EP0383768B1 - Zündeinrichtung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0383768B1
EP0383768B1 EP88905693A EP88905693A EP0383768B1 EP 0383768 B1 EP0383768 B1 EP 0383768B1 EP 88905693 A EP88905693 A EP 88905693A EP 88905693 A EP88905693 A EP 88905693A EP 0383768 B1 EP0383768 B1 EP 0383768B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
connection
transistor
ignition device
whose
emitter
Prior art date
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Application number
EP88905693A
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English (en)
French (fr)
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EP0383768A1 (de
Inventor
Horst Meinders
Ulrich Nelle
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP0383768B1 publication Critical patent/EP0383768B1/de
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    • 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
    • F02P15/12—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 means for strengthening spark during starting
    • 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
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/0407—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means
    • F02P3/0435—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means with semiconductor devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/05—Layout of circuits for control of the magnitude of the current in the ignition coil
    • F02P3/051—Opening or closing the primary coil circuit 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
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/055—Layout of circuits with protective means to prevent damage to the circuit, e.g. semiconductor devices or the ignition coil
    • F02P3/0552—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices

Definitions

  • the invention relates to an ignition device according to the preamble of claim 1, which is known from DE-A-28 25 830.
  • the primary winding of an ignition transformer is connected to the collector terminal of the transistor, while the emitter terminal of the transistor is connected to the ground terminal, possibly via a current measuring resistor.
  • high power losses occur at the output stage of the ignition device, which have to be dissipated from the collector connection to the heat sink.
  • the collector connection must be electrically insulated from the heat sink during the clamp voltage occurring during the shutdown process.
  • Ignition devices are also known from FR-A-2407363, US-A-3945362, US-A-4106462, FR-A-2318323 and DE-A-3231125, in each of which the emitter connection of the transistor provided in the output stage with the ground connection connected is.
  • the ignition device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a large power loss can be reliably discharged through the use of a pnp transistor in the output stage of the ignition device and the thermally and electrically conductive connection of its collector connection to the ground connection of the ignition device.
  • a large power loss can be reliably discharged through the use of a pnp transistor in the output stage of the ignition device and the thermally and electrically conductive connection of its collector connection to the ground connection of the ignition device.
  • the structure of the ignition device is also simplified and thereby cheaper.
  • the predominant part of the ignition device can be integrated monolithically in a particularly advantageous manner, as a result of which large numbers of items with narrow electrical characteristic values can also be produced.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the ignition device, but without showing the restart lock in the output stage
  • FIG. 2 shows the circuit diagram of a part of the ignition device with the output stage and the decoupling means, but without showing the restart lock in the output stage
  • FIG. 3 shows another embodiment of the ignition device with Representation of the output stage and the decoupling means, but without representation of the restart lock in the output stage
  • FIG. 4 the ignition device with representation of the restart lock in the output stage and a decoupling diode as decoupling means
  • FIG. 5 as a circuit diagram, an exemplary embodiment of the output stage of the ignition device in monolithically integrated technology
  • FIG. 6 a cross section through a semiconductor substrate.
  • FIG. 1 shows the ignition device 3, shown essentially as a block diagram, in particular for a spark-ignition internal combustion engine, with an ignition transformer 1 having a primary winding 1a and a secondary winding 1d, to whose primary winding 1a a direct voltage source can be applied, but without showing the restart lock in the output stage.
  • the ignition device 3 comprises a current control device for controlling the current flowing through the primary winding 1 a of the ignition transformer 1.
  • This current control device consists of a preliminary stage 3a and a final stage 3c.
  • the output stage 3c essentially consists of a transistor T100 of a first conductivity type, namely a pnp transistor or pnp-Darlington transistor, the collector of which is connected to the ground connection of the ignition device 3.
  • Decoupling means 3b are provided between the preliminary stage 3a and the final stage 3c, which decouple the preliminary stage 3a from the final stage 3c and which in particular protect the preliminary stage 3a from the high clamp voltage that occurs at the final stage 3c during the switch-off process.
  • the decoupling means 3b comprise a transistor T20 of a second conductivity type, the collector connection of which is connected to the base connection of the transistor T100 provided in the output stage 3c, and the emitter connection of which is Ground connection of the ignition device 3 are connected.
  • the base connection of the transistor T20 is connected to the preamplifier 3a of the ignition device 3 and is controlled by it.
  • the decoupling transistor T20 Since the transistor T100 is a pnp transistor, an npn-type transistor is used as the decoupling transistor T20. This must have at least the same blocking capacity as the clamp voltage occurring on the T100.
  • the decoupling means comprise, in addition to the transistor T20, whose collector connection is connected via a resistor R21 to the base connection of the transistor T100, a further transistor T25, which is connected in parallel with the Emitter base path of the Transistor T20 is connected.
  • the collector terminal of transistor T25 is thus connected to the base terminal of transistor T20, while the emitter terminal of transistor T25 is connected to the ground terminal of the ignition device, to which the emitter terminal of transistor T20 is also connected via resistor R22.
  • the resistor R22 has the function of a current sensor resistor, ie, when a current flows through the transistor T20 and the resistor R22, a voltage drop occurs across the resistor R22, which can be used for control purposes.
  • the base connection of the transistor T25 lies at the tap of a voltage divider formed from the resistors R23 and R24, which is connected between the base connection of the transistor T20 and the ground connection of the ignition device.
  • the partial resistance R24 of the voltage divider R23, R24 which is connected to the ground connection of the ignition device, is expediently designed so that the base voltage of the transistor T25 can be precisely determined.
  • the adjustment is carried out in a particularly advantageous manner by connecting suitable additional resistors in parallel, which are initially connected in series with Zener diodes. Overloading the Zener diodes destroys them and the additional resistors are connected in parallel to the partial resistor R24.
  • an emitter current control for T100 can alternatively be implemented with T30 and resistors R31, R32.
  • the decoupling means comprise a diode D41, whose anode connection with the emitter connection of a drive transistor T40 in the preliminary stage and whose cathode connection with the base connection of transistor T100 and via the load resistor R42 of transistor T40 with the ground connection of the ignition device are connected.
  • the diode must have at least the blocking capacity of the clamp voltage occurring on the T100.
  • the ignition device offers the particular advantage that the transistor T100 arranged in the output stage 3c is directly conductively connected with its collector connection to the ground connection and can thus be mounted directly on a heat sink connected to the ground connection.
  • the dissipation of the power loss occurring during the operation of the ignition device is thus made extremely easier, since there is no need to arrange insulating layers which prevent heat flow between the collector connection of the transistor T100 and a heat sink to be insulated from the collector connection.
  • this results in the advantage that the structure of such an ignition device is considerably simplified, as a result of which it can be produced at a considerably lower cost.
  • the decoupling means described above are provided, which prevent the pre-stage 3a from being impaired by the high clamp voltage that occurs when the transistor T100 is switched off. It must also be ensured that after a scheduled shutdown of the transistor T100 arranged in the output stage 3c, its uncontrolled restarting is reliably prevented. This is achieved by a further transistor T43 (FIG. 4), the collector connection of which is connected to the base connection of transistor T100, the emitter connection of which is connected to the emitter connection of transistor T100 and the base connection of which is connected via a resistor R44 to the positive connection of the DC voltage source.
  • This circuit arrangement ensures that the transistor T43 is only activated and switched through via its base connection if the base connection has a more negative potential than the emitter connection of the transistor T43. However, this is only the case if, when the transistor T100 is switched off, the clamp voltage, which is in the order of magnitude of approximately 400 volts, occurs, which could lead to an unintentional restart of the transistor T100.
  • a resistor R12 is arranged between the positive connection of the DC voltage source and the connection of the primary winding 1a of the ignition transformer 1 remote from the ground for the purpose of current measurement. When current flows through the primary winding 1a, a voltage drops across this resistor R12, which voltage can be supplied to the preliminary stage 3a for control purposes.
  • a current measuring resistor R12 ' is arranged between the emitter connection of the transistor T100 and the ground-side connection of the primary winding 1a of the ignition transformer.
  • the voltage drop across the measuring resistor R12 ' is tapped via two high-impedance resistors R13, R14 and input terminals of the preamplifier 3a which are protected by Zener diodes Z1, Z2 connected to ground.
  • the high voltage occurring at the two phases of the measuring resistor R12 'during the switch-off phase is decoupled via R13, R14, Z1 and Z2.
  • a further transistor T30 is provided, which is connected in parallel with the series connection of the emitter base section of the transistor T100 and the current measuring resistor R12 '.
  • the emitter connection of the transistor T30 is connected to the ground-side connection of the primary winding 1a of the ignition transformer 1, its collector connection to the base connection of the transistor T100 and finally its base connection to the tap of a voltage divider R31, R32 located between the emitter and collector connection of the transistor T30.
  • the partial resistor R32 closer to the ground connection is also designed to be adjustable in this voltage divider R31, R32.
  • preliminary stage 3a, final stage 3c and the decoupling means 3b of the ignition device 3 are implemented using monolithically integrated technology. This means that even in large-scale production, the scattering can be extremely low achieve essential electrical characteristics.
  • the current measuring resistor R12 ' is expediently arranged as a distributed resistor on the emitter teeth of the emitter region of the transistor T100, as a result of which good current uniform distribution over the entire active emitter region of the transistor T100 is ensured.
  • the transistor T30 in connection with the output stage are expediently integrated into the emitter base section of the pnp transistor T100, the transistor T30 being designed as a lateral pnp transistor.
  • the decoupling means shown in the exemplary embodiment according to FIG. 3 can also be integrated with the transistors T20 and T25 in the same way.
  • the transistor T43 shown in the exemplary embodiment according to FIG. 4 of the ignition device and preventing the transistor T100 from being switched on again unintentionally can be monolithically integrated as a lateral pnp transistor in the base-emitter path of the transistor T100 arranged in the output stage 3c.
  • Both the control stage 3a and the transistors T20, T25 or the decoupling diode D41 provided for decoupling purposes must be brought to the thick-film circuit in the form of separate chips and connected to the rest of the circuit by means of bond connections.
  • the resistors R33, R44 and R12 can be implemented as thick film resistors.
  • FIGS. 5 and 6 show the configuration of the output stage 3c of the ignition device 3 using monolithically integrated technology.
  • 5 shows the circuit diagram of the output stage
  • FIG. 6 shows a cross section through a semiconductor substrate.
  • the output stage transistor T100 is designed as a two-stage Darlington transistor with the components T101 and T102.
  • the short-circuit transistor designed as a pnp lateral transistor marked with the reference number 43.
  • the resistors R50 and R51 shown in the circuit diagram according to FIG. 5 are integrated in a manner known per se to the person skilled in the art and are therefore no longer shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 shows with reference numeral 60 a high-resistance p-type substrate into which n-type base wells 62, 63 and 64 are diffused. Highly doped p-type emitter zones 65, 66, 67 and 68 are in turn diffused into the aforementioned base troughs.
  • the base wells 62 and 63 represent the bases of the two transistors T101 and T102 belonging to the Darlington, while 64 represents the base well comprising the lateral short-circuit transistor T43.
  • the additional troughs 69, 70 and 71 consist of n-type silicon highly doped with phosphorus.
  • the transistor arrangement comprises the three outer connection lands 612 (base of the Darlington transistor), 617 (base of the lateral transistor) and 615 (emitter of the Darlington transistor).

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)

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Zündeinrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1, die aus DE-A-28 25 830 bekannt ist. Bei den bisher bekannten Zündeinrichtungen, die einen pnp-Transistor in der Endstufe verwenden, ist mit dem Kollektoranschluß des Transistors die Primärwicklung eines Zündtransformators verbunden, während der Emitteranschluß des Transistors, gegebenenfalls über einen Strommeßwiderstand, mit dem Masseanschluß verbunden ist. Während des Betriebs der Zündeinrichtung treten an der Endstufe der Zündeinrichtung hohe Verlustleistungen auf, die vom Kollektoranschluß zum Kühlkörper abgeführt werden müssen. Gleichzeitig muß aber der Kollektoranschluß während der beim Abschaltvorgang auftretenden Klammerspannung gegen den Kühlkörper elektrisch isoliert werden. Diese beiden entgegengesetzten Forderungen lassen sich nur mit einer thermisch gutleitenden, elektrisch isolierenden Keramikschicht zwischen Kollektoranschluß und Kühlkörper erfüllen, die jedoch den Aufbau der Zündeinrichtung erheblich verteuert und die insbesondere bei Hochleistungszündeinrichtungen den auftretenden thermischen Wechselbelastungen nicht gewachsen ist.
  • Auch aus FR-A-2407363, US-A-3945362, US-A-4106462, FR-A-2318323 und DE-A-3231125 sind jeweils Zündeinrichtungen bekannt, bei denen jeweils der Ermitteranschluß des in der Endstufe vorgesehenen Transistors mit dem Masseanschluß verbunden ist.
  • Die erfindungsgemäße Zündeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Verwendung eines pnp-Transistors in der Endstufe der Zündeinrichtung und die thermisch und elektrisch gut leitende Verbindung seines Kollektoranschlusses mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung eine große Verlustleistung betriebssicher abgeführt werden kann. Durch die Einsparung isolierender Schichten zwischen dem Kollektoranschluß und dem Masseanschluß wird zudem der Aufbau der Zündeinrichtung vereinfacht und dadurch verbilligt. Schließlich läßt sich der überwiegende Teil der Zündeinrichtung in besonders vorteilhafter Weise monolithisch integrieren, wodurch auch große Stückzahlen mit engen elektrischen Kennwerten herstellbar sind.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündeinrichtung möglich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie von Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild der Zündeinrichtung, jedoch ohne Darstellung der Wiedereinschaltsperre in der Endstufe, Figur 2 den Stromlaufplan eines Teiles der Zündeinrichtung mit der Endstufe und den Entkopplungsmitteln, jedoch ohne Darstellung der Wiedereinschaltsperre in der Endstufe, Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Zündeinrichtung mit Darstellung der Endstufe und der Entkopplungsmittel, jedoch ohne Darstellung der Wiedereinschaltsperre in der Endstufe, Figur 4 die Zündeinrichtung mit Darstellung der Wiedereinschaltsperre in der Endstufe und einer Entkoppelungsdiode als Entkopplungsmittel, Figur 5 als Stromlaufplan ein Ausführungsbeispiel der Endstufe der Zündeinrichtung in monolithisch integrierter Technik und Figur 6 einen Querschnitt durch ein Halbleitersubstrat.
  • Figur 1 zeigt die im wesentlichen als Blockschaltbild dargestellte Zündeinrichtung 3, insbesondere für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, mit einem eine Primärwicklung 1a und eine Sekundärwicklung 1d aufweisenden Zündtransformator 1, an dessen Primärwicklung 1a eine Gleichspannungsquelle anlegbar ist, jedoch ohne Darstellung der Wiedereinschaltsperre in der Endstufe. Die Zündeinrichtung 3 umfaßt eine Stromsteuereinrichtung zur Steuerung des durch die Primärwicklung 1a des Zündtransformators 1 fließenden Stromes. Diese Stromsteuereinrichtung besteht aus einer Vorstufe 3a und einer Endstufe 3c. Die Endstufe 3c besteht im wesentlichen aus einem Transistor T100 eines ersten Leitfähigkeitstyps, nämlich einem pnp-Transistor oder pnp-Darlington-Transistor, dessen Kollektor mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung 3 verbunden ist. Zwischen Vorstufe 3a und Endstufe 3c sind Entkopplungsmittel 3b vorgesehen, die die Vorstufe 3a von der Endstufe 3c entkoppeln und die insbesondere die Vorstufe 3a vor der jeweils beim Abschaltvorgang an der Endstufe 3c auftretenden hohen Klammerspannung schützen. Wie in Figur 2 dargestellt, umfassen bei einem Ausführungsbeispiel der Zündeinrichtung, in dem die Wiedereinschaltsperre nicht dargestellt ist, die Entkopplungsmittel 3b einen Transistor T20 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des in der Endstufe 3c vorgesehenen Transistors T100, und dessen Emitteranschluß mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung 3 verbunden sind. Der Basisanschluß des Transistors T20 ist mit der Vorstufe 3a der Zündeinrichtung 3 verbunden und wird von dieser angesteuert. Da der Transistor T100 ein pnp-Transistor ist, wird als Entkopplungstransistor T20 ein Transistor vom npn-Typ eingesetzt. Dieser muß mindestens das gleiche Sperrvermögen, wie die am T100 auftretende Klammerspannung haben. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Zündeinrichtung, in dem die Wiedereinschaltsperre nicht dargestellt ist, (Figur 3) umfassen die Entkopplungsmittel neben dem Transistor T20, dessen Kollektoranschluß über einen Widerstand R21 mit dem Basisanschluß des Transistors T100 verbunden ist, einen weiteren Transistor T25, der parallel zur Emitter-Basisstrecke des Transistors T20 geschaltet ist. Der Kollektoranschluß des Transistors T25 ist also mit dem Basisanschluß des Transistors T20 verbunden, während der Emitteranschluß des Transistors T25 mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbunden ist, an dem auch über den Widerstand R22 der Emitteranschluß des Transistors T20 liegt. Der Widerstand R22 hat die Funktion eines Stromfühlerwiderstandes, d. h., bei einem Stromfluß durch den Transistor T20 und den Widerstand R22 tritt am Widerstand R22 ein Spannungsabfall auf, der für Steuerzwecke einsetzbar ist. Der Basisanschluß des Transistors T25 liegt am Abgriff eines aus den Widerständen R23 und R24 gebildeten Spannungsteilers, der zwischen dem Basisanschluß des Transistors T20 und den Masseanschluß der Zündeinrichtung geschaltet ist. Zweckmäßig ist dabei zur exakten Festlegung der Basisspannung des Transistors T25 der mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbundene Teilwiderstand R24 des Spannungsteilers R23, R24 abgleichbar ausgebildet. Auf besonders vorteilhafte Weise erfolgt der Abgleich durch Parallelschaltung geeigneter Zusatzwiderstände, die zunächst mit Zenerdioden in Reihe geschaltet sind. Durch Überlastung der Zenerdioden werden diese zerstört und die Zusatzwiderstände parallel zum Teilwiderstand R24 geschaltet. In der gleichen Weise, wie mit T25 und T20 der Basistrom für T100 eingeregelt wird, läßt sich alternativ mit T30 und den Widerständen R31, R32 eine Emitterstromregelung für T100 realisieren.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Zündeinrichtung (Figur 4) umfassen die Entkopplungsmittel eine Diode D41, deren Anodenanschluß mit dem Emitteranschluß eines Ansteuertransistors T40 in der Vorstufe und deren Kathodenanschluß mit dem Basisanschluß des Transistors T100 und über den Lastwiderstand R42 des Transistors T40 mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbunden sind. Auch hier muß die Diode mindestens das Sperrvermögen der am T100 auftretenden Klammerspannung haben.
  • Die Zündeinrichtung bietet den besonderen Vorteil, daß der in der Endstufe 3c angeordnete Transistor T100 mit seinem Kollektoranschluß unmittelbar mit dem Masseanschluß elektrisch leitend verbunden ist und somit unmittelbar auf einem mit dem Masseanschluß verbundenen Kühlkörper montiert werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zündeinrichtungen wird somit die Ableitung der während des Betriebs der Zündeinrichtung auftretenden Verlustleistung außerordentlich erleichtert, da keine den Wärmefluß behindernden Isolierschichten zwischen dem Kollektoranschluß des Transistors T100 und einem vom Kollektoranschluß zu isolierenden Kühlkörper angeordnet werden müssen. Zusätzlich ergibt sich dadurch der Vorteil, daß der Aufbau einer solchen Zündeinrichtung wesentlich vereinfacht wird, wodurch diese erheblich preisgünstiger herstellbar ist. Um einen störungsfreien Betrieb der Zündeinrichtung zu gewährleisten, werden die zuvor beschriebenen Entkopplungsmittel vorgesehen, die eine Beeinträchtigung der Vorstufe 3a durch die beim Abschalten des Transistors T100 auftretende hohe Klammerspannung verhindern. Weiter ist dafür zu sorgen, daß nach einem planmäßigen Abschalten des in der Endstufe 3c angeordneten Transistors T100 sein unkontrolliertes Wiedereinschalten zuverlässig verhindert wird. Dies wird durch einen weiteren Transistor T43 erreicht (Figur 4), dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des Transistors T100, dessen Emitteranschluß mit dem Emitteranschluß des Transistors T100 und dessen Basisanschluß über einen Widerstand R44 mit dem positiven Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden ist. Durch diese Schaltungsanordnung wird gewährleistet, daß der Transistor T43 über seinen Basisanschluß nur dann angesteuert und durchgeschaltet wird, wenn der Basisanschluß ein negativeres Potential aufweist als der Emitteranschluß des Transistors T43. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn beim Abschalten des Transistors T100 die in der Größenordnung von etwa 400 Volt liegende Klammerspannung auftritt, die zu einem ungewollten Wiedereinschalten des Transistors T100 führen könnte.
  • In den Ausführungsbeispielen der Zündeinrichtung nach Figur 1 und Figur 4 ist zum Zwecke der Strommessung zwischen dem positiven Anschluß der Gleichspannungsquelle und dem massefernen Anschluß der Primärwicklung 1a des Zündtransformators 1 ein Widerstand R12 angeordnet. Bei Stromfluß durch die Primärwicklung 1a fällt an diesem Widerstand R12 eine Spannung ab, die der Vorstufe 3a für Steuerzwecke zuführbar ist. In den Ausführungsbeispielen der Zündeinrichtung nach Figur 2 und 3 ist ein Strommeßwiderstand R12' zwischen den Emitteranschluß des Transistors T100 und dem masseseitigen Anschluß der Primärwicklung 1a des Zündtransformators angeordnet. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 wird der Spannungsabfall am Meßwiderstand R12' über zwei hochohmige Widerstände R13, R14 abgegriffen und Eingangsanschlüssen der Vorstufe 3a zugeführt, die mit gegen Masse geschalteten Zenerdioden Z1, Z2 geschützt sind. Die bei der Abschaltphase an beiden Auschlüssen des Meßwiderstandes R12' auftretende Hochspannung wird über R13, R14, Z1 und Z2 abgekoppelt. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist ein weiterer Transistor T30 vorgesehen, der parallel zur Reihenschaltung von Emitter-Basisstrecke des Transistors T100 und Strommeßwiderstand R12' geschaltet ist. Dabei sind der Emitteranschluß des Transistors T30 mit dem masseseitigen Anschluß der Primärwicklung 1a des Zündtransformators 1, sein Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des Transistors T100 und schließlich sein Basisanschluß mit dem Abgriff eines zwischen Emitter- und Kollektoranschluß des Transistors T30 liegenden Spannungsteilers R31, R32 verbunden. Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit dem Entkoppeltransistor T25 beschrieben, wird auch bei diesem Spannungsteiler R31, R32 der dem Masseanschluß nähere Teilwiderstand R32 abgleichbar ausgebildet.
  • In besonders vorteilhafter Weise werden Vorstufe 3a, Endstufe 3c sowie die Entkopplungsmittel 3b der Zündeinrichtung 3 in monolithisch integrierter Technik ausgeführt. Dadurch lassen sich auch in Großserienherstellung außerordentlich geringe Streuungen der wesentlichen elektrischen Kennwerte erzielen. Bei Ausführung der Zündeinrichtung 3 in integrierter Technik wird der Strommeßwiderstand R12' zweckmäßig als verteilter Widerstand an den Emitterzähnen des Emitterbereichs des Transistors T100 angeordnet, wodurch für eine gute Stromgleichverteilung über das gesamte aktive Emittergebiet des Transistors T100 gesorgt wird. Strommeßwiderstand R12' und die in Figur 3 in Zusammenhang mit der Endstufe dargestellte Stromregelschaltung werden dabei zweckmäßig in die Emitter-Basisstrecke des pnp-Transistors T100 integriert, wobei der Transistor T30 als lateraler pnp-Transistor ausgestaltet ist. In gleicher Weise können auch die im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 dargestellten Entkopplungsmittel mit den Transistoren T20 und T25 integriert werden. Auch der im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 der Zündeinrichtung dargestellte, eine unkontrollierte Wiedereinschaltung des Transistors T100 verhindernde Transistor T43, kann als lateraler pnp-Transistor in die Basis-Emitterstrecke des in der Endstufe 3c angeordneten Transistors T100 monolithisch integriert werden.
  • Sowohl die Ansteuerstufe 3a als auch die für Entkopplungszwecke vorgesehenen Transistoren T20, T25 oder die Entkoppeldiode D41 müssen in Form von separaten Chips auf die Dickschichttschaltung gebracht und mittels Bondverbindungen an die übrige Schaltung angeschlossen werden. Die Widerstände R33, R44 und R12 sind als Dickschichtfilmwiderstände zu realisieren.
  • Anhand von Figur 5 und Figur 6 wird beispielhaft die Ausgestaltung der Endstufe 3c der Zündeinrichtung 3 in monolithisch integrierter Technik erläutert. Dabei zeigt Figur 5 den Stromlaufplan der Endstufe, während Figur 6 einen Querschnitt durch ein Halbleitersubstrat darstellt. Der Endstufentransistor T100 ist dabei als zweistufiger Darlington-Transistor mit den Bestandteilen T101 und T102 ausgeführt. In Übereinstimmung mit der Darstellung im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist der als pnp-Lateraltransistor ausgestaltete Kurzschlußtransistor mit der Bezugsziffer 43 gekennzeichnet. Die Integration der im Stromlaufplan nach Figur 5 dargestellten Widerstände R50 und R51 erfolgt in einer dem Fachmann an sich bekannten Weise und ist daher in Figur 6 nicht mehr dargestellt. Figur 6 zeigt mit Bezugsziffer 60 ein hochohmiges p-leitendes Substrat, in die n-leitende Basiswannen 62, 63 und 64 eindiffundiert sind. In die vorgenannten Basiswannen sind wiederum hoch dotierte p-leitende Emitterzonen 65, 66, 67 und 68 eindiffundiert. Dabei stellen die Basiswannen 62 und 63 die Basen der beiden zum Darlington gehörenden Transistoren T101 und T102 dar, während 64 die den lateralen Kurzschlußtransistor T43 umfassende Basiswanne darstellt. Die zusätzlichen Wannen 69, 70 und 71 bestehen aus hoch mit Phosphor dotiertem n-leitenden Silicium. Sie dienen zunächst der Herstellung niederohmiger Kontakte 612, 614 und 617 auf den sonst hochohmig mit Phosphor dotierten Basiswannen. Zum anderen üben diese hochdotierten Phosphorschichten eine getternde Wirkung aus, die für das Sperrverhalten und gleichzeitig für die Verstärkung der Transistoren T43, T101 und T102 günstig ist. Die äußeren Verbindungsleitungen 612 bis 618 werden nun wie folgt miteinander verknüpft. Die Zusammenschaltung der Transistoren T101 und T102 zu einem Darlingtonpaar erfolgt in der Weise, daß die Anschlüsse 613 und 614 miteinander verbunden werden, während der Anschluß 612 der äußere Basisanschluß und der Anschluß 615 der äußere Emitteranschluß des Darlingtontransistors sind. Zur Integration des pnp-Lateraltransistors T43 wird dessen lateraler Kollektoranschluß 618 mit dem Basisanschluß 612 des Darlingtontransistors T101, T102 und der laterale Emitteranschluß 616 des Transistors T43 mit dem Emitteranschluß 615 des Darlingtontransistors verbunden. Somit umfaßt die Transistoranordnung die drei äußeren Anschlußlands 612 (Basis des Darlingtontransistors), 617 (Basis des Lateraltransistors) und 615 (Emitter des Darlingtontransistors).

Claims (10)

  1. Zündeinrichtung, insbesondere für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, mit einem eine Primär- und eine Sekundärwicklung aufweisenden Zündtransformator, mit einer an die Primärwicklung anlegbaren Gleichspannungsquelle, mit einer aus einer Vorstufe und einer Endstufe bestehenden Stromsteuereinrichtung zur Steuerung des durch die Primärwicklung fließenden Stromes, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (3c) der Stromsteuereinrichtung einen ersten Transistor (T100) eines ersten Leitfähigkeitstyps umfaßt, dessen Kollektoranschluß mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung direkt verbunden ist, daß zwischen der Vorstufe (3a) und der Endstufe (3c) Entkopplungsmittel (3b) sowie Mittel zur Verhinderung des unkontrollierten Einschaltens der Endstufe (3c) vorgesehen sind, wobei die Mittel zur Verhinderung des unkontrollierten Einschaltens der Endstufe (3c) einen zweiten Transistor (T43) umfassen, dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des ersten Transistors (T100), dessen Emitteranschluß mit dem Emitteranschluß des ersten Transistors (T100), und dessen Basisanschluß über einen ersten Widerstand (R44) mit dem positiven Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden ist.
  2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungsmittel (3b) einen dritten Transistor (T20) eines zweiten Leitfähigkeitstyps umfassen, dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des ersten Transistors (T100) und dessen Emitteranschluß mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbunden sind, und der über seinen Basisanschluß von der Vorstufe (3a) der Stromsteuereinrichtung ansteuerbar ist.
  3. Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitteranschluß des dritten Transistors (T20) über einen zweiten Widerstand (R22) mit dem Masseanschluß verbunden ist, daß die Entkopplungsmittel (3b) einen weiteren Transistor (T25) umfassen, dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des dritten Transistors (T20) und dessen Emitteranschluß mit dem Masseanschluß verbunden ist, und daß der Basisanschluß des weiteren Transistors (T25) an dem Abgriff eines zwischen dem Basisanschluß des dritten Transistors (T20) und dem Masseanschluß geschalteten ersten Spannungsteilers (R23, R24) liegt.
  4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem einen Anschluß an Masse liegende Teilwiderstand (R24) des ersten Spannungsteilers (R23, R24) abgleichbar ausgebildet ist.
  5. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (3c) eine Strommeßeinrichtung umfaßt, deren Ausgangssignal der Vorstufe (3a) zugeführt wird.
  6. Zündeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strommeßeinrichtung aus einem zweiten Widerstand (R12, R12') besteht und daß die bei Stromfluß durch die Primärwicklung (1a) des Zündtransformators (1) an ihm ahfallende Spannung der Vorstufe (3a) zugeführt wird.
  7. Zündeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse des zweiten Widerstandes (R12') über hochohmige dritte und vierte Widerstände (R13, R14) mit Eingangsanschlüssen der Vorstufe (3a) verbunden sind, welche Eingangsanschlüsse durch mit Masse verbundene Zenerdioden (Z1, Z2) geschützt sind.
  8. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorstufe (3a) einen Ansteuertransistor (T40) umfaßt und daß zum Schutz der Vorstufe (3a) gegen primärseitig auftretende Spannungspitzen eine Diode (D41) vorgesehen ist, deren Anodenanschluß mit dem Emitteranschluß des Ansteuertransistors (T40) und deren Kathodenanschluß mit dem Basisanschluß des ersten Transistors (T100) und über den Lastwiderstand (R42) des Ansteuertransistors (T40) mit dem Masseanschluß der Zündeinrichtung verbunden ist.
  9. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorstufe (3a), die Endstufe (3c) und gegebenenfalls die Entkopplungsmittel (3b) in monolithisch integrierter Technik hergestellt sind.
  10. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strommeßwiderstand (R12') zwischen dem Emitteranschluß des ersten Transistors (T100) und dem masseseitigen Anschluß der Primärwicklung (1a) angeordnet ist, daß der Emitteranschluß eines vierten Transistors (T30) mit dem masseseitigen Anschluß der Primärwicklung (1a), daß der Kollektoranschluß des vierten Transistors (T30) mit dem Basisanschluß des ersten Transistors (T100) und daß schließlich der Basisanschluß des vierten Transistors (T30) mit dem Abgriff eines zwischen dem Emitter- und dem Kollektoranschluß des vierten Transistors (T30) liegenden zweiten Spannungsteilers (R31, R32) verbunden ist.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3839039A1 (de) * 1988-11-18 1990-05-23 Bosch Gmbh Robert Zuendendstufe einer transistor-zuendanlage
IT1239867B (it) * 1990-01-26 1993-11-15 Weber Srl Sistema di identificazione delle fasi di un motore endotermico
JP2568813Y2 (ja) * 1992-02-19 1998-04-15 三菱電機株式会社 内燃機関用点火装置
US5529046A (en) * 1995-01-06 1996-06-25 Xerox Corporation High voltage ignition control apparatus for an internal combustion engine
DE19624530A1 (de) * 1996-06-20 1998-01-02 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung einer Zündendstufe, insbesondere für eine Zündschaltung eines Kraftfahrzeugs
KR100385967B1 (ko) 1998-05-23 2003-07-16 삼성전자주식회사 네트웍상에서의서버기기접속방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1447597A (fr) * 1965-09-16 1966-07-29 Rca Corp Circuits d'allumage à transistors, notamment pour véhicules automobiles
FR2217566A1 (de) * 1973-02-10 1974-09-06 Lucas Electrical Co Ltd
US3945362A (en) * 1973-09-17 1976-03-23 General Motors Corporation Internal combustion engine ignition system
DE2531337C3 (de) * 1975-07-12 1978-11-23 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
US4106462A (en) * 1976-03-18 1978-08-15 General Electric Company Ignition system control circuit
GB1594348A (en) * 1976-10-28 1981-07-30 Lucas Industries Ltd Ignition systems for internal combustion engines
DE2747819A1 (de) * 1977-10-25 1979-04-26 Siemens Aag Verfahren und schaltungsanordnung zum steuern des primaerstromes in spulenzuendanlagen von kraftfahrzeugen
JPS57206776A (en) * 1981-06-16 1982-12-18 Nissan Motor Co Ltd Plasma ignition device
DE3231125A1 (de) * 1982-08-21 1984-02-23 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen
JPS5985483A (ja) * 1982-11-04 1984-05-17 Otsupama Kogyo Kk 内燃機関の無接点点火装置
US4480624A (en) * 1983-08-17 1984-11-06 Outboard Marine Corporation Capacitor discharge ignition system for internal combustion engine
JPH0676791B2 (ja) * 1986-03-03 1994-09-28 日本電装株式会社 内燃機関用点火装置
JPH0726607B2 (ja) * 1987-02-23 1995-03-29 株式会社日立製作所 多気筒内燃機関用電子配電式点火装置
JPH0299763A (ja) * 1988-10-07 1990-04-11 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関点火装置
IT1223932B (it) * 1988-11-23 1990-09-29 Marelli Autronica Sistema di accensione per un motore a combustione interna utilizzante tiristori

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