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Schaltungsanordnung zum vorübergehenden Unterdrücken der Zündfunkenerzeugung
bei einer in Betrieb befindlichen Brennkrafmaschine Die Erfindung bezieht sich auf
eine Schaltungsanordnung zum vorübergehenden Unterdrücken der Zündfunkenerzeugung
bei einer in Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine, zu der eine Betriebszündspule
und mindestens eine in einem Zylinder der Brennkraftmaschine untergebrachte Zündkerze
gehört, an der normalerweise durch einen von der Sekundärwicklung der Betriebszündspule
zur Verfügung gestellten Hochspannungsstoß der Zündfunke erzeugt wird.
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Die Unterdrückung der Zündfunkenerzeugung bei einer in Betrieb befindlichen
Brennkraftmaschine, zuweilen auch als Ausgasen der Zündung" bezeichnet, wird bevorzugt
dann angewendet, wenn man in einem Zylinder der Brennkraftmaschine durch Ionenstrommessung
feststellen will, ob dort Selbstentflammungen stattfinden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zur Unterdrückung der Zündfunkenerzeugung bei einer in Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine
zu schaffen, ohne daß deren Anwendung einen wesentlichen Eingriff in die Schaltungsanordnung
der zur Brennkraftmaschine gehörenden Zündeinrichtung erfordert.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die normalerweise
von der Sekundärwicklung der Betriebszündspule erfolgende Lieferung von Hochspannungsstößen
an die Zündkerze unterbunden und dafür eine Zusatzzündeinrichtung mit einer Zusatzzündspule
vorgesehen ist, von deren Sekundärwicklung die Zündkerze ihre zur Zündfunkenerzeugung
notwendigen Zündspannungsstöße erhält, daß ferner die Sekundärwicklung der Betriebszündspule
Steterausgangspunkt für die Zusatzzündeinrichtung ist, indem der in der Sekundärwicklung
der Betriebszündspule auftretende Hochspannungsstoß ein Auslösesignal für die Auslösung
des Zündspannungsstoßes in der Sekundärwicklung der Zusatzzündspule bildet, und
daß schließlich eine mit vorübergehenden Unterbrechungen Steuerspannung zur Verfügung
stellende Steuereinrichtung sowie eine der Zusatzzündeinrichtung vorgeschaltete
Schalteinrichtung Anwendung finden, wobei die Schalteinrichtung in Abhängigkeit
von der Steuerspannung Auslösesignale zur Zusatzzündeinrichtung gelangen läßt bzw.
die Zündfunkenerzeugung unterbindet.
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Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand des
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben.
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Die in der Zeichnung mit gestricheltem Linienzug umrandete Zündeinrichtung
1 soll zu einer Brnnkrafaschine, vorzugsweise zu der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges,
gehören. Im Beispielsfall soll es sich um eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine handeln,
von der die Zylinder 2, 3, 4, 5 mit strichpunktierten Linienzug angedeutet sind.
In jedem der Zylinder 2, 3, 4, 5 befindet sich. eine von vier Zündkerzen 6, 7, 8,
9. Jede dieser Zündkerzen 6, 7, 8, 9 liegt mit ihrem einen Anschluß an Masse und
mit ihrem anderen Anschluß an einer von vier Festelektroden 10, 11, 12, 13, die
zu einem an sich bekannten Zündverteiler 14 gehören und im Zusammenwirken mit einem
vorbeilaufenden Elektrodenarm 15 gewährleisten, daß an den Zündkerzen 6, 7, 8, 9
in einer vorbestimmten Reihenfolge Zündfunken erzeugt werden. Normalerweise steht
der Elektrodenarm 15 mit dem lIochspannungsanschluß 16 der Sekundärwicklung 17 einer
Betriebszündspule 18 in Verbindung, deren Primärwicklung mit 19 bezeichnet ist.
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Die Primärwicklung 19 liegt in einem Gleichstromkreis der von dem
Pluspol beispielsweise der Fahrzeugbatterie über diese Primärwicklung 19 und danach
über die aus einem Unterbrecherschalter 20 sowie einem Funkenlöschkondensator 21
bestehende Parallelschaltung zur Masse führt, die mit dem Minuspol dieser Gleichstromquelle
verbunden ist. Der Unterbrecherschalter 20 wird während des Betriebes durch einen
Nocken 22 betätigt, der - wie mit strichpunktiertem Linienzug angedeutet - gemeinsam
mit dem Elektrodenarm 15 von der Brennkraftmaschine antreibbar ist.
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Die sich innerhalb der strichpunktierten Umrandung befind-]iche Schaltungsanordnung
23 ermöglicht es, bei in Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine die- Zündfunkenerzeugung
vorübergehend zu unterdrücken. Bei Anwendung dieser Schaltungsanordnung 23 ist die
normalerweise zwischen dem Hochspannungsanschluß 16 und dem Elektrodenarm 15 vorhandene
Verbindung aufgehoben und dafür eine Zusatzzündeinrichtung 24 mit einer Zusatzzündspule
25 vorgesehen, von deren Sekundärwicklung 26 die Zündkerzen 6, 7, 8, 9 dann ihre
zur Zündfunkenerzeugung notwendigen Zündspannungsstöße erhalten.
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Der Hochspannungsan3chluß 16 an der Sekundärwicklung 17 ist Steuerausgangsp.lnkt
für die Zusatzzündeinrichtung 24, indem in der SelLundärsicklung 17 erzeugte Hochspannungsstöße
als Auslösesignale für die Auslösung des Zündspannungsstoßes in der Sekundärwicklung
26 der Zusatzzündspule 25 Verwendung finden. Außerdem ist in der Schaltungsanordnung
23 eine mit vorübergehenden Unterbrechungen Steuerspannung zur Verfügung stellende
Steuereinrichtung 27 und eine der Zusatzzündeinrichtung 24 vorgeschaltete Schalteinrichtung
28 vorgesehen, wobei die Schalteinrichtung 28 in Abhängigkeit von dieser Steuerspannung
Auslösesignale zur Zusatzzündeinrichtung 24 gelangen läßt bzw. die Weiterleitng
von Auslösesignalen und damit die Zündfunkenerzeugung unterbindet.
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Um in ihr er Spannungshöhe für die Steuerung geeignete Auslösesignale
zu erhalten, geht von dem Hochspannungsanschluß 16 eine Leitung 29 aus, die zu einer
Anschlußklemme 30 führt und sich von dort über ein Schaltungselement 31 zur Masse
fortsetzt, wobei das Schaltungselsment 31 eine einen Spannungsabfall erzeugende
Wirkung hat und an dem der Sekundärwicklung 17 zugewandten Anschluß einen Abgriff
32 für die Auslösesignale bildet. Im Beispielsfall wird das Schaltungselement 31
durch einen ohmschen Widerstand 33 gebildet. Es
kann dort aber auch
ein kapazitiver bzw. induktiver Widerstand Anwendung finden oder eine Parallel-
bzw. Hintereinanderschaltung, bestehend aus den soeben genannten Bauelementen, vorgesehen
sein, wobei bei der Anwendung einer Hintereinanderschaltung ein Teilwiderstand zwischen
der Anschluß klemme 30 und dem Abgriff 32 liegen sollte.
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Die Zusatzzündeinrichtung 24 beruht auf elektronischem Prinzip, wobei
das Auslösesignal für den Abbau der gespeicherten Zündenergie maßgebend ist. Im
gezeigten Beispielsfall wird die Zündenergie in der Zusatzzündspule 25 magnetisch
gespeichert und zwar dann, wenn Strom von der Plusklemme beispielsweise ebenfalls
der Fahrzeugbatterie über die im leitender Zustand befindliche Emitter-Kollektor-Strecke
eines (npn-) Schalttransistors 34 und danach über die zur Zusatzzündspule 25 gehörende
Primärwicklung 35 zur Masse fließen kann.
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Der Zusatzzündeinrichtung 24 ist ein monostabiler Multivibrator 36
zugeordnet, der in Abhängigkeit von dem Auslösesignal in den instabilen Schaltzustand
gesteuert wird. Beim Übergang des monostabilen Multivibrators 36 in den instabilen
Zustand gelangt die Emitter-Kollektor-Strecke des Schalttransistors 34 in den nichtleitenden
Schalt zustand, während beim Zur-ïckkippen des monostabilen Multivibrators 36 in
den stabilen Zustand diese Emitter-Kollektor-Strecke wieder leitend wird und die
Zündenergiespeicherung dann erneut beginnt.
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Die Schalt einrichtung 28 wird zweckmäßig durch ein UND-Gatter 37
gebildet, wobei dort am Ausgang 38 das am ersten Eingang 39 zugeführte Auslösesignal
dann zur Verfügung steht, wenn am zweiten Eingang 40 die Steuerspannung der Steuereinrichtung
27
wirksam ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wen die Schalteinrichtung 28
die Steuerspannung von der Steuereinrichtung 27 als impulsartige Gleichspannung
erhält und zwar bis auf vorübergehende Unterbrechungen der Impulsfolge im Takt der
Auslösesignale. Hierzu lassen sich i einfachsten Fall die Auslösesignale selbst
verwenden, indem sie mittels einer Leitung 41 am Abgriff 32 entnommen und als Zählimpulse
einer schaltenden sowie einellbaren Zähleinrichtung 42 zugeführt werden, die der
Steuereinrichtung 27 zugeordnet ist. Die Zähleinrichtung 42 ist dann so eingestellt,
daß ein Schalter 43 über die Dauer wenigstens eines Impulses geöffnet wird, nachdem
jeweils eine bestimmte Anzahl von Auslösesignalen in die Zähleinrichtung 42 elngezählt
sind. Bei geöffnetem Schalter 43 entfällt die Steuerspannung am zweiten Eingang
40 des UND-Gatters 37, wodurch das in diesem Zeitpunkt auftretende Auslösesignal
keinen Zindvorgang in der Zusatzzündeinrichtung 24 auslösen kann.
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Sind - wie im Beispielsfall - mehrere Zündkerzen vorhanden so muß
die Steuereinrichtung 27 informiert werden, wenn eine bestimmte Zündkerze von der
Sekundärwicklung 26 der Zusatzzündspule 25 ihren Zündspannungsstoß bekommt, um auszählen
und festlegen zu können, nach welcher Anzahl von Auslösesignalen, das heißt an welcher
der Zündkerzen 6, 7, 8, 9, die Zündfunkenerzeugung aussetzen soll. Zu diesem Zweck
geht von wenigstens einer der Zündkerzen 6, 7, 8, 9, im Beispielsfall von der Zündkerze
6, eine zu der Steuereinrichtung 27 führende Steuerverbindung 44 aus, über die der
Steuereinrichtung 27 ein Steuersignal zugeführt wird. Im Beispielsfall ist die Steuerverbindung
44 an die zwischen der Festelektrode 10 und der Zündkerze 6 vorhandene Zündleitung
kapazitiv angekoppelt.
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Die Steuerverbindung 44 kann selbstverständlich dort auch induktiv
angekoppelt oder galvanisch angeschlossen sein. Das andere Ende der Steuerverbindung
44 führt zum Eingang der Zähleinrichtung 42, so daß die Zähleinrichtung dann die
über die Leitung 41 zugeführten Auslösesignale zu zählen beginnt, wenn gleienzeitig
über die Steuerverbindung 44 ein von dem Zündspannungsstols an der Zündkerze 6 abgeleitetes
Steuersignal eintrifft.
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Die soeben beschriebene Anordnung hat folgende Wirkungsweise: Sobald
der Unte:1brecherschalter 2C) geöffnet und damit der Stromfluß in der Primärwicklung
li der Betriebszündspule 18 unterbrochen wird, entsteht in der Sekundärwicklung
17 ein Hochspannungsstcß. Es setzt ein kurzer Stromfluß über den Widerstand 33 ein,
wodurch an dem Abgriff 32 ein Steuersignal entsteht. Das Steuersignal gelangt an
den ersten Eingang 39 des UND-Jatters 37 und, wcnn der Schalter 43 geschlossen ist,
auch an den zweiten Eingang 40 dieses Gatters 37. Das Auslösesignal kann dann vcm
Ausgang 38 des UND-Gatters 37 zum monostabilen Multivibrator 36 gelangen, der in
den instabilen Zustand gesteuert wird Abhängig davon geht die Emitter-KDllektor-Strecke
des Schalttransistors 34 in den stromsperrenden Schaltzustand über, wodurch der
Stromfluß in der Primärwicklung 35 unterbrochen und durch den Abbau der in der Zusatzzündspule
25 magnetisch gespeicherten Zündenergie ein Zündspannungsstoß in der Sekuiidärwicklung
26 induziert wird. Der Zündspannungsstoß gelangt im Beispielsfall über den Elektrodenarm
15 und die Festelektrode 12 an die Zündkerze 8 des Zylinders 4, wo ein Zündfunke
erzeugt und das komprimierte Kraftstoff-Luft-Gemi3ch zur Entflammung gebracht wi."d.
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Kippt der monostabile Multivibrator 36 wieder in seinen stabilen Schaltzustand
zurück, so wird die Emitter-Kollektor-Strecke des Schalttransistors 34 wieder leitend
und die Primärwicklung 35 erneut mit Strom versorgt, woraufhin in der Zusatzzündspule
25 die Speicherung von Zündenergie für eine weitere Zündfunkenerzeugung beginnt.
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Ist die Zähleinrichtung 42 nun so eingestellt, daR nach beginnender
Zählung, das heißt, nachdem ein Steuerimpuls über die Steuerverbindung 44 und ein
Auslösesignal über die Leitung 41 gemeinsam die Zähleinrichtung erreicht haben,
dieses Auslösesignal und noch die folgenden zwei weiteren Auslösesignale an den
zweiten Eingang 40 des UND-Gatters 37 gelangen, während dann jeweils beim vierten
Auslösesignal der Schalter 43 offen ist, so wird bei Drehung des Elektrodenarmes
15 im Uhrzeigersinn die Zündfunkenerzeugung an der Zündkerze 7 des Zylinders 3 unterbleiben.
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Die Wahl an welcher bzw. an welchen der Zündkerzen 6, 7, 8, 9 die
Unterdrückung der Zündfunkenerzeugung erfolgen soll, kann beliebig getroffen werden,
nur muß man beachten, daß eine bestimmte Anzahl an Zündvorgägen für die Aufrechterhaltung
des Betriebes der Brennkraftmaschine notwendig ist.
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Die Zusatzzündeinrichtung 24 kann auch eine Hochspannungs-Kondensatorzündeinrichtung
sein, bei der die Zündenergie in einem Kondensator gespeichert wird. Dieser Kondensator
wird aus einer Gleichstromquelle über einen Gleichstromwandler aufgelao.en und zur
Zündfunkenerzeugung mittels eines Thyristors über eine der Primärwicklung 35 aquivalente
Wicklung entladen. Der monostabile Multivibrator 36 hätte dann beim
Übergang
in den instabilen Zustand für die Umsteuerung des Thyristors in den stromdurchlassenden
Zustand und beim Übergang in den stabilen Zustand für die erneute Aufladung des
Kondensators zu sorgen.
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Die Betriebszündspule 18 kann selbstverständlich auch zu einer transistorisierten
Zündeinrichtung gehören bzw. der Zündtransformator einer Hochspannungs-Kondensatorzündeinrichtung
sein.