DE2611279A1

DE2611279A1 - Schutzschaltung fuer eine zuendvorrichtung in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2611279A1
Application number: DE19762611279
Authority: DE
Inventors: Louis Chateau
Original assignee: Ducellier et Cie
Current assignee: Ducellier et Cie
Priority date: 1975-03-18
Filing date: 1976-03-17
Publication date: 1976-09-30
Also published as: US4036199A; GB1545877A; JPS51111534A; FR2304788A1; ES445284A1; FR2304788B1; NL7602737A

Description

Patentanwälte D1PL.-ING. H. Weicsmann, Dipl-Phys. Dr. K. Fincke

D1PL.-ING. R A.WeιCKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

DUCELLIER et OIe

23, rue Alexandre Dumas

F-75 526 Paris Cedex 11

Schutzschaltung für eine Zündvorrichtung in Kraftfahrzeugen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung für eine Zündvorrichtung in Kraftfahrzeugen, die mit einer Brennkraftmaschine versehen sind, wobei ein Strombegrenzungswiderstand in Reihe mit der Primärwicklung einer Zündspule liegt sowie in Reihe mit einem den Stromfluß in der betreffenden Primärwicklung steuernden Steuerelement; der betreffende Widerstand ist dabei in dem Fall kurzgeschlossen, daß die Batteriespannung unterhalb eines bestimmten Wertes liegt; er liegt hingegen in Reihe mit der Zündspule, wenn die Batteriespannung gleich dem bestimmten Wert ist oder einen oberhalb dieses Wertes liegenden Wert aufweist.

In dem Fall, daß in Reihe zu der Akkumulatorbatterie der Verbraucher' geschaltet ist, ist die Spannung an den Anschlüssen des die Primärwicklung der Zündspule steuernden Steuerelements sehr bedeutsam, wenn in Reihe mit der betreffenden Zündspule kein Widerstand liegt. Dies ruft selbst

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eine unmittelbare schnelle Zerstörung des Steuerelements hervor. In dem Fall, daß ein Widerstand in Reihe zu der Primärwicklung der Zündspule liegt und daß die Speisespannung unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, ist die Leistung der Zündspule gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie unter Vermeidung der vorstehend aufgezeigten Nachteile eine einfache und wirksame Schutzschaltung für eine Zündvorrichtung von Kraftfahrzeugen auszugestalten ist.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe ausgehend von einer Schutzschaltung für die Zündvorrichtung von Kraftfahrzeugen, die mit einer Brennkraftmaschine und einer Zündspule versehen sind, deren Primärwicklung in Reihe mit einem Widerstand und einem Steuerelement liegt, welches das Fließen des Stromes in der genannten Zündspule zu steuern gestattet, erfindungsgemäß dadurch, daß eine ZENER-Diode vorgesehen ist, die in Reihe mit zumindest einem Widerstand liegt, der zwischen dem Speisepluspol der Zündvorrichtung und Masse liegt, daß ein erster Transistor vorgesehen ist, dessen Basis an einer der Elektroden der ZENER-Diode angeschlossen ist, daß ein zweiter Transistor vorgesehen ist, der mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke dem in Reihe zu der Primärwicklung der Zündspule liegenden Widerstand parallelgeschaltet ist und dessen Basis an eineryElektroden des erstgenannten Transistors angeschlossen ist, derart, daß in dem Fall, daß die Batteriespannung einen bestimmten Wert erreicht und überläuft der in Reihe zu der Primärwicklung der Zündspule liegende erwähnte Widerstainu^nReine mit der betreffenden Primärwicklung der Zündspule und dem Steuerelement liegt, so daß eine Beschädigung des betreffenden Steuerelements vermieden ist, und daß in dem Fall, daß die Speisespannung unterhalb des betreffenden bestimmten Wertes liegt der mit der Primärwicklung der

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Zündspule in Reihe liegende Widerstand kurzgeschlossen ist.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

In Fig.' 1 bis 5 sind Schaltungsvarianten einer Schutzschaltung gemäß der Erfindung dargestellt.

Die dargestellten Schaltungsanordnungen enthalten in an sich bekannter Weise eine Zündspule 1 mit einer Primärwicklung 2 und einer Sekundärwicklung 3. In Reihe zu der Primärwicklung 2 liegt ein Widerstand 6. Ein Steuerelement 4, das insbesondere ein mechanischer Unterbrecher bzw. Schalter oder ein Transistor oder eine gänzlich andere, an sich bekannte Einrichtung sein kann, ist ebenfalls vorgesehen. Parallel zu dem Steuerelement 4 liegt ein Kondensator 15.

Gemäß der Erfindung umfaßt jede derartige Schaltungsanordnung eine ZENER-Diode 9, die in Reihe mit einem Widerstand 10 (Fig. 1) oder in Reihe mit Widerständen 10a und 10b (Fig. 2, 3, 4 und 5) liegt. Der betreffende Widerstand 10 legt die Zenerspannung fest. Die betreffende Anordnung ist dabei parallel zwischen dem Speisepluspol der Anordnung und Masse angeschlossen. Ferner sind ein erster Transistor 8, der durch die Zener-Diode 9 gesteuert wird und ein zweiter Transistor 7 vorgesehen, der im Falle der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1, 2 und 3 durch den Transistor 8 direkt gesteuert wird bzw. der im Falle der Schaltungeanordnungen gemäß Fig. und 5 mittels eines weiteren Verstärkungstransistors gesteuert wird.

Gemäß Fig. 1 sind die Transistoren 7 und 8 vom npn-Leitfähigkeitstyp. Die Basis des Transistors 8 ist über einen Widerstand 16 an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 10

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und der Zener-Diode 9 angeschlossen. Der Widerstand 10 seinerseits ist zwischen dem Pluspol der Anordnung und der Zener-Diode 9 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 8 ist am Pluspol der Anordnung angeschlossen, und der Emitter des betreffenden Transistors ist an der Basis des Transistors 7 angeschlossen. Ein Widerstand 14 verbindet die Basis des Transistors 7 mit Masse; der betreffende Widerstand wirkt damit als Lastwiderstand. Der Kollektor des Transistors 7 ist am Pluspol der Anordnung angeschlossen, und der Emitter des Transistors 7 ist an einem gemeinsamen Anschluß A des Widerstands 6 und der Zündspule 1 angeschlossen, und zwar derart, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 7 den Enden des Widerstands 6 parallelliegt.

Gemäß Fig. 2 ist die Zener-Diode 9 in Reihe mit zwei Widerständen 10a und 10b geschaltet. Diese Anordnung ist als Ganzes parallel an den Anschlußklemmen der Speisespannungsquelle der Anordnung angeschlossen. Die Transistoren 8 und 7 sind vom npn-Leitfähigkeitstyp. Der Transistor 7 ist in der in Fig. 1 dargestellten Weise geschaltet, und zwar parallel zu dem Widerstand 6. Die Basis des Transistors 7 ist hingegen zum einen am Kollektor des Transistors 8 und zum anderen über einen Widerstand 14 am Pluspol der Speisespannungsquelle der Anordnung angeschlossen. Der Emitter des Transistors 8 liegt an Masse; die Basis des Transistors 8 liegt am Verbindungspunkt zwischen der Zener-Diode 9 und dem Widerstand 10b.

Gemäß Fig. 3 liegt die Zener-Diode 9 ebenfalls mit den Widerständen 10a und 10b in Reihe. Die Transistoren 7 und 8 sind vom pnp-Leitfähigkeitstyp. In diesem Falle liegt der Emitter des Transistors 7 am Pluspol der Speisespannungsquelle, und der Kollektor des Transistors 7 ist an dem Schaltungspunkt A

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angeschlossen. Die Basis des Transistors 7 ist am Kollektor des Transistors 8 und über den Widerstand 14 an Masse angeschlossen. Der Emitter des Transistors 8 liegt am Pluspol der Speisespannungsquelle, und die Basis des Transistors 8 liegt am Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 10a und der Zener-Diode 9· Über einen Widerstand 12 ist die Basis des Transistors 8 mit dem Schaltungspunkt A verbunden.

Gemäß Fig. 4 ist eine Verstärkungsstufe, bestehend aus einem Transistor 11 des pnp-Leitfähigkeitstyps und ein Widerstand 15, zwischen die Transistoren 7 und 8 eingefügt. Der Transistor 7 ist dabei vom npn-Leitfähigkeitstyp, und der Transistor 8 ist vom pnp-Leitfähigkeitstyp.

Gemäß Fig. 5 verbindet der Widerstand 14 den Kollektor des Transistors 11 mit dem Emitter des Transistors 7; insoweit unterscheiden sich die Schaltungsanordnungen gemäß Fig. 5 und

Die beschriebenen Schaltungsanordnungen arbeiten wie folgt. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sei bemerkt, daß dann, wenn die Speisespannung geringer ist als die Zener-Spannung der Zener-Diode 9, die Zener-Diode 9 von keinem Strom durchflossen wird. Der Transistor 8 ist durch die Widerstände 10 und 16 vorgespannt, und die Spannung am Emitter des Transistors 8 ist gleich der Speisespannung abzüglich der Spannung an der Übergangszone. Demgemäß liegt am Emitter des Transistors 7 eine Spannung, die gleich der Speisespannung abzüglich der Spannung an den beiden Übergangszonen ist. Diese Differenzspannung genügt, den Widerstand 6 kurzzuschließen. Wenn die Speisespannung oberhalb der Zener-Spannung der Zener-Diode 9 liegt, führt die Basis des Transistors 8 ein durch die Zener-Diode 9 bestimmtes Potential, und der Emitter des Transistors führt dasselbe Potential abzüglich der Spannung an einer Über-

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zone; der Emitter des Transistors 7 führt dasselbe Potential abzüglich der Spannung an zwei Übergangszonen. Der Widerstand 6 liegt damit in Reihe zu der Primärwicklung 2 der Zündspule 1, wenn diese die Sättigung erreicht hat.

Wenn bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 die Speisespannung unterhalb der Zener-Spannung der Zener-Diode 9 liegt, fließt in den Widerständen 10a und 10b kein Strom. Der Transistor 8 führt dabei mit seiner Basis und seinem Emitter dasselbe Potential; er ist nicht leitend. Der Transistor 8 liegt mit seiner Basis über den Widerstand 14 am Pluspol; er ist damit gesättigt und schließt den Widerstand 6 kurz.

Wenn die Speisespannung sich über den bestimmten Wert hinaus ändert, wird der Transistor 8 leitend, sobald die Spannung an den Anschlüssen des Widerstands 10b den Wert der Spannung der Übergangszone erreicht. Die Zener-Diode 9 ist dann leitend. Das Potential am Kollektor des Transistors 8 sinkt ab und sperrt den Transistor 7; der Widerstand 6 liegt damit in Reihe zu der Zündspule.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 steuert der Widerstand 10a die Vorspannung des Transistors 8, und der Widerstand 14 steuert die Vorspannung des Transistors 7.

Wenn bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 die Speisespannung unterhalb des Wertes der Zener-Spannung liegt, ist die Zener-Diode 9 nicht leitend. In diesem Falle ist an den Anschlüssen des Widerstands 10a keine Spannung vorhanden. Der Transistor 8 ist dabei nicht leitend, und der Transistor 11 befindet sich im Zustand der Sättigung, und zwar infolge des Vorhandenseins des Widerstands 15. Über den Transistor 1,1 wird der Transistor 7. vorgespannt, und der Widerstand 6 ist kurzgeschlossen.

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Wenn die Speisespannung oberhalb der Zener-Spannung liegt, ist die Zener-Diode leitend, außerdem befindet sich der Transistor 8 im Sattigungszustand, in welchem der Transistor gesperrt ist, und der Transistor 7, dessen Basis über den Widerstand 14 an Masse liegt, ist ebenfalls gesperrt. Demgemäß liegt der Widerstand 6 in Reihe zu der Zündspule.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 ist der in Fig. 4 dargestellten Schaltungsanordnung ähnlich. Dadurch, daß lediglich der Widerstand 14 die Basis und den Emitter des Transistors 7 verbindet, stellt dies die Sperrung des Transistors 7 in dem Fall sicher, daß dessen Emitter und dessen Basis auf demselben Potential liegen, wenn die Speisespannung oberhalb der Zener-Spannung liegt.

Abschließend sei noch bemerkt, daß ohne Abweichung vom Erfindungsgedanken auch andere Schaltungselemente, insbesondere für den erforderlichen Schutz der verschiedenen Elemente, verwendet werden können^ insgesamt ist durch die Erfindung jedoch eine Schutzschaltung für den Schutz einer Zündvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, geschaffen worden, die mit einer Brennkraftmaschine ausgerüstet sind. Bei dieser Schutzschaltung ist eine Zener-Diode 9 vorgesehen, die über zumindest zwei Transistoren 7 und 8 das Kurzschließen oder Nicht-Kurzschließen eines Widerstands 6 steuert, der in Reihe mit der Primärwicklung einer Zündspule 1 liegt. Bei dieser Schaltungsanordnung ist ferner ein Steuerelement 4 vorgesehen, das derart gesteuert wird, daß in dem Fall, daß die Speisespannung der Anordnung einen bestimmten Wert überläuft, der Widerstand 6 wirksam in Reihe zu der Zündspule 1 liegt und damit die Beschädigung der Zündvorrichtung verhindert.

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Claims

Patentansprüche

/Schutzschaltung für eine Zündvorrichtung in Kraftfahrzeugen, die mit einer Brennkraftmaschine und mit einer Zündspule versehen sind, deren Primärwicklung in Reihe zu einem Widerstand und zu einem Steuerelement' liegt, welches den Stromfluß durch die betreffende Zündspule zu steuern gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zener-Diode (9) vorgesehen ist, die in Reihe mit zumindest einem Widerstand (10; 10a, 10b) zwischen dem Speisepluspol der Zündvorrichtung und Masse liegt, daß ein erster Transistor (8) vorgesehen ist, dessen Basis an einer der Elektroden der Zener-Diode (9) angeschlossen ist, und daß ein zweiter Transistor (7) vorgesehen ist, dessen Kollektor-Emitter- Strecke dem in Reihe zu der Primärwicklung (2) der Zündspule (1) liegenden Widerstand (6) parallelgeschaltet ist und dessen Basis an einer der Elektroden des ersten Transistors (8) derart angeschlossen ist, daß in dem Fall, daß die Batteriespannung einen bestimmten Wert erreicht und überläuft, der zuletzt erwähnte Widerstand (6) tatsächlich zu der Primärwicklung (2) der Zündspule (1) und dem Steuerelement (4) in Reihe liegt und damit eine Beschädigung des betreffenden Steuerelementes (4) verhindert, während in dem Fall, daß die Speisespannung unterhalb des betreffenden bestimmten Wertes liegt, der zuletzt erwähnte Widerstand (6) kurzgeschlossen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des zweiten Transistors (7) an einer der Elektroden des ersten Transistors (8) über einen als Verstärker geschalteten dritten Transistor (11) angeschlossen ist.

3· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basis des ersten

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Transistors (8) und der mit der Primärwicklung (2) der Zündspule (1) verbundenen Elektrode des zweiten Transistors (7) ein Rückkopplungswiderstand (12) liegt.

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