DE3123471C2

DE3123471C2 - Vorglüheinrichtung für Dieselbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3123471C2
Application number: DE19813123471
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing.(grad.) 7303 Neuhausen Drücker; Hartmut Ing.(grad.) 7000 Stuttgart Goerke; Jean Ing.(grad.) 7014 Kornwestheim Kinn
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-06-13
Filing date: 1981-06-13
Publication date: 1985-06-05
Also published as: DE3123471A1

Abstract

Durch die Erfindung wird eine Vorglüheinrichtung für Dieselbrennkraftmaschinen beschrieben, bei der der Ausfall jeder Glühkerze zuverlässig und mit einfachen Mitteln festgestellt werden kann. Jeder Glühkerze ist zu diesem Zweck ein Trennkontakt zugeordnet, durch den die Glühkerzen vom Stromkreis und gegeneinander isolierbar sind. Dadurch kann der Durchgangswiderstand der Glühkerzen sehr einfach mit Hilfe einer bekannten Widerstandsmessung innerhalb einer Auswerteelektronik bestimmt und ein evtl. Defekt festgestellt werden. Das Ergebnis kann über Leuchtdioden od.dgl. dem Fahrer zur Anzeige gebracht werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorglühtinrichtung für Dieselbrennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorglüheinrichtung ist aus der DE-OS 27 50 464 bekannt. Hier sind die Glühkerzen parallel geschaltet und mit einer Kontrollschaltung versehen, welche feststellen kann, ob alle Glühkerzen in Ordnung sind. Fällt wenigstens eine Glühkerze aus, so wird dies angezeigt Es läßt sich aber nicht feststellen, welche Glühkerze schadhaft ist. Jeder Glühkerze ist ein Reedrelais zugeordnet und alle Reedrelais sind entweder in Reihe oder parallel geschaltet und mit einer Anzeigelampe verbunden

Als Glühkerzen werden heute üblicherweise Stabglühkerzen eingesetzt, die eine bestimmte Zeit lang aufgeheizt werden, indem durch Beaufschlagung eines Leistungsrelais, was z. B. über die Betätigung des Zünd-Schlüssels geschehen kann, die Glühkerzen mit einer Spannungsversorgung verbunden werden, so daß über eine Heizwendel ein Strom fließt, der dit Glühkerzen aufheizt. En ist auch bekannt, gleichzeitig mit den Stabglühkerzen eine Anzeigelampe aufleuchten zu lassen, die nach entsprechender Vorglühzeit erlischt, wobei dadurch dem Fahrer die Startbereitschaft signalisiert wird. Die Vorglühzeitsteuerung erfolgt mittels Temperaturfühler, die die Motortemperatur oder die Kühlwassertemperatur erfassen. Weiterhin können solche Schaltungen mit einer Sicherheitsabschaltung versehen sein, die, falls nicht gestartet wird, die Vorglüheinrichtung nach einer bestimmten Zeit. z. B. 30 Sekunden, automatisch abschaltet.
Bei einer Vorglüheinrichtung nach der DE-OS 26 21 407 werden den Glühkerzen entgegengesetzt gewickelte Spulen zugeordnet, die ein Magnetfeld aufbauen, in welchem ein Reedrelais angeordnet ist. Dabei ist die Anordnung der Spulen so getroffen, daß sich die Magnetfelder innerhalb der Spulen kompensieren, wenn alle Glühkerzen einwandfrei arbeiten. Bei Ausfall einer Glühkerze baut sich ein resultierendes Magnetfeld auf, durch welches das Reedrelais anspricht, das dann über eine Anzeigelampe den Ausfall einer Glühkerze anzeigt. Bei dieser Bauart ist nachteilig, daß ein zuverlässiges Ansprechen des Reedrelais erst bei Ausfall von zwei oder mehreren Glühkerzen erreicht werden kann. Die Anzeige erfolgt dadurch erst, wenn die Startbereitschaft eines Dieselmotors schon stark herabgesetzt ist Außerdem ist es bei dieser Bauart nicht möglich, eine differenzierte Anzeige der ausgefallenen Glühkerzen vorzunehmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorglüheinrichtung für Dieselbrennkraftmaschinen zu schaffen, die es ermöglicht, zuverlässig festzustellen, welche Glühkerze bzw. Glühkerzen ausgefallen ist bzw. sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der wesentliche Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß die Glühkerzen bei nicht angezogenem Relais, d. h. also bei geöffneten Trennkontakten, elektrisch gegeneinander isoliert sind, so daß der Wider-

stand jeder einzelnen Glühkerze sehr einfach erfaßt werden und dadurch unmittelbar festgestellt werden kann, ob ein Kurzschluß vorliegt, was relativ selten auftritt, oder ob infolge Überhitzung oder aus anderen Gründen eine Unterbrechung der Glühwendel der Glühkerze stattgefunden hat, so daß sich ein unendlich großer Widerstand einstellt Diese Widerstände werden von der Auswerteelektronik erfaßt, so daß immer eine Überwachung der Glühkerzen stattfindet Während des Vorglühvorcanges wird diese Überwachung nicht vorgenommen, da in diesem Falle die Glühkerzen als gemeinsame Potentiale sowohl die Masse als auch die Spannung der Stromversorgung haben.

Mit Hilfe der Auswerteelektronik können auch die Kontaktübergangswiderstände festgestellt werden, wenn die Auswerteelektronik eine Schwellwertschaltung umfaßt, mit Hilfe derer die Kontaktübergangswiderstände erfaßt werden. Dabei kann die Schwellwertschaltung so aufgebaut sein, daß sie den maximal zulässigen Kontaktwiderstand an jedem einzelnen Trennkontakt überwacht Bei Überschreiten des Widerstandes, was ein Zeichen für eine starke Verschmutzung des Kontaktes ist, kann dann ein Signal erzeugt werden, welches anzeigt, daß eine Reinigung eines oder mehrerer Kontakte durchzuführen ist. Auch Kontaktunterbrechungen können durch die Erfassung des Gesamtwiderstandes der Trennkontakte und der Glühkerzen während des Vorglühvorganges ermittelt werden.

In vorteilhafter Weise ist die Auswerteelektronik mit einer Fehleranzeige verbunden, die Funktionsstörungen der Glühkerzen anzeigt. Ebenso ist vorgesehen, eine Fehleranzeige bei Funktionsstörungen der Trennkontakte mit der Auswerteelektronik zu verbinden. Dabei kann die Fehleranzeige differenziert über geeignete Anzeigemittel wie z. B. jeweils einer Glühkerze bzw. einem Trennkontakt zugeordnete Leuchtdioden, Glühlampen oder dergleichen erfolgen. Die registrierten Fehler können aber auch einem Speicher zugeführt werden, der in Abhängigkeit von der Betätigung eines Schalters die gespeicherten Funktionsstörungen zur Anzeige bringt.

Die Auswerteelektronik kann in vielfacher Art und Weise aufgebaut sein. Es wird in den meisten Fällen genügen, logische Schaltelemente zu verwenden, die so geschaltet sind, daß sie dann, wenn ein unendlich großer Widerstand festgestellt wird, ein Signal erzeugen. Die elektrische Isolierung der Glühkerzen untereinander kann mit Hilfe der Trennkontakte sehr einfach vorgenommen werden, so daß sich eine äußerst einfache Möglichkeit ergibt, jede Glühkerze einzeln zuverlässig zu überwachen.

Die Trennkontakte können nebeneinander angeordnete Kontaktplättchen aufweisen, die jeweils das Ende der zu einer Glühkerze führenden Leitung bilden, auf die die Kontaktgabe mit Hilfe einer Kontaktfeder erfolgt, die schwenkbar am Kopf des Leistungsrelais angeordnet ist. Die Kontaktgabe kann dann am Ende der Kontaktfeder erfolgen, welche hierzu mit den Kontaktplättchen zugeordneten Kontaktzungen versehen ist. Von diesen Kontaktzungen und den Kontaktplättchen werden damit die Trennkontakte gebildet, wobei durch die Anordnung der Kontaktfeder am Kopf des Relais garantiert wird, daß die Trennkontakte gleichzeitig bei Beaufschlagung des Relais geschlossen werden. Sie werden dadurch zueinander parallel geschaltet, wodurch eine gleichmäßige Potentialzufuhr zu jeder Glühkerze gewährleistet ist.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn am nicht mit den KontaktDlättchen zusammenwirkenden Ende der Kontaktfeder ein Vorlauf- und ein Hauptkontakt ausgebildet ist, weil dadurch eine verschleißfreie Kontaktgabe gewährleistet ist, da der zwangsläufig bei der Schließung der Kontakte auftretende Spannungsüberschlag am Vorlaufkontakt abfällt Durch das Anziehen des Relais legt sich der Hauptkontakt erst nach dem Anlegen des Vorlaufkontaktes an, über den ohne Abnutzungserscheinungen der Stromdurchgang erfolgen kann. Ein Zusammenkleben kann dann wirksam verhindert werden, insbesondere wenn zur Herstellung des Vorläüfkontaktes ein Material mit sehr geringer Verschweißneigung verwendet wird, z. B. Wolfram.

Um eine zuverlässige Kontaktgabe auch im Bereich der Trennkontakte zu erhalten, sind die Kontaktabstände so gewählt, daß sich die Trennkontakte vor dem Vorlauf- und vor dem Hauptkontakt bei Beaufschlagung der Relaisspule schließen. Dadurch ist sichergestellt, daß das Schließen der Trennkontakte stromlos erfolgt, da im Moment des Anlegens der Kontaktplättchen an die Kontaktzungen die Kontaktfeder noch stromlos ist. Vorteilhaft ist es dabei auch, die Trennkontakte so auszubilden, daß beim Schließen ein Reibvorgang erzeugt wird, da dadurch eine Selbstreinigung der Kontaktstellen erfolgt. Beim Abschalten des Relais dagegen bleiben dann die Trennkontakte noch geschlossen, wenn sich der Hauptkontakt und der Vorlaufkontakt schon geöffnet haben. Damit erfolgt auch das Öffnen der Trennkontakte stromlos, wodurch sich eine lange Lebensdauer dieser Trennkontakte erzielen läßt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. leine Prinzipskizze des Aufbaues einer erfindungsgemäßen Vorglüheinrichtung,

F i g. 2 ein erfindungsgemäßes Leistungsrelais in perspektivischer Darstellung,

F i g. 3 ein erfindungsgemäßes Leistungsrelais anderer Bauart in teilweise geschnittener Darstellung und

F i g. 4 eine Skizze zur Erläuterung der Kontaktabstände.

In der F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorglüheinrichtung gezeigt, die ein Leistungsrelais 4 umfaßt, welches über einen Schalter 1 beim Einleiten der Startphase bei einem Dieselmotor die Stabglühkerzen C\ bis Gs mit einer Spannungsversorgung 2 verbindet, wodurch die Stabglühkerzen sich aufheizen. Dies kann mit Hilfe des Schalters 1 dadurch erreicht werden, daß dieser in Position II gebracht wird, die das Anziehen des Leistungsrelais 4 bewirkt. Der Schalter 1 kann dabei direkt mit dem Zündschloß gekoppelt sein, so daß durch Verdrehen des Zündschlüssels die entsprechenden Positionen I bis III geschaltet werden können, wobei die Position II während des Vorglühvorganges eingenommen wird und die Position III die eigentliche Startstellung darstellt. In der Startstellung III wird der Anlasser 3 betätigt. Der Anlasser 3 und der Schalter 1 sind über Leitungen 7 bzw. 9 mit einer Auswerteelektronik 6 verbunden, über die eine Startbereitschaftsanzeige 11 sowie eine Fehleranzeige 10 angesteuert werden können.

In bekannter Weise arbeitet diese Vorglühanlage so, daß mit dem Einschalten des Schalters 1 die Stabglühkerzen G\ bis Gs eingeschaltet werden. Gleichzeitig leuchtet die Vorglühanzeige 11 auf. Nach entsprechender Vorglühzeit erlischt die Vorglühanzeige 11, wobei dies die Startbereitschaft signalisiert. Die Auswerteelektronik 6 umfaßt eine Vorglühzeitsteuerung, die im wesentlichen aus einem NTC-Widerstand 12 besteht, der als Temperaturfühler die Temperatur der Motor-

Umgebung mißt. Ebenso kann die Vorglühzeitsteuerung durch Erfassen der Kühlwassertemperatur vorgenommen werden.

In der Startstellung III des Schalters 1 wird der Anlasser 3 eingeschaltet, gleichzeitig wird das Leistungsrelais 4 derart angesteuert, daß nach erfolgtem Start bei Loslassen der Startstellung der Stromkreis der Spannungsversorgung zu den Glühkerzen Gi bis Gs unterbrochen wird.

Außerdem kann die Auswerteelektronik noch eine Sicherheitsabschaltung umfassen, die im wesentlichen aus einem Zeitglied besteht, welches, falls nicht gestartet wird, die Vorglühanlage nach ca. 30 Sekunden über das Leistungsrelais 4 ausschaltet. Eine Startwiederholung ist nur möglich, wenn der Schalter 1 vorher wieder in Ausgangsstellung gebracht wird.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, jeder Glühkerze Gi bis Gs einen Trennkontakt 7Ί bis T$ zuzuordnen, durch den die Glühkerzen Gi bis G5 bei Nichtbeaufschlagung des Leistungsrelais 4 von der Spannungsversorgung 2 und von den übrigen Glühkerzen elektrisch isoliert sind. Die Glühkerzen liegen einseitig auf Masse und sind im Falle der Nichtbeaufschlagung des Relais 4 über Leitungen Ls bis L·, mit der Auswerteelektronik 6 verbunden. Dies ermöglicht es nun, die Glühkerzen ohne großen Aufwand auf ihre Funktionstüchtigkeit hin zu überprüfen, da über die Leitungen L\ bis L=, jede Glühkerze für sich auf ihren Widerstand zur Masse hin überprüft werden kann, so daß sich in sehr einfacher Weise die Schaden an den Glühkerzen feststellen lassen. Bei Überhitzung einer Glühkerze wird deren Widerstand unendlich groß, — was der häufigste Schadensfall ist —, wobei die einzelnen Widerstandswerte in bekannter Weise über Diodenmatrizen oder dgl. festgestellt werden können. Die Überprüfung auf Funktionstüchtigkeit der Glühkerzen erfolgt während der Fahrt des Kraftfahrzeuges, da während der Vorglühphase gleiches Potential an den Glühkerzen vorherrscht, so daß sich die einzelnen Widerstände nicht mehr zuverlässig erfassen lassen. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung kann die Funktionstüchtigkeit jeder einzelnen Glühkerze überprüft werden.

Die pauschal mit 10 bezeichnete Fehleranzeige kann aus mehreren, jeder Glühkerze zugeordneten Leuchtdioden oder Glühlampen bestehen, so daß bei Ausfall einer Glühkerze unmittelbar festgestellt werden kann, weiche Glühkerze ausgefallen ist Dies macht einen einfachen und schnellen Austausch möglich. Ebenso können bei angezogenem Relais, also bei geschlossenen Trennkontakten Γι bis Γ5, diese auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüft werden, da sich unmittelbar feststellen läßt, welchen Trennkontaktübergangswiderstand jeder einzelne Trennkontakt dem an allen Trennkontakten gleichen Potential der Spannungsquelle 2 bietet Diese Widerstandswerte können bei Überschreiten eines maximalen Wertes, der darauf hindeutet daß der Kontakt dann stark verschmutzt ist oder ein sonstiger Defekt vorliegt ebenfalls zur Anzeige gebracht werden, wobei dies ebenfalls wiederum differenziert geschehen kann, d. h. genau angegeben werden kann, welcher der Trennkontakte eine Funktionsstörung aufweist

Das Leistungsreiais und die Trennkontakte können als eine Funktionseinheit ausgebildet sein, wie dies die F i g. 2 zeigt Dabei um faßt das Leistungsreiais 4 eine Spule 15, die von der Auswerteelektronik angesteuert wird und bei Beaufschlagung eine an ihrem Kopf befestigte Kontaktfeder 17, die um die Achse 16 schwenkbar ist so dreht daß eine Kontaktgabe erfolgt Dabei weist die Kontaktfeder 17 an ihrem Ende 17a Kontaktzungen 13 auf, die zusammen mit auf einem Montageblock 21 gehaltenen Kontaktplättchen 14 die Trennkontakte 71 bis 74 bilden. Dieses Relais ist zu Ansteuerung von vier Glühkerzen geeignet; (für Motoren mit weniger bzw. mehr Zylindern sind dann — entsprechend der Anzahl der Glühkerzen — weniger oder mehr Trennkontakte am Relais ausgebildet). Im Bereich des nicht die Trennkontakte bildenden Endes der Kontaktfeder 17 sind ein Vorlaufkontakt 18 und ein Hauptkontakt 19 ausgebildet, die ebenfalls mit auf einem Montageblock 22 angeordneten Kontaktstellen zusammenwirken, wobei am Montageblock 22 die Spannungsversorgung 2 über die Sicherung 5 angeschlossen ist. Die Sicherung 5 kann natürlich ebenso durch eine elektronische Sicherung ersetzt werden, die bei einem Kurzschluß das Relais 4 abschaltet. Das Anziehen des Relais erfolgt gegen die Kraft einer Feder 20, die bei Nichtbeaufschlagung der Spule 15 die Kontakte in jeweils geöffnete Positionen bringt. Die Kontaktplättchen 14 stellen das Ende der zu den Glühkerzen G] bis Ga führenden Leitungen dar. Die Potentialtrennung bei Nichtbeaufschlagung des Leistungsreiais 4 ist durch die Anordnung der Trennkontakte gewährleistet.

In F i g. 3 ist eine etwas kürzer bauende Ausführungsform gezeigt, bei der das Ende 17a der Kontaktfeder 17 im rückwärtigen Bereich der Spule umgebogen ist und dort mit den ebenfalls um den Montageblock 21 gebogenen Kontaktplättchen 14 zusammenwirkt.

Die Kontaktgabestellen sind so aufeinander abgestimmt (vergl. F i g. 4), daß der Abstand der Trennkontakte ar kleiner ist als der Schließabstand a ν des Vorlaufkontaktes, der seinerseits wiederum kleiner als der Abstand des Hauptkontaktes a« ist. Beim Anziehen des Leistungsreiais schließen daher zunächst die Trennkontakte, wobei dies dann stromlos geschieht. Danach schließt sich der Vorlaufkontakt 18, an welchem dann die zwangsläufig auftretenden Überschläge stattfinden. Danach erst schließt der Hauptkontakt 19, so daß über den Hauptkontakt und die Trennkontakte eine zuverlässige Kontaktgabe stattfinden kann. Das Öffnen erfolgt in entsprechender Weise, so daß die Trennkontakte immer stromlos geschaltet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorglüheinrichtung für Dieselbrennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Leistungsrelais, durch welches die mit einem Ende auf Masse liegenden Glühkerzen der Brennkraftmaschine während des Vorglühvorganges mit einer Spannungsquelle verbunden werden sowie mit einer Kontrolleinrichtung Für die Glühkerzen, mit Hilfe derer dem Kraftfahrzeugfahrer die Funktionstüchtigkeit der Glühkerzen angezeigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Glühkerze (G\ bis Gs) ein Trennkontakt (T\ bis Ti) in Reihe liegt, durch den diese Glühkerze bei Nichterregen des Leistungsrelais (4) vom Glühstromkreis und von den übrigen Glühkerzen galvanisch getrennt wird und daß alle Glühkerzen an eine Auswerteelektronik (6) angeschlossen sind, mit deren Hilfe die Widerstände der einzelnen Glühkerzen erfaßbar sind.

2. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (6) eine Schwellwertschaltung umfaßt, mit Hilfe derer die Kontaktübergangswiderstände überwachbar sind.

3. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (6) eine logische Schaltung umfaßt, mit deren Hilfe während der Vorglühphase Kontaktunterbrechungen erfaßbar sind.

4. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (6) mit einer Fehleranzeige (10) bei Funktionsstörungen der Glühkerzen (G\ bis Gj) verbunden ist.

5. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (6) mit einer Fehleranzeige für Funktionsstörungen der Trennkontakte (Ty bis Tj) verbunden ist.

6. Vorglüheinrichtung nai.h Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehleranzeige differenziert über jeweils einer Glühkerze bzw. einem Trennkontakt zugeordnete Leuchtdioden oder dergl. erfolgt.

7. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die festgestellten Funktionsstörungen in einem zur Auswerteelektronik (6) gehörenden Speicher festgehalten werden.

8. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkontakte (Ti bis T*) nebeneinander angeordnete Kontaktplättchen (14) aufweisen, die jeweils das Ende der zu einer Glühkerze führenden Leitung bilden, auf die die Kontaktgabe mit Hilfe einer Kontaktfeder (17) erfolgt, die schwenkbar am Kopf des Leistungsrelais (4) angeordnet ist.

9. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktgabe an einem Ende der Kontaktfeder (17) erfolgt, weiche hierzu mit den Kontaktplättchen (14) zugeordneten Kontaktzungen (13) versehen ist.

10. Vorglüheinrichtung nach Ansprüche oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß am nicht mit den Kontaktplättchen (14) zusammenwirkende Ende (17a,) der Kontaktfeder (17) ein Vorlauf- (18) und ein Hauptkontakt (19) ausgebildet ist.

11. Vorglüheinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktabstände (ar, av, 3h) so gewählt sind, daß sich die Trennkontakte (T₁ bis T₄) vor dem Vorlauf- (18) und vor dem Hauptkontakt (19) bei Beaufschlagung der Relaisspule (15) schließen.