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Dokumentenidentifikation DE3229202C2 27.04.1995
Titel Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Krauter, Immanuel, Dipl.-Ing., 7151 Erbstetten, DE;
Schweizer, Hartmut, Dipl.-Ing., 7015 Korntal, DE
DE-Anmeldedatum 05.08.1982
DE-Aktenzeichen 3229202
Offenlegungstag 09.02.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.04.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.04.1995
IPC-Hauptklasse F02P 3/05

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einer Zündeinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Zündeinrichtung aus der US-PS 4 106 462 bekannt, wobei das Zündsteuergerät einen mit der Primärwicklung in Reihe liegenden Endstufentransistor aufweist. Der Endstufentransistor ist als Darlington-Verstärker ausgebildet, wobei der Treibertransistor des Darlington- Verstärkers von einer Konstantstromquelle angesteuert wird. Die Konstantstromquelle liegt zwischen der Versorgungsspannung und der Basis des Treibertransistors und besteht aus zwei pnp-Transistoren. Parallel zur Basis- Emitterstrecke des ersten Transistors liegt ein Widerstand. Ein Anwachsen der Versorgungsspannung bewirkt einen größeren Spannungsabfall über diesen Widerstand. Gleichzeitig ändert sich die Basis-Emitter-Spannung am ersten Transistor und damit simultan der Emitterstrom des ersten Transistors. Der Kollektor des ersten Transistors ist mit der Basis des zweiten Transisors der Konstantstromquelle verbunden. Der Kollektor des zweiten Transistors ist der Ausgang des Konstantstromquelle und liefert den Steuerstrom für den Darlington-Verstärker. Damit realisiert die Konstantstromquelle eine grobe Vorsteuerung des Ansteuerstroms der Transistorendstufe.

Es ist weiterhin eine Zündeinrichtung aus der DE-OS 27 01 967 bekannt, bei der sowohl die Begrenzung des über die Primärwicklung geführten Stromes als auch die Belieferung des für die Basis des Endstufen-Transistors bestimmten Steuerstromes mit einer relativ hohen Verlustleistung verbunden ist. Das kommt daher, daß bei der Begrenzung des über die Primärwicklung geführten Stromes der Endstufentransistor im aktiven Bereich betrieben wird und daß am vom Steuerstrom durchflossenen Bemessungswiderstand ein beachtlicher Leistungsbetrag in Wärme umgesetzt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache und kostengünstige Ansteuerung für den gesättigten Betrieb der Endstufe zu realisieren, die gleichzeitig eine Unterdrückung von Störspannungen ermöglicht.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung werden durch Anwendung der kennzeichnenden Maßnahmen des Hauptanspruches die vorerwähnten Unzulänglichkeiten in befriedigendem Maß vermieden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die schaltungsmäßige Realisierung der Erfindung angegeben.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schaltungsmäßig dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine prinzipielle Schaltungsanordnung der Erfindung, wogegen es sich bei den

Fig. 2 und 3 um konkrete Ausführungsformen handelt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 dargestellte Zündeinrichtung soll für die nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges bestimmt sein. Diese Zündeinrichtung wird von einer Gleichstromquelle 1 gespeist, welche die Batterie des Kraftfahrzeuges sein kann. An der Gleichstromquelle 1 geht von dem Minuspol eine an Masse liegende Leitung 2 und von dem Pluspol eine einen Betriebsschalter 3 enthaltende Versorgungsleitung 4 aus. Die Versorgungsleitung 4 ist Ausgangspunkt für einen Stromzweig, der zunächst über die Primärwicklung 5 einer Zündspule 6 und danach über die Emitter-Kollektor-Streckte eines (npn-)Endtransistors 7 zur Masseleitung 2 führt, wobei der Emitter des Endtransistors 7 der Masseleitung 2 zugekehrt ist. Außerdem ist die Versorgungsleitung 4 Ausgangspunkt für einen Stromzweig, der zunächst zur Anode einer Verpolungsschutzdiode 8 führt und sich von deren Kathode zu einer ein- und ausschaltbaren Konstantstromquelle 9 fortsetzt. Der Konstantstromquelle 9 ist die Basis des Endtransistors 7 nachgeschaltet, wobei es sich empfiehlt, zur Festlegung des für die Basis des Endtransistors 7 bestimmten Steuerstromes einen Bemessungswiderstand 10 in die Verbindung zwischen der Konstantstromquelle 9 und der Basis des Endtransistors 7 einzufügen. Das Ein- und Ausschalten der Konstantstromquelle 9 erfolgt durch ein Schaltgerät 11, das versorgungsmäßig zwischen der Kathode der Verpolungsschutzdiode 8 und der Masseleitung 2 liegt. Das Schaltgerät 11, das nach Art eines Steuergerätes (DE- PS 22 44 781 bzw. US-PS 3 881 458) bzw. nach Art eines Regelgerätes (DE-PS 25 49 586 bzw. US-PS 4 176 645) arbeitet und zur parameterabhängigen Festlegung der Dauer des über die Primärwicklung 5 fließenden Stromes dienen soll, ist eingangsseitig an einen an der Masseleitung 2 liegenden, nach Art eines Wechselstromgenerators arbeitenden Signalgeber 12 angeschlossen, wogegen der Ausgang mit der Konstantstromquelle 9 in Wirkungsverbindung steht.

Die zu der Zündspule 6 gehörende Sekundärwicklung 13 ist mit ihrem einen Wicklungsende an die zwischen der Primärwicklung 5 und dem Endtransistor 7 vorhandene Verbindung und mit ihrem anderen Wicklungsende über wenigstens eine Zündkerze 14 an die Masseleitung 2 angeschlossen.

Die soeben beschriebene Zündeinrichtung nach Fig. 1 hat folgende Wirkungsweise:

Sobald der Betriebsschalter 3 geschlossen wird, ist die Einrichtung funktionsbereit.

Es wird unterstellt, daß der Signalgeber 12 über das Schaltgerät 11 die Konstantstromquelle 9 eingeschaltet hat, so daß Strom über den Bemessungswiderstand 10 und die Basis-Emitter-Strecke des Endtransistors 11 fließen und die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 7 Strom über die Primärwicklung 5 führen kann. Der für die Basis des Endtransistors 7 bestimmte Steuerstrom hat durch Anwendung der Konstantstromquelle 9 einen unveränderlichen Wert, der dem Betrag nach mit Hilfe des Bemessungswiderstandes 10 festgelegt werden kann. Dabei ist die Wahl so getroffen, daß - über den vorkommenden Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine - ein für einen wirkungsvollen Zündfunken ausreichender Energiebetrag gespeichert wird und während dieser Speicherung der gesättigte Betrieb des Endtransistors 7 aufrechterhalten bleibt.

Im Zündzeitpunkt schaltet der Signalgeber 12 über das Schaltgerät 11 die Konstantstromquelle 9 aus, woraufhin der Steuerstrom für den Endtransistor 7 entfällt und der über die Primärwicklung 5 geführte Stromfluß unterbrochen wird, so daß in der Sekundärwicklung 13 ein Hochspannungsstoß und abhängig davon an der Zündkerze 14 ein elektrischer Überschlag (Zündfunke) entsteht.

Der soeben beschriebene Funktionsablauf wiederholt sich dann bei jedem Zündvorgang.

In der Zündeinrichtung nach Fig. 2 sind Schaltungselemente, die hinsichtlich Funktion und schaltungsmäßiger Lage mit denen in Fig. 1 übereinstimmen, mit gleichem Bezugszeichen versehen. Ein mit seiner Basis an dem Ausgang des Schaltgerätes 11 und mit seinem Emitter an dem Bemessungswiderstand 10 liegender Treibertransistor 15 soll Bestandteil der Konstantstromquelle 9 sein, in dem hier zur Erzeugung des konstanten Steuerstromes der Kollektor des Treibertransistors 15 an einen aus einer Zenerdiode 16, einem Widerstand 17 und einem (npn-) Transistor 18 bestehenden Spannungsstabilisator angeschlossen ist. Dabei ist der Transistor 18 an seinem Kollektor mit der Kathode der Verpolungsschutzdiode 8 und an seinem Emitter mit dem Kollektor des Treibertransistors 15 verbunden, wogegen die Basis des Transistors 18 an der Kathode der mit ihrer Anode an die Masseleitung 2 angeschlossenen Zenerdiode 16 liegt. Der Widerstand 17 liegt im Nebenschluß der Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 18.

Dabei empfiehlt es sich, einen mit gestricheltem Linienzug angedeuteten, für den Endtransistor 7 bzw. den Transistor 18 bestimmten Kühlkörper 19 auch als Aufnahme- bzw. Tragkörper für den Treibertransistor 15 zu verwenden. Man kann dann den Kühlkörper 19 mit einem wärmeabhängigen Schalter 20 kombinieren und somit in einfacher Weise dafür sorgen, daß die Zündeinrichtung bei Überlastung abgeschaltet wird.

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 sind ebenfalls Schaltungselemente, die in Funktion und schaltungsmäßiger Lage mit denen nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 übereinstimmen, mit gleichem Bezugszeichen versehen. In Fig. 3 ist der Treibertransistor 15 Bestandteil einer aus komplementären Transistoren bestehenden Darlington-Schaltung, wobei der den Treibertransistor 15 zur Darlington- Schaltung ergänzende (npn-) Transistor die Bezugszahl 21 trägt. Dabei liegt der Kollektor des Transistors 21 und der Emitter des Treibertransistors 15 an dem der Basis des Endtransistors 7 abgewandten Anschluß des Bemessungswiderstandes 10. Außerdem ist der Transistor 21 mit seinem Emitter an die Kathode der Verpolungsschutzdiode 8 angeschlossen. Der Kollektor des Treibertransistors 15 liegt an der Basis des Transistors 21 und über einen Widerstand 22 ebenfalls an der Kathode der Verpolungsschutzdiode 8. Die Basis des Treibertransistors 15 hat mit der Kathode einer mit ihrer Anode an der Masseleitung 2 liegenden Zenerdiode 23 und über einen Widerstand 24 mit der Kathode der Verpolungsschutzdiode 8 Verbindung. Außerdem hat die Basis des Treibertransistors 15 mit dem Kollektor eines (npn-) Transistors 25 und über einen Widerstand 26 mit der Kathode der Verpolungsschutzdiode 8 Verbindung. Der Transistor 25 liegt mit seinem Emitter an der Masseleitung 2 und mit seiner Basis an dem Ausgang des Schaltgerätes 11.

Die Zündeinrichtung nach Fig. 3 unterscheidet sich insofern von derjenigen nach Fig. 2, als hier im Zündzeitpunkt die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 25 in den Stromdurchlaßzustand gebracht werden muß, um die Konstantstromquelle 9 auszuschalten, d. h., die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren 15 und 21 in den Sperrzustand zu bringen.

Die Anwendung der aus den komplementären Transistoren 15, 21 bestehenden Darlington-Schaltung hat den Vorteil, daß man eine gute Stromverstärkung bei relativ günstiger Belastung des den Steuerstrom führenden Stromzweiges erhält.


Anspruch[de]
  1. 1. Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Endtransistor, dessen Emitter-Kollektor-Strecke mit der Primärwicklung der Zündspule in Reihe liegt und wobei der Steuerstrom für die Basis des Endtransistors durch eine Konstantstromquelle geliefert wird in der Art, daß während der Speicherung der Zündenergie der gesättigte Betrieb des Endtransistors aufrechterhalten wird und wobei zur Festlegung des Steuerstromes die Konstantstromquelle einen Treibertransistor und einen Bemessungswiderstand enthält, der der Basis des Endtransistors vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des konstanten Steuerstroms für die Basis des Endtransistors (7) zusätzlich zu dem Bemessungswiderstand (10) und dem Treibertransistor (15) noch ein Spannungsstabilisator benutzt wird, der am Eingang des Treibertransistors (15) angeschlossen ist.
  2. 2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsstabilisator aus einer Zenerdiode (16), einem Widerstand (17) und einem npn-Transistor (18) besteht.
  3. 3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibertransistor (15) Bestandteil einer aus komplementären Transistoren (15, 21) bestehenden Darlington-Schaltung ist.
  4. 4. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endtransistor (7) und die Konstantstromquelle (9) einen gemeinsamen Kühlkörper (19) haben und dieser Kühlkörper (19) einen wärmeabhängigen Abschalter (20) für die Zündeinrichtung aufweist.






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