DE3008673A1 - CONTACT-FREE IGNITION SYSTEM FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

Description

Kontaktfreie Zündanlage für eine Brennkraftmaschine Contact-free ignition system for an internal combustion engine

Die Erfindung betrifft eine kontaktfreie Zündanlage, bei der ein Halbleiterschaltelement verwandt wird, und insbesondere eine Zündanlage vom Induktionsentladungstyp, bei dem ein Selbstauslösesystem verwandt wird.The invention relates to a non-contact ignition system in which a semiconductor switching element is used, and in particular an ignition system of the induction discharge type in which a Self-timer is used.

Unabhängig davon, ob eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine kontaktfrei ist oder nicht, muß ausreichende elektrische Energie an der Zündspule zum Zündzeitpunkt aufgebaut werden, um eine Funkenentladung an einer Zündkerze zu erzeugen.Regardless of whether an ignition system for an internal combustion engine is contact-free or not, sufficient electrical Energy can be built up at the ignition coil at ignition timing to create a spark discharge on a spark plug.

Für den idealen Zündzeitpunkt reicht es daher aus, daß er_dann auftritt, wenn die an der Primärwicklung der Zündspule induzierte Spannung, d.h. der primäre Kurzschlußstrom, seinen größten Wert erreicht.For the ideal ignition point it is therefore sufficient that he_then occurs when the voltage induced on the primary winding of the ignition coil, i.e. the primary short-circuit current, is its greatest value reached.

Gleichgültig, ob die Zündanlage kontaktfrei ist oder nicht, wird bisher der Zündzeitpunkt entweder mechanisch oder dadurch vorgegeben, daß die induzierte Spannung einen vorgegebenen Wert erreicht, wohingegen sich die an der Zündspule induzierte Spannung entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine ändert. Das hat zur Folge, daß es bisher unmöglich war, den Zündzeitpunkt auf den Zeitpunkt einzustellen, an dem die an der Primärwicklung induzierte Spannung oder der primäre Kurz-S-chlußstrom seinen größten Viert erreicht.Regardless of whether the ignition system is non-contacting or not, the ignition point has so far been either mechanical or as a result predetermined that the induced voltage reaches a predetermined value, whereas that induced on the ignition coil Voltage changes according to the speed of the internal combustion engine. The consequence of this is that it has hitherto been impossible to adjust the ignition point to the point in time at which the on voltage induced in the primary winding or the primary short-circuit current reached his greatest fourth.

Die Festlegung des Zündzeitpunktes bei bekannten Zündanlagen erfolgt daher bisher dadurch, daß die an der Primärwicklung induzierte Spannung eine derartige Höhe erreicht, daß sie eine Funkenentladung an der Zündkerze bewirken kann.The determination of the ignition point in known ignition systems has thus far taken place in that the on the primary winding induced voltage reaches such a level that it can cause a spark discharge on the spark plug.

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Bei einem ersten herkömmlichen Verfahren wird insbesondere die Funkenentladung zu einem Zeitpunkt bewirkt, an dem die an der Primärwicklung induzierte Spannung einen derartigen vorgegebenen Wert erreicht, daß sie an der Zündkerze eine Funkenentladung bewirken kann. Bei einem zweiten herkömmlichen Verfahren wird andererseits mit der Information bezüglich des elektrischen Winkelbereichs, in dem die an der Primärwicklung induzierte Spannung eine Funkenentladung an der Zündkerze induzieren kann, ein ZUndbefehl über die Wirkung einer Kurvenscheibe oder einer Auslösespule zu einem geeigneten Zeitpunkt im elektrischen Winkelbereich gegeben, um den Zündzeitpunkt dadurch vorzugeben.In a first conventional method, in particular, the spark discharge is effected at a point in time at which the voltage induced on the primary winding reaches a predetermined value such that it has a Spark discharge. In a second conventional method, on the other hand, the information is related to the electrical angular range in which the voltage induced on the primary winding causes a spark discharge on the spark plug can induce an ON command via the action of a cam or given to a trip coil at a suitable time in the electrical angle range, around the ignition point thereby pretend.

Welches Verfahren auch immer verwandt wird, die Zündung selbst kann ohne besondere Schwierigkeit erzielt werden. Beim Anlassen der Brennkraftmaschine hat ihre Drehzahl ,jedoch eine derart geringe Höhe, daß die an der Primärwicklung induzierte Spannung zum vorgegebenen Zündzeitpunkt eine derartige Bedingung nicht erfüllt, da sie nicht die Höhe erreicht, bei der sie in der Lage ist, eine Funkenentladung an der Zündkerze zu bewirken, was es unmöglich macht, die Brennkraftmaschine anzulassen. Whichever method is used, the ignition itself can be achieved without particular difficulty. When starting the internal combustion engine has its speed, but one such a low level that the voltage induced on the primary winding at the predetermined ignition point has such a condition not met because it does not reach the level at which it is able to discharge a spark to the spark plug cause what makes it impossible to start the engine.

Das hat zur Folge, daß bei den herkömmlichen Zündanlagen immer eine sehr große. Zündspule verwandt wird, um das Zünden beim Anlassen der Haschine sicherzustellen.As a result, with conventional ignition systems there is always a very large one. Ignition coil is used to ignite when starting the machine.

Beim normalen Lauf der Brennkraftmaschine wird eine übermäßig große Spannung in der Primärwicklung induziert, co daß die verschiedenen elektrischen Bauteile,aus denen "die Zündanlage aufgebaut ist, so bemessen sein mußten, daß sie eine derart hohe Spannung aushalten.During normal running of the internal combustion engine, an excessively large voltage is induced in the primary winding, so that the various electrical components that make up "the ignition system constructed, had to be dimensioned to withstand such a high voltage.

Da darüberhinaus in der oben beschriebenen Weise der Zündzeitpunkt nicht immer mit dem Zeitpunkt zusammenfällt, anSince, moreover, the ignition timing in the manner described above does not always coincide with the time

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dem die induzierte Spannung der Primärwicklung oder der primäre Kurzschlußstrom seinen größten Wert erreicht, kann nichi davon gesprochen v/erden, daß die in der Primärwicklung erzeugte elektrische Energie tatsächlich für den Zündvorgang ausgenutzt wird. Das hat zur Folge, daß der Wirkungsgrad für die Bemessung der Zündspule oder anderer elektrischer Bauteile beeinträchtigt ist.which the induced voltage of the primary winding or the primary short-circuit current reaches its greatest value, can not spoken of the fact that the electrical energy generated in the primary winding is actually used for the ignition process is exploited. This has the consequence that the efficiency for the dimensioning of the ignition coil or other electrical components is impaired.

Die bekannten kontaktfreien Zündanlagen müssen darüberhinaus in ihren Schaltungsbauteilen mit einer Hilfsschaltung ausgerüstet sein, um den Temperaturgang zu verbessern, so daß die Impedanz der Schaltung herabgesetzt ist, wenn die Schaltung abgeschaltet ist. Das hat zur Folge, daß die herkömmliche Zündanlage den Nachteil hat, daß das Schaltverhältnis der Anlage als Ganzes beeinträchtigt ist.The known non-contact ignition systems must also be equipped in their circuit components with an auxiliary circuit to improve the temperature response, so that the Impedance of the circuit is lowered when the circuit is turned off. As a result, the conventional Ignition system has the disadvantage that the switching ratio of the system as a whole is impaired.

Weiterhin sind herkömmliche Zündanlagen nicht frei von verschiedenen Einstellungsvorgängen einschließlich der Anbringung der Zündspule in ihrer Lage sowie der Einstellung der Widerstände jeder Zündanlage und der Anordnung einer Auslösespule in ihrer Lage. Das hat zur Folge, daß nicht nur der Zusammenbau aufwendig wird, sondern auch spezielle Techniken erforderlich sind. Herkömmliche Zündanlagen sind somit insofern nachteilig, daß aufgrund der Einsteilvorgänge das Arbeitsverhalten der Anlage eine gewisse Verteilung zeigt.Furthermore, conventional ignition systems are not free from various ones Adjustment operations including the placement of the ignition coil in its position and the adjustment of the Resistances of each ignition system and the arrangement of a trip coil in their position. As a result, not only the Assembly becomes laborious, but special techniques are also required. Conventional ignition systems are therefore insofar disadvantageous that the work behavior due to the setting processes the plant shows a certain distribution.

Durch die Erfindung sollen die oben beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten bei den bekannten Anlagen beseitigt werden. Erfindungsgemäß ist daher ein Transistorschaltkreis, über den ein primärer Kurzschlußstrora entsprechend der in einer Primärwicklung induzierten Spannung fließen kann, mit der Basis eines Transistors verbunden, der seinerseits parallel zu dem Transistorschaltkreis geschaltet ist, wobei der Emitter des Transistors über einen Kondensator an der Primärwicklung liegt, so daß der Zeitpunkt, an dem der pri-The invention is intended to eliminate the above-described disadvantages and difficulties in the known systems. According to the invention is therefore a transistor circuit via which a primary short-circuit current according to the in a primary winding induced voltage can flow, connected to the base of a transistor, which in turn is connected in parallel to the transistor circuit, wherein the emitter of the transistor is connected to the primary winding via a capacitor, so that the point in time at which the pri-

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märe Kurz Schluß strom seinen größten Y/ert erreicht, aufgrund des Kondensators aus der Änderung im Potential an der Basis des Transistors bezüglich seines Emitters bekannt ist, -wodurch der primäre KurζSchlußstrom unterbrochen wird, um den Zündvorgang zu bewirken.mare short circuit current reached its largest Y / ert, due to of the capacitor is known from the change in the potential at the base of the transistor with respect to its emitter, - by which means the primary short-circuit current is interrupted to the To cause ignition process.

Erfindungsgemäß werden insbesondere ein Anstieg und eine Abnahme im primären Kurzschlußstrom,der durch die Primärwicklung fließt, immer über den Kondensator und die Transistoren überwacht, so daß der Zündzeitpunkt entsprechend der Änderung im primären KurζSchlußstrom vorbestimmt ist. Im Gegensatz zu dem Arbeitsverfahren, bei dem ein Halbleiterschaltelement auf den Spannungsabfall infolge des Nebenschlusses des primären Kurzschlußstromes ausgelöst wird, hat die erfindungsgemäße Zündanlage daher den Vorteil, daß sie frei von der Schwierigkeit ist, daß der Zündzeitpunkt sich mit einer Änderung der Umgebungstemperatur ändert.According to the invention, in particular, an increase and a decrease in the primary short-circuit current flowing through the primary winding flows, always monitored via the capacitor and the transistors, so that the ignition timing corresponds to the change is predetermined in the primary course-closing current. In contrast to the working method in which a semiconductor switching element reacts to the voltage drop due to the shunt of the primary Short-circuit current is triggered, has the invention Ignition system therefore has the advantage that it is free from the problem that the ignition timing changes with a change in the Ambient temperature changes.

Durch die Erfindung soll daher erreicht werden, daß es möglich ist, immer den Zündvorgang in der Nähe des Zeitpunktes zu bewirken, an dem der primäre Kurzschlußstrom seinen größten Wert erreicht, und zwar unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine.The invention is therefore intended to make it possible to always start the ignition process in the vicinity of the point in time to cause at which the primary short-circuit current reaches its greatest value, regardless of the speed of the Internal combustion engine.

Durch die Erfindung soll weiterhin der Zündzeitpunkt entsprechend der Zunahme und Abnahme des primären Kurzschlußstromes festgelegt werden, was über die Zusammenwirku: :g von Transistoren und Kondensatoren erreicht wird, um es dadurch nicht mehr notwendig zu machen, eine Schaltungskonstante für die Einstellung des Zündzeitpunktes vorzugeben oder die Position, in der die Zündspule angeordnet ist, einzustellen.By means of the invention, the ignition point is also intended to correspond to the increase and decrease in the primary short-circuit current be determined what about the interaction: g of transistors and capacitors is achieved to it thereby it is no longer necessary to specify a circuit constant for setting the ignition point or the position in which the ignition coil is arranged.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.In the following, a preferred one is based on the associated drawing Embodiment of the invention described in more detail.

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Die einzige Figur zeigt das Schaltbild des Ausführuncsbeispicls der erfindungsgemäßen kontalctfreien Zündanlage.The single figure shows the circuit diagram of the embodiment of the contact-free ignition system according to the invention.

Die erfindungsgemäße Zündanlage ist eine Zündanlage vom sogenannten Induktionsentladungstyp, bei dem ein Transistorschaltkreis 6, der parallel zur Primärwicklung einer Zündspule 1 geschaltet ist, durchgeschaltet wird, un die Primärwicklung 2 mit dem primären Kurzschlußstrom zu versorgen. Ein siliziumgesteuerter Gleichrichter 7, der im folgenden kurz als Thyristor bezeichnet wird und der mit seiner Anode an der Basis des Transistorschaltkreises 6 liegt, wird durchgeschaltet, so daß der Transistorschaltkreis 6 sperrt, um den primären Kurzschlußstrom zu unterbrechen, wodurch eine Funkenentladung an einer Zündkerze 4 erreicht v/ird, die mit der Sekundärwicklung 3 der Zündspule 1 verbunden ist.The ignition system according to the invention is an ignition system of the so-called Induction discharge type in which a transistor circuit 6 connected in parallel with the primary winding of an ignition coil 1 is switched, is switched through, un to supply the primary winding 2 with the primary short-circuit current. A silicon-controlled rectifier 7, which is referred to below as a thyristor for short, and which has its anode is at the base of the transistor circuit 6, is switched through, so that the transistor circuit 6 blocks, to interrupt the primary short-circuit current, whereby a spark discharge is achieved at a spark plug 4 which is connected to the secondary winding 3 of the ignition coil 1.

Parallel zur Primärwicklung sind eine Reihenschaltung aus einem Transistorschaltkreis 5> der bei einem Ausführungsbeispiel die Form einer Darlingtonschaltung hat, jedoch ein einzelner Leistungstransistor sein kann, und einem Widerstand 10 mit niedrigem Widerstandswert, eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 11 mit hohem Widerstandswert und dem oben erwähnten Thyristor 7 und eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 9 mit hohem Widerstandswert und einem Kondensator 8 derart geschaltet, daß die Basis des oben beschriebenen Transistorschaltkreises 6 an der Anode des Thyristors liegt, mit dem der Widerstand 11 verbunden ist, daß die Basis des oben erwähnten Transistors 5 am Emitter des Transistorschaltkreises 6 liegt, mit dem der Widerstand 10 verbunden ist, und daß der Kollektor des Transistors 5,mit dem der Widerstand 9 verbunden ist, an der Steuerklenime des oben erwähnten Thyristors 7 liegt.In parallel with the primary winding are a series circuit of a transistor circuit 5> which in one embodiment is in the form of a Darlington pair, but one can be a single power transistor, and a resistor 10 with a low resistance value, a series circuit of a resistor 11 with a high resistance value and the above-mentioned thyristor 7 and a series circuit of a resistor 9 with a high resistance value and a capacitor 8 connected in such a way that the base of the transistor circuit 6 described above is connected to the anode of the thyristor is, to which the resistor 11 is connected, that the base of the above-mentioned transistor 5 at the emitter of the Transistor circuit 6 is to which the resistor 10 is connected, and that the collector of the transistor 5, with which the resistor 9 is connected to the control terminal of the above-mentioned thyristor 7 is located.

Ein Widerstand 12 ist übrigens zwischen die Steuerklerane und die Kathode des Thyristors 7 geschaltet und dient dazu, dasA resistor 12 is incidentally between the control clergy and the cathode of the thyristor 7 is connected and is used to that

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Auslösen des Thyristors 7 zu stabilisieren.Trigger the thyristor 7 to stabilize.

Eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 13, der zwischen die Basis des Transistorschaltkreises 6 und die negative Klemme der Primärwicklung 2 zum Zeitpunkt der Erzeugung einer Spannung in Durchlaßrichtung geschaltet ist,und aus einer Diode 14, die in Sparrichtung geschaltet ist, dient andererseits dazu, eine Frühzündung zu verhindern, indem die PrinUrwicklung 2 mit dem Rückstrom zu der Zeit versorgt wird ,währ end der eine Gegenspannung in der Primärwicklung 2 induziert wird.A series circuit of a resistor 13, which is between the base of the transistor circuit 6 and the negative terminal of the primary winding 2 at the time of generating a Voltage is switched in the forward direction, and from a diode 14, which is connected in the saving direction, is used on the other hand to prevent pre-ignition by developing the principle 2 is supplied with the reverse current at the time while which a counter voltage is induced in the primary winding 2.

Eine Z-Diode 15 in Sperrichtung, die zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistorschaltkreises 6 liegt, bildet weiterhin einen Teil der oben erwähnten Schaltung zur Verhinderung einer Frühzündung und hat gleichzeitig die Wirkung, daß sie den Transistorschaltkreis 6 vor einem Spannungsstoß schützt, der beim Zünden erzeugt wird.A Zener diode 15 in the reverse direction, which is located between the collector and the base of the transistor circuit 6, forms also part of the above-mentioned circuit to prevent pre-ignition and at the same time has the effect of that it protects the transistor circuit 6 from a voltage surge which is generated during ignition.

Im folgenden v/ird die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zündanlage mit dem oben beschriebenen Aufbau näher erläutert.The following shows the operation of the embodiment the ignition system according to the invention with the structure described above explained in more detail.

Vor dem Induzieren der Vorwärtsspannung in der Primärwicklung 2 wird eine Rückspannung induziert und teilweise im Kondensator 8 durch den Rückableitstrom des Transistors 5 über die Ladeschaltung gespeichert, die von der Primärwicklung 2 über den Kondensator 8, dan Transistor 5, den Widerstand 9 zur Primärwicklung 2 führt.Before inducing the forward voltage in the primary winding 2, a reverse voltage is induced and partly in the capacitor 8 by the reverse leakage current of the transistor 5 via the Charging circuit stored by the primary winding 2 via the capacitor 8, dan transistor 5, the resistor 9 to Primary winding 2 leads.

Die Rückspannung, die im Kondensator 8 geladen ist, -wird vor der Erzeugung der Vorwärtsspannung in der Primärwicklung 2 über einen Entladeschaltkreis entladen, der vom Kondensator 8 über den Widerstand 10, die Basis des Transistors 5,The reverse voltage charged in capacitor 8 becomes discharged before the generation of the forward voltage in the primary winding 2 via a discharge circuit, which is from the capacitor 8 across resistor 10, the base of transistor 5,

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Emitter des Transistors 5, zum Kondensator 8 führt, wodurch der Transistor 5 getriggert wird.Emitter of the transistor 5, leads to the capacitor 8, whereby the transistor 5 is triggered.

Wenn unter diesen Umständen die Vorwärtsspannung in der Primärwicklung 2 induziert wird, fließt der Basisstrom zur Basis des Transistorschaltkreises 6 über den Widerstand 11 aufgrund der Vorwärtsspannung an der Primärwicklung 2, um den Transistorschaltkreis 6 durchzuschalten und dadurch die Primärwicklung 2 mit dem primären Kurzschlußstrom zu versorgen.If under these circumstances the forward voltage in the primary winding 2 is induced, the base current flows to the base of the transistor circuit 6 via the resistor 11 due to the forward voltage on the primary winding 2 to the To switch transistor circuit 6 through and thereby supply the primary winding 2 with the primary short-circuit current.

Da in diesem Fall dem Widerstand 10 ein ausgesprochen kleiner Widerstandswert gegeben ist, besteht keine Gefahr, daß die Vorwärtsspannungsenergie in starkem Maße im Widerstand verbraucht wird.Since in this case the resistor 10 is given an extremely small resistance value, there is no risk that the forward bias energy is largely consumed in the resistor.

Anschließend fließt der Basisstrom durch den Transistor 5> der durch das Durchschalten des oben erwähnten Transistorschaltkreises 6 bereits getriggert ist, um den Transistor 5 durchzuschalten, so daß der Kondensator 8 mit der Vorwärtsspannung durch den leitend gehaltenen Transistor 5 aufgelader wird.Then the base current flows through the transistor 5> which has already been triggered by the switching on of the above-mentioned transistor circuit 6 in order to switch on the transistor 5, so that the capacitor 8 is charged with the forward voltage by the transistor 5 which is kept conductive.

Die Ladungsmenge der Vorwärtsspannung im Kondensator 8 ist im wesentlichen durch den Spannungabfall am Widerstand 10 bestimmt.The amount of charge of the forward voltage in the capacitor 8 is essentially determined by the voltage drop across the resistor 10 certainly.

Je stärker somit der primäre Kurzschlußstrom ansteigt, umso stärker steigt auch der Spannungsabfall am Widerstand 10 zusammen mit der im Kondensator 8 gespeicherten Spannung, so daß das Potential der mit dem Emitter des Transistors 5 verbundenen positiven Elektrode ansteigt.Thus, the more the primary short-circuit current increases, the more the voltage drop across the resistor 10 also increases together with the voltage stored in the capacitor 8, so that the potential of the with the emitter of the transistor 5 connected positive electrode increases.

Wenn die Stäi'ke des primären Kurzschluß stromes herabgesetzt werden soll, nachdem dieser Strom seinen größten V/ert erreicht hat, während sich ein nicht dargestelltes SchwungradWhen the strength of the primary short-circuit current is reduced should be after this current has reached its largest V / ert, while a flywheel, not shown

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welter dreht, wird das Potential am Emitter des Transistorschaltkreises 6, das um einen Betrag über dem Potential der positiven Elektrode des Kondensators 8 zu diesem Zeitpunkt lag, der der Diodencharakteristik zwischen der Basis und den Emitter des Transistors 5 entspricht, auf einen Wert herabgesetzt, der gleich oder kleiner als der des Potentials an der positiven Elektrode des Kondensators 8 ist.as it rotates, the potential at the emitter of the transistor circuit becomes 6, which is by an amount above the potential of the positive electrode of capacitor 8 at that time lag, which corresponds to the diode characteristic between the base and the emitter of the transistor 5, reduced to a value, which is equal to or less than that of the potential on the positive electrode of the capacitor 8.

Was den Transistor 5 anbetrifft, so wird mit anderen Worten das Potential an der Basis des Transistors 5 gleich oder kleiner als das Potential an seinem Emitter.As for the transistor 5, in other words, the potential at the base of the transistor 5 becomes equal to or smaller than the potential at its emitter.

Das hat zur Folge, daß unmittelbar nachdem der primäre Kurzschlußstrom seinen größten Wert passiert hat, d.h. unmittelbar nachdem der Anstieg des Potentials am Emitter des Transistorschaltkreises 6 unterbrochen wurde, der mit dem Widerstand 10 verbunden ist, der Transistor 5 durch die Wirkung des Kondensators 8 sperrt.As a result, immediately after the primary short-circuit current has passed its greatest value, i.e. immediately after the increase in the potential at the emitter of the Transistor circuit 6 was interrupted, which is connected to the resistor 10, the transistor 5 by the action of the capacitor 8 blocks.

Als Folge des Sperrens des Transistors 5 wird eine Hochspannung am Kollektor des Transistors 5 erzeugt und der Steuerelektrode des Thyristors 7 aufgeprägt, so daß dieser Thyristor 7 durchschaltet.As a result of the transistor 5 being turned off, a high voltage becomes generated at the collector of transistor 5 and impressed on the control electrode of thyristor 7, so that this thyristor 7 switches through.

Auf das Durchschalten des Thyristors 7 ansprechend wird das Potential an der Basis des Transistorschaltkreises 6 auf eine niedrigere Höhe als die Höhe des Potentials am Emitter des Transistorschaltkreises 6 herabgesetzt, so daß diaser Schaltkreis 6 sperrt, um den primären Kurzschlußstrom zu blockieren, wodurch eine Funkenentladung an der Zündkerze 4 erzeugt wird.In response to the switching on of the thyristor 7, the potential at the base of the transistor circuit 6 is set to lower level than the level of the potential at the emitter of the transistor circuit 6 lowered, so that diaser Circuit 6 blocks to the primary short-circuit current block, creating a spark discharge on the spark plug 4.

Der Zündvorgang wird in der oben beschriebenen Weise bewirkt. Wenn der Transistorschaltkreis 6 sperrt, um den primären Kurzschlußstrom zu blockieren, wird am Kollektor desThe ignition process is effected in the manner described above. When the transistor circuit 6 blocks in order to block the primary short-circuit current, the collector of the

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Transistorschaltkreises 6 als Folge der Blockierung des primären Kurzschlußstromes eine hohe Stoßspannung aufgebaut. Die in dieser Weise aufgebaute Stoßspannung liegt zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistorschaltkreises 5, der sich im Sperrzustand befindet. Diese hohe Stoßspannung führt zu einem Durchbruch der Z-Diode, die zwischen den Kollektor und der Basis des Transistorschaltkreises 6 in Sperrrichtung liegt, und wird durch den Thyristor 7 im leitenden Zustand absorbiert, wodurch die Gefahr ausgeschlossen wird, daß der Transistorschaltkreis 6 durch die oben erwähnte Stoßspannung durchbricht.Transistor circuit 6 built up a high surge voltage as a result of the blocking of the primary short-circuit current. The surge voltage built up in this way lies between the collector and the emitter of the transistor circuit 5, which is in the locked state. This high surge voltage leads to a breakdown of the Zener diode, which is between the collector and the base of the transistor circuit 6 is in the reverse direction, and is through the thyristor 7 in the conductive State absorbed, thereby eliminating the risk that the transistor circuit 6 by the above-mentioned surge voltage breaks through.

Da in dieser V/eise der Zündvorgang der erfindungsgemäßen Anlage im Prinzip durch das Sperren des Transistors 5 unter Verwendung des Kondensators 8 erfolgt, tritt der Zündzeitpunkt an dem oder unmittelbar nach dem Zeitpunkt auf, an de: der primäre Kurzschluß strom seinen größten Viert erreicht.Since in this way the ignition process of the system according to the invention occurs in principle by blocking the transistor 5 using the capacitor 8, the ignition point occurs at or immediately after the point in time at de: the primary short-circuit current reaches its largest fourth.

Das heißt mit anderen Worten, daß der Zündzeitpunkt bei der erfindungsgemäßen Zündanlage mit dem Zeitpunkt zusammenfällt an dem der primäre Kurzschlußstrom seinen größten Wert erreicht, und zwar unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. In other words, the ignition timing is at ignition system according to the invention coincides with the point in time at which the primary short-circuit current reaches its greatest value, regardless of the engine speed.

Bei dem tatsächlichen Lauf der erfindungsgemäßen Anlage hat es sich jedoch herausgestellt, daß ein Effekt auftritt, bei dem der Zündzeitpunkt automatisch umso stärker vorgeschoben wird, je stärker die Drehzahl der Brennkraftnaschine ansteigt. When the system according to the invention is actually running however, it has been found that there is an effect in which the ignition timing is automatically advanced more becomes, the more the speed of the internal combustion engine increases.

Der Grund dafür wird im folgenden beschrieben. Wie es oben dargestellt wurde, ist in dem Bereich, in dem die Drehzahlder Brennkraftmaschine klein ist, das Ausmaß der Zunahme in primären Kurzschlußstrom nicht so abrupt, daß die vorliegend! Anlage den Zündvorgang bewirkt, indem der Transistor 5 ent-The reason for this is described below. As shown above, in the range in which the speed is the Internal combustion engine is small, the extent of the increase in primary short-circuit current not so abrupt that the present! System causes the ignition process by the transistor 5 ent-

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sprechend der Potentialbeziehung zwischen Basis und Emitter des Transistors 5 sperrt, die eine Folge der Wirkung des Kondensators 8 ist. Wenn jedoch die Drehzahl der Brennkraftmaschine zunimmt, so daß die Zunahme des primären Kurzschlußstromes abrupt v/ird, nimmt auch der Strom, der zur Basis des Transistors 5 vom Emitter des Transistorschaltkreisec 6 fließt, abrupt zu, so daß der zur Basis des Transistors 5 geflossene Strom in einen Strom zum Kollektor des Transistor::, ρ geteilt wird. Der in dieser Weise geteilte Strom fließt vom Kollektor des Transistors 5 weiter zur Steuerelektrode des Thyristors 7.speaking of the potential relationship between base and emitter of the transistor 5 blocks, which is a consequence of the action of the capacitor 8 is. However, if the engine speed increases, so that the primary short-circuit current increases abruptly, the current flowing to the base of the transistor 5 from the emitter of the transistor circuit 6 also increases flows, abruptly, so that the current which has flowed to the base of the transistor 5 turns into a current to the collector of the transistor ::, ρ is shared. The current divided in this way flows from the Collector of transistor 5 on to the control electrode of thyristor 7.

Diese Neigung wird ausgeprägter, je stärker das Potential an der positiven Elektrode in der dargestellten Polarität des Kondensators 8 verstärkt wird. Das hat zur Folge, daß der Thyristor 7 durch den Strom, der von der Basis des Transistors 5 zur Steuerelektrode des Thyristors 7 über den Kollektor des Transistors 5 fließt, durchgeschaltet wird, bevor der primäre Kurzschlußstrom schließlich seinen größten Wert erreicht, so daß die Zündung erfolgt, bevor der primäre Kurzschlußstrom seinen größten Viert erreicht.This tendency becomes more pronounced the stronger the potential at the positive electrode in the polarity shown Capacitor 8 is amplified. This has the consequence that the thyristor 7 by the current flowing from the base of the transistor 5 flows to the control electrode of the thyristor 7 via the collector of the transistor 5, is switched through before the primary Short-circuit current finally reached its greatest value, so that the ignition takes place before the primary short-circuit current reaches its greatest fourth.

Diese Zündung, die durch den durch die Basis des Transistors 5 fließenden Strom hervorgerufen v/ird, v/ird durch die Wirkung des Kondensators 8 in ähnlicher V/eise wie bei dem oben beschriebenen Grundzündvorgang unter den Umständen bewirkt, daJ das Potential an der dargestellten positiven Elektrode des Kondensators 8 ausreichend hoch ist. Die betrachtete Z'indung erfolgt daher immer zu einem Zeitpunkt, an dem der primäre Kurzschlußstrom auf einen ausreichend hohen Wert angestiegen ist, d.h. zu einem Zeitpunkt, an dem der Strom nahe an seinen größten Wert liegt.This ignition, which is caused by the current flowing through the base of the transistor 5, is caused by the effect of the capacitor 8 in a manner similar to that in the case of the basic ignition process described above under the circumstances that the potential at the illustrated positive electrode of the capacitor 8 is sufficiently high. The ignition under consideration therefore always takes place at a point in time at which the primary short-circuit current has risen to a sufficiently high value i.e. at a point in time when the current is close to its greatest value.

Die beschriebene Zündung aufgrund des Stromes, der durch diö Basis den Transistors 5 fließt, stellt den Zündzeitpunkt ent-The described ignition due to the current flowing through diö Base flows through transistor 5, represents the ignition timing

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sprechend der Zunahme der Drehzahl der Brennkraftmaschine vor, was zu einem besonders bevorzugten Betriebsverhalten in der Zündempfindlichkeit führt.speaking of the increase in the speed of the internal combustion engine, which leads to a particularly preferred operating behavior in the Ignition sensitivity leads.

In dem Fall, in dem die Zündung durch den Strom hervorgerufer. v/ird, der durch die Basis des Transistors 5 fließt, während der Zündzeitpunkt entsprechend der Drehzahl der Haschine vorgestellt wird, muß dabei die Kapazität des: Kondensators δ auf einen niedrigen Wert vorgewählt sein, was sich aus den Ursachen für die Zündung ergibt.In the case where the ignition is caused by the current. v / ird flowing through the base of the transistor 5 is advanced during the ignition timing according to the speed of the machine is, the capacitance of the: capacitor δ must be preselected to a low value, which can be seen from the causes for the ignition results.

In dem Fall, in dem die Zündung immer zu einem Zeitpunkt erfolgen soll, an dem der primäre Kurzschlußstrom seinen größte] Wert erreicht, während eine Zündung aufgrund des durch die Basis des Transistors 5 fließenden Stromes ausgeschlossen ist, reicht es andererseits aus, daß der verwandte Kondensator 3 eine große Kapazität hat.In the case in which the ignition should always take place at a point in time when the primary short-circuit current is at its greatest] Value reached while ignition is excluded due to the current flowing through the base of transistor 5, On the other hand, it suffices that the related capacitor 3 has a large capacity.

Die Wirkung der Verhinderung einer Vorzündung aufgrund der Rückspannung, die in der Primärwicklung 2 induziert wird, kam übrigens dadurch erreicht werden, daß die Primärwicklung 2 mit einem begrenzten Rückstrom entsprechend der darin induziei ten Gegenspannung über einen Stromweg versorgt wird, der von der Primärwicklung 2 über die Diode 14, den Widerstand 13, di< Basis des Transistorschaltkreises 6, den Kollektor des Schaltkreises 6 oder der Z-Diode 15 zur Primärwicklung 2 führt.The effect of preventing preignition due to the reverse voltage induced in the primary winding 2 came be achieved by the way that the primary winding 2 with a limited reverse current corresponding to the induced therein th counter voltage is supplied via a current path, which from the primary winding 2 via the diode 14, the resistor 13, di < The base of the transistor circuit 6, the collector of the circuit 6 or the Zener diode 15 leads to the primary winding 2.

Wenn andererseits der· Thyristor 7 durchgeschaltet wird, nimt das Potential an der Basis der Transistorschaltung auf einen Wert im wesentlichen gleich dem an der negativen Elektrode de; Kondensators 8 ab, so daß der Transistorschaltkreis 6 außerordentlich zuverlässig sperrt.On the other hand, when the thyristor 7 is turned on, nimt the potential at the base of the transistor circuit to a value substantially equal to that at the negative electrode de; Capacitor 8 from, so that the transistor circuit 6 extraordinary locks reliably.

Da in dieser Weise die erfindungsgemäße Zündanlage die Zündung in der Nähe des Zeitpunktes bewirkt, an dem der primäreSince in this way the ignition system according to the invention the ignition near the time when the primary causes

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Kurzschlußstrom seinen größten V/ert erreicht, erfolgt die Zündung selbst immer in der Nähe des Zeitpunktes, an dem die an der Zündspule 1 erzeugte elektrische Energie ihren grüßten Wert hat, wodurch eine zuverlässige und starke Zündung erreicht werden kann.Short-circuit current reaches its greatest V / ert, the Ignition itself always close to the point in time at which the Electrical energy generated at the ignition coil 1 has its greatest value, thereby achieving reliable and strong ignition can be.

Der Transistor 5 wird andererseits vor dem Anstieg der Vorwärts spannung in der Primärwicklung 2 durch die Wirkung der Rückspannung getriggert, die im Kondensator 8 gespeichert ist, und der Thyristor 7 wird auf das Durchschalten des Transistors 5 ansprechend durchgeschaltet, so daß die erfindungsgemüße Zündanlage stabil und fehlerfrei arbeiten kann.The transistor 5 is on the other hand before the rise in the forward voltage in the primary winding 2 by the action of Reverse voltage triggered, which is stored in the capacitor 8, and the thyristor 7 is switched on by the transistor 5 switched through, so that the invention Ignition system can work stably and without errors.

Aus der Tatsache, daß ein Anstieg des primären Kurzschlußstromes für den Zündvorgang wahrgenommen wird, ergibt sich weiterhin, daß die erfindungsgemäße Zündanlage immer von der größten an der Zündspule 1 entwickelten Energie zusammen mit der Rückspannung Gebrauch macht, so daß die erfindungsgemäße Anlage einen außerordentlich hohen elektrischen Wirkungsgrad zeigt. Da darüberhinaus die erfindungsgemäße Zündanlage entsprechend einer Änderung im primären Kurzschlußstrom arbeitet, benötigt sie keine Hilfsschaltung, beispielsweise eine Temperaturkompensationsschaltung, im Gegensatz zu der herkömmlichen Anlage, die entsprechend dem Spannungsabfall arbeitet. Das hat zur Folge, daß die erfindungsgemäße Zündanlage einen einfacheren S chaltungs aufbau hat, während gleichzeitig dar. Schaltverhältnis der Schaltung als Ganzes verbessert ist. Da weiterhin die größte an der Zündspule 1 erzeugte elektrische Energie ausgenutzt wird, reicht eine wesentlich kleinere Zündspule im Vergleich mit der herkömmlichen Zündanlage aus, v;enn eine Zündanlage mit derselben Leistung gebildet werden soll. Das hat zur Folge, daß die Eisen- und Kupiermengen, die in der Zündanlage verwandt werden, im gleichen Maße herab^e-otz^ werden können, wie die Größe der Anlage abnimmt, und daß das Halbleiterschaltelement eine niedrigere Gegenspannungsv/ider-From the fact that an increase of the primary short-circuit current is detected for the ignition, there is still that the ignition system according to the invention always makes use of the most developed of the ignition coil 1 energy together w s with the return voltage use, so that the installation of the invention an extraordinarily shows high electrical efficiency. Furthermore, since the ignition system according to the invention operates in accordance with a change in the primary short-circuit current, it does not require an auxiliary circuit, for example a temperature compensation circuit, in contrast to the conventional system which operates in accordance with the voltage drop. As a result, the ignition system according to the invention has a simpler circuit structure, while at the same time it is. Switching ratio of the circuit as a whole is improved. Since the greatest amount of electrical energy generated at the ignition coil 1 is used, a significantly smaller ignition coil is sufficient in comparison with the conventional ignition system, especially if an ignition system with the same output is to be formed. The consequence of this is that the amounts of iron and copper used in the ignition system can be reduced to the same extent as the size of the system decreases, and that the semiconductor switching element has a lower counter-voltage value.

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standsfähigkeit haben kann. Es kann daher ein Halbleiterschaltelement verwandt·werden, das mit geringeren Kosten verbunden ist.can have stability. It can therefore be a semiconductor switching element can be used, which is associated with lower costs is.

Da darüberhinaus der Zündzeitpunkt automatisch auf einen Zeitpunkt in der Nähe des Maximums des primären KurzschluSstrones festgelegt wird, sind auf v/endige Einstellvorgänge im Gegensat2 zu herkömmlichen Zündanlagen nicht mehr notwendig, was den Einbau der Zündanlage bei Brennkraftmaschinen, ihre Wartung und Überwachung merklich erleichtert.In addition, the ignition point is automatically set to a point in time is set close to the maximum of the primary short-circuit current, are on v / final adjustment processes in the opposite2 to conventional ignition systems no longer necessary, which means the installation of the ignition system in internal combustion engines, their maintenance and monitoring is noticeably easier.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Zündanlage eine Anzahl von ausgezeichneten Wirkungen zeigt, d.h. daß eine intensive Zündenergie immer erhalten werden kann während der Zündvorgang sichergestellt und stabilisiert ist, daß der Aufbau so einfach sein kann, daß die Zündanlage mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann, und daß der Einbau bei einer Brennkraftmaschine, die praktische Wartung und Überwachung erleichtert werden können, da keine Einstellung des Zündzeitpunktes erforderlich ist.From the above it can be seen that the ignition system according to the invention exhibits a number of excellent effects, i.e. that an intense ignition energy can always be obtained while the ignition process is ensured and stabilized, that the structure can be so simple that the ignition system can be manufactured at a low cost, and that the installation in the case of an internal combustion engine, practical maintenance and monitoring can be made easier, since no setting of the ignition timing is required.

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Claims (1)

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E.A£.äma;in Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.Dr. F. Zumstein Sr. - Dr. E.A £ .äma; in Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun. PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS 3/Li G/9893 / Li G / 989 HDA DENKI KOGYO CO.,LTD., Tokyo / JapanHDA DENKI KOGYO CO., LTD., Tokyo / Japan PATENTANSPRUCHPATENT CLAIM Kontaktfreie Zündanlage für eine Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zwischen die beiden Klemmen der Primärwicklung (2) einer Zündspule (1), deren Sekundärwicklung (3) mit einer Zündkerze (4) verbunden ist, eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (9) mit hohem Widerstandsv/ert, einem Transistor (5) und einem Kondensator (8), eine Reihenschaltung aus einem Transistorschaltkreis (6) und einem Widerstand (10) mit niedrigein Widerstandsv/ert und eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (11) mit hohem Widerstandswert und aus einem siliziumgesteuerter. Gleichrichter (7) geschaltet sind, wobei die Basis des Transistorschaltkreises (6) an der Anode des siliziumgesteuerten Gleichrichters (7) liegt, die Basis des Transistors (5) mit dem Emitter des Transistorschaltkreises (6) verbunden ist, und der Kollektor des Transistors (5), mit den der Widerstand (9) verbunden ist, an der Steuerelektrode des siliziumgesteuerten Gleichrichters (7) liegt.Contact-free ignition system for an internal combustion engine, characterized in that that in parallel between the two terminals of the primary winding (2) of an ignition coil (1), its secondary winding (3) is connected to a spark plug (4), a series circuit of a resistor (9) with a high resistance value, a transistor (5) and a capacitor (8), a series connection of a transistor circuit (6) and a resistor (10) with a low resistance value and a series circuit of a resistor (11) with a high resistance value and a silicon-controlled one. Rectifiers (7) are connected, the base of the transistor circuit (6) at the anode of the silicon-controlled Rectifier (7) is, the base of the transistor (5) is connected to the emitter of the transistor circuit (6) is, and the collector of the transistor (5), to which the resistor (9) is connected, to the control electrode of the silicon-controlled rectifier (7) is located. 130030/0701130030/0701