DE4015614A1 - Zuendeinrichtung fuer einen verbrennungsmotor - Google Patents
Zuendeinrichtung fuer einen verbrennungsmotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen
fremdgezündeten Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine Zündeinrichtung, welche den Zündzeit
punkt einer Zündkerze mit einem Signal steuert, welches von
einem Signalgenerator synchron mit der Rotation bzw. Dreh
zahl des Motors erzeugt wird.
Damit in einem Verbrennungsmotor die Zündung ordnungsgemäß
durchgeführt wird, ist es erforderlich, daß der durch die
Primärwicklung der Zündspule für den Motor fließende Strom
einen vorgegebenen Pegel erreicht. Wenn andererseits der
Strom in der Primärwicklung diesen vorgegebenen Pegel über
schreitet, wird elektrische Energie von der Batterie für
den Motor, die zur Erregung der Zündspule verwendet wird,
in unnötiger Weise verbraucht.
Viele Motoren sind daher mit Zündsteuerungen ausgerüstet,
die verhindern, daß der Strom in der Primärwicklung einen
vorgegebenen Grenzwert der Stromstärke überschreitet. Ein
typisches Beispiel einer Zündeinrichtung mit einer solchen
Zündsteuerung ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Zündeinrich
tung gemäß Fig. 4 umfaßt einen Signalgenerator 1, der ein
Wechselspannungs-Ausgangssignal synchron mit der Drehung
eines Verbrennungsmotors erzeugt. Ein Widerstand 2 ist mit
seinem einen Ende an den positiven Anschluß einer Gleich
stromquelle 50 angeschlossen und mit seinem anderen Ende
über einen Widerstand 3 und ein Paar von in Reihe geschal
teten Dioden 4 und 5 mit Masse verbunden.
Ein Paar von Transistoren 6 und 7 sind mit ihren Kollekto
ren verbunden und gemeinsam an den positiven Anschluß der
Gleichstromquelle 50 angeschlossen, während ihre Emitter
ebenfalls verbunden und gemeinsam an das eine Ende des Si
gnalgenerators 1 angeschlossen sind, und zwar über einen
ersten externen Anschlußpunkt C 1; zugleich sind die beiden
Emitter über einen Widerstand 8 mit Masse verbunden. Ein
Transistor 9 ist mit seiner Basis an einen Verbindungspunkt
zwischen den Widerständen 2 und 3 angeschlossen; sein Kol
lektor ist mit dem positiven Anschluß der Gleichstromquelle
50 verbunden, und sein Emitter ist über einen Widerstand 10
auf Masse gelegt.
Ein Wellenformer 12 hat einen ersten positiven Eingang, der
mit dem Signalgenerator 1 über einen zweiten externen An
schlußpunkt C 2 verbunden ist, einen zweiten negativen Ein
gang, der mit dem Emitter des Transistors 9 über einen Wi
derstand 11 verbunden ist, sowie einen Ausgang, der an den
Eingang einer Treiberschaltung 16 angeschlossen ist, um
eine Leistungstransistorschaltung 17 zu treiben.
Ein Transistor 14 ist mit seiner Basis über einen Wider
stand 15 an den Ausgang des Wellenformers 12 angeschlossen,
mit seinem Kollektor über einen Widerstand 13 mit dem zwei
ten negativen Eingang des Wellenformers 12 verbunden, und
liegt mit seinem Emitter auf Masse. Die Treiberschaltung 16
ist an ihrem Ausgang mit der Leistungstransistorschaltung
17 verbunden, die ein Paar von Transistoren 17 a und 17 b um
faßt. Der Transistor 17 a ist mit seiner Basis an den Aus
gang der Treiberschaltung 16 angeschlossen, mit seinem Kol
lektor mit dem Kollektor des Transistors 17 b verbunden,
während sein Emitter mit der Basis des Transistors 17 b ver
bunden ist, dessen Emitter über einen Widerstand 19 mit
Masse verbunden ist.
Eine Zündspule 18 hat eine Primärwicklung, die an ihrem
einen Ende mit dem positiven Anschluß der Gleichstromquelle
50 verbunden ist und die mit ihrem anderen Ende mit den
Kollektoren der beiden Transistoren 17 a und 17 b verbunden
ist; die Sekundärwicklung der Zündspule 18 ist an eine
nicht dargestellte Zündkerze angeschlossen. Eine Stromde
tektorschaltung 21 ist mit ihrem positiven Eingang an den
Emitter des Transistors 17 b angeschlossen, während ihr ne
gativer Eingang mit dem positiven Anschluß einer Gleich
stromquelle 20 verbunden ist; ihr Ausgang ist über einen
Widerstand 22 mit der Basis eines Transistors 23 verbunden.
Der Transistor 23 liegt mit seinem Emitter auf Masse und
ist mit seinem Kollektor an das eine Ende eines Widerstands
24 angeschlossen, der mit seinem anderen Ende mit dem einen
Anschluß des Signalgenerators 1 verbunden ist, und zwar
über den zweiten externen Anschlußpunkt C 2. Der Widerstand
24 ist mit seinem einen Ende mit der Anode einer Diode 25
verbunden, die andererseits mit ihrer Kathode mit dem einen
Ende eines Kondensators 26 verbunden ist, der an seinem an
deren Ende auf Masse liegt. Eine Pufferschaltung 28 ist mit
ihrem positiven Eingang an einen Verbindungspunkt zwischen
der Kathode der Diode 25 und dem Kondensator 26 angeschlos
sen, mit ihrem negativen Eingang mit ihrem eigenen Ausgang
verbunden, während ihr Ausgang mit der Basis des Transi
stors 7 verbunden ist.
Sämtliche oben beschriebenen Elemente, außer dem Signalge
nerator 1, der Zündspule 18 und der Gleichstromquelle 50
bilden eine Zündsteuerung, die mit dem Signalgenerator 1
über die ersten und zweiten externen Anschlußpunkte C 1 und
C 2 verbunden ist.
Die oben beschriebene Zündeinrichtung arbeitet folgenderma
ßen:
Der Signalgenerator 1 erzeugt, synchron mit der Drehung des Motors, ein Wechselspannungs-Ausgangssignal, welches in den Wellenformer 12 eingegeben wird, wo das Wechselspannungs- Ausgangssignal in ein geeignetes Impulssignal umgeformt wird. Der Wellenformer 12 vergleicht nämlich das angelegte Eingangssignal, das vom Signalgenerator 1 am ersten positi ven Eingang liegt, mit einer Referenz- oder Schwellwert spannung, die am zweiten negativen Eingang des Wellenfor mers 12 von der Gleichstromquelle 50 über den Transistor 9 und den Widerstand 11 anliegt.
Der Signalgenerator 1 erzeugt, synchron mit der Drehung des Motors, ein Wechselspannungs-Ausgangssignal, welches in den Wellenformer 12 eingegeben wird, wo das Wechselspannungs- Ausgangssignal in ein geeignetes Impulssignal umgeformt wird. Der Wellenformer 12 vergleicht nämlich das angelegte Eingangssignal, das vom Signalgenerator 1 am ersten positi ven Eingang liegt, mit einer Referenz- oder Schwellwert spannung, die am zweiten negativen Eingang des Wellenfor mers 12 von der Gleichstromquelle 50 über den Transistor 9 und den Widerstand 11 anliegt.
Wenn das Wechselspannungs-Ausgangssignal des Signalgenera
tors 1, das am positiven Eingang des Wellenformers 12 an
liegt, größer ist als die Referenz- oder Schwellwertspan
nung an seinem negativen Eingang, so erzeugt der Wellenfor
mer 12 ein Ausgangssignal in Form eines Rechteck-Impulses.
Das so erzeugte Impulssignal wird über die Treiberschaltung
16 an die Leistungstransistorschaltung 17 angelegt, um
diese ein- und auszuschalten.
Genauer gesagt, wenn ein Ausgangssignal der Treiberschal
tung 16 an der Basis des Transistors 17 a anliegt, wird der
Transistor 17 a leitend gemacht, so daß ein Strom durch den
nun leitenden Transistor 17 a an die Basis des Transistors
17 b angelegt wird. Infolgedessen wird auch der Transistor
17 b leitend, so daß ein Strom von dem positiven Anschluß
der Gleichstromquelle 50 durch die Primärwicklung der Zünd
spule 18, den Transistor 17 b und den Widerstand 19 zur
Masse fließt.
Wenn andererseits die Treiberschaltung 16 die Erzeugung des
Ausgangssignal unterbricht, werden die Transistoren 17 a und
17 b nicht-leitend gemacht, so daß der durch die Primärwick
lung der Zündspule 18 fließende Strom unterbrochen wird.
Bei Unterbrechung des Stromes in der Primärwicklung wird
eine Hochspannung in der Sekundärwicklung erzeugt, so daß
die nicht dargestellte Zündkerze einen elektrischen Funken
erzeugt und damit einen Zylinder des Motors zündet.
Das Ausgangssignal des Wellenformers 12 wird außerdem der
Basis des Transistors 14 über den Widerstand 15 zugeführt,
so daß der Transistor 14 leitend gemacht wird und damit den
Pegel der Referenz- oder Schwellwertspannung am zweiten ne
gativen Eingang des Wellenformers 12 ändert.
Bei der oben beschriebenen Zündeinrichtung wird der Ar
beitszyklus bzw. das Tastverhältnis der Leistungstransi
storschaltung 17, welche den Strom in der Primärwicklung
der Zündspule 18 steuert, in Abhängigkeit von der Spannung
am Kondensator 26 gesteuert. Der Kondensator 26 wird vom
Ausgangssignal des Signalgenerators 1 über den Widerstand
24 und die Diode 25 geladen.
Wenn der Motor bei einer entsprechenden Drehzahl, d.h. in
einem hohen Drehzahlbereich arbeitet, so daß die Ladespan
nung am Kondensator 26, die in Abhängigkeit von zunehmender
Drehzahl des Motors zunimmt und die am ersten positiven
Eingang der Pufferschaltung 28 anliegt, einen vorgegebenen
Pegel überschreitet, der einer Referenzspannung am negati
ven Eingang der Pufferschaltung 28 entspricht, so erzeugt
die Pufferschaltung 28 ein Ausgangssignal, das an die Basis
des Transistors 7 angelegt wird, so daß der Transistor 7
leitend gemacht wird.
Das Ausgangssignal der Pufferschaltung 28 wird außerdem auf
seinen negativen Eingang rückgekoppelt, um die Referenz
spannung zu liefern. Wenn der Transistor 7 leitend ist,
wird ein Gleichstrom von der Gleichstromquelle 50 an den
Signalgenerator 1 angelegt, und zwar über den Transistor 7
und den ersten externen Anschlußpunkt C 1, um den gesamten
Pegel des Wechselspannungs-Ausgangssignals des Signalgene
rators 1 anzuheben, der am Wellenformer 12 anliegt.
Infolgedessen erzeugt der Wellenformer 12 ein Ausgangssi
gnal in Form eines Rechteck-Impulses mit einer ausreichen
den Impulsbreite, um einen adäquaten Strom in der Primär
wicklung für den Betrieb des Motors bei hoher Drehzahl zu
liefern.
Wenn der Strom der Primärwicklung einen oberen Grenzwert
erreicht, so wird das Signal am ersten positiven Eingang
der Stromdetektorschaltung 21 gleich der Referenz- oder
Schwellwertspannung am zweiten negativen Eingang, so daß
die Stromdetektorschaltung 21 ein Ausgangssignal erzeugt,
welches durch den Widerstand 22 auf die Basis des Transi
stors 23 rückgekoppelt wird, so daß der Transistor 23 lei
tend gemacht wird. Infolgedessen fließt das Ausgangssignal
des Signalgenerators 1 durch den Widerstand 24 und den
Transistor 23 zur Masse, wobei der Kondensator 26 in einem
Bypass umgangen wird.
Dementsprechend wird der Transistor 7 nicht-leitend ge
macht, so daß die Stromzufuhr von der Gleichstromquelle 50
zum Signalgenerator 1 unterbrochen wird. Auf diese Weise
wird der Arbeitszyklus bzw. das Tastverhältnis der Lei
stungstransistorschaltung 17 so geregelt, daß der Unterbre
cherstrom der Zündspule 18 konstant gemacht wird, auch wenn
der Motor im hohen Drehzahlbereich arbeitet, so daß eine
Verschwendung von elektrischer Energie verhindert wird.
Wenn der Motor bei niedriger Drehzahl arbeitet und eine
Spannung über den Kondensator 26 unterhalb des vorgegebenen
Pegels ist, so erzeugt die Pufferschaltung 28 kein Aus
gangssignal, so daß der Transistor 7 nicht-leitend ist und
dadurch die Stromzufuhr von der Gleichstromquelle 50 zum
Signalgenerator 1 unterbrochen wird.
Die oben beschriebene Zündeinrichtung hat jedoch eine Reihe
von Nachteilen: Erstens ist die Schaltungsanordnung zur Re
gelung des Arbeitszyklus bzw. Tastverhältnisses relativ
kompliziert; zweitens ist die Anzahl von Bauteilen relativ
groß; drittens sind zwei externe elektrische Anschlußpunkte
zwischen dem Signalgenerator und der Zündsteuerung vorgese
hen; viertens ist unter Berücksichtigung der genannten
Schwierigkeiten die Zuverlässigkeit der gesamten Einrich
tung gering, während zugleich die Herstellungskosten rela
tiv hoch sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zündeinrichtung
für einen Verbrennungsmotor anzugeben, der einen einfachen
Aufbau besitzt, eine geringere Anzahl von Bauteilen benö
tigt, eine verbesserte Zuverlässigkeit im Betrieb besitzt
und sich mit vergleichsweise geringen Kosten herstellen
läßt.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung in zufriedenstellender
Weise erreicht. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine
Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor angegeben, die
folgendes aufweist:
Einen Signalgenerator zur Erzeugung eines Wechselspannungs- Ausgangssignals synchron mit der Drehung des Motors;
einen Wellenformer, der das Ausgangssignal des Signalgene rators erhält, um das Generatorausgangssignal unter Verwen dung eines vorgegebenen Schwellwertes umzuformen, wobei der Wellenformer ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangs signal des Signalgenerators größer ist als der vorgegebene Schwellwert;
einen Widerstand, der mit dem Signalgenerator und dem Wel lenformer in Reihe geschaltet ist;
eine Stromabsorptionsschaltung, die zwischen den Widerstand und den Wellenformer geschaltet ist, um einen Teil des Aus gangssignals des Signalgenerators zu absorbieren, das über den Widerstand an den Wellenformer angelegt wird, und zwar in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Wellenformers;
eine Zündspule mit einer Primärwicklung und einer Sekundär wicklung, und
ein erstes Schaltelememt zur Regelung des Stromes der Pri märwicklung der Zündspule in Abhängigkeit vom Ausgangssi gnal des Wellenformers.
Einen Signalgenerator zur Erzeugung eines Wechselspannungs- Ausgangssignals synchron mit der Drehung des Motors;
einen Wellenformer, der das Ausgangssignal des Signalgene rators erhält, um das Generatorausgangssignal unter Verwen dung eines vorgegebenen Schwellwertes umzuformen, wobei der Wellenformer ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangs signal des Signalgenerators größer ist als der vorgegebene Schwellwert;
einen Widerstand, der mit dem Signalgenerator und dem Wel lenformer in Reihe geschaltet ist;
eine Stromabsorptionsschaltung, die zwischen den Widerstand und den Wellenformer geschaltet ist, um einen Teil des Aus gangssignals des Signalgenerators zu absorbieren, das über den Widerstand an den Wellenformer angelegt wird, und zwar in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Wellenformers;
eine Zündspule mit einer Primärwicklung und einer Sekundär wicklung, und
ein erstes Schaltelememt zur Regelung des Stromes der Pri märwicklung der Zündspule in Abhängigkeit vom Ausgangssi gnal des Wellenformers.
Vorzugsweise umfaßt die Stromabsorptionsschaltung folgende
Komponenten:
Eine Stromspiegelschaltung mit einem Paar von ersten und zweiten Transistoren, deren Basen gemeinsam mit dem Kollek tor des zweiten Transistors verbunden sind und deren Emit ter an Masse angeschlossen sind, wobei der erste Transistor mit seinem Kollektor an den Widerstand angeschlossen ist;
ein zweites Schaltelememt, das zwischen den Kollektor des zweiten Transistors und den Wellenformer angeschlossen ist, um den Betrieb der Stromabsorptionsschaltung in Abhängig keit vom Ausgangssignal des Wellenformers zu regeln, wobei das zweite Schaltelement so betätigbar ist, daß es die Stromabsorptionsschaltung dann einschaltet, wenn der Wel lenformer ein Ausgangssignal erzeugt, und sie zu anderen Zeiten abschaltet;
eine Gleichstromquelle; und
einen Spannungsregler, der zwischen die Gleichstromquelle und den Kollektor des zweiten Transistors geschaltet ist, um die Spannung zu regeln, die von der Gleichstromquelle an den Kollektor des zweiten Kollektors angelegt wird, so daß das Ausgangssignal des Signalgenerators, welches an den Wellenformer angelegt wird, in Abhängigkeit von der Kollek torspannung des zweiten Transistors reduziert wird, die daran von der Gleichstromquelle anliegt, um den Arbeitszy klus bzw. das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes zu verringern.
Eine Stromspiegelschaltung mit einem Paar von ersten und zweiten Transistoren, deren Basen gemeinsam mit dem Kollek tor des zweiten Transistors verbunden sind und deren Emit ter an Masse angeschlossen sind, wobei der erste Transistor mit seinem Kollektor an den Widerstand angeschlossen ist;
ein zweites Schaltelememt, das zwischen den Kollektor des zweiten Transistors und den Wellenformer angeschlossen ist, um den Betrieb der Stromabsorptionsschaltung in Abhängig keit vom Ausgangssignal des Wellenformers zu regeln, wobei das zweite Schaltelement so betätigbar ist, daß es die Stromabsorptionsschaltung dann einschaltet, wenn der Wel lenformer ein Ausgangssignal erzeugt, und sie zu anderen Zeiten abschaltet;
eine Gleichstromquelle; und
einen Spannungsregler, der zwischen die Gleichstromquelle und den Kollektor des zweiten Transistors geschaltet ist, um die Spannung zu regeln, die von der Gleichstromquelle an den Kollektor des zweiten Kollektors angelegt wird, so daß das Ausgangssignal des Signalgenerators, welches an den Wellenformer angelegt wird, in Abhängigkeit von der Kollek torspannung des zweiten Transistors reduziert wird, die daran von der Gleichstromquelle anliegt, um den Arbeitszy klus bzw. das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes zu verringern.
Vorzugsweise umfaßt der Spannungsregler einen ersten Wider
stand, der zwischen der Gleichstromquelle und dem Kollektor
des zweiten Transistors liegt, einen zweiten Widerstand so
wie eine Zenerdiode, die mit dem zweiten Widerstand in
Reihe geschaltet ist. Der zweite Widerstand und die Zener
diode sind zwischen die Gleichstromquelle und den Kollektor
des zweiten Transistors parallel zum ersten Widerstand ge
schaltet.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Zündein
richtung für einen Verbrennungsmotor angegeben, die folgen
des aufweist:
Einen Signalgenerator zur Erzeugung eines Wechselspannungs- Ausgangssignals synchron mit der Drehung des Motors;
einen Wellenformer, der das Ausgangssignal des Signalgene rators erhält, um das Generatorausgangssignal unter Verwen dung eines vorgegebenen Schwellwertes umzuformen, wobei der Wellenformer ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangs signal des Signalgenerators größer ist als der vorgegebene Schwellwert;
einen Widerstand, der mit dem Signalgenerator und dem Wel lenformer in Reihe geschaltet ist
einen Kondensator, der das Wechselspannungs-Ausgangssignal des Signalgenerators erhält und dadurch geladen wird;
eine Stromversorgungsschaltung, die zwischen den Widerstand und den Wellenformer geschaltet ist, um einen Gleichstrom an den Widerstand anzulegen, und zwar in Abhängigkeit von der Ladespannung am Kondensator;
eine Zündspule mit einer Primärwicklung und einer Sekundär wicklung;
ein erstes Schaltelement zur Regelung des Stromes der Pri märwicklung der Zündspule in Abhängigkeit vom Ausgangssi gnal des Wellenformers;
eine Stromdetektorschaltung zur Abtastung eines Stromes, der durch die Primärwicklung der Zündspule fließt, und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn der Strom der Primär wicklung einen vorgegebenen Pegel erreicht, und
eine Bypass-Schaltung zur Umleitung des Ausgangssignals des Signalgenerators um den Kondensator herum, und zwar in Ab hängigkeit vom Ausgangssignal der Stromdetektorschaltung, so daß die Ladespannung am Kondensator dadurch geregelt wird, um den Arbeitszyklus bzw. das Tastverhältnis des Schaltelementes einzustellen.
Einen Signalgenerator zur Erzeugung eines Wechselspannungs- Ausgangssignals synchron mit der Drehung des Motors;
einen Wellenformer, der das Ausgangssignal des Signalgene rators erhält, um das Generatorausgangssignal unter Verwen dung eines vorgegebenen Schwellwertes umzuformen, wobei der Wellenformer ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangs signal des Signalgenerators größer ist als der vorgegebene Schwellwert;
einen Widerstand, der mit dem Signalgenerator und dem Wel lenformer in Reihe geschaltet ist
einen Kondensator, der das Wechselspannungs-Ausgangssignal des Signalgenerators erhält und dadurch geladen wird;
eine Stromversorgungsschaltung, die zwischen den Widerstand und den Wellenformer geschaltet ist, um einen Gleichstrom an den Widerstand anzulegen, und zwar in Abhängigkeit von der Ladespannung am Kondensator;
eine Zündspule mit einer Primärwicklung und einer Sekundär wicklung;
ein erstes Schaltelement zur Regelung des Stromes der Pri märwicklung der Zündspule in Abhängigkeit vom Ausgangssi gnal des Wellenformers;
eine Stromdetektorschaltung zur Abtastung eines Stromes, der durch die Primärwicklung der Zündspule fließt, und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn der Strom der Primär wicklung einen vorgegebenen Pegel erreicht, und
eine Bypass-Schaltung zur Umleitung des Ausgangssignals des Signalgenerators um den Kondensator herum, und zwar in Ab hängigkeit vom Ausgangssignal der Stromdetektorschaltung, so daß die Ladespannung am Kondensator dadurch geregelt wird, um den Arbeitszyklus bzw. das Tastverhältnis des Schaltelementes einzustellen.
Vorzugsweise umfaßt die Stromversorgungsschaltung folgende
Komponenten;
Eine Gleichstromquelle;
eine Stromspiegelschaltung mit einem Paar von ersten und zweiten Transistoren, deren Emitter gemeinsam mit der Gleichstromquelle verbunden sind und deren Basen gemeinsam mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, wobei der erste Transistor mit seinem Kollektor mit dem Wi derstand verbunden ist; und
einen Schalttransistor, der mit seinem Kollektor an den Kollektor des zweiten Transistors angeschlossen ist, mit seinem Emitter über einen Widerstand an Masse angeschlossen ist, und mit seiner Basis über eine Pufferschaltung mit dem Kondensator verbunden ist, wobei die Pufferschaltung ihrer seits einen ersten Eingang, der mit dem Kondensator verbun den ist, einen zweiten Eingang, der mit dem Emitter des Schalttransistors verbunden ist, und einen Ausgang auf weist, der an die Basis des Schalttransistors angeschlossen ist.
Eine Gleichstromquelle;
eine Stromspiegelschaltung mit einem Paar von ersten und zweiten Transistoren, deren Emitter gemeinsam mit der Gleichstromquelle verbunden sind und deren Basen gemeinsam mit dem Kollektor des zweiten Transistors verbunden ist, wobei der erste Transistor mit seinem Kollektor mit dem Wi derstand verbunden ist; und
einen Schalttransistor, der mit seinem Kollektor an den Kollektor des zweiten Transistors angeschlossen ist, mit seinem Emitter über einen Widerstand an Masse angeschlossen ist, und mit seiner Basis über eine Pufferschaltung mit dem Kondensator verbunden ist, wobei die Pufferschaltung ihrer seits einen ersten Eingang, der mit dem Kondensator verbun den ist, einen zweiten Eingang, der mit dem Emitter des Schalttransistors verbunden ist, und einen Ausgang auf weist, der an die Basis des Schalttransistors angeschlossen ist.
Der Signalgenerator ist mit seinem einen Ende an den Wider
stand angeschlossen und liegt mit seinem anderen Ende auf
Masse.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer
Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer
Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß
der Erfindung;
Fig. 2a ein Wellenform-Diagramm zur Erläuterung des Aus
gangssignals des Signalgenerators, dargestellt
mit einer ausgezogenen Linie, und des Eingangssi
gnals am ersten positiven Eingang eines Wellen
formers, dargestellt mit einer gestrichelten Li
nie, gemäß Fig. 1 beim Betrieb des Motors bei
niedriger Drehzahl;
Fig. 2b ein der Fig. 2a ähnliches Wellenform-Diagramm zur
Erläuterung des Ausgangssignals des Signalgenera
tors, dargestellt mit einer ausgezogenen Linie, und
des Eingangssignals am ersten positiven Eingang
des Wellenformers, dargestellt mit einer gestri
chelten Linie, gemäß Fig. 1 beim Betrieb des Mo
tors mit hoher Drehzahl;
Fig. 3 ein Schaltbild zur Erläuterung einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündein
richtung für einen Verbrennungsmotor; und
Fig. 4 ein Schaltbild zur Erläuterung einer herkömmli
chen Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor.
Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 bezug genommen, die
schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemä
ßen Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor zeigt. Die
Zündeinrichtung umfaßt einen Signalgenerator 101 zur Erzeu
gung eines Wechselspannungs-Ausgangssignals synchron mit
der Drehung eines nicht dargestellten Motors; einen Wellen
former 102, der so angeschlossen ist, daß er das Ausgangs
signal des Signalgenerators 101 erhält, um das Generator
ausgangssignal unter Verwendung eines vorgegebenen Schwell
wertes umzuformen; einen Widerstand 103, der mit dem Si
gnalgenerator 101 und dem Wellenformer 102 in Reihe ge
schaltet ist; eine Stromabsorptionsschaltung 104, die zwi
schen den Widerstand 103 und den Wellenformer 102 geschal
tet ist, um einen Teil des Ausgangssignals des Signalgene
rators 101 zu absorbieren, welches über den Widerstand 103
an den Wellenformer 102 angelegt wird, und zwar in Abhän
gigkeit vom Ausgangssignal des Wellenformers 102; eine
Zündspule 105 mit einer Primärwicklung 105 a und einer Se
kundärwicklung 105 b; und ein erstes Schaltelement 106 zur
Regelung des Stromes der Primärwicklung der Zündspule 105
in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Wellenformers 102.
Der Signalgenerator 101 ist mit seinem einen Ende an das
eine Ende des Widerstandes 103 angeschlossen über einen ex
ternen Anschlußpunkt 107, und er ist mit seinem anderen
Ende mit Masse verbunden.
Der Wellenformer 102 hat einen ersten positiven Eingang,
der mit dem anderen Ende des Widerstandes 103 verbunden
ist, einen zweiten negativen Eingang, an dem eine vorgege
bene Referenz- oder Schwellwertspannung Vref anliegt, und
einen Ausgang, der mit dem Eingang einer Treiberschaltung
108 verbunden ist. Die Treiberschaltung 108 ist wiederum
mit ihrem Ausgang mit dem ersten Schaltelement in Form ei
ner Leistungstransistorschaltung verbunden, um den Strom zu
regeln, der durch die Primärwicklung 105 a der Zündspule 105
fließt.
Der Wellenformer 102 vergleicht das Wechselspannungs-Aus
gangssignal des Signalgenerators 101, das über den Wider
stand 103 an seinem ersten Eingang anliegt, mit der vorge
gebenen Schwellwertspannung Vref und erzeugt ein Ausgangs
signal, wenn das Ausgangssignal des Signalgenerators 101
größer ist als die vorgegebene Schwellwertspannung Vref.
Das vom Wellenformer 102 erzeugte Ausgangssignal liegt bei
spielsweise in Form von Rechteck-Impulsen vor, die jeweils
eine Anstiegsflanke haben, die dann auftritt, wenn das
Wechselspannungs-Ausgangssignal über die vorgegebene
Schwellwertspannung Vref ansteigt, und mit einer abfallen
den Flanke, die dann auftritt, wenn das Wechselspannungs-
Ausgangssignal unter die vorgegebene Schwellwertspannung
Vref abnimmt.
Eine Diode 109 liegt mit ihrer Anode auf Masse und ist mit
ihrer Kathode an den ersten positiven Eingang des Wellen
formers 102 angeschlossen, um einen negativen Teil des Si
gnalgenerator-Ausgangssignals mit einem vorgegebenen Pegel
abzuschneiden.
Das erste Schaltelement oder die Leistungstransistorschal
tung 106 umfaßt eine Darlington-Schaltung aus einem Paar
von ersten und zweiten Leistungstransistoren 106 a und 106 b.
Der erste Leistungstransistor 106 a ist mit seinem Kollektor
an das eine Ende der Primärwicklung 105 a der Zündspule 105
angeschlossen, liegt mit seinem Emitter auf Masse und ist
mit seiner Basis an den Emitter des zweiten Leistungstran
sistors 106 b angeschlossen, der mit seiner Basis mit dem
Ausgang der Treiberschaltung 108 und mit seinem Kollektor
mit dem einen Ende der Primärwicklung 105 a verbunden ist.
Das andere Ende der Primärwicklung 105 a ist mit dem positi
ven Anschluß einer Gleichstromquelle 114 sowie mit der Se
kundärwicklung 105 b verbunden.
Die Stromabsorptionsschaltung 104 weist eine Stromspiegel
schaltung 110 mit einem Paar von ersten und zweiten Transi
storen 110 a und 110 b auf, die mit ihren Basen gemeinsam mit
dem Kollektor des zweiten Transistors 110 b verbunden und
mit ihren Emittern an Masse angeschlossen sind. Der erste
Transistor 110 a ist mit seinem Kollektor mit dem Widerstand
103 verbunden. Der Kollektor des zweiten Transistors 110 b
ist über einen Spannungsregler 113 an den positiven An
schluß der Gleichstromquelle 114 angeschlossen.
Der Spannungsregler 113 umfaßt einen ersten Widerstand 115,
der zwischen die Gleichstromquelle 114 und den Kollektor
des zweiten Transistors 110 b geschaltet ist, einen zweiten
Widerstand 116 sowie eine Zenerdiode 117, die mit dem
zweiten Widerstand 116 in Reihe geschaltet ist. Der zweite
Widerstand 116 und die Zenerdiode 117 sind zwischen die
Gleichstromquelle 114 und den Kollektor des zweiten Transi
stors 110 b geschaltet, und zwar parallel zum ersten Wider
stand 115.
Der Spannungsregler 113 regelt die Spannung, die von der
Gleichstromquelle 114 an den Kollektor des zweiten Transi
stors 110 b angelegt wird, so daß das Ausgangssignal des Si
gnalgenerators 101, das an den Wellenformer 102 angelegt
wird, reduziert wird, und zwar in Abhängigkeit von der Kol
lektorspannung des zweiten Transistors 110 b, die von der
Gleichstromquelle 114 anliegt, so daß der Arbeitszyklus
bzw. das Tastverhältnis der Leistungstransistorschaltung
106 reduziert wird.
Genauer gesagt, die Kollektorspannung des zweiten Transi
stors 110 b, die von der Gleichstromquelle 114 aus anliegt,
wird geändert, um eine Steuerspannung zu regeln, die an der
Zenerdiode 117 anliegt. Wenn beispielsweise die Steuer
spannung über eine vorgegebene Schwellwert- oder Zehner
spannung Vs ansteigt, so führt dies zu einer raschen Ab
nahme des Widerstandes der Zenerdiode 117, so daß der Ge
samtwiderstand, gegeben durch die ersten und zweiten Wider
stände 115 und 116 und die Zenerdiode 117 zwischen der
Gleichstromquelle 114 und dem Kollektor des zweiten Transi
stors 110 b dementsprechend abnimmt.
Infolgedessen steigt die von der Gleichstromquelle 114 an
den Kollektor des zweiten Transitors 110 b angelegte Span
nung rasch an. Somit kann der Grad der Leitfähigkeit des
ersten Transistors 110 a rasch in nicht-linearer Weise geän
dert werden, so daß dementsprechend der Wert eines Stromes
geändert werden kann, der über den Kollektor und den Emit
ter des ersten Transistors 110 a absorbiert wird.
Ein zweites Schaltelement 118 in Form eines Schalttransi
stors ist zwischen den Kollektor des zweiten Transistors
110 b und den Wellenformer 102 geschaltet, um den Betrieb
der Stromabsorptionsschaltung 104 zu regeln, und zwar in
Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Wellenformers 102.
Der Schalttransistor 118 ist mit seiner Basis über einen
Widerstand 119 an den Ausgang des Wellenformers 102 ange
schlossen, mit seinem Kollektor mit dem Kollektor des zwei
ten Transistors 110 b verbunden, während sein Emitter auf
Masse liegt.
Der Schalttransistor 118 schaltet die Stromabsorptions
schaltung 104 ein, wenn der Wellenformer 102 ein Ausgangs
signal erzeugt, und schaltet sie zu jeder anderen Zeit ab.
Genauer gesagt, wenn der Wellenformer 102 ein Impulssignal
abgibt, wird der Schalttransistor 118 durchgeschaltet und
leitend gemacht, so daß ein von der Gleichstromquelle 114
über den Spannungsregler 113 an den Kollektor des zweiten
Transistors 110 b angelegter Strom zur Masse fließt, und
zwar durch den nun leitenden Schalttransistor 118, wobei
die Stromspiegelschaltung 110 im Bypass umgangen wird.
Infolgedessen wird die Stromspiegelschaltung 110 abgeschal
tet oder nicht-leitend gemacht, um ihre Stromabsorptions
funktion zu beenden. Wenn andererseits kein Ausgangsimpuls
von dem Wellenformer 102 erzeugt wird, wird der Schalttran
sistor 118 abgeschaltet oder nicht-leitend gemacht, so daß
ein Strom, der von der Gleichstromquelle 114 an den Kollek
tor des zweiten Transistors 110 b angelegt wird, durch die
Basen und Emitter zur Masse fließt, so daß diese Transisto
ren eingeschaltet werden.
Infolgedessen fließt ein Teil eines positiven Anteiles des
Signalgenerator-Ausgangssignals durch den nun leitenden er
sten Transistor 110 a zur Masse, so daß das Signalgenerator-
Ausgangssignal teilweise absorbiert wird. Der Wert des auf
diese Weise absorbierten Stromes ändert sich in Abhängig
keit von der Sapnnung, die von der Gleichstromquelle 114
über den Spannungsregler 113 am Kollektor des zweiten Tran
sistors 110 b anliegt.
Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Ausführungsform
wird nachstehend näher erläutert:
Zunächst erzeugt der Signalgenerator 101 ein Wechelspan nungs-Ausgangssignal mit einer Wellenform, die in Fig. 2a oder 2b mit einer ausgezogenen Linie dargestellt ist, syn chron mit der Drehung des Motors. Die negativen Anteile des Wechselspannungs-Ausgangssignals werden mit einem vorgege benen Pegel von der Diode 109 abgeschnitten, während seine positiven Anteile teilweise von der Stromspiegelschaltung 110 absorbiert werden, die dann arbeitet, wenn der Wellen former 102 keine Ausgangsimpulse erzeugt, und zwar in Ab hängigkeit von dem Wert der Spannung (die einfach als Ver sorgungsspannung bezeichnet werden kann), die von der Gleichstromquelle 114 an den Kollektor des zweiten Transi stors 110 b angelegt wird, wie es oben erläutert ist.
Zunächst erzeugt der Signalgenerator 101 ein Wechelspan nungs-Ausgangssignal mit einer Wellenform, die in Fig. 2a oder 2b mit einer ausgezogenen Linie dargestellt ist, syn chron mit der Drehung des Motors. Die negativen Anteile des Wechselspannungs-Ausgangssignals werden mit einem vorgege benen Pegel von der Diode 109 abgeschnitten, während seine positiven Anteile teilweise von der Stromspiegelschaltung 110 absorbiert werden, die dann arbeitet, wenn der Wellen former 102 keine Ausgangsimpulse erzeugt, und zwar in Ab hängigkeit von dem Wert der Spannung (die einfach als Ver sorgungsspannung bezeichnet werden kann), die von der Gleichstromquelle 114 an den Kollektor des zweiten Transi stors 110 b angelegt wird, wie es oben erläutert ist.
Der Rest des Signalgenerator-Ausgangssignals, der mit einer
gestrichelten Linien in Fig. 2a oder 2b dargestellt ist,
wird an den ersten positiven Eingang des Wellenformers 102
angelegt, wo er mit der Schwellwertspannung Vref verglichen
wird, die am zweiten negativen Eingang des Wellenformers
102 anliegt. Wenn das Signalgenerator-Ausgangssignal über
die Schwellwertspannung Vref ansteigt, so erzeugt der Wel
lenformer 102 ein Ausgangssignal in Form eines Rechteck-Im
pulses, der so lange andauert, bis das Signalgenerator-Aus
gangssignal unter die Schwellwertspannung Vref abfällt, so
daß der Schalttransistor 118 leitend gemacht wird.
Im leitenden Zustand des Schalttransistors 118 ist die
Stromspiegelschaltung 110 abgeschaltet, so daß die Absorp
tion des Signalgenerator-Ausgangssignals aufhört. Infolge
dessen wird die Wellenform des Eingangssignals, das am er
sten positiven Eingang des Wellenformers 102 anliegt, als
ursprüngliche nicht-absorbierte Wellenform des Signalgene
rator-Ausgangssignals wieder hergestellt, wie es deutlich
in Fig. 2a und 2b dargestellt ist. Somit hat der Wellenfor
mer 102 eine Hysterese-Charakteristik.
Im folgenden wird auf Fig. 2a bezug genommen. Wenn der Mo
tor bei niedrigen Drehzahlen arbeitet, so ist der Aus
gangspegel des Signalgenerators 101 relativ niedrig, und
das Signal, das am ersten positiven Eingang des Wellenfor
mers 102 anliegt (dargestellt mit der gestrichelten Linie
in Fig. 2a) steigt allmählich oder langsam an, verglichen
mit der Anstiegsrate des ursprünglichen oder nicht-absor
bierten Ausgangssignals des Signalgenerators 101, darge
stellt mit der ausgezogenen Linie in Fig. 2a.
Infolgedessen ist die Länge von jedem der Ausgangsimpulse
des Wellenformers 102, die über die Treiberschaltung 108 an
die Leistungstransistorschaltung 106 angelegt werden, redu
ziert, so daß der Energieverbrauch der Zündspule 105 ent
sprechend reduziert wird. Somit wird der Arbeitszyklus bzw.
das Tastverhältnis der Zündeinrichtung insgesamt in effek
tiver Weise minimal gemacht.
Wenn andererseits, wie in Fig. 2b dargestellt, der Motor
bei hohen Drehzahlen läuft, so ist der Ausgangspegel des
Signalgenerators 101 relativ hoch, und das Signal, das am
ersten positiven Eingang des Wellenformers 102 anliegt
(dargestellt mit den gestrichelten Linien in Fig. 2b),
steigt rasch an, im wesentlichen mit der gleichen Anstiegs
rate wie das ursprüngliche oder nicht-absorbierte Ausgangs
signal des Signalgenerators, das mit der ausgezogenen Linie
in Fig. 2b dargestellt ist, so daß die Zeit, die erforder
lich ist, damit das Eingangssignal von Null Volt auf die
Schwellwertspannung Vref ansteigt, relativ kurz ist.
Somit liefert der Wellenformer 102 Ausgangsimpulse, die im
wesentlichen die gleiche Impulsbreite haben, wie sie mit
dem ursprünglichen oder nicht-absorbierten Ausgangssignal
des Signalgenerators 101 erhalten werden. Infolgedessen
kann ein adäquater Strom der Primärwicklung für den Betrieb
des Motors bei hohen Drehzahlen erhalten werden, so daß im
wesentlichen das gleiche Tastverhältnis geliefert wird wie
es mit dem ursprünglichen oder nicht-absorbierten Signalge
nerator-Ausgangssignal erhalten wird.
Bei dieser Ausführungsform kann eine Rückkopplungsschleife
zur Regelung der Gleichstrom-Vorspannung des Ausgangssi
gnals des Signalgenerators in Abhängigkeit vom Wert des
Stromes der Primärwicklung entfallen, die herkömmlicher
weise verwendet wird. Dies dient zur Vereinfachung der ge
samten Schaltungsanordnung der Zündeinrichtung; weiterhin
wird die Anzahl von externen Anschlußpunkten zwischen dem
Signalgenerator 101 und den übrigen Teilen der Zündeinrich
tungen von zwei auf eins verringert; außerdem wird die An
zahl von anzuschließenden Bauteilen reduziert. Dadurch kann
die Zuverlässigkeit der gesamten Zündeinrichtung stark ver
bessert werden, wobei sich zugleich ihre Herstellungskosten
reduzieren lassen.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform gemäß der Erfin
dung. Die Zündeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform um
faßt einen Signalgenerator 201, einen Wellenformer 202,
einen Widerstand 203, eine Zündspule 205, ein erstes Schal
telement oder eine Leistungstransistorschaltung 206, eine
Treiberschaltung 208, eine Diode 209 und eine Gleichstrom
quelle 214, die im wesentlichen die gleichen Komponenten
sind wie die Elemente 101, 102, 103, 105, 106, 108, 109 und
114 bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gemäß
Fig. 1 und die auch in gleicher Weise wie oben beschrieben
miteinander verbunden sind.
Ein Kondensator 210 ist mit einem Knotenpunkt zwischen dem
Signalgenerator 201 und dem Widerstand 203 über eine Diode
224 und einen Widerstand 225 verbunden, so daß er von dem
Wechselspannungs-Ausgangssignal des Signalgenerators 201
geladen wird. Eine Stromversorgungsschaltung 211 ist zwi
schen den Widerstand 203 und den Wellenformer 202 geschal
tet, um einen Gleichstrom an den Widerstand 203 anzulegen,
und zwar in Abhängigkeit von der Ladespannung am Kondensa
tor 210.
Eine Stromdetektorschaltung 212 dient zur Abtastung eines
Stromes, der durch die Primärwicklung 205 a der Zündspule
205 fließt, und zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn
der Strom der Primärwicklung einen vorgegebenen Pegel er
reicht. Eine Bypass-Schaltung 213 dient zur Umleitung des
Ausgangssignals des Signalgenerators 201 um den Kondensator
210 herum, und zwar in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der
Stromdetektorschaltung 212, so daß die Ladespannung am Kon
densator 210 dadurch geregelt wird, um den Arbeitszyklus
bzw. das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes in Form
einer Leistungstransistorschaltung 206 einzustellen.
Die Stromversorgungsschaltung 211 umfaßt eine Stromspiegel
schaltung 220 mit einem Paar von ersten und zweiten Transi
storen 220 a und 220 b sowie einen Schalttransistor 221, um
die Stromspiegelschaltung 220 einzuschalten und abzuschal
ten. Die ersten und zweiten Transistoren 220 a und 220 sind
mit ihren Emittern verbunden und gemeinsam an die Gleich
stromquelle 214 in Form einer Batterie angeschlossen, wäh
rend ihre Basen miteinander verbunden und gemeinsam an den
Kollektor des zweiten Transistors 220 b angeschlossen sind.
Der erste Transistor 220 a ist mit seinem Kollektor an das
eine Ende des Widerstandes 203 angeschlossen, der mit sei
nem anderen Ende über einen externen Anschlußpunkt 207 mit
dem einen Ende des Signalgenerators 201 verbunden ist, des
sen anderes Ende auf Masse liegt. Der Schalttransistor 221
ist mit seinem Kollektor mit dem Kollektor des zweiten
Transistors 220 b verbunden, liegt mit seinem Emitter über
einen Widerstand 222 auf Masse, und ist mit seiner Basis
mit dem Ausgang einer Pufferschaltung 223 in Form eines
Komparators verbunden.
Die Pufferschaltung 223 hat einen ersten positiven Eingang,
der mit dem einen Ende des Kondensators 210 verbunden ist,
der an seinem anderen Ende auf Masse liegt, und einen zwei
ten negativen Eingang, der mit dem Emitter des Schalttran
sistors 221 verbunden ist, so daß die Spannung über dem Wi
derstand 222 am zweiten negativen Eingang der Pufferschal
tung 223 als Referenz- oder Schwellwertspannung anliegt.
Der Kondensator 210 ist an seinem einen Ende mit dem Si
gnalgenerator 201 verbunden, und zwar über die Diode 224
und den Widerstand 225. Die Diode 224 ist mit ihrer Anode
mit dem Widerstand 225 verbunden und mit ihrer Kathode an
den Kondensator 210 angeschlossen. Ein Widerstand 226 liegt
mit seinem einen Ende auf Masse und ist mit seinem anderen
Ende an einen Knotenpunkt zwischen der Diode 224 und dem
Kondensator 210 angeschlossen sowie mit dem positiven Ein
gang der Pufferschaltung 223 verbunden.
Der Wellenformer 202 ist mit seinem ersten positiven Ein
gang über den Widerstand 203 mit dem Signalgenerator 201
verbunden, und zwar in gleicher Weise wie bei der oben be
schriebenen Ausführungsform, während sein zweiter negativer
Eingang mit einem Knotenpunkt zwischen einem Paar von in
Reihe geschalteten Widerständen 230 und 231 sowie außerdem
über einen Widerstand 233 mit dem Kollektor eines Transi
stors 232 verbunden ist. Die in Reihe geschalteten Wider
stände 230 und 231 sind zwischen den positiven Anschluß der
Gleichstromquelle 214 und Masse geschaltet.
Der Transistor 232 ist mit seiner Basis über einen Wider
stand 234 an den Ausgang des Wellenformers 202 angeschlos
sen, während sein Emitter auf Masse liegt. Der Transistor
232 und die Widerstände 230, 231, 233 und 234 arbeiten in
der Weise, daß sie eine variable Schwellwertspannung am
zweiten negativen Eingang des Wellenformers 202 liefern,
und zwar im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Kom
ponenten 9 bis 15 bei der oben beschriebenen Zündeinrich
tung gemäß Fig. 4 arbeiten.
Die Stromdetektorschaltung 212 umfaßt einen Strommeßwider
stand 240, der mit seinem einen Ende mit dem Emitter eines
zweiten Leistungstransistors 206 b der Leistungstransistor
schaltung 206 verbunden ist und mit seinem anderen Ende auf
Masse liegt, sowie einen Komparator 241 zur Abtastung, ob
eine Spannung über dem Widerstand 240 größer ist als eine
vorgegebene Referenzspannung.
Der Komparator 241 hat einen ersten positiven Eingang, der
mit einem Knotenpunkt zwischen den Strommeßwiderstand 240
und dem Emitter des zweiten Leistungstransistors 206 b ver
bunden ist, so daß daran die Spannung anliegt, die über dem
Strommeßwiderstand 240 ansteht. Der Komparator 241 hat
einen zweiten negativen Eingang, an dem die vorgegebene Re
ferenzspannung von einer Gleichstromquelle 242 angelegt
wird. Der Ausgang des Komparators 241 ist mit der Bypass-
Schaltung 213 verbunden. Die Stromdetektorschaltung 212 er
zeugt ein Ausgangssignal, wenn die Spannung an ihrem ersten
positiven Eingang größer ist als die Referenzspannung an
ihrem zweiten negativen Eingang.
Die Bypass-Schaltung 213 umfaßt einen Bypass-Transistor,
dessen Kollektor mit einem Knotenpunkt zwischen der Diode
224 und dem Widerstand 225 verbunden ist, der mit seinem
Emitter auf Masse liegt und dessen Basis über einen Wider
stand 243 mit dem Ausgang des Komparators 241 der Stromde
tektorschaltung 212 verbunden ist.
Wenn im Betrieb der Motor bei hohen Drehzahlen arbeitet, so
erzeugt der Signalgenerator 201 ein Wechselspannungs-Aus
gangssignal, das an den ersten positiven Eingang des Wel
lenformers 202 über den Widerstand 203 angelegt wird und
zur gleichen Zeit über den Widerstand 225 und die Diode 224
am Kondensator 210 anliegt, so daß der Kondensator 210 ge
laden wird. Wenn das Signalgenerator-Ausgangssignal bei zu
nehmender Drehzahl des Motors zunimmt, so steigt die Lade
spannung über dem Kondensator 210 in Abhängigkeit von der
Drehzahl des Motors an.
Wenn die Kondensatorspannung, die am ersten Eingang der
Pufferschaltung 223 anliegt, über eine Referenzspannung an
steigt, die am zweiten Eingang anliegt, so erzeugt die Puf
ferschaltung 223 ein Ausgangssignal, das an die Basis des
Schalttransistors 221 angelegt wird und ihn leitend macht.
Im leitenden Zustand des Schalttransistors 221 werden die
ersten und zweiten Transistoren 220 a und 220 b der Strom
spiegelschaltung 220 beide eingeschaltet oder leitend ge
macht, so daß ein Teil des Stromes von der Gleichstrom
quelle 214 zur Masse durch den zweiten Transistor 220 b, den
Schalttransistor 221 und den Widerstand 225 fließt, während
der Rest des Stromes von der Gleichstromquelle 214 durch
den ersten Transistor 220 a und den Widerstand 203 zum Si
gnalgenerator 201 fließt, um den Gleichspannungspegel des
Signalgenerator-Ausgangssignals anzuheben.
Auf diese Weise kann der Gleichspannungspegel des Signals,
das am ersten positiven Eingang des Wellenformers 202 an
liegt, in Abhängigkeit von dem Gleichstrom geregelt werden,
der von der Gleichstromversorgung 214 durch den ersten
Transistor 220 a und den Widerstand 203 zum Signalgenerator
201 fließt. Da der Strom, der von der Gleichstromquelle 214
durch den zweiten Transistor 220 b, den Schalttransistor 221
und den Widerstand 222 zur Masse fließt, in Abhängigkeit
vom Wert der Ladespannung am Kondensator 210 variiert wird,
die an die Basis des Schalttransistors 221 angelegt wird,
so wird der Strom, der von der Gleichstromquelle 214 über
den ersten Transistor 220 a und den Widerstand 203 an den
Signalgenerator 201 geliefert wird, durch den Wert der Kon
densatorspannung geändert.
Somit steigt der Pegel des an den Wellenformer angelegten
Signals in Abhängigkeit von der zunehmenden Drehzahl des
Motors an, so daß die Impulsbreite jedes Ausgangsimpulses
vom Wellenformer 202 entsprechend ansteigt. Da die leitende
Periode der Leistungstransistorschaltung 206 geregelt wird
durch die Impulsbreite eines Ausgangsimpulses des Wellen
formers 202, und zwar durch die Wirkung der Treiberschal
tung 208, wird die Periode der Stromzuführung von der
Gleichstromquelle 214 zur Primärwicklung 205 a zur Zündspule
205 länger, so daß ein ausreichender Strom für die Primär
wicklung für den Betrieb des Motors bei hoher Drehzahl ge
liefert wird.
Wenn die Spannung über dem Strommeßwiderstand 240, die am
ersten positiven Eingang des Komparators 241 anliegt, über
die Referenzspannung am zweiten negativen Eingang ansteigt,
wenn also der Strom der Primärwicklung einen vorgegebenen
oberen Grenzwert erreicht, so erzeugt der Generator 241 ein
Ausgangssignal, das über den Widerstand 243 an die Basis
des Bypass-Transistors 213 angelegt wird.
Somit wird der Transistor 213 leitend gemacht, so daß das
Ausgangssignal des Signalgenerators 201 über den Widersatnd
225 und den Transistor 213 zur Masse fließt, wobei der Kon
densator 210 umgangen wird. Wenn dementsprechend der Kon
densator 210 unter einen vorgegebenen Spannungspegel entla
den worden ist, wird der Schalttransistor 221 nicht-leitend
gemacht, so daß die Stromspiegelschaltung 220 abgeschaltet
wird, so daß die Stromzufuhr von der Gleichstromquelle 214
über die Stromspiegelschaltung 220 und den Widerstand 203
zum Signalgenerator 201 unterbrochen wird. Infolgedessen
wird ein unnötiger Verbrauch von elektrischer Energie ver
mieden.
Wenn andererseits der Motor bei niedrigen Drehzahlen läuft,
so ist der Pegel des Signalgenerator-Ausgangssignals rela
tiv klein, so daß normalerweise keine zufriedenstellende
oder ausreichende Kondensatorspannung den Kondensator 210
lädt, die erforderlich ist, um den Schalttransistor leitend
zu machen, so daß die Stromspiegelschaltung 220 unwirksam
bleibt.
Infolgedessen ist das Signal, das am ersten positiven Ein
gang des Wellenformers 202 anliegt, das ursprüngliche Aus
gangssignal des Signalgenerators 201 allein, so daß der
Wellenformer 202 Ausgangsimpulse mit einer üblichen Impuls
breite erzeugt, so daß eine nutzlose Verlängerung des Tast
verhältnisses der Leistungstransistorschaltung 206 vermie
den wird.
Claims (9)
1. Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor,
umfassend:
- - einen Signalgenerator (101) zur Erzeugung eines Wechselspannungs-Ausgangssignals synchron mit der Drehung des Motors;
- - einen Wellenformer (102), der das Ausgangssignal des Signalgenerators (101) erhält, um das Signal generator-Ausgangssignal unter Verwendung eines vorgegebenen Schwellwertes umzuformen, wobei der Wellenformer (102) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Signalgenerators (101) größer ist als der vorgegebene Schwellwert;
- - einen Widerstand (103), der mit dem Signalgenera tor (101) und dem Wellenformer (102) in Reihe ge schaltet ist;
- - eine Stromabsorptionsschaltung (104), die zwi schen den Widerstand (103) und den Wellenformer (102) geschaltet ist, um einen Teil des Ausgangs signals des Signalgenerators (101) zu absorbie ren, das über den Widerstand (103) an den Wellen former (102) angelegt wird, und zwar in Abhängig keit vom Ausgangssignal des Wellenformers (102);
- - eine Zündspule (105) mit einer Primärwicklung (105 a) und einer Sekundärwicklung (105 b); und
- - ein erstes Schaltelement (106) zur Regelung des Stromes der Primärwicklung (105 a) der Zündspule (105) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Wel lenformers (102).
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromabsorptionseinrichtung (104) folgendes
aufweist:
- - eine Stromspiegelschaltung (110) mit einem Paar von ersten und zweiten Transistoren (110 a, 110 b), deren Basen gemeinsam mit dem Kollektor des zwei ten Transistors (110 b) verbunden sind und deren Emitter auf Masse liegen, wobei der erste Transi stor (110 a) mit seinem Kollektor mit dem Wider stand (103) verbunden ist;
- - ein zweites Schaltelement (118), das zwischen den Kollektor des zweiten Transistors (110 b) und den Wellenformer (102) geschaltet ist, um den Betrieb der Stromabsorptionsschaltung (104) in Abhängig keit vom Ausgangssignal des Wellenformers (102) zu regeln, wobei das zweite Schaltelement (118) so arbeitet, daß es die Stromabsorptionsschaltung (104) dann einschaltet, wenn der Wellenformer (102) ein Ausgangssignal erzeugt, und sie zu je der anderen Zeit abschaltet;
- - eine Gleichstromquelle (114); und
- - einen Spannungsregler (113), der zwischen die Gleichstromquelle (114) und den Kollektor des zweiten Transistors (110 b) geschaltet ist, um die Spannung zu regeln, die von der Gleichstromquelle (114) an den Kollektor des zweiten Transistors (110 b) angelegt wird, so daß das Ausgangssignal des Signalgenerators (101), das am Wellenformer (102) anliegt, in Abhängigkeit von der Kollektor spannung des zweiten Transistors (110 b) reduziert wird, die an den Kollektor von der Gleichstrom quelle (114) angelegt wird, um das Tastverhältnis des ersten Schaltelementes (106) zu reduzieren.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Schaltelement (118) einen Schalttransi
stor aufweist, der mit seiner Basis mit dem Ausgang
des Wellenformers (102) verbunden ist, dessen Kollek
tor mit dem Kollektor des zweiten Transistors (110 b)
verbunden ist und dessen Emitter auf Masse liegt.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungsregler (113) einen ersten Widerstand
(115), der zwischen die Gleichstromquelle (114) und
den Kollektor des zweiten Transistors (110 b) geschal
tet ist, einen zweiten Widerstand (116) und eine Ze
nerdiode (117) aufweist, die mit dem zweiten Wider
stand (116) in Reihe geschaltet ist, wobei der zweite
Widerstand (116) und die Zenerdiode (117) zwischen die
Gleichstromquelle (114) und den Kollektor des zweiten
Transistors (110 b) parallel zum ersten Widerstand
(115) geschaltet sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Signalgenerator (101) mit seinem einen Ende an
den Widerstand (103) angeschlossen ist und mit seinem
anderen Ende auf Masse liegt.
6. Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor,
umfassend:
- - einen Signalgenerator (201) zur Erzeugung eines Wechselspannungs-Ausgangssignals synchron mit der Drehung des Motors;
- - einen Wellenformer (202), der das Ausgangssignal des Signalgenerators (201) erhält, um das Signal generator-Ausgangssignal unter Verwendung eines vorgegebenen Schwellwertes umzuformen, wobei der Wellenformer (202) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Signalgenerators (201) größer ist als der vorgegebene Schwellwert;
- - einen Widerstand (203), der mit dem Signalgenera tor (201) und dem Wellenformer (202) in Reihe ge schaltet ist;
- - einen Kondensator (210), der das Wechselspan nungs-Ausgangssignal des Signalgenerators (201) erhält und von diesem geladen wird;
- - eine Stromversorgungsschaltung (211), die zwi schen den Widerstand (203) und den Wellenformer (202) geschaltet ist, um dem Widerstand (203) in Abhängigkeit von der Ladespannung über den Kon densator (210) einen Gleichstrom zu liefern,
- - eine Zündspule (205) mit einer Primärwicklung (205 a) und einer Sekundärwicklung (205 b);
- - ein erstes Schaltelement (206) zur Regelung des Stromes der Primärwicklung (205 a) der Zündspule (205) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Wel lenformers (202);
- - eine Stromdetektorschaltung (212) zur Abtastung eines Stromes, der durch die Primärwicklung (205 a) der Zündspule (205) fließt, und zur Erzeu gung eines Ausgangssignals, wenn der Strom der Primärwicklung (205 a) einen vorgegebenen Pegel erreicht; und
- - eine Bypass-Schaltung (213) zum Umleiten des Aus gangssignals des Signalgenerators (201) um den Kondensator (210) herum in Abhängigkeit vom Aus gangssignal der Stromdetektorschaltung (212), so daß die Ladespannung über dem Kondensator (210) dadurch geregelt wird, um das Tastverhältnis des Schaltelementes (206) einzustellen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromversorgungsschaltung (211) folgendes auf
weist:
- - eine Gleichstromquelle (214);
- - eine Stromspiegelschaltung (220) mit einem Paar von ersten und zweiten Transistoren (220 a, 220 b), deren Emitter gemeinsam an die Gleichstromquelle (214) angeschlossen sind und deren Basen gemein sam mit dem Kollektor des zweiten Transistors (220 b) verbunden sind, wobei der erste Transistor (220 a) mit seinem Kollektor mit dem Widerstand (203) verbunden ist; und
- - einen Schalttransistor (221), der mit seinem Kol lektor mit dem Kollektor des zweiten Transistors (220 b) verbunden ist, dessen Emitter über einen Widerstand (222) auf Masse liegt, und dessen Ba sis über eine Pufferschaltung (223) mit dem Kon densator (210) verbunden ist, wobei die Puffer schaltung (223) einen ersten Eingang, der mit dem Kondensator (210) verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit dem Emitter des Schalttransi stors (221) verbunden ist, und einen Ausgang auf weist, der mit der Basis des Schalttransistors (221) verbunden ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bypass-Schaltung (213) einen Bypass-Transistor
aufweist, dessen Kollektor zwischen den Signalgenera
tor (201) und den Kondensator (210) geschaltet ist,
dessen Emitter auf Masse liegt und dessen Basis über
einen Widerstand (243) mit der Stromdetektorschaltung
(212) verbunden ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Signalgenerator (201) mit seinem einen Ende
mit dem Widerstand (203) verbunden ist und mit seinem
anderen Ende auf Masse liegt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1118753A JPH02301664A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 内燃機関点火装置 |
JP1118754A JPH02301666A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 内燃機関点火装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4015614A1 true DE4015614A1 (de) | 1990-11-22 |
DE4015614C2 DE4015614C2 (de) | 1995-12-07 |
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ID=26456631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4015614A Expired - Lifetime DE4015614C2 (de) | 1989-05-15 | 1990-05-15 | Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor |
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US (1) | US5014675A (de) |
KR (1) | KR950003338B1 (de) |
DE (1) | DE4015614C2 (de) |
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