DE3308446A1

DE3308446A1 - Zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3308446A1
Application number: DE19833308446
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7064 Remshalden Schmied
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-03-10
Filing date: 1983-03-10
Publication date: 1984-09-13
Also published as: GB2136876A; JPS59170467A; DE3308446C2; JPH0531670B2; GB8406103D0; GB2136876B

Description

3.3.1983 Li/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Zündanlage für eine Brennkraftmaschine
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Es wurde (in der DE-Patentanmeldung P 32 15 728.2) bereits eine in dieser Richtung liegende Zündanlage vorgeschlagen, die jedoch den Nachteil hat, daß bei eingeschaltetem Strom und nicht in Betrieb genommener Brennkraftmaschine auftretende Störimpulse beliebig viele Zündvorgänge auslösen und dabei Schaden anrichten können.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Zündanlage vird durch Anwendung
der kennzeichnenden Maßnahmen des Hauptanspruches der
vorerwähnte Nachteil vermieden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für
die Realisierung der Erfindung angegeben.

-Ji- R. I8U2U

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die schaltungsmäßige Darstellung einer Zündanlage nach der Erfindung und die Figuren 2 und 3 Diagramme zur besseren Erklärung der Wirkungsweise .

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die in Figur 1 dargestellte Zündanlage soll für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmt sein. Diese Zündanlage wird aus einer Gleichstromquelle 1 mit Strom versorgt, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Stromquelle 1 geht von dem Minuspol eine an Masse liegende Leitung 2 und von dem Pluspol eine einen Betriebsschalter (Zündschalter) 3 enthaltende Versorgungsleitung k aus. Die Versorgungsleitung h ist Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6 zu dem Kollektor eines (npn-)Transistors 7 führt, um sich von dem zugehörigen Emitter zu der Masseleitung 2 fortzusetzen. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7 bildet im vorliegenden Fall einen elektronischen Unterbrecher 8. Die zu der Zündspule 6 gehörende Sekundärwicklung 9 ist mit ihrem einen Ende an die zwischen der Primärwicklung 5 und dem elektronischen Unterbrecher 8 vorhandene Verbindung und mit ihrem anderen Ende über eine Zündkerze 10 an die Masseleitung 2 angeschlossen.

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-β - R. 18U2U

Außerdem ist die Versorgungsleitung U Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der über einen Strombegrenzungswiderstand 11 zu der Anode einer Verpolungsschutzdxode 12 führt, deren Kathode an einen Schaltungspunkt 13 angeschlossen ist. Der Schaltungspunkt 13 hat über einen Puf-Iferkondensator 1 k mit der Masseleitung 2 Verbindung. Der Pufferkondensator 1k hat eine Zenerdiode 15 im Nebenschluß, deren Anode der Masseleitung 2 zugewandt ist.

Die Zündanlage enthält einen ersten Schwellwertschalter und einen zweiten Schwellwertschalter 1T₅ wobei der erste Schwellwertschalter 16 durch einen Operationsverstärker und der zweite Schwellwertschalter 17 durch einen Operationsverstärker 19 gebildet wird. Die beiden Operationsverstärker 18, 19 sind an ihren Eingängen parallel geschaltet, d.h. der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 18 ist über eine Verbindung 20 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 19 und der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 18 ist über eine Verbindung 21 mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 19 verbunden.

Als Signalgeber findet ein kleiner Wechselstromgenerator 22 Verwendung, dessen eine Anschlußklemme 23 an der Verbindung 20 und dessen anderen Anschlußklemme 2k an der Verbindung 21 liegt.

An dem Operationsverstärker 18 ist der invertierende Eingang über einen Widerstand 25 mit der Masseleitung 2 und der nicht invertierende Ausgang über einen Mitkopplungswiderstand 26 mit dem Ausgang verbunden. Außerdem ist an dem Operationsverstärker 19 der invertierende Eingang

R.

über einen Widerstand 27 mit dem Schaltungspunkt 13 und der nichtinvertierende Eingang über einen Mitkopplungswiderstand 28 mit dem Ausgang verbunden.

Zwischen den Schwellwertschaltern 16, 17 und dem den elektronischen Unterbrechen 8 bildenden Transistor 7 ist eine logische Verknüpfung 29 eingefügt, die mit strichpunktierem Linienzug umrandet ist und über die Verbindung von dem Schaltungspunkt 13 sowie über die Verbindung 31 von der Masseleitung 2 mit Strom versorgt wird. Die logische Verknüpfung 29 liegt an einem Zeitglied 32, das im bevorzugten Fall durch einen monostabilen Multivibrator 33 gebildet wird. Der monostabile Multivibrator 33 ist mit seinem Eingang an den Ausgang des Operationsverstärkers 19 und außerdem an den Eingang eines UND-Gliedes 3h angeschlossen. Der arndere Eingang des UND-Gliedes 3^· steht mit dem negierten Ausgang des monostabilen Multivibrators 33 und mit dem Takteingang T eines Flip-Flops 36 in Verbindung. Der Ausgang des UND-Gliedes 3h ist an den einen Eingang eines weiteren UND-Gliedes 37 angeschlossen, wobei dieses UND-Glied 37 noch einen negierten Eingang hat, der an dem Ausgang des Operationsverstärkers 18 liegt'. Außerdem hat der Ausgang des Operationsverstärkers 18 noch mit dem Eingang R eines Flip-Flops 38 und dem einen Eingang eines ODER-Gliedes 39 Verbindung. Der andere Eingang des ODER-Gliedes 39 liegt an dem Ausgang Q des Flip-Flops 36, das an seinem Eingang D das Potential der Masseleitung 2 hat. Der statische Eingang S. des Flip-Flops 36 ist an den Ausgang Q des Flip-Flops 38 angeschlossen. Der Eingang S des Flip-Flops 38 liegt an dem Ausgang des UND-Gliedes 37. Von dem Ausgang des ODER-Gliedes 39 führt eine Verbindung zu der Basis eines (npn-)Treibertransistors U1,

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-β - R.

■dessen Emitter an der Masseleitung 2 und dessen Kollektor sowohl an der Basis des Transistors 7 als auch über einen Widerstand \2. an den Schaltungspunkt 13 liegt.

Die soeben beschriebene Zündanlage hat folgende Wirkungs-I weise:

In dem Spannungs(U)-Zeit(t)-Diagramm nach Figur 2 ist anhand des von dem Wechselstromgenerator 22 gelieferten Wechselspannungssignales Ua gezeigt, daß der Einschaltwert Ub des ersten Schwellwertschalters 16 und der Einschaltwert Uc des zweiten Schwellwert schalters 17 wenigstens nahezu gleiche Größe und in bezug auf den Nullwert 0 des Wechselspannungssignales Ua gleiche Polarität, nämlich positive Polarität, haben. Somit findet der dem Scheitelwert Ud vorausgehende Kurvenabschnitt Ue zum Einschalten der Schwellwertschalter 16, 17 und der diesem Scheitelwert Ud folgende Kurvenabschnitt Uf zum Ausschlaten der Schwellwertschalter 16, 17 Verwendung. Dabei soll der Ausschaltwert Ug des ersten Schwellwert schalters 16 in bezug auf den Uullwert 0 des Wechselspannungssignales Ua entgegengesetzte Polarität, im vorliegenden Fall negative Polarität, gegenüber dem Einschalt' wert Ub dieses Schwellwertschalters 16 haben. Außerdem soll der Ausschaltwert Uh des zweiten Schwellwertschalters 17 in bezug auf den Wullwert des Wechselspannungssignales Ua die gleiche Polarität, im vorliegenden positive Polarität, wie der Einschaltwert Uc dieses Schwellwert schalters 17 haben,

Die Widerstände 25, 26, 27, 28 dienen zur Festlegung der Schalthysterese Ub - Ug bzw. Uc - Uh und deren Lage im Spannungs-Zeit-Diagramm nach Figur 2.

0 - R.

Wird nun durch, das von dem Weciiselstromgenerator 22 gelieferte Wechselspannungssignal Ua die Einschaltsclrwelle Ub des ersten Schwellwert schalters 16 und die Einschalt schwelle Uc des zweiten Schwellwertschalters 17 überschritten, so werden diese Schwellwertschalter 17_S 16 eingeschaltet, d.h., daß ihre Ausgänge nahezu Massepotential zur Verfügung stellen. Dadurch wird am Ausgang des ODER-Gliedes 39 ein O-Signal geliefert, das die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors kl in den Sperrzustand und die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7 in den Stromdurchlaßzustand steuert. Demzufolge wird jetzt Strom über die Primärwicklung 5 geführt und in der Zündspule 6 Energie für den nächsten Zündvorgang gespeichert. Unterschreitet das Wechselspannungssignal Ua die Ausschalt schwelle Uh des zweiten Schwellwert schalters 17 j so wird dieser Schwellwertschalter 17 ausgeschaltet und an seinem Ausgang positives Potential zur Verfugung gestellt. Dadurch wird das Zeitglied 32 gesetzt, was dort an dem negierten Ausgang ein O-Signal zur Folge hat. Somit wird das UND-Glied 3^· an seinem mit dem Schwellwertschalter 17 verbundenen Eingang mit einem 1-Signal und an seinem mit dem Ausgang des Zeitgliedes 32 verbundenem Eingang mit einem O-Signal beaufschlagt, weshalb das UND-Glied 3^· weiterhin an seinem Ausgang ein O-Signal abgibt. Daher bleibt auch an dem Ausgang des UND-Gliedes 375 dem Ausgang Q des Flip-Flops 38 und an dem Ausgang Q des Flip-Flops 36 ein O-Signal wirksam, weshalb das ODER-Glied 39 von hier aus keine Beeinflussung erfährt.

Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wird dann das Wechselspannungssignal Ua schließlich die Ausschaltschwelle Ug des ersten Schwellwert schalters 16 unterschreiten, so daß dann das dort am Ausgang zur Verfügung gestellte 1-Signal

- / - R. IÖU2U

über das ODER-Glied 39 an die Basis des Transistors kl gelangen und somit die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors kl in den Stromdurchlaßzustand, dagegen die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7 in den Sperrzustand steuern kann, woraufhin der über die Primärwicklung 5 geführte Strom unterbrochen und in der Sekundärwicklung 9 ein Hochspannungsstoß erzeugt wird, der an der Zündkerze einen elektrischen Überschlag (Zündfunken) zur Folge hat.

Schließlich läuft im Normalfall dann im Zeitpunkt t2 auch die instabile Zeit des im Zeitpunkt ti gesetzten Zeitgliedes 32 ab j was bedeutet, daß an beiden Eingängen des UND-Gliedes 3^ ein 1-Signal liegt, weshalb jetzt dort auch am Ausgang ein 1-Signal auftritt. Dieses 1-Signal kann aber nicht über das UND-Glied 37 gelangen, weil der andere Eingang dieses UND-Glied auf O-Signal hält. Die hintere Flanke des an dem Zeitglied 32 entstehenden Impulses wirkt auch auf den Takteingang T des Flip-Flops 36, der aber nur ein O-Signal an dem Ausgang Q zur Folge hat, was keinen -Einfluß auf die Transistoren kl, 7 hat.

Für den Fall, daß die Brennkraftmaschine "abgewürgt", d.h. durch Überlastung zum Stillstand gebracht wird, und das Wechselspannungssignal Ua den Ausschaltwert Ug des ersten Schwellwert schalters 16 noch nicht erreicht hat, so tritt auch an dem Eingang des UND-Gliedes 37 ein 1-Signal auf, was im Zeitpunkt t2 an dem Ausgang dieses UND-Gliedes 37, an dem Ausgang Q des Flip-Flops 38 und somit auch an dem Eingang S des Flip-Flops 36 ein 1-Signal zur Folge hat, woraufhin das 1-Signal auch an dem Ausgang Q des Flip-Flops 36 auftritt. Dieses 1-Signal kann über das ODER-Glied 39 an die Basis des Transistors hl gelangen, so daß die Emit-

- % - R. 1842U

ter-Kollektor-Strecke dieses Transistors h1 leitend, dagegen die den elektronischen Unterbrecher 8 bildende Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7 nichtleitend wird und der Zündfunke jetzt an der Zündkerze 10 erzeugt wird.

Der vorerwähnte Sperrzustand an dem elektronischen Unterbrecher 8 bleibt bei eingeschalteter Zündanlage, jedoch nicht wieder in Betrieb genommener Brennkraftmaschine aufrechterhalten, so daß nicht über eine unzulässig lange Dauer Strom über die Primärwicklung fließen und somit die- Zündspule 6 durch Überhitzung Schaden erleiden kann.

Hätte man (wie bei der Zündanlage nach der DE-Patentanmeldung P 32 15 728.2) auf die Glieder 36, 37 und 38 verzichtet und den Ausgang des UND-Gliedes 3^> wie mit gestricheltem Linienzug angedeutet - unmittelbar an den einen Eingang des ODER-Gliedes 39 gelegt, so könnten Störimpulse, Ui, von denen einer in Figur 3 gezeigt ist, beliebig viele Zündvorgänge auslösen, wenn, wie es jetzt der Fall ist, die Zündanlage eingeschaltet, die Brennkraftmaschine aber nicht in Betrieb genommen ist. Durch die erfindungsgemäße Verknüpfung 29 wird zwar durch jeden dieser Störimpulse Ui der Schwellwertschalter 17 eingeschaltet und anschließend das Zeitglied 32 gesetzt, woraufhin aber dann, wenn die hintere Flanke des von dem Zeitglied 32 gelieferten Impulses an den Takteingang T des Flip-Flops 36 gelangt, immer nur sowohl an dem Ausgang Q des Flip-Flops 36 und somit auch an der Basis des Transistors U1 ein 1-Signal anliegt, das die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors k*\ weiterhin in den leitenden Zustand und somit den elektroni-

R.

,gehen Unterbrecher 8 in den Sperrzustand hält. Solche Störimpulse Ui üben daher keinen Einfluß mehr auf den elektronischen Unterbrecher 8 aus. Der vorerwähnte Zustand wird erst aufgehoben, wenn das Wechselspannungssignal Ua wieder den Schwellwert Ug des ersten Schwellwert schalters 16 erreicht, und zwar weil dann an dem negierten Eingang des UND-Gliedes 37 ein O-Signal und an dem Eingang R des Flip-Flops 38 ein 1-Signal zur Wirkung kommt, woraufhin der Ausgang Q des Flip-Flops 38 ein O-Signal an den Eingang S ,des Flip-Flops 36 liefert und das O-Signal am Eingang D bei j !
'jeder Beaufschlagung des Takteinganges T an den Ausgang Q des Flip-Flops 3β durchgeschoben wird. Daher kann bei Normalbetrieb von dort aus keine Beeinflussung des Transistors h1 und somit auch keine Beeinflussung des elektronischen Unterbrechers 8 erfolgen.

- Leerseite -

Claims

R. ^Qk2h
3.3.1983 Li

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

(■ 1 . j Zündanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer zündöl·/

spule, deren Primärwicklung mit einem elektronischen Unterbrech.er eine an eine Stromquelle anschließbare Serien- : Schaltung· .bildet, mit einem ersten und einem zweiten Schwellwertschalter, die beide eingangsseitig in Parallelschaltung an einem gemeinsamen Wechselstromgenerator liegen und im eingeschalteten Zustand Stromdurchlaß an den Unterbrecher zur Folge haben und mit einem von dem Wechselstromgenerator gelieferten. Wechselspannungssignal, von dem (in bezug auf den Kurvenverlauf im Spannungs-Zeit-Diagramm)' der einem Scheitelwert vorausgehende Kurvenabschnitt zum Einschalten der Schwellwertschalter und der diesem Scheitelwert folgende Kurvenabschnitt zum Ausschalten der Schwellwertschalter Verwendung findet, wobei im Normalfall die Umsteuerung des elektronischen Unterbrechers in den Sperrzustand durch den ersten Schwellwertschalter erfolgt und bei Ausbleiben dieser Umsteuerung der Unterbrecher durch den zweiten Schwellwertschalter in Verbindung mit einem Zeitglied stromundurchlässig gemacht wird und wobei ferner in bezug auf den Nullwert des Wechselspannungssignals der Einschaltwert und der Ausschaltwert des ersten Schwellwert schalters entgegengesetzte Polarität haben, wogegen der Einschaltwert und der Ausschaltwert des zweiten Schwellwert schalters hinsichtlich der Polarität mit derjenigen des Einschaltwertes am ersten Schwellwertschalter überein-

- 2 - R. 1

stimmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine logische Ver knüpfung (29) vorgesehen ist, die, wenn die Zündanlage unter Strom steht, die Brennkraftmaschine nicht in Betrieb ist und der zweite Schwellwertschalter (17) in Verbindung mit dem Zeitglied (32) den elektronischen Unterbrecher (8) in den Sperrzustand gebracht hat, den Unterbrecher (8) so lange gesperrt hält, bis der erste Schwellwertschalter (16) wieder ein Signal (Ug) für die Sperrung des Unterbrechers (8) liefert.
2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Verknüpfung (29) an die Ausgänge der beiden Schwellwertschalter (ΐβ, 17) und an den Ausgang des Zeitgliedes (32) angeschlossen ist.
3. Zündanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch -gekennzeichnet, daß die 'logische Verknüpfung (29) einen taktgesteuerten Flip-Flop (36) enthält und zur Taktsteuerung die Hinterflanke (Uh) des von dem Zeitglied (32) gelieferten Impulses Verwendung finden.