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Zündanlage für Brenikreftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem näch Art eines Wechselstrongenerators
arbeitenden Signalgeber, mit einem an diesen Signalgeber angeschlossenen Schwellwertschalter,
mit einer steuerbaren elektronischen Verbindungsschaltstrecke zur Unterbrechurg
des von einer Gleichstromquelle gelieferten, über die Primärwicklung einer Zündspule
geführten Stromes, mit einem Steuertransistor zur Steuerung der Verbindungsschaltstrecke
und mit einem zwischen Schwellwertschalter und Steuertransistor
vorgesehenen
Speicherglied, das einen mit wachsender Drehzahl der Brennkraftmaschine abnehmenden
Energiebetrag speichert und über einen Ladewiderstand mit einem stabilisierten Potential
in Verbindung steht, nach Patent ...,.. (Patentanmeldung P 22 44 781.0).
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Eine derartige Zündanlage zeichnet sich dadurch aus, daß auf den herkömmlichen
Unterbrecherschalter verzichtet werden kann, der nach längerer Betriebsdauer wegen
Verschmutzung und Abbrand an seinen Kontakten den Betrieb der Brennkraftmaschine
gefährdet, und daß sich außerdem bei Drehzahländerung der Brennkraftmaschine jeweils
die Dauer des Stromflusses in der Primärwicklung der Zündspule selbsttätig auf einen
günstigen Wert einstellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Anpassung der Dauer des Stromflusses
in der Primärwicklung an die jeweilige Drehzahl der Brennkraftmaschine noch weiter
zu präzisieren.
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Diese Aufgabe ist bei der eingangs erwähnten Zündanlage erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß der Ladewiderstand mindestens zum Teil durch die Emitter-Kollektor-Strecke
eines im aktiven Bereich betriebenen Transistors gebildet wird.
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Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme erreicht man, daß sich
die Unterbrechung des Stromflusses in der Primärwicklung in linearer Abhängigkeit
vom Anwachsen der Drehzahl verkürzt. Stromaufnahme und Belastung der Zündspule werden
dadurch im wesentlichen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine sehr zufriedenstellend
optimiert.
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Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben.
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Die dargestellte Zündanlage, die für die nicht dargestellte Brennkraftmaschine
eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmt sein soll, wird aus
einer Stromquelle 1 gespeist, die im Beispielsfall die Batterie des Kraftfahrzeuges
ist. An der Stromquelle 1 geht von dem Pluspol eine einen Betriebsschalter (Zündschalter)
2 enthaltende Versorgungsleitung 3 und von dem Minuspol eine an Masse liegende Leitung
4 aus. Von der Versorgungsleitung 3 geht 'eine Verbindung aus, die zunächst über
die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6 und danach über eine Verbindungsschaltstrecke
7 zur Masseleitung 4 führt. Die Verbindungsschaltstrecke 7, die zum Schutz gegen
Überbeanspruchung die Parallelschaltung eines Kondensators 8 und einer von der Stromquelle
1 in Sperrichtung beanspruchten Zenerdiode 9 in ihrem Nebenschluß aufweist, wird
durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines (npn-) Transistors 10 gebildet. Der Transistor
10 bildet mit einem (npn-) Vortransistor 11 eine Darlington-Schaltung, indem diese
beiden Transistoren 10, 11 mit ihrem Kollektor gemeinsam an der Primärwicklung 5
liegen, an ihrer Basis-Emitter-Strecke je einen von zwei in Serie liegenden.
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Widerständen 12, 13 im Nebenschluß aufweisen und der Emitter des Vortransistors
11 mit der Basis des Transistors 10 verbunden ist.
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Von dem zwischen Primärwicklung 5 und Verbindungsschaltstrecke 7 liegenden
leitungsabschnitt führt eine Verbindung zunächst über die Sekundärwicklung 14 der
Zündspule 6 und danach über eine Zündkerze 15 zur Hasse leitung 4. Selbstverständlich
kann die Sekundärwicklung 14 mittels eines nicht dargestellten Zündverteilers auch
in einer vorbestimmten Reihenfolge an mehrere Zündkerzen anschließbar sein.
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Von der Versorgungsleitung 3 führt eine weitere Verbindung zunächst
über einen Widerstand 16 und danach über die Parallel schaltung eines Kondensators
17 und einer von der
Stromquelle 1 in Sperrichtung beanspruchten
Zenerdiode 18 zur Hasseleitung 4. Zwischen Widerstand 16 einerseits und Kondensator
17 sowie Zenerdiode 18 andererseits ist somit ein Schaltungspunkt 19 vorhanden,
der während des Betriebes ein stabilisiertes Potential aufweist. Von dem Schaltungspunkt
19 geht eine Verbindung aus, die zunächst über einen Widerstand 20, danach über
eine von der Stromquelle 1 in Durchlaßrichtung beanspruchte Diode 21 und schlieBlich
über eine Geberwicklung 22 zur Hasseleitung 4 führt.
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Die Geberwicklung 22 ist Bestandteil eines mit gestricheltem Linienzug
angedeuteten Signalgebers 23, der mit einem nicht dargestellten, während des Betriebes
rotierenden Teil der Brennkraftmaschine gekuppelt ist und'nach Art eines Wechselstromgenerators
arbeitet. Es werden somit von dem Signalgeber 23 wahrend des Betriebes wenigstens
annahernd sinusförmige Wechselspannungssignale zur Verfügung gestellt, von denen
die negative Halbwelle in Richtung des Pfeiles U1 und die positive Halbwelle in
Richtung des Pfeiles U2 wirken soll.
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Ein zwischen Widerstand 20 und Diode 21 liegender Schaltungspunkt
24 ist an die Anode einer Diode 25 angeschlossen, deren Kathode mit dem Eingang
26 eines nach Art eines Schmitt-Triggers arbeitenden Schwellwertschalters 27 und
außerdem über die Parallelschaltung eines Bemessungswiderstandes 28 und eines zur
Ableitung von Störimpulsen dienenden Kondensators 29 mit der Masseleitung 4 in Verbindung
steht.
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Der Schwellwertschalter 27 weist einen (npn-) Eingangstransistor 30
und einen(npn-) Ausgangstransistor 31 auf. Diese beiden Transistoren 30, 31 sind
mit ihrem Emitter über einen gemeinsamen Widerstand 32 an die Masseleitung 4 und
mit ihrem Kollektor äe über einen von zwei Widerständen 33, 34 an den Schaltungspunkt
19 angeschlossen. Außerdem steht die Basis
des Ausgangstransistors
31 über einen Widerstand 35 mit dem Kollektor des Eingangstransistors 30 und über
einen weiteren Widerstand 36 mit der Masseleitung 4 in Verbindung.
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Der Ausgang 37 des Schwellwertschalters 27 ist an die Kathode einer
Blockierdiode 38 angeschlossen, deren Anode über ein durch wenigstens einen Kondensator
39 gebildetes Speicherglied 40 mit der Basis eines (npn-) Steuertransistors i Verbindung
hat.
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Der mit seinem Emitter an der Nasseleitung 4 liegende Steuertransistor
41 ist mit seinem Kollektor über die Serienschaltung zweier Widerstände 42, 43 an
die Versorgungsleitung 3 angeschlossen. An der gemeinsamen Verbindung 44 dieser
beiden Widerstände 42, 43 liegt die Basis eines (pnp-) Zwischen transistors 45,
der mit seinem Emitter an die Versorgungsleitung 3 angeschlossen ist und zum Schutz
gegen Störimpulse einen Kondensator 46 im Nebenschluß seiner Basis-Æmitter-Strecke
aufweist. Der Kollektor des Zwischentransistors 45 ist über einen Widerstand 47
mit der Basis des Vortransistors 11 verbunden.
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Der das Speicherglied 40 bildende Kondensator 39 ist an seinem dem
Steuertransistor 41 zugewandten Belag über einen Entladewiderstand 48 mit dem Schaltungspunkt
19 verbunden, während der dem Schwellwertschälter 27 zugewandte Belag dieses Kondens-ators
39 über einen Ladewiderstcsnd 49 mit dem Schaltungspunkt 19 Verbindung hat. Der
Ladewiderstand 49 wird im wesentlichen durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines
(pnp-) Transistors 50 gebildet, wobei dieser Emitter-Kollektor-Strecke im Bedarfsfall
noch ein Korrekturglied, z. B. eine Diode oder - wie gezeigt - ein Reihenwiderstand
51, zuge schaltet sein kann. Der Transistor 50 wird an seiner Basis so vorgespannt,
daß er im aktiven Bereich arbeitet.
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Die hierfür erforderliche Vorspannung wird zweckmäßig an
dem
festeinstellbaren Abgriff 52 eines zwischen Schaltungs punkt 19 und Nasse leitung
4 liegenden Widerstandes 53 abgenommen.
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Ein im Nebenschluß der Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors
41 vorgesehener Kondensator 54 soll ebenfalls eine Steuerbeeinflussung durch Störimpulse
verhindern.
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Die soeben beschriebene Zündanlage hat folgende Wirkungsweise: Sobald
der Betriebsschalter 2 geschlossen wird, ist die Anlage funktionsbereit. Wird gerade
am Signalgeber 23 eine in Richtung des Pfeiles U2 wirkende positive Spannungshalbwelle
zur Verfügung gestellt, so ist das infolge der Diode 21 ohne Einfluß auf die Basis
des zum Schwellwertschalter 27 gehörenden Eingangstransistors 30. In diesem Fall
verläuft somit über die Basis-Emitter-Strecke des Eingangstransistors 30 ein Steuerstrom,
der über die Schaltungselemente 2, 3, 16, 20, 25, 32 sowie 4 geführt wird und die
Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 30 in den stromdurchlassenden Schaltzustand
steuert, während sich abhängig davon die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors
31 in dem stromsperrenden Schaltzustand befindet. Demzufolge fließt über die Basis-Emitter-Strecke
des Steuertransistors 41 ebenfalls ein Steuerstrom, der über die Schaltungselemente
2, 3, 16, 48 sowie 4 verläuft und die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors
41 in den stromdurchlassenden Schalt zustand steuert. Dabei verzweigt sich ein Teilstrom
über den Ladewiderstand 49 und den das Speicherglied 40 bildenden Kondensator 39,
so daß sich dieser Kondensator 39 auf einen bestimmten Energiebetrag auf lädt.
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Wenn sich die Eitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 41 in
dem stromdurchlassenden Schaltzustand befindet, wird auch über die Basis-Emitter-Strecke
des ZwischentrDnsistors 45 Steuerstrom geführt, so daß dessen Emitter-Kollektor-Strecke
leitend ist. Infolge eines Stromflusses über die Schaltungselemente 2, 3, 45, 47,
13, 12 sowie 4 entstehen an den Widerständen 12, 13 Spannungsabfälle, durch die
sowohl die Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors 11 als auch die die Verbindungsschaltstrecke
7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 10 in den stromdurchlassenden
Schaltzustand gesteuert werden. Die Primärwicklung 5 der Zündspule 6 wird daher
jetzt mit Strom aus der Stromquelle 1 gespeist.
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Tritt nun in der Geberwicklung 22 des Signalgebers 23 die in Richtung
des Pfeiles Ul wirkende negative Spannungshalbwelle auf, so wandert das Potential
am Schaltungspunkt 24 in negativer Richtung bis schließlich ein Steuerstromzufluß
zum Eingangstransistor 30 des Schwellwertschalters 27 verhindert wird. Es fließt
dann Steuerstrom über die Basis-Emitter-Strecke des Ausgangstransistors 31, der
über die Schaltungselemente 2, 3, 16, 33, 35, 32 sowie 4 verläuft und die Emitter-Kollektor-Strecke
dieses Transistors 31 leitend macht. Es setzt eine Entladung des das Speicherglied
40 bildenden Kondensators 39 ein und zwar uber den Widerstand 48, die Emitter-Kollektor-Strecke
des Ausgangstransistors 31 und den Widerstand 32. Das Potential an der Basis des
Steuertransistors 41 verschiebt sich dabei soweit in negativer Richtung, daß dessen
Emitter-Kollektor-Strecke in den stromsperrenden Schaltzustand übergeht. Somit geht
auch die Emitter-Kollektor-Strecke des Zwischentransistors 45, die Emitter-Kollektor-Strecke
des Vortransistors 11 und die die Verbindungsschaltstrecke 7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors 10 in den stronsperrenden Schaltzustand über.
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Durch die dabei stattfindende Unterbrechung des über die