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Zündanlage für Brennkraftmaschinen
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage nach
dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Es ist (nach der DE-PS 2 549 5ao bzw. der entsprechenden
US-PS 4 071 792) bereits eine in dieser Richtung liegende Zündanlage bekannt, bei
der es jedoch vorkommen kann, daß das Rin- bzw. Ausschalten des Schwellwertschalters
zum falschen Zeitpunkt erfolgt. Eine solche Störung tritt beispielsweise dann leicht
auf, wenn das echseispannungssignai einen relativ flachen Verlauf hat. Durch entsprechende
Wahl der zu dem Schwellwertschalter gehörenden Schalthysterese kann diesem Umstand
nicht ohne weiteres abgeholfen werden, weil der winschaltwert auch bei niedriger
Drehzahl der Brennkraftmaschine von dem Wechselspannungssignal erreicht werden muß.
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Vorteile der Erfindung 3ei der erfindungsgemäßen Zündanlage werden
durch Anwendung der kennzeichnenden Maßnahmen des Hauptanspruches die vorerwähnten
UnzulänglIchkeiten vermieden.
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In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die Realisierung
der Erfindung angegeben.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 die schaltungsmäßige Darstellung einer Zündanlage nach der Erfindung und Figur
2 den Kurvenverlauf des Wechselspannungssignals im Spannungs-Zeit-Diagramm.
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Beschreibung des Ausführungsbeispieles Die in Figur 1 dargestellte
Zündanlage soll für eine nichtdargestellte Brennkraftmaschine eines ebenfalls nichtdargestellten
Kraftfahrzeuges bestimmt sein. Diese Zündanlage wird aus einer Gleichstromquelle
1 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Gleichstromquelle
1 geht von dem Minuspoi eine an Masse liegende Leitung 2 und von dem Pluspol eine
einen Betriebsschaiter 3 enthaltende Versorgungsleitung 4 aus. Die Versorgungsleitung
4 ist Ausgangspunkt für eine Verbindung, die zunächst über die Primärwicklung 5
einer Zündspule 6 und danach über einen elektronischen Unterbrecher 7 zur Masseleitung
2 führt. Der elektronische Unterbrecher 7 wird durch die Emitter-Kollektor-Strecke
eines (npn)-Transistors 8 gebildet, wobei der Emitter der Masseleitung 2 zugewandt
ist. Die zur Zündspule 6 gehörende Sekundärvicklung 9 ist mit ihrem einen Wicklungsende
an die zwischen der Primärwicklung 5 und dem Transistor 8 vorhandene erbindung und
mit ihrem anderen Wicklungsende über mindestens eine Zündkerze 10 an die Masseleitung
2 angeschlossen.
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3er an seiner Emitter-Kollektor-Strecke den elektronischen Unterbrecher
7 bildende Transistor 8 ist mit seiner Basis über einen Strombegrenzungswiderstand
11 an den Kollektor eines (pnp)-Treibertransistors 12 angeschlossen, der mit seinem
Emitter an der Versorgungsleitung 4 liegt. Die Basis des Treibertransistors 12 hat
sowohl übe einen Bemessungswiderstand 13 mit der Versorgungsleitung 4 als auch über
einen Bemessungswiderstand 14 mit dem Ausgang eines Schwellwertschalters 15 Verbindung,
der im vorliegenden Fall durch einen Operationsverstärker 16 gebildet wird.
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Von dem Operationsverstärker 16 ist sein Ausgangstransistor 17 dargestellt,
der ein npn-Typ ist und mit seinem Kollektor den Ausgang des Schwellwertschalters
15 bildet.
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Der Operationsverstärker 16 hat über einen Versorgungszweig 18 mit
der Versorgungsleitung 4 und über einen Versorgungszweig 19 mit der Masseleitung
2 Verbindung, wobei der Transistor 17 mit seinem Emitter an dem Versorgungszweig
19 und mit seinem Kollektor über einen Strombegrenzungswiderstand 20 an dem Versorgungszweig
18 liegt. Der Transistor 17 wird an seiner Basis über ein im Operationsverstärker
16 ebenfalls untergebrachtes Zusatznetzwerk, das der Einfachheit halber nicht dargestellt
ist, gesteuert, und zwar in Abhängigkeit der an dem invertierenaen Eingang 21 und
dem nichtinvertierenden Eingang 22 anliegenden lotentiale. .Mit 16' ist ein dem
Operationsverstärker 16 zugeordneter Mitkopplungswiderstand bezeichnet.
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Der Operationsverstärker 16 liegt mit seinem Eingang 21 über einen
Bemessungswiderstand 23 an einer Anschlußklemme 24 und mit seinem Eingang 22 über
einen Bemessungswiderstand 25 an einer Anschlußklemme 26, wobei die beiden Anschlußklemmen
2A, 26 zu einem als Signalgeber arbeitenden Vechselstromgenerator 27 gehören. Die
Anschlußklemme 26 ist
an die gemeinsame Verbindung zweier wenigstens
annähernd gleichwertiger Widerstände 27, 28 angeschlossen, die als Serienschaltung
zwischen der Versorgungsleitung 4 und der Masseleitung 2 liegen und zur Bestimmung
eines festen Bezugspotentials dienen. Der zwischen dem Eingang 21 und der Masseleitung
2 liegende Widerstand 30 dient zur Voreinstellung der Lage des am Schwellwertschalter
15 wirksamen Eischaltwertes Ua und des ebenfalls dort wirksamen Ausschaltwertes
Ub in bezug auf den Nullwert 0 des von dem Wechselstromgenerator 27 gelieferten
Wechselspannungssignals Uc, das dem Spannungs(U-)Zeit(t)-Diagramm nach Figur 2b
zu entnehmen ist. Dabei liegt der Einschaltwert Ua auf dem einen Scheitelwert Ud
vorausgehenden Kurvenabschnitt Ue und der Ausschaltwert Ub, der den durch den Blitrpfeil
i gekennzeichneten Zündzeitpunkt bestimmt, auf dem diesen Scheitelwert Ud folgenden
Kurvenabschnitt Uf, und zwar so, daß beide Werte Ua, Ub im Vergleich zum Nullwert
0 des Wechselspannungssignales Uc gleiche Polarität haben, nämlich im Beispielsfall
- ebenso wie der Scheitelwert Ud - positive Polarität.
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Im vorliegenden Fall ist nun dem Wechselspanhungssignal Uc beim Erreichen
des Einschaltwertes Ua eine Überlagerungsspannung Ug zuschaltbar und beim Erreichen
des Ausschaltwertes Ub diese Überlagerungsspannung Ug aoschaltbar, wobei die Überlagerungsspannung
Ug im Spannungs(U)-Zeit(t)-Diagramm nach Figur 2a gezeigt ist und sich die resultierende
Spannung Uh als gestrichelter Linienzug dem Diagramm nach Figur 2b entnehmen läßt.
Im bevorzugten Fall empfiehlt es sich, als Überlagerungsspannung Ug einen rechteckigen
Spannungsimpuls Ui zu verwenden, wobei vorzugsweise die Höhe x und/oder die Länge
y des Spannungsimpulses Ui von wenigstens einem Betriebsparameter, insbesondere
der
Betriebsspannung, bzo. von einer FunktIon, insbesondere dem
Anlassen der Brennkraftmaschine, abhängig ist. Die Realisierung geschieht zweckmäßig
in der Weise, daß als Uberlagerungsspannung Ug der zwischen dem rVechselsgromgenerator
27 und dem Schwellwertschalter 15, im vorliegendem Fall ist es die zu dem invertierenden
Eingang 21 führende Verbindung, wenigstens einen Teilbetrag der Versorgungsspannung
zuschaltet. Zu diesem Zweck ist der Kollektor des Treibertransistors 12 über einen
3egrenzungswiderstand 31 mit der Basis eines (npn)-Transistors 32 verbunden, dessen
Emitter an dem Eingang 21 und dessen Kollektor über einen Widerstand 33 an der Versorgungsleitung
4 liegt.
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Die soeben beschriebene Zündanlage hat folgende Wirkungswelse: Sobald
der Betriebsschalter 3 geschlossen wird, ist die Zündanlage funktionsbereit. Erreicht
das Wechselspannungssignal Uc den Einschaltwert Ua, so wird der Schwellwertschalter
15 eingeschaltet. Das hat zur Folge, daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors
17 in den Stromdurchlaßzustand gelangt und abhängig davon die Emitter-Sollektor-Strecke
des Transistors 12 und die den elektronischen Unterbrecher 7 bildende Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors 8 ebenfalls leitend werden, weshalb jetzt Strom über die Primärwicklung
5 geführt und in der Zündspule 6 Energie für den nächsten Zündvorgang gespeichert
wird. Gleichzeitig gelangt aber auch die EmItter-Kollektor-Strecke des Transistors
32 in den Stromdurchlaßzustand und somit die Überlagerungsspannung Ug an den invertierenden
Eingang 21 des Operationsverstärkers 16, weshalb nunmehr das xechselspannungssignal
Uc eine
momentane Erhöhung auf die resultierende Spannung Uh erfährt
und dadurch ein sicheres Einschalten am Schwellwertschalter 15 bewirkt wird. Erreicht
dann die resultierende Spannung Uh den Ausschaltwert Ub, so erfolgt die Ausschaltung
des Schwellwertschalters 15. Die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren 17,
12, 8 werden in den Sperrzustand gebracht, woraufhin der über die Primärwicklung
5 geführte Strom unterbrochen und in der Sekundärwicklung 9 ein Hochspannungsstoß
induziert wird, der an der Zündkerze 10 einen elektrischen Überschlag zur Folge
hat. Gleichzeitig wird aber auch die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 32
nichtleitend und die berlagerungsspannung Ug von dem invertierenden Eingang 21 des
Operationsverstärkers 16 wieder abgeschaltet, so daß sich dort eine momentane Spannungsverminderung
und damit auch ein sicheres Ausschalten des Schwellwertschalters 15 ergibt.