DE2830557A1 - Zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

R. l*8O3

10.3.1978

Robert Bosch GmbH
7000 Stuttgart 1

Zündanlage für eine Brennkraftmaschine

(Zusatz zu Patent ...
Patentanmeldung P 25 49 586.7-13)

Zusammenfassung

Es wird eine Zündanlage nach dem Hauptpatent, d.h. eine Zündanlage vorgeschlagen, bei der eine Zündwinkelregelung durch definiertes Laden und Entladen einer Integrationsvorrichtung während der Schliesszeit erfolgt, wobei die Umschaltung von Laden auf Entladen zu dem Zeitpunkt geschieht, zu welchem in der Primärwicklung der Zündspule ein vorgegebener Grenzwert des Primärstroms erreicht wird. Eine solche Zündanlage wird dahingehend verbessert, dass bei hohen Zündfolgefrequenzen keine unerwünschte Verkleinerung des Schliesswinkels aufgrund eines Restspeichereffektes der Endstufe auftritt, der zur Folge hat, dass der Primärstrom beim Wiedereinschalten sofort auf

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einen gewissen Anfangswert springt. Die Verbesserung wird dadurch erreicht, dass der Ladevorgang für die Integrationsvorrichtung erst nach Erreichen eines gewissen Mindeststromes einsetzt, der höher ist als der sich zu Beginn einer Schliesszeit aufgrund des Restspeichereffektes ergebende Anfangswert des Primärstromes.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 25 49 586.7-13). Diese Zündanlage bietet die Möglichkeit, die Abhängigkeit des Schliesswinkels von der Drehzahl verhältnismässig genau entsprechend einer vorgegebenen Funktion zu regeln, solange die Drehzahl (und die Zylinderzahl) der mit der Zündanlage ausgerüsteten Brennkraftmaschine zu einer Zündfolgefrequenz führt, die unterhalb einer gewissen Obergrenze bleibt, bei der sich ein Restspeichereffekt in der Endstufe bemerkbar macht. Wird bei der bekannten Zündanlage jedoch eine vorgegebene Obergrenze der Zündfolgefrequenz überschritten, dann wird aufgrund des mehr oder weniger hohen Anfangsstromes zu Beginn einer Schliesszeit der Grenzwert des Primärstroms vorzeitig erreicht, so dass das Zeitintervall für die Aufladung der Integrationsvorrichtung verkürzt wird, während das Zeitintervall für die Entladung der Integrationsvorrichtung unverändert erhalten bleibt, so dass die sich daraufhin über der Integrationsvorrichtung ergebende Endspannung die Schaltschwellen des Schwellwertschalters der Zündanlage so verschiebt, dass letztlich eine unerwünschte Verkleinerung des Schliesswinkels eintritt.

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Aufgabe der Erfindung

Ausgehend von der Zündanlage nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 25 49 586.7-13) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ungünstige Auswirkungen eines bei hohen Zündfolgefrequenzen auftretenden Restspeichereffektes deT Endstufe auf die Schliesswinkelregelung zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch eine Zündanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemässe Zündanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bietet den Vorteil, dass durch die Verschiebung des Beginns der Aufladung der Integrationsvorrichtung bis zum Zeitpunkt des Erreichens eines gewissen Mindeststroms durch die Primärwicklung im gesamten Drehzahlbereich unabhängig vom Fehlen oder Vorhandensein eines Restspeichereffektes jeweils eine definierte Anfangsbedingung geschaffen wird, aufgrund welcher gewährleistet ist, dass die drehzahlabhängige Regelung des Schliesswinkels durch Verstellung der Schaltschwellen der Schwellwertschaltung der Zündanlage in Abhängigkeit von der im Zündzeitpunkt erreichten Spannung der Integrationsvorrichtung exakt der vorgegebenen Funktion folgt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich, und zwar insbesondere im Hinblick auf die schaltungsmässige Realisierung.

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wi'rd in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Zündanlage gemäss der Erfindung und

Fig. 2a

bis 2e schematische Diagramme des zeitlichen Verlaufs der Signale an wichtigen Schaltungspunkten der Zündanlage gemäss Fig. 1.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Zündanlage ist für den Einsatz in Verbindung mit einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine bestimmt/ die zu einem ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeug gehören soll. Die betrachtete Zündanlage wird aus einer Gleichstromquelle 1 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. Vom Pluspol der Gleichstromquelle 1 geht eine einen Betriebsschalter 2 enthaltende positive Versorgungsleitung 3 aus, während vom mit Masse verbundenen Minuspol der Gleichstromquelle 1 eine Versorgungsleitung 4 ausgeht, die folglich auf Bezugspotential liegt. Die positive Versorgungsleitung 3 führt über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6, über einen in Serie dazu angeordneten elektronischen Unterbrecher 7 und über einen Überwachungswiderstand zur negativen Versorgungsleitung 4.

Der elektronische Unterbrecher wird beim Ausführungsbeispiel

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entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 7' gebildet. Das dem Transistor 7' zugewandte Wicklungsende der Primärwicklung 5 steht über die zur Zündspule 6 gehörende Sekundärwicklung 9 mit einer einseitig an der negativen Versorgungsleitung liegenden Zündkerze 10 in Verbindung.

Selbstverständlich kann die Sekundärwicklung 9 auch mittels eines nicht dargestellten Zündverteilers in vorbestimmter Reihenfolge an mehrere Zündkerzen anschliessbar sein.

Die positive Versorgungsleitung 3 verzweigt sich zu einer als Verpolüngsschutz dienenden, von der Stromquelle 1 in Durchlassrichtung beanspruchten Diode 11, um sich danach über zwei in Serie geschaltete Widerstände 12,13 zu der negativen Versorgungsleitung 4 fortzusetzen. Zwischen diesen beiden Widerständen 12,13 liegt ein Steuerschaltungspunkt 14, dessen Potential wenigstens nahezu die Hälfte der Spannung der Stromquelle 1 beträgt.

Die Zündanlage enthält einen Schwellwertschalter 15, der beim Ausführungsbeispiel durch einen Operationsverstärker 16 mit einem invertierenden Eingang 17 und einem nicht-invertierenden Eingang 18 sowie einem zwischen dem nicht-invertierenden Eingang 18 und seinem Steuerausgang 19 liegenden Mitkopplungswiderstand 20 gebildet wird. Ausserdem hat der Operationsverstärker 16 über eine Leitung 21 mit der Kathode der Diode 11 und über eine Leitung 22 mit der negativen Versorgungsleitung Verbindung. Der nicht-invertierende Eingang 18 ist über einen Bemessungswiderstand 23 mit dem SteuerSchaltungspunkt 14 verbunden. Von dem invertierenden Eingang 17 geht eine Verbindung

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aus, die über die Serienschaltung zweier Bemessungswiderstände 24,25 und danach über einen von der Brennkraftmaschine antreibbaren Signalgeber 26 zum Steuerschaltungspunkt 14 führt. Die gemeinsame Verbindung der beiden Bemessungswiderstände 24,25 ist über einen den Schwellwertschalter 15 gegen Störimpulse schützenden Kondensator 27 an den Steuerschaltungspunkt 14 angeschlossen.

Der Signalgeber 26 soll im bevorzugtem Fall nach Art eines Wechselstromgenerators arbeiten und eine Wechselspannung zur Verfügung stellen, die etwa die in dem Spannungs-(U)-Zeit-(t)-Diagramm nach Fig. 2a ersichtliche Form hat,welche für niedrige Drehzahlen n_n (links) bzw. hohe Drehzahlen n^ (rechts) gilt. Der invertierende Eingang 17 steht ferner über einen Widerstand 28 mit der negativen Versorgungsleitung 4 und über die Parallelschaltung zweier Steuerzweige 29,30 mit einem Integrator 31 in Verbindung, dessen Integrationswert eine die Einschaltschwelle ü2 (Fig. 2a) verschiebende Regelspannung darstellt. Der erste Steuerzweig 29 enthält die Serienschaltung eines Widerstandes 32 und einer mit der Kathode dem Integrator 31 zugewandten Diode 33, während in den zweiten Steuerzweig 30 die Serienschaltung eines Widerstandes 34 und einer mit der Anode dem Integrator 31 zugewandten Diode 35 eingefügt ist. Der Widerstand 32 ist in zwei Teilwiderstände 36,37 aufgeteilt, wobei die gemeinsame Verbindung dieser Teilwiderstände 36,37 an der Anode einer Diode 38 liegt, deren Kathode mit dem Steuerschaltungspunkt 14 Verbindung hat. Ausserdem ist die gemeinsame Verbindung dieser Teilwiderstände 36,37 über die Serienschaltung eines Widerstandes 39 und einer von der Stromquelle 1 in Durchlassrichtung beanspruchten Diode 40 an den Kollektor eines (pnp-)Vortransistors 41 angeschlossen, dessen

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Basis über einen Widerstand 42 an dem Steuerausgang 19 des Operationsverstärkers 16 liegt. Der Vortransistor 41 steht ausserdem an seiner Basis über einen Widerstand 43 und an seinem Emitter unmittelbar mir der Kathode der Diode 11 in Verbindung.

Der Integrator 31 wird im einfachsten Fall durch einen Kondensator 44 gebildet, der mit seinem den Steuerzweigen 29,30 abgewandten Anschluss an dem Steuerschaltungspunkt 14 liegt.

Es ist aber auch durchaus möglich, dass der Kondensator 44 in Verbindung mit einem nicht dargestellten Operationsverstärker als Integrator 31 zur Anwendung kommt.

Der Integrator 31 steht an seinem den Steuerzweigen zugewandten Anschluss sowohl mit dem Kollektor eines ersten (pnp-)Steuertransistors 45 als auch mit dem Kollektor eines zweiten (npn)-Steuertransistors 46 in Verbindung. Der erste Steuertransistor 45 ist an seinem Emitter über einen Widerstand 47 und an seiner Basis über einen Widerstand 48 mit der Kathode der Diode 11 verbunden, so dass an der Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 45 ein konstanter Stromfluss auftritt und dieses Netzwerk folglich als Konstantstromquelle wirkt. Der zweite Steuertransistor 46 ist an seinem Emitter über einen Widerstand 49 und an seiner Basis über einen Widerstand 50 mit der negativen Versorgungsleitung 4 verbunden, so dass an der Emitter-Kollektor- Strecke dieses Transistors 46 ebenfalls ein konstanter Stromfluss auftritt, so dass dieses Netzwerk folglich ebenfalls als Konstantstromquelle wirkt. Die Basis des zweiten Steuertransistors 46 ist über einen Widerstand 51 an der Anode einer Blockierdiode 52 angeschlossen, deren Kathode sowohl an dem

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Kollektor eines (npn-)Zwischentransistors 53 als auch an einem Widerstand 55 liegt, der an die Basis des ersten Steuertransistors 45 angeschlossen ist. Die Anode der Blockierdiode 52 ist noch über einen Widerstand 56 an den Kollektor des Vortrahsistors 41 angeschlossen.

Von dem dem Transistor 7', welcher vorzugsweise als Darlington-Trans is tor schaltung ausgebildet ist, zugewandten Anschluss des ÜberwachungswiderStandes 8 führt ein Nebenschlusszweig unmittelbar zum Emitter des Zwischentransistors 53 und ausserdem zum Emitter eines weiteren Transistors 57. Die Basisanschlüsse der beiden Transistoren 53 und 57 sind jeweils über die Serienschaltung einer Diode und eines Widerstandes 58,59 bzw. 60,61 mit der negativen Versorgungsleitung 4 und über jeweils einen weiteren Widerstand 62 bzw. 63 mit einem Schaltungspunkt 64 verbunden, der einerseits über einen Widerstand 65 mit der positiven Versorgungsleitung 3 verbunden ist und andererseits über eine Zenerdiode 66 mit der negativen Versorgungsleitung Die Zenerdiode 66 sorgt dabei dafür, dass den Basisspannungsteilern 62,58,59 bzw. 63,60,61 der Transistoren 53,57 eine stabilisierte Spannung zugeführt wird. Der Kollektor des weiteren Transistors 57 ist über einen Widerstand 67 mit der Basis eines zusätzlichen Transistors 68 verbunden, dessen Emitter direkt mit der positiven Versorgungsleitung 3 verbunden ist und dessen Kollektor direkt mit der Basis des ersten Steuertransistors 45 verbunden ist.

Parallel zu dem Überwachungswiderstand 8 liegt ferner die Serienschaltung zweier Widerstände 69,70, deren gemeinsamer Verbindungspunkt 71 an der Basis eines Treibertransistors 73 liegt. Die Basis des Treibertransistors 73 ist über einen

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Widerstand 74 mit der positiven Versorgungsleitung 3 verbunden, Während der Kollektor des Treibertransistors 73 über einen Widerstand 75 mit dem Betriebsschalter 2 verbunden

ist, und _2War jeweils über die Diode 11.

Die Ansteuerung der Basis des Treibertransistors 73 vom Ausgang des Operationsverstärkers 16 erfolgt über einen Steuertransistor 76, dessen Kollektor über einen Widerstand 77 mit der Basis des Treibertransistors 73 verbunden ist, dessen Kollektor über die Serienschaltung einer Diode 78 und eines Widerstandes 79 mit der positiven Versorgungsleitung 3 verbunden ist und in dessen Basiszweig ein Kondensator 80 eingefügt ist, dem eine Zenerdiode 81 parallelgeschaltet ist, deren Anode dem Ausgang des Operationsverstärkers 16 zugewandt ist und deren Kathode zusätzlich über einen Widerstand 82 mit der positiven Versorgungsleitung 3 verbunden ist, wobei parallel zum Widerstand 82 eine Diode 83 liegt, deren Anode der Basis des Steuertransistors 76 zugewandt ist.. Der Kollektor des

Treibertransistors 73 ist schliesslich über eine Diode 84, deren Anode ihm zugewandt ist, mit der Basis des Transistors 7* verbunden und über eine weitere Diode 85, deren Kathode ihm zugewandt ist, mit der negativen Versorgungsleitung 4.

Das Steuersignal zur Betätigung des Schwellwertschalters 15 sollte - in Bezug auf das Potential am Steuerschaltungspunkt 14 - mindestens einen auf einen Scheitelwert U1 (Fig. 2a) ansteigenden und dann wieder abfallenden Verlauf haben, wobei der Scheitelwert U1 nach Ablauf eines Zeitabschnittes, also nicht momentan, erreicht wird. Es sollte daher im vorliegenden Fall mindestens die in Bezug auf den Steuerschaltungspunkt positive Halbwelle W1 der von dem Signalgeber 26 zur Verfügung

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gestellten Wechselspannungsperiode als Steuersignal Verwendung finden. Die Betätigung des Schwellwertschalters 15 ist mit Hilfe des Widerstandes 28 so festgelegt, dass zunächst beim Anlaufen der Brennkraftmaschine der Schwellwertschalter 15 durch die positive Halbwelle W1 sowohl einschaltbar als auch ausschaltbar ist. Daher liegen - wie in Fig. 2a erkennbar beim Anlaufen der Brennkraftmaschine die Einschaltschwelle U2 und die Ausschaltschwelle U3 des Schwellwertschalters 15 knapp oberhalb der Null-Linie der vom Signalgeber 26 zur Verfügung gestellten Wechselspannung.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass bei geschlossenem Betriebsschalter 2, jedoch stillstehender Brennkraftmaschine, die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 7' sich mit Sicherheit im nicht-leitenden Zustand befindet, so dass über die Primärwicklung 5 kein Strom fHessen kann, der nach einer gewissen Zeit eine starke Erwärmung der Zündspule 6 und möglicherweise deren Zerstörung verursachen würde.

Die Verschiebung der Einschaltschwelle U2 ist so festgelegt, dass sie beim Hochlaufen der Brennkraftmaschine in Richtung des Pfeils A näher zum Scheitelwert U1 der positiven Halbwelle W1 erfolgt und bei weiter ansteigender Drehzahl in Richtung des Pfeils B vom Scheitelwert U1 weg. Dabei kann die Einschaltwelle U2 von dem Scheitelwert U1 der positiven Halbwelle W1 zumindest bis in die Nähe des Scheitelwertes U4 der negativen Halbwelle W2 der von dem Signalgeber 26 erzeugten Wechselspannung verschobe'n werden.

Die Ausschaltschwelle U3 wird, solange die Drehzahl der Brennkraftmaschine steigt und die Einschaltschwelle U2 bei ihrem

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Weglaufen von dem Scheitelwert U1 ihre Ausgangslage noch nicht wieder erreicht hat, in ihrer Lage festgehalten. Sobald dann die Einsehaltschwelle U2 ihre Ausgangslage erreicht hat, wird bei weiterem Ansteigen der Drehzahl die Ausschaltschwelle U3 gemeinsam mit der Einschaltschwelle U2 in Richtung des Pfeils B, und zwar gegenüber der Einschaltschwelle U2 etwas vorverlegt, verschoben.

Die Verlegung der Einschaltschwelle U2 wird dadurch erreicht, dass - wie dies das Spannungs(U)-Zeit(t)-Diagramm gemäss Fig. 2c zeigt - zunächst einmal nach dem Einschalten des Schwellwertschalters 15 eine erste Änderung '. U5 des am Integrator vorhandenen Integrationswertes U6 bewirkt wird. Das Ende der ersten Änderung Ί U5 und der Beginn einer sich daran anschliessenden zweiten Änderung -*U7 des jetzt am Integrator vorhandenen Integrationswertes U8 ist von dem Anstieg des Stromflusses in der Primärwicklung 5 auf einen zulässigen . Grenzwert bzw. einen Überwachungswert Io abhängig, dessen zeitlicher Verlauf in Fig. 2b dargestellt ist. Das Ende der zweiten Änderung ,U7 wird durch das Ausschalten des Schwellwertschalters 15 bestimmt. Der nunmehr am Integrator 31 vorhandene Integrationswert U9 bleibt mindestens nahezu aufrechterhalten -dies lässt sich mit einer Integrationsvorrichtung mit einem Operationsverstärker besonders gut erreichen - bis erneut eine erste Änderung einsetzt. Dabei sind die erste Änderung ... U5 und die zweite Änderung .Λ U7 zweckmässigerweise so festgelegt, dass sie bei gleichbleibender Drehzahl der Brennkraftmaschine in Bezug auf eine durch den Wert US gedachte Senkrechte E eine symmetrische Lage einnehmen, wobei der Wechsel von der ersten Änderung - U5 in die zweite Änderung ... ü7 durch Wahl des überwachungswertes Io entsprechend vorgegeben wird. Dabei lässt man den Strom

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in der Primärwicklung 5 nach Überschreiten des tiberwachungswertes Io noch auf einen Sollwert 11 ansteigen, bei dem in der Zündspule 6 eine ausreichende Zündenergie gespeichert ist.

Im vorliegenden Fall werden die Änderungen > U5 und . U7 durch Gleichströme entgegengesetzter Polarität bewirkt, wobei der die Änderung - U5 bewirkende Gleichstrom aus Gründen, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird, einen höheren Pegel besitzt.

Schliesslich soll am Ausgang 19 des Schwellwertschalters 15, dessen Ein- und Ausschaltschwelle in Fig. 2d gezeigt sind, und dessen Ausgangsspannung in Fig. 2e dargestellt ist, das Potential U10 bei ausgeschaltetem Schwellwertschalter 15, also in dem Zeitintervall von ti bis t2, wenigstens annähernd demjenigen der positiven Versorungsleitung 3 entsprechen und das Potential Ü11 bei eingeschaltetem Schwellwertschalter 15, also in dem Zeitintervall von t2 bis t3 wenigstens annähernd demjenigen der negativen Versorgungsleitung 4.

Die Zündanlage gemäss Fig. 1 arbeitet wie folgt:

Sobald bei geschlossenem Betriebsschalter 2 und laufender Brennkraftmaschine das von dem Signalgeber 26 gelieferte Steuersignal die Einschaltschwelle Ü2 des Schwellwertschalters 15 erreicht, tritt an dessen Steuerausgang 19 das Potential Ü11 auf, das etwa demjenigen der negativen Versorgungsleitung 4 entspricht. Durch dieses Potential U11 wird der Vortransistor 41 über seinen Basisspannungsteiler 42,43 leitend gesteuert.

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Gleichzeitig wird der Treibertransistor 73 gesperrt, so dass nunmehr über den Widerstand 75 und die Diode 84 ein ausreichender Basisstrom für den als elektronischen Unterbrecher dienenden Transistor 7¹ fliesst, der daraufhin in den leitenden Zustand gesteuert wird. Nunmehr kann der Stromfluss über die Primärwicklung 5, die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 7' und den Überwachungswiderstand 8 einsetzen.

Wie bereits ausgeführt, liegt die Einschaltschwelle Ü2 beim Anlaufen der Brennkraftmaschine nur knapp über der Null-Linie, also nur knapp über dem Potential am Schaltungspunkt 14, so dass gewährleistet ist, dass der Schwellwertschalter 15 auch durch das beim Anlaufen der Brennkraftmaschine vom Signalgeber 26 zur Verfügung gestellte Steuersignal mit dem Betrag nach relativ niedrigem Scheitelwert sicher einschaltbar ist.

Sobald nun der Strom durch die Primärwicklung 5 einen gewissen

Mindestwert Ϊ . erreicht hat, was einen entsprechenden min

Spannungsabfall an dem Oberwachungswiderstand 8 zur Folge hat, wird der zunächst leitende weitere Transistor 57 aufgrund der Änderung seines Emitterpotentials gesperrt und sperrt nunmehr den zusätzlichen Transistor 68, der seinerseits den ersten Steuertransistor 45 in den leitenden Zustand steuert, so dass ein konstanter Gleichstrom über den Widerstand 47 und die Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Steuertransistors 45 zu dem Integrator 31

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bzw. dem Kondensator 44 fliessen kann. Damit setzt an dem Integrator 31 die erste Änderung . U5 des seitherigen Integrationswertes ü6 ein, die wieder endet, sobald der Stromfluss in der Primärwicklung 5 den überwachungswert Io erreicht hat. Der Spannungsabfall am Überwachungswiderstand 8 erreicht nämlich zu diesem Zeitpunkt einen Wert, bei dem der Zwischentransistor 53 in den sperrenden Zustand gesteuert wird. Hierdurch wird der erste Steuertransistor 45 gesperrt und gleichzeitig der zweite Steuertransistor 46 in den leitenden Zustand gesteuert, dessen Basis-Emitter-Strecke über die Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors 41 ein Steuerstrom zugeführt wird, so dass über die nunmehr leitende Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Steuertransistors 46 die zweite Änderung

iU7 bewirkt wird, und zwar beginnend mit dem beim Sperren des ersten Szeuertransistors 45 vorhandenen Integrationswert U8. Diese zweite Änderung . U7 wird beendet, sobald das vom Signalgeber 26 gelieferte Steuersignal die Ausschaltschwelle U3 des Schwellwertschalters 15 erreicht. Am Steuerausgang 19 des Schwellwertschalters 15 tritt dann das Potential U10 auf, das - wie bereits erwähnt - wenigstens nahezu gleich dem Potential auf der positiven Versorgungsleitung 3 ist. Durch die Potentialänderung am Ausgang des Schwellwertschalters 15 zum Zeitpunkt t2 wird der Vortransistor 41 gesperrt. Es fliesst also kein Steuerstrom mehr über die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors 41, wodurch dessen Emitter-Kollektor-Strecke wieder nicht-leitend wird, so dass auch der Steuerstrom für die Basis-Emitter-Strecke des zweiten Steuertransistors 46 entfällt, so dass dessen Emitter-Kollektor-Strecke nicht-leitend wird, was die zweite Änderung - U7 am Integrator 31 beendet. Mit dem Potentialsprung am Ausgang des Schwellwertschalters

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wird über den Widerstand 77 der Basisstrom für den Treibertransistor 73 geliefert und dieser in den leitenden Zustand versetzt, so dass dem Transistor 7* der Endstufe ebenfalls

der Basisstrom entzogen wird, so dass er in.den stromsperrenden Zustand überführt wird und damit den Primärstfomkreis unterbricht. Die unterbrechung des PrimärStromkreises führt in der Sekundärwicklung 9 zu einem Hochspannungsstoss, der an der Zündkerze 10 einen elektrischen Überschlag (Zündfunken) hervorruft.

Bei der Zündanlage gemäss Fig. 1 hat der Treibertransistor zusätzlich die Aufgabe, den Stromfluss in der Primärwicklung 5, nachdem er den für einen wirkungsvollen Zündfunken erforderlichen Sollwert 11 erreicht hat, an einem weiteren Ansteigen zu hindern. Diese Funktion des Treibertransistors 73 wird durch den Widerstand 69 ermöglicht, der bei einem dem Sollwert 12 des Stroms entsprechenden Spannungsabfall über dem Überwachungswiderstand 8 das Potential am Schaltungspunkt 71 im Basisspannungsteiler 70,71,74 des Treibertransistors 73 derartig ändert, dass die Leitfähigkeit des Treibertransistors 73 vergrößert wird, so dass auch der Transistor 7· nicht mehr den vollen Basisstrom erhält und dementsprechend den Stromfluss durch die Primärwicklung 5 auf den Sollwert 11 drosselt. Dabei empfiehlt es sich, die für die Primärstrombegrenzung verantwortlichen Schaltkreisteile so zu dimensionieren, dass beim Anlaufen der Brennkraftmaschine der Strom in der Primärwicklung 5 nach Erreichen des Sollwerts H in dieser Stärke zunächst noch für ein Zeitintervall (t2* bis t3) weiterfliesst, damit bei der Beschleunigung des durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs trotz Verkürzung der Dauer des Stromflusses in der Primärwicklung 5 noch genügend Zündenergie gespeichert wird. Beim . Anlaufen der Brennkraftmaschine erstreckt sich

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die zweite Änderung £. U7 über einen längeren Zeitraum als die erste Änderung - U5, so dass der Integrationswert Ü9 nach der zweiten Änderung _U7 jeweils negativer wird als der Integrationswert U6 vor der ersten Änderung ^U5. Dies wirkt sich über den ersten Steuerzweig 29 auf den invertierenden Eingang 17 derart aus, dass die Einschaltschwelle ü2 des Schwellwertschalters 15 in positiver Richtung (Pfeil A) wandert. Steigt die Drehzahl der Brennkraftmaschine weiter an, so wird sich nun am Integrator 31 die zweite Änderung -* U7 über einen kürzeren Zeitraum erstrecken als die erste Änderung .. U5, so dass der Integrationswert U9 nach der zweiten Änderung _U7 positiver wird als der Integrationswert U6 vor der ersten Änderung :. ü5. Dies wirkt sich zunächst über den ersten Steuerzweig 29 und - nachdem der Integrationswert U9 in Bezug auf den Steuerschaltungspunkt 14 positiv geworden ist - über den im Vergleich zum ersten Steuerzweig 29 niederohmigeren zweiten Steuerzweig 30 auf den invertierenden Eingang 17 derart aus, dass die Schaltschwelle U2 des Schwellwertschalters 15 in negativer Richtung (Pfeil B) wandert. Es wird nun zwar beim Anlaufen der Brennkraftmaschine zunächst die Primärwicklung 5 über die für einen wirkungsvollen Zündfunken notwendige Zeit hinaus mit Strom versorgt, so dass die Primärstrombegrenzung über den Treibertransistor 73 wirksam wird und der Schalttransistor T folglich vorübergehend im aktiven Bereich, also mit Verlustleistung, betrieben wird, was aber nur in einem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine geschieht, der nur bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine auftritt und dann relativ schnell durchlaufen wird. Dafür erreicht man aber den Vorteil, dass während des Betriebes der Brennkraftmaschine durch die Verschiebung der Einschaltschwelle U2 des Schwellwertschalters 15 aus dem Bereich des Scheitelwertes ü1 der positiven HaIb-

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welle Wi in den Bereich des Scheitelwertes U4 der negativen Halbwelle W2 bis zu einer relativ hohen Drehzahl ein hinreichend konstanter Energiebetrag in der Zündspule 6 gespeichert wird.

Durch die Umsteuerung der Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransistors 41 in den leitenden Zustand wird auch der über die Diode 40, den Widerstand 39 sowie die Diode 38 zum Steuerschaltungspunkt 14 führende Steuerschaltungszweig wirksam, wodurch im eingeschalteten Zustand des Schwellwertschalters die gemeinsame Verbindung der Teilwiderstände 36,37 wenigstens nahezu auf das Potential des Steuerschaltungspunktes 14 gelegt wird, wodurch der vom Integrator 31 auf den Schwellwertschalter 15 ausgeübte Einfluss unterbunden wird. Hierdurch ist in einfacher Weise gewährleistet, dass die Ausschaltschwelle U3 des Schwellwertschalters 15 eine stabilisierte Lage hat,.solange dessen Einschaltschwelle U2 in dem Bereich zwischen ihrer Ausgangslage und dem Scheitelwert U1 der positiven Halbwelle W1 verschoben wird. Es kann somit der Zündzeitpunkt durch den Integrator 31 nicht störend beeinflusst werden. Bei höheren Drehzahlen ist diese Stabilisierung nicht mehr erforderlich, weil dann der sich an den Scheitelwert U1 anschiiessende Abschnitt der Wechselspannung relativ steil abfällt.

Andererseits kann bei hohen Drehzahlen die Offenzeit, in der der als elektronischer Unterbrecher dienende Transistor 7* gesperrt ist, so kurz werden, dass sich ein Restspeichereffekt ergibt, was bedeutet, dass die in der Zündspule 6 gespeicherte Energie beim erneuten Leitend-Steuern des Transistors 7' noch nicht voll abgebaut ist, so dass der Primärstrom sofort auf einen Wert springt, der höher als Null ist. Um nun zu verhindern,

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dass dieses Springen des PrimärStroms zu Beginn einer Schliesszeit zu einer unerwünschten Verkürzung der ersten Änderung '. U5 führt, wird diese Änderung erfindungsgemäss erst nach dem Erreichen eines vorgegebenen Mindeststroms I__in eingeleitet, welcher höher ist als der im ungünstigsten Fall zu erwartende Anfangsstrom durch die Primärwicklung 5, so dass für die erste Änderung ^. U5 stets definierte Ausgangsbedingungen bestehen und folglich eine unerwünschte Verkürzung der Schliesszeit aufgrund einer bezüglich der ersten Änderung .U5 zu langen zweiten Änderung __ U7 verhindert wird.

Prinzipiell kann die erfindungsgemäss gewonnene Regelspannung auch bei andersartig aufgebauten Zündanlagen mit <>;-Regelung eingesetzt werden, z.B. bei Zündanlagen mit Hall-Geber, wo die Regelspannung zur Steuerung einer Zeitstufe eingesetzt werden könnte.

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Claims (1)

1. R. U8O3
   10.3.19T8

   Robert Bosch GmbH
   Stuttgart 1

   Patentans prüche

   Zündanlage für eine Brennkraftmaschine mit einem mit der Primärwicklung einer Zündspule eine Serienschaltung bildenden elektronischen Unterbrecher, der von einem Schwellwertschalter steuerbar ist, welcher durch einen vorgeschalteten Signalgeber gesteuert ist und dessen Einschaltschwelle durch eine von der jeweiligen Dauer des Stromflusses durch die Primärwicklung abhängigen Regelspannung derart veränderbar ist, dass sich eine vorgegebene Abhängigkeit des Schliesswinkels von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ergibt, wobei die Regelspannung mit Hilfe einer Integrationsvorrichtung gebildet wird, der in der Zeit zwischen dem Beginn einer Schliesszeit und dem Erreichen eines vorgegebenen Scheitelwertes des Stroms durch die Primärwicklung ein Gleichstrom zuführbar ist und der dann bis zum Zündzeitpunkt ein Gleich-

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   10.März 1978 - 2 - -

   strom entgegengesetzter Polarität zuführbar ist (nach Patent .... Patentanmeldung P 25 49 586.7-13), dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromzuführung zu der Integrationsvorrichtung (31) nach dem Beginn einer Schliesszeit (t2) bis zu einem Zeitpunkt (t2·) sperrbar ist, zu welchem in der Primärwicklung (5) der Zündspule

   (6) ein vorgegebener Mindeststrom (I .) vorhanden ist.

   mm

   Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zu der Primärwicklung (5) der Zündspule (6), ein Überwachungswiderstand (8) vorgesehen ist, und daß ein Transistorschalter (57) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Gleichstromzuführung zu der Integrationsvorrichtung (31) in Abhängigkeit von dem Spannungsabfall über dem überwachungswiderstand (8) bis zum Erreichen eines vorgegebenen Mindeststroms (Ij_n-,,) sperrbar ist.

   Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung der Basisvorspannung für den Schalttransistor (57) eine Spannungsstabilisierungsschaltung (60) bis (66) vorgesehen ist und daß einer der Anschlüsse des Schalttransistors (57) unmittelbar mit dem der Primärwicklung (5) zugewandten Anschluß des Überwachungswiderstandes (8) verbunden ist.

   Zündanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttransistor (57) mit seiner Schaltstrecke im Basisstromkreis eines weiteren Transistors (68) liegt, mit dessen Hilfe ein als Konstantstromquelle geschalteter dritter Transistor (45) , welcher der Gleichstromzuführung zu der Integrationsvorrichtung (31) dient, steuerbar ist.

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