DE3624047C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Zündungssystem für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist beim Stand der Technik im Gebiet der Brennkraft­ maschinen bekannt, daß magnetische Zündsysteme mit einem primären Zündspulenkreis einen Zündschalter aufweisen, der durch einen Steuerschalter gesteuert wird, welcher den pri­ mären Kreis zu einer bestimmten Zündzeit unterbricht, so daß daß eine Zündspannung in der sekundären Spule induziert wird. Dabei wird zum Zündzeitpunkt ein Steuersignal von einer Steuerschaltung zwischen dem Spannungsausgang des Zündgenerators und Masse über einen Spannungsteiler an einen Steuerschalter abgegeben. Ein bestimmter Punkt der Spannungskurve des Zündgenerators, der Zündreferenz­ punkt, wird von einem Detektor erfaßt, der dann das Si­ gnal abgibt. Mit Hilfe dieses Detektors und eines mit diesem verbundenen Steuerkreises können vorteilhafte Wirkungen bei der Zündzeitsteuerung erzielt werden.

Derartige magnetische Zündungssysteme sind aus der DE-OS 29 20 831 und der DE-OS 28 51 097 bekannt. Bei beiden bekannten Zündungssystemen ist zwischen dem Spannungsteiler und Masse ein Kondensator vorgesehen. Der Kondensator wird über einen Widerstand des Spannungs­ teilers aufgeladen und über weitere Widerstände des Spannungsteilers sowie über den Steuerschalter ent­ laden. Der Kondensator ist ein Teil eines Zeitglieds für die Ansteuerung des Steuerschalters. Aus der DE- OS 29 20 831 ist es zusätzlich bekannt, in Serie mit dem Zündschalter einen Begrenzungswiderstand vorzu­ sehen.

Ein weiteres magnetisches Zündungssystem ist aus der DE-OS 22 61 923 bekannt. Bei diesem bekannten Zündungs­ system kann parallel zu einem Magnetgenerator ein Dämpfungsglied angeschlossen werden, das aus einer Serienschaltung aus einer Diode und einem Kondensator gebildet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magneti­ sches Zündungssystem anzugeben bei dem die in der Zündspulen-Primärwicklung indizierte Spannung begrenzt wird, das ferner mit einer Temperaturkompensation versehen ist und das schließlich Doppelzündungen vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem magnetischen Zündungssystem der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das magnetische Zündungssystem gemäß der Erfindung ent­ hält 2 Steuerkreise, die beide beim Auftreten einer Spannung an der Primärwicklung den Steuerschalter und damit den Zündschalter auslösen und ihn in diesem Zustand während des verbleibenden vorherrschenden Primärstromimpulses halten.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Das magnetische Zündungssystem gemäß der Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild des Systems;

Fig. 2 im System auftretende Spannungen.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für eine Schaltungsanordnung des Zündsystems. Eine Zündenergieschaltung umfaßt eine primäre Windung 10 einer Zündspule 11, einen Zündtransistor 12 vom Darlington-Typ und einen Begrenzungswiderstand 13. Die Zündspule 11 weist einen Eisenkern 14 und eine sekundäre Win­ dung 15 auf, die eine hohe Spannung an eine Zündkerze 16 abgibt. Der Eisenkern ist dem Schwungrad 17 der Maschine mit einem Permanentmagneten 18 zugeordnet, der eine Spannung in der Windung 10 induziert.

Die erste Windung liefert eine induzierte Spannung U ₁ gemäß Fig. 2. Ein Strom fließt durch den Zündenergiekreis, sobald die Spannung einen positiven Wert annimmt. Während des posi­ tiven Spannungsteils wird ein Kondensator 19 über eine Diode 20 aufgeladen, die parallel zu dem Widerstand 13 und dem Zündtransistor 12 angeordnet ist. Die Kondensatorspannung U ₂ verläuft in etwa parallel zu der Spannung U ₁, da der Kondensator sehr klein ausgebildet ist. Er liegt parallel zu einem Spannungsteiler, der aus den Widerständen 21, 22 besteht. Eine Steuerspannung wird von dem Spannungsteiler an die Basis eines Steuertransistors 24 geführt, der ein NPN- Transistor ist. Bei der Spitze der Spannungskurve erreicht die Kontrollspannung die Schwellspannung des Steuertransi­ stors 24, der dann einen Strom durchschaltet, wodurch die Basisspannung des Zündtransistors 12 abnimmt. Dieser war im leitenden Zustand während des vorangegangenen anstei­ genden Teils der Spannungskurve U ₁, der aber nun auf Durch­ bruch kontrolliert wird, so daß der erste Strom in der Zündspule auf Null fällt und eine Zündspannung in der sekun­ dären Windung 15 induziert wird.

Eine Bedingung zur Realisierung derartiger Schaltkreise be­ steht darin, daß der Zündtransistor sättigungsgesteuert ist. Dies wird bei der vorliegenden Schaltung erreicht, indem ein Basiswiderstand 25 parallel zu dem in Serie mit dem Haupt­ stromweg des Zündtransistors geschalteten Widerstand 13 an­ geordnet wird. Der Widerstandswert des Widerstands 13 beträgt ungefähr 1 Ohm und die Durchbruchspannung des Kreises beträgt 2-3 A. Wenn der Zündtransistor Strom durchschaltet, fällt die Spannung an dem Reihenwiderstand ab. Dieser Spannungs­ abfall wird genutzt, um dem Zündtransistor einen ausreichen­ den Basisstrom über den Basiswiderstand 25 (ungefähr 220-690 Ohm) zu geben. Steigt der primäre Strom an, steigt ebenfalls der Spannungsabfall am Reihenwiderstand an und damit auch der Basisstrom. Durch die Sättigungssteuerung des Transistors wird seine thermische Belastung verringert.

Ein Problem, das bei derartigen Schaltkreisen auftritt, be­ steht darin, daß die Spannung im Zündkreis, die Primärspan­ nung, so hoch werden kann, daß die Funktion des Zündtransi­ stors gefährdet ist. Der Kreis sollte daher ein Spannungs­ begrenzungselement beinhalten. Die hier verwendete Lösung des Problems besteht darin, einen Kondensator parellel zum Zündtransistor anzuordnen.

Ein anderes bekanntes Problem bei Zündkreisen dieser Art ist die sogenannte falsche Zündauslösung, das heißt, daß der Zündvorgang blockiert wird, wenn der Zündfunke ausge­ löst ist, was dann geschieht, wenn die primäre Spannung vor­ übergehend negative Werte annimmt (in Fig. 2 als nach unten gerichtete, gestrichelt gezeichnete Spitze der Spannungs­ kurve).

Beide Probleme, die Spannungsbegrenzung und die falsche Zündauslösung, werden bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung gelöst, indem die Diode 20 und der Kondensator 19 in Reihe und beide parallel zu dem Zündtransistor 12 ge­ schaltet werden. Der Kapazitätswert des Kondensators liegt im Bereich von 10-47 nF und die Spannung beträgt bei jeder Zündungsladung ungefähr 250 V. Ist die primäre Spannung nega­ tiv oder fällt die primäre Spannung unter die Kondensatorspan­ nung, so wird diese Aufladung des Kondensators durch die Diode verhindert.

Da die Kondensatorspannung die Auslösespannung während des ganzen Zündvorgangs überschreitet, werden falsche Zündaus­ lösungen verhindert, da die Auslösespannung für den Steuer­ transistor von dem Kondensator genommen wird.

Die Schaltungsanordnung des Zündsystems enthält ferner einen zusätzlichen Steuerkreis, der einen Transistor 26, Widerstände 27, 28, 29 und eine Diode 30 zur Temperaturkompensation aufweist. Der Steuerkreis soll den Strom im Primärkreis als Funktion der Spannung am Begrenzungswiderstand 13 erfassen. Der Transistor 26 hat ähnlich wie der Steuertransistor 24 einen Schwellwert, bei dem er von einem hohen Widerstandsbereich auf einen niedrigen Widerstandsbereich umschaltet. Gemein­ samer Punkt der beiden Steuerkreise ist die Basis des Steuer­ transistors 24. Jeder der beiden Steuerkreise kann als Er­ stes eine Basisspannung erzeugen, die den Steuertransistor in den niedrigen Widerstandsbereich umschaltet und ihn in diesem Zustand während des verbleibenden vorherrschenden Primärstrompulses aufgrund der Entladung des Kondensators 19 durch den Widerstand 22 hält.

Die Spannungsbegrenzung wird, wie schon ausführlich dargelegt, durch den Kondensator 19 bewirkt, der die Spannung im Pri­ märkreis bei Unterbrechung desselben beschränkt. Die Schal­ tungskomponenten werden hierdurch gegen gefährliche Über­ spannungen geschützt. Darüber hinaus bewirkt die Anordnung des Kondensators, daß der Steuertransistor 24 während des restlichen Pulses nach der Zündung in den geringen Wider­ standsbereich geschaltet ist, da der Kondensator entladen ist und einen Steuerstrom liefert. Eine Rückkopplung zwi­ schen den Transistoren, die zu einer Doppelzündung führen würde, wird hierdurch vermieden.

Claims (4)

1. Magnetisches Zündungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einer eine Primär- und eine Sekundärwicklung aufweisenden Zünd­ spule, mit einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen, umlau­ fenden Permanentmagneten, der in der Primärwicklung eine Primär­ spannung in Form von Impulsen erzeugt, mit einem in Serie mit der Primärwicklung und einem Begrenzungswiderstand geschalteten Zünd­ schalter, wobei der Begrenzungswiderstand zwischen Primärwicklung und Zündschalter angeordnet ist, mit einer Steuerschaltung, die einen Steuerschalter zwischen der Steuerelektrode des Zündschal­ ters und dem Masse-Punkt der Zündspule einschließt, wobei die Steuerschaltung den Zündschalter während des ansteigenden Kurven­ teils der Spannungsimpulse in einem eingeschalteten Zustand hält, und mit einem Widerstand, der mit seinem einen Anschluß mit der Steuerelektrode des Steuerschalters und mit seinem anderen An­ schluß unmittelbar mit einem an dem Masse-Punkt der Zündspule angeschlossenen Kondensator und über ein Bauelement mit dem Span­ nungsausgang der Primärwicklung der Zündspule verbunden ist, da­ durch gekennzeichnet, daß als Bauelement zwischen dem Spannungs­ ausgang (U ₁) der Primärwicklung (10) der Zündspule (11) und dem der Begrenzung der in der Primärwicklung (10) der Zündspule (11) induzierten Spannung dienenden Kondensator (19) bzw. dem anderen Anschluß des Widerstands (21) eine in Richtung auf den Kondensa­ tor (19) stromführende Diode (20) vorgesehen ist, daß an dem Span­ nungsausgang (U ₁) der Primärwicklung (10) der Zündspule (11) der Eingang eines Transistors (26) angeschlossen ist, dessen Steuer­ elektrode mit dem mit dem Zündschalter (12) verbundenen Anschluß des Begrenzungswiderstands (13) verbunden ist, und dessen Aus­ gang mit der Steuerelektrode des Steuerschalters (24) verbunden ist, und daß zwischen dem Spannungsausgang (U ₁) der Primärwicklung (10) der Zündspule (11) und der Steuerelektrode des Transistors (26) eine Serienschaltung aus einen weiteren Widerstand (29) und einer in Richtung auf die Steuerelektrode stromleitenden weiteren Dio­ de (30) angeordnet ist.

2. Magnetisches Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Verbindungsweg zwischen der Steuerelek­ trode des Transistors (26) und dem Begrenzungswiderstand (13) ein dritter Widerstand (27) angeordnet ist.

3. Magnetisches Zündsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Transistors (26) über einen Widerstand (28) mit der Steuerelektrode des Steuerschalters (24) verbunden ist.

4. Magnetisches Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis einschließ­ lich der Diode (20) und des Widerstandes (21) beim Auf­ treten einer Spannung an der Primärwicklung die Aktivie­ rung des Steuerschalters (24) auslöst und daß der Steuer­ kreis einschließlich des Transistors (26) beim Auftreten des Stroms durch den Zündschalter (12) ebenfalls eine Aus­ lösung bewirkt.