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Sobald bei der zweiten Ladezustandsänderung ein bestimmter
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Ladespannungswert erreicht ist, wird die Emitter-Kollektor-Strecke
des Endtransistors leitend und somit der Stromfluß in der zur Zündspule gehörenden
Primärwicklung eingeschaltet.
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach
der Gattung des Hauptanspruches. Eine solche Zündanlage ist (nach der DT-OS 2 244
781) bereits bekannt. Diese Zündanlage befriedigt jedoch bei sehr niedriger Drehzahl
und bei der Steigerung der Drehzahl im oberen Drehzahlbereich nicht vollständig,
weil bei sehr niedriger Drehzahl immer noch mehr Energie in der Zündspule gespeichert
wird als für einen wirkungsvollen Zündfunken notwendig ist und weil der Steigerung
der Drehzahl im oberen Drehzahlbereich dadurch Grenzen gesetzt sind, daß der im
Steuerkondensator gespeicherte Energiebetrag für die Auslösung eines Zündvorganges
nicht mehr ausreicht.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß die Speicherung
der Zündenergie sowohl bei sehr niedriger Drehzahl als auch bei relativ hoher Drehzahl
noch hinreichend optimiert ist und daß darüber hinaus auch im oberen Drehzahlbereich
noch genügend Zeit für die Herausbildung eines wirkungsvollen Zündfunken zur Verfügung
steht.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich und zwar insbesondere
hinsichtlich der schaltungsmäßigen Realisierung.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 die schaltungsmäßige Darstellung einer Zündanlage nach der Erfindung, die Figuren
2a, 2b, 2c sowie 2d Sparnrnngs (U)-Zent (t)-Diagramme zur Erläuterung der Funktionsweise
und Figur 2e ein Strom (I)-Zeit (t)-Diagramm ebenfalls zur Erläuterung der Funktionsweise.
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Beschreibung der Erfindung Die in der Zeichnung dargestellte Zündanlage
soll für eine nicht dargestellte Brennkraftascine eines ebenfalls nicht dargestellten
Kraftfahrzeuges bestimmt sein. Diese Zündanlage wird aus einer Gleichstromquelle
1 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Stromquelle
1 geht von dem Minuspol eine Masseverbindung 2 und von dem Pluspol eine einen Betriebsschalter
3 enthaltende Versorgungsverbindung 4 aus. Der Betriebsschalter 3 weist einen bewegbaren
Kontaktarm 3a auf, der beim Starten der Brennkraftmaschine sowohl einen festen Betriebskontakt
3b als auch einen festen Startkontakt 3c berührt, dagegen während des Betriebes
der Brennkraftmaschine nur mit dem festen Betriebskontakt 3b Verbindung hat. Die
sich von dem festen Betriebskontakt 3b fortsetzende Versorgungsverbindung 4 ist
Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der über die Primärwicklung 5 einer Zündspule
6 zu dem Kollektor eines (npn-) Endtransistors 7 führt und sich von dessen Emitter
über einen Begrenzungswiderstand 8 zur Masseverbindung 2 fortsetzt. Die zur Zündspule
6 gehörende Sekundärwicklung 9 ist an eine einseitig an der Masseverbindung 2 liegende
Zündkerze 10 angeschlossen. Die sich von dem festen Betriebskontakb 3b
fortsetzende
Versorgungsverbindung 4 ist außerdem Ausgangspunkt von einem Schaltungszweig, der
über einen Widerstand 11 zu einem Schaltungspunkt 12 führt und sich nach diesem
Schaltungspunkt 12 über die Parallelschaltung einer von der Gleichstromquelle 1
in Sperrichtung beanspruchten Zenerdiode 13 und eines Kondensators 14 zur Masseverbindung
2 fortsetzt. Der Schaltungspunkt 12 steht über einen Widerstand 15 mit der Anode
einer Blockierdiode 16 in Verbindung, deren Kathode über eine Geberwicklung 17 an
die Masseverbindung 2 angeschlossen ist. Die Geberwicklung 17 soll zu einem nicht
dargestellten, nach Art eines Wechselspannungsgenerators arbeitenden Signalgeber
gehören und während des Betriebes Wechselspannungsperioden gemäß Figur 2a zur Verfügung
stellen, von denen die negative Halbwelle mit U1 und die positive Halbwelle mit
U2 bezeichnet ist. Der Schaltungspunkt 12 steht außerdem über den Widerstand 15
mit der Anode einer Diode 18 in Verbindung, deren Kathode an der Basis eines (npn-)
Transistors 19 liegt. Dieser Transistor 19 bildet im vorliegenden Fall den Eingangstransistor
für einen nach Art eines Schmitt Triggers arbeitenden Schwellwertschalters 20, zu
dem außerdem noch ein (npn-) Ausgangstransistor 21 gehört. Die Basis des Eingangstransistors
19 ist über die Parallelschaltung eines Widerstandes 22 und eines Kondensators 23
an die Masseverbindung 2 angeschlossen. Der Emitter des Eingangstransistors 19 liegt
an dem Emitter des Ausgangstransistors 21 und über einen Widerstand 24 an der Masseverbindung
2. Der Kollektor des Eingangstransistors 19 ist an die Kathode einer Blockierdiode
25 angeschlossen, deren Anode an der Basis des Ausgangstransistors 21 und über einen
Widerstand 26 an dem Schaltungspunkt 12 liegt. Der Kollektor des Ausgangstransistors
21 hat mit dem ersten Anschluß 27a. eines Steuerkondensators 27 und über einen Widerstand
28 mit dem Schaltungspunkt 12 Verbindung. Der zweite Anschluß 27b des Steuerkondensators
27 steht mit der Basis eines (npn-) Steuertransistors 29 und über einen vorzugsweise
fest einstellbaren
Widerstand 30 mit dem Schaltungspunkt 12 in Verbindung.
Der Steuertransistor 29 ist mit seinem Emitter an die Masseverbindung 2 und mit
seinem Kollektor über einen Widerstand 31.
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an den Schaltungspunkt 12 angeschlossen. Der Kollektor des Eingangstransistors
19 ist noch an die Kathode einer Blokierdiode 32 angeschlossen, deren Anode an dem
ersten Anschluß 33a eines zusätzlichen Kondensators 33 liegt. Ebenso ist der Kollektor
des Ausgangstransistors 21 noch an die Kathode einer Blockierdiode 74 angeschlossen,
deren Anode an dem zweiten Anschluß 33b des zusätzlichen Kondensators 33 liegt.
Der erste Anschluß 33a des zusätzlichen Kondensators 33 hat außerdem mit dem Kollektor
eines als Konstantstromquelle geschalteten (pnp-) Transistors 35 Verbindung, der
mit seinem Emitter über einen Widerstand 36 an dem Schaltungspunkt 12 liegt. Die
Basis des Transistors 35 ist an den Abgriff 37 eines aus zwei Teilwiderständen 38,
39 bestehenden Spannungsteilers angeschlossen, der mit seinem Teilwiderstand 38
an dem Schaltungspunkt 12 und mit seinem Teilwiderstand 39 an dem Kollektor des
Steuertransistors 29 liegt. Der zweite Anschluß 33b des zusätzlichen Kondensators
33 ist ebenfalls an den Kollektor eines als Konstantstromquelle geschalteten (pnp-)
Transistors 40 angeschlossen, der an seinem Emitter über einen Widerstand 41 mit
dem Schaltungspunkt 12 Verbindung hat. Die Basis des Transistors 40 ist an den Abgriff
37 des aus den Teilwiderständen 38, 39 bestehenden Spannungsteilers angeschlossen.
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Außerdem hat dieser Abgriff 37 über einen Widerstand 42 mit dem festen
Startkontakt 3c des Betriebsschalters 3 Verbindung.
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Der zweite Anschluß des zusätzlichen Kondensators 33 ist noch an die
Basis eines (npn-) Treibertransistors 43 angeschlossen, der mit seinem Emitter an
der Basis des Endtransistors 7 und mit seinem Kollektor über einen Widerstand 44
an der von dem festen Betriebskontakt 3b sich fortsetzenden Versorgungsverbindung
4 liegt. Ein (npn-) Strombegrenzungstransistor 45 liegt
mit seiner
Basis an dem Emitter des Endtransistors 7, mit seinem Kollektor an der Basis des
Endtransistors 7 und mit seinem Emitter an der Masseverbindung 2.
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Die soeben beschriebene Zündanlage hat folgende Wirkungsweise: Es
sei unterstellt, daß der Kontaktarm 3a den festen Betriebskontakt 3b berührt und
sich die Brennkraftmaschine in Betrieb befindet. Weiter sei unterstellt, daß an
der Geberwicklung 17 gerade die negative Halbwelle Ul zur Verfügung gestellt wird.
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Im Zeitpunkt tl wird daher die Vorspannung an dem Eingangstransistor
19 so weit verringert, daß seine Emitter-Kollektor-Strecke in den nichtleitenden
Zustand gelangt. Abhangig davon gelangt die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangs
transistors 21
in den leitenden ZuständU~ Infolge des leitenden Zustandes der Emitter-Kollektor-Strecke
des Ausgangs transistors 21 entsteht eine Ladezustandsänderung an dem Steuerkondensator
27, indem sich der Steuerkondensator 27 über den Betriebsschalter 3, den Widerstand
11, den Widerstand 30, die Emitter-Kollektor-Strecke des Aus gangs transistors 21
und den Widerstand 24 umlädt. Dabei wird die Vorspannung an der Basis des Steuertransistors
29 so weit vermindert. daß seine Emitter-Kollektor-
Strecke in den nichtleitenden Zustand geiangtDas hat zur Folge, daß er über die
Basis-Emitter-Strecke der beiden Transistoren 35, 40 geführte Steuerstrom unterbrochen
wird und die Emitter-Kollektor-Strecke dieser Transistoren 35, 40 nichtleitend wird.
Durch den Übergang der Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 21 in den
leitenden Zustand wird gleichzeitig eine Verbindung der Basis des Treibertransistors
43 mit der Masseverbindung 2 hergestellt und zwar über die Diode 34, die Emitter-lfollektor-Strecke
des Ausgangstransistors 21 und den Widerstand 24. Abhängig davon wird die Emitter-Kollektor-Strecke
des Treibertransistors 43 und damit auch die Emitter-Kollektor-Strecke des Endtransistors
7
nichtleitend, so daß der Stromfluß in der Primärwicklung 5 unterbrochen
und an der Sekundärwicklung 9 ein Zündspannungsstoß zur Verfügung gestellt wird,
der an der Zündkerze 10 einen elektrischen Überschlag (Zündfunken) hervorruft. Im
Zeitpunkt tl' ist die Ladezustandsänderung an dem Steuerkondensator 27 so weit fortgeschritten,
daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 29 wieder leitend wird.
Der Steuerstrom für die Transistoren 35, 40 wird somit wieder eingeschaltet. In
dem Zeitpunkt tlt, in dem der Steuertransistor 29 an seiner Emitter-Kollektor-Strecke
wieder leitend wird, beginnt gleichzeitig eine erste Ladezustandsänderung U3 (Figur
2c) an dem zusätzlichen Kondensator 33, die durch einen Stromfluß über den Betriebsschalter
3, den Widerstand 11, den Widerstand 36, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors
35, die Diode 34, die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 21 und den
Widerstand 24 bewirkt wird. In dem Zeitpunkt t2 wird diese Ladezustandsänderung
U3 an dem zusätzlichen Kondensator 33 beendet, weil dann die an der Geberwicklung
17 zur Verfügung gestellte Halbwelle Ul dem Betrag nach so weit abgesunken ist,
daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangs transistors 19 wieder leitend und
die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors 21 erneut nichtleitend wird.
Es beginnt nun eine zweite Ladezustandsänderung U4 (Figur 2c) an dem zusätzlichen
Kondensator 33, die durch einen Stromfluß über den Betriebsschalter 3, den Widerstand
11, den Widerstand 111, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 40, die Diode
32, die Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangstransistors 19 und den Widerstand
24 bewirkt wird. Diese Ladezustandsänderung U4 an dem zusätzlichen Kondensator 33
wird schließlich im Zeitpunkt t2' soweit verringert, daß die Emitter-Kollektor-Strecke
des Treibertransistors 113 und somit auch die Emitter-Kollektor-Strecke des Endtransistors
7 wieder in den leitenden Zustand gesteuert werden. In der Primärwicklung 5 beginnt
erneut Strom
zu fließeliz wodurch in der Zündspule 6 Zündenergie für den nächsten Zündvorgang
gespeichert wird. Die Speicherung der Zündenergie wird schließlich mit Auslösung
eines neuen Zündvorganges in dem Zeitpunkt tl wieder beendet. Nach dem Zeitpunkt
tl tritt der selbe Funktionsablauf auf, wie er soeben beschrieben wurde.
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Wenn im Zeitpunkt t2 die Emitter-Kollektor-Strecke des Ausgangstransistors
21 in den nichtleitenden Zustand gesteuert wird, tritt auch an dem Steuerkondensator
27 eine Umladung auf, die über den Betriebsschalter 3, den Widerstand 11, den Widerstand
28 und über die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors 29 verläuft.
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Beim Starten der Brennkraftmaschine wird durch den den festen Startkontakt
3c berührenden Kontaktarm 3a der Widerstand 42 eingeschaltet, wodurch die Spannung
an der Basis-Emitter-Strecke dieser beiden Transistoren 35, 110 und somit auch der
dort fließende Steuerstrom verringert wird. Es ergibt sich daraus eine Verlangsamung
der ersten Ladezustandsänderung U3 sowie der zweiten Ladezustandsänderung U4 ergibt.
Die Zeiträume tl - t1' und t2' - tl werden dann zusätzlich verringert.
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Die Zeitkonstanten für die erste Ladezustandsänderung U3 und die zweite
Ladezustandsänderung U4 sind so gewählt, daß, wenn der Zeitraum t1 - tl' den Wert
Null annimmt, auch der Zeitraum t2 - tl Null wird.
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Für den Fall, daß der Strom in der Primärwicklung 5 zu weit ansteigt,
wird durch den Spanungsabfall an dem Begrenzungswiderstand 8 die Emitter-Kollektor-Strecke
des Strombegrenzungstransistors 45 etwas leitend gemacht und damit eine weitere
Stromerhöhung an der Emitter-Kollektor-Strecke des Endtransistors 7 und somit auch
in der Zündspule 5 vermieden.
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Mit Hilfe der Diode 18 wird die Einschaltschwelle am Eingangstransistor
19 angehoben. Durch den Kondensator 23 werden Störimpulse von dem Eingangstransistor
19 ferngehalten. Durch den Widerstand 11, die Zenerdiode 13 und den Kondensator
14 ist an dem Schaltungspunkt 12 ein stabilisiertes Potential sichergestellt.
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Im gewählten Beispielsfall ist nur eine Zündkerze an die Sekundärwicklung
9 angeschlossen. Die Erfindung kann aber selbstverständlich auch in einer Zündanlage
Anwendung finden, bei der die von der Sekundärwicklung 9 zur Vergügung gestellten
Zündspannungsstöße durch einen nicht dargestellten Zündverteiler in sich wiederholender
Reihenfolge an mehrere Zündkerzen verteilt werden.
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Des weiteren ist die Erfindung auch in einer Zündanlage anwendbar,
bei der die Auslösung des Zündvorganges beispielsweise durch einen elektro-optischen
Signalgeber, durch einen mechanischen Unterbrecherschalter oder durch einen Hall-Signalgeber
ausgelöst wird.
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L e e r s e i t e