DE102014105406A1

DE102014105406A1 - Anlasser, der an ein Leerlauf-Stopp-System eines Fahrzeugs angepasst ist

Info

Publication number: DE102014105406A1
Application number: DE102014105406.7A
Authority: DE
Inventors: Takashi Hirabayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2014-10-30
Also published as: US20140311434A1; JP5949650B2; FR3004763B1; US9353720B2; JP2014214625A; FR3004763A1; CN104121131B; CN104121131A

Abstract

Ein elektromagnetischer Solenoid (8), der einen Motorstrom eines Anlassers steuert, umfasst: einen ersten Schalter, der erste fixierte Kontakte (51, 52) und einen ersten beweglichen Kontakt (53) umfasst, der den Motorstrom unterbricht; einen Unterdrückungswiderstand (58), der den Motorstrom unterdrückt; einen zweiten Schalter, der zweite fixierte Kontakte (61, 62) und einen zweiten beweglichen Kontakt (63) umfasst, der einen Kurzschlussweg bildet, um den Unterdrückungswiderstand kurzzuschließen; ein erstes Regelelement (49), das durch einen ersten Solenoid (50) angetrieben wird, regelt den ersten Schalter, so dass dieser geschlossen ist, und gibt den ersten Schalter aus einer Regelung frei nachdem eine vorbestimmte Zeit ablauft; und ein zweites Regelelement (59), das durch einen zweiten Solenoid (60) angetrieben wird, regelt den zweiten Schalter, so dass dieser geschlossen ist, gibt den zweiten Schalter aus einer Regelung frei wird nachdem eine vorbestimmte Zeit abläuft, wenn der erste Schalter aus einem geregelten Zustand freigegeben wird. Das erste und das zweite Regelelement sind zwischen einer geregelten Position und einer freigegebenen Position angeordnet, um den ersten und zweiten Schalter zu regeln.

Description

HINTERGRUND
(Technisches Gebiet)
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Anlasser zum Starten einer Maschine, die an einem Fahrzeug angebracht ist, und genauer genommen, einen Anlasser, der an ein Leerlauf-Stopp-System eines Fahrzeugs angepasst ist.
(Beschreibung der verwandten Technik)
In letzter Zeit hat zur Verringerung der Kohlenstoffdioxidemission und zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz die Zahl an Fahrzeugen zugenommen, die mit einem Leerlauf-Stopp-System (nachstehend als ISS bezeichnet) ausgestattet sind, das die Maschine automatisch stoppt und neu startet. In solchen Fahrzeugen ist der Anlasser mit einem elektromagnetischen Solenoid ausgestattet, in dem Funktionen integriert sind, so dass das Ritzel in Reaktion auf eine Bewegung des Tauchkolbens herausgeschoben wird, ein Strom, der durch den Motor fließt, zugelassen/verhindert wird und ein Einschaltstrom unterdrückt wird, wenn der Motor aktiviert wird.
Der herkömmliche Anlassertyp zum Starten der Maschine ist nicht in der Lage, die Maschine neu zu starten bis die Maschine vollständig gestoppt ist wenn die Leerlauf-Stopp-Funktion durchgeführt wird, d. h. die Maschine kann nicht neu gestartet werden, während die Maschine durch eine ursprüngliche Drehung dreht.
Gemäß dem herkömmlichen Anlassertyp steuert ein Solenoidschalter (nachstehend als nicht-ISS-Schalter bezeichnet) das Ritzel dazu, zu der Seite des Zahnkranzes der Maschine herausgeschoben zu werden, und einen Hauptschalter, der zum Unterbrechen des Motorstroms verwendet wird, so dass dieser EIN und AUS geschaltet wird.
Inzwischen veröffentlicht beispielsweise die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung JP 2011-144799 einen Anlasser, der mit einem Tandem-Solenoidschalter ausgestattet ist (nachstehend als ISS-Schalter bezeichnet), der die Maschine in Reaktion auf eine Neustartanforderung durch den Fahrer neu starten kann. Der ISS-Schalter umfasst einen Solenoid SL1, der zum Herausschieben des Ritzels verwendet wird, und einen Solenoid SL2, der zum Öffnen und Schließen der Hauptkontaktpunkte verwendet wird, und beide Solenoide sind dazu ausgestaltet, einzeln gesteuert zu werden. Mit anderen Worten kann die Maschine durch einen Eingriff des Ritzels mit dem Zahnkranz neu gestartet werden, obwohl die Maschine ursprünglich dreht, da der Vorgang, dass der Solenoid SL1 das Ritzel herausschiebt, und der Vorgang, dass der Solenoid SL2 den Hauptschalter öffnet/schließt, einzeln gesteuert werden können.
Da Fahrzeuge mit einem ISS die Maschine jedes Mal stoppen, wenn das Fahrzeug wegen einer roten Ampel an einer Kreuzung stoppt, oder wegen einem Verkehrsstau stoppen muss, und die Maschine in Reaktion auf eine Neustartanforderung erneut starten, ist die Häufigkeit des Maschinenstartvorgangs deutlich erhöht. Diesbezüglich entsteht ein Problem, dass ein großer Betrag des Stroms (nachstehend als Startstrom oder Einschaltstrom bezeichnet) fließt, wenn der Motor in Reaktion auf die Maschinenneustartanforderung aktiviert wird, nachdem der Leerlaufstoffvorgang durchgeführt wurde. Insbesondere wenn ein großer Betrag des Stroms fließt, nimmt die Anschlussspannung der Batterie stark ab, so dass plötzliche Leistungsfehler in dem Fahrzeug auftreten können, wodurch die elektrische Ausstattung, wie Messeinrichtungen, eine Audioausstattung oder ein Navigationssystem kurzzeitig einen Betrieb stoppen. Da das Fahrzeug, das mit dem ISS ausgestattet ist, den Leerlaufstopp im Allgemeinen auf der Straße durchführt, fließt jedes Mal ein großer Betrag des Stroms, wenn der Anlasser betätigt wird, so dass der Fahrer von diesem Phänomen erheblich gestresst werden kann.
Um das Auftreten eines plötzlichen Leistungsfehlers zu verhindern, wird ein Unterdrückungswiderstand eingesetzt. Beispielsweise offenbart die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung JP 2011-142067 eine Technik, bei der ein elektromagnetisches Relais (nachstehend als ICR-(Einschaltstromreduktion)-Relais bezeichnet), in dem ein Unterdrückungswiderstand integriert ist, mit einer Aktivierungsschaltung des Motors verbunden wird, und in Reaktion darauf, ob der Relaiskontakt EIN- oder AUS-geschaltet ist, zwischen einem Schaltungsweg mit niedrigem Widerstand und einem Schaltungsweg mit hohem Widerstand geschaltet wird. Dieses ICR-Relais bildet einen Schaltungsweg mit hohem Widerstand, der den Unterdrückungswiderstand umfasst, wenn das ICR-Relais in Reaktion auf eine Aktivierung des Motors geöffnet (AUS-geschaltet) wird. Demzufolge fließt von der Batterie durch den Unterdrückungswiderstand ein unterdrückter Strom in den Motor, wodurch ein erheblicher Spannungsabfall am Anschluss der Batterie verhindert werden kann. Wenn anschließend der Relaiskontakt geschlossen (EIN-geschaltet) wird, sind beide Enden des Unterdrückungswiderstands kurzgeschlossen, um den Schaltungsweg mit niedrigem Widerstand zu bilden, wodurch die gesamte Batteriespannung an dem Motor angelegt wird.
Allerdings steuert ein herkömmlicher Schaltertyp, der für das ISS verwendet wird, jeden Solenoid einzeln, unabhängig von der Abfolge der Betätigung derselben, so dass für die beiden Solenoide SL1 und SL2 eine ausreichend große Wärmekapazität erforderlich ist, die der Rate der Betätigung des Anlassers und dessen Spielraum entspricht. Demzufolge wird eine Größe von beiden Solenoiden größer, um einen Wärmewiderstand sicherzustellen. Da zudem die Solenoide SL1 und SL2 durch eine Fahrzeugseitige ECU (elektronische Steuereinheit) gesteuert werden, sind zwei Anschlüsse (nachstehend ebenso als Anschluss 50 bezeichnet) erforderlich, um Leistung an beiden Solenoiden SL1 und SL2 zuzuführen. Mit anderen Worten sind, wie in 16 gezeigt ist, der Anschluss-50 T1 für SL1 und der Anschluss 50 für den Anschluss SL2 separat angeordnet, so dass die Größe des Anschlusses-50 T1 und des Anschlusses-50 T2 groß wird. Daher wird die Montageeignung seitens des Fahrzeugs verschlechtert und die Systemkosten nehmen zu, da zwei Kabelbäume und die Anlasser-Relais, die mit dem Anschluss 50 T1 und T2 verbunden sind, für die zwei Anschlüsse T1 und T2 erforderlich sind.
Um genauer genommen eine Leistungsfähigkeit zum Eingriff zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz ähnlich wie bei dem nicht-ISS-Schalter sicherzustellen, wird der Strom, der zum Halten des Tauchkolbens des Solenoids SL1 erforderlich ist, im Vergleich zu demjenigen des nicht-ISS-Schalters größer. Demzufolge muss in Abhängigkeit von dem Fahrzeugtyp eine Sicherungskapazität des Anschlusses 50 für den Kabelbaum größer sein und ein Kabeldurchmesser des Kabelbaums muss erhöht werden, wodurch die Systemkosten der ISS-Einheit steigen. Da das ICR-Relais, das herkömmlich verwendet wird, eine einzelne Komponente ist, ist es erforderlich, eine Signalleitung vorzubereiten, um das ICR-Relais zu betätigen, sowie einen Kabelbaum zum Verbinden des ICR-Relais und des Starters, so dass eine erforderliche Arbeitszeit und die Anzahl der Komponenten steigt, wodurch die Systemkosten steigen. Ferner werden das ICR-Relais und der Anlasser durch einen zusätzlichen Kabelbaum verbunden, wodurch ein Kabelwiderstand aufgrund des zusätzlichen Kabelbaums steigt. Da die Ausgangsleistung des Anlassers gesenkt wird, ist es demzufolge in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp erforderlich, einen Anlassertyp zu verwenden, der eine größere Ausgangsleistung im Vergleich zu einem herkömmlich verwendeten Anlasser aufweist.
Da ferner ein Befestigungsabschnitt zur Befestigung des ICR-Relais in dem Anlassergehäuse oder fahrzeugseitig angeordnet sein muss, kann es sein, dass der Befestigungsabschnitt in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp gegebenenfalls nicht in dem Fahrzeug angeordnet werden kann. In 16 ist ein Beispiel abgebildet, bei dem das ICR-Relais an dem Anlassergehäuse 139 befestigt ist. Insbesondere ist das ICR-Relais an dem Anlassergehäuse 139 zusammen mit dem ISS-Schalter 120 durch einen Bolzen 140 fixiert. Wenn es erforderlich ist, das ICR-Relais in Bezug auf den Anschluss B (d. h. ein Bolzen, mit dem das Batteriekabel verbunden ist) des elektromagnetischen Schalters auf der Seite der Batterie anzuordnen, ist an dem Verbindungsanschluss des ICR-Relais immer eine Spannung angelegt. Um einen ungewollten Kurzschluss zu vermeiden, der durch einen Fremdkörper oder ein Werkzeug verursacht wird, welches mit dem Verbindungsanschluss des ICR-Relais in Kontakt kommt, ist eine Schutzabdeckung erforderlich, um den Verbindungsanschluss abzudecken. Demzufolge steigen eine erforderliche Arbeitszeit und die Anzahl der Komponenten weiter, so dass die Systemkosten steigen.
KURZFASSUNG
Die Ausführungsform schlägt einen Anlasser vor, der mit einer elektromagnetischen Solenoideinheit mit kleiner Größe/leichtem Gewicht ausgestattet ist, die an eine Leerlauf-Stopp-Funktion angepasst ist und eine Einschaltstromunterdrückungsfunktion umfasst.
Als erster Aspekt der Ausführungsform umfasst ein Anlasser gemäß der vorliegenden Offenbarung: einen Motor (2), der eine drehende Kraft erzeugt, indem er erregt wird, ein Ritzel (6), das die drehende Kraft des Motors auf einen Zahnkranz (24) der Maschine überträgt, wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz in Eingriff kommt; einen elektromagnetischen Solenoid (8), der an einem Anlassergehäuse (7) so fixiert ist, dass er parallel zu dem Motor angeordnet ist.
Der elektromagnetische Solenoid umfasst:
ein Paar erster fixierter Kontakte (51, 52), die an einer Aktivierungsschaltung des Motors angeordnet sind;
einen ersten beweglichen Kontakt (53), der dem Paar von ersten fixierten Kontakten zugewandt ist, und in der axialen Richtung beweglich ist, um das Paar der ersten fixierten Kontakten zu öffnen und zu schließen, wobei das Paar der ersten fixierten Kontakte geschlossen ist, wenn der erste bewegliche Kontakt mit dem Paar der ersten fixierten Kontakte in Kontakt steht, und das Paar der ersten fixierten Kontakte geöffnet ist, wenn der erste bewegliche Kontakt von dem Paar der ersten fixierten Kontakte getrennt ist;
einen ersten Schalter (51, 52, 53), der einen Strom unterbricht, der dem Motor in Reaktion auf den ersten beweglichen Kontakt, der das Paar der ersten fixierten Kontakte öffnet und schließt, zugeführt wird, wobei der erste Schalter geöffnet ist, wenn der erste bewegliche Kontakt das Paar der ersten fixierten Kontakte öffnet, und geschlossen ist, wenn der erste bewegliche Kontakt das Paar der ersten fixierten Kontakte schließt;
einen Unterdrückungswiderstand, der mit der Aktivierungsschaltung so verbunden ist, dass er zu dem ersten Schalter in Serie geschaltet ist, und der einen Einschaltstrom unterdrückt, der in die Aktivierungsschaltung fließt, wenn der erste Schalter geschlossen ist;
ein Paar von zweiten fixierten Kontakten (61, 62), die an der Aktivierungsschaltung angeordnet sind, und den Unterdrückungswiderstand kurzschließen;
einen zweiten beweglichen Kontakt (63), der dem Paar der zweiten fixierten Kontakte zugewandt ist, und der in der axialen Richtung beweglich ist, um das Paar der zweiten fixierten Kontakte zu öffnen und zu schließen, wobei das Paar der zweiten fixierten Kontakte geschlossen ist, wenn der zweite bewegliche Kontakt mit dem Paar der zweiten fixierten Kontakte in Kontakt steht, und das Paar der zweiten fixierten Kontakte geöffnet ist, wenn der zweite bewegliche Kontakt von dem Paar der zweiten fixierten Kontakte getrennt ist; und
einen zweiten Schalter (61, 62, 63), der den Unterdrückungswiderstand kurzschließt, um einen Kurzschlussweg zu bilden, wenn der zweite bewegliche Kontakt das Paar der zweiten fixierten Kontakte schließt, wobei der zweite Schalter den Kurzschlussweg aussetzt, wenn der zweite bewegliche Kontakt das Paar der zweiten fixierten Kontakte öffnet, und der zweite Schalter geöffnet ist, wenn der zweite bewegliche Kontakt das Paar der zweiten fixierten Kontakte öffnet, und er geschlossen ist, wenn der zweite bewegliche Kontakt das Paar der zweiten fixierten Kontakte schließt;
einen Tauchkolben (33), der einen Hauptelektromagnet bildet, wenn dieser erregt wird, wobei der Tauchkolben durch den Hauptelektromagnet angezogen wird, so dass er sich in der axialen Richtung bewegt;
einen Hauptsolenoid (26), der in Reaktion auf die Tauchkolbenbewegung in der axialen Richtung das Ritzel zu dem Zahnkranz herausschiebt, und den ersten beweglichen Kontakt und den zweiten beweglichen Kontakt zu dem Paar der ersten fixierten Kontakte und zu dem Paar der zweiten fixierten Kontakte antreibt;
ein erstes Regelelement (49), das so angeordnet ist, dass es zwischen einer geregelten Position und einer ausgesetzten Position beweglich ist, wobei die geregelte Position eine Bewegung des ersten beweglichen Kontakts regelt, sodass dieser in Reaktion auf ein Schließen des ersten Schalters nicht mit dem Paar der ersten fixierten Kontakte in Kontakt kommt, und die freigegebene Position eine Bewegung des ersten beweglichen Kontakts freigibt, sodass dem ersten beweglichen Kontakt ermöglicht wird, mit dem Paar der ersten fixierten Kontakte in Kontakt zu kommen
ein zweites Regelelement (59), das so angeordnet ist, dass es zwischen einer geregelten Position und einer freigegebenen Position beweglich ist, wobei die geregelte Position eine Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts regelt, sodass dieser in Reaktion auf ein Schließen des zweiten Schalters nicht mit dem Paar der zweiten fixierten Kontakte in Kontakt kommt, und die freigegebene Position eine Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts aus der geregelten Position freigibt, sodass dem zweiten beweglichen Kontakt ermöglicht wird, mit dem Paar der zweiten fixierten Kontakte in Kontakt zu kommen;
einen ersten Solenoid (50), der einen ersten Elektromagneten bildet, wenn er erregt wird, und der das erste Regelelement antreibt, so dass es die geregelte Position einnimmt, wenn der erste Elektromagnet EIN-geschaltet ist, und das erste Regelelement freigibt, sodass es die freigegebene Position einnimmt, wenn der erste Elektromagnet AUS-geschaltet ist; und
einen zweiten Solenoid (60), der einen zweiten Elektromagneten bildet, wenn er erregt wird, und der das zweite Regelelement antreibt, sodass es die geregelte Position einnimmt, wenn der zweite Elektromagnet EIN-geschaltet ist, und das zweite Regelelement freigibt, sodass es die freigegebene Position einnimmt, wenn der zweite Elektromagnet AUS-geschaltet ist.
Der erste Solenoid ist dazu ausgestaltet, ein EIN- und AUS-Schalten des ersten Elektromagnets so zu steuern, dass das erste Regelelement dazu anzutreiben, die geregelte Position einzunehmen bevor der erste Schalter geschlossen wird, wenn der Hauptsolenoid eine Betätigung beginnt, um die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts zu regeln, und dass das erste Regelelement dazu freigegeben wird, die freigegebene Position einzunehmen, wenn eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist nachdem der Tauchkolben durch den Hauptelektromagnet angezogen wurde, um die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts freizugeben; der zweite Solenoid ist dazu ausgestaltet, zu steuern, dass der zweite Elektromagnet so ein EIN- und AUS-geschaltet wird, dass das zweite Regelelement dazu angetrieben wird, die geregelte Position einzunehmen bevor der zweite Schalter geschlossen wird, wenn der Hauptsolenoid eine Betätigung beginnt, um die Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts zu regeln, und dass das zweite Regelelement dazu freigegeben wird, die freigegebene Position einzunehmen, wenn eine vorbestimmte Zeit abläuft nachdem das erste Regelelement die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts freigibt, um die Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts freizugeben.
Der elektromagnetische Solenoid gemäß der vorliegenden Offenbarung kann Bewegungen des ersten und zweiten beweglichen Kontakts durch Betätigungen des ersten und zweiten Solenoids regeln bevor der erste und zweite Solenoid in Reaktion auf die Betätigung des Hauptsolenoids geschlossen werden. Insbesondere wird eine Zeit zum Erregen des ersten und zweiten Solenoids einzeln gesteuert, so dass eine vorbestimmte Dauer, die beginnt, wenn das Ritzel in Reaktion auf eine Bewegung des Tauchkolbens zu dem Zahnkranz herausgeschoben wird, bis der erste Schalter geschlossen ist, eingestellt werden kann. Darüber hinaus kann eine vorbestimmte Dauer, die beginnt, wenn der erste Schalter geschlossen wird, bis der zweite Schalter geschlossen wird, eingestellt werden. Demzufolge kann ein elektromagnetischer Solenoid geschaffen werden, der eine Funktion des herkömmlichen ISS-Schalters und eine Funktion des ICR-Relais (d. h. eine Funktion zum Unterdrücken des Einschaltstroms, wenn der Motor aktiviert wird) aufweist. Hinsichtlich des ersten und zweiten Solenoids kann Wärme, die durch den ersten und zweiten erregten Solenoid erzeugt wird, erheblich verringert werden, da die Betätigungszeit, die erforderlich ist, um das erste und zweite Regelglied aus der geregelten Position freizugeben, nachdem das erste und zweite Regelglied so angetrieben wurde, dass sie sich in der geregelten Position befinden, kurz ist (z. B. mehr als ca. 10 Millisekunden und bis zu ca. 200 Millisekunden).
Hinsichtlich des ersten und zweiten Solenoids wird ebenso eine Bewegung des Tauchkolbens selbst von dem Hauptsolenoid nicht geregelt, wenn das erste und das zweite Regelelement dazu angetrieben werden, die geregelte Position einzunehmen, wodurch die Bewegungen des ersten und zweiten beweglichen Kontakts geregelt werden. Daher überschreiten die Regelkräfte des ersten und zweiten Solenoids, die zum Regeln des ersten und zweiten beweglichen Kontakts erforderlich sind, nicht notwendigerweise die Kraft des elektromagnetischen Hauptsolenoids, die an dem Tauchkolben aufgewendet wird, wodurch der erste und der zweite Solenoid verkleinert werden können. Während der erste Solenoid betätigt wird, d. h. während die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts durch das erste Regelelement geregelt wird, stehen ferner der erste bewegliche Kontakt und der erste fixierte Kontakt nicht miteinander in Kontakt, so dass die Batteriespannung nicht an dem Motor angelegt wird. Mit anderen Worten tritt kein erheblicher Spannungsabfall der Batteriespannung aufgrund des Einschaltstroms auf, da der Motor nicht mit Leistung versorgt wird während der erste Solenoid betätigt wird. Da es erforderlich ist, ein Auftretend es Spannungsabfalls aufgrund des Einschaltstroms, der durch eine Betätigung des ersten Solenoids getriggert wird, zu berücksichtigen, kann der erste Solenoid demzufolge weiter verkleinert werden.
Während der zweite Solenoid betätigt wird, wird der zweite bewegliche Kontakt so geregelt, dass der zweite Schalter geöffnet ist. Somit wird eine Leistung von der Batterie über den Unterdrückungswiderstand dem Motor zugeführt, wenn der erste Schalter geschlossen ist, da der erste bewegliche Kontakt durch den ersten Solenoid aus der geregelten Position freigegeben wird. Somit kann an dem Anlasser eine Funktion des ICR-Relais umgesetzt werden (d. h. ein Betrag des Einschaltstroms während der erste Schalter geschlossen wird, kann durch den Unterdrückungswiderstand erheblich verringert werden). Demzufolge kann der zweite Solenoid weiter verkleinert werden, da ein Einfluss des Spannungsabfalls aufgrund des Einschaltstroms verringert werden kann. Der erste und zweite Solenoid weisen einen Aufbau auf, bei dem die Tauchkolben herausgeschoben werden, wenn der erste und der zweite Elektromagnet zum Antreiben des ersten und zweiten Regelelements ausgebildet sind, so dass diese dazu angetrieben werden, die geregelten Positionen einzunehmen. Falls in dem ersten Solenoid ein Fehler auftritt, d. h., dass der erste Solenoid nicht funktioniert, selbst wenn Leistung zugeführt wird, wird das zweite Regelelement demzufolge nicht dazu angetrieben, die geregelte Position einzunehmen. Wenn in ähnlicher Weise der zweite Solenoid nicht betätigt wird, selbst wenn dem zweiten Solenoid Leistung zugeführt wird, wird das zweite Regelelement nicht dazu angetrieben, die geregelte Position einzunehmen. In diesem Fall kann der elektromagnetische Solenoid ähnlich wie derjenige des nicht-ISS-Schalters betätigt werden. Selbst wenn entweder in dem ersten oder zweiten Solenoid ein Fehler auftritt, verursacht der Fehler demzufolge nicht sofort eine Fehlfunktion der Anlasserbetätigung. Infolgedessen kann eine Robustheit des elektromagnetischen Solenoids verbessert werden.
Ferner ist bei dem Anlasser gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Kabelbaum erforderlich, der den elektromagnetischen Solenoid und das ICR-Relais verbindet, so dass ein Spannungsabfall an dem Kabelbaum (Widerstandsverlust des Kabelbaums) Null wird, da eine Funktion des herkömmlichen ICR-Relais an dem elektromagnetischen Solenoid integriert ist. Demzufolge kann im Vergleich zu einem Fall, bei dem das ICR-Relais und der Anlasser kombiniert sind, die Abgabefähigkeit des Anlassers verbessert werden. Ebenso wird die Anzahl der Bauteile verringert, so dass die Systemkosten verringert werden können, und es ist keine Fläche erforderlich, um das ICR-Relais anzubringen, so dass die Montagefähigkeit des Anlassers verbessert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
1 ein Diagramm, das einen halben Querschnitt des Anlassers gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ein Diagramm, das eine Rückansicht des Anlassers aus der Sicht der dem Ritzel gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die axiale Richtung des Anlassers zeigt;
3 ein Diagramm, das einen Querschnitt des elektromagnetischen Solenoids zeigt;
4 ein Diagramm, das einen Querschnitt von einer Linie IV-IV des elektromagnetischen Solenoids zeigt, wie er in 3 gezeigt ist;
5 ein Diagramm, das einen Querschnitt an einer Linie V-V des elektromagnetischen Solenoids zeigt, wie er in 3 gezeigt ist;
6 ein Schaltungsdiagramm des Anlassers;
7 ein Diagramm, das einen halben Querschnitt des Anlassers in einem Zustand zeigt, bei dem eine Bewegung des ersten beweglichen Kontakts und des zweiten beweglichen Kontakts geregelt werden, bevor der erste Schalter und der zweite Schalter in Reaktion auf eine Aktivierung des Hauptsolenoids beschlossen werden;
8 ein Schaltdiagramm, das dem Anlasser entspricht, der in 7 gezeigt ist;
9 ein Diagramm, das einen halben Querschnitt des Anlassers in einem Zustand zeigt, bei dem die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts freigegeben wird, wenn der Tauchkolben des Hauptsolenoids angezogen wird;
10 ein Schaltdiagramm, das dem Anlasser entspricht, der in 9 gezeigt ist;
11 ein Diagramm, das einen halben Querschnitt des Anlassers in einem Zustand zeigt, bei dem die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts und des zweiten beweglichen Kontakts freigegeben ist;
12 ein Schaltdiagramm, das dem Anlasser entspricht, der in 11 gezeigt ist;
13 einen Graph, der eine Maschinengeschwindigkeit zeigt, wenn der Maschinenverhaltenszustand ein Überschwingen (Rückwärtsdrehung) erfährt, unmittelbar bevor die Maschine gestoppt ist;
14 ein Diagramm, das einen halben Querschnitt des elektromagnetischen Solenoids gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
15 ein Diagramm, das einen Querschnitt zeigt, der einen Aufbau in einer Umgebung der Bürste gemäß der dritten Ausführungsform zeigt; und
16 ein Diagramm, das eine Rückansicht eines herkömmlichen Anlassertyps zeigt, das eine Sicht von der dem Ritzel gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die axiale Richtung des Anlassers darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend ausführlich beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Mit Bezug auf die 1 bis 13 wird nachstehend die erste Ausführungsform beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Anlasser 1 gemäß der ersten Ausführungsform einen Kommutatormotor 2, der eine drehende Kraft erzeugt, indem er erregt wird, eine Untersetzungseinheit 3, welche die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 untersetzt, eine Ausgangswelle 4, die mit einer Ankerwelle 2a des Motors 2 gekoppelt ist, und einen Einwirkungsdämpfer (wird später beschrieben), der eine übermäßige Einwirkung dämpft, die seitens der Maschine ausgeübt wird, eine Kupplung 5, die ein Drehmoment überträgt, das durch den Motor 2 erzeugt wird und durch eine Untersetzungseinheit 3 auf die Ausgangswelle 4 verstärkt wird, ein Ritzel 6, das auf der Ausgangswelle 4 angeordnet ist, und einen elektromagnetischen Solenoid 8, der an dem Anlassergehäuse 7 zusammen mit dem Motor 2 fixiert ist. Der Motor 2 und der elektromagnetische Solenoid 8 sind an dem Anlassergehäuse 7 fixiert, so dass sie parallel zueinander derart angeordnet sind, dass die Drehachse (Ankerwelle 2a) des Motors 2 und die Längsrichtung (axiale Richtung des elektromagnetischen Solenoids 8) parallel sind. Der Motor 2 umfasst ein Feldelement, das durch eine Mehrzahl von Permanentmagneten 10 gebildet wird, die an einem inneren Umfang eines Jochs 9 angeordnet sind, und das einen magnetischen Kreis bildet, einen Anker 12, der mit einem Kommutator 11 ausgestattet ist, an dem Endabschnitt derjenigen Seite der Ankerwelle 2a, die der Untersetzungseinheit gegenüberliegt (rechte Seite in 1) vorgesehen ist, und eine Bürste 13, die an dem äußeren Umfang des Kommutators 11 angeordnet ist. Wie in 1 gezeigt ist, wird ein Feldelement vom Permanentmagnettyp gezeigt, allerdings kann ein Feldelement vom elektromagnetischen Typ eingesetzt werden.
Die Untersetzungseinheit 3 ist eine wohlbekannte Untersetzungseinheit vom Planetenradgetriebetyp, in der sich eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern um eine eigene Achse drehen, und um das Sonnenzahnrad kreisen, indem sie eine Drehung der Ankerwelle 2a aufnehmen. Die Ausgangswelle 4 ist auf der Achse angeordnet, die sich von der einen der Ankerwelle 2a des Motors 2 (dieselbe Achse: die axiale Richtung ist in 1 angezeigt) erstreckt, und ein Endabschnitt der Ausgangswelle 4 ist durch das Anlassergehäuse 7 über eine Lagerung 15 drehbar gehalten, und der andere Endabschnitt derselben ist durch ein mittleres Gehäuse 17 über eine Lagerung 16 drehbar gehalten. Der Einwirkungsdämpfer wird durch eine feste Platte 18 (Drehung ist geregelt) und eine Reibungsplatte 20, die wechselseitig angeordnet ist, und bei der eine Scheibenfeder 19 gegen die Reibungsplatte 20 drückt, gebildet, so dass sie mit der festen Platte 20 eingreift. Der Einwirkungsdämpfer dämpft eine Einwirkung, wenn seitens der Maschine ein übermäßiges Drehmoment aufgebracht wird. Insbesondere rutscht die Reibungsplatte 20 durch (dreht sich) um Reibungskraft freizugeben, wenn ein übermäßiges Drehmoment seitens der Maschine aufgebracht wird, so dass die Einwirkung gedämpft wird. Es ist zu beachten, dass die Reibungsplatte 20 ebenso als ein inneres Zahnrad der Untersetzungseinheit 3 dient.
Die Kupplung 5 umfasst ein Äußeres 21, das sich durch Aufnahme einer kreisenden Kraft des Planetengetriebes 14 dreht, ein Inneres 22, das an einer inneren Umfangsseite des Äußeren 21 gemeinsam mit der Ausgangswelle 4 angeordnet ist, und eine Rolle 23, die eine Übertragung der Kraft zwischen dem Äußeren 21 und dem Inneren 22 unterbricht. Die Kupplung 5 dient als eine Einwegkupplungseinheit, wobei ein drehendes Drehmoment von dem Äußeren 21 über die Rolle 23 auf das Innere 22 übertragen wird, und eine Übertragung des Drehmoments zwischen dem Inneren 22 und dem Äußeren 21 durch eine Leerlaufdrehung der Rolle 23 unterbrochen wird. Das Ritzel 6 ist auf dem äußeren Umfang der Ausgangswelle 4 durch einen Steilgewindeverzahnungseingriff beweglich angeordnet. Wenn die Maschine starten soll, wird das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 24 (wie in 1 gezeigt) in Eingriff gebracht, so dass das drehende Drehmoment des Motors 2, das durch die Untersetzungseinheit 3 verstärkt wird, auf den Zahnkranz 24 übertragen wird.
Als nächstes wird mit Bezug auf die 1 bis 6 nachstehend ein Aufbau des elektromagnetischen Solenoids 8 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird die linke Seite des elektromagnetischen Solenoids 8, wie in 3 gezeigt ist, als eine Vorderseite definiert, und eine rechte Seite desselben wird als Rückseite definiert. Die Längsrichtung des elektromagnetischen Solenoids ist als die axiale Richtung definiert, die durch eine gepunktete Linie in den 1 und 3 gezeigt ist. Der elektromagnetische Solenoid 8 wird durch einen Hauptsolenoid 26, eine Schalterabdeckung 28, eine erste Kontakteinheit und eine zweite Kontakteinheit gebildet. Der Hauptsolenoid 26 steuert einen Umschalthebel 25 (1) an, um das Ritzel 6 zu dem Zahnkranz 24 herauszuschieben. Die Schalterabdeckung 28 ist an einem Rahmen 27 fixiert, so dass sie die Öffnung des Rahmens 27 abdeckt. Der Rahmen 27 weist eine zylindrische Form auf und dient als eine magnetische Schaltung des Hauptsolenoids. Die erste Kontakteinheit und die zweite Kontakteinheit sind innerhalb der Schalterabdeckung 28 angeordnet. Der Hauptsolenoid 26 umfasst eine Spule 29, die einen Elektromagneten bildet (nachstehend als Hauptelektromagnet bezeichnet), indem sie erregt wird, ein zylindrisches Joch, das an einem äußeren Umfang der Spule 29 angeordnet ist, einen fixierten Eisenkern 31, der eine Ringform aufweist und benachbart zu der Rückseite der Spule 29 angeordnet ist, eine fixierte Platte 32, die eine Ringform aufweist und benachbart zu der Vorderseite der Spule 29 angeordnet ist, einen Tauchkolben 33, der sich in dem inneren Umfang der Spule 29 zu der axialen Richtung bewegt, eine Tauchkolbenstange 34, die an einer rückwärtigen Fläche des Tauchkolbens 33 fixiert ist, und eine Rückstellfeder 35, die den Tauchkolben 33 in einer dem fixierten Eisenkern entgegengesetzten Seite beaufschlagt (Richtung zur linken Seite in 3).
Die Spule 29 wird gebildet, indem sie um eine Trommel 36 gewickelt wird, die aus Kunstharz besteht. 6 ist ein Diagramm, das ein Schaltdiagramm des Anlassers zeigt während der Anlasser nicht betätigt wird. Wie in 6 gezeigt ist, ist ein Endabschnitt der Spule 29 mit einem Leitungsanschluss (Anschluss-50 37 gemäß der ersten Ausführungsform) verbunden und der andere Abschnitt der Spule 29 ist beispielsweise mit der Oberfläche des fixierten Eisenkerns 31 verbunden, um geerdet zu sein. Hinsichtlich des zylindrischen Jochs 30, kommt das rückwärtige Ende in der axialen Richtung mit dem fixierten Eisenkern 31 in Kontakt und das vordere Ende in der axialen Richtung kommt mit der fixierten Platte 32 in Kontakt, wodurch ein Kraftfluss zwischen dem fixierten Eisenkern 31 und der fixierten Platte gebildet wird. Der fixierte Eisenkern 31 ist derart angeordnet, dass sich eine innere Umfangsseite in der axialen Richtung innerhalb des inneren Durchmessers der Trommel 36 erstreckt und dem Tauchkolben 33 in der axialen Richtung zugewandt ist. Die fixierte Platte 32 wird durch Ferromagnete wie Eisen gebildet, ähnlich wie bei dem fixierten Eisenkern 31. Die fixierte Platte 32 wird magnetisiert, wenn der Hauptelektromagnet gebildet wird.
Bei dem Tauchkolben 33 ist ein zylindrisches Loch in dem inneren Umfang des Tauchkolbens 33 so ausgebildet, dass eine zylindrische Form mit einem Boden, wie eine Bodenoberfläche, an der hinteren Endseite des zylindrischen Lochs ausgebildet ist, und an der vorderen Endseite des zylindrischen Lochs eine Öffnung ausgebildet ist. Hinsichtlich der Tauchkolbenstange 34 ist ein Flanschabschnitt 34a an dem vorderseitigen Ende in der axialen Richtung angeordnet und der Flanschabschnitt 34a ist an der Endoberfläche des Tauchkolbens 33 durch Schweißen oder Kleben fixiert. Die Tauchkolbenstange 34 erstreckt sich in der axialen Richtung durch den inneren Umfang des zylindrischen Lochs, das in dem mittleren Abschnitt des fixierten Eisenkerns geöffnet ist, und der Endabschnitt auf der dem Tauchkolben gegenüberliegenden Seite (rückwärtige Seite) erstreckt sich in einen Kontaktpunktraum 38, der innerhalb der Schalterabdeckung 28 ausgebildet ist. An dem Endabschnitt der dem Tauchkolben gegenüberliegenden Seite ist ein großer Stangenabschnitt 34b angeordnet, der einen größeren Stangendurchmesser aufweist. Ferner ist eine Haltescheibe 34c, die sich in beiden radialen Richtungen (beide oberer/untere Seite in 3) des großen Stangenabschnitts 34b erstreckt, gemeinsam mit dem großen Stangenabschnitt 34b angeordnet. In Bezug auf die Rückstellfeder 35 wird das hintere Ende in der axialen Richtung derselben durch die der Spule gegenüberliegende Endoberfläche gehalten und das vordere Ende in der axialen Richtung derselben wird durch einen Federaufnahmeabschnitt 39 gehalten, der an der vorderen Endoberfläche des Tauchkolbens 33 fixiert ist.
In dem zylindrischen Loch, das an dem Tauchkolben 33 ausgebildet ist, sind eine Anlenkung 40, die eine Bewegung des Tauchkolbens 33 in der axialen Richtung desselben auf den Umschalthebel 25 überträgt, und eine Antriebsfeder 41, die an einem äußeren Umfang der Anlenkung 40 angeordnet ist, in das zylindrische Loche des Tauchkolbens 33 eingesetzt. Die Anlenkung 40 umfasst einen Flanschabschnitt 40a, der an dem hinteren Endabschnitt derselben angeordnet ist. Der Flanschabschnitt 40a nimmt eine Kraft der Antriebsfeder 41 auf, wodurch der Flanschabschnitt 41a auf die Bodenoberfläche des zylindrischen Lochs gedrückt wird. Darüber hinaus ist eine Eingriffsnut 40b an dem vorderen Endabschnitt der Anlenkung 40 ausgebildet, die von dem zylindrischen Loch des Tauchkolbens 33 hervorsteht. Durch diese Eingriffsnut 40b wird der Endabschnitt des Umschalthebels 25 mit der Eingriffsnut 40b in einer Gabelform (1) in Eingriff gebracht. Die Antriebsfeder 41 wird zusammengedrückt während der Tauchkolben 33 durch den fixierten Eisenkern 31 angezogen wird, der mit dem Hauptelektromagneten magnetisiert wird, so dass eine Reaktionskraft gehalten wird, die zum Herausschieben des Ritzels 6 zu dem Zahnkranz 24 verwendet wird.
In der Schalterabdeckung 28 sind zwei Verbindungsanschlüsse, die einen ersten Verbindungsanschluss 42 und einen zweiten Verbindungsanschluss 43 umfassen, die mit der Aktivierungsschaltung des Motors 2 verbunden sind, und der oben beschriebene Anschluss-50 37 angeordnet. Der erste Verbindungsanschluss 42 entspricht einem B-Anschluss 42, mit dem ein Batteriekabelbaum verbunden ist, und der zweite Verbindungsanschluss 43 entspricht einem M-Anschluss, der mit dem Motor 2 verbunden ist. Wie in 3 gezeigt ist, weist der B-Anschluss 42 eine Bolzenform mit einem Bolzenkopf 42a und einem männlichen Schraubenabschnitt 42b auf, in dem der Bolzenkopf 42a zu der Schalterabdeckung 28 eingebettet ist, und der männliche Schraubenabschnitt 42b steht von dem hinteren Endabschnitt der Schalterabdeckung 28 in der axialen Richtung hervor.
Der M-Anschluss 43 ist aus einem plattenförmigen Element gebildet, das aus Metall besteht, z. B. Kupfer. Das plattenförmige Element wird durch einen Dichtungskörper 44 gehalten, der aus Gummi besteht, und ist durch den Kontaktpunktraum 38 der Schalterabdeckung 28 und innerhalb des Motors 2 angeordnet, so dass es sich in der radialen Richtung erstreckt. Wie insbesondere in 1 gezeigt ist, ist eine Endseite des plattenförmigen Elements, das von dem Dichtungskörper 44 hervorsteht, in dem Kontaktpunktraum 38 von der Seitenoberfläche der Schalterabdeckung 28 aus eingesetzt, und die andere Endseite des plattenförmigen Elements, die von dem Dichtungskörper 44 hervorsteht, ist in dem Motor 2 eingesetzt, und danach wird der M-Anschluss 43 über eine Metallplatte in dem Motor 2 mit der Bürste 13 der positiven Anschlussseite elektrisch verbunden.
Der Anschluss-50 37 wird z. B. durch einen Flachanschluss bzw. Flachstecker mit einer flachen Plattenform gebildet. Wie in 2 gezeigt ist, steht lediglich ein Anschluss-50 37 von einer Außenseite der Schalterabdeckung 28 hervor, und ein aus Kunstharz hergestellter Verbinder 45, der zusammen mit der Schalterabdeckung 28 ausgebildet ist, ist um den Anschluss-50 37 angeordnet. Wie in 6 gezeigt ist, ist ein Kabelbaum, der über ein Anlasserrelais 46 mit der Batterie 47 verbunden ist, mit dem Anschluss-50 37 verbunden, dem Leistung von der Batterie 47 zugeführt wird, wenn das Anlasserrelais 46 geschlossen ist. Das Anlasserrelais 46 wird durch die fahrzeugseitige ECU 48 dazu gesteuert, geschlossen zu werden, wenn die Maschine in Reaktion auf eine Neustartanforderung des Fahrers nach dem Leerlaufstopp durchgeführt wird.
Die erste Kontakteinheit umfasst einen ersten Schalter, der den Strom unterbricht, der dem Motor 2 zugeführt wird, und einen ersten Solenoid 50, der ein erstes Regelelement 49 antreibt, so dass die Betätigung (Schließbetätigung) des ersten Schalters geregelt wird. Der erste Schalter wird durch ein Paar der ersten fixierten Kontakte 51 und 52, und einen ersten beweglichen Kontakt 53, der den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 zugewandt ist, und sich in der axialen Richtung bewegen kann, gebildet. Der erste Schalter wird geschlossen, wenn sich der erste bewegliche Kontakt 53 zu den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 in der axialen Richtung bewegt, um mit dem Paar der ersten fixierten Kontakte 51 und 52 in Kontakt zu kommen. Der erste Schalter ist geöffnet während der erste bewegliche Kontakt 53 mit den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 nicht in Kontakt steht. Bei den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 ist ein fixierter Kontakt 51 zusammen mit dem oben beschriebenen M-Anschluss 43 angeordnet, um den fixierten M-Kontakt der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Das heißt, wie in 5 gezeigt ist, ist eine Endseite des M-Anschlusses 43, der von der Seitenoberfläche der Schalterabdeckung 28 in den Kontaktpunktraum 38 eingesetzt ist, als der eine fixierte Kontakt 51 ausgebildet. Der andere fixierte Kontakt 52 ist an der Schalterabdeckung 28 mit einem vorbestimmten Abstand von dem einen fixierten Kontakt 51 entfernt fixiert, so dass der fixierte M-Zwischenkontakt der vorliegenden Offenbarung gebildet wird. Der andere fixierte Kontaktpunkt 52 wird nachstehend als fixierter Zwischenkontakt 52 bezeichnet.
Der erste bewegliche Kontakt 53 wird durch ein Kontaktabstützelement 54 gehalten, das an einer Endseite der Haltescheibe 34c angeordnet ist, die in der Tauchkolbenstange 34c umfasst ist, und in Bezug auf das Kontaktabstützelement 54 in der axialen Richtung beweglich angeordnet ist. Der erste bewegliche Kontakt 53 wird zu der dem Halteelement gegenüberliegenden Seite (rechte Seite in 3) durch eine Kontaktdruckfeder 55 beaufschlagt, die zwischen dem ersten beweglichen Kontakt 53 und der Haltescheibe 34c angeordnet ist. Das Kontaktabstützelement 54 weist eine zylindrische Form auf, die mit dem inneren Durchmesser eines kreisrunden Lochs (nicht dargestellt), das an der Haltescheibe 34c ausgebildet ist, eingreifen kann, so dass es an dem inneren Umfang derselben gleiten kann. Das Kontaktabstützelement 54 ist an der Haltescheibe 34c derart angefügt, dass es in der axialen Richtung in Bezug auf die Haltescheibe 34c beweglich ist. Das Kontaktabstützelement 54 weist einen Flankenabschnitt 54a an dem vorderen Endabschnitt der axialen Richtung desselben auf. Der Flankenabschnitt 54a dient als ein Stopper, um zu vermeiden, dass das Kontaktabstützelement 54 aus dem kreisrunden Loch herausrutscht. An dem hinteren Endabschnitt in der axialen Richtung des Kontaktabstützelements 54 ist derweil ein Flankenabschnitt 54b angeordnet. Der Flankenabschnitt 54b dient als ein Stopper, um zu vermeiden, dass der erste bewegliche Kontakt 53, der durch die Kontaktdruckfeder 55 beaufschlagt wird, von dem Kontaktabstützelement 54 abrutscht.
Wie in 3 gezeigt ist, ist das erste Regelelement 49 so angeordnet, dass es dem ersten beweglichen Kontakt 53 in der axialen Richtung zugewandt ist. Das erste Regelelement 49 wird dazu angetrieben, eine geregelte Position einzunehmen (nachstehend beschrieben), wenn der erste Solenoid 50 betätigt wird, und zu der freigegebenen Position zurückzuholen, während der erste Solenoid 50 nicht betätigt wird. Die geregelte Position ist eine Position, in der eine Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 53 geregelt wird, wenn der erste Schalter geschlossen ist, um dem ersten beweglichen Kontakt 53 zu ermöglichen, mit dem ersten Regelelement in Kontakt zu kommen, während eine Lücke zwischen dem ersten beweglichen Kontakt 53 und den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 besteht, wodurch gesteuert wird, dass der erste bewegliche Kontakt 53 und die ersten fixierten Kontakte 51 und 52 nicht miteinander in Kontakt kommen. Insbesondere ist die geregelte Position zwischen der Kontaktoberfläche des ersten beweglichen Kontakts 53 und der Kontaktoberfläche der ersten fixierten Kontakte 51 und 52 positioniert. Die freigegebene Position ist eine Position, in welcher der erste bewegliche Kontakt 53 und die ersten fixierten Kontakte 51 und 52 miteinander in Kontakt kommen können, wenn der erste bewegliche Kontakt 53 aus der geregelten Position freigegeben wird. Insbesondere ist die freigegebene Position an einer dem beweglichen Kontakt gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Kontaktoberfläche der ersten fixierten Kontakte 51 und 52 positioniert.
Wie in 6 gezeigt ist, umfasst der erste Solenoid 50 eine Spule 56, die einen Elektromagneten formt (nachstehend ebenso als erster Elektromagnet bezeichnet), wenn der erste Solenoid 50 erregt wird, und sich ein Tauchkolben 57 in Reaktion auf eine EIN/AUS-Betätigung des ersten Elektromagnets in der axialen Richtung bewegt. Das erste Regelelement 49 betätigt eine Anbindung mit dem Tauchkolben 57. Es ist zu beachten, dass die EIN/AUS-Betätigung des ersten Elektromagnets zu dem Erregen/Entregen der Spule 56 identisch ist. Der erste Solenoid 50 zieht den Tauchkolben 57 an, so dass dieser eingesteckt verbleibt bevor der erste bewegliche Kontakt 53 mit dem ersten Regelelement 49 in Kontakt kommt, wenn der erste Solenoid 50 den ersten Elektromagneten bildet, der den Tauchkolben 57 anzieht, wodurch das erste Regelelement 49 angetrieben wird, so dass es die geregelte Position einnimmt. Während der erste Solenoid 50 eine Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 53 regelt, ist die Drucklast der Kontaktdruckfeder 55, die gegen den ersten beweglichen Kontakt 53 drückt, offensichtlich kleiner als die Kraft, welche die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 53 regelt (d. h. Regelkraft).
Die zweite Kontakteinheit umfasst einen Unterdrückungswiderstand 58, der mit dem ersten Schalter in Serienschaltung verbunden ist, welcher mit einer Aktivierungsschaltung des Motors 2 verbunden ist, einen zweiten Schalter, der in der Aktivierungsschaltung angeordnet ist und den Unterdrückungswiderstand 58 unterdrückt und einen zweiten Solenoid 60, der ein zweites Regelelement 59 antreibt, so dass die Betätigung (Fließbetätigung) des zweiten Schalters geregelt wird. Der Unterdrückungswiderstand 58 unterdrückt den Strom, der in den Motor 2 fließt, wenn der erste Schalter geschlossen ist, um dem Motor 2 Leistung von der Batterie 47 zuzuführen. Der zweite Schalter wird durch ein Paar von zweiten fixierten Kontakten 61 und 62, und einen zweiten beweglichen Kontakt 63, der den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 zugewandt ist, und sich in der axialen Richtung bewegen kann, gebildet. Der zweite Schalter wird geschlossen, wenn sich der zweite bewegliche Kontakt 63 zu den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 in der axialen Richtung bewegt, um mit dem Paar der zweiten fixierten Kontakte 61 und 62 in Kontakt zu kommen. Der zweite Schalter ist geöffnet während der zweite bewegliche Kontakt 63 mit den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 nicht in Kontakt steht. Der zweite Schalter bildet einen Kurzschlussweg, der beide Enden des Unterdrückungswiderstands 58 kurzschließt, wenn der zweite bewegliche Kontakt 63 mit dem zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 in Kontakt steht, und der Kurzschlussweg wird ausgesetzt, wenn sich der zweite bewegliche Kontakt 63 von den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 fortbewegt.
Von den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 ist der zweite fixierte Kontakt 61, wie in 3 gezeigt ist, mit dem B-Anschluss 42 elektrisch verbunden, welcher an der Schalterabdeckung 28 fixiert ist, um den fixierten B-Kontakt der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Wie in 5 gezeigt ist, ist der zweite fixierte Kontakt 62 an der Schalterabdeckung 28 mit einem vorbestimmten Abstand von dem zweiten fixierten Kontakt 61 fixiert, wodurch ein fixierter B-Zwischenkontakt der vorliegenden Offenbarung gebildet wird. Der fixierte Kontakt 62 wird nachstehend als der fixierte Zwischenkontakt 62 bezeichnet. Der fixierte Zwischenkontakt 62 ist zusammen mit dem oben beschriebenen fixierten Zwischenkontakt 52 angeordnet, so dass sie den gemeinsamen fixierten Zwischenkontakt der vorliegenden Offenbarung bilden. Die jeweiligen Kontaktoberflächen der ersten fixierten Kontakte 51 und 52 und der zweiten fixierten Kontakte 61 und 62 sind entsprechend den Positionen des ersten beweglichen Punkts 53 und des zweiten beweglichen Kontakts 63 in der Bewegungsrichtung derselben (axiale Richtung) angeordnet. Das eine Ende des Unterdrückungswiderstands 58 ist mit dem fixierten Kontakt 61 verbunden und das andere Ende desselben ist mit dem fixierten Zwischenkontakt 62 verbunden.
Der zweite bewegliche Kontakt 63 wird durch das Kontaktabstützelement 64 abgestützt, das an der anderen Endoberfläche der Haltescheibe 34c angeordnet ist, die in der Tauchkolbenstange 34 umfasst ist und in Bezug auf das Kontaktabstützelement 64 in der axialen Richtung beweglich angeordnet ist. Der zweite bewegliche Kontakt 63 wird durch eine Kontaktdruckfeder 65, die zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt 63 und der Haltescheibe 34c angeordnet ist, zu der dem Halteelement gegenüberliegenden Seite beaufschlagt. Da der Aufbau des Kontaktabstützelements 64 mit dem Aufbau des Kontaktabstützelements 54 identisch ist, wird die ausführliche Erklärung desselben ausgelassen. Allerdings ist unter der Annahme, dass der Abstand zwischen dem ersten beweglichen Kontakt 53 und den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 L1 ist und der Abstand zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt 63 und den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 L2 ist, das Verhältnis L1 > L2 erfüllt (3). Wie in 4 gezeigt ist, sind der oben beschriebene erste bewegliche Kontakt 53 und der zweite bewegliche Kontakt 63 mit einer vorbestimmten Lücke in der Längsrichtung der Kontakte (Oben-Unten-Richtung wie in 4 gezeigt ist) angeordnet und sind jeweils durch die Kontaktabstützelemente 54 und 64 abgestützt.
Wie in 3 gezeigt ist, ist das zweite Regelelement 59 so angeordnet, dass es den zweiten beweglichen Kontakt 63 in der axialen Richtung zugewandt ist. Das zweite Regelelement 59 wird dazu angetrieben, eine geregelte Position (nachfolgend beschrieben) einzunehmen, wenn der zweite Solenoid 60 betätigt wird, und es wird in die freigegebene Position zurückgeholt während der zweite Solenoid 60 nicht betätigt wird. Die geregelte Position ist eine Position, bei der eine Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts 63 geregelt wird, wenn der zweite Schalter geschlossen ist, so dass dem zweiten beweglichen Kontakt 63 ermöglicht wird, mit dem zweiten Regelelement 59 in Kontakt zu kommen während zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt 63 und den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 eine Lücke besteht, wodurch gesteuert wird, dass der zweite bewegliche Kontakt 63 und die zweiten fixierten Kontakte 61 und 62 nicht miteinander in Kontakt kommen. Die freigegebene Position ist eine Position, an welcher der zweite bewegliche Kontakt 63 und die zweiten fixierten Kontakte 61 und 62 miteinander in Kontakt kommen können, wenn der zweite bewegliche Kontakt 63 aus der geregelten Position freigegeben wird. Insbesondere ist die freigegebene Position auf einer dem beweglichen Kontakt gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Kontaktoberfläche der zweiten fixierten Kontakte 61 und 62 positioniert.
Wie in 6 gezeigt ist, umfasst der zweite Solenoid 60 eine Spule 66, die einen Elektromagnet bildet (nachstehend als zweiter Elektromagnet bezeichnet), wenn der zweite Solenoid 60 erregt wird und sich ein Tauchkolben 67 in Reaktion auf eine EIN/AUS-Betätigung des zweiten Elektromagnets in die axiale Richtung bewegt. Das zweite Regelelement 59 dient als Anbindung an den Tauchkolben 67. Es ist zu beachten, dass die EIN/AUS-Betätigung des zweiten Elektromagnets identisch mit der Erregung/Entregung der Spule 66 ist. Der zweite Solenoid 60 zieht den Tauchkolben 67 an, so dass dieser in diesem steckt bevor der zweite bewegliche Kontakt 63 mit dem zweiten Regelelement 59 in Kontakt kommt, wenn der zweite Solenoid 60 den zweiten Elektromagnet bildet, um den Tauchkolben 67 anzuziehen, wodurch das zweite Regelelement 59 in Reaktion auf die Bewegung des Tauchkolbens 67 angetrieben wird, so dass es die geregelte Position einnimmt. Während der zweite Solenoid 60 eine Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts 63 regelt, ist eine Drucklast der Kontaktdruckfeder 65, die gegen den zweiten beweglichen Kontakt 63 drückt, offensichtlich kleiner als die Kraft, welche die Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts 63 regelt.
Die Betätigungszeit des ersten Solenoids 50 und des zweiten Solenoids 60 (d. h. EIN/AUS-Betätigungen des ersten Elektromagnets und des zweiten Elektromagnets) wird durch eine IC 68 gesteuert, die in dem elektromagnetischen Solenoid 8 umfasst ist. Wie in 3 gezeigt ist, ist die IC 68 auf einer dem beweglichen Kontakt gegenüberliegenden Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den plattenförmigen fixierten Kontakt 51 angeordnet, der von der Seitenoberfläche der Schalterabdeckung 28 aus (Rückseite des ersten Solenoids 50 in 3) in den Kontaktpunktraum 38 eingesetzt ist. Bei dem elektromagnetischen Solenoid 8 wird am Anschluss-50 37 Leistung von der Batterie 47 zugeführt, wenn das oben beschriebene Anlasserrelais 46 geschlossen ist, und danach werden der Hauptsolenoid 26, der erste Solenoid 50, der zweite Solenoid 60 und die IC 68 über den Anschluss-50 37 mit Leistung versorgt. Das heißt, die Verdrahtung von dem einzelnen Anschluss, d. h. von dem Anschluss-50 37 wird zu dem Hauptsolenoid 26, dem ersten Solenoid 50, dem zweiten Solenoid 60 und der IC-68 innerhalb der Schalterabdeckung 28 geführt (abgezweigt). Es ist zu beachten, dass die IC 68 der Steuerschaltung entspricht.
Als Nächstes wird der Betrieb des Anlassers wie folgt beschrieben. Nachstehend wird der Betrieb des Anlassers 1 beschrieben, wenn die Maschine in Reaktion auf die Neustartanforderung des Fahrers neu gestartet wird nachdem die Maschine während des Leerlaufstoppbetriebs automatisch gestoppt wurde. Die ECU 48 steuert das Anlasserrelais 46 dazu, geschlossen zu werden, wenn die Maschinenneustartanforderung empfangen wird. Wenn das Anlasserrelais 46 geschlossen ist, wird von der Batterie 47 Leistung zu dem Anschluss-50 37 zugeführt, um die Leistung auf den Hauptsolenoid 36, den ersten Solenoid 50, den zweiten Solenoid 60 und die IC 68 zu verteilen. In Bezug auf den Hauptsolenoid 26 drückt der Tauchkolben 33 die Rückstellfeder 35 zurück, so dass sie zusammengedrückt wird, und er wird durch den fixierten Eisenkern 31 angezogen, wodurch der Tauchkolben 33 bewegt wird, wenn der Hauptelektromagnet durch Erregen der Spule 29 gebildet wird.
Wenn der Tauchkolben 33 bewegt wird, wird das Ritzel 6 durch den Umschalthebel 25 auf der Ausgangswelle 4 in einer dem Motor gegenüberliegende Richtung (zu der linken Seite in 1) herausgeschoben. Danach kommt die Endoberfläche in der axialen Richtung des Ritzels 6 mit der Endoberfläche in der axialen Richtung des Zahnkranzes 24 in Kontakt, und eine Bewegung des Ritzels 6 wird gestoppt. Es ist möglich, dass das Ritzel 6 leicht mit dem Zahnkranz 24 in Eingriff kommt ohne miteinander in Kontakt zu kommen, allerdings ist das Auftreten eines solchen Eingriffs unwahrscheinlich. Üblicherweise kommt die Endoberfläche des Ritzels 6 mit der Endoberfläche des Zahnkranzes 24 in Kontakt. Währenddessen bewegen sich der erste bewegliche Kontakt 53 und der zweite bewegliche Kontakt 63, die durch die Haltescheibe 34c über das Kontaktabstützelement 54 und 64 abgestützt werden, zu den ersten fixierten Kontakten 51 und 52, und den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62, wenn die Tauchkolbenstange 34 zusammen mit einer Bewegung des Hauptkolbens 33 herausgeschoben wird.
Der erste Solenoid 50 und der zweite Solenoid 60 treiben das erste Regelelement 49 und das zweite Regelelement 59 an, so dass sie die geregelte Position einnehmen bevor der Hauptsolenoid 26 betätigt wird, um den ersten Schalter und den zweiten Schalter zu schließen, wodurch eine Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 53 und des zweiten beweglichen Kontakts 63 geregelt wird. Wie in 7 gezeigt ist, bewegt sich demzufolge der erste bewegliche Kontakt 53 zusammen mit dem Kontaktabstützelement 54 in der axialen Richtung gegen die Haltescheibe 34c. Aufgrund dieser Bewegung wird danach die Kontaktdruckfeder 55 zusammengedrückt, so dass eine Lücke zwischen dem ersten beweglichen Kontakt 53 und den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 gebildet wird, und die Lücke wird aufrechterhalten während die Kontaktdruckfeder zusammengedrückt ist. Wie in 8 gezeigt ist, fließt mit anderen Worten kein Strom durch die Aktivierungsschaltung des Motors 2, da der erste Schalter und der zweite Schalter nicht geschlossen sind. Es ist zu beachten, dass 8 ein Schaltungsdiagramm ist, wenn der Anlasser betrieben wird, wobei der Hauptsolenoid EIN-geschaltet ist und der erste und zweite Schalter immer noch offen sind.
In Bezug auf den ersten Solenoid 50 wird die Spule 56 entregt, um den ersten Elektromagnet AUS zu schalten, wenn der Tauchkolben 33 des Hauptsolenoids 26 zu dem fixierten Eisenkern 31 gezogen wird und eine vorbestimmte Zeit (z. B. mehr als ca. 10 Millisekunden bis zu ca. 200 Millisekunden) abgelaufen ist. Wenn der erste Solenoid 50 die Betätigung stoppt, wird der Tauchkolben 57 durch eine Reaktionskraft der Rückstellfeder (nicht dargestellt) zurückgeschoben, um dem ersten Regelelement 49 zu ermöglichen, in die freigegebene Position zurückzukehren, wodurch der erste bewegliche Kontakt 53 aus der geregelten Position freigegeben wird. Wie in 9 gezeigt ist, kommt demzufolge der erste bewegliche Kontakt 53 mit den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 in Kontakt, und danach wird der erste Schalter geschlossen, indem er durch die Kontaktdruckfeder 55 beaufschlagt wird.
10 ist ein Schaltungsdiagramm, das dem Anlasser entspricht, der in 9 gezeigt ist, wobei der Hauptsolenoid EIN-geschaltet ist, der erste Schalter geschlossen ist und der zweite Schalter geöffnet ist.
Zu der Zeit, zu welcher der erste Schalter geschlossen wird, ist eine Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts 63 durch das zweite Regelelement 59 geregelt worden. Mit anderen Worten wird der zweite Schalter geöffnet, da der zweite Solenoid 60 betätigt wird. Wenn der erste Schalter geschlossen wird, während der zweite Schalter geöffnet ist, wird ein Weg mit hohem Widerstand an der Aktivierungsschaltung des Motors 2 gebildet. Wie in 10 gezeigt ist, wird daher ein Strom, der durch den Unterdrückungswiderstand 58 unterdrückt wird, von der Batterie 47 dem Motor 2 zugeführt, wodurch verhindert werden kann, dass die Anschlussspannung der Batterie 47 einen erheblichen Spannungsabfall erfährt. Außerdem dreht sich das Ritzel 6, so dass es eine Position einnimmt, in der das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 24 in Eingriff kommen kann, d. h. eine Position, in der entweder ein Zahn des Ritzels oder des Zahnkranzes eine Lücke zwischen zwei Zähnen (Zahnzwischenlücke) des Zahnkranzes oder des Ritzels erreicht, und der eine Zahn in die Zahnzwischenlücke gelangt, wodurch das Ritzel mit dem Zahnkranz 24 in Eingriff kommt, wenn sich der Motor 2 mit dem unterdrückten Strom mit einer niedrigen Drehgeschwindigkeit dreht und die drehende Kraft auf das Ritzel 6 übertragen wird.
In Bezug auf den zweiten Solenoid 60 wird die Spule 66 entregt, um den zweiten Elektromagnet AUS zu schalten, wenn der erste Schalter geschlossen wird und eine vorbestimmte Zeit (d. h. mehr als ca. 10 Millisekunden und bis zu 200 Millisekunden) abgelaufen ist. Wenn der zweite Solenoid 60 die Betätigung stoppt, wird der Tauchkolben 67 durch eine Reaktionskraft der Rückstellfeder (nicht dargestellt) zurückgeschoben, um dem zweiten Regelelement 59 zu ermöglichen, in die freigegebene Position zurückzukehren, wodurch der zweite bewegliche Kontakt 63 aus der geregelten Position freigegeben wird. Wie in 11 gezeigt ist, kommt demzufolge der zweite bewegliche Kontakt 63 mit den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 in Kontakt, und danach wird der zweite Schalter geschlossen, indem er durch die Kontaktdruckfeder 55 beaufschlagt wird. Demzufolge wird der Motor direkt aus der Batterie 47 mit Leistung versorgt, ohne dass ein Strom durch den Unterdrückungswiderstand 58 fließt, da ein Kurzschlussweg, der beide Enden des Unterdrückungswiderstands 58 kurzschließt, gebildet wird, wie in 12 gezeigt ist. Mit anderen Worten dreht der Motor 2 mit einer hohen Drehgeschwindigkeit, da die gesamte Spannung der Batterie 47 an den Motor 2 angelegt wird, so dass die drehende Kraft des Motors 2 auf das Ritzel 6 und den Zahnkranz 24 übertragen wird, wodurch die Maschine angekurbelt wird. Es ist zu beachten, dass 12 ein Schaltungsdiagramm ist, das dem Anlasser entspricht, wie er in 11 gezeigt ist, wobei der Hauptsolenoid EIN-geschaltet ist, und der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen sind.
Wie beschrieben, wurde eine Anlasserbetätigung, bei der die Maschine erneut gestartet wird, wenn die Maschine aufgrund der Leerlaufstoppfunktion automatisch gestoppt wurde, anhand eines Beispiels erklärt. Allerdings kann die Anlasserbetätigung der vorliegenden Offenbarung an eine Änderung der geistigen Steuerung oder einer Leerlaufstoppsteuerung während einer Fahrzeugabbremsung angepasst sein, wie nachfolgend beschrieben wird. Die Änderung der geistigen Steuerung besteht beispielsweise darin, dass die Maschine basierend auf der Neustartanforderung des Fahrers dazu gesteuert wird, neu gestartet zu werden während das Fahrzeug unter einer Bedingung gestoppt worden ist (13), dass die Maschine nicht vollständig gestoppt ist, was einen Drehbereich umfasst, bei dem die Maschine aufgrund eines Überschwingen der Maschine in eine Rückwärtsrichtung dreht, was unmittelbar vor einem vollständigen Stopp der Maschine auftritt. Die Leerlaufstoppsteuerung während der Fahrzeugabbremsung ist derart definiert, dass die Maschine dazu gesteuert wird, basierend auf der Neustartanforderung des Fahrers erneut gestartet zu werden, während die Fahrzeuggeschwindigkeit auf null abnimmt, d. h. eine Bremsdauer bevor das Fahrzeug endgültig gestoppt ist.
Nachstehend werden Wirkungen und Vorteile der ersten Ausführungsform beschrieben. Bei dem elektromagnetischen Solenoid 8 gemäß der ersten Ausführungsform werden der erste Solenoid 50 und der zweite Solenoid 60 (nachstehend werden beide als Solenoid 50 und 60 bezeichnet) betätigt, bevor der erste Schalter und der zweite Schalter in Reaktion auf die Betätigung des Hauptsolenoids 26 geschlossen werden, wodurch eine Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 53 und des zweiten beweglichen Kontakts 63 geregelt werden kann. Ferner wird eine vorbestimmte Verzögerungszeit eingestellt während einer Dauer, die beginnt, wenn die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 3 aufgrund eines Betätigungsstopps des ersten Solenoids 50 aus der geregelten Position freigegeben wird, bis die Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts 63 aufgrund des Betätigungsstopps des zweiten Solenoids 60 aus der geregelten Position freigegeben wird. Während einer Dauer, die beginnt, wenn die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 53 aus der geregelten Position freigegeben wird, bis der zweite bewegliche Kontakt 63 aus der geregelten Position freigegeben wird, das heißt, während der zweite Schalter geschlossen ist, der ermöglicht, dass der Motor 2 mit einer großen Ausgangsleistung dreht, nachdem der erste Schalter geschlossen wurde, kann dem Motor 2 über den Unterdrückungswiderstand 58 Strom zugeführt werden. Somit kann ein Einschaltstrom unterdrückt werden.
Wie beschrieben wurde, kann der elektromagnetische Solenoid 8 ein Auftreten eines plötzlichen Leistungsfehlers verringern, indem eine vorbestimmte Verzögerungszeit eingestellt wird, während welcher der Tauchkolben 33 des Hauptsolenoids 26 angezogen wird und der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen sind. Nachdem die vorbestimmte Verzögerungszeit abgelaufen ist, kann sich außerdem der Motor 2 mit einer hohen Ausgangsleistung drehen, so dass die Maschine innerhalb einer kurzen Zeit neu gestartet wird. Darüber hinaus kann der Anlasser 1 der vorliegenden Offenbarung an die Leerlaufstoppfunktion angepasst sein, da eine Funktion, die den Einschaltstrom unterdrückt, in diesem integriert ist. Da die Zeit zur Aktivierung oder Deaktivierung der beiden Solenoide 50 und 60 einzeln gesteuert werden kann, können eine Zeit, zu welcher der Motor über den Unterdrückungswiderstand 58 mit Leistung versorgt wird, um ein Herausschieben des Ritzels zu steuern, und eine Zeit, zu welcher der Motor ohne den Unterdrückungswiderstand 58 mit Leistung versorgt wird, einfach gesteuert werden.
Da jeder der beiden Solenoide 50 und 60 eine relativ kurze Betätigungszeit aufweist (z. B. mehr als ca. 10 Millisekunden und bis zu ca. 200 Millisekunden), kann eine Wärme, die in den beiden Solenoiden 50 und 60 erzeugt wird, im Vergleich zu den Solenoiden SL1 und SL2, die für einen herkömmlichen ISS-Schalter verwendet werden, erheblich verringert werden. Demzufolge ist es nicht notwendig, eine ähnliche Wärmewiderstandseigenschaft sicherzustellen, wie diejenige der Solenoide SL1 und SL2, so dass die beiden Solenoide 50 und 60 verkleinert werden können. Wenn beide Solenoide 50 und 60 die Bewegungen des ersten beweglichen Kontakts 53 und des zweiten beweglichen Kontakts 63 regeln, indem jeweils das erste Regelelement 49 und das zweite Regelelement 59 so angetrieben werden, dass sie die geregelte Position einnehmen, regelt keiner der Solenoide 50 oder 60 die Bewegung des Tauchkolbens 33 des Hauptsolenoids 26. Daher überschreitet eine Regelkraft der beiden Solenoide 50 und 60 zum Regeln der Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 53 und des zweiten beweglichen Kontakts 63 nicht notwendigerweise einen Betrag der Kraft des Hauptelektromagnets, die an dem Tauchkolben 33 angewendet wird, wodurch eine Größe der Solenoide 50 und 60 verkleinert werden kann.
Während der erste Solenoid 50 betätigt wird, das heißt der erste bewegliche Kontakt 53 durch das erste Regelelement 49 geregelt wird, kommt ferner der erste bewegliche Kontakt 53 nicht mit den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 in Kontakt, so dass die Batteriespannung nicht an den Motor 2 angelegt wird. Während der erste Solenoid 50 betätigt wird, wird insbesondere der Motor 2 nicht mit Leistung versorgt, so dass an der Batterie ein erheblicher Spannungsabfall aufgrund eines Einschaltstroms auftritt. Daher ist ein Spannungsabfall aufgrund eines Einschaltstroms nicht notwendigerweise zu berücksichtigen, wenn der erste Solenoid 50 betätigt wird, wodurch eine Größe der ersten Solenoids 50 verkleinert werden kann.
Während der zweite Solenoid 60 betätigt wird, wird die Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts 63 geregelt und der zweite Schalter ist geöffnet. Wenn die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 53 durch den ersten Solenoid 50 aus der geregelten Position freigeben wird, so dass der erste Schalter geschlossen wird, wird somit dem Motor 2 Strom aus der Batterie 47 über den Unterdrückungswiderstand 58 zugeführt. Das heißt, ein Einschaltstrom, der in den Motor 2 fließt wenn der erste Schalter geschlossen wird, kann erheblich verringert werden, so dass ein Einfluss des Spannungsabfalls, der durch den Einschaltstrom verursacht wird, minimiert wird. Demzufolge kann der zweite Solenoid 60 weiter verkleinert werden.
Ferner sind die beiden Solenoide 50 und 60 so ausgestaltet, dass die Tauchkolben 57 und 67 herausgeschoben werden, wenn der erste Elektromagnet und der zweite Elektromagnet in Reaktion auf die Betätigung der beiden Solenoide 50 und 60 gebildet werden, so dass das erste Regelelement 49 und das zweite Regelelement 50 so angetrieben werden, dass sie die geregelte Position einnehmen. Aus diesem Grund wird unter den Annahme, dass sich der erste Solenoid 50 in einem Fehlerzustand befindet (d. h. der erste Solenoid 50 kann nicht betätigt werden, selbst wenn diesem die Leistung zugeführt wird), das erste Regelelement nicht zu der geregelten Position angetrieben. In ähnlicher Weise kann der zweite Solenoid 60 nicht betätigt werden, selbst wenn die Leistung dem zweiten Solenoid 60 zugeführt wird, und das zweite Regelelement 59 wird nicht zu der geregelten Position angetrieben. In diesem Fall kann der elektromagnetische Solenoid 8 ähnlich wie der nicht-ISS-Schalter betätigt werden. Selbst wenn ein Solenoid von den beiden Solenoiden 50 und 60 einen Fehler aufweist, verursacht daher der Fehler nicht unmittelbar eine Fehlfunktion der Anlasserbetätigung. Demzufolge kann eine Robustheit des elektromagnetischen Solenoids 8 verbessert werden und ebenso kann eine kleine Größe und ein leichtes Gewicht des elektromagnetischen Solenoids 8 gewährleistet werden.
Die Regelkraft des ersten Solenoids 50 und des zweiten Solenoids 60, die jeweils die Bewegungen des ersten beweglichen Kontakts 53 und des zweiten beweglichen Kontakts 63 regeln, ist größer eingestellt als die Drucklast der Kontaktdruckfeder 55 und der Kontaktdruckfeder 65, die gegen den ersten beweglichen Kontakt 53 und den zweiten beweglichen Kontakt 63 drücken. Mit anderen Worten kann die Größe des ersten Solenoids 50 und des zweiten Solenoids 60 kleiner werden, da die Regelkraft des ersten Solenoids 50 und des zweiten Solenoids 60 lediglich einen Betrag der Kraft erfordern, der leicht größer als die Drucklast der Kontaktdruckfeder 55 und der Kontaktdruckfeder 65 ist, die jeweils gegen den ersten beweglichen Kontakt 53 und den zweiten beweglichen Kontakt 63 drücken.
Ferner ist der erste Solenoid 50 so ausgestaltet, dass, wenn der erste Solenoid 50 den Tauchkolben 57 anzieht, um das erste Regelelement 49 anzutreiben, so dass es die geregelte Position einnimmt, der erste Solenoid 50 den Tauchkolben 57 anzieht bevor der erste bewegliche Kontakt 53 mit dem ersten Regelelement 49 in Kontakt kommt (d. h. der Tauchkolben 57 wird so angezogen, dass er mit dem fixierten Eisenkern (nicht dargestellt) in Kontakt kommt). In ähnlicher Weise ist der Solenoid 60 so ausgestaltet, dass, wenn der zweite Solenoid 60 den Tauchkolben 67 anzieht, um das zweite Regelelement 59 so anzutreiben, dass es die geregelte Position einnimmt, der zweite Solenoid 60 den Tauchkolben 67 anzieht bevor der zweite bewegliche Kontakt 63 mit dem zweiten Regelelement 59 in Kontakt kommt. Mit diesem Aufbau der beiden Solenoide 50 und 60, kann ein Betrag der Regelkraft, die erforderlich ist, um den ersten beweglichen Kontakt 53 und den zweiten beweglichen Kontakt 63 mit dem ersten Regelelement 49 und dem zweiten Regelelement 59 zu regeln, kleiner werden. Insbesondere kann eine erforderliche Regelkraft der beiden Solenoide 50 und 60 durch eine Dämpfungskraft der Tauchkolben 57 und 67 gebildet werden, die größer als diejenige des ersten Elektromagnets und des zweiten Elektromagnets ist, welche die Tauchkolben 57 und 67 anziehen, die von dem jeweiligen fixierten Eisenkern positioniert sind. Im Vergleich zu dem Aufbau, der eine Regelung unter Verwendung der Tauchkolben 57 und 67 betreibt, die entfernt von dem fixierten Eisenkern positioniert sind, kann daher die Dämpfungskraft der Tauchkolben 57 und 67 kleiner eingestellt werden, so dass die beiden Solenoide 50 und 60 kleiner sein können.
Darüber hinaus ist in Bezug auf den ersten Schalter und den zweiten Schalter der Abstand zwischen den Kontaktpunkten des zweiten Schalters (d. h. Abstand zwischen den zweiten fixierten Kontaktpunkten 61, 62 und dem zweiten beweglichen Kontakt 63) größer als derjenige des ersten Schalters (d. h. Abstand zwischen den ersten fixierten Kontaktpunkten 51, 52 und dem zweiten beweglichen Kontakt 53). Insbesondere ist die Kontaktoberfläche der ersten fixierten Kontakte 51 und 52 und die Kontaktoberfläche der zweiten fixierten Kontakte 61 und 62 an derselben Position in Bezug auf die Richtung entlang der sich der erste bewegliche Kontakt 53 und der zweite bewegliche Kontakt 63 bewegen angeordnet, und die Kontaktoberfläche des ersten beweglichen Kontaktpunkts 53 ist derart angeordnet, dass sie eine fixierte Kontaktseite gegen die Kontaktoberfläche des zweiten beweglichen Kontakts 63 bildet, während die Spule 29 des Hauptsolenoids 26 nicht erregt wird. Somit ist der Abstand L2 zwischen dem zweiten beweglichen Kontakt 63 und den zweiten fixierten Kontakten 61 und 62 größer eingestellt als der Abstand L1 zwischen dem ersten beweglichen Kontakt 53 und den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 (L1 < L2).
Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau der Kontaktpunkte wird der Schalter geöffnet bevor der zweite Schalter geöffnet ist, wenn die Betätigung des Anlassers 1 gestoppt ist, d. h. das Anlasserrelais 46 geöffnet ist. Somit unterbricht der erste Schalter lediglich einen niedrigen Strom, der über den Unterdrückungswiderstand 58 in den Motor 2 geflossen ist, wenn sich der bewegliche Kontakt 53 von den ersten fixierten Kontakten 51 und 52 weg bewegt. Im Vergleich zu einem Fall, bei dem der gesamte Strom, der ohne Unterdrückungswiderstand 58 in den Motor 2 fließt, unterbrochen wird, kann daher eine Belastung, die an dem ersten Schalter aufgebracht wird, verringert werden. Demzufolge kann eine Haltbarkeit des Kontaktpunkts an dem Schalter 1 erheblich verbessert werden. Da die Haltbarkeit des Kontaktpunkts verbessert wird, kann die Größe des ersten beweglichen Kontakts 53 und der ersten fixierten Kontakte 51 und 52 verkleinert werden, so dass die Größe des elektromagnetischen Solenoids 8 ebenfalls verkleinert werden kann.
Da der erste Schalter und der zweite Schalter beide fixierte Zwischenkontakte 52 und 62 umfassen, die miteinander integriert sind, ist ebenso kein Aufbau erforderlich, um den fixierten Zwischenkontakt 52 und den fixierten Zwischenkontakt 62 zu verbinden. Daher kann der Kontaktpunktraum 38 der Schalterabdeckung 28 verkleinert werden, so dass die Größe des elektromagnetischen Solenoids 8 wiederum verkleinert werden kann. Bei dem elektromagnetischen Solenoid 8 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Batteriekabelbaum mit einer großen Wärmekapazität mit dem B-Anschluss verbunden, der an der Schalterabdeckung 28 fixiert ist. In diesem Fall wird die Temperatur des Kabelbaums herabgesetzt bevor die Temperatur des Anlasserkörpers abnimmt, so dass die Temperatur des B-Anschlusses 42, zunächst abnimmt, wenn die Umgebungstemperatur abnimmt. Infolgedessen ist es wahrscheinlich, dass Kondensation an der Oberfläche des fixierten Kontakts 61 auftritt, oder mit dem B-Anschluss 42 in dem Kontaktprogramm 38 verbunden ist, wodurch ein Leitungsfehler verursacht wird, wenn kondensierter Tau gefriert. In dieser Hinsicht ist es gemäß dem herkömmlichen ISS-Schalters erforderlich, dass die Absorptionskraft des Solenoids größer ist, so dass ein großer Aufprall erzielt wird, wenn der bewegliche Kontakt mit dem fixierten Kontakt in Kontakt kommt, wodurch das Eis auf dem fixierten Kontakt zerstoßen wird.
Demgegenüber sind bei dem Aufbau der ersten Ausführungsform beide Enden des Unterdrückungswiderstands mit den fixierten Kontakten 61 und 62 verbunden. Mit anderen Worten ist es im Vergleich zu dem fixierten Kontakt 61 schwierig, den fixierten Zwischenkontakt 62 unmittelbar zu kühlen, da der Unterdrückungswiderstand mit einer niedrigen thermischen Leitfähigkeit zwischen dem fixierten Kontakt 61 und dem Zwischenkontakt 62 verbunden ist. Demzufolge ist es unwahrscheinlich, dass eine Kondensation an der Oberfläche des fixierten Zwischenkontakts 62 auftritt, selbst wenn die Umgebungstemperatur abnimmt, so dass es unwahrscheinlich ist, dass ein gefrierendes Kondensat ebenso auftritt. Unter der Annahme, dass eine Oberfläche des fixierten Kontakts 61 gefroren ist, was einen zeitweisen Leitungsfehler verursacht, da der erste Schalter geschlossen wird, um zu ermöglichen, dass ein Storm durch den Unterdrückungswiderstand 58 fließt, wodurch an dem Unterdrückungswiderstand 58 Wärme erzeugt wird, kann die erzeugte Wähne das Eis schmelzen. Somit kann eine elektrische Leitung in dem elektromagnetischen Solenoid sichergestellt werden. Daher kann eine Menge der Dämpfungskraft des Hauptsolenoids zum Zerstoßen des Eises auf der Kontaktoberfläche verringert werden, so dass die Größe des elektromagnetischen Solenoids 8 verkleinert werden kann.
Da die IC 68, welche die Betätigungszeit der beiden Solenoide 50 und 60 steuert, an dem elektromagnetischen Solenoid 8 integriert ist, ist es nicht erforderlich, die Betätigungszeit seitens des Fahrzeugs zu steuern, so dass die Betätigungszeit lediglich durch den Anlasser 1 gesteuert wird. In diesem Fall kann die Steuerung seitens des Fahrzeugs in derselben Weise abgeschlossen werden wie bei der Steuerung des Anlassers 1 mit einem nicht-ISS-Schalter. Daher kann die Steuerung des ISS-Systems vereinfacht werden.
Ferner muss der elektromagnetische Solenoid 8 den Hauptsolenoid 26 und die beiden Solenoide 50 und 60 nicht einzeln steuern, so dass der Anschluss-50 37 nicht notwendigerweise zwei Anschlüsse aufweisen muss wie der ISS-Schalter. Mit anderen Worten kann der Anschluss-50 37 ein Anschluss sein wie der nicht-ISS-Schalter, so dass die elektrische Verdrahtung von dem Anschluss 50 37 abgezweigt werden kann, um den Hauptsolenoid 26, die beiden Solenoide 50 und 60 und den IC 68 zu verbinden, wodurch der fahrzeugseitige Kabelbaum und das Anlasserrelais 46 nicht notwendigerweise getrennt werden, um zwei verschiedene Systeme aufzuweisen, so dass der elektromagnetische Solenoid 8 ähnlich wie der nicht-ISS-Schalter durch ein Paar von Kabelbäumen und dem Anlasserrelais 46 gebildet werden kann. Somit kann das ISS-System zu niedrigen Kosten hergestellt werden. Darüber hinaus kann die Form des Verbinders 45 des Anschlusses-50 37 dieselbe Form haben wie der nicht-ISS-Schalter, da der Anschluss-50 37 als ein Anschluss ausgestaltet ist, wodurch der Verbinder 45 nicht größer als der ISS-Schalter wird, so dass die Montagefähigkeit desselben verbessert wird.
Bei dem Anlasser gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Kabelbaum, der den Anlasser 1 und das ICS-Relais verbindet, nicht erforderlich, so dass ein Spannungsabfall an dem Kabelbaum (Widerstandsverlust des Kabelbaums) null wird, da eine Funktion in dem herkömmlichen ICR-Relais (eine Funktion zum Unterdrücken eines Einschaltstroms) in den elektromagnetischen Solenoid 8 integriert ist. Demzufolge kann verglichen mit einem Fall, bei dem das ICR-Relais und der Anlasser 1 kombiniert werden, die Abgabefähigkeit des Anlassers 1 verbessert werden. Darüber hinaus wird verglichen mit einem Fall, bei dem das ICR-Relais anders als in dem elektromagnetischen Solenoid 8 in der Aktivierungsschaltung des Motors 2 angeordnet ist, die Anzahl der Bauteile verringert werden, so dass die Systemkosten verringert werden können und keine Fläche zur Montage des ICR-Relais erforderlich ist, so dass die Montagefähigkeit des Anlassers 1 verbessert wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform 1 wird der M-Anschluss 43, der durch ein plattenförmiges Element gebildet wird, das aus Metall besteht, mit einer Endseite des plattenförmigen Elements von der Oberflächenseite der Schalterabdeckung 28 aus in den Kontaktpunktraum 38 eingesetzt, und die andere Endseite des plattenförmigen Elements wird in den Motor 2 eingesetzt, und danach wird der M-Anschluss 43 mit der Bürste 13 der positiven Anschlussseite elektrisch verbunden. In diesem Fall kann verglichen mit einem Fall, bei dem der M-Anschluss 43 eine Bolzenform ähnlich wie der B-Anschluss 42 aufweist, an einer Position, an welcher der bolzenförmige M-Anschluss 43 angeordnet ist, um in der axialen Richtung in die Schalterabdeckung 28 hinein zu reichen, ein Raum sichergestellt werden, um die IC 68 anzubringen. Demzufolge können erforderliche Bauteile innerhalb der Schalterabdeckung 28 effektiv angeordnet werden, wodurch zu einer Verkleinerung des elektromagnetischen Solenoids 8 beigetragen wird.
Nachstehend werden andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben, d. h. Ausführungsformen 2 und 3. Es ist zu beachten, dass dieselben Bauteile, die bei der ersten Ausführungsform verwendet werden, und in den Ausführungsformen 2 und 3 geteilt werden, mit denselben Bezugszeichen der ersten Ausführungsform versehen sind, und Erklärungen zu diesen ausgelassen werden.
(2. Ausführungsform)
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist die Form des M-Anschlusses 43, wie in 14 gezeigt ist, dieselbe wie diejenige des B-Anschlusses, der in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. In diesem Fall kann hinsichtlich des ersten Solenoids 50 und des zweiten Solenoids 60 eine negative Anschlussseite der Spule 56 und der Spule 66 einfach mit dem M-Anschluss 43 innerhalb der Schalterabdeckung 28 verbunden werden, und sie kann von dem M-Anschluss 43 aus über den Motor 2 mit der Masse (Erdung) verbunden werden.
Die IC 68, welche die Betätigungszeit der beiden Solenoide 50 und 60 steuert, ist in Serienschaltung mit der Betätigungsschaltung der beiden Solenoide 50 und 60 verbunden. Mit anderen Worten ist die IC 68 zwischen den beiden Solenoiden 50 und 60 und der Masse verbunden, oder zwischen dem Anschluss-50 37 und den beiden Solenoiden 50 und 60 verbunden.
Mit Blick auf den M-Anschluss 43, der die Bolzenform gemäß der zweiten Ausführungsform aufweist, ähnlich wie derjenige des herkömmlichen ISS-Schalters oder des nicht-ISS-Schalters, ist ein Anschluss der Motorzuleitung (nicht dargestellt) mit dem männlichen Schraubenabschnitt verbunden, der von der Schalterabdeckung 28 in der axialen Richtung hervorsteht. Die dem Anschluss gegenüberliegende Seite der Motorzuleitung ist in den Motor 2 eingesetzt, so dass sie in den Dichtungskörper 44 (nicht dargestellt) hineinreicht, und sie ist mit der positiven Anschlussseite der Bürste 13 elektrisch verbunden. Somit können die beiden Solenoide 50 und 60 innerhalb der Schalterabdeckung 28 verbunden werden. Demnach kann der elektromagnetische Solenoid 8 mit einem einfachen Aufbau gebildet werden, bei dem die Schalterabdeckung 28 einfach an dem Hauptsolenoid 26 angebracht werden kann.
(3. Ausführungsform)
Gemäß der dritten Ausführungsform wird ein Aufbau des Anlassers 1 beispielgebend erklärt. Bei dem Aufbau ist zumindest der erste Solenoid 50 mit dem M-Anschluss 43 verbunden, ähnlich wie bei demjenigen der zweiten Ausführungsform, und er weist eine längere Betriebslebensdauer ähnlich wie diejenige der Bürste 13 auf.
Der Anlasser 1, der den Kommutatormotor 2 verwendet, kann die Betriebslebensdauer der Bürste 13 nicht genau erfassen. Somit kann die Anzahl der Betätigungswiederholungen seitens des Fahrzeugs gezählt werden und die ECU 48 veranlasst den Nutzer dazu, den Anlasser 1 auszutauschen, wenn die Anzahl der Betätigungswiederholungen einen vorbestimmten Wert erreicht (Betriebslebensdauer-Betätigungszähler). In diesem Fall kann die Bürste 13 bis zu der Betriebslebensdauer derselben nicht effektiv verwendet werden, da die Bürste 13 dazu ausgelegt ist, einen ausreichenden Spielraum in deren Betriebslebensdauer aufzuweisen, um die geschätzte Betriebslebensdauer zu erfüllen (d. h. nicht weniger als die geschätzte Betriebslebensdauer) des Anlassers 1.
Wenn sich die Bürste 13 zwischenzeitlich abnutzt, so dass sie in etwa die Betriebslebensdauer erreicht, nimmt ein Kontaktdruck zwischen dem Kommutator 11 und der Bürste 13 ab, so dass der Kontaktwiderstand schnell ansteigt, wodurch die Leistung des Motors 2 beeinträchtigt wird. Da jedoch der Anlasser 1 üblicherweise dazu ausgelegt ist, die maximale Ausgangsleistung bei niedrigerer Temperatur zu verwenden, weist der Anlasser 1 genug Fähigkeit bei normaler Temperatur auf, um die erforderliche Leistung zum erneuten Starten der Maschine zu erreichen. Daher kann selbst, wenn die Bürste 13 abgenutzt ist und die Leistung beeinträchtigt ist, wenn sie nahe ihrer Betriebslebensdauer ist, der Anlasser 1 immer noch die Maschine starten. Demzufolge ist der Anlasser 1 der dritten Ausführungsform dazu ausgelegt, einen Aufbau aufzuweisen, bei dem ein Kontakt zwischen dem Kommutator 11 und der Bürste 13 instabil wird, bevor der Motor 2 aufgrund eines Verschleißes der Bürste 13, welche die Betriebslebensdauer erreicht, nicht mehr in der Lage dazu ist, die Maschine neu zu starten. Wie in 15 gezeigt ist, kann insbesondere ein Haken zwischen einem Bürstenhalter 69, der die Bürste 13 hält, und einem Bürstenanschlussdraht 70 eingesetzt werden. Mit anderen Worten ist eine U-förmige Nut 69a, die zum Aufnehmen des Bürstenanschlussdrahts 70 verwendet wird, an der Seitenoberfläche des Bürstenhalters 69 ausgebildet. Wenn die Bürste 13 um die Betriebslebensdauer abgenutzt ist, ist der Bürstenanschlussdraht 70 an einem Bodenabschnitt der U-förmigen Nut 69a eingehakt.
Hinsichtlich des ersten Solenoids 50 ist die negative Seite des ersten Solenoids 50 mit dem M-Anschluss 43 verbunden und über den Motor 2 mit der Masse verbunden, so dass der erste Solenoid 50 nicht ordentlich betätigt werden kann, wenn der Kontakt zwischen dem Kommutator 11 und der Bürste 13 instabil wird. Mit anderen Worten kann der erste Solenoid 50 nicht die erforderliche Regelkraft erlangen, da die Antriebsspannung, die an der Spule 56 angelegt ist, abnimmt. In diesem Fall wird die Zeit zum Schließen des ersten Schalters schneller bzw. früher, da der erste bewegliche Kontakt 53 nicht geregelt wird, wodurch eine Dauer, die beginnt, wenn das Anlasserrelais 46 geschlossen wird, bis zu dem Spannungsabfall aufgrund eines auftretenden Einschaltstroms kürzer. Die fahrzeugseitige ECU 48 erfasst die Zeit, zu welcher der Spannungsabfall auftritt, um zu bestimmen, ob der erste Solenoid 50 ordentlich betätigt wird oder nicht.
Die ECU 48 misst die Dauer, die beginnt, wenn das Anlasserrelais 46 geschlossen wird, bis zu dem Spannungsabfall, der durch einen auftretenden Einschaltstrom verursacht wird, und sie erfasst die Zeit, zu welcher der Spannungsabfall auftritt (Spannungsabfallzeit), zu der Dauer, die durch die ECU 48 gemessen wird. Die ECU 48 bestimmt, dass der erste Solenoid 50 nicht ordentlich betätigt worden ist, wenn die Spannungsabfallzeit früher als die normale Zeit ist. Ebenso kann die ECU 48 einen Alarm an den Fahrer ausgeben, wenn die ECU 48 erfasst, dass der erste Solenoid 50 nicht ordentlich betätigt worden ist, so dass der Fahrer benachrichtigt werden kann, selbst wenn die Bürste 13 um die Betriebslebensdauer abgenutzt ist, so dass der Anlasser 1 ausgetauscht werden muss, bevor der Anlasser 1 nicht in der Lage ist, die Maschine zu starten. In diesem Augenblick kann der ausgelegte Spielraum in der Betriebslebensdauer der Bürste 13 gesenkt werden, da der Anlasser 1 bis um die Betriebslebensdauer der Bürste 13 effektiv genutzt werden kann. Daher kann eine Größe und ein Gewicht des Anlassers 1 kleiner und leichter sein.
Bei den oben beschriebenen Beispielen kann der erste Solenoid 50 die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts 53 nicht so regeln, dass der Spannungsabfall zu einer früheren Zeit auftritt, wenn der Kontakt zwischen dem Kommutator 11 und der Bürste 13 instabil wird, und die ECU 48 erfasst die Zeit, zu welcher der Spannungsabfall auftritt. Mit anderen Worten wird ein Fall angenommen, bei dem kein Fehler in dem ersten Solenoid 50 aufgetreten ist, allerdings wird eine Antriebsspannung, die an der Spule 56 angelegt wird, gesenkt, so dass eine erforderliche Regelkraft zum Regeln des ersten beweglichen Kontakts 53 nicht erlangt werden kann. In dieser Hinsicht wird die Zeit, zu welcher der erste Schalter geöffnet wird, verglichen mit einem ersten Solenoid 50, der ordentlich betätigt wird, früher, selbst wenn ein Fehler in dem ersten Solenoid 50 aufgetreten ist und einen Betätigungsfehler verursacht. Demzufolge erfasst ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Beispiel die ECU 48 die Zeit, zu welcher der Spannungsabfall aufgrund des Einschaltstroms auftritt, und bestimmt, dass der erste Solenoid 50 nicht ordentlich betätigt werden kann, wenn die erfasste Zeit früher als die normale Zeit ist.
Wie obenstehend beschrieben, tritt ein Fehler in dem Anlasser 1 nicht unmittelbar auf, so dass der Anlasser 1 noch immer betätigt werden kann, selbst wenn der erste Solenoid 50 nicht betätigt werden kann, so dass der erste bewegliche Kontakt nicht geregelt werden kann. Allerdings nimmt eine Beschädigung des Zahnkranzes 24 zu, wenn das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 24 in Eingriff kommt. Somit wird eine Abnutzung des Zahnkranzes beschleunigt, wodurch ein Auftreten eines Eingrifffehlers zu einer Zeit wahrscheinlich ist, die früher als der geschätzte Lebenszeit-Betätigungszähler des Anlassers 1 ist. In dieser Hinsicht ist die ECU 48 dazu in der Lage, die ISS-Betätigung zu unterdrücken, wenn die fahrzeugseitige ECU 48 bestimmt, dass der erste Solenoid 50 nicht ordentlich betätigt wird, und sie kann den Fahrer über das Auftreten des Fehlers alarmieren. Demzufolge kann die ECU 48 den Fahrer dazu veranlassen, den Anlasser 1 auszutauschen, bevor eine Abnutzung des Zahnkranzes 24 unerwartet zunimmt.
Ebenso kann die ECU 48 bestimmen, ob der Kontakt zwischen dem Kommutator 11 und der Bürste 13 aufgrund einer Abnutzung der Bürste 13 instabil ist oder nicht, wenn die Spannungsabfallzeit (Spannungsabfall aufgrund eines Einschaltstroms) früher als die normale Zeit ist, oder der Kontakt zwischen dem Kommutator 11 und der Bürste 13 instabil ist, da ein Fehler in dem Solenoid 50 selber aufgetreten ist. Beispielsweise kann die ECU 48 bestimmen, dass der Kontakt zwischen dem Kommutator 11 und der Bürste 13 nicht instabil ist, aber der erste Solenoid 50 einen Fehler aufweist, wenn die Anzahl der Betätigungswiederholungen des Anlasser 1 einen vorbestimmten Wert nicht erreicht.
(Modifikation)
Gemäß der ersten Ausführungsform ist der erste Schalter in Bezug auf den zweiten Schalter auf der Seite des Motors 2 angeordnet. Allerdings kann der erste Schalter in Bezug auf den zweiten Schalter auf der Seite der Batterie 47 angeordnet sein. Darüber hinaus ist bei der ersten Ausführungsform der fixierte Zwischenkontakt 52 auf der Seite des ersten Schalters und der fixierte Zwischenkontakt 62 auf der Seite des zweiten Schalters integriert, allerdings können beide fixierte Zwischenkontakte 52 und 63 einzeln ausgebildet sein und mit einer Metallplatte elektrisch verbunden sein. Gemäß der zweiten und dritten Ausführungsform sind die negativen Seiten der Spulen 56 und 66 der beiden Solenoide 50 und 60 (erster Solenoid 60 gemäß der dritten Ausführungsform) mit dem M-Anschluss 43 verbunden, der eine Bolzenform aufweist, allerdings kann die negative Seite der Spulen 56 und 66 mit dem M-Anschluss 43 verbunden sein, der in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, d. h. ein plattenförmiges Element, das aus Metall besteht. Mit anderen Worten kann selbst, wenn der M-Anschluss 43 ein plattenförmiges Element ist, ein Riegelabschnitt in dem elektromagnetischen Solenoid 8 angeordnet sein, so dass die negative Seite der Spulen 56 und 66 mit dem M-Anschluss 43 verbunden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-144799 [0005]
JP 2011-142067 [0007]

Claims

Anlasser (1) zum Starten einer Maschine, die an einem Fahrzeug angebracht ist, aufweisen: einen Motor (2), der eine drehende Kraft erzeugt, indem er erregt wird, wobei sich der Motor um eine Drehachse desselben dreht, ein Ritzel (6), das die drehende Kraft des Motors auf einen Zahnkranz (24) der Maschine überträgt, wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz in Eingriff kommt; und einen elektromagnetischen Solenoid (8), der an einem Anlassergehäuse (7) so fixiert ist, dass er parallel zu dem Motor angeordnet ist, so dass die Drehachse des Motors und eine axiale Richtung, die eine Längsrichtung des elektromagnetischen Solenoids ist, parallel sind, wobei der elektromagnetische Solenoid umfasst: ein Paar erster fixierter Kontakte (51, 52), die an einer Aktivierungsschaltung des Motors angeordnet sind; einen ersten beweglichen Kontakt (53), der dem Paar der ersten fixierten Kontakte zugewandt ist, und in der axialen Richtung beweglich ist, um das Paar der ersten fixierten Kontakte zu öffnen und zu schließen, wobei das Paar der ersten fixierten Kontakte geschlossen ist, wenn der erste bewegliche Kontakt mit dem Paar der ersten fixierten Kontakte in Kontakt steht, und das Paar der ersten fixierten Kontakte geöffnet ist, wenn der erste bewegliche Kontakt von dem Paar der ersten fixierten Kontakte getrennt ist; einen ersten Schalter (51, 52, 53), der einen Strom unterbricht, der dem Motor in Reaktion auf den ersten beweglichen Kontakt, der das Paar der ersten fixierten Kontakte öffnet und schließt, zugeführt wird, wobei der erste Schalter geöffnet ist, wenn der erste bewegliche Kontakt das Paar der ersten fixierten Kontakte öffnet, und dieser geschlossen ist, wenn der erste bewegliche Kontakt das Paar der ersten fixierten Kontakte schließt; einen Unterdrückungswiderstand (58), der mit der Aktivierungsschaltung so verbunden ist, dass er mit dem ersten Schalter in Serie geschaltet ist, und der einen Einschaltstrom unterdrückt, der in die Aktivierungsschaltung fließt, wenn der erste Schalter geschlossen ist; ein Paar von zweiten fixierten Kontakten (61, 62), die an der Aktivierungsschaltung angeordnet sind, und die den Unterdrückungswiderstand kurzschließen; einen zweiten beweglichen Kontakt (63), der dem Paar der zweiten fixierten Kontakte zugewandt ist, und der in der axialen Richtung beweglich ist, um das Paar der zweiten fixierten Kontakte zu öffnen und zu schließen, wobei das Paar der zweiten fixierten Kontakte geschlossen ist, wenn der zweite bewegliche Kontakt mit dem Paar der zweiten fixierten Kontakte in Kontakt steht, und das Paar der zweiten fixierten Kontakte geöffnet ist, wenn der zweite bewegliche Kontakt von dem Paar der zweiten fixierten Kontakte getrennt ist; einen zweiten Schalter (61, 62, 63), der den Unterdrückungswiderstand kurzschließt, um einen Kurzschlussweg zu bilden, wenn der zweite bewegliche Kontakt das Paar der zweiten fixierten Kontakte schließt, wobei der zweite Schalter den Kurzschlussweg aussetzt, wenn der zweite bewegliche Kontakt das Paar der zweiten fixieren Kontakte öffnet, und der zweite Schalter geöffnet ist, wenn der zweite bewegliche Kontakt das Paar der zweiten fixierten Kontakte öffnet, und er geschlossen ist, wenn der zweite bewegliche Kontakt das Paar der zweiten fixierten Kontakte schließt; einen Hauptsolenoid (26), der einen Hauptelektromagnet umfasst, wenn er erregt wird, und einen Tauchkolben (33), der durch den Hauptelektromagnet angezogen wird, so dass er sich in der axialen Richtung bewegt, wobei der Hauptsolenoid in Reaktion auf den Tauchkolben, der sich in der axialen Richtung bewegt, das Ritzel zu dem Zahnkranz herausschiebt, und den ersten beweglichen Kontakt und den zweiten beweglichen Kontakt zu dem Paar der ersten fixierten Kontakte und dem Paar der zweiten fixierten Kontakte antreibt; ein erstes Regelelement (49), das so angeordnet ist, dass es zwischen einer geregelten Position und einer freigegebenen Position beweglich ist, wobei die geregelte Position eine Bewegung des ersten beweglichen Kontakts regelt, so dass dieser in Reaktion auf ein Schließen des ersten Schalters nicht mit dem Paar der ersten fixierten Kontakte in Kontakt kommt, und die freigegebene Position eine Bewegung des ersten beweglichen Kontakts freigibt, so dass dem ersten beweglichen Kontakt ermöglicht wird, mit dem Paar der ersten fixierten Kontakte in Kontakt zu kommen; ein zweites Regelelement (59), das so angeordnet ist, dass es zwischen einer geregelten Position und einer freigegebenen Position beweglich ist, wobei die geregelte Position eine Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts regelt, so dass dieser in Reaktion auf ein Schließen des zweiten Schalters nicht mit dem Paar der zweiten fixierten Kontakte in Kontakt kommt, und die freigegebene Position eine Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts aus der geregelten Position freigibt, so dass dem zweiten beweglichen Kontakt ermöglicht wird, mit dem Paar der zweiten fixierten Kontakte in Kontakt zu kommen; einen ersten Solenoid (50), der einen ersten Elektromagnet bildet, wenn er erregt wird, und der das erste Regelelement antreibt, so dass es die geregelte Position einnimmt, wenn der erste Elektromagnet EIN-geschaltet ist, und das erste Regelelement freigibt, so dass es die freigegebene Position einnimmt, wenn der erste Elektromagnet AUS-geschaltet ist; und einen zweiten Solenoid (60), der einen zweiten Elektromagnet bildet, wenn er erregt wird, und der das zweite Regelelement antreibt, so dass es die geregelte Position einnimmt, wenn der zweite Elektromagnet EIN-geschaltet ist, und das zweite Regelelement freigibt, so dass es die freigegebene Position einnimmt, wenn der zweite Elektromagnet AUS-geschaltet ist, wobei der erste Solenoid dazu ausgestaltet ist, ein EIN- und AUS-Schalten des ersten Elektromagnets so zu steuern, dass das erste Regelelement dazu angetrieben wird, die geregelte Position einzunehmen bevor der erste Schalter geschlossen wird, wenn der Hauptsolenoid eine Betätigung beginnt, um die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts zu regeln, und dass das erste Regelelement dazu freigegeben wird, die freigegebene Position einzunehmen, wenn eine vorbestimmte Zeit abläuft nachdem der Tauchkolben durch den Hauptelektromagnet angezogen wird, um die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts freizugeben; wobei der zweite Solenoid dazu ausgestaltet ist, zu steuern, dass der zweite Elektromagnet so EIN- und AUS-geschaltet wird, dass das zweite Regelelement dazu angetrieben wird, die geregelte Position einzunehmen bevor der zweite Schalter geschlossen wird, wenn der Hauptsolenoid eine Betätigung beginnt, um die Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts zu regeln, und dass das zweite dazu Regelelement freigegeben wird, die freigegebene Position einzunehmen, wenn eine vorbestimmte Zeit abläuft nachdem das zweite Regelelement die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts freigibt, um die Bewegung des zweiten beweglichen Kontakts freizugeben.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei der erste Solenoid und der zweite Solenoid Tauchkolben (57, 67) umfassen, die durch den ersten Elektromagnet und den zweiten Elektromagnet jeweils angezogen werden, wodurch den Tauchkolben ermöglicht wird, sich in der axialen Richtung zu bewegen; das erste Regelelement und das zweite Regelelement so angeordnet sind, dass sie zusammen mit den Tauchkolben zwischen der geregelten Position und der freigegebenen Position beweglich sind; und die Tauchkolben durch den ersten Elektromagnet und den zweiten Elektromagnet angezogen werden bevor der erste bewegliche Kontakt und der zweite bewegliche Kontakt jeweils mit dem ersten Regelelement und dem zweiten Regelelement in Kontakt kommt, wenn das erste Regelelement und das zweite Regelelement dazu angetrieben werden, die geregelte Position einzunehmen.
Anlasser nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter so ausgestaltet sind, dass der zweite bewegliche Kontakt von dem Paar der ersten fixierten Kontakte getrennt wird bevor der erste bewegliche Kontakt von dem Paar der zweiten fixierten Kontakte getrennt wird, wenn der erste bewegliche Kontakt und der zweite bewegliche Kontakt von dem Paar der ersten fixierten Kontakte und dem Paar der zweiten fixierten Kontakte jeweils in Reaktion auf einen Betätigungsstopp des Hauptsolenoids getrennt werden.
Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der elektromagnetische Solenoid einen Rahmen (27), der eine zylindrische Form aufweist und als magnetischer Kreis des Hauptsolenoids dient, und eine Schalterabdeckung (28), die an dem Rahmen fixiert ist, um eine Öffnung des Rahmens abzudecken, umfasst; ein erster Verbindungsanschluss (42), der auf einer Seite der Batterie mit der Aktivierungsschaltung verbunden ist, und ein zweiter Verbindungsanschluss (43), der auf einer Seite des Motors mit der Aktivierungsschaltung verbunden ist, sind an der Schalterabdeckung fixiert; und ein fixierter B-Kontakt, der mit dem ersten Verbindungsanschluss verbunden ist, ein fixierter M-Kontakt, der mit dem zweiten Verbindungsanschluss verbunden ist, ein fixierter B-Zwischenkontakt, der mit dem fixierten B-Kontakt gepaart ist, und ein fixierter M-Zwischenkontakt, der mit dem fixierten M-Kontakt gepaart ist, innerhalb der Schalterabdeckung angeordnet sind; und einer von den ersten fixierten Kontakten (51, 52) oder den zweiten fixierten Kontakten (61, 62) durch den fixierten B-Kontakt und den fixierten B-Zwischenkontakt gebildet wird, und der andere von den ersten fixierten Kontakten (51, 52) oder den zweiten fixierten Kontakten (61, 62) durch den fixierten M-Kontakt und dem fixierten M-Zwischenkontakt gebildet wird; und der fixierte B-Zwischenkontakt und der fixierte M-Zwischenkontakt miteinander elektrisch verbunden sind.
Anlasser nach Anspruch 4, wobei der fixierte B-Zwischenkontakt und der fixierte M-Zwischenkontakt integriert sind, so dass sie ein gemeinsamer fixierter Zwischenkontakt (52, 62) sind.
Anlasser nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei ein Ende des Unterdrückungswiderstands mit dem fixierten B-Kontakt verbunden ist und das andere Ende des Unterdrückungswiderstands mit dem fixierten B-Zwischenkontakt oder dem gemeinsamen fixierten Zwischenkontakt verbunden ist.
Anlasser nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Anlasser eine Steuerschaltung (68) umfasst, die eine Betätigungszeit des ersten Solenoids und des zweiten Solenoids steuert.
Anlasser nach Anspruch 7, wobei die Steuerschaltung an dem elektromagnetischen Solenoid integriert ist.
Anlasser nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Anlasser einen Leitungsanschluss umfasst, der über einen Kabelbaum mit der Batterie verbunden ist, wobei der Leitungsanschluss ein Einzelanschluss ist, mit dem der Kabelbaum verbunden ist, und eine Verdrahtung von dem Leitungsanschluss verzweigt ist, um den Hauptsolenoid, den ersten Solenoid, den zweiten Solenoid und die Steuerschaltung zu verbinden.
Anlasser nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei der erste Solenoid und der zweite Solenoid innerhalb der Schalterabdeckung angeordnet sind; der erste Solenoid eine erste Spule (56) umfasst, die den ersten Elektromagnet bildet, wenn er erregt wird, und der zweite Solenoid eine zweite Spule (66) umfasst, die den zweiten Elektromagnet bildet; und negative Seiten von der ersten und zweiten Spule mit dem zweiten Verbindungsanschluss verbunden sind, um über den Motor geerdet zu sein.
Anlasser nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei der erste Solenoid und der zweite Solenoid innerhalb der Schalterabdeckung angeordnet sind; der erste Solenoid eine erste Spule (56) umfasst, die den ersten Elektromagnet bildet, wenn er erregt wird, und der zweite Solenoid eine zweite Spule (66) umfasst, die den zweiten Elektromagnet bildet; wenigstens der erste Solenoid so geerdet ist, dass eine negative Seite der ersten Spule (56) mit dem zweiten Verbindungsanschluss verbunden ist, um über dem Motor geerdet zu sein; der Motor einen Kommutator (11) und eine Bürste (13) umfasst, wobei der Motor so ausgestaltet ist, dass ein Kontakt zwischen dem Kommutator und der Bürste instabil wird bevor der Motor aufgrund einer Abnutzung der Bürste, die auf einem äußeren Umfang des Kommutators gleitet, eine erforderliche Leistungsfähigkeit zum erneuten Starten der Maschine verliert; und der erste Solenoid so ausgestaltet ist, dass eine Antriebsspannung, die an der ersten Spule angelegt wird, abnimmt, wenn der Kontakt zwischen dem Kommutator und der Bürste instabil wird, wodurch der erste Solenoid nicht die erforderliche Regelkraft erlangen kann, um die Bewegung des ersten beweglichen Kontakts durch das erste Regelelement zu regeln.
Anlasser nach Anspruch 11, wobei der Motor so ausgestaltet ist, dass ein Bürstenanschlussdraht (70) der Bürste an einem Bürstenhalter (69) eingehakt ist, der die Bürste hält bevor die Bürste zum Erreichen einer Betriebslebensdauer derselben abgenutzt ist, wodurch der Kontakt zwischen dem Kommutator und der Bürste instabil wird.
Anlasser nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der zweite Verbindungsanschluss durch ein plattenförmiges Element gebildet wird, das aus Metall besteht, und eine Endseite des plattenförmigen Elements den fixierten M-Kontakt innerhalb der Schalterabdeckung bildet, und die andere Endseite des plattenförmigen Elements in einer radialen Richtung, die zu der axialen Richtung senkrecht verläuft, von einer Oberfläche der Schalterabdeckung hervorsteht, um in den Motor eingesetzt zu werden und mit der Bürste innerhalb des Motors elektrisch verbunden zu werden; und die Steuerschaltung in der Schalterabdeckung so angeordnet ist, dass sie sich auf einer dem beweglichen Kontakt gegenüberliegenden Seite in der axialen Richtung in Bezug auf den fixierten M-Kontakt befindet.
Maschinenanlassereinheit, die den Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst, wobei die Maschinenanlassereinheit eine Betätigungsbestimmungseinheit (48) umfasst, die bestimmt, ob der erste Solenoid ordentlich betätigt wird oder nicht, wenn die Maschine aus einer Leerlaufstoppbedingung erneut gestartet wird; die Betätigungsbestimmungseinheit eine Dauer misst, die beginnt, wenn der Hauptsolenoid und der erste Solenoid erregt werden, bis ein Spannungsabfall, der durch einen Einschaltstrom verursacht wird, der in Reaktion auf ein Schließen des ersten Schalters auftritt, und sie basierend auf der Dauer, die durch die Betätigungsbestimmungseinheit gemessenen wird, eine Zeit erfasst, zu welcher der Spannungsabfall auftritt; und die Betätigungsbestimmungseinheit bestimmt, dass der erste Solenoid nicht ordentlich betätigt wird, wenn die Zeit, die durch die Betätigungsbestimmungseinheit erfasst wird, früher als eine normale Zeit ist.