CN102251900A - 发动机起动装置 - Google Patents

Abstract

本发明旨在获得一种以简单的电路结构来防止瞬断的、即使在短路开关不能动作的情况下也不会损害起动装置的功能的发动机起动装置。该发动机起动装置包括：起动机开关(5)，该起动机开关(5)串联连接于电源(3)和起动电动机(2)之间；电阻(6)，该电阻(6)与起动电动机开关串联连接；短路开关(7)，该短路开关(7)使电阻短路；以及计时电路(8)，该计时电路(8)对短路开关的通断进行控制，通过闭合起动机开关(5)，由电源经由起动机开关和电阻对起动电动机通电，从起动机开关闭合起经过延迟时间之后，闭合短路开关(7)，使电阻短路，短路开关(7)的触点为常闭触点，在闭合起动机开关(5)的触点之前，断开短路开关(7)的触点，在闭合起动机开关的触点之后，闭合短路开关的触点。

Description

发动机起动装置

技术领域

本发明涉及一种以起动电动机使发动机起动的发动机起动装置。

背景技术

在对发动机进行起动的情况下，对起动机开关的线圈进行通电，使起动机开关的固定触点闭合，从而利用车用电源向起动电动机进行供电，使起动电动机产生旋转转矩，通过啮合的小齿轮和环状齿轮将起动电动机的旋转力传向发动机曲柄轴来起动发动机。此时，在起动机开关闭合时，起动电动机仍为静止状态，不产生反电动势电压，因此，极小的起动机内部电阻会引起流过几百～一千几百安培的冲击电流。此时，车用电源会因内部的固有电阻而产生端子电压下降的电压降。

因此，在发动机起动时，会产生以下问题：即，起动电动机进行起动时的电流所引起的车用电源的电压降会导致在使用车载的其他电气设备，例如立体声、导航系统、空气调节器等时引起瞬断。该瞬断在正常的发动机起动时不会成为问题，但是在装载有怠速停止功能的车辆等之中，在怠速停止后进行再起动时会发生瞬断，可能会给驾驶员及同乘人员带来不适感。

另一方面，已知有具有对起动电动机起动时所流过的冲击电流进行抑制的单元以防止发生瞬断的起动机(参照专利文献1)。

该专利文献1所揭示的起动机包括具有电阻和辅助触点、对该辅助触点进行通断控制的第二电磁开关，所述电阻与主触点串联地连接于电动机电路，所述辅助触点与电阻并联地连接于电动机电路，将从对第一电磁开关通电后到对第二电磁开关通电为止的时间称为电阻通电时间，对该电阻通电时间进行设定，使第二电磁开关通电时流入电动机的最大电流值小于等于第一电磁开关通电时流入电动机的最大电流值。

即，在该专利文献1中揭示了一种起动机，该起动机通过对电阻通电时间进行适当的设定，以将第二电磁开关通电时流入电动机的最大电流值控制在第一电磁开关通电时流入电动机的最大电流值以下，可以稳定地抑制电池端子电压的电压降，从而可以防止发生瞬断。

发明内容

在所述现有技术(专利文献1)中，采用了如下结构：即，第二电磁开关具有计时电路以对电阻通电时间进行控制，在闭合第一电磁开关以通电受抑制的电流后，收到从IG开关来的信号的计时电路在经过规定的时间后，通过对第二电磁开关的励磁线圈进行通电，使设于电路中的电阻短路，使电池的全部电压都施加到电动机上。

然而，在由于某些原因，例如环境温度的上升、静电、或浪涌等的影响而导致计时电路工作不正常的情况下，可以考虑到可能会发生以下情况：即，第二电磁开关的励磁线圈未被通电，电流抑制电阻无法被短路。

在这种情况下，为了继续经由电流抑制电阻对起动电动机通电，可能会因流入电动机的电流值变小而导致起动费时，或无法起动发动机。

另一方面，可以考虑将上述现有技术(专利文献1)的第二电磁开关设为常闭触点(N/C触点)，当计时电路动作正常时，对第二电磁开关的驱动线圈通电，通过对电阻通电来使被抑制的电流通电，通过利用计时电路控制电阻通电时间，来使电阻短路，使电池的全部电压都施加到电动机上。在这种情况下，当用于某些异常而导致计时电路工作不正常时，由于未对第二电磁开关的驱动线圈进行通电，因此电流抑制电阻变成常时短路状态，虽然不能获得稳定地抑制电池端子电压的电压降以防止发生瞬断的效果，但能维持现有的发动机起动装置的功能。

然而，在这样的电路结构中，在闭合第一电磁开关之前，必须首先解除第二电磁开关的短路状态，另一方面，可以利用所述计时电路来自由决定第二电磁开关的通断定时。

因此，在采用闭合第一电磁开关的时间早于断开第二电磁开关的时间的组合的情况下，既需要控制对第一电磁开关通电的定时，又需要使其短路晚于第二电磁开关，从而使电路结构变复杂。另一方面，若以机械方式延长到对第一电磁开关通电后闭合为止的时间，则会导致与怠速停止等所要求的迅速起动相反的结果。

本发明用于解决上述现有发动机起动装置的问题，其目的在于，提供一种发动机起动装置，该发动机起动装置能以简单且廉价的结构，即使在由于某些原因而导致无法对使电流抑制电阻短路的短路开关的通断进行控制的情况下，也不会损害发动机起动装置的功能，另外，可以防止发生由电池端子电压的降低所引起的“瞬断”。

本发明所涉及的发动机起动装置包括：起动机开关，该起动机开关串联连接于电源和起动电动机之间；电阻，该电阻与所述起动机开关串联连接；短路开关，该短路开关使所述电阻短路；以及计时电路，该计时电路对所述短路开关的通断进行控制，通过闭合所述起动机开关，使被抑制的电流从所述电源经由所述起动机开关和所述电阻对所述起动电动机通电，从所述起动机开关闭合起经过延迟时间之后，闭合所述短路开关，使所述电阻短路，该发动机起动装置采用以下结构：即，所述短路开关的触点为常闭触点，在闭合所述起动机开关的触点之前，断开所述短路开关的触点，在闭合所述起动机开关的触点之后，闭合所述短路开关的触点。

根据本发明的发动机起动装置，即使在由于某些原因而导致计时电路工作不正常的情况下，由于使电阻短路的短路开关是常闭触点，因此电动机电流也不会流过电阻，从而即使在发生异常时也不会损害发动机起动装置的功能。

另一方面，当计时电路工作正常时，在由电阻所抑制的电流对电动机通电后，能在预定的定时将全部电压施加到电动机上，从而可以稳定地抑制电池端子电压的电压降，防止发生由电池端子电压的降低所引起的“瞬断”。除此以外，由于不需要对起动机开关的驱动线圈的通电进行控制，因此具有能以简单且廉价的电路结构来获得发动机起动装置的效果。

另外，关于本发明的除上述以外的其他目的、特征、效果，可以从以下的实施方式的详细说明及附图的描述中明了。

附图说明

图1是本实施方式1所涉及的发动机起动装置的电路图。

图2是关于本实施方式1所涉及的发动机起动装置的动作的时序图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的发动机起动装置的电流电压波形的图形。

标号说明

1  发动机起动装置

2  起动电动机

3  电池

4  起动开关

5  起动机开关

5b 驱动线圈

5c 保持线圈

5d 活塞

6  电流抑制电阻

7  短路开关

7b 驱动线圈

8  计时电路

具体实施方式

实施方式1.

图1是本实施方式1所涉及的发动机起动装置的电路图，图2是关于本实施方式1所涉及的发动机起动装置的动作的时序图，其中横轴表示时间。

在图1中，发动机起动装置1包括：用于起动发动机(未图示)的起动电动机2；作为对该起动电动机2进行供电的电源的电池3；与使起动电动机2起动的电池3相连接的起动开关4和起动机开关5；经由该起动机开关5的触点端子5g、5h与起动电动机2相连接的固定触点5e、5f；与该固定触点5e、5f串联连接的电流抑制电阻6；为在产生发动机起动请求时，能使该电流抑制电阻6短路而设置的短路开关7；以及为导通该短路开关7的驱动线圈7b而内置于短路开关7内的计时电路8等。

起动机开关5包括：串联连接于起动电动机2和电池3之间的固定触点5e、5f；用于驱动可动触点5i的驱动线圈5b；将可动触点5i保持在与固定触点5e、5f相接触的位置的保持线圈5c；以及固定于可动触点5i的活塞5d。保持线圈5c连接在起动开关4和接地端子GND之间。

短路开关7包括：连接在起动机开关5和起动电动机2之间的固定触点7e、7f；用于驱动可动触点7i的驱动线圈7b；固定于固定触点7i的活塞7d；连接在短路开关7的触点端子7g、7h这两个端子之间的、与短路开关7并联连接的电流抑制电阻6；以及对触点端子间的通断进行控制的计时电路8。驱动线圈7b连接在内置于短路开关7内的计时电路8和接地端子GND之间，可动触点7i是保持于与固定触点7e、7f相接触的位置的常闭触点。

接下来，对采用如上所述结构的本发明的实施方式1的发动机起动装置的动作进行说明。

在图1和图2中，首先，作为发动机起动的步骤1，当在T1时刻根据发动机起动请求而闭合起动开关4时，开始由电池3经由起动开关4、起动机开关5的驱动线圈5b对起动电动机2提供电流。另一方面，在进行上述通电的同时，起动请求也被输入短路开关7中的计时电路8，从而开始对驱动线圈7b提供电流。

这里，根据所述起动请求向驱动线圈5b通电，从而使起动机开关5的可动触点5i开始经由活塞5d向固定触点5e、5f一侧移动，以使起动机开关5闭合。

另一方面，根据所述起动请求向驱动线圈7b通电，从而使短路开关7的可动触点7i开始经由活塞7d移动，使其离开固定触点7e、7f一侧，以使短路开关7断开。

从开始向各开关5、7的驱动线圈5b、7b通电起到各开关5、7闭合为止所需要的时间，由各开关的磁特性、线圈规格、以及固定触点的通断所需要的各个弹簧(未图示)的规格等所决定，在本发明中，采用使起动机开关5的通断时间慢于短路开关7的通断时间的结构。

即，如图2所示，在短路开关7的固定触点7e、7f断开的T2时刻，起动机开关5的固定触点5e、5f还未闭合，起动机开关5a还未闭合。

接着，作为步骤2，固定触点5e、5f在T3时刻闭合，从而使起动机开关5闭合。另外，在此时，由电池3经由起动开关4向保持线圈5c通电，将活塞5d保持在其所在的位置。

其结果是，维持起动机开关5闭合。

通过闭合起动机开关5，使电流从电池3经由电流抑制电阻6流过起动电动机2。由此，起动电动机2产生转矩，使经由单向离合器与起动电动机2的转子轴相结合的小齿轮(未图示)向设置于发动机的曲柄的环状齿轮一侧移动，从而使其与环状齿轮(未图示)啮合。

此时，如图3所示那样，低于电池3的全部电压的电压被施加于起动电动机2，被电流抑制电阻6所抑制的电流流入起动电动机2，从而使起动电动机2以低速旋转。

当起动机开关5闭合时，由电池3流入驱动线圈5b的电流几乎消失，而成为了由电池3流经闭合的起动机开关5和电流抑制电阻6的电流。

接着，作为步骤3，在从发出起动请求的T1时刻开始经过了预定的延迟时间后的T4时刻，计时电路8开始动作，活塞7d开始移动，使短路开关7的固定触点7e、7f闭合。其结果是，在从T4时刻开始经过了短路开关7的闭合所需要的时间的T5时刻，与电流抑制电阻6并联连接的短路开关7闭合。该短路开关7的闭合导致电流抑制电阻6短路。

短路开关7闭合，从而由电池3经由起动机开关5和短路开关7对起动电动机2提供正常的起动电流。此时，由于短路开关7闭合而使电流抑制电阻6短路，因此起动电流如图3所示再次增加。利用所提供的正常起动电流驱动起动电动机2，其旋转力经由啮合的小齿轮和环状齿轮传到发动机的曲柄轴，发动机开始起动，若在T6时刻终止起动请求，则在经过了活塞7d移动的时间之后的T7时刻，发动机起动结束。

在所述的T1时刻～T2时刻之间的步骤1中，电路上存在电池3的内部固有电阻RB、驱动线圈5b的电阻RP、起动电动机2的内部电阻RS、以及各布线电阻RW。在T2时刻～T3时刻之间，由于短路开关7闭合，因此，电路上存在电池3的内部固有电阻RB、驱动线圈5b的电阻RP、电流抑制电阻6的电阻值RSR、起动电动机2的内部电阻RS、以及各布线电阻RW。

在T3时刻～T5时刻之间，由于起动机开关5闭合，因此，电路上存在电池3的内部固有电阻RB、电流抑制电阻6的电阻值RSR、起动电动机2的内部电阻RS、以及各布线电阻RW，而在T5时刻～T7时刻之间，由于短路开关7闭合，因此，电路上存在电池3的内部固有电阻RB、起动电动机2的内部电阻RS、以及各布线电阻RW。

从起动器开关4闭合起，到短路开关7暂时断开后再次闭合，电流抑制电阻6的两端被短路为止的延迟时间由以下时间所决定：即，从起动器开关5在T3时刻闭合，电流经由电流抑制电阻6流向起动电动机2，起动电动机2开始旋转起，到到达预定转速为止的时间，另外，该预定转速由允许多大的电压下降所决定。即，若能将作为目标的电池的电压下降量设定得较大，则可以减小延迟时间，若必须将电压下降量设定得较小，则必须增大延迟时间。所允许的电池电压的下降量必须在不会使车载的电气设备发生瞬断的范围内。延迟时间和电阻的电阻值可以根据电池的内部电阻、起动电动机规格(内部电阻)、布线电阻、以及对象发动机进行设定。

如上所述，根据本发明的实施方式1的发动机起动装置，通过在作为起动电动机的起动时刻的T3时刻，首先对设置于作为电源的电池3与起动电动机2之间的电流抑制电阻6通电，以低电流开始起动起动电动机2，在经过了预定的延迟时间之后，利用短路开关7使电流抑制电阻6短路，可以抑制开始起动发动机时的电源的电压下降，可以防止发生电池端子电压的下降所引起的“瞬断”。另外，即使在由于某些原因而导致短路开关7无法通断的情况下，由于短路开关7为常闭触点，因此也不会损害起动机的正常功能。

此外，虽然在本实施方式1中，将短路开关7连接于起动机开关5与起动电动机2之间，但将起动开关7连接于电池3与起动机开关5之间也能获得同样的效果。

并且，虽然在实施方式1中，将控制短路开关7的通断的计时电路8内置于短路开关7内，但采用ECU等的起动机开关5和短路开关7的成批控制、或只有短路开关7的控制也能获得同样的效果。

Claims (3)

1.一种发动机起动装置，其特征在于，包括：

起动机开关，该起动机开关串联连接于电源和起动电动机之间；

电阻，该电阻与所述起动机开关串联连接；

短路开关，该短路开关使所述电阻短路；以及

计时电路，该计时电路对所述短路开关的通断进行控制，

所述发动机起动装置通过闭合所述起动机开关，使被抑制的电流从所述电源经由所述起动机开关和所述电阻对所述起动电动机通电，从所述起动机开关闭合起经过延迟时间之后，闭合所述短路开关，使所述电阻短路，

所述短路开关的触点为常闭触点，在闭合所述起动机开关的触点之前，断开所述短路开关的触点，在闭合所述起动机开关的触点之后，闭合所述短路开关的触点。

2.如权利要求1所述的发动机起动装置，其特征在于，

从开始对所述短路开关通电到触点断开为止的时间短于从开始对所述起动机开关通电到触点闭合为止的时间。

3.如权利要求1或2所述的发动机起动装置，其特征在于，

对所述延迟时间进行控制的计时电路内置于短路开关内。

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