CH512673A - Elektronische Zündeinrichtung an einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

  
 



  Elektronische Zündeinrichtung an einer   Brennkraftmaschine   
Nach de.m Hauptpatent zeichnet sich eine elektronische Zündeinrichtung an einer Brennkraftmaschine mit Zündverteiler, bei welcher eine ausgangsseitig mit dem Verteilerfinger-Kontakt   das.    Zündverteilers elektrisch verbundene Zündschalteinrichtung kontaktlos durch einen magnetischen Geber gesteuert ist, der einen durch die Zündverteilerwelle angetriebenen Magnetläufer und eine feststehende Induktionsspule aufweist, dadurch aus, dass der Magnetläufer des Gebers aus einer auf den Verteilerfinger drehfest befestigten Scheibe aus nichtmagnetischem Werkstoff mit einer der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine gleichen Anzahl   Pernanentmagnete    besteht,

   wobei die Permanentmagnete auf der Scheibe unter gleichem Abstand von der Drehachse des Verteilerfingers im Umfangssinne gleichmässig verteilt sind und ihre einen Polflächen auf der dem Verteilerfinger abgewandten Scheibenseite frei und in einer zur Drehachse senkrechten Ebene liegen, und unterhalb der Scheibe eine Induktionsspule mit Weicheisenkern derart angeordnet ist, dass bei rotierender Scheibe die genannten Polflächen die Stirnfläche des Weicheisenkernes überqueren.



   Ein derart ausgebildeter magnetischer Geber ist nicht nur wirtschaftlich in der Herstellung und für Serienfabrikation gut geeignet, sondern kann auch nachträglich in praktisch jedes vorhandene Verteilergehäuse eingebaut werden und zwar mit nur wenigen erforderlichen Handgriffen, wobei insbesondere der mechanische Unterbrecher nicht entfernt zu werden braucht, so dass mit geringfügigen Umschaltungen im Bedarfsfalle von der elektronischen auf die ursprünglich vorhandene Zündung umgeschaltet werden kann.



  Die Induktionsspule kann auf der den mechanischen Unterbrecher tragenden Unterbrecherplatte befestigt werden, so dass wegen der Befestigung der Scheibe am Verteilerfinger die   vorhandene    Zündzeitpunktsverstellung bei nachträglich eingebauter elektronischer Zündeinrichtung mit   be.nutzt    werden kann.



   Bei bekannten und üblichen elektronischen Zündschaltungen enthält der Primärkreis der Zündspule einen Speicherkondensator   und    einen steuerbaren Gleichrichter, vorzugsweise einen Thyristor, als elek   tron isches    Schaltelement. Der Speicherkondensator wird über einen Gleichspannungswandler aufgeladen und der Thyristor wird über einen Impulsübertrager gesteuert. Bei durchgeschaltetem Thyristor entlädt sich der Speicherkondensator durch die Primärwicklung der Zündspule und der in der Sekundärwicklung induzierte   Hochspannungsimpuls    wird dem Verteiler zugeführt.



  Die Zündschaltung wird durch Steuerimpulse gesteuert, die dem Impulsübertrager eingespeist werden. Zur Erzeugung der   Steuerimpulsle    wird entweder der mechanische Unterbrecher oder ein anderer Geber benutzt. Ein magnetischer Geber liefert im wesentlichen sinusförmige Steuersignale, aus denen dann in einer Impulsformerstufe   Steueiisignale    gebildet werden. Die Steuerimpulse sollen möglichst grosse Flankensteilheit aufweisen, d. h. praktisch   Rechtecksimpulse    sein, und ihre Impulsdauer sollte möglichst kleiner sein, als die Ausschaltzeit des Thyristors der Zündschaltung. Zur Erzeugung solcher Impulse können die sinusförmigen Steuersignale des Gebers stark verstärkt werden, um die gewünschte Flankensteilheit zu erhalten.

  Eine solche Verstärkung führt jedoch zu einer erheblichen Störanfälligkeit d.er Zündeinrichtung, da mit den Steuersignalen auch Störsignale verstärkt werden, die zu einem unerwünschten Durchschalten des Thyristors der Zündschaltung führen können. Bei dem im Hauptpatent ausführlich beschriebenen magnetischen Geber werden zufolge der Kleinbauweise nur   verhältnismässig    schwache Steuersignale erhalten, so dass eine erhebliche Verstärkung nötig wäre, um die gewünschten Steuerimpulse zu erhalten.



   Eine nachträglich oder zusätzlich zur vorhandenen Zündanlage einzubauende elektronische Zündeinrichtung wird nur dann wirtschaftlich herzustellen sein oder betriebssicher arbeiten, wenn von ihr die für die jeweilige Brennkraftmaschine bestimmte Zündkurve sozusagen übernommen wird. Bei den induktiv erzeugten Steuersignalen treten jedoch Phasenverschiebungen  auf, deren Grösse von der Ohm'schen Belastung abhängig ist. Für eine solche Übernahme der vorhandenen Zündkurve ist daher Voraussetzung, dass die vom Geber gelieferten Steuersignale in der Impulsformerstufe zur Erzeugung der Steuerimpulse möglichst wenig belastet werden.



   Es hat sich gezeigt, dass eine elektronische Zündeinrichtung nach dem Hauptpatent, bei der die Induktionsspule des magnetischen Gebers über eine Impulsformerstufe an eine bekannte Zündschaltung angeschlossen ist, bei   Verwendung    üblicher Impulsformerschaltungen nicht befriedigend arbeitet, da die Zündeinrichtung entweder zu störanfällig ist und/oder Ver änderungen in der Zündkurve auftreten.



   Diese Nachteile werden gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, dass an die Induktionsspule ein Transistorverstärker   angelschlossen    ist, der eingangsseitig durch die einen Halbwellen des bei rotierendem Magnetläufer erzeugten Steuersignals gesteuert wird, und dass an die Ausgänge des Transistorverstärkers ein steuerbarer Gleichrichter mit einem Begrenzungswiderstand und an den Verbindungspunkt von   Begrenzungswiderstand    und Gleichrichter ein aus einem Kondensator und einem in Reihe zu diesem geschalteten Widerstand bestehendes RC-Glied angeschlossen sind und der steuerbare Gleichrichter von einem ihm parallel geschalteten und an seine Steuerelektrode angeschlossenen Referenzspannungs-Glied mit einer unterhalb der Arbeitsspannung des Transi   storverstärkers    liegenden Referenzspannungswert  <RTI  

    ID=2.5> durch-    geschaltet wird, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers die Referenzspannung erreicht, um über das RC-Glied für jede der einen Halbwellen des Steuersignales einen Steuerimpuls für eine an das RC-Glied angeschlossene Zündschaltung zu erzeugen.



   Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung näher beschrieben und erläutert.



   Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Schaltbild der elektronischen Zündeinrichtung nach der Erfindung.



   Der magnetische Geber besteht, wie im Hauptpatent ausführlich beschrieben, aus einer am Schaft des Verteilerfinger 1 drehfest befestigten Scheibe 2 aus   nichtmagnetischem    Werkstoff, in die eine der Zylinderzahl der jeweiligen Brennkraftmaschine gleiche Anzahl Permanentmagnete 3 eingesetzt ist. Beispielsweise die Südpole der Permanentmagnete 3 weisen Polflächen 3a auf, die auf der dem Verteilerfinger 1 abgewandten Scheibenseite frei liegen und bei rotierender Scheibe 2 die Stirnfläche 4a eines   Weicheisenkernes    4 einer unterhalb der Scheibe 2 feststehend angeordneten Induktionsspule 5 überqueren. Das   eine    Ende der Induktionsspule 5 ist am Eingang I einer Impulsformerstufe 17.



  Der Ausgang A der Impulsformerstufe 17 ist mit dem Steuereingang E einer an sich bekannten Zündschaltung   1S    verbunden. Die Zündschaltung 18 enthält eine übliche   Zündspule    20, durch deren Primärwicklung von einem Thyristor S2 gesteuert ein Kondensator entladen wird. Die Sekundärwicklung der Zündspule 20 ist über eine Zündleitung 22 mit dem Kontakt des Verteilerfingers 1 verbunden. Da Zündschaltungen dieser Art in Fachkreisen allgemein bekannt sind, sind Einzelheiten derselben nicht dargestellt.



   Die im Schaltbild dargestellte Impulsformerstufe 17 enthält als Verstärker einen npn-Transistor   T5    in Emitterschaltung. Der negative Pol der Batterie B ist über einen Widerstand R2 mit der Basis und über einen Widerstand R4 mit dem Emitter des Transistors   T1    verbunden. Der positive Pol der Batterie B ist über einen Zündschalter 19 und einen Widerstand   R5    mit der Basis und einen Widerstand R5 mit dem Kollektor des Transistors T1 verbunden. Die Basis des Transistors   Ti    ist über einen Widerstand   Rl,    eine Diode   Dl    und die Eingangsklemme I der Impulsformerstufe mit dem einen Ende der Induktionsspule 5 verbunden, deren anderes Ende an Masse liegt.



   Die Ausgangssignale des Verstärkers werden an den Ausgängen L und M abgenommen, von denen der eine Ausgang L an den Kollektor und der andere Ausgang M an den Emitter des Transistors   T1    angeschlossen ist. Die Kollektor-Emitter-Strecke ist durch einen am Ausgang L angeschlossenen Begrenzungswiderstand R6 und einen mit diesem in Reihe geschalteten Thyristor   Sl    überbrückt, dessen Kathode am Ausgang M angeschlossen ist.



  Die Anode des Thyristors, d. h. der Verbindungspunkt N von Begrenzungswiderstand R6 und Thyristor   Sl    ist mit der einen Elektrode eines Kondensators   Cl    verbunden, dessen andere Elektrode über einen Ladewiderstand R9 mit dem negativen Pol der Batterie B verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das aus dem Kondensator   Cl    und dem Widerstand   R9    gebildete RC-Glied als Teil der Eingangsstufe der elektronischen Zündschaltung 18 gezeichnet. Die Eingangsstufe besteht aus einem Impulsverstärker mit einem npn-Transistor T2 in bekannter Schaltungsanordnung.



  Die Basis des Transistors T2 ist am Verbindungspunkt P von Kondensator   Ci    und Widerstand Rg des RC-Gliedes angeschlossen. Ein Widerstand R8 bildet zusammen mit dem Widerstand   R5    des   RC-Gliedes    den Basis-Spannungsteiler für den Transistor der Impuls   verstärkers tufe.   



   Parallel zum Thyristor   Sl    der Impulsformerstufe 17 ist eine Zenerdiode   Zl    mit einem   Arbeitswiderstandl      R7    geschaltet. Die Kathode der Zenerdiode   Zt    liegt am Verbindungspunkt N von Thyristor   St    und Begrenzungswiderstand   R6    und die Anode der Zenerdiode   Zt    ist an die Steuerelektrode G des Thyristors   S1    angeschlossen. Benutzt wird eine Zenerdiode mit einer   Zenerspannung    deren Wert niedriger liegt als die Arbeitsspannung des Transistorverstärkers   Tl,      R...R.    Vorzugsweise soll die Zenerspannung   höch-    stens 700/0 der Arbeitsspannung betragen.

  Bei rotierender Scheibe 2 wird in der Induktionsspule 5 eine im wesentlichen sinusförmige Signalspannung induziert, wobei jedoch zum Unterschied von bekannten magnetischen Gebern das Magnetfeld nicht umgepolt wird.

 

  Die einen Halbwellen der Signalspannung werden bei sich im Eisenkern aufbauendem Magnetfeld und die anderen bei abklingendem Magnetfeld gebildet. Die vorstehend bereits erwähnte belastungsabhängige Phaseverschiebung findet jeweils bei sich aufbauendem Magnetfeld statt. Zur Erzeugung der Signalimpulse werden die Vorderflanken der Halbwellen benutzt. Der Wicklungssinn der Induktionsspule und die Polarität der Permanentmagnete wird so gewählt, dass sich bei aufbauendem Magnetfeld die Halbwellen mit positiver Amplitude und bei abklingendem Magnetfeld die Halbwellen mit negativer Amplitude bilden. Die negativen Halbwellen sind dann von der Grösse der Ohm'schen Belastung praktisch unabhängig.

  Die positiven Halbwellen werden durch die Diode   Dt    unterdrückt und die negativen über den Widerstand   Rl    der Basis des Tran  sistors   T1    zugeführt. Bei jeder Halbwelle steigt die Spannung am Kollektor des Transistors   T1    an. Erreicht diese Signalspannung den Wert der Zenerspannung der Zenerdiode   Zl,    d. h. den Wert der Referenzspannung, so wird die Zenerdiode   Z1    leitend und über die Steuerelektrode G wird der Thyristor   St    durchgeschaltet, so dass sich der Kondensator   Cl    des RC-Gliedes schnell entlädt und am Verbindungspunkt P des RC-Gliedes ein kurzer,   z.

  B.      2,teslec    langer negativer Impuls entsteht, der der Basis des Transistors T2 des Eingangsimpulsverstärkers der Zündschaltung 18 zugeführt wird. Mit   ahnehmender    Amplitude der Eingangssignalspannung am Transistor   T1    fällt auch die Signalspannung am Kollektor auf ein Minimum, so dass der Thyristor   S,    in den nichtleitenden Zustand ausgeschaltet wird und die Schaltung zur Erzeugung eines Steuerimpulses aus der nächsten eintreffenden Signalhalbwelle bereit ist.



   Die   Zenerspannung    beträgt, wie erwähnt, höchstens 700/0 der Arbeitsspannung des   Transistorverstärkers.   



  Damit wird gewährleistet dass auch bei geringsten Drehzahlen, insbesondere beim Anlassen mit Sicherheit Zündfunken erzeugt werden.

 

   Ein weiterer Vorteil dieser Zündeinrichtung ist, dass an die   Impuisformerstufe    17 ein Drehzahlmesser angeschlossen werden kann. Zu diesem Zweck ist der Kollektor des Transistors   T1    an ein.e Ausgangsklemme F angeschlossen. Ein handelsüblicher Drehzahlmesser RPM kann dann über eine Anpassungsschaltung 21 an die Ausgangsklemme F angeschlossen werden. Die Anpassungsschaltung 21 kann einen npn-Transistor   T5    enthalten, der mit jedem Steuersignal durch Entladen eines Kondensators einen Impuls für den Drehzahlmesser erzeugt.



   Der vorstehend beschriebene Impulsformer macht die elektronische Zündeinrichtung völlig unempfindlich auf Störimpulse, so dass eine sichere Zündung sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Drehzahlen gewährleistet ist. Zudem ist er einfach im Aufbau und damit preisgünstig in der Herstellung. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Elektronische Zündeinrichtung an einer Brennkraftmaschine mit Zündverteiler, bei welcher eine aus gangsseitig mit dem Verteilerfingerkontakt des Zündverteilers elektrisch verbundene Zündschalteinrichtung kontaktlos durch einen magnetischen Geber gesteuert ist, der einen durch die Zündverteilerwelle angetriebenen Magnetläufer und eine feststehende Induktionsspule aufweist, nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass an die Induktionsspule (5) ein Transistorverstärker (T1, R2 . .

   .R5) angeschlossen ist, der eingangsseitig durch die einen Halbwellen des bei rotierendem Magnetläufer erzeugten Steuersignals gesteuert wird, und dass an die Ausgänge (L, M) des Transistorverstärkers ein steuerbarer Gleichrichter (S) mit einem Begrenzungswiderstand (R) und an den Verbindungspunkt (N) von Begrenzungswiderstand und Gleichrichter ein aus einem Kondensator (Cl) und einem in Reihe zu diesem geschalteten Widerstand (R9) bestehendes RC-Glied (CtR9) angeschlossen sind und der steuerbare Gleichrichter (S) von einem ihm parallel geschalteten und an seiner Steuerelektrode (G) angeschlossenen Referenzspannungs-Glied (Z1, R7) mit einem unterhalb der Arbeitsspannung des <RTI

   ID=3.27> Transistorverstärkers (T1, R2...R) liegenden Referenzspannungswert durchgeschaltet wird, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers die Referenzspannung erreicht, um über das RC-Glied (Cl, R9) für jede der einen Hallbwellen des Steuersignals einen Steuerimpul.s für eine an das RC-Glied (C, R9) angeschlossen Zündschaltung (18) zu erzeugen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Zündeinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Eingang des Transistorverstärkers (Tt, R2 ... R5) die jeweils bei abklingendem Magnetfeld in der Induktionsspule (5) erzeugten Halbwellen des Steuersignals zugeführt werden.

   2. Zündeinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistorverstärker einen npn-Transistor (Tl) in Emitterschaltung enthält, dessen Basis über einen Widerstand (Rl) und eine Diode (Dl) mit dem einen Ende der Induktionsspule (5) verbunden ist, wobei die Spule derart gewickelt ist, dass bei abklingendem Magnetfeld Halbwellen mit negativer Amplitude erzeugt werden.

   3. Zündeinrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der steuerbare Gleichrichter (Sl) ein Thyristor ist, dessen Anode über den Begrenzungswiderstand (R6) mit dem Kollektor des npn-Transistors (T) verbunden und dessen Kathode an den Emitter des Transistors (T) angeschlossen ist.

   4. Zündeinrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Refe renzspannungs-Gli;ed (Zt, R7) aus einer Zenerdiode (Z) besteht, deren Anode an die Steuerelektrode (G) des Thyristors angeschlossen und über einen Widerstand (R7) mit dem Emitter des npn-Transistors (T) verbund den ist.

   5. Zündeinrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anode-Steuerelektrode Strecke des Thyristors eine Zenerdiode (Zl) parallelgeschaltet ist, deren Zenerspannung höchstens 70 /o der Arbeitsspannung des Transistors (T) beträgt.

   6. Zündeinrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor des npn-Transistors (Tl) mit einer Ausgangsklemme (F) verbunden ist, um über eine Anpassungsschaltung (21) einen Drehzahlmesser (RPM) anzuschliessen.