DE2033771B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für den « Anschluß eines elektrischen betriebenen Kraftstoff-Förderpumpen-Motors an das Zünd- und Anlaßsystem einer Brennkraftmaschine, das aus einer Batterie, einer Mehrphasen-Lichtmaschine mit in Stern geschalteter Ständerwicklung, einem Mehrphasen-Gleichrichtersatz so für die Lichtmaschine, einem Anlassermotor und einem Zündschalter besteht der in seiner Anlaßstellung eine Verbindung von der Batterie zum Anlassermotor bewirkt.

Zünd- und Anlaßsysteme dieser Art mit einer als Drehstrom-Lichtmaschine ausgebildeten Mehrphasen-Lichtmaschine werden heute ganz allgemein verwendet. Desgleichen sind elektrisch betriebene Kraftstoff-Förderpumpen bekannt die als Membranpumpen mit einer die Membran betätigenden Magnetspule (vergl. Bussien, Automobiltechnisches Handbuch 1965, I. Band, Seite 497) oder auch als rotierende Pumpen ausgebildet sein können und regelmäßig mit Gleichstrom betrieben werden.

Bei der Verwendung derartiger Kraftstoff-Förderpumpen in Verbindung mit einem Zünd- und Anlaßsystem mit einer Mehrphasen-Lichtmaschine wird demzufolge die Kraftstoff-Förderpumpe an die Batterie und den gesteuerten Gleichstromausgang der Lichtmaschine angeschlossen, so daß die Speisung der Pumpe durch unmittelbare Verbindung mit der elektrischen Energiequelle für die Brennkraftmaschine erfolgt Als Ergebnis hiervon liegt die Kraftstoff-Förderpumpe während des Andrehens der Brennkraftmaschine an einer niedrigen Spannung, und im normalen Betrieb wird sie mit einer wesentlich höheren konstanten Spannung gespeist deren Höhe von der Regelung im Zündsystem der Brennkraftmaschine abhängt Nachteilig ist hierbei, daß bei Auslegung der Kraftstoff-Förderpumpe dergestalt daß sie insbesondere unter extrem niedrigen Temperaturen in ausreichendem Maße Kraftstoff fördert die Kraftstoff-Förderung unter normalen Betriebsbedingungen mit übermäßigem Druck erfolgt Um dieses Problem zu bewältigen, mußten bisher komplizierte Bypass-Einrichtungea und Druckbegrenzungsventile in das Kraftstoff-Fördersystem einbezogen werden, was dessen Herstellungskosten erhöht und dessen Störanfälligkeit vergrößert

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine derartige Komplizierung des Kraftstoffversorgur.gssystems erübrigt und damit sowohl dessen Herstellungskosten als auch dessen Störanfälligkeit verringert

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kraftstoff-Förderpumpen-Motor in der Anlaßstellung des Zündschalters parallel zum Anlassermotor unmittelbar an die Batteriespannung angelegt ist während er in der Betriebsstellung des Zündschalters an den Sternpunkt der Lichtmaschine angeschlossen ist

Nach einem ersten Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschluß des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors an den Sternpunkt der Lichtmaschine über einen Gleichrichter vorgenommen, der so gepolt ist, daß er in der Anlaßstellung des Zündschalters einen Stromfluß von der Batterie zum Sternpunkt der Lichtmaschine sperrt Hierdurch wird ohne besondere mechanische Schalteinrichtungen in Gestalt von Zündschalter- oder Relaiskontakten vermieden, daß beim Anschluß des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors an die volle Batteriespannung während des Andrehens der Brennkraftmaschine ein Teil der Wicklung der Lichtmaschine kurzgeschlossen wird.

In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen dem Kraftstoff-Förderpumpen-Motor und dem Andrehmotor ein weiterer Gleichrichter vorgesehen sein, der so gepolt ist daß er eine Stromleitung vom Sternpunkt der Lichtmaschine zum Anlassermotor in der Betriebsstellung des Zündschalters verhindert Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß auch der Anlassermotor im Normalbetrieb an die Teilspannung der Lichtmaschine zu liegen kommt, ohne daß es hierfür wiederum besonderer Schaltkontakte im Zündschalter bzw. einem davon gesteuerten Relais bedarf.

Durch die Erfindung ergeben sich gegenüber der üblichen Anschaltung einer elektrisch betriebenen Kraftstoff-Förderpumpe an das ZUnd- und Anlaßsystem einer Brennkraftmaschine mit Mehrphasen-Lichtmaschine folgende Vorteile:

die Kraftstoff-Förderpumpe bleibt stehen, wenn die Brennkraftmaschine zum Stillstand kommt, da die Kraftstoff-Förderpumpe unter normalen Betriebsbedingungen von den Ständerwicklungen der Lichtmaschine gespeist wird; die erfindungsgemäße Schaltung sichert eine ausreichende Kraftstoff-Förderung auch unter

Kaltstartbedingungen, da der elektrische Antrieb der Kraftstoff-Förderpumpe so ausgelegt werden kann, daS eine ausreichende Kraftstoff-Förderung noch bei niedrigsten Batteriespeanungen gewährleistet ist; unter normalen Betriebsbedingungen tritt kein übermäßig großer Kraftstoff-Förderdruck auf, da der elektrische Antrieb der Kraftstoff-Förderpumpe nur im wesentlichen an der Hälfte der Batteriespannung und damit der Systemspannung der Brennkraftmaschine liegt; die elektrisch betriebene Kraftstoff-Förderpumpe hat bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine eine höhere Leistung, da sie Energie von den Ständerwicklungen der Lichtmaschine erhält, deren Scheitelspannung mit zunehmender Maschinendrehzahl ansteigt;

die erfindungsgemäß eingeschaltete Kraftstoff-Förderpumpe braucht weniger elektrische Energie, läuft ruhiger und hat eine längere Lebensdauer gegenüber den in herkömmlicher Weise angeschalteten Pumpen.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß durch die Erfindung eine Schaltung für den Anschluß ..einer elektrisch betriebenen Kraftstoff-Förderpumpe an das Zünd- und Anlaßsystem einer Brennkraftmaschine mit Mehrphasen-Lichtmaschine geschaffen wird, bei welcher der Kraftstoffbedarf unter allen elektrischen Systembedingungen ohne ein Oberangebot an Kraftstoff unter übermäßigen Druck erfüllt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung in einem Wirkschaltplan veranschaulicht ist

Das in der Zeichnung dargestellte Zünd- und Anlaßsystem weist eine Batterie 10 auf, deren positive Ausgangsklemme 12 über eine Leitung 14 zu dem beweglichen Kontaktteil 16 eines Zündschalters 18 geführt ist. Die negative Ausgangsklemme 20 der Batterie 10 ist über eine Leitung 22 an Masse angeschlossen. Eine von der nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetriebene Drehstrom-Lichtmaschine 24 weist drei Ausgangswicklungen 26,28,30 auf, deren eine Enden in einem Sternpunkt 32 miteinander verbunden sind. Das andere Ende der Ausgangswicklung 26 ist über eine Leitung 36 zu einer Schaltklemme 34 geführt, das andere Ende der Ausgangswicklung 28 über eine Leitung 40 zu einer Schaltklemme 38 und das andere Ende der Ausgangswicklung 30 über eine Leitung 44 zu einer Schaltklemme 42 so

Die Schaltklemmen 34,38 und 42 gehören zu einem Gleichrichtersatz 46, der aus sechs Einweg-Gleichrichtern 48,50,52,54,56 und 58 besteht Dir Schaltklemme 42 befindet sich an einer Verbindungleitung 60 zwischen der Anode des Gleichrichters 48 und der Kathode des Gleichrichters 54, die Schaltklemme 34 an einer Verbindungsleitung 62 zwischen der Anode des Gleichrichters 50 und der Kathode des Gleichrichters 56 und die Schaltklemme 38 an einer Verbindungsleitung 64 zwischen der Anode des Gleichrichters 52 und der Kathode des Gleichrichters 58. Die Kathoden der Gleichrichter 48, 50, 52 sind an eine positive Ausgangsklemme oder -leitung 66 und die Anoden der Gleichrichter 54, 56, 58 in ähnlicher Weise an eine negative Ausgangsklemme oder -leitung 68 angeschlossen. Letztere ist mit der negativen Ausgangsklemme 20 der Batterie über Masse und die Leitung 22 verbunden. Die Drehstrom-Lichtmaschine 24 hat eine drehbare Feldwicklung 70, die über eine Riemenscheibe 72 und eine Welle 74 von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die eine Klemme 76 der Feldwicklung 70 ist über einen herkömmlichen Spannungsregler 78 mit der Ausgangsleitung 66 des Gleichrichtersatzes 46 verbunden, während die andere Klemme 80 der Feldwicklung 70 an Masse liegt

Der Zündschalter 18 hat eine festen Betriebskontakt 82 und einen festen Anlaßkontakt 84, die mit dem beweglichen Kontaktteil 16 derart zusammenwirken, daß der Zündschalter 18 in seiner Betriebsstellung eine Verbindung von der Leitung 14 lediglich zum Betriebskontakt 82 herstellt, während er in der Anlaßstellung die Leitung 14 sowohl mit dem Betriebskontakt 82 als auch mit dem Anlaßkontakt 84 verbindet Der Anlaßkontakt 84 ist über eine Leitung 90 mit dem einen Ende der Betätigungswicklung 86 eines Anlaßrelais 88 verbunden, deren anderes Ende an Masse liegt Der aus ferromagnetischem Material bestehende Relaisanker trägt eine Kontaktbrücke 92, die bei Erregung der Wicklung 86 zwei Festkontakte 94 und 98 miteinander verbindet Der Festkontakt 94 ist über eine Leitung 96 an die Batterieleitung 14 angeschlossen. Vom Festkontakt 98 führt eine Leitung 100 zu einer Schaltklemme 102, an welche über eine Leitung 104 die Eingangsklemme 106 eines Anlassermotors 108 angeschlossen ist Die andere Klemme 110 des Anlassermotors 108 ist mit Masse verbunden.

Ein elektrisch betriebener Kraftstoff-Förderpumpen-Motor 120 zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff liegt mit seiner einen Anschlußklemme 122 an Masse, während die andere Anschlußklemme 124 über eine Leitung 128 an eine Schaltklemme 126 angeschlossen ist Die Schaltklemme 126 ist über eine Leitung 130 und einen Einweg-Gleichrichter 132 mit dem Sternpunkt 32 der Drehstrom-Lichtmaschine 24 verbunden. Der Einweg-Gleichrichter 132 ist so gepolt, daß Strom vom Sternpunkt 32 zur Schaltklemme 126 und weiter zur Anschlußklemme 124 des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors 120 fließen kann. Weiterhin ist die Schaltklemme 126 über eine Leitung 136 und einen weiteren Einweg-Gleichrichter 138 mit der Schaltklemme 102 verbunden, an die der Anlassermotor angeschlossen ist Der Einweg-Gleichrichter 138 ist so gepolt, daß Strom von der Schaltklemme 102 zur Schaltklemme 126 und weiter zur Anschlußklemme 124 des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors 120 über die Leitung 128 zu fließen vermag.

Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Schaltung ist folgende:

Wenn beim Anlassen der Brennkraftmaschine der bewegliche Kontaktteil 16 des Zündschalters 18 in Anlaßstellung gebracht wird, in der er mit beiden Festkontakten 82 und 84 verbunden ist wird elektrische Energie aus der Batterie 10 zur Wicklung 86 des Anlaßrelais 88 über die Leitung 90 geleitet, wodurch der Relaisanker angezogen wird und die Kontaktbrücke 92 die Festkontakte 94 und 98 miteinander verbindet Dadurch wird ein elektrischer Stromkreis von der positiven Klemme 12 der Batterie 10 über die Leitung 96, den Festkontakt 94 sowie die Kontaktbrücke 92, den Festkontakt 98, die Leitung 100, die Schaltklemme 102 und die Leitung 104 zur Klemme 106 des Anlassermotors 108 geschlossen. Die Folge ist die Einschaltung des Anlassermotors 108, wodurch die Brennkraftmaschine angedreht wird. Gleichzeitig wird elektrische Energie aus der Batterie zur Klemme 124 des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors 120 von der Schaltklemme 102 über die

Leitung 136, den Einweg-Gleichrichter 1218, die Leitung 140, die Schaltklemme 126 und die Leitung 128 geführt, wodurch der Kraftstoff-Förderpumpen-Motor 120 auch unmittelbar von der Batterie 10 mit elektrischer Energie versorgt wird und die volle Batteriespaiinung an den Klemmen des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors 120 anliegt. Hierbei verhindert der an die Schaltklemme 126 angeschlossene Einweg-Gleichrichter 132 einen Stromfluß zu den Ausgangswicklungen 26, 21) und 30 der Drehstrom-Lichtmaschine 24. to

Wenn die Brennkraftmaschine angelaufen ist, wird der Zündschalter 18 in Betriebsstellung, d.h. Verbindung des beweglichen Kontaktteils 16 nur mit dem festen Betriebskontakt 82 gebracht, wodurch die Wicklung 88 des Anlaßreiais 88 entregt wird. Dadurch hebt die Kontaktbrücke 92 von den Festkontakten 94, 98 wieder ab und unterbricht den Stromkreis von der Batterie 10 zum Anlassermotor 108 und zum Kraftstoff-Förderpumpen-Motor 120.

Da, wie oben erwähnt, der bewegliche Kontaktteil 16 bereits in der Anlaßstellung des Zündschalters 18 eine Verbindung zum festen Betriebskontakt 82 herstellt, liegt die Feldwicklung 70 der Drehstrom-Lichtmaschine 24 schon hierbei über die Leitung 14, den Kontaktteil 16, den Betriebskontakt 82, die Leitung 66 und den Spannungsregler 78 an der Batteriespannung an. Als Folge hiervon wird bereits beim Anlassen der Brennkraftmaschine in den Ausgangswicklungen 26,28 und 30 der Lichtmaschine 24 Spannung induziert. Nach dem Anlaßvorgang bleibt der bewegliche Kontaktteil 16 des Zündschalters 18 in Verbindung mit dem feststehenden Betriebskontakt 82, und die in den Ausgangswicklungen 26, 28 und 30 induzierte Wechselspannung wird nach Gleichrichtung durch die Gleichrichter 48, 50, 52, 54, 56 und 58 den Ausgangsleitungen 66, 68 des Gleichrichtersatzes 46 zugeführt Dabei liefert die Lichtmaschine 24 in herkömmlicher Weise elektrische Energie zur Batterie 10 und zur Feldwicklung 70 über den Spannungsregler 78, durch welchen die Ausgangsspannung der Lichtmaschine 24 auf einer bestimmten Höhe gehalten wird

Zur gleichen Zeit wird auch elektrische Energie zur Anschlußklemme 124 des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors 120 vom Sternpunkt 32 der Ausgangswicklungen 26, 28 und 30 geführt Dies geschieht über die Leitung 130, den Einweg-Gleichrichter 13:2, die Leitung 134, die Schaltklemme 126 und die Leitung 128. Da die Anschlußklemme 122 des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors 120 an Masse liegt und daher mit den Anoden der Gleichrichter 54,56 und 58 des Gleichrichtersatzes 46 verbunden ist, entspricht die Wellenform der zum Kraftstoff-Förderpumpen-Motor 120 gelieferten Energie einer Dreiphasen-Halbwellengleichrichtung mit einem mit steigender Drehzahl der Lichtmaschine 24 zunehmenden Scheitelwert und einem Mittelwert der Spannung am Sternpunkt 32 von angenähert der Hälfte der Spannung der Batterie 10. Der Einweg-Gleichrichter 132 isoliert den Kraftstoff-Förderpumpen-Motor 120 gegenüber den Ausgangswicklungen 26,28 und 30. Dadurch gelangen nur die Scheitelspannungen der durch Halbwellen-Gleichrichtung erhaltenen Dreiphasen-Wellenform zum elektrischen Antrieb der Kraftstoff-Förderpumpe mit der Folge, daß sich deren Huboder Drehzahl proportional zur Maschinendrehzahl ändert. Dies wird dadurch verursacht, daß die Höhe der in den Wicklungen 26, 28 und 30 induzierten Spannungen proportional zur Drehzahl der Feldwicklung 70 zunimmt, um die induktiven Impedanzen dieser Wicklungen zu überwinden, die proportional mit der Frequenz oder Drehzahl der Feldwicklung 70 ansteigen. Diese Wirkung zeigt sich jedoch nicht an den Ausgangsleitungen 66 und 68 des Gleichrichtersatzes 46.

Ferner wirkt im Betrieb der Brennkraftmaschine der Einweg-Gleichrichter 138 als »Freilauf-Gleichrichter«, indem er eine Ruckleitung für die vom Kraftstoff-Förderpumpenmotor 120 induzierte elektronische Kraft ermöglicht, die natürlich entgegengesetzte Richtung oder entgegengesetzte Polarität gegenüber der von den Ausgangswicklungen 26, 28 und 30 gelieferten Spannung besitzt Die Rückleitung für den von der induzierten elektronischen Kraft bewirkten Stromfluß verläuft über die Anschlußklemme 122 des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors 120 zur Masse und von dort über die Klemme UO des Anlassennotors 108, den Anlassermotor 108, die Klemme 106, die Leitung 104, die Schaltklemme 102, die Leitung 136, den Einweg-Gleichrichter 138, die Schaltklemme 126 und die Leitung 128 zur Motorklemme 124. Es leuchtet ein, daß der Einweg-Gleichrichter 132 diesen Stromfluß von den Ausgangswicklungen 26, 28 und 30 der Lichtmaschine 24 sperrt

Dem Fachmann ist bekannt, daß unter Kaltstartbedingungen, d. h. bei kalter Witterung die Spannung an den Klemmen der Batterie 10 auf einen sehr niedrigen Wert absinkt Die Wicklung des Kraftstoff-Förderpumpen-Motors 120 ist so ausgelegt, daß bei dieser niedrigen Batteriespannung eine ausreichende Versorgung der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff sichergestellt ist Es leuchtet ein, daß eine derart ausgelegte Wicklung einen übermäßig hohen Kraftstoffdruck an der Brennkraftmaschine hervorrufen würde, wenn dem Kraftstoff-Förderpumpen-Motor nach dem Anlassen unter normalen Laufbedingungen der Brennkraftmaschine die volle Batteriespannung und die volle Systemspannung zugeführt würden, die dann an den Klemmen 12 und 20 der Batterie und an den Ausgangsleitungen 66 und 68 des Gleichrichtersatzes 46 auftreten. Bei der vorbeschriebenen Schaltung beträgt die vom Ständer der Lichtmaschine dem Kraftstoff-Förderpumpen-Motor 120 zugeführte Spannung im Durchschnitt jedoch nur die Hälfte der Batteriespannung, wodurch die Gefahr eines übermäßig hohen Kraftstoffdrucks ausgeschaltet wird.

Die vorbeschriebene Schaltung birgt in sich zugleich ein SicherheitsmerkmaL Die elektrisch betriebene Kraftstoff-Förderpumpe bleibt nämlich stehen, sobald die Brennkraftmaschine zum Stillstand kommt, da dann das Potential am Sternpunkt 32 der Ausgangswicklung 26,28 und 30 auf Mull absinkt, wenn die Feldwicklung 70 der Lichtmaschine 24 nicht langer umläuft

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltung für den Anschluß eines elektrisch betriebenen Kraftstoff-Förderpumpen-Motors an das Zünd- und Anlaßsystem einer Brennkraftmasdii- s ne, bestehend aus einer Batterie, einer Mehrphasen-Lichtmaschine mit im Stern geschalteter Ständer wicklung, einem Mehrphasen-Gleichrichtersatz für die Lichtmaschine, einem Anlassermotor und einem Zündschalter, der in seiner Anlaßstellung eine Verbindung von der Batterie zum Anlassermotor bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff-Förderpumpenmotor (120) in der Anlaßstellung des Zündschalters (18) parallel zum Anlassermotor unmittelbar an die Batteriespannung is angelegt ist, während er in der Betriebsstellung des Zündschalters (18) an den. Sternpunkt (32) der Lichtmaschine (24) angeschlossen ist

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Kraftstoff-Förder- pumpen-Motors (120) an den Sternpunkt (32) der Lichtmaschine (24) über einen Gleichrichter (132) vorgenommen ist, der so gepolt ist, daß er in der Anlaßstellung des Zündschalters (18) einen Stromfluß von der Batterie (10) zum Sternpunkt (32) der Lichtmaschine (24) sperrt

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kraftstoff-Förderpumpen-Motor (120) und dem Anlassermotor (108) ein weiterer Gleichrichter (138) vorgesehen ist, der so gepolt ist, daß er eine Stromleitung vom Sternpunkt (32) der Lichtmaschine zum Anlassermotor (108) in der Betriebsstellung des Zündschalters (18) verhindert.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem über den Zündschalter erregbaren Relais zur Einschaltung des Anlassermotors, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (88) in der Anlaßstellung des Zündschalters (18) auch den Kraftstoff-Förderpumpen-Motor (120) an die Batteriespankung anschaltet