DE2906731A1

DE2906731A1 - Vorrichtung zur steuerung der gluehkerzen einer diesel-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2906731A1
Application number: DE19792906731
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1978-02-22
Filing date: 1979-02-21
Publication date: 1979-09-06
Also published as: JPS5719313B2; DE2906731C2; JPS54112428A; GB2026603B; GB2026603A; US4258678A

Description

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER Diesel Kiki

-A- BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Glühkerzen einer Diesel-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei der Verwendung von Diesel-Maschinen für Kraftfahrzeuge ist es üblicherweise notwendig, Glühkerzen auf eine Temperatur von beispielsweise 800⁰C aufzuheizen, damit die Diesel-Maschine ohne Schwierigkeiten anspringt, wenn der Startvorgang mit Hilfe eines bekannten Anlassers durchgeführt wird. Unter bestimmten Umgebungs-Temperaturen oder wenn die Diesel-Maschine bereits von sich aus erwärmt worden ist, ist es möglich, die Erwärmung der Glühkerzen zum selben Zeitpunkt durchzuführen, zu dem der Anlasser betätigt wird, indem ein Zündschalter in die Startposition geschaltet wird.

Eine herkömmliche Vorrichtung zur Steuerung von Glühkerzen ist in der US-PS 3 675 003 beschrieben. Bei dieser Steuerung werden die Umgebungstemperaturen einer Diesel-Maschine nicht in jedem Falle bei der Erwärmung der Glühkerzen berücksichtigt.

Die Erfindung ist auf die Schaffung einer Steuervorrichtung für die Erwärmung von Glühkerzen einer Diesel-Maschine gerichtet, bei der sichergestellt ist, daß die Zufuhr von elektrischem Heizstrom zu den Glühkerzen in Abhängigkeit von den Temperaturbedingungen der Diesel-Maschine gesteuert wird.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß wird bei kalter Diesel-Maschine den Glühkerzen ein elektrischer Heizstrom von einer elektrischen Spannungsquelle unmittelbar dann zugeführt, wenn ein

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Zündschalter aus der AUS-Position in die EIN-Position geschaltet wird. Die Stromzufuhr hält an, bis die Glühkerzen vollständig auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt sind. Wenn dieser Temperaturwert erreicht ist, wird die Zufuhr von elektrischem Heizstrom unterbrochen. Anschließend wird der Zündschalter aus der EIN-Position in die START-Position geschaltet. Dabei wird eine verringerte elektrische Spannung den Glühkerzen zugeführt, so daß diese nur einen geringeren Heizstrom erhalten.

Dadurch wird eine übermäßige Aufheizung der Glühkerzen verhindert. Wenn die Diesel-Maschine aufgeheizt ist, wird die Zufuhr von elektrischer Heizenergie zu den Glühkerzen auch dann verhindert, wenn der Zündschalter aus der AUS-Position in die EIN-Position geschaltet wird.

Wenn der Zündschalter aus der EIN-Position weiter in die START-Position geschaltet wird, wird elektrischer Heizstrom den Glühkerzen wiederum zugeführt. Daher wird erfindungsgemäß der Temperaturzustand der Diesel-Maschine berücksichtigt, so daß beim Abtasten eines erwärmten Zustandes der Diesel-Maschine die Zufuhr von elektrischem Heizstrom zu den Glühkerzen automatisch verhindert wird.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine elektrische Steuerschaltung als eine Ausfuhrungsform der Erfindung.

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In der Zeichnung ist eine elektrische Leitung 2 gezeigt, die von einem positiven Pol einer Batterie 1 eines Kraftfahrzeugs zu einem Pol eines Zündschalters 3, einem Pol eines als Relais ausgebildeten, normal-offenen Schalters 4 und einem Pol einer Relaisspule des Schalters 4 verläuft. Der andere Pol des Relais-Schalters 4 ist mit einem Pol von Glühkerzen 6,7,8 und 9 über einen elektri-

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sehen Widerstand 5 verbunden. Die Glühkerzen 6,7,8 und 9 sind jeweils für die einzelnen Verbrennungskammern einer Diesel-Brennkraftmaschine vorgesehen. Die Erfindung zeigt daher als Beispiel eine Diesel-Maschine mit vier Zylindern. Der andere Pol der Glühkerzen 6,7,8 und 9 ist mit einer Masseleitung 10 verbunden, die mit einem negativen Pol der Batterie 1 in Verbindung steht. Das andere Ende der Relais-Spule 4c ist mit der Masseleitung 10 über einen normalerweise offenen Relais-Schalter 11 verbunden. Der Zündschalter 3 weist zwei bewegliche Schaltglieder auf, die jeweils von einer AüS-Stellung in eine EIN-Stellung und eine START-Stellung ST bewegt werden können. Die eine EIN-Position und die eine START-Position sind gemeinsam mit einer elektrischen Leitung 12 verbunden, während die andere START-Position mit zwei elektrischen Leitungen 13 und 14 in Verbindung steht. Die Leitung 14 ist über einen Widerstand 15 zur Spannungsreduzierung mit einem Kontakt des Relais-Schalters 4 und des Widerstands 5 verbunden. Die Schaltungsanordnung, die durch die strichpunktierte Linie A umgeben ist, bildet einen Schaltungsteil zur Abtastung der Temperatur der Glühkerzen 6 bis 9. Diese Temperatur-Abtastschaltung umfaßt elektrische Widerstände 16 und 17, die in Reihe zwischen eine Klemme 5a des Widerstandes 5 und die Masseleitung 10 geschaltet sind. Der Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen 16 und 17 ist mit der negativen 'Eingangsklemme des Komparators 18 verbunden. Zwei elektrische Widerstände 19 und 20 liegen in Reihe zwischen der anderen Klemme 5b des Widerstandes 5 und der Masseleitung 10. Der Verbindungspunkt der Widerstände 19 und 20 ist mit der positiven Eingangsklemme des Komparators 18 verbunden. Die positive Eingangsklemme des Komparators 18 steht weiterhin über eine Diode 23 mit dem Verbindungspunkt von zwei Widerständen 21 und 22 in Verbindung, die in Reihe zwischen den Leitungen 10 und 12 liegen. Widerstände 24 und 25 liegen in Reihe zwischen der Leitung 12 und der Ausgangsklemme des Komparators 18. Der Verbindungs-

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punkt der Widerstände 24 und 25 ist mit der Basis eines Transistors 26 verbunden. Der Kollektor des Transistors 26 ist mit der Masseleitung 10 über eine Relais-Spule 11c des zuvor erwähnten Relais-Schalters 11 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der Kollektor-Klemme des Transistors 26 und der Relais-Spule 11c ist mit der negativen Eingangsklemme des erwähnten Komparators 18 über eine Diode 27 und einem mit dieser in Reihe geschalteten Widerstand 28 verbunden. Dioden 29 und 30 und ein elektrischer Widerstand 31 liegen in Reihe zwischen der Leitung 12 und der Masseleitung 10. Der Verbindungspunkt der Diode 30 mit dem Widerstand 31 ist mit dem Emitter des Transistors 26 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen den Dioden 29 und 30 steht mit dem Emitter eines Transistors 32 in Verbindung, dessen Kollektor mit der Masseleitung 10 über eine Trigger-Schaltung 35 verbunden ist. Die Trigger-Schaltung besteht aus einem Widerstand 33 und einem Kondensator 34, die in Reihe geschaltet sind. Die Basis des Transistors 26 und der Kollektor des Transistors 32 sind durch eine Leitung 36 verbunden. Ein Widerstand 37, eine Diode 38 und ein Widerstand 39 sowie ein temperatur-empfindlicher Schalter 40, der die Temperatur des Kühlwassers der Diesel-Maschine abtastet, sind in Reihe zwischen den Leitungen 10 und 12 angeordnet..

Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 37 und der Diode 38 ist mit der Basis des Transistors 32 verbunden. Der Schalter 40 ist so ausgelegt, daß er einschaltet, wenn die Temperatur des Kühlwassers der Diesel-Maschine einen vorbestimmten hohen Wert erreicht. Die Leitung 13, die von der START-Position des Zündschalters 3 ausgeht, ist mit dem Verbindungspunkt zwischen der Diode 38 und dem Widerstand 39 über eine Diode 41 verbunden.

Die Schaltungsanordnung, die durch die strichpunktierte Linie B eingeschlossen ist, bildet einen Schaltungsteil, der die Zufuhr von elektrischem Strom zu den Glühkerzen

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6 bis 9 verhindert, wenn die Diesel-Maschine erwärmt worden ist.

Wenn sich der Schalter 40 in der offenen Stellung befindet, d.h. wenn die Diesel-Maschine kalt ist, bewirkt ein Umschalten des Zündschalters aus der AUS-Position in die EIN-Position einen elektrischen Strom von der Batterie 1 zu der Trigger-Schaltung 35 über den Widerstand 24, so daß der Kondensator 24 der Trigger-Schaltung geladen wird. Daraufhin wird der Transistor 26 leitend, so daß die Spule 11c des Relais-Schalters 11 erregt wird. Dadurch wird der Relais-Schalter 11 eingeschaltet. Dadurch wird die Spule 4c des Schalters 4 erregt und der Schalter 4 wird eingeschaltet. Als Ergebnis gelangt eine elektrische Spannung von der Batterie 1 an die Glühkerzen 6 bis 9 über den Widerstand 5, der einen kleinen thermischen Koeffizienten aufweist. Die Glühkerzen 6 bis 9 bestehen aus elektrischen Widerstands-Elementen mit einem positiven thermischen Koeffizienten. Eine typische Ausführungsform der elektrischen Widerstands-Elemente ist ein Heizelement aus Nickel mit einem elektrischen Widerstand von 0,1 Ohm bei Umgebungstemperatur. Der elektrische Widerstandswert des Widerstandes 5 wird bei etwa 0,007 Ohm gewählt. Wenn daher die elektrische Spannung an die Glühkerzen 6 bis 9 gelangt, werden diese schnell erwärmt und folglich erhöht sich der elektrische Widerstand der einzelnen Glühkerzen 6 bis 9. Entsprechend diesem Zuwachs des elektrischen Widerstandes der Glühkerzen 6 bis 9 steigt das elektrische Potential am Verbindungspunkt 5b nach und nach an. Wenn der elektrische Widerstand der Glühkerzen 6 bis 9 einen Wert erreicht, der etwa 800⁰C Oberflächentemperatur der einzelnen Glühkerzen 6 bis 9 entspricht, ändert sich der Ausgangswert des Komparators 18 von einem niedrigen auf einen hohen Wert, da der elektrische Widerstand der Widerstände 16, 17,19 und 20 so gewählt ist, daß diese Veränderung des Ausgangswertes des Komparators 18 eintritt.

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Der hohe Ausgangswert des Komparators 18 führt zum Abschalten des Transistors 26. Folglich werden die Schalter 11 und 4 ausgeschaltet, so daß die Zufuhr von elektrischem von der Batterie 1 zu den Glühkerzen 6 bis 9 unterbrochen wird. Sobald die Zufuhr des elektrischen Stroms zu den Glühkerzen entfällt, gelangt eine kleine positive elektrische Spannung an die positive Eingangsklemme des Komparators 18 aufgrund einer Vorspannschaltung, die aus den Widerständen 21 und 22 und der Diode 23 besteht. Daher wird der hohe Ausgangswert des Komparators 18 beibehalten. Folglich bleibt die Zufuhr von elektrischem Strom zu den Glühkerzen unterbrochen. Wenn in der nächsten Stufe eine nicht gezeigte Anzeigelampe erkennen läßt, daß die Aufheizung der Glühkerzen 6 bis 9 vervollständigt ist, wird der Zündschalter 3 durch den Fahrer aus der EIN-Position in die STÄRT-Position geschaltet. Auf diese Weise wird ein bekannter Anlasser für die Diesel-Maschine betätigt, und gleichzeitig gelangt eine niedrige elektrische Spannung an die Glühkerzen 6 bis 9 von der Batterie 1 über den Widerstand 15.

Der elektrische Widerstandswert des Widerstandes 15 ist so gewählt, daß die Oberflächen-Temperatur der Glühkerzen bei 800⁰C gehalten wird. Wenn dagegeben die Oberflächen-Temperatur gegenüber diesem Wert erheblich absinkt und beispielsweise unter 600⁰C gelangt, wird durch die Temperatur-Abtastschaltung A bewirkt, daß der Ausgangswert des Komparators 18 von dem hohen Wert auf einen niedrigen Wert umgeschaltet wird. Dadurch wird der Relais-Schalter 4 eingeschaltet, die Glühkerzen 6 bis 9 werden unverzüglich aufgeheizt. Wenn die Oberflächen-Temperatur der Glühkerzen 6 bis 9 auf 800⁰C zurückgekehrt ist, wird der Relais-Schalter 4 ausgeschaltet, so daß nur der niedrige Spannungswert an die Glühkerzen 6 bis 9 über den Widerstand 15 gelangt. Daher wird die Oberflächen-Temperatur der Glühkerzen 6 bis 9 ständig bei 800⁰C gehalten.

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Wenn andererseits die Diesel-Maschine vollständig erwärmt ist, bewirkt eine Umschaltung des Zündschalters von der AUS-Position in die EIN-Position eine Aufheizung der Glühkerzen 6 bis 9. Wenn die Diesel-Maschine warm ist, ist der Schalter 40 der Schaltung D, der die Kühlwasser-Temperatur abtastet, eingeschaltet, so daß der Transistor 32 leitend ist. Folglich wird der Transistor 26 ausgeschaltet. Dadurch wird auch der Relais-Schalter 4 ausgeschaltet. Dadurch wird die Zufuhr von elektrischem Strom von der Batterie zu den Glühkerzen 6 bis 9 unterbrochen. Wenn der Zündschalter 3 anschließend von der EIN-Stellung in die START-Stellung geschaltet wird, wird der Transistor 32 unabhängig von der EIN-Stellung des Schalters 40 ausgeschaltet, da die Diode 41 in der elektrischen Leitung 13 vorgesehen ist. Als Ergebnis wird der Transistor 26 eingeschaltet. Dadurch wird der Relais-Schalter 4 geschlossen, so daß der elektrische Heizstrom von der Batterie zu den Glühkerzen 6 bis 9 gelangt. Dadurch werden die Glühkerzen 6 bis 9 schneller auf 800⁰C erwärmt. Dadurch ändert sich der Ausgangswert des !Comparators 18 von dem niedrigen auf den hohen Wert.

Diese Änderung des Ausgangswertes des Komparators 18 bewirkt, daß der Transistor 26 ausgeschaltet wird. Dadurch wird der Relais-Schalter 4 ausgeschaltet. Als Ergebnis werden die Glühkerzen 6 bis 9 mit elektrischem Heizstrom von der Batterie über den Widerstand 15 versorgt. Dadurch wird die Oberflächen-Temperatur der Glühkerzen 6 bis 9 auf 800⁰C gehalten.

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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung die Glühkerzen mit einem elektrischen Heizstrom versorgt werden, dessen Höhe entsprechend der Temperatur der Diesel-Maschine geändert wird. Außerdem wird der elektrische Spannungswert, der an die Glühkerzen gelangt, bei Umschalten des Zündschalters von der EIN-Stellung auf die START-Stellung

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verringert, wenn die Glühkerzen auf die vorbestimmte Temperatur zum Starten der Diesel-Maschine aufgeheizt sind. Daher kann nicht nur die Oberflächen-Temperatur der Glühkerzen auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden, sondern es wird auch eine übermäßige Stromzufuhr zu den Glühkerzen verhindert. Dadurch wird verhindert, daß die Glühkerzen beschädigt werden.

Die Betätigung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung kann durch Umschalten des Zündschalters aus der AUS-Stellung in die EIN-Stellung oder die START-Stellung erfolgen. Ein Fahrer, der an einen Wagen mit Benzin-Brennkraftmaschine gewöhnt ist, kann ohne weiteres eine Diesel-Maschine betätigen, die mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ausgerüstet ist. Dies bedeutet, daß eine Diesel-Maschine mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung zum Heizen der Glühkerzen außerordentlich zweckmäßig ist.

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Leerseite

Claims

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PATENTANWÄLTE

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8000 München 22 D-4800 Bielefeld

Triftstraße 4 Siekerwall 7

WG79-Q02
St/ri

DIESEL KIKI CO., LTD. No. 6-7, 3-chome, Shibu'ya„ Shibuya-ku,
TOKYO, Japan

Vorrichtung zur Steuerung der Glühkerzen einer Diesel-Brennkraftmaschine

PRIORITÄT? 22. Februar 1978, Japan, No» Sho 53-018601

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Steuerung der Glühkerzen einer Diesel-Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine erste elektrische Schaltung mit einem normal-offenen Schalter (4) zum Zuführen einer elektrischen Spannung vorgegebener Höhe von einer Spannungsquelle (1) zu den Glühkerzen (6 bis 9), eine zweite elektrische Schaltung (15) zum Zuführen einer niedrigen elektrischen Spannung zu den Glühkerzen (6 bis 9) von der Spannungsquelle (1) über die Startposition eines Zündschalters (3) und einen elektrischen Spannungsreduzierungs-Widerstand (15), wel-

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ehe zweite Schaltung parallel zu der ersten Schaltung angeordnet ist, eine temperatur-abtastende Schaltung (A) zur Abtastung der Temperatur der Glühkerzen, die den normal-offenen Schalter (4) offenhält, bis ein vorgegebener Temperaturwert erreicht ist, und die durch den Zündschalter (3) beim Umschalten aus der AUS-Position in die EIN-Position und die START-Position einschaltbar ist und eine Schaltung (B) zur Unterdrückung der Stromzufuhr zu den Glühkerzen (6 bis 9), die einen temperaturempfindlichen Schalter (40) zur Abtastung der Temperatur der Diesel-Brennkraftmaschine einschließt und durch den Zündschalter (3) betätigbar ist, wenn dieser in die EIN-Position geschaltet ist und der temperaturempfindliche Schalter (40) die Erwärmung der Diesel-Maschine abtastet, welche Schaltung bewirkt, daß der normal-offene Schalter (4) in der offenen Stellung gehalten wird.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrische Schal- tung aus einem elektrischen Widerstand (5) mit hohem thermischen Koeffizienten und einem normal-offenen Schalter (4) besteht, daß die temperatur-abtastende Schaltung (A) einen Komparator (18) einschließt, an den eine erste elektrische Spannung auf der Grundlage des Widerstandswertes eines elektrischen Widerstandes gelangt, der sich entsprechend der Änderung der Oberflächentemperatur der Glühkerzen ändert, und eine zweite elektrische Spannung entsprechend der vorbestimmten Temperatur gelangt, daß ein elektromagnetisches Relais zum öffnen und Schließen des normal-offenen Schalters (4) in der ersten elektrischen Schaltung vorgesehen ist und durch den Ausgang des Komparators steuerbar ist, daß die temperatur-abtastende Schaltung (B) einen vorbestimmten Temperaturwert der Glühkerzen (6 bis 9) abtastet und bis zum Erreichen dieses Wertes den normal-offenen Schalter (4),geschlossen hält.

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3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze ichnet, daß die temperatur-abtastende Schaltung (A) eine Vorspannschaltung (21,22,23) umfaßt, die eine vorgegebene elektrische Spannung an einen Eingang des Komparators (18) anlegt.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennze ichnet, daß die temperatur-abtastende Schaltung (A) eine Trigger-Schaltung (35) einschließt, die ein elektromagnetisches Relais (11c) kurzzeitig betätigt und die temperatur-abtastende Schaltung einschaltet, welche Trigger-Schaltung (35) einen Widerstand (33) und einen Kondensator (34) umfaßt.

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