DE10356448A1

DE10356448A1 - Zündspulentester

Info

Publication number: DE10356448A1
Application number: DE2003156448
Authority: DE
Inventors: Christoph Nohtse
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-07-07

Abstract

Ein Zündspulentester (9) umfasst einen Überspannungsableiter (4) und eine Anordnung (32) aus einer Begrenzungsvorrichtung (5) und einem Widerstand (6). Dabei ist eine zu testende Zündspule (1) mit dem Überspannungsableiter (4) gekoppelt, welcher elektrisch leitend wird, sobald eine Spannung zwischen seinen Anschlüssen einen Grenzwert übersteigt. Da eine Spannung über der Anordnung (32) durch die Begrenzungsvorrichtung (5) konstant gehalten wird, wird eine Zündenergie der Zündspule (1) bestimmt, indem ein Produkt aus einem Anfangswert eines Stromes durch die Anordnung (32), der konstant gehaltenen Spannung, einer Stromflussdauer und dem Faktor 0,5 gebildet wird. Der Anfangswert entspricht dabei dem Strom durch den Widerstand (6) zum Durchbruchzeitpunkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen einer Zündspule und einen Zündspulentester, welcher gemäß dem Verfahren ausgestaltet ist, wie er insbesondere zum Testen einer Zündspule für einen Motor eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann.

Um eine Zündspule zu testen, d. h. um zu ermitteln, ob eine Zündspule korrekt arbeitet oder defekt ist, reicht es nicht aus, die Zündspule an einer Zündkerze bei Umgebungsdruck zu testen, da man in diesem Fall nur eine Zündspannung erhält, welche von der Geometrie und Länge einer Funkenstrecke abhängt. Bei Umgebungsdruck beträgt die Zündspannung ca. 1 kV. Da die Zündspannung auch vom Umgebungsdruck abhängig ist, ergeben sich im Betrieb in einem Motor, in welchem die Zündspule eingesetzt ist, deutlich höhere Spannungen als bei einem Test mit einer Zündkerze oder in dem Motor bei Leerlauf erreicht werden können. Deshalb werden Fehler, welche erst bei höheren Zündspannungen auftreten nicht entdeckt.

Heutzutage werden höhere Zündspannungen realisiert, indem man einen entsprechenden Versuchsaufbau in einer Überdruckkammer realisiert. Eine Versuchsdurchführung in einer Druckkammer besitzt allerdings mehrere Nachteile. Zum einen ist eine Druckkammer in der Anschaffung teuer. Zum anderen ist ein Arbeiten mit einer Druckkammer aufgrund der dort auftretenden hohen Drücke gefährlich. Außerdem entstehen durch Zündungen bei einem Betrieb mit Druckluft giftige und korrosive Gase. Eine Verwendung von N₂ anstelle von Druckluft, um die giftigen und korrosiven Gase zu vermeiden, ist dagegen aufwändig und teuer.

Zusätzlich schwanken Messwerte von Kennwerten wie Durchschlagsspannung und Brennspannung sowie die Zündenergie einer Zündspule bei einem realen Einsatz in einem Motor stark, was auch auf eine starke elektromagnetische Störung aufgrund eines durchschlagenden Funkens zurückzuführen ist. Deshalb können die Werkstätten nicht mit Grenzgutkurven oder Grenzschlechtkurven arbeiten, sondern Spannungsverläufe, welche von einer Zündspule bei einem Einsatz in einem Motor erfasst werden, müssen richtig interpretiert werden, um eine defekte Zündspule zu ermitteln. Diese richtige Interpretation der Spannungsverläufe ist äußerst schwierig und nur von Fachleuten durchzuführen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Testen einer Zündspule sowie einen Zündspulentester bereitzustellen, bei welchen die zuvor beschriebenen Probleme beim Testen von Zündspulen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Testen einer Zündspule nach Anspruch 1 sowie durch einen Zündspulentester nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird bei einem Verfahren zum Testen einer Zündspule die Zündspule, welche einen Hochspannungsanschluss aufweist, an welchem eine durch die Zündspule aufgebaute Hochspannung abgreifbar ist, dadurch getestet, dass ein Strom von der Zündspule zu einem Durchschlagzeitpunkt über eine Anordnung abgeleitet wird. Dabei liegt der Durchschlagzeitpunkt dann vor, wenn die von der Zündspule aufgebaute Spannung einen bestimmten Spannungswert übersteigt. Zum Test wird eine Zeitdauer vom Durchschlagzeitpunkt bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der Strom durch die Anordnung unter einen vorbestimmten Grenzwert (erfindungsgemäß möglichst nahe bei 0) gefallen ist, bestimmt. Eine in der Zündspule zu dem Durchschlagzeitpunkt gespeicherte Energie wird bestimmt, indem über die Zeitdauer ein Produkt aus einer Spannung über der Anordnung und dem Strom erfasst wird und über der Zeitdauer aufintegriert wird. Dabei gilt eine Zündspule als nicht funktionsfähig, wenn die bestimmte Energie außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.

Da bei dem Verfahren nur ein Wert, nämlich die in der Zündspule zu dem Durchschlagzeitpunkt gespeicherte Energie, bestimmt wird und nur überprüft wird, ob dieser Wert in einem vorab bestimmten Bereiches liegt, d. h. es wird überprüft, ob die Energie oberhalb eines oberen Grenzwertes oder unterhalb eines unteren Grenzwertes liegt, ist das Verfahren auch für eine nicht eingearbeitete Bedienperson sehr einfach anzuwenden. Da das Verfahren außerdem ohne einen erhöhten Druck und damit ohne eine Druckkammer arbeitet, treten die oben im Zusammenhang mit einem erhöhten Druck oder einer Druckkammer erwähnten Nachteile (hoher Anschaffungspreis, giftige Gase) nicht auf.

Bei dem Verfahren kann die Spannung über der Anordnung für die Zeitdauer nahezu konstant gehalten werden. Dadurch kann die in der Zündspule zu dem Durchschlagzeitpunkt gespeicherte Energie bestimmt werden, indem über die Zeitdauer der Strom erfasst und über die Zeitdauer aufintegriert wird, wobei das Ergebnis mit dem Spannungswert der nahezu konstant gehaltenen Spannung multipliziert wird.

Außerdem kann ein Anfangsstromwert des Stromes zum Durchschlagzeitpunkt gemessen werden, wodurch die in der Zündspule zu dem Durchschlagzeitpunkt gespeicherte Energie bestimmt werden kann, indem ein Produkt aus der nahezu konstant gehaltenen Spannung über der Anordnung, dem Anfangsstromwert, der Zeitdauer und dem Faktor 0,5 bestimmt wird.

Indem die Spannung über der Anordnung für die Zeitdauer, in der das Produkt aus der Spannung über der Anordnung und dem Strom aufintegriert wird, nahezu konstant gehalten wird, kann das zu berechnende Integral wesentlich einfacher bestimmt werden. Da der Stromwert über die Zeitdauer linear (erfindungsgemäß bis auf 0) abnimmt, kann das Integral über das Produkt aus der Spannung über der Anordnung und dem Strom über die Zeitdauer dadurch bestimmt werden, dass ein Produkt aus der Spannung über der Anordnung, dem Anfangsstromwert und der Zeitdauer durch 2 geteilt bzw. mit 0,5 multipliziert wird. Eine Vorrichtung, welche die eben beschriebene Variante des Verfahrens einsetzt, benötigt im Ggegensatz zu den vorab beschriebenen Varianten keinen Integrator und kann somit kostengünstig hergestellt werden.

Zusätzlich kann nach dem Verfahren eine Zündspule als nicht funktionsfähig gelten, wenn die von der Zündspule aufgebaute Spannung den bestimmten Spannungswert nicht erreicht.

Weiterhin kann nach dem Verfahren bei einer Zündspule, welche eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung umfasst, eine Spannung, welche über der Primärwicklung zum Aufladen der Zündspule anliegt, gemessen werden, wobei die Zündspule als nicht funktionsfähig gelten kann, wenn die Spannung außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.

Außerdem kann nach dem Verfahren zu einem Zeitpunkt, zu welchem die über der Primärwicklung zum Aufladen der Zündspule anliegende Spannung abgeschaltet wird, um eine Hochspannung an der Sekundärwicklung zu erzeugen, ein Stromwert eines Stromes durch die Primärwicklung gemessen werden, wobei die Zündspule als nicht funktionsfähig gelten kann, wenn der Stromwert außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.

Indem das Verfahren weitere Kriterien umfasst, nach denen eine Zündspule als nicht funktionsfähig gilt, ertasst das Verfahren auch defekte Zündspulen, welche zwar eine korrekte Zündenergie liefern, aber trotzdem defekt sind, weil sie andere Kennzahlen nicht erfüllen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Zündspulentester zum Testen der Funktionsfähigkeit der Zündspule bereitgestellt. Der Zündspulentester umfasst einen Überspannungsableiter und einen Widerstand. Dabei ist der Hochspannungsanschluss der Zündspule mit einem ersten Anschluss des Überspannungsableiters gekoppelt, welcher derart ausgestaltet ist, dass er elektrisch leitend wird, sobald eine Spannung zwischen dem ersten Anschluss des Überspannungsableiters und einem zweiten Anschluss des Überspannungsableiters einen bestimmten ersten Spannungswert übersteigt. Weiterhin ist der zweite Anschluss des Überspannungsableiters mit einem ersten Anschluss des Widerstandes gekoppelt, wobei ein zweiter Anschluss des Widerstandes mit Masse verbunden ist. Der Zündspulentester ist nun derart ausgestaltet, dass er eine Zeitdauer vom Durchschlagzeitpunkt bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der Strom durch den Widerstand unter einen vorbestimmten Grenzwert (vorzugsweise liegt der Grenzwert möglichst dicht an 0) gefallen ist, misst. Zusätzlich ist der Zündspulentester derart ausgestaltet, dass er die in der Zündspule zu dem Durchschlagzeitpunkt gespeicherte Energie bestimmt, indem er einen jeweiligen Wert der Spannung über dem Widerstand und einen jeweiligen Wert des Stromes durch den Widerstand erfasst und dieses Produkt über der Zeitdauer aufintegriert. Dabei bestimmt der Zündspulentester, dass eine Zündspule nicht funktionsfähig ist, wenn er erkennt, dass die bestimmte Energie außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.

An Stelle des Widerstandes kann der Zündspulentester auch eine Anordnung bestehend aus einer Begrenzungsvorrichtung und einem Widerstand umfassen. Dabei kann der zweite Anschluss des Überspannungsableiters mit einem ersten Anschluss der Anordnung gekoppelt sein, welche aus einer Reihenschaltung der Begrenzungsvorrichtung und dem Widerstand besteht. Dabei kann die Anordnung aufgrund der Begrenzungsvorrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie elektrisch leitend wird, sobald eine Spannung zwischen dem ersten Anschluss der Anordnung und damit einem ersten Anschluss der Begrenzungsvorrichtung und einem zweiten Anschluss der Anordnung und damit einem zweiten Anschluss des Widerstandes einen bestimmten zweiten Spannungswert übersteigt, und dass eine Spannung zwischen dem ersten Anschluss der Anordnung und dem zweiten Anschluss der Anordnung nahezu auf den zweiten Spannungswert begrenzt bleibt, solange die Anordnung leitend ist. Dabei kann ein zweiter Anschluss der Begrenzungsvorrichtung mit einem ersten Anschluss des Widerstandes und der zweite Anschluss der Anordnung und damit der zweite Anschluss des Widerstandes mit Masse verbunden sein. Der Zündspulentester kann nun derart ausgestaltet sein, dass er die in der Zündspule zu dem Durchschlagzeitpunkt gespeicherte Energie bestimmt, indem er über die Zeitdauer den jeweiligen Wert des Stromes durch die Anordnung erfasst und über die Zeitdauer aufintegriert, wobei der Zündspulentester das Ergebnis mit dem zweiten Spannungswert multipliziert.

Der Zündspulentester kann auch derart ausgestaltet sein, dass er einen Anfangsstromwert des Stromes durch die Anordnung bzw. durch den Widerstand zu dem Durchschlagzeitpunkt misst. Zusätzlich kann der Zündspulentester dabei derart ausgestaltet sein, dass er die in der Zündspule zu dem Durchschlagzeitpunkt gespeicherte Energie bestimmt, indem er den zweiten Spannungswert mit dem Anfangsstromwert, der Zeitdauer und dem Faktor 0,5 multipliziert.

Da der Zündspulentester ohne Überdruck arbeitet, besitzt er nicht die mit Überdruck oder mit der Überdruck erzeugenden Druckkammer einhergehenden Nachteile (Anschaffungskosten, giftige Gase). Indem der Zündspulentester eine Entscheidung, ob eine Zündspule defekt ist oder nicht, auf eine Prüfung reduziert, ob die von ihm bestimmte Energie, welcher der Zündenergie der Zündspule entspricht, innerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt, kann mit Hilfe des Zündspulentesters auch ein Laie entscheiden, ob eine Zündspule defekt ist oder nicht. Außerdem ist es von Vorteil, dass der Zündspulentester die Zündspule ohne Hilfe einer Zündkerze oder eines Motors testen kann.

Der Überspannungsableiter des Zündspulentesters kann ein Varistor oder ein mit Gas gefüllter Überspannungsableiter sein. Des Weiteren kann die Begrenzungsvorrichtung des Zündspulentesters eine Zenerstrecke sein.

Indem bei der Konstruktion des Zündspulentesters aus der Hochspannungstechnik bekannte Standardbauelemente eingesetzt werden, kann der Zündspulentester preiswert und robust aufgebaut werden.

Vorzugsweise kann der zweite Spannungswert 1 kV und der Widerstand 100 Ohm betragen.

Indem der zweite Spannungswert mit 1 kV gewählt wird, ist eine Multiplikation mit dem zweiten Spannungswert, welche zur Ermittlung der Zündenergie der Zündspule benötigt wird, sehr einfach, wodurch der Aufbau einer entsprechenden Multiplikationsvorrichtung des Zündspulentesters vereinfacht werden kann.

Um eine Zündspule zu testen, welche eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung umfasst und die von der Zündspule aufgebaute Zündspannung an der Sekundärwicklung aufbaut, kann der Zündspulentester derart ausgestaltet sein, dass er die Spannung an der Sekundärwicklung kapazitiv misst. Dabei erachtet der Zündspulentester eine Zündspule als defekt, wenn die gemessene Spannung bei Berücksichtigung des Transformationsverhältnisses zu keinem Messzeitpunkt überhalb der Summe aus dem ersten Spannungswert und dem zweiten Spannungswert liegt.

Da die kapazitiv gemessene Spannung geringer als die zu bestimmende Spannung an der Sekundärwicklung ist, ist eine entsprechende Messvorrichtung einfacher, wodurch der Zündspulentester vereinfacht wird.

Die vorliegende Erfindung eignet sich vorzugsweise zum Testen von Zündspulen, welche in Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert.
1 stellt einen erfindungsgemäßen Zündspulentester mit zu testender Zündspule dar.
2 stellt ein Diagramm dar, bei dem charakteristische Strom- und Spannungsverläufe bzgl. eines erfindungsgemäßen Zündspulentesters dargestellt sind.
1 zeigt einen Zündspulentester 9 mit zu testender Zündspule 1, welche eine Primärwicklung 3 und eine Sekundärwicklung 2 umfasst. Wie in 1 dargestellt, ist der linke Anschluss der Primärwicklung 3 mit einem Spannungspotenzial verbunden, während der rechte Anschluss der Primärwicklung 3 über einen Schalter bzw. Transistor 8 an Masse liegt. Der Transistor 8 wird über einen Schaltvorrichtung 7 gesteuert. Der laut 1 linke Anschluss der Sekundärwicklung 2 liegt an Masse, während der rechte Anschluss der Sekundärwicklung mit dem linken Anschluss eines Überspannungsableiters 4 verbunden ist. Der rechte Anschluss des Überspannungsableiters 4 ist mit einem linken Anschluss einer Zenerstrecke 5 verbunden, während der rechte Anschluss der Zenerstrecke 5 über einen Widerstand 6 mit Masse verbunden ist. Dabei bilden die Zenerstrecke 5 und der Widerstand 6 eine Anordnung 32, auf die im Folgenden noch eingegangen wird.
Der Überspannungsableiter 4 ist derart ausgestaltet, dass er nicht leitend ist, wenn eine über ihm anliegende Spannung unterhalb eines ersten Spannungswertes liegt, und dass er ohne Widerstand leitend ist, wenn die über ihm anliegende Spannung überhalb des ersten Spannungswertes liegt. Die aus der Zenerstrecke 5 und dem Widerstand 6 bestehende Anordnung 32 ist nicht leitend, wenn eine über ihr anliegende Spannung unterhalb eines zweiten Spannungswertes liegt, und ist leitend, wenn die über ihr anliegende Spannung überhalb des zweiten Spannungswertes liegt. Zusätzlich ist es eine Funktion der aus der Zenerstrecke 5 und dem Widerstand 6 bestehenden Anordnung 32, dass sie die über der Anordnung 32 liegende Spannung nahezu konstant auf dem zweiten Spannungswert hält, auch wenn von außen versucht wird, die über der Anordnung 32 liegende Spannung weiter zu erhöhen.
Ein Durchschlag der zu testenden Zündspule 1 tritt entsprechend des Aufbaus des Zündspulentesteres 9 erst auf, wenn die Zündspule 1 eine Spannung erzeugt, welche höher als die Summe aus dem ersten Spannungswert und dem zweiten Spannungswert ist. Damit kann durch eine entsprechende Wahl des Überspannungsableiters 4 und der Zenerstrecke 5, womit der erste und zweite Spannungswert gewählt werden, eine Sollspannung bestimmt werden, welche die zu testende Zündspule 1 erreichen muss, damit es zu einem Durchschlag kommt. Damit kann der Zündspulentester 9 einfach an bestimmte Sollspannungen von zu testenden Zündspulen angepasst werden.
Die Funktionsweise des in 1 dargestellten Zündspulentesters 9 wird nun mit Hilfe des in 2 dargestellten Diagramms erläutert. Bei dem in 2 dargestellten Diagramm sind auf der waagerechten Achse die Zeit und auf der senkrechten Achse Stromwerte bzw. Spannungswerte aufgetragen. Dabei ist zu beachten, dass weder die Strom- bzw. Spannungsabstände noch die Zeitabstände maßstabsgetreu sind und dass mehrere Strom- bzw. Spannungsverläufe übereinander angeordnet sind, was dazu führt, dass sowohl der Wert 0V als auch der Wert 0A auf der senkrechten Achse jeweils zweimal vorkommen.
Zu einem Zeitpunkt 27 schaltet die Schaltvorrichtung 7 den Transistor 8 durch, wodurch eine Spannung mit einem Spannungswert 29 an der Primärwicklung 3 anliegt. Aufgrund der Induktivität der Primärwicklung 3 steigt ein Wert eines Stromes, welcher durch die Primärwicklung fließt, linear von 0A beginnend an. Der Strom durch die Primärwicklung 3 induziert eine Spannung über der Sekundärwicklung 2, welche durch einen Spannungsverlauf 12 dargestellt ist, der ebenfalls anfangs linear verläuft. Um nun eine Zündspannung in der Zündspule 1, genauer in der Sekundärwicklung 2, zu induzieren, unterbricht die Schaltvorrichtung 7 den Strom durch die Primärwicklung 3 mit Hilfe des Transistors 8 zum Zeitpunkt 28. Dadurch fällt die an der Primärwicklung 3 anliegende Spannung zum Zeitpunkt 28 auf 0V und der durch die Primärwicklung 3 fließende Strom auf 0A. Dies induziert eine stark ansteigende Spannung über der Sekundärwicklung 2. Zum Zeitpunkt 21 erreicht diese Spannung einen Spannungswert 22, welcher der Zündspannung entspricht. Dieser Spannungswert 22 entspricht dabei vom Betrag her einer Summe aus dem ersten Spannungswert und dem zweiten Spannungswert, weshalb bei einer von der Sekundärwicklung 2 aufgebauten Spannung mit einem Spannungswert 22 sowohl der Überspannungsableiter 4 als auch die Zenerstrecke 5 leitend werden. Deshalb springt ein Strom durch die Sekundärwicklung 2, welcher durch einen Stromverlauf 11 dargestellt ist, zum Zeitpunkt 21 auf einen Stromwert. Da die aus der Zenerstrecke 5 und dem Widerstand 6 bestehende Anordnung 32, wie oben beschrieben, die über der Anordnung 32 anliegende Spannung auf den zweiten Spannungswert begrenzt, springt auch die Spannung über der Sekundärwicklung 2 zum Zeitpunkt 21 auf den zweiten Spannungswert 25. Der Strom durch die Anordnung 32 bzw. durch den Widerstand 6 und damit durch die Sekundärwicklung 2 nimmt nun linear ab, bis er bei einem Zeitpunkt 23 unterhalb eines Grenzwertes gefallen ist, welcher durch die Messgenauigkeit einer in dem Zündspulentester eingesetzten Messvorrichtung bestimmt wird und möglichst nah an 0A liegt. Nach dem Zeitpunkt 23 fällt die Spannung über der Anordnung 32 unter den zweiten Spannungswert 25, weshalb die Spannung über der Anordnung 32 nicht mehr konstant gehalten werden kann und ausschwingt.
Aufgrund des linearen Stromverlaufes 11 der Sekundärwicklung 2 zwischen dem Zeitpunkt 21 und dem Zeitpunkt 23 kann die in der Anordnung 32 verbrauchte Energie, welche der Zündenergie der Zündspule 1 zum Zeitpunkt 21 entspricht und hauptsächlich in dem Widerstand 6 verbraucht wird, einfach bestimmt werden. Die Zündenergie wird bestimmt, indem ein Produkt berechnet wird, welches aus dem Stromwert des Stromes durch die Anordnung 32, welcher gleich dem Strom durch die Sekundärwicklung 2 ist, zum Durchschlagzeitpunkt, dem zweiten Spannungswert 25, einer Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt 23 und dem Zeitpunkt 21, und dem Faktor 0,5 besteht.
Der Zündspulentester 1 wird mit Hilfe eines Microcontrollers 10 gesteuert. Dabei wird der Microcontroller als Taktgeber eingesetzt, welcher eine Aufladung der Spule steuert und Eckdaten selbstständig misst und bei Bedarf protokolliert. Ferner kann der Anschluss eines Serviceoszilloskops 31 vorgesehen sein, was eine visuelle Beurteilung der Spannung- bzw. Stromverläufe ermöglicht.
Ein Testprogramm, welches mit dem Zündspulentester 1 arbeitet, umfasst folgende Schritte.

1. Die zu testende Zündspule 1 wird an den Zündspulentester 9 angeschlossen und ein Test wird gestartet.
2. Mit Hilfe eines Microcontrollers 10 wird eine Steckerbelegung identifiziert und die Zündspule 1 einer bestimmten Bauart, welche z. B. von einem Motortyp oder Kraftfahrzeugtyp abhängen kann, zugeordnet.
3. Falls eine dem Microcontroller 10 nicht bekannte Bauart identifiziert wird, wird das Testprogramm mit einem Fehler abgebrochen.
4. Die Anschlüsse der Zündspule 1 werden entsprechend der identifizierten Bauart eingestellt, wobei zwischen einem massebezogenen Eingang und einem differenziellen Eingang unterschieden wird.
5. Widerstände der Anschlüsse werden gegen eine Primärmasse gemessen. Sollte hier ein Fehler auftreten wird das Testprogramm mit einem Fehler abgebrochen.
6. Eine Klemmenbelegung wird aufgeschaltet, ein Impulsgeber gestartet und eine Spannung auf einen Eingang gelegt.
7. Es werden Messwerte aufgenommen und diese Messwerte mit einer Referenz verglichen. Falls dieser Vergleich negativ ausfällt, wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben. Sonst endet das Programm mit einer Erfolgsmeldung.

1: Zündspule
2: Sekundärwicklung der Zündspule
3: Primärwicklung der Zündspule
4: Überspannungsableiter
5: Zenerstrecke
6: Widerstand
7: Schaltvorrichtung
8: Transistor
9: Zündspulentester
10: Microcontroller
11: Stromverlauf durch den Widerstand
12: Spannungsverlauf an der Sekundärwicklung
13: Spannungsverlauf an der Primärwicklung
14: Stromverlauf durch die Primärspule
21: Durchschlagzeitpunkt
22: Durchbruchsspannungswert der Zündspule
23: Zeitpunkt, zu dem der Strom durch den Widerstand versiegt
24: Anfangsstromwert des Stromes durch den Widerstand zum Durchschlagzeitpunkt
25: Durchbruchsspannungswert der Zenerstrecke
26: Stromwert des Stromes durch die Primärwicklung zum Abschaltzeitpunkt der Spannung
: an der Primärwicklung
27: Zeitpunkt, zu dem die Spannung über die Primärwicklung gelegt wird
28: Zeitpunkt, zu dem die Spannung über der Primärwicklung abgeschaltet wird
29: Spannungswert der Spannung über der Primärwicklung, wenn die Spannung über der
: Primärwicklung eingeschaltet ist
31: Serviceoszilloskop
32: Anordnung aus Zenerstrecke und Widerstand

Claims

Verfahren zum Testen einer Zündspule (1), welche einen Hochspannungsanschluss aufweist, an welchem eine durch die Zündspule (1) aufgebaute Hochspannung abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strom (11) von der Zündspule (1) zu einem Durchschlagzeitpunkt (21) über eine Anordnung (32) abgeleitet wird, wobei der Durchschlagzeitpunkt (21) vorliegt, sobald die von der Zündspule (1) aufgebaute Spannung (12) einen bestimmten Spannungswert (22) übersteigt, dass eine Zeitdauer vom Durchschlagzeitpunkt (21) bis zu einem Zeitpunkt (23), zu dem der Strom (11) durch die Anordnung (32) unter einen vorbestimmten Grenzwert gefallen ist, bestimmt wird, dass eine in der Zündspule (1) zu dem Durchschlagzeitpunkt (21) gespeicherte Energie bestimmt wird, indem über die Zeitdauer ein Produkt aus einem jeweiligen Wert einer Spannung über der Anordnung (32) und einem jeweiligen Wert des Stromes erfasst und über der Zeitdauer aufintegriert wird, dass die Zündspule (1) nicht als funktionsfähig gilt, wenn die bestimmte Energie außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung über der Anordnung (32) für die Zeitdauer nahezu konstant gehalten wird, und dass die in der Zündspule (1) zu dem Durchschlagzeitpunkt (21) gespeicherte Energie bestimmt wird, indem über die Zeitdauer der jeweilige Wert des Stromes erfasst wird und über die Zeitdauer aufintegriert wird, wobei das Ergebnis mit einem Spannungswert (25) der nahezu konstant gehaltenen Spannung über der Anordnung (32) multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anfangsstromwert (24) des Stromes zum Durchschlagzeitpunkt gemessen wird, und dass die in der Zündspule (1) zu dem Durchschlagzeitpunkt (21) gespeicherte Energie bestimmt wird, indem ein Produkt aus dem Spannungswert (25) der nahezu konstant gehaltenen Spannung über der Anordnung (32), dem Anfangsstromwert (24), der Zeitdauer und dem Faktor 0,5 gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Grenzwert auf den kleinsten Stromwert gesetzt wird, welcher von einem zum Strommessen eingesetzten Messinstrument gemessen werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündspule (1) als nicht funktionsfähig gilt, wenn die von der Zündspule (1) aufgebaute Spannung (12) den bestimmten Spannungswert (22) nicht erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zündspule (1), welche eine Primärwickelung (3) und eine Sekundärwicklung (2) umfasst, eine Spannung (13), welche über der Primärwicklung (3) zum Aufladen der Zündspule (1) anliegt, gemessen wird, wobei die Zündspule (1) als nicht funktionsfähig gilt, wenn die Spannung (13) außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem Zeitpunkt, zu welchem die über der Primärwicklung (3) zum Aufladen der Zündspule (1) anliegende Spannung (13) abgeschaltet wird, um eine Hochspannung (12) an der Sekundärwicklung (2) zu erzeugen, ein Stromwert (26) eines Stromes (14) durch die Primärwicklung (3) gemessen wird, wobei die Zündspule (1) als nicht funktionsfähig gilt, wenn der Stromwert (26) außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.
Zündspulentester zum Testen der Funktionsfähigkeit einer Zündspule, welche einen Hochspannungsanschluss aufweist, an welchem eine durch die Zündspule aufgebaute Hochspannung abgreifbar ist, gekennzeichnet durch, einen Überspannungsableiter, wobei der Hochspannungsanschluss mit einem ersten Anschluss des Überspannungsableiters gekoppelt ist, welcher derart ausgestaltet ist, dass er elektrisch leitend ist, sobald eine Spannung zwischen dem ersten Anschluss des Überspannungsableiters und einem zweiten Anschluss des Überspannungsableiters einen bestimmten ersten Spannungswert übersteigt, und einen Widerstand, wobei der zweite Anschluss des Überspannungsableiters mit einem ersten Anschluss des Widerstandes gekoppelt ist, wobei ein zweiter Anschluss des Widerstandes mit Masse verbunden ist, wobei der Zündspulentester derart ausgestaltet ist, dass er eine Zeitdauer von einem Durchschlagzeitpunkt, zu dem der Überspannungsableiter beginnt, Strom zu leiten, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der Strom durch den Widerstand unter einen vorbestimmten Grenzwert gefallen ist, bestimmt, wobei der Zündspulentester zusätzlich derart ausgestaltet ist, dass er die in der Zündspule zum Durchschlagzeitpunkt gespeicherte Energie bestimmt, indem er ein Produkt aus einem jeweiligen Wert einer Spannung über dem Widerstand und einem jeweiligen Wert des Stromes durch den Widerstand erfasst und über der Zeitdauer aufintegriert, und wobei der Zündspulentester weiterhin derart ausgestaltet ist, dass er die Zündspule als nicht funktionsfähig erachtet, wenn die bestimmte Energie außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.
Zündspulentester nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündspulentester (9) an Stelle des Widerstandes eine Anordnung (32) bestehend aus einer Reihenschaltung einer Begrenzungsvorrichtung (5) und einem Widerstand (6) umfasst, wobei der zweite Anschluss des Überspannungsableiters (4) mit einem ersten Anschluss der Anordnung (32) und damit einem ersten Anschluss der Begrenzungsvorrichtung (5) gekoppelt ist, wobei die Anordnung (32) derart ausgestaltet ist, dass sie elektrisch leitend ist, sobald eine Spannung zwischen dem ersten Anschluss der Anordnung (32) und einem zweiten Anschluss der Anordnung (32) einen bestimmten zweiten Spannungswert (25) übersteigt, und welche zusätzlich derart ausgestaltet ist, dass eine Spannung zwischen dem ersten Anschluss der Anordnung (32) und dem zweiten Anschluss der Anordnung (32) auf den zweiten Spannungswert (25) begrenzt bleibt, wenn die Anordnung (32) leitend ist, wobei ein zweiter Anschluss der Begrenzungsvorrichtung (5) mit einem ersten Anschluss des Widerstandes (6) verbunden ist und wobei der zweite Anschluss der Anordnung (32) und damit ein zweiter Anschluss des Widerstandes (6) mit Masse verbunden ist, wobei der Zündspulentester (9) zusätzlich derart ausgestaltet ist, dass er die in der Zündspule (1) zu dem Durchschlagzeitpunkt (21) gespeicherte Energie bestimmt, indem er über die Zeitdauer den jeweiligen Wert des Stromes erfasst und über die Zeitdauer aufintegriert, wobei der Zündspulentester (9) das Ergebnis mit dem zweiten Spannungswert (25) multipliziert.
Zündspulentester nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündspulentester (9) derart ausgestaltet ist, dass er einen Anfangsstromwert (24) des Stromes (11) durch die Anordnung (32) zu dem Durchschlagzeitpunkt (21) misst, wobei der Zündspulentester (9) zusätzlich derart ausgestaltet ist, dass er die in der Zündspule (1) zu dem Durchschlagzeitpunkt (21) gespeicherte Energie bestimmt, indem er den zweiten Spannungswert (25) mit dem Anfangsstromwert (24), der Zeitdauer und dem Faktor 0,5 multipliziert.
Zündspulentester nach einem der Ansprüche 8–10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündspulentester (9) zusätzlich derart ausgestaltet ist, dass er bestimmt, ob die von der Zündspule (1) aufgebaute Spannung (12) einen Spannungswert (22), der sich aus der Summe aus dem ersten Spannungswert und dem zweiten Spannungswert (25) errechnet, erreicht und die Zündspule (1) als nicht funktionsfähig erachtet, wenn die von der Zündspule (1) aufgebaute Spannung den Spannungswert (22) nicht erreicht.
Zündspulentester nach einem der Ansprüche 8–11, dadurch gekennzeichnet, dass der Überspannungsableiter (4) ein Varistor oder ein mit Gas gefüllter Überspannungsableiter ist.
Zündspulentester nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 8–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsvorrichtung (5) eine Zenerstrecke ist.
Zündspulentester nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 8–13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spannungswert auf die Differenz zwischen einer Sollspannung der zu testenden Zündspule (1) und dem zweiten Spannungswert (25) gesetzt ist.
Zündspulentester nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 8–14, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spannungswert (25) 1 kV beträgt.
Zündspulentester nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche 8–15, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (6) 100 Ohm beträgt.
Zündspulentester nach Anspruch 11 und einem der Ansprüche 8–16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündspulentester (9) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass er bei einer Zündspule (1), welche eine Primärwicklung (3) und eine Sekundärwicklung (2) umfasst und welche die von der Zündspule (1) aufgebaute Spannung (12) an der Sekundärwicklung (2) aufbaut, die von der Zündspule (1) aufgebaute Spannung (12) bestimmt, indem er kapazitiv eine der Spannung (12) an der Sekundärwicklung (2) entsprechende Spannung misst.
Zündspulentester nach einem der Ansprüche 8–17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündspulentester (9) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass er bei einer Zündspule (1), welche eine Primärwickelung (3) und eine Sekundärwicklung (2) umfasst, eine Spannung (13), welche über der Primärwicklung (3) zum Aufladen der Zündspule (1) anliegt, misst und die Zündspule (1) als nicht funktionsfähig erachtet, wenn die Spannung (13) außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.
Zündspulentester nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündspulentester (9) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass er zu einem Zeitpunkt, zu dem die über der Primärwicklung (3) zum Aufladen der Zündspule (1) anliegende Spannung (13) abgeschaltet wird, um eine Hochspannung (12) an der Sekundärwicklung (2) zu erzeugen, einen Stromwert (26) eines Stromes (14) durch die Primärwicklung (3) misst und die Zündspule (1) als nicht funktionsfähig erachtet, wenn der Stromwert (26) außerhalb eines vorab bestimmten Bereiches liegt.
Zündspulentester nach einem der Ansprüche 8–19, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Grenzwert auf den kleinsten Stromwert gesetzt ist, welcher von einem zum Strommessen eingesetzten Messinstruments des Zündspulentesters (1) gemessen werden kann.
Zündspulentester nach einem der Ansprüche 8–20, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündspulentester (9) einen Microcontroller (10), welcher ein Aufladen der Zündspule (1) steuert und Messwerte selbstständig erfasst und bei Bedarf protokolliert, und ein Serviceoszilloskop (31) umfasst, auf welchem der Zündspulentester (9) Stromverläufe (11, 14) und Spannungsverläufe (12, 13) darstellt.