DE4318657C2

DE4318657C2 - Verteilerkappe für eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4318657C2
Application number: DE4318657A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Hamada; Shigemi Murata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-06-05
Also published as: US5437259A; US5377653A; KR940000746A; KR970006966B1; DE4318657A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verteilerkappe für eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (nachstehend einfach als "Motor" bezeichnet) mit einer zentralen Elektrode zum Anschluß an eine Zündspule und mehreren, mit jeweiligen Zündkerzen verbundenen und wahlweise mit der zentralen Elektrode verbindbaren Umfangselektroden, wie zum Beispiel aus DE 41 32 124 A1 bekannt.

Fig. 10 zeigt den Aufbau einer konventionellen Zündvorrichtung mit einer konventionellen Verteilerkappe für einen Motor zur Erläuterung des technischen Feldes der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Zündspule mit Primär- und Sekundärwicklungen 1a und 1b; 2 bezeichnet einen Leistungstransistor, der an die Primärwicklung 1a angeschlossen und so ausgebildet ist, daß er den Primärstrom leitet bzw. unterbricht; 3 bezeichnet eine Verteilerkappe, die mit einer zentralen Elektrode 3a versehen ist, die an die Seite negativer Polarität der Sekundärwicklung 1b angeschlossen ist, sowie Umfangselektroden 3b, die nacheinander in die einem Verteilerfinger (Rotor) 14 gegenüberliegende Lage gelangen, wenn sich dieser dreht, wobei der Rotor in Kontakt mit der zentralen Elektrode 3a steht; 4 bezeichnet Zündkerzen, die jeweils an die Umfangselektroden 3b angeschlossen sind; 5 bezeichnet eine Energiequelle, die als Vorspannungsquelle dient, um eine positive Vorspannung an die Zündkerzen 4 anzulegen; 6 bezeichnet einen Widerstand, der in Reihe mit der Energiequelle 5 geschaltet ist und dazu dient, einen Ionenstrom in eine Spannung umzuwandeln; und die Bezugsziffer 7 bezeichnet eine Ausgangsklemme zur Erfassung der an dem Widerstand 6 erzeugten Spannung, wobei die Ausgangsklemme 7 zusammen mit dem Widerstand 6 eine Ionenstrom-Detektoreinheit 12 bildet. Die Bezugsziffer 8 bezeichnet Dioden zum Sperren eines Umkehrstroms, und die Bezugsziffer 9 bezeichnet Signalableitungsdiodenanordnungen, einschließlich der Dioden 8, wobei die Diodenanordnungen 8 auf der Außenseite der Verteilerkappe 3 in gleicher Anzahl wie die Zylinder angeordnet sind. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet einen Motor, in dessen oberen Abschnitt die Zündkerzen 4 angeordnet sind, die Bezugsziffer 11 bezeichnet einen Signalgenerator zur Erfassung des Drehwinkels des Motors 10, und die Bezugsziffer 13 bezeichnet eine Computereinheit zum Steuern des Zündtaktes u. dgl., wobei das Ausgangssignal der Ionenstromdetektoreinheit 12 dem Computer zugeführt wird.

Nachstehend wird der Betriebsablauf dieser konventionellen Motor-Zündvorrichtung beschrieben, die in Fig. 10 gezeigt ist. Wenn der Leistungstransistor 2 abgeschaltet wird, um so den Primärstrom der Primärwicklung 1a zu unterbrechen, so wird in der Sekundärwicklung 1b eine Hochspannung für die Zündung erzeugt und an die zentrale Elektrode 3a angelegt. Diese an die zentrale Elektrode 3a angelegte Hochspannung für die Zündung wird über den Verteilerfinger 14 und die Öffnungen an die gegenüberliegenden Elektroden 3b weitergeleitet, und dann an die Zündkerzen 4, um an deren Elektroden eine Entladung hervorzurufen, wodurch das Luft/Brennstoffgemisch in den Zylindern gezündet und verbrannt wird (der Stromweg bei dieser Verbindung ist durch einen Pfeil a angedeutet).

Bei der Verbrennung des Luft/Brennstoffgemisches tritt eine Ionisierung auf, bei welcher Ionen erzeugt werden. Nach der voranstehend erwähnten Entladung arbeiten die Elektroden der Zündkerzen 4 als Ionenstromdetektorelektroden, und die Vorspannung der Energiequelle 5 mit positiver Polarität führt zu einem Wandern von Elektronen und positiven Ionen, wodurch ein Ionenstrom hervorgerufen wird. Die Erzeugung dieses Ionenstroms ermöglicht es, daß die Spannung an der Ausgangsklemme 7 erfaßt wird, wodurch es möglich wird, die Verbrennung des Luft/Brennstoffgemisches zu bestätigen (der Stromweg bei dieser Verbindung ist durch einen Pfeil b angedeutet).

DE 40 15 191 A1 beschreibt eine Verteilerkappe, in der die Umfangsanschlüsse des Verteilers jeweils über Dioden mit einer gemeinsamen Diode und einem gemeinsamen Widerstand verbunden sind, und über diese gemeinsame Diode und diesen gemeinsamen Widerstand mit dem Mittelanschluß des Verteilers verbunden sind. Diese im Stand der Technik bekannte Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß zusätzlich zu den jeweiligen Dioden noch eine gemeinsame Diode und ein gemeinsamer Widerstand in der Verteilerkappe untergebracht werden müssen. Desweiteren ist es mit dieser Anordnung schwer, durch die große räumliche Enge, die bedingt ist durch die Anordnung der Vielzahl von Dioden und des Widerstandes, gute elektrische Isolationseigenschaften zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die voranstehend beschriebenen, beim Stand der Technik auftretenden Schwierigkeiten zu lösen. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Verteilerkappe für eine Zündvorrichtung mit einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten, zuverlässigen und kostengünstigen Struktur, die sich durch verbesserte elektrische Isolationseigenschaften und verbesserten Eigenschaften bzgl. mechanischer Einwirkungen und einer hohen Temperaturwiderstandsfähigkeit auszeichnet.

Diese Probleme werden durch die in Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In einer Ausführungsform der Verteilerkappe für eine Zündvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Diodenanordnung und Ionenstromdetektoreinheit einstückig mit der Verteilerkappe ausgebildet bzw. innerhalb der Verteilerkappe angeordnet, wodurch der Aufbau vereinfacht wird, die Kosten verringert werden, die gegenseitige Anordnung der Teile erleichtert und eine hohe Verläßlichkeit erreicht wird.

In einer weiteren Ausführungsform der Verteilerkappe für eine Zündvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Diode in jeder der Öffnungen angeordnet, die in einer Verteilerkappe vorgesehen sind, und ist in ein Kunstharz eingebettet, mit welchem die Öffnung ausgefüllt ist.

In einer weiteren Ausführungsform sind in der Verteilerkappe für eine Zündvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Dioden, die jeweils den zugeordneten Zylindern entsprechen, vorher an Einsätze angeschlossen und bilden zusammen mit einer zentralen Elektrode oder Umfangselektroden eine Vorform, durch einen primären Formvorgang unter Verwendung eines wärmeaushärtenden Kunstharzes, wobei die Vorform durch einen endgültigen Formvorgang in die Verteilerkappe umgeformt wird.

In einer weiteren Ausführungsform der Verteilerkappe der vorliegenden Erfindung wird eine Verteilerkappe für eine Zündvorrichtung zur Verfügung gestellt, bei welcher Dioden, die jeweils den zugeordneten Zylindern entsprechen, vorher mit Einsätzen verbunden werden, und zusammen mit einer Zentralelektrode und Umfangselektroden eine Vorform bilden, durch einen primären Formvorgang unter Verwendung eines thermisch aushärtenden Kunstharzes, wobei die Vorform eine Stromleck-Verhinderungseinrichtung auf ihrer Oberfläche aufweist, und durch einen endgültigen Formvorgang in die Verteilerkappe umgeformt wird.

In einer weiteren Ausführungsform der Verteilerkappe für eine Zündvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Ionenstromdetektoreinheit innerhalb der Verteilerkappe angebracht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Dioden zur Erfassung des Ionenstroms innerhalb der Verteilerkappe vorgesehen, so daß nicht für jeden zugeordneten Zylinder eine Diodenanordnung vorgesehen werden muß, die daher weggelassen werden kann. Darüber hinaus ist bei einer Ausführungsform der Erfindung die Ionenstromdetektoreinheit einstückig mit einem anderen Bauteil der Zündvorrichtung, nämlich der Verteilerkappe ausgebildet, wodurch eine Motor- Zündvorrichtung insgesamt kompakter ausgebildet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Konstruktion einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher Ionenstromdetektordioden in der Verteilerkappe angeordnet sind;

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Verteilerkappe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 eine Aufsicht auf eine Verteilerkappe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V von Fig. 4;

Fig. 6 eine Aufsicht auf eine Verteilerkappe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von Fig. 6;

Fig. 8 eine Perspektivansicht, in Explosionsdarstellung, einer Anordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher eine Ionenstromdetektoreinheit einstückig mit einer Verteilerkappe ausgebildet ist;

Fig. 9 eine Schnittansicht der Verteilerkappe von Fig. 8;

Fig. 10 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer konventionellen Motor-Zündvorrichtung mit einer konventionellen Verteilerkappe zur Erläuterung des Feldes der Erfindung.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Verteilerkappe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 stellt eine Aufsicht auf eine Verteilerkappe dar; und Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2. Die Bauteile, welche dieselben oder entsprechende Bauteile wie in Fig. 10 bezeichnen, sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine Beschreibung derartiger Bauteile wird hier verzichtet. In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 31 eine Verteilerkappe, und die Bezugsziffer 31a vier Öffnungen, die in der Verteilerkappe 31 vorgesehen und voneinander jeweils um einen Winkel von 90° beabstandet sind. Durch jede Öffnung 31a liegt der Spitzenabschnitt eines Leitereinsatzes 36 frei, der an eine Zündkerze 4 angeschlossen ist. Die Bezugsziffer 32 bezeichnet einen Schweißabschnitt, welcher den Einsatz 36 mit einer Diode 8 verbindet, die durch einen Diodenhalterungsabschnitt 33 gehaltert wird; und die Bezugsziffer 37 bezeichnet einen Füllabschnitt, der durch Füllen der Öffnung 31a, welche die Diode 8 aufnimmt, mit Epoxyharz gebildet wird.

Diese Verteilerkappe, die wie voranstehend beschrieben aufgebaut ist, arbeitet auf dieselbe Weise wie die voranstehend beschriebene, konventionelle Vorrichtung, so daß keine Beschreibung ihrer Betriebsweise erfolgt. Bei dieser Ausführungsform sind die Dioden 8 zur Erfassung des Ionenstroms innerhalb der Verteilerkappe 31 angeordnet, wodurch es möglich wird, auf die Diodenanordnung 9 zu verzichten, die bei der konventionellen Vorrichtung für jeden Zylinder erforderlich war. Bei der Anbringung der Dioden 8 in der Verteilerkappe 31 wird zunächst jede Diode 8 auf dem Diodenhalterungsabschnitt 33 innerhalb der Öffnung 31a angebracht, und dann werden die Diode 8 und der Einsatz 36 über den Schweißabschnitt 32 miteinander verschweißt. Daraufhin wird die Öffnung 31a mit Epoxyharz gefüllt, so daß der Füllabschnitt 37 gebildet wird.

Fig. 4 ist eine Aufsicht auf eine Verteilerkappe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V von Fig. 4. Bei dieser Ausführungsform werden vorher die Dioden 8, die jeweils den zugeordneten Zylindern entsprechen, mit den Einsätzen 36 verbunden und werden zusammen mit der zentralen Elektrode 3a und den Umfangselektroden 3b durch einen primären Formvorgang unter Verwendung eines thermisch aushärtenden Kunstharzes zu einer Vorform 41 ausgeformt, und dann wird die Vorform 41 endgültig ausgeformt, um die Verteilerkappe 31 auszubilden.

Fig. 6 ist eine Aufsicht auf eine Verteilerkappe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII von Fig. 6. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform darin, daß ein Prepreg-Material 42, welches als Stromleck-Verhinderungseinrichtung dient, auf die Oberfläche der Vorform 41 bei der zweiten Ausführungsform aufgebracht wird. Ein Leckstrom kann auch dadurch verhindert werden, daß die Oberfläche der Vorform 41 durch Sandstrahlen o. dgl. aufgerauht wird, um die Kriechentfernung zu vergrößern, oder dadurch, daß Ultraviolettstrahlen auf die Oberfläche der Vorform 41 aufgestrahlt werden, um die Verbindung zwischen der Vorform 41 und dem beim endgültigen Vorformgang verwendeten Kunstharz zu verbessern.

Fig. 8 ist eine Perspektivansicht, in Explosionsdarstellung, einer Verteilerkappe 40 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 9 ist eine Schnittansicht der wesentlichen Teile von Fig. 8. In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 46 eine Umfangselektrode, 47 bezeichnet eine Abschirmplatte, 43 bezeichnet einen HIC, der innerhalb der Verteilerkappe 40 vorgesehen ist, 44 bezeichnet einen Deckel zum Abdecken des HIC 43, und 45 bezeichnet einen Einsatz.

Wie voranstehend erläutert, sind bei der Verteilerkappe gemäß der vorliegenden Erfindung, Dioden in Öffnungen angeordnet, die in einer Verteilerkappe vorgesehen sind, und sind in Kunstharz eingebettet, durch welches die Öffnungen gefüllt werden. Bei der Verteilerkappe gemäß der vorliegenden Erfindung sind Dioden, die jeweils den zugeordneten Zylindern entsprechen, vorher mit Einsätzen verbunden, und bilden zusammen mit einer zentralen Elektrode und Umfangselektroden durch einen primären Formvorgang unter Verwendung eines thermisch aushärtenden Kunstharzes eine Vorform, wobei die Vorform schließlich zu einer Verteilerkappe ausgeformt wird. Darüber hinaus sind bei der Verteilerkappe gemäß der vorliegenden Erfindung Dioden, die jeweils den zugeordneten Zylindern entsprechen, vorher mit Einsätzen verbunden, und bilden zusammen mit einer zentralen Elektrode und Umfangselektroden eine Vorform, über einen primären Formvorgang unter Verwendung eines thermisch aushärtenden Harzes, wobei die Vorform eine Stromleck-Verhinderungseinrichtung auf ihrer Oberfläche aufweist und schließlich zu einer Verteilerkappe ausgeformt wird. Durch diese Anordnungen ist es möglich, die Diodenanordnungen wegfallen zu lassen, die im Stand der Technik erforderlich sind, wodurch die Anzahl der Teile verringert wird, der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht wird, und Kosteneinsparungen sowie Verbesserungen der gegenseitigen Anordnung und der Verläßlichkeit erzielt werden.

Zusätzlich zu den voranstehenden aufgeführten Vorteilen beschränkt die Verteilerkappe gemäß der vorliegenden Erfindung, die Erzeugung eines Leckstroms.

Darüber hinaus ist bei der Verteilerkappe für eine Zündvorrichtung gemäß der Erfindung eine Ionenstromdetektoreinheit an der Verteilerkappe angebracht, wobei diese auch an einer Zündspule, einer Winkeldetektoreinrichtung oder an einem Verteilergehäuse angebracht werden kann, wodurch die Ionenstromdetektoreinheit, die früher als getrenntes Bauteil ausgebildet wurde, nunmehr einstückig mit der Zündvorrichtung bzw. der Verteilerkappe ausgebildet werden kann, wodurch die Anzahl der Teile verringert wird, der Aufbau vereinfacht wird, sowie eine Kosteneinsparung und eine Verbesserung der Möglichkeiten für die gegenseitige Anordnung und der Verläßlichkeit erzielt werden kann.

Claims

1. Verteilerkappe (31) für eine Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit

1. einer zentralen Elektrode (3a) zum Anschluß an eine Zündspule (1);
2. mehreren, mit jeweiligen Zündkerzen verbundenen und wahlweise mit der zentralen Elektrode (3a) verbindbaren Umfangselektroden (3b);
3. Umfangselektroden (3b), die über jeweils zugeordnete Dioden (8) mit der zentralen Elektrode (3a) verbunden sind;

dadurch gekennzeichnet, daß

1. die Dioden (8) in Kunstharz eingebettet sind und gemeinsam mit diesem im Material der Verteilerkappe aufgenommen sind.

2. Verteilerkappe (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (8) in einem thermisch aushärtbaren Kunstharz eingebettet sind.

3. Verteilerkappe (31) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (8) in einem Epoxyharz eingebettet sind.

4. Verteilerkappe (31) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (8), die zentrale Elektrode (3a) und die Umfangselektroden (3b) mit Leitereinsätzen (36) verbunden sind, und gemeinsam mit diesen und unter Verwendung eines thermisch aushärtbaren Kunstharzes zu einer Vorform (41) ausgeformt sind, welche durch einen weiteren Formvorgang zur Bildung einer Verteilerkappe (31), in dem Material der Verteilerkappe aufgenommen ist.

5. Verteilerkappe (31) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform (41) auf ihrer Oberfläche eine Schutzschicht (42) zur Verhinderung von Leckströmen aufweist.

6. Verteilerkappe (31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ionenstrom- Detektoreinheit (12) einstückig mit der Verteilerkappe (31) ausgebildet ist.

7. Verteilerkappe (31) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenstrom-Detektoreinheit (12) innerhalb der Verteilerkappe (31) angeordnet ist.