EP0034787A1 - Zündsystem für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Zündsystem für Brennkraftmaschinen Download PDF

Info

Publication number
EP0034787A1
EP0034787A1 EP81101085A EP81101085A EP0034787A1 EP 0034787 A1 EP0034787 A1 EP 0034787A1 EP 81101085 A EP81101085 A EP 81101085A EP 81101085 A EP81101085 A EP 81101085A EP 0034787 A1 EP0034787 A1 EP 0034787A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ignition system
voltage
transformer
ignition
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP81101085A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0034787B1 (de
Inventor
Philippe Dr. Rouanes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR8003831A external-priority patent/FR2476755A1/fr
Priority claimed from FR8004557A external-priority patent/FR2477311A1/fr
Priority claimed from FR8015617A external-priority patent/FR2487014A1/fr
Priority claimed from FR8019737A external-priority patent/FR2490280A1/fr
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to AT81101085T priority Critical patent/ATE13334T1/de
Publication of EP0034787A1 publication Critical patent/EP0034787A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0034787B1 publication Critical patent/EP0034787B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/02—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors
    • F02P7/03—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means
    • F02P7/035—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means without mechanical switching means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/10—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having continuous electric sparks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/06—Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08—Layout of circuits
    • F02P3/0876—Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
    • F02P3/0884—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/02—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors
    • F02P7/03—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

Definitions

  • the invention relates to an ignition system for internal combustion engines, in particular gasoline engines in motor vehicles, according to the preamble of patent claim 1.
  • an ignition system in which the circuit between the primary and secondary coils is implemented by a single magnetic circuit.
  • a primary coil and, in another embodiment, two primary coils are provided which are supplied with a DC voltage.
  • the high voltage required for the ignition is generated by interrupting the current flow in the primary coil (s). This process is independent of the engine speed.
  • the object of the invention is an ignition system for burning Specify engines, in particular gasoline engines in motor vehicles, by means of which a high voltage is generated at the spark plugs and in which the duration of the spark, in particular in the range of low engine speeds, can be set sufficiently long.
  • FIG. 1 an ignition system for a four-cylinder engine is shown.
  • Each of the four spark plugs Z 1 to Z 4 is assigned a transformer supplied by a control circuit SK with the primary windings P 1 to P 4 and the secondary windings S 1 to S 4 .
  • the secondary windings S 1 to S 4 are connected to the electrodes of the spark plugs Z 1 to Z 4 and bridged either by mechanical, electromechanical changeover switches I or electronic changeover switches 9. These switches are designed so that only a weak short-circuit current flows in the event of a short circuit.
  • the spark at the electrodes of the spark plugs Z1 to Z 4 is generated when the mechanical switch I, and the electronic switches S to open. Then the required voltage for the generation of the spark is formed at the electrodes of the spark plugs Z 1 to Z 4 .
  • the electronic changeover switch 9 can be designed, for example, as an impedance or a variable resistor, which can assume controllable high or low impedance or resistance values, depending on whether ignition is desired or not.
  • the impedance can be entered at the terminals of the spark plugs and can be a feedback impedance (e.g. a Hili winding directed towards the secondary side 3). 3 should be selected so that only a small current flows.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the ignition system according to the invention, in which a transformer with a single primary winding P and one Se each secondary winding S 1 to S 4 is used for an engine with four spark plugs Z 1 to Z 4 .
  • This enables a more compact construction of the ignition system, and the energy present in the motor vehicle can also be used more economically.
  • the ignition timing is determined, for example, by a mechanical or electronic changeover switch arranged on the crankshaft of the engine. Furthermore, it is possible to arbitrarily select the duration of the ignition spark by the opening time of the mechanical, electromechanical or electronic changeover switches I or g. This period of time can be determined in any way by mechanical, electromechanical devices which are coupled to other functions of the motor vehicle.
  • FIG. 4 is another embodiment of a. ignition system according to the invention shown.
  • the primary windings P 1 to P 4 of the transformers are connected in parallel to one another and arranged in an LC resonant circuit with the capacitances C1 to C 4 .
  • An auxiliary winding H 1 is arranged on one of the transformers and supplies the information necessary for the operation of the electronic control circuit 'SK.
  • an ignition circuit ZK is arranged in the ignition system, which controls the mechanical, electromechanical or electronic interrupter T.
  • An ignition spark of high voltage and a high / low frequency is formed on the spark plugs Z 1 to Z 4 by the ignition system according to FIG. 4.
  • the magnitude of the voltage is determined by the design of the transformers and by the frequency of the chopper operated from a direct voltage or rectified alternating voltage source.
  • the intensity of the ignition current is also determined on the one hand iie design of the transformers and on the other hand determined by the closing time of the interrupter element T.
  • FIG. 5 shows which voltage spectrum U is generated on the secondary windings of the transformers, depending on whether the mechanical, electromechanical or electronic switches I or are open or closed.
  • the secondary voltage can be rectified and filtered.
  • FIG. 6 shows a circuit arrangement of the electronic control circuit.
  • a series circuit consisting of the emitter-collector path of the transistor Tr and the parallel circuit of the resonant circuits C 1 -P 1 , C 2 -P 2 , C n -P n is connected to the DC voltage source +, -.
  • the RC series circuit R c , C c is connected to the DC voltage source +.
  • the diode D 2 is used to discharge the capacitor C c each time the transistor Tr is turned on, so that the diac is prevented from delivering a pulse to the base of the transistor Tr while the transistor Tr is off.
  • the arrangement consisting of the RC element R c C c , the diac D 3 and the diode D 2 can be replaced by another pulse generator which emits only one pulse after being switched on, for example by a monostable multivibrator or by an oscillator low frequency after the first pulse. is automatically blocked.
  • auxiliary voltage E 2 can be obtained from the direct voltage E 1 or by rectifying the resonant circuit voltage which is present on a transformer winding, for example on a primary winding or on the winding H 1 .
  • Rectangular pulses thus appear at the collector of the transistor T 1 , which are generated by rectification and pulse shaping from the AC voltage applied to the winding H 1 .
  • the RC element consisting of the adjustable resistor R 'and the capacitor C', is connected to the collector of the transistor T 1 .
  • the capacitor C ' is followed by a pulse generator P, which emits rectangular pulses as a function of the time profile of the voltage across the capacitor C'. If the voltage supplied to the pulse generator exceeds a predetermined threshold, the output emits a pulse, the duration of which is determined by the pulse generator itself.
  • the pulse generator consists of a NAND element, which with one input is connected directly to the capacitor C 'and an RC element R ", C" is inserted in the transmission path by negating the input voltage.
  • a transistor circuit or z. B. serve a Schmitt trigger with a downstream monoflop.
  • the pulse generator P is followed by a transistor stage which contains a transistor connection T 2 designed as a Darlington circuit.
  • This transistor stage is supplied with an auxiliary voltage Ua1, which is obtained by rectifying the AC voltage applied to the auxiliary winding H 1 .
  • auxiliary voltage Ua1 which is obtained by rectifying the AC voltage applied to the auxiliary winding H 1 .
  • T 2 In the collector circuit of the transistor arrangement T 2 is the primary winding of the transformer Tp, the secondary winding of which is led to the base-emitter path of the transistor Tr.
  • the control circuit connected to the auxiliary winding H 1 outputs square-wave control pulses to the base of the transistor Tr. These rectangular pulses are supplied by the transistor arrangement T 2 and fed to the base of the transistor Tr via the control transformer Tp.
  • the duration during which the transistor T 2 is conductive is determined by the duration of the.
  • Pulse generator P emitted pulses determined. At the output of the pulse generator P there are pulses which can be varied both in terms of their temporal position and in terms of their duration.
  • the position in time is determined with the aid of the adjustable resistor R 'so that the transistor Tr is conductive when the current L P1 crosses zero.
  • the pulse duration is determined with the help of the resistor R ".
  • the intensity of the ignition spark can be changed by varying the pulse width. The resistor R" therefore allows the ignition intensity to be controlled.
  • the voltage used to control the pulse generator can optionally be obtained by integrating the voltage applied to the auxiliary winding H 1 , the diode ZD being replaced by an integrating element.
  • the voltage reaching the collector-emitter path of the transistor Tr can reverse the polarity.
  • a diode is arranged parallel to the collector-emitter path, which is polarized so that it is reverse-biased by the DC input voltage.
  • the electronic control system thus generates high voltage and high / low frequency sparks on the spark plugs.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the circuit arrangement according to FIG. 6, with which a higher degree of integration can be achieved. Corresponding components are provided with the same reference symbols.
  • CIC denotes an integrated circuit which takes over the necessary control function for the transistor T 2 .
  • An ignition system is shown in FIG. 7, which uses a transformer with a single primary winding P, to which the corresponding secondary windings S 1 to S 4 and the auxiliary winding H 1 are assigned.
  • FIG. 8 shows a particularly advantageous control system according to the invention for the ignition of the spark plugs Z.
  • an additional winding S ' is applied to the secondary-side winding S' of the transformers, the circuit of which is through the mechanical changeover switch I or the electromechanical or electronic changeover switch can be short-circuited or opened.
  • Short-circuiting the additional winding through switch I or entails the disappearance of the secondary-side voltage of the winding S, or the intensity is reduced so far that no spark is formed on the spark plugs Z.
  • switches I or 5 are open, the required voltage reaches the electrodes of spark plugs Z, so that proper ignition can take place (see also FIG. 5).
  • the advantage of this principle according to the invention of generating or eliminating the secondary-side high voltage is that this takes place without influencing the primary side P of the transformers.
  • an alternating voltage is generated in the additional winding S ′, which is rectified with the rectifier D and filtered with the aid of the capacitors C 1 and C 2 connected in parallel.
  • the resistor R f is arranged in the filter circuit for smoothing.
  • the parallel connection of a resistor R 2 with the transistor T is arranged parallel to the filter circuit. which generate the control pulses for the start and end of the ignition.
  • a diode d is connected to a current limiting resistor R1 and connected to the positive pole + V of the voltage source of the motor vehicle.
  • the transistor T If, on the other hand, the transistor T is turned on, the voltage between the collector and the emitter drops - and thus the voltage drop across the resistor R 2 -, ie the impedance of the transistor T is very low. The impedance fed back to the plug terminals is thus lower than the apparent impedance of the spark plug Z and the ignition spark is extinguished or is not generated.
  • the resistor R 1 and the diode d supply the transistor T with a voltage when the voltage at the spark plugs Z and also at the secondary S and additional winding S 'is zero.
  • the assembly time of the transformers is less than that of the known ignition systems.
  • the time duration of the spark can be in contrast to the loading 'known systems extend and fix it accurately, wherein the primary coil is driven by a chopper and thus through the AC voltage.
  • This control is independent of the engine speed.
  • the magnetic fluxes are the same in all transformers, whereby the ignition process has no influence on the primary windings.
  • the ignition spark is also constantly supplied. The energy of the ignition spark can be changed as required by the electronic control. Taken together, this results in an improved combustion of the air-fuel mixture, especially at low engine speeds.
  • FIG. 10 shows a transformer, the core 1 of which consists of four yokes 2 to 5, which are arranged in a cross shape, and a web 6 at their crossing point the primary coil P is arranged with its connections A 1 .
  • the secondary coils S 2 to S 5 with their connections A 2 to A 5 are located on the legs of the yokes 2 to 5, which are parallel to the web 6.
  • auxiliary windings S ' 2 to S' 5 are arranged on the secondary windings S 2 to S 5 , which can be short-circuited or opened by mechanical, electromechanical or electronic switches not shown in the figure. When these switches are closed, ie when the auxiliary windings S ' 2 to S' 5 are short-circuited, there is no voltage at the connections A 2 to A 5 of the secondary coils S 2 to S 5 .
  • the transformers are designed in such a way, for example by the number of turns, the air gap adaptation, that the leakage inductances limit the current in the primary winding P when one or more of the auxiliary windings S ' 2 to S' 5 are short-circuited.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 10 with four secondary coils is suitable, for example, for controlling the spark plugs in a motor vehicle gasoline engine, the electrodes of the spark plugs being connected to the connections A 2 to A 5 of the secondary coils S 2 to S 5 .
  • the mechanical, electromechanical or electronic switches not shown in the figure, which short-circuit or open the auxiliary windings S ' 2 to S' 5 , the required voltage is applied to the electrodes of the spark plugs at the required ignition point.
  • each cylinder is accordingly assigned a secondary coil (in the example 5, 6, 8, 12 secondary coils).
  • FIG. 11 shows an embodiment of the ignition system in which a transformer with a single secondary winding is used.
  • the secondary winding S is provided with an auxiliary winding S ', the circuit of which can be short-circuited or opened by the mechanical changeover switch I or the electromechanical or electronic changeover switch. By short-circuiting the additional winding through the switches I or as already stated, the secondary disappears. side voltage of the winding S, or its intensity is reduced to such an extent that no spark is formed on the spark plugs.
  • the secondary winding S is connected to the spark plugs Z 1 to Z n via the interrupters C 1 to C n .
  • the function of the ignition system according to FIG. 11 is explained on the basis of the mode of operation in an internal combustion engine with two spark plugs Z 1 and Z 2 .
  • the upper level of the curves corresponds to closed switches or breakers and the lower open one.
  • switch I or closed and the interrupters C 1 and C 2 are open. Since the switch I or is closed, as already stated, there is also no voltage at the secondary winding S.
  • the interrupter C 1 is now closed first and then by opening the switch I or generates the required voltage so that the ignition of the spark plug Z 1 takes place.
  • the spark at the spark plug Z 1 is present as long as the switch I, or is open.
  • the ignition goes out after this switch is closed spark at the spark plug Z 1 and then the breaker C 1 is opened.
  • the interrupter C 2 is closed and then the switch I, or opened so that the spark plug Z 2 receives the required ignition voltage, which is maintained until the switch I or 9 is closed again. After that, that is, after the voltage on the secondary side S has disappeared again, the interrupter C 2 is opened again, so that the cycle can start again.
  • the interrupters C 1 to C n can be formed by reed relays.
  • FIG. 13 shows an embodiment of an ignition system with an ignition distributor.
  • a transformer with primary winding P and secondary winding S is used.
  • the secondary winding S is connected to the distributor rotor L of an ignition distributor Zv.
  • the distributor rotor L moves, for example, in the direction of the arrow, so that the high voltage of the secondary winding S reaches the spark plugs Z 1 to Z 4 in succession via the contacts K 1 to K 4 .
  • an ignition sequence Z 1 , Z 29 Z 3 , Z 4 is shown.
  • An additional winding S ' is attached to the secondary winding S. arranges which are short-circuited with switch I, or can be opened.
  • the distributor rotor L can have the shape of a circumferential circle segment, for example.
  • the greatest possible ignition period is determined on the one hand by the size of the circle segment and on the other hand by the rotational speed of the distributor rotor L. Because of the high voltage generated in the secondary winding S, mechanical contact between the distributor rotor L and the individual contacts K 1 to K 4 arranged in the ignition distributor Zv is not absolutely necessary.
  • the ignition time that is to say the opening and closing of switch I, is controlled by sensors, not shown in the figure, which are arranged at suitable points on the engine.
  • Sensors not shown in the figure, which are arranged at suitable points on the engine.
  • Contactless sensors are preferably used for this, such as induction sensors, field plate sensors, photoelectric sensors, etc.
  • FIG. 14 explains the function of the ignition system according to the invention on the basis of the mode of operation in an internal combustion engine with four spark plugs Z 1 to Z 4 , the ignition sequence corresponding to the exemplary embodiment shown in FIG. 13.
  • the signals of the sensors or transmitters are designated by which the switch I in Fig. 13 the command to open or close.
  • the start and end of the ignition time in B, where the function of the switch I is shown, are denoted by t a and t e .
  • the switch I When the switch I is generated, the required high voltage in the secondary coil S, so that a spark is generated at the spark plugs Z1 to Z. 4
  • the time at which the segment of the distributor rotor L is located in the region of the contacts K 1 to K 4 is shown in dashed lines at Z 1 to Z 4 . 14 that the ignition time is shorter than this time. It can be seen from this that a desired extension of the ignition period is made possible by enlarging the circle segment of the distributor rotor L.
  • A represents the signal from a sensor or encoder for controlling switch I.
  • sensors can also be used to control switch I, which provide the necessary information, for example, for the accelerator pedal position, the current speed of the vehicle, the negative pressure in the intake manifold, the engine temperature, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Bei dem Zündsystem ist jeder Zündkerze (Z1 bis Z4) ein Transformator zugeordnet, dessen Primärwicklungen (P1 bis P4) an einen elektronischen Steuerkreis (SK) engeschaltet sind. Die Sekundärwicklungen (S1 bis S4) sind mit den Elektroden der Zündkerzen (Z1 bis Z4) verbunden und durch einen mechanischen, elektromechanischen oder elektronischen Schalter (I, bzw. ? ) überbrückbar. Die Ansteuerung der Transformatoren erfolgt durch einen aus einer Gleichspannungs oder gleichgerichteten Wechselspannungsquelle gespeisten Zerhacker. Ein Transformator ist mit einer sekundärseitigen Hilfswicklung (H1) versehen, welche Signale an den elektronischen Steuerkreis (SK) liefert und damit die Frequenz und/oder die Impulsdauer des Zerhackers beeinflußt. Die Erfindung eignet sich insbesondere als Zündsystem für Ottomotoren in Kraftfahrzeugen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zündsystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere Ottomotoren in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Bei der Konstruktion von Zündsystemen für Brennkraftmaschinen ist es in immer stärkerem Ausmaße notwendig, für eine gute Verbrennung des Kraftstoffgemisches zu sorgen, insbesondere im Bereich niedriger Motordrehzahlen und magerer Kraftstoffgemisch-Zusammensetzungen, um einerseits eine gute Energieausnutzung und andererseits eine möglichst geringe Luftverschmutzung zu erhalten.
  • Mit dem herkömmlichen Zündsystemen, bei denen die Hochspannung durch Zündspulen und/oder durch kapazitive Vorrichtungen erzeugt wird und bei denen an den Zündkerzen ein exponentiell abnehmender Zündfunken erzeugt wird, sind diese Forderungen nicht in ausreichendem Maße verwirklicht.
  • Aus der DE-A-28 46 425 ist ein Zündsystem bekannt, bei dem die Schaltung zwischen den primären und den sekundären Spulen durch einen einzigen magnetischen Kreis verwirklicht ist. Dabei sind eine Primärspule und bei einer anderen Ausführung zwei Primärspulen vorgesehen, die mit einer Gleichspannung versorgt werden. Die Erzeugung der für die Zündung erforderlichen Hochspannung erfolgt durch Unterbrechung des Stromflusses in der/den Primärspule (n). Dieser Vorgang ist unabhängig von der Drehzahl des Motors.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zündsystem für Brennkraftinaschinen, insbesondere Ottomotoren in Kraftfahrzeugen anzugeben, durch welches eine hohe Spannung an den Zündkerzen erzeugt wird und bei welchem die Dauer des Zündfunkens, insbesondere im Bereich niedriger Motordrehzahlen, genügend lang eingestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
  • Die Vorteile, sowie die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Zündsystems werden an Hand der folgenden Ausführungsbeispiele erläutert.
  • In der dazugehörenden Zeichnung zeigen
    • Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zündsystem,
    • Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung mit einem Transformator, der eine einzige Primär- und mehrere Sekundärwicklungen aufweist,
    • Fig. 3 die Zündfolge bei einem Vierzylindermotor,
    • Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zündsystems,
    • Fig. 5 ein Impulsspektrum des Zündfunkens,
    • Fig. 6 ein Schaltbild des elektronischen Steuerkreises,
    • Fig. 7 eine andere Ausgestaltung des elektronischen Steuerkreises,
    • Fig. 8 eine sekundäre Steuerung,
    • Fig. 9 eine weitere Ausgestaltung der sekundärseitigen Steuerung,
    • Fig.10 ein Ausführungsbeispiel eines Transformators für das erfindungsgemäße Zündsystem,
    • Fig.11 eine Ausgestaltung des Zündsystems mit einer einzigen Sekundärwicklung,
    • Fig.12 die Wirkungsweis.e des Zündsystems nach Fig. 11,
    • Fig.13 die Ausgestaltung des Zündsystems mit einem Zündverteiler und
    • Fig.14 die Wirkungsweise des Zündsystems nach Fig. 13.
  • In Fig. 1 ist ein Zündsystem für einen Vierzylindermotor dargestellt. Dabei ist jeder der vier Zündkerzen Z1 bis Z4 ein durch einen Steuerkreis SK versorgter Transformator mit den Primärwicklungen P1 bis P4 und den Sekundärwicklungen S1 bis S4 zugeordnet. Die Sekundärwicklungen S1 bis S4 sind dabei mit den Elektroden der Zündkerzen Z1 bis Z4 verbunden und entweder durch mechanische, elektromechanische Umschalter I, bzw. elektronische Umschalter 9 überbrückt. Diese Schalter sind dabei so ausgebildet, daß im Kurzschlußfall nur ein schwacher Kurzschlußstrom fließt.
  • Der Zündfunken an den Elektroden der Zündkerzen Z1 bis Z4 wird erzeugt, wenn die mechanischen Schalter I, bzw. die elektronischen Schalter S geöffnet werden. Dann wird die erforderliche Spannung für die Erzeugung des Zünd.- funkens an den Elektroden der Zündkerzen Z1 bis Z4 gebildet.
  • Der elektronische Umschalter 9 kann beispielsweise als eine Impedanz oder ein veränderlicher Widerstand ausgebildet sein,welche ateuerbar hohe, bzw. niedrige Impedanz, bzw. Widerstandswerte annehmen können, je nachdem ob eine Zündung gewünscht ist oder nicht. Die Impedanz kann an die Klemmen der Zündkerzen eingegeben werden und kann eine rückgeführte Impedanz sein (z.B. ein auf die Sekundärseite 3 gerichtete Hiliswicklung). 3 ist so zu wählen, daß nur ein geringer Strom fließt.
  • In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündsystems dargestellt in welcher ein Transformator mit einer einzigen Primärwicklung P und je einer Sekundärwicklung S1 bis S4 für einen Motor mit vier Zündkerzen Z1 bis Z4 verwendet wird. Dadurch wird ein kompakterer Aufbau des Zündsystems ermöglicht, wobei weiterhin die im Kraftfahrzeug vorhandene Energie wirtschaftlicher einsetzbar ist.
  • In der Fig. 3 ist der Ablauf der Zündung für einen Vierzylindermotor dargestellt. Der Zündzeitpunkt wird dabei beispielsweise durch einen an der Kurbelwelle des Motors angeordneten mechanischen, bzw. elektronischen Umschalter bestimmt. Weiterhin ist es möglich, die Zeitdauer des Zündfunkens durch die Öffnungszeit der mechanischen, elektromechanischen, bzw. elektronischen Umschalter I, bzw. g beliebig zu wählen. Diese Zeitdauer kann dabei in beliebiger Weise durch mechanische, elektromechanische, Vorrichtungen bestimmt werden, welche mit anderen Funktionen des Kraftfahrzeuges gekoppelt sind.
  • In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines. erfindungsgemäßen Zündsystems dargestellt. Die Primärwicklungen P1 bis P4 der Transformatoren sind dabei parallel zueinander geschaltet und in einem LC-Schwingkreis mit den Kapazitäten C1 bis C4 angeordnet. An einem der Transformatoren ist eine Hilfswicklung H1 angeordnet, welche die zum Betrieb des elektronischen Steuerkreises ' SK nötigen Information liefert. Weiterhin ist in dem Zündsystem ein Zündkreis ZK angeordnet, welcher den mechanischen, elektromechanischen, bzw. elektronischen Unterbrecher T steuert. Durch das Zündsystem gemäß der Fig. 4 wird an den Zündkerzen Z1 bis Z4 ein Zündfunken hoher Spannnng und eine hohe/niedrige Frequenz gebildet. Die Größe der Spannung wird dabei durch die Auslegung der Transformatoren und durch die Frequenz des aus einer Gleichspannungs-, bzw. gleichgerichteten Wechselspannungsquelle betriebenen Zerhackers bestimmt. Die Intensität des Zündstromes wird einerseits ebenfalls durch iie Auslegung der Transformatoren und andererseits durch die Schließdauer des Unterbrecherelementes T bestimmt.
  • In Fig. 5 ist dargestellt, welches Spannungsspektrum U an den Sekundärwicklungen der Transformatoren erzeugt wird, je nachdem, ob die mechanischen, elektromechanischen, bzw. elektronischen Schalter I, bzw.
    Figure imgb0001
    geöffnet oder geschlossen sind.
  • Wenn es erforderlich ist, kann die sekundärseitige Spannung gleichgerichtet und gefiltert werden.
  • In der Fig. 6 ist eine Schaltungsanordnung des elektronischen Steuerkreises dargestellt. An die Gleichspannungsquelle +, - ist eine Serienschaltung, bestehend aus der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tr und der Parallelschaltung der Schwingkreise C1-P1, C2-P2, Cn-Pn angeschlossen. Außerdem liegt an der Gleichspannungsquelle +, - die RC-Serienschaltung Rc, Cc.
  • Beim Einschalten der Eingangs Spannung lädt sich der Kondensator Cc über den Widerstand Rc auf. Sobald seine Spannung die Zündspannung des Diacs D3 erreicht, gibt dieser einen Impuls ab, der den Leistungstransistor Tr leitend steuert. An den Klemmen des Schwingkreises P1-C1 erscheint daher eine Überspannung. An der Hilfswicklung H1 tritt eine Spannung der gleichen Art wie die Spannung an der Primärwicklung P auf.
  • Die Diode D2 dient dazu, den Kondensator Cc jedesmal dann zu entladen, wenn der Transistor Tr leitend gesteuert ist, so daß der Diac daran gehindert wird, einen Impuls an die Basis des Transistors Tr abzugeben, während dieser gesperrt ist.
  • Andererseits kann die aus dem RC-Glied Rc Cc, dem Diac D3 und der Diode D2 bestehende Anordnung durch einen anderen Impulsgeber ersetzt werden, der nach dem Einschalten nur einen Impuls abgibt, z.B. durch eine monostabile Kippstufe oder durch einen Oszillator sehr niedriger Frequenz, der nach Abgabe des ersten Impulses. selbsttätig gesperrt wird.
  • Aus dieser Wechselspannung, deren Frequenz vorzugsweise etwa 20 kHz beträgt, wird mit Hilfe des Widerstandes R1 und der Diode ZD durch Spannungsbegrenzung eine Rechteckspannung gewonnen. Parallel zur Diode ZD liegt die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T1. Dieser Transistor T1 ist mit seinem Kollektor über den Widerstand R2 an die Hilfsspannung E2 geführt. Diese Hilfsspannung E2 kann aus der Gleichspannung E1 oder durch Gleichrichtung der Schwingkreisspannung, die an einer Transformatorwicklung, z.B. an einer Primärwicklung oder an der Wicklung H1 anliegt, gewonnen werden.
  • Am Kollektor des Transistors T1 erscheinen somit Rechteckimpulse, die durch Gleichrichtung und Impulsformung aus der an der Wicklung H1 liegenden Wechselspannung erzeugt sind.
  • An den Kollektor des Transistors T1 ist das RC-Glied, bestehend aus dem einstellbaren Widerstand R' und dem Kondensator C', angeschlossen. Dem Kondensator C' ist ein Impulsgeber P nachgeschaltet, der in Abhängigkeit von zeitlichen Verlauf der am Kondensator C' liegenden Spannung Rechteckimpulse abgibt. Übersteigt die dem Impulsgeber zugeführte Spannung eine vorgegebene Schwelle, so gibt der Ausgang einen Impuls ab, dessen Dauer durch den Impulsgeber selbst bestimmt ist.
  • Der Impulsgeber besteht aus einem NAND-Glied, das mit dem einen Eingang unmittelbar an den Kondensator C' angeschlossen ist und bei dem im Übertragungsweg mit Negierung der Eingangsspannung ein RC-Glied R", C" eingefügt ist. Andererseits kann als Impulsgeber eine Transistorschaltung oder z. B. ein Schmitt-Trigger mit nachgeschaltetem Monoflop dienen.
  • Dem Impulsgeber P ist eine Transistorstufe nachgeschaltet, die eine als Darlingtonschaltung ausgebildete Transistoranerdnung T2 enthält. Diese Transistorstufe wird mit einer Hilfsspannung Ua1 gespeist, die durch Gleichrichtung der an der Eilfswicklung H1 liegenden Wechselspannung gewonnen ist. Im Kollektorkreis der Transistoranordnung T2 liegt die Primärwicklung des Transformators Tp, dessen Sekundärwicklung an die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Tr geführt ist.
  • Der an die Hilfswickhg H1 angeschlossene Steuerkreis gibt an die Basis des Transistors Tr Rechteck-Steuerimpulse ab. Diese Rechteckimpulse werden von der Transistorenanordnung T2 geliefert und der Basis des Transistors Tr über den Steuerübertrager Tp zugeführt.
  • Die Dauer, während der der Transistor T2 leitend ist, wird durch die Dauer der vom. Impulsgeber P abgegebenen Impulse bestimmt. Am Ausgang des Impulsgebers P ergeben sich Impulse, die sowohl hinsichtlich ihrer zeitlichen Lage, als auch hinsichtlich ihrer Dauer variierbar sind. Die zeitliche Lage wird mit Hilfe des einstellbaren Widerstandes R' so festgelegt, daß der Transistor Tr beim Nulldurchgang des Stromes LP1 leitend ist. Die Impulsdauer wird mit Hilfe des Widerstandes R" bestimmt. Durch die Variation der Impulsbreite läßt sich die Intensität des Zündfunkens verändern. Der Widerstand R" gestattet daher eine Steuerung der Zündintensität..
  • In Abwandlung der in Fig.6 gezeichneten Schaltungsanordnung kann die zur Steuerung des Impulsgebers dienende Spannung gegebenenfalls durch Integration der an der Hilfswicklung H1 liegenden Spannung gewonnen werden, wobei die Diode ZD durch ein Integrierglied zu ersetzen ist.
  • Wegen der Überspannung am Schwingkreis C1-P1 kann sich die an die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Tr gelangende Spannung umpolen. Zum Schutz gegen derartige Spannungen ist parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke eine Diode angeordnet, die so gepolt ist, daß sie durch die Eingangs-Gleichspannung in Sperrichtung beansprucht wird.
  • Durch die elektronische Steuerung werden somit an den Zündkerzen Zündfunken hoher Spannung und hoher/niedriger Frequenz erzeugt.
  • In der Fig. 7 ist eine weitere Ausgestaltung der Schaltungsanordnung nach der Fig..6 dargestellt, mit der ein höherer Integrationsgrad erreichbar ist. Entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • CIC bezeichnet einen integrierten Schaltkreis, welcher die erforderliche Steuerfunktion für den Transistor T2 übernimmt. Dabei ist in der Fig. 7 ein Zündsystem dargestellt, welches einen Transformator mit einer einzigen Primärwicklung P verwendet, der die entsprechenden Sekundärwicklungen S1 bis S4 ünd die Hilfswicklung H1 zugeordnet sind.
  • In der Fig. 8 ist ein besonders vorteilhaftes erfindungsgemäßes Steuersystem für die-Zündung der Zündkerzen Z dargestellt. Dabei wird auf die sekundärseitige Wicklung S'der Transformatoren eine Zusatzwicklung S' aufgebracht, deren Stromkreis durch die mechanischen Umschalter I oder die elektromechanischen, bzw. elektronischen Umschalter kurzbeschlossen, bzw. geöffnet werden kann. Das Kurzschließen der Zusatzwicklung durch die Schalter I, bzw.
    Figure imgb0002
    zieht das Verschwinden der sekundärseitigen Spannung der Wicklung S nach sich, bzw. die Intensität wird so weit herabgesetzt, so daß kein Zündfunken an den Zündkerzen Z gebildet wird. Dagegen gelangt bei offenen Schaltern I, bzw. 5 die erforderliche Spannung än die Elektroden der Zündkerzen Z, so daß eine ordnungsgemäße Zündung erfolgen kann (s. auch Fig. 5). Der Vorteil dieses erfindungsgemäßen Prinzips der Erzeugung, bzw. Vernichtung der sekundärseitigen Hochspannung besteht darin, daß dies ohne Beeinflussung der Primärseite P der Transformatoren geschieht.
  • Nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 9 wird in der Zusatzwicklung S' eine Wechselspannung erzeugt, die mit dem Gleichrichter D gleichgerichtet und mit Hilfe der parallelgeschalteten Aondensatoren C1 und C2 gefiltert wird. Weiterhin ist im Filterkreis zur Glättung der Widerstand Rf angeordnet. Parallel zum Filterkreis ist die Parallelschaltung eines Widerstandes R2 mit dem Transistor T angeordnet, duch. die die Steuerimpulse für den Beginn und das Ende der Zündung erzeugt werden. An der gemeinsamen Verbindung des Widerstandes R2 und des Kollektors des Transmitors T ist eine Diode d mit einem Strombegrenzungswiderstand R1 geschaltet und mit dem positiven Pol +V der Spannungsquelle des Kraftfahrzeuges verbunden.
  • Wenn der Transmitor T gesperrt ist, fällt die im Gleichrichter D erzeugte Spannung ganz am:Widerstand R2 ab; dadurch wird eine erhöhte Impedanz gebildet, so daß eine hohe Spannung an den Klemmen der Sekundärwicklung S ansteht, wodurch die Zündfunken in den Zündkerzen Z gebildet wird.
  • Wenn dagegen der Transistor T durchgesteuert ist, sinkt die Spannung zwischen Kollektor und Emitter - und damit der Spannungsabfall am Widerstand R2 - ab, d.h. daß der Scheinwiderstand des Transistors T sehr gering ist. Damit ist die an die Kerzenklemmen zurückgeführte Impedanz niedriger als die Scheinimpedanz der Zündkerze Z und-der Zündfunken-erlöscht, bzw. wird nicht erzeugt.
  • Der Widerstand R1 und die Diode d versorgen den Transistor T mit einer Spannung, wenn sowohl die Spannung an den Zündkerzen Z als auch an der Sekundär- S und Zusatzwicklung S' null ist.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen einmal.darin, daß die Montagezeit der Transformatoren geringer als bei den Zündsystemen bekannter Bauart ist. Zum anderen läßt sich die Zeitdauer des Zündfunkens im Gegensatz zu den be- ' kannten Systemen beliebig verlängern und genau fixieren, wobei die Primärspule durch einen Zerhacker und somit durch die Wechselspannung angesteuert wird. Diese Ansteuerung erfolgt unabhängig von der Motordrehzahl. Die Magnetflüsse sind in allen Transformatoren gleich, wobei durch den Zündvorgang kein Einfluß auf die Primärwicklungen ausgeübt wird. Weiterhin wird der Zündfunken konstant versorgt. Die Energie des Zündfunkens läßt sich je nach Regelung durch die elektronische Steuerung beliebig verändern. Zusammengenommen erhält man damit eine verbesserte Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemisches, insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen.
  • In der Figur 10 ist ein Transformator dargestellt, dessen Kern 1 aus vier kreuzförmig zueinander angeordneten Jochen 2 bis 5 besteht, an deren Kreuzungspunkt ein Steg 6 ist die Primärspule P mit ihren Anschlüssen A1 angeordnet. Auf den Schenkeln der Joche 2 bis 5, welche parallel zum Steg 6 sind, befinden sich die Sekundärspulen S2 bis S5 mit ihren Anschlüssen A2 bis A5. Ferner sind auf den Sekundärwicklungen S2 bis S5 Hilfswicklungen S'2 bis S'5 angeordnet, welche durch in der Figur nicht dargestellte mechanische, elektromechanische oder elektronische Schalter kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden können. Wenn diese Schalter geschlossen sind, d.h. wenn die Hilfswicklungen S'2 bis S'5 kurzgeschlossen sind, liegt an den Anschlüssen A2 bis A5 der Sekundärspulen S2 bis S5 keine Spannung an.
  • Die Transformatoren sind dabei derart ausgestaltet, beispielsweise durch die Anzahl der Windungen, die Luftspaltanpassung, daß die Streuinduktivitäten den Strom in der Primärwicklung P begrenzen, wenn eine oder mehrere der Hilfswicklungen S'2 bis S'5 kurzgeschlossen sind.
  • Bei geöffneten Hilfswicklungen S'2 bis S'5 kann an den Anschlüssen A2 bis A5 der Sekundärspulen S2 bis S5 die erforderliche Spannung abgegriffen werden.
  • Das in der Figur 10 dargestellte Ausführungsbeispiel mit vier Sekundärspulen eignet sich beispielsweise zur Ansteuerung der Zündkerzen bei einem Kraftfahrzeug - Ottomotor, wobei die Elektroden der Zündkerzen an die Anschlüsse A2 bis A5 der Sekundärspulen S2 bis S5 angeschlossen sind. Durch entsprechende Steuerung der in der Figur nicht dargestellten mechanischen, elektromechanischen oder elektronischen Schalter, welche die Hilfswicklungen S'2 bis S'5 kurzschließen, bzw. öffnen wird zum erforderlichen Zündzeitpunkt die benötigte Spannung an die Elektroden der Zündkerzen gelegt.
  • Das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich dabei auf einen Vierzylindermotor. Bei Motoren anderer Zylinderzahl, beispielsweise 5-, 6-, 8-, 12-Zylindermotoren sind dementsprechend jedem Zylinder eine Sekundärspule zugeordnet (im Beispiel 5, 6, 8, 12 Sekundärspulen).
  • In der Figur 11 ist eine Ausgestaltung des Zündsystems dargestellt, bei der ein Transformator mit einer einzigen Sekundärwicklung verwendet wird. Die Sekundärwicklung S ist mit einer Hilfswicklung S' versehen, deren Stromkreis durch den mechanischen Umschalter I oder den elektromechanischen, bzw. elektronischen Umschalter kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden kann. Durch das Kurzschließen der Zusatzwicklung durch die Schalter I, bzw.
    Figure imgb0003
    verschwindet wie bereits ausgeführt die sekundär- . seitige Spannung der Wicklung S, bzw. wird ihre Intensität soweit herabgesetzt, daß kein Zündfunken an den Zündkerzen gebildet wird. Die Sekundärwicklung S ist über die Unterbrecher C1 bis Cn an die Zündkerzen Z1 bis Zn gelegt.
  • In der Fig. 12 ist die Funktion des Zündsystems nach Fig. 11 an Hand der Wirkungsweise bei einem Verbrennungsmotor mit zwei Zündkerzen Z1 und Z2 erklärt. Das obere Niveau der Kurven entspricht dabei geschlossenen Schaltern, bzw. Unterbrechern und das untere geöffneten.Wie der Figur zu entnehmen ist, ist zu Beginn des Zyklus der Schalter I, bzw.
    Figure imgb0004
    geschlossen und sind die Unterbrecher C1 und C2 offeg. Da der Schalter I, bzw.
    Figure imgb0005
    geschlossen ist, liegt wie bereits ausgeführt, auch keine Spannung an der Sekundärwicklung S an. Es wird nun zuerst der Unterbrecher C1 geschlossen und dann durch Öffnen des Schalters I, bzw.
    Figure imgb0006
    die erforderliche Spannung erzeugt, so daß die Zündung der Zündkerze Z1 erfolgt. Der Zündfunken an der Zündkerze Z1 steht solange an, wie der Schalter I, bzw.
    Figure imgb0007
    geöffnet ist. Nach Schließen dieses Schalters erlischt der Zündfunken an der Zündkerze Z1 und anschließend wird der Unterbrecher C1 geöffnet. Danach wird der Unterbrecher C2 geschlossen und anschließend der Schalter I, bzw.
    Figure imgb0008
    geöffnet, so daß die Zündkerze Z2 die erforderliche Zündspannung erhält, die solange aufrechterhalten wird, bis der Schalter I, bzw. 9 wieder geschlossen wird. Danach, also nachdem die Spannung an der Sekundärseite S wieder verschwunden ist, wird der Unterbrecher C2 wieder geöffnet, so daß der Zyklus von vorn beginnen kann.
  • Da somit Beginn und Ende des Zündvorganges nur durch den Schalter I, bzw.
    Figure imgb0009
    bestimmt wird und die Unterbrecher C1 bis Cn immer vorher, bzw. hinterher geschaltet werden, ist es nicht erforderlich mechanische, bzw. elektronische Unterbrecher einzusetzen, an die hohe. Anforderungen gestellt werden. Der Preis des erfindungsgemäßen Zündsystems nach Fig. 11 ist deshalb bedeutend niedriger, da neben der Verwendung nur noch einer einzigen Hochspannungsspule Unterbrecher verwendet werden, an die keine hohen Spannungsanforderungen gestellt werden.
  • Beispielsweise können die Unterbrecher C1 bis Cn durch Reed-Relais gebildet werden.
  • In Fig. 13 ist eine Ausgestaltung eines Zündsystems mit Zündverteiler dargestellt. Dabei wird ein Transformator mit Primärwicklung P und Sekundärwicklung S verwendet. Die Sekundärwicklung S ist mit dem Verteilerläufer L eines Zündverteilers Zv verbunden. Der Verteilerläufer L bewegt sich beispielsweise in Pfeilrichtung, so daß nacheinander über die Kontakte K1 bis K4 die Hochspannung der Sekundärwicklung S an die Zündkerzen Z1 bis Z4 gelangt. In dem in der Fig.13 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dabei eine Zündfolge Z1, Z29 Z3, Z4 dargestellt. Auf der Sekundärwicklung S ist eine Zusatzwicklung S' ange-. ordnet, welche mit dem Schalter I kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden kann.
  • Wie aus der schematischen Darstellung in Fig. 13 ersichtlich ist, kann der Verteilerläufer L beispielsweise die Form eines umlaufenden Kreissegmentes aufweisen. Die größtmögliche Zündzeitdauer wird dabei einerseits durch die Größe des Kreissegmentes und andererseits durch die Umlaufgeschwindigkeit des Verteilerläufers L bestimmt. Wegen der in der Sekundärwicklung S erzeugten Hochspannung ist nicht unbedingt ein mechanischer Kontakt zwischen dem Verteilerläufer L und den einzelnen im Zündverteiler Zv angeordneten Kontakten K1 bis K4 erforderlich.
  • Um eine möglichst gleichmäßige Zündspannung zu gewährleisten, wird man jedoch nicht den Beginn des Zündvorganges in den.Zeitpunkt legen, in dem der Verteilerläufer L die Kontakte K1 bis K4 erreicht und das Ende des Zündvorganges mit dem Verlassen des Verteilerläufers L und den entsprechenden Kontakten K1 bis K4 zusammenlegen, sondern man wird eine entsprechend kleinere Zeit vorgeben.
  • Die Steuerung der Zündzeit, das heißt des Öffnens und Schließens des Schalters I erfolgt durch in der Figur nicht dargestellte Sensoren, welche an geeigaeten Stellen des Motors angeordnet sind. Vorzugsweise werden dafür kontaktlose Geber verwendet, wie beispielsweise Induktionsgeber, Feldplattengeber, lichtelektrische Geber usw.
  • In Fig. 14 ist die Funktion des erfindungsgemäßen Zündsystems anhand der Wirkungsweise bei einem Verbrennungsmotor mit vier Zündkerzen Z1 bis Z4 erklärt, wobei die Zündfolge dem in der Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht.
  • Mit A sind die Signale der Sensoren, bzw. Geber bezeichnet, durch welche der Schalter I in Fig.. 13 den Befehl zum Öffnen, bzw. Schließen erhält. Der Beginn und das Ende der Zündzeit in B, wo die Funktion des Schalters I dargestellt ist, sind mit ta und te bezeichnet. Beim Öffnen des Schalters I wird in der Sekundärspule S die erforderliche Hochspannung erzeugt, so daß ein Zündfunken an den Zündkerzen Z1 bis Z4 erzeugt wird. In den Zünddiagrammen gemäß der Fig. 14 ist bei Z1 bis Z4 gestrichelt die Zeit angegeben, zu welcher sich das Segment des Verteilerläufers L im Bereich der Kontakte K1 bis K4 befindet. Der Fig. 14 ist zu entnehmen, daß die Zündzeit kürzer als diese Zeit ist. Daraus ist ersichtlich, daß durch Vergrößern des Kreissegments des Verteilerläufers L eine gewünschte Verlängerung der Zündzeitdauer ermöglicht wird.
  • Bei dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel ist Iediglich bei. A das Signal eines Sensors, bzw. Gebers zur Steuerung des Schalters I dargestellt. Es können jedoch zur Steuerung des Schalters I auch mehrere Sensoren verwendet werden, welche beispielsweise für die Gaspedalstellung, die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs, den Unterdruck im Saugrohr, die Motortemperatur usw. die erforderlichen Informationen liefern.

Claims (17)

1. Zündsystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere Ottomotoren, in Kraftfahrzeugen, bei denen zur Erzeugung der Zündspannung ein oder mehrere Transformatoren vorgesehen sind, mit dessen, bzw. deren Sekundärwicklung (en) die Zündkerzen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (en) an einen elektronischen Schaltkreis angeschlossen sind und durch einen aus einer Gleichspannungs- oder gleichgerichteten Wechselspannungsquelle gespeisten Zerhacker angesteuert sind, und daß an der Sekundärseite des, bzw. der Transformatoren mechanische, elektromechanische oder elektronische Schalter angeordnet sind.
2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (en) des oder der Transformatoren in einem LC-Schwingkreis angeordnet ist.
3. Zündsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen der Transformatoren parallel zueinander geschaltet sind.
4. Zündsystem nach einen der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem der Transformatoren eine sekundärseitige Hilfswicklung angeordnet ist, daß die Hilfswicklung mit einem Steuerkreis verbunden ist, und daß der Steurkreis induktiv mit dem Zerhacker gekoppelt ist.
5. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhacker einen Transistor (Tr) erhält, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in Serie zu den parallel geschalteten Primärwicklungen (P1... Pn) angeordnet ist, und daß die Serienschaltung an der Gleichspannungs- oder gleichgerichteten Wechselspannungsquelle liegt und daß die Basis des Transistors (Tr) an den Steuerkreis angeschlossen ist.
6. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (Tr) zusätzlich an einen weiteren Steuerkreis angeschlossen ist, der aus einer an der Gleichspannungs- oder gleichgerichteten Wechselspannungsquelle liegenden RC-Serienschaltung (Rc, Cc) und einem zwischen der RC-Serienschaltung und der Basis des Transistors (Tr) angeordneten Diac (D) besteht.
7. Zündsystem nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis einen aus einem der Transformatoren gespeisten Spannungsbegrenzer oder Integrator enthält und daß die durch die Spannungsbegrenzung, bzw. Integration gewonnene Rechteckspannung einer Anordnung zu Impulsverzögerung und/oder Impulsbreitenvariation zugeführt ist.
8. Zündsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Anordnung zur Impulsverzögerung und/oder Impulsbreitenvariation und der Basis des in Serie zur Parallelschaltung der Schwingkreise angeordneten Transistors (Tr) eine Transistorstufe (T2) und ein Übertrager (Tp) mit einer parallel zur Primärwicklung angeordneten Überspannungs-Schutzschaltung vorgesehen sind.
9. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis der den mit der Hilfswicklung versehenen Transformator enthält, zusammen mit dem (den) Steuerkreis (en) und dem Zerhacker in ein und derselben Baueinheit untergebracht ist und daß die weiteren Schwingkreise als weitere Baueinheiten ausgebildet sind.
10. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Sekundärwicklungen S der Transformatoren Zusatzwicklungen S' angeordnet sind, deren Stromkreise durch mechanische I oder elektromechanische, bzw. elektronische Schalter
Figure imgb0010
kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden können.
11. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator mit auf einem magnetischen Kern angeordneter Primär- und Sekundärspule verwendet ist, dessen Kern derart ausgebildet ist, daß einer Primärspule mehrere Sekundärspulen zugeordnet sind.
12. Zündsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Transformators aus Ferritmaterial besteht.
13. Zündsystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) des Transformators aus vier kreuzförmig zueinander angeordneten Jochen (2,3,4,5) besteht, die an ihrem Kreuzungspunkt durch einen Steg (6) miteinander verbunden sind, daß auf dem Steg (6) die Primärspule (P) und auf den Jochen (2,3,4,5) die Sekundärspulen (S2, S3, S4, S5) angeordnet sind.
14. Zündsystem nach.einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den Sekundärspulen (S2, S3, S4, S5) des Transformators Hilfswicklvagen (S'2, S'3, S'4, S'5) angeordnet sind, welche durch mechanische, elektromechanische oder elektronische Schalter kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden können.
15. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14 gekennzeichnet durch die Verwendung eines Transformators mit einer einzigen Sekundärwicklung S, welche über in Reihe zu jeder Kündkerze (Z1 bis Zn) angeordnete mechanische oder elektronische Unterbrecher (C1 bis Cn) mit den Zündkerzen (Z1 bis Zn) verbunden ist.
16. Zündsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrecher (C1 bis Cn) als Reed-Relais ausgebildet sind.
17. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Schalters I Sensoren an geeigneter Stelle der Brenakraitmaschine angeordnet sind.
EP81101085A 1980-02-21 1981-02-16 Zündsystem für Brennkraftmaschinen Expired EP0034787B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT81101085T ATE13334T1 (de) 1980-02-21 1981-02-16 Zuendsystem fuer brennkraftmaschinen.

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8003831A FR2476755A1 (fr) 1980-02-21 1980-02-21 Systeme d'allumage pour des moteurs a combustion interne
FR8003831 1980-02-21
FR8004557 1980-02-29
FR8004557A FR2477311A1 (fr) 1980-02-29 1980-02-29 Transformateur
FR8015617A FR2487014A1 (fr) 1980-07-15 1980-07-15 Systeme d'allumage pour moteurs a combustion interne
FR8015617 1980-07-15
FR8019737A FR2490280A1 (fr) 1980-09-12 1980-09-12 Systeme d'allumage pour moteurs a combustion interne
FR8019737 1980-09-12

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83105720A Division EP0098407A3 (de) 1980-02-21 1981-02-16 Zündsystem für Brennkraftmaschinen
EP83105720.3 Division-Into 1983-06-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0034787A1 true EP0034787A1 (de) 1981-09-02
EP0034787B1 EP0034787B1 (de) 1985-05-15

Family

ID=27446417

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83105720A Withdrawn EP0098407A3 (de) 1980-02-21 1981-02-16 Zündsystem für Brennkraftmaschinen
EP81101085A Expired EP0034787B1 (de) 1980-02-21 1981-02-16 Zündsystem für Brennkraftmaschinen

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83105720A Withdrawn EP0098407A3 (de) 1980-02-21 1981-02-16 Zündsystem für Brennkraftmaschinen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4567874A (de)
EP (2) EP0098407A3 (de)
BR (1) BR8101032A (de)
DE (1) DE3170464D1 (de)
ES (1) ES499658A0 (de)
PT (1) PT72539B (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0095708A1 (de) * 1982-06-01 1983-12-07 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Zündsystem
DE3735820A1 (de) * 1986-10-23 1988-05-05 Honda Motor Co Ltd Zuendsteuersystem fuer brennkraftmaschinen
DE3805594A1 (de) * 1987-02-23 1988-09-01 Hitachi Ltd Elektronische zuendvorrichtung
DE3924985A1 (de) * 1989-07-28 1991-02-07 Volkswagen Ag Vollelektronische zuendeinrichtung fuer eine brennkraftmaschine
EP0415240A2 (de) * 1989-08-30 1991-03-06 VOGT electronic Aktiengesellschaft Zündsystem für eine Verbrennungskraftmaschine
DE3936174A1 (de) * 1989-10-31 1991-05-02 Bayerische Motoren Werke Ag Kontaktlose zuendanlage fuer brennkraftmaschinen
EP0596471A2 (de) * 1992-11-04 1994-05-11 VOGT electronic AG Wechselstromzündsystem für Verbrennungskraftmaschinen mit Regelung der Zündenergie
EP0674102A2 (de) * 1994-03-23 1995-09-27 DAUG Deutsche Automobilgesellschaft mbH Wechselstromzündung mit optimierter elektronischer Schaltung
DE4409985A1 (de) * 1994-03-23 1995-09-28 Daug Deutsche Automobilgesells Wechselstromzündung mit optimierter elektronischer Schaltung

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1204274B (it) * 1986-04-24 1989-03-01 Claudio Filippone Dispositivo di accensione a controllo elettronico di plasma,per motori a combustione interna
JPH0791660B2 (ja) * 1989-08-30 1995-10-04 株式会社日立製作所 環境遮断用耐熱壁を備えた地上機器
GB2245649A (en) * 1990-06-29 1992-01-08 Champion Spark Plug Europ Semi-conductor control of i.c.engine ignition distribution
WO1994013950A1 (en) * 1992-12-09 1994-06-23 Sydney Gilbert Hodgins Internal combustion engine with low voltage distribution
JPH0729746A (ja) * 1993-07-09 1995-01-31 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関用点火コイル装置
DE19643785C2 (de) * 1996-10-29 1999-04-22 Ficht Gmbh & Co Kg Elektrische Zündvorrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, und Verfahren zum Betreiben einer Zündvorrichtung
DE19840765C2 (de) * 1998-09-07 2003-03-06 Daimler Chrysler Ag Verfahren und integrierte Zündeinheit für die Zündung einer Brennkraftmaschine
JP4449772B2 (ja) * 2004-04-09 2010-04-14 株式会社デンソー パワー半導体スイッチング素子及びそれを用いた半導体パワーモジュール
AT501707B1 (de) * 2005-03-18 2007-11-15 Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss Verfahren und vorrichtung zur erkennung eines gleichstromanteils in einem ein- oder mehrphasennetz
AT501640B1 (de) * 2005-03-18 2007-11-15 Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss Stromerfassung mit oszillator
DE102010045174B4 (de) * 2010-09-04 2012-06-21 Borgwarner Beru Systems Gmbh Schaltungsanordnung für eine HF-Zündung von Verbrennungsmotoren
US20130186699A1 (en) * 2012-01-23 2013-07-25 Sri International High voltage converters for electrostatic applications
US20130327305A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Arrow Engine Company Capacitor discharge coil converter for use with digital inductive ignition systems

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2163240A1 (de) * 1971-12-20 1973-06-28 Huf Franz Josef Zuendspannungs-kondensator-zuendverfahren und danach gebaute anlagen fuer verbrennungsmotore

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1995917A (en) * 1935-03-26 ig ignition apparatus
US2940013A (en) * 1960-06-07 Ignition system
US2781412A (en) * 1952-10-02 1957-02-12 John G Mike Ignition system for internal combustion engines
FR1152489A (fr) * 1956-06-25 1958-02-18 Générateur électronique d'impulsions à haute tension pour l'allumage de moteurs à explosion
US2976461A (en) * 1959-02-06 1961-03-21 Globe Union Inc Oscillator ignition system
GB1023928A (en) * 1961-07-12 1966-03-30 Lucas Industries Ltd Spark ignition apparatus for internal combustion engines
DE1239136B (de) * 1964-07-13 1967-04-20 Gerhard Lerch Elektronisch gesteuerte Zuendeinrichtung fuer Brennkraftmaschinen
US3433208A (en) * 1967-02-14 1969-03-18 Motorola Inc Triggering circuit
US3749973A (en) * 1970-12-22 1973-07-31 Texaco Inc Continuous wave high frequency ignition system
US3741185A (en) * 1971-07-06 1973-06-26 Eltra Corp Capacitor discharge ignition system
IT1009972B (it) * 1973-04-27 1976-12-20 British Leyland Uk Ltd Bobina di accensione
US3945362A (en) * 1973-09-17 1976-03-23 General Motors Corporation Internal combustion engine ignition system
US4015576A (en) * 1974-04-22 1977-04-05 Junak Edward M Ignition system
US3888221A (en) * 1974-04-25 1975-06-10 Gen Motors Corp Constant speed responsive spark controller
DE2619556A1 (de) * 1976-05-04 1977-11-24 Bosch Gmbh Robert Zuendanlage, insbesondere fuer brennkraftmaschinen
FR2407362A1 (fr) * 1977-10-27 1979-05-25 Sev Marchal Dispositif a commutation de flux pour la production et la distribution de la tension d'allumage d'un moteur a combustion interne
US4194480A (en) * 1977-12-21 1980-03-25 Ford Motor Company Voltage distributor for a spark ignition engine
JPS5840030B2 (ja) * 1978-09-28 1983-09-02 株式会社日本自動車部品総合研究所 点火装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2163240A1 (de) * 1971-12-20 1973-06-28 Huf Franz Josef Zuendspannungs-kondensator-zuendverfahren und danach gebaute anlagen fuer verbrennungsmotore

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0095708A1 (de) * 1982-06-01 1983-12-07 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Zündsystem
DE3735820A1 (de) * 1986-10-23 1988-05-05 Honda Motor Co Ltd Zuendsteuersystem fuer brennkraftmaschinen
DE3805594A1 (de) * 1987-02-23 1988-09-01 Hitachi Ltd Elektronische zuendvorrichtung
DE3924985A1 (de) * 1989-07-28 1991-02-07 Volkswagen Ag Vollelektronische zuendeinrichtung fuer eine brennkraftmaschine
WO1991002153A1 (de) * 1989-07-28 1991-02-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Vollelektronische zündeinrichtung für eine brennkraftmaschine
US5188088A (en) * 1989-07-28 1993-02-23 Volkswagen Ag Electronic ignition system for an internal combustion engine
DE3928726A1 (de) * 1989-08-30 1991-03-07 Vogt Electronic Ag Zuendsystem mit stromkontrollierter halbleiterschaltung
EP0415240A2 (de) * 1989-08-30 1991-03-06 VOGT electronic Aktiengesellschaft Zündsystem für eine Verbrennungskraftmaschine
EP0415240B1 (de) * 1989-08-30 1996-12-11 VOGT electronic AG Zündsystem für eine Verbrennungskraftmaschine
DE3936174A1 (de) * 1989-10-31 1991-05-02 Bayerische Motoren Werke Ag Kontaktlose zuendanlage fuer brennkraftmaschinen
EP0596471A2 (de) * 1992-11-04 1994-05-11 VOGT electronic AG Wechselstromzündsystem für Verbrennungskraftmaschinen mit Regelung der Zündenergie
EP0674102A2 (de) * 1994-03-23 1995-09-27 DAUG Deutsche Automobilgesellschaft mbH Wechselstromzündung mit optimierter elektronischer Schaltung
DE4409985A1 (de) * 1994-03-23 1995-09-28 Daug Deutsche Automobilgesells Wechselstromzündung mit optimierter elektronischer Schaltung
EP0674102A3 (de) * 1994-03-23 1996-01-10 Daug Deutsche Automobilgesells Wechselstromzündung mit optimierter elektronischer Schaltung.
US5506478A (en) * 1994-03-23 1996-04-09 Daug Deutsche Automobilgesellschaft Mbh AC ignition system with optimized electronic circuit

Also Published As

Publication number Publication date
PT72539A (de) 1981-03-01
BR8101032A (pt) 1981-08-25
ES8301058A1 (es) 1982-11-01
EP0098407A3 (de) 1984-04-04
PT72539B (de) 1982-03-11
DE3170464D1 (en) 1985-06-20
EP0098407A2 (de) 1984-01-18
US4567874A (en) 1986-02-04
ES499658A0 (es) 1982-11-01
EP0034787B1 (de) 1985-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0034787A1 (de) Zündsystem für Brennkraftmaschinen
DE2340865C3 (de) Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE3222496C2 (de) Plasma-Zündsystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE2606890C2 (de) Hochleistungszündanlage für Brennkraftmaschinen
DE2047586C3 (de) Zündanlage für Brennkraftmaschinen
EP0640761B2 (de) Steuerbare Zündanlage
DE2734164A1 (de) Elektronische zuendsteueranordnung fuer brennkraftmaschinen, insbesondere von kraftfahrzeugen
DE3781309T2 (de) Elektronische plasmazuendsteuerung in einer inneren brennkraftmaschine.
DE2729505A1 (de) Zuendeinrichtung fuer brennkraftmaschinen
DE2823391C2 (de)
DE2433155C3 (de) Zündschaltung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
EP0070572A1 (de) Zündsystem für Brennkraftmaschinen
DE2829828C2 (de) Für eine Brennkraftmaschine bestimmte Zündanlage
DE3924985C2 (de)
DE3015086C2 (de)
DE2619556A1 (de) Zuendanlage, insbesondere fuer brennkraftmaschinen
DE3904252C2 (de) Unterbrecherloses Zündsystem mit elektronischer Verstellung
DE3404245C2 (de) Hochspannungs-Generatorschaltung für ein Kraftfahrzeug-Zündsystem
DE2736576C2 (de) Zündanlage mit einer mechanisch nicht bewegten Hochspannungsverteilung für Brennkraftmaschinen
DE2708114C2 (de) Drehzahlbegrenzungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen
EP1103720B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Stromregelung einer Zündanlage für einen Verbrennungsmotor
DE3343853A1 (de) Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen mit einem magnetgenerator
DE3324816A1 (de) Hall-signalgeber zur erzeugung von ausloeseimpulsen fuer zuendvorgaenge in brennkraftmaschinen
DE2329353C2 (de) Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE2736143C2 (de) Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT DE GB IT NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19811012

ITF It: translation for a ep patent filed
GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT DE GB IT NL SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 13334

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19850615

Kind code of ref document: T

REF Corresponds to:

Ref document number: 3170464

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19850620

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19851101

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Effective date: 19860216

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19860217

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19860901

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19881118

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 81101085.9

Effective date: 19861023