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Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei welcher eine
Gleichspannungsquelle mit dem Zündtransformator über einen als Schalter dienenden Transistor verbindbar ist, dessen Schaltfrequenz durch einen Pulsgenerator, beispielsweise einen astabilen Multivibrator, bestimmbar ist.
Bei herkömmlichen Zündvorrichtungen wird die auf der Primärseite des Zündtransfbrmators bereitgestellte
Zündenergie durch öffnen des Unterbrechers im Stromkreis auf die Sekundärseite übertragen. Die vom
Zündtransformator für jeden Zündvorgang zur Verfügung gestellte Zündenergie ist aber begrenzt, u. zw. unter anderem durch die für den Aufbau des Magnetfeldes im Zündtransformator jeweils zur Verfügung stehende Zeit zwischen zwei Zündungen, die zwangsweise von der Motordrehzahl abhängt. Die abgegebene Zündenergie ist durch rein elektrische Vorgänge festgelegt und nimmt auf verbrennungstechnische Belange keine Rücksicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung zu schaffen, durch die für jeden Zündvorgang eine verhältnismässig sehr grosse, willkürlich variable Zündenergie zur Verfügung gestellt wird, wobei Zündspannung und Zündstrom, sowie ihre Dauer und ihr Beginn unabhängig voneinander in weiten Grenzen willkürlich veränderbar sind. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass Brennstoff-Luft-Gemische, speziell bei grossem Luftüberschuss, dann besser gezündet werden, wenn die Zündenergie relativ zu der Energie, die herkömmliche Zündvorrichtungen abgeben können, um ein Vielfaches höher ist. Ausserdem hat sich gezeigt, dass es von Vorteil ist, zur Unterstützung der Verbrennung nach eingeleiteter Zündung weitere Funkenergie an das Brennstoff-Luft-Gemisch im Brennraum abzugeben.
Die Zumessung der elektrischen Energieabgabe an den Brennraum muss in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand des Motors frei programmierbar sein.
Aus der österr. Patentschrift Nr. 250097 ist eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem transistorisierten steuerbaren unsymmetrischen astabilen Multivibrator bekannt, der einen im Primärkreis des Zündtransformators liegenden Schalttransistor steuert, wobei die Stromunterbrechung im Primärkreis während der Zündimpulsdauer zum mehrmaligen Induzieren einer Hochspannung in der Sekundärwicklung des Zündtransformators und zum Auslösen eines Zündimpulses mit mehreren Funken aus einer Zündkerze mindestens eines Zylinders mehrmals erfolgt. Zum Ein-und Ausschalten des astabilen'Multivibrators wird der Basiskreis seiner beiden Transistoren oder der Kollektorkreis eines Transistors mit einem von der Brennkraftmaschine gesteuerten Kontakt oder kontaktlosen Geber beeinflusst.
Im letzteren Falle kann im Geberstromkreis ein phasenschiebendes Netzwerk vorgesehen sein, das einerseits die Vorzündung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl beeinflusst und anderseits verstellbare Elemente, z. B. einstellbare Widerstände, enthalten kann. Der auf diese Weise erzielbare Regelbereich für den Zündspannungsbeginn ist klein und die Zündzeitdauer ist mit dieser bekannten Schaltung überhaupt nicht beeinflussbar ; dazu müssten an der Nockenform des Unterbrecherkontaktes bzw. am kontaktlosen Geber Änderungen vorgenommen werden. Als Kompromisslösung ist bei der bekannten Zündvorrichtung eine Zündzeitdauer eingestellt, die nicht länger ist, als es einem Winkel von 45 an der Kurbelwelle entspricht.
Die Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile der bekannten Konstruktion zu vermeiden und weitergehende Einstellmöglichkeiten zu schaffen, und besteht im wesentlichen darin, dass bei einer Zündvorrichtung der eingangs erwähnten Art für das Ein- und Ausschalten des Pulsgenerators zwei monostabile Multivibratoren vorgesehen sind, deren jeweilige Zeitdauer des instabilen Zustandes in einstellbarem Masse von Betriebs- und Umweltparametern bestimmbar ist.
Dadurch können zum Einleiten eines Arbeitstakte der Brennkraftmaschine der Zündspannungsbeginn sowie die Zündzeitdauer (und damit die Anzahl unmittelbar aufeinanderfolgender Zündfunken) unabhängig voneinander innerhalb eines weiten Bereiches verändert werden, so dass nach verbrennungstechnischen Gesichtspunkten für jeden Betriebsfall die optimale Energie zur Entzündung und Verbrennung dem Brennstoff-Luftgemisch zugeführt wird.
Das Einleiten jedes Zündvorganges kann in üblicher Weise durch einen mechanisch betätigten Unterbrecher oder aber durch kontaktlose Ansteuerung bestimmt werden.
Vorzugsweise sind die den Zündspannungsbeginn und die Zündzeitdauer bestimmenden monostabilen Multivibratoren über Stellglieder, z. B. Potentiometer, in Abhängigkeit von mittelbar oder unmittelbar gemessenen bzw. festgestellten Betriebs- und gegebenenfalls Umweltdaten beeinflussbar. Dabei können die über die Stellglieder, z. B. die Potentiometer, eingeführten Stellgrössen die Drehzahl und/oder die Stellung der Drosselklappe und/oder die Grösse der Luftdüse des Vergasers und/oder der Unterdruck in der Ansaugleitung sein.
Von den Umweltdaten kommen als Stellgrössen insbesondere die relative Luftfeuchtigkeit und/oder die Lufttemperatur und/oder der Luftdruck in Frage.
Zur Erzielung eines möglichst geringen Schadstoffgehaltes in den Abgasen der Brennkraftmaschine sind die
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und/oder. unverbrannten Kohlenwasserstoffen.-
Typische Werte der variablen Ausgangsdaten der erfindungsgemässen Zündvorrichtung sind für die Leerlpufzündspannung 25 bis 40 kV, für die Zündleistung 100 bis 700 mJ/ms und für die Dauer der Zündenergieerzeugung 0, 5 bis 25 ms. Durch die Ausnutzung dieser Merkmale wird eine gewünschte Beeinflussung auf den in der Brennkraftmaschine stattfindenden Verbrennungsprozess und auf die Beschaffenheit bzw. die Zusammensetzung der Verbrennungsgase erreicht.
Die Nebenschlusswiderstände in den Zündkerzen, verursacht durch Verbrennungsrückstände, haben nur geringen Einfluss.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Zündvorrichtung gemäss der Erfindung dargestellt. Es zeigt schematisch : Fig. 1 das Blockschaltbild ; Fig. 2 das Schaltbild und die Fig. 3a bis 3k Impulsdiagramme. Das Blockschaltbild soll den Überblick erleichtern und ist mit den Fig. 2 und 3 gemeinsam beschrieben.
Die Zündvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 ist über die Plusleitung --1-- und Minusleitung --2-- an
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--5-- mit- 14 und 15--, der die Aufgabe hat, die Schaltfrequenz des Gleichspannungswandlers --20-- als Überlagerungsstörung der Gleichspannungsversorgung an der Klemme --19-- von der Gleichspannungsquelle - fernzuhalten. Die Grenzfrequenz des Siebgliedes-12-wird durch die Drossel --13-- und den Kondensator --14-- bestimmt, während der Kondensator --15-- hochfrequente Einstreuungen unterbindet.
Die Ausgangsklemme-18-des Siebgliedes-12-ist mit der Eingangsklemme --19-- des Gleichspannungswandlers--20--zur Plusversorgung verbunden.
Der Gleichspannungswandler --20-- ist über die Klemme --21-- mit der Minusleitung--2-- verbunden. Im Beispielfall ist der Gleichspannungswandler--20--ein an sich bekannter Gegentaktwandler. Es kann aber auch ein Eintaktwandler Verwendung finden. Der Gleichspannungswandler--20--hat die Aufgabe,
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--3-- aufEingangsklemme--23--eines an sich bekannten Stromreglers--24--verbunden.
Der negative Bezugspunkt des Stromreglers--24--ist über die Verbindung der Klemme --25-- mit der Minusleitung-2-hergestellt. Der Istwert des zu regelnden Verbraucherstromes wird am Widerstand --26-- als Spannungswert abgegriffen. Die Sollwertvorgabe erfolgt über Stellglieder-27, 28, 29--, die beim Ausführungsbeispiel Potentiometer sind, wobei das Stellglied --27-- in Abhängigkeit vom Zündzeitpunkt und das Stellglied --29-- in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Benzin-Luftverhältnisses betätigt wird. Die Ausgangsklemme --30-- des Stromreglers --24-- ist mit der Eingangsklemme --31-- eines an sich bekannten Spannungsreglers-32-verbunden.
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Spannungsreglers--32--Zündtransformators--38--.
Der Kern des Transformators --38-- besteht aus zwei ohne Luftspalt zusammengefügten U-förmigen Hälften aus Ferritmaterial.
Die Klemme --39-- der Primärwicklung --37-- des Zündtransformators --38-- wird über die Klemmen--40, 41--der Schaltstufe--42--auf den negativen Bezugspunkt --34-- des Stromreglers --24-- und den negativen Bezugspunkt--33--des Spannungsreglers--32--geschaltet. Die Schalthäufigkeit des EIN- oder AUS-Zustandes der Schaltstufe --42-- wird durch den Pulsgenerator--43-in Verbindung mit den monostabilen Multivibratoren--44, 45--und dem Zündzeitpunktgeber --46-bestimmt. Durch das Schalten der Schaltstufe--42--wird in der Primärwicklung --37-- eine Spannung
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--47-- des- ist über den Entkopplungswiderstand --60-- und über die Klemme --61-- mit der Ausgangsklemme --62-- des Pulsgenerators --43-- verbunden.
Der Pulsgenerator --43-- arbeitet als astabiler Multivibrator. Das Potentiometer --63-- erlaubt eine Frequenzvariation des Pulsgenerators--43-zwischen etwa 1 und 20 kHz zur Optimierung der Schaltfrequenz auf das Übertragungsverhalten des Zündtransformators--38--. Der Pulsgenerator --43-- ist aus logischen Schaltungen in integrierter Technik aufgebaut. Über die Klemme--64--des Pulsgenerators--43--wird mit der Leitung--65--der logische Bezugspunkt herangeführt. Der Pulsgenerator--43--wird über den monostabilen Multivibrator --44-- für vorwählbare Zeitintervalle ein- und ausgeschaltet. Der Schaltbefehl kommt über die Verbindung der Klemme - des Pulsgenerators-43-mit der Klemmendes monostabilen Multivibrators-44-.
Fig. 3a zeigt das Impulsdiagramm für die Klemme--62--, Fig. 3b das Impulsdiagramm für die Klemme --67--.
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Der monostabile Multivibrator--44--ist aus logischen Schaltungen in integrierter Technik aufgebaut.
Über die Klemmendes monostabilen Multivibrators --44-- wird mit der Leitung --65-- der logische Bezugspunkt herangeführt. Die Sollwertvorgabe für die Einschaltzeitdauer des monostabilen Multivibrators erfolgt über die Stellglieder-69, 70,71, 72--, die beim Ausführungsbeispiel Potentiometer sind, wobei das Stellglied --69-- in Abhängigkeit von der Drehzahl, das Stellglied--70--in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe, das Stellglied--71--in Abhängigkeit vom Zündzeitpunkt und das Stellglied --72-- in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Benzin-Luftverhältnisses betätigt wird.
Der monostabile Multivibrator --44-- wird über die Verbindung seiner Klemme --73-- mit der Klemme --74-- des monostabilen Multivibrators--45--eingeschaltet.
Der monostabile Multivibrator --45-- ist aus logischen Schaltungen in integrierter Technik aufgebaut. über die Klemme--75--des monostabilen Multivibrators--45--wird mit der Leitung--65--der logische Bezugspunkt herangeführt. Fig. 3c zeigt das Impulsdiagramm an der Klemme-74--. Die Zeitverzögerung, die durch den monostabilen Multivibrator --45-- für den Beginn der Zündenergie-Erzeugung eingeführt wird, ist veränderbar.
Die Sollwertvorgabe erfolgt über die Stellglieder--76, 77, 78--, die beim Ausführungsbeispiel Potentiometer sind, wobei das Stellglied --76-- in Abhängigkeit von der Drehzahl, das Stellglied--77--in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe und das Stellglied--78--in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Benzin-Luftgemisches betätigt wird.
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Zündzeitpunktgebers-46--eingeschaltet.--81-- mit der Minusleitung --2-- hergestellt. Für die monostabilen Multivibratoren-44, 45-wird der negative Bezugspunkt über die Verbindungen der Klemmen-82, 83-mit der Minusleitung--2- hergestellt. Der Zündzeitpunktgeber--46--dient zur Einleitung des Zündvorganges.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein herkömmlicher Unterbrecherschalter--86--gezeichnet, der durch einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nocken--87--in Abhängigkeit des Kurbelwinkels betätigt wird. Die Einleitung des Zündvorganges wird in herkömmlicher Weise durch das öffnen des Unterbrecherschalters -86-- erreicht. Da das öffnen und Schliessen des Unterbrecherschalters --86-- von einem Kontaktprellen begleitet ist, muss zur Einhaltung des eindeutigen Öffnungszustandes der erste Öffnungsaugenblick erkannt werden.
Dies wird durch eine Kontrollogik erreicht, die aus einem monostabilen Multivibrator --96-- und logischen Schaltungen--95, 97 und 135--in Verbindung mit dem Kondensator--98--besteht. Der Widerstand --88-- sorgt für einen Querstrom über den Unterbrecherschalter--86--, solange er sich in geschlossenem Zustand befindet, um eine Oxydation des Kontakts zu vermeiden. Der Querstrom hat einen Wert von 20 bis 100 mA, vorzugsweise 50 mA.
Die Drossel--91--verhindert in Verbindung mit dem Widerstand --92-- und der Z-Diode--93--die Zuleitung von Störfrequenzen. öffnet der Unterbrecherschalter --86--, so erfolgt an Klemme --89-- ein Spannungsübergang vom Potential der Minusleitung--2--auf das Potential der Plusleitung --1--, verringert um den Spannungsabfall an dem Widerstand--88--. Der Spannungsübergang von Minus nach Plus gelangt an die logische Schaltung--95--, nämlich ein als Inverter
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--94-- inMultivibrators --96-- an der Klemme --99-- mit dem zweiten Eingang der logischen Schaltung-97--, nämlich einem NAND-Gatter, verbunden.
Der Ausgang des NAND-Gatters-97-ist über das als Inverter geschaltete NAND-Gatter --135-- mit der Klemme--80--des Zündzeitpunktgebers--46--zur Einschaltung des monostabilen Multivibrators--45--an der Klemme--79--verbunden. Das Impulsdiagramm der Klemme --94-- ist in Fig. 3g, das der Klemme-90-in Fig. 3f, das der Klemme - -99-- in Fig. 3e und das der Klemme --80-- in Fig. 3d gezeigt.
Aus den Impulsdiagrammen Fig. 3a bis 3k ist der Funktionsablauf in Zuordnung zu den in Fig. l als Blöcke veranschaulichten Teilen der Zündvorrichtung zu ersehen.
In Fig. 3e bis 3g ist jeweils in der ersten Hälfte des Impulsdiagramms ein prellfreier Betrieb des Unterbrecherschalters--86--und in der zweiten Hälfte die Verhinderung des Öffnungs- und Schliessprellens gezeigt. Spannungseinbrüche bei den logischen Übergängen werden durch den Kondensator--98--
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Zündzeitpunktgebers--46--und--107--, den Kondensatoren--108, 109, 110--und dem Vorwiderstand--111--der Z-Diode--112--. Die Drossel--107--mit den Kondensatoren--108, 109--ist als Tiefpass in 1T-Schaltung ausgeführt. Der Tiefpass soll Überlagerungsstörungen der Gleichspannungsversorgung von der Versorgungsleitung der monostabilen
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45--,Kondensator--110--unterbindet hochfrequente Einstreuung.
Die Z-Diode--112--mit dem Vorwiderstand --111-- verhindert Überspannungen an den Klemmen--103, 104--des Siebgliedes--102--.
Die an der Sekundärwicklung--47--des Zündtransformators--38--an den Klemmen--114 und 113-mit Verbindung zur Minusleitung-2-abgegriffene Hochspannungs-Wechselspannung, deren Frequenz durch den Pulsgenerator --43-- und deren wirksame Dauer durch den monostabilen Multivibrator-44bestimmt sind, wobei die Auslösung durch den Zündzeitpunktgeber--46--in Verbindung mit dem monostabilen Multivibrator --45-- erfolgt, wird über die Gleichrichterstrecke-116-mit den Klemmen - -115, 117-- und den Zündverteiler --118-- mit den Klemmen --119 und 120 bis 123--, den Zündkerzen, im dargestellten Beispiel vier Zündkerzen, zugeführt.
Über die Klemme --128-- sind die
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in Tätigkeit. Zur Erfüllung der geschilderten Funktion, dargestellt in Fig. 3, sind ihrem Ausgang invertierende Gatter, u. zw. Gatter--136--im monostabilen Multivibrator --45-- und Gatter --137-- im monostabilen Multivibrator-44--, nachgeschaltet.
Die dargestellte Logik bezieht sich auf integrierte Schaltkreise der Serie C-MOS. Sie zeichnet sich durch besonders hohe Störspannungsunterdrückung aus. Da auch ihre Versorgungsspannung in weiten Grenzen schwanken kann, kann die Gleichspannungsversorgung von einer Gleichspannungsquelle --3-- mit unterschiedlicher Ausgangsspannung, z. B. einem Akkumulator, erfolgen. Andere Logik-Baureihen sind ebenfalls mit hoher Störspannungsunterdrückung lieferbar, lassen aber keine so grosse Variation ihrer Gleichspannungsversorgung zu. Bei ihrem Einsatz müssen Regeleinheiten, möglicherweise in Verbindung mit einem Gleichspannungswandler, eingesetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei welcher eine Gleichspannungsquelle mit dem Zündtransformator über einen als Schalter dienenden Transistor verbindbar ist, dessen Schaltfrequenz durch einen Pulsgenerator, beispielsweise einen astabilen Multivibrator, bestimmbar ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass für das Ein- und Ausschalten des Pulsgenerators (43) zwei monostabile Multivibratoren (44,45) vorgesehen sind, deren jeweilige Zeitdauer des instabilen Zustandes in einstellbarem Masse von Betriebsund Umweltparametern bestimmbar ist.
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The invention relates to an ignition device for an internal combustion engine, in which a
DC voltage source can be connected to the ignition transformer via a transistor serving as a switch, the switching frequency of which can be determined by a pulse generator, for example an astable multivibrator.
In conventional ignition devices, that is provided on the primary side of the ignition transformer
Transfer ignition energy to the secondary side by opening the circuit breaker. The ones from
Ignition transformer provided ignition energy for each ignition process is limited, u. zw. Among other things, by the time available between two ignitions for the build-up of the magnetic field in the ignition transformer, which inevitably depends on the engine speed. The ignition energy released is determined by purely electrical processes and does not take any combustion-related issues into account.
The invention is based on the object of creating an ignition device by means of which a comparatively very large, arbitrarily variable ignition energy is made available for each ignition process, with ignition voltage and ignition current, as well as their duration and their start being independently variable within wide limits. The invention is based on the knowledge that fuel-air mixtures, especially with a large excess of air, are ignited better if the ignition energy is many times higher than the energy that conventional ignition devices can emit. It has also been shown that it is advantageous to emit additional radio energy to the fuel-air mixture in the combustion chamber to support the combustion after ignition has been initiated.
The metering of the electrical energy output to the combustion chamber must be freely programmable depending on the current operating state of the engine.
From the Austrian patent specification No. 250097 an ignition device for an internal combustion engine with a transistorized controllable asymmetrical astable multivibrator is known, which controls a switching transistor located in the primary circuit of the ignition transformer, the current interruption in the primary circuit during the ignition pulse duration to induce a high voltage in the secondary winding of the Ignition transformer and to trigger an ignition pulse with several sparks from a spark plug of at least one cylinder takes place several times. To switch the astable multivibrator on and off, the base circuit of its two transistors or the collector circuit of a transistor is influenced by a contact or contactless transmitter controlled by the internal combustion engine.
In the latter case, a phase-shifting network can be provided in the encoder circuit, which on the one hand influences the pre-ignition as a function of the engine speed and on the other hand adjustable elements such. B. adjustable resistors may contain. The control range for the start of the ignition voltage that can be achieved in this way is small and the ignition time duration cannot be influenced at all with this known circuit; to do this, changes would have to be made to the cam shape of the interrupter contact or to the contactless encoder. As a compromise solution, an ignition time period is set in the known ignition device which is no longer than an angle of 45 ° on the crankshaft.
The invention aims to avoid the disadvantages of the known construction and to create further setting options, and essentially consists in the fact that in an ignition device of the type mentioned, two monostable multivibrators are provided for switching the pulse generator on and off, their respective duration the unstable state can be determined to an adjustable extent by operating and environmental parameters.
As a result, the start of the ignition voltage and the duration of the ignition (and thus the number of immediately consecutive ignition sparks) can be changed independently of one another within a wide range to initiate a working cycle of the internal combustion engine, so that, according to combustion-related aspects, the optimum energy for ignition and combustion in the fuel-air mixture for every operating case is fed.
The initiation of each ignition process can be determined in the usual way by a mechanically operated interrupter or by contactless control.
The monostable multivibrators that determine the start of the ignition voltage and the duration of the ignition are preferably controlled via actuators, e.g. B. potentiometer, can be influenced as a function of indirectly or directly measured or ascertained operating and possibly environmental data. The via the actuators, for. B. the potentiometer, introduced manipulated variables, the speed and / or the position of the throttle valve and / or the size of the air nozzle of the carburetor and / or the negative pressure in the intake line.
Of the environmental data, the relative humidity and / or the air temperature and / or the air pressure can be considered as manipulated variables.
To achieve the lowest possible pollutant content in the exhaust gases of the internal combustion engine are the
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and or. unburned hydrocarbons.
Typical values of the variable output data of the ignition device according to the invention are 25 to 40 kV for the no-load ignition voltage, 100 to 700 mJ / ms for the ignition power and 0.5 to 25 ms for the duration of the ignition energy generation. By utilizing these features, a desired influence on the combustion process taking place in the internal combustion engine and on the nature or composition of the combustion gases is achieved.
The shunt resistances in the spark plugs, caused by combustion residues, have only a minor influence.
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In the drawings, an embodiment of the ignition device according to the invention is shown. It shows schematically: FIG. 1 the block diagram; 2 shows the circuit diagram and FIGS. 3a to 3k pulse diagrams. The block diagram is intended to facilitate the overview and is described together with FIGS. 2 and 3.
The ignition device according to FIGS. 1 and 2 is on via the plus line --1-- and minus line --2--
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--5-- with- 14 and 15--, which has the task of keeping the switching frequency of the DC / DC converter --20-- as superimposed interference in the DC voltage supply at terminal --19-- away from the DC voltage source. The cut-off frequency of the filter element -12- is determined by the choke --13-- and the capacitor --14--, while the capacitor --15-- prevents high-frequency interference.
The output terminal 18 of the filter element 12 is connected to the input terminal 19 of the DC / DC converter 20 for the positive supply.
The DC voltage converter --20-- is connected to the negative line - 2-- via terminal --21--. In the example, the DC voltage converter - 20 - is a push-pull converter known per se. However, a single-ended converter can also be used. The DC / DC converter - 20 - has the task of
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--3-- on input terminal - 23 - of a known current regulator - 24 - connected.
The negative reference point of the current regulator - 24 - is established via the connection between terminal --25-- and negative line 2. The actual value of the consumer current to be regulated is tapped as a voltage value at the resistor --26--. The setpoint is specified via actuators-27, 28, 29--, which in the exemplary embodiment are potentiometers, with the actuator -27-- actuated depending on the ignition point and the actuator -29-- depending on the nature of the gasoline-air ratio becomes. The output terminal --30-- of the current regulator --24-- is connected to the input terminal --31-- of a voltage regulator -32- known per se.
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Voltage regulator - 32 - ignition transformer - 38--.
The core of the transformer --38-- consists of two U-shaped halves made of ferrite material, joined together without an air gap.
Terminal --39-- of primary winding --37-- of ignition transformer --38-- is connected to negative reference point --34-- of current regulator via terminals - 40, 41 - switching stage - 42 --24-- and the negative reference point - 33 - of the voltage regulator - 32 - switched. The switching frequency of the ON or OFF state of the switching stage --42 - is determined by the pulse generator - 43 - in conjunction with the monostable multivibrators - 44, 45 - and the ignition timing generator --46. By switching the switching stage - 42 - a voltage is generated in the primary winding --37--
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--47-- des- is connected to output terminal --62-- of pulse generator --43-- via decoupling resistor --60-- and via terminal --61--.
The pulse generator --43-- works as an astable multivibrator. The potentiometer --63-- allows a frequency variation of the pulse generator - 43 - between approx. 1 and 20 kHz to optimize the switching frequency to the transmission behavior of the ignition transformer - 38--. The pulse generator -43- is made up of logic circuits in integrated technology. The logical reference point is brought up via the terminal - 64 - of the pulse generator - 43 - with the line - 65 -. The pulse generator - 43 - is switched on and off via the monostable multivibrator --44 - for preselectable time intervals. The switching command comes through the connection of the terminal - the pulse generator-43- with the terminal of the monostable multivibrator-44-.
Fig. 3a shows the pulse diagram for terminal -62-, Fig. 3b shows the pulse diagram for terminal -67-.
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The monostable multivibrator - 44 - is made up of logic circuits using integrated technology.
The logical reference point is brought up via the terminals of the monostable multivibrator --44-- with the --65-- line. The setpoint specification for the switch-on time of the monostable multivibrator takes place via the actuators -69, 70, 71, 72--, which in the exemplary embodiment are potentiometers, the actuator -69-- depending on the speed, the actuator -70-- depending on the position of the throttle valve, the actuator - 71 - depending on the ignition point and the actuator --72 - depending on the nature of the gasoline-air ratio.
The monostable multivibrator --44-- is switched on via the connection between its terminal --73-- and terminal --74-- of the monostable multivibrator - 45.
The monostable multivibrator --45-- is made up of logic circuits in integrated technology. Via the terminal - 75 - of the monostable multivibrator - 45 - the logical reference point is brought up with the line - 65 -. Fig. 3c shows the pulse diagram at terminal -74-. The time delay introduced by the monostable multivibrator --45-- for the start of ignition energy generation can be changed.
The setpoint is specified via the actuators - 76, 77, 78 -, which in the exemplary embodiment are potentiometers, the actuator --76-- depending on the speed, the actuator - 77 - depending on the position of the throttle valve and the actuator - 78 - is operated depending on the nature of the gasoline-air mixture.
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Ignition timing sender-46 - switched on .-- 81-- with the negative lead --2-- established. For the monostable multivibrators - 44, 45 - the negative reference point is established via the connections between terminals - 82, 83 - with the negative line - 2-. The ignition timing generator - 46 - serves to initiate the ignition process.
In the exemplary embodiment according to FIG. 2, a conventional interrupter switch - 86 - is shown, which is actuated by a cam - 87 - driven by the internal combustion engine, as a function of the crank angle. The initiation of the ignition process is achieved in a conventional manner by opening the interrupter switch -86-. Since the opening and closing of the breaker switch --86 - is accompanied by contact bouncing, the first moment of opening must be recognized in order to maintain the clear opening state.
This is achieved by a control logic consisting of a monostable multivibrator --96 - and logic circuits - 95, 97 and 135 - in connection with the capacitor - 98. The resistor --88-- ensures a cross current through the circuit breaker - 86-- as long as it is in the closed state, in order to avoid oxidation of the contact. The cross current has a value of 20 to 100 mA, preferably 50 mA.
The choke - 91 - in connection with the resistor --92 - and the Zener diode - 93 - prevents the supply of interference frequencies. If the breaker switch --86-- opens, there is a voltage transition at terminal --89-- from the potential of the negative line - 2 - to the potential of the positive line --1--, reduced by the voltage drop at the resistor - 88 -. The voltage transition from minus to plus goes to the logic circuit - 95 -, namely an inverter
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--94-- inMultivibrators --96-- connected to terminal --99-- with the second input of the logic circuit -97--, namely a NAND gate.
The output of the NAND gate -97- is via the NAND gate --135-- connected as an inverter to the terminal - 80 - of the ignition timing generator - 46 - for switching on the monostable multivibrator - 45 - at the Terminal - 79 - connected. The pulse diagram of terminal -94- is in Fig. 3g, that of terminal -90- in Fig. 3f, that of terminal -99- in Fig. 3e and that of terminal -80- in Fig. 3d shown.
From the pulse diagrams in FIGS. 3a to 3k, the functional sequence can be seen in association with the parts of the ignition device illustrated as blocks in FIG.
In Fig. 3e to 3g a bounce-free operation of the interrupter switch - 86 - is shown in the first half of the pulse diagram and the prevention of the opening and closing bouncing in the second half. Voltage drops at the logical transitions are caused by the capacitor - 98--
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Ignition timing sensor - 46 - and - 107--, the capacitors - 108, 109, 110 - and the series resistor - 111 - the Zener diode - 112--. The choke - 107 - with the capacitors - 108, 109 - is designed as a low-pass filter in a 1T circuit. The low-pass filter is intended to superimpose interference in the DC voltage supply from the supply line of the monostable
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45 -, capacitor - 110 - prevents high-frequency interference.
The Zener diode - 112 - with the series resistor --111-- prevents overvoltages at the terminals - 103, 104 - of the filter element - 102--.
The high-voltage AC voltage tapped at the secondary winding - 47 - of the ignition transformer - 38 - at the terminals - 114 and 113 - with a connection to the negative line 2, its frequency from the pulse generator --43 - and its effective Duration are determined by the monostable multivibrator -44, whereby the triggering by the ignition timing device - 46 - in connection with the monostable multivibrator --45-- is carried out via the rectifier path -116- with the terminals - -115, 117-- and the distributor --118-- with terminals --119 and 120 to 123--, the spark plugs, four spark plugs in the example shown.
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in action. To fulfill the function described, shown in Fig. 3, inverting gates, u. between gate - 136 - in the monostable multivibrator --45-- and gate --137-- in the monostable multivibrator -44--, connected downstream.
The logic shown relates to integrated circuits of the C-MOS series. It is characterized by a particularly high level of interference voltage suppression. Since their supply voltage can fluctuate within wide limits, the DC voltage supply can be supplied from a DC voltage source --3-- with different output voltages, e.g. B. an accumulator. Other logic series are also available with high interference voltage suppression, but do not allow such large variations in their DC voltage supply. When they are used, control units must be used, possibly in conjunction with a DC voltage converter.
PATENT CLAIMS:
1. Ignition device for an internal combustion engine, in which a DC voltage source can be connected to the ignition transformer via a transistor serving as a switch, the switching frequency of which can be determined by a pulse generator, for example an astable multivibrator, characterized in that for switching on and off the Pulse generator (43) two monostable multivibrators (44, 45) are provided, the respective duration of the unstable state can be determined to an adjustable extent by operating and environmental parameters.
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