DE2633380A1 - IC engine optoelectronic ignition system - has photodetector apertured opaque element and transistorised ignition circuit with several Darlington pairs - Google Patents
IC engine optoelectronic ignition system - has photodetector apertured opaque element and transistorised ignition circuit with several Darlington pairsInfo
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Abstract
Description
Optisch-elektronisches Zündungssystem für Brennkraftmotor Optical-electronic ignition system for internal combustion engines
Die trfindnng betrifft ein optisch-elektronisches Zündungssystem, wie es aus den GE-PS 1 219 833 und 1 330 453 bekannt ist.The trfindnng concerns an opto-electronic ignition system, as is known from GE-PS 1 219 833 and 1 330 453.
Beim Stand der Technik sind die Transistoren, die den bistabilen Trigger bilden, so angeordnet, daß sie in umgekehrter Beziehung zueinander schalten, so daß dann, wenn irgendein Transistor voll gesättigt ist, seine Nachbarn nicht leitend sind. Der Zweck eines bistabilen Triggers dieser Art ist es, sicherzustellen, daß in jedem Augenblick immer ein Transistor voll leitet, um einen Eurezschlußweg fiir jede Stromstöße an der Leitung zu bilden.In the prior art, the transistors are the bistable trigger form, arranged so that they switch in inverse relationship to each other, so that when any transistor is fully saturated, its neighbors will not conduct are. The purpose of a bistable trigger of this type is to ensure that at any moment a transistor is always fully on, in order to provide a means of closing the circuit any power surges to form on the line.
Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Grundprinzip des umgekehrten Schaltens von Transistoren auf die Verwendung von Darlington-aaren zu erstrecken.The invention is based on the task of this basic principle of reverse switching of transistors on the use of Darlington-aaren too extend.
Als Folge schneller Fortschritte in integrierten Schaltungen in den letzten Jahren ist es vorteilhaft, soviele der Bauteile wie möglich auf einem monolithischen Plättchen zu bilden, zusammen mit dem Photodetektor. Das liefert einen Artikel, der nicht nur sehr kompkat ist, sondern der auch billig herzustellen ist. Weiter soll erfindungsgemäß eine momolithische Konstruktion für eine Reihe der Bauteile geschaffen werden.As a result of rapid advances in integrated circuits in the In recent years it has been beneficial to have as many of the components as possible on a monolithic Form platelets, along with the photodetector. That delivers an article which is not only very compact, but also cheap to manufacture. Further is according to the invention a monolithic construction for a number of the components be created.
Erfindungsgemäß ist ein elektrornisch-optisches Zündungsystem für einen Brennkrafinotor vorgesehen, das zur Verwendung mit einer Zündspule vorgesehen ist und das gekennzeichnet ist durch einen Photodetektor, der bei Strahlungseinfall leitet, eine Strahlungsquelle, ein lichtundurchlässiges Element mit Löchern oder Schlitzen in sich, das zwischen der Strahlungsquelle und dem Photodetektor sitzt, Mittel zum Drehen des lichtundurchlässigen elements in zeitlicher Beziehung zu den Motorumdrehungen und einen transistorisierten Zündungskreis mit mehreren schaltenden Drarlington-Paaren, die zwischen den Photodetektor und die Zündspule geschaltet sind und in umgekehrter Beziehung zueinander schalten, wobei das erste Darlington-Paar des Kreises auch in umgekehrter Beziehung zum Photodetektor schaltet, derart, daß beim Erregen oder Untregen des Photodetektors der transistorisierte Zündungskreis ein Schnell schalten der Primärwicklung der Zündspule bewirkt und dadurch die Funkenspannung in der Sekundürwicklung induziert wird.According to the invention is an electrical-optical ignition system for a Brennkrafinotor provided, which is intended for use with an ignition coil and that is characterized by a photodetector, the incident radiation conducts, a radiation source, an opaque element with holes or Slots in itself that sits between the radiation source and the photodetector, Means for rotating the opaque element in relation to the time Engine revolutions and a transistorized ignition circuit with several switching Drarlington pairs connected between the photodetector and the ignition coil are and switch in inverse relationship to each other, with the first Darlington pair of the circuit also switches in inverse relation to the photodetector, such that when energizing or de-energizing the photodetector, the transistorized ignition circuit the primary winding of the ignition coil switches quickly, thereby reducing the spark voltage is induced in the secondary winding.
Die Darlington-Paare mit der möglichen Ausnahme des letzten im Kreis, das ein Darlington-Leistungspaar sein kann, können auf einemmomolithischen Plättchen zusammen mit dem Phototransistor gebildet sein.The Darlington Pairs with the possible exception of the last one in the circle, that can be a Darlington pair of powers can be on a monolithic platelet be formed together with the phototransistor.
Eine Diode kann zwischen jede Verbindung zwischen den Darlington-Paaren des Kreises und der zusammengefaßten Emissionselektroden aller zweiten Transistoren der Darlington-Parare geschaltet sein.A diode can be used between any connection between the Darlington pairs of the circuit and the combined emission electrodes of all second transistors be connected to the Darlington Parare.
Zusätzliche Merkmale, die bereits aus der GB-PS 1 330 453 bekannt sind, können sein: a) Das Vorsehen einer Diode parallel zum Emissionselektrden-Eollektorweg des Phototransistors; b) mindestens eine Zenerdiode, die zwischen die zusammengefaßten Kollektoren der Transistoren, die das Darlington-Paar der letzten Stufe des Kreises bilden, und die Steuerelektrode des ersten Transistors des Darlington-Paars geschaltet ist, und c) eine Zenerdioede, die zur Strahlungsquelle, vorzugsweise einer Galliumarsenidlampe, und den Photogtransistor parallelgeschaltet ist.Additional features already known from GB-PS 1,330,453 can be: a) The provision of a diode parallel to the emission electrode-collector path the phototransistor; b) at least one Zener diode, which is summarized between the Collectors of the transistors that make up the Darlington pair of the last stage of the circle form, and the control electrode of the first transistor of the Darlington pair is connected is, and c) a Zener diode, which is the radiation source, preferably a gallium arsenide lamp, and the phototransistor is connected in parallel.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines~Sohaltbllds näher erläutert, das ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines optisch-elektronischen Zündungssastems zeigt.The invention is explained in more detail below on the basis of an outline, the a preferred embodiment of an opto-electronic ignition system shows.
Die Schaltung weist eine Pestkörper-Galliumarsenidlampe 1, einen Phototransistor 2 und zwei Paare Darlinton-Paare Q1 und 2 auf. Die Lampe 1 und der Phototransistor 2 sind jeweils in Reihe mit betreffenden Widerständen 111 und R2 geschaltet, und sie erhalten eine stabilisierte Spannung von 7,5 Volt von einer Zenerdiode Z1. Die Zenerdiode ist an die 12-Volt-Battene des Fahrzeugs über einen Widerstand R3 angeschlossen.The circuit comprises a Pestkörper gallium arsenide lamp 1, a phototransistor 2 and two pairs of Darlinton pairs Q1 and 2. The lamp 1 and the phototransistor 2 are each connected in series with respective resistors 111 and R2, and they receive a stabilized voltage of 7.5 volts from a Zener diode Z1. the Zener diode is connected to the vehicle's 12 volt battery via a resistor R3.
Zu den Emissionselektroden-Kollektorweg des Photo transistors 2 ist eine Diode D1 parallelgeschaltet, die nicht nur dazu dient, ein sauberes Schalten des Photodetektors 2 sicherzustellen, sondern auch sicherstellt, daß irgendwelche negativen Stromstöße an der Leitung während der Zeit, während der der Phototransistor nicht leitet, am Phototransistor vorbeibgeleitet werden und damit keine Beschädigung seines Gefüges bewirken können.To the emission electrode collector path of the photo transistor 2 is a diode D1 connected in parallel, which not only serves to ensure clean switching of the photodetector 2, but also ensures that any negative current surges on the line during the time during which the phototransistor do not conduct, be bypassed by the phototransistor and thus no damage can effect its structure.
Die Darlington-Paare Q1 und Q2 bestehen jeweils aus zwei Transistoren Tl, T2 bzw. T3, T4, die in der üblichen Darlington-Anordnung angeordnet sind. Die Steuerelektrode des Transistors T1 ist mit dem Kollektor des Phototransistors 2 verbunden. Die zusammengefaßten Kollektoren der Transistoren T1 und T2 sind zum einen mit der Steuerelektrode des Transistors T3 des zweiten Darlington-Paars Q2 über eine Diode D3 und zum anderen mit der stabilisierten 7v5-Volt-Spannung über einen Widerstand R4 verbunden.The Darlington pairs Q1 and Q2 each consist of two transistors T1, T2 or T3, T4, which are arranged in the usual Darlington arrangement. the The control electrode of the transistor T1 is connected to the collector of the phototransistor 2 tied together. The combined collectors of transistors T1 and T2 are for one to the control electrode of the transistor T3 of the second Darlington pair Q2 via a diode D3 and on the other hand with the stabilized 7v5 volt voltage connected to a resistor R4.
Sine Diode D2 ist zu den zusammengefaßten Kollektoren der Transistoren T1 und T2 parallelgeschaltet, und außerdem zur Emissionselektroed des Transistors T2. Die Diode D2 dient dazu, die Darlington-Paare vor negativen Stromstößen zu schützen, und außerdem gegen einen unachtsamen Mechaniker, der die Batterie falsch anschließt. Die Diode D1 dient außerdem dazu, den Phototransistor 2 vor einem falschen Anschluß der Batterie zu schützen.Its diode D2 is part of the combined collectors of the transistors T1 and T2 connected in parallel, and also to the emission electrode of the transistor T2. The diode D2 serves to protect the Darlington pairs from negative current surges, and also against a careless mechanic who incorrectly connects the battery. The diode D1 also serves to prevent the phototransistor 2 from being connected incorrectly to protect the battery.
Die zusammengefaßten Kollektoren der Transistoren T3 und T4 sind mit einem Ende der Primärwicklung der Zündspule 4 verbunden, deren andercq.. ende mit dem Pluspol der 12-Volt-Matterie verbunden ist. Zwischen die ezusammengefaßten Kollektoren der Transistoren T3 und T4 und die Steuerelektrode ders Transistors T3 ist eine Reihenschaltung geschaltet, bestehend au zwei Zenerdioden Z2 und Z3 und einem Widerstand R5.The combined collectors of the transistors T3 and T4 are with connected to one end of the primary winding of the ignition coil 4, the other end of which with connected to the positive pole of the 12 volt battery. Between the collectors grouped together of the transistors T3 and T4 and the control electrode of the transistor T3 is one Series connection, consisting of two Zener diodes Z2 and Z3 and a resistor R5.
Die Aufgabe dieser Schaltung ist es, zum einen die Schaitrate des Darlington-Paars Q2 zu steuern und zum anueren das Darlington-Paar vor positiven Stromstößen zu schützen, wie das in der G3-PS 1 330 453-erläutert worden ist.The task of this circuit is, on the one hand, the shift rate of the Darlington pair to control Q2 and to call the Darlington pair in front of positive To protect power surges, as has been explained in G3-PS 1 330 453.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Darlington-Paar Q2 ein Leistungs-Darlington-Paar,um damit eine ausreichende Stromführungsfähigkeit sicherzustellen, damit die Stromstärken aufgenommen werden können, die durch die Primärwicklung der Spule fließen, wenn das Hagnetfeld der Spule aufgebaut wird.In a preferred embodiment, the Darlington pair is Q2 a power Darlington pair in order to have sufficient current carrying capacity ensure that the currents can be absorbed by the Primary winding of the coil flow when the magnetic field of the coil is built up.
im vontehend beschriebenen Ausführungsbeispiel schalten der Phototransi stor 2 und die Darlington-Paare Ql und Q2 alle in umgekehrter Beziehung zueinander. Wenn der Phototransistor 2 also die Infrarotstrahlung von der Festkörperlampe 1 erhält, schaltet er sich im voll gesättigen Zustand ein, und das bedeutet, daß das Darlington-Paar Q1 nicht leitend ist, während das Darlington-Paar Q2 voll eingeschaltet ist und der Zündspulenstrom durch die Primärwicklung der Spule 4 geht. Sobald die Infrarotstrahlung vom Phototransistor 2 ausgeblendet wird, wird er nicht leitend, und damit wird das DarlingtonlPaar Q1 eingeschaltet, und das Darlington-Paar Q2 wird ausgeschaltet. Wenn das Darlington-Paar Q2 ausgeschaltet wird, wird der Primärstrom unterbrochen, um einen Zusammenbruch des Magnetfelds-zu bewirken, das der Spule 4 zugeordnet ist, und es wird eine Hochspannung in der Sekundärwicklung induziert, um den Funken entstehen zu lassen.in the embodiment described above, the phototransi stor 2 and the Darlington pairs Ql and Q2 are all inversely related to each other. When the phototransistor 2 thus receives the infrared radiation from the solid-state lamp 1 receives, it turns on in a fully saturated state, and that means that the Darlington pair Q1 is not conductive, while the Darlington pair Q2 is fully switched on and the ignition coil current goes through the primary winding of the coil 4. As soon as the Infrared radiation is masked out by the phototransistor 2, it will not be conductive, and thus the Darlington pair Q1 is switched on, and the Darlington pair Q2 is switched off. When the darlington pair turns off Q2, the primary current becomes interrupted to cause a breakdown of the magnetic field-that of the coil 4 and a high voltage is induced in the secondary winding, to create the spark.
s versteht sich, daß dann, wenn in umgekehrter Weise geschaltet werden soll, d.h. der Funken entstehen soll, wenn der Phototransistor 2 leitend gemacht wird, alles, was erforderlich ist, darin besteht, ein weiteres Darlington-Paare in die Kette der Darlington-Paare einzuführen.It goes without saying that when switched in the opposite way should, i.e. the spark should arise when the phototransistor 2 is made conductive will, all that is required is one more Darlington couples to introduce into the chain of Darlington pairs.
Das Einschalten und Ausschalten des Photo transistors 2 wird durch eine Lamellenscheibe 3 erreicht, wie sie aus DEr GB-PS 1 330 453 bekannt ist, oder durch eine Lochscheibe in einer Ausführung, wie sie beispielsweise für den ersten Trigger in der GB-PS 1 410 782 bekannt ist. Wenn die Scheibe von der Nockenwelle des Motors angetrieben wird, ist vorzugsweise die Zahl der Löcher oder Schlitze gleich der Zahl der Zylinder des Motors, wenn die Scheibe jedoch nicht im Verteilergehäuse sitzt, was üblich ist, kann die Zahl der Schlitze oder Löcher ein Mehrfaches oder ein Untermehrfaches der Zahl der Zylinder des Motors betragen.Turning on and off the photo transistor 2 is through reached a lamellar disk 3, as is known from DEr GB-PS 1 330 453, or by a perforated disc in a version, as for example for the first Trigger is known in GB-PS 1 410 782. When the washer from the camshaft of the motor is driven, is preferably the number of holes or slots equal to the number of cylinders in the engine, but if the disc is not in the distributor housing sits, which is common, the number of slots or holes can be a multiple or be a multiple of the number of cylinders in the engine.
Das Darlington-Paar Ql oder im Falle des Schalttrigegers mit umgekehrter Schaltfunktion die ersten beiden Darlington-Paare im Kreis können auf einem monolithischen Plättchen zusammen mit dem Phototransistor 2 gebildet sein, ebenso mit der Diode D1 und den Widerständen R2 und R4, wobei entsprechende Verbindungen in der in der integrierten Schaltkreistechnik üblichen Weise hergestellt werden. In dieser Konstruktion sitzt das monolithische Plättchen im Verteilergehäuse der Galliumarsetdlampe 1 gegenüber, und dazwischen drehen sich die Lamellen der Zerhackerscheibe 3.The Darlington pair Ql or in the case of the switching trigger with the reverse Switching function the first two Darlington pairs in the circle can be on a monolithic Plate be formed together with the phototransistor 2, as well as with the diode D1 and the resistors R2 and R4, with corresponding connections in the in the integrated circuit technology can be manufactured in the usual manner. In this construction the monolithic plate sits opposite the gallium arsenic lamp 1 in the distributor housing, and in between the lamellas of the chopping disk 3 rotate.
Der Photobereich des Photo transistors 2 nimmt zwischen einem Viertel und einer Hälfte der Gesamtfläche einer Seite des monolitischen Plättchens ein und ist in bezug auf die Mitte des Plättchens versetst, und er nimmt vorzugsweise eine !echte auf einer Seite der Mittelachse des Plättchens ein. Das Darlington-Paar Q1 und die zugehörigen Widerstände R2 und R4 zusammen mit der Diode D1 sind auf der verbleibenden Fläche der Seite des iBlättchens gebildet und entsprechend verbunden. Das Leistungsdar-lington-Paar sitzt auf einem getrennten Wärmesenker außerhalb des Verteilergehäuses zusammen mit den Widerständen 23 und R5, den Zenerdioden Z1 bis Z3 und den Dioden D2 und D3.The photo area of the photo transistor 2 takes between a quarter and a half of the total area of one side of the monolithic plate and is offset with respect to the center of the plate and it preferably takes one ! real on one side of the central axis of the platelet. The Darlington pair Q1 and the associated resistors R2 and R4 along with diode D1 are on the remaining area of the side of the leaflet and connected accordingly. The performance Dar-lington pair sits on a separate heat sink outside of the Distribution housing together with the resistors 23 and R5, the Zener diodes Z1 bis Z3 and the diodes D2 and D3.
Im Fällen, bei denen die Wärmeableitung kein schwerwiegendes Problem ist, kann das Lei s tungsdarlington-Paar auch auf dem monolithisohen Plättchen gebildet sein.In cases where heat dissipation is not a serious problem is, the power Darlington pair can also be formed on the monolithic plate be.
Obgleich im vorstehenden usführungsbeispiel zwei reihengeschaltete Zenerdioden zum Darlington-Paar i«Q2 parallelgeschaltet sind, ist es möglich, eine einzige Zenerdiode vorzusehen, wenn die Spannungsauslegung hoch genug ist, um einen zufriedenstellenden Betrieb des Darlington-Paars in Gegenwart von Stromstößen sicherzustellen.Although in the previous embodiment two series-connected Zener diodes are connected in parallel to the Darlington pair i «Q2, it is possible to use a single Zener diode provided when the voltage rating is high enough to produce a satisfactory Ensure operation of the Darlington pair in the presence of power surges.
Ls versteht sich, daß die Kette der Darlington-Paare zwei, vier oder sechs Paare für eine Schaltweise oder drei, fünf oder sieben Paare für die umgekehrte Schaltweise aufweisen kann. Es versteht sich ferner, daß eine Diode zwischen jedes Darlington-Paar und Masse geschaltet ist.It is understood that the chain of Darlington pairs is two, four or six pairs for one switching mode or three, five or seven pairs for the reverse May have switching mode. It is also understood that a diode between each Darlington pair and ground is connected.
l;åhrend das bevorzugte Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung mit einer Lamellen- bzw. Lochscheibe arbeitet, ist es möglich, viele andere Formen von Unterbrechervorrichtungen zu benutzen, beispisweise eine Schlitz- oder Lochtrommel oder einen entsprechenden Becher.l; åhrend the preferred embodiment according to the drawing a lamellar or perforated disc works, it is possible to use many other forms of To use interrupter devices, for example a slotted or perforated drum or an appropriate mug.
Die in der Zeichnung dargestellte Schaltung kann ohne weiteres zum Einbau in die Schaltungen eingerichtet werden, die aus den GB-PS 1 410 782 und 1 420 814 bekannt sind. Beispielsweise bestehen im Blockschaltbild in Fig. 1 deer G3-PS 1 420 814 der erste Trigger 11 und der zweite Trigger 12 jeweils aus dem Phototransistor 2, dem Darlington-Paar Q1, den zugehörigen Widerständen R2 und R4 und den Dioden D1 und D3; ein zweites Darlington-Paar schaltet dabei umgekehrt zum ersten Paar, wenn dessen Einfügung erforderlich ist.The circuit shown in the drawing can easily be used for Installation in the circuits are set up from GB-PS 1 410 782 and 1 420 814 are known. For example, there are deer in the block diagram in FIG G3-PS 1 420 814 the first trigger 11 and the second trigger 12 each from the phototransistor 2, the Darlington pair Q1, the associated resistors R2 and R4 and the diodes D1 and D3; a second Darlington pair switches in reverse to the first pair, if its insertion is required.
In jedem Fall können die Bauteile, die den ersten und den zweiten Trigger bilden, entweder auf einem einzigen monolithischen Plättchen oder auf zwei getrennten monolithischen Plättchen gebildet sein, die Seite an Seite sitzen.In any case, the components that make up the first and second Form triggers, either on a single monolithic plate or on two separate monolithic platelets that sit side by side.
Ansprüche L e e r s e i t e Expectations L e r s e i t e
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DE19762633380 DE2633380A1 (en) | 1976-07-24 | 1976-07-24 | IC engine optoelectronic ignition system - has photodetector apertured opaque element and transistorised ignition circuit with several Darlington pairs |
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DE2633380A1 true DE2633380A1 (en) | 1978-01-26 |
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Family Applications (1)
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DE19762633380 Ceased DE2633380A1 (en) | 1976-07-24 | 1976-07-24 | IC engine optoelectronic ignition system - has photodetector apertured opaque element and transistorised ignition circuit with several Darlington pairs |
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1976
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