DE3304331A1 - Zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Zuendanlage fuer eine brennkraftmaschineInfo
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Description
R. 18359
25-1 - 1983 Li/Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART T
Zündanlage für eine Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Es ist (nach der DE-OS 1 673 3&5) bereits eine in dieser
Richtung liegende Zündanlage bekannt, bei der jedoch eine Drehzahlbegrenzung herkömmlicher Art (d.h., wie sie beispielsweise
nach der DE-PS 1 906 883 bekannt ist) dazu führt, daß bei Drehzahlbegrenzung keine stetige bzw.
überhaupt keine Erzeugung der Zündspannung erfolgt und demzufolge dann kein der tatsächlichen Drehzahl entsprechendes
Abbild zwischen der Primärwicklung und dem elektronischen Unterbrecher abgegriffen werden kann.
Vorteile der Erfindung
Bei der erfindungsgemäßen Zündanlage werden durch Anwendung
der kennzeichnenden Maßnahmen des Hauptanspruches die vorerwähnten Unzulänglichkeiten in befriedigendem
Maß vermieden.
R. 18359 S
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die schaltungsmäßige Realisierung der Erfindung angegeben.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schaltungsmäßig dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die Schaltung einer erfindungsgemäßen Zündanlage, die gleichzeitig
auch die Messung und Begrenzung der Drehzahl umfaßt, und Figur 2 eine gegenüber Figur 1 et"was abgeänderte Schaltung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in Figur 1 schaltungsmäßig dargestellte Zündanlage soll für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines
ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmt
sein. Diese Zündanlage wird aus einer Gleichstromquelle
1 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein
kann. An der Stromquelle 1 geht von dem Minuspol eine mit Masse verbundene Leitung 2 und von dem Pluspol eine
einen Betriebsschalter (Zündschalter) 3 enthaltende Versorgungsleitung k aus. Die Versorgungsleitung k ist
Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der zunächst
über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6 und danach über einen elektronischen Unterbrecher T zur Masseleitung
2 führt. Der elektronische Unterbrecher 7 wird durch die
Emitter-Kollektor-Strecke eines (npn-)Transistors 8 gebildet.
Die zur Zündspule 6 gehörende Sekundärwicklung 9 hat über eine Zündkerze 10 mit der Masseleitung 2 Verbindung.
An der zwischen der Primärwicklung 5 und dem elektronischen Unterbrecher 7 vorhandenen Verbindung wird
für eine mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu beaufschlagende Vorrichtung 11, im bevorzugten Fall für
eine Anzeigevorrichtung 12, ein Abbild der Drehzahl abgegriffen.
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Dem Transistor 8 ist eine Schutzschaltung 13 zum Schutz
gegen Überspannungen zugeordnet, die aus einem im Nebenschluß der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors
liegenden Spannungsteiler 1k, 15 und einem zwischen dem
Abgriff 16 des Spannungsteilers 1k , 15 und der Basis
des Transistors 8 liegenden Schaltglied 17 bestimmter Durchbruchsspannung besteht. Dieses Schaltglied 17 ist
im bevorzugten Fall eine Zenerdiode 17'·
Des weiteren ist die Versorgungsleitung k Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der zunächst zu der Anode einer
Verpolungsschutzdiode 18 und danach über einen Strombegrenzungswiderstand 19 zu einem Schaltungspunkt 20 führt,
um sich von dort über einen Pufferkondensator 21 zur
Masseleitung 2 fortzusetzen. Dem Pufferkondensator 21
ist eine Zenerdiode 22 parallel geschaltet, die zur Stabilisierung des Potentiales an dem Schaltungspunkt
20 dient und mit ihrer Anode der Masseleitung 2 zugewandt ist.
Von dem Schaltungspunkt 20 führt eine Verbindung zu einem an sich bekannten Steuergerät 23, das über einen
relativ großen Drehzahlbereich für eine konstante Dauer des vor jedem Zündvorgang über die Primärwicklung
5 geführten Stromflusses sorgt und beispielsweise nach Art des Gegenstandes der DE-PS 2 2kk 781
aufgebaut sein soll. Das Steuergerät 23 hat außerdem mit der Masseleitung 2 und an seinem Eingang mit einem
einseitig an Massepotential liegenden Signalgeber 2k Verbindung. Der Signalgeber 2k soll nach Art eines
kleinen Wechselstromgenerators aufgebaut sein, wobei in Verbindung mit dem Steuergerät 23 dafür gesorgt
wird, daß der elektronische Unterbrecher 7 während der Impulsdauer ti Stromdurchlaßzustand und während
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der Impulsdauer t2 Sperrzustand aufweist. Zu diesem Zweck hat der Ausgang des Steuergerätes mit der Basis
eines (npn-)Transistors 25 Verbindung, dessen Emitter an der Masseleitung 2 und dessen Kollektor über einen Widerstand
26 an dem Schaltungspunkt 20 liegt. Außerdem βeht
von dem Kollektor des Transistors 25 eine Verbindung aus,
die zu der Anode einer Blockierdiode 27 führt, um sich
von deren Kathode zu der Basis des den elektronischen
Unterbrecher 7 bildenden Transistors 8 fortzusetzen.
Schließlich ist die Zündanlage noch mit einer Drehzahlbegrenzungsschaltung
28 versehen, zu der ein Überwacher
29 für die Drehzahl der Brennkraftmaschine gehört. Der Drehzahlüberwacher 29, der sowohl an den Schaltungspunkt
20 als auch an die Masseleitung 2 angeschlossen ist, hat an seinem Ausgang mit einem Steueranschluß 30 Verbindung.
Des weiteren enthält die Drehzahlbegrenzungsschaltung 28 einen elektronischen Schalter 31, der durch
die Emitter-Kollektor-Strecke eines (npn-transistors
32 gebildet wird. Der Transistor 32 ist an seinem Emitter mit der Masseleitung 2 und an seinem Kollektor über einen
Widerstand 33 mit dem Schaltungspunkt 20 verbunden. Die Basis des Transistors 32 hat sowohl mit dem Steueranschluß
30 als auch über einen Widerstand 3^ mit der Masseleitung
2 Verbindung. Dabei ist der Steueranschluß 30 noch an den Kollektor eines (npn-)Transistors 35 angeschlossen,
dessen Emitter an der Masseleitung 2 und dessen Basis
über einen Widerstand 36 an dem Kollektor des Transistors
25 liegt. Die Emitter-Kollektor-Strecke des den elektronischen Schalter 31 bildenden Transistors 32 ist der
Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors 37 parallel geschaltet, der ein npn-Typ ist und mit seinem
Emitter ebenfalls an der Masseleitung 2 liegt. Dabei ist die Emitter-Kollektor-Strecke des weiteren Tran-
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sistors 37 zwischen dem der Primärwicklung 5 angewandten
Ende des Spannungsteilers 1k, 15 und der Masseleitung
2 eingefügt und der Kollektor dieses Transistors 37 außerdem über einen Rückkopplungswiderstand 38 an die
Basis des Transistors 32 angeschlossen. Außerdem hat hier der Atigriff 16 des Spannungsteilers 1 k, 15 über
einen Widerstand 39 mit der Kathode einer Zenerdiode
kO Verbindung, deren Anode an der Basis des Transistors 32 liegt.
Die soeben beschriebene Zündanlage hat folgende Wirkungsweise:
Sobald der Betriebsschalter 3 geschlossen wird, ist die Anlage funktionsbereit. Es sei unterstellt, daß am
Steuergerät 23 gerade der Zeitabschnitt ti beginnt, so
daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 25
in den Sperrzustand und die den elektronischen Unterbrecher 7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors
8 in den Stromdurchlaßzustand gelangt. Daraufhin wird über die Primärwicklung 5 Strom geführt und somit
in der Zündspule 6 Zündenergie für den nächsten Zünd-"vorgang
gespeichert.
Beginnt im Steuergerät 23 der Zeitabschnitt t2, so wird die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 25 in
den Stromdurchlaßzustand und die den elektronischen Unterbrecher 7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors 8 in den Sperrzustand gesteuert, woraufhin an der Zündspule 6 eine Induktionsspannung entsteht,
die als Hochspannungsstoß der Zündkerze 10 zugeführt und dort zur Erzeugung eines elektronischen
Überschlages (Zündfunkens) verwendet wird. Gleichzeitig werden die Induktionsspannungsimpulse in der
Vorrichtung 11 als Drehzahlinformation verwertet.
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Damit nun bei Erreichen einer maximal zulässigen Drehzahl
die Erzeugung eines Zündfunkens unterdrückt, die tatsächliche Drehzahlinformation jedoch weiterhin zur Verfugung
gestellt wird, wird die Drehzahlbegrenzungsschaltung 28 zur Wirkung gebracht. Das geschieht dadurch,
daß der normalerweise durch den Drehzahlüberwacher 29 an die Masseleitung 2 geschaltete Steueranschluß 30
jetzt durch den Drehzahlüberwacher 29 von der Masseleitung 2 getrennt wird, weshalb nunmehr der durch die
Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 32 gebildete elektronische Schalter 31 in Einschaltbereitschaft gelangt,
V'ird jetzt durch Sperren des elektronischen Unterbre-· chers 7 an der Zündspule 6 die Induktionsspannung erzeugt,
so kann die Spannung an der Primärwicklung 6 zunächst einmal auf einen für eine zufriedenstellende Drehzahlinformation
ausreichenden Wert ansteigen. Wird dieser Wert erreicht, so bricht die Zenerdiode ^O durch, woraufhin
Steuerstrom über den Transistor 32 fließt und der elektronische Schalter 31 Stromdurchlaßzustand, dagegen
die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 37 Sperrzustand annimmt. Diese Schaltzustände der Transistoren 32,
37 bleiben über den Rückkopplungswiderstand 38 aufrechterhalten und bewirken, daß der Spannungsteilerwiderstand
15 von der Masseleitung 2 getrennt und die Begrenzungswirkung an der Zenerdiode 17r auf einen Wert herabgesetzt
wird, bei dem die Spannung an der Sekundärwicklung 9, welche der Spannung an der Primärwicklung 5 phasenmäßig
nacheilt, an der Zündkerze 10 keinen Zündfunken hervorrufen kann.
Die Drehzahlbegrenzungsschaltung 28 wird vorzugsweise beim'nächsten Einschalten der Primärwicklung 5 wieder
außer Bereitschaft genommen, indem dann über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 35 Steuerstrom fließen
kann, der eine Umsteuerung der zugehörigen Emitter-
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Kollektor-Strecke in den Stromdurchlaßzustand zur Folge hat. Es wird dann die Basis des Transistors 32 sowohl durch
den Transistor 35 als auch durch die sich dann wieder schließende Schaltstrecke in dem Drehzahlüberwacher 29
an die Masseleitung 2 gelegt, woraufhin der durch die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 32 gebildete
elektronische Schalter 31 erneut Sperrzustand, dagegen die Emitter-Kollektor-Strecke des weiteren Transistors
37 wieder Stromdurchlaßzustand annimmt und sich der Normalzustand wieder einstellt. Hält sich die Drehzahl
unterhalb des maximal zulässigen Wertes, so bleibt der Normalzustand bestehen, anderenfalls setzt der eben
beschriebene Drehzahlbegrenzungsvorgang erneut ein.
Die Zündanlage nach Figur 2 unterscheidet sich von derjenigen
nach Figur 1 dadurch, daß das zur Schutzschaltung 13 gehörende Schaltglied 17 bestimmter Durchbruchsspannung
aus zwei in Serie geschaltete, mit der Kathode dem Abgriff 16 zugewandte Zenderdioden ij-1 , h2 besteht und. von
dem gemeinsamen Verbindungspunkt dieser Zenerdioden kl,
\2. ein Schaltungszweig ausgeht, der über einen Widerstand
U3 zu der Basis des den elektronischen Schalter 31 bildenden
Transistors 32 führt. Das der Primärwicklung 5 abgewandte Ende des Spannungsteilers \\, 15 liegt hier
direkt an der Masseleitung 2. Der zu dem weiteren Transistor 37 gehörende Kollektor ist sowohl über einen
Widerstand hk an den Schaltungspunkt 20 als auch über
einen Kondensator U 5 an die Basis eines (npn-)Transistors h6 angeschlossen. Der Transistor U6 hat an
seinem Emitter mit der Masseleitung 2 und an seinem Kollektor über die Serienschaltung einer ersten, Induktionswicklung
hj und eines Widerstandes hQ mit dem
Schaltungspunkt 20 Verbindung. Die erste Induktionswicklung hj ist durch einen mit gestricheltem Linienzug
angedeuteten Eisenkern h9 mit einer zweiten Induktionswicklung
50 gekoppelt, die mit ihrem einen Wick-
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lungsende an der Steuerlektrode eines Thyristors 51 und
mit ihrem anderen Wicklungsende an der Kathode dieses Thyristors 51 liegt. Die Anoden-Kathoden-Strecke des
Transistors 51 ist der Primärwicklung 5 parallel geschaltet.
Der im Nebenschluß der Basis-Emitter-Strecke des Transistors k6 liegende Widerstand 52 dient nur Entladung
des Kondensators k5·
Gegenüber der Zündanlage nach Figur 1 hat diejenige nach Figur 2 folgende Wirkungsunterschiede:
Wenn hier die maximal zulässige Drehzahl erreicht wird und somit der elektronische Schalter 31 in Umschaltbereitschaft
gebracht ist, verursacht die an der Zündspule 6 ansteigende Induktionsspannung bei einer für
die Vorrichtung 11 wirkungsmäßig ausreichenden Drehzahlinformation
einen Wert, bei dem die Zenerdiode 1+1 durchbricht
und somit die Lieferung eines Impulses an die Basis des den elektronischen Schalter 31 bildenden Transistors
32 erfolgt, woraufhin der elektronische Schalter 31 Stromdurchlaßzustand
annimmt. Dadurch wird die Emitter-Kollektor Strecke des weiteren Transistors 37 nichtleitend und
ein Ladestrom für den Kondensator k-5 über die Basis-Emitter-Strecke
des Transistors k6 geführt, so daß die
Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors U6 kurzzeitig leitend und über den Widerstand ^8 sowie die
Induktionswicklung kj ein kurzer Stromimpuls geführt
wird. Dieser Stromimpuls wird auf die Induktionswicklung 50 übertragen, die daraufhin einen Steuerstromfluß
am Thyristor 51 verursacht. Durch die von an der Zündspule 6 vorhandene und an der Anoden-Kathoden-Strecke
des Thyristors 51 anliegende Induktionsspannung wird diese Anoden-Kathoden-Strecke leitend, so daß durch
den jetzt einsetzenden Induktionsstromfluß die Induk-
~Al
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tionsspannung auf einen Wert herabgesetzt wird, der zu keinem elektrischen Überschlag an der Zündkerze 10 führen
kann. Auch hierbei ist dafür gesorgt, daß einerseits an der Zündkerze 10 kein Zündfunke entsteht, daß aber andererseits
eine brauchbare Drehzahlinformation an die Vorrichtung
11 geliefert wird.
Nach Abklingen der Induktionsspannung wird der Thyristor 51 an seiner Anoden-Kathoden-Strecke wieder nichtleitend.
Die soeben beschriebenen Schaltvorgänge in der Drehzahlbegrenzungsschaltung 28 werden wieder aufgehoben, sobald
der elektronische Unterbrecher 7 und damit auch die Emitter
Kollektor-Strecke des Transistors 35 in den Stromdurchlaßzustand gesteuert wir-d. Der Kondensator U5 kann sich
dann durch die Stromdurchlaßzustand annehmende Emitter-Kollektor-Strecke des weiteren Transistors 37. über den
Widerstand 52 entladen.
Claims (7)
- R. 1835925.1.1983 Li/HmROBERT BOSCH GMBH5 7000 STUTTGART 1Ansprüche( 1.)Zündanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Zündspule, deren Primärwicklung mit einem elektronischen Unterbrecher eine an eine Stromquelle anschließbare Serienschaltung "bildet und deren Sekundärwicklung mit wenigstens einer Zündkerze Wirkungsverbindung hat, und ferner mit einer ein Abbild der Drehzahl zwischen der Primärwicklung und dem elektronischen Unterbrecher abgreifenden Vorrichtung, insbesondere einer Anzeigevorrichtung, dadurch' gekennzeichnet, daß eine Drehzahlbegrenzungsschaltung (28) Anwendung findet, welche die beim Sperren des elektronischen Unterbrechers (7) an der Zündspule (6) entstehende Induktionsspannung zunächst auf einen für ein wirkungsvolles Abbild der Drehzahl erforderlichen Wert ansteigen und danach soweit abfallen läßt, daß an der Zündkerze (10) kein elektrischer Überschlag (Zündfunke) auftreten kann.
- 2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Unterbrecher (7) ein durch eine Schutzschaltung (13) gegenüber Überspannung geschützter Transistor (8) ist, wobei die Schutzschaltung (13) aus einem im Nebenschluß der Emitter-Kollektor-Strecke liegenden Spannungsteiler (lh, 15) und einem zwischen dem Abgriff (16) des Spannungsteilers (1h, 15) und der Basis liegenden Schaltglied (17) bestimmter Durchbruchsspannung besteht und wobei ferner die Schutz-sehaltung (13) gleichzeitig zur Drehzahlbegrenzung benutzt wird.U^'ÜZ'OO 330433 T- 2 - R. 18359
- 3. Zündanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich mit Erreichen der maximal zulässigen Drehzahl in der Drehzahlbegrenzungsschaltung (28) durch ··' einen Drehzahlüberwacher (29) ein elektronischer Schalter (31) in Umschaltbereitschaft bringen und mit Erreichen eines bestimmten Wertes der an der Zündspule (6) entstehenden Induktionsspannung über einen von der Schutzschaltung (13) ausgehenden Schaltzweig umschalten läßt, woraufhin Mittel (lh-, 17 bzw. 51) zur Herabsetzung der an der Zündspule (6) entstehenden Induktionsspannung zur Wirksamkeit gebracht werden.
- h. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umschaltbereitschaft des elektronischen Schalters (31) abschalten läßt und zwar vorzugsweise in Abhängigkeit von der Umsteuerung des elektronischen Unterbrechers (7) in den Stromdurchlaßzustand.
- 5. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (31) ein Transistor (32) ist, der mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke im Nebenschluß der Basis-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors (37) liegt, wobei im Hormalfall der den elektronischen Schalter (31) bildende Transistor (32) an seiner Emitter-Kollektor-Strecke nichtleitend und der weitere Transistor (31) an seiner Emitter-Kollektor-Strecke leitend ist.
- 6. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das der Primärwicklung (5) abgewandte Ende des Spannungsteilers (1k, 15) über die Emitter-Kollektor-Strecke des weiteren Transistors (31) mit dem Emitter des den elektronischen Unterbrecher (7) bildenden Transistors (8) Verbindung hat, daß ferner- 3 - R. 18359der Abgriff (16) des Spannungsteilers (1^, 15) über ein Schaltglied (17) bestimmter Durchbruchsspannung an der Basis des den elektronischen Schalter (31) bildenden Transistors (32) liegt und daß schließlich zwischen der Basis des den elektronischen Schalter(31) bildenden Transistors (32) und dem Kollektor des weiteren Transistors (37) ein Rückkopplung.swiderstand (38) eingefügt ist.
- 7. Zündanlage nach Anspruch 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Schutzschaltung (13) gehörende Schaltglied (17) bestimmter Durchbruchsspannung aus mehreren mit der Kathode dem Abgriff (16) des Spannungsteilers (i4, 15) zugewandten Zenerdiodefl(k1, k2) besteht, daß ferner der Verbindungspunkt zweier solcher Zenerdioden (^19 ^2) mit der Basis des den elektronischen Schalter (31) bildenden Transistors (32) Verbindung hat und daß schließlich die Umsteuerung dieses Transistors(32) in den Stromdurchlaßzustand zum Einschalten eines Thyristors (51) benutzt wird, der in einem Nebenschlußzweig der Primärwicklung (5) liegt.
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