CN105706538A - 用于点火单元的电子模块 - Google Patents

Abstract

建议一种电子模块(20)以及一种具有这种电子模块(20)的点火单元(10)，它们包括:具有用于电子组件(23)的容纳部(22)的外壳(21)和用于连接到点火线圈(41)上的电接口。外壳(21)具有用于固定在点火线圈外壳(31)上的机械接口(25)。按照本发明，机械接口(25)此外具有凸缘，该凸缘被设置用于与要被充填到点火线圈外壳(31)中的浇铸材料以材料配合的方式连接。

Description

用于点火单元的电子模块

现有技术

本发明涉及一种用于点火单元的电子模块。尤其地，本发明涉及在电子模块与点火线圈单元的连接中的改进。

点火单元在现有技术中是已知的，用于在预先限定的时间点点燃内燃机中的可燃的燃料混合物。在此情况下点火电压常常在点火线圈的接入下产生，点火线圈在一些设计方案中安装在自己的外壳或外壳部件中。为了监视和调节点火过程，将一个电子模块与点火线圈连接，其中，该电子模块在一些设计方案中也具有自己的外壳或自己的外壳部件。电子模块大多包括一个电子电路板，在其上实施功率电子装置，例如形式为点火IGBT，诊断电子装置或多火花控制装置。常规地，电子模块被旋拧在点火线圈外壳上或者经由超声波焊接被固定在其上。即使用于电子模块和点火线圈单元的外壳(或外壳部件)的单独的设计意味着较多的部件和较高的安装费用，也可以在不改变基础点火线圈下实现点火单元与用户特定的希望的更好的（模块式的）适配。但是，除了两个外壳的机械的连接以外，还必须在电子模块和点火线圈单元之间进行附加的电接触。但是在点火线圈单元和电子模块之间的热脱耦在单独的外壳情况下可以更容易地实现。

本发明的任务是，更简单地和在安装中更少费用地构造在电子模块和点火线圈单元之间的连接。

本发明的公开

按照本发明，上述任务通过一种用于点火单元的电子模块以及通过一种点火单元和一种用于充填点火单元的方法来解决。相应地建议一种用于点火单元的具有外壳的电子模块，在外壳中布置用于电子组件的容纳部。电子组件例如可以被设置用于控制点火线圈并且包括一个电路板或基本上由电路板构造成。在此点火线圈不是按照本发明的电子模块的组成部分。按照本发明的电子模块的外壳此外具有用于固定在点火线圈外壳上的机械接口，在该外壳中布置点火线圈。按照本发明，机械接口具有与按照本发明的电子模块的外壳连接的凸缘。凸缘被设置用于，与要充填到点火线圈外壳中的浇铸材料以材料配合的方式连接。以材料配合的方式的连接在此处按照本发明不排除附加地设置机械的底切部（侧凹）或其它的合适的连接或通过浇铸材料实施。这种浇铸材料尤其是用于点火线圈的电绝缘并且导致组件的较高的机械强度。例如环氧树脂(必要时与填充材料一起)在低压下被浇铸到外壳中，以便实现特别完整的填充。电子模块的外壳此外可以配备一个定位装置，它被设置用于，使电接口和机械接口关于点火线圈外壳在插接过程中相互相对定位并且控制插接过程。在此情况下电子模块在插接过程中被固定在点火线圈单元上并且经由电触头与点火线圈连接。电触头可以如此地布置，尤其是在环绕的凸缘内部，即它们在插接过程中在电子模块的外壳和点火线圈外壳之间被流体密封地包围。在浇铸材料硬化之后按照本发明的电子模块的外壳和点火线圈外壳经由浇铸材料以材料配合的方式连接起来，这使得附加的连接(例如螺纹连接)成为多余并且可选择的连接通过定位装置补充。按照本发明的电子模块在此情况下实现了一种成本有利的和可简单制造的点火单元，其中可以使用具有大量变型的点火线圈单元的电子模块并且因此可以模块化地实现不同的点火单元。

从属权利要求示出本发明的优选的扩展方案。

有利地，在按照本发明的电子模块的外壳中也设置用于将电子组件连接到点火线圈上的电接口。该电接口设计成插接连接的一部分，由此在将按照本发明的电子模块的外壳与点火线圈外壳组装在一起时，用于电子组件的容纳部自动地与点火线圈或与点火线圈的电接口电连接。

定位装置优选具有定位元件。在此定位装置附加地为了在插接过程期间的引导可以在电子模块和点火线圈单元之间实现形状配合连接。该形状配合连接例如可以是插旋连接和附加地或备选地具有搭扣/卡锁连接。以这种方式在电子模块的外壳和点火线圈外壳之间形成一种简单的连接，直到浇铸材料被引入和硬化。这简化了制造和降低制造成本。

此外优选地，凸缘被设置用于沉入点火线圈外壳的空穴中并且尤其具有有利于形状配合连接的底切部的表面，优选形式为多个缺口和/或钻孔。在此机械接口可以不仅实现按照本发明的电子模块的外壳和点火线圈外壳的相对的定位而且实现材料和/或形状配合的连接。

按照一个扩展方案，按照本发明的电子模块包括充填通道，它具有与机械接口面对的第二开口和与第二开口相对置的第一开口。通过充填通道，浇铸材料可以从电子模块的外壳中溢出到点火线圈外壳内部的空穴中。以这种方式将浇铸材料例如从用于电子组件的容纳部旁边或电子模块的电子组件旁边引导通过并且可以取消对点火线圈外壳单独地填充浇铸材料。这也简化了按照本发明的电子模块的制造过程。

优选地，充填通道的第二开口具有在点火线圈外壳的方向上突出的结构，它被设置用于沉入要填充的浇铸材料中。如果该结构环绕地设计，那么在充填通道外部的浇铸材料的表面在充填之后密封地与在充填通道内部的表面分开，由此防止污物和水的侵入。

此外优选地，在用于电子组件的容纳部和充填通道之间可以布置一个壁。该壁例如可以是充填通道的一部分并且对于填充到第一外壳中或容纳部中的浇铸材料是一种坝或溢出口。以这种方式保证，在浇铸材料经由充填通道可以进入到点火线圈外壳中之前，在将浇铸材料填充到外壳或容纳部中时实现浇铸材料的合适的充填料位。如果希望用第一浇铸材料充填包围点火线圈的容积和用在材料上不同的第二浇铸材料充填用于包围电子组件的容积的容纳部，那么不需要溢出口。在这种情况下，为了方便充填过程，可以在充填通道的第一开口处设置一种漏斗。

此外优选地，充填通道可以基本上在插接过程的方向上定向。因此，例如电子模块从上方放置在点火线圈单元上，用于浇铸材料的充填通道也从上向下延伸。以这种方式浇铸材料在点火单元内只基于重力分布。

此外优选地，按照本发明的电子模块的外壳此外具有环绕的凸缘，它包围在外壳中布置的电子组件以及充填通道的第一开口。以这种方式，环绕的凸缘在充填按照本发明的电子模块期间可以用于将浇铸材料在电子组件上方保持在位置上。

优选地，在此在第一开口的区域中，充填通道的壁配有在第二开口的方向上延伸的凹口。换言之，充填通道的第一开口的例如构造成上棱边的区域相对于周围的棱边段下沉地构造，由此形成一种用于在电子组件上给出的浇铸材料的溢出口或出口。以这种方式，自通过凹口确定的充填料位起，浇铸材料自动地流入通道中并且此时导致对点火线圈单元的充填，由此可以取消单独的充填过程。例如通过环绕的凸缘防止浇铸材料的溢出。

此外优选地，按照本发明的电子模块的外壳被设置用于，将点火单元机械地固定在点火单元的一个外围设备上，例如发动机缸体。为此外壳尤其可以具有旋紧点。以这种方式全部的通常通过用户愿望特定的接口如电的和机械的接头可以布置在按照本发明的电子模块的外壳中。在制造点火线圈外壳时因此不需要昂贵的嵌入工具以及用于这些工具需要的操作单元，这降低了用于支付要求的多种变型的成本。

此外优选地，在点火线圈外壳内的浇铸材料的充填料位这样地选择，为了隔热在点火线圈和用于电子组件的容纳部之间留出空腔。换言之，点火线圈外壳不是完全充满浇铸材料，由此浇铸材料的表面不直接地邻接到那个容积的一个上界限上，通过该容积点火线圈外壳在按照本发明的电子模块的外壳的方向上邻接。以这种方式，对点火线圈的加热仅仅可以在减小的程度上加热电子组件。因此可以避免故障或需要的功率减少。

此外优选地，机械接口的凸缘这样地构造，它在与点火线圈外壳或与在该点火线圈外壳上布置的对应的结构的共同作用下形成一个间隙或多个间隙，例如毛细间隙。为此机械接口的凸缘例如可以作为部分地或完全地环绕的凸缘设置在外壳的下侧面上，该凸缘直接地布置在对应的、在点火线圈外壳上设置的凸缘的内部。在这两个前述的凸缘之间的毛细作用此时导致，被充填的浇铸材料大面积地在外壳和点火线圈外壳之间形成材料配合连接。按照本发明的第二方面建议一种点火单元，包括具有点火线圈和点火线圈外壳的点火线圈单元以及电子模块，其中，上述描述相应地适用于该电子模块。点火线圈外壳和电子模块的外壳通过机械接口插接到对方中并且相互电接触。按照本发明，通过浇铸材料，可以实现按照本发明的电子模块的外壳和点火线圈外壳的材料和/或形状配合连接。与首次提到的发明方面相应地，得到特征的组合以及它们的优点。

优选地，按照本发明的点火单元如此地设计，形成一个充填通道，它被设置用于，将从电子模块的外壳中的第一空穴中溢出的流体引导到外壳点火线圈单元的外壳中的第二空穴中。以这种方式，一个单独的充填过程可以用浇铸材料充填在按照本发明的点火单元内部的两个空穴，由此可以取消单独地充填两个空穴。按照本发明的点火单元的充填通道也可以相应于结合首次提及的发明方面的描述进行设计。

按照本发明的第三方面，建议一种用于用浇铸材料充填点火单元的方法，包括电子模块和点火线圈单元。点火单元在此可以如结合第二提及的发明方面所述的一样构造。按照本发明，首先测量浇铸材料的数量，由此得到一个预先限定的数量的浇铸材料。该数量可以根据第一空穴和第二空穴的要充填的容积确定。这可以以计算方式或者试验或试验序列来实施。为改善充填度和避免卷入外来物和空气，现在可以对点火单元抽真空。预先限定的数量的浇铸材料接着被浇铸到电子模块的上空穴中，由此一部分数量的浇铸材料通过上空穴的溢出口流入点火线圈单元的下空穴中。在此，点火单元在浇铸过程期间不需要具有如其在接下来的硬化周期中为了硬化浇铸材料所具有的相同的定向。以这种方式，进入下空穴中的浇铸材料的数量可以与硬化位置无关地被确定。换言之，溢出口或充填通道的第一开口仅仅需要如此地确定，即在浇铸期间通过通道的溢出口限定的量在接下来的硬化期间保留在上空穴内部。这实现一种用浇铸材料对点火单元的简单的充填。

为了保证浇铸材料按照规定地从上空穴溢流到下空穴中，上空穴的溢出口通到一个通道中，该通道将电子模块的外壳和点火线圈单元点火线圈外壳相互连接起来。换言之该通道如此地设计，从上空穴溢出的浇铸材料自动地流入点火线圈外壳内的下空穴中。通过充填通道的连接在此实现对两个空穴的在工艺上特别安全的充填。

附图简述

以下参照附图详细描述本发明的实施例。附图中:

图1示出按照本发明的点火单元的第一实施例的透视图;

图2示出按照本发明的点火单元的第二实施例的透视图;

图3示出具有用于浇铸材料的出口的通道的实施例的透视细节图;

图4示出按照本发明的点火单元的一个实施例的剖视侧视图，用于说明浇铸材料的充填料位;和

图5示出用于说明按照本发明的方法的一个实施例的步骤的流程图。

本发明的实施方式

图1示出按照本发明的点火单元10的一个实施例，它的点火线圈单元30和它的电子模块20还没有被组装起来。电子模块20的外壳21在它的下边缘处具有凸缘25，其基本上围住一个方形的底面。基本上方形的底面的角部例如被倒圆，其中，在倒圆的角部处各布置一个肋条26作为定位装置。附加地，在角部处可以各设置一个定位连接的定位元件。在环绕的凸缘25内可以看见两个在点火线圈单元30的方向上定向的电触头24。通过凸缘25的肋条26，电触头24被如此地预先定位，即它们被可靠地插入点火线圈的电配对触头中。通过凸缘25以及肋条26和定位元件27作为机械接口，电子模块20由此被设置用于，通过插接过程持久地接触点火线圈单元30的点火线圈外壳31。在外壳21上一体地注塑的旋紧点43实现点火单元10在点火单元10的一个外围设备上的机械的固定。

图2在上方的分图a)中示出按照图1的电子模块的透视俯视图，具有在凸缘40内布置的电子组件23和在凸缘40的角部区域中布置的充填通道28。充填通道28在此在侧面上一方面通过凸缘40，另一方面通过一个形成弦的壁28a限制。在这个位置上布置充填通道28的第一(上)开口28b。在此情况下，充填通道28从电子模块23旁边通过在点火线圈单元30的方向上延伸。在外壳21上一体地注塑的旋紧点43实现点火单元10在点火单元的外围设备上的机械的固定。按照本发明的电子模块20具有外壳21，其具有用于电子组件23的容纳部22。容纳部22通过凸缘40和底部形成。在底部的与容纳部22背离的下侧面处布置环形的或矩形的环绕的凸缘25，它形成至点火线圈外壳31的机械接口25。按照本发明的充填通道28布置在容纳部22的凸缘40内，但是完全或至少分段地相对于容纳部22分开。按照本发明的充填通道28延伸通过底部，直到进入由凸缘25围住的区域中。按照该实施例，充填通道28设置在凸缘40的一个角部中，其中，分隔壁28a从凸缘40的一侧延伸到凸缘40的相邻的一侧并且与凸缘40一起形成充填通道28。

在电子模块20上设置电触头24，其通过插接连接将电子组件23与点火线圈41电连接，如果电子模块20被插接到点火线圈外壳31上的话。

在下方的分图b)中示出点火单元10的部分地剖视的透视图，其中电子模块20与点火线圈单元30连接。通道28也被剖开，由此可以看见，该通道如何在外壳31内在电子模块20的上部区域和点火线圈41之间含有的空间中形成一个至第二(下部的)开口28c的连续的连接。

图3示出一个向上敞开的电子模块20的透视俯视图，其中，通道28的第一(上)开口28b可以详细地看见。浇铸材料的充填高度通过凹口29来确定，该浇铸材料要填充到凸缘40中以便浇铸电子组件23，通过该凹口(没有示出的)浇铸材料在达到预定的充填料位之后可以通过通道28在点火线圈41的方向上流出。

图4示出在图2b)中示出的实施例的剖视的侧视图，其中在电子模块20的凸缘40内以及点火线圈单元30的点火线圈外壳31的空穴内的浇铸材料的充填料位F1，F2被标注出来。在此情况下，充填高度F1通过凹口29确定，而充填高度F2通过在点火线圈外壳31内的容积以及在外壳21内的凹口29下面的容积在结合浇铸材料的预先限定的数量下确定。凸缘42作为突出的结构如此地布置在通道28的下开口28c处，即它被设置用于沉入在点火线圈外壳31内的容积内的要填充的浇铸材料中和密封地封闭它的在通道外部的表面，由此防止污物和水的侵入。在此情况下，浇铸材料的充填高度F2可以这样地选择，即在浇铸材料和机械接口25之间实现材料配合连接。

图5示出一个流程图，用于说明按照本发明的方法的实施例的步骤。在步骤100中预先限定应该填充到按照本发明的点火单元中的浇铸材料的数量。根据希望的充填高度F1，F2以及根据凹口29的要充填的容积和位置，可以通过浇铸材料的数量决定性地影响要达到的结果。接着在步骤200中将预先限定的数量浇铸材料浇注到电子模块20的上空穴中，由此一部分数量的浇铸材料通过上空穴的溢出口进入点火线圈单元的下空穴中。对于专业人员来说在此清楚的是，按照本发明的点火单元10的位置在用（没有示出的）浇铸材料充填点火单元10期间不必与浇铸材料硬化所处的那个位置是相同的。

尽管按照本发明的方面和有利的实施方式根据在结合附图解释的实施例中进行了详细描述，但是对于专业人员来说，在不离开本发明的范围下，示出的实施例的特征的修改和组合是可能的，本发明的保护范围通过所附的权利要求书限定。

Claims (16)

1.用于点火单元(10)的电子模块(20)，包括

-具有用于电子组件(23)的容纳部(22)的外壳(21)，和

-其中，外壳(21)具有用于固定在点火线圈外壳(31)上的机械接口(25)，

-其特征在于，机械接口(25)具有与外壳(21)连接的凸缘(25)，所述凸缘被设置用于与要充填到点火线圈外壳(31)中的浇铸材料以材料配合的方式连接。

2.根据权利要求1所述的电子模块，其中，凸缘(25)被设置用于沉入点火线圈外壳(31)的一个空穴中，并且尤其具有一种有利于形状配合连接的底切部的表面，优选以多个缺口和/或钻孔的形式。

3.根据权利要求1所述的电子模块，其中，容纳部(22)具有底部，其中，凸缘(25)布置在底部的与容纳部(22)背离的一侧上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电子模块，此外包括充填通道(28)，其中，充填通道(28)

-具有在容纳部(22)的第一侧上的第一开口(28b)，和

-具有在容纳部(22)的第二侧上的第二开口(28c)，

-其中，尤其是第一侧与第二侧相对置。

5.根据权利要求3所述的电子模块，其中，充填通道(28)的第二开口(28c)具有一个在点火线圈外壳(31)的方向上突出的结构(42)，该结构被设置用于沉入要充填的浇铸材料中。

6.根据权利要求3或4中任一项所述的电子模块，其中，在容纳部(22)和充填通道(28)之间设置一个壁(28a)。

7.根据权利要求5所述的电子模块，其中，壁(28a)在充填通道(28)的第一开口(28b)的区域中配有在第二开口(28c)的方向上延伸的凹口(29)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电子模块，其中，外壳(21)此外具有与所述机械接口(25)相对置的环绕的凸缘(40)，所述凸缘被设置用于围住在外壳(21)中布置的电子组件(23)和充填通道(28)的第一开口(28b)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电子模块，其中，外壳(21)被设置用于将点火单元(10)机械地固定在点火单元(10)的一个外围设备上，为此外壳(21)尤其具有旋紧点(43)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电子模块，其中，凸缘(25)在与点火线圈外壳(31)共同作用下形成用于浇铸材料的一个或多个间隙。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电子模块，此外包括用于将电子组件(23)连接到在点火线圈外壳(31)中的点火线圈(41)上的电接口(24)，其中，电接口(24)尤其由一个插接连接的部分构造成。

12.点火单元，包括

-具有点火线圈(41)和点火线圈外壳(31)的点火线圈单元(30)，和

-根据前述权利要求中任一项所述的电子模块(20)，其中，点火线圈外壳(31)和电子模块(20)的外壳(21)经由机械接口(25)相互插入对方中并且尤其是以材料配合的方式通过浇铸材料连接。

13.根据权利要求11所述的点火单元，包括充填通道(28)，其被设置用于，将从在电子模块(20)的外壳(21)中的第一空穴中溢出的流体引导到在点火线圈外壳(31)中的第二空穴中。

14.根据权利要求11或12中任一项所述的点火单元，其中，浇铸材料的充填料位(F2)这样地选择，为了隔热，在点火线圈(41)和容纳部(22)之间为在外壳(21)中设置的电子组件(23)留出一个空腔。

15.用于用浇铸材料充填尤其是根据权利要求11，12或13所述的点火单元(10)的方法，点火单元包括电子模块(20)和点火线圈单元(30)，包括步骤:

-预先限定(100)浇铸材料的数量，

-将预先限定的数量的浇铸材料浇铸到电子模块(20)的上空穴中，由此一部分数量的浇铸材料经由上空穴的溢出口进入点火线圈单元(30)的下空穴中。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，上空穴的溢出口通入一个充填通道(28)中，所述充填通道将电子模块(20)的外壳(21)和点火线圈单元(30)的点火线圈外壳(31)相互连接。