DE4009033A1 - Vorrichtung zur unterdrueckung einzelner zuendvorgaenge in einer zuendanlage - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Unterdrückung einzelner Zündvorgänge in einer Zündanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 24 43 403 bekannt. Die bekannte Schaltungsanordnung findet Verwendung bei Zündanlagen, die eine Zündspule und einen im Primär­ kreis der Zündspule angeordneten Unterbrecherschalter aufweisen. Zur Unterdrückung einzelner Zündvorgänge ist ein steuerbarer Schalter vorgesehen, der parallel zur Primärwicklung der Zündspule geschaltet ist. Zur Ansteuerung des Schalters ist eine Auslöseschalteinrichtung vorgesehen, die die benötigte Ansteuerenergie aus einer separaten Schaltung bezieht, die beispielsweise als Sperrschwinger ausgebildet ist. Mit Hilfe des Sperrschwingers wird gleichzeitig die benötigte Steuerspannung für den Schalter bereitgestellt, die über der Be­ triebs-Niederspannung der Zündanlage liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schaltungsan­ ordnung zur Unterdrückung einzelner Zündvorgänge in einer Zündanlage zu vereinfachen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß nur wenige Bauteile erforderlich sind. Dadurch fallen bei der Her­ stellung nur geringe Kosten an. Ferner steigt durch die geringe Bau­ elementeanzahl die Betriebssicherheit der Schaltung. Besonders vor­ teilhaft ist der einfache Anschluß an die vorhandene Zündanlage, bei der nur zwei Anschlüsse auf der Primärseite der Zündanlage vorzu­ nehmen sind. Die Vereinfachung der Schaltungsanordnung wird dadurch erreicht, daß die Steuerenergie zum Betätigen eines auf der Primär­ seite angeordneten Kurzschließ-Schalters aus der in der Zündspule während der Schließphase eines Zünd-Schalters gespeicherten Energie nach dem Öffnen des Zündschalters bereitgestellt ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung ergeben sich aus Unteransprüchen.

Vorteilhaft ist der Anschluß des elektrisch steuerbaren Kurz­ schließ-Schalters parallel zur Primärwicklung der Zündspule. Diese Maßnahme hält die Belastung der Zündspule gering.

Die Betätigung des Kurzschließ-Schalters ist besonders einfach, wenn zwischen dem primärseitigen Anschluß der Zündspule, an dem der Zünd-Schalter angeschlossen ist, und dem Steuereingang des Kurz­ schließ-Schalters ein weiterer elektrisch ansteuerbarer Steuer-Schalter vorgesehen ist, der vorzugsweise als MOSFET ausge­ bildet ist.

Besonders geeignet als Steuer-Schalter ist ein Triac, der vorzugs­ weise in einem Optokoppler angeordnet ist. Der Optokoppler stellt eine galvanische Trennung zwischen Steuerkreis des Kurz­ schließ-Schalters und der externen Ansteuerschaltung des Kurz­ schließ-Schalters sicher.

Eine zwischen dem primärseitigen Anschluß der Zündspule, an dem der Zünd-Schalter angeschlossen ist, und dem Kurzschließ-Schalter ange­ ordnete Diode hält bei geschlossenem Steuerschalter Sperrspannungen mit vorgebbarer Polarität vom Steuereingang des Kurzschließ-Schalters fern.

Besonders geeignet als Kurzschließ-Schalter ist ein Thyristor.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen in Ver­ bindung mit der folgenden Beschreibung.

Zeichnung

Fig. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Unterdrückung einzelner Zündvorgänge in einer Zündanlage.

Fig. 1 zeigt eine Zündspule 10, die wenigstens eine Primär- und wenigstens eine Sekundärwicklung 11, 12 enthält. An einem Sekundär­ wicklungsanschluß 13 entsteht die erzeugte Zündspannung. Ein zweiter Sekundärwicklungsanschluß 14 ist mit einem ersten Primärwicklungsan­ schluß 15 verbunden. Am ersten Primärwicklungsanschluß 15 sind eine Diode 16 sowie ein Zünd-Schalter 17 angeschlossen. Der Zünd-Schalter 17 ist mit einer Masse 18 verbunden. Ein zweiter Primärwicklungsan­ schluß 19 der Zündspule 10 führt zu einem Stromversorgungsanschluß 20. Zwischen der Diode 16 und dem Stromversorgungsanschluß 20 ist ein Kurzschließ-Schalter 21 geschaltet. Zwischen Diode 16 und einem Steuereingang 22 des Kurschließ-Schalters 21 ist ein Steuerschalter 23 geschaltet. Der Steuerschalter 23 weist einen Steuer-Eingang 24 auf, der zu einer in Fig. 1 nicht näher gezeigten Ansteuerschaltung führt.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diejenigen in Fig. 2 gezeigten Teile, die mit den in Fig. 1 gezeigten Teilen übereinstimmen, tragen in beiden Figuren dieselben Bezugszahlen. Unterschiedlich zu der Vorrichtung nach Fig. 1 ist die Ansteuerung des Kurzschließ-Schalters 21. Der Steuerschalter 23 ist in einem Optokoppler 30 angeordnet, dessen Steuereingang 31 zu einem optischen Element 32 führt, das eine optische Strahlung emittiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert:
Die Zündspule 10 ist beispielsweise zur Erzeugung von Zündimpulsen für eine Brennkraftmaschine vorgesehen. Die sekundäre Zündspannung tritt am ersten Sekundäranschluß 13 auf. Von dort gelangt sie ent­ weder zu einem Verteiler oder unmittelbar zu einer oder mehreren Zündkerzen. Verteiler als auch Zündkerzen sind in den Figuren nicht eingetragen. Ein Zündimpuls wird ausgelöst, wenn der Zünd-Schalter 17 nach einer Schließphase geöffnet wird. Während der Schließphase wird durch den in der Primärwicklung 11 der Zündspule 10 fließende Strom magnetische Energie gespeichert. Nach dem Öffnen des Zünd-Schalters 17 entsteht durch den abrupten Stromflußabbruch in der Primärwicklung 11 am ersten Primärwicklungsanschluß 15 ein steiler Spannungsanstieg, der auf die Sekundärseite übertragen wird. Sofern der Zünd-Schalter 17 als mechanischer Unterbrecher oder als Endstufentransistor einer Transistor-Zündanlage ausgebildet ist, muß parallel zum Zünd-Schalter ein Kondensator geschaltet sein. Dieser Kondensator begrenzt einerseits die Spannungsamplitude und führt andererseits zur Ausbildung einer Schwingung, die im Zusammenwirken mit den Verlustwiderständen des Kreises gedämpft ist.

Für die Diagnose an einer Brennkraftmaschine kann die Unterdrückung einzelner Zündvorgänge erforderlich sein. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Leistungsbeiträge der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine separat bestimmt werden sollen. Zur Unterdrückung einzelner Zündvorgänge ist deshalb der Kurzschließ-Schalter 21 vor­ gesehen, der das Auftreten von sekundären Zündspannungsimpulsen unterbindet. Er schließt beispielsweise die Primärwicklung 11 der Zündspule 10 zu einem bestimmten Zeitpunkt kurz.

Der Zeitpunkt ist von der nicht gezeigten Ansteuerschaltung festge­ legt, die am Steuereingang 24 des Steuer-Schalters 23 angeschlossen ist. Er liegt vorzugsweise am Ende der Schließphase des Zünd-Schal­ ters 17. Die in der Zündspule 10 gespeicherte Energie weist dann ihr Maximum auf. Somit ist die Bereitstellung einer ausreichenden Steuerenergie zum Betätigen des Kurzschließ-Schalters 21 sicherge­ stellt.

Der Steuerschalter kann prinzipiell zu einem beliebigen Zeitpunkt vor dem zu unterdrückenden Zündvorgang geschlossen werden. Solange die Spannung am Primärwicklungsanschluß 15 kleiner als die Ver­ sorgungsspannung ist, bleibt er wirkungslos.

Nach dem Öffnen des Zünd-Schalters 17 würde am ersten Primär­ wicklungsanschluß 15 eine hohe primärseitige Spannung auftreten, die auf die Sekundärseite transformiert den Zündimpuls erzeugt. Der Kurzschließ-Schalter 21 verhindert bei geschlossenem Steuerschalter das Auftreten der primärseitigen Hochspannung und unterbindet somit den Zündimpuls.

Der Steuerschalter kann zu einem beliebigen Zeitpunkt zwischen dem Öffnen des Zündschalters 17 und der nächsten, nicht zu unterdrücken­ den Zündung wieder geöffnet werden.

Als Kurzschließ-Schalter ist beispielsweise ein hochspannungsfester Transistor vorgesehen. Besonders geeignet ist ein Thyristor, der unter den vorgegebenen Bedingungen hinsichtlich Spannungsfestigkeit und Stoßstrombelastbarkeit relativ preisgünstig ist. Mit einer in Serie mit dem Kurzschließ-Schalter 21 geschalteten Diode 16, die zwischen dem ersten Primärwicklungsanschluß 15 der Zündspule 10 und der Anordnung 21 liegt, wird eine Beaufschlagung des Steuereingangs des Kurzschließ-Schalters 21 mit einer hohen Spannung vorgebbarer Polarität vermieden. In den in den Figuren gezeigten Ausführungsbei­ spielen werden diejenigen Spannungsanteile am Primärwicklungsan­ schluß 15 vom Kurzschließ-Schalter 21 ferngehalten, die negativ be­ züglich Stromversorgungsanschluß 20 sind. Ferner kann ein in Serie geschalteter Widerstand vorgesehen sein, der den Maximalstrom be­ grenzt.

Zur Ansteuerung des Kurzschließ-Schalters 21 ist ein Steuer-Schalter 23 vorgesehen, der beispielsweise als MOSFET vom selbstsperrenden Typ ausgebildet ist. Derartige MOSFET, die die in der Zündanlage auftretenden Spannungsanstiege verkraften, stehen derzeit preis­ günstig zur Verfügung. Eine in Fig. 1 nicht gezeigte Steuer­ schaltung gibt entsprechende Ansteuerimpulse an den Steuereingang 24 des MOSFET ab, die zur Unterdrückung der Zündspannung führen. Eine vollständige galvanische Trennung zwischen der Ansteuerung und dem Steuer-Schalter 23 ist beispielsweise mit einem in Fig. 2 gezeigten Optokoppler 30 möglich. Als Kurzschließ-Schalter 21 ist beispiels­ weise ein optisch ansteuerbarer Thyristor verwendbar. Gut geeignet und preisgünstig ist an dieser Stelle auch ein Triac, der sowohl im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als auch im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 verwendbar ist. Optokoppler 30 mit einem Triac 23, die den vorkommenden hohen Spannungsanstiegen standhalten, sind derzeit verfügbar. Die Ansteuerung erfolgt über den Steuer-Eingang 31, der zu einem im Optokoppler 30 angeordneten optischen Element 32, vor­ zugsweise einer Leuchtdiode, führt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Unterdrückung einzelner Zündvorgänge in einer Zündanlage mit wenigstens einer Zündspule (10), wobei ein erster Primärwicklungsanschluß (15) der Zündspule an einem steuerbaren Zünd-Schalter (17) angeschlossen ist und ein auf der Primärseite der Zündspule (10) angeordneter, elektrisch steuerbarer Kurz­ schließ-Schalter (21) wenigstens die nach dem Öffnen des Zünd-Schal­ ters (17) auftretende primarseitige Hochspannung unterdrückt, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuerenergie zum Betätigen des Kurz­ schließ-Schalters (21) aus der in der Zündspule (10) während der Schließphase des Zünd-Schalters (17) gespeicherten Energie bereitge­ stellt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschließ-Schalter (21) parallel zur Primärwicklung (11) der Zündspule (10) schaltbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Primärwicklungsanschluß (15) der Zündspule (10), an dem der Zünd-Schalter (17) angeschlossen ist, und einem Steuereingang (22) des Kurzschließ-Schalters (21) ein weiterer, elektrisch an­ steuerbarer Steuer-Schalter (23) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer-Schalter (21) ein MOSFET ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuer-Schalter (21) ein Triac ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Steuer-Schalter (21) und dessen Steuer­ eingang (24, 31) eine galvanische Trennung vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuer-Schalter (23) Teil eines Optokopplers (30) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem ersten Primärwicklungsanschluß (15) der Zündspule (10) und dem Kurzschließ-Schalter (21) eine Diode (16) ge­ schaltet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kurzschließ-Schalter (21) ein Thyristor ist.