DE102011076914A1

DE102011076914A1 - Elektronische Einheit

Info

Publication number: DE102011076914A1
Application number: DE102011076914A
Authority: DE
Inventors: Thomas Botzenhard; Martin Mezger; Balasubramaniam Venkatasubramaniam; Karl-Otto Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-06
Also published as: CN102808715A; HUP1200333A2; FR2976026A1

Abstract

Er werden eine elektronische Einheit (12), eine Magnetspule (10) und ein Starter für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs vorgestellt. Die elektronische Einheit (12) weist Anschlüsse (22, 22, 24) auf, die zum Ansteuern von zugeordneten Klemmen (14, 16, 18) der Magnetspule (10) vorgesehen sind, wobei eine elektronische Steuerung vorgesehen ist, die zwischen mindestens einem der Anschlüsse (20, 22, 24) und der zugeordneten Klemme (14, 16, 18) geschaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronisches Einheit und eine Magnetspule bzw. ein Solenoid für einen Starter eines Kraftfahrzeugs mit einer solchen elektronischen Einheit und einen solchen Starter.
Stand der Technik
Starter bzw. Anlasser werden zum Starten von Verbrennungsmotoren, bspw. in Kraftfahrzeugen, verwendet, wobei die Starter mit einer von der Kraftstoffversorgung getrennten Energieversorgung gespeist werden. Dabei kommen bspw. Elektromotoren zur Anwendung, die über eine Batterie, bspw. die Fahrzeugbatterie, betrieben werden. In vielen Fällen kommen Gleichstrommotoren zum Einsatz, deren Antriebsritzel zunächst in den Zahnkranz des Verbrennungsmotors einrückt, um danach den Verbrennungsmotor anzutreiben. Dies erfolgt z. B. mittels des Schub-Schraubtriebprinzips. Nach dem Ende des Startvorgangs rückt das Ritzel typischerweise wieder aus dem Verbrennungsmotor aus. Dabei wird üblicherweise ein gemeinsames Relais für den Einspurvorgang und gleichzeitig für die Durchschaltung des Hauptstroms zum Antrieb des elektrischen Motors verwendet.
Zum Betreiben eines Starters dienen Klemmen, üblicherweise die Klemmen T30, T45 und T50, über die eine Magnetspule bzw. ein Solenoid des Starters angesteuert wird.
Es ist zu beachten, dass bei einem Start/Stopp-System erhöhte Anforderungen gelten, da bei diesen der Starter häufiger genutzt wird. Es wird angestrebt, den Spannungseinbruch während des Startvorgangs zu minimieren, da dies dazu führt, dass weitere, von der Batterie versorgte Verbraucher, wie bspw. Steuergeräte im Kraftfahrzeug, nicht betriebsfähig sind. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen mit Start/Stopp-Funktion zu berücksichtigen, da aufgrund des Ausfalls von Steuergeräten ein sicherer Fahrbetrieb nicht gewährleistet werden kann.
Daher soll eine elektronische Einheit entwickelt werden, die einen Startvorgang ohne übermäßigen Spannungseinbruch ermöglicht.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden eine elektronische Einheit gemäß Anspruch 1, eine Magnetspule eines Starters mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie ein Starter nach Anspruch 10 vorgestellt. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.
Die beschriebene elektronische Einheit, die in Verbindung mit einer Magnetspule bzw. einem Solenoid eines Starters verwendet wird, ermöglicht ein Ansteuern des Starters entsprechend den bestehenden Anforderungen. Spannungseinbrüche bei der Batterie des Fahrzeugs können auf diese Weise verhindert werden.
Die vorgestellte elektronische Einheit kommt insbesondere an der Klemme T30 der Magnetspule eines Starters zum Einsatz. Im folgenden werden Funktionen aufgeführt, die durch den Einsatz der beschriebenen Einheit durchgeführt werden können:
Die elektronische Einheit nimmt üblicherweise die positive Spannung von dem Batteriekabel des Fahrzeugs. Der Kundenanschluss wird an der Klemme ET30 der elektronischen Einheit bereitgestellt. Die elektronische Einheit verbindet die Klemme T30 der Magnetspule und die Klemme ET30 entweder direkt oder durch einen zusätzlichen Widerstand, einen sogenannten Vorwiderstand, entsprechend den Anforderungen. Das Zündschlüsselsignal des Fahrzeugs wird als Triggersignal betrachtet und liegt regelmäßig an der Klemme T50 an. Der Masse- bzw. Erdanschluss der Einheit kann mit dem Körper des Starters oder des Solenoids verbunden werden.
Die elektrische Steuerung innerhalb der elektronischen Einheit kann derart gestaltet sein, dass es ein verzögertes Signal an der Magnetspule des Starters oder an einen Stromschalter abgibt. Ein zusätzlicher Widerstand kann zwischen der Klemme T30 des Starters und an dem Kundenanschluss ET30 verbunden werden. Der Wert des Widerstands kann eingestellt werden, um ein angestrebtes Spannungsniveau am Anschluss der Batterie zu erreichen.
Weiterhin kann die elektrische Steuerung innerhalb der Einheit derart gestaltet sein, dass diese ein Kontaktschweißen an der Magnetspule des Starters erfasst. In Ausgestaltung erfasst die elektrische Steuerung einen für den normalen Betrieb übermäßigen Strom. Außerdem kann eine zu hohe Temperatur erfasst werden.
Darüber hinaus ist in Ausgestaltung die elektrische Steuerung derart ausgebildet, dass diese jede vorgeschriebene Vorrotation des Startermotors bereitstellen kann. Weiterhin kann die elektronische Einheit mit dem Steuergerät des Fahrzeugs verbunden werden, um irgendeinen Steuer- oder Diagnosemodus zu realisieren.
Es ist zu beachten, dass die elektronische Einheit getrennt von dem Starter angebracht werden kann, bspw. am Fahrgestell des Fahrzeugs. Weiterhin kann die elektronische Einheit in einem Relaissystem integriert sein.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Ausführungsform der Magnetspule mit einer elektronischen Einheit in einer Seitenansicht.
2 zeigt eine Ausführung der elektronischen Einheit in einer Draufsicht.
3 zeigt eine Ausführung der elektronischen Einheit in einer Seitenansicht.
4 zeigt in einem Schaltbild die elektronische Einheit.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
In 1 ist eine Magnetspule 10 eines Starters für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Diese Magnetspule 10 trägt eine elektronische Einheit 12, über die die Magnetspule 10 angesteuert wird. Die Magnetspule 10 weist drei Anschlussklemmen, nämlich die Klemme T30 (Bezugsziffer 14), die Klemme T 45 (Bezugsziffer 16) und die Klemme T50 (Bezugsziffer 18) auf.
Zu erkennen ist, dass die Klemme T45 16 und die Klemme T50 18 über einen ersten Anschluss 20 und einen zweiten Anschluss 22 an der elektronischen Einheit 12 angesteuert werden können. Für die Klemme T30 14 der Magnetspule 10 ist an der elektronischen Einheit 12 ein Kundenanschluss ET30 (Bezugsziffer 24) vorgesehen. Die Verbindung zwischen der Klemme T30 14 und dem Kundenanschluss ET30 24 ist in dieser Figur nicht näher dargestellt.
In 2 ist eine Ausführung der elektronischen Einheit, insgesamt mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet, wiedergegeben. Die Darstellung zeigt einen Kundenanschluss ET30 (Bezugsziffer 32), einen ersten Anschluss 34 für die Klemme T45 und einen zweiten Anschluss 36 für die Klemme T50. Weiterhin ist eine elektronische Steuerung 38 dargestellt, die in drei Bereiche aufgeteilt ist.
Die Darstellung zeigt weiterhin eine Klemme T30 (Bezugsziffer 40), die auf der Magnetspule des Starters angeordnet ist. Diese Klemme T30 40 kann über den Kundenanschluss ET30 32 angesteuert werden. Dabei ist zwischen dem Kundenanschluss ET30 32 und der Klemme T30 40 ein Vorwiderstand 42 geschaltet. Mit diesem Vorwiderstand 42 kann eine elektrische Größe, insbesondere ein elektrischer Strom, begrenzt werden.
Die elektronische Steuerung 38 kann unterschiedliche Funktionen erfüllen. So kann bspw. ein verzögertes Signal an die Magnetspule weitergeleitet werden. Die Verzögerung kann dabei in Abhängigkeit äußerer Bedingungen variiert werden.
Der Vorwiderstand 42, der einen zusätzlichen Widerstand darstellt, verbindet die Klemme T30 40 mit dem Kundenanschluss ET30 32. Der Wert des Widerstands kann ebenfalls eingestellt bzw. gesteuert werden, um das erforderliche Spannungsniveau an der Klemme T30 40 einzustellen. Auch dieser Wert kann über der Zeit variiert werden. Auf diese Weise kann der Verlauf der Spannung bzw. des Stroms, der in den Starter fließt, beeinflusst werden. Somit ist es auch möglich, einem zu hohen Strom zu Beginn der Startphase entgegenzuwirken.
Die vorgestellte elektronische Einheit 30, die bspw. mit einer Stahlplatte an der Magnetspule oder auch an der Basis des Starters angebracht werden kann, stellt somit ein Modul dar, dass vielseitig eingestellt bzw. programmiert werden kann und auf einfache Weise mit der Magnetspule des Starters und damit dem Starter verbunden werden kann.
3 zeigt stark vereinfacht eine Ausführung der elektronischen Einheit 50 in einer Seitenansicht. Die Darstellung zeigt den Kundenanschluss ET30 (Bezugsziffer 52), der nach vorne ragt und daher einfach kontaktiert werden kann. Weiterhin umfasst die elektronische Einheit einen flachen, bspw. scheibenförmigen Körper 54, in dem eine elektronische Steuerung 56 aufgenommen ist.
Ein Doppelpfeil 58 verdeutlicht den Durchmesser der scheibenförmigen elektronischen Einheit 50, der an die Abmessungen der Magnetspule des Starters, mit dem die elektronische Einheit 50 verwendet wird, angepasst ist.
In 4 ist in einem Schaltbild der Einsatz der vorgestellten elektronischen Einheit verdeutlicht. Die dargestellte Schaltungsanordnung 70 zeigt eine elektronische Steuerung 72 und einen Vorwiderstand 74, der regelmäßig steuerbar ist. Hierzu eignet sich bspw. ein Halbleiterbauelement, das ebenfalls über die elektronische Steuerung 72 eingestellt werden kann.
Weiterhin zeigt die Darstellung einen ersten Anschluss 76 für die Klemme T45, einen zweiten Anschluss 78 für die Klemme T50 und einen Kundenanschluss ET30 80. Die Schaltungsanordnung 70 ist mit einer Magnetspule 82 verbunden, die wiederum einen Masseanschluss 84 hat.
Über den zweiten Anschluss 78 wird an die Klemme T50 das Zündschlosssignal als Triggersignal angelegt. Dieses Triggersignal kann durch die elektronische Steuerung 72 zeitlich verzögert weitergegeben werden.

Claims

Elektronische Einheit für einen Starter mit einer Magnetspule (10, 82), wobei die elektronische Einheit (12, 30, 50) Anschlüsse (20, 22, 24, 32, 34, 36, 52, 76, 78, 80) aufweist, die zum Ansteuern von zugeordneten Klemmen (14, 16, 18, 40) der Magnetspule vorgesehen sind, wobei eine elektronische Steuerung vorgesehen ist, die zwischen mindestens einem der Anschlüsse (20, 22, 24, 32, 34, 36, 52, 76, 78, 80) und der zugeordneten Klemme (14, 16, 18, 40) geschaltet ist.
Elektronische Einheit nach Anspruch 1, bei der zwischen mindestens einem der Anschlüsse (20, 22, 24, 32, 34, 36, 52, 76, 78, 80) und der zugeordneten Klemme (14, 16, 18, 40) ein Vorwiderstand (42, 74) geschaltet ist.
Elektronische Einheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der die elektronische Steuerung (38, 56, 72) dazu ausgebildet ist, eine Strom zu erfassen.
Elektronische Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die elektronische Steuerung (38, 56, 72) dazu ausgebildet ist, eine Temperatur zu erfassen.
Elektronische Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die elektronische Steuerung (38, 56, 72) dazu ausgebildet ist, ein Kontaktschweißen zu erfassen.
Elektronische Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem ersten Anschluss (20, 34, 76) zum Ansteuern einer Klemme T45 (16) der Magnetspule (10, 82), einem zweiten Anschluss (22, 36, 78) zum Ansteuern einer Klemme T50 (18) der Magnetspule (10, 82) und einem Kundenanschluss (24, 32, 52, 80), der zum Ansteuern einer Klemme T30 (14, 40) der Magnetspule (10, 82) dient.
Magnetspule für einen Starter eines Verbrennungsmotors, die eine elektronische Einheit (12, 30, 50) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
Magnetspule nach Anspruch 7, bei der eine Stahlplatte vorgesehen ist, mit dem die elektronische Einheit (12, 30, 50) mit dem Starter verbunden ist.
Magnetspule nach Anspruch 1, mit einem Relaissystem, in dem die elektronische Einheit (10, 30, 50) integriert ist.
Starter für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs mit einer Magnetspule (10, 82) nach einem der Ansprüche 7 bis 9.