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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Maschinenanlasser mit einem Anlassermotor, der eine Feldwicklung
zum Erzeugen eines Magnetfeldes enthält.
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Die JP-A-Hei 3-37373 offenbart einen
Maschinenanlasser. Üblicherweise
besitzt ein Anlassermotor eine in Reihe gewickelte Feldwicklung
und eine parallel gewickelte Feldwicklung. Ein Steuerelement ist
in Reihe mit der parallel gewickelten Feldwicklung geschaltet, um
den Strom zu steuern, welcher der parallel gewickelten Feldwicklung über eine Steuerschaltung
zugeführt
wird. Wenn der Anlasser betätigt
wird, nimmt ein
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Strom, der durch eine Batterie dem
Anlassermotor zugeführt
wird, entsprechend der Zeitkonstanten der Stromversorgungsschaltung
des Anlassermotors zu, um die Kurbelwelle einer Maschine in Drehung
zu versetzen. Die Größe des Stromes,
der dem Anlassermotor zugeführt
wird, wird zu einem Maximum, wenn die Kurbelwelle ihre Drehung beginnt und
danach wird dieses allmählich
kleiner, und zwar auf Grund einer elektromotorischen Gegenkraft.
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Da die Größe des Stromes, welcher dem
Anlassermotor zugeführt
ist, sehr hoch ist, wenn die Kurbelwelle ihre Drehung beginnt, wird
die Klemmenspannung der Batterie sehr niedrig, so daß verschiedene
elektrische Zubehöreinrichtungen
eines Fahrzeugs nicht richtig arbeiten können.
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Wenn auf der anderen Seite der Anlasser
mit der Maschine verbunden wird, verursachen ein Kleinzahnrad des
Anlassers und ein Ringzahnrad der Maschine starke Geräusche, wenn
der elektrische Strom, welcher dem Anlassermotor zugeführt wird, zu
groß ist.
Solch ein großer
elektrischer Strom kann eine Funkenbildung zwischen den Bürsten und
einem Kommutator des Anlassermotors verursachen und kann die Lebensdauer
desselben verkürzen.
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Es ist daher eine Hauptaufgabe der
Erfindung, einen verbesserten Maschinenanlasser zu schaffen, der
von den oben erläuterten
Problemen nicht behaftet ist.
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Ein anderes Ziel der Erfindung besteht
darin, einen Maschinenanlasser zu schaffen, der eine Strombegrenzungseinrichtung
enthält,
um den Anlasserstrom eines Anlassermotors zu begrenzen.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung enthält
ein Anlassermotor eine erste Feldwicklung, die einen vorbestimmten
Strombegrenzungswiderstand aufweist, um ein Drehmoment zu liefern,
um ein erstes oberes Todpunktzentrum zu überwinden. Es wurde beobachtet,
daß das
von dem Anlassermotor gelieferte Drehmoment zur Überwindung des oberen Todpunktzentrums
solch eine Größe des Hauptstroms
erforderlich macht, der wesentlich kleiner ist als die Einschaltstromspitze.
Es wurde ferner auch beobachtet, daß der Anlassermotor ein Startdrehmoment
erzeugen muß,
welches ausreichend bemessen ist, um die Maschine aus dem Stillstandszustand heraus
in Drehung zu versetzen, welche sehr viel größer ist als das Drehmoment
zum Überwinden
des oberen Todpunktzentrums. Es ist jedoch nicht erforderlich, soviel
Strom wie bei der Einschaltstromspitze des Anlassermotors zuzuführen.
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Es kann daher die Einschaltstromspitze
des Anlassermotors innerhalb eines vorbestimmten Wertes gesteuert
werden, so daß die
Batteriespannung daran gehindert werden kann, übermäßig stark abzufallen, während der
Anlassermotor ein ausreichendes Drehmoment zum Antreiben der Maschine
liefert, um ein oberes Todpunktzentrum bzw. eine obere Todpunktlage
zu überwinden.
Ferner schließt
eine Kurzschlußschaltungseinrichtung
die erste Feldwicklung kurz, nachdem eine Kurbelwelle einer Maschine eine
erste obere Todpunktlage der Maschine passiert hat. Es kann daher
ein Energieverlust verursacht durch den Strombegrenzungswiderstand
minimiert werden.
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In bevorzugter Weise arbeitet die
Kurzschlußschaltungseinrichtung
entsprechend einem von einer Vielzahl von Zuständen, die auch einen Betrag
eines Stromes enthalten, welcher dem Anlassermotor zugeführt wird,
ferner eine Stromzuführzeit, eine
Maschinendrehzahl und einen Maschinendrehwinkel.
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Die erste Feldwicklung kann eine
Vielzahl an Magnetpolkernen enthalten und ebenso in Reihe geschaltete
erste Wicklungsabschnitte, die jeweils auf den Polkernen montiert
sind. Eine zweite Feldwicklung kann in Reihe mit der ersten Feldwicklung
geschaltet sein und kann eine Vielzahl an parallel geschalteten
zweiten Wicklungsabschnitten enthalten, die jeweils auf den Polkernen
montiert sind. Daher liefern die in Reihe geschalteten ersten Wicklungsabschnitte
einen Widerstand, der dafür
ausreichend ist, um den Startstrom des Anlassermotors zu begrenzen,
und die parallel geschalteten zweiten Wicklungsabschnitte liefern
einen niedrigen Widerstand, um den Strom zu erhöhen, welcher der zweiten Feldwicklung
zugeführt
wird.
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Die erste Feldwicklung kann eine
Parallelschaltung aus den in Reihe geschalteten ersten Wicklungsabschnitten
enthalten. In solch einem Fall enthält die zweite Feldwicklung
eine Vielzahl an parallel geschalteten zweiten Wicklungsabschnitten,
die jeweils mit der ersten Feldwicklung in Reihe geschaltet sind.
Der erste Wicklungsabschnitt kann aus einem Draht gebildet sein,
der einen kleineren Durchmesser aufweist oder eine kleinere Anzahl
an Windungen bildet als die parallel geschalteten zweiten Wicklungsabschnitte.
Diese Anordnung liefert auch einen Widerstand, der zum Begrenzen
des Startstromes des Anlassers wirksam ist.
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Als abgewandelte Ausführungsform
kann die zweite Feldwicklung eine parallel gewickelte Wicklung enthalten,
die in Reihe mit der ersten Feldwicklung und parallel zu dem Anker
geschaltet ist. Statt dessen kann die zweite Feldwicklung auch eine
parallel gewickelte Wicklung enthalten, die parallel zu der ersten
Feldwicklung und dem Anker geschaltet ist. Die zweite Feldwicklung
kann auch in Reihe mit der ersten Feldwicklung und parallel zu dem
Anker geschaltet sein.
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In bevorzugter Weise ist die Kurzschlußschaltungseinrichtung
durch ein Relais und eine Steuerschaltung gebildet zum Steuern des
Relais gemäß einem
Zustand bzw. einer Bedingung, wie beispielsweise der Größe des Stromes,
welcher dem Anlassermotor zugeführt
wird, der Stromzufuhrzeit und einer Maschinendrehzahl oder einem
Maschinendrehwinkel. Die Steuerschaltung kann die Steuerzeitlagen
des Relais gemäß einer
Fahrzeugbedingung oder Fahrzeugzustand steuern.
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Ein anderes Ziel der Erfindung besteht
darin, einen Maschinenanlasser zu schaffen, der die Fähigkeit
hat, eine Maschine zu starten, ohne dabei einen Spannungsabfall
der Batterie von nicht mehr als 2 Volt zu verursachen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung enthält
ein Maschinenanlasser eine Stromversorgungsleitung mit einem Hauptschalter,
einen Anlassermotor mit einem Anker, eine in Reihe gewickelte Feldwicklung
und eine parallel gewickelte Feldwicklung, eine Feldstrom-Steuereinrichtung
zum Steuern des Feldstromes, welcher der parallel gewickelten Feldwicklung
zugeführt
wird, eine Spannungsabfall-Steuereinrichtung zum Steuern des Spannungsabfalls
der Batterie innerhalb 2 Volt, wenn der Hauptschalter geschlossen
wird, um den Ankerstrom zuzuführen.
Der Anlassermotor ist so ausgebildet, daß er ein Drehmoment entwickelt,
um eine erste obere Todpunktlage zu überwinden, und zwar selbst dann,
wenn die Spannung der Batterie um 2 Volt von ihrer Normalspannung
aus abfällt.
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Die Spannungsabfallsteuereinrichtung
des oben dargestellten Maschinenanlassers kann auch ein Strombegrenzungsglied
enthalten, um den Strom zu begrenzen, welcher dem Anker zugeführt wird.
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Die oben erläuterte Spannungsabfall-Steuereinrichtung
kann ferner ein Kurzschlußrelais
enthalten, welches parallel zu dem Strombegrenzungsglied zum Begrenzen
des Stromes geschaltet ist, und eine Relaissteuereinrichtung enthalten,
um das Relais von einem Ausschaltzustand in einen Einschaltzustand
zu schalten, wenn eine vorbestimmte Bedingung oder Zustand erreicht
wird.
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Die oben erläuterte Relais-Steuereinrichtung schaltet
in bevorzugter Weise das Kurzschlußschaltungsrelais von einem
Ausschaltzustand in einen Einschaltzustand, wenn eine vorbestimmte
Zeit verstrichen ist, wenn die Maschinendrehzahl einen vorbestimmten
Wert erreicht oder wenn der dem Anker zugeführte Strom auf einen Soll-Betrag abfällt.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann die parallel gewickelte Feldwicklung mit einer maximalen Größe des Feldstromes
versorgen, wenn der Maschinenanlasser die Maschine antreibt, und
mit einem Soll-Betrag des Feldstromes antreiben, nachdem das kurzschlußerzeugende
Relais von dem Ausschaltzustand in den Einschaltzustand geschaltet
wurde.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung den Soll-Betrag des Feldstromes
zuführen,
nachdem der dem Anker zugeführte
Strom angestiegen ist und danach wieder abfällt.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung den Soll-Betrag des Feldstromes
zuführen,
wenn die Maschine sich weiter dreht, nachdem eine erste obere Todpunktlage überwunden
wurde.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung den Soll-Betrag des Feldstromes
zuführen,
um die Ausgangsleistung des Anlassermotors zu maximieren.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung den Soll-Betrag des Feldstromes
zuführen,
um die Spannung der Batterie höher
als ein vorbestimmter Wert zu halten.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung den Soll-Betrag des Feldstromes
zuführen,
um die Drehzahl der Maschine höher
zu halten als ein vorbestimmter Wert.
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Die oben dargelegte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann auch der parallel gewickelten Feldwicklung den Soll-Betrag
des Feldstromes zuführen, um
den Hauptstrom, welcher dem Anker zugeführt wird, auf einem vorbestimmten
Wert zu halten.
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Auch kann die oben beschriebene Feldstrom-Steuereinrichtung
der parallel gewickelten Feldwicklung einen Soll-Betrag des Feldstromes
zuführen,
so daß der
Soll-Betrag des
Feldstromes in Einklang mit einer Differenz zwischen einem aktuellen
Betrag des Hauptstromes und dem Soll-Betrag des Hauptstromes geändert wird,
wenn der aktuelle Betrag bzw. Ist-Betrag detektiert wird.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung auch einen Soll-Betrag
des Feldstromes zuführen,
so daß der
Soll-Betrag des Feldstromes in Einklang mit einer Differenz zwischen
einer vorbestimmten Spannung der Batterie und einer aktuellen Spannung
bzw. Ist-Spannung der Batterie geändert wird.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung einen Soll-Betrag des
Feldstromes zuführen,
so daß der
Soll-Betrag des Feldstromes in Einklang mit einer Differenz zwischen
einer vorbestimmten Drehzahl der Maschine und einer aktuellen Drehzahl
der Maschine geändert
wird.
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Auch kann . die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
der parallel gewickelten Feldwicklung einen Soll-Betrag des Feldstromes
zuführen,
so daß der
Anlassermotor eine maximale Energie ausgeben kann.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung einen Soll-Betrag des
Feldstromes zuführen,
so daß die
Spannung der Batterie höher
sein kann als eine vorbestimmte Spannung.
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Der Soll-Betrag des Feldstromes wird
so gesteuert, daß die
Drehzahl der Maschine auf einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit
gehalten wird.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann den Soll-Betrag des Feldstromes und den Hauptstrom in Einklang
mit einer Maschinenstartbedingung ändern.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung einen Soll-Betrag des
Feldstromes wenigstens dann zuführen,
wenn die Maschine durch einen Zündschlüssel gestartet
wird.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann der parallel gewickelten Feldwicklung einen Soll-Betrag des
Feldstromes zuführen,
so daß sich
die Maschine mit einer vorbestimmten Drehzahl dreht, wenn eine Anormalität detektiert
wird, wenn die Maschine gestartet wird.
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Der oben erläuterte Maschinenanlasser ist ferner
dadurch gekennzeichnet, daß dieser
eine Einrichtung zum Auslösen
eines Alarms enthält,
wenn der Batteriespannungsabfall größer als 2 Volt wird. Der oben
erläuterte
Maschinenanlasser ist auch dadurch gekennzeichnet, daß er eine
Einrichtung enthält,
um die Einrichtung zum Auslösen
des Alarms bei einer vorbestimmten Bedingung außer Bereitschaft setzt.
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Die oben erläuterte Feldstrom-Steuereinrichtung
kann auch den Feldstrom steuern, welcher der parallel gewickelten
Feldwicklung zugeführt
wird, und zwar in Einklang mit einer Änderung in einer Maschinenlast,
so daß die
Spannungsänderung
innerhalb von 0,3 Volt gesteuert oder geregelt werden kann.
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Andere Ziele, Merkmale und Eigenschaften der
Erfindung als auch Funktionen der in Beziehung stehenden Teile der
vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer aus einem Studium der
folgenden detaillierten Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und
der Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Schaltungsdiagramm eines Maschinenanlassers mit einem Anlassermotor
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ein
Flußdiagramm
einer Steueroperation des Maschinenanlassermotors, der in 1 gezeigt ist;
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3 einen
Graphen, der eine Charakteristik des Stroms wiedergibt, welcher
dem Anlassermotor zugeführt
wird, der in 1 gezeigt
ist;
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4 ein
Schaltungsdiagramm eines Maschinenanlassers gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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5 ein
Schaltungsdiagramm eines Maschinenanlassers gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 eine
Flußdiagramm
einer Steueroperation eines Maschinenanlassers, der in 5 gezeigt ist;
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7 ein
Schaltungsdiagramm, welches eine Anordnung von Feldwicklungen des
Anlassermotors eines Maschinenanlassers gemäß einer vierten Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht;
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8 ein
Schaltungsdiagramm, welches eine modifizierte Anordnung der Feldwicklungen
eines Anlassermotors eines Maschinenanlassers gemäß der vierten
Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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9 ein
Schaltungsdiagramm eines Maschinenanlassers gemäß der vierten Ausführungsform
der Erfindung;
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10 ein
Flußdiagramm
der Steueroperation des Maschinenanlassers, der in 9 gezeigt ist;
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11 einen
Graphen, der eine Batteriespannungskennlinie zeigt, wenn eine Maschine
gestartet wird;
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12 ein
Flußdiagramm
der Steueroperation des Maschinenanlassers gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung;
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13 einen
Graphen, der eine Batteriespannungskennlinie zeigt, wenn eine Maschine
angekurbelt wird;
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14 ein
Schaltungsdiagramm eines Maschinenanlassers gemäß einer sechsten Ausführungsform
der Erfindung;
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15 ein
Flußdiagramm
einer Steueroperation des Maschinenanlassers gemäß der sechsten Ausführungsform
der Erfindung;
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16A,16B, 16C, 16D, 16E und 16F ein Flußdiagramm der Steueroperation
des Maschinenanlassers gemäß der sechsten
Ausführungsform;
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17 einen
Graphen, der eine Charakteristik eines Anlassermotors des Maschinenanlassers gemäß der sechsten
Ausführungsform
veranschaulicht; und
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18 ein
Flußdiagramm
zum Einstellen eines vorbestimmten Feldstromes des Anlassermotors des
Maschinenanlassers gemäß der sechsten
Ausführungsform.
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Die Erfindung wird im folgenden unter
Hinweis auf die anhängenden
Zeichnungen beschrieben.
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Ein Maschinenanlasser gemäß der ersten Ausführungsform
wird unter Hinweis auf die 1 bis 3 beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt
ist, enthält
ein Maschinenanlasser einen Anlassermotor 1, ein Relais 2,
ein Steuerelement 3 und eine Steuereinheit 4.
Der Anlassermotor 1 enthält einen Anker 5,
eine in Reihe gewickelte erste Feldwicklung 6 und eine
parallel gewickelte zweite Feldwicklung 7. Die erste Feldwicklung 6 besitzt
einen inneren Widerstand 6r, der etwa mehrere mΩ oder das
1,5- bis 4-fache der Widerstände wie
des internen Widerstandes einer herkömmlichen, in Reihe gewickelten
Feldwicklung aufweist.
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Das Relais 2 ist in einer
Feldwicklungskurzschließschaltung 8 angeordnet,
welche die erste Feldwicklung 6 kurzschließt. Das
Relais 2 besitzt eine Treiberwicklung 2a, einen
beweglichen Kontakt 2b und einen normalerweise offenen
Kontakt 2c. Das Relais 2 wird eingeschaltet, wenn
die Treiberwicklung 2a erregt wird, und wird ausgeschaltet,
wenn die Treiberschaltung 2a entregt wird. Das Steuerelement 3 besteht
aus einem MOSFET, der in Reihe zu der parallel gewickelten Feldwicklung 7 geschaltet
ist. Die Steuereinheit 4 steuert das Relais 2,
um dieses einzuschalten oder auszuschalten, wenn eine Maschine gestartet
wird, und steuert auch das Steuerelement 3, um die Größe und die
Richtung des Stromes zu ändern,
welcher der parallel gewickelten Wicklung 7 zugeführt wird.
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Die Steuereinheit 4 steuert
das Relais, wie dies in einem Flußdiagramm dargestellt ist,
welches in 2 gezeigt
ist. Zuerst wird ein Maschinenstartsignal bei dem Schritt 10 eingespeist.
Dann wird abhängig
davon, ob eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder nicht, seitdem
der Anlasserstrom zugeführt wurde,
bei dem Schritt 11 überprüft. Diese
Uberprüfung
wird durchgeführt,
um sicherzustellen, daß der Anlasser
die Maschine über
die erste obere Todpunktlage der Maschine hinaus antreibt bzw. in
Drehung versetzt hat, und daß das
Gegendrehmoment der Maschine abnimmt, und zwar mit Zunahme der Drehgeschwindigkeit
der Maschine.
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Wenn das Ergebnis bei dem Schritt
11 JA lautet, folgt der Schritt 12, um die Relaiswicklung 2a zu
erregen, wodurch der bewegbare Kontakt 2b von dem AUS-Zustand
in den EIN-Zustand gebracht wird, so daß die erste Feldwicklung 6 kurzgeschlossen
wird. Daher nimmt die Drehzahl des Anlassermotors auf eine normale
Ankurbeldrehzahl zu. Dann wird geprüft, ob die Drehzahl der Maschine
auf einen vorbestimmten Wert angestiegen ist (z.B. die normale Ankurbeldrehzahl)
oder nicht, wobei dies bei dem Schritt 13 überprüft wird. Diese Überprüfung wird ausgeführt, um
sicherzustellen, daß die
Maschine mit einer normalen Ankurbeldrehzahl angekurbelt wird. Wenn
das Ergebnis JA lautet, folgt ein Schritt 14, um die Relaiswicklung 2a zu
entregen, so daß der
bewegbare Kontakt 2b von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand
gebracht wird, was den Anfangszustand des Anlassers 1 darstellt.
Schließlich
wird der Anlassermotor bei dem Schritt 15 gestoppt.
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Es wird daher das Relais 2 ausgeschaltet
gehalten, nachdem der Anlasserstrom dem Anlassermotor 1 zugeführt wurde,
bis eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder bis die Maschine
eine obere Todpunktlage überwunden
hat. Es wird daher der Anlasserstrom des Anlassermotors 1 dem
Anker über
die erste Feldwicklung 6 zugeführt, es wird der Betrag des
Anlasserstromes durch den Widerstand der ersten Feldwicklung 6 begrenzt,
so daß die
Batteriespannung daran gehindert wird, übermäßig abzufallen.
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Es wird das Relais 2 eingeschaltet,
um nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitperiode seit der
Zufuhr des Stromes zu dem Anlassermotor erfolgt ist, einen Kurzschließvorgang
auszuführen, um
den Anlassermotor 1 zu veranlassen, das erste obere Todpunktzentrum
zu überwinden.
Daher ändert
sich der Strom, welcher dem Anlassermotor 1 des Anlassers
zugeführt
wird, entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung in
einer gesteuerten Weise, wie dies durch eine ausgezogene Linie in 3 dargestellt ist, in welcher
eine gepunktete Linie eine Kennlinie des Anlasserstromes nach dem
Stand der Technik veranschaulicht.
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Ein Maschinenanlasser gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung wird nun unter Hinweis auf 4 beschrieben. Nebenbei bemerkt, werden
bei den nachfol genden Ausführungsformen
die gleichen Bezugszeichen verwendet wie bei der früheren Ausführungsform,
und diese Bezugszeichen geben die gleichen oder im wesentlichen
die gleichen Abschnitte, Teile, Komponenten oder Elemente an, wie
bei der früheren
Ausführungsform.
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Ein Anlassermotor 1 besitzt
eine andere, in Reihe gewickelte Feldwicklung 9 zusätzlich zu
den Komponenten des Anlassers gemäß der ersten Ausführungsform.
Die zusätzliche,
in Reihe gewickelte Feldwicklung 9 bildet die zweite Feldwicklung
zu der parallel gewickelten Feldwicklung 7.
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Das Relais 2 wird ausgeschaltet,
um den Anlasserstrom durch einen Widerstand der ersten Feldwicklung
zu begrenzen, und zwar bis zum Erreichen eines vorbestimmten Zeitpunktes,
um die erste obere Todpunktlage zu überwinden, und zwar seit der
Anlassermotor 1 mit dem Anlasserstrom versorgt wird. Danach
wird das Relais 2 eingeschaltet, um die erste Feldwicklung 6 kurzzuschließen, so
daß der
Anlassermotor 1 durch die zweite Feldwicklung 7, 9 in
Drehung versetzt wird. In diesem Fall beträgt der Strom, der durch die
zusätzliche
Feldwicklung 9 hindurch fließt, Hunderte an Ampere, um
das Maschinenantriebsdrehmoment zu erhöhen.
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Wenn der Anlassermotor 1 vier
Magnetpole 6a besitzt, sind die erste Feldwicklung 6 und
die zusätzliche,
in Reihe geschaltete Feldwicklung 9 so geschaltet, wie
in 7 dargestellt ist.
Die erste Feldwicklung 6 ist durch in Reihe geschaltete
vier Wicklungsabschnitte 6b gebildet, von denen jeder auf
einem der Magnetpole 6a montiert ist. Die zusätzliche Feldwicklung 9 besteht
aus vier parallel geschalteten Wicklungsabschnitten 9b,
von denen jeder auf einem der Magnetpolkerne 6a montiert
ist. Die erste Feldwicklung 6 kann aus zwei parallel geschalteten
Paaren von in Reihe geschalteten zwei Wicklungsabschnitten 6b gebildet
sein, wie in 8 dargestellt
ist. Die oben erläuterten
Anordnungen können
einen bevorzugten Widerstandswert zum Begrenzen des Startstroms
des Anlassermotors 1 liefern. Es ist auch möglich, den
Durchmesser der Magnetdrähte
der Wicklungen 6, 9 zu ändern, um einen bevorzugten Widerstandswert
zu erreichen.
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Ein Maschinenanlasser gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung wird nun unter Hinweis auf die 5 und 6 beschrieben.
Zusätzlich
zu den Komponenten des Anlassers, der in 4 gezeigt ist, sind eine Kurzschlußschaltung 10 und
ein Relais 11 parallel zu der zusätzlichen Feldwicklung 9 geschaltet,
wie in 5 dargestellt
ist. Das Relais 11 enthält
eine Relaiswicklung 11a und einen bewegbaren Kontakt 11b.
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Im Betrieb wird ein Maschinenstartsignal
bei dem Schritt 20 zuerst eingespeist, wie dies in 6 dargestellt ist. Dann wird bei dem
Schritt 21 überprüft, ob eine
erste vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem der Anlassermotor 1 erregt
wurde oder nicht, oder ob die Maschinendrehzahl eine erste vorbestimmte
Drehzahl erreicht hat oder nicht.
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Wenn das Ergebnis des Schrittes 21
JA lautet, wird die Relaiswicklung 2a erregt, um den bewegbaren
Kontakt 2b von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand zu bewegen,
um die erste Feldwicklung 6 bei dem Schritt 22 kurzzuschließen. Dann
wird bei dem Schritt 23 geprüft,
ob eine zweite vorbestimmte Zeit (die länger ist als die erste vorbestimmte
Zeit) verstrichen ist oder nicht, nachdem der Anlassermotor 1 erregt
wurde, oder ob der Anlasser die Kurbelwelle in Drehung versetzt,
um die erste obere Todpunktlage zu überwinden oder nicht.
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Wenn das Ergebnis bei dem Schritt 23 JA lautet,
folgt ein Schritt 24, so daß die
Relaiswicklung 11a erregt wird, um den bewegbaren Kontakt 11b von dem
AUS-Zustand in den
EIN-Zustand zu schalten, um die zusätzliche, in Reihe angeschlossene
Feldwicklung 9 kurzzuschließen. Es wird dann bei dem Schritt
25 überprüft, ob die
Maschinendrehzahl eine zweite vorbestimmte Drehzahl erreicht hat
(z.B. eine normale Ankurbeldrehzahl) oder nicht.
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Wenn das Ergebnis bei dem Schritt
25 JA lautet, folgt ein Schritt 26, so daß die Relaiswicklungen 2a, 11a entregt
werden, um den bewegbaren Kontakt von dem EIN- Zustand in den AUS-Zustand zu bewegen.
Schließlich
wird der Anlassermotor 1 entregt.
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Es wird somit der Startstrom des
Anlassermotors 1 dem Anker 5 über die erste Feldwicklung 6 und
die zusätzliche,
in Reihe geschaltete Wicklung 9 zugeführt, wenn zwei Relais 2, 11 nicht
erregt werden. Es wird daher der Betrag des Anlasserstromes durch
die Widerstände
der Wicklungen 6, 9 begrenzt, so daß die Batterieanschlußspannung
daran gehindert werden kann, übermäßig abzufallen.
Wenn zwei Relais erregt werden, liefert lediglich die parallel gewickelte
Feldwicklung 7 ein Magnetfeld für den Anlassermotor 1.
In diesem Fall wird der Gesamtwiderstand des Anlassermotors 1 sehr
niedrig, so daß ein hohes
Drehmoment zum Ankurbeln vorgesehen werden kann.
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Ein Maschinenanlasser gemäß der vierten Ausführungsform
wird nun unter Hinweis auf die 9 bis 11 beschrieben.
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Wie in 9 dargestellt
ist, enthält
ein Maschinenanlasser einen Anlassermotor 1, ein Relais 2, ein
Steuerelement 3, eine Steuerschaltung (ECU) 4, einen
elektromagnetischen Schalter 13 und einen Anlasserwiderstand 14.
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Der Anlassermotor 1 enthält einen
Anker 5, eine reihengewickelte Feldwicklung 6 und
eine parallel gewickelte zweite Feldwicklung 7. Die in
Reihe gewickelte Feldwicklung 6 besitzt mehr Windungen
als die parallel geschaltete zweite Feldwicklung 7.
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Der elektromagnetische Schalter 13 ist
durch eine Wicklung 13a und einen bewegbaren Kontakt 13b gebildet
und wird durch die ECU 7 erregt, um eine Stromversorgungsschaltung
des Anlassermotors 1 zu schließen. Der Anlasserwiderstand 14 ist zwischen
den elektromagnetischen Schalter 13 und die erste Feldwicklung 6 geschaltet,
so daß er
in Reihe mit dem Anker 5 liegt, um den Startstrom zu begrenzen
oder um die Einschaltstromspitze zu begrenzen, welcher Strom von
einer Batterie B zugeführt
wird, so daß der
Spannungsabfall der Batterie B auf einen Wert innerhalb von 2 Volt
begrenzt werden kann.
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Das Relais 2 ist parallel
zu dem Anlasserwiderstand 14 geschaltet, und zwar zwischen
dem elektromagnetischen Schalter 13 und der ersten Feldwicklung 6,
um den Anlasserwiderstand 14 kurzzuschließen, wenn
dieser erregt wird. Das Relais 2 ist in einer Feldwicklungskurzschließschaltung 8 angeordnet,
welche die erste Feldwicklung 6 kurzschließt. Das
Relais 2 besitzt eine Treiberwicklung 2a, einen bewegbaren
Kontakt 2b und einen normalerweise offenen Kontakt 2c.
Das Relais 2 wird eingeschaltet, wenn die Treiberwicklung 2a erregt
wird, und wird ausgeschaltet, wenn die Treiberwicklung 2a entregt wird.
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Das Steuerelement 3 besteht
aus einem MOSFET, der in Reihe mit der parallel gewickelten Feldwicklung 7 angeschlossen
ist. Die Steuereinheit 4 steuert das Relais 2,
um dieses einzuschalten und auszuschalten, wenn eine Maschine gestartet
wird, und steuert auch das Steuerelement 3, um den Wert des
Stromes zu ändern,
welcher der parallel gewickelten Wicklung 7 zugeführt wird.
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Wenn die Maschine gestartet wird,
arbeitet die ECU 4 in einer solchen Weise, wie diese in
einem Flußdiagramm
von 10 veranschaulicht
ist.
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Bei einem Schritt 110 wird ein Maschinenstartsignal
der ECU 4 eingespeist. Dieses Maschinenstartsignal wird
erzeugt, wenn ein Schlüsselschalter
eingeschaltet wird oder wenn eine Maschine, die in einem Fahrzeug
montiert ist, mit einem automatischen Maschinenstopp- und -startsystem
ausgestattet ist, nach dem Stoppen wieder gestartet wird.
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Nebenbei bemerkt, ist das Maschinenstopp- und
-startsystem ein System für
ein Fahrzeug, welches die Maschine automatisch anhält, wenn
das Fahrzeug stoppt, und zwar in einer kurzen Zeit, beispielsweise
aus einem Grund, daß ein
Verkehrssignal auf Rot steht, und automatisch die Maschine startet,
wenn die Ursache verschwindet, wie beispielsweise, wenn das Verkehrssignal
von Rot auf Grün wechselt.
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Es wird dann der elektromagnetische
Schalter 13 bei dem Schritt 111 eingeschaltet. Demzufolge wird
ein Startstrom von der Batterie B dem Anlassermotor 1 über den
Strombegrenzungswiderstand 4 zugeführt, so daß eine übermäßige Einschaltstromspitze verhindert
werden kann.
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Bei dem Schritt 112 wird überprüft, ob der Spannungsabfall
der Batterie B kleiner ist als 2 Volt oder nicht, und es folgt dann
der Schritt 113, wenn das Ergebnis bei dem Schritt 112 JA lautet.
Ansonsten folgt der Schritt 119, um dem Fahrer ein Warnsignal zu
liefern, beispielsweise mit Hilfe einer Warnlampe.
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Bei dem Schritt 113 wird überprüft, ob eine vorbestimmte
Zeit verstrichen ist oder nicht, und zwar nachdem der Anlassermotor 1 erregt
wurde, um eine Zeitlage zum Kurzschließen des Widerstandes 14 zu bestimmen.
Es ist auch möglich,
die Zeitlage dadurch zu bestimmen, indem die Drehzahl des Anlassermotors 1 geprüft wird
oder die Größe des Stromes
geprüft
wird, welcher dem Anlassermotor 1 zugeführt wird. Wenn das Ergebnis
bei dem Schritt 113 JA lautet, folgt der Schritt 114. Ansonsten
wird die oben erläuterte Überprüfung so
lange wiederholt, bis das Ergebnis JA lautet.
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Bei dem Schritt 114 wird das Relais 2 eingeschaltet,
um den Strombegrenzungswiderstand 14 kurzzuschließen bzw.
zu überbrücken. Als
ein Ergebnis wird die volle Spannung der Batterie B an den Anlassermotor 1 angelegt.
Jedoch ist der Strom, welcher dem Anlassermotor 1 zugeführt wird,
der mit einer Drehzahl dreht höher
als eine vorbestimmte Drehzahl, von seinem Spitzenwert aus abgefallen. Dann
wird bei einem Schritt 115 der Strom, welcher der parallel gewickelten
Feldwicklung 7 zugeführt wird,
durch das Steuerelement 3 gesteuert, um die Drehzahl des
Anlassermotors 1 auf eine normale Ankurbeldrehzahl zu erhöhen. Danach
wird bei dem Schritt 116 überprüft, ob der
Spannungsabfall der Batterie B kleiner als 2 Volt ist oder nicht,
und es folgt dann der Schritt 117, wenn das Ergebnis bei dem Schritt
116 JA lautet. Im anderen Fall wird zu dem Schritt 115 zurückgekehrt.
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Bei dem Schritt 117 wird überprüft, ob die Drehzahl
der Maschine einen vorbestimmten Wert erreicht hat oder nicht, um
den Start der Maschine zu bestimmen, und es folgt ein Schritt 118,
wenn das Ergebnis bei dem Schritt 117 JA lautet. Im anderen Fall wird
zu dem Schritt 116 zurückgekehrt,
um die Überprüfung bei
demselben zu wiederholen.
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Bei einem Schritt 118 wird der elektromagnetische
Schalter 13 entregt, um die Zufuhr des Stromes zu dem Anlassermotor 1 zu
stoppen.
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Die Warnanzeige, die bei dem Schritt
119 vorgenommen werden kann, kann außer Bereitschaft gesetzt werden
bzw. abgeschaltet werden, wenn die Maschine zum ersten Mal nach
einem längeren
Stillstand gestartet wird.
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Es kann somit die Batteriespannung
innerhalb von 2 Volt gesteuert oder geregelt werden, wie in 11 gezeigt ist.
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Es wird nun ein Maschinenanlasser
gemäß der fünften Ausführungsform
der Erfindung unter Hinweis auf die 12 und 13 beschrieben.
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Wenn die Maschine gestartet wird,
arbeitet die ECU 4 in einer solchen Weise, wie diese in
einem Flußdiagramm
in 10 dargestellt ist.
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Bei dem ersten Schritt 120 wird
ein Maschinenstartsignal der ECU 4 eingespeist.
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Es wird dann der elektromagnetische
Schalter 13 bei dem Schritt 121 eingeschaltet.
Demzufolge wird ein Startstrom von der Batterie B dem Anlassermotor 1 über den
Strombegrenzungswiderstand 4 zugeführt, so daß die Entstehung einer Einschaltstromspitze
verhindert wird.
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Bei einem Schritt 122 wird überprüft, ob eine vorbestimmte
Zeit verstrichen ist oder nicht, und zwar nachdem der Anlassermotor 1 erregt
wurde, um eine Zeitlage für das
Kurzschließen
des Widerstandes 14 zu ermitteln. Es ist auch möglich, die
Zeitlage durch Überprüfung der
Drehzahl des Anlassermotors 1 oder des Betrages des Stromes
zu ermitteln, welcher dem Anlassermotor 1 zugeführt wird.
Wenn das Ergebnis bei dem Schritt 122 JA lautet, folgt ein Schritt 123.
Im anderen Fall wird die oben erläuterte Uberprüfung so
lange fortgesetzt, bis das Ergebnis zu JA wird.
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Bei dem Schritt 123 wird das Relais 2 eingeschaltet,
um den Strombegrenzungswiderstand 14 kurzzuschließen bzw.
zu überbrücken. Als
ein Ergebnis wird die volle Spannung der Batterie B an den Anlassermotor 1 angelegt.
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Dann, bei einem Schritt 124, wird
der Strom, welcher der parallel gewickelten Feldwicklung 7 zugeführt wird,
durch das Steuerelement 3 gesteuert, so daß eine Änderung
in der Batteriespannung innerhalb von 0,3 Volt reguliert werden
kann, während
die Maschine angekurbelt wird.
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Danach wird bei dem Schritt 125 überprüft, ob die
Spannungsänderung
der Batterie B kleiner als 0,3 Volt ist oder nicht, und es folgt
ein Schritt 126, wenn das Ergebnis bei dem Schritt 125 JA lautet.
Im anderen Fall wird zu dem Schritt 124 zurückgekehrt, um die Uberprüfung bei
dem Schritt 125 zu wiederholen.
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Bei dem Schritt 126 wird überprüft, ob die Maschine
gestartet ist oder nicht, und es folgt ein Schritt 127, wenn das
Ergebnis bei dem Schritt 126 JA lautet. Im anderen Fall wird zu
dem Schritt 125 zurückgekehrt,
um die Überprüfung bei
diesem Schritt zu wiederholen.
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Bei dem Schritt 127 wird der elektromagnetische
Schalter 13 entregt, um die Zufuhr des Stromes zu dem Anlassermotor 1 zu
stoppen.
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Es wird somit der Strom, welcher
der parallel gewickelten Feldwicklung 7 zugeführt wird,
so gesteuert, daß die Änderung
in der Batteriespannung innerhalb von 0,3 Volt geregelt werden kann,
wie dies in 13 gezeigt
ist.
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Ein Maschinenanlasser gemäß der sechsten Ausführungsform
wird nun unter Hinweis auf die 14 bis 18 beschrieben.
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Wie in 14 gezeigt
ist, enthält
ein Maschinenanlasser einen Anlassermotor 1, der eine Maschine
startet, ein Relais 2, welches einen Anlasserwiderstand 14 kurzschließt, eine
Steuerschaltung (ECU) 4 zum Steuern des Anlassermotors 1,
einen elektromagnetischen Schalter 13, ein Anlasserrelais 20,
einen Zündschlüssel, eine
Steuereinheit 22 eines Maschinenstopp- und -startsystems,
eine Steuereinheit 23 eines Maschinensteuersystems usw.
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Der Anlassermotor 1 enthält einen
Anker 5, einen Kommutator 5a mit einer Bürsteneinheit,
eine reihengewickelte Feldwicklung 6 und eine parallel gewickelte
Feldwicklung 7. Der elektromagnetische Schalter 13 ist
aus einer Wicklung 13a und einem bewegbaren Kontakt 13b gebildet.
Der elektromagnetische Schalter 13 ist in Reihe mit dem
Anlasserrelais 20 geschaltet und wird erregt, um eine Stromversorgungsschaltung
des Anlassermotors 1 zu schließen, wenn das Anlasserrelais 20 eingeschaltet
wird. Das Anlasserrelais 20 ist über einen Zündschlüssel 21 mit der Batterie
B verbunden und wird eingeschaltet, wenn der Schlüsselschalter 21 durch
einen Fahrer eingeschaltet wird. Das Anlasserrelais 20 besitzt
eine Relaiswicklung 20a, die mit der Steuereinheit des Maschinenstopp-
und -startsystems 22 verbunden ist. Das Anlasserrelais 20 wird
durch das Maschinenstopp- und -startsystem 22 gesteuert, während die Maschine
durch das Maschinenstopp- und -startsystem 22 betrieben wird, und
zwar über
das Maschinensteuersystem 23. Wenn beispielsweise eine
vorbestimmte Bedingung zum zeitweiligen anhalten der Maschine auftritt,
sendet das Maschinenstopp- und -startsystem zu dem Maschinensteuersystem 23 ein Maschinenstoppsignal
(um die Brennstoffzufuhr zu unterbrechen oder die Zündsignale
zu unterbrechen).
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Der Anlasserwiderstand 14 ist
zwischen den elektromagnetischen Schalter 13 und die in
Reihe gewickelte Feldwicklung geschaltet, so daß er in Reihe mit dem Anker 5 liegt,
um auf diese Weise den Startstrom zu begrenzen oder um den Einschaltspit zenstrom
zu begrenzen, der von einer Batterie B zugeführt wird, so daß der Spannungsabfall
der Batterie auf eine Größe innerhalb
von 2 Volt begrenzt werden kann, wenn die normale Batteriespannung 12 Volt beträgt.
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Das Relais 2 besitzt eine
Relaiswicklung 2a, welche durch den Regler 4 gesteuert
oder geregelt wird, und einen normalerweise offenen Kontakt 2b, der
parallel zu dem Anlasserwiderstand 14 geschaltet wird,
um den Anlasserwiderstand 14 kurzzuschließen bzw.
zu überbrücken, wenn
eine Erregung erfolgt.
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Die Steuereinheit (ECU) 4 enthält eine
Relaissteuerschaltung zum Steuern des Kurzschließrelais 2, und enthält eine
Feldstrom-Steuerschaltung zum Steuern des Feldstromes, welcher der
parallel gewickelten Feldwicklung 7 zugeführt wird.
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Die Feldstrom-Steuerschaltung ist
aus einer Brückenschaltung
aus MOSFETs gebildet, die den Feldstrom und dessen Tastverhältnis zwischen
0 und 100% steuern.
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Die ECU 4 arbeitet in solcher
Weise, wie dies durch ein Flußdiagramm
in 15 dargestellt ist
und auch anhand eines Zeitplans dargestellt ist, welcher in den 16A bis 16F dargestellt ist.
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Wenn das Anlasserrelais 20 zu
solch einer Zeitlage eingeschaltet wird, wie in 16A gezeigt ist, wird ein Signal STA
der ECU 4 bei dem Schritt 200 eingespeist, wie
dies in 16B dargestellt
ist.
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Dann wird das Tastverhältnis des
Feldstromes, welcher der parallel gewickelten Wicklung 7 zugeführt wird,
auf 100% gesteuert, was bei dem Schritt 210 erfolgt, wie in 16C dargestellt ist, um
auf diese Weise ein ausreichendes Anlasserdrehmoment zum Überwinden
des ersten oberen Todpunktzentrums zu erzeugen.
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Bei dem Schritt 220 wird überprüft, ob eine Zeitlage
zum Kurzschließen
des Anlasserwiderstandes 14 detektiert worden ist oder
nicht. Ein Beispiel: (1) es wird über prüft, ob eine vorbestimmte Zeit
verstrichen ist, nachdem das STA-Signal eingespeist wurde oder nicht;
(2) es wird überprüft, ob eine
vorbestimmte Drehzahl der Maschine detektiert worden ist oder nicht;
oder (3) es wird überprüft, ob der
Betrag des Hauptstromes kleiner ist als ein vorbestimmter Strom
oder nicht.
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Nebenbei bemerkt, kann die Zeitlage
detektiert werden, wenn der Anker 5 mit der Drehung beginnt.
Wenn in diesem Fall eine elektromotorische Gegenkraft erzeugt wird,
wird der Hauptstrom reduziert.
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Wenn das Ergebnis bei dem Schritt
220 JA lautet, folgt ein Schritt 230. Im anderen Fall wird zu dem
Schritt 220 zurückgekehrt
und dieser so lange wiederholt bis das Ergebnis zu JA wird.
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Bei dem Schritt 230 wird das Kurzschließrelais 2 eingeschaltet,
um den Anlasserwiderstand 14 kurzzuschließen, wie
in 16E gezeigt ist.
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Bei einem Schritt 240 wird geprüft, ob das erste
obere Todpunktzentrum bzw. die erste obere Todpunktlage (TDC) detektiert
worden ist oder nicht. Es ist möglich,
das erste obere Todpunktzentrum dadurch zu detektieren, indem eine
Anderung in dem Hauptstrom detektiert wird, welcher dem Anlassermotor
zugeführt
wird, anstatt direkt das erste obere Todpunktzentrum zu detektieren,
da sich nämlich
der Hauptstrom ändert,
wie in 16D dargestellt
ist. Wenn das Ergebnis bei dem Schritt 240 JA lautet, folgt ein
Schritt 250. Im anderen Fall wird der Schritt 240 so lange wiederholt,
bis das Ergebnis zu JA wird.
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Bei dem Schritt 250 wird der Feldstrom
der parallel gewickelten Feldwicklung 7 zugeführt und wird
in solcher Weise gesteuert, daß das
Tastverhältnis
D ein vorbestimmtes Verhältnis
D2 erreicht. Der der parallel gewickelten Feldwicklung 7 zugeführte Feldstrom
wird auf sein Maximum (D = 100%) gesteuert, bis der Anlassermotor 1 das
erste obere Todpunktzentrum TDC überwindet,
wo die Maschine das maximale Gegendrehmoment T1 erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt
erreicht die Batteriespannung den Wert V1, der höher liegt als 10 Volt, wie
in 17 gezeigt ist. Nachdem
der Anlassermotor 1 das erste obere Todpunktzentrum TDC überwunden
hat, wird das Gegendrehmoment der Maschine zu einem Ankurbeldrehmoment
T2, welches kleiner ist als das maximale Gegendrehmoment T1. Das
Tastverhältnis
D2 liefert eine ausreichende Ausgangsleistung P2 des Anlassermotors 1,
sofern die Batteriespannung höher
liegt als 10 Volt.
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Diese Anordnung ist für ein Fahrzeug
sehr wichtig, bei dem ein Maschinenstopp- und -startsystem montiert ist. Wenn
das Tastverhältnis
bei D1 bleibt, kann der Anlassermotor 1 seine Energie nicht in
ausreichender Weise ausgeben (P0) oder kann nicht mit einer hohen
Drehzahl arbeiten. Auf der anderen Seite wird die Batteriespannung
niedriger als 10 Volt, wenn das Tastverhältnis D3 erreicht ist, welches
kleiner ist als D2, obwohl der Anlassermotor 1 seine maximale
Leistung P3 liefert. Demzufolge können vielfältige Fahrzeugzubehöreinrichtungen
nicht in richtiger Weise arbeiten.
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Bei dem Schritt 260 wird überprüft, ob die Maschine
gestartet hat oder nicht. Beispielsweise wird die Drehzahl der Maschine
detektiert und wird mit einer vorbestimmten Drehzahl verglichen.
Wenn das Ergebnis bei dem Schritt 260 JA lautet, endet die Steueroperation
der ECU 4. Wenn das Ergebnis hingegen NEIN lautet, wird
der Schritt 260 so lange wiederholt, bis das Ergebnis JA lautet.
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Der vorbestimmte Feldstrom bei der
oben beschriebenen Ausführungsform
wird gemäß einem Flußdiagramm,
welches in 18 dargestellt
ist, gesteuert oder geregelt.
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Ein Schritt 340 folgt nach dem Schritt
230, bei dem das Tastverhältnis
D' auf D (das heißt D' = D) eingestellt
wird.
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Bei einem Schritt 350 wird ein vorbestimmter Hauptstrom
IO erzeugt, der eine niedrigere Grenze der Batteriespannung, wie
beispielsweise 10 Volt, einstellt und auch eine maximale Ausgangsleistung des
Anlassermotors 1 einstellt.
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Bei einem Schritt 360 wird überprüft, ob eine Anormalität detektiert
worden ist oder nicht. Wenn das Ergebnis bei dem Schritt 360 NEIN
lautet, folgt ein Schritt 370. Auf der anderen Seite folgt ein Schritt 430,
wenn das Ergebnis JA lautet, und zwar für einen solchen Fall, bei dem
die Batterie B keine normale Energie mehr liefert, und zwar auf
Grund einer sehr niedrigen Temperatur.
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Bei einem Schritt 370 wird überprüft, ob das erste
obere Todpunktzentrum (TDC) detektiert worden ist oder nicht, und
zwar in der gleichen Weise, wie dies oben beschrieben wurde. Wenn
das Ergebnis bei dem Schritt 370 JA lautet, folgt ein Schritt 380. Auf
der anderen Seite bzw. im anderen Fall wird zu dem Schritt 360 zurückgekehrt.
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Bei dem Schritt 380 wird eine Anormalität weiter
detektiert. Wenn irgendeine Anormalität nicht detektiert wird, ergibt
sich das Ergebnis NEIN. Es folgt dann ein Schritt 390, um den aktuellen
Hauptstrom I1 zu detektieren, und zwar mit Hilfe eines Sensors 24,
der in 14 gezeigt ist.
Im anderen Fall wird JA erzeugt und es folgt ein Schritt 430.
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Bei dem Schritt 400 wird das Tastverhältnis D in
Einklang mit der Differenz zwischen dem vorbestimmten Hauptstrom
I0 und dem aktuellen Hauptstrom I1 geändert. Das heißt, wenn
ein Betrag des aktuellen Hauptstromes I1 größer ist als der Soll-Betrag
des Hauptstromes I0 (das heißt
I1 > I0), wird das Tastverhältnis D
des Feldstromes erhöht,
um den aktuellen Hauptstrom bzw. Ist-Hauptstrom zu reduzieren. Auf
der anderen Seite wird das Tastverhältnis D reduziert, um den aktuellen
Hauptstrom zu erhöhen, wenn
I1 < I0 ist. Die
oben erläuterte
Rückkopplungssteuerung
oder -regelung kann eine Differentialfunktion enthalten, um die
Ansprechgeschwindigkeit zu verbessern.
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Bei einem Schritt 410 wird das Tastverhältnis D' auf D eingestellt,
welches bei dem Schritt 400 eingestellt wurde.
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Bei einem Schritt 420 wird überprüft, ob die Maschine
gestartet ist oder nicht, und zwar in der gleichen Weise, wie dies
oben beschrieben wurde. Wenn das Ergebnis dabei JA lautet, wird
die Feldstromsteuerung oder Feldstromregelung beendet. Wenn auf
der anderen Seite das Ergebnis NEIN lautet, kehrt die Steuerung
zu dem Schritt 380 zurück.
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Bei einem Schritt 430 wird das Tastverhältnis D
auf 100% eingestellt, um dadurch die Maschine zu starten, und zwar
selbst dann, wenn eine Anormalität detektiert
wurde.
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Bei einem Schritt 440 wird geprüft, ob die Maschine
gestartet hat oder nicht und es wird die Steuerung oder Regelung
beendet, wenn das Ergebnis JA lautet. Im anderen Fall wird der Schritt
440 so lange wiederholt, bis das Ergebnis zu JA wird.
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Somit behält der Maschinenanlasser seine maximale
Ausgangsleistung während
der Ankurbeloperation der Maschine bei. Das heißt, die Maschine kann in einer
vergleichsweise kurzen Zeit gestartet werden, wie dies in 16F gezeigt ist.
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Anstelle der Steuerung des Tastverhältnisses
gemäß einer
Differenz in dem Betrag zwischen dem aktuellen Hauptstrom und dem
vorbestimmten Hauptstrom ist es auch möglich, das Tastverhältnis entsprechend
einer Differenz zwischen der aktuellen Batteriespannung und der
vorbestimmten Batteriespannung zu steuern oder entsprechend einer
Differenz zwischen der aktuellen Maschinendrehzahl und einer vorbestimmten
Maschinendrehzahl.
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Bei der vorangegangenen Beschreibung
der vorliegenden Erfindung wurde die Erfindung unter Hinweis auf
spezifische Ausführungsformen
offenbart. Es ist jedoch offensichtlich, daß vielfältige Abwandlungen und Änderungen
bei den spezifischen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dabei den Rahmen der
Erfindung zu verlassen, wie er aus den anhängenden Ansprüchen hervorgeht.