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EP0993395B1 - Strommessmodul für eine starteinrichtung von brennkraftmaschinen - Google Patents

Strommessmodul für eine starteinrichtung von brennkraftmaschinen Download PDF

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Publication number
EP0993395B1
EP0993395B1 EP97941788A EP97941788A EP0993395B1 EP 0993395 B1 EP0993395 B1 EP 0993395B1 EP 97941788 A EP97941788 A EP 97941788A EP 97941788 A EP97941788 A EP 97941788A EP 0993395 B1 EP0993395 B1 EP 0993395B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
starter
current
iron core
soft iron
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97941788A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0993395A1 (de
Inventor
Claus Kramer
Karl-Otto Schmidt
Elmar Huber
Uwe Daurer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19730635A external-priority patent/DE19730635A1/de
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0993395A1 publication Critical patent/EP0993395A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0993395B1 publication Critical patent/EP0993395B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02N11/08—Circuits specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0848—Circuits specially adapted for starting of engines with means for detecting successful engine start, e.g. to stop starter actuation
    • 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
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/044—Starter current

Definitions

  • the invention relates to a starting device for Internal combustion engines, which have the features of the preamble of Claim 1 or 2.
  • Starter motors are usually used for this purpose via a starter relay designed as a so-called engagement relay be connected to a voltage source, and at the same time a Pinion of the starter motor with a ring gear of a flywheel Internal combustion engine is brought into engagement.
  • a starter relay designed as a so-called engagement relay be connected to a voltage source, and at the same time a Pinion of the starter motor with a ring gear of a flywheel Internal combustion engine is brought into engagement.
  • a starter relay designed as a so-called engagement relay be connected to a voltage source, and at the same time a Pinion of the starter motor with a ring gear of a flywheel Internal combustion engine is brought into engagement.
  • a starter relay designed as a so-called engagement relay be connected to a voltage source, and at the same time a Pinion of the starter motor with a ring gear of a flywheel Internal combustion engine is brought into engagement.
  • a starter relay for example an ignition switch or Start switch of the motor vehicle to control.
  • a starter current is evaluated. This takes advantage of that the starter current varies depending on the self-running the internal combustion engine changes.
  • the internal combustion engine reaches its Self-running speed, d. that is, it develops its own torque, the starter motor is almost overhauled in its speed, the Starter motor via a one-way clutch from the internal combustion engine is separated. From this point on, the starter motor only has to apply his own acceleration torque so that the Starter current drops to the no-load current of the starter motor.
  • DE 195 03 537 A1 describes a starting device for Internal combustion engines according to the preambles of claims 1 and 2 known with a a starter current Starter motor measuring current measuring module, which has a magnetic field sensor comprises, and with a controlled by the magnetic field sensor Control electronics, when a cut-off current of the Starter motor a control signal to switch off the starter motor generated.
  • the current measuring module according to the invention with those in claim 1 or 2 mentioned features offers the advantage that a Evaluation of the starter current is possible.
  • one Conductor through which the starter current flows at least partially encompassing soft iron core, which carries a magnetic field sensor, and electronics controlled by the magnetic field sensor, which at Reaching a cut-off current, in particular an idling current, the starter motor, a control signal for switching off the starter motor generated, is provided is possible in a simple manner Evaluate starter current without direct intervention in the starter motor.
  • design changes are the whole Starting device not necessary because the invention Current measuring module in a simple manner to existing starting devices is customizable.
  • the two independent claims 1 and 2 are common inventive idea based on which the current measuring module to outside the starter motor attached contacts such.
  • B. the contact pin on the starter relay or the external connection contact of the Starter motor is connected.
  • Here are either Contact pin of the starter relay or the connection contact of the Starter motor through the through hole of the soft iron core passed.
  • FIG. 1 shows the course of a starter current I of a starter motor of an internal combustion engine over time t.
  • the starter current I increases to a maximum value (starting current) and then changes into a ripple area 10.
  • the ripple of the starter current I results from the compression and decompression phases of the internal combustion engine that change during the starting phase.
  • the starter current I changes to the idle current I 0 .
  • I A denotes a cutoff current that lies below the ripple range 10. After falling below the cut-off current I A, it is certain that the internal combustion engine is self-running and the starter motor can be switched off.
  • Figure 2 illustrates that a current I flows through Head 12 generates a magnetic field B.
  • the magnetic field B is proportional to the current I.
  • a current measurement module 14 is shown in FIGS. 3a to 3c shown by means of the by detecting the magnetic field B the starter current I is measured.
  • the current measuring module 14 is a front view ( Figure 3a), a side view ( Figure 3b) and a top view ( Figure 3c) shown.
  • the current measuring module 14 comprises a sleeve-shaped Soft iron core 16.
  • the soft iron core 16 has an axial through opening 18, which is preferably is round, the diameter of which is larger than an electrical guided through the soft iron core 16 Conductor 12 (not shown in Figure 3). As a result, remains between the electrical conductor 12 and the soft iron core 16 a coaxial air gap. In this air gap there is only one indicated Magnetic field sensor 20 arranged.
  • the magnetic field sensor 20 can be, for example, a Hall sensor or be a so-called field plate.
  • the function of Magnetic field sensors 20 are generally known, so that not within the scope of the present description to be discussed in more detail.
  • a magnetic field sensor 20 has electrical connection contacts on which in Dependency of one acting on the magnetic field sensor Magnetic field B there is a signal voltage, the signal voltage being proportional to the magnetic field B is.
  • the soft iron core 16 is on one, made of a non-magnetic and electrically non-conductive material existing base plate 22 arranged for example consists of a plastic. to Arrangement of the soft iron core 16 on the base plate 22 can the soft iron core 16, for example with molded around the base plate 22 plastic so that next to the base plate 22nd at the same time the corresponding holding area 24 and a jacket 26 of the soft iron core 16 is formed.
  • the electronics can be in the base plate 22 at the same time for evaluating those supplied by the magnetic field sensor 20 Signal voltage must be integrated.
  • FIG. 4a shows a starting device in a side view 28 for an internal combustion engine, not shown a motor vehicle.
  • the starting device 28 comprises a starter motor 30 and a Engagement relay trained starter relay 32.
  • the starter relay 32 becomes the starter motor 30 with a motor vehicle battery Motor vehicle connected and on the other hand a pinion of the starter motor in engagement with the internal combustion engine brought.
  • the starter relay 32 has one Contact space 34, within which a contact bridge two Contact bolt 36 and 38 connects to each other.
  • the Contact pin 36 is a not shown electrical connection line with the positive pole of the Motor vehicle battery connected.
  • the contact pin 38 is extended so that it the one hand the current measuring module 14 and on the other hand take up a cable lug 40 can.
  • the cable lug 40 is preferably one electrical wire designed as a strand 42 with a protruding from the starter motor 30 Connection 44 connected.
  • the current measuring module 14 is with its soft iron core 16 over the contact bolt 38 pushed.
  • the arrangement of the current measuring module 14 and the cable lug 40 on the contact pin 38 is by means of a fastener 46, for example a threaded nut, locked.
  • the size of the base plate 22 of the current measuring module 14 is based on the design of the starting device 28 tuned so that an existing one anyway Installation space for receiving the current measuring module 14 can be used without constructive changes on the starting device 28 are necessary.
  • the base plate 22 of the current measuring module 14 has a - like the top view in Figure 3c shows - greater edge length 1 as an axial extension a of the soft iron core 16. This ensures that in the area b resulting from the difference in edge length 1 and the axial extent a results in Cable lug 40 can be located.
  • the arrangement of the current measuring module 14 ensures that when the starter motor 30 is switched on, the starter current I flows via the contact bolt 36, the contact bridge of the starter relay 32, the contact bolt 38, the cable lug 40, the strand 42 and the connection 44 to the starter motor 30.
  • the soft iron core 16 is integrated into this electrical connection path in that it surrounds the contact pin 38 in regions.
  • the contact pin 38 forms the electrical conductor 12, which is surrounded by a magnetic field proportional to the starter current I.
  • a control signal is supplied to control electronics 48 via lines (not shown in detail in FIG. 4a), which can be integrated, for example, in the base plate 22.
  • This control signal is proportional to the magnetic field B measured by the magnetic field sensor 16, which in turn is proportional to the starter current I. Corresponding to the switch-off limit of starter current I explained with reference to FIG. 1, a drop below switch-off current I A is thus detected. If the value falls below I A , the control electronics 48 provides a control signal for switching off the starter motor 30. This control signal causes an opening of a switching means connecting the starter relay 32 with a control voltage, so that the contact bridge of the starter relay 32 separates the contact bolts 36 and 38.
  • the current measuring module 14 must have a construction the starting device 28 and an assembly of the starting device 28 not changed in motor vehicles be, so that the cost advantages of a large series production remain. If applicable, is a only around the axial extension a of the soft iron core 16 to use extended contact pin 38.
  • the electrical connection lines to Starting device 28 in motor vehicles must also cannot be changed. It's just an additional one Connection line from the control electronics 48 to a shutdown device of the starting device 28 necessary.
  • the current measuring module 14 on the one hand at already in Operation of motor vehicles in simpler Can be retrofitted.
  • FIGS. 4b and 4c Views of the arrangement of the current measuring module 14 on the Contact pin 38 shown. Especially the front view 4b shows that the control electronics 48 receiving base plate 22 in one free installation space between the relay cover of the Starter relay 32 and the starter motor 30 can be integrated is. Otherwise, the same parts are the same Provide reference numerals and not explained again.
  • FIG Arrangement of a current measuring module 14 on a starting device 28 shown. Same parts as in the previous ones Figures, in particular as in Figure 4a provided with the same reference numerals and not again explained.
  • this is Current measuring module 14 on a housing 50, in particular a commutator cover 52, the starter motor 30.
  • the electric one Terminal 44 consists of a busbar 54, from inside a pole tube of the starter motor 12 protrudes.
  • the electrical connecting line (strand) 42 with their cable lug 40 firmly connected in an electrically conductive manner, for example welded on.
  • FIG. 5 shows the arrangement of the current measuring module 14 when assembling the soft iron core 16 from the the starter motor 30 protruding busbar 54 be, the electrical conductive connection between the busbar 54 and the connecting line 42 is produced.
  • the soft iron core 16 thus virtually protrudes from the Control electronics 48 having a base plate axially out and engages around the busbar 54. Between the Busbar 54 and the soft iron core 16 is the Magnetic field sensor 20, not shown here.
  • the busbar 54 thus forms the one in FIG. 2 with 12 designated electrical conductor. According to the in Figure 5 embodiment shown is the soft iron core 16 not annular, but this extends from the base plate 22, oval. For the detection of the magnetic field B and thus the starter current I has no influence.
  • the mounting of the base plate 22 with the control electronics 48 on the commutator cover 52 can for example via suitable snap-in, plug-in or Screw connections are made.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strommeßmodul für eine Starteinrichtung von Brennkraftmaschinen, mit einer einen Starterstrom eines Startermotors messenden Meßeinrichtung. Es ist ein, einen vom Starterstrom (I) durchflossenen Leiter (12) zumindest teilweise umgreifenden Weicheisenkern (16) vorgesehen, der einen Magnetfeldsensor (20) trägt, und eine von dem Magnetfeldsensor angesteuerte Steuerelektronik (48), die bei Erreichen eines Abschaltstroms (IA) des Startermotors (30) ein Steuersignal zum Abschalten des Startermotors (30) generiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Starteinrichtung für Brennkraftmaschinen, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 2 aufweist.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass Brennkraftmaschinen mittels einer Startvorrichtung gestartet werden müssen, da diese nicht von alleine anlaufen. Hierzu werden üblicherweise Startermotoren eingesetzt, die über ein als sogenanntes Einrückrelais ausgebildetes Starterrelais mit einer Spannungsquelle verbunden werden, und gleichzeitig ein Ritzel des Startermotors mit einem Zahnkranz eines Schwungrades der Brennkraftmaschine zum Andrehen in Eingriff gebracht wird. Zum Einschalten des Starterrelais ist es bekannt, dieses über einen externen Schalter, beispielsweise einen Zündschalter oder Startschalter des Kraftfahrzeugs, anzusteuern. Nach Erreichen des Selbstlaufs der Brennkraftmaschine muß der Startermotor ausgespurt werden, um einer Geräuschentwicklung und einem Verschleiß vorzubeugen. Bekannt ist eine manuelle Startabschaltung, durch Loslassen des Zünd- bzw. Startschalters. Um eine Komforterhöhung in Kraftfahrzeugen zu erreichen, sind Lösungen bekannt, eine automatische Startabschaltung der Brennkraftmaschine durchzuführen. Um einen Selbstlauf der Brennkraftmaschine zu detektieren, kann eine Auswertung eines Starterstroms erfolgen. Hierbei wird ausgenutzt, dass der Starterstrom seinen Verlauf in Abhängigkeit des Selbstlaufs der Brennkraftmaschine ändert. Erreicht die Brennkraftmaschine ihre Selbstlaufdrehzahl, d. h., diese entwickelt ein eigenes Drehmoment, wird der Startermotor in seiner Drehzahl quasi überholt, wobei der Startermotor über eine Freilaufkupplung von der Brennkraftmaschine getrennt wird. Ab diesem Zeitpunkt muß der Startermotor nur noch sein eigenes Beschleunigungsmoment aufbringen, so dass der Starterstrom auf den Leerlaufstrom des Startermotors abfällt. Das Erreichen des Leerlaufstroms des Startermotors signalisiert somit den Selbstlauf der Brennkraftmaschine.
Aus der allgemeinen Elektrotechnik ist bekannt, dass ein von einem Strom durchflossener Leiter von einem dem Strom proportionalen Magnetfeld umgeben ist.
Aus der DE 195 03 537 A1 ist eine Starteinrichtung für Brennkraftmaschinen gemäß den Oberbegriffen des Ansprüche 1 und 2 bekannt mit einem einen Starterstrom eines Startermotors messenden Strommeßmodul, das einen Magnetfeldsensor umfaßt, und mit einer von dem Magnetfeldsensor angesteuerten Steuerelektronik, die bei Erreichen eines Abschaltstroms des Startermotors ein Steuersignal zum Abschalten des Startermotors generiert.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Strommeßmodul mit den im Anspruch 1 oder 2 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, dass in einfacher Weise eine Auswertung des Starterstroms möglich ist. Dadurch, dass ein einen vom Starterstrom durchflossenen Leiter zumindest teilweise umgreifender Weicheisenkern, der einen Magnetfeldsensor trägt, und eine von dem Magnetfeldsensor angesteuerte Elektronik, die bei Erreichen eines Abschaltstroms, insbesondere eines Leerlaufstroms, des Startermotors ein Steuersignal zum Abschalten des Startermotors generiert, vorgesehen ist, ist in einfacher Weise möglich, den Starterstrom ohne direkten Eingriff in den Startermotor auszuwerten. Insbesondere sind konstruktive Änderungen der gesamten Starteinrichtung nicht notwendig, da das erfindungsgemäße Strommeßmodul in einfacher Weise an bestehende Starteinrichtungen anpaßbar ist. Darüber hinaus sind keinerlei Veränderungen an den vorhandenen elektrischen Verbindungsleitungen der Starteinrichtung notwendig.
Den beiden unabhängigen Ansprüchen 1 und 2 liegt die gemeinsame erfinderische Idee zugrunde, wonach das Strommeßmodul an außerhalb des Startermotors befestigten Kontakten, wie z. B. dem Kontaktbolzen am Starterrelais oder dem außen liegenden Anschlußkontakt des Startermotors angeschlossen ist. Dabei sind entweder der Kontaktbolzen des Starterrelais oder der Anschlußkontakt des Startermotors durch die Durchgangsöffnung des Weicheisenkerns hindurchgeführt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
den Verlauf des Starterstrom eines Startermotors;
Figur 2
schematisch ein einen stromdurchflossenen Leiter umgebendes Magnetfeld;
Figur 3a bis 3c
schematische Ansichten eines Strommeßmoduls;
Figur 4a bis 4c
eine Anordnungsmöglichkeit des Strommeßmoduls an einer Starteinrichtung und
Figur 5
eine weitere Anordnungsmöglichkeit des Strommeßmoduls an einer Starteinrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 ist der Verlauf eines Starterstroms I eines Startermotors einer Brennkraftmaschine über der Zeit t gezeigt. Mit Einschalten des Startermotors steigt der Starterstrom I auf einen Maximalwert (Anlaufstrom) an und geht anschließend in einen Welligkeitsbereich 10 über. Die Welligkeit des Starterstroms I ergibt sich aus den während der Startphase wechselnden Kompressions- und Dekompressionsphasen der Brennkraftmaschine. Mit Erreichen des Selbstlaufs der Brennkraftmaschine geht der Starterstrom I in den Leerlaufstrom I0 über. Mit IA ist ein Abschaltstrom gekennzeichnet, der unterhalb des Welligkeitsbereichs 10 liegt. Nach Unterschreiten des Abschaltstroms IA ist sicher, daß die Brennkraftmaschine im Selbstlauf ist und eine Abschaltung des Startermotors erfolgen kann.
Figur 2 verdeutlicht, daß ein vom Strom I durchflossener Leiter 12 ein Magnetfeld B erzeugt. Das Magnetfeld B ist hierbei dem Strom I proportional.
In den Figuren 3a bis 3c ist ein Strommeßmodul 14 gezeigt, mittels dem durch Erfassen des Magnetfelds B der Starterstrom I gemessen wird. Das Strommeßmodul 14 ist in einer Vorderansicht (Figur 3a), einer Seitenansicht (Figur 3b) und einer Draufsicht (Figur 3c) gezeigt. Das Strommeßmodul 14 umfaßt einen hülsenförmigen Weicheisenkern 16. Der Weicheisenkern 16 besitzt eine axiale Durchgangsöffnung 18, die vorzugsweise rund ist, deren Durchmesser größer ist als ein durch den Weicheisenkern 16 geführter elektrischer Leiter 12 (in Figur 3 nicht dargestellt). Hierdurch verbleibt zwischen dem elektrischen Leiter 12 und dem Weicheisenkern 16 ein koaxialer Luftspalt. In diesem Luftspalt ist ein hier lediglich angedeuteter Magnetfeldsensor 20 angeordnet. Der Magnetfeldsensor 20 kann beispielsweise ein Hallsensor oder eine sogenannte Feldplatte sein. Die Funktion von Magnetfeldsensoren 20 ist allgemein bekannt, so daß im Rahmen der vorliegenden Beschreibung hierauf nicht näher eingegangen werden soll. Ein Magnetfeldsensor 20 besitzt elektrische Anschlußkontakte, an denen in Abhängigkeit eines auf den Magnetfeldsensor einwirkenden Magnetfeldes B eine Signalspannung anliegt, wobei die Signalspannung proportional zu dem Magnetfeld B ist.
Der Weicheisenkern 16 ist auf einer, aus einem unmagnetischen und elektrisch nicht leitfähigen Material bestehenden Grundplatte 22 angeordnet, die beispielsweise aus einem Kunststoff besteht. Zur Anordnung des Weicheisenkerns 16 auf der Grundplatte 22 kann der Weicheisenkern 16 beispielsweise mit einem die Grundplatte 22 ergebenden Kunststoff umspritzt werden, so daß neben der Grundplatte 22 gleichzeitig der entsprechende Haltebereich 24 sowie eine Ummantelung 26 des Weicheisenkerns 16 entsteht. In die Grundplatte 22 kann gleichzeitig die Elektronik zur Auswertung der vom Magnetfeldsensor 20 gelieferten Signalspannung integriert sein.
Figur 4a zeigt in einer Seitenansicht eine Starteinrichtung 28 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Starteinrichtung 28 umfaßt einen Startermotor 30 sowie ein als Einrückelrelais ausgebildetes Starterrelais 32. Mittels des Starterrelais 32 wird einerseits der Startermotor 30 mit einer Kraftfahrzeugbatterie des Kraftfahrzeugs verbunden und andererseits ein Ritzel des Startermotors in Eingriff mit der Brennkraftmaschine gebracht. Das Starterrelais 32 besitzt einen Kontaktraum 34, innerhalb dem eine Kontaktbrücke zwei Kontaktbolzen 36 und 38 miteinander verbindet. Der Kontaktbolzen 36 ist über eine nicht dargestellte elektrische Verbindungsleitung mit dem Pluspol der Kraftfahrzeugbatterie verbunden. Der Kontaktbolzen 38 ist derart verlängert, daß er einerseits das Strommeßmodul 14 und andererseits einen Kabelschuh 40 aufnehmen kann. Der Kabelschuh 40 ist mit einer vorzugsweise als Litze ausgebildeten elektrischen Leitung 42 mit einem aus dem Startermotor 30 herausragenden Anschluß 44 verbunden. Das Strommeßmodul 14 ist mit seinem Weicheisenkern 16 über den Kontaktbolzen 38 geschoben. Die Anordnung des Strommeßmoduls 14 und des Kabelschuhs 40 auf dem Kontaktbolzen 38 wird mittels eines Befestigungsmittels 46, beispielsweise einer Gewindemutter, arretiert.
Die Größe der Grundplatte 22 des Strommeßmoduls 14 ist auf die konstruktiven Gegebenheiten der Starteinrichtung 28 abgestimmt, so daß ein sowieso vorhandener Einbauraum für die Aufnahme des Strommeßmoduls 14 genutzt werden kann, ohne daß konstruktive Änderungen an der Starteinrichtung 28 notwendig sind. Die Grundplatte 22 des Strommeßmoduls 14 besitzt eine - wie die Draufsicht in Figur 3c zeigt - größere Kantenlänge 1 als eine axiale Erstreckung a des Weicheisenkerns 16. Hierdurch wird erreicht, daß sich in dem Bereich b, der sich aus der Differenz der Kantenlänge 1 und der axialen Erstreckung a ergibt, der Kabelschuh 40 befinden kann.
Durch die gefundene Anordnung des Strommeßmoduls 14 wird erreicht, daß bei eingeschaltetem Startermotor 30 der Starterstrom I über den Kontaktbolzen 36, die Kontaktbrücke des Starterrelais 32, den Kontaktbolzen 38, den Kabelschuh 40, die Litze 42 und den Anschluß 44 zum Startermotor 30 fließt. In diesen elektrischen Verbindungsweg ist der Weicheisenkern 16 eingebunden, indem dieser den Kontaktbolzen 38 bereichsweise umgibt. In Analogie zu Figur 2 bildet der Kontaktbolzen 38 den elektrischen Leiter 12, der von einem dem Starterstrom I proportionalen Magnetfeld umgeben ist. Entsprechend dem mit dem Magnetfeldsensor 16 detektierten Magnetfeld B wird ein Steuersignal über, in Figur 4a nicht detailliert dargestellte, Leitungen einer Steuerelektronik 48 zugeführt, die beispielsweise in die Grundplatte 22 integriert sein kann. Dieses Steuersignal ist proportional dem von dem Magnetfeldsensor 16 gemessenen Magnetfeld B, das wiederum proportional dem Starterstrom I ist. Entsprechend der anhand von Figur 1 erläuterten Abschaltgrenze des Starterstroms I wird ein Unterschreiten des Abschaltstroms IA somit detektiert. Wird der Wert IA unterschritten, stellt die Steuerelektronik 48 ein Steuersignal zum Abschalten des Startermotors 30 zur Verfügung. Dieses Steuersignal bewirkt ein Öffnen eines das Starterrelais 32 mit einer Steuerspannung verbindenden Schaltmittels, so daß die Kontaktbrücke des Starterrelais 32 die Kontaktbolzen 36 und 38 trennt.
Insgesamt wird ohne großen konstruktiven Aufwand mittels eines einfach aufgebauten Strommeßmoduls eine automatische Abschaltung der Starteinrichtung 28, insbesondere des Startermotors 30, bei Erreichen des Selbstlaufs der Brennkraftmaschine möglich. Zur Anordnung des Strommeßmoduls 14 muß eine Konstruktion der Starteinrichtung 28 und eine Montage der Starteinrichtung 28 in Kraftfahrzeugen nicht verändert werden, so daß die Kostenvorteile einer Großserienfertigung erhalten bleiben. Gegebenenfalls ist ein lediglich um die axiale Erstreckung a des Weicheisenkerns 16 verlängerter Kontaktbolzen 38 einzusetzen. Die elektrischen Verbindungsleitungen zur Starteinrichtung 28 in Kraftfahrzeugen muß ebenfalls nicht verändert werden. Es ist lediglich eine zusätzliche Verbindungsleitung von der Steuerelektronik 48 zu einer Abschalteinrichtung der Starteinrichtung 28 notwendig. Durch die gefundene Anordnung ist darüber hinaus das Strommeßmodul 14 einerseits bei bereits in Betrieb befindlichen Kraftfahrzeugen in einfacher Weise nachrüstbar. Darüber hinaus ist ein Austausch des Strommeßmoduls 14 im Bedarfsfalle ebenfalls ohne weiteres möglich, ohne daß die Starteinrichtung 28 insgesamt demontiert zu werden braucht. Durch den einfachen und universellen Aufbau des Strommeßmoduls 14 ist dieses bei einer Vielzahl unterschiedlicher Typen von Starteinrichtungen 28 einsetzbar, so daß eine entsprechende Bereitstellung beziehungsweise Vorhaltung unterschiedlicher Strommeßmodule 14 nicht notwendig ist. Die Dimensionierung der Kontaktbolzen, insbesondere des Kontaktbolzens 38, ist bei allen sich im Einsatz befindlichen Starteinrichtungen 28 im wesentlichen gleich, so daß auch hier keine Anpassung des Strommeßmoduls 14, insbesondere der Durchgangsöffnung 18 des Weicheisenkerns 16, an unterschiedliche Starteinrichtungen 28 erfolgen muß.
In den Figuren 4b und 4c sind nochmals verschiedene Ansichten der Anordnung des Strommeßmoduls 14 auf dem Kontaktbolzen 38 gezeigt. Insbesondere die Stirnansicht gemäß Figur 4b zeigt, daß die die Steuerelektronik 48 aufnehmende Grundplatte 22 in einen freien Einbauraum zwischen dem Relaisdeckel des Starterrelais 32 und dem Startermotor 30 integrierbar ist. Im übrigen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.
In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsvariante der Anordnung eines Strommeßmoduls 14 an einer Starteinrichtung 28 gezeigt. Gleiche Teile wie in den vorhergehenden Figuren, insbesondere wie in Figur 4a, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.
Bei der hier gezeigten Ausführungsvariante ist das Strommeßmodul 14 an einem Gehäuse 50, insbesondere einem Kommutatordeckel 52, des Startermotors 30 angeordnet. Hierdurch wird erreicht, daß das Strommeßmodul 14 in der Nähe des elektrischen Anschlusses 44 des Startermotors 30 angeordnet ist. Der elektrische Anschluß 44 besteht aus einer Stromschiene 54, die aus dem Innern eines Polrohrs des Startermotors 12 herausragt. An diese Stromschiene 54 wird die elektrische Verbindungsleitung (Litze) 42 mit ihrem Kabelschuh 40 elektrisch leitend fest angeschlossen, beispielsweise angeschweißt. Durch die in Figur 5 gezeigte Anordnung des Strommeßmoduls 14 kann bei der Montage der Weicheisenkern 16 über die aus dem Startermotor 30 herausragende Stromschiene 54 geschoben werden, wobei nachfolgend die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Stromschiene 54 und der Verbindungsleitung 42 hergestellt wird.
Der Weicheisenkern 16 ragt somit quasi von der die Steuerelektronik 48 aufweisenden Grundplatte axial heraus und umgreift die Stromschiene 54. Zwischen der Stromschiene 54 und dem Weicheisenkern 16 ist der, hier nicht dargestellte, Magnetfeldsensor 20 angeordnet. Die Stromschiene 54 bildet somit den in Figur 2 mit 12 bezeichneten elektrischen Leiter. Gemäß dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Weicheisenkern 16 nicht ringförmig ausgebildet, sondern dieser verläuft, sich von der Grundplatte 22 erstreckend, oval. Für die Detektion des Magnetfeldes B und somit den Starterstrom I hat dies keinen Einfluß. Die Befestigung der Grundplatte 22 mit der Steuerelektronik 48 an dem Kommutatordeckel 52 kann beispielsweise über geeignete Rast-, Steck- oder Schraubverbindungen erfolgen.

Claims (8)

  1. Starteinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem einen Starteratrom eines Startermotors (30) messenden Strommeßmodul (14), das einen Magnetfeldsensor (20) umfaßt, und mit einer von dem Magnetfeldsensor (20) angesteuerten Steuerelektonik (48), die bei Erreichen eines Abschaltstroms (IA) des Startermotors (30) ein Steuersignal zum Abschalten des Startermotors (30) generiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Strommeßmodul (14) einen Weicheisenkern (16) umfaßt, der einen vom Starterstrom (I) durchflossenen Leiter (12) zumindest teilweise umgreift, wobei der Weicheisenkern (16) eine Durchgangsöffnung (18) aufweist, die größer ist als der vom Starterstrom durchflossene Leiter (38), so daß ein koaxialer Ringspalt zwischen dem Weicheisenkern (16) und dem Leiter (38) verbleibt, in dem der Magnetfeldsensor (20) angeordnet ist, wobei der stromdurchflossene Leiter (12) von einem Kontaktbolzen (38) eines Starterrelais (32) der Starteinrichtung (28) gebildet ist.
  2. Starteinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem einen Starterstrom eines Startermotors (30) messenden Strommeßmodul (14), das einen Magnetfeldsensor (20) umfaßt, und mit einer von dem Magnetfeldsensor (20) angesteuerten Steuerelektonik (48), die bei Erreichen eines Abschaltstroms (IA) des Startermotors (30) ein Steuersignal zum Abschalten des Startermotors (30) generiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Strommeßmodul (14) einen Weicheisenkern (16) umfaßt, der einen vom Starterstrom (I) durchflossenen Leiter (12) zumindest teilweise umgreift, wobei der Weicheisenkern (16) eine Durchgangsöffnung (18) aufweist, die größer ist als der vom Starterstrom durchflossene Leiter (38), so daß ein koaxialer Ringspalt zwischen dem Weicheisenkern (16) und dem Leiter (38) verbleibt, in dem der Magnetfeldsensor (20) angeordnet ist, wobei der stromdurchflossene Leiter (12) von einem Anschlußkontakt (44) des Startermotors (30) gebildet ist.
  3. Starteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strommeßmodul (14) mittels eines Befestigungsmittels (46) arretiert ist, das gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktbolzen (38) des Starterrelais (32) und dem elektrischen Anschlußkontakt (44) des Startermotors (30) klemmt.
  4. Starteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strommeßmodul (14) an einem Gehäuse (50) insbesondere einem Kommutatordeckel (52), des Startermotors (30) angeordnet ist.
  5. Starteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strommeßmodul (14) mit einer Grundplatte (22) auf dem Kommutatordeckel (52) aufgerastet ist, wobei der Weicheisenkern (16) von der Grundplatte (22) axial entspringt und eine, den Anschlußkontakt (44) bildende, über das Gehäuse (50) ragende Stromschiene (54) umgreift.
  6. Starteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Weicheisenkern (16) auf der Grundplatte (22) angeordnet ist, in die gleichzeitig die Steuerelektronik (48) integriert ist.
  7. Starteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (22) zur Aufnahme des Weicheisenkerns (16) einen Haltebereich (24) ausbildet, wobei Grundplatte (22), Haltebereich (24) und eine Ummantelung (26) des Weicheisenkerns (16) aus einem Kunststoff-Spritzgußteil bestehen.
  8. Starteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abschaltstrom (IA) ein Leerlaufstrom (I0) des Startermotors (30) erfaßt wird.
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