DE4132851C2

DE4132851C2 - Zündspuleneinheit für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4132851C2
Application number: DE4132851A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Taruya; Mitsuru Koiwa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-10-03
Filing date: 1991-10-02
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2011-10-03
Also published as: JPH0462359U; US5144935A; DE4132851A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Zündspuleneinheit für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Zündspuleneinheit ist bekannt aus JP 63-120 863 (A).

Fig. 3 ist ein elektrisches Schaltkreisdiagramm einer Zündspuleneinheit für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Zündspuleneinheit umfaßt eine Zündspule A mit einer Primärwicklung 2 und einer Sekundärwicklung 7, sowie einen Leistungsschalter-Schaltkreis B, der eine Vielzahl von elektrischen und elektronischen Schaltkreiskomponenten aufweist. Aus Fig. 3 läßt sich ebenso ersehen, daß eine elektrische Quelle C und ein Zündsignalsteuerschaltkreis D mit der Zündspuleneinheit verbunden sind.

Der Leistungsschalter-Schaltkreis B umfaßt einen Leistungstransistor 1 zum Schalten eines Primärstromes, der durch die Primärwicklung 2 der Zündspule A fließt, einen Strombegrenzerschaltkreis 4 und einen Stromdetektorschaltkreis 3 zum Ermitteln einer Potentialdifferenz, die von dem Primärstrom erzeugt wird, und zum Übertragen eines Primärstromsteuersignals an den Strombegrenzerschaltkreis 4.

Fig. 4 ist eine Seitenschnittansicht einer herkömmlichen Zündspuleneinheit, in welcher die Zündspule A und der Leistungsschalter-Schaltkreis B integral kombiniert sind. In Fig. 4 bezeichnet die Bezugsziffer 5 ein Gehäuse, 6 ist ein zylinderischer Eisenkern eines offenen Magnetkreises, der konzentrisch innerhalb des Gehäuses 5 angeordnet ist, 7 ist eine Sekundärwicklung, die auf den äußeren Umfang einer Primärwicklung 2 gewickelt ist, die um den Eisenkern 6 eines offenen Magnetkreises gewickelt ist, 8 ist eine Aluminium-Wärmeableitplatte, die auf der longitudinalen Achse des Eisenkernes 6 des offenen Magnetkreises montiert ist, und 9 ist eine Kunstharz-vergossene integrierte Schaltung, die auf der Wärmeableitplatte 8 befestigt ist. Die integrierte Schaltung 9 besteht aus dem Steuerschaltkreis B und schließt den Leistungstransistor 1, den Strombegrenzerschaltkreis 4, usw. ein, und ist mittels eines geeigneten Kunstharzes preß-spritzvergossen. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet einen äußeren magnetischen Eisenkern, der an die innere Umfangsoberfläche des Gehäuses 5 montiert ist, und 11 ist ein elektrisches Anschlußteil.

In der oben beschriebenen Zündspuleneinheit fließt der Primärstrom der Primärwicklung 2 durch den Stromdetektorschaltkreis 3, wo der Strompegel als die Potentialdifferenz ermittelt wird, auf welche hin ein Steuersignal an den Strombegrenzerschaltkreis 4 geliefert wird. Der Strombegrenzerschaltkreis 4 steuert in Übereinstimmung mit diesem Steuerungssignal den durch die Primärwicklung 2 der Zündspule A fließenden Primärstrom. Auf diesen durch die Primärwicklung 2 fließenden Primärstrom hin wird in der Sekundärwicklung 7 der Zündspule A eine Hochspannung erzeugt, um diese an einen (nicht gezeigten) Verteiler zu liefern.

Bei der Zündspuleneinheit, wie sie oben beschrieben ist, sind die magnetischen Eisenkerne 6 und 10 der Zündspule A so angeordnet, daß der von den Primär- und Sekundärwicklungen 2 und 7 erzeugte magnetische Fluß zwischen zwei magnetischen Eisenkernen 6 und 10 an deren axialen Enden fließt. Deshalb erreicht ein Teil des von den magnetischen Eisenkernen 6 und 10 ausgesendeten magnetischen Flusses die Kunstharz-vergossene integrierte Schaltung 9 als ein magnetischer Streufluß. Wenn dieser magnetische Streufluß durch das Leistungsschalterelement 1 innerhalb der integrierten Schaltung 9 hindurchtritt, verursacht ein von dem Streufluß induzierter elektrischer Strom, daß ein Ausgangssignal von dem Leistungsschalterelement 1 von seinem korrekten Wert abweicht, was in einem fehlerhaften Betrieb des Leistungsschalter-Schaltkreises B resultiert.

Aus DE 36 24 845 A1 ist ein Schaltgerät bekannt, welches ein Leistungsschalterelement für den Primärstromkreis einer Zündanlage einschließt. Das Schaltgerät umfaßt eine Abschirmung, die dazu dient, hochfrequente elektromagnetische Einstrahlungen abzuschirmen. Das Schaltgerät dieser Entgegenhaltung wird nicht in unmittelbarer Nähe einer Zündspule eingesetzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zündspuleneinheit der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das betriebsbedingte Auftreten von Störsignaleinstreuungen in das Leistungsschalterelement zuverlässig vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung kann in der Zündspuleneinheit eine Zündspule und ein Leistungsschalter zum Steuern des Primärstroms durch die Zündspule integral als Einheit ausgebildet sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Leistungsschalterelement nicht dem magnetischen Streufluß von dem Eisenkern des offenen Magnetkreises unterworfen.

Der magnetische Streufluß von dem Eisenkern des offenen Magnetkreises wird zurück zum äußeren magnetischen Eisenkern geführt.

Im Hinblick auf die obigen Aufgaben umfaßt die Zündspuleneinheit der vorliegenden Erfindung einen Eisenkern eines offenen Magnetkreises mit einer Longitudinalachse, eine Primärwicklung, die um den Magnetkern des offenen Kreises herum gewickelt ist, eine Sekundärwicklung, die um die Primärwicklung herumgewickelt ist, sowie einen äußeren magnetischen Eisenkern, der um die Sekundärwicklung herum angeordnet ist. Ein Leistungsschalterelement zum Schalten eines durch die Primärwicklung fließenden Primärstromes ist im wesentlichen auf der Longitudinalachse des Eisenkernes des offenen Magnetkreises angeordnet. Eine magnetische Abschirmung ist zwischen dem Eisenkern des offenen Magnetkreises und dem Leistungsschalterelement angeordnet, um zu verhindern, daß magnetische Streuflüsse von dem Eisenkern des offenen Magnetkreises das Leistungsschalterelement erreichen. Die magnetische Abschirmung kann eine magnetische Shunt-(Nebenschluß)platte sein, um den Streufluß in den äußeren magnetischen Eisenkern zu führen, oder ein magnetisches Abschirmungsgehäuse, welches das Leistungsschalterelement vollständig umschließt.

Die vorliegende Erfindung wird deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen. Unter diesen ist

Fig. 1 eine Seitenschnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel der Zündspuleneinheit für eine Verbrennungskraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Seitenschnittansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Zündspuleneinheit für eine Verbrennungskraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3 ist ein Schaltkreisdiagramm einer Zündspuleneinheit, worauf die vorliegende Erfindung angewendet werden kann; und

Fig. 4 ist eine Seitenschnittansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen Zündspuleneinheit darstellt.

Fig. 1 erläutert ein Ausführungsbeispiel der Zündspuleneinheit für eine Verbrennungskraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung. Die Zündspuleneinheit ist in ihrer grundlegenden Struktur ähnlich derjenigen, wie sie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 dargestellt und beschrieben ist, und umfaßt die Zündspule A und den Schalter-Schaltkreis B in Form der Kunstharz-vergossenen integrierten Schaltung 9, die als Einheit mittels eines Füller-Kunstharzmaterials D innerhalb des Gehäuses 5 eingegossen ist. Die Zündspule A ist mit einem Anschluß E verbunden, der von dem Gehäuse 5 gehalten wird.

Spezieller umfaßt die Zündspuleneinheit den länglichen Eisenkern 6 des offenen Magnetkreises, der ein zylinderisches Teil aus magnetischem Material ist, mit einer longitudinalen Achse C. Konzentrisch auf dem Kern 6 des offenen Magnetkreises ist die Primärwicklung 2 angeordnet, die um einen Spulenträger 2a herumgewickelt ist. Die um einen Spulenträger 7a herumgewickelte Sekundärwicklung 7 ist über dem äußeren Umfang der Primärwicklung 2 angeordnet, mit elektrisch isolierendem Kunstharz-Füllmaterial D dazwischen. Der tubulare äußere magnetische Eisenkern 10 ist um die Sekundärwicklung 7 herum angeordnet, und eine Schicht aus Kunstharzmaterial D füllt den Raum zwischen dem äußeren Umfang der Sekundärwicklung 7 und dem äußeren magnetischen Eisenkern 10. Die äußere Umfangsoberfläche des äußeren magnetischen Eisenkernes 10 liegt an der inneren Oberfläche des Gehäuses 5.

Der Schalter-Schaltkreis B in Form der Kunstharz-vergossenen integrierten Schaltung 9, die ein Leistungsschalterelement 9a zum Schalten eines durch die Primärwicklung 2 fließenden Primärstromes einschließt, ist im wesentlichen auf der longitudinalen Achse C des Eisenkernes 6 des offenen Magnetkreises an seinem offenen Ende 6a angeordnet. Die integrierte Schaltung 9 liegt an der Wärmeableitplatte 8 und ist über einen Leiter 11b mit einem Anschluß 11a innerhalb eines elektrischen Anschlußteils 11 verbunden. Die integrierte Schaltung 9 wird in Position gehalten von dem Kunstharz-artigen Füllmaterial D, das in den inneren Raum des Gehäuses 5 eingefüllt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine mangetische Abschirmung 20 zwischen dem Eisenkern 6 des offenen Magnetkreises und der Kunstharz-vergossenen integrierten Schaltung 9, die das Leistungsschalter-Element 9a einschließt, angeordnet, um zu verhindern, daß die von dem Eisenkern 6 des offenen Magnetkreises wegstreuenden magnetischen Flüsse das Leistungsschalterelement 9a der integrierten Schaltung 9 erreichen. Die magnetische Abschirmung 20, die aus irgendeinem geeigneten magnetischen Material hergestellt sein kann, kann in Position gehalten werden durch das Füllmaterial D, oder dadurch, daß sie auf der Wärmeableitplatte 8 befestigt ist, oder am Gehäuse 5.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel hat die magnetische Abschirmung 20 die Form einer magnetischen Nebenschlußplatte, die so funktioniert, daß sie den aus dem Eisenkern 6 des offenen Magnetkreises streuenden magnetischen Fluß in den äußeren magnetischen Eisenkern 10 führt, so daß so wenig Fluß wie möglich durch das Schaltelement 9a der integrierten Schaltung 9 hindurch fließt. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die magnetische Abschirmung 20 der Fig. 1 zu einem magnetischen Abschirmgehäuse 21 modifiziert, welches im wesentlichen vollständig die Kunstharz-vergossene integrierte Schaltung 9 umschließt, und somit auch das Leistungsschalterelement 9a. Das magnetische Abschirmgehäuse 21 ist ein sechsseitiges kastenförmiges Teil, welches vollständig die integrierte Schaltung 9 einschließt, kann jedoch ein Kasten sein, der zwei offene Seiten hat.

Wie beschrieben wurde, tritt gemäß der Zündspuleneinheit der vorliegenden Erfindung der magnetische Streufluß von dem Eisenkern 6 des offenen Magnetkreises nicht durch das Leistungsschalterelement 9a der Kunstharz-vergossenen integrierten Schaltung 9, weil die magnetische Abschirmung 20 und 21 vorgesehen ist, so daß das Ausgangssignal von dem Leistungsschalterelement 9a nicht von seinem korrekten Wert abweicht, und somit wird der fehlerhafte Betrieb des Leistungsschalter-Schaltkreises B verhindert, und die Zuverlässigkeit des Betriebs der Zündspuleneinheit erhöht.

Claims

1. Zündspuleneinheit für Brennkraftmaschinen, mit

- einem Eisenkern (6) eines offenen Magnetkreises mit einer longitudinalen Achse (C);
- einer Primärwicklung (2), die um den Kern (6) des offenen Magnetkreises herumgewickelt ist;
- einer Sekundärwicklung (7), die um die Primärwicklung (2) herumgewickelt ist;
- einem äußeren magnetischen Eisenkern (10), der um die Sekundärwicklung (7) herum angeordnet ist;
- einem Leistungsschalterelement (9a), welches im wesentlichen auf der longitudinalen Achse (C) des Eisenkernes (6) des offenen Magnetkreises angeordnet ist, um einen durch die Primärwicklung (2) fließenden Primärstrom zu schalten;

gekennzeichnet durch

- eine magnetische Abschirmung (20, 21), die zwischen dem Eisenkern (6) des offenen Magnetkreises und dem Leistungsschalterelement (9a) angeordnet ist um durch Führung des von dem Kern (6) des offenen Magnetkreises streuenden magnetischen Flusses in den äußeren Eisenkern (10) zu verhindern, daß dieser Fluß das Leistungsschalterelement (9a) erreicht.

2. Zündspuleneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Abschirmung eine magnetische Nebenschlußplatte (20) umfaßt.

3. Zündspuleneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Abschirmung ein magnetisches Abschirmungsgehäuse (21) umfaßt, welches im wesentlichen vollständig das Leistungsschalterelement (9a) umschließt.

4. Zündspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsschalterelement (9a) Bestandteil einer in Kunstharz vergossenen integrierten Schaltung (9) ist.

5. Zündspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels eines Füller-Kunstharzmaterials in ein Gehäuse (5) eingegossen ist.