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DE10013742A1 - Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

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Publication number
DE10013742A1
DE10013742A1 DE10013742A DE10013742A DE10013742A1 DE 10013742 A1 DE10013742 A1 DE 10013742A1 DE 10013742 A DE10013742 A DE 10013742A DE 10013742 A DE10013742 A DE 10013742A DE 10013742 A1 DE10013742 A1 DE 10013742A1
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DE
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transformer
wiring conductor
potential end
secondary winding
outer packaging
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DE10013742A
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Takeshi Shimizu
Mitsuru Koiwa
Yutaka Ohashi
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F19/00Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
    • H01F19/04Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
    • H01F19/08Transformers having magnetic bias, e.g. for handling pulses
    • H01F2019/085Transformer for galvanic isolation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

Eine Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die eine ausreichende thermische Isolation zwischen einem Transformator und einer Vorspannschaltung sicherstellen kann und die in einem miniaturisierten Aufbau hergestellt werden kann, umfaßt einen Transformator (11) mit einer Primärwicklung (111) und einer Sekundärwicklung (112), die elektromagnetisch untereinander so gekoppelt sind, daß auf eine Unterbrechung eines Stroms hin, der durch die Primärwicklung (111) fließt, eine Hochspannung an dem Hochpotentialende der Sekundärwicklung (112) induziert wird, eine Schalteinrichtung (12) zum gesteuerten Unterbrechen des durch die Primärwicklung (111) fließenden Stroms, eine Zündkerze (3) zum Erzeugen einer Funkenentladung im Ansprechen auf eine Anlegung der Hochspannung, die an dem Hochpotentialende der Sekundärwicklung (112) auftritt, eine Vorspanneinrichtung (13), um an ein Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung (112) des Transformators (11) eine Spannung mit einer Plus-Polarität anzulegen, um Ionen zu erfassen, die erzeugt werden, wenn die Funkenentladung an der Zündkerze (3) auftritt, und ein äußeres Verpackungsgehäuse (16), um darin den Transformator (11), die Schalteinrichtung (12) und die Vorspanneinrichtung (13) aufzunehmen, wobei die Vorspanneinrichtung (13) innerhalb des äußeren Verpackungsgehäuses (16) so aufgenommen ist, daß die Vorspanneinrichtung (13) an einer Stelle benachbart zu der Schalteinrichtung (12) entfernt von dem ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbrennungszustands- Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zum Erfassen von Verbrennungszuständen innerhalb eines Zylinders der Maschine auf Grundlage einer Erfassung eines Ionenstroms.
Beschreibung des verwandten Sachstandes
Zum besseren Verständnis des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Konzepts werden Hintergrundtechniken davon zunächst mit näheren Einzelheiten zusammengestellt. Fig. 7 ist ein Schaltbild, das schematisch einen Aufbau einer herkömmlichen Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (nachstehend auch einfach als die Maschine bezeichnet) zeigt. Bezug nehmend auf die Figur bezeichnet ein Bezugszeichen 1 eine Zündeinrichtung, die implementiert ist in der Form eines Transformators 11 einschließlich einer Primärwicklung 111 mit einem Hochpotentialende, an das ein Potential mit einer Plus- Polarität angelegt wird, und einem Niedrigpotentialende, das mit einem Kollektor eines Leistungstransistors verbunden ist, der als ein Schaltelement 12 dient, wobei der Transistor eine mit dem Massepotential verbundene Emitterelektrode aufweist. Der Transformator (Zündspule) 11 umfaßt ferner eine Sekundärwicklung 112, die mit der Primärwicklung 111 elektromagnetisch gekoppelt ist und die ein Hochpotentialende, das mit einer Zündkerze 3 verbunden ist, und ein Niedrigpotentialende, welches mit einer extern angeordneten Vorspannschaltung mit Hilfe eines Verdrahtungsleiters verbunden ist, aufweist.
Weiter Bezug nehmend auf Fig. 7 bezeichnet ein Bezugszeichen 2 (ein Block mit einer strichpunktierten Linie) allgemein ein Verbrennungszustands-Erfassungsmodul, das eine Vorspannschaltung 13 umfaßt, um an das Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung 112 eine Vorspannung mit einer Plus- Polarität anzulegen, die zum Erfassen von Ionen erforderlich ist, die beim Auftreten einer Funkenentladung an der Zündkerze 3 erzeugt werden. Diesbezüglich ist die Vorspannschaltung 13 durch eine Reihenschaltung einer Parallelschaltung einer Diode 133 und eines Kondensators 132 und einer Parallelschaltung einer Zenerdiode 134 und eines Widerstands 131 gebildet. Mit dem Ausgangsanschluß der Vorspannschaltung 13 ist eine Ionenstrom- Erfassungseinrichtung verbunden, um einen Strom zu erfassen, der unter dem Effekt der Vorspannung, die in den Kondensator 132 geladen ist, durch die Zündkerze 3 fließt. Zwischen den Ausgang der Vorspannschaltung 13 und die Masse ist ferner eine Diode 21 geschaltet, die einen Entladungsstrompfad für die Zündkerze 3 bildet.
Mit dem Aufbau der herkömmlichen Verbrennungszustands- Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit der Zündeinrichtung 1 und dem Verbrennungszustands- Erfassungsmodul 2, wie voranstehend beschrieben, können sich auch derartige Probleme ergeben, wie nachstehend aufgeführt. Es sei angenommen, daß ein Unterbrechungsfehler an einem Schaltungspunkt (A) auftritt, wo das Hochpotentialende der Sekundärwicklung und die Zündkerze untereinander verbunden sind, oder es sei angenommen, daß ein Fehlzündungsereignis (d. h. eine fehlende Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs) in dem Zylinder auftritt, in dem die Zündkerze 3 angeordnet ist. In diesem Fall durchläuft die Spannung (die einen Spitzenpegel von ungefähr 40 kV aufweist), die an dem Hochpotentialende der Sekundärwicklung 112 auftritt, eine Vibration, wobei als Folge davon eine Spannungsvibration mit einem Spitzenpegel von ungefähr 8 kV an dem Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung 112 in Synchronisation zu der Spannungsvibration an dem Hochpotentialende auftritt, obwohl die Amplituden von beiden Spannungsvibrationen sich voneinander unterscheiden.
Infolgedessen verursacht die Spannung mit dem relativ hohen Pegel, die an dem Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung 112 auftritt, einen Leckstrom, der durch die elektronische Schaltungsanordnung fließt, die die Ionenstrom- Erfassungseinrichtung bildet, die in das Verbrennungszustands-Erfassungsmodul 2 eingebaut ist, wodurch die elektronische Schaltungsanordnung, die die Ionenstrom- Erfassungseinrichtung bildet, eine Beschädigung oder Beeinträchtigung erfahren kann, wodurch sich ein Problem ergibt.
Als Maßnahmen zum Behandeln des voranstehend erwähnten Problems ist es vorstellbar, die Hochspannungs- Schaltungsanordnung einschließlich der Vorspannschaltung 13 innerhalb eines äußeren Verpackungsgehäuses aufzunehmen, das darin die Zündeinrichtung 1 aufnimmt, und den Innenraum des äußeren Verpackungsgehäuses 16 mit einem aushärtbaren Gießharz zu füllen, um dadurch die Zündeinrichtung und die Hochspannungs-Schaltungsanordnung voneinander zu isolieren. In diesem Zusammenhang sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Kondensator 132, der einen Teil der Vorspannschaltung 13 bildet, bezüglich, der Wärmewiderstandsfähigkeit relativ gering ist und der Kondensator somit eine Ursache zum Herabsetzen der Zuverlässigkeit eines Betriebs der Verbrennungszustands-Erfassungseinrichtung unter der Wärme, die von der Primärwicklung 111 transferiert wird, bereitstellen kann, wodurch sich ein Problem ergibt. Abgesehen davon wird die Anzahl von Teilen, die in dem äußeren Verpackungsgehäuse der Zündeinrichtung 1 aufgenommen werden sollen, zunehmen, was ein Problem mit sich bringt, daß die Größe der Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung in ungünstiger Weise zunimmt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts des voranstehend beschriebenen Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die eine geeignete thermische Isolation zwischen einem Transformator, der eine Zündspule bildet, und der Vorspannschaltung sicherstellen kann und die in einer miniaturisierten Struktur hergestellt werden kann.
Angesichts der obigen und anderer Aufgaben, die mit Fortschreiten der Beschreibung ersichtlich werden, ist gemäß einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei die Vorrichtung umfaßt: einen Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, die elektromagnetisch untereinander so gekoppelt sind, daß auf eine Unterbrechung eines Stroms hin, der durch die Primärwicklung fließt, eine Hochspannung auf einem Hochpotentialende der Sekundärwicklung induziert wird, eine Schalteinrichtung zum gesteuerten Unterbrechen des Stroms, der durch die Primärwicklung fließt, eine Zündkerze zum Erzeugen einer Funkenentladung im Ansprechen auf eine Anlegung der Hochspannung, die an dem Hochpotentialende der Sekundärwicklung auftritt, eine Vorspanneinrichtung, um an ein Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung des Transformators eine Spannung mit einer Plus-Polarität zum Erfassen von Ionen anzulegen, die erzeugt werden, wenn die Funkenentladung an der Zündkerze auftritt, und ein äußeres Verpackungsgehäuse, um darin den Transformator, die Schalteinrichtung und die Vorspanneinrichtung aufzunehmen, wobei die Vorspanneinrichtung in dem äußeren Verpackungsgehäuse so aufgenommen ist, daß die Vorspanneinrichtung an einer Stelle benachbart zu der Schalteinrichtung entfernt von dem Transformator angeordnet ist, und wobei das äußere Verpackungsgehäuse mit einem aushärtbaren Gießharz gefüllt ist.
Mit Hilfe des voranstehend erwähnten Aufbaus kann die Vorspanneinrichtung in positiver Weise von dem Einfluß der Wärme geschützt werden, die in der Primärwicklung erzeugt wird, und somit kann die Verbrennungszustands- Erfassungseinrichtung realisiert werden, die mit einer hohen Zuverlässigkeit arbeitet.
In einer bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung ferner einen ersten Verdrahtungsleiter zum elektrischen Verbinden eines Niedrigpotentialendes der Primärwicklung des Transformators und der Schalteinrichtung untereinander, einen zweiten Verdrahtungsleiter zum elektrischen Verbinden eines Hochpotentialendes der Sekundärwicklung des Transformators und der Vorspanneinrichtung untereinander, wobei die ersten und zweiten Verdrahtungsleiter diskret voneinander gebildet sind, und wobei der zweite Verdrahtungsleiter auf der Innenseite relativ zu dem ersten Verdrahtungsleiter angeordnet ist, umfassen.
Aufgrund des voranstehend erwähnten Aufbaus nimmt der Freiheitsgrad beim Anordnen des zweiten Verdrahtungsleiters relativ zu dem ersten Verdrahtungsleiter zu, wodurch ein geeigneter Isolationsabstand zwischen der Vorspanneinrichtung und dem Transformator leicht sichergestellt werden kann, trotz eines schmalen internen Raums, der innerhalb des äußeren Verpackungsgehäuses vorhanden ist.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und hervortretenden Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich näher durch Lesen der folgenden Beschreibung und der bevorzugten Ausführungsformen davon, die nur beispielhaft im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen angeführt sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Verlauf der folgenden Beschreibung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild, das eine elektrische Konfiguration einer Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die einen mechanischen Aufbau der Verbrennungszustands- Erfassungsvorrichtung für die Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine Ansicht zum graphischen Darstellen einer Temperaturverteilung innerhalb eines äußeren Verpackungsgehäuses der Verbrennungszustands- Erfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4A und 4B Ansichten zum Darstellen eines Prozesses zum Zusammensetzen der Zündeinrichtung der Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5A bis 5C Ansichten, die ein äußeres Erscheinungsbild der Zündeinrichtung in dem zusammengesetzten Zustand zeigen, wobei Fig. 5A eine Vorderansicht der Zündeinrichtung ist;
Fig. 5B eine Aufsicht von oben auf diese Einrichtung ist; und
Fig. 5C ein Seitenaufriß der Einrichtung ist;
Fig. 6 einen Seitenaufriß, der teilweise im Querschnitt eine Zündeinrichtung der Verbrennungszustands- Erfassungsvorrichtung für die Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 7 ein Schaltbild, das eine elektrische Konfiguration einer herkömmlichen Verbrennungszustands- Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird ausführlich im Zusammenhang mit denjenigen Merkmalen beschrieben, die gegenwärtig als bevorzugte oder typische Ausführungsformen davon angesehen werden, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile überall in den verschiedenen Ansichten. Ferner sei in der folgenden Beschreibung darauf hingewiesen, daß Ausdrücke wie "oben", "unten" und dergleichen Wörter zur Darstellung sind und nicht als einschränkende Ausdrücke angesehen werden sollen.
Ausführungsform 1
Die Fig. 1 ist ein Schaltbild, die eine Konfiguration einer Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Figur sind Komponenten, die ähnlich oder äquivalent zu denjenigen sind, die voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 7 erwähnt wurden, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1A eine Schaltungskonfiguration einer Zündeinrichtung 1A der Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie sich der Figur entnehmen läßt, ist die Vorspannschaltung 13, die in dem Verbrennungszustands-Erfassungsmodul 2 der herkömmlichen einer Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung eingebaut ist, in die Zündeinrichtung 1A für den Fall der Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung eingebaut.
Genauer gesagt ist die Vorspannschaltung 13 in der Nähe des Transformators 11 angeordnet, elektrisch mit dem einer Verbrennungszustands-Erfassungsmodul 2 über einen Verdrahtungsleiter verbunden. Selbst wenn ein Unterbrechungsfehler an einem Schaltungspunkt (A) auftritt, wo das Hochpotentialende der Sekundärwicklung 112 elektrisch mit der Zündkerze 3 verbunden ist, oder wenn ein Fehlzündungsereignis innerhalb des Maschinenzylinders auftritt, in dem die Zündkerze 3 angeordnet ist, kann mit diesem Aufbau die Hochspannung, die an einem Schaltungspunkt (B) auftritt, an dem die Vorspannschaltung 13 und das Verbrennungszustands-Erfassungsmodul 2A untereinander elektrisch verbunden sind, durch die Zusammenwirkung der Zenerdiode 134 und des Widerstands 131 auf einen niedrigen Pegel unterdrückt werden. Somit kann die elektronische Schaltungsanordnung, wie die Ionenstrom- Erfassungseinrichtung, die in das Verbrennungszustands- Erfassungsmodul 2A eingebaut ist, gegenüber einem ungünstigen Einfluß eines Leckstroms geschützt werden, der ansonsten durch die voranstehend erwähnte Hochspannung verursacht würde.
Als nächstes richtet sich die Beschreibung auf einen mechanischen Aufbau der Zündeinrichtung 1A gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 2, die die Zündeinrichtung in einer Querschnittsansicht zeigt. Bezug nehmend auf die Figur ist das Schaltelement 12 mit einer hohen Wärmewiderstandsfähigkeit (einem hohen Wärmewiderstand) an einer Stelle benachbart zu dem Transformator 11 mit der Primärwicklung 111 angeordnet, wo die Wärmeerzeugung in der Zündeinrichtung 1A am stärksten ist, wohingegen die Vorspannschaltung 13 mit dem Kondensator 132, die einen relativ geringen Wärmewiderstand aufweist, an einer Stelle benachbart zu dem Schaltelement 12 entfernt von dem Transformator 11 angeordnet ist.
Ein Verbinder 14 zum elektrischen Verbinden der Vorrichtung mit anderen Geräten ist in einer derartigen Orientierung angeordnet, daß der Verbinder 14 von dem Verdrahtungsleiter 15, der das Schaltelement 12 und die Vorspannschaltung 13 elektrisch verbindet, durch eine obere Öffnung des äußeren Verpackungsgehäuses 16 nach außen vorsteht, wobei der Transformator 11, das Schaltelement 12 und der Verbinder 14 elektrisch untereinander mit dem Verdrahtungsleiter 15 verbunden sind, der in einem Block vergraben ist, der aus einem Formharz in einer integralen Struktur gebildet ist.
Die Vorspannschaltung 13 ist elektrisch mit dem Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung 112 des Transformators 11 durch einen Verdrahtungsleiter 15a verbunden, wobei das Hochpotentialende der Sekundärwicklung 112 mit dem Verdrahtungsleiter 15 elektrisch verbunden ist.
Der Verbinder 14, der Verbindungsstifte 14a zum elektrischen Verbinden der Vorrichtung mit anderen Geräten aufweist, ist in einer derartigen Orientierung angeordnet, daß die Verbindungsstifte 14a von dem Verdrahtungsleiter 15, der das Schaltelement 12 und die Vorspannschaltung 13 elektrisch untereinander verbindet, durch die obere Öffnung des äußeren Verpackungsgehäuses 16 nach außen vorstehen.
Der Transformator 11, das Schaltelement 12, die Vorspannschaltung 13 und die Verdrahtungsleiter 15; 15a sind positionsmäßig durch ein aushärtbares Gießharz 17 fixiert, welches durch die obere Öffnung des äußeren Verpackungsgehäuses 16 gegossen wird.
Fig. 3 ist eine Ansicht, um graphisch mit Hilfe eines Beispiels eine Temperaturverteilung innerhalb des äußeren Verpackungsgehäuses 16 darzustellen, das einen Teil der Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bildet. An dieser Stelle sei zunächst erwähnt, daß sich ein derartiges Temperaturverteilungsprofil in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur der Verbrennungszustands- Erfassungsvorrichtung ändern wird. Wie sich der Fig. 3 entnehmen läßt, nimmt die Temperatur an einer Stelle nahe zu der Primärwicklung 111 des Transformators 11 einen höchsten Wert innerhalb des äußeren Verpackungsgehäuses 16 an. Gewöhnlicherweise kann diese Temperatur bis zu 150°C ansteigen.
Unter derartigen Umständen ist das Schaltelement 12 mit einem relativ hohen Wärmewiderstand an der Stelle benachbart zu dem Transformator 11 angeordnet, wo die Temperatur innerhalb des äußeren Verpackungsgehäuses 16 in einem Bereich zwischen 128°C bis 125°C ist. Andererseits ist die Vorspannschaltung 13, in die der Kondensator eingebaut ist, der die Temperatur von maximal ca. 125°C aushalten kann, am weitesten von dem Transformator 11 entfernt angeordnet, wobei das Schaltelement 12 dazwischen angeordnet ist. Somit ist die Vorspannschaltung 13 der Temperatur ausgesetzt, die in dem Bereich von 125°C bis 120°C ist, wodurch der Kondensator 132 gegenüber einem ungünstigen Einfluß der Wärme, die von dem Transformator 11 transferiert wird, geschützt werden kann.
Die Fig. 4A und 4B sind Ansichten zum Illustrieren eines Prozesses zum Zusammenbauen der Zündeinrichtung 1A. Bezug nehmend auf Fig. 4A sind die Verdrahtungsleiter 15, die verwendet werden, um die Primärwicklung 111 unter die Sekundärwicklung 112 des Transformators 11 elektrisch untereinander zu verbinden, die Vorspannschaltung 13 und das Schaltelement 12 integral mit den Verbindungsstiften 14a des Verbinders 14 gebildet, indem eine elektrisch leitende Platte mit einem Stanzwerkzeug gestanzt und durch Harz in einen Einfügungsblock gegossen wird, wodurch der Verdrahtungsleiter 15a zum elektrischen Verbinden der Vorspannschaltung 13 mit dem Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung 112 als ein diskretes Teil gebildet wird.
Zum Zusammenbauen der Zündeinrichtung 1A wird der Verdrahtungsleiter 15a auf dem gegossenen Harzblock angebracht, in dem die Verdrahtungsleiter 15 durch eine komplementäre Einrückung eingebettet sind, wie in Fig. 4A gezeigt. Danach wird ein Ende der Vorspannschaltung 13 elektrisch mit dem Verdrahtungsleiter 15a gekoppelt, wobei das andere Ende der Vorspannschaltung 13 elektrisch mit einem der Stifte 14a gekoppelt wird, die integral mit den Verdrahtungsleitern 15 gebildet sind. Die Anschlußelektroden des Schaltelements 12 werden elektrisch mit den anderen der Verbindungsstifte 14a, die integral mit dem Verdrahtungsleiter 15 gebildet sind, bzw. einem Verbindungsabschnitt der Niedrigpotentialseite der Primärwicklung 111 verbunden.
Die Fig. 5A, 5B und 5C sind Ansichten zum Illustrieren von äußeren Erscheinungsbildern der Komponenten der Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung in dem zusammengebauten Zustand. Insbesondere zeigt die Fig. 5A in einer Vorderansicht die Zündeinrichtung 1A in dem zusammengebauten Zustand, Fig. 5B zeigt diese Einrichtung in einer oberen Aufsicht, und Fig. 5C zeigt diese gleiche Einrichtung in einem Seitenaufriß.
Wie sich den Fig. 5A bis 50 entnehmen läßt, ist der Verdrahtungsleiter 15a, der als das diskrete Teil zum elektrischen Koppeln der Vorspannschaltung 13 mit dem Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung gebildet ist, an einer Position angebracht, an der der Verdrahtungsleiter 15a die äußere Größe und Form der Zündeinrichtung nicht beeinträchtigt, während ein vorgegebener Isolationsabstand von der Gruppe der Niederspannungs-Verdrahtungsleiter (Verdrahtungsleiter 15) sichergestellt wird.
Wie sich der vorangehenden Beschreibung nun entnehmen läßt, ist in der Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung die Vorspannschaltung 13 an der Position benachbart zu dem Schaltelement 12 entfernt von dem Transformator 11 angeordnet. Mit Hilfe einer derartigen Anordnung kann der Kondensator 132, der einen Teil der Vorspannschaltung 13 bildet, den Einfluß der Wärme, die von der Primärwicklung 111 erzeugt wird, deren Temperatur von den Komponenten der Zündeinrichtung 1A am höchsten ansteigt, vermeiden, wodurch die Zündeinrichtung, die einen Betrieb mit hoher Zuverlässigkeit sicherstellt, realisiert werden kann.
Aufgrund eines derartigen Aufbaus, daß der Verdrahtungsleiter 15a zum elektrischen Koppeln der Vorspannschaltung 13 mit dem Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung 112, in der eine Hochspannung induziert wird, als die diskrete Komponente oder ein Teil implementiert wird, der dafür ausgelegt ist, um auf dem Verdrahtungsleiter 15 angebracht zu werden, kann ferner ein hoher Freiheitsgrad für die Anordnung des Verdrahtungsleiters 15a relativ zu dem Verdrahtungsleiter 15 sichergestellt werden. Abgesehen davon kann leicht ein geeigneter Isolationsabstand zwischen dem Verdrahtungsleiter 15a und der Verdrahtungsleitergruppe (15) realisiert werden.
Ausführungsform 2
Fig. 6 ist ein Seitenaufriß, der teilweise im Querschnitt eine Zündeinrichtung der Verbrennungszustands- Erfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Im Fall der Zündeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Verdrahtungsleiter 15 orthogonal zu den Wicklungen des Transformators 11 angeordnet, wobei das Schaltelement 12 und die Vorspannschaltung 13 unter dem Verdrahtungsleiter 15 angeordnet sind.
Im Gegensatz dazu werden für den Fall der Zündeinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung das Schaltelement 12 und die Vorspannschaltung 13 über den Wicklungen des Transformators 11 gestapelt, wobei der Verdrahtungsleiter 15 zwischen dem Schaltelement und der Vorspannschaltung innerhalb des äußeren Verpackungsgehäuses 16 angeordnet ist, wobei die Verbindungsstifte 14a des Verbinders 14, die oben an dem äußeren Verpackungsgehäuse 16 angebracht sind, relativ zu der longitudinalen Achse des Transformators um 90° gebogen werden. Aufgrund dieses Aufbaus kann die Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung insgesamt als ein miniaturisierter Aufbau realisiert werden, ohne im wesentlichen irgendwelche geometrischen Beschränkungen für einen schlanken Aufbau des Transformators aufzuerlegen.
Zahlreiche Modifikationen und Änderungen der vorliegenden Erfindung sind angesichts der obigen Techniken möglich. Es sollte deshalb verständlich sein, daß die Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche anders als spezifisch beschrieben in der Praxis umgesetzt werden kann.

Claims (2)

1. Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, umfassend:
einen Transformator (11) mit einer Primärwicklung (111) und einer Sekundärwicklung (112), die untereinander elektromagnetisch so gekoppelt sind, daß auf eine Unterbrechung eines Stroms hin, der durch die Primärwicklung (111) fließt, an einem Hochpotentialende der Sekundärwicklung (112) eine Hochspannung induziert wird;
eine Schalteinrichtung (12) zum gesteuerten Unterbrechen des Stroms, der durch die Primärwicklung (111) fließt;
eine Zündkerze (3) zum Erzeugen einer Funkenentladung im Ansprechen auf die Anlegung der Hochspannung, die an dem Hochpotentialende der Sekundärwicklung (112) auftritt;
eine Vorspanneinrichtung (13), um an ein Niedrigpotentialende der Sekundärwicklung (112) des Transformators (11) eine Spannung mit einer Plus- Polarität anzulegen, um Ionen zu erfassen, die erzeugt werden, wenn die Funkenentladung an der Zündkerze (3) auftritt; und
ein äußeres Verpackungsgehäuse (16), um darin den Transformator (11), die Schalteinrichtung (12) und die Vorspanneinrichtung (13) aufzunehmen,
wobei die Vorspanneinrichtung (13) in dem äußeren Verpackungsgehäuse (16) so aufgenommen ist, daß die Vorspanneinrichtung (13) an einer Stelle benachbart zu der Schalteinrichtung (12) entfernt von dem Transformator (11) angeordnet ist, und
wobei das äußere Verpackungsgehäuse (16) mit einem Formharz (17) gefüllt ist.
2. Verbrennungszustand-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch:
einen ersten Verdrahtungsleiter (15) zum elektrischen Verbinden eines Niedrigpotentialendes der Primärwicklung (111) des Transformators (11) und der Schalteinrichtung (12) untereinander;
einen zweiten Verdrahtungsleiter (15a) zum elektrischen Verbinden eines Hochpotentialendes der Sekundärwicklung (112) des Transformators (11) und der Vorspanneinrichtung (13),
wobei die ersten und zweiten Verdrahtungsleiter (15, 15a) diskret voneinander gebildet sind, und
wobei der zweite Verdrahtungsleiter (15a) auf einer inneren Seite relativ zu dem ersten Verdrahtungsleiter (wl5) angeordnet ist.
DE10013742A 1999-09-16 2000-03-20 Verbrennungszustands-Erfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine Expired - Lifetime DE10013742B4 (de)

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