DE8910945U1 - Device for measuring the secondary voltage curve of the ignition coils of an internal combustion engine - Google Patents

Device for measuring the secondary voltage curve of the ignition coils of an internal combustion engine

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Description

Herr Horst HERMANN 12.09.89Mr Horst HERMANN 12.09.89

8501 Cadolzburg 2, Rathausstr. 1-5 R/sa8501 Cadolzburg 2, Rathausstr. 1-5 R/sa

"Vorrichtung zur Messung des Sekundärapsnnuiigsvsr1.-jsjfes der Zündspulen ?ines VsrbrennungL..;.otors ""Device for measuring the secondary voltage of the ignition coils of a combustion engine"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Hierzu ist es bei den üblichen Zündsysternen. die aus einer Zündspule mit Zündverteiler bestehen bekannt, die Hochspannung des Sekundärspannungs· r Verlaufes mit einem kapazitiven Sensor (sogenannte kV-Zange) an dem Verbindungskabel zwischen dem Seüundärkreis der Zündspule und dem Verteilereingang abzugreifenThe invention relates to a device according to the preamble of claim 1. For this purpose, it is known in the usual ignition systems, which consist of an ignition coil with ignition distributor, to tap the high voltage of the secondary voltage curve with a capacitive sensor (so-called kV clamp) on the connecting cable between the secondary circuit of the ignition coil and the distributor input.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, fine solche Vorrichtung mit dem Ziel der Erweiterung ihres Einsatzbereiches zu verbessern.The object of the invention is to improve such a device with the aim of expanding its area of application.

1515

Zur Lösung dieser Aufgabe ist, ausgehend von einer Vorrichtung gemäu dem Oberbegriff des Anspruches 1, zunächst die technische Lehre des Kennzeichens des Anspruches 1 vorgesehen. Hiermit wird die Messung des Sekundärspannungs-Verlaufes, die bei der Überprüfung von Motoren und insbesondere auch in der Werkstatt zur Feststellung von Fehlern im Zündsystem notwendig ist, bei und in VerbindungTo solve this problem, starting from a device according to the preamble of claim 1, the technical teaching of the characterizing part of claim 1 is provided. This enables the measurement of the secondary voltage curve, which is necessary when checking engines and in particular in the workshop to determine errors in the ignition system, to be carried out in and in connection with

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mit einer verteilerlosen Direktzündung ermöglicht. Hierbei würde nämlich die eingangs erläuterte, bekannte Anordnung versagen, da es bei einer verteilerlosen Direktzündung keine Kabelverbindung mehr zwischen dan Seki.;ndärspulen und dem Verteiler gibt. Die nach der Erfindung vorgesehenen kapazitiven Abnehmer sind problemlos und schnell in der direkten Nachbarschaft jeder der Sekundärspulen anbringbar und wieder lösbar, wie es aus den späteren Ausführungen noch im einzelnen hervorgeht. Das gleiche gilt für den weiteren Vorteil, daßwith a distributor-free direct ignition. In this case, the known arrangement explained at the beginning would fail, since with a distributor-free direct ignition there is no longer a cable connection between the secondary coils and the distributor. The capacitive pickups provided according to the invention can be easily and quickly attached and removed in the immediate vicinity of each of the secondary coils, as will be shown in more detail in the later explanations. The same applies to the further advantage that

solche Abnehmer mit einem relativ geringen Fertigungsaufwand herstellbar sind. Da zu jeder Zündkerze eine separate Zündspule vorgesehen und unmittelbar auf der %. Zündkerze angebracht ist, können mit der Erfindung diesuch consumers can be manufactured with a relatively low manufacturing effort. Since a separate ignition coil is provided for each spark plug and is attached directly to the %. spark plug, the invention can be used to

j| 15 Spannungsverläufe an jeder der Zündkerzen, bzw. der f| Sekundärseiten der dazugehörigen Zündspulen erfaßt werden.j| 15 voltage curves are recorded at each of the spark plugs or the f| secondary sides of the corresponding ignition coils.

' Bevorzugt ist gemäß Anspruch 2 eine elektrische Zusammen ' Preferably, according to claim 2, an electrical combination

fassung der kapazitiven Abnehmer vorgesehen, die entweder gemäß Anspruch 3 oder bevorzugt über einen Adapter gemaß Anspruch 4 an den Bilschirm weitergegeben wird, so ';; daß der Bedienungsperson auf dem Bildschirm die sskun-socket of the capacitive pickups is provided, which is passed on to the screen either according to claim 3 or preferably via an adapter according to claim 4, so that the operator can see the sskun-

dären Spannungsverläufe und damit die entsprechenden Spannungsverläufe der Zündkerze bzw. deren Zündverhalten für jeden einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors sichtbar sind. Da die Zündungen der einzelnen Zylinder zeitlich nacheinander erfolgen, gibt es keine gegenseitige Beeinflussung der Signale einer Zündspule (mit Zündkerze) zu der anderen.The electrical voltage curves and thus the corresponding voltage curves of the spark plug or its ignition behavior are visible for each individual cylinder of the combustion engine. Since the ignitions of the individual cylinders take place one after the other, there is no mutual influence of the signals from one ignition coil (with spark plug) on the other.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung dar Ausgestaltung j 30 des Kapazitiven Abnehmers ist Gegenstand des Anspruches Dies vereinfacht sehr die Anbringung und Ablöaurg der er-A preferred embodiment of the invention of the design j 30 of the capacitive pickup is the subject of the claim This greatly simplifies the attachment and removal of the

findungsgemMöen Vorrichtung am, bzw. von dem Motor. Mit dem Einstecken des Abnehmers in die Klemmöffnung wird aufgrund der erwähnten,unterschiedlichen Dimer.-sionierung der Abnehmer etwas verformt und hält sich somit durch seine eigene elastische Spannung. Das Herausziehen der kapazitiven Abnehmer geht ebenso leicht vor sich. Din vorstehend erläuterten Bedienungserleichterungen sind deswegen besonders wichtig, da eine MeBvorrichtung nach der Erfindung immer nur relativ kurze Zeit, nämlich nur für den durchzuführenden Meßvorgang, mit den Zündkerzen, bzw. Zündspulen eines Motors verbunden ist, um dann hiervon gelöst und mit dem nächsten Plotor vRrbunden zu werden.device according to the invention on or from the engine. When the pickup is inserted into the terminal opening, the pickup is slightly deformed due to the different dimensioning mentioned above and is thus held in place by its own elastic tension. The capacitive pickup can be removed just as easily. The ease of use explained above is therefore particularly important because a measuring device according to the invention is only ever connected to the spark plugs or ignition coils of an engine for a relatively short time, namely only for the measuring process to be carried out, before being detached and connected to the next pickup.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sir.d den weiteren Unteransprüchen, sowie der nachstehenden Be-Schreibung und der zugehörigen Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt:Further advantages and features of the invention can be found in the further subclaims, as well as the following description and the associated drawing of possible embodiments according to the invention. The drawing shows:

Fig. 1: eine perspektivische AnsichtFig. 1: a perspective view

einer Ausführung der Erfindung,an embodiment of the invention,

Fig. 2: die kapazitiven Abnehmer und ihreFig. 2: the capacitive loads and their

Leiterverbindungen für sich,Conductor connections for themselves,

Fig. 3: eine Zündspule mit kapazitiven Abnehmer in der Seitenansicht,Fig. 3: an ignition coil with capacitive pickup in side view,

Fig. 4: die Vorderansicht zu Fig. 3,Fig. 4: the front view of Fig. 3,

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Fig. 4A: einen kapazitiv/an Abnehmer in dar Seitenansicht,Fig. 4A: a capacitive/an pickup in the side view,

Fig. 5: das elektrische SchaltbildFig. 5: the electrical circuit diagram

einer Vorrichtung nach der Erfindung.a device according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 mit vier in Reihe hintereinander angeordneten Zündeinheiten 2, deren Aufbau näher anhand der Fig. 3 und 4 erläutert wird. Mit jeder dieser Zündeinheiten ist ein kapazitiver Abnehmer 3 räumlich so verbindbar, daß er sich in unmittelbarer Nachbarschaft der zu jeder Einheit 2 vorgesehenen Zündspule befindet (hierzu wird hinsichtlich Details auf die Fig. 3, 4 und 4a verwiesen). Die kapazitiven Abnehmer sind durch Leitungen 5 miteinander verbunden. Eine gemeinsame Ableitung 6 ist an eine konventionelle Abnahmezange 7 anschlieBbar.Fig. 1 shows an internal combustion engine 1 with four ignition units 2 arranged in series, the structure of which is explained in more detail with reference to Figs. 3 and 4. A capacitive pickup 3 can be spatially connected to each of these ignition units in such a way that it is located in the immediate vicinity of the ignition coil provided for each unit 2 (for details, see Figs. 3, 4 and 4a). The capacitive pickups are connected to one another by lines 5. A common lead 6 can be connected to a conventional pickup clamp 7.

Fig. 2 zeigt riie kapazitiven Abnehmer 3 und deren Verbindungen 5 und gemeinsame Ableitung 6 in der Draufsicht. Die Abnehmer 3 bestehen aus beschichtetem Blech und sind platten- oder streifenförmig ausgebildet. Sie sind in sich leicht abgewinkelt (siehe Fig. 1) oder in der Seitenansicht betrachtet gewölbt (siehe Fig. 4a).Fig. 2 shows the capacitive pickups 3 and their connections 5 and common discharge line 6 in a top view. The pickups 3 are made of coated sheet metal and are in the form of plates or strips. They are slightly angled (see Fig. 1) or curved when viewed from the side (see Fig. 4a).

Die Zündeinheit 2 besteht aus der Zündspule &thgr; mit Kern 9, einem Stecker 10 zum Aufstecken auf die nur strichpunktiert angedeutete Zündkerze 11 und einem weiteren Stecker 12 mit den Zu- und Ableitungen 13 zu den Wicklungen der Zündspule 8. Gemäß der Erfindung ist an der Zündeinheit 2The ignition unit 2 consists of the ignition coil θ with core 9, a plug 10 for plugging onto the spark plug 11, which is only indicated by a dot-dash line, and another plug 12 with the supply and discharge lines 13 to the windings of the ignition coil 8. According to the invention, the ignition unit 2

in unmittelbarer Nachbarschaft der Zündspule 8 eine Einstecköffnung für die kapazitiven Abnehmer 3 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht diese Einstiegsöffnung aus einem Schlitz 14, der durch einen entsprechenden Abstand zwischen dem Stecker 12 und der in Fig. 3, 4 oberen Fläche der Zündspule 8 gebildet ist. LJemäÖ einer bevorzugten Ausführung ist die Höhe h des Schlitzes 1 bis 1,5 mm. Die Höhn h dieses Schlitzes 14 ist etwas kleiner als die Dicke d, die vom unbelasteten, d.h. nicht eingeklemmten kapazitiven Abnehmer (siehe Fig. 4a) insgesamt eingenommen wird. Mit dem in Pfeilrichtung 15 erfolgenden Einschieben des Abnehmers 3 in den Schlitz 14 wird der Abnehmer in der Seitenansicht gemäß Fig. 4a betrachtet, abgeflacht. Somit hält er sich aufgrund der Spannung seiner Wölbung innewohnenden Spannung mit Klemmsitz im Schlitz 14 fest. Nach erfolgter Messung wird er entgegen der Pfeilrichtung 15 aus dem Schlitz 14 herausgezogen. In der Einschieblage gemäß Fig. 3, 4 befindet sich der Abnehmer 3 unmittelbar oberhalb der Sekundärwicklung der Zündspule ö und kann daher deren Spannung kapazitiv abnehmen und über die Leitungen 5 an die gemeinsame Ableitung 6 weitergeben. Hinsichtlich Details der Schaltung wird auf Fig. 5 verwiesen .In the immediate vicinity of the ignition coil 8, an insertion opening for the capacitive pickups 3 is provided. In the present embodiment, this access opening consists of a slot 14, which is formed by a corresponding distance between the plug 12 and the upper surface of the ignition coil 8 in Fig. 3, 4. According to a preferred embodiment, the height h of the slot is 1 to 1.5 mm. The height h of this slot 14 is slightly smaller than the thickness d taken up by the unloaded, i.e. not clamped, capacitive pickup (see Fig. 4a) as a whole. When the pickup 3 is pushed into the slot 14 in the direction of arrow 15, the pickup is flattened in the side view according to Fig. 4a. It is thus held in place in the slot 14 with a clamping fit due to the tension inherent in its curvature. After the measurement has been completed, it is pulled out of the slot 14 in the opposite direction to the arrow 15. In the inserted position according to Fig. 3, 4, the pickup 3 is located directly above the secondary winding of the ignition coil ö and can therefore capacitively pick up its voltage and pass it on to the common discharge line 6 via the lines 5. For details of the circuit, see Fig. 5.

Bei einer Reihenanordnung der Zündeinheiten 2 gemäß Fig. empfiehlt es sich, die Einsteckseiten der Abnehmer an den Jeweiligen Außenlängsseiten vorzusehen, so daß die Abnehmer gemäß Fig. 1 leicht und ungehindert von dieser Seite her in die Schlitze oder öffnungen 14 eingesteckt werden können.In a series arrangement of the ignition units 2 as shown in Fig. it is recommended to provide the insertion sides of the consumers on the respective outer longitudinal sides so that the consumers as shown in Fig. 1 can be easily and unhindered inserted into the slots or openings 14 from this side.

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Fig. 5 zeigt noch einmal den prinzipiellen Aufbau einer solchen Anlage, einschließlich der elektrischen Schaltung. Die einzelnen Teile sind, bzw. bedeuten: Zündschalter 16, Batterie 17, Steuergerät 18, Zündtransistoreneinheit 19 und Bildschirm 2G. Ferner sind (aus zeichnerischen Gründen nur ai einer der Zündeinheiten 2 bo/iffert) die 7&Pgr;&eegr;&EEgr;.&sfgr;&eegr;&igr;&igr;1&rgr;&iacgr; fi mit Primärwicklung 21 und Sekundärwicklung 22, die Zündkerzen 11, die kapazitiven Abnehmer 3, deren zueinander parallel geschaltete Leitungen 5 und die gemeinsame Ableitung 6 mit der Abnahmezange 7 dargestellt, wobei die Abnahmezange 7 zum Bildschirm 20 führt. Hier nicht interessierende Einzelheiten, wie z.B. die dem Steuergerät noch zuzuführenden Dd Lanleir.ungen, sind weggelassen .Fig. 5 shows the basic structure of such a system again, including the electrical circuit. The individual parts are, or mean: ignition switch 16, battery 17, control unit 18, ignition transistor unit 19 and screen 2G. Furthermore (for reasons of clarity, only one of the ignition units 2 is shown) the 7Πείαιανά with primary winding 21 and secondary winding 22, the spark plugs 11, the capacitive pickups 3, their lines 5 connected in parallel to one another and the common lead 6 with the pickup clamp 7, where the pickup clamp 7 leads to the screen 20. Details that are not of interest here, such as the Dd Lanleir.ungen that still have to be fed to the control unit, have been omitted.

Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale, sowie ihre Kombinationen untereinander, sind erfindungswesantlich.All features shown and described, as well as their combinations with one another, are essential to the invention.

- Ansprüche -- Expectations -

Claims (9)

* ..: :·. DiPL INQ. BERNHARD TOCHTER . PATENTANWALT •j zügel. Vertreter beim Europ. Pateniami ' European Patent Attorney TcM«=«»«««« «*■ + ■«*»* Herr Horst HERMANN 12.09.89 Cadolzburg 2, Rathausstr. 1-5 R/sa Schutzansprüche:* ..: :·. DiPL INQ. BERNHARD DAUGHTER . PATENT ATTORNEY •j residing representative at the European Patent Attorney TcM«=«»«««« «*■ + ■«*»* Mr. Horst HERMANN 12.09.89 Cadolzburg 2, Rathausstr. 1-5 R/sa Protection claims: 1. Vorrichtung zur Messung des Sekundärspannungsverlaufes der Zündspulen eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, ds3 bei einer verteilerlosen Direktzündung mit an den Zündkerzen (11) vorgesehenen Zünd-1. Device for measuring the secondary voltage curve of the ignition coils of an internal combustion engine, characterized in that ds3 in a distributorless direct ignition with ignition coils provided on the spark plugs (11) spulen (8) je ein kapazitiver Abnehmer (3) in direkter Nachbarschaft der Sekundärwicklung (22) jeder Zündspule (8) angeordnet ist und daß die kapazitiven Abnehmer an einen Bildschirm (20) angeschlossen sind.coils (8), a capacitive pickup (3) is arranged in the immediate vicinity of the secondary winding (22) of each ignition coil (8) and that the capacitive pickups are connected to a screen (20). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1, characterized in daß eine Parallelschaltung (5) der kapazitiven Abnehmer (3) vorgesehen ist, die zu einer gemeinsamen Ableitung (6) zusammengefaßt ist.that a parallel connection (5) of the capacitive consumers (3) is provided, which is combined to form a common discharge line (6). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Ableitung direkt an den Bildschirm3. Device according to claim 2, characterized in that the common derivation is connected directly to the screen (20) angeschlossen ist.(20) is connected. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Ableitung (6) über eine Abnahmezange (7) an den Bildschirm (20) angeschlossen ist,4. Device according to claim 2, characterized in that the common lead (6) is connected to the screen (20) via a removal clamp (7), t Il · IMlt Il · IMl tilt Itilt I Il III · I ·
I I······ · II III · I ·
II······ · 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitiven Abnehmer aus Seiall bestehen ur« elastisch ausgebildet sj.ad, und daB eine Klemmöffnung (14) an jader Zündspule v^igesehen ist, deren lichte Bohs (h) etwas kleiner ist als dia &OHacgr;&Igr;-r/AS (d), welche dar unbelastete Abnehmer (3) einnimmt.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the capacitive pickups consist of wire and are designed to be elastic, and that a clamping opening (14) is provided on each ignition coil, the clear bore (h) of which is somewhat smaller than the diameter (d) which the unloaded pickup (3) takes up. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Zündspule (8) ein Schütz (14) vorgesehen ist und daß jeder kapazitive Abnehmer ('3). als Blechstreifen oder Blechplättchen mit einer Abknickung oder Wölbung ausgebildet ist, wobei der Abnehmer unter Verflachung der Abknickung oder der Wölbung in den Schlitz (14) einschiebbar ist.6. Device according to claim 5, characterized in that a contactor (14) is provided on each ignition coil (8) and that each capacitive pickup ('3) is designed as a sheet metal strip or sheet metal plate with a bend or curvature, wherein the pickup can be inserted into the slot (14) while flattening the bend or curvature. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zündspule (8) und einem daran befestigten Stecker (12) die öffnung bzw. Schlitz (14) gebildet ist.7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the opening or slot (14) is formed between the ignition coil (8) and a plug (12) attached thereto. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Schlitzhöhe (h) von 1 bis 1,5 mm.8. Device according to claim 6 or 7, characterized by a slot height (h) of 1 to 1.5 mm. 9. Vorrichtung nach einom der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, (JaB die EinstecUseite der Öffnung oder des Schlitzes (14) -zur Außenseite einer Reihe von hintereinander angeordneten, mit den Zündspulen versehenen Zündeinheiten (2) gerichtet ist.9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the insertion side of the opening or slot (14) is directed towards the outside of a row of ignition units (2) arranged one behind the other and provided with the ignition coils. #· ( fi ill litt#· ( fi ill litt * · · t I t · ti «* · · t I t · ti « • t f I Il III («I ··· * · I «&Mgr; IHI ·• t f I Il III («I ··· * · I «&Mgr; IHI ·
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