CN103038497B - 汽车内燃机的具有聚合体开关的起动器 - Google Patents
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Abstract
根据本发明，设置一种与中断起动器（101）运行的继电器（113）串联的聚合体开关（103）。所述聚合体开关（103）在响应时操作进行中断的继电器（113）。
Description
技术领域
本发明的技术领域涉及一种用于汽车内燃机的起动器。
背景技术
为了起动内燃机或内燃发动机，常规地使用起动器的起动发动机。起动器的起动器-继电器融合了起动器的、用于在内燃机停止时与曲轴的齿顶缘啮合的起动小齿轮，以用于经由这样产生的小齿轮齿顶缘啮合扭转曲轴。
在此，起动器将内燃发动机旋转到最小转速，从而使得燃烧过程能够独立进行并且实现内燃发动机的稳定空转。
与采用没有起动/停止功能性的常规起动系统相比，起动/停止系统的采用导致起动频率的提高。
作为起动器发动机，主要采用机械换向的直流发动机。在此，电流经由一个或多个电刷对通过换向器引入电枢绕组中。电刷主要由烧结材料组成，该烧结材料尤其是具有铜成份和石墨成份。在此，起动器典型地是为短暂运行而设计的并且常规地适用于30000至60000个通断循环。
如果起动器应当为更高的负荷或更长的运行时间（例如在起动/停止运行中所需要的）而设计，则使用尽可能多的碳刷对可能导致最高的寿命。在此例如在起动/停止起动器用于六极电动机的情况下，不像常规地采用4个碳刷，而是采用6个碳刷。
如果为了应用4个碳刷而导致过载情况，例如在长时间控制起动器而没有起动内燃发动机的情况下或者在内部有起动器故障的情况下，则要保证外部部件不发光或燃烧。
从而对于4个碳刷已知引入碳刷绞合线或还有汇流排的有针对性的衰减，从而在这样的情况下引起起动器内部的失效。例如，碳刷具有更小的绞合线横截面，以保证在这样的情况下可靠的击穿。
按照相同的规模，对于6个碳刷的情况也可以采取相应的预防措施。
此外，对于电枢的高的旋转速度采用具有一个或两个铠装的换向器，由此所述换向器在高的旋转速度时也不会破损。
通过经由相应电刷上的绞合线温度控制的、起动器的熔断器，根据负荷点和根据负载类型导致电刷绞合线的相对早或相对晚的熔断。此外，通过有针对性地重复负载可以在位于内部的和位于外部的部件之间产生温度平衡，从而尤其是可以在与起动器发动机耦合的绞合线45上产生非常高的温度。
此外，由于用于熔断器的电刷绞合线的横截面的有针对性地衰减在系统中还可能产生其它缺点。为了能达到起动器的最大功率，优选期望的是在电刷中引入尽可能厚的绞合线。主要在更小的起动器中，由于横截面的这种减小可能功率中不会再有储备潜在地可被利用。
由于起动器的控制时间大多是固定地预先给定的，常规地不考虑在起动器上、例如在绞合线45中占主导的温度。从而常规地对于起动来说在-25℃发动机温度时以及在90℃发动机温度时提供相同的时间间隔。在具体情况下，由于在起动器上已经预先占主导的温度，例如在汽车于90℃起动时，出现起动器上的损坏，这种损坏结果可能导致失效。
文献DE 10 2008 004 30881A1示出具有至少两个彼此并联的起动器的并联起动设备，用于起动内燃发动机。分别向每个起动器分配一个热开关，该热开关在响应（Ansprechen）的情况下中断相应的所属起动器的运行。热开关是串联的，从而在热开关之一被触发的情况下中断所有起动器的运行。
文献EP 1 313 946 B1示出具有过载保护的用于内燃机的电起动设备。其中该起动器的主电路的位于起动器发动机内部的片段被构成为熔断器。
文献DE 39 22 492A1描述了用于汽车的内燃机的旋转装置的起动器保护电路。为了保护旋转装置，规定向起动器分配热开关，该热开关在响应时操作中断起动器运行的继电器，并且在热开关重新取冷开关状态之后可以借助继电器操作键来进行重新的起动器运行。
发明内容
本发明基于以下认识，即聚合体开关可以被设计用于在响应时操作中断起动器的运行的继电器。
聚合体开关具有活性材料，其在窄的温度范围（例如140℃至160℃）中具有非常高的温度系数（PTC）。在此，电阻由于达到晶体熔化点而升高。如果这样的PTC导体串联连接成起动器的电路，则这有利地可以被用于在流过的电流将PCT导体的材料加热到诸如140℃的临界温度时中断电流。即使有不允许的持续电流流过起动器，本发明的聚合体开关可以包含断开温度，从而在冷却时、也就是当不允许的电流升高的原因得到克服时聚合体开关才又自动闭合该电路。与常规的熔断器相反，该电路通过聚合体开关尤其是又被自动闭合。
如果在具有4个或6个碳刷支架以及铠装换向器的起动器中、尤其是在6极电机中借助聚合体开关例如在绞合线上或接线端45上采用温度监视，则在过载情况下可以防止绞合线被击穿或者起动器内部被过高加热。此外，有利地可以避免起动器上的外部和内部部件的潜在发光或燃烧。即使在除了绞合线45的其它电组件上，在起动器中也可以进行根据本发明的温度监视。这样的电器件的示例是汇流排或碳刷。
因此提出一种用于汽车的内燃机的起动器，该起动器具有聚合体开关。聚合体开关被设计用于在响应时操作中断起动器运行的继电器。
此外，提出一种用于汽车的起动/停止系统，其具有至少一个如上所述的起动器。
此外，提出一种用于汽车的起动/停止系统，其具有多个不同设计的起动器和所分配的对应数目的、不同设计的聚合体开关。相应的聚合体开关被设计用于在响应时操作中断被分配的起动器运行的继电器。
此外提出一种汽车，其具有这样的起动/停止系统。在本申请的含义下，汽车是私人轿车（Pkw）、载重汽车（Lkw）或载货汽车（Nkw）。
此外提出一种用于制造用于汽车的内燃机的起动器的方法，该方法具有以下步骤：在第一步骤中提供继电器，该继电器被设计用于中断起动器的运行。在第二步骤中，聚合体开关与继电器串联地设置。聚合体开关在响应时操作进行中断的继电器。
在从属权利要求中给出在权利要求1中说明的起动器以及在权利要求10中说明的方法的有利改进和扩展。
根据优选改进，聚合体开关在预定的温度范围中具有相对于其它温度范围高的温度系数。
预定的温度范围尤其是窄的，即优选小于或等于20℃。由此优化当前的过载保护。
根据优选改进，温度范围是120℃至180℃。优选的，温度范围是130℃至170℃。特别优选的，温度范围是140℃至160℃。
根据另一优选改进，聚合体开关被设计用于调节针对起动器的预定控制时间。
有利地，通过使用聚合体开关和尤其是聚合体开关的电开关特性来非常精确地调节针对起动器的控制时间。
根据优选改进，聚合体开关被设计用于在控制时间结束之后中断起动器的控制。
通过将聚合体开关用作热开关，当前可以精确调节针对起动器的控制时间。
根据优选改进，聚合体开关被设计用于，在超过第一温度在起动器的预定位置断开，并且在低于第二温度时在起动器的该特定位置再次闭合。该预定位置例如是接线端45。
根据优选改进，第一温度是来自140℃与160℃之间范围的温度。
根据优选改进，第二温度是来自110℃与130℃之间范围的温度。
例如在发动机和起动器上的温度低于40℃的情况下，发动机是冷的，并且起动器可以负载到聚合体开关所设计的上极限温度。在此，起动器在内部比在外部更强地加热，从而在绞合线45上可以预先给定例如150℃的临界温度。
此外，提出一种用于汽车的起动/停止系统，其具有至少一个构成为双金属开关的热开关。双金属开关被设计用于在响应时操作中断起动器运行的继电器。相对于熔断器，双金属开关的优点是，可以对任何期望的触发温度没有大开销地开发这种双金属开关。此外可以向双金属开关配备触发特性作为快速开关。此外可以将双金属开关配备为单稳态开关或双稳态开关。单稳态双金属开关在冷却之后又自己接通。双稳态双金属开关不再独立地返回其起始位置。
在优选实施方式中，设置与双金属开关并联的加热螺旋线，其在消除短路之后才允许自动重新接通。双金属开关相对于接通电流峰值的不灵敏性以及通过在起动器的应用范围中的温度要求而没有老化效应，是双金属开关相对于常规熔断器的其它优点。
此外，提出一种用于汽车的起动/停止系统，其具有多个不同设计的起动器和所分配的对应数目的、不同设计的双金属开关，其中相应的双金属开关被设计用于在响应时操作中断被分配的起动器运行的继电器。
有利地，借助双金属开关或借助聚合体开关在过载时实现对开关的有针对性的断开。此外，由此还完成对起动器的控制时间的调节，由此有利地去掉对控制时间的费事的逻辑编程。此外，在一种应用中不同的双金属开关或聚合体开关可以与不同的参数组合。
借助聚合体开关或双金属开关的本发明热监视还可以具有其它优点。对于不同的应用可使用不同的策略，以防止起动器和其它部件的滥用。在此，对起动器的控制大多经由时间窗来实现。这样的最大控制时间例如可以是30秒。在这样的30秒的控制之后跟着是尤其是例如60秒的间歇。
但是根据负载，在例如30秒的最大控制时间内不可能出现过热，从而还可以将其它时间用于起动尝试。但是如果是极端起动，则在明显低于30秒时就已经超过负载极限。在此，在负载前根据本发明注意起动器的起始温度。由此通过采用本发明几乎不可能出现起动器的损坏以及可能出现其它部件的损坏。
附图说明
本发明的其它实施例在附图中示出并且在以下描述中得到更详细阐述。
图1示出用于汽车的内燃机的起动器的实施例的示意性视图，该起动器与电池耦合；以及
图2示出用于制造用于汽车的内燃机的起动器的方法的实施例的示意流程图。
具体实施方式
图1示出用于汽车的内燃机的起动器110的实施例的示意性视图。起动器101具有聚合体开关103。聚合体开关103连接在开关101的接线端105与吸引绕组107之间。接线端105例如构成为绞合线45。
接线端105与起动器发动机109耦合。起动器发动机109还与保持绕组111耦合。保持绕组111以及吸引绕组107可以借助继电器113开关。起动器101经由接线端115以及经由接线端117与电池119耦合。
接线端115例如构成为汽车的接线端30。接线端117例如构成为汽车的接线端50。
电池119具有电压源121以及与其串联的电阻123。
在接线端115与电池119之间连接有电阻125。
在接线端117与电池119之间连接有点火开关127以及与此串联的电阻129。
图2示出用于制造用于汽车的内燃机的起动器的方法的实施例的示意流程图。
在步骤201中提供被设计用于中断起动器的运行的继电器。
在步骤203中，与继电器串联地连接有聚合体开关。聚合体开关被设计用于在响应时操作进行中断的继电器。
Claims (12)
1.一种用于汽车的内燃机的起动器（101），该起动器（101）具有聚合体开关（103），所述聚合体开关（103）被设计用于在对聚合体开关（103）的材料被加热到临界的晶体熔化温度或者对有不容许的持续电流流过起动器（101）响应时操作中断该起动器（101）运行的继电器。
2.根据权利要求1所述的起动器，其中聚合体开关（103）在预定的温度范围中具有相对于其它温度范围高的温度系数。
3.根据权利要求2所述的起动器，其中所述温度范围是120℃至180℃。
4.根据权利要求3所述的起动器，其中所述温度范围是130℃至170℃。
5.根据权利要求4所述的起动器，其中所述温度范围是140℃至160℃。
6.根据上述权利要求之一所述的起动器，其中聚合体开关（103）被设计用于调节针对起动器的预定控制时间。
7.根据权利要求6所述的起动器，其中聚合体开关（103）被设计用于在控制时间结束之后中断起动器（101）的控制。
8.根据权利要求1至5之一所述的起动器，其中聚合体开关（103）被设计用于，在超过第一温度时在起动器（101）的预定位置（105）断开，并且在低于第二温度时在起动器（101）的该预定位置（105）再次闭合。
9.根据权利要求8所述的起动器，其中第一温度是来自140℃与160℃之间范围的温度，并且其中第二温度是来自110℃与130℃之间范围的温度。
10.一种用于汽车的起动/停止系统，其具有至少一个根据权利要求1至9之一所述的起动器（101）。
11.根据权利要求10所述的用于汽车的起动/停止系统，其具有多个不同设计的起动器和所分配的对应数目的、不同设计的聚合体开关，其中相应的聚合体开关被设计用于在响应时操作中断被分配的起动器运行的继电器。
12.一种用于制造根据权利要求1至9之一所述的用于汽车的内燃机的起动器的方法，该方法具有以下步骤：
提供（201）继电器，该继电器被设计用于中断起动器的运行，以及
将聚合体开关与继电器串联地设置（203），所述聚合体开关在响应时操作进行中断的继电器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180305 Address after: Stuttgart, Germany Patentee after: Sanger Automotive Germany GmbH Address before: Stuttgart, Germany Patentee before: Robert Bosch Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |