DE2619556A1

DE2619556A1 - Zuendanlage, insbesondere fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2619556A1
Application number: DE19762619556
Authority: DE
Inventors: Guenter Graether; Friedrich Dipl Ing Rabus
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-05-04
Filing date: 1976-05-04
Publication date: 1977-11-24
Also published as: FR2350713A1; US4217872A; IT1078976B; GB1567511A; FR2350713B1

Description

23-Ί·1976 Ve/Hm

Anlage zur Patentanmeldung

ROBSRT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART

Zündanlage, insbesondere für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer Zündspule, deren Sekundärwicklung mit wenigstens einer Zündstrecke verbunden ist und deren Primärwicklung von einem elektrischen Schalter steuerbar ist, und mit einer Zündsteuerungsvorrichtung, die einen Frequenzgenerator enthält zur mehrmaligen Schalterbetätigung im Zündzeitpunkt.

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Der Frequenzgenerator in der Zündsteuerungsvorrichtung von bekannten Zündanlagen dient dem Zweck, im Zündzeitpunkt den elektrischen Schalter mehrmals abwechselnd zu öffnen und zu schließen, um dadurch mehrere Zündfunken, ein sogenanntes Funkenband, zu erhalten. Durch ein solches Funkenband erreicht man, z.B. in einer Brennkraftmaschine, eine vollständigere Verbrennung des Zündgemisches. Der Nachteil der bekannten Funkenband-Zündanlage besteht darin, daß bei Absinken der Betriebsspannung, z.B. während des Anlaßvorganges einer Brennkraftmaschine, die Schließzeit des elektrischen Schalters nicht mehr ausreicht, um eine genügend große magnetische Energie in die Zündspule zu bringen. Diese unzureichend hohe magnetische Energie führt nach Öffnen des elektrischen Schalters zu einer zu geringen Zündspannung, die einen zu schwachen oder gar keinen Zündfunken mehr zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funkenband-Zündanlage zu entwickeln, durch die auch bei Absenkung der Betriebsspannung im Zündzeitpunkt noch eine ausreichend kräftige Zündfunkenfolge erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Frequenzgenerator einen Steuereingang aufweist, über dem die Signalbreite der Ausgangssignale des Frequenzgenerators veränderbar ist.

Eine kontinuierliche Verstellung der Signalbreite und damit der üffnungsdauer des elektrischen Schalters erhält man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß der Frequenzgenerator ein spannungsgesteuerter Frequenzgenerator (VCO) ist, dessen Steuereingang mit der Versorgungsspannung verbunden ist.

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Soll die Veränderung der Signalbreite nicht kontinuierlich, sondern in Abhängigkeit eines SchaltVorgangs erfolgen, so kann dies in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß der Frequenzgenerator einen Frequenzschalter enthält, durch dessen zwei Schaltzustände zwei Frequenzen und/oder Signalbreiten einstellbar sind und daß der Frequenzschalter durch einen weiteren Schalter steuerbar ist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß die Zündspannung auf einfache Weise unabhängig von der Versorgungsspannung wird und daß bei Schaltvorgängen die eine besonders starke Absenkung der Betriebsspannung zur Folge haben, dennoch die volle Zündspannung erhalten bleibt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem VCO,

Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Frequenzgenerator, durch den zwei Frequenzen erzeugbar sind.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein vorzugsweise mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundener Geber 10 mit einer vorzugsweise als Schmitt-Trigger ausgebildeten Impulsformerstufe 11 verbunden. Der Geber 10 ist in der Darstellung als induk-

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tiver Geber ausgebildet, jedoch ist z.B. auch eine Ausführung als Unterbrecherkontakt oder Hall-Geber möglich. Der Ausgang der Impulsformerstufe 11 ist über eine Zündverstellelektronik 12 und eine Anschlußklemme 13 mit einem spannungsgesteuerten Frequenzgenerator lh (VCO = voltage controlled oscillator) verbunden. Eine Zündverstellelektronik 12 zur Verschiebung des Zündsignals in Ahbängigkeit z.B. von den Motordaten (Drehzahl n, Saugrohrunterdruck p, Temperatur T und Drosselklappenstellung <x ) ist vielfach bekannt und soll hier nicht näher beschrieben werden. Diese Zündverstellelektronxk 12 kann bei einfacheren Zündanlagen auch entfallen. Ein VCO lh ist z.B. als Bauteil RCA-CD hOh6 im Handel. Dieses Bauteil liefert eine der anliegenden Spannung proportionale Ausgangsfrequenz, also eine Periodendauer, die umgekehrt proportional der anliegenden Spannung ist. Eine mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung verbundene Klemme 15 ist an den Steuereingang zur Veränderung der Ausgangsfrequenz des VCO l4 angeschlossen. Der Ausgang des VCO l4 ist über eine weitere Anschlußklemme 16 mit dem Steuereingang eines elektrischen Schalters 17 verbunden, der vorzugsweise als Transistor ausgebildet sein kann. Die Bauteile 10 bis 14 bilden eine Zündsteuerungsvorrichtung zur Steuerung dieses elektrischen Schalters 17. Die Klemme ist über die Schaltstrecke des elektrischen Schalters an die Primärwicklung einer Zündspule 18 angeschlossen. Die Sekundärwicklung der Zündspule 22 ist mit einer Zündstrecke 19 verbunden, die bei einer Brennkraftmaschine üblicherweise als Zündkerze ausgebildet ist. Sind mehrere Zündstrecken 19, bzw. Zündkerzen vorgesehen, so kann die Verbindung zwischen der Sekundärwicklung der Zündspule mit den Zündkerzen in bekannter Weise über eine Hochspannungsverteilung erfolgen. Die zweite Elektrode der Zündstrecke 19 sowie beide Wicklungen der Zündspule 18 sind an Masse angeschlossen.

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Die Wirkungsweise der in Pig. 1 dargestellten Schaltung soll im folgenden unter Zuhilfenahme des in Fig. 2 dargestellten Signaldiagramms erläutert werden. Ein Signal des Gebers 10 wird in der Impulsformerstufe 11 in ein Rechtecksignal A umgewandelt. Durch die Zündverstellelektronik 12 wird dieses Signal A um die Zeit To verschoben und erscheint als Signal B an der Klemme 13. Während der Dauer eines Signals B wird der VCO l4 angesteuert und gibt an seinem Ausgang eine Signalfolge C ab. Die Frequenz dieses VCO l4 hängt von der an seinem Steuereingang anliegenden Spannung ab, d.h. von der an der Klemme 15 anliegenden Versorgungsspannung. Sinkt die Versorgungsspannung, so sinkt auch die Frequenz der Ausgangssignalfolge C₁ bzw. steigt deren Periodendauer, wie dies im dargestellten Signaldiagramm nach dem dritten Signal C der Fall ist.

Während eines Signals C ist der elektrische Schalter geschlossen und der Strom I durch die Primärwicklung der Zündspule 18 steigt an, bis er durch Öffnen des Schalters 17 am Signalende eines Signals C wieder plötzlich abfällt. Während dieses plötzlichen Abfalls wird eine hohe Zündspannung U in der Sekundärwicklung der Zündspule 18 induziert, die zu einem Zündfunken führt. Durch Absinken der Versorgungsspannung steigt der Strom I langsamer an. Da jedoch durch den VCO lh in diesem Fall die Signaldauer C verlängert wird, erreicht der Strom I dennoch den gleichen Endwert, was zu einem gleich großen Zündimpuls führt. Die Konstanz der Zündspannung des Funkenbands ist gewährleistet .

Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ist mit dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel identisch bis auf den VCO l4, der durch einen Frequenzgenerator 1^0 ersetzt ist, der zwei Ausgangsfrequenzen liefern kann. Das frequenzbestimmende Glied eines

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Frequenzgenerators ist oft, wie z.B. bei einem astabilen Multivibrator, durch einen Kondensator 141 gegeben, der über einen Widerstand 142 geladen und entladen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur das frequenzbestimmende Glied l4l₃ 142 eines Frequenzgenerators 140 dargestellt. Parallel zu dem Widerstand 142 ist die Reihenschaltung eines weiteren Widerstands 143 mit der Schaltstrecke eines PNP-Transistors 144 geschaltet. Dabei ist der Emitter des Transistors l44 und der Widerstand 142 an den positiven Pol der Versorgungsspannung oder einer stabilisierten Spannung angeschlossen. Die Basis des Transistors 144 ist sowohl über einen weiteren Widerstand 145 an Hasse, wie auch über einen Schalter 146 an die Klemme 15 angeschlossen. Dieser Schalter 146 ist vorzugsweise der Anlaßschalter für den Anlaßmotor einer Brennkraftmaschine, da beim AnIaßvorgang einer Brennkraftmaschine einmal die Versorgungsspannung besonders stark sinkt und zum anderen ein besonders hoher Zündspannungsbedarf besteht.

Bei geöffnetem Schalter 146 ist der Transistor 144 stromleitend und die Ladung bzw. Entladung des Kondensators l4l erfolgt über die Parallelschaltung beider Widerstände 14?, 1^3· Wire¹ der Schalter 146 geschlossen, so sperrt der Transistor 144 und die Ladung, bzw. Entladung des Kondensators l4l erfolgt nur noch über den Widerstand 142. Dies hat zur Folge, daß die Ladezeit des Kondensators l4l langer wird, d.h. die Zeit, bis dieser Kondensator l4l eine bestimmte Spannung erreicht hat. Die Frequenz des Frequem'.generators 140 verlangsamt sich dadurch, und die Periodendauer wird größer. Die Konsequenzen daraus sind bereits im ersten Ausführungsbexspxel beschrieben.

Ist die Spannung, an die das frequenzbestimmende Glied l4l, 142, 143 des Frequenzgenerators l40 angelegt ist, die Versorgungsspannung, so ergibt sich durch Absinken der

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Versorgungsspannung eine zusätzliche Erhöhung der Periodendauer der Ausgangsfrequenz C.

Der Einsatz anderer frequenzerzeugender Glieder, deren Frequenz und/oder Signalbreite durch ein Steuersignal beeinflußbar ist, kann im Sinne der Erfindung analog zu den Bauteilen 14, 140 erfolgen.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

!.Zündanlage, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer Zündspule, deren Sekundärwicklung mit wenigstens einer Zündstrecke verbunden ist und deren Primärwicklung von einem elektrischen Schalter steuerbar ist, und mit einer Zünd-_# steuerungsvorrichtung, die einen Prequenzgenerator enthält zur mehrmaligen Schalterbetätigung im Zündzeitpunkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Prequenzgenerator (14, l40) einen Steuereingang aufweist, über dem die Signalbreite der Ausgangssignale (C) des Frequenzgenerators (14, I¹IO) veränderbar ist.
2. Sündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequensgenerator ein spannungsgesteuerter Frequenzgenerator (I¹I) (VCO = voltage controlled oscillator) ist, dessen Steuereingang mit der Versorgungsspannung verbunden ist.
3- Zündanlage nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgenerator (140) einen Frequenzschalter (14*0 enthält, durch dessen zwei Schaltzustände zwei Frequenzen und/oder Signalbreiten einstellbar sind und daß der Frequensschalter (144) durch einen weiteren Schalter (146) steuerbar ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (146) der Anlaßschalter für den Anlaßmotor einer Brennkraftmaschine ist.

5· Zündanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Frequenzgenerator (140) die Frequenz und/oder Signalbreite durch einen Kondensator (141) mit einem vorgeschaltetem Widerstand (142) bestimmt ist, dem ein tveiterer Widerstand (143) parallel geschaltet ist, und daß die Zuschaltung dieses parallel geschalteten Widerstands (143) durch den Prequenzschalter (144) steuerbar ist.

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