DE4019914A1 - Ueberwachungsschaltung fuer oeldruckschalter an verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Überwachungsschaltung für einen in der Zündeinrichtung eines Verbrennungsmotors angeordneten Öldruckschalter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

An Verbrennungsmotoren angebaute Öldruckschalter dienen zum Schutz des Motors bei Ölmangel und damit verbundener ungenügender Motorschmierung. Sobald kein ausreichender Öldruck aufgebaut ist, schließt der Öldruckschalter und schließt die Zündspule der Zündeinrichtung kurz, so daß der Motor wegen fehlender Zündimpulse zum Stillstand kommt. Da beim Start solcher Verbrennungsmotoren noch kein ausreichener Öldruck aufgebaut ist, ist es erforderlich, den Öldruckschalter in der Startphase unwirksam zu halten. Hierfür dient die Überwachungsschaltung, die ein Kurzschließen der Zündspule durch den Öldruckschalter während der Startphase verhindert.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß ihre Stromversorgung aus den Niederspannungsimpulsen der Zündspule abgeleitet ist und keine Fremdenergie benötigt. Dies ist besonders für kleinere Benzinmotoren von Vorteil, wie sie in motorgetriebenen Handarbeitsgeräten, z. B. Motorsägen, oder als Bootsantriebe eingesetzt werden, da diese über keine eigene Batterie verfügen und von Hand gestartet werden, ggf. auch durch eine Elektrostartvor­ richtung. Bei Startbeginn des Verbrennungsmotors ist der Öldruckschalter durch den geöffneten elektronischen Schalter von der Zündspule abgetrennt. Mit Auftreten der Niederspannungsimpulse in der Zündspule baut sich dessen Betriebs- und Steuerspannung auf. Werden diese mittels eines von den Zündimpulsen aufgeladenen Kondensators generiert, so kann durch geeignete Wahl der Zeitkonstante des Aufladevorgangs sichergestellt werden, daß der elektronische Schalter nach einer bestimmten Zeitspanne ab Start schließt und damit der Öldruckschalter erst nach einer vorgegebenen minimalen Betriebszeit, z. B. 10 s, wirksam ist. In dieser Zeit ist ein ausreichender Öldruck aufgebaut, so daß der Öldruckschalter zum Zeitpunkt des Schließens des elektronischen Schalters geöffnet ist.

Liegt ein Fehler vor und ist deshalb zum Zeitpunkt des Schließens des elektronischen Schalters der Öldruckschalter noch nicht geöffnet, wird von letzterem die Zündspule kurzgeschlossen und der Motor kommt wegen fehlender Zündimpulse zum Stillstand. Die im Kondensator enthaltende Restladung reicht aus, den elektronischen Schalter noch für eine vorgebbare Zeitspanne, z. B. 30 s, über den Stillstand hinaus geschlossen zu halten, so daß der Öldruckschalter für diese Zeitdauer wirksam bleibt und ein sofortiges erneutes Starten des Motors zuverlässig verhindert ist.

Der Bauelemente- und Verdrahtungsaufwand der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung ist minimal.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Überwachungsschaltung möglich.

Die Einhaltung der vorerwähnten Aufladungszeit des Kondensators und die Aufrechterhaltung einer gewissen Restladung nach Stillstand des Verbrennungsmotors lassen sich in einfacher Weise realisieren, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Kondensator in Reihe mit einer Diode und einem Ladewiderstand der Zündspule parallel geschaltet und der Steuereingang des elektronischen Schalters an einem dem Kondensator parallel geschalteten Spannungsteiler angeschlossen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung läßt sich ein manueller Stoppschalter zum Stillsetzen des Verbrennungsmotors sehr leicht integrieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dabei der Stoppschalter als Doppelschalter ausgebildet, dessen einer Schaltkontakt der Reihenschaltung von Diode, Ladewiderstand und Kondensator parallel geschaltet ist und bei Schließen die Zündspule niederspannungsseitig kurzschließt, und dessen anderer Schaltkontakt in Reihe mit einem Entladewiderstand dem Kondensator parallel geschaltet ist und mit Betätigen des Stoppschalters den Entladekreis des Kondensators schließt, wodurch letzterer sehr schnell entladen wird und ein erneuter Start problemlos möglich ist.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher beschrieben. Dabei zeigt die Zeichnung ein Schaltbild einer Überwachungsschaltung für den Öldruckschalter eines Kleinbenzinmotors mit einer Magnetzündeinrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Von dem Kleinbenzinmotor mit Magnetzündeinrichtung ist in der Zeichnung lediglich die Niederspannungs- oder Primärwicklung 11 der Zündspule 10 dargestellt. Aufbau und Wirkungsweise einer Magnetzündeinrichtung ist hinlänglich bekannt, so daß hier nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht. Ein als Öffner ausgebildeter Öldruckschalter 12 dient zur Überwachung des Öldrucks des Motors. Der Öldruckschalter 12 ist der oberhalb seiner Druckansprechschwelle geöffnet und unterhalb dieser geschlossen. Erreicht der Öldruck im Motor nicht das erforderliche Druckniveau, so schließt der Öldruckschalter 12 und schließt die Zündspule 10 niederspannungsseitig kurz, wodurch der Motor zum Stillstand kommt.

Die mit 13 gekennzeichnete Überwachungsschaltung hat die Aufgabe, den Öldruckschalter 12 in der Startphase des Motors wirkungslos zu machen und ihn in der Betriebsphase wieder zu aktivieren. Hierzu weist die Überwachungsschaltung 13 einen als MOS-Feldeffekttransistor ausgebildeten elektronischen Schalter 14 auf, der in Reihe mit einem niederohmigen Widerstand 15 zwischen den Anschlußklemmen 21 und 22 liegt. An der Anschlußklemme 21 ist der Öldruckschalter 12 angeschlossen, der andererseits an Massepotential liegt, während mit der Anschlußklemme 22 das eine Wicklungsende der Primärwicklung 11 verbunden ist, deren anderes Wicklungsende ebenfalls an Masse liegt. In Reihe mit der Primärwicklung 11 ist ein Gleichrichterdiode 16 geschaltet, deren Anode an der Anschlußklemme 22 und deren Katode an dem Wicklungsende der Primärwicklung 11 liegt. Eine dritte Anschlußklemme 23 der Überwachungsschaltung 13 ist an Massepotential gelegt. Zwischen dieser Anschlußklemme 23 und dem Verbindungspunkt von elektronischem Schalter 14 und Widerstand 15 ist eine Reihenschaltung aus einer Diode 17, einem Ladewiderstand 18 und einem Kondensator 19 angeschlossen, die somit in Reihe mit dem niederohmigen Widerstand 15 der Primärseite der Zündspule 10 parallel geschaltet ist. Dem Kondensator 19 ist ein Spannungsteiler 20, bestehend aus den Widerständen 25 und 26, parallel geschaltet, mit dessen Spannungsabgriff 24 der Steuereingang des elektronischen Schalters 14 verbunden ist. Zum Stillsetzen des Motors ist ein manuell zu betätigender Stoppschalter 30 vorgesehen, der zwei Schaltkontakte 28, 29 aufweist. Der eine Schaltkontakt ist zwischen der Anschlußklemme 23 und dem Verbindungspunkt zwischen elektronischem Schalter und Widerstand 15 angeschlossen, liegt also parallel zur Reihenschaltung von Diode 17, Ladewiderstand 18 und Kondensator 19. Der zweite Schaltkontakt 29 ist in Reihe mit einem Entladewiderstand 27 dem Kondensator 19 parallel geschaltet.

Die Wirkungsweise der Überwachungsschaltung 13 ist wie folgt: Während der Startphase ist der Kondensator 19 ungeladen und der elektronische Schalter 14 geöffnet bzw. der MOSFET hochohmig, so daß der Öldruckschalter 12 von der Primärwicklung 11 der Zündspule 10 abgetrennt ist. Durch die beim Drehen des Motors (Hand- oder Elektrostart) in der Zündspule 10 auftretenden Niederspannungsimpulse wird der Kondensator 19 aufgeladen. Bei einer bestimmten Ladespannung, die durch den Spannungsteiler 20 festgelegt ist, schließt der elektronische Schalter 14 bzw. der MOSFET wird leitend. Der Öldruckschalter 12 ist wieder wirksam. Der Widerstandswert des Ladewiderstands 18 ist bezüglich der Kapazität des Kondensators 19 so bemessen, daß nach ca. 10 s Betriebszeit der Öldruckschalter 12 von dem elektronischen Schalter 14 wieder freigegeben wird. Der Kondensator 19 versorgt den als MOSFET nahezu leistungslos steuernden elektronischen Schalter 14, so daß der Öldruckschalter 12 während der gesamten Betriebszeit wirksam bleibt, bis zum Stillstand des Motors, der durch Betätigen des Stoppschalters 13 herbeibeführt wird. Mit Schließen des Schaltkontaktes 28 wird die Primärwicklung 11 der Zündspule 10 kurzgeschlossen, so daß wegen fehlender Zündung der Motor zum Stillstand kommt. Gleichzeitig wird mit Schließen des Schaltkontaktes 29 der Kondensator 19 über den Entladewiderstand 27 entladen. Der Widerstandswert des Entladewiderstands 27 ist so gewählt, daß die Entladung des Kondensators 19 sehr schnell erfolgt und somit ein erneuter Start nach Stillstand problemlos möglich ist.

Tritt während des Betriebs eine unzulängliche Öldruckversorgung auf, so sinkt der Öldruck unter die Ansprechschwelle der Öldruckschalters 12 ab und letzterer schließt. Bei geschlossenem MOSFET 14 wird die Primärwicklung 11 der Zündspule 10 kurzgeschlossen, und der Motor kommt zum Stillstand. Die Restladung des Kondensators 30 reicht aus, den elektronischen Schalter 14 noch ca. 30 s über Motorstillstand hinaus geschlossen zu halten, so daß ein sofortiger neuer Start unterbunden wird.

Claims (7)

1. Überwachungsschaltung für einen in der Zündeinrichtung eines Verbrennungsmotors angeordneten Öldruckschalter, der parallel zur Zündspule der Zündeinrichtung geschaltet ist und bei nicht ausreichendem Öldruck diese kurzschließt, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Öldruckschalter (12) ein elektronischer Schalter (14) angeordnet ist, der stromlos offen ist und mit Anlegen einer Steuerspannung schließt, und daß die Betriebs- und Steuerspannung für den elektronischen Schalter (14) aus den Spannungsimpulsen auf der Niederspannungsseite der Zündspule (10) abgeleitet sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (19) auf der Niederspannungsseite der Zündspule (10) an dieser derart angeschlossen ist, daß er durch die von der Zündspule (10) erzeugten Niederspannungsimpulse mit vorgegebener Zeitkonstante aufgeladen wird, und daß die Betriebs- und Steuerspannung für den elektronischen Schalter (14) von dem Kondensator (19) abgenommen sind.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (19) in Reihe mit einer Diode (17) und einem Ladewiderstand (18) der Zündspule (10) parallel geschaltet ist und daß der Steuereingang des elektronischen Schalters (14) an einem dem Kondensator (19) parallel geschalteten Spannungsteiler (20) angeschlossen ist.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Reihenschaltungen aus Öldruckschalter (12) und elektronischem Schalter (14) einerseits und aus Diode (17), Ladewiderstand (18) und Kondensator (19) andererseits über einen gemeinsamen niederohmigen Widerstand (15) mit der Niederspannungsseite der Zündspule (10) verbunden sind.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2-4, gekennzeichnet durch einen manuell bedienbaren Stoppschalter (30), der als Doppelschalter ausgebildet und derart angeordnet ist, daß er einerseits die Zündspule (10) niederspannungsseitig kurzschließt und andererseits einen Entladekreis des Kondensators (19) schließt.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schaltkontakt (28) des Doppelschalters (30) der Reihenschaltung von Diode (17), Ladewiderstand (18) und Kondensator (19) parallel geschaltet ist und daß der andere Schaltkontakt (29) in Reihe mit einem Entladewiderstand (27) dem Kondensator (19) parallel geschaltet ist.

7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (14) als MOS-Feldeffekttransistor (MOSFET) ausgebildet ist.