DE2830557C2 - - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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- F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach dem Hauptpatent
25 49 586. 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.
Ausgehend von der Zündanlage nach dem Hauptpatent (Patent
25 49 586) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ungünstige Auswirkungen eines bei hohen Zündfolgefrequenzen
auftretenden Restspeichereffektes der Endstufe auf die
Schließwinkelregelung zu verhindern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigt
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.
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 8
zur negativen Versorgungsleitung 4.
Der elektronische Unterbrecher wird beim Ausführungsbeispiel
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
Verpolungsschutz 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 4
Verbindung. Der nicht-invertierende Eingang 18 ist über einen
Bemessungswiderstand 23 mit dem Steuerschaltungspunkt 14 verbunden.
Von dem invertierenden Eingang 17 geht eine Verbindung
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 bevorzugten 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 h (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
U 2 (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
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 mit 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
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 Vortransistors
41 angeschlossen.
Von dem dem Transistor 7′, welcher vorzugsweise als Darlington-
Transistorschaltung 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 4.
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
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 zwar 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 U 1 (Fig. 2a) ansteigenden
und dann wieder abfallenden Verlauf haben, wobei
der Scheitelwert U 1 nach Ablauf eines Zeitabschnittes, also
nicht momentan, erreicht wird. Es sollte daher im vorliegenden
Fall mindestens die in bezug auf den Steuerschaltungspunkt 14
positive Halbwelle W 1 der von dem Signalgeber 26 zur Verfügung
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 W 1 sowohl einschaltbar als auch
ausschaltbar ist. Daher liegen - wie in Fig. 2a erkennbar -
beim Anlaufen der Brennkraftmaschine die Einschaltschwelle U 2
und die Ausschaltschwelle U 3 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 fließen kann, der nach einer
gewissen Zeit eine starke Erwärmung der Zündspule 6 und möglicherweise
deren Zerstörung verursachen würde.
Die Verschiebung der Einschaltschwelle U 2 ist so festgelegt,
daß sie beim Hochlaufen der Brennkraftmaschine in Richtung
des Pfeils A näher zum Scheitelwert U 1 der positiven Halbwelle
W 1 erfolgt und bei weiter ansteigender Drehzahl in Richtung
des Pfeils B vom Scheitelwert U 1 weg. Dabei kann die Einschaltwelle
U 2 von dem Scheitelwert U 1 der positiven Halbwelle W 1
zumindest bis in die Nähe des Scheitelwertes U 4 der negativen
Halbwelle W 2 der von dem Signalgeber 26 erzeugten Wechselspannung verschoben werden.
Die Ausschaltschwelle U 3 wird, solange die Drehzahl der Brennkraftmaschine
steigt und die Einschaltschwelle U 2 bei ihrem
Weglaufen von dem Scheitelwert U 1 ihre Ausgangslage noch nicht
wieder erreicht hat, in ihrer Lage festgehalten. Sobald dann
die Einschaltschwelle U 2 ihre Ausgangslage erreicht hat, wird
bei weiterem Ansteigen der Drehzahl die Ausschaltschwelle U 3
gemeinsam mit der Einschaltschwelle U 2 in Richtung des Pfeils
B, und zwar gegenüber der Einschaltschwelle U 2 etwas vorverlegt,
verschoben.
Die Verlegung der Einschaltschwelle U 2 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 Δ U 5 des am Integrator 31
vorhandenen Integrationswertes U 6 bewirkt wird. Das Ende der
ersten Änderung Δ U 5 und der Beginn einer sich daran anschließenden
zweiten Änderung Δ U 7 des jetzt am Integrator vorhandenen
Integrationswertes U 8 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 Δ U 7 wird
durch das Ausschalten des Schwellwertschalters 15 bestimmt.
Der nunmehr am Integrator 31 vorhandene Integrationswert U 9
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 Δ U 5 und die zweite
Änderung Δ U 7 zweckmäßigerweise so festgelegt, daß sie bei
gleichbleibender Drehzahl der Brennkraftmaschine in bezug auf
eine durch den Wert U 8 gedachte Senkrechte E eine symmetrische
Lage einnehmen, wobei der Wechsel von der ersten Änderung U 5
in die zweite Änderung Δ U 7 durch Wahl des Überwachungswertes
Io entsprechend vorgegeben wird. Dabei läßt man den Strom
in der Primärwicklung 5 nach Überschreiten des Überwachungswertes
Io noch auf einen Sollwert I 1 ansteigen, bei dem in der
Zündspule 6 eine ausreichende Zündenergie gespeichert ist.
Im vorliegenden Fall werden die Änderungen Δ U 5 und Δ U 7 durch
Gleichströme entgegengesetzter Polarität bewirkt, wobei der
die Änderung Δ U 5 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 U 10 bei ausgeschaltetem Schwellwertschalter 15, also
in dem Zeitintervall von t 1 bis t 2, wenigstens annähernd demjenigen
der positiven Versorgungsleitung 3 entsprechen und das
Potential U 11 bei eingeschaltetem Schwellwertschalter 15, also
in dem Zeitintervall von t 2 bis t 3 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 U 2 des Schwellwertschalters
15 erreicht, tritt an dessen Steuerausgang 19 das Potential
U 11 auf, das etwa demjenigen der negativen Versorgungsleitung
4 entspricht. Durch dieses Potential U 11 wird der Vortransistor
41 über seinen Basisspannungsteiler 42, 43 leitend gesteuert.
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 7′ 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 U 2 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 I min erreicht hat, was einen entsprechenden
Spannungsabfall an dem Überwachungswiderstand 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
bzw. dem Kondensator 44 fließen kann. Damit setzt an dem
Integrator 31 die erste Änderung Δ U 5 des seitherigen Integrationswertes
U 6 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
Δ U 7 bewirkt wird, und zwar beginnend mit dem beim Sperren
des ersten Steuertransistors 45 vorhandenen Integrationswert
U 8. Diese zweite Änderung Δ U 7 wird beendet, sobald das vom
Signalgeber 26 gelieferte Steuersignal die Ausschaltschwelle
U 3 des Schwellwertschalters 15 erreicht. Am Steuerausgang 19
des Schwellwertschalters 15 tritt dann das Potential U 10 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 t 2 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 Δ U 7 am Integrator 31 beendet.
Mit dem Potentialsprung am Ausgang des Schwellwertschalters 15
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 Primärstromkreis 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 73
zusätzlich die Aufgabe, den Stromfluß in der Primärwicklung 5,
nachdem er den für einen wirkungsvollen Zündfunken erforderlichen
Sollwert I 1 erreicht hat, an einem weiteren Ansteigen
zu hindern. Diese Funktion des Treibertransistors 73 wird durch
den Widerstand 69 ermöglicht, der bei einem dem Sollwert I 2
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 I 1 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 I 1 in dieser Stärke zunächst
noch für ein Zeitintervall (t 2′ bis t 3) 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
die zweite Änderung Δ U 7 über einen längeren Zeitraum als die
erste Änderung Δ U 5, so daß der Integrationswert U 9 nach der
zweiten Änderung Δ U 7 jeweils negativer wird als der Integrationswert
U 6 vor der ersten Änderung Δ U 5. Dies wirkt sich
über den ersten Steuerzweig 29 auf den invertierenden Eingang
17 derart aus, daß die Einschaltschwelle U 2 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 Δ U 7 über einen
kürzeren Zeitraum erstrecken als die erste Änderung Δ U 5, so
daß der Integrationswert U 9 nach der zweiten Änderung Δ U 7
positiver wird als der Integrationswert U 6 vor der ersten
Änderung Δ U 5. Dies wirkt sich zunächst über den ersten Steuerzweig
29 und - nachdem der Integrationswert U 9 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 U 2 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
7′ 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 U 2 des Schwellwertschalters
15 aus dem Bereich des Scheitelwertes U 1 der positiven Halbwelle
W 1 in den Bereich des Scheitelwertes U 4 der negativen
Halbwelle W 2 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 15
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 U 3 des
Schwellwertschalters 15 eine stabilisierte Lage hat, solange
dessen Einschaltschwelle U 2 in dem Bereich zwischen ihrer Ausgangslage
und dem Scheitelwert U 1 der positiven Halbwelle W 1
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 U 1 anschließende 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,
daß dieses Springen des Primärstroms zu Beginn einer Schließzeit
zu einer unerwünschten Verkürzung der ersten Änderung
Δ U 5 führt, wird diese Änderung erfindungsgemäß erst nach dem
Erreichen eines vorgegebenen Mindeststroms I min eingeleitet,
welcher höher ist als der im ungünstigsten Fall zu erwartende
Anfangsstrom durch die Primärwicklung 5, so daß für die erste
Änderung Δ U 5 stets definierte Ausgangsbedingungen bestehen
und folglich eine unerwünschte Verkürzung der Schließzeit
aufgrund einer bezüglich der ersten Änderung Δ U 5 zu langen
zweiten Änderung Δ U 7 verhindert wird.
Prinzipiell kann die erfindungsgemäß gewonnene Regelspannung
auch bei andersartig aufgebauten Zündanlagen mit α-Regelung
eingesetzt werden, z. B. bei Zündanlagen mit Hall-Geber, wo
die Regelspannung zur Steuerung einer Zeitstufe eingesetzt
werden könnte.
Claims (4)
1. 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 Gleichstrom
entgegengesetzter Polarität zuführbar ist, nach
Patent 25 49 586, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gleichstromzuführung zu der
Integrationsvorrichtung (31) nach dem Beginn einer
Schließzeit (t 2) bis zu einem Zeitpunkt (t 2′) sperrbar
ist, zu welchem in der Primärwicklung (5) der Zündspule
(6) ein vorgegebener Mindeststrom (I min) vorhanden ist.
2. 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 (I min) sperrbar ist.
3. 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.
4. 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.
Priority Applications (3)
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DE19782830557 DE2830557A1 (de) | 1978-07-12 | 1978-07-12 | Zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine |
US06/050,316 US4265204A (en) | 1978-07-12 | 1979-06-20 | Ignition control system with closure angle independent of residual energy stored in ignition coil |
JP8755079A JPS5512299A (en) | 1978-07-12 | 1979-07-12 | Ignitor for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=6044156
Family Applications (1)
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JP (1) | JPS5512299A (de) |
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US4036200A (en) * | 1974-10-21 | 1977-07-19 | Systematics, Inc. | Capacitor discharge ignition circuit |
DE2549586C3 (de) * | 1975-11-05 | 1979-03-29 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen |
US4136659A (en) * | 1975-11-07 | 1979-01-30 | Smith Harold J | Capacitor discharge ignition system |
DE2558114C3 (de) * | 1975-12-23 | 1980-10-02 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Schaltungsanordnung für Brennkraftmaschinen zur Gewinnung eines ungestörten Rechteck-Steuersignales, insbesondere für die Verwendung in einer elektrisch gesteuerten Benzin-Einspritzanlage |
GB1594276A (en) * | 1977-01-19 | 1981-07-30 | Bosch Gmbh Robert | Ignition system for internal combustion engines |
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- 1978-07-12 DE DE19782830557 patent/DE2830557A1/de active Granted
-
1979
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- 1979-07-12 JP JP8755079A patent/JPS5512299A/ja active Granted
Also Published As
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JPS5512299A (en) | 1980-01-28 |
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US4265204A (en) | 1981-05-05 |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
AF | Is addition to no. |
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