Zündsystem für Brennkraftmaschinen

Abstract

 Bei dem Zündsystem ist jeder Zündkerze (Z₁ bis Z₄) ein Transformator zugeordnet, dessen Primärwicklungen (P₁ bis P₄) an einen elektronischen Steuerkreis (SK) angeschaltet sind. Die Sekundärwicklungen (S₁ bis S₄) sind mit den Elektroden der Zündkerzen (Z₁ bis Z₄) verbunden und durch einen mechanischen, elektromechanischen oder elektronischen Schalter (1, bzw. S) überbrückbar. Die Ansteuerung der Transformatoren erfolgt durch einen aus einer Gleichspannungs- oder gleichgerichteten Wechseispannungsquelle gespeisten Zerhacker. Ein Transformator ist mit einer sekundärseitigen Hilfswicklung (H₁) versehen, welche Signale an den elektronischen Steuerkreis (SK) liefert und damit die Frequenz und/oder die Impulsdauer desZerhackers beeinflußt. Die Erfindung eignet sich insbesondere als Zündsystem für Ottomotoren in Kraftfahrzeugen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Zündsystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere Ottomotoren in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Bei der Konstruktion von Zündsystemen für Brennkraftmaschinen ist es in immer stärkerem Ausmaße notwendig, für eine gute Verbrennung des Kraftstoffgemisches zu sorgen, insbesondere im Bereich niedriger Motordrehzahlen und magerer Kraftstoffgemisch-Zusammensetzungen, um einerseits eine gute Energieausnutzung und andererseits eine möglichst geringe Luftverschmutzung zu erhalten.

[0003] Mit dem herkömmlichen Zündsystemen, bei denen die Hochspannung durch Zündspulen und/oder durch kapazitive Vorrichtungen erzeugt wird und bei denen an den Zündkerzen ein exponentiell abnehmender Zündfunken erzeugt wird, sind diese Forderungen nicht in ausreichendem Maße verwirklicht.

[0004] Aus der DE-A-28 46 425 ist ein Zündsystem bekannt, bei dem die Schaltung zwischen den primären und den sekundären Spulen durch einen einzigen magnetischen Kreis verwirklicht ist. Dabei sind eine Primärspule und bei einer anderen Ausführung zwei Primärspulen vorgesehen, die mit einer Gleichspannung versorgt werden. Die Erzeugung der für die Zündung erforderlichen Hochspannung erfolgt durch Unterbrechung des Stromflusses in der/den Primärspule (n). Dieser Vorgang ist unabhängig von der Drehzahl des Motors.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zündsystem für Brennkraftinaschinen, insbesondere Ottomotoren in Kraftfahrzeugen anzugeben, durch welches eine hohe Spannung an den Zündkerzen erzeugt wird und bei welchem die Dauer des Zündfunkens, insbesondere im Bereich niedriger Motordrehzahlen, genügend lang eingestellt werden kann.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0007] Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.

[0008] Die Vorteile, sowie die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Zündsystems werden an Hand der folgenden Ausführungsbeispiele erläutert.

[0009] In der dazugehörenden Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zündsystem,

Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung mit einem Transformator, der eine einzige Primär- und mehrere Sekundärwicklungen aufweist,

Fig. 3 die Zündfolge bei einem Vierzylindermotor,

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zündsystems,

Fig. 5 ein Impulsspektrum des Zündfunkens,

Fig. 6 ein Schaltbild des elektronischen Steuerkreises,

Fig. 7 eine andere Ausgestaltung des elektronischen Steuerkreises,

Fig. 8 eine sekundäre Steuerung,

Fig. 9 eine weitere Ausgestaltung der sekundärseitigen Steuerung,

Fig.10 ein Ausführungsbeispiel eines Transformators für das erfindungsgemäße Zündsystem,

Fig.11 eine Ausgestaltung des Zündsystems mit einer einzigen Sekundärwicklung,

Fig.12 die Wirkungsweis.e des Zündsystems nach Fig. 11,

Fig.13 die Ausgestaltung des Zündsystems mit einem Zündverteiler und

Fig.14 die Wirkungsweise des Zündsystems nach Fig. 13.

[0010] In Fig. 1 ist ein Zündsystem für einen Vierzylindermotor dargestellt. Dabei ist jeder der vier Zündkerzen Z₁ bis Z₄ ein durch einen Steuerkreis SK versorgter Transformator mit den Primärwicklungen P₁ bis P₄ und den Sekundärwicklungen S₁ bis S₄ zugeordnet. Die Sekundärwicklungen S₁ bis S₄ sind dabei mit den Elektroden der Zündkerzen Z₁ bis Z₄ verbunden und entweder durch mechanische, elektromechanische Umschalter I, bzw. elektronische Umschalter 9 überbrückt. Diese Schalter sind dabei so ausgebildet, daß im Kurzschlußfall nur ein schwacher Kurzschlußstrom fließt.

[0011] Der Zündfunken an den Elektroden der Zündkerzen Z1 bis Z₄ wird erzeugt, wenn die mechanischen Schalter I, bzw. die elektronischen Schalter S geöffnet werden. Dann wird die erforderliche Spannung für die Erzeugung des Zünd.- funkens an den Elektroden der Zündkerzen Z₁ bis Z₄ gebildet.

[0012] Der elektronische Umschalter 9 kann beispielsweise als eine Impedanz oder ein veränderlicher Widerstand ausgebildet sein,welche ateuerbar hohe, bzw. niedrige Impedanz, bzw. Widerstandswerte annehmen können, je nachdem ob eine Zündung gewünscht ist oder nicht. Die Impedanz kann an die Klemmen der Zündkerzen eingegeben werden und kann eine rückgeführte Impedanz sein (z.B. ein auf die Sekundärseite 3 gerichtete Hiliswicklung). 3 ist so zu wählen, daß nur ein geringer Strom fließt.

[0013] In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündsystems dargestellt in welcher ein Transformator mit einer einzigen Primärwicklung P und je einer Sekundärwicklung S₁ bis S₄ für einen Motor mit vier Zündkerzen Z₁ bis Z₄ verwendet wird. Dadurch wird ein kompakterer Aufbau des Zündsystems ermöglicht, wobei weiterhin die im Kraftfahrzeug vorhandene Energie wirtschaftlicher einsetzbar ist.

[0014] In der Fig. 3 ist der Ablauf der Zündung für einen Vierzylindermotor dargestellt. Der Zündzeitpunkt wird dabei beispielsweise durch einen an der Kurbelwelle des Motors angeordneten mechanischen, bzw. elektronischen Umschalter bestimmt. Weiterhin ist es möglich, die Zeitdauer des Zündfunkens durch die Öffnungszeit der mechanischen, elektromechanischen, bzw. elektronischen Umschalter I, bzw. g beliebig zu wählen. Diese Zeitdauer kann dabei in beliebiger Weise durch mechanische, elektromechanische, Vorrichtungen bestimmt werden, welche mit anderen Funktionen des Kraftfahrzeuges gekoppelt sind.

[0015] In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines. erfindungsgemäßen Zündsystems dargestellt. Die Primärwicklungen P₁ bis P₄ der Transformatoren sind dabei parallel zueinander geschaltet und in einem LC-Schwingkreis mit den Kapazitäten C1 bis C₄ angeordnet. An einem der Transformatoren ist eine Hilfswicklung H₁ angeordnet, welche die zum Betrieb des elektronischen Steuerkreises ' SK nötigen Information liefert. Weiterhin ist in dem Zündsystem ein Zündkreis ZK angeordnet, welcher den mechanischen, elektromechanischen, bzw. elektronischen Unterbrecher T steuert. Durch das Zündsystem gemäß der Fig. 4 wird an den Zündkerzen Z₁ bis Z₄ ein Zündfunken hoher Spannnng und eine hohe/niedrige Frequenz gebildet. Die Größe der Spannung wird dabei durch die Auslegung der Transformatoren und durch die Frequenz des aus einer Gleichspannungs-, bzw. gleichgerichteten Wechselspannungsquelle betriebenen Zerhackers bestimmt. Die Intensität des Zündstromes wird einerseits ebenfalls durch iie Auslegung der Transformatoren und andererseits durch die Schließdauer des Unterbrecherelementes T bestimmt.

[0016] In Fig. 5 ist dargestellt, welches Spannungsspektrum U an den Sekundärwicklungen der Transformatoren erzeugt wird, je nachdem, ob die mechanischen, elektromechanischen, bzw. elektronischen Schalter I, bzw.

geöffnet oder geschlossen sind.

[0017] Wenn es erforderlich ist, kann die sekundärseitige Spannung gleichgerichtet und gefiltert werden.

[0018] In der Fig. 6 ist eine Schaltungsanordnung des elektronischen Steuerkreises dargestellt. An die Gleichspannungsquelle +, - ist eine Serienschaltung, bestehend aus der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Tr und der Parallelschaltung der Schwingkreise C₁-P₁, C₂-P₂, C_n-P_n angeschlossen. Außerdem liegt an der Gleichspannungsquelle +, - die RC-Serienschaltung R_c, C_c.

[0019] Beim Einschalten der Eingangs Spannung lädt sich der Kondensator C_c über den Widerstand R_c auf. Sobald seine Spannung die Zündspannung des Diacs D₃ erreicht, gibt dieser einen Impuls ab, der den Leistungstransistor Tr leitend steuert. An den Klemmen des Schwingkreises P₁-C₁ erscheint daher eine Überspannung. An der Hilfswicklung H₁ tritt eine Spannung der gleichen Art wie die Spannung an der Primärwicklung P auf.

[0020] Die Diode D₂ dient dazu, den Kondensator C_c jedesmal dann zu entladen, wenn der Transistor Tr leitend gesteuert ist, so daß der Diac daran gehindert wird, einen Impuls an die Basis des Transistors Tr abzugeben, während dieser gesperrt ist.

[0021] Andererseits kann die aus dem RC-Glied R_c C_c, dem Diac D₃ und der Diode D₂ bestehende Anordnung durch einen anderen Impulsgeber ersetzt werden, der nach dem Einschalten nur einen Impuls abgibt, z.B. durch eine monostabile Kippstufe oder durch einen Oszillator sehr niedriger Frequenz, der nach Abgabe des ersten Impulses. selbsttätig gesperrt wird.

[0022] Aus dieser Wechselspannung, deren Frequenz vorzugsweise etwa 20 kHz beträgt, wird mit Hilfe des Widerstandes R₁ und der Diode ZD durch Spannungsbegrenzung eine Rechteckspannung gewonnen. Parallel zur Diode ZD liegt die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T₁. Dieser Transistor T₁ ist mit seinem Kollektor über den Widerstand R₂ an die Hilfsspannung E2 geführt. Diese Hilfsspannung E₂ kann aus der Gleichspannung E₁ oder durch Gleichrichtung der Schwingkreisspannung, die an einer Transformatorwicklung, z.B. an einer Primärwicklung oder an der Wicklung H₁ anliegt, gewonnen werden.

[0023] Am Kollektor des Transistors T₁ erscheinen somit Rechteckimpulse, die durch Gleichrichtung und Impulsformung aus der an der Wicklung H₁ liegenden Wechselspannung erzeugt sind.

[0024] An den Kollektor des Transistors T₁ ist das RC-Glied, bestehend aus dem einstellbaren Widerstand R' und dem Kondensator C', angeschlossen. Dem Kondensator C' ist ein Impulsgeber P nachgeschaltet, der in Abhängigkeit von zeitlichen Verlauf der am Kondensator C' liegenden Spannung Rechteckimpulse abgibt. Übersteigt die dem Impulsgeber zugeführte Spannung eine vorgegebene Schwelle, so gibt der Ausgang einen Impuls ab, dessen Dauer durch den Impulsgeber selbst bestimmt ist.

[0025] Der Impulsgeber besteht aus einem NAND-Glied, das mit dem einen Eingang unmittelbar an den Kondensator C' angeschlossen ist und bei dem im Übertragungsweg mit Negierung der Eingangsspannung ein RC-Glied R", C" eingefügt ist. Andererseits kann als Impulsgeber eine Transistorschaltung oder z. B. ein Schmitt-Trigger mit nachgeschaltetem Monoflop dienen.

[0026] Dem Impulsgeber P ist eine Transistorstufe nachgeschaltet, die eine als Darlingtonschaltung ausgebildete Transistoranerdnung T₂ enthält. Diese Transistorstufe wird mit einer Hilfsspannung Ua1 gespeist, die durch Gleichrichtung der an der Eilfswicklung H₁ liegenden Wechselspannung gewonnen ist. Im Kollektorkreis der Transistoranordnung T₂ liegt die Primärwicklung des Transformators Tp, dessen Sekundärwicklung an die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Tr geführt ist.

[0027] Der an die Hilfswickhg H₁ angeschlossene Steuerkreis gibt an die Basis des Transistors Tr Rechteck-Steuerimpulse ab. Diese Rechteckimpulse werden von der Transistorenanordnung T₂ geliefert und der Basis des Transistors Tr über den Steuerübertrager Tp zugeführt.

[0028] Die Dauer, während der der Transistor T₂ leitend ist, wird durch die Dauer der vom. Impulsgeber P abgegebenen Impulse bestimmt. Am Ausgang des Impulsgebers P ergeben sich Impulse, die sowohl hinsichtlich ihrer zeitlichen Lage, als auch hinsichtlich ihrer Dauer variierbar sind. Die zeitliche Lage wird mit Hilfe des einstellbaren Widerstandes R' so festgelegt, daß der Transistor Tr beim Nulldurchgang des Stromes L_P1 leitend ist. Die Impulsdauer wird mit Hilfe des Widerstandes R" bestimmt. Durch die Variation der Impulsbreite läßt sich die Intensität des Zündfunkens verändern. Der Widerstand R" gestattet daher eine Steuerung der Zündintensität..

[0029] In Abwandlung der in Fig.6 gezeichneten Schaltungsanordnung kann die zur Steuerung des Impulsgebers dienende Spannung gegebenenfalls durch Integration der an der Hilfswicklung H₁ liegenden Spannung gewonnen werden, wobei die Diode ZD durch ein Integrierglied zu ersetzen ist.

[0030] Wegen der Überspannung am Schwingkreis C₁-P₁ kann sich die an die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Tr gelangende Spannung umpolen. Zum Schutz gegen derartige Spannungen ist parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke eine Diode angeordnet, die so gepolt ist, daß sie durch die Eingangs-Gleichspannung in Sperrichtung beansprucht wird.

[0031] Durch die elektronische Steuerung werden somit an den Zündkerzen Zündfunken hoher Spannung und hoher/niedriger Frequenz erzeugt.

[0032] In der Fig. 7 ist eine weitere Ausgestaltung der Schaltungsanordnung nach der Fig..6 dargestellt, mit der ein höherer Integrationsgrad erreichbar ist. Entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0033] CIC bezeichnet einen integrierten Schaltkreis, welcher die erforderliche Steuerfunktion für den Transistor T₂ übernimmt. Dabei ist in der Fig. 7 ein Zündsystem dargestellt, welches einen Transformator mit einer einzigen Primärwicklung P verwendet, der die entsprechenden Sekundärwicklungen S₁ bis S₄ ünd die Hilfswicklung H₁ zugeordnet sind.

[0034] In der Fig. 8 ist ein besonders vorteilhaftes erfindungsgemäßes Steuersystem für die-Zündung der Zündkerzen Z dargestellt. Dabei wird auf die sekundärseitige Wicklung S'der Transformatoren eine Zusatzwicklung S' aufgebracht, deren Stromkreis durch die mechanischen Umschalter I oder die elektromechanischen, bzw. elektronischen Umschalter kurzbeschlossen, bzw. geöffnet werden kann. Das Kurzschließen der Zusatzwicklung durch die Schalter I, bzw.

zieht das Verschwinden der sekundärseitigen Spannung der Wicklung S nach sich, bzw. die Intensität wird so weit herabgesetzt, so daß kein Zündfunken an den Zündkerzen Z gebildet wird. Dagegen gelangt bei offenen Schaltern I, bzw. ₅ die erforderliche Spannung än die Elektroden der Zündkerzen Z, so daß eine ordnungsgemäße Zündung erfolgen kann (s. auch Fig. 5). Der Vorteil dieses erfindungsgemäßen Prinzips der Erzeugung, bzw. Vernichtung der sekundärseitigen Hochspannung besteht darin, daß dies ohne Beeinflussung der Primärseite P der Transformatoren geschieht.

[0035] Nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 9 wird in der Zusatzwicklung S' eine Wechselspannung erzeugt, die mit dem Gleichrichter D gleichgerichtet und mit Hilfe der parallelgeschalteten Aondensatoren C₁ und C₂ gefiltert wird. Weiterhin ist im Filterkreis zur Glättung der Widerstand R_f angeordnet. Parallel zum Filterkreis ist die Parallelschaltung eines Widerstandes R₂ mit dem Transistor T angeordnet, duch. die die Steuerimpulse für den Beginn und das Ende der Zündung erzeugt werden. An der gemeinsamen Verbindung des Widerstandes R₂ und des Kollektors des Transmitors T ist eine Diode d mit einem Strombegrenzungswiderstand R1 geschaltet und mit dem positiven Pol +V der Spannungsquelle des Kraftfahrzeuges verbunden.

[0036] Wenn der Transmitor T gesperrt ist, fällt die im Gleichrichter D erzeugte Spannung ganz am:Widerstand R₂ ab; dadurch wird eine erhöhte Impedanz gebildet, so daß eine hohe Spannung an den Klemmen der Sekundärwicklung S ansteht, wodurch die Zündfunken in den Zündkerzen Z gebildet wird.

[0037] Wenn dagegen der Transistor T durchgesteuert ist, sinkt die Spannung zwischen Kollektor und Emitter - und damit der Spannungsabfall am Widerstand R₂ - ab, d.h. daß der Scheinwiderstand des Transistors T sehr gering ist. Damit ist die an die Kerzenklemmen zurückgeführte Impedanz niedriger als die Scheinimpedanz der Zündkerze Z und-der Zündfunken-erlöscht, bzw. wird nicht erzeugt.

[0038] Der Widerstand R₁ und die Diode d versorgen den Transistor T mit einer Spannung, wenn sowohl die Spannung an den Zündkerzen Z als auch an der Sekundär- S und Zusatzwicklung S' null ist.

[0039] Die Vorteile der Erfindung bestehen einmal.darin, daß die Montagezeit der Transformatoren geringer als bei den Zündsystemen bekannter Bauart ist. Zum anderen läßt sich die Zeitdauer des Zündfunkens im Gegensatz zu den be- _' kannten Systemen beliebig verlängern und genau fixieren, wobei die Primärspule durch einen Zerhacker und somit durch die Wechselspannung angesteuert wird. Diese Ansteuerung erfolgt unabhängig von der Motordrehzahl. Die Magnetflüsse sind in allen Transformatoren gleich, wobei durch den Zündvorgang kein Einfluß auf die Primärwicklungen ausgeübt wird. Weiterhin wird der Zündfunken konstant versorgt. Die Energie des Zündfunkens läßt sich je nach Regelung durch die elektronische Steuerung beliebig verändern. Zusammengenommen erhält man damit eine verbesserte Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemisches, insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen.

[0040] In der Figur 10 ist ein Transformator dargestellt, dessen Kern 1 aus vier kreuzförmig zueinander angeordneten Jochen 2 bis 5 besteht, an deren Kreuzungspunkt ein Steg 6 ist die Primärspule P mit ihren Anschlüssen A₁ angeordnet. Auf den Schenkeln der Joche 2 bis 5, welche parallel zum Steg 6 sind, befinden sich die Sekundärspulen S₂ bis S₅ mit ihren Anschlüssen A₂ bis A₅. Ferner sind auf den Sekundärwicklungen S₂ bis S₅ Hilfswicklungen S'₂ bis S'₅ angeordnet, welche durch in der Figur nicht dargestellte mechanische, elektromechanische oder elektronische Schalter kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden können. Wenn diese Schalter geschlossen sind, d.h. wenn die Hilfswicklungen S'₂ bis S'₅ kurzgeschlossen sind, liegt an den Anschlüssen A₂ bis A₅ der Sekundärspulen S₂ bis S₅ keine Spannung an.

[0041] Die Transformatoren sind dabei derart ausgestaltet, beispielsweise durch die Anzahl der Windungen, die Luftspaltanpassung, daß die Streuinduktivitäten den Strom in der Primärwicklung P begrenzen, wenn eine oder mehrere der Hilfswicklungen S'₂ bis S'₅ kurzgeschlossen sind.

[0042] Bei geöffneten Hilfswicklungen S'₂ bis S'₅ kann an den Anschlüssen A₂ bis A₅ der Sekundärspulen S₂ bis S₅ die erforderliche Spannung abgegriffen werden.

[0043] Das in der Figur 10 dargestellte Ausführungsbeispiel mit vier Sekundärspulen eignet sich beispielsweise zur Ansteuerung der Zündkerzen bei einem Kraftfahrzeug - Ottomotor, wobei die Elektroden der Zündkerzen an die Anschlüsse A₂ bis A₅ der Sekundärspulen S₂ bis S₅ angeschlossen sind. Durch entsprechende Steuerung der in der Figur nicht dargestellten mechanischen, elektromechanischen oder elektronischen Schalter, welche die Hilfswicklungen S'₂ bis S'₅ kurzschließen, bzw. öffnen wird zum erforderlichen Zündzeitpunkt die benötigte Spannung an die Elektroden der Zündkerzen gelegt.

[0044] Das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich dabei auf einen Vierzylindermotor. Bei Motoren anderer Zylinderzahl, beispielsweise 5-, 6-, 8-, 12-Zylindermotoren sind dementsprechend jedem Zylinder eine Sekundärspule zugeordnet (im Beispiel 5, 6, 8, 12 Sekundärspulen).

[0045] In der Figur 11 ist eine Ausgestaltung des Zündsystems dargestellt, bei der ein Transformator mit einer einzigen Sekundärwicklung verwendet wird. Die Sekundärwicklung S ist mit einer Hilfswicklung S' versehen, deren Stromkreis durch den mechanischen Umschalter I oder den elektromechanischen, bzw. elektronischen Umschalter kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden kann. Durch das Kurzschließen der Zusatzwicklung durch die Schalter I, bzw.

verschwindet wie bereits ausgeführt die sekundär- . seitige Spannung der Wicklung S, bzw. wird ihre Intensität soweit herabgesetzt, daß kein Zündfunken an den Zündkerzen gebildet wird. Die Sekundärwicklung S ist über die Unterbrecher C₁ bis C_n an die Zündkerzen Z₁ bis Z_n gelegt.

[0046] In der Fig. 12 ist die Funktion des Zündsystems nach Fig. 11 an Hand der Wirkungsweise bei einem Verbrennungsmotor mit zwei Zündkerzen Z₁ und Z₂ erklärt. Das obere Niveau der Kurven entspricht dabei geschlossenen Schaltern, bzw. Unterbrechern und das untere geöffneten.Wie der Figur zu entnehmen ist, ist zu Beginn des Zyklus der Schalter I, bzw.

geschlossen und sind die Unterbrecher C₁ und C₂ offeg. Da der Schalter I, bzw.

geschlossen ist, liegt wie bereits ausgeführt, auch keine Spannung an der Sekundärwicklung S an. Es wird nun zuerst der Unterbrecher C₁ geschlossen und dann durch Öffnen des Schalters I, bzw.

die erforderliche Spannung erzeugt, so daß die Zündung der Zündkerze Z₁ erfolgt. Der Zündfunken an der Zündkerze Z₁ steht solange an, wie der Schalter I, bzw.

geöffnet ist. Nach Schließen dieses Schalters erlischt der Zündfunken an der Zündkerze Z₁ und anschließend wird der Unterbrecher C₁ geöffnet. Danach wird der Unterbrecher C₂ geschlossen und anschließend der Schalter I, bzw.

geöffnet, so daß die Zündkerze Z₂ die erforderliche Zündspannung erhält, die solange aufrechterhalten wird, bis der Schalter I, bzw. ₉ wieder geschlossen wird. Danach, also nachdem die Spannung an der Sekundärseite S wieder verschwunden ist, wird der Unterbrecher C₂ wieder geöffnet, so daß der Zyklus von vorn beginnen kann.

[0047] Da somit Beginn und Ende des Zündvorganges nur durch den Schalter I, bzw.

bestimmt wird und die Unterbrecher C₁ bis C_n immer vorher, bzw. hinterher geschaltet werden, ist es nicht erforderlich mechanische, bzw. elektronische Unterbrecher einzusetzen, an die hohe. Anforderungen gestellt werden. Der Preis des erfindungsgemäßen Zündsystems nach Fig. 11 ist deshalb bedeutend niedriger, da neben der Verwendung nur noch einer einzigen Hochspannungsspule Unterbrecher verwendet werden, an die keine hohen Spannungsanforderungen gestellt werden.

[0048] Beispielsweise können die Unterbrecher C₁ bis C_n durch Reed-Relais gebildet werden.

[0049] In Fig. 13 ist eine Ausgestaltung eines Zündsystems mit Zündverteiler dargestellt. Dabei wird ein Transformator mit Primärwicklung P und Sekundärwicklung S verwendet. Die Sekundärwicklung S ist mit dem Verteilerläufer L eines Zündverteilers Zv verbunden. Der Verteilerläufer L bewegt sich beispielsweise in Pfeilrichtung, so daß nacheinander über die Kontakte K₁ bis K₄ die Hochspannung der Sekundärwicklung S an die Zündkerzen Z₁ bis Z₄ gelangt. In dem in der Fig.13 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dabei eine Zündfolge Z₁, Z₂₉ Z₃, Z₄ dargestellt. Auf der Sekundärwicklung S ist eine Zusatzwicklung S' ange-. ordnet, welche mit dem Schalter I kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden kann.

[0050] Wie aus der schematischen Darstellung in Fig. 13 ersichtlich ist, kann der Verteilerläufer L beispielsweise die Form eines umlaufenden Kreissegmentes aufweisen. Die größtmögliche Zündzeitdauer wird dabei einerseits durch die Größe des Kreissegmentes und andererseits durch die Umlaufgeschwindigkeit des Verteilerläufers L bestimmt. Wegen der in der Sekundärwicklung S erzeugten Hochspannung ist nicht unbedingt ein mechanischer Kontakt zwischen dem Verteilerläufer L und den einzelnen im Zündverteiler Zv angeordneten Kontakten K₁ bis K₄ erforderlich.

[0051] Um eine möglichst gleichmäßige Zündspannung zu gewährleisten, wird man jedoch nicht den Beginn des Zündvorganges in den.Zeitpunkt legen, in dem der Verteilerläufer L die Kontakte K₁ bis K₄ erreicht und das Ende des Zündvorganges mit dem Verlassen des Verteilerläufers L und den entsprechenden Kontakten K₁ bis K₄ zusammenlegen, sondern man wird eine entsprechend kleinere Zeit vorgeben.

[0052] Die Steuerung der Zündzeit, das heißt des Öffnens und Schließens des Schalters I erfolgt durch in der Figur nicht dargestellte Sensoren, welche an geeigaeten Stellen des Motors angeordnet sind. Vorzugsweise werden dafür kontaktlose Geber verwendet, wie beispielsweise Induktionsgeber, Feldplattengeber, lichtelektrische Geber usw.

[0053] In Fig. 14 ist die Funktion des erfindungsgemäßen Zündsystems anhand der Wirkungsweise bei einem Verbrennungsmotor mit vier Zündkerzen Z₁ bis Z₄ erklärt, wobei die Zündfolge dem in der Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht.

[0054] Mit A sind die Signale der Sensoren, bzw. Geber bezeichnet, durch welche der Schalter I in Fig.. 13 den Befehl zum Öffnen, bzw. Schließen erhält. Der Beginn und das Ende der Zündzeit in B, wo die Funktion des Schalters I dargestellt ist, sind mit t_a und t_e bezeichnet. Beim Öffnen des Schalters I wird in der Sekundärspule S die erforderliche Hochspannung erzeugt, so daß ein Zündfunken an den Zündkerzen Z1 bis Z₄ erzeugt wird. In den Zünddiagrammen gemäß der Fig. 14 ist bei Z₁ bis Z₄ gestrichelt die Zeit angegeben, zu welcher sich das Segment des Verteilerläufers L im Bereich der Kontakte K₁ bis K₄ befindet. Der Fig. 14 ist zu entnehmen, daß die Zündzeit kürzer als diese Zeit ist. Daraus ist ersichtlich, daß durch Vergrößern des Kreissegments des Verteilerläufers L eine gewünschte Verlängerung der Zündzeitdauer ermöglicht wird.

[0055] Bei dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel ist Iediglich bei. A das Signal eines Sensors, bzw. Gebers zur Steuerung des Schalters I dargestellt. Es können jedoch zur Steuerung des Schalters I auch mehrere Sensoren verwendet werden, welche beispielsweise für die Gaspedalstellung, die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs, den Unterdruck im Saugrohr, die Motortemperatur usw. die erforderlichen Informationen liefern.

Ansprüche

1. Zündsystem für Brennkraftmaschinen, insbesondere Ottomotoren, in Kraftfahrzeugen, bei denen zur Erzeugung der Zündspannung ein oder mehrere Transformatoren vorgesehen sind, mit dessen, bzw. deren Sekundärwicklung (en) die Zündkerzen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (en) an einen elektronischen Schaltkreis angeschlossen sind und durch einen aus einer Gleichspannungs- oder gleichgerichteten Wechselspannungsquelle gespeisten Zerhacker angesteuert sind, und daß an der Sekundärseite des, bzw. der Transformatoren mechanische, elektromechanische oder elektronische Schalter angeordnet sind.

2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (en) des oder der Transformatoren in einem LC-Schwingkreis angeordnet ist.

3. Zündsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen der Transformatoren parallel zueinander geschaltet sind.

4. Zündsystem nach einen der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem der Transformatoren eine sekundärseitige Hilfswicklung angeordnet ist, daß die Hilfswicklung mit einem Steuerkreis verbunden ist, und daß der Steurkreis induktiv mit dem Zerhacker gekoppelt ist.

5. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhacker einen Transistor (Tr) erhält, dessen Emitter-Kollektor-Strecke in Serie zu den parallel geschalteten Primärwicklungen (P₁... P_n) angeordnet ist, und daß die Serienschaltung an der Gleichspannungs- oder gleichgerichteten Wechselspannungsquelle liegt und daß die Basis des Transistors (Tr) an den Steuerkreis angeschlossen ist.

6. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (Tr) zusätzlich an einen weiteren Steuerkreis angeschlossen ist, der aus einer an der Gleichspannungs- oder gleichgerichteten Wechselspannungsquelle liegenden RC-Serienschaltung (R_c, C_c) und einem zwischen der RC-Serienschaltung und der Basis des Transistors (Tr) angeordneten Diac (D) besteht.

7. Zündsystem nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis einen aus einem der Transformatoren gespeisten Spannungsbegrenzer oder Integrator enthält und daß die durch die Spannungsbegrenzung, bzw. Integration gewonnene Rechteckspannung einer Anordnung zu Impulsverzögerung und/oder Impulsbreitenvariation zugeführt ist.

8. Zündsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Anordnung zur Impulsverzögerung und/oder Impulsbreitenvariation und der Basis des in Serie zur Parallelschaltung der Schwingkreise angeordneten Transistors (Tr) eine Transistorstufe (T₂) und ein Übertrager (Tp) mit einer parallel zur Primärwicklung angeordneten Überspannungs-Schutzschaltung vorgesehen sind.

9. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis der den mit der Hilfswicklung versehenen Transformator enthält, zusammen mit dem (den) Steuerkreis (en) und dem Zerhacker in ein und derselben Baueinheit untergebracht ist und daß die weiteren Schwingkreise als weitere Baueinheiten ausgebildet sind.

10. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Sekundärwicklungen S der Transformatoren Zusatzwicklungen S' angeordnet sind, deren Stromkreise durch mechanische I oder elektromechanische, bzw. elektronische Schalter

kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden können.

11. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator mit auf einem magnetischen Kern angeordneter Primär- und Sekundärspule verwendet ist, dessen Kern derart ausgebildet ist, daß einer Primärspule mehrere Sekundärspulen zugeordnet sind.

12. Zündsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Transformators aus Ferritmaterial besteht.

13. Zündsystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) des Transformators aus vier kreuzförmig zueinander angeordneten Jochen (2,3,4,5) besteht, die an ihrem Kreuzungspunkt durch einen Steg (6) miteinander verbunden sind, daß auf dem Steg (6) die Primärspule (P) und auf den Jochen (2,3,4,5) die Sekundärspulen (S₂, S₃, S₄, S₅) angeordnet sind.

14. Zündsystem nach.einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den Sekundärspulen (S₂, S₃, S₄, S₅) des Transformators Hilfswicklvagen (S'₂, S'₃, S'₄, S'₅) angeordnet sind, welche durch mechanische, elektromechanische oder elektronische Schalter kurzgeschlossen, bzw. geöffnet werden können.

15. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14 gekennzeichnet durch die Verwendung eines Transformators mit einer einzigen Sekundärwicklung S, welche über in Reihe zu jeder Kündkerze (Z₁ bis Z_n) angeordnete mechanische oder elektronische Unterbrecher (C₁ bis C_n) mit den Zündkerzen (Z₁ bis Z_n) verbunden ist.

16. Zündsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrecher (C₁ bis C_n) als Reed-Relais ausgebildet sind.

17. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Schalters I Sensoren an geeigneter Stelle der Brenakraitmaschine angeordnet sind.

Zeichnung