DE2360841A1

DE2360841A1 - Anlasschaltung fuer brennkraftmaschinen, vorzugsweise dieselmotore

Info

Publication number: DE2360841A1
Application number: DE2360841A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Arnold; Geza Dipl Ing Balassa; Gerhard Dipl Ing Imhof; Dieter Meyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1975-06-26
Also published as: DE2360841C2

Description

R. 1 8 85

Anlage einer
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart

Anlaßschaltung für Brennkraftmaschinen, vorzugsweise Dieselmotore.

Die Erfindung betrifft eine Anlaßschaltung für Brennkraftmaschinen, vorzugsweise Dieselmotore, in deren Brennraum mindestens eine Glühkerze hineinragt, welche zum Torwärmen des Brennraumes vor dem Andrehen der Maschine an eine elektrische,Energiequelle angeschlossen wird.

Bei derartigen Anlaßschaltungen ist es erforderlich, daß die Glühkerze bzw. die Glühkerzen über eine ausreichend lange Zeit eingeschaltet werden, um beim Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine ein Verdampfen des Kraftstoffs, ein Vermischen des verdampften Kraftstoffs •mit vorgewärmter Luft und eine Zündung dieses Kraftstoff-Luft-Gemisches zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Stromspule eines Bimetall-Schalters

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mit den Glühkerzen elektrisch in Reihe und eine Kontrollampe über den Schaltkontakt des Birnetall-Schalters mit den Glühkerzen elektrisch parallel zu schalten. Nach dem Einschalten der Glühkerzen öffnet nach einer vorgegebenen Zeit der Schaltkontakt des Bimetall-Schalters, die als Vorwärmkontrolle dienende Kontrolllampe verlischt und zeigt damit an, daß die Brennkraftmaschine anlaßbereit ist.

Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die Vorwärmzeit vom Fahrzeugführer unnötig ausgedehnt werden kann, was insbesondere in der kalten Jahreszeit einen erheblichen Verlust an der ohnehin begrenzten elektrischen Energie der Akkumulatorbatterie des Fahrzeuges zur Folge hat. Dies kann unter Umständen dazu führen, daß nach einem zu ]angen Vorwärmen der Maschine die Restenergie der Akkumulatorbatterie nicht mehr für einen· Anlaßvorgang ausreicht und damit das Fahrzeug nicht mehr fahrbereit ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorwärmzeit der Maschine unter Beibehaltung der Vorwärmkontrolle zeitlich zu begrenzen, um so die Akkumulatorbatterie zu schonen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dem Stromkreis der Glühkerze ein Relais angeordnet ist, dessen Erregerwicklung mit der Schaltstrecke eines elektronischen Schaltelementes in Reihe liegt, dessen Steuerstrecke von einem elektronischen Zeitschalter zu beeinflussen ist.

Einzelheiten der Erfindung sind an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlaßschaltung dargestellt. Es zeigt:

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Fig. 1 eine Schaltungsanordnung für die Glühkerzen einer Brennkraftmaschine mit einem Anlaßschaiter, dem Relais, einer Kontrollampe und einen Bime-.tall-Schalter und

Fig. 2 zeigt den elektronischen Schaltungsaufbau des mit den Glühkerzen in Reihe geschalteten Relais .

Die in Fig. 1 dargestellte Ahlaßschaltung wird von einer Akkumulatorbatterie 10 versorgt. Der Pluspol' dieser Batterie 10 ist mit einem Anlaßschalter 11 verbunden, der mehrere Schaltstellungen einnehmen kann. Der Anlaßschalter 11 ist ferner mit drei Anschlußleitungen versehen, die vom Anlaßs.chalter 11 zu Anschlußklemmen $0,

15 und 50 eines elektronischen Zeitrelais 12führen. Das Zeitrelais 12 enthält ein elektronisches Schaltelement 13 und ein elektromagnetisches Kleinrelais 14. Die Erregerwicklung 14a des Kleinrelais 14 ist mit dem elektronischen Schaltelement 13 in. Reihe geschaltet. Das elektronische Schaltelement 13 ist dabei mit der Anschlußklemme 15 verbunden und das freie Ende der Erregerwicklung 14a des Kleinrelais 14 ist mit einer weiteren Anschlußklemme 31 des Zeitrelais 12 verbunden, welche auf Masse liegt. Ein Arbeitskontakt 14b des Kleinrelais 14 ist mit seinem einen Anschluß mit der Anschlußklemme 30 des Zeitrelais 12 verbunden und mit seinem anderen Anschluß über eine weitere Anschlußklemme 19 mit zwei in Reihe geschaltete Glühkerzen 16 und 17 verbunden, die in Fig. 1 als Glühwendel lediglich symbolisch dargestellt sind. Außerdem ist die Stromspule 18a eines Bimetall-Schalters 18 einerseits auf Masse gelegt und andererseits mit den Glühkerzen

16 und 1? in Reihe geschaltet. Über den Schaltkontakt 18 b des Bimetall-Schalters 18 liegt eine Kontrollampe 20 parallel zu den Glühkersen 16 und 17. Zum Sin-

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schalten eines nicht dargestellten Andrehmotors der Brennkraftmaschine ist ein Anlaßrelais 21 vorgesehen, dessen Erregerwicklung einerseits auf Masse liegt und andererseits mit der Anschlußklemme 50 des elektronischen Zeitrelais 12 bzw. dem entsprechenden Anschluß des Anlaßschalters 11 in Verbindung steht.

In Pig. 2 ist der Schaltungsaufbau des elektronischen Zeitrelais 12 gezeigt. Der Arbeitskontakt 14b des Kleinrelais 14 ist an die Anschlußklemmen 19 und 30 angeschlossen. Die Erregerwicklung 14a des Kleinrelais 14 ist mit der Schaltstrecke eines als NPN-Transistor ausgebildeten elektronischen Schaltelemenis 13 in Reihe geschaltet. Parallel zur Erregerwicklung 14a des Kleinrelais 14 liegt eine Schutzdiode 22, welche anodenseitig ebenso wie der eine Anschluß der Erregerwicklung 14a mit der Anschlußklemme 31 verbunden ist. Die Anschlußklemme 15 des elektronischen Zeitrelais 12 ist über eine Diode 23 mit dem Kollektoranschluß des Transistors 13 verbunden. Die Steuerstrecke des Transistors 13 ist von einem elektronischen Zeitschalter 24 zu beeinflussen, der mit seiner Schaltstrecke zur Steuerstrecke des Transistors 13 parallel geschaltet ist und diese - wie weiter unten näher erläutert wird - nach Ablauf einer einstellbaren Zeitspanne überbrückt. Der Zeitschalter 24 ist als Darlington-Transistoreinheit aufgebaut, die aus einem Vortransistor 25 und einem Haupttransistor 26 besteht. Die Basis des Vortransistors 25 hat einen Steueranschluß, der über einen V/iderstand 27 mit dem einen Anschluß und über einen Kondensator 28 mit dem anderen Anschluß einer an die Anschlußklemmen 15 und 31 anzulegenden Steuerspannung verbunden ist. Zur Stabilisierung dieser Steuerspannung ist der Widerstand 27 und der Kondensator 28 von einer Zenerdiode 29 überbrückt, die anodenseitig mit der Anschlußklemme 31 verbunden ist. Zum Kondensator 28

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ist ferner ein Entladewiderstand 32 parallel geschaltet. ~' Eine Diode 33 ist anodenseitig mit der Anschlußklemme und katiiodenseitig mit dem Emitter des Schalttransistors 13 verbunden. Da die Anschlußklemme 50 mit dem Anlaßschalter 11 (Fig.1) in Verbindung steht, ist auf diese Weise die Schaltstrecke des mit der Erregerwicklung 14a des Kleinrelais 14 in Reihe liegenden Schalttransistors 13 von dem Anlaßschalter 11 und dieser dazu in Reihe liegenden Diode 33 überbrückbar. "Außerdem ist der Widerstand 27 am Steueranschluß der Darlington-Transistoreinheit über die Anschlußklemme 50 ebenfalls durch den Anlaßschalter 11 sowie einer weiteren Diode 34 und einem dazu in Reihe liegenden Widerstand 35 überbrückbar. Der Widerstand 27 ist wesentlich größer als der mit der Diode 34· in Reihe liegende Widerstand 35· Zur Bestimmung " der Schaltzeit ist der größere Widerstand 27 am Steueranschluß der Darlington-Transistoreinheit 24 einstellbar. Zur Stabilisierung der Steuerspannung ist die Zenerdiode 29 über einen mit ihr kathodenseitig in Reihe geschalteten Widerstand 36 unter Einfügung der Diode 23 mit der Anschlußklemme 15 verbunden. Ferner ist ein Widerstand 37 kollektor^seitig sowie ein weiterer Widerstand 38 emitterseitig im Hauptstromkreis der Darlington-Transistoreinheit 24 eingefügt, die ebenfalls an der vorher erwähnten Steuerspannung liegt. Der Kollektoranschluß der Darlington-Transistoreinheit 24 ist unmittelbar mit der Basis des Schalttransistors 13 verbunden.

Die Wirkungsweise dieser Anlaßschaltung wird nunmehr mit Hilfe der Fig. 1 und 2 näher erläutert.' Der Anlaßschalter 11 hat eine Nullstellung sowie drei Einschalt-Stellungen. In der Einschalt-Stellung I werden verschiedene, nicht dargestellte Verbraucher wie Kontrollampen an die Akkumulatorbatterie 10 angeschlossen. Dies ist in Fig. 1 durch

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eine mit einem Pfeil versehene Leitung angedeutet. Die Batteriespannung gelangt gleichzeitig über eine Verbindungsleitung vom Anlaßschalter 11 zur Anschlußklemme 30 des elektronischen Zeitrelais 12.

In der Einschalt-Stellung II gelangt nunmehr die Batteriespannung über den Anlaßschalter 11 und eine Verbindungsleitung auf die Anschlußklemme 15 des Zeitrelais 12. Wie Fig. 2 zeigt, kann durch diese Spannung ein Strom über die Diode 23, den Widerständen 36 und 27 zum Kondensator 28 und von dort über die Anschlußklemme 31 zur Masse fließen. Da der Kondensator 28 noch nicht aufgeladen ist, liegt die Basis des Darlington-Vortransistors 25 zunächst noch auf Masse, so daß die Darlington-Transistoreinheit 24 gesperrt ist. Über den Widerstand 37 gelangt nun das positive Potential auf die Basis des Schalttransistors 13 und steuert diesen unverzüglich in den stromleitenden Zustand. Es fließt nun ein Steuerstrom von der Anschlußklemme 15 über die Diode 23» den Schalttransistor 13 und die Erregerwicklung 14a des Kleinrelais 14 zur Masse. Das Kleinrelais 14 wird dadurch erregt und der Arbeitskontakt 14b wird geschlossen. Es fließt nun ein Heizstrom über den Kontakt 14b des Kleinrelais, über die Glühkerzen 16 und 17 sowie über die Stromspule 18a des Bimetall-Schalters 18 zur Masse. Die parallel zu den Glühkerzen 16 und 17 geschaltete Kontrollampe 20 leuchtet auf, da der kalte Schaltkontakt 18b des Bimetall-Schalters 18 geschlossen ist. Der nun beginnende Vorwärmvorgang muß solange aufrecht erhalten werden, bis der Schaltkontakt 18b des Bimetall-Schalters 18 durch die Erwärmung mittels der Stromspule 18a öffnet und dadurch die Kontrollampe 20 abschaltet.

Der Motor kann nun angelassen werden, indem der Anlaßschalter 11 in die Einschalt-Stufe III geschwenkt wird. In dieser Stellung wird das Anlaßrelais /erregt und der

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nicht dargestellte Andrehmotor der Brennkraftmaschine wird dadurch eingeschaltet» Gleichzeitig gelangt nunmehr die Batteriespannung über die Anschlußklemme 50 und über die in Fig. 2 gezeigte Diode 33 dirket zur Erregerwicklung 14a des Kleinrelais 14, wobei die Schaltstrecke des Sehalttransistors 13 überbrückt wird. Dadurch ist sichergestellt, daß beim Anlaßvorgang das Kleinrelais 14 die Glühkerzen 16 und 17 weiterhin eingeschaltet läßt; unabhängig davon, ob der Schalttransistor -13 zwischenzeitlich in seinen Sperrzustand gelangt ist oder nicht. Die Batteriespannung an der Anschlußklemme 50 liegt ferner über die Diode 34 und den Widerstand 35 am Kondensator 28. Da der V/iderstand 35 wesentlich niederohmiger ist als der Widerstand 27 _? wird dieser Kondensator 28 nunmehr schnell aufgeladen. Da die Ladespannung des Kondensators 28 der Basis des Darlington-Vortransistors 25 zugeführt ist, gelangt beim Erreichen einer bestimmten Schwellwertspannung die Darlington- Transistoreinheit 24 in den stromleitenden Zustand. Dadurch geht die Spannung an der Basis, des Schalttransistors 13 auf nahezu 0 YoIt zurück, wodurch dieser Schalttransistor· 13 unverzüglich gesperrt wird. Damit ist sichergestellt, daß nach Beendigung des Änlaßvorganges beim Zurückstellen des Anlaßschalters/in die Einschalt-Steilung II die Glühkerzen 16 und 17 nicütunnötig eingeschaltet sind. Der gleiche Funktionsablauf ergibt sich auch, wenn der Anlaßvorgang vorzeitig - d.h. vor dem Erlöschen der Kontrollampe 20 - eingeleitet wird.

.Je nach der Außentemperatur der Brennkraftmaschine und des Bimetall-Schalters 18 schaltet dieser nach 20 bis 30 see. die Kontrollampe 20 aus und signalisiert damit, daß die Brennkraftmaschine anlaßbereit ist. Wird der Anlaßvorgang sodann nicht eingeleitet sondern die Vorwärmzeit vom Fahrzeugführer unnötig ver-

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längert, so schaltet das elektronische Zeitrelais 12 nach etwa 90 see. die Glühkerzen 16 und 17 selbsttätig ab. Dies erfolgt dadurch, daß der Kondensator 28 beim Einschalten der Schaltstellung II des Anlaßschalters 11 über die Anschlußklemme 15 und den einjustierten Widerstand 27 allmählich aufgeladen wird. Die Spannung am

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Kondensator/erreicht nach ca. 90 see. den Ansprechwert der Darlington-Transitoreinheit 24 und schaltet diese sodann in den stromleitenden Zustand. Dadurch wird der Schalttransistor 13 gesperrt und das Kleinrelais 14 fällt ab, wobei die Glühkerzen 16 und 17 abgeschaltet werden.

Ein erneuter Vorwärm- und Anlaßversuch kann erst dann erfolgen, wenn der Anlaßschalter 11 in die Schaltstellung I geschaltet wird und wenn der Kondensator 28 sich anschließend über den zu ihm parallel liegenden Widerstand J2 und der Steuerstrecke der Darlington-Transistoreinheit 24· soweit entladen hat, daß die Darlington-Transist or einheit 24 erneut in den Sperrzustand gelangt. Nun können die Glühkerzen 16 und 17 erneut in der zuvor beschriebenen Weise eingeschaltet werden. Der Widerstand 32 ist so bemessen, daß die Entladezeit für den Kondensator 28 ca. 2 see. beträgt.

Die Zeitspanne

von etwa 90 see. für das Abschalten der Glühkerzen 16 und 17 ist durch den Widerstand 27 einstellbar, da sein relativ hochohmiger Wert von etwa 600 kXIfür die Aufladungsgeschwindigkeit des Kondensators 28 von 500,uF maßgebend ist. . -" .

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Claims

Ansprüche

' 1.) Anlaßschaltung für Brennkraftmaschinen, vorzugsweise Dieselmotore,in deren Brennraum mindestens eine Glühkerze hineinragt, welche zum Vorwärmen des Brennraumes vor dem Andrehen der Maschine an eine elektrische Energiequelle angeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis der Glühkerze (16, 17) ein Relais (14) angeordnet ist, dessen Erregerwicklung (14a) mit der Schaltstrecke eines elektronischen Schaltelementes (15) in Reihe liegt, dessen Steuerstrecke von einem elektronischen Zeitschalter (24) zu beeinflussen ist.

2. AniaßschaTtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß der elektronische Zeitschalter (24) mit seiner Schaltstrecke zur Steuerstrecke des Schaltelementes (13) parallel geschaltet ist und diese nach Ablauf einer einstellbaren Zeitspanne überbrückt.

3» Anlaßschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Zeitschalter (24) eine Darlington-Transistoreinheit ist, deren Steueranschluß über einen Widerstand (27) mit dem einen Anschluß (15) und über einen Kondensator (28) mit

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dem anderen Anschluß (31) einer Steuerspannung verbunden ist.

A. Anlaßschaltuag nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (27) und der Kondensator (28) von einer Zenerdiode (29) überbrückt ist.

5· Anlaßschaltung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zu« Kondensator (28) ein Entladewiderstand (32) parallel geschaltet ist.

6. Anlaßschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstrecke des mit der Erregerwicklung (14a) des Relais (14) in Reihe liegenden elektronischen Schaltelementes (13) von einem Anlaßschalter (11) und einer dazu in Reihe liegenden Diode (33) überbrückbar ist.

7· Anlaßschaltung nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (27) am Steueranschluß des elektronischen Zeitschalters (24) von dem Anlaßschalter (11), einer weiteren Diode (34) und einem dazu in Reihe liegenden, ihm gegenüber kleineren Widerstand (25) überbrückbar ist.

8. Anlaßschaltung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der größere Widerstand (27) am Steueran-

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schluß des elektronischen Zeitschalters (24) einstellbar ist.

9. Anlaßschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Schaltelement (13) ein Schalttransistor ist. .'-j? .

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