[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffpumpsystem für einen Verbrennungsmotor
mit einem an eine Stromquelle anschließbaren Solenoid, das eine Spule aufweist, um
während des Anlaßvorgangs die Kraftstoffzufuhr zu aktivieren.
[0002] Bei Dieselmotoren werden häufig Solenoide zum Absperren der Kraftstoffzufuhr von
der Einspritzpumpe eingesetzt, wenn der Motor ausgestellt wird. Derartige Solenoide
haben zwei Spulen, und zwar eine sogenannte Einzugsspule und eine Haltespule. Bei
dem Anlassen des Motors wird zunächst die Einzugsspule für eine kurze Zeit aktiviert,
die bis zu 50 Ampere benötigt. Nachdem das Solenoid über die Einzugsspule die Brennstoffzufuhr
geöffnet hat, übernimmt die Haltespule, deren Strombedarf wesentlich geringer ist,
die Aufgabe der Einzugsspule und hält die Kraftstoffzufuhr offen. Die Einzugsspule
ist dann nicht mehr stromführend, um eine Überhitzung zu vermeiden. Bei einem typischen
Starterkreis ist die Einzugsspule mit der Startklemme des Zündschlosses, d. h. der
Klemme, die in der Startstellung des Schlüssels die Verbindung mit der Batterie herstellt,
verdrahtet. Springt nun der Motor aus irgendeinem Grund nicht sofort an, oder wird
der Startschlüssel aus einem anderen Grund zu lange in der Startstellung gehalten,
beispielsweise, weil er hängen bleibt, so tritt eine Überhitzung des Solenoids mit
der Folge auf, daß das Solenoid durchbrennt. Um dies zu verhindern, sind bereits vielfältige
Vorschläge gemacht worden. Einer dieser Vorschläge (US-A-5 379 733) sieht vor, daß
die Stromzufuhr zu der Einzugsspule in Abhängigkeit vom Öldruck abgestellt wird. Dies
ist an sich eine zufriedenstellende Lösung. Probleme können aber auftreten, wenn nach
dem Anspringen des Motors der Öldruck aus irgendeinem Grund abfällt.
[0003] Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, eine Überhitzung des
für die Kraffstoffzufuhr zuständigen Solenoids durch einfache und zuverlässige Mittel
zu verhindern, die insbesondere nicht von dem Betriebszustand des Motors abhängen.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß ein Thermistor, der sich im stromdurchflossenen
Zustand erwärmt, mit der Spule verdrahtet ist, wobei mit dem Thermistor und mit der
Spule ein Schalter verbunden ist, der den Stromdurchfluß durch den Thermistor unterbrechen
kann. Ein solcher Thermistor oder Halbleiterwiderstand mit temperaturgesteuertem Widerstandswert
erwärmt sich innerhalb von Sekunden, und mit fortschreitender Erwärmung wird der Stromdurchgang
durch die Spule, an die er angeschlossen ist, schließlich bis auf null reduziert.
Auf diese Weise wird in einfacher und sicherer Weise eine Überhitzung bzw. ein Durchbrennen
des Solenoids vermieden. Wird allerdings nur ein Thermistor eingesetzt, so sind Restströme
durch den Thermistor nicht ohne weiteres zu vermeiden. Restströme durch den Thermistor
verhindern jedoch dessen Abkühlung, so daß ein erneutes Anlassen des Motors, sofern
dieser aus irgendeinem Grund ausgegangen ist, nicht möglich ist, solange der Thermistor
noch erwärmt ist. Ein erneutes Anlassen ist nur möglich, wenn der Thermistor abgekühlt
ist. Dies erfordert unerfreuliche Wartezeiten. Nach der Erfindung werden auch diese
ausgeschlossen, da die Restströme durch den Thermistor durch den Schalter vermieden
werden, wenn dieser in seine Offenstellung geht. Auf diese Weise wird somit eine Überhitzung
des Solenoids ausgeschlossen und seine ständige Einsatzbereitschaft sichergestellt.
[0004] Damit der Thermistor nach dem Abschalten der Spule schnell abkühlen kann, sieht die
Erfindung weiter vor, daß der Schalter eine erste an die Spule angeschlossene Klemme
und eine zweite an den Thermistor angeschlossene Klemme aufweist und in Abhängigkeit
von der Erwärmung des Thermistors öffnet. In einfacher Weise kann dies dadurch erreicht
werden, daß der Schalter Bestandteil eines Relais ist, dessen Spule mit der ersten
Klemme des Schalters verbunden ist, wobei der Thermistor zwischen der zweiten Klemme
des Schalters und der Masse vorgesehen ist und wobei die Spule des Relais zu dem Thermistor
parallel geschaltet ist. Auf diese Weise wird der Thermistor sich, wenn die Spule
bei sich in seiner Startstellung befindlichem Schlüssel stromführend ist, sofort erwärmen,
wobei der durch die Spule fließende Strom noch nicht ausreicht, das Relais derart
zu erregen, daß sein Schalter sofort öffnet. Dies erfolgt erst mit einer kurzen Zeitverzögerung.
Nach dem Öffnen des Thermistors kann dieser sofort abkühlen.
[0005] Schließlich ist noch vorgesehen, daß die an dem Thermistor angeschlossene Spule des
Solenoids als Einzugsspule ausgebildet ist, wobei das Solenoid noch mit einer Haltespule
versehen ist.
[0006] In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
[0007] In dieser einzigen Figur ist ein Dieselmotor mit 10 bezeichnet. Dieser ist mit einem
Steuerstromkreis 12 (RUN CONTROL) für Betrieb versehen, der mit einer Klemme einer
Batterie 14 oder einer anderen geeigneten Stromquelle verbunden ist. Ein Kraftstoffeinspritzsystem
20 für den Motor 10 ist mit einem Solenoid 22 zum wahlweisen Absperren der Kraftstoffzufuhr
zum Motor versehen, wenn der Motorstartschalter in seine Aus-Stellung verstellt wird.
Das Solenoid 22 ist mit einer Festhaltespule 26 und mit einer Einzugsspule 28 ausgerüstet.
Hierbei ist die Spule 26 an eine Eingangsleitung 32 und die Spule 28 an eine Eingangsleitung
34 angeschlossen. Beide Eingangsleitungen wiederum sind an eine Ausgangsleitung des
Steuerstromkreises 12 angeschlossen. Die Ausgangsleitungen 36 und 38 der Spulen 26
und 28 sind einmal an Masse und zum anderen an einen Stromkreis 40 angeschlossen,
der für die Einzugsspule strombegrenzend wirkt. Die Festhaltespule 26 hat eine relativ
kleine statische Stromentnahme, während die Einzugsspule 28 eine relativ hohe Stromentnahme
in der Größenordnung bis zu 50 Ampere hat.
[0008] Der Stromkreis 40 ist zu der Einzugsspule 28 in Reihe geschaltet und weist ein Relais
44 auf, das mit einer Aktivierungsspule 48 versehen ist. Diese Spule 48 ist an die
Ausgangsleitung 38 angeschlossen und damit in Reihe zur Einzugsspule 28. Ein Paar
umschaltbare Leitungen 52 und 54 sind mit ihren Ausgängen bei 56 miteinander und mit
der ersten Leitung eines Thermistors 60 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten
verbunden. Die andere Leitung des Thermistors 60 liegt an Masse an. Der Widerstand
des Thermistors nimmt bei seiner Erwärmung beträchtlich zu, und die Temperatur steigt
schnell an, wenn der Strom der Einzugsspule 28 durch den Thermistor fließt.
[0009] Befindet sich das Relais 44 in seinem nicht aktivierten und in der einzigen Figur
gezeigten Zustand, dann sind die oberen Klemmen oder die Leitungen 52 miteinander
verbunden und der Thermistor ist zu der Einzugsspule 28 in Reihe geschaltet. Der Thermistor
ist ein handelsüblicher, beispielsweise ein PCL von Midwest Components oder ein ähnlicher
von Thermodisc Inc. und hat einen geringen Anfangswiderstand, um genügend Einzugsstrom
zu ermöglichen, wenn die Verbindung mit der Spule 28 steht.
[0010] Bei nicht aktiviertem Relais 44 und stromführender Leitung 34 hängt die Spannung
an der Relaisspule 48 von der Spannung an dem Thermistor 60 und von dessen Temperatur
ab. Zu Anfang ist der Widerstand des Thermistors gering sowie sein Spannungsabfall
und reicht nicht aus, um das Relais 44 zu aktivieren. Andererseits erwärmt sich der
Thermistor 60 sehr schnell, wenn ein großer Einzugsstrom durch ihn fließt, und der
Stromfluß durch die Einzugsspule 28 nimmt ab. Innerhalb eines vorherbestimmten Zeitabschnittes,
nachdem Strom von dem Steuerstromkreis 12 zu dem Solenoid 22 gelangt, vorzugsweise
innerhalb von drei Sekunden oder weniger, steigt der Thermistor Widerstand und die
Spannung am Thermistor an, wodurch das Relais 44 aktiviert wird. Ist das Relais 44
aktiviert, dann ist gleichzeitig der Stromkreis zwischen der Einzugsspule 28 und dem
Thermistor 60 unterbrochen, so daß kein Strom durch den Thermistor fließt und der
Thermistor schnell abkühlen kann. Bei aktiviertem Relais 44 ist der Stromfluß durch
die Einzugsspule 28 auf einen relativ kleinen nominalen Stromabzug der Aktivierungsspule
48 begrenzt. Das Relais 44 verbleibt in seinem aktivierten Zustand solange, wie die
Leitung 34 der Einzugsspule 28 stromführend ist. Wird jedoch der Strom zu dem Krafftstoff
Solenoid aus irgendeinem Grund unterbrochen, dann verstellt sich das Relais in seinen
nicht aktivierten Zustand und verbindet den abgekühlten Thermistor 60 mit der Einzugsspule
28, so daß unmittelbar nachdem die Leitungen 32 und 34 wieder stromführend sind, die
Einzugsspule 28 das Solenoid 22 aktivieren wird. Mit einer zeitlichen Verzögerung,
die durch den Stromkreis 40 hervorgerufen wird, wird das Relais 44 wieder aktiv, um
die Stromverbindung zu dem Thermistor 60 zu unterbrechen, so daß der Thermistor abkühlen
kann. Gleichzeitig wird der Stromdurchfluß durch die Einzugsspule 28 auf den kleinen
Strombedarf der Aktivierungsspule 48 reduziert. Die Haltespule 26 hält das Kraftstoffsolenoid
22 nach der Zeitverzögerung solange in der Stellung für Kraftstoffzufluß, bis der
Stromfluß zu dem Solenoid 22 unterbrochen wird.
1. Kraftstoffpumpsystem für einen Verbrennungsmotor (10) mit einem an eine Stromquelle
(14) anschließbaren Solenoid (22), das eine Spule (28) aufweist, um während des Anlaßvorgangs
die Kraftstoffzufuhr zu aktivieren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermistor (60),
der sich im stromdurchflossenen Zustand erwärmt, mit der Spule (28) verdrahtet ist,
wobei mit dem Thermistor (60) und mit der Spule (28) ein Schalter verbunden ist, der
den Stromdurchfluß durch den Thermistor (60) unterbrechen kann.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter eine erste an die
Spule (28) angeschlossene Klemme und eine zweite an den Thermistor (60) angeschlossene
Klemme aufweist und in Abhängigkeit von der Erwärmung des Thermistors (60) öffnet.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter Bestandteil eines
Relais (44) ist, dessen Spule (48) mit der ersten Klemme des Schalters verbunden ist,
wobei der Thermistor (60) zwischen der zweiten Klemme des Schalters und der Masse
vorgesehen ist.
4. System nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spule (48) des Relais (44) zu dem Thermistor (60) parallel geschaltet ist.
5. System nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die an dem Thermistor (60) angeschlossene Spule des Solenoids (22) als Einzugsspule
(28) ausgebildet ist, wobei das Solenoid (22) noch mit einer Haltespule (26) versehen
ist.
