DE1464055A1 - Funkenzuendsystem - Google Patents

Description

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Joseph Lucas (Industries) Ltd. 12. November I965 Great King Street
Birmingham / England

Dr. Expl.

Funkenzündsystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein FunkenzUndsystem für Brennkraf tmas chinen.

In ihrer breitesten Auslegung ist die vorliegende Erfindung in einem FunkenzUndsystem zu sehen, bei dem Energie, die von einer Batterie geliefert wird, in einer Induktionsspule gespeichert und dann verwendet wird einen Funken zu erzeugen, wobei der Betrag an Energie, die gespeichert wird, mittels einer Stromabtastungseinrichtung bestimmt wird, die den Stromfluß von der Batterie zur Induktionsspule unterbricht, wenn der Strom, der in der Induktionsspule fließt, einen vorbestimmten Wert erreicht.

In ihrer bevorzugten Ausführungsform wird bei der vorliegenden Erfindung eine Halbleitereinriohtung benutzt, die als ein an seiner Steuerelektrode steuerbarer Halbleiterschalter bekannt ist. Diese Einrichtung ist der Halbleitereinriohtung ähnlich, die als gesteuerter Gleichrichter bezeichnet wird, besitzt jedooh die zusätzliche Eigenschaft, daß sie mittels eines negativen Stromes abgesohaltet werden kann, der durch die Steuerelektrode und Kathode fließt. Während ein bekannter gesteuerter Gleichrichter nur dann abgeschaltet werden kann, wenn eine umgekehrte Spannung an dessen Anode und Kathode anliegt. Der an der Steuerelektrode gesteuerte Halbleiterschalter kann Strom von der gleichen Größe, wie ein gesteuerter Gleichrichter schaxben und darf mit solchen Einrichtungen nicht verweoh-

selt werden, „die als Trigistor bekannt sind, die zwar in 9 0 9 a4 9/0 T12

einer ähnlichen Weise betätigbar sind, Jedooh nur sehr schwache Anoden-Kathodenströme schalten können. Der an der Steuerelektrode gesteuerte Halbleiterschalter wurde in einer Anzahl von älteren Anmeldungen als ein "schaltbarer Gleichrichter" bezeichnet, die neue Bezeichnung ''an der Steuerelektrode gesteuerter Halbleiterschalter" dürfte jedoch besser diese Schalteinrichtung kennzeichnen und soll nachstehend durchweg verwendet werden. Der an der Steuerelektrode gesteuerte Halbleiterschalter ist ein Beispiel eines Halbleitersohalters, bei dem eine Steuerelektrodenklemme und ein Paar von Hauptklemmen vorhanden sind. Impulse, die an die Klemme der Steuerelektrode angelegt werden, bestimmen, ob sich der Halbleiterschalter in einem leitenden Zustand befindet oder nicht. In dem Fall eines an der Steuerelektrode gesteuerten Halbleiterschalters sind die Hauptklemmen die Anoden- bzw. die Kathoden-Klemme und die Steuerelektroden-Klemme ist das Steuergatter. Falls ein Transistor verwendet wird, bilden dessen Kollektor- und Emitter-Klemmen die Hauptklemmen und die Basis ist die Steuerelektroden-Klemme. Es muß jedoch festgestellt werden, daß diese Definition, beispielsweise einen gesteuerten Oleichrichter ausschließt, obwohl ein gesteuerter Gleichrichter ebenfalls die erforderlichen drei Klemmen aufweist, da bei einem solchen Gleichrichter ein Signal, das an die Steuerelektrode angelegt wird zwar dessen Einschaltung bewirkt, jedoch die Ausschaltung nur durch Umkehr dessen Anoden-Kathoden-Spannung bewirkt werden kann.

Unter Beachtung der obengenannten Definition besteht die Erfindung im engeren Sinne in einem Funkenzündsystem, das eine erste und eine zweite Klemme enthält, die im Betrieb an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind und zwischen diesen Klemmen eine Reihenschaltung vorgesehen ist, die aus den Hauptklemmen eines an der Steuerelektrode steuerbaren Halbleiterschalters besteht, ferner die Anoden-Kathoden-Strombahn einer·Diode und eine Induktionsspule »

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enthält und bei der ein Kondensator in Reihe mit einer Windung zwischen den Hauptklemmen des Halbleiterschalter geschaltet 1st, ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, die zeitgesteuert von dem Motor betätigbar ist und die Signale an die Steuerelektroden-Klemme des genannten Halbleiters liefert, wenn ein Zündfunke erforderlich ist, um den Halbleiterschalter einzuschalten und zu gestatten, daß der Kondensator sich über die genannte Windung und die Hauptklemmen des Halbleiterschalters e&efe entlädt, wobei im Betrieb die Entladung des Kondensators über die genannte Windungen einen Zündfunken erzeugt und ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, die derart betätigbar ist, daß wenn der Strom, der durch die genannte Reihenschaltung fließt eine vorbestimmte Größe erreicht, das Signal an der Steuerelektroden-Klemme des Halbleiterschalters geändert wird, um den genannten Halbleiterschalter abzuschalten und die Energie, die in der genannten Induktionsspule gespeichert ist, dazu dient, den Kondensator aufzuladen, wenn der Halbleiterschalter abgeschaltet ist.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt Fig. 1 ein* Schal tungsohema, das ein allgemeines Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei die verschiedenen Schaltungselemente in Blockform dargestellt sind und die Fig. 2 bis 7 zeigen fünf Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist eine erste und eine zweite Stromzufuhrleitung mit 11, 12 bezeichnet, die im Betrieb an eine Batterie 15 angeschlossen sind, so daß die Leitungen eine positive bzw. negative Polarität aufweisen. Die Leitungen 11, 12 sind miteinander über eine Reiheneohaltung verbunden, die die Hauptklemmen eines an der Steuerelektrode steuerbaren Halbleitersohalters 14, die Anode und Kathode einer Diode 15, eine Induktionsspule 16 und eine Stromabtasteinriohtung 17 enthält. Ferner ist ein Zündtransformator 18 vorgesehen, dessen sekundäre Windung 19 Über einen Verteiler

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mit den Zündkerzen 22 eines Motors nacheinander verbunden wird und dessen Primärwindung 2? mit einem Ende an die Leitung 11 und mit dem anderen Ende an der Anode der Diode 15 über einen Kondensator 24 anliegt. Die Primärwindung iet außerdem mittels einer Diode 25 überbrückt, die einen Nebenanschluß bildet, wenn der Kondensator aufgeladen wird.

Der Motor ist mit 26 bezeichnet und betätigt zusätzlich zu dem Antrieb des Verteilers 21, noch einen Impulsgenerator 27, der dazu dient, Impulse an eine Steuerschaltung 28 in den Augenblicken zu liefern, in denen Funken erforderlich sind· Die Steuerschaltung 28, die ihre Energie von der Batterie 1j5 erhält, empfängt außerdem noch einen weiteren Eingangsimpuls von der Einrichtung 17 und liefert einen Ausgangsimpuls an die Steuerelektroden-Klemme des Halbleiterschalters 14. Der Impulsgenerator 27 kann magnetisch sein oder kann einen Unterbrecher enthalten, er ist jedoch in jedem Fall von einer bekannten Art und bildet daher kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung.

Im Betrieb, wenn die Steuerschaltung 28 einen Impuls von dem Generator 27 empfängt, wird sie in einen Zustand versetzt, in dem sie ein Signal an die Steuerelektrode des Halbleitersohalters 14 liefert, sodaß dieser in den leitenden Zustand versetzt wird. Der Kondensator 24 wurde vorhergehend in einer beschriebenen Art aufgeladen und -w4#d wird nun über die Primärwindung 23 des Zündtransformators 18 und die Hauptklemmen des Sehalters 14 entladen, so daß ein Zündfunke in der entsprechenden Zündkerze 22 erzeugt wird. Während sich der Halbleiterschalter 14 im leitenden Zustand befindet, fließt Strom durch die Induktionsspule und die Stromabtasteinriohtung I7. Wenn nun der Strom, der duroh die Einrichtung I7 fließt eine vorbestimrate Größe erreicht, wird ein Signal von der Einrichtung 17 an die Steuerschaltung 28 angelegt, woduroh bewirkt wird, daß die Schaltung 28 in ihren anderen Zustand versetzt wird, in dem sie das Signal an der Steuerklemme des Halbleitersohaltess

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ändert, so daß der Schalter 14 nunmehr abgeschaltet wird. Die Energie, die in der Induktionsspule 16 aufgespeichert 1st, ladet nun den Kondensator 24 auf und das Spiel wiederholt sich, sobald ein weiterer Impuls an der Steuer-

a schaltung 28 erscheint.

Die oben beschriebene Anordnung hat den großen Vorteil, daß die Energie, die in der Induktionsspule 16 gespeichert ist, im wesentlichen konstant bleibt und unabhängig von der Drehzahl des Motors und der Spannung der Batterie ist. Die Schaltung kann selbstverständlich nicht arbeiten, wenn die Batteriespannung auf Null abfällt, Jedoch selbst bei einer sehr niedrigen Batteriespannung ist zwischen den Zündfunken für den Strom in der Induktionsspule 16 genügend Zeit vorhanden, um eine Induktionsaufladung aufzubauen, die von der Einrichtung 17 begrenzt wird. Dieser Vorteil kann nicht erreicht werden, wenn der Schalter 14 durch den Motor ein- und ausgeschaltet wird, weil in diesem Fall die Zeit in der der Strom in der Induktionsspule aufgebaut werden kann, von der Drehzahl des Motors abhängig wäre und die gespeicherte Energie würde sich mit der Drehzahl des Motors und mit der Batteriespannung ändern. Der wesentliche Vorteil, der durch die vorliegende Erfindung erzielt wird, liegt in der Verwendung der Einrichtung 17, er kann jedoch auoh durch weitere günstige Einrichtungen erzielt werden, die nachstehend beschrieben werden sollen.

Γη Fig. 2 ist eine Steuerschaltung gezeigt, die einen ersten und einen zweiten η-ρ-η,-Transistor 31, 32, deren Emitter an der Leitung 12 anliegen. Der Kollektor des Transistors 31 ist an die Leitung 11 überjeinen Widerstand ,33 und außerdem an die Basis des Transistors 32 angeschlossen. Der Kollektor dec Transistors 32 ist an die Basis des Transistors 31 über einen Widerstand 34 und ist außerdem mit der Leitung 11 über einen Widerstand 35 in Reihe mit ^r Primärwindung 36 eines Transformators 37 verbunden.

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Die Sekundärwindung des Transformators 37 liegt rait einem Ende über einen Widerstand 39 an der Steuerelektrode eines an der Steuerelektrode gesteuerten Halbleiterschalters 41 an, der den Schalter 14 darstellt und ist mit dem anderen Ende mit der Kathode des Halbleiterschalters 41 verbunden.

Die Stromabtasteinriohtung 17 ist in Gestalt eines Widerstandes 42 ausgebildet und ein Punkt zwischen dem Widerstand 42 und der Induktionsspule 16 ist Über einen Widerstand 43 mit der Basis eines n-p-n-Transistors 44 verbunden, dessen Basis außerdem über einen Widerstand 45 an der Leitung 11 anliegt. Der Emitter des Transistors 44 1st an die Leitung 12 angeschlossen und dessen Kollektor liegt an der Basis des Transistors 32 an.

Die Impulse, die von der Steuerschaltung empfangen werden, können die Gestalt von negativen Impulsen haben, die an die Basis des Transistors 31 angelegt werden, oder positive Impulse sein, die an die Basis des Transistors 32 angelegt werden. In jedem Fall, wenn ein Impuls empfangen wird, wird die bistabile Schaltung, die die Transistoren 31* 32 enthält, einen Zustand einnehmen, in dem der Transistor 31 leitend ist und Strom durch den V/iderstand 35 in die Primärwindung 36 fließt, so daß ein Signal erzeugt wird, das zwischen der Steuerelektrode und Kathode des Halbleiterschalters 41 angelegt wird, um diesen in den leitenden Zustand zu versetzen* Wenn der vorbestimmte Strom erreicht ist, erhöht sich die Spannung, die an dem Widerstand 42 anliegt, so daß der Transistor 44 in den leitenden Zustand versetzt wird und sobald der Transistor 44 leitend 1st, wird die Basis des Transistors 32 mit der negativen Leitung 12 verbunden, wodurch die bistabile Schaltung ihren ursprünglichen Zustand wieder einnimmt, in dem sich der Transistor 31 in dem leitenden Zustand befindet. Wenn die bistabile Schaltung in ihren ursprünglichen Zustand umgeschaltet wird, wird ein weiterer Impuls von der entgegengesetzten Polarität in dem Transformator 37 erzeugt, der den an der Steuerelektrode gesteuerten Sohalter 41 abschaltet. 909849/0112

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Es kann festgestellt werden» dad die bestabile Schaltung dann schaltet, wenn der Transistor 44 genügend Strom von der Basis des Transistors 32 ableitet, so daß der Tran·* sistor 32 abgeschaltet wird· Der Strom« der durch den dritten Transistor abgeschaltet werden muß, ändert sich mit der Batteriespannung und die Widerstände 43, 45 in dieses Ausführungsbeispiel dienen zur Kompensation für die Änderungen in der Versorgungsspannung, in dem sie sicher stellen, daß wenn der Strom durch den Widerstand 42 eine vorbestimmte Stärke erreicht, dep Transistor 44 genügend Strom von der Basis des Transistors 32 ableitet, um die bistabile Schaltung umzuschalten* Ohne die Wider« stände 43, 45 würden alle Änderungen des Spitzenstromes durch die Induktionsspule 16 sich mit den Änderungen der Versorgungsspannung ändern,, wobei festgestellt werden kann, daß der Spitzenstrom in der Induktionsspule durch den Augenblick bestimmt wird, an dem die bistabile Schaltung in ihren, .ursprünglichen Zustand umgeschaltet wird.

In Fig. 3 ist eine Änderung gezeigt, bei der die Widerstände 35, 43« 4^ und der Transistor 44 fortgelassen sind ' und ein Punkt zwischen dem Widerstand 42 und 4n der Induktionsspule 46 über die Widerstände 46, 47 in Reihe an die Leitung 11 angeschlossen ist, ein Punkt zwischen den Widerständen 46, 47 ist mit der Basis des Transistors 31 verbunden· Der Kollektor des Transistors 32 ist direkt mit der Leitung 11 Über die Primirwindung 36 verbunden.*

Die Widerstände 46, 47 in diesem Ausführungsbeispiel dienen sum glelohen Zweck, wie die Widerstände 43, 45 nach Pig, 2 und die Schaltung arbeitet in der gleichen Weise, obwohl der Transistor 44 fortgelassen wurde« Es kann festgestellt werden, daß in diesem Fall, wenn der vorbestimmte Strom erreioht ist, die Basis des Transistors 31 positiv wird, so daß der Transistor 31 in den leitenden Zustand versetgt wird« zum Unterschied gegenüber dem vorhergehenden Aujsführungsbeispiel, bei dem die Basis des

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Transistors 52 negativ gehalten wurde, so daß dieser Transistor nicht leiten konnte. Das Fortlassen des Widerstan-• des 55 bei dieser Ausführung ist statthaft, so lang die Induktanz der PrimärWindung 36 so gewählt wird, daß der induktive Anstieg des Stromes in der Primärwindung den erforderlichen Abschaltstrom an der Steuerelektroden-Klemme des an der Steuerelektrode gesteuerten Halbleitergleichsichters 41, in dem Augenbliok liefert, in dem der Strom, der durch die Induktionsspule 1$ fließt, den vorbestimmten Wert erreicht. Dieses wird erreicht, indem eine hohe Induktanz der Primärwindung 36 im Vergleich zu ihrem Widerstandswert vorgesehen wird und in gleicher Weise, indem die Induktanz der Induktionsspule 16 mit einem höheren Wert, im Vergleich mit deren Widerstandswert, gewählt wird, so daß die Ströme, die in diesen zwei Schaltungselementen fließen, im wesentlichen linear ansteigen. Diese Bedingungen ergeben somit einen Abschaltstrom, der im wesentlichen unabhängig von der Versorgungsspannung ist. Indessen können in der Praxis die Werte für die Induktanz, die erforderlich sind um diese Forderung zu erfüllen, ein Übermaß an Energie ergeben, die in dem Transformator 57 gespeichert wird. Um diese Schwierigkeit zu beheben, muß die zusätzliche Energie so sohneil wie möglich, nachdem der gesteuerte Halbleiterschalter 41 abgeschaltet wurde, abgeführt werden. Dieses kann in einer einfachen Welse dadurch erreicht werden, daß eine Zenerdiode 48 der Kathode des gesteuerten Halbleiters und der sekundären Windung eingesetzt wird. Alternativ kann auch anstatt einer Zenerdiode ein Widerstand verwendet werden, wobei der Widerstand mittels einer Diode überbrückt wird, deren Anode an der Kathode des an der Steuerelektrode gesteuerten HaIb-_Λ leiters 41 anliegt und deren Kathode mit der Sekundärwindung 38 verbunden ist. Es kann festgestellt werden, daß die Diode den Strom für die Einschaltung des an der Steuerelektrode gesteuerten Halbleitersohalters 41 leitet.

Der Widerstand 59 ist vorgesehen, um den Strom an der Steuerelektrode des Halbleiterschalters 41 bei dessen

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Einschaltung zu begrenzen. Dieser Strom verändert sich mit der Versorungsspannung, jedoch in einem abgeänderten Ausführungsbeispiel, bei dem ein konstanter Strom für die Schaltung der Steuerelektrode des Halbleiterschalter unabhängig von der Versorgungsspannung vorgesehen werden soll, wird der Widerstand 39 fortgelassen, so daß das eine Ende der Sekundärwindung 38 direkt an der Steuerelektrode des Halbleiterschalters anliegt und das andere Ende der Sekundärwindung direkt mit der Kathode des Halbleiterschalters 41 über eine Einrichtung zur Konstanthaltung des e a-frftnfcan Stromes verbunden ist, die eine umgekehrte Charakteristik aufweist, so daß ein konstanter Absohaltstrom an der Steuerelektrode wirksam 1st und der Überschuß an Energie in dem Transformator 37 vernichtet wird, nachdem die Steuerelektrode des Halbleitersohalters 41 abgeschaltet wurde.

Alternativ können, falls die Einrichtung zur Konstanthaltung des Stromes nicht diese Charakteristik aufweist, auch andere Einrichtungen vorgesehen werden, um die erforderliche Charakteristik zu erhalten.

In einer weiteren Änderung, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird anstatt der Widerstände 46, 47 nur ein Widerstand 51 vorgesehen, der in Reihe mit der Anoden-Kathoden-Strombahn einer Diode 52 zwischen den Leitungen 11 und 12 geschaltet ist. Ein Funkt zwischen dem Widerstand 51 und der Diode 52 ist an die Basis eines p-n-p-Transistors 55 angeschlossen, dessen Emitter an einem Punkt zwischen der induktionsspule 16 und dem Widerstand 42 anliegt und des-.T. ;-;-··'. l ektor mit der Basis des Transistors 31 verbunden :.; , ---ii.se Anordnung ergibt eine genauere Steuerung des .p: t/.enstromes in der Induktionsspule 16.

i.n einer weiteren Abänderung in Pig. 3 ist der Widerstand 47 i'ortgelassen und der Widerstand 35 ist durch eine Einrichtung zur Konstanthaltung des Stromes ersetzt.

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In Pig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, das in seiner Wirkungsweise eine große Ähnlichkeit mitXaem Ausführungsbeispiel nach Pig. 3 hat, obwohl die Anordnung bedeutende Unterschiede auf vielst. Die Einrichtung 17 hat hier die Gestalt eines Widerstandes 54 in dem Anoden-Stromkreis des Schalters 41, die Komponenten 23, 25, sinfl über den l/iderstand 54 mit der Leitung 11 verbunden. In dieser Beziehung unterscheidet sich auch Pig. 5 von der allgemeinen Schaltung nach Pig. 1 und es ist wichtig festzustellen, daß mit einer geeigneten Sohaltungsänderung die Einrichtung 17 in der Reihenschaltung, die duroh die Komponenten 14, 15, 16 bestimmt wird, an jeder Stelle angeordnet werden kann.

Im Vergleich mit Pig. 3 sind bei Schaltungen nach Fig. die Widerstände 42, 46, 47 fortgelassen. Zusätzlich zu dem Widerstand 54 enthält die Schaltung einen p-n-p-Transistor 55, dessesn Basis an der Anode des Schalters 41 anliegt, dessen Emitter mit der Leitung 11 verbunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand 56 an die Basis dee Transistors 32 angeschlossen ist. Die Schaltung arbeitet im wesentlichen in der gleichen Art wie Fig. 3

Flg. 6 stellt eine weitere Entwicklungder Schaltung nach PIg. 3 dar, in der die Zenerdiode 48 fortgelassen wurde umd die Diode 15 und die Induktionsspule 16 in dem Anoden-Stromkreis des Schalters 41 angeordnet wurden. Die Induktionsspule 16 bildet nun die Primärwindung eines Rückkopplungstransforaators 61, dessen Sekundärwindung 62 mit einem Ende an der Kathode des Schalters 41 anliegt und mit dem anderen Ende mit der Steuerelektrode des Halbleiterschalters 41 über die Anoden-Kathoden-Strombahn einer Diode 63 und einem Widerstand 64 in Reihe verbunden 1st. In dieser Anordnung benätigt der Transformator 37 nur einen genügenden Vorwärtsstrom, um die Einschaltung des Halbleitersohalters 41 zu bewirken, da sobald der Schalter 41

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in den leitenden Zustand zu kommen beginnt« ein zusätzlicher Vorwärtsantrieb über die Rückkopplung vom Transformator 61 geliefert wird.

Um zu errelohen, daß die Sohaltung unabhängig gegenüber Temperaturänderungen arbeitet, wird der Widerstand 46 so gewählt, dafi er einen geeigneten negativen Temperatur-Koeffizienten aufweist. Alternativ kann die gleiche Forderung auch dadurch erfüllt werden, daß ein Widerstand 47 vorgesehen wird, der einen geeigneten positiven Temperatur-Koeffizienten aufweist und anstatt dieser beiden Möglichkeiten oder auch zusätzlich dazu, kann der Widerstand 42 einen negativen Koeffizienten haben.

In Fig. 7 ist ein Teil der Schaltung gleich wie in Fig. mit Ausnahme, daß die Diode 15 und die Induktionsspule in dem Anoden-Stromkreis des Schalters 41 geschaltet sind, der Widerstand 29 durch eine Diode 65 und die Zenerdiode 48 in Reihe mit der Diode 65 geschaltet ist· Zusätzlich sind die Steuerelektrode und Kathode des Halbleiterschalter 41 an entgegengesetzten Enden der Sekundärwindung 65 eines Transformators 66 angeschlossen, dessen Primärwindung 6f mit einem Ende an die Leitung 11 angeschlossen 1st und dessen anderes Ende dieser Windung 67 dem Kollektor eines Transistors 68 anliegt, dessen Emitter an der Leitung 12 über einen Widerstand 69 anliegt und dessen Basis mit dem Kollektor eines Trans!«* stors 71 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 71 ist an die Leitung 11 über einen" Widerstand 72 angesohlossen und dessen Emitter liegt an der Leitung 12 an, ferner ist dessen Basis über einen Widerstand 7? niit der Leitung 11 und über einen Widerstand 74 mit dem Emitter des Transietors 68 und weiterhin über einen Widerstand 75 mit dem Kollektor des Transistors 52 verbunden.

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Die Schaltung nach Pig. 7 ist für außerordentlich niedrige Batteriespannungen vorgesehen und arbeitet tatsächlich selbst wenn die Spannung von nominal 15 Volt auf 3 Volt abfällt. Die Schaltung nach Fig. 3 kann auch für solohe niedrige Spannungen abgeändert werden, jedoch bei höheren Spannungen ist der nach vorn gerichtete Antrieb, der an die Steuerelektrode des Halbleiterschalters 41 angelegt wird, wirksamer. Indessen überbrücken diese Schwierigkeiten zusätzliche Komponenten, wenn der Transistor eingeschaltet ist arbeitet die Schaltung, die die Transistoren 68 und 71 enthält, derart, daß ein konstanter Stromimpuls erzeugt wird, der in die Windung 6j fließt, wodurch ein im wesentlichen konstanter nach vorwärts gerichteter Antrieb zum Halbleiterschalter 41 erhalten wird, der unabhängig von der Batteriespannung ist.

Wenn der Transistor 31 eingeschaltet ist, ist der Transistor 32 abgeschaltet, so daß die Transistoren 71 und 68 entsprechend ein- und ausgeschaltet werden. Durch diesen Vorgang wird der nach vorwärts gerichtete Antrieb der durch den Transformator 66 trorgesehen ist, aufgehoben und die Abschaltung des Schalters 41 wird durch den Transformator 37 wie vorher bewirkt. Die Diode 65 sperrt den Stromfluß von der Windung 38 zum Schalter 41, wenn der Transistor 32 abgeschaltet wird.

Auch in der Schaltung nach Fig. 7 können temperaturempfindliohe Widerstände vorgesehen werden. Gemäß einer anderen Modifikation kann die bistabile Schaltung, die durch die Transistoren 3I, 32 gebildet wird, dadurch abgeändert werden, daß ein Ende von jedem der Widerstände 33, 47 an die Leitung 11 über einen zusätzlichen Widerstand an~gelegt wird und ein Punkt zwischen dem zusätzlichen Widerstand und den Widerständen 43, 47 mit der Leitung 12 über eine Zenerdiode verbunden wird. Mit dieser Anordnung kann die Spannung, die am Widerstand 42 erforderlich ist, um

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den Transistor 31 einzuschalten herabgesetzt werden, so daß die Schaltung auch für sehr niedrige Batteriespannungen verwendet werden kann·

Wie vorstehend erläutert, kann ein Transistor an Stelle eines an der Steuerelektrode gesteuerten Schalters verwendet werden· Es ist dann jedoch erforderlich, sicherzustellen, daß der Transistor gesättigt bleibt, während er eingeschaltet sein muß. Das kann dadurch erzielt werden, daß die Steuerschaltung 28 (Fig. 1) genügend Basisstrom liefert, um den Transistor zu sättigen oder duroh Anordnung eines Transformators, wie beispielsweise in Fig. 6, um die Spannung an der Basis zu erhöhen, bei einem erhöhten Kollektor-Emitter-Strom. In den Fig. 2 bis 7 muß ein Strom vorgesehen werden, über die Steuerelektrode den gesteuerten Halbleiterschalter abzuschalten und es 1st klar, daß bei Anordnung eines Transistors, es genügt, den Antriebsstrom abzuleiten um den Transistor in den nichtleitenden Zustand zu versetzen. Indessen ist die Verwendung solcher Schaltungen wie sie mit Bezug auf die Flg. 2 bis 7 beschrieben wurden, vorteilhafter, selbst mit einem Transistor, da nur eine umgekehrte Basis Emittervorspannung wirklich sicherstellt, daß der Transistor schnell abgeschaltet wird.

Patentansprüche:

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Claims (12)

, U64055 Patentansprüche

1. Funkenzilndsystem für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie, die von einer Batterie

(13) geliefert wird in einer Induktionsspule (16) aufgespeichert wird und dann verwendet wird um den Zündfunken zu erzeugen und, daß die Höhe der gespeicherten Energie mittels einer Stromabtasteinrichtung (17) bestimmt wird, die den Stromfluß von der Batterie (1j5) zur Induktionsspule (16) unterbricht, wenn der Strom, der durch die Induktionsspule (16) fließt, einen vorbestimmten Wert erreicht.

2. Schaltung für ein Funkenzündsystem für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Batterie (1j5) eine Reihenschaltung anliegt, die die Hauptklemmen eines an der Steuerelektrode steuerbaren Halbleiterschalters (14), die Anoden-Kathodenstrombahn einer Diode (15) und eine Induktionsspule (16) enthält, ferner ein Kondensator (24) in Reihe mit einer Windung (22) geschaltet ist, die parallel zu den Hauptklemmen des Halbleiterschalter

(14) geschaltet ist, weiterhin eine vom Motor (26) angetriebene zeitgesteuerte Einrichtung (28) vorgesehen ist, die Signale an die Steuerelektrode des Halbleiterschalters (14) in den Augenblicken liefert, in denen ein Zündfunkejerforderlich ist, sodaß der Halbleiterschalter eingeaohaltet wird und der Kondensator (24) über die Windung (25) und die Hauptklemmen des Halbleiterschalter (14) entladen wird und weiterhin eine Einrichtung (I7) die von dem Strom, der durch die Reihenschaltung fließt, betatlgbar ist und die bei Erreichung einer vorbestimmten Höhe das Signal an der Steuerelektrode des Halbleiterschalter (14) ändert, so daß dieser abgeschaltet wird und die Energie in der'Induktionsspule (16) dazu dient·

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den Kondensator (24) aufzuladen, wenn der Halbleiterschalter (14) abgeschaltet ist·

3. Schaltung nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß die vom Motor angetriebene Seitgesteuerte Einrichtung (28) eine bistabile Steuerschaltung ist, die aus einem ersten in einen zweiten Zustand mittels Impulsen, die vom Motor kommen, umschaltbar ist und in ihrem zweiten Zustand den Halbleiterschalter (14, 41) einschaltet, wobei sie in ihren ersten Zustand zurückschaltbar ist, wenn der Strom, der in der genannten Reihenschaltung einen vorbestimmten Wert erreicht und in diesem Zustand dazu dient, den Halbleiterschalter (14, 41) abzuschalten.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (28) Signale an die Steuerelektrode des Halbleiterschalters Über einen Transformator (37) liefert, dessen Primärwindung (36) an die Steuerschaltung (28) angeschlossen ist und dessen sekundäre Windung (38) an der Steuerelektrode des Halbleitersohalters (14, 41) anliegt.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (16) und die Primärwindung (23) des Transformators (18) eine hohe Induktanz im Verhältnis zum Widerstandswert aufweisen, so daß die Ströme im wesentlichen linear ansteigen.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die nach dem Abschalten · des Halbleiterschalters (14, 41) zur Ableitung des Überschußes der in dem Transformator (18) gespeicherten Energie dient.

7. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, daduroh gekennzeichnet, daß ein Widerstand (39) vorgesehen ist, der den Strom begrenzt, der an die Steuerelektrode des HaIbleitersohalters (14, 41) angelegt wird.

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8. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Konstanthaltung der Stromstärke vorgesehen ist, um die Stromstärke die an die Steuerelektrode des Halbleiterschalters (14, 41) angelegt wird, unabhängig von der Batteriespannung zu halten.

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (16) als eine Primärwindung eines Rückkopplungstransformators ausgebildet ist, dessen Sekundärwindung an der Steuerelektrode des Halbleiterschalters anliegt und somit eine Rückkopplung zur Steuerelektrode darstellt.

10. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 9* dadurch ge-• kennzeichnet, daß die bistabile Schaltung (28) nur dazu dient, den Halbleiterschalter 14, 41) abzuschalten und, daß zur Einschaltung des Halbleiterschalters (14, 41) eine Vorwärtsantriebsschaltung vorgesehen ist, deren Arbeitsweise wiederum mittels der bistabilen Schaltung (28) steuerbar ist.

11. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter ein an der Steuerelektrode gesteuerter Halbleiterschalter (14, 41) ist.

12. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter ein Transistor ist.

15· Sohaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstände (46, 47, 42) vorgesehen sind, deren Temperatur-Koeffizienten derart gewählt sind,

^] daß die Arbeitsweise der Sohaltung im wesentlichen unab-. hängig von TemperatürSchwankungen ist.

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