spannungsmeßschaltung 25. Die
Die Logikschaltung 23 zeugt ein Ausgangssignal L mit dem
logischen Wert S9.C, also NICHT S9 UND C. Dieses Signal L
wird einer Ausgangsschaltung 23c zugeführt, die das
Treibersignal D für den Leistungstransistor 22 erzeugt.
Das Treibersignal D weist einen hohen Pegel bzw. einen
niedrigen Pegel auf, wenn das Ausgangssignal L einen hohen
Pegel bzw. einen niedrigen Pegel hat. Der
Leistungstransistor 22 wird eingeschaltet, wenn das
Treibersignal D einen hohen Pegel aufweist. Wenn daher das
Signal S9 anzeigt, daß die Spannung V9 unterhalb der
vorbestimmten Spannung VB liegt, wird der
Leistungstransistor 22 intermittierend in regelmäßigen
Abständen eingeschaltet, die durch das Taktsignal C
bestimmt werden.
Der Thyristor 9, der im eingeschalteten Zustand die
Aufladung des zweiten Kondensators 9 zuläßt, wird durch
eine Lade-Triggerschaltung 26 auf der Grundlage des
Signals S8 von der Spannungsmeßschaltung 24 und des
Signals L von der Treiberschaltung 23 gesteuert. Die
Lade-Triggerschaltung 26 umfaßt einen monostabilen
Multivibrator 27, der als ein Eingangssignal das
Ausgangssignal L von der Logikschaltung 23b empfängt. Bei
einer abfallenden Flanke des Ausgangssignals L der
Logikschaltung 23b erzeugt der Multivibrator 27 ein
Triggersignal PT in Form eines Impulses einer
vorbestimmten Breite. Das Triggersignal PT wird einer
Ausgangsschaltung 28 eingegeben, zusammen mit dem
Ausgangssignal S8 der Spannungsmeßschaltung 24. Die
Ausgangsschaltung 28 erzeugt ein Triggersignal T11 zum
Steuern des Thyristors 11. Das Triggersignal T11 weist
einen niedrigen Pegel auf, wenn das Signal S8 von der
Spannungsmeßschaltung 24 einen niedrigen Pegel aufweist,
wodurch angezeigt wird, daß die Spannung V8 unterhalb der
vorbestimmten Spannung VA liegt, und das Triggersignal T11
umfaßt Impulse, die synchron zum Triggersignal PT erzeugt
werden, wenn das Signal S8 auf einem hohen Pegel liegt.
Daher wird der Thyristor 11 eingeschaltet, und der zweite
Kondensator 9 wird nur dann wieder aufgeladen, nachdem der
erste Kondensator 8 auf die vorbestimmte Spannung VA
geladen wurde. Vorzugsweise steigt das Triggersignal T11
synchron zu einem Abfall des Eingangsstroms zur
Primärwicklung 21a des Transformators 21 an. Die
Impulsbreite des Triggersignals T11 ist vorzugsweise kurz,
um so den Energieverbrauch zu minimalisieren.
Der Betriebsablauf der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform
wird unter Bezug auf die Signalformdiagramme in den Fig. 3
und 4 beschrieben. Fig. 3 erläutert den Betrieb bei einer
niedrigen Motordrehzahl, und Fig. 4 den Betrieb bei einer
hohen Motordrehzahl. Zuerst wird der Betrieb bei niedriger
Drehzahl beschrieben. Es wird angenommen, daß sowohl der
erste als auch der zweite Kondensator 8, 9 bereits auf die
vorbestimmte Spannung VA bzw. VB aufgeladen wurde. Wenn
die ECU 1 ein Zündsignal G erzeugt, welches synchron mit
dem Taktsignal C verläuft, so erzeugt die
Entladungstriggerschaltung 4 das Triggersignal T16,
welches den Thyristor 16 einschaltet und die Entladung der
Kondensatoren 8 und 9 veranlaßt. Die Entladung der
Kondensatoren 8 und 9 veranlaßt dann die Zündkerze 13 zu
einer Entladung. In Folge der Bereitstellung der
Induktionsspule 14 wird die Entladung der Zündkerze 13 auf
dieselbe Weise verlängert, wie dies in Bezug auf die erste
Ausführungsform beschrieben wurde. Nach der Entladung des
zweiten Kondensators 9 fällt die Spannung V9 unter die
vorbestimmte Spannung VB ab, und das Ausgangssignal 59 der
Spannungsmeßschaltung 25 ändert sich von einem niedrigen
Pegel auf einen hohen Pegel. Dies führt dazu, daß das
Ausgangssignal L der Logikschaltung 23 synchron mit dem
Taktsignal C zwischen einem hohen Pegel und einem
niedrigen Pegel hin- und herpendelt und das Treibersignal
D von der Ausgangsschaltung 23c an- und abgeschaltet wird,
um den Leistungstransistor 22 ein- und auszuschalten.
Jedesmal wenn der Leistungstransistor 22 ausgeschaltet
wird, wird die von der Spannungserhöhungsschaltung 20
erzeugte, erhöhte Spannung an den ersten Kondensator 8
angelegt, und der erste Kondensator 8 wird stufenweise
wieder aufgeladen. Zu Beginn der Wiederaufladung des
ersten Kondensators 8 liegt die Spannung V8 unterhalb der
vorbestimmten Spannung VA, so daß das Signal S8 einen
niedrigen Pegel aufweist, der den Thyristor 11
ausgeschaltet hält, und der zweite Kondensator 9 nicht
geladen wird, während der erste Kondensator 8 geladen wird.
Wenn die Spannungsmeßschaltung 24 feststellt, daß die
Spannung V8 die vorbestimmte Spannung VA erreicht hat,
sorgt sie dafür, daß das Signal S8 auf einen hohen Pegel
ansteigt, wodurch das Triggersignal T11 intermittierend
von der Ladetriggerschaltung 26 erzeugt wird, um den
Thyristor 11 intermittierend ein- und auszuschalten.
Jedesmal wenn der Thyristor 11 eingeschaltet wird, wird
die erhöhte Spannung, die von der
Spannungserhöhungsschaltung 20 erzeugt wird, an den
zweiten Kondensator 9 angelegt. Nachdem daher der erste
Kondensator 8 ausreichend geladen wurde, wird der zweite
Kondensator 9 stufenweise geladen. Erreicht die Spannung
V9 des zweiten Kondensators 9 die vorbestimmte Spannung
VB, so schaltet die Spannungsmeßschaltung 25 das Signal S9
auf einen hohen Pegel, wodurch angezeigt wird, daß der
zweite Kondensator 9 ausreichend aufgeladen wurde. In
Reaktion hierzu hält die Treiberschaltung 23 das
Treibersignal D auf einem niedrigen Pegel.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, besteht bei niedrigen
Motordrehzahlen genügend Zeit zwischen
aufeinanderfolgenden Erscheinungen des Zündsignals G, um
jeden Kondensator auf die entsprechende, vorbestimmte
Spannung VA oder VB vollständig aufzuladen.
Fig. 4 erläutert die Signalformen der in Fig. 2
dargestellten Ausführungsformen während des Betriebs bei
hoher Drehzahl, wenn die Zeit zwischen
aufeinanderfolgenden Erscheinungen des Zündsignals G
deutlich kürzer ist als in Fig. 3. Wenn während des
Betriebs mit hoher Drehzahl beide Kondensatoren 8 und 9
gleichzeitig aufgeladen würden, so wäre es schwierig
sicherzustellen, daß der erste Kondensator 8 zwischen
aufeinanderfolgenden Erscheinungen des Zündsignals G auf
die vorbestimmte Spannung VA aufgeladen wurde, und infolge
einer in dem ersten Kondensator 8 gespeicherten, nicht
ausreichenden Spannung könnte sich ein schlechter
Zündvorgang ergeben. Da jedoch bei der vorliegenden
Ausführungsform der erste Kondensator 8 vor dem zweiten
Kondensator 9 aufgeladen wird, gibt es für den ersten
Kondensator 8 ausreichend viel Zeit, ihn auf die
vorbestimmte Spannung VA aufzuladen. Da das Zündsignal G
kurz nach dem Zeitpunkt auftritt, an welchem der zweite
Kondensator 9 mit der Aufladung beginnt, wird der zweite
Kondensator 9 entladen, bevor er die vorbestimmte Spannung
VB erreicht hat, und der zweite Kondensator 9 kann die
Entladungsdauer der Zündkerze 13 nicht so stark vergrößern
wie bei dem Betrieb bei niedrigen Drehzahlen. Allerdings
ist bei einer hohen Motordrehzahl die Wahrscheinlichkeit
des Auftretens einer Fehlzündung des Motors extrem
gering, so daß es kaum oder gar nicht erforderlich ist,
die Entladungszeit der Zündkerze 13 zu verlängern. Daher
führt die Tatsache, daß der zweite Kondensator 9 bei hohen
Motordrehzahlen nicht auf seine vorbestimmte Spannung VB
aufgeladen wird, nicht zu irgendwelchen Problemen.
Daher läßt sich durch Verzögerung der Aufladung des
zweiten Kondensators 9, bis der erste Kondensator 8
aufgeladen wurde, eine ordnungsgemäße Zündung sowohl bei
niedrigen als auch hohen Motordrehzahlen garantieren.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weisen die
Kondensatoren 8 und 9 und der Thyristor 13 jeweils eine an
Masse angeschlossene Klemme auf, jedoch können diese
Klemmen statt dessen auch an die positive Klemme der
Batterie 19 angeschlossen sein.
Wenn die Ausführungsform von Fig. 2 bei einem
Mehrzylindermotor eingesetzt wird kann - wie bei der
vorigen Ausführungsform - jeder Zylinder mit seiner
eigenen Zündspule 12, Zündkerze 13 und seinem eigenen
Thyristor 16 ausgerüstet werden, so daß die Zündung jedes
Zylinders individuell gesteuert werden kann.
Fig. 5 erläutert eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform können
die Ladespannungen jedes Kondensators individuell auf der
Grundlage eines Motorbetriebszustandes gesteuert werden.
Der Gesamtaufbau dieser Ausführungsform ist ähnlich wie
bei den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen, so
daß eine Erläuterung des Aufbaus und des Betriebs von
Bauteilen, die bereits im Bezug auf diese Figuren
beschrieben wurden, weggelassen wird.
Eine ECU 1 erzeugt ein Zündsignal G auf der Grundlage des
Betriebszustands des Motors, der durch Eingangssignale von
verschiedenen Sensoren 2 ermittelt wird. Weiterhin erzeugt
die ECU 1 ein Ausgangssignal R, welches einen
Betriebszustand des Motors anzeigt, beispielsweise die
Motordrehzahl, die Motorlast, oder die Temperatur des
Motorkühlmittels. Das Zündsignal G ward einem monostabilen
Multivibrator 31 zugeführt, der einen Impuls P erzeugt,
der synchron zum Zündsignal G ansteigt, jedoch eine
größere Impulsbreite aufweist, so daß er erst eine
vorbestimmte Zeit nach der abfallenden Flanke des
Zündsignals F abfällt. Dieser Impuls P wird einer
Treiberschaltung 32 zugeführt. Die Treiberschaltung 32
erzeugt ein Treibersignal D zum Steuern einer
Spannungserhöhungsschaltung 6 zur Aufladung des ersten und
zweiten Kondensators 8 bzw. 9.
Das Treibersignal D wird der Basis eines
Leistungstransistors b der Spannungserhöhungsschaltung 6
zugeführt, welche denselben Aufbau aufweist wie die
Spannungserhöhungsschaltung 6 von Fig. 1, obwohl
statt dessen auch eine Spannungserhöhungsschaltung wie in
Fig. 2 verwendet werden könnte. Liegt das Treibersignal D
auf einem hohen Pegel, so wird der Leistungstransistor 6b
eingeschaltet, und durch die Spannungserhöhungsspule 6a,
die an den Kollektor des Leistungstransistors 6b
angeschlossen ist, kann Strom fließen. Der Emitter des
Leistungstransistors 6b ist mit einem Stromsensor 30
verbunden, der ein Ausgangssignal SI erzeugt, welches
jedesmal dann auf einem hohen Pegel liegt, wenn der Strom
von dem Emitter des Leistungstransistors 6b eine
vorbestimmte Schwelle überschreitet. Das Signal SI wird
der Treiberschaltung 32 zugeführt.
Eine Klemme des ersten Kondensators 8 ist an eine positive
Klemme einer Batterie 19 über ein Schaltelement in Form
eines Thyristors 35 angeschlossen, während seine andere
Klemme über eine Diode 39 mit dem Kollektor des
Leistungstransistors 6b verbunden ist. Die Anode des
Thyristors 35 und die Kathode der Diode 39 sind an den
ersten Kondensator 8 angeschlossen. Entsprechend ist eine
Klemme des zweiten Kondensators 9 mit der positiven Klemme
der Batterie 19 über ein Schaltelement in Form eines
Thyristors 36 verbunden, und seine andere Klemme ist an
den Kollektor des Leistungstransistors 6b über eine Diode
40 angeschlossen, deren Katode mit dem zweiten Kondensator
9 verbunden ist. Zwei Dioden 37 und 38 sind parallel zum
Thyristor 35 bzw. 36 geschaltet, wobei jede Anode der
Dioden mit der Batterie 19 verbunden ist. Die Thyristoren
35 und 36 werden durch Triggersignale T35 und T36
gesteuert, die von zwei Lade-Triggerschaltungen 33 bzw. 34
erzeugt werden, die nachstehend beschrieben werden.
Eine Zündspule 12 ist mit einer Primärwicklung 12a und
einer Sekundärwicklung 5b versehen. Die Verbindung der
Diode 39 und des ersten Kondensators 8 ist an ein Ende der
Primärwicklung 12a über eine Diode 41 angeschlossen, und
die Verbindung zwischen der Diode 40 und dem zweiten
Kondensator 9 ist an dasselbe Ende der Primärwicklung 12a
über eine Reihenschaltung einer Induktionsspule 14 und
einer Diode 15 angeschlossen. Das andere Ende der
Primärwicklung 12a ist mit der Batterie 19 über einen
Thyristor 16 verbunden, der durch die
Entlade-Triggerschaltung 4 ein- und ausgeschaltet wird.
Zur Vermeidung von Schwingungen ist eine Diode 42 zwischen
die beiden Enden der Primärwicklung 12a geschaltet. Die
Sekundärwicklung 12b ist zwischen Masse und eine Zündkerze
13 geschaltet.
Die Ladespannung V8 des ersten Kondensators 8 wird durch
eine Spannungsmeßschaltung 24 ermittelt, die ein Signal S8
mit einem niedrigen Pegel erzeugt, wenn die Ladespannung
V8 unterhalb einer vorbestimmten Spannung VA liegt, und
mit einem hohen Pegel, wenn die Ladespannung V8 die
vorbestimmte Spannung VA erreicht. Auf entsprechende Weise
wird die Ladespannung V9 des zweiten Kondensators 9 durch
eine Spannungsmeßschaltung 25 ermittelt, die ein Signal S9
mit einem niedrigen Pegel erzeugt, wenn V9 unterhalb einer
vorbestimmten Spannung VB liegt, und mit einem hohen
Pegel, wenn V9 die vorbestimmte Spannung VB erreicht. Das
Signal S9 wird der Treiberschaltung 32 zugeführt.
Die Treiberschaltung 32 berechnet eine logisches NOR der
Eingangssignale PSI und S9 und erzeugt das Treibersignal D
entsprechend dem Wert der NOR-Operation. So weist nämlich
das Treibersignal D einen hohen Pegel auf, wenn die
Eingangssignale P, SI und S9 sämtlich einen niedrigen
Pegel haben, und sonst weist das Treibersignal D einen
niedrigen Pegel auf. Die Impulsbreite des Ausgangssignals
P des monostabilen Multivibrators 32 ist so gewählt, daß
sie ausreichend lang ist, so daß das Treibersignal D nicht
den Leistungstransistor 6b einschaltet, während die
Entladung der Zündkerze 13 durch den Strom
aufrechterhalten wird, der von der Entladung der
Induktionsspule 14 herrührt.
Die Treiberschaltung 32 zeugt darüber hinaus ein
Ausgangssignal F, welches dieselbe Signalform aufweist wie
das Treibersignal D. Dieses Signal F wird der
Lade-Triggerschaltung 33 zugeführt, welche das
Triggersignal T35 zum Steuern des Thyristors 35 erzeugt,
und der Lade-Triggerschaltung 34, welche das Triggersignal
T36 zum Steuern des Thyristors 36 erzeugt. Die
Lade-Triggerschaltungen 33 und 34 empfangen weiterhin ein
Betriebszustandssignal R, welches von der ECU 1 erzeugt
wird, und einen Betriebszustand oder mehrere
Betriebszustände des Motors anzeigt, beispielsweise die
Motordrehzahl, die Motor-Kühlmitteltemperatur oder die
Motorlast. Zusätzlich empfängt die Lade-Triggerschaltung
34 das Signal S8 von der Spannungsmeßschaltung 24. Die
Lade-Triggerschaltungen 33 und 34 steuern den Takt und die
Dauer der Triggersignale T35 und T36 entsprechend dem
Motorbetriebszustand, der durch das Betriebszustandssignal
R angezeigt wird, so daß jeder Kondensator 8 und 9 auf
eine Spannung aufgeladen wird, die für die momentanen
Betriebszustände geeignet ist. Das Triggersignal T35 weist
dieselbe Signalform auf wie das Signal F, wogegen das
Triggersignal T36 dann dieselbe Signalform wie das Signal
F aufweist, wenn das Signal S8 auf einem hohen Pegel
liegt, und ausgeschaltet ist, wenn das Signal S8 auf einem
niedrigen Pegel liegt. Daher wird der Thyristor 36 nicht
durch das Triggersignal T36 eingeschaltet, und der
Kondensator 9 beginnt seine Aufladung nicht, bis die
Spannung V8 des Kondensators 8 die vorbestimmte Spannung
VA erreicht und sich der Wert des Signals S8 von einem
niedrigen auf einen hohen Pegel ändert.
Der Betriebsablauf der in Fig. 5 dargestellten
Ausführungsform wird unter Bezug auf die
Signalformdiagramme in Fig. 7 erläutert. Es wird
angenommen, daß sowohl der erste als auch der zweite
Kondensator 8, 9 bereits auf die vorbestimmte Spannung VA
bzw. VB aufgeladen wurde. Wenn das Zündsignal G erzeugt
wird, erzeugt die Entladungs-Triggerschaltung 4 das
Triggersignal T16, welches den Thyristor 16 einschaltet
und veranlaßt, daß sich beide Kondensatoren 8 und 9 in die
Primärwicklung 12a der Zündspule 12 entladen, was dazu
führt, daß sich die Zündkerze 13 entlädt. Zu einer
vorbestimmten Zeit nach der abfallenden Flanke des
Zündsignals, wenn sich die Kondensatoren 8 und 9 entladen
haben, sinkt der Impuls P ab, und die Treiberschaltung 32
beginnt mit der Erzeugung des Treibersignals D, um den
Leistungstransistor 6b ein- und auszuschalten, und erzeugt
eine erhöhte Spannung in der Spannungserhöhungsspule 6b.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, steuert das Triggersignal T36
den Thyristor 36 auf solche Weise, daß der zweite
Kondensator 9 nicht mit seinem Laden beginnt, bis der
erste Kondensator 8 die vorbestimmte Spannung VA erreicht
hat, und dann wird der zweite Kondensator 9 stufenweise
aufgeladen. Durch Aufladung des ersten Kondensators 8 vor
dem zweiten Kondensator 9 kann der erste Kondensator 8
immer auf die vorbestimmte Spannung VA aufgeladen werden,
die dazu geeignet ist, eine ordnungsgemäße Entladung der
Zündkerze 13 zu erhalten, selbst wenn die Motordrehzahl
hoch ist und die Abstände zwischen dem
aufeinanderfolgenden Auftreten des Zündsignals G kurz sind.
Die Einschaltzeiten der Thyristoren 35 und 36 können
entsprechend den Betriebszuständen des Motors, die durch
das Betriebszustandssignal angezeigt werden, variiert
werden. Beispielsweise ist es bei einer hohen
Motordrehzahl kaum möglich, daß eine Fehlzündung auftritt,
und so können die Einschaltzeiten des Thyristors 35
und/oder des Thyristors 36 so gesteuert werden, daß die
Ladespannung V8 des ersten Kondensators 8 und/oder die
Ladespannung V9 des zweiten Kondensators 9 verringert
wird, verglichen mit den Ladespannung bei niedrigen
Motordrehzahl. Daher ist es möglich, jede der
Ladespannungen V8 und V9 unabhängig auf den minimal
erforderlichen Wert einzustellen, entsprechend den
momentanen Betriebszuständen, wodurch die elektrische
Energie wesentlich verringert wird, die von der
Vorrichtung verbraucht wird.
Der Leistungstransistor 6a wird durch die Treiberschaltung
33 jedesmal dann ausgeschaltet, wenn der von dem
Stromsensor 30 ermittelte Emitterstrom einen vorbestimmten
Pegel erreicht. Daher wird verhindert, daß der
Leistungstransistor 6b in Folge zu hoher Ströme beschädigt
wird, und es ist möglich, den Nennwert des
Leistungstransistors 6b zu verringern.
Abhängig von der Art und Weise, auf welche die Thyristoren
35 und 36 durch die Lade-Triggerschaltungen 33 und 34
gesteuert werden, kann sich zwischen dem ersten
Kondensator 8 und dem zweiten Kondensator 9 eine
Spannungsdifferenz ergeben. Die Dioden 40 und 41
verhindern jedoch, daß sich ein Kondensator in den anderen
entlädt.
Wie in den Ausführungsformen der Fig. 2 und 5 gezeigt ist,
können die Spannungserhöhungsschaltung 6 oder 20, die
Kondensatoren 8, 9 und der Thyristor 16 gemeinsam an Masse
oder an die positive Klemme der Batterie 19 angeschlossen
sein.
Wenn diese Ausführungsform bei einem Mehrzylindermotor
eingesetzt wird, so kann - wie im Falle der vorherigen
Ausführungsformen - jeder Zylinder mit seiner eigenen
Zündspule 12, Zündkerze 13 und seinem Thyristor 16
versehen werden, so daß die Zündung jedes Zylinders
individuell gesteuert werden kann.
Zwar werden bei der Ausführungsform von Fig. 5 der erste
und zweite Kondensator 8, 9 aufeinanderfolgend unter
Verwendung eines Spannungssignals S8 von der
Spannungsmeßschaltung 24 aufgeladen, sie können jedoch
auch nur auf der Grundlage des Betriebszustandssignals R
gesteuert werden, ohne Verwendung des Spannungssignals S8,
so daß der Thyristor 36 von der Lade-Triggerschaltung 34
nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit von dem Moment
an eingeschaltet wird, wenn der Thyristor 35 zuerst
eingeschaltet wurde.
Claims (13)
1. Verfahren zur Zündungssteuerung einer Brennkraftmaschine,
mit folgenden Schritten:
Aufladen eines ersten Kondensators (8) auf eine erste Spannung;
Aufladen eines zweiten Kondensators (9) auf eine zweite Spannung, nachdem der erste Kondensator (8) auf die erste Spannung aufgeladen ist;
Entladen des ersten Kondensators (8) in eine Primärwicklung (12a) einer Zündspule (12);
Entladen des zweiten Kondensators (9) über eine Induktionsspule (14) in die Primärwicklung (12a) der Zündspule (12).
Aufladen eines ersten Kondensators (8) auf eine erste Spannung;
Aufladen eines zweiten Kondensators (9) auf eine zweite Spannung, nachdem der erste Kondensator (8) auf die erste Spannung aufgeladen ist;
Entladen des ersten Kondensators (8) in eine Primärwicklung (12a) einer Zündspule (12);
Entladen des zweiten Kondensators (9) über eine Induktionsspule (14) in die Primärwicklung (12a) der Zündspule (12).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Betriebszustand des Motors ermittelt wird und die zweite
Spannung auf Grundlage des ermittelten Betriebszustandes
variiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Betriebszustand die Drehzahl des Motors gemessen wird und
die zweite Spannung erhöht wird, wenn die Drehzahl
instabil ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Betriebszustand die Drehzahl des Motors gemessen wird und
die zweite Spannung verringert wird, wenn die Drehzahl
zunimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Betriebszustand die Temperatur des Motors ermittelt wird
und die zweite Spannung mit abnehmender Temperatur erhöht
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Spannung entsprechend dem Betriebszustand des Motors
variiert wird.
7. Kondensator-Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1
bis 6, mit einer Zündspule (12), die eine Primärwicklung
(12a) und eine Sekundärwicklung (12b) aufweist, und mit
einer an die Sekundärwicklung (12b) der Zündspule (12)
angeschlossenen Zündkerze (13), umfassend:
einen an die Primärwicklung (12a) der Zündspule (12) angeschlossenen ersten Kondensator (8);
einen mit der Primärwicklung (12a) der Zündspule (12) in Verbindung stehenden zweiten Kondensator (9);
einen Entladeschalter (16) zur Entladung des ersten und des zweiten Kondensators (8 bzw. 9) in die Primärwicklung (12a) der Zündspule (12);
eine Induktionsspule (14), die zwischen den zweiten Kondensator (9) und die Primärwicklung (12a) der Zündspule (12) geschaltet ist, um die Entladung des zweiten Kondensators (9) zu verlängern;
eine an den ersten (8) und zweiten (9) Kondensator angeschlossene Spannungsquelle (6) zur Erzeugung einer Ladespannung für den ersten (8) und zweiten (9) Kondensator;
gekennzeichnet durch
eine Spannungssteuereinrichtung (1, 3, 5) zur Aufladung des zweiten Kondensators (9), nachdem der erste Kondensator (8) auf eine vorbestimmte Ladespannung aufgeladen ist.
einen an die Primärwicklung (12a) der Zündspule (12) angeschlossenen ersten Kondensator (8);
einen mit der Primärwicklung (12a) der Zündspule (12) in Verbindung stehenden zweiten Kondensator (9);
einen Entladeschalter (16) zur Entladung des ersten und des zweiten Kondensators (8 bzw. 9) in die Primärwicklung (12a) der Zündspule (12);
eine Induktionsspule (14), die zwischen den zweiten Kondensator (9) und die Primärwicklung (12a) der Zündspule (12) geschaltet ist, um die Entladung des zweiten Kondensators (9) zu verlängern;
eine an den ersten (8) und zweiten (9) Kondensator angeschlossene Spannungsquelle (6) zur Erzeugung einer Ladespannung für den ersten (8) und zweiten (9) Kondensator;
gekennzeichnet durch
eine Spannungssteuereinrichtung (1, 3, 5) zur Aufladung des zweiten Kondensators (9), nachdem der erste Kondensator (8) auf eine vorbestimmte Ladespannung aufgeladen ist.
8. Torrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
einen Betriebszustandssensor (2) zur Ermittlung eines Betriebszustandes des Motors, wobei
die Spannungssteuereinrichtung (1, 3, 5) auf den Betriebszustandssensor (2) reagiert, um die Ladespannung des zweiten Kondensators (9) auf der Grundlage des von dem Betriebszustandssensor (2) ermittelnden Betriebszustands zu variieren.
einen Betriebszustandssensor (2) zur Ermittlung eines Betriebszustandes des Motors, wobei
die Spannungssteuereinrichtung (1, 3, 5) auf den Betriebszustandssensor (2) reagiert, um die Ladespannung des zweiten Kondensators (9) auf der Grundlage des von dem Betriebszustandssensor (2) ermittelnden Betriebszustands zu variieren.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Betriebszustandssensor (2) die Drehzahl des Motors
mißt, und daß die Spannungssteuereinrichtung (1, 3, 5) die
Ladespannung des zweiten Kondensators (9) mit steigender
Motordrehzahl verringert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Betriebszustandssensor (2) die Drehzahl des Motors
feststellt, und daß die Spannungssteuereinrichtung (1, 3,
5) die Ladespannung des zweiten Kondensators (9) erhöht,
wenn die Motordrehzahl instabil ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch B, dadurch gekennzeichnet, daß
der Betriebszustandssensor (2) die Temperatur des Motors
feststellt, und daß die Spannungssteuereinrichtung (1, 3,
5) die Ladespannung des zweiten Kondensators (9) erhöht,
wenn die Motortemperatur abnimmt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannungssteuereinrichtung (1, 3, 5) eine Einrichtung
rum Steuern der Ladespannung des ersten Kondensators
entsprechend dem Betriebszustand des Motors aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Betriebszustandssensor (2) die Drehzahl des Motors
feststellt, und daß die Spannungssteuereinrichtung (1, 3,
5) die Ladespannung des ersten Kondensators (8) mit
zunehmender Motordrehzahl verringert.
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