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DE1134246B - Zuendanlage fuer Brennkraftmaschinen mit einer elektronischen Einrichtung zur Verstellung des Zuendzeitpunkts - Google Patents

Zuendanlage fuer Brennkraftmaschinen mit einer elektronischen Einrichtung zur Verstellung des Zuendzeitpunkts

Info

Publication number
DE1134246B
DE1134246B DEB47049A DEB0047049A DE1134246B DE 1134246 B DE1134246 B DE 1134246B DE B47049 A DEB47049 A DE B47049A DE B0047049 A DEB0047049 A DE B0047049A DE 1134246 B DE1134246 B DE 1134246B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ignition
internal combustion
ignition system
multivibrator
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB47049A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Richard Zechnall
Dr Heinrich Knapp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DEB47049A priority Critical patent/DE1134246B/de
Priority to GB39224/58A priority patent/GB903118A/en
Publication of DE1134246B publication Critical patent/DE1134246B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/155Analogue data processing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/155Analogue data processing
    • F02P5/1553Analogue data processing by determination of elapsed angle with reference to a particular point on the motor axle, dependent on specific conditions
    • F02P5/1556Analogue data processing by determination of elapsed angle with reference to a particular point on the motor axle, dependent on specific conditions using a stepped control, dependent on speed
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer elektronischen Einrichtung zur Verstellung des Zündzeitpunkts Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem in den Primärstromkreis einer Zündspule eingeschalteten Transistor, der im Zündzeitpunkt den aus einer Gleichstromquelle gelieferten Primärstrom der Zündspule unterbricht.
  • Es sind bereits Zündanlagen bekanntgeworden, bei denen im Zündzeitpunkt durch einen mechanisch betätigten Schalter oder einen von einem elektromagnetischen Steuergenerator erzeugten Stromimpuls ein vorher stromleitender Transistor gesperrt wird, der im Primärstromkreis einer Zündspule angeordnet ist. Es ist ferner bekannt, zwischen einem mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine oder deren Nockenwelle umlaufenden Steuergenerator und der Steuerelektrode eines elektronischen Schalters frequenzabhängige Schaltelemente anzuordnen, mit denen die vom Steuergenerator gelieferte Steuerspannung mit zunehmender Drehzahl phasenverschoben wird. Bei diesen bekannten Verstellvorrichtungen für den Zündzeitpunkt stimmt infolge der festen Kupplung des Generators mit der Kurbelwelle der Phasendrehwinkel und der Kurbelwellendrehwinkel im Fall der Spätzündung überein. Durch die Phasenverschiebung wird der Zündzeitpunkt bei höheren Drehzahlen in Richtung auf Frühzündung verstellt. Den bekannten Zündanlagen ist das gemeinsame Merkmal eigen, daß sowohl bei nockenbetätigter Auslösung des Zündzeitpunkts als auch bei Steuerung durch eine elektromagnetisch erzeugte Wechselspannung im gesamten Drehzahlbereich der Stromflußwinkel konstant bleibt, wobei unter dem Stromflußwinkel derjenige Winkel verstanden wird, den die Kurbelwelle jeweils zurücklegt, solange die Primärwicklung der Zündspule zur Vorbereitung des nächsten Zündzeitpunkts vom Primärstrom durchflossen wird. Dies bringt den Nachteil mit sich, daß bei steigenden Drehzahlen die für den Aufbau des magnetischen Feldes in der Zündspule zur Verfügung stehende Zeit stark verkürzt wird und deshalb die Zündleistung mit zunehmender Drehzahl kleiner wird.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Zündanlage zu schaffen, bei welcher sich auch bei hohen Drehzahlen eine ausreichend lange Magnetisierungszeit und damit eine weitgehend drehzahlunabhängige Zündleistung ergibt. Diese Aufgabe ist bei einer Zündanlage der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei welcher ein monostabiler Multivibrator in einem Steuerzeitpunkt, der um den maximalen Verstellwinkel vor dem oberen Totpunkt liegt, eingeschaltet wird und mit einer in Abhängigkeit von Drehzahl und Leistung veränderbaren Verzögerungszeit selbst ausschaltet und dabei einen Zündfunken auslöst, dessen Lage gegenüber dem oberen Totpunkt aus der jeweiligen veränderbaren Verzögerungszeit bestimmt wird. Beim Erfindungsgegenstand liegt daher der Steuerzeitpunkt früher als der früheste Frühzündungszeitpunkt, so daß zur last- und drehzahlabhängigen Zeitpunktregelung stets eine entsprechende Verzögerungszeit notwendig ist. Diese wird durch den Multivibrator bereitgestellt, der beim Zurückkippen den Zündfunken auslöst. Infolge der kurzen Verzögerungszeit ergibt sich eine bei hohen Drehzahlen ausreichend lange Magnetisierungszeit für die Zündspule und damit drehzahlunabhängige Zündleistung.
  • Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind nachstehend an Hand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Hochspannungszündanlage zum Betrieb einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine in ihrem elektrischen Schaltbild; Fig. 2, 3 und 4 zeigen Diagramme für die Verstellkennlinie der Zündanlage nach Fig. 1, Fig. 5 ein Schaubild zur Erklärung der Wirkungsweise der Zündanlage nach Fig. 1, Fig. 6 ein weiteres Diagramm zur Erklärung ihrer Wirkungsweise; Fig. 7 zeigt eine zweite Hochspannungszündanlage in ihrem elektrischen Schaltbild.
  • Die mit 10 bezeichnete Sechszylinderbrennkraftmaschine benötigt gemäß Fig.2 im Vollastbetrieb (geknickter Linienzug 11) einen Zündverstellwinkel a, der vom Wert 0 bei 500 U/min auf 10° bei 1250 U/min ansteigt, im Drehzahlbereich bis etwa 2250 U/min annähernd gleichbleibt und dann ungefähr geradlinig bis auf 25° bei 3000 U/min ansteigt. Bei Teillast (Linienzug 12) dagegen ist bereits bei 1000 U/min ein Verstellwinkel von etwa 25° erforderlich. Im Bereich von 1250 bis 3000 U/min kann er unverändert beibehalten werden und liegt dabei wesentlich über denjenigen Werten, die bei Vollast erforderlich sind.
  • Die im folgenden näher beschriebene Zündanlage ist so eingestellt, daß sie im Leerlauf eine größte Verzögerung von 25° ergibt und dadurch die auf 25° Vorzündung liegende Grundeinstellung kompensiert. Nach der in Fig.3 mit 13 bezeichneten Vollastkennlinie muß die Verzögerungseinrichtung bei 1250 U/min einen Verzögerungswinkel (3 von 15 ergeben, damit der noch verbleibende Voreilungswinkel a von 10° gemäß Fig. 2 erreicht wird.
  • Fig. 4 läßt nun erkennen, welche Verzögerungszeiten Z durch die elektronische Einrichtung erzielt werden müssen, damit die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Voreilungs- bzw. Verzögerungswinkel bei den jeweiligen Drehzahlen der Brennkraftmaschine erreicht werden können. Man ersieht aus Fig. 4, daß im Leerlauf bei einer Kurbelwellendrehzahl der Brennkraftmaschine von 500 U/min eine Verzögerungszeit von 8,4 m/sec erforderlich ist. Im Teillastbetrieb muß die Verzögerung gemäß der Kurve 15 so stark verkürzt werden, daß sie bereits bei 1000 U/min annähernd den Wert 0 hat, während sie im Vollastbetrieb bei gleicher Drehzahl immer noch 3 msee beträgt. Diese Verzögerungszeiten werden durch die im folgenden näher beschriebene Einrichtung erzielt.
  • Mit der in Fig. 1 und 7 bei 20 angedeuteten Nockenwelle der Brennkraftmaschine 10 ist die umlaufende Elektrode 21 eines Verteilers gekuppelt, dessen feststehende Elektroden 22 mit je einer der Zündkerzen 23 der Brennkraftmaschine über je ein Zündkabel 24 verbunden sind. In der Zeichnung ist der besseren übersichtlichkeit halber nur das von einer der feststehenden Elektroden zur Zündkerze des sechsten Zylinders führende Zündkabel dargestellt.
  • An die umlaufende Verteilerelektrode ist ein Wicklungsende der zusammen mit einer Primärwicklung 27 auf einen gemeinsamen Eisenkern 28 aufgebrachten Sekundärwicklung 29 einer Hochspannungszündspule angeschlossen. Die Primärwicklung 27 liegt mit ihrem einen Ende an einer Masseleitung 30, die zur Minusklemme einer mit 31 angedeuteten 12-V-Batterie führt, während ihr anderes Ende mit dem Kollektor eines Transistors 40 verbunden ist, dessen Emitter an der mit der Plusklemme der Batterie verbundenen Sammelleitung 32 liegt. Der Transistor 40 wird durch eine im folgenden näher beschriebene elektronische Kippeinrichtung gesteuert, die in der Zeichnung mit unterbrochenen Linien 35 umrahmt ist. Die Kippeinrichtung 35 liefert einen in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Drosselklappenstellung der Brennkraftmaschine 10 veränderbaren Impuls, dessen Ende den Zündungsaugenblick bestimmt.
  • Dieser Impuls setzt dann ein, wenn ein aus einem beweglichen Schaltarm 37 und einem zugehörigen Schaltnocken 38 bestehender Steuerschalter geschlossen wird. Der Schließungszeitpunkt dieses Schalters ist um einen Drehwinkel gegenüber dem Zündzeitpunkt versetzt, der größer ist als derjenige Bereich, innerhalb dessen der Zündzeitpunkt verstellt werden muß. Der Nocken 38 des Schalters sitzt auf einer Antriebswelle, die mit der Nockenwelle 20 über ein Getriebe 39 verbunden ist, das während je einer Umdrehung der Nockenwelle den Unterbrechernokken 38 sechsmal in seine Schließstellung bringt. In Reihe mit dem beweglichen Schaltarm 37 liegt ein an die Plusleitung 32 angeschlossener Widerstand 41 von 20 kOhm. Vom Verbindungspunkt dieses Widerstands mit dem beweglichen Schaltarm zweigt ein Koppelkondensator 42 von 0,025 J ab und führt einerseits zu einem Widerstand 43 von 5 kOhm und andererseits zu einem Gleichrichter 44 aus Silizium. An diesen ist außer der Basis B eines zur Kippeinrichtung 35 gehörenden Transistors 45 ein zur Plusleitung 32 führender Widerstand 46 von 5 kOhm und ein weiterer Widerstand 47 von 10 kOhm angeschlossen. Dieser liegt mit seinem anderen Ende am Kollektor K eines zweiten, ebenfalls zur Kippeinrichtung 35 gehörenden Transistors 50, der mit seinem Emitter unmittelbar an die Plusleitung 32 angeschlossen ist. In der Basisleitung des Transistors 50 liegt ein die Kippdauer der Kippeinrichtung beeinflussendes Zeitglied, bestehend aus einem Widerstand 51 von 100 kOhm und einem Kondensator 52 von 0,1 #iF sowie zwei mit dem Zeitglied in Reihe geschaltete Widerstände 53 und 54, von denen jeder einen Wert von 3 kOhm hat. Das Ende des Widerstandes 54 ist an einen in der Zeichnung mit P angedeuteten Verbindungspunkt angeschlossen, von dem ein zum Kollektor des Transistors 45 führender Widerstand 55 von 500 Ohm und ein zur Minusleitung 30 führender Widerstand 56 von 5 kOhm abzweigt. Der Emitter des Transistors liegt an einem Spannungsteiler aus einem an die Minusleitung 30 angeschlossenen Widerstand 57 von 5 kOhm und einem an die Plusleitung 32 angeschlossenen Widerstand 58 von 500 Ohm.
  • Zur Veränderung der Kippdauer des Kippgerätes 35 ist ein Steuergerät vorgesehen, das im wesentlichen folgende Hauptteile aufweist: Einen von der Nockenwelle 20 angetriebenen Wechselstromgenerator 60 mit einem auf der Nockenwelle 20 angeordneten umlaufenden Dauermagnet 61 und zwei feststehenden, von diesem bei seinem Umlauf induzierten Wicklungen 62 und 63, ferner vier in Graetz-Schaltung miteinander verbundene Gleichrichter 65, die auf einen Glättungskondensator 66 und ein an den Widerstand 54 angeschlossenes Potentiometer 67 arbeiten, sowie vier weitere in Graetz-Schaltung miteinander verbundene Trockengleichrichter 70, die an die andere Wicklung 62 des Generators angeschlossen sind und auf eine nichtlineare Brücke arbeiten. Diese besteht aus zwei Widerständen 71 und 72, die jeweils in zwei gegenüberliegenden Brückenzweigen angeordnet sind, während in den beiden anderen Brückenzweigen zwei Gleichrichter 74 und 75 liegen. Die mit ihrer einen Diagonale an die Gleichrichter 70 angeschlossene nichtlineare Brücke ist so abgestimmt, daß in ihrem anderen Diagonalzweig, mit dem sie parallel zum Widerstand 53 in das Kippgerät eingekoppelt ist, eine Spannung entsteht, die mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine zunächst etwa linear ansteigt, zwischen 1500 und 2000 U/min ein flaches Maximum von 0,7 V hat und dann im oberen Drehzahlbereich annähernd linear wieder auf 0 absinkt. Zur Erklärung der Wirkungsweise wird zunächst davon ausgegangen, daß sowohl die am Widerstand 54 von der Wicklung 63 und den Gleichrichtern 65 erzeugte Steuerspannung U 1 als auch die von der Wicklung 62 des Generators 60 am Widerstand 53 erzeugte Spannung U 2 den Wert 0 hat, obwohl die Brennkraftmaschine bei einer bestimmten Drehzahl läuft. Bei jeder Umdrehung des Steuernockens 38 wird dann der über den Widerstand 41 gehende Stromkreis geschlossen und der Koppelkondensator 42 über den Schaltarm 37 mit der Minusleitung 30 in Verbindung gebracht. Der in diesem Augenblick ungeladene Koppelkondensator 42 versucht, sich über den Widerstand 58, die Emitterbasisstrecke des Kollektors 45 und den Gleichrichter 44 auf die Spannung der Batterie 31 aufzuladen, wobei der einsetzende Ladestrom bewirkt, daß der vorher gesperrte Transistor 45 stromleitend wird und einen Kollektorstrom J1 von etwa 1,8 mA zu führen vermag. Dieser erzeugt am Widerstand 56 einen Spannungsabfall von 9 V und verschiebt dabei das Basispotential des Transistors 50 auf wesentlich höhere Werte als das an dessen Emitterelektrode liegende Potential der Plusleitung 32, weil in den Pausen zwischen zwei Schließungen des Schaltarms 37 der Transistor 50 stromleitend ist und sich der zum Zeitglied gehörende Kondensator 52 daher auf eine Spannung aufzuladen vermag, die durch das dann herrschende Emitterpotential von etwa 11 V und den am Entladewiderstand 51 des Zeitgliedes entstehenden Spannungsabfall bestimmt wird. Dieser beträgt .etwa 10 V und addiert sich zu dem im Schließungsaugenblick infolge des einsetzenden Kollektorstroms J 1 entstehenden Potential von 9 V des Punktes P, so daß das Basispotential des Transistors 50 auf 19 V angehoben wird und der Transistor 50 daher in seinen Sperrzustand gelangt. Gleichzeitig wird der in der Stromzuführungsleitung zur Primärwicklung 27 der Zündspule liegende Transistor 40 stromleitend und bewirkt, daß im Eisenkern 28 ein magnetisches Kraftfeld aufgebaut wird. Dieses erzeugt in der mit dem Verteiler verbundenen Sekundärwicklung 29 einen zur Zündung der Brennkraftmaschine ausreichenden Spannungsstoß, sobald der Transistor 40 wieder gesperrt wird, wenn die Kippeinrichtung 35 nach Ablauf ihrer durch das Zeitglied 51 und 52 bestimmten Kippdauer in ihren vor dem Schließen des Schaltarms 37 herrschenden Betriebszustand zurückkippt.
  • Dieses Zurückkippen erfolgt dann, wenn sich der Kondensator 52 von seiner anfänglichen Ladespannung von 10 V über den Widerstand 51 so weit entladen hat, daß trotz des Spannungsabfalls am Widerstand 56 das Potential der Basis des. Transistors 50 unter den Wert von 12 V absinkt. In diesem Augenblick wird der Transistor 50 wieder leitend und vermag über seinen mit 59 bezeichneten und einen Wert von 5 kOhm aufweisenden Kollektorwiderstand einen Strom J2 zu führen. Der dann am Widerstand 59 entstehende Spannungsabfall von etwa 10V bewirkt, daß der seither in stromleitendem Zustand gehaltene Transistor 45 in seinen Sperrzustand zurückkehrt.
  • Der eben beschriebene Vorgang ist in Fig.5 schaubildlich dargestellt. Mit t 1 ist derjenige Zeitpunkt bezeichnet, in dem der Schaltarm 37 vom Nocken 38 in seine Schließstellung gebracht und das Potential p des Verbindungspunktes P von seinem seitherigen Wert von 0,9 V durch den einsetzenden Kollektorstrom J 1 des Transistors 45 auf 9 V angehoben wird. Gleichzeitig erhöht sich das in Fig. 5 mit einer unterbrochenen Linie b angedeutete Potential der Basis des Transistors 50 auf 19 V, da dieses um den Wert der Ladespannung UL von 10 V des Kondensators 52 angehoben wird.
  • Wenn dagegen der Schleifer des Potentiometers 67, der mit der nicht dargestellten Drosselklappe der Brennkraftmaschine gekuppelt und außerdem über ein Gestänge mit einem ebenfalls nicht dargestellten Fußhebel zur Verstellung der Drosselklappe verbunden ist, bei Verstellung der Drosselklappe auf Teillast von seiner mit e bezeichneten Endstellung in die Nähe mit seiner mit a bezeichneten Anfangsstellung verschoben wird und dabei von der am Potentiometer 67 erzeugten, durch die Wicklung 63 des Generators 60 bereitgestellten Steuerspannung einen Teil U 1 von beispielsweise 2 V abgreift, wird das Potential der Basis des Transistors 50 um den gleichen Betrag erniedrigt, sobald der Schaltarm 37 schließt und den Transistor 45 stromleitend macht. Dies ist in Fig. 5 mit einer durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Kurve b' angedeutet. In diesem Falle erreicht das Basispotential bereits zu einem wesentlich früheren Zeitpunkt t3 den Wert des auf 12 V liegenden Emitterpotentials. Der Transistor 40 im Versorgungsstromkreis der Zündspule wird dann schon im Zeitpunkt t 3 gesperrt, so daß der Zündfunke ebenfalls in diesem früheren Zeitpunkt entsteht.
  • Parallel zur Zeitachse ist in Fig. 5 eine Skala für den Drehwinkel T der Brennkraftmaschine aufgetragen und dabei angenommen, daß die Brennkraftmaschine mit einer gleichbleibenden Drehzahl von 1500 U/min läuft. Zur Erklärung der Wirkungsweise ist ferner angenommen, daß einer der Kolben der Brennkraftmaschine in dem durch 360°-Kurbelwellenwinkel angedeuteten Zeitpunkt 14 seinen oberen Totpunkt erreicht. Dann ist bereits 10° vor Erreichung dieser oberen Totpunktstellung im Zeitpunkt t2 bei einem Drehwinkel 99 von 350° der Zündfunke durch Sperren des Transistors 40 erzeugt worden, während der noch wesentlich früher liegende Schließzeitpungt t l des Schaltarms 37 bei einem Drehwinkel (p von 308° liegt. Die vom Kippgerät 35 erzielte Verzögerung reicht dann vom Zeitpunkt t l bis zum Zeitpunkt t 2 und erstreckt sich über einen Kurbelwellendrehwinkel von 42°. Wenn dagegen die Brennkraftmaschine bei Teillast betrieben wird und der Abgriff des Potentiometers 67 gegen seine mit n bezeichnete Anfangsstellung verschoben ist, reicht bei gleicher Drehzahl der Brennkraftmaschine die Verzögerungszeit nur vom Zeitpunkt t 1 bis zum Zeitpunkt t 3. Gegenüber dem oberen Totpunkt bei 360° ergibt sich dann ein Voreilungswinkel a von 25°, weil die im Zeitpunkt t3 durch Sperren des Transistors 40 ausgelösten Zündfunken bei einem Drehwinkel (p von 335° auf die Zündkerzen der Brennkraftmaschine gelangen.
  • Während die Steuerspannung U 1 nur dann voll wirksam wird, wenn die Brennkraftmaschine unter voller Last läuft und daher der Schleifer des Potentiometers 67 auf seiner Endstellung e steht, ist die in der Wicklung 62 des Generators 60 erzeugte und in den Gleichrichtern 70 gleichgerichtete zweite Steuerspannung U2, die über die nichtlineare Brücke am Widerstand 53 in die Basisleitung des Transistors 50 eingekoppelt wird, auch bei Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine voll wirksam. Sie bewirkt, daß die durch das Kippgerät 35 erzeugte Verzögerungszeit Z gemäß Fig. 4 bei steigender Drehzahl von etwa 1250 Umdrehungen ab sich nicht in der mit einer unterbrochenen Linie 16 angedeuteten Kurve bei Vollastbetrieb fortsetzt. Die dargestellte Kurve der Verzögerungszeit geht vielmehr von dort ab mit einer stark verminderten Neigung bis etwa 2250 Umdrehungen weiter und deutet eine nur geringfügig kleiner werdende Verzögerungszeit an, die dann allerdings von Drehzahlen über 2250 U/min ab sich rasch auf den Wert 0 bei 3000 U/min vermindert. Nach Fig. 6 liefert die Wicklung 62 wegen des spannungsabhängigen Gesamtwiderstandes der nichtlinearen Brücke eine Steuerspannung U2, die im Drehzahlbereich unterhalb von 2000 U/min annähernd proportional mit der Drehzahl ansteigt, bei 2000 U/min ein flaches Maximum von etwa 0,65 V hat und dann ziemlich steil abfällt. Die Steuerspannung U 2 hat die in der Zeichnung durch einen Pfeil angedeutete Richtung. Sie addiert sich daher zur Ladespannung UE des Kondensators 52 und bewirkt, daß der Transistor 50 erst zu einem späteren, in Fig. 5 mit t 5 bezeichneten Zeitpunkt zurückkippt und dabei den Zündvorgang auslöst.
  • Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist eine mit den gleichen Bezugszeichen versehene Kippeinrichtung 35 vorgesehen, die jedoch auf den im Versorgungsstromkreis der Primärspule 27 liegenden Transistor 40 nur mittelbar einwirkt, und zwar über eine zweite Kippeinrichtung 80, die dazu bestimmt ist, den Transistor 40 zu steuern und diesen jeweils zur Erzeugung eines von der Drehzahl der Brennkraftmaschine in seiner Dauer unabhängigen, durch die Primärwicklung 27 gehenden Stromimpulses zu veranlassen. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich daher in vorteilhafter Weise von dem ersten Ausführungsbeispiel, weil die Primärspule 27 in der Anlage nach Fig. 7 mit Stromimpulsen gleichbleibender Länge versorgt wird, während dort die Stromimpulse mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine kürzer werden und daher die Höchstdrehzahl der Brennkraftmaschine durch die Ladezeitkonstante der Zündspule begrenzt wird. Dadurch wird die Zündspule auch bei niedrigen Drehzahlen nur mit der zur Bildung ausreichender Zündfunken notwendigen Energie gespeist und bei niedrigen Drehzahlen eine wesentliche Stromersparnis und bessere Ausnutzung des Transistors 40 erzielt.
  • Die Kippeinrichtung 80 ist über einen Koppelkondensator 81 von 1000 pF an die Kollektorelektrode des Eingangstransistors 45 der Kippeinrichtung 35 angeschlossen. Der Koppelkondensator führt zur Basis eines Transistors 85, zu einem mit der Plusleitung 32 verbundenen Widerstand 82 von 5 kOhm und zu einem Widerstand 83, der an die Kollektorelektrode eines zweiten, ebenfalls zur Kippeinrichtung 80 gehörenden Transistors 90 angeschlossen ist. An die den beiden. Kippeinrichtungen gemeinsame Minusleitung 30 ist ein Widerstand 86 von 5 kOhm, der zur Kollektorelektrode des Transistors 85 führt, sowie ein Widerstand 87 von ebenfalls 5 kOhm, der zusammen mit einem in die Emitterleitung des Transistors 85 eingeschalteten Widerstands 88 von 500 Ohm einen Spannungsteiler zur Bestimmung der Emittervorspannung des Transistors 85 bildet, und ferner ein Widerstand 89 angeschlossen, der die Kollektorelektrode des Transistors 90 mit der Minusleitung 30 verbindet. Die Basis des mit seiner Emitterelektrode unmittelbar an die Plusleitung 32 angeschlossenen Transistors 90 ist über ein Zeitglied mit dem Kollektor des Transistors 85 verbunden. Das Zeitglied besteht aus einem Kondensator 91 und einem dazu parallel geschalteten Entladewiderstand 92. Dieses Zeitglied bestimmt die Zeitdauer der über den Transistor 40 und die Primärwicklung 27 der Zündspule gehenden Stromimpulse, die bei ihrem Ende jeweils einen Zündspannungsstoß in der Hochspannungswicklung 29 erzeugen.
  • In Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ein Generator verwendet, dessen Läufer 61 mit der Nockenwelle 20 der Brennkraftmaschine gekuppelt ist und sechs sternförmig angeordnete Stabmagnete 61 aufweist. In Umfangrichtung des Läufers zeigen die Stabmagnete in ihren freien Enden abwechslungsweise Nord- und Südpole. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind zwei Wicklungen 62 und 63 vorgesehen, die mit je einer Gleichrichter-Grenz-Schaltung aus vier Gleichrichtern 65 bzw. 70 verbunden sind und an Widerständen 54 und 53 in der Basisleitung des zum ersten Kippgerät 35 gehörenden Transistors die erforderlichen Steuerspannungen U 1 und U2 zur Änderung der Kippdauer des Kippgeräts liefern. Sie sitzen auf jeweils einem von zwei Ankern 96 und 97, von denen jeder einem anderen Polpaar des Läufers 61 gegenübersteht. Das dritte Polpaar des Läufers durchsetzt in der gezeichneten Stellung einen dritten Anker 98, auf dem eine Wicklung 99 sitzt, deren Enden mit vier untereinander ebenfalls in Graetzschaltung angeordneten Trockengleichrichtern 100 verbunden sind. Bei jedem Umlauf des Läufers 61 entstehen in der Wicklung 99 sechs Spannungsstöße von abwechselnder Polarität. Diese sind in der Zeichnung mit 101 angedeutet und werden in den Gleichrichtern 100 derart gleichgerichtet, daß an der Basis des Transistors 45 Spannungsstöße von der mit 102 angedeuteten Form entstehen. Jeder dieser Spannungsstöße bewirkt, daß der vorher gesperrte Transistor 45 stromleitend wird und dabei den vorher geöffneten Transistor 50 sperrt. In der oben angegebenen Weise kehrt der Transistor 45 erst dann nach einer durch die Steuerspannungen U 1 und U2 bestimmten Verzögerungszeit in seinen Ruhezustand zurück, wenn sich das aus dem Widerstand 51 und dem Kondensator 52 bestehende Zeitglied so weit entladen hat, daß das Potential der Basis des Transistors 50 unter dessen Emitterpotential abgesunken ist. Sobald der Transistor 45 in seinen Sperrzustand durch den Transistor 50 zurückgesteuert wird, bekommt gleichzeitig der Eingangstransistor 85 des zweiten Kippgerätes 80 über den Koppelkondensator 81 einen Steuerimpuls. Dieser Impuls bewirkt, daß der vorher gesperrte Transistor 85 stromleitend wird und den vorher stromleitenden Transistor 90 über das aus dem Kondensator 91 und dem parallel geschalteten Widerstand 92 bestehende Zeitglied sperrt. Gleichzeitig wird auch der vorher gesperrte Transistor 40 in der Stromzuführungsleitung zur Primärspule 27 stromleitend. Der dann über den Transistor 40 gehende Strom erzeugt in der Zündspule ein Magnetfeld, das so lang aufrechterhalten wird und erst dann unter Bildung eines Zündspannungsstoßes in der Sekundärwicklung 29 zusammenbricht, wenn der Transistor 85 und gleichzeitig mit ihm der Transistor 40 nach Ablauf der Entladung des Kondensators 91 vom Transistor 90 in den anfänglichen Sperrzustand zurückgesteuert wird.

Claims (13)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem in den Primärstromkreis einer Zündspule eingeschalteten Transistor, der im Zündzeitpunkt den aus einer Gleichstromquelle gelieferten Primärstrom der Zündspule unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß ein monostabiler Multivibrator in einem Steuerzeitpunkt, der um den maximalen Verstellwinkel vor dem oberen Totpunkt liegt, eingeschaltet wird und mit einer in Abhängigkeit von Drehzahl und Leistung veränderbaren Verzögerungszeit selbst ausschaltet und dabei einen Zündfunken auslöst, dessen Lage gegenüber dem oberen Totpunkt aus der jeweiligen veränderbaren Verzögerungszeit bestimmt wird.
  2. 2. Zündanlage nach Anspruch 1 mit einem wenigstens zwei Transistoren enthaltenden Multivibrator, die im Steuerzeitpunkt aus ihrem stabilen Betriebszustand in ihre unstabile Kipplage gesteuert werden, in der sie durch die Lade- bzw. Entladezeit eines zwischen ihnen wirksamen elektrischen Zeitgliedes während der Verzögerungszeit gehalten werden und dann selbsttätig in ihren stabilen Betriebszustand zurückkehren, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Steuerelektrode eines der Transistoren (50) des Multivibrators verbundene Zeitglied (51 und 52) an eine mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine veränderbare Spannung (U1, U2) angeschlossen ist.
  3. 3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Drehzahl veränderbare Spannung außerdem in Abhängigkeit von der Last der Brennkraftmaschine änderbar ist.
  4. 4. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Brennkraftmaschine gekuppelter Stromerzeuger (60) vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine steigt und dem Zeitglied der Kippeinrichtung zugeführt ist.
  5. 5. Zündanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromerzeuger (60) an ein Potentiometer (67) angeschlossen ist, dessen Abgriff mit dem Zeitglied (51 und 52) verbunden und in Abhängigkeit von der Last der Brennkraftmaschine verstellbar ist.
  6. 6. Zündanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromerzeuger (60) zwei voneinander unabhängige Wicklungen (62 und 63) hat, von denen die eine (63) mit dem Potentiometer (67), die andere (62) mit dem Eingang einer nichtlinearen Brücke (71, 72, 74, 75) verbunden ist, an deren Ausgang das Zeitglied des Multivibrators angeschlossen ist.
  7. 7. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Multivibrator (35) mit in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine veränderbarer Kippdauer ein zweiter Multivibrator (80) mit unveränderbarer Kippdauer vorgesehen ist, der zur Steuerung eines in den Versorgungsstromkreis der Zündspule (27, 28, 29) eingeschalteten Transistors (40) dient und mit dem Eingangstransistor (45) des ersten Multivibrators (35) derart verbunden ist, daß sie erst dann zur Erzeugung einer an ihrem Ende einen Zündstromstoß auslösenden Kippschwingung aus ihrem stabilen Betriebszustand in ihre unstabile Kipplage gesteuert wird, wenn der erste Multivibrator am Ende seiner in der Kippdauer veränderbaren Kippschwingung in seinen stabilen Betriebszustand zurückkehrt. B.
  8. Zündanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (Basis) des Eingangstransistors (85) des zweiten Multivibrators mit dem Kollektor des Eingangstransistors (45) des ersten Multivibrators verbunden ist.
  9. 9. Zündanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Eingangstransistoren (45 und 85) ein Kondensator von etwa 1000 pF angeordnet ist.
  10. 10. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Brennkraftmaschine gekuppelter induktiver Geber vorgesehen ist, der im Steuerzeitpunkt den Multivibrator aus seinem stabilen Betriebszustand in seine unstabile Kipplage bringt.
  11. 11. Zündanlage nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (61) des Stromerzeugers mit wenigstens einem umlaufenden Dauermagnet (95) besetzt ist, der mit einer im Stromerzeuger angeordneten und an die Basis des Eingangstransistors (45) des Multivibrators (35) angeschlossenen dritten Wicklung (99) zusammenarbeitet.
  12. 12. Zündanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Wicklung an die Wechselspannungsdiagonale einer aus vier in Grätz-Schaltung verbundenen Gleichrichtern bestehenden Brücke angeschlossen ist, deren Gleichspannungsdiagonale mit dem Eingangstransistor (45) verbunden ist.
  13. 13. Zündanlage nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer des Stromerzeugers mit einer der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entsprechenden Anzahl von schmalen, radial stehenden Dauermagneten (95) besetzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 658 615, 958 971; USA.-Patentschriften Nr. 2 809 344, 2 735 296, 2 666 325, 2 645 751, 2 605 306; französische Patentschrift Nr. 1137 949; Französische Zeitschrift: »Electroniqueindustrielle«, S. 2 bis 6, März/April 1957; FTZ, 1954, S. 581 bis 588.
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