EP1101932A1 - Starter für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1101932A1
EP1101932A1 EP00124575A EP00124575A EP1101932A1 EP 1101932 A1 EP1101932 A1 EP 1101932A1 EP 00124575 A EP00124575 A EP 00124575A EP 00124575 A EP00124575 A EP 00124575A EP 1101932 A1 EP1101932 A1 EP 1101932A1
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EP
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starter
electronic assembly
housing
starter according
commutator
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Hans-Dieter Siems
Claus Kramer
Marcus Rosenberger
Stephan Schmitz
Tan Budi
Blagoj Spasevski
Vincent Tarquinio
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors

Definitions

  • the invention relates to a starter for an internal combustion engine, with those mentioned in the preamble of claim 1 Characteristics.
  • Starters of the generic type are known.
  • the starter To start of the internal combustion engine, the starter must be the internal combustion engine with a minimum speed called a starting speed, go crazy, so even under unfavorable operating conditions the air-fuel mixture necessary for self-running petrol engines formed or the diesel engine Auto-ignition temperature can be reached. Furthermore, must the starter after the first ignitions when starting up the minimum self-speed of the internal combustion engine this support. It is known to use such a starter Regulating and / or control circuit to equip the electrical Starter motor and / or other starter components, such as the starter relay and / or controls. This regulation and / or control takes place depending on at least one starter operating parameter, which is detected by a sensor.
  • the control and / or regulation circuit arranged outside the starter housing, for example on the starter pinion opposite axial end of the starter. It is disadvantageous that the starter operating parameter to be detected by the sensor either not recorded directly on site can be, or that the wiring between the sensor and the regulating and / or control circuit is complex.
  • the starter according to the invention with those mentioned in claim 1 offers the advantage that the starter operating parameters to be recorded directly Location can be detected without the need for complex wiring is required.
  • the starter housing also protects the electronic assembly.
  • assembly can be understood in functional terms should, i.e. the sensor does not necessarily have to be on the same board as the assembly, though this is particularly the case when a module housing is present represents the preferred embodiment since the wiring effort is then particularly low.
  • the starter housing has a starter housing cover on, for example, an anchor bearing cover can be. If such a starter housing cover is present, the electronic module can the inside of the starter housing cover. This is particularly advantageous if the electronic Assembly itself arranged within an assembly housing should be because of the starter case cover in this Case can form the bottom of the module housing.
  • the electronic assembly Sections of the starter's longitudinal axis i.e. the axis of rotation, at least partially coaxially surrounds, the electronic Assembly in such cases as a ring board or can be designed as a partial ring board.
  • the starter longitudinal axis at least partially coaxially surrounds or not, it can also be on the pinion side of the electrical Starter motor can be arranged.
  • the sensor is a temperature sensor it is advantageous to put the assembly in the area to arrange the strongest heat source, which in many Cases by the commutator of the electric starter motor is formed.
  • the temperature of the commutator brushes is detected is what is possible, for example, that the electronic Assembly - and with it the sensor - on the Commutator brush holder is arranged.
  • the inventive design of the starter can damage it due to an overrun the permissible operating temperature is particularly effectively avoided be because the operating temperature is the most critical Spot and another or another Operation of the electric starter motor can be prevented can, for example by the starter relay accordingly is controlled.
  • FIGS 1 to 4 are different views of the generic starter belonging to the prior art shown.
  • the starter has a starter housing 1, which is formed by several housing parts. One of these Housing parts is formed by the starter housing cover 4, which is shown in the form of an anchor bearing cover.
  • a starter relay 6 is attached to the starter housing 1, not only the electrical one during starter operation Contact between the battery and the electric starter motor 2 manufactures, but also an engagement lever 7 actuated, via the engagement process of the starter pinion 9 is triggered.
  • a freewheel device that is not of interest here, the starter when the internal combustion engine starts protects against high speeds, is with the reference symbol 8 provided.
  • the generic belonging to the regulation and / or control circuit electronic assembly 3 is outside the starter housing 1, arranged on the starter housing cover 4, as can be seen in Figures 2 and 4.
  • the electronic assembly 3 is attached to Fastening points, in Figure 3 with the reference numeral 10 are provided.
  • the entire Regulation and / or control circuit by the electronic Module 3 formed.
  • the not shown in Figure 5 electronic assembly 3 is inside the starter housing 1 arranged in the area of the starter housing cover 4.
  • a module housing, also not shown surrounds the electronic assembly 3.
  • the bottom of the Module housing can be through the inner surface of the Starter housing cover 4 be formed, the anchor bearing cover is trained.
  • This arrangement has the advantage that a temperature sensor is close to the hottest place can be attached. The relative strong heating is from the temperature sensor inside of the module housing can be detected, so that starting processes can be prevented from overheating the starter or to avoid the electric starter motor 2.
  • the electronic Module 3 also inside the starter housing 1, but on the pinion side of the electric starter motor 2 arranged.
  • the electronic assembly 3 in this embodiment be designed as a ring plate. This solution has the advantage that no increase in construction volume Starter is necessary and that the temperature load the electronic assembly 3 remains low. Indeed the assembly 3 could at least in this embodiment then not be compact if a temperature sensor or any other sensor in the area of Commutator 5 should be arranged, as this is a higher Cabling effort would bring.
  • the electronic assembly 3 is attached to the commutator brush holders the temperature of the carbon brushes via a temperature sensor capture.
  • the electronic assembly 3 can be compact be built up because the temperature sensor this embodiment in the area of the strongest heat source located in this case by the commutation is formed. Should the permissible operating temperature of the electronic assembly 3 exceeded in this arrangement would be a heat shield if necessary to provide.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Starter für eine Brennkraftmaschine, mit einem Startergehäuse (1), mit einem in dem Startergehäuse (1) untergebrachten elektrischen Startermotor (2), mit zumindest einem Sensor zur Erfassung von zumindest einem Starter-Betriebsparameter, und mit einer den Sensor umfassenden elektronischen Baugruppe (3), die Bestandteile einer Regel- und/oder Steuerschaltung ist, die den elektrischen Startermotor (2) und/oder andere Starterbestandteile regelt und/oder steuert. Es ist vorgesehen, daß die elektronische Baugruppe (3) innerhalb des Startergehäuses (1) angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Starter für eine Brennkraftmaschine, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Stand der Technik
Starter der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Zum Starten der Brennkraftmaschine muß der Starter den Verbrennungsmotor mit einer Startdrehzahl genannten Mindestdrehzahl, durchdrehen, damit auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen das beim Otto-Motor zum Selbstlauf notwendige Luft-Kraftstoff-Gemisch gebildet bzw. beim Dieselmotor die Selbstzündungstemperatur erreicht werden kann. Ferner muß der Starter nach den ersten Zündungen beim Hochlaufen auf die Mindest-Selbstdrehzahl des Verbrennungsmotors diesen unterstützen. Es ist bekannt, derartige Starter mit einer Regel- und/oder Steuerschaltung auszustatten, die den elektrischen Startermotor und/oder andere Starterbestandteile, wie beispielsweise das Starterrelais, regelt und/oder steuert. Diese Regelung und/oder Steuerung erfolgt dabei in Abhängigkeit von zumindest einem Starter-Betriebsparameter, der durch einen Sensor erfaßt wird.
Bei den bekannten Startern wurde die Steuer- und/oder Regelschaltung außerhalb des Startergehäuses angeordnet, beispielsweise an dem dem Starterritzel gegenüberliegenden axialen Ende des Starters. Dabei ist nachteilig, daß der durch den Sensor zu erfassende Starter-Betriebsparameter entweder nicht direkt vor Ort erfaßt werden kann, oder daß die Verkabelung zwischen dem Sensor und der Regel- und/oder Steuerschaltung aufwendig ist.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Starter mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß der zu erfassende Starter-Betriebsparameter direkt vor Ort erfaßt werden kann, ohne daß eine aufwendige Verkabelung erforderlich ist. Weiterhin schützt das Startergehäuse die elektronische Baugruppe.
Besonders deutlich werden die erfindungsgemäßen Vorteile dann, wenn der Sensor ein Temperatursensor ist. Bei bekannten derartigen Startern befindet sich zwischen dem Startergehäuse und der außerhalb von diesem angeordneten Regel- und/oder Steuerschaltung zumindest abschnittsweise ein Luftspalt, so daß kein vollflächiger Kontakt zwischen dem Startergehäuse und dem Gehäuse der Regel- und/oder Steuerschaltung möglich war. Aus diesem Grund mußte ein an dem Startergehäuse angeordneter Temperatursensor umständlich verkabelt werden, um die durch den Sensor erfaßte Temperatur mit der Regel- und/oder Steuerschaltung auszuwerten. Diese umständliche Verkabelung trug auch dazu bei, daß das Ansprechverhalten des Sensors nicht befriedigend war.
Diese Probleme werden vermieden, wenn die den Temperatursensor umfassende elektronische Baugruppe innerhalb des Startergehäuses, vorzugsweise im Bereich der stärksten Wärmequelle, angeordnet wird.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß der Begriff Baugruppe in funktionaler Hinsicht aufgefaßt werden soll, d.h. der Sensor muß nicht zwangsläufig auf der gleichen Platine wie die Baugruppe angeordnet werden, obwohl dies insbesondere beim Vorhandensein eines Baugruppengehäuses die bevorzugte Ausführungsform darstellt, da der Verkabelungsaufwand dann besonders niedrig ist.
Hinsichtlich des Verkabelungsaufwandes ist es noch vorteilhafter, wenn die gesamte Regel- und/oder Steuerschaltung vollständig durch die elektronische Baugruppe gebildet und innerhalb des Startergehäuses angeordnet ist.
In vielen Fällen weist das Startergehäuse einen Startergehäusedeckel auf, der beispielsweise ein Ankerlagerdeckel sein kann. Sofern ein derartiger Startergehäusedeckel vorhanden ist, kann die elektronische Baugruppe an der Startergehäuse-Deckelinnenseite angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die elektronische Baugruppe selbst innerhalb eines Baugruppengehäuses angeordnet werden soll, weil der Startergehäusedeckel in diesem Fall den Boden des Baugruppengehäuses bilden kann.
Es ist ebenfalls denkbar, daß die elektronische Baugruppe Abschnitte der Starterlängsachse, d.h. der Rotationsachse, zumindest teilweise koaxial umgibt, wobei die elektronische Baugruppe in solchen Fällen als Ringplatine oder als Teilringplatine ausgebildet sein kann.
Unabhängig davon, ob die elektronische Baugruppe Abschnitte der Starterlängsachse zumindest teilweise koaxial umgibt oder nicht, kann sie auch ritzelseitig vom elektrischen Startermotor angeordnet sein.
Insbesondere in Fällen, in denen der Sensor ein Temperatursensor ist, ist es vorteilhaft, die Baugruppe im Bereich der stärksten Wärmequelle anzuordnen, die in vielen Fällen durch den Kommutator des elektrischen Startermotors gebildet ist. In diesem Fall wird besonders bevorzugt, daß die Temperatur der Kommutatorbürsten erfaßt wird, was beispielsweise dadurch möglich ist, daß die elektronische Baugruppe - und mit ihr der Sensor - an dem Kommutatorbürstenhalter angeordnet wird.
Eine derartige Ausgestaltung ist auch dann denkbar, wenn der Kommutator antriebsseitig angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Starters kann dessen Beschädigung aufgrund einer Überschreitung der zulässigen Betriebstemperatur besonders wirksam vermieden werden, weil die Betriebstemperatur an der kritischsten Stelle erfaßt und ein erneuter oder weiterer Betrieb des elektrischen Startermotors verhindert werden kann, beispielsweise indem das Starterrelais entsprechend gesteuert wird.
Auch aus Kostengründen ist es besonders vorteilhaft, wenn die gesamte Regel- und/oder Steuerschaltung vollständig durch die in dem Startergehäuse angeordnete elektronische Baugruppe gebildet ist, obwohl dies nicht zwingend erforderlich ist.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1
die Vorderansicht eines bekannten Starters;
Figur 2
eine teilweise geschnittene Seitenansicht des bekannten Starters nach Figur 1;
Figur 3
die Rückansicht des bekannten Starters nach den Figuren 1 und 2, ohne am Startergehäuse befestigte Regel- und/oder Steuerschaltung;
Figur 4
die Rückansicht des bekannten Starters nach den Figuren 1 bis 3, mit an dem Startergehäuse befestigter Regel- und/oder Steuerschaltung;
Figur 5
eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starters;
Figur 6
eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starters;
Figur 7
eine teilweise geschnittene schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starters.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Um die Vorteile der vorliegenden Erfindung besser zu verdeutlichen wird anhand der Figuren 1 bis 4 zunächst ein bekannter, gattungsgemäßer Starter beschrieben.
In den Figuren 1 bis 4 sind verschiedene Ansichten des zum Stand der Technik gehörenden gattungsgemäßen Starters dargestellt. Der Starter weist ein Startergehäuse 1 auf, das durch mehrere Gehäuseteile gebildet ist. Eines dieser Gehäuseteile ist durch den Startergehäusedeckel 4 gebildet, der in Form eines Ankerlagerdeckels dargestellt ist. An dem Startergehäuse 1 ist ein Starterrelais 6 befestigt, das beim Starterbetrieb nicht nur den elektrischen Kontakt zwischen Batterie und elektrischem Startermotor 2 herstellt, sondern das weiterhin auch einen Einrückhebel 7 betätigt, über den der Einspurvorgang des Starterritzels 9 ausgelöst wird.
Eine hier nicht näher interessierende Freilaufeinrichtung, die den Starter beim Anspringen des Verbrennungsmotors vor zu hohen Drehzahlen schützt, ist mit dem Bezugszeichen 8 versehen.
Die gattungsgemäß zur Regel- und/oder Steuerschaltung gehörende elektronische Baugruppe 3 ist außerhalb des Startergehäuses 1, und zwar am Startergehäusedeckel 4 angeordnet, wie dies den Figuren 2 und 4 zu entnehmen ist. Die Befestigung der elektronischen Baugruppe 3 erfolgt an Befestigungsstellen, die in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 10 versehen sind.
Nachteilig ist bei dieser bekannten Lösung, daß sich zwischen dem Startergehäusedeckel 4 und dem Gehäuse der elektronischen Baugruppe 3 ein Luftspalt befindet, der zumindest einen vollflächigen Kontakt zwischen dem Startergehäuse und dem Gehäuse der elektronischen Baugruppe 3 unmöglich macht. Aus diesem Grund muß ein Temperatursensor umständlich verkabelt werden, um einen Kontakt mit dem Starter herzustellen. Diese umständliche Verkabelung sorgt weiterhin dafür, daß die Ansprechzeit des Sensors relativ gering ist.
Wenn der Temperatursensor im Gehäuse der elektronischen Baugruppe 3 angeordnet ist, kann eine Überhitzung bei zum Stand der Technik gehörenden Startern erst nach dem Wärmeaustausch zwischen dem Starter und dem Gehäuse der elektronischen Baugruppe 3 festgestellt werden. Dies kann unter Umständen jedoch dazu führen, daß die zu hohe Temperatur erst dann festgestellt wird, wenn der Starter durch Überhitzung bereits Schaden genommen hat.
Diese Nachteile werden durch den erfindungsgemäßen Starter vermieden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist die gesamte Regel- und/oder Steuerschaltung durch die elektronische Baugruppe 3 gebildet. Die in Figur 5 nicht näher dargestellte elektronische Baugruppe 3 ist innerhalb des Startergehäuses 1 im Bereich des Startergehäusedeckels 4 angeordnet. Ein ebenfalls nicht dargestelltes Baugruppengehäuse umgibt die elektronische Baugruppe 3. Der Boden des Baugruppengehäuses kann durch die Innenoberfläche des Startergehäusedeckels 4 gebildet sein, der als Ankerlagerdeckel ausgebildet ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein Temperatursensor direkt in der Nähe der heißesten Stelle angebracht werden kann. Die relativ starke Erwärmung ist von dem Temperatursensor innerhalb des Baugruppengehäuses erfassbar, so dass Startvorgänge unterbunden werden können, um eine Überhitzung des Starters bzw. des elektrischen Startermotors 2 zu vermeiden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist die elektronische Baugruppe 3 ebenfalls innerhalb des Startergehäuses 1, jedoch ritzelseitig vom elektrischen Startermotor 2 angeordnet. Wie dies in Figur 6 angedeutet ist, kann die elektronische Baugruppe 3 bei dieser Ausführungsform als Ringplatine ausgebildet sein. Diese Lösung hat den Vorteil, daß keine Bauvolumenvergrößerung des Starters notwendig ist und daß die Temperaturbelastung der elektronischen Baugruppe 3 gering bleibt. Allerdings könnte die Baugruppe 3 bei dieser Ausführungsform zumindest dann nicht kompakt aufgebaut werden, wenn ein Temperatursensor oder irgendein anderer Sensor im Bereich des Kommutators 5 angeordnet werden soll, da dies einen höheren Verkabelungsaufwand mit sich bringen würde.
Dieser höhere Aufwand entfällt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7.
Bei dem in Figur 7 dargestellten Starter ist der Kommutator antriebsseitig angeordnet. Die elektronische Baugruppe 3 ist an den Kommutatorbürstenhaltern befestigt, um über einen Temperatursensor die Temperatur der Kohlebürsten zu erfassen. Die elektronische Baugruppe 3 kann kompakt aufgebaut sein, weil sich der Temperatursensor bei dieser Ausführungsform im Bereich der stärksten Wärmequelle befindet, die in diesem Fall durch den Kommutatur gebildet ist. Sollte die zulässige Betriebstemperatur der elektronischen Baugruppe 3 bei dieser Anordnung überschritten werden, so wäre gegebenenfalls ein Hitzeschild vorzusehen.

Claims (15)

  1. Starter für eine Brennkraftmaschine, mit einem Startergehäuse (1), mit einem in dem Startergehäuse (1) untergebrachten elektrischen Startermotor (2), mit zumindest einem Sensor zur Erfassung von zumindest einem Starter-Betriebsparameter, und mit einer den Sensor umfassenden elektronischen Baugruppe (3), die Bestandteil einer Regel- und/oder Steuerschaltung ist, die den elektrischen Startermotor (2) und/oder andere Starterbestandteile regelt und/oder steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Baugruppe (3) innerhalb des Startergehäuses (1) angeordnet ist.
  2. Starter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Temperatursensor ist.
  3. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Startergehäuse (1) einen Startergehäusedeckel (4) aufweist, und daß die elektronische Baugruppe (3) im Bereich des Startergehäusedeckels (4) angeordnet ist.
  4. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Startergehäusedeckel ein Anker-Lagerdeckel (4) ist.
  5. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Baugruppe (3) innerhalb eines Baugruppengehäuses angeordnet ist.
  6. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Startergehäusedeckel (4) den Boden des Baugruppengehäuses bildet.
  7. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Baugruppe (3) Abschnitte der Starterlängsachse zumindest teilweise koaxial umgibt.
  8. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Baugruppe (3) als Ringplatine ausgebildet ist.
  9. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Baugruppe (3) ritzelseitig vom elektrischen Startermotor (2) angeordnet ist.
  10. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Startermotor (2) einen Kommutator (5) aufweist, und daß die elektronische Baugruppe (3) im Bereich des Kommutators (5) angeordnet ist.
  11. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Baugruppe (3) die Temperatur von Bürsten erfaßt, die Bestandteil des Kommutators (5) sind.
  12. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten durch einen Bürstenhalter gehaltert sind, und daß die elektronische Baugruppe (3) an dem Bürstenhalter angeordnet ist.
  13. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator (5) antriebsseitig angeordnet ist.
  14. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und/oder Steuerschaltung den Betrieb des elektrischen Startermotors verhindert, wenn die elektronische Baugruppe (3) eine Temperatur sensiert, die über einer vorgegebenen Temperatur liegt.
  15. Starter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und/oder Steuerschaltung vollständig durch die elektronische Baugruppe (3) gebildet ist.
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