DE112014000754T5 - Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss - Google Patents

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Abstract

Ein Starter- und Schaltsystem (222, 222-1) mit variablem Fluss, das einen Startermotor (234) mit einem ersten und zweiten Teil (74a, 74b) einer Motorfeldwicklung, eine Steuereinheit (150, 150-1), die imstande ist, selektiv einen Starteraktivierung und gewünschte Flusspegelsignale (68, 70) auszugeben, einen Motorerregungsschalter (76), der zwischen einer offenen und geschlossenen Position infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals (68) bewegbar ist, und eine Regulierungsvorrichtung (84, 84-1), die zwischen Standard- und aktiviertem Betriebszustand infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals (70) bewegbar ist, enthält. Die Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) hat ein bewegliches Blockierungselement (94b) und relativ bewegliche Kontaktelemente (86, 88) und in einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand ist ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktelementen (86, 88) durch das Blockierungselement (94b) ermöglicht oder verhindert. Ein Strom durch den geschlossenen Motorerregungsschalter (76) umgeht im Wesentlichen einen Teil (74b) der Motorfeldwicklung, wenn ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktelementen (86, 88) möglich ist, und wird durch beide Teile (74a, 74b) geleitet, wenn dieser verhindert ist. Ebenso ein Verfahren zum Variieren der Startermotorflusspegel.

Description

  • PRIORITÄTSANSPRUCH AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
  • Dies Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US Patentanmeldung Seriennr. 61/791,362 mit dem Titel VARIABLE FLUX STARTER AND SWITCH SYSTEM, eingereicht am 16. März 2013, deren gesamte Offenbarung durch Bezugnahme ausdrücklich zum aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeuge, die eine Verbrennungsmaschine enthalten und insbesondere Starter und deren Schaltsysteme, die mit solchen Fahrzeugen verwendet werden.
  • Herkömmliche Verbrennungsmaschinenfahrzeuge verwenden einen Starter, wenn sie anfänglich die Verbrennungsmaschine starten. Typischerweise versorgt die Batterie einen elektrischen Startermotor, der ein Schwungrad dreht und somit die Maschine anwirft. Typischerweise wird ein Solenoid verwendet, um ein Ritzel in den und aus dem Eingriff mit einem Zahnkranz zu bewegen, der am Schwungrad der Maschine befestigt ist. Der Starter stellt für eine kurze Zeitperiode ein Drehmoment für die Maschine bereit, bis die Maschine normal zu arbeiten beginnt und keine Unterstützung mehr braucht.
  • In einem herkömmlichen Fahrzeug wird der Starter beim anfänglichen Starten der Maschine gebraucht und die Maschine läuft weiter, bis der Bediener die Maschine absichtlich stoppt. Ferner haben viele Fahrzeuge begonnen, ein Stopp-Start-System zu verwenden, wo die elektronische Steuereinheit des Fahrzeuges absichtlich die Maschine aufgrund der Betriebsbedingungen des Fahrzeuges stoppt und anschließend die Maschine aufgrund der Betriebsbedingungen des Fahrzeuges rasch wieder startet. In vielen Fahrzeugen wird dieselbe Starterbaugruppe, die zum anfänglichen Starten der Maschine verwendet wird, auch verwendet, wenn die ECU die Maschine nach dem Stoppen der Maschine als Teil eines Stopp-Start-Systems wieder startet.
  • Hybridfahrzeuge verwenden häufig ein Stopp-Start-System zum vorübergehenden Stoppen des Betriebs der Verbrennungsmaschine, wenn das Fahrzeug zu einem Stopp gebracht wird oder wenn der Vortrieb des Fahrzeuges vollständig durch einen elektrischen Antriebsmotor bereitgestellt wird, aber solche Stopp-Start-Systeme werden auch in nicht hybriden Fahrzeugen verwendet, die vollständig auf einer Verbrennungsmaschine für einen Antrieb beruhen. In solchen nicht hybriden Fahrzeugen stoppt das Stopp-Start-System typischerweise den Maschinenbetrieb, wenn die Bremse gezogen wird und das Fahrzeug zum Halten gebracht wird, oder wenn das Fahrzeug gestoppt wird, und die Verbrennungsmaschine muss rasch neu gestartet werden, um die angetriebene Fahrzeugbewegung wieder aufzunehmen.
  • In Stopp-Start-Systemen, die auf einem Starter beruhen, muss der Starter die Verbrennungsmaschine rasch erneut starten, um rasch annehmbare Fahrzeuglenkeigenschaften zu garantieren, besonders in nicht hybriden Fahrzeugen, wo die Verbrennungsmaschine die einzige Antriebsenergiequelle ist. Ein Stopp-Start-System kann Fähigkeiten zu einer ”Meinungsänderung” haben, durch die es imstande ist, die Maschine sehr kurz nach dem Anhalten des Maschinenbetriebs und während das Schwungrad noch durch Trägheit dreht, wieder zu starten. In solchen Stopp-Start-Systemen, die auf einem Starter beruhen, hat der Starter typischerweise ein Ritzel, das imstande ist, einen Zahnkranz zu drehen, der mit einem Schwungrad gekoppelt ist, um dadurch die Maschine wieder zu starten. Solche Starter können ein sogenanntes synchronisiertes Design aufweisen, wobei die Drehzahlen sowohl des Ritzels wie auch des Zahnkranzes erfasst werden und das Ritzel mit dem Zahnkranz nur in Eingriff steht, wenn die Drehzahlen der zwei Getriebe synchronisiert sind.
  • 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 20 mit Starter- und Schaltsystem 22. Das Fahrzeug 20 enthält eine Verbrennungsmaschine 24 und einen Antriebsstrang 26, der ein Drehmoment von der Maschine 24 auf angetriebene Räder 28 überträgt. Obwohl das dargestellte Fahrzeug 20 ein Personenkraftfahrzeug mit Vorderradantrieb ist, könnte das Fahrzeug jede Antriebsstrangkonfiguration mit einer herkömmlichen oder Stopp-Start-Verbrennungsmaschine oder einem hybriden Antriebsstrang aufweisen. Ferner kann das Fahrzeug 20 wie dargestellt ein Fahrzeug mit Starter- und Schaltsystem 22 gemäß dem Stand der Technik oder gemäß der vorliegenden Offenbarung sein; eine ausführliche Beschreibung des letztgenannten findet sich in weiterer Folge. Mit anderen Worten das Starter- und Schaltsystem 22 ist generisch.
  • In Fahrzeug 20 ist der Zahnkranz 30 am äußeren Umfang eines Schwungrades montiert, das an die Antriebswelle der Maschine 24 gekoppelt ist. Das Starter- und Schaltsystem 22 des Fahrzeugs 20 enthält eine generische Starterbaugruppe 32, die zum Drehen des Schwungrades beim Starten der Maschine 24 verwendet wird. Die Starterbaugruppe 32 enthält einen Elektromotor 34 mit einer Feldwicklung, einem Anker oder Rotor, einer Ankerwelle, einem Stromwender, Kohlebürsten, einem Stützrahmen und einem Motorgehäuse. Der Anker und Stromwender sind an der Ankerwelle 36 montiert, die durch eine Freilaufkupplung 40 an eine Ritzelwelle 38 gekoppelt ist.
  • Der Startermotor 34 ist typischerweise ein bürstenbehafteter DC-Motor und arbeitet auf herkömmliche Weise, wobei die Feldwicklung ein stationäres elektromagnetisches Feld erzeugt. Während der Anker dreht, kontaktieren die Stromwendersegmente verschiedene Bürsten und kehren die Polarität um, wodurch eine anhaltende Drehung des Ankers verursacht wird. Die Feld- und Ankerwicklungen können einen Reihenmotor, einen Nebenschlussmotor oder einen Kompoundmotor bilden, wie für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet klar ist.
  • Das Ritzel 42 ist an der Ritzelwelle 38 der Starterbaugruppe 32 montiert und kann selektiv mit dem Zahnkranz 30 in Eingriff gebracht werden. Das Ritzel 42 wird durch einen Solenoid 44 der Starterbaugruppe 32, der auf die Ritzelwelle 38 und das Ritzel 42 durch einen Gestängemechanismus wirkt, der einen länglichen Ritzelschalthebel 46 enthält, axial mit der Ritzelwelle 38 in den und aus dem Eingriff mit dem Zahnkranz 30 verschoben. Eine geeignete Quelle für elektrischen Gleichstrom, wie eine herkömmliche 12 V Autobatterie 48, wird zum Beispiel zum Bereitstellen von elektrischer Energie für den Startermotor 34 und Solenoid 44 durch das Starterschaltsystem verwendet.
  • Es wird festgehalten, dass 1 eine schematische Zeichnung eines generischen Starter- und Schaltsystems ist, das vereinfacht wurde. Zum Beispiel ist eine Steuerschaltung nicht dargestellt, die den Zündschalter des Fahrzeugs 20 und einen neutralen Sicherheitsschalter enthält, der verhindert, dass der Zündschalter den Startermotor 34 aktiviert, während ein Gang beim Fahrzeug 20 eingelegt ist. Das Fahrzeug 20 enthält auch eine elektronische Steuereinheit (”ECU”) 50, die den Betrieb des Startermotors 34 und Solenoids 44 der Starterbaugruppe 32 durch Relais oder andere geeignete Schaltmechanismen steuert. Die ECU 50 empfängt Signale, die den Fahrzeugsystemstatus anzeigen, und gibt entsprechende Steuersignale aus, um einen darauf ansprechenden Fahrzeugbetrieb auszuführen oder gewisse Betriebe zu verhindern, wie für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet sofort klar erkennbar ist. Typischerweise ist ein Starterrelaisschalter 52 sowohl an den Solenoid 44 wie auch die Feldwicklung des Motors 34 angeschlossen. Ein Ausgangssignal der ECU 50 steuert den Betrieb des Starterrelaisschalters 52, um selektiv eine Batterieschaltung zu öffnen und zu schließen, um einen Motor 34 und einen Solenoid 44 der Starterbaugruppe 32 ein- und auszuschalten.
  • Sobald die Maschine 24 zu laufen beginnt, wird das Ritzel 42 vom Zahnkranz 30 gelöst. Vor dem Lösen des Ritzels 42 ist es jedoch möglich, dass die Maschinendrehzahl jene des Ankers des Startermotors 34 übersteigt und die Freilaufkupplung 40 in einer solchen Situation eine Beschädigung am Startermotor 34 verhindert. Die Freilaufkupplung 40 überträgt ein Drehmoment vom Startermotor 34 zum Ritzel 42 in einer Drehrichtung, läuft aber in der entgegengesetzten Richtung frei, um zu verhindern, dass der Zahnkranz 30 ein Drehmoment zum Anker des Startermotors 34 überträgt. Wenn folglich die Maschine 24 bei einer höheren Drehzahl als jener des Startermotorankers läuft, während das Ritzel 42 mit dem Zahnkranz 30 in Eingriff steht, ermöglicht die Freilaufkupplung 40 eine Drehung der Ritzelwelle 38 und des Ritzels 42 bei einer schnelleren Drehzahl als jener der Ankerwelle 36, an der der Anker drehbar befestigt ist. Die Verwendung einer Freilaufkupplung zwischen einem Startermotor und einem Zahnkranz ist Durchschnittsfachleuten auf dein Gebiet bekannt, und eine dargestellte Freilaufkupplung 40 arbeitet auf herkömmliche Weise, um die Übertragung des Drehmoments vom Zahnkranz 30 zum Anker des Startermotors 34 zu verhindern.
  • Der Startersolenoid 44 enthält eine Spule 54 die, wenn sie erregt ist, einen Solenoidkolben 56 anzieht und diesen elektromagnetisch nach innen relativ zum Solenoidgehäuse 55 zwingt, das am Startermotorgehäuse so befestigt ist, dass die Achsen von Solenoidkolben 56 und Ankerwelle 36 im Allgemeinen parallel sind. Wie oben erwähnt, wird der Solenoid 44 zum Verschieben der Position des Ritzels 42 durch den länglichen Schalthebel 46 axial in den aus dem Eingriff mit dem Zahnkranz 30 verwendet. An einem ersten seiner zwei gegenüberliegenden Enden ist der Schalthebel 46 an den Kolben 56 des Solenoids 44 oder an den Fortsatz 58, der sich vom Kolben 56 erstreckt, angesteckt. Der Kolbenfortsatz 58 kann Teil einer federvorgespannten Ritzeleinschnappvorrichtung 60 sein, die vom Solenoidkolben 56 getragen wird. Der Schalthebel 46 ist schwenkbar neben seinem Mittelpunkt am Startergestell 62 montiert und am zweiten seiner gegenüberliegenden Enden ist er mit der Ankerwelle 36 oder Ritzelwelle 38 durch einen Gleitkranz 63 gekoppelt, der um die Welle angeordnet ist.
  • Der Solenoidkolben 56 wird durch Zusammenpressen einer Solenoidrückstellfeder 64 in einer Auswärtsrichtung axial relativ zum Solenoidgehäuse 55 vorgespannt. Da der Schalthebel 46 schwenkbar mit dem Startergestell 62 nahe seinem Mittelpunkt verbunden ist, spannt die Solenoidrückstellfeder 64 das Ritzel 42 axial nach innen zum Motor 34 und in die vollständig zurückgezogene Ausgangsposition des Starters, die in 1 dargestellt ist. In der Ausgangsposition des Starters befindet sich das Ritzel 42 axial vom Zahnkranz 30 entfernt und kann nicht mit diesem in Eingriff gelangen. Wenn die Solenoidspule 54 erregt wird, wird der Solenoidkolben 56 gegen die Vorspannkraft der Solenoidrückstellfeder 64 elektromagnetisch axial in das Solenoidgehäuse 55 gezogen. Der Schalthebel 46 wird folglich durch eine Ritzeleinschnappvorrichtung 60 veranlasst, um seinen Mittelpunkt zu drehen und das Ritzel 42 durch den Kranz 63 axial vom Startermotor 34 nach außen und in die ausgerückte Eingriffsposition des Starters zu bewegen, in der das Ritzel 42 mit dem Zahnkranz 30 in Eingriff bewegt wird.
  • Wenn während des Startereingriffs der Gleitkranz 63 zum Zahnkranz 30 verschoben wird, werden die Freilaufkupplung 40 und das Ritzel 42 auch zum Zahnkranz 30 verschoben. Wenn der Solenoidkolben 56 elektromagnetisch axial in das Solenoidgehäuse 55 gezogen wird und die Zähne des Ritzels 42 anfänglich nicht mit den Zähnen des Zahnkranzes 30 in Eingriff stehen, wird die Sprungfeder 66 der Ritzeleinschnappvorrichtung 60 zusammengepresst und übt durch den Schalthebel 46 eine Vorspannkraft auf den Gleitkranz 63 aus, der das Ritzel 42 zum Zahnkranz 30 spannt. Sobald die Zähne des Ritzels und Zahnkranzes ausgerichtet sind, so dass ihre Zähne eingreifen können, presst die Vorspannkraft, die von der Sprungfeder 66 durch den Schalthebel 46 auf den Gleitkranz 63 ausgeübt wird, das Ritzel 42 in einen Eingriff mit dem Zahnkranz 30. Für einen ähnlichen Effekt können die Ritzeleinschnappvorrichtung 60 und ihre Sprungfeder 66 auch an der Ankerwelle 36 angeordnet sein. Eine solche Verwendung für Gleitkränze und/oder Ritzeleinschnappvorrichtungen mit Sprungfedern ist Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet allgemein bekannt.
  • 1 zeigt Solenoidkolben 56 mit abgeschaltetem Solenoid 44 in ihrer ausgerückten Position, die unter dem Einfluss der Solenoidrückstellfeder 64 erreicht wird, wodurch das Ritzel 42 in die vollständig zurückgezogene Ausgangsposition des Starters gezwungen wird, in der das Ritzel 42 axial vom Zahnkranz 30 beabstandet und nicht mit diesem in Eingriff ist. Wenn die Solenoidspule 54 ausgeschaltet ist, wird der Solenoidkolben 56 durch die Solenoidrückstellfeder 64 relativ zum Solenoidgehäuse 55 axial nach außen in seine ausgerückte Position gepresst, wodurch der Schalthebel 46 um seinen Drehpunkt in Drehung versetzt wird und den Gleitkranz 63 zum Motor 34 verschiebt, wodurch das Ritzel 42 aus dem Eingriff mit dem Zahnkranz 30 bewegt wird und das Ritzel 42 in die zurückgezogene Ausgangsposition des Starters bewegt wird. In der Ausgangsposition des Starters greift ein mechanischer Anschlag (nicht dargestellt) an der Ankerwelle 36 positiv in den Gleitkranz 63, um dessen axiale Bewegung nach innen entlang der Welle zum Motor 34 zu begrenzen. Die axiale Bewegung nach außen des Ritzels 42 vom Motor 34 weg kann ebenso durch einen mechanischen Anschlag begrenzt sein, um die vollständig ausgerückte Eingriffsposition des Starters zu erreichen.
  • In der Eingriffsposition des Starters befindet sich der Solenoidkolben 56 in seiner vollständig zurückgezogenen Position, während die Solenoidspule 54 erregt ist. Wenn der Solenoidkolben 56 seine vollständig zurückgezogene Position erreicht, hat der Hebelarm 46 die Ritzelwelle 38 und das Ritzel 42 axial nach außen, weg vom Startermotor 34, in die vollständig ausgerückte Eingriffsposition des Starters verschoben, in der das Ritzel 42 mit denn Zahnkranz 30 in Eingriff stünde. Die Eingriffsposition des Starters kann erreicht werden, wenn der Startermotor 34 ausgeschaltet ist und das Ritzel 42 nicht dreht, wie beim Starten einer nicht drehenden Maschine 24. Alternativ kann die Eingriffsposition des Starters erreicht werden, während der Startermotor 34 erregt ist und das Ritzel 42 in Drehung versetzt wird, wie beim Neustarten der Maschine 24, während ihr Schwungrad noch unter einer Trägheitslast dreht. Zum Beispiel ist in einigen früheren Startersystemen, wenn der Starter seine Eingriffsposition erreicht, um die Maschine 24 neu zu starten, die Drehzahl des drehenden Ritzels im Wesentlichen mit jener des noch drehenden Zahnkranzes synchronisiert. Unabhängig davon, ob der Startermotor zum Zeitpunkt des Startereingriffs dreht, sobald das Ritzel und Zahnkränze in Eingriff sind, werden sie gemeinsam beschleunigt, während der Starter die Maschine zum Starten anlässt. Typischerweise wird die Starteranlassdrehzahl durch den Energiepegel, der der Startermotorfeldwicklung zugeführt wird, und das Drehmoment, das zum Anlassen der Maschine erforderlich ist, bestimmt. Für einen bestimmten Energiepegel, der der Startermotorfeldwicklung zugeleitet wird, werden Kompromisse zwischen Anlassdrehzahl und Starterdrehmoment getroffen. Energie, Drehzahl und Drehmoment können somit eingestellt werden, um Kenndaten eines Fahrzeugstartersystems zu verfeinern.
  • Zum Beispiel erfolgen kalte Maschinestarts, die stattfinden, wenn der Fahrzeuglenker die Maschine anfänglich startet, typischerweise unter Bedingungen, dass ein Maschinenöl viskos ist und Kraftstoff in den Zylindern weniger leicht verdampft wird als wenn die Maschine soeben betrieben wurde. Die Maschine wird während Kaltstarts weniger leicht angelassen als während warmer Starts und feuert nicht so leicht. Somit liegen typischerweise ein höheres Drehmoment und eine längere Anlassperiode während Kaltstarts als während Warmstarts vor. Während Warmstarts ist das Maschinenöl weniger viskos und Kraftstoff in den Verbrennungskammern der Maschine wird leichter verdampft und verbrannt. Diese relativ kürzeren Anlassperioden, die typischerweise während Warmstarts und nicht Kaltstarts erfolgen, bei welchen ein geringeres Anlassmoment erforderlich ist, sind besonders in Fahrzeugen mit Stopp-Start-Fähigkeiten wünschenswert, bei welchen ein schneller Neustart erforderlich ist. Der Starter kann somit die neugestartete Maschine unterstützen, wieder rasch eine Betriebsdrehzahl zu erreichen.
  • Für einige Fahrzeuganwendungen, besonders jene mit Stopp-Start-Systemen, ist es wünschenswert, ein Starter- und Schaltsystem 22 bereitzustellen, das imstande ist, dem Startermotor 34 einen variablen Fluss bereitzustellen, durch den verschiedene Starter-Drehmoment-, Drehzahl- und Energiekenndaten gewählt und/oder erhalten werden können. Die Steuerung des Starterflusses kann in diesen Starter- und Schaltsystemen durch einen Kurzschluss über einen Teil der Startermotorfeldwicklung erreicht werden und somit ist von Starter- und Schaltsystemen mit variablem Fluss häufig bekannt, dass sie über Warmstartfähigkeiten verfügen. Die generische Starterbaugruppe 32, die in 1 dargestellt ist, kann von der Art mit variablem Fluss sein, die über Warmstartfähigkeiten verfügt.
  • Der Betrieb eines Starter- und Schaltsystems mit variablem Fluss mit Warmstartfähigkeiten nach dem Stand der Technik wird am besten unter Bezugnahme auf 2A und 2B verständlich, die schematisch ein früheres Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss 122 zeigen, das von der Rechtsnachfolgerin der vorliegenden Anmeldung entwickelt wurde. Elemente des oben beschriebenen generischen Systems 22, die dem System 122 eigen sind, sind ebenso durch die Summe der entsprechenden Bezugszeichen des Elements des generischen Systems plus 100 dargestellt. In der Folge sind in der Beschreibung eines Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung Elemente jenes Systems, die sich von einem entsprechenden Element des früheren Systems 122 unterscheiden, durch die Summe des Bezugszeichen des Elements des generischen Systems plus 200 dargestellt.
  • Im früheren Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss 122, das in 2A und 2B dargestellt ist, gibt die ECU 150 ein separates Motoraktivierungssignal 68 und ein Wunsch-Motorflusspegelsignal 70 an ihren entsprechenden Anschlüssen aus. Die Ausgabe eines Starteraktivierungssignals 68 zeigt eine Aktivierung einer gewünschten Starterbaugruppe an. Die Ausgabe des Flusspegelsignals 70 zeigt einen gewünschten Motorflusspegel an, der sich von einem Standardmotorflusspegel unterscheidet, der zum Fehlen des Flusspegelsignals 70 führen würde. In System 122 stellt der Standardmotorflusspegel einen Kaltstartbetrieb bereit, während die Ausgabe des Flusspegelsignals 70 einen Warmstartbetrieb bereitstellt. Als Antwort auf die Ausgabe von Signalen 68 und 70 aktiviert das System 122 die Starterbaugruppe 132 bzw. wendet eine Warmstart-Kurzschlussbedingung über einem Teil einer Startermotorfeldwicklung 74 an. Wie oben besprochen, wenn die Maschine 24 gestartet wird, wird der Startermotor 34 erregt und das Ritzel 42 mit dem Zahnkranz 30 in Eingriff gebracht, um das Schwungrad der Maschine 24 zu drehen, das am Zahnkranz 30 befestigt ist, und das anfängliche Drehmoment bereitzustellen, das zum Starten der Maschine 24 notwendig ist. 2A und 2B zeigen beide ein System 122, in dem der Motor 134 und der Solenoid 144 der Starterbaugruppe 132 aktiviert sind, eine Bedingung die sich daraus ergibt, dass der Starterrelaisschalter 52 ein Starteraktivierungssignal 68 empfängt, das vom ECU-Anschluss ausgegeben wird, wie durch das Vermerkzeichen (✓) neben diesem Anschluss angezeigt. Im System 122 hat der Starterrelaisschalter 52 eine 2A Spule, die das Starteraktivierungssignal vom ECU-Anschluss 68 empfangen kann und zum Schalten von 30A imstande ist, Bei Aktivierung erregt der Starterrelaisschalter 52 den Solenoid 144 durch Weiterleiten eines Stroms von der Batterie 48 zur Solenoidspule 54.
  • 2A zeigt ein System 122 unter Kaltstartbetriebsbedingungen, ohne Ausgabe eines Flusspegelsignals 70 vom ECU-Anschluss, wie durch das X über die Leitung von diesem Anschluss angezeigt; obwohl hier das Signal 70 fehlt, ist das Bezugszeichen 70 enthalten, um in 2A den jeweiligen Flusspegelsignalanschluss der ECU 150 anzuzeigen. 2B zeigt das System 122 unter Warmstartbetriebsbedingungen, mit einer Ausgabe des Flusspegelsignals 70 vom ECU-Anschluss, wie durch das Vermerkzeichen (✓) neben diesem Anschluss angezeigt. Das Starter- und Schaltsystem 122 mit variablem Fluss ist dazu ausgebildet, selektiv einen vom ersten Teil 74a und zweiten Teil 74b der Startermotorwicklung 74 kurzzusschließen, um die Drehzahl des Startermotors 134 für Warmstarts zu erhöhen. In den hier beschriebenen Beispielen wird der zweite Teil 74b der Startermotorfeldwicklung selektiv kurzgeschlossen, um einen Warmstartbetrieb auszuführen.
  • Da Warmstarts im Allgemeinen die Maschine bei einer höheren Drehzahl und mit einem geringeren Anlassmoment anlassen als üblicherweise für Kaltstarts notwendig ist, hat sich das in 2A und 2B dargestellte Design als vorteilhaft für Fahrzeuge mit Stopp-Start-Fähigkeiten, die auf einem Starter beruhen, erwiesen, wobei Warmstarts nach Wunsch so rasch wie möglich erfolgen. Durch keinen Kurschluss über einen Teil 74a oder 74b der Feldwicklung 74 des Startermotors, d. h., durch Ermöglichen, dass eine Drehung des Startermotors durch einen Batteriestromfluss durch ihre gesamte Wicklung 74 angetrieben wird, wie zuvor in Starter mit nicht variablem Fluss durchgeführt, stellt die Starterbaugruppe mit variablem Fluss 132 eine Maschinenanlassleistung mit hohem Drehmoment bei geringen Drehzahlen bereit, was für Kaltstarts besser geeignet ist. Ein selektives Kurzschließen über Teil 74a oder (wie dargestellt) Teil 74b der Feldwicklung 74 des Startermotors unterstützt jedoch ein Anlassen der Maschine bei hoher Drehzahl, geringem Drehmoment, das für Warmstarts geeignet ist und für Stopp-Start-Systeme bevorzugt ist, die einen raschen, wiederholten Neustart der Maschine benötigen.
  • Im früheren Starter- und Schaltsystem 122 wird sowohl während des Kaltstart- wie auch Warmstartbetriebs ein Starteraktivierungssignal 68 von der ECU 150 ausgegeben. Der Solenoid 144 der Starterbaugruppe 132 wird erregt und sein Kolben 156 wird in das Solenoidgehäuse 55 zurückgezogen, wodurch das Ritzel 42 durch den Schalthebel 46 in die ausgerückte Eingriffsposition des Starters bewegt wird. Die Starterbaugruppe 132 enthält einen Elektromotor 134 und Motorerregungsschalter 76 zum Lenken von Batteriestrom zur Feldwicklung 74 des Motors.
  • Der Motorerregungsschalter 76 ist im Allgemeinen im Gehäuse 55 des Startersolenoids 144 angeordnet und enthält eine bewegliche Kontaktplatte 78 und ein befestigtes Paar getrennter Kontaktklemmen 80. Die Kontaktplatte 78 wird vom Solenoidkolben 156 getragen und in den elektrischen Eingriff mit den Kontaktklemmen 80 bewegt, wodurch der Schalter 76 geschlossen wird und Strom von der Batterie 48 durch den Schalter 76 zum Motor 134 bewegt wird. Somit wird bei erregtem Solenoid 144 eine Batteriespannung an die Startermotor-Feldwicklung 74 angelegt. Während des Kaltstartbetriebs, wie in 2A dargestellt, wird der Batteriestrom, der durch den Motorerregungsschalter 76 geht, in Reihe sowohl durch den ersten Teil 74a wie auch zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung 74 geleitet, wodurch der Startermotor 134 mit einer ersten geringen Anlassdrehzahl und einem ersten hohen Anlassmoment dreht, die für Kaltstarts geeignet sind.
  • Das Starter- und Schaltsystem 122 enthält auch einen Hauptkurzschlussrelaisschalter 72, der selektiv den zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung 74 als Reaktion auf eine Ausgabe eines (Warmstart) Flusspegelsignals 70 von der ECU 150 kurzschließt. Unter Bezugnahme auf 2B, geht der Batteriestrom, der durch den geschlossenen Motorerregungsschalter 76 gegangen ist, während der Hauptkurzschlussrelaisschalter 72 infolge der Ausgabe von Signal 70 geschlossen ist, im Wesentlichen um den zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung und wird nur durch den ersten Teil 74a der Feldwicklung gerührt, was dazu führt, dass der Startermotor 134 mit einer vergleichsweise höheren zweiten Anlassdrehzahl und einem vergleichsweise geringerem zweiten Anlassdrehmoment dreht, das für Warmstarts geeignet ist.
  • In einem Warmstartbetrieb des früheren System 122 geht ein voller Startermotorstrom durch den Hauptkurzschlussrelaisschalter 72, der daher hohe Energiepegel aufnehmen muss. Ein voller Startermotorstrom kann 500A hoch sein, so dass ein Hauptkurzschlussschalter 72 mit einer 30A Spule gestaltet sein muss, dass so dass er imstande ist, zuverlässig den hohen 500A Motorkaltanlasstrom zu schalten. Signale von der ECU 150 sind typischerweise bei 2A maximiert. Daher ist ein Zwischen- oder Warmstartsteuerrelaisschalter 82 elektrisch zwischen ECU 150 und Hauptkurzschlussrelaisschalter 72 bereitgestellt. Der Zwischensteuerrelaisschalter 82 hat eine 2A Spule, die das (Warmstart) Flusspegelsignal 70 von der ECU 150 empfangen kann und zum Schalten von 30A imstande ist. Typischerweise haben die 2A Relaisschalter 52 und 82 beide Stellen im Fahrzeug, die fern der Starterbaugruppe 132 liegen, insbesondere in leichten Nutzfahrzeuganwendungen. Das 30A Stromsignal, das vom Zwischensteuerrelaisschalter 82 weitergeleitet wird, schließt den Hochenergie-Hauptkurzschlussrelaisschalter 72, der selektiv den Kurzschluss über den zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung für einen Warmstartbetrieb anlegt.
  • Im früheren Starter- und Schaltsystem 122 bleibt während des Kaltstartbetriebs, wenn kein Signal 70 von der ECU 150 ausgegeben wird (wie durch das X über die entsprechende Anschlussleitung angezeigt), der Zwischensteuerrelaisschalter 82 offen und es wird kein 30A Stromsignal vom Zwischensteuerrelaisschalter 82 zum Hochenergie-Hauptkurzschlussrelaisschalter 72 geleitet, der folglich auch offen bleibt. Bei offenem Hauptkurzschlussrelaisschalter 72 wird Batteriestrom, der während der Starteraktivierung durch einen Motorerregungsschalter 76 geht, in Reihe sowohl durch den ersten Teil 74a wie auch zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung 74 geleitet, was dazu führt, dass der Startermotor 134 mit seiner niederen ersten Anlassdrehzahl und hohem ersten Anlassmoment dreht, die für Kaltstarts geeignet sind. Das Starter- und Schaltsystem 122 stellt somit Warmstartfähigkeiten mit Standardkaltstartbetrieb bereit. Vor allem können diese Kaltstartbetriebsbedingungen mit relativ geringerer Anlassdrehzahl und höherem Drehmoment auch beim Zahnkranz 30 für Warmstarts im Fall eines System- oder Komponentenversagens angewendet werden, das dazu führt, dass ein Kurzschluss über den zweiten Teil 74b Startermotor-Feldwicklung nicht nach Wunsch eintritt, wodurch ein ausfallsicherer Starterbetrieb bereitgestellt wird.
  • Obwohl ein früheres Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss 122 von 2A und 2B erfolgreich Warmstartfähigkeiten bereitstellt, ist ein anhaltendes Ziel für OEM-Hersteller und deren Lieferanten eine Verringerungen von Kosten, Verbesserung der Zuverlässigkeit und Minimierung der Installationsraumanforderungen von Fahrzeugkomponenten. Ein Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss, das die Technik in Richtung dieser Zielsetzungen entwickelt, ist wünschenswert.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die vorliegende Offenbarung stellt ein Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss bereit, das Kosten und Installationsraumanforderungen verringert und die Zuverlässigkeit relativ zu früheren solchen Systemen erhöht. Ein Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss gemäß der vorliegenden Offenbarung ist bei Fahrzeugen mit herkömmlichen Verbrennungsmaschinen, Fahrzeugen mit Verbrennungsmaschine, die mit Stopp-Start-Fähigkeiten bereitgestellt sind, und hybriden Antriebssträngen, einschließlich solcher Verbrennungsmaschinen anwendbar.
  • Vorteile, die durch ein Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss gemäß der vorliegenden Offenbarung relativ zu früheren Starter- und Schaltsystem 122 bereitgestellt sind, enthalten die folgenden:
    • (1) zwei elektrische Relaisschalter 82, 72 sind durch eine einzige Regulierungsvorrichtung, die nicht vom Relaisschaltertyp ist, ersetzt;
    • (2) der OEM Fahrzeughersteller (insbesondere von leichten Nutzfahrzeugen) muss nur einen fern positionierten Relaisschalter anstatt zwei fern positionierter Relaisschalter 52, 82 liefern, wobei der frühere fern positionierte Relaisschalter zum selektiven Variieren des Startermotor-Feldwicklungsflusses, d. h., der frühere Zwischensteuerrelaisschalter 82, nun zugunsten der Regulierungsvorrichtung eliminiert ist;
    • (3) der lange Draht von der ECU zur Starterbaugruppe nun nur für 2A bemessen sein muss und der 30A Draht vom früheren Zwischensteuerrelaisschalter 82 zum Hochenergie-Hauptkurzschlussrelaisschalter 72 eliminiert ist, wodurch daraus folgende Kosteneinsparungen bereitgestellt werden;
    • (4) die 2A Regulierungsvorrichtung, die in die Starterbaugruppe eingegliedert sein kann, kleiner und daher billiger als der 30A Zwischensteuerrelaisschalter 82 ist, den sie ersetzt; und
    • (5) die 2A Regulierungsvorrichtung weniger Strom abzieht als der weitergeleitete 30A Schaltstrom, der zum Betätigen des eliminierten Hauptkurzschlussrelaisschalters 72 verwendet wird.
  • Somit können Verringerungen in direkten Fahrzeugmaterial- und Arbeitskosten und begleitenden nicht direkten Kosten (z. B. zum Inventarisieren der eliminierten Komponente), eine verbesserte Fahrzeugzuverlässigkeit durch Eliminieren von Verschleißkomponenten und verringerte Fahrzeuginstallationsraumanforderungen für die Starterbaugruppe und das Schaltsystem mit einem Starter- und Schaltsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung erreicht werden.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt ein Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss zum Starten einer Maschine bereit, enthaltend eine Starterbaugruppe mit einem Motor und einem Ritzel. Das Ritzel wird vom Motor drehend angetrieben und kann betriebsbereit mit der Maschine in Eingriff gebracht werden. Der Motor hat eine erregbare Feldwicklung, die einen ersten und zweiten Teil enthält, und ist selektiv bei verschiedenen Motorflusspegeln betreibbar, die der Anzahl erregter Motorfeldwicklungsteile entsprechen. Folglich variiert zumindest eines von Drehzahl und Drehmoment, mit welchen das Ritzel drehend angetrieben werden kann, zwischen verschiedenen Motorflusspegeln. Das System enthält auch eine Steuereinheit, die imstande ist, selektiv ein Starteraktivierungssignal auszugeben, das eine Aktivierung einer gewünschten Starterbaugruppe anzeigt, und imstande ist, selektiv ein Flusspegelsignal auszugeben, das einen gewünschten Motorflusspegel anzeigt. Ein Motorerregungsschalter ist bereitgestellt, der in elektrischer Kommunikation mit der Motorfeldwicklung steht und betriebsbereit mit der Steuereinheit verbunden ist. Der Motorerregungsschalter hat eine Bewegung zwischen einer offenen und geschlossenen Position infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals, und die Motorfeldwicklung ist in der geschlossenen Position des Motorerregungsschalters erregbar. Das System enthält auch eine Regulierungsvorrichtung in elektrischer Kommunikation mit der Motorfeldwicklung und die betriebsbereit mit der Steuereinheit verbunden ist. Die Regulierungsvorrichtung hat einen Standardbetriebszustand und einen aktivierten Betriebszustand, und die Regulierungsvorrichtung geht infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals vom Standardbetriebszustand in den aktivierten Betriebszustand. Die Regulierungsvorrichtung enthält auch mehrere Kontaktelemente mit einer relativen Bewegung zueinander, während der Motorerregungsschalter geschlossen wird, und ein bewegliches Blockierungselement. Ein elektrischer Kontakt zwischen zumindest zwei Kontaktelementen wird durch das Blockierungselement in einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand verhindert und durch das Blockierungselement im anderen vom Standard- und aktivierten Betriebszustand ermöglicht. Wenn ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung möglich ist, umgeht elektrischer Strom, der der Motorfeldwicklung zuführbar ist, durch den geschlossenen Motorerregungsschalter im Wesentlichen den zweiten Teil der Motorfeldwicklung, wodurch die Motorfeldwicklung bei einem ersten Motorflusspegel im Wesentlichen ein Erregen des zweiten Teils der Motorfeldwicklung ausschließt. Wenn ein elektrischer Kontakt zwischen zumindest zwei Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung verhindert ist, wird ein elektrischer Strom, der der Motorfeldwicklung zuführbar ist, durch den geschlossenen Motorerregungsschalter durch sowohl den ersten wie auch zweiten Teil der Motorfeldwicklung geleitet, wobei ein Erregen der Motorfeldwicklung bei einem zweiten Motorflusspegel im Wesentlichen ein Erregen sowohl des ersten wie auch zweiten Teils der Motorfeldwicklung enthält.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Systems entspricht der erste Motorflusspegel einem Warmstart-Systembetrieb und der zweite Motorflusspegel entspricht einem Kaltstart-Systembetrieb, wobei im Kaltstart-Systembetrieb eine Ritzeldrehzahl relativ niedriger und ein Ritzeldrehmoment relativ höher ist als im Warmstart-Systembetrieb.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Systems enthält die Starterbaugruppe einen Startersolenoid, der einen Solenoidkolben mit einer Bewegung infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals enthält. Ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung definiert einen elektrischen Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung. Eines der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung ist durch den Solenoidkolben in elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung in einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung bewegbar.
  • Ein zusätzlicher Aspekt des Systems ist, dass die mehreren Kontaktelemente eine Kontaktplatte enthalten, die vom Solenoidkolben getragen wird, und ein befestigtes Paar beabstandeter Kontaktklemmen, die vom Startersolenoid aufgenommen werden.
  • Ein zusätzlicher Aspekt des Systems ist, dass ein Erregen des Startersolenoids infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals erfolgt und ein Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung vom Solenoidkolben getragen wird. In einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung, kann das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung während der Solenoidkolbenbewegung einen elektrischen Kontakt herstellen. In dem anderen des Standard- und aktivierten Betriebszustands der Regulierungsvorrichtung wird das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, durch das Blockierungselement an einem elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung während der Solenoidkolbenbewegung gehindert.
  • Ein weiterer Aspekt des Systems ist, dass das Blockierungselement der Regulierungsvorrichtung selektiv innerhalb und außerhalb des Pfades einer relativen Bewegung der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung zueinander angeordnet ist. Folglich wird ein elektrischer Kontakt zwischen diesen während der Solenoidkolbenbewegung verhindert bzw. ermöglicht.
  • Ferner ist ein Aspekt des Systems, dass das Blockierungselement eine ausgerückte Position hat, in der es im Pfad einer relativen Bewegung der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung zueinander angeordnet ist, und eine zurückgezogene Position, in der es außerhalb des Pfades der relativen Bewegung der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung zueinander angeordnet ist, wobei die Bewegung des Blockierungselements zwischen seiner ausgerückten und zurückgezogenen Position auf eine Ausgabe des Flusspegelsignals folgt.
  • Ein weiterer Aspekt des Systems ist, dass im aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, während der Solenoidkolbenbewegung in elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung gelangen kann. Folglich wird der Systembetrieb beim ersten Motorflusspegel infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals unterstützt. Im Standardbetriebszustand der Regulierungsvorrichtung wird das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, während der Solenoidkolbenbewegung an einem elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung gehindert. Folglich wird ein Systembetrieb beim zweiten Motorflusspegel beim Fehlen der Flusspegelsignalausgabe unterstützt.
  • Ein weiterer Aspekt des Systems ist, dass im Standardbetriebszustand der Regulierungsvorrichtung das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, während der Solenoidkolbenbewegung in elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung gelangen kann. Folglich wird ein Systembetrieb beim zweiten Motorflusspegel infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals unterstützt. Im aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung wird das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, während der Solenoidkolbenbewegung an einem elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung gehindert. Folglich wird der Systembetrieb beim ersten Motorflusspegel beim Fehlen einer Ausgabe des Flusspegelsignals unterstützt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Systems definiert ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung einen elektrischen Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung. Im Standardbetriebszustand der Regulierungsvorrichtung wird ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung durch das Blockierungselement verhindert. Folglich unterstützt das System den Standardbetrieb beim zweiten Motorflusspegel.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Systems definiert ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung einen Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung. Im aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung wird ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung durch das Blockierungselement verhindert. Folglich unterstützt das System den Standardbetrieb beim ersten Motorflusspegel.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Systems definiert ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung einen Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung und das Blockierungselement der Regulierungsvorrichtung ist selektiv zwischen einer zurückgezogenen Position, in der ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter durch das Blockierungselement ermöglicht wird, und einer ausgerückten Position, in der ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter durch das Blockierungselement verhindert wird, bewegbar.
  • Ein zusätzlicher Aspekt des Systems ist, dass die Regulierungsvorrichtung einen Solenoidmechanismus enthält, der einen beweglichen Blockierungskolben enthält, wobei eine Bewegung des Blockierungselements durch Bewegung des Blockierungskolbens bewirkt wird. Das Blockierungselement wird in die ausgerückte Position des Blockierungselements gespannt und ist in die zurückgezogene Position des Blockierungselements infolge des Empfangs des ausgegebenen Flusspegelsignals durch den Solenoidmechanismus bewegbar.
  • Ein zusätzlicher Aspekt des Systems ist, dass die Regulierungsvorrichtung einen Solenoidmechanismus enthält, der einen beweglichen Blockierungskolben enthält, wobei eine Bewegung des Blockierungselements durch Bewegung des Blockierungskolbens bewirkt wird. Das Blockierungselement ist in die zurückgezogene Position des Blockierungselements vorgespannt und in die ausgerückte Position des Blockierungselements infolge des Empfangs des ausgegebenen Flusspegelsignals durch den Solenoidmechanismus bewegbar.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Systems enthält die Starterbaugruppe zumindest eines von dem Motorerregungsschalter und der Regulierungsvorrichtung.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Systems enthält die Starterbaugruppe einen Startersolenoid, der am Motor befestigt ist. Der Startersolenoid enthält einen Solenoidkolben mit einer axialen Bewegung im Allgemeinen parallel zur Motordrehachse und die Starterbaugruppe enthält zumindest eines vom Motorerregungsschalter und der Regulierungsvorrichtung.
  • Ein zusätzlicher Aspekt des Systems ist, dass der Startersolenoid zumindest eines vom Motorerregungsschalter und der Regulierungsvorrichtung enthält.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt auch ein Verfahren zum Variieren des Startermotorflusspegels zwischen einem ersten Motorflusspegel und einem zweiten Motorflusspegel mit einer niedrigen Ritzeldrehzahl und einem relativ höheren Ritzeldrehmoment bereit. Das Verfahren enthält folgende Schritte: selektives Ausgeben eines Starteraktivierungssignals, das eine Aktivierung einer gewünschten Starterbaugruppe anzeigt, mit einer Steuereinheit; selektives Ausgeben eines Flusspegelsignals, das einen gewünschten Motorflusspegel anzeigt, mit einer Steuereinheit; selektives Umschalten einer Regulierungsvorrichtung zwischen Standard- und aktiviertem Betriebszustand infolge des Fehlens oder Ausgebens eines Flusspegelsignals; Schließen eines Motorerregungsschalters in elektrischer Kommunikation mit der Motorfeldwicklung infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals; Erregen der Motorfeldwicklung mit Strom, der durch den geschlossenen Motorerregungsschalter gegangen ist; relatives Bewegen von zumindest zwei Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung zueinander, während der Motorerregungsschalter geschlossen wird; Ermöglichen eines elektrischen Kontakts zwischen mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter, um einen elektrischen Kurzschluss über einen von zwei Teilen der Motorfeldwicklung in einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung zu definieren, um einen Betrieb der Starterbaugruppe beim ersten Motorflusspegel zu unterstützen; und Verhindern des elektrischen Kontakts zwischen zumindest zwei Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter, um einen elektrischen Kurzschluss über dem einen Motor-Feldwicklungsteil im anderen vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung zu verhindern, indem ein Blockierungselement zwischen zumindest zwei der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung eingesetzt wird, um einen Betrieb der Starterbaugruppe beim zweiten Motorflusspegel zu unterstützen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Verfahrens enthält es auch folgende Schritte: Schließen des Motorerregungsschalters durch Aktivieren eines Startersolenoids infolge einer Ausgabe des Motoraktivierungssignals; und relatives Bewegen von zumindest zwei Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung zueinander mit dem Solenoidkolben des aktivierten Startersolenoids.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Verfahrens, enthält es auch folgenden Schritt: Anlegen eines der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung gegen das Blockierungselement, während der Motorerregungsschalter geschlossen wird, im anderen vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung, um den Betrieb der Starterbaugruppe beim zweiten Motorflusspegel zu unterstützen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obengenannten Aspekte und andere Eigenschaften und Vorteile einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher und besser verständlich, wobei:
  • 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem generischen Starter- und Schaltsystem nach dem Stand der Technik oder der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2A eine schematische Ansicht eines früheren Starter- und Schaltsystems mit Warmstartfähigkeiten, ist, das den Starter aktiviert zeigt, während kein ECU Warmstartsignal ausgegeben wird, wodurch kein elektrischer Kurzschluss über einen Teil der Startermotor-Feldwicklung erfolgt und ein Kaltstartbetrieb unterstützt wird;
  • 2B eine schematische Ansicht des früheren Starter- und Schaltsystems von 2A ist, die den Starter aktiviert zeigt, während das ECU Warmstartsignal ausgegeben wird, wodurch ein elektrischer Kurzschluss über einen Teil der Startermotor-Feldwicklung erfolgt und der Warmstartbetrieb unterstützt wird;
  • 3A eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Starter- und Schaltsystems mit Warmstartfähigkeiten mit Standardkaltstartbetrieb gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, die den Starter aktiviert zeigt, während kein ECU Warmstartsignal ausgeben wird, wodurch kein elektrischer Kurzschluss über einen Teil der Startermotor-Feldwicklung erfolgt und ein Standardkaltstartbetrieb unterstützt wird;
  • 3B eine schematische Ansicht der ersten Ausführungsform des Starter- und Schaltsystems von 3A ist, die den Starter aktiviert zeigt, während ein ECU Warmstartsignal ausgegeben wird, wodurch ein elektrischer Kurzschluss über einen Teil der Startermotor-Feldwicklung erfolgt und ein Warmstartbetrieb unterstützt wird;
  • 4A eine Querschnittsseitenansicht einer Starterbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und beispielhaft für jene ist, die in dem System verwendet wird, das in 3A und 3B dargestellt ist, wobei die Starterbaugruppe nicht aktiviert ist und ihr Ritzel sich in der vollständig zurückgezogenen Ausgangsposition des Starters befindet;
  • 4B eine ähnliche Ansicht der ersten Ausführungsform der Starterbaugruppe von 4A ist, aber den Starter aktiviert und sein Ritzel in der vollständig ausgerückten Eingriffsposition des Starters zeigt;
  • 5 eine vergrößerte, fragmentierte Querschnittsseitenansicht der Solenoidbaugruppe der Starterbaugruppe von 4A ist;
  • 6A eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6A-6A von 5 ist;
  • 6B eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6B-6B 4B ist;
  • 7A eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Starter- und Schaltsystems mit Warmstartfähigkeiten mit Standardwarmstartbetrieb gemäß der vorliegenden Offenbarung ist, die den Starter aktiviert zeigt, während kein ECU Kaltstartsignal ausgegeben wird, wodurch ein elektrischer Kurzschluss über einen Teil der Startermotor-Feldwicklung erfolgt und ein Standardwarmstartbetrieb unterstützt wird; und
  • 7B eine schematische Ansicht der zweiten Ausführungsform eines Starter- und Schaltsystems von 7A ist, die den Starter erregt zeigt, während das ECU Kaltstartsignal ausgegeben wird, wodurch kein elektrischer Kurzschluss über einen Teil der Startermotor-Feldwicklung erfolgt und ein Kaltstartbetrieb unterstützt wird.
  • Entsprechende Bezugszeichen geben in allen verschiedenen Ansichten entsprechende Teile an. Obwohl die Zeichnungen eine Ausführungsform der offenbarten Vorrichtung, des Systems und/oder Verfahrens darstellen, sind die Zeichnungen nicht unbedingt maßstabgetreu oder im selben Maßstab und gewisse Merkmale können übertrieben sein, um die vorliegende Offenbarung besser zu erklären und darzustellen. Ferner kann in verschiedenen Zeichnungen, die Querschnittsansichten zeigen, eine Schraffierung verschiedener Teilelemente der Deutlichkeit wegen fehlen. Es ist klar, dass jedes Unterlassen einer Schraffierung nur der deutlichen Darstellung dient.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind nicht als umfassend oder Beschränkung der Erfindung auf die präzisen Formen oder Schritte gedacht, die in der folgenden ausführlichen Beschreibung offenbart sind, sondern wurden so gewählt und werden hier so beschrieben, dass andere Fachleute die Prinzipien und Durchführungen gemäß der vorliegenden Offenbarung erkennen und verstehen können. Es ist daher klar, dass die hier beschriebene Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionseinzelheiten und die Anordnung von Komponenten oder Schritte beschränkt ist, die in der folgenden Beschreibung angeführt oder in den Zeichnungen dargestellt sind, und andere Ausführungsformen haben kann und auf unterschiedliche Weisen ausgeführt oder durchgeführt werden kann.
  • Ein Starter- und Schaltsystem 222 mit variablem Fluss gemäß einer ersten Systemausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in 3A und 3B dargestellt. 4A bis 6B zeigen verschiedene Ansichten und Betriebszustände einer beispielhaften Starterbaugruppe 232 gemäß einer ersten Starterausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die in der ersten Ausführungsform des Starter- und Schaltsystems 222 verwendet werden kann, wobei der Standardkaltstartbetrieb unterstützt wird. 3A zeigt das System 222 unter seinen standardmäßigen Kaltstart-Betriebsbedingungen, ohne Ausgabe eines Flusspegelsignals 70 von der ECU 150, wie durch das X über die Leitung vom entsprechenden ECU-Anschluss angezeigt. 3B zeigt das System 222 unter Warmstart-Betriebsbedingungen, als Reaktion auf eine Ausgabe eines Flusspegelsignals 70 von der ECU 150, wie durch das Vermerkzeichen (✓) neben dem entsprechenden Anschluss angezeigt.
  • Relativ zum früheren System 122, das in 2A und 2B dargestellt ist, ersetzt ein erstes Ausführungsformsystem 222 eine frühere Starterbaugruppe 132 durch eine erste Ausführungsform einer Starterbaugruppe 232 mit einem Startermotor 234 und Startersolenoid 244, der einen Solenoidkolben 256 enthält. Anders als beim früheren System 122, das auf getrennten, weit beabstandetem Zwischensteuerrelaisschalter 82 und Hochenergie-Hauptkurzschlussrelaisschalter 72 für ein selektives Errichten des Kurzschlusses über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung 74b beruht, unterstützt das System 222 eine Schaltsteuerung, ob der zweite Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung ohne Relaisschalter kurzgeschlossen wird. Im System 222 wird der von der Feldwicklung 74 des Startermotors 234 erzeugte Magnetfluss selektiv zwischen höherem und niedrigerem Motorflusspegel durch die Regulierungsvorrichtung 84 variiert. Das System 222 eliminiert den Hochenergie-Hauptkurzschlussrelaisschalter 72 und Zwischensteuerrelaisschalter 82 des früheren Systems 122. Im System 222 wird selektiv eine Steuerung, durch die ein elektrischer Kurzschluss selektiv über einem zweiten Teil 74b einer Statormotor-Feldwicklung bereitgestellt wird, durch eine Regulierungsvorrichtung 84, eine Schaltvorrichtung, die nicht vom Relaistyp ist, die durch ein Warmstartsignal 70 betätigt wird, das von der ECU 150 ausgegeben wird, erzielt. 3A und 3B zeigen beide eine Starterbaugruppe 232 von System 222, wobei Motor 234 und Solenoid 244 der Starterbaugruppe 232 aktiviert sind, ein Zustand, der sich daraus ergibt, dass der Starterrelaisschalter 52 ein Starteraktivierungssignal 68 empfängt, das von der ECU 150 ausgegeben wird, das durch das Vermerkzeichen (✓) nahe seinem entsprechenden Anschluss angezeigt ist.
  • Wie bei dem früheren Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss 122 enthält das System 222 einen Motorerregungsschalter 76 mit einer (ersten) Kontaktplatte 78 und Kontaktklemmen 80, wobei die Kontaktplatte 78 vom Startersolenoidkolben getragen wird. Der Motorerregungsschalter 76 schließt sich, wenn ein elektrischer Kontakt zwischen seiner Kontaktplatte 78 und seinen Kontaktklemmen 80 hergestellt wird, der sich aus einer Erregung der Startersolenoidspule 54 und einer daraus resultierenden Rückzugsbewegung des Solenoidkolbens ergibt. Die Kontaktplatte 78 und der Solenoidkolben können eine relative axiale Bewegung erfahren, wobei die Kontaktplatte 78 zu den Kontaktklemmen 80 und gegen den Anschlag 83, der am Kolben bereitgestellt ist, mit einer Druckfeder 85 vorgespannt ist. Somit kann ein weiteres Ausmaß einer Rückzugsbewegung des Solenoidkolbens anschließend an den Eingriff zwischen Kontaktplatte 78 und Kontaktklemmen 80 erfolgen.
  • Die Regulierungsvorrichtung 84 enthält relativ bewegliche Kontaktelemente, die ein befestigtes Paar getrennter Kontaktklemmen 88 und eine zweite Kontaktplatte 86 enthalten. Die zweite Kontaktplatte 86 wird wie die erste Kontaktplatte 78 vom Solenoidkolben 256 getragen. Die Bewegung der zweiten Kontaktplatte 86 in elektrischen Kontakt mit den Kontaktklemmen 88 wird selektiv physisch blockiert. Die Kontaktplatte 86 und der Solenoidkolben 256 haben eine relative axiale Bewegung, wobei die Kontaktplatte 86 zu den Kontaktklemmen 88 und gegen den Anschlag 102 am Kolben mit einer Druckfeder 98 vorgespannt ist. Die Kontaktplatte 86 kann am Solenoidkolben 256 montiert sein, so dass die Platte 86 und der Kolben 256 eine relative Bewegung entlang der Achse der Kolbenbewegung haben. Die Kontaktplatte 86 der Regulierungsvorrichtung 84 ist axial entlang des Solenoidkolbens 256 durch die Druckfeder 98, die zwischen denn Anschlag 83 und der Kontaktplatte 86 angeordnet ist, zum Anschlag 102 vorgespannt, der die Bewegung der Kontaktplatte 86 begrenzt. Der Anschlag 102 kann zwischen Kontaktklemmen 88 der Regulierungsvorrichtung 84 während der Bewegung des Solenoidkolbens 256 hindurchgehen. Somit ist eine gewisse weitere Rückzugsbewegung des Solenoidkolbens anschließend an den Eingriff zwischen Kontaktplatte 86 und Kontaktklemmen 88 möglich. Der Eingriff der Kontaktplatte 86 mit Kontaktklemmen 88 schließt eine Batterieschaltung, die den zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung kurzschließt, wodurch der Fluss verringert wird, der durch den Startermotor 234 erzeugt wird, und ein Warmstartbetrieb der Starterbaugruppe 232 resultiert, d. h., ein Betrieb bei einer relativ höheren Drehzahl und einem relativ niedrigen Drehmoment als seine Drehzahl und sein Drehmoment während des Kaltstartbetriebs. Wie dargestellt, kann die Regulierungsvorrichtung 84 innerhalb des Solenoidgehäuses 55 angeordnet sein und reagiert betriebsbereit auf das Flusspegelsignal 70, das von der ECU 150 ausgegeben wird. Ein Blockieren der Bewegung der Kontaktplatte 86 zu den Kontaktklemmen 88 verhindert deren Eingriff, wodurch der Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung 74b verhindert wird und dadurch bewirkt, dass Batteriestrom, der durch die Motorerregungsschalter 76 geht, sowohl zum ersten Teil 74a wie auch zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung geleitet wird, was zu einem Kaltstartbetrieb des Starters 232 führt.
  • Ein selektives Blockieren der Bewegung der Kontaktplatte 86 in den Kontakt mit Kontaktklemmen 88 wird durch einen Solenoidmechanismus 90 der Regulierungsvorrichtung 84 erzielt. Der Solenoidmechanismus 90 enthält eine 2A Solenoidspule 92, die selektiv durch ein (Warmstart-)Flusspegelsignal 70 erregt wird, das von der ECU 150 ausgegeben wird, und einen länglichen Blockierungskolben 94 mit einem Rumpfteil 94a und einem Blockierungsteil, das sich axial vom Rumpfteil 94a erstreckt und ein Blockierungselement 94b definiert. Der Blockierungskolben 94 und das Blockierungselement 94b haben eine ausgerückte Position und eine zurückgezogene Position. In der ausgerückten Position befindet sich das Blockierungselement 94b zwischen einer zweiten Kontaktplatte 86 und Kontaktklemmen 88, wobei eine Bewegung der zweiten Kontaktplatte 86 mit zurückziehendem Solenoidkolben 256 zu den Kontaktklemmen 88 blockiert ist. In der zurückgezogenen Position befindet sich das Blockierungselement 94b außerhalb des Bewegungspfades der Kontaktplatte 86 zu den Kontaktklemmen 88 und stört deren Eingriff während der Rückzugsbewegung des Solenoidkolbens 256 nicht, so dass ein elektrischer Kontakt dazwischen möglich ist. In der Regulierungsvorrichtung 84 sind der Blockierungskolben 94 und das Blockierungselement 94b durch eine Blockierungskolben-Rückstelldruckfeder 96 in die ausgerückte Position gespannt. Unter Bezugnahme auf 6A liegt in der Regulierungsvorrichtung 84 die Blockierungskolben-Rückstelldruckfeder 96 gegen das zylindrische Rumpfteil 94a des Blockierungskolbens an seinem axialen Ende, das sich gegenüber dem Blockierungselement 94b des Blockierungskolbens befindet, und spannt den Blockierungskolben 94 nach unten in die ausgerückte Position, in der ein elektrischer Kontakt zwischen Kontaktplatte 86 und Kontaktklemmen 88 verhindert ist, wodurch ein Kurzschluss über den zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung verhindert wird und ein Kaltstartbetrieb unterstützt wird.
  • Das Blockierungselement 94b des Blockierungskolbens 94 kann aus Kunststoff, Stahl oder einem anderen geeigneten Material bestehen, aber elektrisch leitendes Material, das im Blockierungselement 94b verwendet werden kann, ist elektrisch von der Erde oder vom Solenoidkolben 256 isoliert. Kunststoffnoppen können sich direkt hinter dem Blockierungselement 94b befinden, so dass das Blockierungselement 94b nicht die volle Biegungsmomentkraft trägt, die durch die Kontaktplatte 86 ausgeübt wird.
  • Unter Bezugnahme auf 3A wird bei fehlendem (Warmstart) Flusspegelsignal 70, das von der ECU 150 ausgegeben wird, wie durch das X über die Leitung von dem entsprechenden ECU-Anschluss angezeigt, die Solenoidspule 92 nicht erregt und der Blockierungskolben 94 und das Blockierungselement 94b bleiben unter dem Einfluss der vorspannenden Druckfeder 96 in der ausgerückten Position angeordnet. Wie in 2A, obwohl Signal 70 in 3A fehlt, zeigt das Bezugszeichen 70 den entsprechenden Flusspegelsignalanschluss der ECU 150. Während der Rückzugsbewegung des Solenoidkolbens 256 während der Aktivierung des Starters 232 als Reaktion auf ein Starteraktivierungssignal, das vom ECU-Anschluss 68 ausgegeben wird, werden eine erste Kontaktplatte 78 des Motorerregungsschalters 76 und eine zweite Kontaktplatte 86 der Regulierungsvorrichtung 84 mit dem Kolben 256 bewegt. Die zweite Kontaktplatte 86 wird in Auflage mit dem Blockierungselement 94b des Blockierungskolbens 94 gebracht und an der Einrichtung eines Kurzschlusses zwischen beabstandeten Kontaktklemmen 88 gehindert, was eine Einrichtung eines Kurzschlusses über den zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung verhindert. Bei Auflage der Kontaktplatte 86 am Blockierungselement 94b wird die Kontaktplattenfeder 98 zusammengedrückt, wodurch eine Weiterbewegung des Kolbens 256 und der ersten Kontaktplatte 78 möglich ist, auf die ein Verschluss des Motorerregungsschalters 76 folgt, sobald die erste Kontaktplatte 78 mit Kontaktklemmen 80 des Motorerregungsschalters 76 in Eingriff gebracht ist. Ein vollständiger Batteriestrom, der durch den Schalter 76, wenn dieser geschlossen ist, gegangen ist, wird zum ersten wie auch zweiten Teil 74a, 74b der Startermotor-Feldwicklung 74 geleitet, was zu einem Kaltstartbetrieb der Starterbaugruppe 232 führt. Somit unterstützt die Regulierungsvorrichtung 84 den Standardkaltstartbetrieb im Starter- und Schaltsystem 222.
  • Als Reaktion auf das Flusspegelsignal 70, das von der ECU 150 ausgegeben wird, wird das Blockierungselement 94b des Blockierungskolbens 94 gegen die Vorspannkraft der Rückstelldruckfeder 96 zurückgezogen, die das Blockierungselement 94b aus dem Bewegungspfad der Kontaktplatte 86 zu den Kontaktklemmen 88 während der Starteraktivierung entfernt, wodurch ein Eingriff der Kontaktplatte 86 mit Kontaktklemmen 88 während der Rückzugsbewegung des Solenoidkolbens 256 möglich ist, die einen Kurzschluss über den zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung und einen Warmstartbetrieb der Starterbaugruppe 232 ermöglicht.
  • Eine zweite Ausführungsform eines Starter- und Schaltsystems mit variablem Fluss gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in 7A und 7B dargestellt. Die Bezugszeichen dieses zweiten Ausführungsformsystems und Komponenten davon, die sich wesentlich von den entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsformsystems 222 unterscheiden, sind mit dem Suffix ”–1” bereitgestellt. Die zweite Ausführungsform des Starters und Systems 222-1 mit variablem Fluss enthält eine Regulierungsvorrichtung 84-1, die relativ bewegliche Kontaktelemente enthält, die Kontaktklemmen 88 und eine zweite Kontaktplatte 86 und einen Solenoidmechanismus 90-1 enthalten. Der Blockierungskolben 94-1 des Solenoidmechanismus 90-1 wird von der Blockierungskolben-Rückstelldruckfeder 96-1 in seine zurückgezogene Position und aus dem Bewegungspfad der Kontaktplatte 86 gespannt. Die zurückgezogene Standardposition des Blockierungskolbens 94-1, wie in 7A dargestellt, und somit des Blockierungselements 94b, tritt ein, wenn kein Flusspegelsignal 70 von der ECU 150-1 ausgegeben wird, wie durch das X über die Leitung vom entsprechenden ECU-Anschluss angezeigt. Wie in 2A und 3A zeigt, obwohl das Signal 70 in 7A fehlt, ein Bezugszeichen 70 den entsprechenden Flusspegelsignalanschluss der ECU an. Wenn der Blockierungskolben 94-1 unter denn Einfluss der Feder 96-1 zurückgezogen ist und das Blockierungselement 94b eine Bewegung der Kontaktplatte 86 zu und in elektrischen Kontakt mit Kontaktklemmen 88 während der Aktivierung des Starters 232-1 ermöglicht, führt dies zu einem elektrischen Kurzschluss über einen zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung. Unter Bezugnahme auf 6A und 6B, die eine Regulierungsvorrichtung 84 zeigen, ist leicht verständlich, dass in der Regulierungsvorrichtung 84-1 die Blockierungskolben-Rückstelldruckfeder 96-1 zum Beispiel so positioniert sein kann, dass sie am zylindrischen Blockierungskolben-Rumpfteil 94a des Blockierungskolbens 94-1 an demselben axialen Ende wie jenem liegt, von welchen sich das Blockierungselement 94b erstreckt, um den Blockierungskolben 94-1 nach oben in seine zurückgezogene Position zu spannen. In der zurückgezogenen Position des Blockierungskolbens 94-1 und Blockierungselements 94b ist ein elektrischer Kontakt zwischen Kontaktplatte 86 und Kontaktklemmen 88 möglich, wodurch ein Kurzschluss über den zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung möglich ist und ein Warmstartbetrieb unterstützt wird. Somit stellt das System 222-1 einen Standardwarmstartbetrieb bereit. Im Gegensatz dazu wird als Reaktion auf das (Kaltstart) Flusspegelsignal 70-1, das von der ECU 150 ausgegeben wird, wie durch das Vermerkzeichen (✓) neben dem entsprechenden ECU-Anschluss angezeigt, die Spule 92 des Solenoidmechanismus 90-1 erregt, wodurch der Blockierungskolben 94-1 nach unten ausgerückt wird, wie in 7B dargestellt, wodurch das Blockierungselement 94b in dem Pfad der Kontaktplatte 86 angeordnet wird und einen elektrischen Kontakt zwischen Kontaktplatte 86 und Kontaktklemmen 88 und einen Kurzschluss über dem zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung verhindert, was zu einem Kaltstartbetrieb führt.
  • Somit unterscheiden sich die Standard-Starterbetriebsbedingungen, die eintreten, wenn kein Flusspegelsignal 70 von der ECU ausgegeben wird, zwischen einer ersten Ausführungsform des Starter- und Schaltsystems 222 und einer zweiten Ausführungsform des Starter- und Schaltsystems 222-1: die erste Ausführungsform des Systems 222 unterstützt einen Standardkaltstartbetrieb; die zweite Ausführungsform des Systems 222-1 unterstützt einen Standardwarmstartbetrieb.
  • Daher kann die erste Ausführungsform des Systems 222 ohne Revision der ECU 150 implementiert werden, die im früheren Starter- und Schaltsystem 122 verwendet wurde, und erregt einen Solenoidmechanismus 90, um einen Blockierungskolben 94 gegen die Vorspannkraft der Blockierungskolben-Rückstelldruckfeder 96 zu bewegen, um ein Blockierungselement 94b des Blockierungskolben 94 aus dem Bewegungspfad der zweiten Kontaktplatte 86 zu ermöglichen, so dass ein Kontakt zwischen der zweiten Kontaktplatte 86 und den Kontaktklemmen 88 möglich ist. Dies unterstützt einen Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung 74b und einen Warmstartbetrieb nur bei Ausgabe eines (Warmstart-)Flusspegelsignals 70 durch die ECU 150. Der Standard des Systems 222, ohne Signal 70, das von der ECU 150 ausgegeben wird, zum Aktivieren einer Blockierung der Solenoidspule 92 der Regulierungsvorrichtung 84, ist der Kaltstartbetrieb. Vor allem können auch Kaltstart-Betriebsbedingungen mit relativ niedriger Anlassdrehzahl und höherem Drehmoment beim Zahnkranz 30 für Warmstarts im Fall eines System- oder Komponentenversagens angewendet werden, wenn der Kurzschluss über den zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung nicht nach Wunsch eintritt, wodurch ein ausfallssicherer Starterbetrieb mit dem System 222 wie beim früheren System 122 bereitgestellt wird.
  • Im Gegensatz dazu erregt in der zweiten Ausführungsform des Systems 222-1 die ECU 150-1 den Solenoidmechanismus 90-1 bei Ausgabe eines (Kaltstart) Flusspegelsignals 70 von der ECU, um den Blockierungskolben 94-1 gegen die Vorspannkraft der Blockierungskolben-Rückstelldruckfeder 96-1 zu bewegen und das Blockierungselement 94b des Blockierungskolbens 94-1 in den Bewegungspfad der zweiten Kontaktplatte 86 zu den Kontaktklemmen 88 zu bewegen, um einen Kurzschluss zwischen Kontaktklemmen 88 und denn zweiten Teil 74b der Startermotor-Feldwicklung zu verhindern, wodurch ein Kaltstartbetrieb unterstützt wird. Der Standard des Systems 222-1, ohne Signal 70, das von der ECU 150-1 ausgegeben wird, um die blockierende Solenoidspule 92 der Regulierungsvorrichtung 84-1 zu aktivieren, ist ein Warmstartbetrieb. Die Warmstartleistung mit geringem Drehmoment, die sich aus einem Versagen der ECU 150-1 und/oder Regulierungsvorrichtung 84-1 ergeben kann, kann unangemessen sein, eine kalte Maschine zu starten, und somit kann die erste Ausführungsform des Starter- und Schaltsystems 222 verglichen mit der zweiten Ausführungsform des Starter- und Schaltsystems 222-1 einen Kaltstart der Maschine 24 des Fahrzeugs 20 besser garantieren.
  • Es folgt eine Liste bevorzugter Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung:
    • 1. Ein Starter- und Schaltsystem mit variablem Fluss zum Starten einer Maschine, enthaltend: eine Starterbaugruppe mit einem Motor und einem Ritzel, wobei das Ritzel vom Motor drehend angetrieben und betriebsbereit mit der Maschine in Eingriff gebracht werden kann, wobei der Motor eine erregbare Feldwicklung hat, die einen ersten und zweiten Teil enthält, wobei der Motor selektiv bei verschiedenen Motorflusspegeln betreibbar ist, die der Anzahl erregter Motorfeldwicklungsteile entsprechen, wodurch zumindest eines von Drehzahl und Drehmoment, mit welchen das Ritzel drehen angetrieben werden kann, zwischen verschiedenen Motorflusspegeln variiert; eine Steuereinheit, die imstande ist, selektiv ein Starteraktivierungssignal auszugeben, das eine Aktivierung einer gewünschten Starterbaugruppe anzeigt, und imstande ist, selektiv ein Flusspegelsignal auszugeben, das einen gewünschten Motorflusspegel anzeigt; einen Motorerregungsschalter, der in elektrischer Kommunikation mit der Motorfeldwicklung und betriebsbereit mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei der Motorerregungsschalter eine Bewegung zwischen einer offenen und geschlossenen Position infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals ausführt, wobei die Motorfeldwicklung in der geschlossenen Position des Motorerregungsschalters erregbar ist; und eine Regulierungsvorrichtung, die in elektrischer Kommunikation mit der Motorfeldwicklung und betriebsbereit mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei die Regulierungsvorrichtung einen Standardbetriebszustand und einen aktivierten Betriebszustand hat, wobei die Regulierungsvorrichtung vom Standardbetriebszustand in den aktivierten Betriebszustand infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals wechselt, wobei die Regulierungsvorrichtung mehrere Kontaktelemente, die eine relative Bewegung zueinander ausführen, während der Motorerregungsschalter geschlossen wird, und ein bewegliches Blockierungselement enthält, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen zumindest zwei Kontaktelementen durch das Blockierungselement in einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand verhindert wird, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen durch das Blockierungselement im anderen des Standard- und aktivierten Betriebszustand ermöglicht wird; wobei, wenn ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung möglich ist, elektrischer Strom, der der Motorfeldwicklung zuführbar ist, durch den geschlossenen Motorerregungsschalter im Wesentlichen den zweiten Teil der Motorfeldwicklung umgeht, wobei ein Erregen der Motorfeldwicklung bei einem ersten Motorflusspegel im Wesentlichen ein Erregen des zweiten Teils der Motorfeldwicklung ausschließt, und wenn ein elektrischer Kontakt zwischen zumindest zwei Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung verhindert ist, elektrischer Strom, der zu der Motorfeldwicklung durch den geschlossenen Motorerregungsschalter zuführbar ist, durch sowohl den ersten wie auch zweiten Teil der Motorfeldwicklung geleitet wird, wodurch ein Erregen der Motorfeldwicklung bei einem zweiten Motorflusspegel im Wesentlichen ein Erregen sowohl des ersten wie auch zweiten Teils der Motorfeldwicklung enthält.
    • 2. Das System der bevorzugten Ausführungsform 1, wobei der erste Motorflusspegel einem Warmstart-Systembetrieb entspricht und der zweite Motorflusspegel einem Kaltstart-Systembetrieb entspricht, wobei im Kaltstart-Systembetrieb die Ritzeldrehzahl relativ niedriger und das Ritzeldrehmoment relativ höher als im Warmstart-Systembetrieb ist.
    • 3. Das System der bevorzugten Ausführungsform 1 oder 2, wobei die Starterbaugruppe einen Startersolenoid enthält, der einen Solenoidkolben enthält, der eine Bewegung infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals ausführt, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung einen elektrischen Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung definiert und eines der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung in einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung durch den Solenoidkolben in elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung bewegt werden kann.
    • 4. Das System der bevorzugten Ausführungsform 3, wobei die mehreren Kontaktelemente eine Kontaktplatte enthalten, die vom Solenoidkolben getragen wird, und ein befestigtes Paar beabstandeter Kontaktklemmen im Startersolenoid aufgenommen ist.
    • 5. Das System der bevorzugten Ausführungsform 3 oder 4, wobei ein Erregen des Startersolenoids auf eine Ausgabe des Starteraktivierungssignals folgt, ein Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung vom Solenoidkolben getragen wird, in einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, während der Solenoidkolbenbewegung in elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung gelangen kann, und im anderen des Standard- und aktivierten Betriebszustands der Regulierungsvorrichtung das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, durch das Blockierungselement an einem elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung während der Solenoidkolbenbewegung gehindert wird.
    • 6. Das System der bevorzugten Ausführungsform 5, wobei das Blockierungselement der Regulierungsvorrichtung selektiv im Pfad und außerhalb des Pfades der relativen Bewegung der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung zueinander angeordnet wird, wodurch ein elektrischer Kontakt dazwischen während der Solenoidkolbenbewegung verhindert bzw. ermöglicht wird.
    • 7. Das System der bevorzugten Ausführungsform 6, wobei das Blockierungselement eine ausgerückte Position hat, in der das Blockierungselement im Pfad einer relativen Bewegung der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung zueinander angeordnet ist, sowie eine zurückgezogene Position, in der das Blockierungselement außerhalb des Pfades der relativen Bewegung der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung zueinander angeordnet ist, wobei eine Bewegung des Blockierungselements zwischen seiner ausgerückten und zurückgezogenen Position auf eine Ausgabe des Flusspegelsignals folgt.
    • 8. Das System nach einer der bevorzugten Ausführungsformen 5 bis 7, wobei im aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, während der Solenoidkolbenbewegung in elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung gelangen kann, wodurch der Systembetrieb beim ersten Motorflusspegel infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals unterstützt ist, und im Standardbetriebszustand der Regulierungsvorrichtung das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, während der Solenoidkolbenbewegung an einem elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung gehindert wird, wodurch der Systembetrieb beim zweiten Motorflusspegel beim Fehlen einer Ausgabe des Flusspegelsignals unterstützt wird.
    • 9. Das System nach einem der bevorzugten Ausführungsformen 5 bis 7, wobei im Standardbetriebszustand der Regulierungsvorrichtung das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, während der Solenoidkolbenbewegung in elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung gelangen kann wodurch der Systembetrieb beim zweiten Motorflusspegel infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals unterstützt wird, und im aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung das Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben getragen wird, während der Solenoidkolbenbewegung an einem elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement der Regulierungsvorrichtung gehindert, wodurch der Systembetrieb beim ersten Motorflusspegel beim Fehlen einer Ausgabe des Flusspegelsignals unterstützt wird.
    • 10. Das System nach einem der bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 8, in dem ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung einen elektrischen Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung definiert, und im Standardbetriebszustand der Regulierungsvorrichtung ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung durch das Blockierungselement verhindert wird, wodurch das System den Standardbetrieb beim zweiten Motorflusspegel unterstützt.
    • 11. Das System nach einem der bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 7 oder der bevorzugten Ausführungsform 9, in dem ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung einen Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung definiert und im aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung durch das Blockierungselement verhindert wird, wodurch das System den Standardbetrieb beim ersten Motorflusspegel unterstützt.
    • 12. Das System nach einem der bevorzugten Ausführungsformen 1 bis 7, in dem ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung einen Kurzschluss über den zweiten Teil der Motorfeldwicklung definiert und das Blockierungselement der Regulierungsvorrichtung selektiv zwischen einer zurückgezogenen Position, in der ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter durch das Blockierungselement ermöglicht ist, und einer ausgerückten Position, in der ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter durch das Blockierungselement verhindert wird, bewegbar ist.
    • 13. Das System der bevorzugten Ausführungsform 12, wobei die Regulierungsvorrichtung einen Solenoidmechanismus enthält, der einen beweglichen Blockierungskolben enthält, wobei eine Bewegung des Blockierungselements durch Bewegung des Blockierungskolbens bewirkt wird, das Blockierungselement in die ausgerückte Position des Blockierungselements gespannt wird und in die zurückgezogene Position des Blockierungselements infolge des Empfangs des ausgegebenen Flusspegelsignals durch den Solenoidmechanismus bewegbar ist.
    • 14. Das System der bevorzugten Ausführungsform 12, wobei die Regulierungsvorrichtung einen Solenoidmechanismus enthält, der einen beweglichen Blockierungskolben enthält, wobei eine Bewegung des Blockierungselements durch Bewegung des Blockierungskolbens bewirkt wird, das Blockierungselement in die zurückgezogene Position des Blockierungselements gespannt wird und in die ausgerückte Position des Blockierungselements infolge des Empfangs des ausgegebenen Flusspegelsignals durch den Solenoidmechanismus bewegbar ist.
    • 15. Das System nach einer der vorangehenden bevorzugten Ausführungsformen, wobei die Starterbaugruppe zumindest eines von dem Motorerregungsschalter und der Regulierungsvorrichtung enthält.
    • 16. Das System der bevorzugten Ausführungsform 1 oder 2, wobei die Starterbaugruppe einen Startersolenoid enthält, der am Motor befestigt ist, der Startersolenoid einen Solenoidkolben mit einer axialen Bewegung im Allgemeinen parallel zur Motordrehachse enthält und die Starterbaugruppe zumindest eines von dem Motorerregungsschalter und der Regulierungsvorrichtung enthält.
    • 17. Das System nach einer der bevorzugten Ausführungsformen 3 bis 9 oder der bevorzugten Ausführungsform 16, wobei der Startersolenoid zumindest eines von dem Motorerregungsschalter und der Regulierungsvorrichtung enthält.
    • 18. Ein Verfahren zum Variieren des Startermotorflusspegels zwischen einem ersten Motorflusspegel und einem zweiten Motorflusspegel mit einer niedrigen Ritzeldrehzahl und einem relativ höheren Ritzeldrehmoment, enthaltend die Schritte: selektives Ausgeben eines Starteraktivierungssignals, das eine Aktivierung einer gewünschten Starterbaugruppe anzeigt, mit einer Steuereinheit; selektives Ausgeben eines Flusspegelsignals, das einen gewünschten Motorflusspegel anzeigt, mit einer Steuereinheit; selektives Umschalten einer Regulierungsvorrichtung zwischen Standard- und aktiviertem Betriebszustand infolge des Fehlens oder Ausgebens eines Flusspegelsignals; Schließen eines Motorerregungsschalters in elektrischer Kommunikation mit der Motorfeldwicklung infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals; Erregen der Motorfeldwicklung mit Strom, der durch den geschlossenen Motorerregungsschalter gegangen ist; relatives Bewegen von zumindest zwei Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung zueinander, während der Motorerregungsschalter geschlossen wird; Ermöglichen eines elektrischen Kontakts zwischen mehreren Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter, um einen elektrischen Kurzschluss über einen von zwei Teilen der Motorfeldwicklung in einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung zu definieren, um einen Betrieb der Starterbaugruppe beim ersten Motorflusspegel zu unterstützen; und Verhindern des elektrischen Kontakts zwischen zumindest zwei Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter, um einen elektrischen Kurzschluss über den einen Motorfeldwicklungsteil im anderen vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung zu verhindern, durch Einfügen eines Blockierungselements zwischen zumindest zwei der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung, um den Betrieb der Starterbaugruppe beim zweiten Motorflusspegel zu unterstützen.
    • 19. Das Verfahren der bevorzugten Ausführungsform 18, des Weiteren enthaltend die folgenden Schritte: Schließen des Motorerregungsschalters durch Aktivieren eines Startersolenoids infolge einer Ausgabe des Motoraktivierungssignals; und relatives Bewegen von zumindest zwei Kontaktelementen der Regulierungsvorrichtung zueinander mit dem Solenoidkolben des aktivierten Startersolenoids.
    • 20. Das Verfahren der bevorzugten Ausführungsform 18 oder 19, des Weiteren enthaltend des Schritt des Anlegens eines der Kontaktelemente der Regulierungsvorrichtung gegen das Blockierungselement, während der Motorerregungsschalter geschlossen wird, im anderen vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung, um den Betrieb der Starterbaugruppe beim zweiten Motorflusspegel zu unterstützen.
  • Obwohl zuvor beispielhafte Ausführungsformen offenbart wurden, ist die Erfindung nicht unbedingt auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen soll diese Anmeldung sämtliche Variationen, Verwendungen und Anpassungen der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung ihrer allgemeinen Prinzipien abdecken. Ferner soll diese Anmeldung Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abdecken, die in der bekannten oder üblichen Praxis in der Technik liegen, zu der diese vorliegende Offenbarung gehört, und die in den Grenzen der beiliegenden Ansprüche liegen.

Claims (20)

  1. Starter- und Schaltsystem (222, 222-1) mit variablem Fluss zum Starten einer Maschine (24), aufweisend: eine Starterbaugruppe (232, 232-1) mit einem Motor (234) und einem Ritzel (42), wobei das Ritzel (42) vom Motor (234) drehend angetrieben und betriebsbereit mit der Maschine (24) in Eingriff gebracht werden kann, wobei der Motor (234) eine erregbare Feldwicklung (74) hat, die einen ersten und zweiten Teil (74a, 74b) enthält, der Motor (234) selektiv bei verschiedenen Motorflusspegeln betreibbar ist, die der Anzahl von erregten Motorfeldwicklungsteilen (74a, 74b) entsprechen, wodurch zumindest eines von Drehzahl und Drehmoment, mit der bzw. dem das Ritzel (42) in Drehung versetzt ist, zwischen verschiedenen Motorflusspegeln variiert; eine Steuereinheit (150, 150-1), die zum selektiven Ausgeben eines Starteraktivierungssignals (68) imstande ist, das eine Aktivierung einer gewünschten Starterbaugruppe (232, 232-1) anzeigt, und zum selektiven Ausgeben eines Flusspegelsignals (70) imstande ist, das einen gewünschten Motorflusspegel anzeigt; ein Motorerregungsschalter (76) in elektrischer Kommunikation mit der Motorfeldwicklung (74) und funktionsfähig mit der Steuereinheit (150, 150-1) verbunden, wobei der Motorerregungsschalter (76) eine Bewegung zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals (68) aufweist, wobei die Motorfeldwicklung (74) in der geschlossenen Position des Motorerregungsschalters (76) erregbar ist; und eine Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) in elektrischer Kommunikation mit der Motorfeldwicklung (74) und funktionsfähig mit der Steuereinheit (150, 150-1) verbunden, wobei die Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) einen Standardbetriebszustand und einen aktivierten Betriebszustand hat, wobei die Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) vom Standardbetriebszustand in den aktivierten Betriebszustand infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals (70) wechselt, wobei die Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) mehrere Kontaktelemente (86, 88), die sich beim Schließen des Motorerregungsschalters (76) relativ zueinander bewegen, und ein bewegliches Blockierungselement (94b) aufweist, wobei elektrischer Kontakt zwischen zumindest zwei Kontaktelementen (86, 88) durch das Blockierungselement (94b) in einem der Zustände Standardzustand und aktivierter Betriebszustand verhindert wird, elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) durch das Blockierungselement (94b) in dem anderen Zustand von Standard- und aktivierten Betriebszustand ermöglicht wird; wobei, wenn elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung ermöglicht ist, ein elektrischer Strom, der der Motorfeldwicklung (74) zuführbar ist, durch den geschlossenen Motorerregungsschalter (76) im Wesentlichen den zweiten Teil (74b) der Motorfeldwicklung umgeht, wodurch ein Erregen der Motorfeldwicklung (74) bei einem ersten Motorflusspegel im Wesentlichen ein Erregen des zweiten Teils (74b) der Motorfeldwicklung ausschließt, und wenn der elektrische Kontakt zwischen zumindest zwei Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung verhindert ist, elektrischer Strom, der zur Motorfeldwicklung (74) geleitet wird, durch den geschlossenen Motorerregungsschalter (76) sowohl zum ersten wie auch zweiten Teil (74a, 74b) der Motorfeldwicklung geleitet wird, wodurch ein Erregen der Motorfeldwicklung (74) bei einem zweiten Motorflusspegel im Wesentlichen ein Erregen sowohl des ersten wie auch zweiten Teils (74a, 74b) der Motorfeldwicklung enthält.
  2. System (222, 222-1) nach Anspruch 1, wobei der erste Motorflusspegel einem Warmstart-Systembetrieb entspricht und der zweite Motorflusspegel einem Kaltstart-Systembetrieb entspricht, wobei bei einem Kaltstart-Systembetrieb die Drehzahl des Ritzels (42) vergleichsweise niedriger ist und das Drehmoment des Ritzels (42) vergleichsweise höher ist als bei einem Warmstart-Systembetrieb.
  3. System (222, 222-1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Starterbaugruppe (232, 232-1) einen Startersolenoid (244, 244-1) aufweist, enthaltend einen Solenoidkolben (256) mit einer Bewegung infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals (68), wobei ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung einen elektrischen Kurzschluss über den zweiten Teil (74b) der Motorfeldwicklung verhindert und eines der Kontaktelemente (86, 88) der Regulierungsvorrichtung durch den Solenoidkolben (256) in elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement (86, 88) der Regulierungsvorrichtung in einem der Zustände Standardzustand und aktivierter Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) bewegbar ist.
  4. System (222, 222-1) nach Anspruch 3, wobei die mehreren Kontaktelemente (86, 88) eine Kontaktplatte (86), die vom Solenoidkolben (256) getragen wird, und ein befestigtes Paar beabstandeter Kontaktklemmen (88), die im Startersolenoid (244, 244-1) aufgenommen sind, enthalten.
  5. System (222, 222-1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei eine Erregung des Startersolenoids (244, 244-1) infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals (68) erfolgt, ein Kontaktelement (86) der Regulierungsvorrichtung vom Solenoidkolben (256) getragen wird, in einem der Zustände Standardzustand und aktivierter Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) dem Kontaktelement (86) der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben (256) getragen wird, durch das Blockierungselement (94b) ein elektrischer Kontakt mit einem anderen Kontaktelement (88) der Regulierungsvorrichtung während der Bewegung des Solenoidkolbens (256) ermöglicht wird, und im anderen Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) das Kontaktelement (86) der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben (256) getragen wird, durch das Blockierungselement (94b) an einem elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement (88) der Regulierungsvorrichtung während der Bewegung des Solenoidkolbens (256) gehindert wird.
  6. System (222, 222-1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Blockierungselement (94b) der Regulierungsvorrichtung selektiv im Pfad und außerhalb des Pfades der relativen Bewegung der Kontaktelemente (86, 88) der Regulierungsvorrichtung zueinander angeordnet ist, wodurch ein elektrischer Kontakt dazwischen während der Bewegung des Solenoidkolbens (256) verhindert bzw. ermöglicht wird.
  7. System (222, 222-1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Blockierungselement (94b) eine ausgerückte Position hat, in der das Blockierungselement (94b) im Pfad einer relativen Bewegung der Kontaktelemente (86, 88) der Regulierungsvorrichtung zueinander angeordnet ist, und eine zurückgezogene Position, in der das Blockierungselement (94b) außerhalb des Pfades der relativen Bewegung der Kontaktelemente (86, 88) der Regulierungsvorrichtung zueinander angeordnet ist, wobei eine Bewegung des Blockierungselements (94b) zwischen seiner ausgerückten und zurückgezogenen Position auf eine Ausgabe des Flusspegelsignals (70) folgt.
  8. System (222, 222-1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei im aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) dem Kontaktelement (86) der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben (256) getragen wird, ein elektrischer Kontakt mit einem anderen Kontaktelement (88) der Regulierungsvorrichtung während der Bewegung des Solenoidkolbens (256) ermöglicht wird, wodurch der Betrieb des Systems (222, 222-1) beim ersten Motorflusspegel infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals (70) unterstützt wird, und im Standardbetriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) das Kontaktelement (86) der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben (256) getragen wird, an einem elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement (88) der Regulierungsvorrichtung während der Bewegung des Solenoidkolbens (256) gehindert wird, wodurch der Betrieb des Systems (222, 222-1) beim zweiten Motorflusspegel beim Fehlen einer Ausgabe des Flusspegelsignals (70) unterstützt wird.
  9. System (222-1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei im Standardbetriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84-1) dem Kontaktelement (86) der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben (256) getragen wird, ein elektrischer Kontakt mit einem anderen Kontaktelement (88) der Regulierungsvorrichtung während der Bewegung des Solenoidkolbens (256) ermöglicht wird, wodurch der Betrieb des Systems (222-1) beim zweiten Motorflusspegel infolge einer Ausgabe des Flusspegelsignals (70) unterstützt wird, und im aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84-1) das Kontaktelement (86) der Regulierungsvorrichtung, das vom Solenoidkolben (256) getragen wird, an einem elektrischen Kontakt mit einem anderen Kontaktelement (88) der Regulierungsvorrichtung während der Bewegung des Solenoidkolbens (256) gehindert wird, wodurch der Betrieb des Systems (222-1) beim ersten Motorflusspegel beim Fehlen einer Ausgabe des Flusspegelsignals (70) unterstützt wird.
  10. System (222) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in dem ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung einen elektrischen Kurzschluss über den zweiten Teil (74b) der Motorfeldwicklung definiert, und im Standardbetriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84) der elektrische Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung durch das Blockierungselement (94b) verhindert wird, wodurch das System (222) den Standardbetrieb beim zweiten Motorflusspegel unterstützt.
  11. System (222-1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder Anspruch 9, in dem ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung einen Kurzschluss über den zweiten Teil (74b) der Motorfeldwicklung definiert, und im aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84-1) der elektrische Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung durch das Blockierungselement (94b) verhindert wird, wodurch das System (222-1) den Standardbetrieb beim ersten Motorflusspegel unterstützt.
  12. System (222, 222-1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in dem elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung einen Kurzschluss über den zweiten Teil (74b) der Motorfeldwicklung definiert und das Blockierungselement (94b) der Regulierungsvorrichtung selektiv zwischen einer zurückgezogenen Position, in der ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter (76) durch das Blockierungselement (94b) ermöglicht wird, und einer ausgerückten Position, in der ein elektrischer Kontakt zwischen den mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter (76) durch das Blockierungselement (94b) verhindert wird, bewegbar ist.
  13. System (222) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder Anspruch 12, wobei die Regulierungsvorrichtung (84) einen Solenoidmechanismus (90) aufweist, der einen beweglichen Blockierungskolben (94) enthält, aufweist, wobei eine Bewegung des Blockierungselements (94b) durch Bewegung des Blockierungskolbens (94) bewirkt wird, wobei das Blockierungselement (94b) in die ausgerückte Position des Blockierungselements gespannt und in die zurückgezogene Position des Blockierungselements infolge eines Empfangs des ausgegebenen Flusspegelsignals (70) durch den Solenoidmechanismus (90) bewegbar ist.
  14. System (222-1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder Anspruch 9 oder Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei die Regulierungsvorrichtung (84-1) einen Solenoidmechanismus (90-1) aufweist, der einen beweglichen Blockierungskolben (94-1) enthält, wobei eine Bewegung des Blockierungselements (94b) durch Bewegung des Blockierungskolbens (94-1) bewirkt wird, wobei das Blockierungselement (94b) in die zurückgezogene Position des Blockierungselements gespannt und in die ausgerückte Position des Blockierungselements nach Empfang des ausgegebenen Flusspegelsignals (70) durch den Solenoidmechanismus (90-1) bewegbar ist.
  15. System (222, 222-1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Starterbaugruppe (232, 232-1) zumindest einem von dem Motorerregungsschalter (76) und der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) aufweist.
  16. System (222, 222-1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Starterbaugruppe (232, 232-1) ein am Motor (234) befestigtes Startersolenoid (244, 244-1) aufweist, wobei das Startersolenoid (244, 244-1) einen Solenoidkolben (256) mit einer axialen Bewegung im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Motors (234) aufweist, und die Starterbaugruppe (232, 232-1) zumindest eines von denn Motorerregungsschalter (76) und der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) aufweist.
  17. System (222, 222-1) nach Anspruch 16, wobei das Startersolenoid (244, 244-1) zumindest eines von dem Motorerregungsschalter (76) und der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) aufweist.
  18. Verfahren zum Variieren von Startermotorflusspegeln zwischen einem ersten Motorflusspegel und einem zweiten Motorflusspegel mit einer vergleichsweise niedrigeren Drehzahl des Ritzels (42) und einem vergleichsweise höheren Drehmoment des Ritzels (42), aufweisend die folgenden Schritte: selektives Ausgeben eines Starteraktivierungssignals (68), das die Aktivierung einer gewünschten Starterbaugruppe (232, 232-1) anzeigt, mit einer Steuereinheit (150, 150-1); selektives Ausgeben eines Flusspegelsignals, (70) das einen gewünschten Motorflusspegel anzeigt, mit einer Steuereinheit (150, 150-1); selektives Umschalten einer Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) zwischen Standard- und aktiviertem Betriebszustand infolge des Fehlens oder Ausgebens eines Flusspegelsignals (70); Schließen eines Motorerregungsschalters (76) in elektrischer Kommunikation mit der Motorfeldwicklung (74) infolge einer Ausgabe des Starteraktivierungssignals (68); Erregen der Motorfeldwicklung (74) mit Strom, der durch den geschlossenen Motorerregungsschalter (76) gegangen ist; relatives Bewegen von zumindest zwei Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung zueinander, während der Motorerregungsschalter (76) geschlossen wird; Ermöglichen eines elektrischen Kontakts zwischen mehreren Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter (76), um einen elektrischen Kurzschluss über einen von zwei Teilen (74a, 74b) der Motorfeldwicklung (74) in einem vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) zu definieren, um einen Betrieb der Starterbaugruppe (232, 232-1) beim ersten Motorflusspegel zu unterstützen; und Verhindern elektrischen Kontakts zwischen zumindest zwei Kontaktelementen (86, 88) der Regulierungsvorrichtung bei geschlossenem Motorerregungsschalter (76), um einen elektrischen Kurzschluss über den Teil (74a, 74b) der Motorfeldwicklung im anderen Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1) durch Einfügen eines Blockierungselements (94, 94-1) zwischen zumindest zwei der Kontaktelemente (86, 88) der Regulierungsvorrichtung zu verhindern, um einen Betrieb der Starterbaugruppe (232, 232-1) beim zweiten Motorflusspegel zu unterstützen.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, des Weiteren aufweisend die folgenden Schritte: Schließen des Motorerregungsschalters (76) durch Aktivieren eines Startersolenoids (244, 244-1) infolge einer Ausgabe des Motoraktivierungssignals (68); und relatives Bewegen von zumindest zwei der mehreren Kontaktelemente (86, 88) der Regulierungsvorrichtung zueinander mit dem Solenoidkolben (256) des aktivierten Startersolenoids (244, 244-1).
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, des Weiteren aufweisend den Schritt des Anlegens eines der Kontaktelemente (86, 88) der Regulierungsvorrichtung gegen das Blockierungselement (94b) während der Motorerregungsschalter (76) geschlossen wird, im anderen vom Standard- und aktivierten Betriebszustand der Regulierungsvorrichtung (84, 84-1), um einen Betrieb der Starterbaugruppe (232, 232-1) beim zweiten Motorflusspegel zu unterstützen.
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