DE2360763A1

DE2360763A1 - Schaltungsanordnung zum verzoegerungsfreien anzug und verzoegertem abfall eines magnetschalters

Info

Publication number: DE2360763A1
Application number: DE2360763A
Authority: DE
Inventors: Geza Dipl Ing Balassa; Wolfdietrich Burkhard
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1975-06-19

Description

E. 18 83

Vs/Sc

Anlage einer
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart

Schaltungsanordnung zum verzögerungsfreien Anzug und verzögertem Abfall eines Magnetschalters ^

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum verzögerungsfreien Anzug und verzögertem Abfall eines Magnetschalter „ insbesondere für ein Kaltstartventil einer Brennkraftmaschine5 dessen Erregerwicklung im Hauptstromkreis eines ersten Transistors liegt und in dessen Steuerstromkreis die Hauptschaltstrecke eines zu ihm komplementären zweiten Transistors liegt, dessen Basis über einen Widerstand und einen Kondensator mit einem Signaleingang gekoppelt und mit der Ausgangselektrode des ersten Transistors verbunden ist.

Bei derartigen Schaltungsanordnungen is.t es erforderlich, daß z.B. beim Anlassen einer kalten Brennkraftmaschine der Magnetschalter bzw. ein Relais.das Kaltstartventil für eine bestimmte Zeit öffnet, um zusätzlichen Brennstoff in die Brennräume der Maschine.

509825/0430

188 — 2 —

einzuspritzen.

Es ist bekannt, zu diesem Zweck den Magnetschalter bzw. das Relais durch elektronische Schaltelemente verzögerungsfrei einzuschalten und nach Ablauf einer durch einen NTC- Widerstand beeinflußbaren Zeitspanne wieder abzuschalten. Der NTC-Widerstand befindet sich dabei in unmittelbarer Nähe der Brennkraftmaschine und· dient zur Aufladung eines Kondensators, welcher beim Erreichen einer bestimmten Ladung durch elektronische Schaltelemente die Abschaltung des Relais bewirkt und damit das Ventil schließt. Die Verzögerungszeit für das Abschalten des Relais ist daher abhängig von der Temperatur des NTC-Widerstandes und somit/der Motortem/peratur. Die Verzögerungszeit nimmt mit steigender Temperatur des NTC-Widerstandes ab, da dieser einen negativen Temperaturkoeffizienten hat.

Die Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die Verzögerungszeit durch SpannungsSchwankungen der Stromversorgungsanlage in unerwünschter Weise beeinflußt werden kann und daß bei einem Fehlstart der Maschine bzw. nach einem kurzzeitigen Lauf der Kondensator erst wieder allmählich über den NTC-Widerstand entladen wird, so daß ein erneuter Anlaßversuch mit geöffnetem Kaltstartventil erst wieder nach einer Zeit von ca. 20 see. bei kalter Maschine möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung der Schaltungsanordnung zu erziehlen, um sie nach dem Abschalten des Relais möglichst rasch für einen erneuten Schaltvorgang betriebsbereit zu machenJHDies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Kondensator ferner an einem aus der Erregerwicklung des Magnetschalters und einer Diode gebildeten Entladestromkreis angeordnet ist, wobei die Diode bei der Kondensatoraufladung in

509825/0 430

Sperrichtung "beansprucht ist. · -

Eine zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung im Hinblick auf eine Stabilisierung der Steuerspannung der Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß eine anodenseitig auf Masse liegende Zenerdiode kathodenseitig mit einem Anschluß des Kondensators verbunden ist.

Einzelheiten der Erfindung sind an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Die Abbildung zeigt den Schaltungsaufbau einer Verζögerungsschaltung für ein von einem Relais gesteuerten Kaltstartventil einer Brennkraftmaschine.

Die Schaltungsanordnung ist in einem geschlossenen Gehäuse 10 untergebracht, welches in der Abbildung gestrichelt angedeutet ist. Es ist mit Anschlußklemmen 11, 12, 13₅ 14-* 15 versehen, von denen die Anschlußklemme 11 über einen Zündschloßschalter 16 mit dem Pluspol einer Akkumulatorbatterie 1? verbunden ist, deren Minuspol auf Masse liegt. Die Anschlußklemme 12 ist über einen Startschalter 18 mit der Anschlußklemme 11 verbunden, an dem ferner ein Einrückrelais 19 angeschlossen ist, das andererseits auf Masse liegt. Die Anschlußklemme 13 ist mit der Erregerwicklung eines Kaltstartver&les 20 verbunden, welche andererseits ebenfalls auf Masse liegt. Die Anschlußklemme 14 ist mit Masse verbunden und die Anschlußklemme 15 ist an einen NTC-Widerstand 21 angeschlossen, der andererseits ebenfalls auf Masse liegt. Die Schaltungsanordnung enthält einen ersten Transistor 22, dessen Emitter mit der Anschlußklemme 11 verbunden ist und dessen Kollektor über eine Erregerwicklung 23a eines Magnetschalters mit der auf Masse liegenden Anschlußklemme 14 verbunden ist. Der Arbeitskontakt 23b des Magnetschalters

509 825 /0430

188 - 4 -

liegt mit seinem einen Anschluß an der Klemme 11 und mit seinem anderen Anschluß an der Klemme 13· Dieser Anschluß ist ferner über eine anodenseitig auf Masse liegenden Diode 24 mit der Klemme 14 verbunden. Diese Schutz-Diode 24 ist damit zum Kaltstartventil 20 parallel
geschaltet. Die Basis des PNP-Transistors 22 ist über einen Widerstand 25 mit der Hauptschaltstrecke eines zu ihm komplementären zweiten Transistors 26 verbunden. Dieser ist ein NPN-Transistor, dessen Emitter auf Masse liegt. Die Basis dieses zweiten {Transistors 26

27

ist über einen kleinen Kondensator/beim Auftreten hochfrequenter Störschwingungen mit Masse gekoppelt. Die Basis ist ferner über einen Widerstand 28, einem
weiteren Kondensator 29 und einem weiteren Widerstand 30 mit der Ausgangselektrode des ersten Transistors verbunden sowie über eine Diode 31 und einem dazu in Reihe geschalteten weiteren Kondensator 32 mit der Anschlußklemme 12 gekoppelt, welche den Signaleingang
bildet. Zwischen den Anschlußklemmen 12 und 14 liegt eine weitere Diode 33 anodenseitig auf Masse und damit parallel zum Einrückrelais 19· An der Verbindung zwischen der Diode 31 und dem Kondensator 32 ist ein Widerstand 34 angeschlossen, dessen anderes Ende auf Masse liegt. Zum Aufladen des mit seinem einen Anschluß mit dem Signaleingang gekoppelten Kondensators 29 ist dieser mit seinem anderen Anschluß über
einen weiteren Widerstand 35 und dem über die Anschlußklemme 15 dazu in Reihe geschalteten NTC-Widerstand
21 mit Masse verbunden.

Der Entladestromkreis des Kondensators 29 wird bei
gesperrtem ersten Transistor 22 durch den Widerstand 30 und die dazu in Reihe liegende Erregerwicklung 23a des Magnetschalters 23 sowie durch eine anodenseitig

- 5 -509825/0430

18 8 - 5 -

auf Masse liegende weitere Diode 36 gebildet, die kathodenseitig wiederum mit dem Kondensator 29 verbunden ist. Die Diode 36 ist bei der Aufladung des Kondensators 29 in Sperrichtung beanspruclit. Auf diese Weise ist der im Ladestromkreis des Kondensators 29 liegende temperaturabhängige Widerstand· 21 und der dazu in Reihe liegende Widerstand 35 von der Diode 36 des Entladestromkreises überbrückt.

Eine anodenseitig auf Massepotential liegende Zenerdiode 37 ist mit ihrer Kathode an die Verbindung zwischen dem Kondensator 29 und dem dazu in Reihe geschalteten Widerstand 30 angeschlossen.

Im folgenden soll die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung beschrieben werden. Mit dem Schließen des Zündschloßschalters 16 wird die Schaltungsanordnung funktionsbereito Es gelangt dann eine Gleichspannung von der Plusklemme' der Akkumulatorbatterie 17 über, den Schalter 16 auf die Anschlußklemme 11 und von dort zum Emitter des ersten Transistors 22. Da der Konensator 29 über den Widerstand 30, die Erregerwicklung 23a des Magnetschalters 23 sowie über die Mode 36 vollständig entladen ist, liegt die Basis des zweiten Transistors 26 auf Masse= Die Schaltstrecke dieses Transistors ist daher gesperrt. Da sie im Basisstromkreis des ersten Transistors 22 liegt, ist folglich auch seine Schaltstrecke gesperrt. Da die Anschlußklemme 12 für den Signaleingang gemeinsam mit dem Einrückrelais 19 der Brennkraftmaschine über den Startschalter 18 und den Zündschloßschalter 16 am Pluspol der Akkumulatorbatterie 17. liegt, gelangt beim Schließen des Startschalters 18 die Spannung nunmehr zur Anschlußklemme 12. Gleichzeitig wird damit das Einrückrelais 19 des nicht dargestellten Andrehmotors der Brennkraftmaschine .eingeschaltet. Der dabei auftretende Spannungssprung an der Anschlußklemme 12 wird am Kondensator 32 differenziert, so daß ein

positiver Spannungsimpuls über die dazu in Reihe liegende

509825/0430

18 8 - 6 -

Diode 31, den Widerstand 30, den Kondensator 29 sowie über den Widerstand 28 zur Basis des zweiten Transistors 26 gelangt und seine Schältstrecke unverzüglich in den stromleitenden Zustand umschaltet. Damit wird nun die Basis des ersten Transistors 22 über den Widerstand 25 und die Schaltstrecke des zweiten Transistors 26 auf Masse gelegt, so daß auch die Schaltstrecke dieses Transistors 22 leitend wird. Es fließt nun ein Strom über die Anschlußklemme 11 und über die Schaltstrecke des ersten Transistors 22 durch die Erregerwicklung 23a des Magnetschalter 23· Der Arbeitskontakt 23b dieses Magnetschalters 23 wird nun geschlossen und damit wird auch das an der Anschlußklemme 13 liegende Kaltstartventil 20 eingeschaltet. Der Kondensator 29 wird nun über die Schaltstrecke des ersten Transistors 22 und

vorwiegend den Widerstand 30 aufgeladen, wobei der Ladestrom/über den Widerstand 35 und den NTC-Widerstand 21 zur Masse fließt. Je nach der Temperatur des NTC-Widerstandes 21 wird der Kondensator 29 mehr oder weniger schnell aufgeladen. Dabei wird der Spannungsabfall an den Widerständen 35 und 21 der Basis des zweiten Transistors 26 zugeführt und auf diese Weise der leitende Zustand seiner Schaltstrecke aufrecht erhalten. Das hat zur Folge, daß auch die Schaltstrecke des ersten Transistors 22 leitend bleibt, daß die Erregerwicklung 23a des Magnetschalters 23 erregt, sein Arbeitskontakt 23b geschlossen und das Magnetventil 20 geöffnet bleibt. Bei einem kalten NTC-Widerstand 21 ist der Kondensator 29 nach etwa 20 see. soweit aufgeladen, daß die an ihm abgegriffene Basisspannung des zweiten Transistors 26 dessen Ansprechspannung unterschreitet und damit seine Schaltstrecke sperrt. Dadurch wird auch der Basisstrom für den ersten Transistor 22 unterbrochen so daß auch seine Schaltstrecke in den Sperrzustand umgeschaltet wird. Der Magnetschalter 23 fällt ab und·

509825/0430

2300783

schaltet über den Arbeitskontakt 23"b das Kaltstartventil 20 ab. Für diesen Funktionsablauf ist es unerheb-.lich, ob der Startsehalter 18 nur kurzzeitig, über mehrere sek. oder zum Beispiel bei mehreren aufeinanderfolgenden Startvorgängen mehrfach geschlossen und geöffnet wird. .

Um nach diesem Schaltvorgang die Anordnung möglichst schnell wieder betriebsbereit zu machen, ist für den Kondensator 29 ein besonderer Entladestromkreis vorgesehen, welcher mit dem Sperren des ersten Transistors 22 wirksam wird. Damit diesem Transistor 22 die Spannung zur Aufladung des Kondensators 29 abgeschaltet wird, kann sich dieser nun anschließend über den Widerstand 50, die Erregerwicklung 23a des Magnetschalters 23 und über die Diode 36 entladen. Der Widerstand 30 ist so niederohmig gewählt, daß die Entladung des Kondensators 29 innerhalb einer see. erfolgen kann. Wird nun mit dem Startschalter 18 ein erneuter Anlaßvorgang eingeleitet, so beginnt der zuvor beschriebene Funktionsablauf der SchäLtungsanordnung erneut.

Um sicherzustellen, daß die Einschaltzeit des KaItstartventiles 20 nicht durch Spannungsschwankungen beeinflußt wird, wie sie z.B. durch Zuschalten oder Abschalten weiterer Verbraucher der Akkumulatorbatterie 17 verursacht werden können, ist der in der Einschaltzeit aufzuladende Kondensator durch eine Zenerdiode 37 ^an eine stabilisierte Lade^sP^amri:inS angeschlossen. Die Schweilspannung dieser Zenerdiode 37 ist so gewählt, daß diese durch eventuelle Spannungseinbrüche an der Anschlußklemme 11 nicht unterschritten wird. Am Widerstand 30 fällt dabei die durch die Eingangsspannung an der Anschlußklemme 11 einerseits und die Zenerspannung der Zenerdiode 37 andererseits bestimmte Differenzspannung ab.

509825/0430

1883

Die Erfindung ist nicht, auf das dargestellte Ausfiihrungsbeispiel beschränkt, da die Schaltungsanordnung auch anstelle des Kaltstartventiles 20 an andere Verbraucher anzuschließen ist. Wesentlich ist, daß die Verbraucherspannung in einem solchen Fall an die Anschlußklemme 11 angeschlossen wird, das Steuersignal an die Anschlußklemme 12, der zu schaltende Verbraucher an die Anschlußklemme 15 und die Masseverbindung an die Anschlußklemme 14·. Anstelle des NTC-Widerstandes 21 können gegebenenfalls auch andere Steuerelemente angeschlossen v/erden bzw. die Anschlußklemme 15 kann bei entsprechender Dimensionierung des Widerstandes 35 gleichfalls auf Masse gelegt werden. Erfindungswesentlich ist, daß zur Entladung des Kondensators 29 ein besonderer Entladestromkreis vorgesehen ist, welcher erst durch das Sperren des ersten Transistors 22 zum Abschalten des Verbrauchers wirksam werden kann.

509825/0430

Claims

Ansprüche

Schaltungsanordnung zum verzögerungsfreien Anzug und verzögertem Abfall eines Magnetscchalters, insbesondere für ein Kaltstartventil einer Brennkraftmaschine, dessen Erregerwicklung im Hauptstromkreis

in eines ersten Transistors liegt und/dessen Steuer-" Stromkreis die Hauptschaltstrecke eines zu ihm komplementären ziireiten Transistors liegt, dessen Basis über einen Widerstand und einen Kondensator mit einem. Signaleingang gekoppelt und mit der Ausgangselektrode des ersten Transistors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet₅ daß der Kondensator (29) ferner an einem aus der Erregerwicklung (23a) des .. Magnetschalters (23) und einer Diode (36) gebildeten Entladestromkreis angeschlossen ist, wobei die Diode (36) bei der Kondensatoraufladung in Sperrrichtung beansprucht ist«
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (29) mit einem im Ladestromkreis liegenden, vom Eiftadestromkreis überbrückten, temperaturabhängigen Widerstand- (21) in Reihe geschaltet ist.

509825/0430 - 10—
3. Schaltungsanordnung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (29) über einen weiteren Widerstand (30) mit dem Signaleingang (12) gekoppelt und mit der Ausgangselektrode des ersten Transistors (22) verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine anodenseitig auf Massepotential liegende Zenerdiode (37) mit ihrer Kathode an die "Verbindung zwischen dem Kondensator (29) und dem weiteren Widerstand (30) angeschlossen ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaleingang (12) gemeinsam mit einem Einrückrelais (19) der Brennkraftmaschine über einen Startschalter (18) am Pluspol einer G-leichspannungsquelle (17) angschlossen ist.

509825/0430