Zündspulentester

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Zündspulentester mit einem Ansteuermodul und einer Ausgangselektronik zur Funktionsprüfung von Stabzündspulen, der an einen Diag-nosetester anschließbar ist, wobei die Stabzündspule eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung zur Erzeugung der Zündspannung sowie ein Feldführungsblech, einen Anschlussstecker und einen Sekundärausgang aufweist. Um eine Komponen-tenprüfung an einer aus einer Brennkraftmaschine ausgebauten Stabzündspule durchführen zu können ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Zündspu-lentester ein Gehäuse und einen Zündkerzendom zur Aufnahme der Stabzündspule aufweist, dessen Abmessungen und Form im Wesentlichen der eines Zündkerzen-doms in einer Brennkraftmaschine entspricht und / oder an dessen Abmessungen anpassbar ist.

Beschreibung

Zündspulentester

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft einen Zündspulentester zur Funktionsprüfung von Stabzünd-spulen, der an einen Diagnosetester anschließbar ist, wobei die Stabzündspule eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung zur Erzeugung der Zündspannung sowie ein Feldführungsblech, einen Anschlussstecker und einen Sekundärausgang aufweist.

[0002] Um zur Funktionsprüfung von EFS-Zündspulen die von einer Zündspule über ein Ka-bel an die Zündkerze abgegebene Hochspannung zu messen ist bereits eine Mess-zange bekannt, die auf die Aussenhülle der die Hochspannung führenden Leitung aufgeklemmt werden kann. Dabei umgeben zwei Leiterflächen der Messzange das Hochspannungskabel. Die Zündspule kann so im Einbauzustand geprüft werden.

[0003] Aus der DE 298 18 882 U1 sind Zündvorrichtungen mit mehreren Stabzündspulen für eine Brennkraftmaschine bekannt. Dabei sind die Stabzündspulen innerhalb eines sogenannten Kerzendomes des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine angeordnet. Ein an die jeweilige Stabzündspule angefügter Hochspannungsstecker, der die Ver-bindung zwischen einem Hochspannungsausgang der Stabzündspule und einem Anschlussbolzen der in dem Kerzendom ortsfest angebrachten Zündkerze herstellt, ist in den Kerzendom eingesetzt.

[0004] Bei Brennkraftmaschinen mit Stabzündspulen, bei denen diese ohne Zwischen-schaltung eines Kabels direkt an die Zündkerzen angeschlossen sind, kann mit der bekannten Messzange keine Zündspulenprüfung im eingebauten Zustand der Stab-zündspulen vorgenommen werden, da sich die Sekundärwicklung und der Sekundär-stromkreis der Stabzündspulen für die Zündspannungsdiagnose zum Teil unzugäng-lich in den Kerzendomen befinden.

[0005] Die Prüfung von Stabzündspulen erfolgt demnach heute im ausgebauten Zustand. Die dazu eingesetzten losen Messaufbauten mit zahlreichen notwendigen Hilfs-mitteln erlauben es aus sicherheitstechnischen Gründen jedoch nicht, die Messung direkt an der Brennkraftmaschine durchzuführen. Weiterhin unterscheiden sich die Prüfbedingungen einer ausgebauten Stabzündspule von denen einer eingebauten. Dies führt dazu, dass die Prüfergebnisse nicht vollständig mit den tatsächlichen Werten im Betriebszustand übereinstimmen beziehungsweise dass nicht alle Prü-fungen unter realen Bedingungen durchgeführt werden können.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, für die Komponentenprüfung einer aus einer Brenn-kraftmaschine ausgebauten Stabzündspule einen Zündspulentester im Zusammen-hang mit einem Diagnosetester bereitzustellen.

Vorteile der Erfindung

[0007] Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein Zündspulentester ein Ge-häuse und einen Zündkerzendom zur Aufnahme der Stabzündspule aufweist, dessen Abmessungen und Form im Wesentlichen der eines Zündkerzendoms in einer Brennkraftmaschine entspricht und / oder an dessen Abmessungen anpassbar ist. Die aus der Brennkraftmaschine ausgebaute Zündspule wird in den Zündspulen-tester eingebaut und dort getestet. Durch die Anpassung der Form des Zündkerzen-doms des Zündspulentesters an die Form des Zündkerzendoms in der Brennkraft-maschine erfolgt die Prüfung dabei unter fast realen Umgebungsbedingungen. Durch den kompakten Aufbau des Zündspulentesters, in den die notwendigen Hilfsmittel zur Zündkerzenprüfung integriert sind, kann die Zündspulenprüfung unter Berück-sichtigung der sicherheitsrelevanten Vorgaben ohne lose Messaufbauten außerhalb der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.

[0008] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser des Zündkerzendoms mittels eines austauschbaren Isolators und / oder einer austauschbaren Metallhülse an den Durchmesser der Stabzündspule und des Zündkerzendoms der Brennkraft-maschine anpassbar. Durch diesen variablen Aufbau kann die Geometrie des Zünd-kerzendoms der Brennkraftmaschine mit dem Zündspulentester optimal nachempfunden werden. Dabei bestimmt der Abstand zwischen Metallhülse und Stabzündspule durch Koppelkapazitäten zur elektrischen Masse der Metallhülse beziehungsweise des Gehäuses des Zündspulentesters den Dämpfungsgrad, welcher so entsprechend den realen Bedingungen angepasst werden kann.

[0009] Ist die Höhe des Zündkerzendoms mittels eines austauschbaren oder verstellbaren Distanzausgleichstückes an die Länge der Stabzündspule und des Zündkerzendoms der Brennkraftmaschine anpassbar, so kann der Zündspulentester für unterschied-liche Stabzündspulen mit verschiedenen Längen sowie für unterschiedliche Brenn-kraftmaschinen mit verschieden langen Zündkerzendomen eingesetzt werden.

[0010] Dadurch, dass eine Zündkerze oder eine Gasfunkenstrecke in den Zündkreis ein-schaltbar sind, können die notwendigen Prüfungen an der Stabzündspule durch-geführt werden. So kann zur Zündspannungsmessung und zur Diodenprüfung die Zündkerze in den Zündkreis eingeschaltet werden. Zur Zündsignaldiagnose und zur Zündreserveprüfung kann hingegen eine geeignete Gasfunkenstrecke eingesetzt werden.

[0011] Die elektrische Verbindung zwischen der Stabzündspule und der gewählten Funken-strecke kann durch eine Ausgleichshülse als Verbindungsstück von dem Sekundär-ausgang der Stabzündspule zu der Gasfunkenstrecke oder der Zündkerze erfolgen. Die Ausgleichshülse kann dabei in ihren Abmessungen sowie in der Ausführung ihrer endseitigen Kontakte an die zu prüfende Stabzündspule in der jeweiligen Einbaukon-figuration und an die Kontakte der Funkenstrecken angepasst werden, was einen entsprechend vielseitigen Einsatz des Zündspulentesters ermöglicht.

[0012] Zur kapazitiven Zündsignalauskopplung für die Zündspannungsdiagnose kann an der Ausgleichshülse ein kapazitiver Sensor angebracht sein. In diesem Bereich ist es möglich, ausreichend Raum für den Zugriff auf den Sekundärstromkreis vorzusehen. Weiterhin kann die Ausgleichshülse in ihrem Aufbau optimal an die gestellte Mess-aufgabe der Bestimmung der genauen Zündspannung durch Auswahl geeigneter Abmessungen und Materialien angepasst werden.

[0013] Dadurch, dass das Gehäuse im Bereich des kapazitiven Sensors einen Durchbruch für eine Messleitung des kapazitiven Sensors und / oder in dem Bereich des Feld-führungsblechs einen Durchbruch zur Kontaktierung des Feldführungsblechs auf-weist, können die entsprechenden Messsignale mit Hilfe von Mess- und / oder Signalleitungen aus dem Gehäuse des Zündspulentesters der Ausgangselektronik und dem Diagnosesystem zugeführt werden.

[0014] Dabei ist der Durchbruch zur Kontaktierung des Feldführungsblechs und der Metall-hülse bevorzugt mit einer Hochspannungsisolation elektrisch gegen eine Signallei-tung isoliert. Dies verhindert, dass bei der an dieser Stelle durchgeführten Isolations-prüfung bezüglich Hochspannungsüberschlägen in der Stabzündspule auf das Feld-führungsblech oder auf die Umgebung das Messsignal auf das Gehäuse des Zünd-spulentesters abgeleitet wird.

[0015] Aus Gründen einer einfachen Herstellung des Zündspulentesters kann es vorge-sehen sein, dass das Gehäuse ein- oder mehrteiligteilig aufgebaut ist. Dabei kann insbesondere durch einen mehrteiligen Aufbau verhindert werden, dass schwer zu fertigende Hinterschnitte hergestellt werden müssen.

[0016] Ein besonders kompakter und bedienungsfreundlicher Aufbau der gesamten Anord-nung ergibt sich dadurch, dass das Ansteuermodul mit dem Gehäuse als Einheit ver-bunden ist.

[0017] Der Zündspulentester kann auch so ausgelegt werden, dass er zur Prüfung von Einzelfunkenzündspulen mit außerhalb des Zündkerzendoms liegenden Sekundär-wicklungen verwendbar ist. Auch hier ist von Vorteil, dass die Prüfung der Einzelfun-kenzündspule im Zündkerzendom des Zündspulentesters unter fast realen Bedingun-gen erfolgen kann. Der Zündspulentester kann so sehr vielseitig eingesetzt werden.

Zeichnung

[0018] Die Figur zeigt einen Zündspulentester mit eingesetzter Stabzündspule in einem Schnitt in Längsrichtung

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0019] Die Figur zeigt einen Zündspulentester 1 mit einer eingesetzten Stabzündspule 20. Der Zündspulentester 1 besteht aus einem Gehäuse 30, welches aus einem Gehäu-seoberteil 40 und einem Gehäuseunterteil 50 aufgebaut ist.

[0020] Das Gehäuseoberteil 40 umschließt eine Aussparung 41, deren Abmessungen im Wesentlichen den Abmessungen eines Zündkerzendoms gängiger Brennkraft-maschinen entspricht. In die Aussparung 41 sind ein austauschbarer Isolator 11 und darin eine austauschbare Metallhülse 12 eingesetzt.

[0021] Aussparung 41, Isolator 11 und Metallhülse 12 weisen im dargestellten Aufbau eine zylindrische Form auf. Abhängig von der Form der Stabzündspule 20 und des Zünd-kerzendoms der nachzustellenden Brennkraftmaschine sind jedoch auch andere Geometrien möglich.

[0022] Auf der dem Gehäuseunterteil 50 zugewandten Seite ist der zylinderförmige Bereich 11a des Isolators 11 mit einem umlaufenden stimseitigen Abschluss 11b begrenzt, an dem die Metallhülse 12 anliegt. Die Metallhülse 12 ist somit vollständig gegenüber dem Gehäuse 30 isoliert. Wird keine Isolationsprüfung durchgeführt, so kann die Metallhülse 12 über einen Schalter 75 auf Masse gelegt werden.

[0023] Die Stabzündspule 20 mit Primärwicklung 21 und Sekundärwicklung 22, Feldfüh-rungsblech 24 und Sekundärausgang 25 befindet sich innerhalb der Metallhülse 12, welche den Zündkerzendom 10 des Zündspulentesters 1 begrenzt. Lediglich der Anschlussstecker 23 der Stabzündspule 20 mit der eingebauten Einschaltdiode 26 und mit integrierter Endstufe befindet sich außerhalb des Zündkerzendoms 10.

[0024] An der oberen Öffnung der Aussparung 41 ist eine Aufnahme 42 in Form einer um-laufenden, stufenförmigen Ausfräsung zur Aufnahme eines austauschbaren Distanz-ausgleichstücks 13 vorgesehen. Mit diesem Distanzausgleichstück 13 kann die Höhe des Zündkerzendoms 10 an die Länge und an den Durchmesser der Stabzündspule 20 angepasst werden. Die Stabzündspule 20 liegt mit ihrem Anschlussstecker 23 an dem Distanzausgleichsstück 13 an.

[0025] An der gegenüberliegenden Seite geht die Aussparung 41 in eine zylindrische Durchführung 45 mit kleinerem Durchmesser als die Aussparung 41 des Gehäuse-oberteils 40 über.

[0026] Das Gehäuseoberteil 40 weißt im Bereich des Feldführungsblechs 24 der Stabzünd-spule 20 einen als Bohrung ausgeführten, radial angeordneten Durchbruch 43 auf, dessen Oberfläche mit einer Hochspannungsisolation 44 ausgekleidet ist. Der Durch-bruch 43 dient der Aufnahme einer Signalleitung 71.

[0027] Das Gehäuseunterteil 50 ist auf der Seite der Durchführung 45 des Gehäuseoberteils 40 an dieses angeflanscht. Es bildet zusammen mit der Unterseite des Gehäuse-oberteils 40 eine Aussparung 51 aus, die, abgetrennt durch eine bewegliche Monta-geplatte 53, durch eine Funkenkammer 52 abgeschlossen ist. Auf beziehungsweise an der geerdeten Montageplatte 53 sind in der dargestellten Ausführung eine Gas-funkenstrecke 15 sowie in einer dafür vorgesehenen Gewindebohrung eine Zünd-kerze 16 angebracht, deren Elektroden in die Funkenkammer 52 ragen. Es können jedoch auch weitere Funkenstrecken, zum Beispiel verschiedenen Gasfunken-strecken, vorgesehen werden.

[0028] Zwischen dem Sekundärausgang 25 der Stabzündspule 20 und der im dargestellten Beispiel als Funkenstrecke in den Zündkreis eingeschalteten Zündkerze 16 ist eine Ausgleichshülse 14 vorgesehen. Diese besteht aus einer leitfähigen Seele 14a, die in einer isolierenden Hülse 14b eingebettet ist. Die isolierende Hülse 14b selbst ist in die Durchführung 45 des Gehäuseoberteils 40 eingepasst und ragt mit ihrer einen Seite in die Aussparung 41 des Gehäuseoberteils 40 und mit ihrer anderen Seite in die Aussparung 51 des Gehäuseunterteils 50. Dabei stellt ein mit der leitfähigen Seele 14a verbundener Eingangskontakt 14c auf der Seite des Gehäuseoberteils 40 eine leitfähige Verbindung zum Sekundärausgang 25 der Stabzündspule 20 und ein ebenfalls mit der leitfähigen Seele 14a verbundener Ausgangskontakt 14d eine leitfähige Verbindung zur gewählten Funkenstrecke, im dargestellten Fall zur Zündkerze 16, dar.

[0029] Auf Seiten des Gehäuseunterteils 50 ist im Bereich der leitfähigen Seele 14a ein kapazitiver Sensor 17 an der Außenfläche der Ausgleichshülse 14 angeordnet. Dieser ist mit einer Messleitung 72 verbunden, die durch einen radial im Gehäuse-unterteil 50 angebrachten Durchbruch 54 nach außen geführt ist. Der Sensor dient der kapazitiven Zündsignalauskopplung für die Zündspannungsdiagnose.

[0030] Die Messleitung 72 und die Signalleitung 71 sind in eine schematisch dargestellte Ausgangselektronik 70 geführt, die wiederum zwei Messausgänge 73, 74 zum Anschluss eines nicht dargestellten Diagnosesystems aufweist.

[0031] Der Anschlussstecker 23 der Stabzündspule 20 ist mit Hilfe einer Adapterleitung 61 mit einem Ansteuermodul 60 verbunden. Die Spannungsversorgung des Zündspu-lentesters 1 erfolgt über einen Spannungseingang 63 am Ansteuermodul 60. Hier ist eine Batteriespannung angelegt, deren Pluspol auf einen Kontakt 65 aufgeschaltet ist. Das Ansteuermodul 60 weist einen Shunt 64 zur Messung des sekundären Zündstromes (Messpunkt 69) und in der dargestellten Ausführungsvariante eine Endstufe 62 auf. Bei Stabzündspulen 20 mit integrierter Endstufe kann auf diese Endstufe 62 verzichtet werden; der prinzipielle Aufbau des Zündspulentesters 1 und seine Wirkungsweise bleiben dabei jedoch erhalten. Die Versorgungsspannung am Spannungseingang 63 der Stabzündspule 20 kann variabel eingestellt werden, wodurch die Sekundärspannung auf die Zündspulenspezifikation abgestimmt werden kann. Dies ermöglicht es, die Zündreserve und die Spannungsfestigkeit der Isolation der Stabzündspule 20 zu prüfen. Innerhalb des Ansteuermoduls 60 stehen das in der Pulsdauer einstellbare Primärsteuersignal 66, die Primärspannung (Messpunkt 67), der Primärstrom (Messpunkt 68), die einstellbarer Versorgungsspannung (Spannungseingang 63) und der sekundäre Zündstrom (Messpunkt 69) zur Auswertung zur Verfügung. Durch Abschalten der Versorgungsspannung kann ein gesicherter Wechsel der Funkenstrecken vorgenommen werden.

[0032] Durch eine Erweiterung des beschriebenen Zündspulentesters 1 ist es möglich, auch Parameter wie die Betriebstemperatur der Stabzündspule 20 und den Kom-pressionsdruck in der Funkenkammer 52 den realen, in der Brennkraftmaschine existierenden Bedingungen nachzustellen. Die Prüfung der Stabzündspulen 20 kann dann unter gleichen Bedingungen wie in der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.

Ansprüche

1. Zündspulentester (1) mit einem Ansteuermodul (60) und einer Ausgangselektro-nik (70) zur Funktionsprüfung von Stabzündspulen (20), der an einen Diagnose-tester anschließbar ist, wobei die Stabzündspule (20) eine Primärwicklung (21) und eine Sekundärwicklung (22) zur Erzeugung der Zündspannung sowie ein Feldführungsblech (24), einen Anschlussstecker (23) und einen Sekundäraus-gang (25) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündspulentester (1) ein Gehäuse (30) und einen Zündkerzendom (10) zur Aufnahme der Stabzündspule (20) aufweist, dessen Abmessungen und Form im Wesentlichen der eines Zünd-kerzendoms in einer Brennkraftmaschine entspricht und / oder an dessen Abmes-sungen anpassbar ist.

2. Zündspulentester (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durch-messer des Zündkerzendoms (10) mittels eines austauschbaren Isolators (11) und / oder einer austauschbaren Metallhülse (12) an den Durchmesser der Stab-zündspule (20) und des Zündkerzendoms (10) der Brennkraftmaschine anpass-bar ist.

3. Zündspulentester (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich-net, dass die Höhe des Zündkerzendoms (10) mittels eines austauschbaren oder verstellbaren Distanzausgleichstücks (13) an die Länge und den Durchmesser der Stabzündspule (20) und des Zündkerzendoms (10) der Brennkraftmaschine anpassbar ist.

4. Zündspulentester (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich-net, dass eine Zündkerze (16) oder eine Gasfunkenstrecke (15) in den Zündkreis einschaltbar sind.

5. Zündspulentester (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich-net, dass eine Ausgleichshülse (14) als Verbindungsstück von dem Sekundäraus-gang (25) der Stabzündspule (20) zu der Gasfunkenstrecke (15) oder der Zünd-kerze (16) vorgesehen ist.

6. Zündspulentester (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ausgleichshülse (14) ein kapazitiver Sensor (17) zur Zündsignalauskopplung angebracht ist.

7. Zündspulentester (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich-net, dass das Gehäuse (30) im Bereich des kapazitiven Sensors (17) einen Durchbruch (54) für eine Messleitung (72) des kapazitiven Sensors (17) und / oder in dem Bereich des Feldführungsblechs (24) einen Durchbruch (43) zur Kontaktierung des Feldführungsblechs (24) aufweist.

8. Zündspulentester (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich-net, dass der Durchbruch (43) mit einer Hochspannungsisolation (44) elektrisch gegen eine Signalleitung (71) isoliert ist.

9. Zündspulentester (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich-net, dass das Gehäuse (30) ein- oder mehrteiligteilig aufgebaut ist.

10. Zündspulentester (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich-net, dass das Ansteuermodul (60) mit dem Gehäuse (30) als Einheit verbunden ist.

11. Verwendung eines Zündspulentesters (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündspulentester (1) zur Prüfung von Einzel-funkenzündspulen mit außerhalb des Zündkerzendoms (10) liegenden Sekundär-wicklungen (22) verwendbar ist.

Zeichnung