DE3152015A1

DE3152015A1 - Elektronische zuendvorrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3152015A1
Application number: DE19813152015
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.Ing. FH 8501 Cadolzburg Erhard
Original assignee: Pruefrex Elektro Apparatebau GmbH
Current assignee: Pruefrex Elektro Apparatebau GmbH
Priority date: 1981-12-31
Filing date: 1981-12-31
Publication date: 1983-07-14
Also published as: US4428333A; SE8201796L; FR2519380B1; FR2519380A1; DE3152015C2; SE447749B

Description

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"Elektronisne Zündvorrichtimg für Brennkraftmaschinen"

Die Erfindiang bezieht sich auf eine elektronische Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem über ein mit der Brennkraftmaschine verbundenes Polrad erregten Zündanker, deren Primärkreis durch einen Schalttransistor im gewünschten Zündzeitpunkt unterbrochen wird, wobei der Schalttransistor über ein elektronisches Bauelement zwischen Basis und Kollektor durchgeschaltet und im Zündzeitpunkt durch ein Steuerbauteil gesperrt wird.

Derartige elektronische. Zündvorrichtungen sind bereits in großer Zahl bekannt geworden. Wir verweisen hierzu lediglich beispielsweise auf die deutschen Offenlegungsschriften 2 730 002 und 2 686 428. Allen diesen bekannten gebräuchlichen Zündvorrichtungen ist es gemeinsam, daß bei erregter Primärspule der Schalttransistor mittels des als Widerstand ausgebildeten elektrischen Bauelements durchgeschaltet wird. Der Steuertransistor (er könnte selbstverständlich auch ein Steuerthyristor sein) schließt zum Zündzeitpunkt Basis und Emitter des Schalttransistors kurz, so daß dieser den Stromfluß in der Primärwicklung unterbricht und dadurch die Zündspannung über Induktion in der Sekundärwicklung erzeugt wird.

Bei allen bekannten Schaltungen wird über einen Spannungsteiler bestimmt, wann der Schalttransistor vom Steuerbauteil gesperrt werden soll. Dies hat jedoch den Nachteil, daß ein derartiger Spannungsteiler abgeglichen werden muß und daß sowohl für den Schalttransistor, als auch für das Steuerbauteil eine Temperaturkompensation notwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die exakte Einstellung eines gewitschten Zündzeitpunktes ohne mühsames Abgleichen der Schaltung und ohne Temperaturkompensationsmaßnahmen erreicht werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine derartige Zündvorrichtung gekennzeichnet durch einen Hilfskreis, aus einer mit der Zündspule magnetisch gekoppelten Hilfswicklung, einem Kondensator und einer Diode, der die Steuerstrecke des Steuerbauteils parallelgeschaltet ist.

Die Hilfswicklung lädt den Kondensator Über die Diode so lange auf, wie die Induktion und somit die Spannung in der Hilfswicklung zunimmt. Nach Überschreiten der Maximalspannung bleibt diese am Kondensator erhalten, während die Spannung an der Hilfswicklung wieder abnimmt. Wenn die Differenz die Schwellspannung des Steuerbauteils, insbesondere eines Thyristors, erreicht, schaltet dieser durch und sperrt den Schalttransistor. Durch diese Schaltung liegt der Zündzeitpunkt allenfalls sehr kurz hinter dem Zeitpunkt der größtmöglichen Energieaufnahme der Primärspule. Geht man beispielsweise davon aus, daß Spannungswerte von 20 bis 30 Volt in der Hilfswicklung induziert werden und man als Schwellspannung für einen Thyristor etwa 0,7 Volt ansetzen kann, so sieht man, daß tatsächlich diese Schwellspannung bereits erreicht ist, wenn noch praktisch das Maximum der Energieaufnahme in der Primärspule vorhanden ist.

Noch weiter verbessern läßt sich aber die erfindungsgemäße Schaltung, indem man die Hilfswicklung und den Kondensator so dimensioniert, daß durch Parallelresonanz das Spannungsmaximum der Hilfswicklung vorverlegt wird. Auf diese Weise läßt sich nämlich erreichen, daß der Zündzeitpunkt exakt auf den Punkt maximaler Energieaufnahme der Primärspule,

oder sogar vor diesen Punkt gelegt werden kann»

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, das elektronische Bauelement als Treibertransistor auszubilden, wobei das Steuerbauteil die Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors überbrückte Diese in einer älteren Anmeldung vorgeschlagene Weiterentwicklung der eingangs diskutierten Qffenlegungsschriften verhindert eine Bedämpfung der Primärspule durch den bei den Schaltungen dieser Offenlegungsschriften vorgesehenen Basiswiderstand ₉ der zur Folge hatte, daß die Energie der Primärspul© nur teilweise für den Zündfunken genutzt werden konnte.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, sowie an Hand der Zeichnung. Dabei zeigen?

Figur 1 das Schaltbild einer erfindungsgemäßen elektronischen Zündvorrichtungs, bei der das elektronische Bauelement ein Widerstand ist.

Figur 2 eine derFigur 1 entsprechende Schaltung mit einem Treibertransistor als elektronisches Bauelement und

" Figur 3 zwei Varianten der möglichen Ausbildung einer erfin-

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dungsgemäßen Zündanlage«

Die beiden dargestellten elektronischen Zündvorrichtungen gemäß den Figuren 1 und 2 enthalten einen Zündanker 1 mit einem Magnetkern 2, sowie einer Primärspule 3 und einer Sekundärspule 4. Durch einen am Zündanker vorbeibewegten Permanentmagneten eines Polrades 5* welches mit der Brennkraftmaschine verbunden ist - beispielsweise kann das Polrad 5 das Lüfterrad sein - wird in der Primärwicklung 3 eine Spannung induziert. Durch diese Spannung wird bei der Schaltung nach

Figur 1 über den Widerstand R der Schalttransistor T2 durchgeschaltet. Es fließt nunmehr ein Strom durch den Schalttransistor T2.

Die Hilfswicklung 3a, die magnetisch mit der Zündspule 1 gekoppelt ist, lädt den Kondensator C über eine Diode D so lange auf, wie die Induktion und damit die Spannung in der Hilfswicklung zunimmt. Nach Überschreiten der Maximalspannung bleibt diese am Kondensator C erhalten, während die Spannung an der Hilfswicklung 3a wieder abnimmt. Wenn diese Differenz die Schwellspannung des Steuerthyristors T3 erreicht, schaltet dieser durch und sperrt damit den Schalttransistor T2. Der Zündzeitpunkt liegt aber immer ganz kurz nach der größtmöglichen Energieaufnahme der Primärspule 3. Dies bedeutet optimale Energieausnutzung der durch den umlaufenden Dauermagnet des Polrades 5 induzierten Energie. Bei der beschriebenen Schaltung wird bereits bei relativ kleinen Drehzahlen eine Hochspannung erzeugt. Diese Eigenschaft ist insbesondere beim Anwerfen der Brennkraftmaschine von Hand vorteilhaft. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung ist die Frühverstellung bei Drehzahlerhöhung. Die Spannungsabnähme nach Überschreiten des Maximalwertes verläuft bei höheren Drehzahlen an der Hilfswicklung steiler. Dadurch wird der Spanriungsunterschied zwischen Kondensator und Hilfswicklung früher erreicht und der Transistor schaltet eher durch. Darüber hinaus kann auch noch durch entsprechende Dimensionierung der Hilfswicklung 3a und des Kondensators C eine Parallelresonanz eingestellt werden, die das Spannungsmaximum der Hilfswicklung vorverlegt. Dadurch kann der Zündzeitpunkt auf oder sogar vor den Punkt maximaler Energieaufnahme der Primärspule gelegt werden, weil der Spannungsanstieg praktisch mit ständig abnehmenden Momentanfrequenzen erfolgt und das Spannungsmaximum der Hilfswicklung durch Ausnützung der Parallelresonanz von Kondensator und Hilfswicklung vorverlegt worden ist.

Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung mit verbesserter Energieausnutzung. Der Widerstand R in Figur 1 bedämpft die Primärspule und ist deshalb bei der Ausführungsform nach Figur 2 durch eirien Treibertransistor TT ersetzt, der im durchgeschalteten Zeitpunkt einen sehr kleinen Widerstand zum Durchschalten des Schälttransistors darstellt, während er zum Zündzeit- '" punkt relativ hocholimig ist. Dadurch kann der in Figur 3

eingesetzte Schutzwiderstand Ri zehnmal größer sein als TO der Widerstand R in Figur 1, so daß keine Bedämpfung der Primärspule mehr auftritt.

Die erfinduhgsgemäße Zündvorrichtung läßt sich auf einem Zwexschenkelkern aufbauen, so daß sie sehr wenig Platz beansprucht. Zur Erzielung einer großen Rücklaufsicherheit ist es dabei vorteilhaft, wenn die Anordnung gemäß Figur gewählt ist, bei der die Zündanlage auf dem - in Drehrichtung des Polrades 5 - nachlaufend angeordneten Schenkel des Zweischenkelkerris 6 angeordnet ist.

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Claims

Patentansprüche

IElektronische Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem über ein mit der BrennkrsEfcmaschine verbundenes Polrad erregten Zündanker₉ deren Primärkreis durch einen Schalttransistor Im geifünschten Zündzeitpunkt unterbrochen wird₉ wobei der Schalttransistor über ein elektronisches Bauelement-zwischen Basis und Kollektor durchgeschaltet und im Zündzeitpunkt durch ein Steuerbauteil gesperrt wird«, gekennzeichnet durch einen Hilf skreis ■ aus einer mit der Zündspule (1) magnetisch gekoppelten HilfΒΙΟ wicklung (3a) ₉ einem Kondensator (C) und einer Diode (D)₈ der die Steuerstrecke des Steuerbauteils (T3) parallelgeschaltet ist«,

ο Eleketronische Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch . gekennzeichnet₀ daß das Steuerbauteil (T3) ein Thyristor ist.

ο Elektronische Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch.gekennzeichnet₀ daß die Hilfswicklung (3a) und der ,20 Kondensator (C) so dimensioniert sind,, daß durch Parallelresonanz das Spannungsmaximum der Hilfswicklung vorverlegt wird ο

4ο Elek-tronische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche - · 1 bis 39 dadurch gekennzeichnet« daß das elektronische Bauelement ein Widerstand (R) Ist und daß das Steuerbauteil (T3) Im Basis-Emitter-Kreis des Schalttransistors (T2) liegt.

5o Elektronische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch ^gekennzeichnet ₀ daß das elektronische

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Bauelement ein Treibertransistor (Ti) ist, wobei das Steuerbauteil (T3) die Basis-Emitter-Strecke des Treibertransistors (Ti) überbrückt.

6. Elektronische Zündvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibertransistor (T1) in Serie mit einem Schutzwiderstand (R1) dem Schalttransistor (T2) parallelgesehaltet ist.

7. Elektronische Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen auf dem - in Drehrichtung des Polrades (5) nachlaufend angeordneten - Schenkel eines Zweischenkelkerns (6) angeordnet sind.