DE102008032138A1 - Motor vehicle, has switch electrically interconnecting starter supply line and load-supply line at area spaced from accumulator, and electrical generator that is connected with accumulator by starter supply line - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Starter, mit einem Speicher für elektrische Energie und mit Versorgungsleitungen für den Starter und für weitere elektrische Verbraucher gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Starters mit einem Speicher für elektrische Energie in einem Kraftfahrzeug.The The invention relates to a motor vehicle with an electric starter, with a memory for electrical Energy and with supply lines for the starter and for more electrical consumers according to the preamble of claim 1. The invention also includes a method of operation an electric starter with a storage for electrical energy in one Motor vehicle.
Das Kraftfahrzeug weist somit einen elektrischen Starter zum Anlassen eines Verbrennungsmotors auf, wobei die Energie zum Betreiben des Starters einem Speicher für elektrische Energie, wie z. B. einem Akkumulator oder einer Batterie, entnommen wird. Dieser Speicher ist ebenfalls im Kraftfahrzeug untergebracht und über eine Starter-Versorgungsleitung mit dem Starter verbunden. Die Starter-Versorgungsleitung führt somit vom Speicher an den Motor des Kraftfahrzeugs heran, an dem der Starter angebracht ist. Zur Bereitstellung einer Rückleitung zum Schließen des elektrischen Stromkreises werden elektrische Verbraucher wie der Starter und elektrische Quellen wie der Speicher an der Karosserie des Kraftfahrzeugs geerdet.The Motor vehicle thus has an electric starter for starting an internal combustion engine, wherein the energy for operating the Starters a store for electrical energy, such. B. an accumulator or a battery, is removed. This memory is also housed in the vehicle and over a starter supply line connected to the starter. The starter supply line thus leads from the memory to the engine of the motor vehicle, where the starter is appropriate. To provide a return to close the electrical circuit are electrical consumers like the Starter and electrical sources such as the store on the bodywork grounded of the motor vehicle.
Am Motor befindet sich auch ein Generator, der die elektrischen Verbraucher im Kraftfahrzeug bei laufendem Motor versorgt. Die Starter-Versorgungsleitung wird auch dazu verwendet, den Generator mit dem Speicher zu verbinden, so dass dieser bei laufendem Motor wieder aufgeladen werden kann. Somit fließt beim Anlassen des Motors ein Starterstrom vom Speicher hin zum Starter, während bei laufendem Motor ein Generatorstrom über eine Zwischenverbindung hin zum Starter und von dort über die Starter-Versorgungsleitung zum Speicher fließt.At the Engine is also a generator, which is the electrical consumers supplied in the vehicle with the engine running. The starter supply line is also used to connect the generator to the memory, so that it can be recharged while the engine is running. Thus flows when starting the engine, a starter current from the memory to the starter, while with the engine running, a generator current via an interconnector to the starter and over there the starter supply line flows to the store.
Die Versorgung der elektrischen Verbraucher und Systeme des Kraftfahrzeugs erfolgt über eine separate Verbraucher-Versorgungsleitung, die von dem Speicher ausgeht. Sie wird normalerweise über einen Verteiler geführt, in dem sich Sicherungen für verschiedene Verbraucher-Schaltkreise befinden.The Supply of electrical consumers and systems of the motor vehicle done via a separate consumer supply line emanating from the memory. She is usually over led a distributor, in which there are fuses for various consumer circuits are located.
Die sich ergebende indirekte Verbindung des Generators mit den Verbrauchern über die Starter-Versorgungsleitung, den Speicher und die Verbraucher-Versorgungsleitung hat den Vorteil, dass die vom Generator gelieferte Spannung in ihrem zeitlichen Verlauf geglättet wird. Zwar kann die vom Generator prinzipbedingt erzeugte Wechselspannung schon am Generator gleichgerichtet werden. Die so erzeugte Gleichspannung weist allerdings noch einen signifikanten Grad an Welligkeit auf, der elektrische Verbraucher in ihrer Funktionstüchtigkeit beeinträchtigen kann. Durch die puffernde Wirkung des Speichers wird die Welligkeit der Generator-Spannung und des Generator-Stroms ausreichend verringert.The resulting indirect connection of the generator with the consumers via the Starter supply line, the store and the consumer supply line has the advantage that the voltage supplied by the generator in its smoothed over time becomes. Although the principle voltage generated by the generator already rectified at the generator. The DC voltage thus generated however, still has a significant degree of waviness, affect the electrical consumer in their functionality can. Due to the buffering effect of the memory becomes the ripple the generator voltage and the generator current sufficiently reduced.
Die Unterbringung des Speichers für die elektrische Energie im Motorraum stellt bei modernen Fahrzeugen aufgrund der großen Abmessungen des Motorblocks mit dem Starter und dem Generator ein Problem dar. Der Ansatz, den Speicher in einem anderen Bereich des Fahrzeugs wie z. B. dem Kofferraum unterzubringen, hat zur Folge, dass sowohl die Starter-Versorgungsleitung als auch die Verbraucher-Versorgungsleitung entsprechend lang ausgelegt sein müssen. Dadurch erhöht sich der elektrische Widerstand dieser Leitungen. Um eine Erhitzung der Starter-Versorgungsleitung durch den vergleichsweise großen Starterstrom beim Anlassen des Motors zu vermeiden, muss eine Leitung mit vergrößertem Leiterquerschnitt verwendet werden. Eine Verlagerung des Speichers aus dem Motorraum bringt somit den Nachteil mit sich, dass das Gewicht des Kraftfahrzeugs aufgrund der längeren und dickeren Leitungen zunimmt.The Storage of the storage for The electrical energy in the engine compartment is present in modern vehicles because of the big one Dimensions of the engine block with the starter and the generator on Problem. The approach of storing in another area of the Vehicle such. B. to accommodate the trunk, has the consequence that both the starter supply line as well as the consumer supply line designed to be correspondingly long have to be. This increases the electrical resistance of these lines. To a heating the starter supply line by the comparatively large To avoid starter current when starting the engine, must be a conduit with enlarged conductor cross section be used. A displacement of the memory from the engine compartment brings thus the disadvantage with it, that the weight of the motor vehicle because of the longer and thicker lines increases.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Starter und einem Speicher für elektrische Energie eine Möglichkeit bereitzustellen, dass der Speicher im Kraftfahrzeug so untergebracht werden kann, dass Wirtschaftlichkeit und Effizienz beim Betrieb des Kraftfahrzeugs nicht beeinträchtigt werden.It is therefore an object of the present invention, in a motor vehicle with an electric starter and a storage for electrical Energy a possibility to provide that the memory so housed in the motor vehicle can be that economy and efficiency in operation of the motor vehicle is not affected become.
Die Aufgabe wird in einem Fahrzeug gemäß der Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Zur Lösung gehört auch ein Verfahren gemäß Anspruch 7. Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Gegenstände sind in den Unteransprüchen beschrieben.The Task is in a vehicle according to the teaching of the claim 1 solved. The solution also belongs a method according to claim 7. Advantageous versions the articles of the invention are in the subclaims described.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug ermöglicht es somit, die Starter-Versorgungsleitung und die Verbraucher-Versorgungsleitung über Mittel zum Verbinden miteinander elektrisch zu verbinden. Da die beiden Leitungen bereits über ihren gemeinsamen Anschluss am Speicher elektrisch miteinander verbunden sind, ergibt die zweite Verbindung über die Mittel zum Verbinden eine Parallelschaltung der Starter-Versorgungsleitung und der Verbraucher-Versorgungsleitung. Die Mittel zum Verbinden weisen dabei die Eigenschaft auf, dass sie ein unterbrechbares Element oder ein selbst-unterbrechendes Element aufweisen. Ein unterbrechbares Element kann z. B. ein Schalter mit zugeordneten Anschlussleitungen sein. Ein selbst-unterbrechendes Element ist z. B. eine Diode mit zugeordneten Anschlussleitungen, da Dioden einen Stromfluss selbständig in Abhängigkeit von der Spannung zulassen oder blockieren.One Motor vehicle according to the invention allows it thus, the starter supply line and the consumer supply line via means for interconnecting electrically connect. Since the two lines already have theirs common connection to the memory electrically connected are, the second connection gives the means of connection a parallel connection of the starter supply line and the consumer supply line. The means for connecting have the property that they are an interruptible element or a self-interrupting element Element. An interruptible element can, for. B. a switch be with associated connection cables. A self-interrupting element is z. B. a diode with associated leads because diodes a current flow independently dependent on allow or block the voltage.
Die Parallelschaltung der beiden Versorgungsleitungen hat dabei den Vorteil, dass der effektive Leitungsquerschnitt der Verbindung zwischen dem Speicher und dem Starter vergrößert wird. Somit wird es möglich, für die eigentliche Starter-Versorgungsleitung ein Kabel mit einem vergleichsweise geringen Querschnitt zu verwenden. Werden für den Startvorgang des Motors die beiden Versorgungsleitungen mit den Mitteln zum Verbinden parallel geschaltet, steht eine Verbindung mit ausreichend großem Querschnitt zur Verfügung, um den Starterstrom vom Speicher hin zum Starter zu führen. Die Tatsache, dass durch die Mittel zum Verbinden auch eine direkte Verbindung zwischen dem Starter und den elektrischen Verbrauchern, also auch zwischen dem Generator und den elektrischen Verbrauchern, besteht, ist dabei unproblematisch. Während des Startvorganges liefert der Generator keinen Strom, so dass auch keine Glättung durch den Speicher nötig ist.The parallel connection of the two supply lines has the advantage that the effective line cross-section of the connection between the memory and the starter is increased. This makes it possible to use a cable with a comparatively small cross-section for the actual starter supply line. If, for the starting process of the engine, the two supply lines are connected in parallel with the means for connecting, a connection with a sufficiently large cross section is available in order to guide the starter current from the store to the starter. The fact that there is also a direct connection between the starter and the electrical consumers, that is to say also between the generator and the electrical consumers, through the means for connecting, is unproblematic. During the starting process, the generator does not supply any current, so that no smoothing by the memory is necessary.
Die Mittel zum Verbinden sind vorteilhafter Weise dicht am Starter zwischen die Starter-Versorgungsleitung und die Verbraucher-Versorgungsleitung eingebracht. Somit umfasst derjenige Abschnitt der elektrischen Verbindung zwischen Speicher und Starter, dessen effektiver Querschnitt durch die Parallelschaltung der beiden Versorgungsleitungen vergrößert wird, einen möglichst großen Anteil der gesamten Verbindung zwischen Speicher und Starter. Vom Speicher aus gesehen, also gemessen vom Anschluss der Starter-Versorgungsleitung am Speicher, befindet sich die Kontaktstelle der Mittel zum Verbinden an der Starter-Versorgungsleitung effektiv mindestens 30 cm, vorzugsweise aber mindestens 1 m weiter vom Speicher entfernt als der Anschluss der Starter-Versorgungsleitung am Speicher.The Means for connecting are advantageously close to the starter between the starter supply line and the consumer supply line brought in. Thus, that portion of the electrical Connection between memory and starter, its effective cross-section is increased by the parallel connection of the two supply lines, one possible huge Share of the entire connection between memory and starter. from Memory seen, so measured from the connection of the starter supply line at the memory, is the contact point of the means for connecting at the starter supply line effectively at least 30 cm, preferably but at least 1 meter further from the store than the port the starter supply line at the store.
Nach Beendigung des Startvorgangs kann durch Unterbrechen des Stromflusses in den Mitteln zum Verbinden erreicht werden, dass der vom Generator ausgehende Generatorstrom zunächst über die Starterversorgungsleitung hin zum Speicher geführt wird, bevor er über die Verbraucher-Versorgungsleitung den Verbrauchern zugeführt wird. Somit ist der Glättungseffekt wieder hergestellt.To Termination of the boot process can be done by interrupting the flow of current be achieved in the means of connection, that of the generator outgoing generator current initially via the starter supply line is led to the memory, before he over the consumer supply line fed to the consumers becomes. Thus, the smoothing effect restored.
Der Speicher für die elektrische Energie kann beispielsweise durch einen Akkumulator oder eine Batterie realisiert werden. Für den Fall, dass der Speicher ein Akkumulator ist, lässt sich dieser bei laufendem Motor über die Starter-Versorgungsleitung durch den Generator aufladen.Of the Memory for The electrical energy can, for example, by an accumulator or a battery can be realized. In the event that the memory is an accumulator leaves this over with the engine running Charge the starter supply line through the generator.
Die Mittel zum Verbinden zwischen der Starterversorgungsleitung und der Verbraucher-Versorgungsleitung können durch ein Relais, ein Halbleiter-Schaltelement, wie z. B. einen Leistungstransistor, oder auch durch eine Diode zusammen mit entsprechenden Anschlussleitungen realisiert werden. Für den Fall, dass ein Relais oder ein Halbleiter-Schaltelement verwendet werden, ergibt sich der Vorteil, dass die parallele Verschaltung der beiden Versorgungsleitungen durch ein Steuersignal hergestellt bzw. unterbrochen werden kann. Für den Fall, dass die Verbindung zwischen den Versorgungsleitungen über eine Diode hergestellt wird, kann die gewünschte Verschaltung der beiden Versorgungsleitungen während des Startvorganges bzw. bei laufendem Motor automatisch durch die Richtwirkung der Diode erreicht werden.The Means for connecting between the starter supply line and The consumer supply line can be powered by a relay, a Semiconductor switching element, such as B. a power transistor, or by a diode be realized together with corresponding connection cables. In the case, that a relay or a semiconductor switching element are used, There is the advantage that the parallel connection of the two supply lines can be made or interrupted by a control signal. For the Case that the connection between the supply lines over a Diode is manufactured, the desired interconnection of the two Supply lines during the starting process or when the engine is running automatically by the Directivity of the diode can be achieved.
Das parallele Verschalten der Versorgungsleitungen bzw. das Auftrennen der Parallelschaltung wird vorteilhafter Weise durch eine Steuereinrichtung erreicht, die ein Zulassen bzw. ein Unterbrechen des Stromflusses durch die Mittel zum Verbinden in Abhängigkeit von einem von der Steuereinrichtung erfassten oder vorgegebenen Betriebszustand des Starters oder des Generators bewirkt. So kann beispielsweise erreicht werden, dass über die Mittel zum Verbinden einen Stromfluss zugelassen wird, während der Starter in Eingriff ist. Ein anderes Schaltkriterium könnte die vom Generator gelieferte Spannung sein. Für den Fall, dass eine Diode in den Mitteln zum Verbinden verwendet wird, ist eine Steuereinrichtung implizit dadurch realisiert, dass durch die Wirkungsweise der Diode bei geeigneter Verschaltung ein Ver gleich zwischen der vom Generator gelieferten Spannung und der Spannung am Speicher stattfindet.The Parallel connection of the supply lines or the separation the parallel connection is advantageously achieved by a control device, allowing or interrupting the flow of current through the Means for connecting in dependence from one of the control device detected or predetermined Operating state of the starter or the generator causes. So can For example, that can be achieved through the means of connecting A current flow is allowed while the starter is engaged is. Another switching criterion could be that supplied by the generator Be tension. For the case that uses a diode in the means for connecting is a control device implicitly realized by that by the mode of action of the diode with a suitable interconnection Ver equal between the voltage supplied by the generator and the Voltage at the memory takes place.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Speicher im Heck des Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem dort befindlichen Kofferraum untergebracht ist. So ist der Speicher für Montage oder Wartungszwecke leicht zugänglich. Durch die Verlagerung des Speichers aus dem Motorraum ergibt sich dort zusätzlich ein Raumgewinn. Die Mittel zum Verbinden können dann im Kraftfahrzeug an anderer Stelle als im Heck angeordnet sein, insbesondere im Front-Bereich (Motorraum) des Kraftfahrzeugs.Farther it is advantageous if the memory in the rear of the motor vehicle, especially housed in a trunk there is. So is the memory for Easily accessible for installation or maintenance. By the relocation the memory from the engine compartment results there additionally More space. The means for connecting can then in the vehicle be located elsewhere than in the rear, especially in the front area (engine compartment) of the motor vehicle.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Dazu zeigen die FigurenBased of exemplary embodiments the invention will be explained in more detail below. The figures show
In
der
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der
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In
der
Da die Steuereinrichtung SV, die den Schalter R schaltet, nicht mit dem Starter S verbunden ist, kann der Schaltvorgang von anderen Messgrößen abhängig gemacht werden, die in der Figur allerdings nicht weiter dargestellt sind.There the control device SV, which switches the switch R, not with connected to the starter S, the switching process of others Measured variables made dependent are not shown in the figure, however.
In
allen drei Ausführungsbeispielen
wird durch den erfindungsgemäßen Gegenstand
erreicht, dass für
das Betreiben des Starters S ein vergrößerter Leitungsquerschnitt
durch das Parallelschalten der Versorgungsleitungen
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