DE4122252A1 - IC engine starter motor circuit - has NTC resistor in series with starter relay for controlled engagement of pinion - Google Patents

Abstract

The starter motor (23) is operated by a relay (22) with temperature independent control. This is achieved by a series connected NTC resistor (20) in the relay coil circuit. The voltage applied to the relay coil is constant over a temperature range and ensures that the relay moves the starter pinion into mesh at a controlled rate, before the starter motor is activated. The characteristics of the NTC resistor are selected to counteract the resistance changes in the coil due to thermal variations. The NTC resistor operates from -30 deg.C to 160 deg.C. ADVANTAGE - Even engagement of starter pinion, less starter noise, less starter wear.

Description

Die Erfindung betrifft eine Starteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Derartige Starteinrichtungen finden sich in einer Vielzahl von Ausführungen im Einsatz und sind auch in der Patentliteratur der internationalen Klasse F02N 11/08 ausführlich beschrieben, so daß hierauf im einzelnen nicht eingegangen zu wer­ den braucht.The invention relates to a starting device according to the preamble of the claim. Such starting devices can be found in a variety of designs in use and are also in the Patent literature of the international class F02N 11/08 in detail described, so that this is not discussed in detail to who that needs.

Schwierigkeiten können bei derartigen Starteinrichtungen dann auf­ treten, wenn das Ritzel bei seiner Einrückbewegung nicht schnell mit seinen Zähnen zwischen die Zähne des mit der Maschine verbun­ denen Zahnrads, in der Regel eines Zahnkranzes einer Schwung­ scheibe der Brennkraftmaschine, gleitet. Insbesondere bei schnel­ ler Einrückbewegung kann es vorkommen, daß das Ritzel mit den Stirnseiten seiner Zähne gegen die Stirnseiten der Zähne des Zahnrads schlägt und auf diesen schleift, wodurch sowohl das Ritzel als auch das Zahnrad beschädigt werden können. Wie sich gezeigt hat, kann dies insbesondere bei tiefen Temperaturen auftreten.Difficulties can then arise with such starting devices if the pinion does not move quickly when it engages with his teeth between the teeth of the machine those gear, usually a ring gear of a swing disc of the internal combustion engine, slides. Especially with fast ler engagement movement it can happen that the pinion with the Front of his teeth against the front of his teeth Gear strikes and grinds on it, causing both that Pinion as well as the gear can be damaged. How to has shown, especially at low temperatures occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Starteinrichtung mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß die be­ schriebenen temperaturbedingten Schwierigkeiten beim Einrücken des Ritzels vermieden sind. The invention has for its object a generic Start device with simple means so that the be described temperature-related difficulties when engaging the Ritzels are avoided.  

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.The inventive solution to this problem consists in the drawing features of the claim.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie die gestellte Aufgabe mit sehr einfachen, bewährten Bauteilen löst, nämlich beispielsweise durch Einsatz zumindest eines NTC-Widerstands, also eines Widerstands mit negativem Temperatur­ koeffizienten seines elektrischen Widerstandswertes, wodurch die Wirkung des positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstands der zumindest einen Wicklung des Einrückrelais hin­ sichtlich des Erregerstroms für dieses zumindest teilweise kompen­ siert wird.A particular advantage of the invention is that it the task with very simple, proven components solves, for example by using at least one NTC resistor, i.e. a resistor with a negative temperature coefficient of its electrical resistance value, which makes the Effect of the positive temperature coefficient of electrical Resistance of the at least one winding of the engagement relay visually compensate for the excitation current for this at least partially is settled.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, derenThe invention is explained below with reference to the drawing, their

Fig. 1 den Verlauf hier interessierender Span­ nungen U über der Temperatur T beim Stand der Technik wiedergibt, während Fig. 1 shows the course of interest here voltages U over the temperature T in the prior art, while

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung und Fig. 2 shows an embodiment of the invention and

Fig. 3 den Verlauf der beiden bereits in Fig. 1 behandelten Spannungen bei der Erfindung zeigt. Fig. 3 shows the course of the two tensions already treated in Fig. 1 in the invention.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist bei 1 der Verlauf der letztlich von der Batterie dem Einrückrelais angebotenen Spannung und bei 2 der Verlauf der vom Einrückrelais für einen mit einer optimalen Geschwindigkeit erfolgenden Einrückvorgang des Ritzels angeforderten Spannung über der Temperatur T gezeichnet. Da die Wicklung des Einrückrelais aus Kupfer oder einem anderen Metall mit positivem Temperaturkoeffizienten seines Widerstandswertes besteht, fällt die zur Erzeugung eines konstanten Erregerstroms erforderliche Spannung an dieser Wicklung entsprechend Kurve 2 in Fig. 1 mit abnehmender Temperatur T, während die an der Wicklung anliegende Spannung endsprechend Kurve 1 zumindest annähernd konstant bleibt. Die Folge davon ist eine Vergrößerung des Erregerstroms und damit eine Beschleunigung der Einrückbewegung des Ritzels, so daß mit abnehmender Temperatur zunehmend die Gefahr einer Beschädigung der Zähne von Ritzel und Zahnrad bzw. Zahnkranz auftritt.Referring first to Fig. 1, so in the course 1 is ultimately drawn of the solenoid switch voltage offered and 2, the course of the requested from the engagement relay for a taking place at an optimum speed of the pinion gear engagement operation voltage across the temperature T of the battery. Since the winding of the engagement relay consists of copper or another metal with a positive temperature coefficient of its resistance value, the voltage on this winding required to generate a constant excitation current falls with decreasing temperature T according to curve 2 in FIG. 1, while the voltage applied to the winding accordingly Curve 1 remains at least approximately constant. The consequence of this is an increase in the excitation current and thus an acceleration of the engagement movement of the pinion, so that the risk of damage to the teeth of the pinion and the toothed wheel or toothed ring arises with increasing temperature.

Betrachtet man beispielsweise eine zum Antrieb eines Kraftfahr­ zeugs dienende Brennkraftmaschine, so ist der Temperaturbereich im Bereich der Wicklung des Einrückrelais so groß - er kann zwischen -30°C und +160°C liegen -, daß durch die anhand Fig. 1 beschrie­ benen Zusammenhänge erhebliche temperaturbedingte Änderungen des Erregerstroms des Einrückrelais und damit der Einrückgeschwindig­ keit des Ritzels auftreten können. Geht man beispielsweise von ei­ ner an der Wicklung des Einrückrelais liegenden Spannung (Batteriespannung) von 12 V aus und ist ein Erregerstrom von 30 A optimal, so möge hierfür eine Spannung an der Wicklung des Ein­ rückrelais von 11 V erforderlich sein. Das bedeutet, daß der Wider­ stand in den Zuleitungen des Erregerstromkreises 33 mΩ betragen muß. Diese Auslegung erfolgt beispielsweise für +160°C. Damit derselbe Strom von 30 A auch bei -30°C vorliegt, also die Einrück­ zeit des Ritzels konstant bleibt, darf die Spannung an der Wick­ lung des Einrückrelais nur 4 V betragen, so daß im Erregerstrom­ kreis nunmehr ein Spannungsabfall von 8 V erzeugt werden muß, der Erregerstromkreis also einen Widerstand von 226 mΩ haben muß.If you consider, for example, an internal combustion engine for driving a motor vehicle, the temperature range in the area of the winding of the engagement relay is so large - it can be between -30 ° C and + 160 ° C - that by the relationships described with reference to FIG. 1 Considerable temperature-related changes in the excitation current of the engagement relay and thus the engagement speed of the pinion can occur. For example, assuming a voltage (battery voltage) of 12 V on the winding of the engagement relay and an excitation current of 30 A is optimal, a voltage of 11 V on the winding of the engagement relay may be required. This means that the resistance was 33 mΩ in the supply lines to the excitation circuit. This is done, for example, for + 160 ° C. So that the same current of 30 A is also available at -30 ° C, i.e. the engagement time of the pinion remains constant, the voltage on the winding of the engagement relay may only be 4 V, so that a voltage drop of 8 V is now generated in the excitation circuit The excitation circuit must have a resistance of 226 mΩ.

Erfindungsgemäß wird dies gemäß Fig. 2 durch Einschalten des NTC-Widerstands 20 in den Erregerstromkreis 21 für das Einrückre­ lais 22 erreicht. Der eigentliche Startermotor, der im einzelnen nicht interessiert, ist bei 23 angedeutet. Im Erregerstromkreis findet sich der Zündstartschalter 24, der üblicherweise gekoppelt ist mit dem Zündschloß; wird der Zündstartschalter 24 geschlossen, so liegt an dem Einrückrelais 22 die Spannung der Batterie 25, in einem Fahrzeug in der Regel 12 V. Der NTC-Widerstand besitzt be­ kanntlich einen negativen Temperaturkoeffizienten seines Wider­ standswerts, d. h. sein Widerstand nimmt - entgegen dem Widerstand der Erregerwicklung des Einrückrelais 22 - mit fallender Tempera­ tur zu. Demgemäß ergibt sich für die Spannung an der Erreger­ wicklung des Einrückrelais 22, also im Schaltungspunkt 26 (im Fahrzeug als Klemme 50 bezeichnet), nunmehr nicht mehr der in Fig. 1 bei 1 angedeutete Verlauf über der Temperatur, sondern der in Fig. 3 mit 1′ bezeichnete. Es handelt sich im Idealfall um eine Gerade mit derselben Steigung wie der Verlauf 2′ der zum Erzielen eines konstanten Erregerstroms erforderlichen Spannung an der Er­ regerwicklung des Einrückrelais 22; die Kurvenverläufe 2 und 2′ sind identisch. Die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Kurven 1′ und 2′ ist bedingt durch den Widerstand in den Leitungen des Erregerstromkreises 21.According to the invention this is achieved according to FIG. 2 by switching on the NTC resistor 20 in the excitation circuit 21 for the Einrückre relay 22 . The actual starter motor, which is not of particular interest, is indicated at 23 . The ignition start switch 24 , which is usually coupled to the ignition lock, is located in the excitation circuit; If the ignition switch 24 is closed, the voltage of the battery 25 is on the engagement relay 22 , in a vehicle usually 12 V. The NTC resistor is known to have a negative temperature coefficient of its resistance value, ie its resistance increases - against the resistance of the Excitation winding of the engaging relay 22 - with falling temperature. Accordingly, results for the voltage at the excitation winding of the engaging relay 22, ie in the circuit point 26 (referred to in the vehicle as a terminal 50), now no longer indicated in Fig. 1 at 1 curve over temperature, but connected in Fig. 3 1 ' designated. It is ideally a straight line with the same slope as the curve 2 'of the voltage required to achieve a constant excitation current at the excitation winding of the engagement relay 22 ; the curves 2 and 2 'are identical. The voltage difference between the two curves 1 ' and 2' is due to the resistance in the lines of the excitation circuit 21st

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Starteinrich­ tung geschaffen, die durch eine einfache Maßnahme - Einschalten eines NTC-Widerstands in den Erregerstromkreis des Einrückrelais - temperaturbedingte Schwierigkeiten beim Einrücken des Starterrit­ zels vermeidet.With the invention is accordingly a generic starter tion created by a simple measure - turn on an NTC resistor in the excitation circuit of the engagement relay - temperature-related difficulties when engaging the starter rit zels avoids.

Claims (1)

Starteinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Startermo­ tor, einem Zahnrad an der Maschine und einem in Drehverbindung mit dem Startermotor stehenden Ritzel, das über ein Einrückrelais aus einer Ruhestellung in eine Betriebsstellung bewegbar ist, in der es mit dem Zahnrad kämmt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Er­ regerstromkreis (21) des Einrückrelais (22) ein Bauteil mit NTC-Verhalten (20) zur Begrenzung von temperaturbedingten Änderun­ gen des Erregerstroms infolge des Temperaturgangs des elektrischen Widerstands des Einrückrelais (22) liegt.Starter device for an internal combustion engine with a Startermo tor, a gear on the machine and a rotating connection with the starter motor pinion, which is movable via an engagement relay from a rest position to an operating position in which it meshes with the gear, characterized in that in he excitation circuit ( 21 ) of the engagement relay ( 22 ) is a component with NTC behavior ( 20 ) for limiting temperature-related changes in the excitation current due to the temperature response of the electrical resistance of the engagement relay ( 22 ).