DE6945246U

DE6945246U - CONVERTER FOR THE IGNITION SYSTEM OF COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DE6945246U
Application number: DE6945246U
Authority: DE
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1968-11-21
Filing date: 1969-11-21
Publication date: 1970-04-02
Also published as: GB1224849A; DE1958626A1; US3554177A; DE1958626B2; DE1958626C3; FR2023807A1

Description

Die Neuerung betrifft einen Wandler für das Zündsystem von Verbrennungsmotoren, die mit einem Zündkondensator, einem synchron mit dem Verbrennungsmotor umlaufenden Impulsgenerator und einer Triggerschaltung versehen sind, und bei denen die Triggerschaltung auf Impulse beim Erreichen eines bestimmten Pegels anspricht und den Zündkondensator zur Zündung des Verbrennungsmotors entlädt, wobei die Impulse den bestimmten Pegel mit einer von der Motordrehzahl abhängigen Zeitverstellung erreichen.The innovation relates to a converter for the ignition system of internal combustion engines, which is provided with an ignition capacitor, a pulse generator rotating synchronously with the internal combustion engine and a trigger circuit, and in which the trigger circuit responds to pulses when a certain level is reached and discharges the ignition capacitor to ignite the internal combustion engine , whereby the pulses reach the specific level with a time adjustment that is dependent on the engine speed.

Bekannte Zündsysteme zur Verstellung des Zündzeitpunktes verwenden hierfür elektronische Einrichtungen, um mit zunehmender Motordrehzahl eine Vorverstellung des Zündzeitpunktes zu bewirken. Bei derartigen elektronischen Systemen bestehen jedoch immer noch Schwierigkeiten, um die hohen Anforderungen zu erfüllen, die sich für eine einwandfreie Verstellung des Zündzeitpunktes ergeben, insbesondere wenn die Verstellung in Abhängigkeit von einer plötzlichen Laständerung erfolgen soll. Bei einem Zündsystem, das herkömmliche Unterbrecherkontakte verwendet, wird die Verstellung des Zündzeitpunktes mechanisch mit Hilfe eines unterdruckgesteuerten Servomechanismus ausgeführt.Known ignition systems for adjusting the ignition point use electronic devices for this purpose in order to bring about an advance of the ignition point as the engine speed increases. In electronic systems of this type, however, there are still difficulties in meeting the high requirements that are required for proper adjustment of the ignition point result, especially if the adjustment is to take place as a function of a sudden change in load. In an ignition system that uses conventional break contacts, the adjustment of the ignition timing is carried out mechanically with the aid of a vacuum-controlled servo mechanism.

Zur Schaffung eines Zündsystems, das insbesondere leicht an alle gebräuchlichen Verbrennungsmotore anpassbar ist, liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, derartige bekannte elektronische Zündsysteme weiter zu verbessern und diese mit Einrichtungen zu versehen, die eine Verstellung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit sowohl von der Motordrehzahl als auch von dem Unterdruck sowie der Belastung des Verbrennungsmotors zulassen.To create an ignition system that can be easily adapted to all common internal combustion engines, the object of the innovation is to further improve such known electronic ignition systems and to provide them with devices that allow the ignition timing to be adjusted as a function of both the engine speed and the allow the negative pressure and the load on the internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Wandler aus einem vom Unterdruck des Verbrennungsmotors gesteuerten Servomechanismus besteht, dass an dem Servomechanismus ein Stift befestigt ist, der an seinem Ende einen ferromagnetischen Kern trägt, und dass der Kern in zwei nebeneinander angeordneten Wicklungen eines Transformators in Abhängigkeit vom im Servomechanismus wirksamen Unterdruck derart verschiebbar ist, dass die vom Transformator abgegebene Spannung zur Steuerung der Verstellung des Entladezeitpunktes des Zündkondensators verwendbar ist.This object is achieved according to the invention in that the converter consists of a servomechanism controlled by the underpressure of the internal combustion engine, that a pin is attached to the servomechanism, which has a ferromagnetic core at its end, and that the core is in two adjacent windings of a transformer Depending on the negative pressure effective in the servomechanism, it can be displaced in such a way that the voltage output by the transformer can be used to control the adjustment of the discharge time of the ignition capacitor.

Weitere Merkmale der Neuerung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.Further features of the innovation are the subject of further claims.

Die Neuerung lässt sich in besonders vorteilhafter Weise bei einem Zündsystem verwenden, das einen synchron mit dem Verbrennungsmotor umlaufenden Impulsgenerator aufweist, der elektrische Impulse erzeugt. Wenn die Impulse einen bestimmten Pegel erreichen, spricht eine Halbleiter-Triggervorrichtung an, die die Entladung des Zündkondensators auslöst, wodurch der Zündfunke für den Verbrennungsmotor entsteht. Die Impulse erreichen den bestimmten Pegel in einer zeitlichen Abhängigkeit von der Motordrehzahl, wodurch eine entsprechende Verstellung des Zündzeitpunktes bewirkt wird. Der Zündkondensator wird anschließend mit Hilfe eines Sperrschwingers neu aufgeladen. Ein als Transformator aufgebauter Wandler mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung ist mit dem Sperrschwinger verbunden und besitzt einen verschiebbaren Kern, der eine Veränderung der magnetischen Kopplung zwischen den Wicklungen zulässt. Zwischen den Transformator und die Steuerelektrode der Triggervorrichtung ist ein Transistorverstärker geschaltet, dessen Ausgang die Impulse vom Impulsgenerator moduliert. Der Kern des Transformators ist mit einem unterdruckgesteuerten Servomechanismus verbunden und wird in seiner Lage innerhalb des Transformators in Abhängigkeit von der Motorbelastung verstellt, so dass sich dementsprechend die magnetische Kopplung zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung sowie das Ausgangssignal des Transformators verändern. Dieses Ausgangssignal wird an die Basis des Transistorverstärkers angelegt. Somit wird entsprechend der Laständerung bzw. der Änderung des Unterdrucks der Verbrennungsmaschine der Kern innerhalb des Transformators verstellt und damit das Ausgangssignal des Transistorverstärkers entsprechend verändert. Dieses Ausgangssignal des Transistorverstärkers bewirkt eine Modulation des Pegels des an der Steuerelektrode der Triggervorrichtung anliegenden Potentials, wodurch sich entsprechend die Zeit verändert, in welcher die vom Impulsgenerator gelieferten Impulse den für die Entladung des Zündkondensators vorgegebenen Pegel erreichen. Diese verschiedenen Funktionen des Zündsystems führen zu einer Verstellung des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit sowohl von der Motordrehzahl als auch der Motorbelastung.The innovation can be used in a particularly advantageous manner in an ignition system which has a pulse generator which rotates synchronously with the internal combustion engine and which generates electrical pulses. When the impulses reach a certain level, a semiconductor trigger device responds, which triggers the discharge of the ignition capacitor, which creates the ignition spark for the internal combustion engine. The impulses reach the specific level in a time dependence on the engine speed, which causes a corresponding adjustment of the ignition point. The ignition capacitor is then recharged with the help of a blocking oscillator. A converter constructed as a transformer with a primary winding and a secondary winding is connected to the blocking oscillator and has a movable core that allows the magnetic coupling between the windings to be changed. A transistor amplifier is connected between the transformer and the control electrode of the trigger device, the output of which modulates the pulses from the pulse generator. The core of the transformer is connected to a vacuum-controlled servomechanism and its position within the transformer is adjusted depending on the motor load, so that the magnetic coupling between the primary and secondary winding and the output signal of the transformer change accordingly. This output signal is applied to the base of the transistor amplifier. The core within the transformer is thus adjusted in accordance with the change in load or the change in the negative pressure of the internal combustion engine, and the output signal of the transistor amplifier is accordingly changed. This output signal of the transistor amplifier modulates the level of the potential applied to the control electrode of the trigger device, which changes the time in which the pulses supplied by the pulse generator reach the level specified for the discharge of the ignition capacitor. These various functions of the ignition system lead to an adjustment of the ignition point depending on both the engine speed and the engine load.

Die Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:The innovation is shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 ein Schaltbild eines verbesserten Zündsystems unter Verwendung der Neuerung;1 is a circuit diagram of an improved ignition system utilizing the innovation;

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Ändern der Zündzeit gemäß der Neuerung;2 shows a device for changing the ignition time according to the innovation;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2;Figure 3 is a section along line 3-3 of Figure 2;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Zündzeitverstellung in Abhängigkeit von der Drehzahl;4 shows a graphic representation of the ignition timing adjustment as a function of the speed;

Fig. 5 bis 7 schematische Darstellungen von weiteren Vorrichtungen zum Ändern der Zündzeit.FIGS. 5 to 7 are schematic representations of further devices for changing the ignition time.

Das in Fig. 1 dargestellte Zündsystem ist für einen Achtzylinder-Motor mit vier Hubperioden vorgesehen. Die Neuerung ist jedoch nicht nur für einen Achtzylinder-Motor verwendbar. Bei einem derartigen Achtzylinder-Motor durchlaufen jeweils vier Zylinder einen Leistungshub pro einer Umdrehung des Schwungrades. Jedem der Zylinder des Verbrennungsmotors 10 ist je eine der Zündkerzen 11 bis 18 und je eine eigene Zündspule 20 bis 27 zugeordnet. Die Sekundärwicklungen der Zündspulen 20 bis 27 liegen parallel zu der Funkenstrecke der zugeordneten Zündkerzen 11 bis 18.The ignition system shown in Fig. 1 is intended for an eight-cylinder engine with four stroke periods. However, the innovation can not only be used for an eight-cylinder engine. In such an eight-cylinder engine, four cylinders pass through one power stroke per one revolution of the flywheel. One of the spark plugs 11 to 18 and a separate ignition coil 20 to 27 are assigned to each of the cylinders of the internal combustion engine 10. The secondary windings of the ignition coils 20 to 27 are parallel to the spark gap of the associated spark plugs 11 to 18.

Die Betriebsweise des Zündsystems wird nur anhand der Zündspule 20 und der Zündkerze 11 beschrieben. Die übrigen Zündspulen und Zündkerzen arbeiten in derselben Weise.The mode of operation of the ignition system will only be described with reference to the ignition coil 20 and the spark plug 11. The rest of the ignition coils and spark plugs work in the same way.

Ein Halbleiter-Triggerelement, z.B. in Form eines Tyristors 30 verbindet in Serienschaltung die parallel geschalteten Zündspulen 20 und 22 mit einem Zündkondensator 32. Da von den beiden den Zündspulen 20 und 22 zugeordneten Zylindern nur der eine zündbereit ist und der andere gerade den Auspufftakt durchläuft, kann nur der eine Zylinder von dem über die Zündspulen 20 und 22 wirksamen Impuls gezündet werden.A semiconductor trigger element, for example in the form of a thyristor 30, connects in series the ignition coils 20 and 22 connected in parallel with an ignition capacitor 32. Since only one of the two cylinders assigned to the ignition coils 20 and 22 is ready to ignite and the other is currently running through the exhaust cycle, only one cylinder can be ignited by the pulse effective via ignition coils 20 and 22.

Ein mit einem Schwungrad 38 versehener Impulsgenerator, der synchron mit dem Verbrennungsmotor 10 umläuft, liefert die Triggerimpulse für das Zünden des Tyristors 30. Im Impulsgenerator sind vier Reluktanz-Abtasteinheiten oder Fühler 40 bis 43 vorgesehen, die in einem einstellbaren Abstand zum Schwungrad angeordnet sind. Jeder Fühler besitzt eine Wicklung 45 auf einem Polstück 46, das so angeordnet ist, dass es neben der Bewegungsbahn eines einstückig am Schwungrad vorgesehenen Formelementes 48 liegt. Die Wicklung 45 ist an einen einen Tyristor 50 umfassenden Pegeldetektor angeschlossen.A pulse generator provided with a flywheel 38, which rotates synchronously with the internal combustion engine 10, supplies the trigger pulses for igniting the thyristor 30. Four reluctance sensing units or sensors 40 to 43 are provided in the pulse generator, which are arranged at an adjustable distance from the flywheel. Each sensor has a winding 45 on a pole piece 46 which is arranged so that it lies next to the path of movement of a molded element 48 provided in one piece on the flywheel. The winding 45 is connected to a level detector comprising a thyristor 50.

Mit dem sich drehenden Schwungrad 38 passiert das Formelement 48 das Polstück 46 des Fühlers 40 und verursacht eine magnetische Flussänderung in der Wicklung 45. Das Schwungrad 38 dreht sich in Richtung des in der Zeichnung angegebenen Pfeiles, so dass das spitz auslaufende Ende des Formelementes 48 das Polstück zuerst passiert. Das Formelement 48 ist derart angeordnet, dass der Luftspalt zwischen dem Formelement und dem Polstück verschwindet, wenn es sich durch die Drehung des Schwungrades an diesem vorbeibewegt. Die dadurch bedingte Änderung des magnetischen Widerstandes des Fühlers 40 induziert ein Potential an der Wicklung 45, das auf einen bestimmten Pegel ansteigt. Die Zeit, bis dieser bestimmte Pegel erreicht ist, ändert sich mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors. Da der Tyristor 50 nicht leitend wird, bevor das Potential an seiner Tor-Elektrode einen bestimmten Pegel (ungefähr 0,6 Volt) erreicht, wird auch der Tyristor 30 nicht getriggert. Der Kondensator wird somit entsprechend früher oder später entladen, so dass die Zündzeit sich in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verändert. Eine ausführliche Beschreibung der Wirkungsweise einer entsprechenden Schaltung, die die Zündzeit in Abhängigkeit von der Drehzahl verschiebt, ist in dem US Patent 3 356 896 enthalten. Zum Aufladen des Zündkondensators 32 nach der jeweiligen Entladung findet ein Sperrschwinger Verwendung. Dieser Sperrschwinger enthält einen NPN Leistungstransistor 55, dessen Kollektor 57 über eine Diode 58 mit dem Zündschalter 35 verbunden ist. Ein Kondensator 60 liegt ebenfalls am Kollektor 57 und dient zur Unterdrückung der Welligkeit der dem Leistungstransistor 55 zugeführten Versorgungsspannung. Der Emitter 62 des Transistors 55 ist in Serie an die Primärwicklung 65 eines Transformators 66 angeschlossen. Die positive Rückkopplung des Sperrschwingers umfasst die Wicklung 68 des Transformators 66, welche über eine Parallelschaltung einer Diode 70 und eines Widerstandes 71 an die Basis 59 des Transistors 55 angekoppelt ist. Zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors 55 liegt eine Zener-Diode 74, die die Spannung zwischen diesen beiden Elektroden zum Schutz des Transistors begrenzt.With the rotating flywheel 38, the shaped element 48 passes the pole piece 46 of the sensor 40 and causes a change in magnetic flux in the winding 45. The flywheel 38 rotates in the direction of the arrow indicated in the drawing, so that the pointed end of the shaped element 48 is the Pole piece happened first. The shaped element 48 is arranged such that the air gap between the shaped element and the pole piece disappears when it moves past the flywheel as a result of the rotation of the flywheel. The resulting change in the magnetic resistance of the sensor 40 induces a potential on the winding 45 which rises to a certain level. The time until this particular level is reached changes with the speed of the internal combustion engine. Since the thyristor 50 does not become conductive before the potential at its gate electrode reaches a certain level (approximately 0.6 volts), the thyristor 30 is also not triggered. The capacitor is thus discharged earlier or later, so that the ignition time changes as a function of the engine speed. A detailed description of the operation of a corresponding circuit which shifts the ignition time as a function of the speed is contained in US Pat. No. 3,356,896. A blocking oscillator is used to charge the ignition capacitor 32 after each discharge. This blocking oscillator contains an NPN power transistor 55, the collector 57 of which is connected to the ignition switch 35 via a diode 58. A capacitor 60 is also located on the collector 57 and serves to suppress the ripple of the supply voltage fed to the power transistor 55. The emitter 62 of the transistor 55 is connected in series to the primary winding 65 of a transformer 66. The positive feedback of the blocking oscillator comprises the winding 68 of the transformer 66, which is coupled to the base 59 of the transistor 55 via a parallel connection of a diode 70 and a resistor 71. Between the collector and the base of the transistor 55 there is a Zener diode 74 which limits the voltage between these two electrodes to protect the transistor.

Eine einen Transistor 85 umfassende Auslöseschaltung 76 veranlasst das Anschwingen des Sperrschwingers, um den Zündkondensator 32 nach jeder Entladung aufzuladen. Dies erfolgt durch das Triggern des Tyristors 30, nachdem der Tyristor 50 vom Impulsgenerator getriggert ist. Der leitende Tyristor 50 entlädt einen Kondensator 78 über die Primärwicklung
<NichtLesbar>
der das erforderliche Potential in der Sekundärwicklung 84 zum Triggern des Tyristors 30 liefert. Der Emitter 86 des Transistors 85 der Auslöseschaltung 76 ist mit dem Zündschalter 35 über einen Widerstand 88 verbunden. Der Kollektor 90 des Transistors 85 steht über eine Sperrdiode 92 und einen Widerstand 94 mit der Basis des Transistors 55 in Verbindung. Die Basis 96 des Transistors 85 ist über einen Widerstand 98 und eine Sperrdiode 100 an einen Verbindungspunkt 102 angeschlossen, mit welchem auch der Zündkondensator 32 und der Tyristor 50 verbunden sind. Beim Anlassen des Verbrennungsmotors wird ein Impuls in der Wicklung 45 erzeugt, der eine Entladung des Kondensators 78 über den Transformator 82 verursacht und damit den Tyristor 30 zündet. Der leitende Tyristor 30 verbindet die Basis 96 des Transistors
<NichtLesbar>
über die Primärwicklung 20 der Zündspule mit Masse. Dadurch wird derA trigger circuit 76 comprising a transistor 85 causes the blocking oscillator to oscillate in order to charge the ignition capacitor 32 after each discharge. This is done by triggering the thyristor 30 after the thyristor 50 has been triggered by the pulse generator. The conductive thyristor 50 discharges a capacitor 78 through the primary winding
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which supplies the necessary potential in the secondary winding 84 to trigger the thyristor 30. The emitter 86 of the transistor 85 of the trigger circuit 76 is connected to the ignition switch 35 via a resistor 88. The collector 90 of the transistor 85 is connected to the base of the transistor 55 via a blocking diode 92 and a resistor 94. The base 96 of the transistor 85 is connected via a resistor 98 and a blocking diode 100 to a connection point 102, to which the ignition capacitor 32 and the thyristor 50 are also connected. When the internal combustion engine is started, a pulse is generated in the winding 45, which causes the capacitor 78 to discharge via the transformer 82 and thus ignites the thyristor 30. The conductive thyristor 30 connects the base 96 of the transistor
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via the primary winding 20 of the ignition coil to ground. This will make the

Transistor 85 leitend und erzeugt einen Impuls an der Basis 59 des Transistors 55, der dadurch in den leitenden Zustand gesteuert wird. Der dadurch ansteigende Strom in der Primärwicklung 65 des Transformators 66 induziert einen Strom in der Sekundärwicklung 68. Über das positive Rückkopplungsnetzwerk des Sperrschwingers wird dieser Strom auf die Basis 59 des Transistors 55 zurückgekoppelt und dieser in den Sättigungszustand gesteuert. So bald dieser Sättigungszustand erreicht ist, wird in der Wicklung 68 auf Grund des sich nicht mehr ändernden Stromes in der Wicklung 65 kein weiterer Strom induziert. Damit fällt das Potential an der Basis 59 des Transistors 55 ab, wodurch dieser nicht leitend wird. Durch diese Unterbrechung des Stromes bricht das Feld des Transformators 66 zusammen und erzeugt einen Strom in der Wicklung 104, der über einen Widerstand 106 den Zündkondensator 32 auflädt. Anschließend wird durch das Triggern des Tyristors 30a, der dem nächsten von dem Formelement 48 passierten Fühler 41 zugeordnet ist, der Zündkondensator 32 über die Primärwicklung 21 entladen, wodurch ein Zündfunke an der Zündkerze 12 ausgelöst wird. Eine Diode 110 verhindert ein Schwingen in dem aus dem Zündkondensator 32 und der Wicklung 104 gebildeten Kreis.Transistor 85 conducts and generates a pulse at base 59 of transistor 55, which is thereby controlled into the conductive state. The resulting increasing current in the primary winding 65 of the transformer 66 induces a current in the secondary winding 68. This current is fed back to the base 59 of the transistor 55 via the positive feedback network of the blocking oscillator and this is controlled to the saturation state. As soon as this saturation state is reached, no further current is induced in the winding 68 due to the no longer changing current in the winding 65. The potential at the base 59 of the transistor 55 thus drops, making it non-conductive. As a result of this interruption of the current, the field of the transformer 66 collapses and generates a current in the winding 104, which charges the ignition capacitor 32 via a resistor 106. Subsequently, by triggering the thyristor 30a, which is assigned to the next sensor 41 passed by the shaped element 48, the ignition capacitor 32 is discharged via the primary winding 21, whereby an ignition spark is triggered on the spark plug 12. A diode 110 prevents oscillation in the circuit formed by the ignition capacitor 32 and the winding 104.

So bald das Magnetfeld zusammenbricht, entsteht an der Primärwicklung 21 ein Potential, welches den Zündkondensator 32 in entgegengesetzter Richtung auflädt. Die nachfolgende Entladung des Zündkondensators 32 induziert einen Strom in der Wicklung 68 des Transformators 66 und erregt den Sperrschwinger. Die Auslöseschaltung 76 stellt eine weitere Einrichtung dar, um den Zündkondensator 32 während dem Laufen des Motors aufzuladen, indem sie den Sperrschwinger bei hohen Geschwindigkeiten vor der Entladung des Kondensators 32 zum Schwingen anregt und damit eine ausreichende Aufladung des Zündkondensators 32 vor dem nächsten Zündtakt sicherstellt.As soon as the magnetic field collapses, a potential arises at the primary winding 21 which charges the ignition capacitor 32 in the opposite direction. The subsequent discharge of the ignition capacitor 32 induces a current in the winding 68 of the transformer 66 and excites the blocking oscillator. The trigger circuit 76 represents a further device for charging the ignition capacitor 32 while the engine is running by causing the blocking oscillator to oscillate at high speeds before the capacitor 32 is discharged, thus ensuring that the ignition capacitor 32 is sufficiently charged before the next ignition cycle.

In Fig. 4 kennzeichnet die mit A bezeichnete Kurve die Vorverstellung bei einem Zündsystem gemäß Fig. 1, bei dem die Vorverstellung durch den Motor selbst bewirkt wird, indem das Formelement 48 am Schwungrad 38 an dem Fühler 43 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl vorbeibewegt wird. Aus der Kurve ergibt sich, dass die eine Frühzündung verursachende Vorverstellung proportional mit der Motordrehzahl bis zu einem Maximum von ungefähr 32° ansteigt. Die Kurve B in der Darstellung gemäß Fig. 4 kennzeichnet den Verlauf der Vorverstellung in Abhängigkeit von der Drehzahl eines tatsächlich ausgeführten Verbrennungsmotors. Aus diesem Verlauf kann man entnehmen, dass die erforderliche Vorverstellung größer ist, als sie mit Hilfe des Schwungrades des Motors erzielt werden kann. Überdies ist bei dem Zündsystem gemäß Fig. 1 keine Möglichkeit geboten, die Frühzündung zu verändern, wenn eine plötzliche Änderung der Motorbelastung auftritt. Dieses Problem liegt einer Aufgabe zugrunde, nach der ein Unterdruck im Innern des Verbrennungsmotors in elektrische Signale umgewandelt werden soll, die in der Zündschaltung verwendet werden können, um den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der Motorbelastung einzustellen. Damit ist es möglich, ein elektronisches Zündsystem aufzubauen, in welchem die Anpassung der Vorverstellung der Zündung an die unterschiedlichsten Erfordernisse verschiedenartigster Verbrennungsmotore möglich ist.In Fig. 4, the curve labeled A denotes the advance in an ignition system according to FIG. 1, in which the advance is effected by the engine itself by the shaped element 48 on the flywheel 38 on the sensor 43 at different speeds depending on the speed is moved past. The curve shows that the advance which causes pre-ignition increases proportionally with the engine speed up to a maximum of approximately 32 °. The curve B in the illustration according to FIG. 4 characterizes the progression of the advance as a function of the speed of an actually implemented internal combustion engine. From this curve it can be seen that the required advance adjustment is greater than that which can be achieved with the aid of the motor's flywheel. Moreover, in the ignition system according to FIG. 1, there is no possibility of changing the pre-ignition when a sudden change in the engine load occurs. This problem is based on an object according to which a negative pressure in the interior of the internal combustion engine is to be converted into electrical signals which can be used in the ignition circuit in order to adjust the ignition point as a function of the engine load. This makes it possible to build an electronic ignition system in which the advance adjustment of the ignition can be adapted to the most varied requirements of the most varied of internal combustion engines.

In Fig. 1 ist ein Wandler 115 dargestellt, der einen Unterdruck in der Verbrennungsmaschine in eine mechanische Bewegung umformen kann. Dieser Wandler ist an den Kern 117 eines Transformators 120 angeschlossen, der eine Primärwicklung 121 aufweist, die über einen Widerstand 123 mit dem Emitter 62 des Leistungstransistors 55 des Sperrschwingers gekoppelt ist. Die Sekundärwicklung 125 des Transformators liegt räumlich getrennt von der Primärwicklung 121 und ist über eine Sperrdiode 127 sowie ein RC Netzwerk 129 an die Basis 131 eines Transistorverstärkers 132 angeschlossen. Der Kollektor 133 des Transistors1 shows a converter 115 which can convert a negative pressure in the internal combustion engine into a mechanical movement. This converter is connected to the core 117 of a transformer 120 which has a primary winding 121 which is coupled via a resistor 123 to the emitter 62 of the power transistor 55 of the blocking oscillator. The secondary winding 125 of the transformer is spatially separated from the primary winding 121 and is connected to the base 131 of a transistor amplifier 132 via a blocking diode 127 and an RC network 129. The collector 133 of the transistor

132 ist über einen veränderlichen Widerstand 135 und einen Spannungsteiler aus den Widerständen 136 und 138 an die Energieversorgung über den Zündschalter 35 angeschlossen. Mit Hilfe einer Zener-Diode 140 wird die dem Kollektor 133 zugeführte Versorgungsenergie eingestellt. Der Emitter 142 des Transistors 132 ist über Widerstände 145, 145a, 145b und 145c sowie über Sperrdioden 146, 146a, 146b und 146c an entsprechende Verbindungspunkte 148, 148a, 148b und 148c angeschlossen. Der Verbindungspunkt 148c liegt z.B. zwischen der Wicklung 45 des Fühlers 40 und der Steuerelektrode des Tyristors 50. Daraus kann man entnehmen, dass der stromführende Transistor 132 an den Verbindungspunkten 148, 148a, 148b und 148c ein bestimmtes Potential aufrechterhält und die in der Wicklung 45 durch das sich am Fühler 40 vorbeibewegende Formelement 48 erzeugten Impulse moduliert. Diese Modulation der Impulse bewirkt das Ansteigen des Potentials an der Steuerelektrode des Tyristors 50 auf einen vorgegebenen Pegel, wodurch der Tyristor früher leitend wird als dies normalerweise der Fall wäre, wenn dies nur von dem Betrag des Vorspannungspotentials am Verbindungspunkt 148c abhinge.132 is connected to the power supply via the ignition switch 35 via a variable resistor 135 and a voltage divider composed of the resistors 136 and 138. The supply energy supplied to the collector 133 is adjusted with the aid of a Zener diode 140. The emitter 142 of the transistor 132 is connected to corresponding connection points 148, 148a, 148b and 148c via resistors 145, 145a, 145b and 145c and via blocking diodes 146, 146a, 146b and 146c. The connection point 148c is, for example, between the winding 45 of the sensor 40 and the control electrode of the thyristor 50. From this it can be seen that the current-carrying transistor 132 maintains a certain potential at the connection points 148, 148a, 148b and 148c and that in the winding 45 through the shaped element 48 moving past the sensor 40 modulates the generated pulses. This modulation of the pulses causes the potential at the control electrode of the thyristor 50 to rise to a predetermined level, whereby the thyristor conducts earlier than would normally be the case if this were only dependent on the magnitude of the bias potential at junction 148c.

Die unterdruckgesteuerte Schaltung zur Einstellung der Zündzeit arbeitet wie folgt:The vacuum-controlled circuit for setting the ignition time works as follows:

Wenn der Sperrschwinger erregt wird und den Zündkondensator 32 auflädt, wird vom Leistungstransistor 55 eine Spannung zum Transformator 120 übertragen. Der Kern 117 des Transformators 120 wird durch den Wandler 115 eingestellt, der auf den Unterdruck im Verbrennungsmotor in diesem Augenblick anspricht, so dass der Kern in der eingestellten Position durch den Wandler den Grad einer magnetischen Kopplung zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung bewirkt. Dadurch verursacht das an der Basis 131 des Transistors 132 wirksame Potential, dass dieser Transistor in einem solchen Umfang leitend wird, dass sich die gewünschte Modulation oder das gewünschte Vorspannungspotential am Verbindungspunkt 148c einstellt. Dieses Vorspannungspotential besitzt daher eine Amplitude, die von der Belastung des Verbrennungsmotors abhängt und moduliert die Impulse vom Fühler 40 derart, dass der Pegel des Potentials an der Steuerelektrode des Tyristors 30, das den Tyristor in den leitenden Zustand schaltet, früher erreicht wird, als wenn nur die Impulse vom Fühler 40 allein Verwendung finden würden. Dadurch wird eine Vorverstellung des Zündzeitpunkts sowohl von der Drehzahl des Motors, die durch den Impulspegel vom Fühler bestimmt wird, als auch vom Unterdruck des Motors verursacht. Ein Thermistor 150 dient der Temperaturstabilisierung des Transistors 132. Das RC Netzwerk 129 bestimmt die Zeit, die für einen Impuls vom Transformator 120 benötigt wird, um den Transistor 132 in den leitenden Zustand zu schalten.When the blocking oscillator is excited and charges the ignition capacitor 32, a voltage is transmitted from the power transistor 55 to the transformer 120. The core 117 of the transformer 120 is adjusted by the transducer 115, which responds to the negative pressure in the internal combustion engine at that moment, so that the core in the set position through the transducer causes the degree of magnetic coupling between the primary and secondary windings. As a result, the potential effective at the base 131 of the transistor 132 causes this transistor to become conductive to such an extent that the desired modulation or the desired bias potential is obtained at connection point 148c. This bias potential therefore has an amplitude that depends on the load on the internal combustion engine and modulates the pulses from the sensor 40 in such a way that the level of the potential at the control electrode of the thyristor 30, which switches the thyristor into the conductive state, is reached earlier than when only the pulses from the sensor 40 would be used alone. This causes the ignition timing to be advanced both by the engine speed, which is determined by the pulse level from the sensor, and by the negative pressure in the engine. A thermistor 150 serves to stabilize the temperature of the transistor 132. The RC network 129 determines the time which is required for a pulse from the transformer 120 in order to switch the transistor 132 into the conductive state.

Obwohl in der bevorzugten Ausführungsform ein Transformator 120 dargestellt ist, der vom Sperrschwinger angesteuert wird, könnte auch ein separater Oszillator zur Erregung des Transformators Verwendung finden.Although a transformer 120 is shown in the preferred embodiment, which is controlled by the blocking oscillator, a separate oscillator could also be used to excite the transformer.

In den Fig. 2 und 3 sind konstruktive Einzelteile des Wandlers 115 und des Transformators 120 dargestellt. Der Wandler 115 umfasst einen herkömmlichen Unterdruck-Servomechanismus 152, wie er in Kraftfahrzeugen üblich ist, um eine dem Unterdruck im Verbrennungsmotor entsprechende mechanische Bewegung zur Einstellung der Zündkontakte für eine Frühzündung zu liefern. Ein Stift 154 ist einerseits mit der Membran des Servomechanismus 152 und andererseits mit einem Ferritkern 117 verbunden, der innerhalb des Transformators 120 verschoben wird. Gemäß Fig. 3 umfasst der Transformator 120 eine Primärwicklung 121 und eine Sekundärwicklung 122. Der Koppelgrad zwischen diesen beiden Wicklungen wird durch die Position des Ferritkernes 117 innerhalb des Transformators bestimmt. Wenn sich der Unterdruck des Verbrennungsmotors verändert, verursacht die Membran über dem Stift 154 eine Verschiebung des FerritkernesIn Figs. 2 and 3 structural parts of the converter 115 and the transformer 120 are shown. The converter 115 comprises a conventional vacuum servomechanism 152, as is customary in motor vehicles, in order to deliver a mechanical movement corresponding to the vacuum in the internal combustion engine for setting the ignition contacts for pre-ignition. A pin 154 is connected on the one hand to the diaphragm of the servomechanism 152 and on the other hand to a ferrite core 117 which is displaced within the transformer 120. According to FIG. 3, the transformer 120 comprises a primary winding 121 and a secondary winding 122. The degree of coupling between these two windings is determined by the position of the ferrite core 117 within the transformer. When the underpressure of the internal combustion engine changes, the diaphragm above the pin 154 causes the ferrite core to move

117 innerhalb des Transformators 120, wodurch sich der magnetische Widerstand oder die magnetische Kopplung im Transformator und damit das Ausgangspotential ändert. Zum Montieren des Unterdruckwandlers sind verschiedene Halterungen 156, 158, 160 und 162 vorgesehen, mit denen einerseits der Wandler an den Motor und andererseits der Ferritkern 117 am Stift 154 befestigt werden.117 within the transformer 120, whereby the magnetic resistance or the magnetic coupling in the transformer and thus the output potential changes. To mount the vacuum transducer, various brackets 156, 158, 160 and 162 are provided, with which on the one hand the transducer is attached to the motor and on the other hand the ferrite core 117 is attached to the pin 154.

Obwohl die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform des Unterdruckwandlers und Transformators als bevorzugte Vorrichtung zur Erzeugung eines von dem Unterdruck im Verbrennungsmotor abhängigen Potentials anzusehen ist, ist dieser Aufbau nicht als die einzige für die Realisierung des Erfindungsgedankens verwendbare Ausführungsform anzusehen. Weitere Möglichkeiten zur Erzielung eines Potentials in Abhängigkeit von der Änderung des Unterdrucks im Verbrennungsmotor sind in den Fig. 5 bis 7 schematisch angedeutet. Gemäß Fig. 5 umfasst der Wandler einen Unterdruck-Servomechanismus 165 entsprechend dem gemäß Fig. 2, wogegen die von dem Servomechanismus 165 für die Spannungserzeugung gesteuerte Vorrichtung ein Potentiometer 167 mit einem verstellbaren Abgriff 170 umfasst, der mit dem Stift des Unterdruck-Servomechanismus 165 verbunden ist und in derselben Weise in Abhängigkeit von dem Unterdruck des Verbrennungsmotors bewegt wird, um ein Potential zu erzeugen, das an den Pegeldetektor angelegt wird.Although the embodiment of the vacuum converter and transformer shown in FIGS. 2 and 3 is to be regarded as the preferred device for generating a potential dependent on the vacuum in the internal combustion engine, this structure is not to be regarded as the only embodiment that can be used for realizing the concept of the invention. Further possibilities for achieving a potential as a function of the change in the negative pressure in the internal combustion engine are indicated schematically in FIGS. 5 to 7. According to FIG. 5, the converter comprises a vacuum servomechanism 165 corresponding to that according to FIG. 2, whereas the device controlled by the servomechanism 165 for voltage generation comprises a potentiometer 167 with an adjustable tap 170 which is connected to the pin of the vacuum servomechanism 165 and is moved in the same way as a function of the negative pressure of the internal combustion engine in order to generate a potential which is applied to the level detector.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 zeigt schematisch eine Oszillatorschaltung 172, deren Ausgangsfrequenz von einem piezoelektrischen Element gesteuert wird, das in einem Druckwandler 176 angeordnet ist. Eine geeignete Oszillatorschaltung dieser Art, bei der die Frequenz von einem piezoelektrischen Element gesteuert wird, ist in dem US Patent 2 137 852 beschrieben. Ein Druckwandler, der dazu benutzt werden könnte, das piezoelektrische Element zu verformen, ist in dem US Patent 3 195 353 beschrieben. Das Ausgangssignal des OszillatorsThe embodiment according to FIG. 6 schematically shows an oscillator circuit 172, the output frequency of which is controlled by a piezoelectric element which is arranged in a pressure transducer 176. A suitable oscillator circuit of this type, in which the frequency is controlled by a piezoelectric element, is described in US Pat. No. 2,137,852. A pressure transducer that could be used to deform the piezoelectric element is described in U.S. Patent 3,195,353. The output of the oscillator

172 wird an eine Integrierschaltung 178 angelegt, deren Ausgangspotential von der Oszillatorfrequenz abhängt, so dass eine stetige Gleichstromvorspannung von der Integrierschaltung zum Pegeldetektor übertragen wird, die Information für die Vorverstellung des Zündzeitpunktes enthält.172 is applied to an integrating circuit 178, the output potential of which depends on the oscillator frequency, so that a constant DC bias voltage is transmitted from the integrating circuit to the level detector, which contains information for the advance of the ignition point.

Ein weiterer Schaltkreis zur Erzeugung eines Potentials, das den Unterdruck im Verbrennungsmotor repräsentiert, ist in Fig. 7 dargestellt. In dieser Schaltung wird ein deformationsempfindlicher Transistor oder Pitran 180 verwendet, dessen mechanischer Eingang 182 mit seiner Basis 184 verbunden ist. Die an die Basis des Transistors über Widerstände 186 und 187 angelegte Vorspannung erfährt eine Modulation durch die Verformung der Basis, auf welche der Unterdruckwandler über den mechanischen Eingang 182 einwirkt. Der maximale Ausgangsstrom wird durch einen Widerstand 190 begrenzt. Durch die Änderung des Unterdrucks im Verbrennungsmotor wird die Deformation der Basis 184 des Transistors 180 geändert und damit das Ausgangssignal, das dem Pegeldetektor zugeführt wird, der ein Potential liefert, das den Unterdruck des Verbrennungsmotors repräsentiert.Another circuit for generating a potential that represents the negative pressure in the internal combustion engine is shown in FIG. In this circuit a deformation sensitive transistor or Pitran 180 is used, the mechanical input 182 of which is connected to its base 184. The bias voltage applied to the base of the transistor via resistors 186 and 187 is modulated by the deformation of the base on which the vacuum transducer acts via mechanical input 182. The maximum output current is limited by a resistor 190. The change in the negative pressure in the internal combustion engine changes the deformation of the base 184 of the transistor 180 and thus the output signal which is fed to the level detector, which supplies a potential which represents the negative pressure in the internal combustion engine.

Claims

1. Converter for the ignition system of internal combustion engines, which are provided with an ignition capacitor, a pulse generator rotating synchronously with the internal combustion engine and a trigger circuit, and in which the trigger circuit responds to pulses when a certain level is reached and discharges the ignition capacitor to ignite the internal combustion engine, whereby the pulses reach the specific level with a time adjustment dependent on the engine speed, characterized in that the converter (115) consists of a servomechanism (152) controlled by the negative pressure of the internal combustion engine, that a pin (154) is attached to the servomechanism, which is attached to its end carries a ferromagnetic core (117), and that the core can be displaced in two side-by-side windings (121, 122) of a transformer (120) depending on the negative pressure acting in the servomechanism in such a way that the voltage output by the transformer is used to control the adjustment of the E ntladezeits the ignition capacitor can be used.

2. Converter for the ignition system of internal combustion engines with an ignition capacitor, a pulse generator rotating synchronously with the internal combustion engine and a

Trigger circuit are provided, and in which the trigger circuit responds to impulses when a certain level is reached and discharges the ignition capacitor to ignite the internal combustion engine, the impulses reaching the certain level with a time adjustment dependent on the engine speed, characterized in that the converter from one of the Negative pressure of the internal combustion engine controlled servomechanism (165) consists in that a pin is attached to the servomechanism, which adjusts the tap of a potentiometer depending on the negative pressure effective in the servomechanism in such a way that the potential effective at the potentiometer is proportional to the change in the negative pressure in the internal combustion engine.

3. Converter for the ignition system of internal combustion engines, which are provided with an ignition capacitor, a pulse generator rotating synchronously with the internal combustion engine and a trigger circuit, and in which the trigger circuit responds to pulses when a certain level is reached and discharges the ignition capacitor to ignite the internal combustion engine, whereby the pulses reach the specific level with a time adjustment dependent on the engine speed, characterized in that the converter (115) consists of a servomechanism controlled by the negative pressure of the internal combustion engine, which is connected to the mechanical input of a deformation-sensitive semiconductor (180 ) attacks and deforms it as a function of the negative pressure acting in the servomechanism in such a way that the electrical signal emitted by the semiconductor is proportional to the change in the negative pressure.