DE2656818C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Drehzahl
begrenzung für eine kontaktfreie Zündanlage einer Brennkraft
maschine nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt, ein Überdrehen einer Brennkraftmaschine mit
Hilfe eines Reglers mit mechanischem Aufbau der die aus der
Drehung der Kurbelwelle resultierende Zentrifugalkraft aus
nutzt, oder mit einer Einrichtung zu verhindern, die das Auf
treten von Zündfunken an der Zündkerze verhindert, wenn die
Drehzahl der Brennkraftmaschine einen bestimmten Wert über
schritten hat.
Bei der eingangs genannten aus der DE-OS 24 05 382 bekannten
Schaltungsanordnung nach dem Gattungsbegriff des Patentan
spruchs 1 wird die gewünschte Drehzahlbegrenzung dadurch er
reicht, daß dann, wenn die Drehzahl einen bestimmten Wert über
schreitet, dafür gesorgt wird, daß der primäre Kurzschlußstrom
in der Primärwicklung der Zündspule nicht mehr unterbrochen
wird, was zur Folge hat, daß sich kein Zündfunke ausbilden
kann.
Aus der DE-OS 22 63 244 ist es weiterhin bekannt, bei Erreichen
einer bestimmten Drehzahl, die Aufladung des Zündkondensators
zu verhindern, was gleichfalls ein Ausbleiben des Zündfunkens
zur Folge hat, um in dieser Weise eine Drehzahlbegrenzung auf
einen oberen Grenzwert zu erreichen.
Schaltungsanordnungen, die zur Drehzahlbegrenzung so arbeiten,
daß sie die Ausbildung eines Zündfunkens verhindern, haben
jedoch den Nachteil, daß bei Ausbleiben der Zündung das unver
brannte Kraftstoffgemisch über die Auspuffanlage der Maschine
nach außen abgegeben wird, was eine erhöhte Schadstoffemission
bedeutet.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin,
eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Art so auszugestalten, daß die Drehzahlbegrenzung
ohne Unterbrechung der Bildung des Zündfunkens erzielt wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung ge
löst, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird somit zur
Drehzahlbegrenzung der Zündzeitpunkt verzögert, was über einen
Steuerstromkreis des Thyristors erreicht wird, in dem sich zur
Zeitverzögerung des Zündzeitpunktes ein Kondensator befindet.
Da die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nicht ein Aus
bleiben des Zündfunkens bewirkt, sondern jede Zündung, wenn auch
verzögert, ausführt, ergibt sich der Vorteil, daß keine unver
brannten Gase von der Brennkraftmaschine abgegeben werden.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind Gegenstand der Pa
tentansprüche 2 bis 10.
Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Beispiel für den
grundsätzlichen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt in einem schematischen, elektrischen Schaltbild
die Grundschaltung aus einer Anzahl bevorzugter Ausführungsbei
spiele mit einem Entladeschaltkreis, der einen von einer Trig
gerspule getriggerten Thyristor enthält, die in einer Zündschal
tung mit Induktionsentladung angeordnet ist, und bei der die den
Kondensator aufladende Energiequelle eine Primärwicklung ein
schließt.
Fig. 3 zeigt die Wellenformen der Arbeitsspannungen der in
Fig. 2 dargestellten Schaltung, wobei
Fig. 3a die Wellenform der
Spannung zwischen den gegenüberliegenden Klemmen der Primär
wicklung,
Fig. 3b die Wellenform der Steuerspannung eines
Thyristors, der einen Entladeschaltkreis bildet, und
Fig. 3c die Wellenform der Steuerspannung eines Thyristors in der Zünd
schaltung zeigt.
Fig. 4 zeigt in einem Diagramm der Arbeitskennlinien des
Nacheilwinkels die Breite des Nacheilwinkels relativ zur
Drehzahl bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung zum Verhin
dern einer Überdrehung der Maschine.
Fig. 5 zeigt in einem schematischen, elektrischen Schalt
bild eine bevorzugte Weiterbildung der in Fig. 2 dargestellten
Schaltung, wobei der einen Entladeschaltkreis bildende Thyristor
entsprechend der Ladespannung des Kondensators getriggert wird.
Fig. 6 zeigt die Wellenformen der Spannungen von wesentlichen
Teilen der in Fig. 5 dargestellten Schaltung, wobei
Fig. 6a die
Wellenform der Spannung zwischen den gegenüberliegenden Klemmen
der Primärwicklung,
Fig. 6b die Wellenform der Spannung zwischen
Anode und Kathode eines Thyristors, der einen Entladeschaltkreis
bildet, und
Fig. 6c die Wellenform der Steuerspannung eines
Thyristors in der Zündschaltung zeigt.
Fig. 7 zeigt eine weitere, bevorzugte Weiterbildung der in
Fig. 5 dargestellten Schaltung in einem schematischen, elektri
schen Schaltbild, wobei der elektrische Einfluß von der Zünd
schaltung auf das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schaltung vollständig beseitigt ist, um eine fehlerhafte Funk
tion des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung
und ein anderer elektrischer Einfluß der erfindungsgemäßen Schal
tung auf die Zündschaltung ausgeschlossen ist, um eine Störung
der normalen Arbeit der Zündschaltung vollständig zu vermeiden.
Fig. 8 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild unter Verwendung
der Grundkonzeption des in Fig. 7 dargestellten bevorzugten
Ausführungsbeispiels ohne jede Änderung.
Fig. 9 zeigt die Wellenform der Spannung zwischen den gegen
überliegenden Klemmen der Primärwicklung bei den in den Fig. 7
und 8 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen, wobei diese
Wellenform mit der Wellenform bei dem in Fig. 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel identisch ist.
Fig. 10 zeigt ein Schaltbild, bei dem ein Entladeschaltkreis
eine Zener-Diode mit einer Kondensatorauflade-Spannungsquelle
enthält, die aus der Primärwicklung der Zündspule einer Zünd
schaltung mit Induktionsentladung besteht.
Fig. 11 zeigt die Wellenformen der Spannungen wesentlicher
Teile der in Fig. 10 dargestellten Schaltung bei normaler Dreh
zahl.
Fig. 12 zeigt die Wellenformen der Spannungen wesentlicher
Teile, während einer zu hohen Drehzahl, wobei v die Spannung
zwischen gegenüberliegenden Klemmen der Primärwicklung und v 3
die Spannung zwischen Anode und Kathode einer Zener-Diode be
zeichnet.
Fig. 13 und 14 zeigen Schaltbilder mit einem Widerstands
schaltkreis, der aus einer Zener-Diode besteht, die einen Ent
ladeschaltkreis bildet, aus einer Anzahl von Ausbildungsfor
men, die in einer Zündschaltung mit Induktionsentladung ange
ordnet sind und bei denen eine einen Kondensator aufladende
Energiequelle eine Primärwicklung einschließt, wobei Fig. 13
die Grundschaltung und Fig. 14 eine bevorzugte Weiterbildung
der in Fig. 13 dargestellten Grundschaltung zeigen.
Fig. 15 zeigt die Wellenformen der Spannungen wesentlicher
Teile der in den Fig. 13 und 14 dargestellten, bevorzugten Aus
führungsbeispiele in dem Fall, in dem die erfindungsgemäße Vor
richtung nicht arbeitet, wobei
Fig. 15a die Wellenform der
Spannung zwischen gegenüberliegenden Klemmen der Primärwick
lung, und
Fig. 15b die Wellenform der Steuerspannung eines
Thyristors zeigt.
Fig. 16 zeigt die Wellenformen der Spannungen wesentlicher
Teile bei den in Fig. 13 und 14 dargestellten, bevorzugten
Ausführungsbeispielen in dem Fall, in dem die erfindungsgemäße
Schaltung arbeitet, wobei
Fig. 16a die Wellenform der Spannung
zwischen gegenüberliegenden Klemmen der Primärwicklung, und
Fig. 16b die Wellenform der Steuerspannung eines Thyristors
zeigen.
Fig. 17 zeigt in einem Diagramm die Arbeitskennlinie des
Nacheilwinkels, relativ zur Drehzahl der Brennkraftmaschine
bei den in den Fig. 13 und 14 dargestellten Ausführungsbeispie
len der erfindungsgemäßen Schaltung.
Fig. 18 bis 20 und Fig. 23 und 24 zeigen bevorzugte Ausfüh
rungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltung bei ihrer An
wendung bei einer Zündschaltung mit kapazitiver Entladung,
wobei die Fig. 18 bis 20 Schaltungen zeigen, bei denen die
den Kondensator aufladende Energiequelle eine Generatorspule
umfaßt, und wobei die Fig. 23 bis 25 Schaltungen zeigen, bei
denen die den Kondensator aufladende Energiequelle eine Trig
gerspule eines Thyristors umfaßt.
Fig. 18 und 23 zeigen Grundschaltungen, bei denen eine einen
Entladeschaltkreis bildende Zenerdiode auch als Widerstands
schaltkreis dient, und die
Fig. 19 und 24 zeigen bevorzugte
Weiterbildungen der in den Fig. 18 und 23 dargestellten Schal
tungen.
Fig. 20 und 25 zeigen Grundschaltungen, bei denen ein Ent
ladeschaltkreis einen Thyristor enthält.
Fig. 21 und 26 zeigen in Diagrammen die Arbeitskennlinien
des Nacheilwinkels, relativ zur Drehzahl der Brennkraftma
schine bei den in den Fig. 18, 19, 23 und 24 dargestellten, be
vorzugten Ausführungsbeispielen.
Fig. 22 und 27 zeigen in Diagrammen die Arbeitskennlinien
des Nacheilwinkels, relativ zur Drehzahl der Brennkraft
maschine bei den in den Fig. 20 und 25 dargestellten, bevor
zugten Ausführungsbeispielen.
Fig. 28 zeigt das Schaltbild einer Schaltung, bei der eine
Triggerspule eines Thyristors, der einen Entladeschaltkreis
bildet, der in einer Zündschaltung mit Induktionsentladung an
geordnet ist, eine Sperrspannungsquelle eines Kondensators
bildet.
Fig. 29 zeigt das Schaltbild einer Schaltung, die eine Lade
spule aufweist, die ausschließlich als Sperrspannungsquelle für
einen Kondensator verwandt wird, für eine Zündschaltung mit
Induktionsentladung, wobei ein Entladeschaltkreis einen
Thyristor umfaßt.
Fig. 30 zeigt in einem Diagramm den zeitlichen Ablauf der
Erzeugung der umgekehrten Spannung oder Sperrspannung in einer
Trigger- oder Ladespule gegenüber einer in der Primärwicklung
induzierten Spannung.
Fig. 31 zeigt die Arbeitskennlinie des Nacheilwinkels
relativ zur Drehzahl der Brennkraftmaschine bei den in den
Fig. 28 und 29 dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispie
len.
Fig. 32 zeigt das Schaltbild einer Schaltung für eine Zünd
schaltung mit Induktionsentladung, wobei eine Ladespule aus
schließlich als Sperrspannungsquelle für einen Kondensator ver
wandt wird und eine einen Entladeschaltkreis bildende Zener-
Diode auch als Widerstandsschaltkreis dient.
Fig. 33 zeigt die Wellenformen der Spannung zwischen den
gegenüberliegenden Klemmen der Primärwicklung und der Steuer
spannung des Thyristors in dem Fall, in dem die erfindungsge
mäße Schaltung nicht arbeitet.
Fig. 34 zeigt die Wellenformen der Spannung zwischen den
gegenüberliegenden Klemmen der Primärwicklung und der Steuer
spannung eines Thyristors, wenn die erfindungsgemäße Schaltung
arbeitet.
Fig. 35 zeigt in einem Diagramm die Arbeitskennlinie des
Nacheilwinkels, relativ zur Drehzahl der Brennkraftmaschine
bei dem in Fig. 32 dargestellten, bevorzugten Ausführungsbei
spiel der Erfindung.
Wie bereits erwähnt, kommt die vorliegende Erfindung bei einer
kontaktfreien Zündschaltung für eine Brennkraftmaschine zur An
wendung, bei der das Fließen und Unterbrechen eines primären
Kurzschlußstromes, der in der Primärwicklung T 1 einer Zündspu
le T induziert wird, deren Sekundärwicklung T 2 mit einer Zünd
kerze P verbunden ist, durch das Durchschalten und Zünden
eines Thyristors SCR gesteuert wird. Diese Zündschaltungen,
für die die vorliegende Erfindung Anwendung findet, können
grob in Zündschaltungen TCI mit Induktionsentladung und Zünd
schaltungen CDI mit kapazitiver Entladung unterteilt werden.
Die Zündschaltung TCI mit Induktionsentladung enthält einen
Widerstand R 1 als Basiswiderstand, der zwischen den Kollektor
und die Basis eines Transistors TR geschaltet ist, der parallel
zur Primärwicklung T 1 der Zündspule T liegt, einen Thyristor
SCR, der zwischen die Basis und den Emitter des Transistors
TR geschaltet ist, wobei seine Anode an der Basis liegt, einen
Widerstandsschaltkreis aus einem Widerstand R 2 in Form eines
veränderbaren Widerstandes zum Einstellen des Auslösezeit
punktes des Thyristors SCR und aus einem Widerstand R 3, der
zwischen die Steuerelektrode des Thyristors SCR und den Kollek
tor des Transistors TR geschaltet ist, und eine Reihenschaltung
aus einer Diode D 1 zur Temperaturkompensation, die so geschal
tet ist, daß sie einen Steuerkreis für den Thyristor SCR bil
det, und aus einem Widerstand R 4 als Steuerwiderstand, der
zwischen die Steuerelektrode und Kathode des Thyristors SCR
geschaltet ist.
Wie aus dem in den Fig. 2, 5 und 7 dargestellten Aufbau der Zünd
schaltung TCI hervorgeht, fließt dann, wenn eine induzierte
Durchlaßspannung in der Primärwicklung T 1 erzeugt wird, ein
der induzierten Spannung entsprechender Basisstrom durch den
Widerstand R 1 zur Basis des Transistors Tr, um den Transistor
Tr leitend zu machen, so daß der primäre Kurzschlußstrom durch
den Transistor Tr hindurch die Primärwicklung T 1 erreicht.
Wenn mit Zunahme der in der Primärwicklung T 1 induzierten Span
nung die Stärke des primären Kurzschlußstromes zunimmt, nimmt
auch der Nebenschlußstrom des Thyristors SCR durch die Wider
stände R 2 und R 3 zu und erreicht der Spannungsabfall in dem
Steuerkreis die Auslösespannung des Thyristors SCR zu einem
Zeitpunkt, der durch den Widerstand R 2 festgelegt ist, was zur
Folge hat, daß der Thyristor SCR durchschaltet.
Wenn der Thyristor SCR durchschaltet, ist der Potentialunter
schied zwischen Basis und Emitter des Transistors Tr nahezu
gleich Null, so daß der Transistor Tr zum selben Zeitpunkt
sperrt, zu dem der Thyristor SCR durchschaltet. Wenn der
Transistor Tr sperrt, wird der bisher zur Primärwicklung T 1
geflossene primäre Kurzschlußstrom sofort unterbrochen.
Diese sofortige Unterbrechung des primären Kurzschlußstromes,
der in die Primärwicklung T 1 geflossen ist, bewirkt, daß eine
hohe Spannung in der Sekundärwicklung T 2 induziert wird, um
einen Zündfunken in der Zündkerze P zu erzeugen.
Eine Zündschaltung mit kapazitiver Entladung (siehe Fig. 18 bis
20) enthält andererseits eine Reihenschaltung aus einer Gleich
richterdiode D 5 und einem Kondensator C 1, die zwischen die Ge
neratorspule GC und die Primärwicklung T₁, der Zündspule T ge
schaltet ist, einen Thyristor SCR, der parallel zur Reihen
schaltung aus dem Kondensator C 1 und der Primärwicklung T 1 liegt,
und dessen Anode mit dem Kondensator C 1 verbunden ist, und ei
ner Parallelschaltung, die aus einer Reihenschaltung einer
Triggerspule TC, einer Gleichrichterdiode D 6 und eines Wider
standes R 7 als veränderlicher Strombegrenzungswiderstand und
aus einem Widerstand R 8 als Steuerwiderstand besteht, der
zwischen die Steuerelektrode und die Kathode des Thyristors SCR
geschaltet ist.
Aus dem Aufbau der Zündschaltung CDI ergibt sich, daß die in
der Generatorspule GC induzierte Durchlaßspannung im Kondensa
tor C 1 geladen wird, und daß dann, wenn die Ladespannung des
Kondensators C 1 einen bestimmten Wert erreicht, in der Trigger
spule TC eine Spannung induziert wird, die einen Triggerstrom
bewirkt, der von der Diode D 6 durch den Widerstand R 7 zum
Widerstand R 8 fließt, um den Thyristor SCR durchzuschalten.
Wenn der Thyristor SCR durchschaltet, wird die im Kondensator
C 1 geladene elektrische Ladung schnell zur Primärwicklung T 1
über den Thyristor SCR entladen. Diese Entladung bewirkt, daß
eine hohe Spannung in der Sekundärwicklung T 2 induziert wird,
um einen Entladefunken an der Zündkerze P zu erzeugen.
Sowohl bei der Zündschaltung TCI mit Induktionsentladung als
auch bei der Zündschaltung CDI mit kapazitiver Entladung kann
die Zündung durch ein Durchschalten des Thyristors SCR erreicht
werden. Erfindungsgemäß wird der Durchschalt- oder Trigger
zeitpunkt des Thyristors SCR vom normalen Zeitpunkt, der
elektrisch durch den Widerstand R 2 und R 7 festgelegt ist,
verzögert, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen be
stimmten Wert in den Bereich der Überdrehung der Maschine
hinein überschreitet, um die Ausgangsleistung der Brennkraft
maschine schnell zu verringern, wodurch zwangsläufig die Dreh
zahl der Brennkraftmaschine abnimmt.
Das heißt, daß erfindungsgemäß der Kondensator C, der mit der Steuer
elektrode des Thyristors SCR verbunden ist, der in den Zünd
schaltungen TCI und CDI verwandt wird, mit einer Sperrspannung
aufgeladen wird, und daß dann, wenn die Drehzahl der Brennkraft
maschine einen bestimmten Wert überschreitet und in den Bereich
der Überdrehung kommt, die im Kondensator C geladene Sperrspan
nung über einen Entladeschaltkreis mit einer passenden Zeit
konstante entladen wird. Diese Entladung des Kondensators C be
wirkt, daß an die Steuerelektrode des Thyristors SCR eine Vor
spannung mit einem niedrigeren Potential als dem der Kathode
des Thyristors SCR über eine Zeitspanne gelegt wird, die der
Zeitkonstante des Entladekreises des Kondensators C entspricht,
um ein Auslösen des Thyristors SCR unmöglich zu machen, so
daß der Durchschaltzeitpunkt des Thyristors SCR um eine Zeit
spanne verzögert ist, die der Zeitkonstante des Entladekreises
des Kondensators C entspricht, wodurch der Zündzeitpunkt der
Zündkerze P verzögert wird, und somit die Überdrehung und die
Drehzahl der Brennkraftmaschine vermindert werden.
Erfindungsgemäß wird somit die Sperrspannung, die im Kondensa
tor C geladen ist, der mit der Steuerelektrode des Thyristors
SCR verbunden ist, der in den Zündschaltungen TCI und CDI
verwandt wird, entladen, wenn die Drehzahl der Brennkraftma
schine im Bereich der Überdrehung der Brennkraftmaschine liegt,
um an die Steuerelektrode des Thyristors SCR eine Vorspan
nung zu legen, die bezüglich der Kathoden negativ ist, so daß
der Auslösezeitpunkt des Thyristors SCR über eine Zeitspanne
verzögert ist, die der Entladezeit des Kondensators C ent
spricht, um damit eine Überdrehung der Brennkraftmaschine zu
vermeiden. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Schaltung ESG zum Vermeiden einer Überdre
hung der Brennkraftmaschine benötigt somit wenigstens einen
Kondensator C, dessen Kathode mit der Steuerelektrode eines
Transistors SCR verbunden ist, der in der Zündschaltung TCI
oder CDI verwandt wird, einen Aufladeschaltkreis JCL zum Auf
laden des Kondensators C mit einer Sperrspannung, einen Entla
deschaltkreis HCL zum Entladen der im Kondensator C geladenen
Sperrspannung und einen Entladeschaltkreis SCL zum Schließen
des Entladeschaltkreises HCL wenn die Drehzahl der Brennkraft
maschine im Überdrehzahlbereich liegt, um den Kondensator C
zu entladen.
Im folgenden wird anhand der Fig. 2 ein Grundausführungsbei
spiel der erfindungsgemäßen Schaltung ESG in seiner einfachsten
Form beschrieben.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel steht eine
die Überdrehung verhindernde Schaltung ESG mit einer Zündschal
tung TCI in Verbindung. Zwischen der Steuerelektrode und der
Kathode eines Thyristors SCR liegt eine Reihenschaltung aus
einem Widerstand R 9, der den Entladeschaltkreis HCL bildet,
aus einem Kondensator C und aus einem Thyristor SCR 1, dessen
Anode mit der Anode des Kondensators C und dessen Kathode mit
der Kathode des Thyristors SCR in Verbindung steht, um einen
Entladeschaltkreis SCL zu bilden.
Der Steuerschaltkreis des Thyristors SCR 1 besteht aus einer
Reihenschaltung aus einer Triggerspule TC 1, einer Gleichrich
terdiode D 10 und einem Widerstand VR, wobei die Steuerelektro
de des Thyristors SCR 1 mit dem beweglichen Kontakt des Wider
standes VR verbunden ist.
Eine Gleichrichterdiode D 7 ist zwischen die negative Klemme
der Primärwicklung T 1 oder die Kathode des Thyristors SCR 1 und
die Anode des Kondensators geschaltet, wobei die Anode der
Diode D 7 an der Kathode des Thyristors SCR 1 liegt. Eine Gleich
richterdiode D 8 ist zwischen die Kathode des Kondensators C
und die positive Klemme der Primärwicklung T 1 geschaltet,
wobei die Kathode der Diode D 8 mit der positiven Klemme der
Primärwicklung T 1 in Verbindung steht. Beide Dioden D 7 und D 8
bilden einen Aufladeschaltkreis JCL.
Die in der Primärwicklung T 1 induzierte Sperrspannung wird
somit im Kondensator C geladen.
Weiterhin ist eine Gleichrichterdiode D 9 zwischen die Steuer
elektrode des Thyristors SCR mit einem daran angeschlossenen
Widerstand R 9 und die Kathode des Thyristors SCR 1 geschaltet,
wobei die Anode der Diode D 9 mit der Kathode des Thyristors
SCR 1 verbunden ist. Die Kombination aus der Diode D 9 und dem
Widerstand R 9 bildet einen Entladeschaltkreis HCL.
Dieser Entladeschaltkreis HCL bildet einen Zeitkonstanten
schaltkreis, so daß dann, wenn der Schaltkreis aus dem Konden
sator C, dem Thyristor SCR 1, der Diode D 9 und dem Widerstand R 9
geschlossen wird, die durch den Kondensator und den Wider
stand R 9 im Kondensator C geladene elektrische Ladung inner
halb einer bestimmten Zeitspanne entladen wird.
Wenn bei dem in Fig. 2 dargestellten und in der obigen Weise
aufgebauten Ausführungsbeispiel die Drehzahl der Brennkraft
maschine einen durch den Widerstand VR festgelegten Wert er
reicht, wird der Thyristor SCR 1 leitend, um die im Kondensa
tor C geladene elektrische Ladung über den Thyristor SCR 1, die
Diode D 9 und den Widerstand R 9 zu entladen, wodurch das Po
tential an der Steuerelektrode des Thyristors SCR abnimmt, so
daß ein Zünden des Thyristors SCR verhindert wird, bis der
Kondensator C vollständig entladen ist. Das heißt, daß ein Zünden
des Thyristors SCR über die durch den Kondensator C und den
Widerstand R 9 bestimmte Zeitkonstante verhindert wird, wodurch
sich eine Verzögerung der Zündung des Thyristors SCR, vergli
chen mit dem normalen Zündzeitpunkt ergibt, der durch den Wider
stand R 2 bestimmt ist, um eine Überdrehung der Brennkraftma
schine zu verhindern.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Schal
tung weiter im einzelnen dargestellt.
Wenn die Brennkraftmaschine mit normaler Drehzahl läuft, er
reicht die Spannung V 2 (siehe Fig. 3b) an der Steuerelektrode
des Thyristors SCR 1 infolge der in der Triggerspule TC 1 indu
zierten Spannung nicht die Triggerspannung des Thyristors SCR 1,
und der Thyristor SCR 1 wird somit nicht leitend, was zur Folge
hat, daß nur die Zündschaltung TCI und nicht die Schaltung ESG
arbeitet.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine von dem oben beschrie
benen Zustand aus irgendeinem Grunde auf einen durch den Wider
stand VR festgelegten Wert ansteigt, erreicht die Spannung V 2
an der Steuerelektrode des Thyristors SCR 1 aufgrund der in
der Triggerspule TC 1 induzierten Spannung die Triggerspannung
(siehe Fig. 3b) des Thyristors SCR 1, so daß der Thyristor SCR 1
leitend wird.
Wenn der Thyristor SCR 1 leitend wird, wird die elektrische La
dung, die vor der Zündung des Thyristors SCR 1 im Kondensator
C geladen ist, um eine mit der Anode des Thyristors SCR 1 verbun
dene Elektrode durch den durch einen geschlossenen Stromkreis
oder den Aufladestromkreis JCL aus der Primärwicklung T 1 der
Diode T 7 dem Kondensator C und der Diode D 8 fließenden Sperr
strom positiv zu polarisieren, entsprechend der Zeitkonstante,
die durch den Kondensator C und den Widerstand R 9 bestimmt
ist, über den Thyristor SCR 1, die Diode D 9 und den Widerstand
R 9 entladen.
Diese Entladung des Kondensators C, d. h. das Durchschalten des
Thyristors SCR bewirkt, daß die Elektrode an der positiven Sei
te des Kondensators C auf Massepotential kommt, so daß der mit
der Elektrode an der negativen Seite des Kondensators C verbun
dene Anschluß des Widerstandes R 9 zur negativen Seite wird.
Daß der Anschluß des Widerstandes R 9 zur negativen Seite wird,
bedeutet, daß gleichfalls die Steuerelektrode des Thyristors
SCR, die mit der Kathode des Kondensators C über den Widerstand
R 9 verbunden ist, die negative Seite einnimmt. Daraus ergibt
sich, daß die Spannung an der Steuerelektrode des Thyristors
SCR von einer Höhe in der Nähe der Triggerspannung zum Trigger
zeitpunkt t 1 (siehe Fig. 3c) des Thyristors SCR 1 schnell durch
die Entladung des Kondensators C abfällt, wie es in Fig. 3c
dargestellt ist, um ein Auslösen des Thyristors unmöglich zu
machen.
Der obenerwähnte Abfall des Steuerpotentials des Thyristors
SCR, der aus der Entladung des Kondensators C resultiert, wird
während der Entladung des Kondensators C, d. h. für eine Zeit
dauer beibehalten, die der Zeitkonstante entspricht, die durch
den Kondensator C und den Widerstand R 9 bestimmt ist. Die Steuer
spannung V 1 des Thyristors SCR erreicht schließlich die Trig
gerspannung zum Zeitpunkt t 2, an dem die Entladung des Kondensa
tors C beendet ist, und zwar nach einer Zeitspanne ab Beginn
der Entladung des Kondensators C oder ab dem Auslösezeitpunkt
t 1 des Thyristors SCR 1, die durch den Zeitkonstantenschaltkreis
des Kondensators C und des Widerstandes R 9 festgelegt ist, um
den Thyristor SCR durchzuschalten.
Das heißt, daß der Thyristor SCR 1 durchgeschaltet wird, und daß als
Folge davon der Auslösezeitpunkt des Thyristors SCR um eine
Zeitspanne verzögert ist, die durch den Zeitkonstantenschalt
kreis bestimmt ist, der vom Kondensator C und dem Widerstand R 9
gebildet wid.
Wenn der Thyristor SCR leitend ist, arbeitet die Zündschaltung
TCI normalerweise so, daß sie den primären Kurzschlußstrom un
terbricht, was zur Folge hat, daß die Spannung zwischen dem
Kollektor und dem Emitter des Transistors TR 1 schnell absinkt,
wie es in Fig. 3a dargestellt ist, um in der Sekundärwicklung
T 2 sprunghaft eine Hochspannung zu erzeugen.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine über der durch den
Widerstand VR festgelegten Drehzahl liegt, arbeitet die Schal
tung ESG fortlaufend und ist die Breite des Nacheilwinkels
in der Schaltung ESG unabhängig von der Drehzahl der Brennkraft
maschine durch eine gegebene Zeitkonstante bestimmt, die durch
den Zeitkonstantenschaltkreis festgelegt ist, der vom Kondensa
tor C und vom Widerstand R 9 gebildet wird. Je höher somit die
Drehzahl der Brennkraftmaschine ist, umso größer ist die Breite
des Nacheilwinkels, so daß dementsprechend der Effekt der
Vermeidung der Überdrehung stärker wird.
Fig. 4 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung
zwischen der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Verlauf des
Nacheilwinkels bei der Schaltung ESG, wobei die Kurve I den
Verlauf in dem Fall darstellt, in dem die Drehzahl, bei der die
Schaltung ESG zu arbeiten beginnt, durch den Widerstand VR auf
3000 U/min festgelegt ist, wobei die Kurve II den Verlauf in dem
Fall zeigt, in dem die Drehzahl, bei der die Schaltung ESG zu
arbeiten beginnt, auf 5000 U/min festgelegt ist, wobei die Kurve
III den Verlauf in dem Fall zeigt, in dem die Drehzahl, bei der
die Schaltung ESG zu arbeiten beginnt, auf 7000 U/min festgelegt
ist, und wobei die Kurve IV den Verlauf in dem Fall zeigt, in
dem die Drehzahl, bei der die Schaltung ESG zu arbeiten beginnt,
auf 8000 U/min festgelegt ist.
In all diesen Fällen ist die Zeitkonstante des Zeitkonstanten
schaltkreises gleich und wird ein an der Brennkraftmaschine
angebrachtes Schwungrad vom Motor angetrieben, so daß diese
Untersuchungen lediglich dazu durchgeführt wurden, um die Be
ziehung zwischen der Zunahme der Drehzahl und dem Verlauf des
Nacheilwinkels bei der erfindungsgemäßen Schaltung ESG dar
zustellen.
Aus einem Vergleich der verschiedenen Kurven ist deutlich er
sichtlich, daß die Breite des Nacheilwinkels trotz derselben
Zeitkonstante deutlich hervortritt, wenn die Drehzahl über der
Einsatz-Soll-Drehzahl liegt, was eine verstärkte Wirkung des
Nacheilwinkels zur Folge hat.
Aus den Kurven in Fig. 4 ist gleichfalls ersichtlich, daß selbst
bei derselben Einstellung die Breite des Nacheilwinkels mit der
Drehzahl ansteigt und die einen solchen Anstieg verhindernde
Kraft proportional zum Anstieg der Drehzahl größer wird.
Wenn der Thyristor SCR gezündet wird, bevor die Schaltung ESG
arbeitet, hat der Nacheilwinkel wegen der Schaltung ESG keinen
Einfluß auf die Schaltung TCI, so daß es notwendig ist, den
Auslösezeitpunkt t 1 des Thyristors SCR 1 zeitlich etwas vor den
Auslösezeitpunkt des Thyristors SCR zu legen.
Die Breite des Nacheilwinkels des Auslösezeitpunktes des Thy
ristors SCR durch die Schaltung ESG ist etwas kleiner als die
Zeitkonstante, die durch den Kondensator C und den Widerstand
R 9 bestimmt ist.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der
Auslösezeitpunkt des Thyristors SCR 1 durch die Triggerspule
TC 1 unabhängig vom Wert der im Kondensator C geladenen Sperr
spannung bestimmt. Unabhängig von dem in Fig. 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 5 ein anderes Ausführungsbei
spiel, bei dem der Thyristor SCR dem Wert der im Kondensator C
geladenen Steuerspannung entsprechend gezündet wird.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel, das ähnlich wie
das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel bei einer Zünd
schaltung TCI mit Induktionsentladung verwandt wird, enthält
einen Thyristor SCR 1, dessen Kathode an der Kathode des
Thyristors SCR liegt, so daß sich ein Entladeschaltkreis SC
ergibt, und dessen Anode über den Kondensator C und den Wider
stand R 9 mit der Steuerelektrode des Thyristors SCR verbunden
ist, so daß sich ein Entladeschaltkreis HCL ergibt, eine Gleich
richterdiode D 7, die zwischen die Kathode des Thyristors SCR 1,
die an der negativen Klemme der Primärwicklung T 1 liegt, und
die Anode des Kondensators C geschaltet ist, die mit der Anode
des Thyristors SCR 1 verbunden ist, wobei die Anode der Diode D 7
an der Kathode des Thyristors SCR 1 liegt, eine Gleichrichter
diode D 8, die zwischen die Kathode des Kondensators C und die
positive Klemme der Primärwicklung T 1 geschaltet ist, wobei die
Kathode der Diode D 8 an der positiven Klemme der Primärwicklung
T 1 liegt, so daß sich ein Aufladeschaltkreis JCL ergibt, einen
Widertand R 13 in Form eines Steuer- und Kathodenwiderstandes
des Thyristors SCR 1, eine Zener-Diode ZD 1, die zwischen die
Anode und die Steuerelektrode des Thyristors SCR 1 geschaltet
ist, wobei die Kathode der Zener-Diode ZD 1 an der Anode des
Thyristors SCR₁ liegt und die Zener-Diode ZD₁ dazu vorgesehen
ist, den Auslösezeitpunkt des Thyristors SCR 1 festzulegen, so
daß sich ein Steuerschaltkreis für den Thyristor SCR 1 ergibt,
und eine Gleichrichterdiode D 9, die zwischen die Kathode des
Thyristors SCR 1 und die Steuerelektrode des Thyristors SCR ge
schaltet ist, wobei die Anode der Diode D 9 an der Kathode des
Thyristors SCR 1 liegt, so daß sich ein Entladeschaltkreis HCL
ergibt.
Das heißt, daß die in Fig. 5 dargestellte Schaltung ESG im Aufbau
mit der in Fig. 2 dargestellten Schaltung mit Ausnahme des
Steuerkreises für den Thyristor SCR 1 identisch ist.
Wenn in der Primärwicklung T 1 somit eine Sperrspannung induziert
wird, wird diese Sperrspannung über den Aufladeschaltkreis JC
der von der Primärwicklung T 1 über die Diode D 7 den Kondensator
C die Diode D 8 zur Primärwicklung T 1 zurückgeführt, im Kondensa
tor C geladen.
Andererseits wird die im Kondensator C geladene Sperrspannung
über den Entladeschaltkreis HCL entladen, der vom Kondensator C
über den Thyristor SCR 1 die Diode D 9, den Widerstand R 9 zum Kon
densator C zurückführt.
Da die am Kondensator C zu ladende Sperrspannung die in der
Primärwicklung T 1 induzierte Spannung ist, steigt sie proportio
nal zur Drehzahl der Brennkraftmaschine an. Weiterhin ist eine
Reihenschaltung aus der Zener-Diode ZD 1 und dem Widerstand R 13
parallel zu einer Reihenschaltung geschaltet, die den Kondensa
tor C, den Widerstand R 9 und die Diode D 9 umfaßt, so daß dann,
wenn die Spannung zwischen den Elektroden des Kondensators C
die Durchbruchsspannung der Zener-Diode ZD 1 überschreitet, die
Zener-Diode ZD 1 durchbricht, was zur Folge hat, daß ein elektri
scher Strom durch den Widerstand R 13 fließt.
Die Höhe der im Zustand der Überdrehung der Brennkraftmaschine
im Kondensator C geladenen Sperrspannung kann somit vorher so
bemessen werden, daß die Durchbruchsspannung der Zener-Diode
ZD 1 etwas kleiner als die Sperrspannung ist, so daß dann, wenn
die Drehzahl der Brennkraftmaschine im Überdrehungsbereich
liegt, die Zener-Diode ZD 1 durchbricht, und folglich ein elektri
scher Strom durch den Widerstand R 13 fließt, um den Thyristor
SCR 1 zu zünden.
Dieser Vorgang wird im folgenden anhand der Arbeitsweise der
gesamten Schaltung ESG im einzelnen dargestellt.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine im Bereich der norma
len Soll-Drehzahlen liegt, erreicht die am Kondensator C gela
dene Sperrspannung nicht die Durchbruchsspannung der Zener-Diode
ZD 1, so daß die Schaltung ESG nicht arbeitet und der Thyristor
SCR zum Zeitpunkt t 1, der durch den Widerstand R 2 bestimmt ist,
leitend wird, um einen Zündfunken an der Zündkerze P zu erzeu
gen.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine aus irgendeinem Grunde
ansteigt, steigt gleichfalls die in der Primärwicklung T 1 indu
zierte Sperrspannung sowie die am Kondensator C geladene Span
nung an.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine bis zu einem durch die
Zener-Diode ZD 1 festgelegten Wert ansteigt, erreicht die am Kon
densator C geladene Sperrspannung die Durchbruchsspannung der
Zener-Diode ZD 1.
Im übrigen wird der Durchbruch der Zener-Diode ZD 1 nicht zum
gleichen Zeitpunkt erreicht, zu dem der Potentialunterschied
zwischen den Elektroden des Kondensators C die Durchbruchs
spannung der Zener-Diode erreicht, sondern zu einem Zeitpunkt
t 3, zu dem die Spannung zwischen dem Kollektor und Emitter des
Transistors Tr oder der Potentialunterschied zwischen den Klem
men der Primärwicklung T 1 sich allmählich vom Maximalwert in die
entgegengesetzte Richtung zur Durchlaßspannung ändert, wie es
in Fig. 6a dargestellt ist.
Die Spannung zwischen Anode und Kathode des Thyristors SCR 1, die
das Durchbrechen der Zener-Diode ZD 1 bewirkt, ändert sich bis
auf einen minimalen Wert (durch die Schaltung der Diode D 7 in
Durchlaßrichtung), wenn die Sperrspannung der Primärwicklung
T 1 maximal ist, wie es in Fig. 6b dargestellt ist. Jedoch wird
eine elektrische Ladung, die dem Maximalwert der Sperrspannung
entspricht, am Kondensator C gespeichert, so daß folglich die
obenerwähnte Spannung bei Abnahme der Sperrspannung der Primär
wicklung T 1 zunimmt und schließlich die Durchbruchsspannung der
Zener-Diode ZD 1 zum Zeitpunkt t 3 erreicht.
Wenn die Zener-Diode ZD 1 durchgebrochen ist, wird eine Trigger
spannung für den Thyristor SCR 1 im Widerstand R 13 erzeugt, um
den Thyristor SCR 1 leitend zu machen.
Wenn der Thyristor SCR 1 leitend wird, fließt die im Kondensator
C gespeicherte elektrische Ladung durch den Thyristor SCR 1, die
Diode D 9 und den Widerstand R 9 und wird diese Ladung mit einer
Zeitkonstante entladen, die durch den Kondensator C und den
Widerstand R 9 bestimmt ist.
Die Entladung der im Kondensator C geladenen Sperrspannung oder
das Durchschalten des Thyristors SCR 1 bewirkt, daß die positive
Elektrode des Kondensators C an Masse liegt, und daß demzufolge
das Potential der Steuerelektrode des Thyristors SCR zur nega
tiven Seite abfällt, um ein Durchschalten des Thyristors SCR
unmöglich zu machen.
Dieser Zustand wird für eine Zeitspanne Δ t 1 beibehalten, der
durch die Zeitkonstante bestimmt ist, mit der die Entladung des
Kondensators C vollendet wird, d. h. für eine Zeitspanne vom
Zeitpunkt t 3 bis zum Zeitpunkt t 2.
Da der Zeitpunkt, an dem der Thyristor SCR 1 leitend wird, oder
der Durchbruchszeitpunkt t 3 der Zener-Diode ZD 1 vor dem Zeit
punkt, an dem normalerweise der Thyristor SCR durchschaltet
oder vor dem normalen Zündzeitpunkt t 1 im Zeitabschnitt Δ t 1
liegt, liegt der normale Zündzeitpunkt t 1 innerhalb der Zeit
spanne, in der der Kondensator C entladen wird. Während der
Entladung des Kondensators C fällt, wie oben erwähnt, das Po
tential an der Steuerelektrode des Thyristors SCR ab, so daß es
unmöglich ist, den Thyristor SCR durchzuschalten.
Wenn man sich jedoch dem Zeitpunkt t 2 nähert, an dem die Ent
ladung des Kondensators C beendet ist, steigt gleichfalls die
Durchlaßspannung (Fig. 6a) an, die in der Primärwicklung T 1
induziert wird, was zur Folge hat, daß das Potential an der
Steuerelektrode des Thyristors SCR ebenfalls allmählich an
steigt, wie es in Fig. 6c dargestellt ist und das Triggerpo
tential zum Zeitpunkt t 2 erreicht, an dem die Entladung des Kon
densators C endet, um den Thyristor SCR durchzuschalten und
somit einen Zündfunken an der Zündkerze P zu erzeugen.
Das heißt, daß der Zündzeitpunkt der Zündschaltung TCI um Δ t 2 vom
Zeitpunkt t 1, der durch den Widerstand R 2 bestimmt ist, zum
Zeitpunkt t 2 verzögert ist, an dem die Entladung des Kondensa
tors C beendet ist.
Diese Verzögerung des Zündzeitpunkts bewirkt, daß die Ausgangs
leistung der Brennkraftmaschine abrupt abnimmt, wodurch ihre
Drehzahl herabgesetzt wird.
In der Schaltung ESG kann daher die Durchbruchsspannung der
Zener-Diode ZD 1 in zweckmäßiger Weise festgelegt werden, indem
beispielsweise eine Zener-Diode ZD 1 mit einer passenden Durch
bruchsspannung gewählt wird, wodurch die Drehzahl der Brenn
kraftmaschine für die Arbeit der Schaltung ESG in passender Wei
se festgelegt werden kann, und der Wert des Nacheilwinkels des
Zündzeitpunktes frei durch die Einstellung der Zeitkonstante des
Zeitkonstantenschaltkreises gewählt werden kann.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine trotz der Tatsache,
daß die Schaltung ESG arbeitet, aus irgendwelchen Gründen dazu
neigt, weiter anzusteigen, steigt die im Kondensator C ge
speicherte elektrische Ladungsmenge an, wird die Zeitspanne Δ t 1
größer und nimmt die Anzahl der Drehungen des Schwungrades pro
Zeiteinheit zu, so daß die Zeit Δ t 2 des Nacheilwinkels stark
ansteigt, um dadurch die einer Erhöhung der Drehzahl der Brenn
kraftmaschine entgegenwirkende Kraft größer zu machen. Die
Schaltung ESG hat zusätzlich zu der Wirkung der Vermeidung einer
Überdrehung der Brennkraftmaschine einen Einfluß auf die Ver
meidung der allgemein bei der Zündschaltung auftretenden Vor
zündung, da ein Sperrstrom in die Primärwicklung T 1 fließt,
wenn in der Primärwicklung T 1 eine Sperrspannung erzeugt wird.
Dasselbe gilt für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbei
spiel.
Im folgenden werden die in Fig. 7 und 8 dargestellten Aus
führungsbeispiele beschrieben, durch die die Mängel beseitigt wer
den sollen, die bei den in den Fig. 2 und 5 dargestellten
Ausführungsbeispielen auftreten. Bei den in den letzteren Figu
ren dargestellten Ausführungsbeispielen zeigt sich der Nach
teil, daß die Ladespannung des Kondensators C durch die Pri
märwicklung T 1 nicht reguliert werden kann, und daß dann, wenn
die Brennkraftmaschine unter normalen Bedingungen läuft, im
Kondensator C eine Sperrspannung geladen bleibt, so daß das
Potential an der Steuerelektrode des Thyristors SCR über den
Widerstand R 9 etwas abfällt, was eine leichte Verzögerung des
normalen Zündzeitpunktes t 1 zur Folge hat.
Die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiele sol
len dazu dienen, diese bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 2
und 5 auftretenden Mängel zu beseitigen.
Bei der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Zündschaltung TCI ist
eine Reihenschaltung mit einer Diode D 1 zwischen die Basis und
den Emitter des Transistors Tr geschaltet, und ein Widerstand
R 6 bildet den eine Vorzündung verhindernden Schaltkreis in
der Zündschaltung TCI.
Die eine Überdrehung verhindernde Schaltung ESG bei dem in
Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält einen Thyristor
SCR 1, dessen Kathode an der Kathode des Thyristors SCR liegt,
so daß sich ein Entladeschaltkreis SCL ergibt, wobei die Anode
des Thyristors SCR 1 mit der Steuerelektrode des Thyristors SCR
über den Kondensator C und einen Diodenschaltkreis D 9′ in Form
eines Widerstandskreises RCL verbunden ist, der aus mehreren
Dioden (bei den dargestellten Ausführungen aus zwei Dioden)
besteht, die in Durchlaßrichtung in Reihe geschaltet sind,
eine Gleichrichterdiode D 7 , die zwischen die negative Klemme
der Primärwicklung T 1, an der die Kathode des Thyristors SCR 1
liegt, und die Anodenseite des Kondensators C geschaltet ist,
an der die Anode der Primärwicklung T 1 liegt, wobei die Anode
der Diode D 7 an der Kathode des Thyristors SCR 1 liegt, eine
Reihenschaltung, die aus einem Widerstand R 10 in Form eines
veränderlichen Widerstands und aus einer Gleichrichterdiode
D 8 besteht, wobei die Kathode der Diode D 8 an der positiven
Klemme der Primärwicklung T 1 liegt, und die zwischen die Katho
de des Kondensators C und die positive Klemme der Primärwick
lung T 1 geschaltet ist, so daß sich ein Aufladeschaltkreis
JCL ergibt, einen einen Entladeschaltkreis HCL bildenden Wider
stand R 11, der zwischen der Kathode des Thyristors SCR 1 und
der Kathodenseite des Kondensators C liegt, einen parallel zum
Kondensator C geschalteten Widerstand R 12, der einen zweiten
Entladeschaltkreis HCL bildet, einen zwischen die Steuerelek
trode und die Kathode des Thyristors SCR 1 geschalteten Wider
stand R 13, der parallel zu einem Kondensator C 2 geschaltet
ist, eine Gleichrichterdiode D 10, die zwischen der Anode und
der Steuerelektrode des Thyristors SCR 1 liegt, wobei die Anode
der Diode D₁₀ an der Anode des Thyristors SCR₁ liegt, und einen
Widerstand R 14, der in Reihe zur Diode D 10 geschaltet ist, um
in dem Steuerschaltkreis für den Thyristor SCR 1 einen inte
grierenden Schaltkreis zu bilden.
Es versteht sich jedoch, daß die Diodenschaltung D 9′ in Form
eines Widerstandsschaltkreises RCL mit ihrer Anode am Konden
sator C liegt.
Die Diodenschaltung D 9′ in Form eines Widerstandsschaltkreises
RCL, die zwischen den Kondensator C und die Steuerelektrode
des Thyristors SCR geschaltet ist, ist nämlich so geschaltet,
daß dann, wenn eine Elektrode des Kondensators C zum Emitter
des Transistors Tr über den Thyristor SCR 1 kurzgeschlossen
ist, die andere Elektrode des Kondensators C zur Steuerelektro
de des Thyristors SCR im wesentlichen kurzgeschlossen liegt.
Wenn demgegenüber der Thyristor SCR 1 nicht leitend ist, wirkt
die im Kondensator C gespeicherte elektrische Ladung nicht auf
die Steuerelektrode des Thyristors SCR. Die Diodenschaltung
D 9′ ist vorzugsweise so ausgebildet, daß zwei Dioden in Reihe
miteinander geschaltet sind, wobei die Anodenseite an der
Steuerelektrode des Thyristors SCR liegt, wie es in Fig. 7 dar
gestellt ist.
Wenn somit der Widerstandsschaltkreis RCL ein reiner Wider
stand ist, wie es bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2
und 5 dargestellt ist, liegt die Steuerelektrode des Thyristors
SCR über den Widerstandsschaltkreis RCL an der Kathode, was
zur Folge hat, daß die Triggerspannung des Thyristors SCR, die
wesentlich durch die Diode D 1 und den Widerstand R 4 bestimmt
ist, gestört sind, und daß zusätzlich das negative Potential
an der Kathodenseite des Kondensators C an dem über den Wider
standsschaltkreis RCL die Steuerelektrode SCR liegt, zum
Emitter des Transistors Tr durch einen kleinen Reststrom vor
gespannt ist, der durch die Diode D 7 und den Widerstand R 11
unabhängig davon fließt, ob der Thyristor SCR 1 arbeitet oder
nicht arbeitet, wodurch das negative Potential an der Katho
denseite des Kondensators C direkt auf die Steuerelektrode
des Thyristors SCR durch den Widerstandskreis RCL wirkt, so
daß der Zündzeitpunkt des Thyristors SCR verzögert wird.
Wenn andererseits der Widerstand RCL so ausgebildet sind,
daß zwei Dioden in Reihe geschaltet sind, wie es bei dem Aus
führungsbeispiel von Fig. 7 dargestellt ist, wird die Reihen
schaltung, die zwischen der Reihenschaltung aus der Diode D 1
und dem Widerstand R 4 und der Widerstandsschaltung RCL liegt,
die parallel geschaltet sind, während der Zeit, während der
die Maschine mit normaler Drehzahl läuft, überhaupt keinen
Einfluß auf das Durchschalten des Thyristors SCR nach der
Diodenkennlinie haben. Der Spannungsabfall am Widerstand R 11,
der aus dem kleinen Reststrom aufgrund der am Kondensator C
gespeicherten elektrischen Ladung resultiert, ist kleiner als
die beiden Kennspannungen der Dioden in der Widerstandsschal
tung RCL, so daß die am Kondensator C gespeichete elektri
sche Ladung keinen Einfluß auf die Steuerelektrode des Thy
ristors SCR hat.
Wie oben erwähnt, enthält die Widerstandsschaltung RCL zwei
in Reihe geschaltete Dioden. Der Grund für die Verwendung von
zwei Dioden besteht darin, daß zwischen die Steuerelektrode
und die Kathode des Thyristors SCR eine Diode D 1 geschaltet
ist. Es versteht sich jedoch, daß die Widerstandsschaltung
RCL auch mehr als zwei dem Wert des Widerstandes R 11 entspre
chende, in Reihe geschaltete Dioden oder eine Zener-Diode ent
halten kann.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt eine
Reihenschaltung aus der Diode D 10, deren Anode an der Anode
des Thyristors SCR 1 liegt, und aus dem Widerstand R 14 zwischen
der Anode und der Steuerelektrode des Thyristors SCR 1. Zwischen
die Steuerelektrode und die Kathode des Thyristors SCR 1 ist
ein Kondensator C 2 geschaltet, so daß der Widerstand R 14 und
der Kondensator C 2 einen integrierenden Schaltkreis bilden, der
einen Sicherheitsschaltkreis darstellt, der dazu dient, eine
Fehlsperre im Thyristor SCR in der Zündschaltung TCI zu vermei
den, die aus einer fehlerhaften Arbeitsweise der die Überdre
hung verhindernden Schaltung ESG herrührt, die von einem elek
trischen Anstoß von der Zündschaltung TCI während der Arbeits
weise in normalen Drehzahlbereichen verursacht wird.
Das heißt, daß bei einer hohen Drehzahl im Bereich der normalen
Drehzahlen ein am Kondensator C zu ladendes Potential einen
Wert annimmt, der etwas kleiner als der Wert desjenigen Po
tentials ist, das zum Triggern des Thyristors SCR 1 erforderlich
ist, und daß ein derart kleiner Wert beibehalten wird. Wenn
jedoch ein elektrischer Stoß von der Zündschaltung TCI aufgrund
der Auslösung des Thyristors SCR oder aus einem ähnlichen
Grund am Kondensator C in dem oben beschriebenen Betriebs
zustand anliegt, so daß das Potential des Kondensators kurz
zeitig auf einen derart hohen Wert steigt, daß der Thyristor
SCR 1 ausgelöst werden kann, kommt der Thyristor SCR 1 in den
leitenden Zustand, so daß eine Fehlsperre induziert wird, wo
bei der durch das Durchschalten des Thyristors SCR 1 gesperrte
Thyristor SCR wieder leitend wird, nachdem eine gegebene Zeit
spanne abgelaufen ist, was im folgenden näher beschrieben wird.
Dieser elektrische Stoß von der Zündschaltung TCI für die
Überdrehung verhindernde Schaltung ESG wird in den meisten
Fällen durch ein Auslösen des Thyristors SCR oder durch einen
Impuls mit einer ausnahmslos extrem geringen Breite von etwa
100 µs hervorgerufen.
Wenn somit die Integrationskonstante der integrierenden Schal
tung, die aus dem Widerstand R 14 und dem Kondensator C 2 be
steht, weit größer als 100 µs gewählt ist, wird der elektri
sche Stoß von der Zündschaltung TCI zum Kondensator C voll
ständig am Kondensator C 2 absorbiert und kann ein Auslösen des
Thyristors SCR 1 aufgrund des elektrischen Stoßes von der Zünd
schaltung TCI oder einer fehlerhaften Arbeitsweise der die
Überdrehung verhindernden Schaltung ESG vollständig vermieden
werden.
Der parallel zum Kondensator C geschaltete Widerstand R 12 bil
det einen zweiten Entladeschaltkreis HCL 2 für den Kondensator
C, der die am Kondensator C gespeicherte elektrische Ladung
mit der gewünschten Geschwindigkeit herabsetzt.
Das heißt, daß dann, wenn die am Kondensator C gespeicherte elek
trische Ladung andauernd auf einem gegebenen Wert bleibt, die
Gefahr einer fehlerhaften Arbeitsweise der die Überdrehung
verhindernden Schaltung ESG ansteigt, die auf dem elektri
schen Stoß von der Zündschaltung TCI beruht. Es wird daher
vorgeschlagen, die am Kondensator C gespeicherte elektrische
Ladung in gewissem Maße zu dem Zeitpunkt zu entladen, an dem
der Thyristor SCR durchgeschaltet wird. Selbst wenn die Span
nung des Kondensators C durch den elektrischen Stoß von der
Zündschaltung TCI ansteigen sollte, überschreitet die in die
ser Weise angestiegene Spannung nicht die Auslösespannung des
Thyristors SCR 1.
Natürlich ist der Wert des Widerstandes R 12, der den zweiten
Entladeschaltkreis HCL 2 für den Kondensator C bildet, wenn
die die Überdrehung verhindernde Schaltung ESG nicht arbeitet,
wesentlich größer als der Wert des Widerstandes R 11, der den
Entladeschaltkreis HCL für den Kondensator C bildet, wenn die
die Überdrehung verhindernde Schaltung ESG als Folge der Aus
lösung des Thyristors SCR 1 arbeitet.
Die im Obigen beschriebene und in Fig. 7 dargestellte, eine
Überdrehung verhindernde Schaltung ESG arbeitet in ähnlicher
Weise wie die in den Fig. 2 und 5 dargestellte Schaltung ESG:
Der Kondensator C wird aufgeladen, wenn eine Sperrspannung in
der Primärwicklung T 1 erzeugt wird. Wenn in der Primärwick
lung T 1 eine Sperrspannung erzeugt wird, wird der Kondensator
C über einen Schaltkreis, der von der Primärwicklung T 1 über
die Diode D 7 den Kondensator C, den Widerstand R 10 und die
Diode D 8 zur Primärwicklung T 1 zurückführt, so aufgeladen,
daß die Elektrode auf der Seite der Diode D 7 positiv und die
Elektrode auf der Seite des Widerstandes R 10 negativ ist.
Die Ladungsmenge des Kondensators C ist durch das Widerstands
verhältnis zwischen den Widerständen R 10 und R 11, d. h. durch
den in Form eines veränderbaren Widerstandes ausgebildeten
Widerstand R 10 bestimmt.
Da die Ladungsmenge des Kondensators C nicht ausreicht, um den
Thyristor SCR 1 durchzuschalten, wenn die Drehzahl der Brenn
kraftmaschine im normalen Drehzahlbereich liegt, zeigt sich
keine wesentliche Wirkung der die Überdrehung verhindernden
Schaltung ESG.
Somit wird der Thyristor SCR in der Zündschaltung TCI zum nor
malen Zündzeitpunkt ausgelöst, der durch den Widerstand R 2
bestimmt ist.
Während der normalen Arbeitsweise der Zündschaltung TCI wird
die am Kondensator C gespeicherte elektrische Ladung haupt
sächlich über den Widerstand R 12 und teilweise über die Diode
D 10 und die Widerstände R 14 und R 13 entladen.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine aus irgendeinem Grund
von dem oben beschriebenen Wert auf eine Überdrehzahl ansteigt,
die durch den Widerstand R 10 bestimmt ist, erreicht die La
dungsmenge des Kondensators einen Wert, der zum Durchschalten
des Thyristors SCR 1 ausreicht.
Daher wird eine Durchlaßspannung in der Primärwicklung T 1
induziert und steigt mit steigender Spannung das Potential der
Anode des Thyristors SCR 1 relativ zur Kathode des Thyristors
SCR 1 an. Wenn dieses Potential größer als die Durchlaßspan
nung der Diode D 10 wird, fließt ein elektrischer Strom über
die Diode D 10 und den Widerstand R 14 zum Widerstand R 13, so
daß an der Steuerelektrode des Thyristors SCR 1 eine Spannung
entwickelt wird, die zum Durchschalten des Thyristors ausreicht
und somit den Thyristor SCR 1 durchschaltet.
Wenn der Thyristor SCR 1 durchgeschaltet ist, fällt das Po
tential an der Anodenseite des Kondensators C auf das Emitter
potential des Transistors Tr ab, was zur Folge hat, daß die
Kathodenseite des Kondensators C bezüglich des Emitters des
Transistors Tr negativ vorgespannt ist.
Wenn die Kathodenseite des Kondensators C in der oben be
schriebenen Weise negativ vorgespannt ist, ist auch die Steuer
elektrode des Thyristors SCR über den Widerstandsschaltkreis
RCL negativ vorgespannt. Dieser Zustand wird für die Dauer
der Zeitkonstante, die durch den Kondensator C und den Wider
stand R 11 bestimmt ist, oder über die Entladezeitdauer des Kon
densators C beibehalten.
Nach Ablauf der den Zeitkonstanten entsprechenden Zeit, während
der die Entladung des Kondensators C vollendet wird, steigt das
Potential an der Steuerelektrode des Thyristors SCR allmählich
auf das Auslösepotential an, um den Thyristor SCR durchzuschal
ten, wodurch ein Zündfunke an der Zündkerze P erzeugt wird.
Das heißt, daß der Auslösezeitpunkt des Thyristors, der gleich dem
Zündzeitpunkt der Zündschaltung TCI ist, um eine Zeitspanne
verzögert ist, die der Zeitkonstante entspricht, die durch den
Kondensator C und den Widerstand R 11, ähnlich wie bei den in
Fig. 2 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen bestimmt ist.
In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufbaus der
Schaltung in einer gegenüber den Schaltungen von Fig. 2, 5 und
7 weiter vereinfachten Form dargestellt.
Die in Fig. 8 dargestellte Schaltung enthält einen Thyristor
SCR 1, der einen Entladeschaltkreis SCL bildet, dessen Kathode
an der Kathode des Thyristors SCR liegt und dessen Anode über
den Kondensator C und die Diode D 1, die den Steuerkreis für
den Thyristor SCR bilden, an der Steuerelektrode des Thyristors
SCR liegt, eine Diode D 7, die zwischen die negative Klemme der
Primärwicklung T 1 und die Anodenseite des Kondensators C ge
schaltet ist, wobei die Kathode der Diode D 7 am Kondensator C
liegt, eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R 10 in Form
eines veränderlichen Widerstands und einer Diode D 8, deren
Kathode an der positiven Klemme der Primärwicklung T 1 liegt,
wobei diese Reihenschaltung zwischen die Kathodenbreite des
Kondensators C und die positive Klemme der Primärwicklung T 1
geschaltet ist, so daß sich ein Aufladeschaltkreis JCL ergibt,
und einen Widerstand R 12, der einen zweiten Entladeschaltkreis
HCL 2 bildet, der parallel zum Kondensator C geschaltet ist.
Der Steuerschaltkreis für den Thyristor SCR 1 enthält einen
Widerstand R 13, der zwischen die Kathode und die Steuerelektro
de des Thyristors SCR 1 geschaltet ist und eine Zener-Diode ZD 1,
die zwischen die Anode und die Steuerelektrode des Thyristors
SCR 1 geschaltet ist, wie es ähnlich bei dem in Fig. 5 dargestell
ten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
Aus dem oben beschriebenen Aufbau ergibt sich, daß die in Fig. 8
dargestellte Schaltung ESG die Diode D 1 zur Temperaturkompen
sation des Thyristors SCR als Widerstandsschaltkreis RC und
den Widerstand R 4, der der Steuerwiderstand des Thyristors
SCR ist, als Entladeschaltkreis HCL verwendet, wodurch der Auf
bau der Schaltung vereinfacht wird.
Die Arbeitsweise der in Fig. 8 dargestellten Schaltung ESG ist
grundsätzlich identisch mit der in Fig. 5 dargestellten Schal
tung, jedoch ist der Wert der am Kondensator C geladenen Sperr
spannung durch den Widerstand R 10 ähnlich wie bei dem in Fig. 7
dargestellten Ausführungsbeispiel bestimmt.
Dieser Widerstand R 10 legt nicht nur die am Kondensator C ge
ladene Spannung, sondern auch die Drehzahl der Brennkraft
maschine fest, bei der die Schaltung ESG arbeitet.
Das heißt, daß die Arbeit der Schaltung ESG dadurch bewirkt wird,
daß der Thyristor SCR 1 als Folge des Durchbrechens der Zener-
Diode ZD 1 durchgeschaltet wird. Folglich kann die Zener-Diode
ZD 1, deren Durchbruchsspannung etwas kleiner als die am Konden
sator C dann geladene Spannung ist, wenn die Drehzahl der Brenn
kraftmaschine im Überdrehungsbereich liegt, dazu verwandt wer
den, die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu bestimmen, bei der
die Schaltung ESG arbeitet. Diese Anordnung hat jedoch insofern
verschiedene Nachteile, als es in Hinblick auf den Aufbau der
Schaltung außerordentlich schwierig ist, diejenige Zener-Diode
ZD 1 herauszufinden, die eine Durchbruchsspannung aufweist, die
zu der am Kondensator C dann geladene Spannung paßt, wenn die
Brennkraftmaschine im Überdrehungsbereich arbeitet, daß es nahe
zu unmöglich ist, die gewählte Überdrehzahl der Brennkraftma
schine zu ändern, so daß die Anpassungsfähigkeit der Schaltung
verlorengeht, und daß eine Anzahl standardisierter Schaltungen
ESG nicht erhalten werden kann. Um diese Mängel zu beseitigen,
kann der Wert des Widerstandes R 10 so verändert werden, daß die
dann am Kondensator geladene Spannung, wenn die Brennkraftma
schine im Überdrehungsbereich arbeitet, an die Durchbruchs
spannung der Zener-Diode ZD 1 angepaßt wird, was verschiedene
Vorteile, beispielsweise den Vorteil bietet, daß die Drehzahl
der Brennkraftmaschine, bei der die Schaltung ESG zu arbeiten
beginnt, frei gewählt werden kann, und eine Zener-Diode ZD 1 aus
einem größeren Bereich verwandt werden kann.
Die am Kondensator C geladene Sperrspannung ist zum Zeitpunkt
(a), zu dem sich über den Klemmen der Primärwicklung T 1 die Sperr
spannung entwickelt, die durch eine Schraffierung in Fig. 9 darge
stellt ist, maximal, wie es gleichsfalls aus Fig. 9 ersichtlich
ist. Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine jedoch im Bereich
der Überdrehung liegt, wird der Thyristor SCR 1 statt zum Zeit
punkt (a) zum Zeitpunkt (b) durchgeschaltet, zu dem die Span
nung in Durchlaßrichtung der Primärwicklung T 1 anzusteigen be
ginnt, wie es ähnlich bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel der Fall ist.
Es versteht sich jedoch, daß der Zeitpunkt (b) vor dem Zeit
punkt der normalen Zündung t 1 liegt, wenn die Brennkraftmaschine
unter normalen Bedingungen arbeitet.
In den Fig. 10, 13 und 14 sind Ausführungsbeispiele der Erfin
dung dargestellt, bei denen die Aufladung des Kondensators C
in ähnlicher Weise, wie bei den oben beschriebenen Ausführungs
beispielen durch die Zündspule T erfolgt, eine Ausnahme besteht
lediglich darin, daß der Entladeschaltkreis SCL eine Zener-Diode
ZD enthält. In Fig. 10 ist eine Schaltung ESG dargestellt,
die statt eines Entladeschaltkreises SCL, der von einem Thy
ristor SCR 1 bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel
gebildet wird, einen Entladeschaltkreis SCL aufweist, der eine
Zener-Diode ZD enthält. Die Schaltung ESG enthält die Zener-
Diode ZD, die den Entladeschaltkreis SCL bildet, wobei die
Anode der Zener-Diode ZD mit der negativen Klemme der Primär
wicklung T 1 verbunden ist, an der die Kathode des Thyristors
SCR liegt, und wobei die Kathode der Zener-Diode ZD über den
Kondensator C und die Diode D 1 mit der Steuerelektrode des
Thyristors SCR verbunden ist, eine Gleichrichterdiode D 7, die
zwischen die negative Klemme der Primärwicklung T 1 und die Anode
des Kondensators C geschaltet ist, wobei die Kathode der Gleich
richterdiode D 7 an der Anode des Kondensators C liegt, eine
Reihenschaltung aus einem Widerstand 10 und einer Diode D 8 mit
an der positiven Klemme der Primärwicklung T 1 liegender Kathode,
die zwischen die Kathode des Kondensators C und die positive
Klemme der Primärwicklung T 1 geschaltet ist, so daß sich ein
Aufladeschaltkreis JCL ergibt, und einen Widerstand R 12, der
einen zweiten Entladeschaltkreis HCL 2 bildet, der parallel zum
Kondensator C geschaltet ist.
Aus dem oben beschriebenen Aufbau ergibt sich, daß die in Fig.
10 dargestellte Schaltung ESG lediglich die Zener-Diode ZD
anstelle des bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 8 durch den
Thyristor SCR 1 gebildeten Entladeschaltkreises SCL verwendet.
Die grundsätzliche Arbeitsweise der Schaltung ESG ist im we
sentlichen dieselbe, wie die des in Fig. 8 dargestellten Aus
führungsbeispiele.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der in Fig. 10 dargestellten
Schaltung ESG anhand der Diagramme der Fig. 11 und 12 näher be
schrieben.
Fig. 11 zeigt ein Diagramm für den Fall, daß die Brennkraftma
schine unter normalen Bedingungen arbeitet, d. h. daß die Schal
tung ESG nicht arbeitet, und Fig. 12 zeigt ein Diagramm für
den Fall, daß die Schaltung ESG arbeitet, wobei mit (v) die Span
nung zwischen den Klemmen der Primärwicklung T 1 und mit (v 3)
die Spannung zwischen der Anode und der Kathode der Zener-Diode
ZD bezeichnet sind.
Die am Kondensator C geladene Sperrspannung ist zum Zeitpunkt
t 3 maximal, zu dem die in der Primärwicklung T 1 induzierte
Sperrspannung nicht vorhanden ist. Der Wert der im Kondensator
C geladenen Spannung ist jedoch durch das Verhältnis des Wider
standes R 10 zum Widerstand R 4 und somit schließlich durch den
Widerstand R 10 bestimmt, wie es im Vorhergehenden anhand des
Ausführungsbeispiels von Fig. 8 beschrieben wurde.
Wenn der Wert des Verhältnisses des Widerstandes R 10 zum Wider
stand R 4 so eingestellt ist, daß dann, wenn die Drehzahl der
Brennkraftmaschine den Überdrehungsbereich erreicht, der Maxi
malwert der am Kondensator C geladenen Spannung die Durchbruchs
spannung der Zener-Diode ZD erreicht, erreicht die am Kondensa
tor C aufgrund der in der Primärwicklung T 1 induzierten Sperr
spannung geladene Spannung nicht die Durchbruchsspannung der
Zener-Diode ZD, wie es in Fig. 11a dargestellt ist, wenn die
Drehzahl der Brennkraftmaschine in einem Bereich unterhalb des
Überdrehungsbereiches liegt, und wird somit die Zener-Diode ZD
nicht leitend. Aus diesem Grunde arbeitet der Thyristor SCR in
der Zündschaltung TCI in passender Weise, so daß er einen Zünd
funken zum normalen Zündzeitpunkt t 1 erzeugt, ohne durch die
eine Überdrehung verhindernde Schaltung ESG beeinflußt zu wer
den.
In diesem Zustand wird die am Kondensator C gespeicherte elek
trische Ladung allmählich über den Widerstand R 12 entladen.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine aus irgendeinem Grun
de auf eine Drehzahl im Überdrehungsbereich ansteigt, steigt
der Wert der am Kondensator C geladenen Sperrspannung an, so
daß die am Kondensator C geladene Sperrspannung die Durch
bruchsspannung der Zener-Diode ZD erreicht, was zur Folge hat,
daß die Zener-Diode durchbricht, und daß die am Kondensator C
geladene Sperrspannung über den Entladeschaltkreis entladen
wird, der vom Kondensator über die Zener-Diode ZD, den Wider
stand R 4 zum Kondensator C zurückführt.
Wenn der Entladeschaltkreis geschlossen ist, ist die Steuer
elektrode des Thyristors SCR relativ zur Kathode des Thyristors
SCR negativ vorgespannt, so daß der Thyristor SCR einen nicht
durchgeschalteten Zustand einnimmt.
Da dieser Zustand während der Dauer der Entladung der elektri
schen Ladung des Kondensators C, d. h. während der Zeit beibe
halten wird, die der Zeitkonstante entspricht, die durch den
Kondensator und den Widerstand R 4 bestimmt ist, ist der Zünd
zeitpunkt der Zündschaltung TCI um diese Zeitspanne verzögert.
Diese Zeitverzögerung der Zündung bewirkt eine beträchtliche
Abnahme der Drehzahl und der Ausgangsleistung der Brennkraft
maschine.
Wenn mit der Entladung des Kondensators C zum Zeitpunkt t 3 be
gonnen wird und diese Entladung zum Zeitpunkt t 2 beendet ist,
wie es in Fig. 12 dargestellt ist, ist der Zündzeitpunkt der
Zündschaltung TCI vom Zeitpunkt t 1 zum Zeitpunkt t 2 verzögert.
Je größer die am Kondensator C gespeicherte elektrische Ladung
ist, umso größer wird die Verzögerung des Zündzeitpunktes der
Zündschaltung TCI sein, die durch die Entladung der am Konden
sator C gespeicherten elektrischen Ladung verursacht wird. Je
größer die Überdrehung ist, umso größer wird die am Kondensator
C gespeicherte elektrische Ladungsmenge sein, so daß demzufolge
die eine Überdrehung verhindernde Kraft proportional der Stärke
der Überdrehung der Brennkraftmaschine sein wird.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Schaltung ESG kann somit der
Entladeschaltkreis SCL eine einzige Zener-Diode ZD enthalten,
ohne daß ein spezieller Steuerschaltkreis und ein teurer
Thyristor SCR 1 erforderlich sind. Daher kann die Schaltung
stark vereinfacht werden und die stabilisierte Arbeitsweise
sichergestellt werden, da keine Änderungen in der Arbeitscharak
teristik aufgrund der Temperaturkennlinien möglich sind.
Bei den in den Fig. 13 und 14 dargestellten Ausführungsbeispie
len wird, ähnlich wie bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel, die Ladung einer Sperrspannung am Kondensator
C durch die Primärwicklung T 1 erreicht und enthält der Entlade
schaltkreis SCL eine Zener-Diode ZD. Diese Ausführungsbeispiele
unterscheiden sich jedoch von dem in Fig. 10 dargestellten
Ausführungsbeispiel darin, daß die Zener-Diode ZD, die den Ent
ladeschaltkreis SCL bildet, direkt zwischen den Kondensator C
und die Steuerelektrode des Thyristors SCR geschaltet ist, so
daß sie als Widerstandsschaltkreis RCL dient. Die in Fig. 13
dargestellte Schaltung ESG ist die Grundschaltung, während die
in Fig. 14 dargestellte Schaltung eine Verbesserung dieser
Grundschaltung darstellt.
Die in Fig. 13 dargestellte Schaltung ESG enthält eine Reihen
schaltung aus einem Kondensator C und einer Zener-Diode ZD mit
an der Steuerelektrode des Thyristors SCR liegender Kathode,
wobei diese Reihenschaltung zwischen die Steuerelektrode und
die Kathode des Thyristors SCR geschaltet ist, eine Diode D 8,
die zwischen der Anode der Zener-Diode ZD oder der Kathode
des Kondensators C und der positiven Klemme der Primärwicklung
T 1 liegt, wobei die Kathode der Diode D 8 mit der positiven
Klemme der Primärwicklung T 1 verbunden ist, so daß sich ein
Aufladeschaltkreis JCL ergibt, und einen Widerstand R 12, der
vorzugsweise in Form eines veränderbaren Widerstandes in der in
Fig. 13 dargestellten Grundschaltung ausgebildet ist und der
einen zweiten Entladeschaltkreis HCL 2 bildet, der parallel zum
Kondensator C geschaltet ist.
Bei der in Fig. 14 dargestellten, verbesserten Schaltung liegt
eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R′ 10 und einer Diode
D 7 mit an der Kathode des Kondensators C liegende Anode parallel
zum Kondensator C in der in Fig. 13 dargestellten Grundschal
tung und ist ein Widerstand R 10 in Form eines veränderlichen
Widerstandes in Reihe zu einer Diode D 8 geschaltet.
Bei der in Fig. 14 dargestellten, verbesserten Schaltung kann
der Widerstand R 12 ein fester Widerstand sein.
Das bedeutet, daß im Falle der in Fig. 13 dargestellten Grund
schaltung der Aufladeschaltkreis JCL durch die Diode D 8 gebil
det wird, daß jedoch die am Kondensator C geladene Spannung
durch den Widerstand R 12 bestimmt ist.
Dementsprechend wirkt der den zweiten Entladeschaltkreis HCL 2
bildende Widerstand R 12, wie der Widerstand R 10 im Auflade
schaltkreis JCL bei den oben beschriebenen verschiedenen Aus
führungsbeispielen.
Im Falle der in Fig. 14 dargestellten, verbesserten Schaltung
wird andererseits der Widerstand R 12 ausschließlich für den
zweiten Entladeschaltkreis HCL 2 verwandt und kann die am Kon
densator C geladene Spannung durch das Verhältnis zwischen
den Widerständen R 10 und R′ 10, d. h. durch den in Form eines
veränderbaren Widerstandes vorliegenden Widerstand R 10, bestimmt
werden.
Bei der verbesserten Schaltung ist dementsprechend die am Kon
densator C geladene Spannung wegen des Widerstandes R 12, der
den zweiten Entladeschaltkreis HCL 2 bildet, nicht begrenzt
bzw. ist es nicht notwendig, wie bei der in Fig. 13 dargestell
ten Grundschaltung, genau die begrenzt bemessene Zener-Diode
ZD auszuwählen.
Bei beiden Schaltungen ESG in den Fig. 13 und 14 enthält der
Entladeschaltkreis HCL Widerstände R 2 und R 3 in der Zündschal
tung TCI.
Aus dem Aufbau der in Fig. 13 dargestellten Grundschaltung er
gibt sich, daß diese Schaltung so arbeitet, daß dann, wenn die
Drehzahl der Brennkraftmaschine in einem Bereich unterhalb
des durch den Widerstand R 12 festgelegten Wertes liegt, die
Höhe der in der Primärwicklung T 1 induzierten Sperrspannung,
die am Kondensator C durch einen geschlossenen Schaltkreis ge
laden wird, der von der Primärschaltung T 1 über den Kondensator
C, die Diode D 8 zur Primärwicklung T 1 zurückführt, die Durch
bruchsspannung ZV der Zener-Diode ZD nicht erreicht, wie es
in Fig. 15a dargestellt ist, so daß die eine Überdrehung ver
hindernde Schaltung ESG nicht arbeitet, und somit die Zündschal
tung TCI für eine Zündung zum normalen Zündzeitpunkt t 1 sorgt.
Wenn die am Kondensator C geladene Spannung die Durchbruchs
spannung ZV aufgrund eines Anstiegs der in der Primärwicklung
T 1 als Folge einer Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftma
schine induzierten Sperrspannung überschreitet, bricht die
Zener-Diode ZD durch, so daß der die Durchbruchsspannung ZV
überschreitende Spannungsanteil Δ V′ der am Kondensator C ge
ladenen Spannung über einen Entladeschaltkreis entladen wird,
der vom Kondensator C über die Primärwicklung T 1, den Wider
stand R 2, den Widerstand R 3 und die Zener-Diode ZD zum Konden
sator C zurückführt, wodurch die Steuerelektrode des Thyristors
SCR relativ zu seiner Kathode negativ vorgespannt wird.
Aus diesem Grunde kann der Thyristor SCR während der Dauer der
Entladung des obengenannten Spannungsanteils Δ V′ nicht durch
geschaltet werden, sondern wird der Thyristor SCR zum Zeitpunkt
t 2 durchgeschaltet, zu dem das Potential an der Steuerelektrode
die Auslösespannung erreicht, nachdem die Entladung des Span
nungsteils Δ V′ beendet ist.
Das heißt, daß der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine vom Zeit
punkt t 1 zum Zeitpunkt t 2 durch die Wirkung der eine Überdrehung
verhindernden Schaltung ESG winkelverzögert ist.
Die in Fig. 14 dargestellte, verbesserte Schaltung ist grund
sätzlich mit der in Fig. 13 dargestellten Schaltung identisch.
Das heißt, das eine in der Primärwicklung T 1 induzierte Span
nung am Kondensator C über einen Aufladeschaltkreis geladen wird,
der von der Primärwicklung T 1 über den Kondensator C, die Diode
D 7, den Widerstand R 10 und die Diode D 8 zur Primärwicklung T 1
zurückführt. Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine in den
festgelegten Überdrehungsbereich ansteigt, überschreitet die am
Kondensator C geladene Spannung die Durchbruchsspannung ZV und
wird der die Durchbruchsspannung ZV übersteigende Spannungsan
teil Δ V′ über einen Entladeschaltkreis entladen, der vom Kon
densator C über die Primärwicklung T 1 , den Widerstand R 2, den
Widerstand R 3, die Zener-Diode ZD zum Kondensator C zurückführt,
so daß die Steuerelektrode des Thyristors SCR bezüglich seiner
Kathode negativ vorgespannt wird, wodurch der Zündzeitpunkt des
Thyristors SCR vom Zeitpunkt t 1 zum Zeitpunkt t 2 ähnlich wie bei
der in Fig. 13 dargestellten Schaltung verzögert wird.
Die Stärke der Verzögerung des Zündzeitpunktes in der Zünd
schaltung TCI, die durch die Arbeit der oben beschriebenen, eine
Überdrehung verhindernden Schaltung ESG hervorgerufen wird, ist
durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine, d. h. durch den Span
nungsanteil Δ V′, der proportional der Stärke der Überdrehung
der Brennkraftmaschine ist, und durch die Zeitkonstante des Ent
ladeschaltkreises, nämlich C · (R 2 + R 3) und C · R 12 bestimmt.
Da die Zeitkonstante (Entladekonstante) des Entladeschaltkreises
HCL einen Winkel R der Wellenform b der Steuerspannung in Fig.
16 bestimmt, kann dieser Winkel R geändert werden, um in passen
der Weise den Voreilwinkel R′ des Nacheilwinkels
gegenüber der Drehzahl zu verändern, wie es in Fig. 17 darge
stellt ist.
Das heißt, daß die Stärke des Nacheilwinkels bei demselben Spannungs
anteil Δ V′ frei festgelegt werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen, die Überdrehung verhindernden Schaltung
ESG können die Drehzahl der Brennkraftmaschine, bei der der
Zündzeitpunkt nachzueilen beginnt, frei durch die am Kondensator
C geladene Spannung, die sich proportional zur Drehzahl der
Brennkraftmaschine ändert, und die Durchbruchsspannung ZV der
Zener-Diode ZD festgelegt werden, und die Stärke des Nacheilwin
kels kann frei durch ein Ändern der Widerstände R 2 und R 12 be
stimmt werden.
Bei der in Fig. 13 dargestellten Grundschaltung muß die Einstel
lung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, bei der die eine Über
drehung verhindernde Schaltung ESG zu arbeiten beginnt, durch
eine Änderung der Durchbruchsspannung ZV der Zener-Diode ZD er
folgen. Das bedeutet, daß die Zener-Diode ZD ausgetauscht werden
muß.
Bei der in Fig. 13 dargestellten Schaltung ist es daher schwierig,
die Drehzahl, bei der der Zündzeitpunkt nachzueilen beginnt, zu
ändern.
Da der Widerstand R 2 in der Zündschaltung TCI ein verstellba
rer Widerstand ist, um den Durchschaltzeitpunkt des Thyristors
SCR einzustellen, ist sein Widerstandswert nicht immer auf ei
nen für die eine Überdrehung verhindernde Schaltung ESG passen
den Wert eingestellt, und wird dementsprechend in der in Fig. 13
dargestellten Schaltung der Widerstand R 12 in Form eines ver
änderbaren Widerstandes dazu verwandt, den Winkel R auf einen
gegebenen Wert zu korrigieren. Der Widerstand R 12 beeinflußt je
doch die Festlegung der Drehzahl, bei der der Zündzeitpunkt
nachzueilen beginnt, so daß die Einstellung des Winkels R durch
den Widerstand R 12 beträchtlich eingeschränkt ist.
Die in Fig. 14 dargestellte, verbesserte Schaltung überwindet
diese Beschränkungen bezüglich der in Fig. 13 dargestellten
Schaltung dadurch, daß der Widerstand R′ 10 vorgesehen ist, der
parallel zum Kondensator C geschaltet ist, und daß der Wider
stand R 10 zwischen den Kondensator C und den Kollektor des
Transistors Tr geschaltet ist.
Da der Wert der am Kondensator C geladenen Sperrspannung durch
das Verhältnis des Widerstandes R 10 zum Widerstand R′ 10 be
stimmt ist, kann der zur Drehzahl der Brennkraftmaschine pro
portionale Wert der am Kondensator C geladenen Spannung für
die Durchbruchsspannung ZV unter Verwendung des Widerstandes
R 11 in Form eines veränderlichen Widerstandes passend einge
stellt werden, um dadurch frei die Drehzahl festzulegen, bei der
die eine Überdrehung verhindernde Schaltung zu arbeiten beginnt,
ohne daß die Zener-Diode ZD ausgetauscht werden muß.
Da der Widerstand R 12 überhaupt keinen Einfluß auf die Festle
gung derjenigen Drehzahl hat, bei der die Verhinderung der Über
drehung einsetzt, kann er auf einen gewünschten Wert fest ein
gestellt werden, wenn der Wert des Widerstandes R 2 einmal be
stimmt ist.
Die Diode D 7 bei der in Fig. 14 dargestellten Schaltung ist
dazu vorgesehen, eine Ausbildung eines Entladeschaltkreises
über den Widerstand R′ 10 während der Entladung des Kondensa
tors C als Folge des Durchbrechens der Zener-Diode ZD zu ver
meiden.
Bei den in den Fig. 13 und 14 dargestellten Schaltungen ESG
wird die den Entladeschaltkreis SCL bildende Zener-Diode ZD
somit als Widerstandsschaltkreis RCL ohne Abwandlung verwandt,
so daß die am Kondensator geladene Sperrspannung überhaupt
keinen elektrischen Einfluß auf die Steuerelektrode des Thy
ristors SCR hat, so daß eine stabilisierte Arbeitsweise sicher
gestellt ist.
In den Fig. 18 bis 20 und 23 bis 25 sind bevorzugte Ausfüh
rungsbeispiele dargestellt, bei denen die erfindungsgemäße
Schaltung bei einer Zündschaltung CDI mit kapazitiver Entla
dung verwandt wird, wobei die Fig. 18 bis 20 Ausführungsbei
spiele zeigen, bei denen die Ladung der Sperrspannung am Kon
densator C über eine in einer Generatorspule GC induzierte
Sperrspannung erfolgt, während die Fig. 23 bis 25 Ausführungs
beispiele darstellen, bei denen die Ladung der Sperrspannung
am Kondensator C über eine in einer Triggerspule TC induzierte
Sperrspannung erreicht wird.
Der Aufbau und die Arbeitsweise einer Zündschaltung CDI mit
kapazitiver Entladung, bei der die vorliegende Erfindung ver
wirklicht ist, wird im folgenden anhand eines Beispiels näher
beschrieben.
Die Zündschaltung CDI enthält eine Reihenschaltung aus einer
Sperrstromblockierdiode D 5, einem Kondensator C 1 und einer
Primärwicklung T 1 einer Zündspule T, mit deren Sekundärwick
lung T 2, die zwischen die Klemmen einer Generatorspule GC ge
schaltet ist, eine Zündkerze verbunden ist, einen Thyristor
SCR, dessen Anode am Kondensator C 1 liegt und der parallel zu
einer Reihenschaltung aus einem Kondensator C 1 und der Primär
wicklung T₁ geschaltet ist, eine Triggerspule TC zum Triggern
des Thyristors SCR, eine Diode D 6, einen Widerstand R 7 in Form
eines veränderbaren Widerstands zum Festlegen des Durchschalt
zeitpunktes des Thyristors SCR und einen Widerstand R 8 in Form
eines Steuerwiderstandes, der zwischen die Steuerelektrode und
die Kathode des Thyristors SCR geschaltet ist.
Wenn bei dieser Zündschaltung CDI ein nicht dargestelltes
Schwungrad mit einem darin eingebetteten Permanentmagneten ge
dreht wird, um in der Generatorspule GC eine Spannung zu indu
zieren, wird eine elektrische Ladung am Kondensator C 1 über
die Diode D 7 gespeichert, wenn die induzierte Spannung erscheint.
Wenn die am Kondensator C 1 gespeicherte elektrische Ladung ei
nen gewünschten Wert erreicht, wird eine Spannung in der Trig
gerspule TC induziert und durch die Diode D 6 und den Widerstand
R 7 bestimmt. Der Wert der Spannung eines am Widerstand R 8 lie
genden Triggerimpulses erreicht die Triggerspannung des Thy
ristors SCR, um den Thyristor SCR durchzuschalten.
Wenn der Thyristor SCR durchgeschaltet ist, wird die am Konden
sator C gespeicherte elektrische Ladung durch den Thyristor
SCR über die Primärwicklung T 1 der Zündspule T entladen. Wenn
der Kondensator C 1 entladen wird, wird eine Hochspannung in
der Sekundärwicklung T 2 der Zündspule T induziert, um einen
Zündfunken an der Zündkerze P zu erzeugen, so daß eine Zündung
auftritt.
Die erfindungsgemäße, eine Überdrehung verhindernde Schaltung
ESG bildet einen Teil des Steuerschaltkreises des Thyristors
SCR bei der oben beschriebenen Zündschaltung CDI. Das heißt, daß die
in der Triggerspule TC oder der Generatorspule GC induzierte
Sperrspannung am Kondensator C geladen wird, und daß dann, wenn
die Drehzahl der Brennkraftmaschine den Soll-Wert überschrei
tet, der Kondensator entladen wird, um die Steuerelektrode des
Thyristors SCR relativ zu seiner Kathode negativ vorzuspan
nen, so daß ein Durchschalten des Thyristors SCR für eine
Zeitdauer unmöglich ist, die der Entladezeit des Kondensators
C entspricht, um den Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine zu
verzögern und somit ei 39362 00070 552 001000280000000200012000285913925100040 0002002656818 00004 39243ne Überdrehung der Brennkraftmaschine zu
vermeiden. Dieses Arbeitsprinzip entspricht vollständig dem
Arbeitsprinzip der oben beschriebenen Ausführungbeispiele bei
der Schaltung TCI.
Das heißt, daß der über den Aufladeschaltkreis mit Triggerspule TC
oder der Generatorspule GC verbundene Kondensator C grundsätz
lich über den Entladeschaltkreis zwischen die Steuerelektrode
und die Kathode des Thyristors SCR geschaltet ist. Die in ihrer
einfachsten Form in den Fig. 18 und 23 dargestellte Schaltung
enthält eine Reihenschaltung aus einem Kondensator C und einer
Diode D 8, die zwischen die Klemmen der Triggerspule TC oder
der Generatorspule GC geschaltet ist, so daß sich ein Auflade
schaltkreis JCL ergibt, wobei der Kondensator C mit seiner posi
tiven Elektrode mit der Klemme der Triggerspule TC oder der
Generatorspule GC, d. h. der negativen Klemme der Triggerspule
TC oder der Generatorspule GC verbunden ist, die an der Katho
de des Thyristors SCR liegt, und wobei die Diode D 8 mit ihrer
Kathode an der Klemme der Triggerspule TC oder der Generator
spule GC liegt, die nicht mit der Kathode des Thyristors SCR
verbunden ist, und eine Zener-Diode ZD, die einen Entladeschaltkreis
SCL bildet, der zwischen die negative Elektrode des
Kondensators C und die Steuerelektrode des Thyristors SCR ge
schaltet ist, wobei die Kathode der Zener-Diode an der Steuer
elektrode des Thyristors SCR liegt.
Bei den in den Fig. 19, 20, 24 und 25 dargestellten Ausführungs
beispielen bildet der parallel zum Kondensator C geschaltete
Widerstand R 12 einen zweiten Entladeschaltkreis HCL 2 zum Entla
den der am Kondensator C gespeicherten elektrischen Ladung,
wenn die eine Überdrehung verhindernde Schaltung ESG nicht
arbeitet, d. h. wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine in dem
unter dem Soll-Wert liegenden Bereich liegt.
Der Entladeschaltkreis HCL enthält einen Widerstand R 8.
Wenn bei der in den Fig. 18 und 23 dargestellten Schaltung eine
Sperrspannung in der Triggerspule TC oder der Generatorspule
GC induziert wird, wird der Kondensator C über die Diode D 8
aufgeladen.
Wenn die Ladespannung des Kondensators C unter der Durchbruchs
spannung der Zener-Diode ZD liegt, wird der Entladeschaltkreis
nicht geschlossen und erzeugt die Zündschaltung ZDI eine Zün
dung zum normalen Zündzeitpunkt. Das heißt, daß der Thyristor SCR
zum normalen Zeitpunkt durchgeschaltet wird. Wenn die Drehzahl
der Brennkraftmaschine jedoch ansteigt, steigt auch die Lade
spannung des Kondensators C und überschreitet die Ladespan
nung die Durchbruchsspannung der Zener-Diode, so daß die
Zener-Diode ZD durchbricht und einen Entladeschaltkreis schließt,
der vom Kondensator C über den Widerstand R 8, die Zener-Diode
ZD zum Kondensator C zurückführt, was zur Folge hat, daß die am
Kondensator C gespeicherte elektrische Ladung entladen wird.
Da die Steuerelektrode des Thyristors SCR durch die oben be
schriebene Entladung über den Widerstand R 8 relativ zur Kathode
negativ vorgespannt ist, kann der Thyristor SCR nicht durchge
schaltet werden. Dieser Zustand, in dem der Thyristor SCR
nicht durchgeschaltet werden kann, wird für die Zeitdauer der
Entladung des Kondensators C, um die Steuerelektrode des Thy
ristors SCR negativ vorzuspannen, d. h. für eine Zeitdauer bei
behalten, die der Zeitkonstante des Kondensators C und des
Widerstandes R 8 entspricht, um dadurch den Zündzeitpunkt des
Thyristors SCR, d. h. den Zündzeitpunkt der Zündschaltung CDI
zu verzögern.
Bei den in den Fig. 18 und 23 dargestellten Ausführungsbei
len beginnt somit zu dem Zeitpunkt, zu dem die Ladespannung
des Kondensators C die Durchbruchsspannung der Zener-Diode ZD
erreicht, das Auftreten eines Nacheilwinkels und die Festlegung
der Drehzahl der Brennkraftmaschine, bei der die eine Überdre
hung verhindernde Schaltung ESG in Betrieb gesetzt wird, wird
durch die Zener-Diode ZD erreicht.
Aus diesem Grunde muß bei den in den Fig. 18 und 23 dargestell
ten Ausführungsbeispielen die Zener-Diode ZD selbst ausge
tauscht werden, um diejenige Drehzahl zu ändern, bei der die
eine Überdrehung verhindernde Schaltung ESG zu arbeiten beginnt.
Bei den in den Fig. 19 und 24 dargestellten Ausführungsbeispie
len ist zu der eine Überdrehung verhindernden Schaltung ESG,
wie sie in den Fig. 18 und 23 dargestellt ist, ein Widerstand
R 10 zusätzlich hinzugeschaltet, so daß die Drehzahl, bei der die
Schaltung ESG zu arbeiten beginnt, frei über den Wert des Wider
standes R 10 eingestellt werden kann. Die in den Fig. 19 und 24
dargestellte Schaltung enthält eine Sperrstromblockierungsdiode
D 7, die zwischen den Kondensator C des Aufladeschaltkreises
JCL bei den in den Fig. 18 und 23 dargestellten Ausführungsbei
spieles und die Diode D 8 geschaltet ist, einen Widerstand R 10
in Form eines veränderbaren Widerstandes, der zwischen die
Diode D 8 und die positive Klemme der Triggerspule TC im Falle
des Ausführungsbeispiels in Fig. 24 oder der Generatorspule GC
im Falle des Ausführungsbeispiels von Fig. 19 geschaltet ist,
und einen Widerstand R′ 10, der zwischen den Verzweigungspunkt
zur Diode D 7, d. h. zwischen die Kathode der Diode D 7 oder die
Anode der Diode D 8 und die positive Elektrode des Kondensators
C geschaltet ist.
Im Falle der Ausführungsbeispiele der Fig. 19 und 24 ist somit
der Wert der am Kondensator C geladenen Sperrspannung durch
das Widerstandsverhältnis des Widerstandes R 10 zum Widerstand
R′ 10, d. h. durch den Widerstand R 10 bestimmt, so daß der Wider
stand R 10 in passender Weise eingestellt werden kann, um die
Drehzahl der Brennkraftmaschine festzulegen, bei der die Lade
spannung des Kondensators C die Durchbruchspannung der Zener-
Diode ZD erreicht.
Bei den in den Fig. 19 und 24 dargestellten Ausführungsbeispie
len kann aus diesem Grunde der Widerstand R 10 eingestellt wer
den, um frei die Drehzahl der Brennkraftmaschine festzulegen,
bei der die eine Überdrehung verhindernde Schaltung ESG arbei
tet.
Da das Auftreten des Nacheilwinkels bei den in den Fig. 19 und
24 dargestellten Ausführungsbeispielen in derselben Weise wie
bei der in den Fig. 18 und 23 dargestellten Ausführungsbeispie
len erfolgt, wird von einer Beschreibung abgesehen.
Die charakteristische Arbeitsweise der in den Fig. 18, 19, 23 und
24 dargestellten Ausführungsbeispiele ist derart, daß bei Über
schreitung der Durchbruchsspannung der Zener-Diode ZD durch die
Ladespannung des Kondensators C nur der Teil der elektrischen
Ladung, der die Durchbruchsspannung überschreitet, entladen
wird, was bedeutet, daß der Zündzeitpunkt der Zündschaltung CDI
durch den Teil der elektrischen Ladung verzögert wird, der die
Zündspannung der Zener-Diode überschreitet. Wie es aus den
Kennliniendiagrammen von Fig. 21 und 26 hervorgeht, beginnt der
Nacheilwinkel bei der Soll-Drehzahl n aufzutreten, bei der die
eine Überdrehung verhindernde Schaltung ESG zu arbeiten beginnt.
Die Breite des Nacheilwinkels steigt mit Überschreiten der
Soll-Drehzahl n durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine an,
was die Soll-Drehzahl zum Bezugspunkt macht.
Bei den in den Fig. 20 und 25 dargestellten Ausführungsbeispie
len ist ein Aufbau vorgesehen, bei dem ein Entladeschaltkreis
SCL einen Thyristor SCR 1 enthält und bei dem die Entladung des
Kondensators C durch den Thyristor SCR 1 erreicht wird. Die in
den Fig. 20 und 25 dargestellte Schaltung enthält eine Sperr
stromblockierungsdiode D 7, deren Kathode am Kondensator C
liegt, der zwischen die Triggerspule TC oder Generatorspule GC
und die positive Elektrode des Kondensators C geschaltet ist,
eine Reihenschaltung aus einer Diode D 8 und einem Widerstand
R 10, die zwischen der negativen Elektrode des Kondensators C
und der positiven Klemme der Triggerspule TC im Falle der Fig.
25 oder der Generatorspule GC im Falle der Fig. 20 liegt, so
daß sich ein Aufladeschaltkreis JCL ergibt, wobei die Reihen
schaltung vollständig den gleichen Aufbau hat und denselben Ar
beitszweck erfüllt, wie es bei der Reihenschaltung aus der
Diode D 8 und dem Widerstand R 10 bei den vorher beschriebenen,
in den Fig. 19 und 24 dargestellten Ausführungsbeispielen der
Fall ist, und einen Thyristor SCR 1, dessen Kathode an der Katho
de des Thyristors SCR liegt und der zwischen die positive Elek
trode des Kondensators C, dessen negative Elektrode an der
Steuerelektrode des Thyristors SCR liegt und die Kathode des
Thyristors SCR geschaltet ist, wobei der Thyristor SCR 1 einen
Entladeschaltkreis SCL mit einer zwischen seine Steuerelektrode
und seine Anode geschaltete Zener-Diode ZD 1 und mit einem Wider
stand R 13 bildet, der in Form eines Steuerwiderstandes zwischen
die Steuerelektrode und die Kathode des Thyristors geschaltet
ist.
Bei den in den Fig. 20 und 25 dargestellten Ausführungsbeispie
len wird eine in der Triggerspule TC oder Generatorspule GC
erzeugte Sperrspannung am Kondensator C über den Aufladeschalt
kreis JCL geladen, der über die Triggerspule TC oder die Gene
ratorspule GC, die Diode D 7, den Kondensator C, die Diode D 8,
den Widerstand R 10 und die Triggerspule TC oder die Generator
spule GC geschlossen ist.
In diesem Fall ist die Ladespannung des Kondensators C durch
den Widerstand R 10 bestimmt.
Wenn die Ladespannung des Kondensators C unter der Durchbruchs
spannung der Zener-Diode ZD 1 liegt, arbeitet die eine Überdre
hung verhindernde Schaltung ESG nicht, und der Thyristor SCR
wird in der Zündschaltung CDI zum normalen Zeitpunkt durchge
schaltet, während die am Kondensator C gespeicherte elektrische
Ladung über den parallel zum Kondensator C geschalteten Wider
stand R 12 entladen wird.
Wenn die Ladespannung des Kondensators C die Durchbruchsspan
nung der Zener-Diode ZD 1 infolgedessen überschreitet, daß die
Brennkraftmaschine aus irgendwelchen Gründen im Überdrehungsbe
reich arbeitet, bricht die Zener-Diode ZD 1 durch, so daß ein
Steuerstrom durch den Widerstand R 13 fließt, um den Thyristor
SCR 1 durchzuschalten. Das hat zur Folge, daß der vom Kondensa
tor C über den Thyristor SCR 1, den Widerstand R 8 und zum Konden
sator C zurückführende Entladeschaltkreis HCL geschlossen wird,
und dadurch die am Kondensator C geladene Sperrspannung über den
Widerstand R 8 entladen wird, wodurch die Steuerelektrode des
Thyristors SCR relativ zu seiner Kathode negativ vorgespannt
wird und somit der Thyristor SCR in einen nicht durchschaltbaren
Zustand gebracht wird.
Dieser Zustand des Thyristors SCR wird so lange beibehalten, bis
die gesamte, am Kondensator gespeicherte elektrische Ladung ent
laden ist, so daß der charakteristische Verlauf des Nacheil
winkels derart ist, wie er in den Fig. 22 und 27 dargestellt
ist, so daß dann, wenn die durch den Widerstand R 10 bestimmte
Drehzahl n erreicht wird, d. h. wenn die Drehzahl der Brennkraft
maschine diese Drehzahl n erreicht und die Zener-Diode ZD 1 durch
bricht, um den Thyristor SCR 1 durchzuschalten, der Zündzeitpunkt
der Zündschaltung ZDI abrupt um einen Winkel Δ R verzögert wird,
der der Ladungsmenge des Kondensators C bei der Drehzahl n ent
spricht. Wenn die Drehzahl diese Drehzahl n überschreitet, wird
der Zündzeitpunkt dadurch verzögert, daß zu dem erwähnten Ver
zögerungswinkel Δ R ein zusätzlicher Verzögerungswinkel addiert
wird, der proportional der Überschreitung der Drehzahl n ist.
Bei den in den Fig. 20 und 25 dargestellten Ausführungsbeispie
len wird der Zündzeitpunkt abrupt um einen Verzögerungswinkel
Δ R zu dem Zeitpunkt verzögert, an dem die Drehzahl der Brenn
kraftmaschine die Drehzahl n erreicht, die durch den Widerstand
R 10 bestimmt ist, so daß sich der Nacheilwinkel mit der Dreh
zahl n als Grenzwert, d. h. die eine Überdrehung vermeidende
Kraft, schneller als bei den obenerwähnten Ausführungsbeispie
len auswirkt, die in den Fig. 18, 19, 23 und 24 dargestellt sind.
Bei den in den Fig. 20 und 25 dargestellten Ausführungsbeispie
len kann die gesamte Ladespannung des Kondensators für die Er
zeugung des Nacheilwinkels verwandt werden, so daß ein breiterer
Nacheilwinkel als bei den in den Fig. 18, 19, 23 und 24 dargestell
ten Ausführungsbeispielen sichergestellt werden kann.
Aus diesem Grunde sind die in den Fig. 20 und 25 dargestellten
Schaltungen vorzugsweise bei Brennkraftmaschinen mit einem oft
auftretenden schnellen Lastwechsel von der vollen Last zum last
freien Zustand eingebaut, wohingegen die in den Fig. 18, 19, 23
und 24 dargestellten Schaltungen vorzugsweise in Brennkraftma
schinen eingebaut werden, deren Last sich allmählich ändert und
deren Drehzahl sich nicht schnell ändert.
Es versteht sich jedoch, daß bei den in den Fig. 20 und 25 dar
gestellten Ausführungsbeispielen eine ausschließlich zum Auslö
sen des Thyristors SCR 1 benutzte Triggerspule statt der Trigger
schaltung des Thyristors SCR 1 verwandt werden kann, die der
Ladespannung des Kondensators C entsprechend arbeitet.
Wenn bei der in den Fig. 18 bis 20 und 23 bis 25 dargestellten,
eine Überdrehung verhindernden Schaltung ESG die Drehzahl der
Brennkraftmaschine die Soll-Drehzahl n erreicht, kann der Zünd
zeitpunkt der Zündschaltung CDI um einen Nacheilwinkel verzögert
werden, desssen Breite der Entladekonstante des Entladeschalt
kreises des Kondensators C entspricht, um zwangsläufig die
Drehzahl der Brennkraftmaschine herabzusetzen und dadurch auf
natürliche Weise und sicher eine Überdrehung zu verhindern.
Umso größer weiterhin die am Kondensator C gespeicherte elek
trische Ladung ist, umso größer wird die Breite des Nacheil
winkels sein. Je größer dementsprechend die Stärke der Über
drehung der Brennkraftmaschine ist, umso größer wird die eine
Überdrehung verhindernde Kraft sein, wie es in ähnlicher Weise
bei den Ausführungsbeispielen für die obenerwähnte Zündschal
tung TCI mit Induktionsentladung der Fall ist.
Bei den in den Fig. 28, 29 und 32 dargestellten Ausführungsbei
spielen ist eine die Überdrehung verhindernde Schaltung ESG
bei einer Zündschaltung TCI mit Induktionsentladung vorgesehen,
bei der die Ladung der Sperrspannung im Kondensator C auf andere
Weise als über die Zündspule T in der Zündschaltung TCI er
reicht wird. Somit kann die Schaltung ESG elektrisch von der
Zündspule T getrennt werden, die das Hauptbauelement der Zünd
schaltung TCI bildet, um eine unerwünschte elektrische Einfluß
nahme zwischen der Schaltung ESG und der Zündschaltung TCI aus
zuschließen und dadurch eine sichere und genaue Arbeitsweise
sicherzustellen.
Das in Fig. 28 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen
Aufbau, bei dem eine Triggerspule TC 1 zum Durchschalten eines
Thyristors SCR 1, der einen Entladeschaltkreis SCL bildet, eine
Energiequelle zum Aufladen des Kondensators C bildet. Die in
Fig. 28 dargestellte Schaltung enthält eine Reihenschaltung aus
einer Triggerspule TC 1 und einem Strombegrenzungswiderstand R 14
und einen parallelgeschalteten Widerstand R 13 in Form eines
Steuerwiderstandes, der zwischen die Steuerelektrode und die
Kathode eines Thyristors SCR 1 geschaltet ist, der einen Entlade
schaltkreis SCL bildet und dessen Kathode an der Kathode des
Thyristors SCR liegt und dessen Anode mit der Steuerelektrode
des Thyristors SCR über den Kondensator C und die Diode D 1 ver
bunden ist, eine Diode D 7, deren Kathode am Kondensator C liegt
und die zwischen die negative Klemme der Triggerspule TC 1, die
an der Kathode des Thyristors SCR 1 liegt, und die Anode des
Kondensators C geschaltet ist, eine Reihenschaltung aus einem
Widerstand R 10 in Form eines veränderbaren Widerstandes und eine
Diode D 8, deren Kathode an der Triggerspule TC 1 liegt, wobei
die Reihenschaltung zwischen die Kathode des Kondensators C
und die positive Klemme der Triggerspule TC 1 geschaltet ist,
so daß sich ein Aufladeschaltkreis JCL ergibt, und einen Wider
stand R 12, der den zweiten Entladeschaltkreis HCL 2 bildet und
prallel zum Kondensator C geschaltet ist.
Der Entladeschaltkreis HCL bei der in Fig. 28 dargestellten
Schaltung ESG enthält einen Widerstand R 4, der einen Steuer
kreis für den Thyristor SCR in der Zündschaltung TCI bildet,
wie es ähnlich bei den in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten und
im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fall
ist.
Das in Fig. 29 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Auf
bau, bei dem die Energieversorgung zum Aufladen des Kondensa
tors C eine ausschließlich dafür verwandte Ladespule JC umfaßt.
Die in Fig. 29 dargestellte Schaltung enthält einen Thyristor
SCR 1, der einen Entladeschaltkreis SCL bildet, und dessen Katho
de an der Kathode des Thyristors SCR liegt, wobei der Thyristor
SCR 1 mit seiner Anode mit der Steuerelektrode des Thyristors
SCR über eine Diode D 1 verbunden ist, die einen Steuerkreis für
den Thyristor SCR vom Kondensator C bildet, eine Diode D 7, deren
Anode an der Kathode des Thyristors SCR 1 liegt und die zwischen
die Kathode des Thyristors SCR 1 und die Anode des Kondensators
C geschaltet ist, eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R 10,
einer Anode D 8 und einer Ladespule JC, wobei die Reihenschal
tung zwischen der Kathode des Kondensators C und der Kathode
des Thyristors SCR 1 liegt, so daß sich ein Aufladeschaltkreis
JCL ergibt, einen Widerstand R 12, der einen zweiten Entlade
schaltkreis HCL 2 bildet und parallel zum Kondensator C geschal
tet ist, eine ähnlich wie bei den Ausführungsbeispielen der
Fig. 5, 8, 20 und 25 zwischen die Anode und die Steuerelektrode
des Thyristors SCR 1 geschaltete Zener-Diode ZD 1 und einen
Widerstand R 12, der zwischen dessen Steuerelektrode und Kathode
liegt, so daß sich ein Steuerkreis zum Festlegen des Auslöse
zeitpunktes des Thyristors SCR 1 ergibt.
Das heißt, daß bei der in Fig. 28 dargestellten, eine Überdrehung
verhindernden Schaltung die Triggerspule TC 1 des Thyristors SCR 1
einen Entladeschaltkreis SCL bildet, der als Energieversorgung
zum Aufladen des Kondensators C dient. Der Aufladeschaltkreis
JCL führt von der Triggerspule TC 1 über die Diode D 7, den Kon
densator C, den Widerstand R 10 und die Diode D 8 zur Trigger
spule TC 1 zurück.
Der Wert der am Kondensator C über den Aufladeschaltkreis JCL
geladenen Sperrspannung ist durch den Widerstand R 10 bestimmt,
wie es ähnlich bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
der Fall ist.
Bei dem in Fig. 28 dargestellten Ausführungsbeispiel steht die
Höhe der am Kondensator C geladenen Sperrspannung nicht direkt
zu dem Zeitpunkt in Beziehung, zu dem die eine Überdrehung ver
hindernde Schaltung ESG arbeitet und ist der Beginn der Arbeit
der Schaltung ESG unabhängig durch den Widerstand R 14 bestimmt.
Das heißt, daß die Triggerspule TC 1 entgegengesetzt zu einem nicht
dargestellten Schwungrad und ähnlich wie die Zündspule T ange
ordnet ist, um dadurch eine induzierte Spannung zu erzeugen,
die proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine zu- und ab
nimmt. Der Wert des Widerstandes R 14 ist so gewählt, daß ein
Spannungsabfall am Widerstand R 13 die Auslösespannung des
Thyristors SCR 1 erreicht, wenn die Drehzahl der Brennkraftma
schine den Überdrehungsbereich erreicht, so daß der Thyristor
SCR 1 unabhängig von der Ladespannung des Kondensators C durch
geschaltet werden kann.
Andererseits wird die Ladung einer Sperrspannung am Kondensator
C durch die entgegengesetzt induzierte Spannung der Trigger
spule TC 1 erreicht, die in überhaupt keiner Beziehung zum Durch
schalten des Thyristors SCR 1 steht, so daß sichergestellt ist,
daß zum Zeitpunkt der Durchschaltung des Thyristors SCR 1 eine
gegebene Sperrspannung am Kondensator C geladen ist.
Bei dem in Fig. 28 dargestellten Ausführungsbeispiel muß der
Kondensator C durch die Triggerspule TC 1 aufgeladen werden und
muß die Triggerspule TC 1 somit eine Induktivität haben, die
einen bestimmten Wert überschreitet. Wenn die Triggerspule TC 1
jedoch lediglich dazu vorgesehen ist, den Thyristor SCR 1 durch
zuschalten, ist eine solche Induktivität nicht erforderlich.
Aus diesem Grunde hat die Triggerspule TC 1 eine übermäßige
Induktivität, soweit es das Durchschalten des Thyristors SCR 1
anbelangt. Daher enthält die Steuerschaltung für den Thyristor
SCR zusätzlich zum Widerstand R 13 den Strombegrenzungswider
stand R 14, der in Reihe zur Triggerspule TC 1 geschaltet ist,
um den - was das Durchschalten des Thyristors SCR 1 anbelangt -
zu großen Anteil der induzierten Spannung der Triggerspule TC 1
zu verbrauchen.
Bei der in Fig. 29 dargestellten, eine Überdrehung verhindernden
Schaltung ESG wird andererseits die Aufladung des Kondensators
C durch die ausschließlich dafür verwandte Ladespule JC er
reicht, so daß der Thyristor SCR 1 entsprechend der Ladespannung
des Kondensators C durchgeschaltet werden kann.
Bei dem in Fig. 29 dargestellten Ausführungsbeispiel wird somit
die Aufladung des Kondensators C durch die Ladespule JC er
reicht, die unabhängig von der Zündschaltung TCI angeordnet ist.
Der Zeitpunkt der Aufladung des Kondensators C durch die Lade
spule JC ist jedoch so bestimmt, daß eine induzierte Spannung
V 4 der Ladespule JC zum gleichen Zeitpunkt erzeugt wird, zu
dem eine Sperrspannung der Zündspule T erzeugt wird, wie es
in Fig. 30 dargestellt ist.
Der Thyristor SCR 1 wird weiterhin dadurch durchgeschaltet, daß
die Ladespannung des Kondensators C über die Zener-Diode ZD 1
wahrgenommen wird, und die Ladespannung des Kondensators C ist
durch den Widerstand R 10 bestimmt. Somit ist der Zeitpunkt, an
dem die Schaltung ESG zu arbeiten beginnt, durch den Widerstand
R 10 festgelegt.
Bei der in den Fig. 28 und 29 dargestellten Schaltung wird somit
der Kondensator C nicht durch die Zündspule T oder die Generator
spule GC oder die Triggerspule TC aufgeladen, die Bauelemente
der genannten Zündschaltungen TCI oder CDI darstellen. Daher
hat die Schaltung ESG eine Energiequelle zum Aufladen des Kon
densators, die unabhängig von der Zündschaltung TCI ist und den
Aufladeschaltkreis JCL bildet. Dementsprechend kann die am Kon
densator C gespeicherte elektrische Ladung frei festgelegt wer
den, um eine optimale Entladezeit oder eine optimale Breite des
Nacheilwinkels zu erhalten, ohne daß diese durch den Schaltungs
aufbau der Zündschaltung TCI gesteuert wird.
Darüber hinaus kann der Punkt, an dem der Zündzeitpunkt nachzu
eilen beginnt, d. h. die Drehzahl, unabhängig von der Zündschal
tung TCI bestimmt werden, wodurch eine genaue und sichere Anord
nung sichergestellt werden kann, um eine stabilisierte Arbeits
weise zu bekommen.
Bei der in den Fig. 28 und 29 dargestellten, eine Überdrehung
verhindernden Schaltung in der Schaltung ESG wird der Thyristor
SCR 1 durchgeschaltet, um die gesamte am Kondensator C geladene
Sperrspannung zu entladen, was in Fig. 31 dargestellt ist.
Schließlich zeigt das in Fig. 32 dargestellte Ausführungsbei
spiel einen Aufbau, bei dem eine Ladespule JC vorgesehen ist,
die ausschließlich dazu verwandt wird, eine Sperrspannung am
Kondensator C zu laden, wie es ähnlich bei dem in Fig. 29 dar
gestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Es besteht ledig
lich die Ausnahme, daß ein Entladeschaltkreis SCL eine Zener-
Diode ZD enthält.
Die in Fig. 32 dargestellte Schaltung enthält eine Reihenschal
tung aus einem Kondensator und einer Zener-Diode ZD, die einen
Entladeschaltkreis SCL bildet und mit ihrer Kathode an der
STeuerelektrode des Thyristors SCR liegt, wobei die Reihenschal
tung zwischen die Steuerelektrode und die Kathode des Thyristors
SCR geschaltet ist, eine Reihenschaltung aus einer Ladespule JC
und einer Diode D 8, deren Anode an der Kathode des Kondensators
liegt, wobei diese Reihenschaltung parallel zum Kondensator C
geschaltet ist, und einen Widerstand R 12, der einen zweiten
Entladeschaltkreis HCL 2 bildet, der parallel zum Kondensator C
geschaltet ist.
In der Zündschaltung TCI bei dem in Fig. 32 dargestellten Aus
führungsbeispiel ist eine Diode D 3 , die parallel zur Primär
wicklung T 1 geschaltet ist, im wesentlichen dazu vorgesehen,
eine Vorzündung der Zündschaltung TCI zu verhindern, wobei die
Diode jedoch effektiv dazu benutzt wird, in der Schaltung ESG
den Entladeschaltkreis HCL zu bilden.
Bei dem in Fig. 32 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der
Kondensator C somit durch die ausschließlich dazu verwandte La
despule JC aufgeladen, so daß die in Fig. 32 dargestellte
Schaltung sehr einfach ist und in derselben Weise, wie die in
den Fig. 13 und 14 dargestellten Ausführungsbeispiele arbeitet.
Das heißt, daß eine Sperrspannung, die über einen Schaltkreis am
Kondensator C geladen wird, der von der Ladespule JC über den
Kondensator C die Diode D 8 zur Ladespule JC zurückführt, einen
Wert erreicht, der durch die Zener-Diode ZD bestimmt ist, daß
dann die Zener-Diode ZD durchbricht, um einen Entladeschalt
kreis zu schließen, der vom Kondensator C über die Primärwick
lung T₁ oder die Diode D 2, die Widerstände R 2 und R 3, die
Zener-Diode ZD zum Kondensator C zurückführt, und daß infolge
dessen der Thyristor SCR an seiner Steuerelektrode bezüglich
seiner Kathode negativ vorgespannt wird, um ein Durchschalten
des Thyristors SCR unmöglich zu machen, bis die Ladespannung
des Kondensators C entladen ist. Das heißt, daß ein Durchschalten des
Thyristors SCR für eine Zeitdauer unmöglich gemacht wird, die
der Zeitkonstante entspricht, die durch den Kondensator C und
die Widerstände R 2 und R 3 bestimmt ist, so daß das Durchschal
ten des Thyristors SCR verzögert wird.
Diese Wirkung des Nacheilwinkels infolge der Schaltung ESG ist
proportional der Zeitdauer der aus dem Durchbrechen der Zener-
Diode ZD resultierenden Entladung derjenigen am Kondensator
gespeicherten elektrischen Ladung, die die Durchbruchsspannung
der Zener-Diode überschreitet. Die Ladespannung des Kondensators
C ist proportional der induzierten Spannung der Ladespule JC,
die proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigt.
Dementsprechend ergibt sich eine Arbeitskennlinie der Schaltung
ESG, wie sie in Fig. 35 dargestellt ist. Wenn die Drehzahl der
Brennkraftmaschine eine Drehzahl n überschreitet, bei der die
Zener-Diode durchbricht, nimmt die Breite des Nacheilwinkels
proportional zu dem Betrag zu, um den die Drehzahl n überschrit
ten wird.
Weiterhin ändert sich die Wirkungsweise des Nacheilwinkels in
der Schaltung ESG vom Zustand der normalen Drehzahl, wie er in
Fig. 33 dargestellt ist, zum Betriebszustand der Überdrehung,
wie er in Fig. 34 dargestellt ist. Bei der Wellenform der Steuer
spannung des Thyristors SCR, die in Fig. 34b dargestellt ist,
die die Arbeitsweise der Schaltung ESG erläutert, ist das
Steuerpotential V 2 des Thyristors SCR, das bei einer normalen
Drehung von einem negativen Potential vor dem normalen Zünd
zeitpunkt t 1 auf ein positives Potential zurückgeführt wird,
hinsichtlich seiner Rückführung vom negativen Potential auf
das positive Potential durch die Entladung der aus der Arbeits
weise der Schaltung ESG resultierenden, am Kondensator C ge
ladenen Sperrspannung verzögert, so daß folglich der Thyristor
SCR zum Zeitpunkt t 2 durchgeschaltet wird, der um eine Zeit
spanne verzögert ist, die der Konstanten entspricht, die durch
den entladenen Spannungsanteil des Kondensators C und die Wider
stände R 2 und R 3 bestimmt ist.
Das heißt, daß der Zündzeitpunkt der Zündschaltung TCI vom Zeitpunkt
t 1 zum Zeitpunkt t 2 verzögert ist.
Bei dem in Fig. 32 dargestellten Ausführungsbeispiel ist somit
eine Ladespule JC vorgesehenen, die ausschließlich als Energie
quelle zum Laden einer Sperrspannung am Kondensator C verwandt
wird, so daß die Aufladung des Kondensators C unabhängig von
den verschiedenen Arten des Schaltungsaufbaus der Zündschaltung
TCI erreicht werden kann, und zusätzlich der Wert der Lade
spannung bestimmt werden kann.
Aus der obigen Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbei
spiele ergibt sich, daß durch die vorliegende Erfindung ein Ver
fahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Zündung geliefert
werden, die im wesentlichen einen Kondensator C enthält. Das
Verfahren verwendet einen Kondensator C zum Ansteuern der
Steuerelektrode des Thyristors SCR einer Zündschaltung TCI
oder CDI, wobei das Fließen und Unterbrechen eines primären
Kurzschlußstromes durch eine Primärwicklung T 1 durch das Sper
ren und Durchschalten des Thyristors SCR gesteuert werden.
Gemäß der Grundarbeitsweise der Zündsteuerschaltung wird eine
Sperrspannung, die am Kondensator C geladen ist, der mit der
Steuerelektrode des Thyristors SCR verbunden ist, entladen,
wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine im Überdrehungsbereich
liegt, um den Zeitpunkt zu verzögern, zu dem das Potential an
der Steuerelektrode des Thyristors SCR das Durchschaltpotential
erreicht.
Aus diesem Grunde arbeitet die erfindungsgemäße Schaltung voll
ständig elektrisch und ist es lediglich erforderlich, den Kon
densator C zu entladen, so daß der Schaltungsaufbau einfach
ist und die Schaltung sicher ohne Fehler arbeitet. Die Form der
Wirkung und Arbeit der Schaltung kann darüber hinaus in passen
der Weise bestimmt werden, um einen optimalen Verlauf des Nach
eilwinkels für die Betriebszustände der zu verwendenden Brenn
kraftmaschine zu erzielen.
Die Breite des Nacheilwinkels, d. h. die Stärke der eine Über
drehung verhindernden Kraft, kann gemäß der vorliegenden Er
findung in der Schaltung ESG unabhängig von der Zündschaltung
TCI oder CDI bestimmt werden. Gleichfalls kann die Drehzahl der
Brennkraftmaschine, bei der die Schaltung ESG zu arbeiten be
ginnt, nur in der Schaltung ESG eingestellt werden, so daß es
nicht möglich ist, die Arbeitsweise der Zündschaltung TCI oder
CDI während des normalen Betriebes der Brennkraftmaschine nach
teilig zu beeinflussen, was einen guten Effekt als Sicherheits
einrichtung gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird darüber hinaus die eine Überdrehung verhin
dernde Kraft für die Brennkraftmaschine stärker, wenn die Über
drehung der Brennkraftmaschine ansteigt, so daß die Arbeitsweise
und die Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltung sicher und
außerordentlich zuverlässig sind.
Insbesondere in dem Fall, in dem die erfindungsgemäße Schaltung
bei einer Zündschaltung TCI mit Induktionsentladung Verwendung
findet, kann eine in der Primärwicklung T 1 induzierte Sperr
spannung, die verschiedene Nachteile, wie beispielsweise eine
Vorzündung, verursacht, wenn eine gleichmäßige Arbeitsweise der
Zündschaltung TCI erreicht werden soll, als Energiequelle zum
Aufladen des Kondensators C verwandt werden, um zu bewirken,
daß ein Sperrstrom durch die Primärwicklung T 1 fließt, was den
Vorteil bietet, daß sich eine gute Arbeitsweise der Zündschal
tung TCI selbst ergibt und der Schaltungsaufbau der Zündschal
tung TCI vereinfacht ist.
Bei einer Zündschaltung TCI mit Induktionsentladung ist die
Breite des Nacheilwinkels begrenzt, d. h. ist der Wert des
primären Kurzschlußstromes auf einen Bereich begrenzt, in dem
ein Zündfunken an der Zündkerze P der Sekundärwicklung T 2 er
zeugt wird, während bei einer Zündschaltung CDI mit kapazitiver
Entladung die am Kondensator T 1 gespeicherte elektrische La
dung lediglich über die Primärwicklung T 1 entladen werden kann,
und somit die Breite des Nacheilwinkels niemals begrenzt ist.
Wenn jedoch im Falle einer Zündschaltung CDI mit kapazitiver
Entladung die Breite des Nacheilwinkels ansteigt, entwickelt
sich eine hohe Sperrspannung über den Klemmen des Kondensators
C 1 und des Thyristors SCR, so daß es aus diesem Grunde notwendig
ist, einen Kondensator C und einen Thyristor SCR zu verwenden,
die in ausreichendem Maße der Sperrspannung gegenüber wider
standsfähig sind, oder eine gegenüber der Sperrspannung wider
standsfähige Schutzschaltung einzubauen.
Claims (10)
1. Schaltungsanordnung zur Drehzahlbegrenzung für eine
kontaktfreie Zündanlage einer Brennkraftmaschine, bei der
der primäre Kurzschlußstrom in der Primärwicklung der Zünd
spule zum Zündzeitpunkt von einem Thyristor gesteuert unter
brochen wird, gekennzeichnet durch einen Kon
densator (C), der parallel zum Steuerstromkreis des Thyri
stors (SCR) geschaltet und mit der Steuerelektrode des Thy
ristors (SCR) verbunden ist, wobei der Kondensator (C) mit
einer Spannung aufgeladen wird, deren Polarität zur Polari
tät der Steuerschaltung des Steuerstromkreises entgegenge
setzt ist, und deren Höhe drehzahlabhängig ist, derart, daß
die Steuerspannung und die Ladespannung des Kondensators (C)
einander an der Steuerelektrode des Thyristors (SCR) überla
gern, so daß bei hohen Drehzahlen der Zündzeitpunkt des Thy
ristors (SCR) verzögert ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Widerstand (R 9) zwischen
die Kathode des Kondensators (C) und die Steuerelektrode des
Thyristors (SCR) geschaltet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Widerstand (R 12) parallel
zum Kondensator (C) im Auffladestromkreis des Kondensators (C)
liegt.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß im Entladestrom
kreis des Kondensators (C) ein weiterer Thyristor (SCR 1) liegt.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Entladestrom
kreis des Kondensators (C) eine Z-Diode (ZD, ZD 1) enthält.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Z-Diode (ZD) zwischen die
Kathode des Kondensators (C) und die Steuerelektrode des Thy
ristors (SCR) geschaltet ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch eine Anzahl von Dioden (D 9), die in
Durchlaßrichtung in Reihe zwischen den Kondensator (C) und die
Steuerelektrode des Thyristors (SCR) geschaltet sind, wobei die
Anode der Dioden (D 9) an der Steuerelektrode des Thyristors
(SCR) liegt.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Widerstand (R 10) in Form
eines veränderlichen Widerstandes im Aufladestromkreis des Kon
densators (C) liegt.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Z-Diode (ZD 1) zwischen
die Anode und die Steuerelektrode des weiteren Thyristors
(SCR 1) geschaltet ist.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Anode und der
Steuerelektrode des weiteren Thyristors (SCR 1) ein Widerstand
(R 14) liegt und daß ein weiterer Kondensator (C 2) parallel
zu einem Widerstand (R 13) zwischen der Steuerelektrode und
der Kathode des weiteren Thyristors (SCR 1) geschaltet ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14929875A JPS5273243A (en) | 1975-12-15 | 1975-12-15 | Overrunning preventing circuit for contactless ignition circuit of internal combustion engine |
JP1302876A JPS5297041A (en) | 1976-02-09 | 1976-02-09 | Overrunning prevention circuit for ignition circuit of internal combustion engine |
JP2359276A JPS52119727A (en) | 1976-03-04 | 1976-03-04 | Overrunning prevention circuit for contactless ignition circuit of internal combustion engine |
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Free format text: SPALTE 1, ZEILE 13/14 "STEUERSCHALTUNG" AENDERN IN "STEUERSPANNUNG" SPALTE 1, ZEILE 37 "NACH ANSPRUCH 1," AENDERN IN "NACH ANSPRUCH 5," |
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