DE10028834A1

DE10028834A1 - Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10028834A1
Application number: DE2000128834
Authority: DE
Inventors: Gerd Hoppe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-12-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Anlassen einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Anlasser (2), ein Starterritzel (3), einen Magnetschalter (5), einen Zündanlassschalter (6), einen Anlasserschalter (8) und eine Batterie (7), wobei der Anlasser (2) räumlich von der Batterie (7) getrennt und der Anlasserschalter (8) räumlich der Batterie (7) zugeordnet ist, dem Starterritzel (3) eine Einrichtung zur Erfassung der Einspurlage zugeordnet ist und der Anlasserschalter (8) in Abhängigkeit der Einspurlage durch die Einrichtung zur Erfassung der Einspurlage schaltbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 849 467 ist eine Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine bekannt, die eine Batterie, ein Zündanlassschloss, eine Steuerelektronik, einen Startermotor und einen Magnetschalter, der eine Kontaktbrücke schaltet, umfasst. Der Pluspol der Batterie ist mit dem Zündanlassschloss verbunden, von dem eine Klemme 50 bei einer Betätigung des Zündanlassschlosses spannungführend ist. Die Klemme 50 ist mit einer Klemme 50A der Steuerelektronik verbunden, deren Schaltelement bei Schließen des Zündanlassschlosses von der Klemme 50A auf Durchgang zu einer Klemme 50B geschaltet ist. Die Klemme 50B versorgt den Magnetschalter mit Spannung, so dass dieser zwischen seinen Klemmen 30 und 45 auf Durchgang schaltet. Das Durchschalten erfolgt mittels einer Magnetschaltbrücke, die die Klemme 30 mit der Klemme 45 verbindet. Von der Klemme 30, die fest mit der Plusleitung der Batterie verbunden ist, wird nun der Stromkreis über eine Leitung zu dem Startermotor hin geschlossen, so dass über die Masse des Startermotors dieser mit der Batteriespannung verbunden ist. Darüber hinaus dient der Magnetschalter als Einspurhilfeeinrichtung. Die Bewegung des Magnetschalters führt zu einer Bewegung eines Starterritzels des Startermotors in Richtung eines Antriebsritzels der Brennkraftmaschine, so dass diese nach dem Schließen des Magnetschalters in einander gespurt sind. Die Steuerelektronik wertet die Höhe des Anlasserstromes an den Magnetschalter aus und unterbricht den Anlassvorgang bei Erkennen eines Motorstarts der Brennkraftmaschine, auch wenn der Operator den Anlassvorgang an sich noch aufrecht erhält, beispielsweise durch Halten eines Zündschlüssels in der Starterposition oder durch Drücken eines Anlassknopfes. Um sicher zu stellen, dass Motor und Anlasser bei Beginn des Anlassvorganges die Drehzahl 0 haben, wird vorteilhaft eine Funktionssperre in die Steuerelektronik eingesetzt, die eine Startwiederholung erst nach einer Wartezeit von circa 0,5 bis 4 Sekunden nach einem abgebrochenen Startvorgang oder nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine ermöglicht. Das Abschalten des Anlassvorganges geschieht durch ein Öffnen des Magnetschalters durch ein Steuersignal der Steuerelektronik. Diese und alle anderen bekannten Vorrichtungen zum Anlassen einer Brennkraftmaschine gehen davon aus, dass Magnetschalter, Starterritzels und Anlasserschalter in unmittelbare Nähe zueinander beim Anlasser bzw. Startermotor angeordnet sind, so dass der Magnetschalter Einspurung des Ritzels und Schalten des Anlasserschalters parallel betreiben kann. Aufgrund verschiedener Umstände wird in einigen Kraftfahrzeugen die Batterie räumlich vom Anlasser getrennt, beispielsweise, weil die Batterie aus Platzgründen im Heck eines Kraftfahrzeuges angeordnet werden muss. Dabei stellt sich das Problem, dass die Starterleitung zwischen Batterie und Anlasserschalter permanent spannungsführend und durch das gesamte Kraftfahrzeug verlegt ist. Dadurch stellt die Starterleitung bei Kurzschluss eine Gefahrenquelle für Fahrzeugbrände dar. Aufgrund der extrem hohen Stromstärken auf der Starterleitung im Startfeld kann diese auch nicht wie andere Versorgungsleitungen durch Sicherungen abgesichert werden. Daher ist es bekannt, der Batterie eine pyrotechnische Polklemme zuzuordnen, die im Crashfall abgesprengt wird. Nachteilig an den bekannten, pyrotechnischen Polklemmen ist, dass deren Auslösung irreversibel ist. Nach einem Unfall oder einer Fehlauslösung kann daher das Kraftfahrzeug nicht mehr gestartet werden.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine mit einfach und zuverlässig abgesicherter Starterleitung zu schaffen.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu wird der Anlasserschalter vom Anlasser getrennt und räumlich in unmittelbarer Nähe zur Batterie angeordnet. Dadurch wird durch das Öffnen des Anlasserschalters nach einem Startvorgang die Starterleitung spannungslos geschaltet, so dass die Verlegung der Starterleitung durch crashgefährdete Zonen im Kraftfahrzeug unkritisch ist. Zur zielgerichteten Ansteuerung des Anlassschalters wird dem Starterritzel eine Einrichtung zur Erfassung der Einspurlage zugeordnet, wobei der Anlasserschalter in Abhängigkeit von der erfassten Einspurlage durch die Einrichtung geschaltet wird. Die Einrichtung übernimmt dabei die Funktion des Magnetschalters im Stand der Technik, Einspurvorgang und Durchschalten des Anlasserschalters zu synchronisieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung zur Erfassung der Einspurlage als Kontakt ausgebildet, der mechanisch mit dem Starterritzel gekoppelt ist, wobei der Anlasserschalter als Leitungs-Relais ausgebildet ist, dessen Schütz mit dem Kontakt verbunden ist. Dabei ist der Kontakt derart ausgebildet, dass dieser im eingespurten Zustand geschlossen und im ausgespurten Zustand offen ist. Dadurch erfolgt eine sehr einfache mechanische Synchronisierung zwischen Starterritzel und Anlasserschalter.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Einrichtung als berührungsloser Sensor, insbesondere als Lichtschranke oder als Hallsensor, ausgebildet, der dann den Anlassschalter schaltet. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass diese völlig verschleissfrei arbeitet. Der Anlasserschalter kann dabei entweder als Leistungs-Relais oder als Leistungshalbleiter, insbesondere als Leistungs-MOSFET, ausgebildet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine mit einem mechanisch gekoppelten Kontakt und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine mit einem berührungslosen Sensor.

Die Vorrichtung 1 zum Anlassen einer Brennkraftmaschine umfasst einen Anlasser 2, ein Starterritzel 3 zum Einspuren in ein Zahnrad 4 der Brennkraftmaschine, einen Magnetschalter 5, einen Zündanlassschalter 6, eine Batterie 7 und einen Anlasserschalter 8. Der Anlasserschalter 8 ist als Leistungs-Relais ausgebildet und umfasst einen Relais-Kontakt 9 und einen Schütz 10. An dem Starterritzel 3 ist ein Kontakt 11 angeordnet, der über eine mechanische Kupplung 12 mit dem Starterritzel 3 verbunden ist. Der Anlasserschalter 8 ist räumlich der Batterie 7 zugeordnet und verbindet im geschlossenen Zustand die Batterie 7 mit dem Anlasser 2. Über den Zündanlassschalter 6 ist die Batterie 7 mit dem Magnetkontakt 5 verbindbar, wobei über den Magnetkontakt 5 das Starterritzel 3 axial bewegbar ist. Parallel zu dem Magnetkontakt 5 liegt eine Reihenschaltung von dem Kontakt 11 und dem Schütz 10 des Leistungsrelais.

Im abgeschalteten Zustand ist das Starterritzel 3 ausgespurt und steht nicht im Eingriff zum Zahnrad 4. Wird nun der Zündanlassschalter 6 geschlossen, so fließt ein Strom von der Batterie 7 über den Zündanlassschalter 6 zum Magnetkontakt 5. Dadurch wird das Starterritzel 3 axial in Richtung Zahnrad 4 bewegt. Die Bewegung des Starterritzels 3 hat über die mechanische Kupplung 12 eine Bewegung des Kontaktes 11 zur Folge. Mechanische Kupplung 12 und Kontakt 11 sind dabei derart justiert, dass der Kontakt 11 nur geschlossen ist, wenn das Starterritzel 3 vollständig in das Zahnrad 4 eingespurt ist. Schließt nun der Kontakt 11, so fließt ein Strom durch den Kontakt 11 und den Schütz 10, wodurch der Relais-Kontakt 9 schließt.

Dadurch wird der Anlasser 2 bestromt und dreht das Starterritzel 3, bis die Brennkraftmaschine angeworfen wurde. Anschließend spurt das Starterritzel 3 aus und öffnet dadurch den Kontakt 11. Der Schütz 10 wird nicht mehr bestromt, und der Relais-Kontakt 9 fällt ab. Der Vorteil dieser und anderer mechanischer Kopplungen ist, dass Einspurvorgang und Schalten des Anlasserschalters 8 direkt miteinander gekoppelt sind.

In der Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum Anlassen einer Brennkraftmaschine dargestellt. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 umfasst die Vorrichtung 1 einen berührungslosen Sensor 13, der die Stellung des Starterritzels 3 sensiert. Diese Sensierung ist in der Fig. 2 durch eine Verbindung 14 symbolisiert. Des weiteren ist der Anlasserschalter 8 als Leistungs-MOSFET 15 ausgebildet, dessen Gate durch den Sensor 13 oder eine zwischengeschaltete, nicht dargestellte Steuerelektronik angesteuert wird. Allerdings schließt die Verwendung eines berührungslosen Sensors 13 nicht die Verwendung eines Leistungs-Relais als Anlasserschalter 8 aus. Der Sensor 13 ist beispielsweise als Hall-Sensor oder als Lichtschranke ausgebildet und erzeugt ein Steuersignal für den Anlasserschalter 8, wenn die Einspurung des Starterritzels 3 erfasst wird.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Vorrichtung

2

Anlasser

3

Starterritzel

4

Zahnrad

5

Magnetschalter

6

Zündanlassschalter

7

Batterie

8

Anlasserschalter

9

Relais-Kontakt

10

Schütz

11

Kontakt

12

Kupplung

13

Sensor

14

Verbindung

15

Leistungs-MOSFET

Claims

1. Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Anlasser, ein Starterritzel, einen Magnetschalter, einen Zündanlassschalter, einen Anlasserschalter und eine Batterie, wobei Batterie (7) und Anlasser (2) voneinander räumlich getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlasserschalter (8) räumlich der Batterie (7) zugeordnet ist, dem Starterritzel (3) eine Einrichtung zur Erfassung der Einspurlage zugeordnet ist und der Anlasserschalter (8) in Abhängigkeit der Einspurlage durch die Einrichtung zur Erfassung der Einspurlage schaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung als mit dem Starterritzel (3) gekoppelter Kontakt (11) ausgebildet ist, der Kontakt (11) mit einem Schütz (10) des als Leistungs- Relais ausgebildeten Anlasserschalters (8) verbunden ist, wobei im eingespurten Zustand der Kontakt (11) geschlossen und über den Zündanlassschalter (6) mit der Batterie (7) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung als berührungsloser Sensor (13) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (13) als Lichtschranke oder als Hall-Sensor ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlasserschalter (8) als Leistungsrelais oder Leistungshalbleiter ausgebildet ist, der über den Sensor (13) steuerbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungshalbleiter als Leistungs-MOFSET (15) ausgebildet ist.