DE102010017036B4 - System zur Anlasser-Steuerung zum Anlassen von Verbrennungsmaschinen - Google Patents

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Abstract

System (1) zum Steuern eines Anlassers (10) zum Anlassen einer Verbrennungsmaschine (EN), wobei der Anlasser (10) aufweist:ein Ritzel (13), welches zwischen einer Eingriffsposition und einer Nicht-Eingriffsposition verschiebbar ist, wobei das Ritzel (13) mit einem Zahnkranz (15), welcher zusammen mit einer Kurbelwelle (CS) der Verbrennungsmaschine (EN) drehbar ist, in Eingriff steht, wenn es in der Eingriffsposition angeordnet ist, wobei das Ritzel (13) mit dem Zahnkranz (15) nicht in Eingriff steht, wenn es in der Nicht-Eingriffsposition angeordnet ist;einen Aktor (AC), welcher ausgebildet ist, das Ritzel (13) von der Nicht-Eingriffsposition in die Eingriffsposition zu schieben, wenn er erregt wird; undeinen Motor (11), welcher ausgebildet ist, das Ritzel (13) zu drehen, wenn er erregt wird;wobei das System (1) aufweist:eine Steuerschaltung;eine erste Schalteinheit, welche ausgebildet ist, zwischen einer Erregung und einer Nicht-Erregung des Aktors (AC) durch die Steuerung der Steuerschaltung zu schalten; undeine zweite Schalteinheit, welche ausgebildet ist, zwischen der Erregung und Nicht-Erregung des Motors (11) durch die Steuerung der Steuerschaltung zu schalten, wobei die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit individuell angebracht sind,wobei die zweite Schalteinheit aufweist:ein erstes Relais, welches ausgebildet ist, zwischen einer Erregung und einer Nicht-Erregung des Motors (11) durch die Steuerung der Steuerschaltung zu schalten; undein zweites Relais, welches ausgebildet ist, die Aktivierung des ersten Relais zu steuern.

Description

  • QUERVERWEIS ZUR PRIORITÄTSANMELDUNG
  • Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung JP 2009 - 123 207 A , angemeldet am 21. Mai 2009. Diese Anmeldung beansprucht die Priorität dieser japanischen Patentanmeldung, so dass auf deren Beschreibungen hierbei Bezug genommen wird.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme zum Steuern eines Anlassers zum Anlassen von Verbrennungsmaschinen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Herkömmliche Anlasser zum Anlassen bzw. Starten eines Verbrennungsmotors bzw. einer Verbrennungsmaschine umfassen für gewöhnlich ein Ritzel, das zwischen einer Eingriffsposition und einer Nicht-Eingriffsposition bewegbar ist. Wenn das Ritzel in der Eingriffsposition angeordnet ist, befindet sich das Ritzel in Eingriff mit einem Zahnkranz, der zusammen mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungsmaschine drehbar ist. Wenn das Ritzel in der Eingriffsposition angeordnet ist, befindet sich das Ritzel mit dem Zahnkranz in Eingriff.
  • Die herkömmlichen Anlasser umfassen zudem einen Aktor, der ausgebildet ist, das Ritzel von der Eingriffsposition in die Nicht-Eingriffsposition zu schieben, wenn er erregt wird. Die herkömmlichen Anlasser umfassen ferner einen Motor zum Drehen des Ritzels, wenn er erregt wird.
  • Hinsichtlich Verbesserungen von beispielsweise des Fahrverhaltens ist es für Steuersysteme zum Steuern eines solchen Anlassers erforderlich, eine Verbrennungsmaschine, die gestoppt worden ist, so schnell wie möglich neu zu starten. Diese Anforderung wird insbesondere dann immer wichtiger, wenn solche Steuersysteme in motorbetriebenen Fahrzeugen zum automatischen Stoppen bzw. Ausschalten ihrer Verbrennungsmaschinen installiert sind, wenn diese Fahrzeuge vorübergehend anhalten.
  • Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, führen Steuersysteme für solche Anlasser eine sogenannte „voreingestellte Steuerung“ oder eine sogenannte „Vor-Drehung-Steuerung“ aus, die nachstehend beschrieben werden.
  • Die „voreingestellte Steuerung“ ist hauptsächlich dafür vorgesehen, anzunehmen, dass eine Verbrennungsmaschinenanlassanfrage bzw. -startanfrage auftritt, während eine Verbrennungsmaschine gestoppt bzw. ausgeschaltet wird. Genauer gesagt ist die voreingestellte Steuerung vorgesehen, das Ritzel vor dem Auftreten einer Verbrennungsmaschinenstartanfrage in die Eingriffsposition zu schieben, und das Ritzel in der Eingriffsposition zu halten. Danach, wenn eine Verbrennungsmaschinenstartanfrage auftritt, ist die voreingestellte Steuerung vorgesehen, das Ritzel zu drehen, um dadurch den Motor anzudrehen bzw. anzukurbeln. Die voreingestellte Steuerung kann die Verbrennungsmaschine schneller starten, als in dem Fall, in welchem die Steuerung das Ritzel als Antwort auf das Auftreten einer Verbrennungsmaschinenstartanfrage in die Eingriffsposition schiebt.
  • Die „Vor-Drehung-Steuerung“ ist hauptsächlich dafür vorgesehen, anzunehmen, dass eine Verbrennungsmaschinenstartanfrage auftritt, während sich die Drehzahl NE der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine verringert. Genauer gesagt ist die Vor-Drehung-Steuerung vorgesehen, um das Ritzel zu rotieren bzw. zu drehen, bevor die Drehzahl NE Null wird, und um nachher das Ritzel in die Eingriffsposition zu schieben, um das Ritzel mit dem sich drehenden Zahnkranz in Eingriff kommen zu lassen. Die Vor-Drehung-Steuerung kann die Verbrennungsmaschine schneller starten, als es in dem Fall möglich ist, bei dem die Steuerung darauf gewartet, dass die Drehzahl nach einer Verbrennungsmaschinenstartanfrage Null wird, und dann erst das Ritzel mit dem Zahnkranz in Eingriff kommen zu lassen.
  • Um die voreingestellte Steuerung und die Vor-Drehung-Steuerung auszuführen, sind Steuersysteme für Anlasser zum unabhängigen Steuern des Schiebens des Ritzels in die Eingriffsposition und Rotieren bzw. Drehen des Ritzels erforderlich.
  • Um solche Anforderungen zu erfüllen, offenbart die US Patentanmeldung Nr. US 2008/0127927 A1 entsprechend der WO Veröffentlichung Nr. WO 2006/018350 A 2 und der veröffentlichten japanischen Übersetzung Nr. JP 2008 - 510 099 A der WO-Veröffentlichung Nr. WO 2006/018350 A 2 ein Anlasser-Steuersystem, das mit einem ersten MOS-Schalter (erste Schalteinheit) zum Schalten einer Energieversorgung bzw. Erregung und einer Nicht-Energieversorgung bzw. Abregung des Aktors, und einem zweiten MOS-Schalter (eine zweite Schalteinheit) zum Schalten einer Energieversorgung bzw. Erregung und einer Nicht-Energieversorgung bzw. Abregung des Motors vorgesehen ist. Ähnlich offenbart auch die WO-Veröffentlichung WO 2006/120180 A2 entsprechend der veröffentlichten japanischen Übersetzung Nr. JP 2009 - 500 550 A die ersten und zweiten MOS-Schalter.
  • Die DE 195 03 536 A1 offenbart folgendes: Das Dokument betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Einrückrelais für eine Andrehvorrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einem eine Relaisspule des Einrückrelais betätigenden Hilfsrelais. Es ist vorgesehen, dass eine den Betriebsstrom des Hilfsrelais beeinflussende, insbesondere taktende Steuer- und/oder Regelschaltung vorgesehen ist, um dessen Verlustleistung zu reduzieren.
  • Die DE 102 45 819 A1 beschreibt eine Anlassersteuereinrichtung, die in der Lage ist, einen Aufbau zu vereinfachen, in dem ein Hilfsschalter integriert ist mit der Anlassersteuereinrichtung und einen Starter vom Beibehalten des Drehens abzuhalten, selbst wenn ein Halbleiterrelais in einem Kurzschlusszustands gehemmt ist, und das Antreiben des Starters, selbst wenn eine Arithmetikverarbeitungseinheit gehemmt ist. Die Anlassersteuereinrichtung ist mit einer Steuerschaltung versehen; einem Halbleiterrelais zum Steuern eines Betriebs eines in dem Anlasser vorgesehenen Hilfsschalters und eine Treibersignalerfassungsvorrichtungzum Erfassen von EIN/AUS-Zuständen eines von einem Schlüsselschalter eingegebenen Treibersignals des Hilfsschalters durch Messen einer Spannung am L-Anschluss des Halbleiterrelais, und steuert den Anlasser durch Veranlassen des Hilfsschalters, zu arbeiten, basierend auf einem Erfassungsergebnis der Treibersignalerfassungsvorrichtung.
  • Die US 7 218 010 B2 offenbart folgendes: Das Dokument betrifft ein „mildes hybrides“ Start-Stopp-Fahrzeug mit einem Startsystem, das eine traditionelle Motor- und Getriebearchitektur benutzt. Die vorliegende Erfindung trennt das Ritzelaktuatorsolenoid von dem Startermotor-Leistungsschaltkreis. Es ist ein Leistungsrelais vorgesehen, um den Startermotor zu schalten. Das Ritzel in der vorliegenden Erfindung wird in Zuständen mit gestopptem Motor im Voraus zu dem Schwungrad-Hohlrad bewegt und mit diesem kämmend gehalten. Dann wird ein „Vorstrom“ an das Leistungsrelais knapp unter dem angelegt, der erforderlich ist, um das Leistungsrelais mit Energie zu beaufschlagen. Nach einer Anforderung eines Motorstarts wird der Strom zunehmen, um das Relais mit Energie zu beaufschlagen und zuzulassen, dass der Startermotor anläuft. Auf diese Weise wird die Zeitverzögerung von dem Anlasssystem um einen wesentlichen Betrag verkürzt, was ein vorteilhaftes Neustarten und Ingangsetzen zulässt. Das Ritzelaktuatorsolenoid kann bei dieser Erfindung auch zwei Spulen aufweisen, die selektiv mit Energie beaufschlagt werden können.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfinder haben entdeckt, dass es Probleme in jedem der obenstehend zitierten Anlasser-Steuersysteme gibt.
  • Genauer gesagt ist ein MOS-Schalter, der einem hohen Strom widerstehen kann, als der zweite MOS-Schalter erforderlich, da die Leistung bzw. der Strom, der an dem Motor anzulegen ist, höher ist als der, der an dem Aktor angelegt wird. Aus diesem Grund kann eine elektronische Steuerschaltung wie z. B. ein Mikrocomputer nicht direkt den Betrieb des zweiten MOS-Schalters steuern, da ein höherer Steuerstrom erforderlich ist, um den AN-Zustand des zweiten MOS-Schalters aufrecht zu erhalten. Dies resultiert in einer Verschlechterung der Steuerbarkeit von jedem der Anlasser-Steuersysteme bezüglich des zweiten MOS-Schalters.
  • Dabei ist zu beachten, dass ein mechanischer Solenoidschalter verwendet werden kann, um den Motor anstelle des zweiten MOS-Schalters zu Erregen oder Abzuregen. Da jedoch ein höherer Strom zum Erregen des mechanischen Solenoidschalters erforderlich ist, um den AN-Zustand des mechanischen Solenoidschalters aufrecht zu erhalten, resultiert dies in einer Verschlechterung der Steuerbarkeit von jedem der Anlasser-Steuersysteme bezüglich des mechanischen Solenoidschalters.
  • In Anbetracht der obenstehend dargestellten Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes System zum Steuern von Anlassern bereitzustellen; diese Systeme sind ausgestaltet, um die Probleme der vorstehend erwähnten herkömmlichen Anlasser-Steuersysteme zu lösen.
  • Genauer gesagt ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Systeme zum Steuern von Anlassern vorzusehen, wobei jeder der Anlasser mit einem Aktor und einem Motor vorgesehen ist, welche jeweils ausgestaltet sind, die Steuerbarkeit bezüglich einer Schalteinheit zum Erregen bzw. Nicht-Erregen des Motors zu verbessern.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Steuern eines Anlassers zum Anlassen einer Verbrennungsmaschine vorgesehen. Der Anlasser umfasst ein Ritzel, das zwischen einer Eingriffsposition und einer Nicht-Eingriffsposition verschiebbar ist. Das Ritzel steht mit einem Zahnkranz im Eingriff, welcher zusammen mit einer Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine drehbar ist, wenn es in der Eingriffsposition angeordnet ist. Das Ritzel steht nicht mit dem Zahnkranz in Eingriff, wenn es in der Nicht-Eingriffsposition angeordnet ist. Der Anlasser umfasst einen Aktor, der konfiguriert bzw. ausgebildet ist, das Ritzel von der Nicht-Eingriffsposition in die Eingriffsposition zu schieben, wenn er erregt wird, und einen Motor, der ausgebildet ist, das Ritzel zu drehen, wenn er erregt wird. Das System umfasst eine Steuerschaltung, eine erste Schalteinheit, die konfiguriert bzw. ausgebildet ist, zwischen der Erregung und der Nicht-Erregung des Aktors über die Steuerung der Steuerschaltung zu Schalten, und eine zweite Schalteinheit, die konfiguriert bzw. ausgebildet ist, zwischen der Erregung und der Nicht-Erregung des Motors über die Steuerung der Steuerschaltung zu Schalten. Die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit sind individuell angebracht. Die zweite Schalteinheit umfasst ein erstes Relais, das konfiguriert bzw. ausgebildet ist, zwischen einer Erregung und einer Nicht-Erregung des Motors über die Steuerung der Steuerschaltung zu schalten, und ein zweites Relais, das konfiguriert bzw. ausgebildet ist, die Aktivierung des ersten Relais zu steuern.
  • Gemäß dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung besteht die zweite Schalteinheit aus zweistufigen Relais (erste und zweite Relais). Das heißt, da das zweite Relais hauptsächlich die Aktivierung des ersten Relais steuert, ist es unnötig, eine hohe Leistung an das zweiten Relais anzulegen, um das zweite Relais im AN-Zustand aufrecht zu erhalten. Somit kann die Steuerschaltung, wie z. B. eine elektronische Steuereinheit einschließlich eines Mikrocomputers, eine Aktivierung des zweiten Relais direkt steuern, wodurch es möglich ist, die Steuerbarkeit des Systems bezüglich der zweiten Schalteinheit zu verbessern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Weitere Aufgaben und Aspekte der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und Ausführungsformen bezüglich der beigefügten Figuren ersichtlich. In den Figuren zeigt:
    • 1 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 2A ein Flussdiagramm, das eine automatische Startfunktion für eine Verbrennungsmaschine darstellt, welche durch die ECU gemäß der ersten Ausführungsform auszuführen ist;
    • 2B ein Flussdiagramm, welches eine zweite voreingestellte Steuerung darstellt, welche durch die ECU gemäß der ersten Ausführungsform auszuführen ist;
    • 2C ein Flussdiagramm, welches eine Vor-Drehung-Steuerung darstellt, welche durch die ECU gemäß der ersten Ausführungsform auszuführen ist;
    • 3 ein schematische Systemkonfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 4 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 5 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 6 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 7 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 8 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 9 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 10 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm einer ersten Modifikation des Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    • 11 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm eines zweiten Verbrennungsmaschinenanlassersystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER
  • ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hiernach bezüglich der beigefügten Figuren beschrieben.
  • In den Ausführungsformen wird auf die Beschreibung gleicher Teile, welche mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, verzichtet, oder zur Vermeidung von sich wiederholenden Beschreibungen vereinfacht.
  • Erste Ausführungsform
  • Bezüglich den 1 und 2 ist ein Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem motorbetriebenen Fahrzeug installiert. Das Verbrennungsmaschinenanlassersystem dient als ein Lehrlaufreduktionssystem zum automatischen Steuern des Stoppens und Neustartens einer Verbrennungsmaschine EN (Englisch: Engine), das in dem motorbetriebenen Fahrzeug installiert ist.
  • Das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 besteht aus einem Anlasser 10, der verwendet wird, um die Verbrennungsmaschine EN zu starten bzw. anzulassen, und einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 20, zum Steuern des Anlassersystems 1, welches zudem ein erstes Ansteuerrelais 31, ein zweites Ansteuerrelais 32, eine erste Diode 41, eine zweite Diode 42, eine Verzögerungsschaltung 43 und eine Batterie 70 umfasst.
  • Bezüglich 1 weist die Verbrennungsmaschine EN eine Kurbelwelle CS (Englisch: crankshaft) als eine Ausgabewelle bzw. Abtriebswelle auf, an welcher an einem Ende ein Zahnkranz 50 direkt oder indirekt gekuppelt ist.
  • Die Verbrennungsmaschine EN arbeitet, um eine Luft-Kraftstoffmischung oder eine Luft durch einen sich bewegenden Kolben in jedem Zylinder zu komprimieren, und die komprimierte Luft-Kraftstoffmischung oder die Mischung der komprimierten Luft und des Kraftstoffs in jedem Zylinder zu verbrennen, um die Kraftstoffenergie, z. B. in eine Umdrehungsenergie bzw. Rotationsenergie, umzuwandeln, und somit die Kurbelwelle CS zu drehen. Die Drehung der Kurbelwelle CS wird auf die Antriebsräder durch einen Antriebsstrang übertragen, welcher in dem motorbetriebenen Fahrzeug installiert ist, um dadurch das motorangetriebene Fahrzeug anzutreiben. Öl (Motorenöl) ist in jedem Zylinder vorgesehen, um zwei Teile, die in der Verbrennungsmaschine EN platziert sind, wie z. B. der sich bewegende Kolben und jeder Zylinder, zu schmieren.
  • Die Verbrennungsmaschine EN ist z. B. mit einem Zündsystem 81 und einem Kraftstoffeinspritzsystem 83 installiert.
  • Das Zündsystem 81 umfasst Aktoren, wie z. B. Zünder, und verursacht die Aktoren AC, einen elektrischen Strom oder Funken vorzusehen, um eine Luft-Kraftstoffmischung in jedem Zylinder der Verbrennungsmaschine EN zu zünden, um somit die Luft-Kraftstoffmischung zu verbrennen.
  • Das Kraftstoffeinspritzsystem 83 umfasst Aktoren, wie z. B. Kraftstoffinjektoren, und verursacht die Aktoren AC einen Kraftstoff entweder direkt in jeden Zylinder der Verbrennungsmaschine EN zu spritzen, oder in einen Einlasskrümmer (oder in einen Einlasskanal), welcher sich direkt vor dem Zylinder zündet, um dadurch die Luft-Kraftstoffmischung in jedem Zylinder der Verbrennungsmaschine EN zu verbrennen. Wenn die Verbrennungsmaschine als eine Diesel-Verbrennungsmaschine ausgestaltet ist, kann auf das Zündsystem 81 auch verzichtet werden.
  • Zudem sind in dem motorbetriebenen Fahrzeug Sensoren 91 zum Messen der Betriebsbedingungen der Verbrennungsmaschine EM und der Treiberbedingungen des motorbetriebenen Fahrzeugs installiert.
  • Jeder der Sensoren 91 ist betreibbar bzw. betätigbar, um einen augenblicklichen Wert eines entsprechenden Parameters zu messen, der mit dem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine EM und/oder dem motorbetriebenen Fahrzeug in Zusammenhang steht, und an die ECU 20 ein Signal auszugeben, das den gemessenen Wert des entsprechenden Parameters anzeigt.
  • Genauer gesagt umfassen die Sensoren 91 z. B. einen Drehzahlsensor, einen Beschleunigungssensor (Drosselpositionssensor) und einen Bremssensor; diese Sensoren sind elektrisch mit der ECU 20 verbunden.
  • Der Drehzahlsensor ist betreibbar, um an die ECU 20 ein Signal auszugeben, das eine Drehzahl (die Anzahl der Umdrehungen pro Zeit) NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN anzeigt.
  • Der Beschleunigungssensor ist betreibbar bzw. ansteuerbar, um:
    • eine tatsächliche Position oder einen Takt des vom Fahrer betriebenen Gaspedals des motorbetriebenen Fahrzeugs zu messen, das mit einem Drosselventil bzw. einer Drosselklappe zum Steuern der Menge einer Luft, die in den Einlasskrümmer eintritt, verbunden ist; und
    • ein Signal auszugeben, das den gemessenen tatsächlichen Takt oder die Position des Gaspedals an die ECU 20 ausgibt.
  • Der Bremssensor wird betrieben, um eine tatsächliche Position oder einen Takt eines Bremspedals des motorbetriebenen Fahrzeugs, das durch den Fahrer betrieben bzw. betätigt wird, zu messen, und ein Signal auszugeben, das den gemessenen tatsächlichen Takt oder die Position des Bremspedals anzeigt.
  • Der Anlasser 10 besteht aus einem Anlassermotor (Motor) 11, einer Abtriebswelle 11a, einem Relais-Schalter (erstes Relais) 12, einem bewegbaren Ritzelelement PM, einem Solenoid 14, einem Kolben 16 und einem Schalthebel 17. Der Solenoid 14, der Kolben 16 und der Schalthebel 17 bilden z. B. einen Ritzel-Verschiebeaktor aus.
  • Der Motor 11 besteht aus einer Motorabtriebswelle (nicht dargestellt), die mit einem Ende der Abtriebswelle 11a über einen Reduktionsmechanismus gekoppelt ist, und einer Armatur bzw. einem Anker, der mit der Motorabtriebswelle gekoppelt ist, und elektrisch mit dem Relais-Schalter 12 verbunden ist. Der Relais-Schalter 12 besteht aus einem Solenoid 12a und einem Schalter 12b. Der Schalter 12b ist zwischen einem positiven Anschluss der Batterie 70, deren negativer Anschluss geerdet ist, und dem Anker des Motors 11 elektrisch verbunden. Die Spannung der Batterie 70 (Batteriespannung) ist z. B. auf 12 Volt eingestellt.
  • Das bewegbare Ritzelelement PM besteht aus einer Einwegkupplung 15 und einem Ritzel 13.
  • Wie in 1 dargestellt, ist die Einwegkupplung 15 in einem Stahlgewindeeingriff mit einer Außenumfangsfläche des anderen Endes der Abtriebswelle 11a vorgesehen.
  • Die Einwegkupplung 15 besteht aus einer Kupplung, die aus einem Kupplungsäußeren besteht, das mit dem anderen Ende der Abtriebswelle 11a gekuppelt ist, und einem Kupplungsinneren, an welchem das Ritzel 13 montiert ist; dieses Kupplungsinnere und Kupplungsäußere sind im Stahlgewindeeingriff miteinander vorgesehen.
  • Die Struktur bzw. der Aufbau der Einwegkupplung 15 ermöglicht dem Ritzel 13 in Axialrichtung der Abtriebswelle 11a zusammen mit dem Kupplungsinneren der Einwegkupplung 5 verschiebbar und damit drehbar zu sein.
  • Genauer gesagt sind die Verbrennungsmaschine EN und der Anlasser 10 derart angebracht, dass das Ritzel 13 (bewegbares Ritzelelement PM) zwischen einer Eingriffsposition, in welcher das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 15 ineinandergreift bzw. mit diesem in Eingriff steht, und einer Nicht-Eingriffsposition in welcher das Ritzel 13 nicht eingegriffen ist bzw. nicht in Eingriff steht, verschiebbar ist.
  • Wenn der Motor 11 erregt wird, dreht sich die Motorabtriebswelle zusammen mit der Abtriebswelle 11a, wodurch das Ritzel 13 (bewegbares Ritzelelement PM) rotiert bzw. gedreht wird. Wenn der Motor 11 hingegen nicht erregt wird, stoppt er die Umdrehung bzw. Drehung der Motorabtriebswelle und der Abtriebswelle 11a, wodurch die Drehung des Ritzels 13 (bewegbares Ritzelelement PM) gestoppt wird.
  • Die Einwegkupplung 15 ist ausgestaltet, um eine Drehbewegung, die von dem Motor 11 dem Kupplungsinneren (Ritzel 13) zugeführt wird, ohne Übertragen der Drehbewegung, die von dem Kupplungsinneren (Ritzel 13) zugeführt wird, auf das Kupplungsäußere (Motor 11) zu übertragen.
  • Der Reduktionsmechanismus ist koaxial an dem einen Ende der Abtriebswelle 11a montiert, und z. B. zwischen der Einwegkupplung 15 und dem Motor 11 angeordnet. Um den Anlasser 10 einfach darzustellen, wird auf den Reduktionsmechanismus in der Darstellung verzichtet. Der Reduktionsmechanismus ist ausgestaltet, um das Drehmoment der Motorabtriebswelle zu übertragen, während er die Drehzahl der Motorabtriebswelle reduziert, wodurch das Drehmoment erhöht wird, welches die Abtriebswelle 11a dreht.
  • Der Solenoid 14 ist um den Kolben 16 gewickelt, welcher angebracht ist, in seiner Längsrichtung entsprechend der Axialrichtung des Solenoids 14 verschiebbar zu sein. Ein Ende des Kolbens 16 ist schwenkbar mit einem Ende des Schalthebels 17 verbunden, wobei das andere Ende des Schalthebels 17 schwenkbar mit dem bewegbaren Ritzelelement PM verbunden ist. Der Schalthebel 17 ist drehbar um einen Drehpunkt PI gelagert, der im Wesentlichen in der Mitte seiner Längsrichtung angeordnet ist.
  • Ein Ende des Solenoids 14 ist elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 über das erste Ansteuerrelais 31 verbunden, wobei das andere Ende geerdet ist.
  • In der ersten Ausführungsform umfasst das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 einen Schockabsorber 13a, der an der Abtriebswelle 11a montiert ist. Der Schockabsorber 13a wird betrieben, um ein Drehmoment, welches auf das Ritzel 13 wirkt, wenn das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 ineinandergreift, zu reduzieren (zu absorbieren). Dies ermöglicht es, die Zuverlässigkeit des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1 zu verbessern.
  • Dabei ist zu beachten, dass der Solenoid 14 durch die Abkürzung SL1 dargestellt ist, und der Relais-Schalter 12 durch die Abkürzung SL2, um ein besseres Verständnis der Beschreibungen der Betriebe des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1 hervorzurufen.
  • Die ECU 20 ist z. B. als eine normale Mikrocomputerschaltung ausgestaltet, die z. B. aus einer CPU, einem Speichermedium 20a einschließlich einem ROM (Read Only Memory), wie z. B. einem wiederbeschreibbaren ROM, einem RAM (Random Access Memory), und dergleichen, einer IO (Input und Output)-Schnittstelle, und so weiter besteht.
  • Das Speichermedium 20a speichert im Voraus verschiedene Verbrennungsmaschinensteuerprogramme.
  • Die ECU 20 ist an ihren Eingängen und Ausgängen (IO) mit Ausgangsanschlüssen P1 und P2 vorgesehen, von denen verschiedene Steuersignale ausgegeben werden.
  • Die ECU 20 wird betrieben, um:
    • die Signale zu empfangen, welche von den Sensoren 91 ausgegeben werden; und
    • verschiedene Aktoren AC basieren auf den Betriebszuständen der Verbrennungsmaschine EN, welche durch zumindest manche der empfangenen Signale von den Sensoren 91 bestimmt werden, zu steuern, welche in der Verbrennungsmaschine EN installiert sind, um dadurch verschiedene gesteuerte Variablen der Verbrennungsmaschine EN einzustellen.
  • Die ECU 20 ist z. B. programmiert, um:
    • eine Menge einer Anlassluft in jedem Zylinder einzustellen;
    • einen angemessenen Zündzeitpunkt für den Zünder AC für jeden Zylinder zu berechnen, und einen angemessenen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und eine angemessene Kraftstoffeinspritzmenge für den Kraftstoffinjektor AC zu jedem Zylinder zu berechnen;
    • den Kraftstoffinjektor AC für jeden Zylinder zu instruieren, in einem entsprechend berechneten angemessenen Einspritzzeitpunkt eine entsprechend berechnete angemessene Menge an Kraftstoff in jedem Zylinder zu spritzen; und
    • den Zünder AC für jeden Zylinder zu instruieren, die komprimierte Luft-Kraftstoffmischung oder die Mischung der komprimierten Luft und des Kraftstoffs in jedem Zylinder in einem entsprechend berechneten angemessenen Zündzeitpunkt zu zünden.
  • Das erste Ansteuerrelais 31 dient als eine erste Schalteinheit zum Erregen und Nicht-Erregen des Solenoids 14. Genauer gesagt besteht das erste Ansteuerrelais 31 z. B. aus einem Solenoid 31a und einem Schalter 31b. Ein Ende des Solenoids 31a ist elektrisch mit dem Ausgangsanschluss P2 der ECU 20 und einem Zündschlüsselschalter 60 über die erste Diode 41 verbunden, wobei das andere Ende geerdet ist. Der Zündschlüsselschalter 60 ist im motorbetriebenen Fahrzeug vorgesehen, und besteht aus dem durch den Fahrer zu betätigenden Zündschlüssel, einem Anlasser-AN-Kontakt (Position) START, der mit der ersten Diode D1 elektrisch verbunden ist, und einen AUS-Kontakt (Position) AUS, der geerdet ist.
  • Der Zündschlüsselschalter 60 ist mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden.
  • Wenn ein Erregerstrom bzw. Ansteuerstrom von der ECU 20 zu dem Solenoid 31a über den Ausgangsanschluss P2 zugeführt wird, wird der Solenoid 31a erregt.
  • Der Schalter 31b ist elektrisch zwischen dem positiven Anschluss der Batterie 70 und dem einen Ende des Solenoids 14 verbunden. Der Schalter 31b wird durch eine magnetische Kraft eingeschaltet (geschlossen), welche erzeugt wird, wenn der Solenoid 31a erregt wird, so dass der Solenoid 14 erregt wird.
  • Wenn er erregt ist, schiebt der Solenoid 14 den Kolben 16 derart, dass er entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (nicht dargestellt) in diesen hineingezogen wird. Das Hineinziehen des Kolbens 16 ermöglicht es dem Schalthebel 17, sich zu drehen, so dass das bewegbare Ritzelelement PM in die Eingriffsposition geschoben wird; dieses Schieben des bewegbaren Ritzelelements PM (Ritzel 13) wird durch einen Pfeil K dargestellt. Dies ermöglicht es dem Ritzel 13, mit dem Zahnkranz 15 zum Ankurbeln der Verbrennungsmaschine EN ineinanderzugreifen.
  • Wenn von der ECU 20 hingegen kein Erregerstrom an den Solenoid 31a über den Ausgangskanal P2 übertragen wird, wird der Solenoid 31a nicht erregt, so dass der Schalter 31b ausgeschaltet wird, was darin resultiert, dass der Solenoid 14 nicht erregt wird.
  • In dem nicht erregten Zustand holt die Rückstellfeder den Kolben 16 in seine ursprüngliche Position zurück, dargestellt in 1, so dass das Ritzel 13 nicht mehr mit dem Zahnkranz 50 ineinander greift, was darin resultiert, dass das Ritzel 13 in der Nicht-Eingriffsposition angeordnet ist.
  • Das zweite Ansteuerrelais 32 besteht z. B. aus einem Solenoid 32a und einem Schalter 32b.
  • Ein Ende des Solenoids 32a ist elektrisch mit einem Ausgangsanschluss P1 der ECU 20 und der Anlasser-AN-Position START des Zündschalters 60 über die Verzögerungsschaltung 43 und die zweite Diode 42 verbunden, wobei das andere Ende geerdet ist.
  • Wenn ein Erregerstrom von der ECU 20 zu dem Solenoid 32a über den Ausgangsanschluss P1 zugeführt wird, wird der Solenoid 32a erregt.
  • Der Schalter 32b ist elektrisch zwischen dem positiven Anschluss der Batterie 70 und dem Solenoid 12a des Relais-Schalters 12 verbunden. Der Schalter 32b wird durch eine magnetische Kraft angeschaltet (geschlossen), die erzeugt wird, wenn der Solenoid 32a erregt wird, so dass der Solenoid 12a erregt wird.
  • Wenn der Solenoid 12a erregt wird, wird der Schalter 12b geschlossen (angeschaltet), so dass die Armatur bzw. der Anker des Motors 11 erregt wird. Dies verursacht den Motor 11, die Motorabtriebswelle zusammen mit der Abtriebswelle 11a zu drehen, wodurch das Ritzel 13 (bewegbares Ritzelelement PM) gedreht wird.
  • Wenn hingegen kein Erregerstrom von der ECU 20 zu dem Solenoid 32a über den Ausgangsanschluss P1 zugeführt wird, wird der Solenoid 32a nicht erregt, so dass der Schalter 32b ausgeschaltet wird, was darin resultiert, dass der Solenoid 12a nicht erregt wird.
  • Wenn der Solenoid 12a nicht erregt wird, wird der Schalter 12b geöffnet (angeschaltet), so dass der Anker des Motors 11 nicht erregt wird. Dies verursacht den Motor 11, die Drehung der Motorabtriebswelle und der Abtriebswelle 11a zu stoppen, wodurch die Drehung des Ritzels 13 (bewegbares Ritzelement PM) gestoppt wird.
  • Wenn der Zündschlüssel durch den Fahrer in einem Schlüsselzylinder des motorbetriebenen Fahrzeugs gesteckt wird und durch den Fahrer von der AUS-Position in die Zündung-AN-Position AN gedreht wird, wird eine elektrische Leistung bzw. ein elektrischer Strom der Batterie 70 der ECU 20 zugeführt, so dass die ECU 20 aktiviert wird. Die ECU 20 wandelt die Batteriespannung, wie z. B. 12 Volt, die von der Batterie 70 angelegt wird, in eine Betriebsspannung von z. B. 5 Volt um, und wird durch die Betriebsspannung betrieben.
  • Wenn der Zündschlüssel, der in den Schlüsselzylinder gesteckt wird, durch den Fahrer von der Zündung-AN-Position AN in die Anlasser-AN-Position START gedreht wird, wird ein Erregerstrom von der Batterie 70 zu dem Solenoid 31a über die erste Diode 41 und zu dem Solenoid 32b über die Verzögerungsschaltung 43 und die zweite Diode 42 zugeführt.
  • Da die Verzögerungsschaltung 43 zwischen dem Zündschlüsselschalter 60 und dem zweiten Ansteuerrelais 32 angeordnet ist, wird der Erregerstrom, der von der Batterie 70 zugeführt wird, durch die Verzögerungsschaltung 43 um eine voreingestellte Verzögerungszeit verzögert, wobei der Erregerstrom danach den Solenoid 32a zugeführt wird.
  • Die voreingestellte Verzögerungszeit wird als eine Dauer bestimmt, welche vom Starten des Verschiebens des Ritzels 13 in die Eingriffsposition zum Eingreifen des Ritzels 13 in den Zahnkranz 30 benötigt wird.
  • Das heißt, das Erregen des Solenoids 31a als Antwort auf den Betrieb bzw. die Betätigung des Zündschlüsselschalters 60 durch den Fahrer wird früher durchgeführt, als das Erregen des Solenoids 32a als Antwort auf die Betätigung des Zündschlüsselschalters 60 des Fahrers.
  • Somit wird der Schalter 31b durch die magnetische Kraft angeschaltet (geschlossen), die erzeugt wird, wenn der Solenoid 31a erregt wird, so dass der Solenoid 14 erregt wird. Wie obenstehend beschrieben verschiebt das Erregen des Solenoids 14 das Ritzel 13 in die Eingriffsposition, was darin resultiert, dass das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 ineinandergreift.
  • Da die voreingestellte Verzögerungszeit als die Dauer bestimmt wird, welche von dem Start des Verschiebens des Ritzels 13 bis zur Eingriffsposition des Ritzels 13 in den Zahnkranz 50 benötigt wird, wird der Schalter 32b durch die magnetische Kraft angeschaltet (geschlossen), welche erzeugt wird, wenn der Solenoid 32a erregt wird, so dass der Solenoid 12a erregt wird, nachdem das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 ineinandergreift.
  • Wenn der Solenoid 12a erregt wird, wird der Schalter 12b geschlossen (angeschaltet), so dass der Anker des Motors 11 erregt wird. Wie obenstehend beschrieben wird durch Erregen des Motors 11 das Ritzel 13 (bewegbares Ritzelelement PM) gedreht. Da das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 ineinandergreift, kurbelt die Drehung des Ritzels 13 die Verbrennungsmaschine EN an.
  • Demhingegen befinden sich jedes der ersten und zweiten Ansteuerrelais 31 und 32 in einem Aus-Zustand, während der Zündschalter 60 nicht in der Anlasser-AN-Position START angeordnet ist bzw. sich dort befindet, so dass jeder der Solenoide 14 und 12a nicht erregt wird.
  • Die Verbrennungsmaschinensteuerprogramme, welche in dem Speichermedium 20a gespeichert sind, umfassen eine Verbrennungsmaschinen-Start/Stopp-Steuerroutine (-programm). Die ECU 20 durchläuft die Verbrennungsmaschinen-Start/Stopp-Steuerroutine in einem gegebenen Zyklus wiederholt, während sie erregt wird bzw. mit Energie versorgt wird.
  • Genauer gesagt bestimmt die ECU 20 gemäß der Verbrennungsmaschinen-Automatischen-Start/Stopp-Steuerroutine wiederholt, ob zumindest eine der vorbestimmten Verbrennungsmaschinen-Automatischen-Stoppvoraussetzungen erfüllt sind, basierend auf den Signalen, welche von den Sensoren 91 ausgegeben werden. Das heißt die ECU 20 bestimmt basierend auf den Signalen, welche von den Sensoren 91 ausgegeben werden, wiederholt, ob eine Verbrennungsmaschinen-Automatische-Stoppanfrage auftritt oder nicht.
  • Nach dem Bestimmen, dass zumindest eine vorbestimmte Verbrennungsmaschinen-Automatische-Stoppvoraussetzung erfüllt ist (eine Verbrennungsmaschinen-Automatische-Stoppanfrage tritt auf), führt die ECU 20 eine Verbrennungsmaschinen-Automatische-Stoppfunktion aus. Die Verbrennungsmaschinen-Automatische-Stoppfunktion ist z. B. jene, um die Kraftstoffeinspritzung in jedem der Zylinder der Verbrennungsmaschine EN abzuschalten.
  • Die vorbestimmte Verbrennungsmaschinen-Automatische-Stoppvoraussetzung umfasst z. B. die folgenden Bedingungen bzw. Voraussetzungen, dass:
    • Der Takt des Gaspedals des Fahrers ist Null (der Fahrer geht vollständig vom Gaspedal herunter), so dass das Drosselventil bzw. die Drosselklappe in Leerlaufposition positioniert ist;
    • Der Fahrer drückt das Bremspedal nieder, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist; und
    • Die Verbrennungsmaschinendrehzahl ist gleich oder niedriger als die voreingestellte Drehzahl (Leerlaufreduktionsausführungsdrehzahl).
  • Nach dem automatischen Stoppen der Verbrennungsmaschine EN gemäß einer Anlasser-Ansteuersubroutine einschließlich der Verbrennungsmaschinen-Automatischen-Start/Stopp-Steuerroutine bestimmt die ECU 20, ob zumindest eine der vorbestimmten Verbrennungsmaschinen-Neustartvoraussetzungen erfüllt ist, basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 91 ausgegeben werden.
  • Wenn basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 57 ausgegeben werden, bestimmt wird, dass zumindest eine der vorbestimmten Verbrennungsmaschinen-Neustartvoraussetzungen erfüllt ist, d. h., wenn bestimmt ist, dass eine Verbrennungsmaschinen-Startanfrage auftritt, führt die ECU 20 eine Verbrennungsmaschinen-Automatische-Startfunktion T aus. Die Verbrennungsmaschinen-Automatische-Startfunktion T ist dafür da, um:
    • den Anlasser 10 anzusteuern, um die Verbrennungsmaschine EN anzukurbeln, so dass die Kurbelwelle CS bei einer Initialdrehzahl bzw. Anfangsdrehzahl (Leerlaufdrehzahl) gedreht wird;
    • den Injektor AC für jeden Zylinder zu instruieren, das Einspritzen des Kraftstoffs in einen entsprechenden Zylinder neu zu starten; und
    • den Zünder AC für Zylinder zu instruieren, die Zündung der Luft-Kraftstoffmischung in einem entsprechenden Zylinder neu zu starten.
  • Die vorbestimmten Verbrennungsmaschinen-Neustartvoraussetzungen umfassen z. B. die nachfolgenden Voraussetzungen, dass:
    • das Pedal niedergedrückt wird (die Drosselklappe ist geöffnet); und
    • der Takt des Bremspedals des Fahrers Null ist (der Fahrer löst das Bremspedal vollständig).
  • Hiernach wird die Verbrennungsmaschinen-Automatische-Startfunktion T beschrieben, die durch die ECU 20 auszuführen ist. Die ECU 20 durchläuft die Verbrennungsmaschinen-Automatische-Startfunktion T jedes Mal, wenn eine Verbrennungsmaschine-Startanfrage auftritt.
  • In Schritt S100 in 2A bestimmt die ECU 20, ob die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN in Vorwärtsrichtung zur Zeit des Auftretens einer Verbrennungsmaschinen-Startanfrage gleich oder niedriger als eine voreingestellte Schwellwertdrehzahl TS ist.
  • Die voreingestellte Schwellwertdrehzahl TS wird hiernach beschrieben.
  • Wenn sich die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit des Ritzels 13 und die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit des Zahnkranzes 50 weit voneinander unterscheiden, kann ein Eingriff des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 50 nicht ausgeführt werden.
  • Wenn die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN jedoch gleich oder niedriger als eine konstante Drehzahl wird (eine konstante Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit), kann das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 auch ohne die Drehung des Ritzels 13 ineinandergreifen. Die konstante Drehzahl wird als „voreingestellte Schwellwertdrehzahl TS“ bezeichnet.
  • Genauer gesagt, wenn die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN gleich oder niedriger als die voreingestellte Schwellwertdrehzahl TS wird, ist es möglich, das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 ineinanderzugreifen. Die voreingestellte Schwellwertdrehzahl TS wird bevorzugt gleich oder niedriger als die Leerlaufdrehzahl und gleich oder höher als der lokale Minimalwert der pulsierenden Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN, welcher durch den Motor 11 angekurbelt wird, eingestellt.
  • Nach dem Bestimmen, dass die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN gleich oder niedriger als die eingestellte Schwellwertdrehzahl TS ist (JA in Schritt 100), schreitet die ECU 20 zu Schritt 110 voran. Ansonsten, nach dem Bestimmen, dass die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN höher als die voreingestellte Schwellwertdrehzahl TS ist (NEIN in Schritt S 100), wiederholt die ECU 20 die Bestimmung in Schritt S 100.
  • In Schritt S 110 erregt die ECU 20 das erste Ansteuerrelais 31. Diese Erregung des ersten Ansteuerrelais 31 erregt den Solenoid 14 (SL1), wodurch das Ritzel 13 in die Eingriffsposition geschoben wird.
  • In Schritt S120 bestimmt die ECU 20, ob die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN sofort nach dem Erregen des ersten Ansteuerrelais 31 niedriger als Null ist. Nach dem Bestimmen, dass die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN niedriger als Null ist (JA in Schritt S 120), bestimmt die ECU 20, dass die Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN vorübergehend in eine entgegengesetzte Richtung gedreht wird, und stellt eine erste Standby-Dauer P1 in Schritt S130 ein, und schreitet zu Schritt S150 voran.
  • Andererseits, nach dem Bestimmen, dass die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN gleich oder höher als Null ist (NEIN in Schritt S 120), stellt die ECU 20 eine zweite Standby-Dauer P2 in Schritt S 140 ein, und schreitet zu Schritt S150 voran. Die zweite Standby-Dauer P2 wird von dem Start des Verschiebens des Ritzels 13 bis zum Eingreifen des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 50 benötigt. Die erste Standby-Dauer P1 wird eingestellt, um etwas höher bzw. länger als die zweite Standby-Dauer P2 zu sein.
  • In Schritt S150 bestimmt die ECU 20, ob die eingestellte Standby-Dauer (die erste Standby-Dauer P1 und die zweite Standby-Dauer P2) seit dem Start des Schaltens des Ritzels 13 vergangen ist.
  • Nach dem Bestimmen, dass die eingestellte Standby-Dauer (die erste Standby-DauerP1 oder die zweite Standby-Dauer P2) nicht vergangen ist (NEIN in Schritt S 150), wiederholt die ECU 20 die Bestimmung in Schritt S 150.
  • Ansonsten, nach dem Bestimmen, dass die eingestellte Standby-Dauer (die erste Standby-Dauer P1 oder die zweite Standby-Dauer P2) vergangen ist (JA in Schritt S150), erregt die ECU 20 das zweite Ansteuerrelais 32, um den Motor 11 zu erregen, wodurch das Ritzel 13 in Schritt S160 gedreht wird. Danach beendet die ECU 20 die Verbrennungsmaschinen-Automatische-Startfunktion T.
  • Hierbei ist zu beachten, dass wie obenstehend beschrieben, wenn der Zündschlüssel, der in den Schlüsselzylinder gesteckt wird, durch den Fahrer von der Zündung-AN-Position AN in die Anlasser-AN-Position START gedreht wird, der Erregerstrom von der Batterie 70 zu dem Solenoid 31a über die erste Diode 41 und zu dem Solenoid 32b über die Verzögerungsschaltung 4 und die zweite Diode 42 zugeführt wird.
  • Das heißt, der Erregerstrom, der von der Batterie 70 zugeführt wird, wird dem Solenoid 31a so zugeführt, dass das erste Ansteuerrelais 31 angeschaltet wird, und nachdem die voreingestellte Verzögerungszeit vergangen ist, seit dem Anschalten des ersten Ansteuerrelais 31, wird der Erregerstrom dem Solenoid 32a so zugeführt, dass das zweite Ansteuerrelais 32 angeschaltet wird.
  • Da die voreingestellte Verzögerungszeit als die Dauer bestimmt wird, welche von dem Starten des Verschiebens des Ritzels 13 bis zum Eingreifen des Ritzels 13 in die Eingriffsposition mit dem Zahnkranz 50 benötigt wird, wird das zweite Ansteuerrelais 32 angeschaltet, so dass der Relais-Schalter 12 angeschaltet wird, was darin resultiert, dass der Anker des Motors 11 nach dem Eingreifen des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 50 erregt wird,. Dies verursacht den Motor 11, das Ritzel 13 (bewegbares Ritzelelement PM) zu drehen. Da das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 ineinandergreift, kurbelt die Drehung des Ritzels 13 die Verbrennungsmaschine EN an.
  • Wie obenstehend beschrieben, selbst wenn eine Verbrennungsmaschinen-Startanfrage auftritt, bei welcher die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN höher als die voreingestellte Schwellwertdrehzahl ist, muss die Verbrennungsmaschinen-Automatische-Startfunktion T auf die Drehung des Ritzels 13 warten (siehe Schritt S100), und das erste Ansteuerrelais 31 anschalten, um dadurch das Ritzel 13 in die Eingriffsposition zu verschieben, wenn die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN gleich oder niedriger als die voreingestellte Schwellwertdrehzahl ist (siehe Schritt S110). Falls eine Verbrennungsmaschinen-Startanfrage auftritt, wobei die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN gleich oder niedriger als die voreingestellte Schwellwertdrehzahl ist, muss die Verbrennungsmaschinen-Automatische-Startfunktion T das erste Ansteuerrelais 31 sofort anschalten, um dadurch das Ritzel in die Eingriffsposition zu schieben.
  • Danach, wenn das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 eingreift (JA in Schritt S150), muss die Verbrennungsmaschinen-Automatische-Startfunktion T das zweite Ansteuerrelais 32 anschalten, um den Motor 11 und das Ritzel 13 zu drehen, wodurch die Verbrennungsmaschine EN angekurbelt wird (siehe Schritt S160).
  • Genauer gesagt, wenn die Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage auftritt, während die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS abfällt (ausläuft), nachdem die Verbrennungsmaschine EN automatisch stoppt, steuert das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 den Anlasser 10, um das Ritzel 13 in die Eingriffsposition zu schalten, ohne in sofortiger Reaktion auf das Auftreten der Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage zu drehen. Diese Steuerung wird hiernach als „erste voreingestellte Steuerung“ bezeichnet.
  • Die erste voreingestellte Steuerung kurbelt (startet) die Verbrennungsmaschine EN sofort an, wenn eine Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage auftritt. Da der Motor 11 nicht für den Eingriff des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 50 beim Auftreten der Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage angesteuert wird, ist es möglich, den Anstieg des Leistungsverbrauchs aufgrund der Leistungszufuhr des Motors 11 stark zu reduzieren.
  • Zudem kann die ECU 20 eine hiernach beschriebene zweite voreingestellte Steuerung ausführen.
  • Genauer gesagt, bezüglich 2B, bestimmt die ECU 20, ob die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS in Schritt S200 auf Null gehalten wird.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS nicht auf Null gehalten wird (NEIN in Schritt S200), wiederholt die ECU 20 die Bestimmung in Schritt S200.
  • Andererseits, wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl NE der Kurbelwelle CS auf Null gehalten wird (JA in Schritt S200), erregt die ECU 20 das erste Ansteuerrelais 31 vor dem Auftreten einer Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage in Schritt S210. Diese Erregung des ersten Ansteuerrelais 130 erregt den Solenoid 14 (SL1). Die Erregung des Solenoids 14 schiebt das Ritzel 13 in die Eingriffsposition, so dass das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 vor dem Auftreten einer Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage ineinandergreift.
  • Als nächstes bestimmt die ECU 20 basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 91 in Schritt S220 ausgegeben werden, ob eine Verbrennungsmaschinen-Startanfrage auftritt.
  • Wenn bestimmt wird, dass eine Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage nicht auftritt (NEIN in Schritt S220), wiederholt die ECU 20 die Bestimmung in Schritt S220.
  • Andererseits, wenn bestimmt wird, dass eine Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage auftritt (JA in Schritt S220), erregt die ECU 20 das zweite Ansteuerrelais 32, um den Motor 11 zu erregen, wodurch das Ritzel 13 in Schritt S230 gedreht wird. Danach beendet die ECU 20 die zweite voreingestellte Steuerung.
  • Da das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 ineinandergegriffen hat, kurbelt die Drehung des Ritzels 13 die Verbrennungsmaschine EN an.
  • Das heißt, die zweite voreingestellte Steuerung erreicht einen Vorteil eines sofortigen Neustartens (Ankurbelns) der Verbrennungsmaschine EN im Vergleich zu einer Steuerung, in welcher das Ritzel 13 in die Eingriffsposition geschoben wird, nachdem die Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage aufgetreten ist.
  • Darüber hinaus kann die ECU 20 eine hiernach beschriebene Vor-Drehung-Steuerung ausführen.
  • Genauer gesagt, bezüglich 2C, bestimmt die ECU 20, ob eine Verbrennungsmaschinen-Startanfrage auftritt, basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 91 während der Drehzahl ME der Kurbelwelle CS ausgegeben werden, welche nach dem automatischen Stoppen der Verbrennungsmaschine EN in Schritt S300 reduziert wird (ausläuft).
  • Wenn bestimmt wird, dass eine Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage nicht auftritt (NEIN in Schritt S300), wiederholt die ECU 20 die Bestimmung in Schritt S300.
  • Andererseits, wenn bestimmt wird, dass eine Verbrennungsmaschinen-Neustartanfrage auftritt (JA in Schritt S300), erregt die ECU 20 das zweite Ansteuerrelais 32, um den Motor 11 zu erregen, wodurch das Ritzel 13 vor dem Verschieben des Ritzels 13 in Schritt S310 gedreht wird.
  • Als nächstes bestimmt die ECU 20 in Schritt S320, ob die Drehzahl des Ritzels 13 im Wesentlichen synchron zur Drehzahl des Zahnkranzes 50 der Kurbelwelle CS ist.
  • Dabei ist zu beachten, dass in der Beschreibung die Synchronisation zwischen der Drehzahl des Ritzels 13 und der Drehzahl des Zahnkranzes 50 bedeutet, dass die periphere Drehzahl bzw. äußere Drehzahl des Zahnkranzes 50 (die äußere Drehzahl der Zähne des Zahnkranzes 50) im Wesentlichen gleich der äußeren Drehzahl des Ritzels 13 (die äußere Drehzahl der Zähne des Ritzels 13) ist.
  • Somit steht die Aussage, dass die Drehzahl des Zahnkranzes 50 gleich der des Ritzels 13 ist, für die Tatsache, dass die äußere Drehzahl des Zahnkranzes 50 gleich der des Ritzels 13 ist. Daher weisen die tatsächliche Drehzahl des Zahnkranzes 50 und die des Ritzels 13 ein Verhältnis zwischen dem Durchmesser (z.B. dem Durchmesser des Teilkreises) des Zahnkranzes 50 und dem Durchmesser (z.B. dem Durchmesser des Teilkreises) des Ritzels 13 auf.
  • Wenn z.B. angenommen wird, dass der Durchmesser des Zahnkranzes 50 zehnmal so groß wie der des Ritzels 13 ist, ist auch die tatsächliche Drehzahl des Ritzels 13 das Zehnfache der des Zahnkranzes 50, wenn die Drehzahl des Zahnkranzes 50 synchron mit der des Ritzels 13 ist.
  • Das heißt, wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl des Ritzels 13 im Wesentlichen nicht synchron mit der Drehzahl des Zahnkranzes 50 der Kurbelwelle CS ist (NEIN in Schritt S220), wiederholt die ECU 20 die Bestimmung in Schritt S320.
  • Andererseits, wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl des Ritzels 13 im Wesentlichen synchron mit der Drehzahl des Zahnkranzes 50 der Kurbelwelle CS ist (JA in Schritt S320), erregt die ECU 20 das erste Ansteuerrelais 31, während das Ritzel 13 in Schritt S330 gedreht wird. Dieses Erregen des ersten Ansteuerrelais 31 erregt den Solenoid 14 (SL1). Das Erregen des Solenoids 14 schiebt das drehende Ritzel 13 in die Eingriffsposition, so dass das drehende Ritzel 13 mit dem drehenden Zahnkranz 50 eingegriffen ist. Da die Drehzahl des Ritzels 13 im Wesentlichen synchron mit der Drehzahl des Zahnkranzes 50 der Kurbelwelle CS ist, kann ein Eingriff sanft ausgeführt werden.
  • Das heißt, die Vor-Drehung-Steuerung erreicht einen Vorteil des sofortigen Neustartens (Ankurbelns) der Verbrennungsmaschine EN im Vergleich zu einer Steuerung, bei welcher das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 50 eingreift, nachdem die Drehzahl ME der Kurbelwelle CS Null ist.
  • Das heißt, die ECU 20 kann eine der ersten voreingestellten Steuerung, der zweiten voreingestellten Steuerung und der Vor-Drehung-Steuerung gemäß der Drehzahl ME der Kurbelwelle CS und einer Beziehung zwischen der Drehzahl ME der Kurbelwelle CS und einem Zeitpunkt des Auftretens einer Verbrennungsmaschinen-Startanfrage, ausführen.
  • Dabei ist zu beachten, dass, wie obenstehend beschrieben, die Kurbelwelle CS der Verbrennungsmaschine EN vorübergehend in entgegengesetzte Richtung gedreht wird, kurz vor dem Stoppen der Drehung der Kurbelwelle CS. Zu diesem Zeitpunkt würde eine Torsionsbelastung aufgrund des Eingreifens und eine Torsionsbelastung aufgrund des Drehmoments, das durch den Motor 11 erzeugt wird, überlappend erzeugt werden, falls die ECU 20 den Motor 11 antreiben würde, um das Ritzel 13 sofort nach dem Eingreifen des Ritzels 13 in dem Zahnkranz 50 zu drehen. Daher würden der Motor 11, die Abtriebswelle 11a und die Kurbelwelle CS einer relativ großen Torsionsbelastung ausgesetzt sein.
  • Demhingegen wartet die ECU 20 gemäß der ersten Ausführungsform auf das Verstreichen der ersten Standby-Dauer P1, die etwas länger als die zweite Standby-Dauer P2 ist; diese zweite Standby-Dauer P2 wird vom Start des Verschiebens des Ritzels 13 bis zum Eingreifen des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 50 benötigt (siehe Schritte S130 und S150). Nach dem Beenden des Wartens, schaltet die ECU 20 das zweite Ansteuerrelais 32 an, um den Relais-Schalter 12 anzuschalten (siehe Schritt S160), wodurch sich der Motor 11 zusammen mit dem Ritzel 13 dreht.
  • Da die Torsionsbelastung aufgrund des Eingreifens für einen Moment kurz nach dem Eingreifen erzeugt wird, ermöglicht das Warten für die erste Standby-Dauer P1, dass die Torsionsbelastung aufgrund des Eingreifens und die Torsionsbelastung aufgrund des Drehmoments, das durch den Motor 11 erzeugt wird, verteilt wird. Diese Verteilung reduziert die maximale Torsionsbelastung, wodurch eine Ermüdung von Metallteilen des Anlassers 10, welche den Torsionsbelastungen ausgesetzt sind, reduziert wird.
  • Wie obenstehend beschrieben, ist das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform ausgestaltet, um variabel eine Standby-Dauer von dem Startzeitpunkt des Verschiebens des Ritzels 13 in die Eingriffsposition bis zum Zeitpunkt des Drehens des Ritzels 13 gemäß einem Wert der Drehzahl ME der Kurbelwelle CS kurz nach dem Erregen des ersten Ansteuerrelais 31 zu variieren.
  • Das heißt, um die variable Bestimmung der Standby-Dauer von dem Startzeitpunkt des Verschiebens des Ritzels 13 in die Eingriffsposition bis zum Zeitpunkt der Drehung des Ritzels 13 zu implementieren, besteht das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 aus: dem ersten Ansteuerrelais 31 zum unabhängigen Schalten der Erregung und Nicht-Erregung des Solenoids 14 (dem Ritzel-Schaltaktor), dem zweiten Ansteuerrelais 32, und dem Relais-Schalter 12; wobei das zweite Ansteuerrelais 32 und der Relais-Schalter 12 adaptiert sind, die Erregung und Nicht-Erregung des Motors 11 zu schalten.
  • Zudem ist das Verbrennungsmaschinen-Anlassersystem 1 ausgebildet, das Verschieben des Ritzels 13 und dessen Drehen individuell zu steuern; diese Konfiguration ermöglicht das variable Bestimmen der Standby-Dauer von dem Startzeitpunkt des Verschiebens des Ritzels 13 in die Eingriffsposition bis zum Zeitpunkt der Drehung des Ritzels 13.
  • Genauer gesagt ist es möglich, das Erregen und Nicht-Erregen des Motors 11 unabhängig vom Verschieben des Ritzels 13 zu schalten, und das Erregen und Nicht-Erregen des Solenoids 14 unabhängig vom Ansteuerzustand bzw. dem Betriebszustand des Motors 11 zu schalten. Somit ist es möglich, den Solenoid 14 und den Motor 11 so zu steuern, dass sie vollständig unabhängig voneinander sind.
  • In dem Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 dienen der Relais-Schalter 12 zum Schalten der Erregung und Nicht-Erregung des Motors 11 und das zweite Ansteuerrelais 32 zum Steuern der Aktivierung bzw. Betätigung des Relais-Schalters 12 als zweite Schalteinheit zum Schalten der Erregung und Nicht-Erregung des Motors 11.
  • Falls der Relais-Schalter 12 nicht vorgesehen wäre, so dass die zweite Schalteinheit zum Schalten der Erregung und Nicht-Erregung des Motors 11 nur aus dem zweiten Ansteuerrelais 32 bestehen würde, würden folgende Probleme auftreten.
  • Genauer gesagt, da die Leistung, die dem Motor 11 zuzuführen ist, höher als die Leistung ist, die dem Solenoid 14 zuzuführen ist, würde ein Relais, als das zweite Ansteuerrelais 32, erforderlich sein, das einem hohen Strom widersteht. Aus diesem Grund könnte die ECU 20 den Betrieb des zweiten Ansteuerrelais 32 nicht direkt steuern, da ein höherer Erregerstrom erforderlich wäre, um den AN-Zustand des zweiten Ansteuerrelais 32 aufrechtzuerhalten.
  • Hinsichtlich des vorstehend erwähnten Punkts ist das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 so ausgebildet, dass der Relais-Schalter 12 zum Schalten der Erregung und Nicht-Erregung des Motors 11 und das zweite Ansteuerrelais 32 zum Steuern der Aktivierung bzw. Betätigung des Relais-Schalters 12 die zweite Schalteinheit zum Schalten der Erregung und Nicht-Erregung des Motors 11 ausbilden.
  • Diese Konfiguration reduziert einen Stromwert, der dem zweiten Ansteuerrelais 32 zuzuführen ist, im Vergleich zu einem Stromwert, der dem Relais-Schalter 12 zu dem Motor 11 zuzuführen ist. Somit ist es möglich, den Erregerstrom, der zum Aufrechterhalten des AN-Zustands des zweiten Ansteuerrelais 32 erforderlich ist, zu reduzieren. Diese Reduktion ermöglicht der ECU 20, den Betrieb des zweiten Ansteuerrelais 32 direkt zu steuern. Aus diesem Grund ist es möglich, den Startzeitpunkt der Drehung des Motors 11 mit einer hohen Genauigkeit zu steuern, wodurch die Kontrollierbarkeit bezüglich des zweiten Ansteuerrelais 32 verbessert wird.
  • Zweite Ausführungsform
  • Ein Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1A gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach bezüglich 3 beschrieben. In 3 werden das Ritzel 13, die Einwegkupplung 15, der Kolben 14, der Schalthebel 17, die Verbrennungsmaschine EN, die Sensoren 91, und dergleichen zur Vereinfachung der Darstellung der Struktur bzw. des Aufbaus des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1a weggelassen.
  • Der Aufbau und/oder die Funktionen des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1A gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich vom Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 in den nachfolgenden Punkten.
  • Genauer gesagt wird ein MOS-Transistorrelais (Halbleiterrelais) 210 anstelle des ersten Ansteuerrelais 31 als die erste Schalteinheit zum Erregen und Nicht-Erregen des Solenoids 14 verwendet. Der Ausgang des MOS-Transistorrelais 310 ist elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden, und dessen Quelle elektrisch mit dem Solenoid 14 verbunden.
  • Ein MOS-Transistorrelais (Halbleiterrelais) 320 wird anstelle des zweiten Ansteuerrelais 32 als die zweite Schalteinheit zum Schalten des Erregens und Nicht-Erregens des Motors 11 verwendet. Der Ausgang des MOS-Transistorrelais 310 ist elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden, wobei dessen Quelle elektrisch mit dem Solenoid 12a verbunden ist.
  • Dabei ist zu beachten, dass als der Relais-Schalter 12 zum direkten Erregen und Nicht-Erregen des Motors 11 ein mechanisches Relais wie in der ersten Ausführungsform verwendet wird.
  • Das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1A besteht ferner aus einer ersten Ansteuerung bzw. einem ersten Treiber 311 und einem zweiten Treiber 321. Der erste Treiber 311 ist elektrisch mit der ECU 20, der ersten Diode 41 und einem Steueranschluss verbunden, so wie das Gatter des MOS-Transistorrelais 310. Der zweite Treiber 321 ist elektrisch mit der ECU 20, der Verzögerungsschaltung 43 und dem Steueranschluss verbunden, sowie dem Gatter des MOS-Transistorrelais 320.
  • Der erste Treiber 311 wird gemäß einer Instruktion aktiviert bzw. betätigt, welche von der ECU 20 oder dem Erregerstrom, der von der Batterie 70 über den Zündschalter 60 und die erste Diode 41 gesendet wird, gesendet wird. Wenn er aktiviert bzw. betätigt ist, steuert der erste Treiber 311 einen Gatterstrom, der an dem Gatter des MOS-Transistorrelais 310 anzulegen ist, um dadurch den Arbeitszyklus des Gattersignals einzustellen. Der erste Treiber 311 ist z.B. ausgestaltet, um in einem PWM-Modus betrieben zu werden, um als den Gatterstrom einen Impulsstrom mit der Weite von jedem Impuls auszugeben, welcher moduliert ist.
  • Demgemäß wird der zweite Treiber 321 gemäß einer Instruktion, die von der ECU 20 gesendet wird, oder dem Erregerstrom, der von der Batterie 70 über den Zündschalter 60 und die Verzögerungsschaltung 43 gesendet wird, betätigt. Wenn er betätigt ist, ist der zweite Treiber 321 ausgestaltet, um einen Gatterstrom zu steuern, der an dem Gatter des MOS-Transistorrelais 320 anzulegen ist, um dadurch den Arbeitszyklus des Gattersignals einzustellen. Der zweite Treiber 321 ist z.B. ausgestaltet, um in einem PWM-Modus betrieben zu werden, um einen Impulsstrom als den Gatterstrom mit der Weite von jedem Impuls auszugeben, welcher moduliert wird.
  • Dabei ist zu beachten, dass auf die zweite Diode 42 von der Konfiguration des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1A verzichtet wird. Andere Elemente und eine Schaltungsstruktur bzw. ein Schaltungsaufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1A sind im Wesentlichen gleich denen des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1. Das heißt, das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1A ist ausgebildet, den Solenoid 14 und den Motor 11 so zu steuern, dass sie vollständig unabhängig voneinander sind.
  • Somit ist die ECU 20 des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1A adaptiert, die erste voreingestellte Steuerung, die zweite voreingestellte Steuerung und die Vor-Drehung-Steuerung, welche in der ersten Ausführungsform beschrieben werden, auszuführen.
  • Wie obenstehend beschrieben, ist das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1A gemäß der zweiten Ausführungsform mit dem MOS-Transistorrelais 310 und 320 anstelle der mechanischen Relais vorgesehen. Da jedes der MOS-Transistorrelais 310 und 320 eine Betriebszeit hat, die schneller als die der mechanischen Relais ist, ist es für das Verbrennungsmaschinensteuersystem 1A möglich, ein Verschieben des Ritzels 13 und eine Drehung bzw. Umdrehung des Motors 11 schneller zu starten, als Verbrennungsmaschinensteuersysteme, welche mechanische Relais verwenden. Zudem gibt es kleine Unterschiede zwischen den Betriebszeiten der MOS-Transistorrelais 310 und 320, da die Betriebszeiten der MOS-Transistorrelais 310 und 320 im Wesentlichen konstant sind. Somit ist es möglich, den Startzeitpunkt des Verschiebens des Ritzels 13 und den Startzeitpunkt der Drehung bzw. Umdrehung des Motors 11 genau zu steuern.
  • Jedes der MOS-Transistorrelais 310 und 320 weist eine niedrigere Erholungszeit im Vergleich zu der von mechanischen Relais auf; diese Erholungszeit steht für eine Zeit, welche ein Relais in einem AUS-Zustand durch Nicht-Erregen benötigt, um sich in einem AN-Zustand durch Erregen sofort nach der Nicht-Erregung zu erholen. Somit ist es beim automatischen Starten der Verbrennungsmaschine EN nach dessen automatischem Stoppen möglich, eine entsprechende Zeit, welche von dem Auftreten einer Verbrennungsmaschinenstartanfrage bis zum Starten der Verbrennungsmaschine EN benötigt wird, kürzer einzustellen, als in einem Fall, in welchem Verbrennungsmaschinenanlassersysteme mechanische Relais verwenden.
  • Da jedes der MOS-Transistorrelais 310 und 320 eine höhere Dauerfestigkeit als mechanische Relais aufweist, ist es möglich, die Dauerfestigkeit bzw. Langlebigkeit des Verbrennungsmaschinenanslassersystems 1A im Vergleich zu Verbrennungsmaschinenanlassersystemen, welche mechanisch Relais verwenden, zu verbessern.
  • Insbesondere die Leerlaufreduktionssteuerung (Verbrennungsmaschinen-Automatische-Start/Stopp-Steuerung), wie obenstehend dargestellt, schaltet die MOS-Transistorrelais 310 und 320 regelmäßig an und aus. Aus diesem Grund ist der Vorteil des Verbesserns der Langlebigkeit bzw. Dauerfestigkeit des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1A von besonderer Relevanz.
  • Zudem veranlasst die ECU 20 den zweiten Treiber 321, den Gatterstrom, der an dem Gatter des MOS-Transistorrelais 320 anzulegen ist, zu steuern, um dadurch den Betriebszyklus des Gattersignals einzustellen. Dies ermöglicht eine Steuerung der Drehzahl des Motors 11 mit einer hohen Genauigkeit, wobei die Veränderung der Drehzahl geglättet wird.
  • Dritte Ausführungsform
  • Ein Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1B gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach bezüglich 4 beschrieben. In 4 wird auch auf das Ritzel 13, die Einwegkupplung 15, den Kolben 14, den Schalthebel 17, die Verbrennungsmaschine EN, die Sensoren 91 und dergleichen zur vereinfachten Darstellung des Aufbaus des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1B verzichtet.
  • Das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1A gemäß der zweiten Ausführungsform ist ausgebildet, die Treiber 311 und 321 anzusteuern, um den Gatterstrom (Erregerstrom) an die MOS-Transistorrelais 310 und 320 auszugeben, um dadurch die MOS-Transistorrelais 310 und 320 entsprechend anzuschalten.
  • Das Level des Gatterstroms, welcher benötigt wird, um die MOS-Transistoren 310 und 320 in einem AN-Zustand zu halten ist, höher als das Level des Erregerstroms, welcher dem Solenoid von jedem der mechanischen Relais 31 und 32 zuzuführen ist.
  • Dies könnte nicht jeden der MOS-Tansistoren 310 und 320 in einem AN-Zustand halten, wenn die Batteriespannung aufgrund eines Einschaltstroms reduziert wird, welcher zu dem Zeitpunkt des Startens des Zuführens der Leistung zu dem Motor 11 verursacht bzw. erzeugt wird. Insbesondere während eines Kaltstarts der Verbrennungsmaschine EN kann die Last an dem Motor 11 mit einem Anstieg der Reibung von verschiebbaren Kontaktabschnitten von jedem Zylinder und der darin installierten Kolben der Verbrennungsmaschine EN ansteigen. Da diese starke Last an dem Motor 11 die Batteriespannung reduzieren kann, kann es Bedenken geben, dass jeder der MOS-Transistoren 310 und 320 nicht in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden kann.
  • Hinsichtlich der vorstehend erwähnten Umstände ist das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1B gemäß der dritten Ausführungsform mit einer Leistungszuführschaltung 44 zusätzlich zu dem Aufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1A vorgesehen. Wenn die Batteriespannung plötzlich reduziert wird, um gleich oder niedriger als ein voreingestelltes Level zu sein, wird die Leistungszuführschaltung 44 betrieben, um den ersten und zweiten Treibern 311 und 321 Leistung bzw. einen Strom zuzuführen, welche bzw. welcher als der Gatterstrom (Erregerstrom) für jeden der MOS-Transistoren 310 und 320 verwendet wird.
  • Genauer gesagt besteht die Leistungszuführschaltung 44 aus einem Kondensator 44a und einer Diode 44b, wobei deren Anode elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden ist, und deren Kathode elektrisch mit der einen Elektrode des Kondensators 44a verbunden ist. Die andere Elektrode des Kondensators 44a ist elektrisch mit dem ersten Treiber 311, dem zweiten Treiber 321 und der Verzögerungsschaltung 43 verbunden.
  • Das heißt, die Leistungszuführschaltung 44 ist elektrisch parallel zu jedem der MOS-Transistoren 310 und 320 verbunden. Jeder der ersten und zweiten Treiber 311 und 321 wird mit einer Betriebsspannung von 5 V betrieben, welche von der ECU 20 zugeführt wird.
  • Andere Elemente und ein Schaltungsaufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1B sind im Wesentlichen identisch zu jenen des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1A.
  • Im Aufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1B wird der Kondensator 44a geladen, da die Batteriespannung an der Leistungszuführquelle 44 angelegt wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird die geladene Spannung im Kondensator 44a an jedem der ersten und zweiten Treiber 311 und 321 angelegt, selbst wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level aufgrund des Einschaltstroms zu sein, welcher zum Zeitpunkt des Startens des Zuführens einer Leistung zu dem Motor 11 verursacht wird, während der AN-Zustand von jedem der MOS-Transistorrelais 310 und 320 aufrechterhalten wird. Dies führt den Gatterstrom von den entsprechenden ersten und zweiten Treibern 311 und 321 kontinuierlich zu jedem der MOS-Transistorrelais 310 und 320 so zu, dass die ersten und zweiten MOS-Transistoren 310 und 320 in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden.
  • Demgemäß umgeht das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1B das Problem, dass jeder der MOS-Transistoren 310 und 320 nicht in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden könnte, wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein.
  • Vierte Ausführungsform
  • Ein Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1C gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach bezüglich 5 beschrieben. In 5 wird zur vereinfachten Darstellung des Aufbaus des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1C auf das Ritzel 13, die Einwegkupplung 15, den Kolben 14, den Schalthebel 17, die Verbrennungsmaschine EN, die Sensoren 41 und dergleichen verzichtet.
  • Im Vergleich zu dem Aufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1B ist das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1C gemäß der vierten Ausführungsform mit einem Verstärker 45 anstelle der Leistungszuführschaltung 44 vorgesehen.
  • Ein Eingangsanschluss des Verstärkers 45 ist elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden, und ein Ausgangsanschluss des Verstärkers elektrisch mit dem ersten Treiber 311, dem zweiten Treiber 321 und der Verzögerungsschaltung 43.
  • Das heißt, der Verstärker 45 ist elektrisch parallel zu jedem der MOS-Transistoren 310 und 320 verbunden.
  • Andere Elemente und eine Schaltungsstruktur bzw. ein Schaltungsaufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1C sind im Wesentlichen identisch zu jenen des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1B.
  • Bei dem Aufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1C verstärkt der Verstärker 45 die Batteriespannung auf einen ausreichend hohen Wert bzw. ein ausreichend hohes Level, und führt die verstärkte Batteriespannung jedem der ersten und zweiten Treiber 311 und 321 zu, selbst wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level aufgrund des Einschaltstroms zu sein, welcher zum Zeitpunkt des Startens des Zuführens der Leistung zu dem Motor 11 verursacht wird, während der AN-Zustand von jedem der MOS-Transistorrelais 310 und 320 aufrechterhalten wird. Dies führt den Gatterstrom kontinuierlich jedem der MOS-Transistorrelais 310 und 320 von den entsprechenden ersten und zweiten Treibern 311 und 321 so zu, dass die ersten und zweiten MOS-Transistoren 310 und 320 in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden, selbst wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein, z.B. während eines Kaltstartzeitpunkts.
  • Demgemäß kann durch das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1C das Problem verhindert werden, dass jeder der MOS-Transistoren 310 und 320 nicht in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden könnte, wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Ein Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1D gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach bezüglich 6 beschrieben. In 6 wird zur vereinfachten Darstellung des Aufbaus des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1D auf das Ritzel 13, die Einwegkupplung 15, den Kolben 14, den Schalthebel 17, die Verbrennungsmaschine EN, die Sensoren 91 und dergleichen verzichtet.
  • Die ECU 20 ist normalerweise mit einer Leistungszuführschaltung 440 oder einem Verstärker 450 integriert. Die Leistungszuführschaltung 440 wird betrieben, um darin eine Leistung bzw. einen Strom zu laden, welche(r) von der Batterie 70 zugeführt wird, und als Backup-Leistungsquelle für die ECU 20 zu dienen, wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein. Der Verstärker 54 wird betrieben, um die Batteriespannung auf ein ausreichend hohes Level zu verstärken, wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein, und dient als Backup-Leistungsquelle für die ECU 20.
  • Das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1D ist ausgebildet, um anstelle der Leistungszuführschaltung 44 oder des Verstärkers 45 entweder die Leistungszuführschaltung 440, welche funktional äquivalent zur Leistungszuführschaltung 44 ist, oder den Verstärker 450, welcher funktional äquivalent zum Verstärker 45 ist, zu verwenden. Die Leistungszuführschaltung 440 oder der Verstärker 450, welche in die ECU 20 integriert sind, werden hiernach als Backup-Leistungsquelle 460 bezeichnet.
  • Ein Eingangsanschluss der Backup-Leistungsquelle 460 ist elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden, wobei ein Ausgangsanschluss der Backup-Leistungsquelle elektrisch mit dem ersten Treiber 311, dem zweiten Treiber 321 und der Verzögerungsschaltung 340 verbunden ist.
  • Andere Elemente und ein Schaltungsaufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1D sind im Wesentlichen identisch zu jenen des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1B oder 1C.
  • Im Aufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1D, selbst wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level aufgrund des Einschaltstroms zu sein, welcher zum Zeitpunkt des Startens des Zuführens der Leistung zu dem Motor 11 verursacht wird, während der AN-Zustand von jedem der MOS-Transistorrelais 310 und 320 aufrechterhalten wird, führt die Backup-Leistungsquelle 460 kontinuierlich den Gatterstrom zu jedem der MOS-Transistorrelais 310 und 320 von den entsprechenden ersten und zweiten Treibern 311 und 321 zu, so dass die ersten und zweiten MOS-Transistoren 310 und 320 in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden, selbst wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein, z.B. während eines Kaltstarts.
  • Demgemäß verhindert das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1D das Problem, dass jeder der MOS-Transistoren 310 und 320 nicht in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden könnte, wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein.
  • Zudem verwendet das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1D eine ursprünglich installierte Backup-Leistungsquelle 460 als die Leistungszuführschaltung 440 oder den Verstärker 450 zum Aufrechterhalten der ersten und zweiten MOS-Transistoren 310 und 320 in einem AN-Zustand. Somit ist es im Vergleich zum Aufbau von jedem der Verbrennungsmaschinenanlassersysteme 1B oder 1C möglich, die Anzahl von Komponenten des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1D zu reduzieren, wodurch die Kosten des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1D im Vergleich zu jenen von den Verbrennungsmaschinenanlassersystemen 1B oder 1C reduziert werden können.
  • Sechste Ausführungsform
  • Ein Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1E gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach bezüglich 7 beschrieben. In 7 wird zur vereinfachten Darstellung des Aufbaus des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1E auf das Ritzel 13, die Einwegkupplung 15, den Kolben 14, den Schalthebel 17, die Verbrennungsmaschine EN, die Sensoren 91 und dergleichen verzichtet.
  • Zusätzlich zu dem Aufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1 ist das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1E gemäß der sechsten Ausführungsform mit den MOS-Transistorrelais 310 und 320 vorgesehen, und den ersten und zweiten Treibern 311 und 321, welche in der zweiten Ausführungsform beschrieben werden.
  • Das MOS-Transistorrelais (viertes Relais) 310 ist elektrisch parallel zum ersten Ansteuerrelais (fünfte Relais) 31 verbunden. Genauer gesagt ist der Ausgang des MOS-Transistorrelais 310 elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden. Die Quelle des MOS-Transistorrelais 310 und des einen Endes des Schalters 31b sind elektrisch mit dem Solenoid 14 verbunden, und das andere Ende des Schalters 31b ist elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden. Das Gatter des MOS-Transistorrelais 310 ist elektrisch mit dem ersten Treiber 311 verbunden, welcher elektrisch mit der ECU 20 verbunden ist.
  • Das MOS-Transistorrelais (zweites Relais) 320 ist elektrisch parallel zum zweiten Ansteuerrelais (drittes Relais) 32 verbunden. Genauer gesagt ist der Ausgang des MOS-Transistorrelais 320 elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden. Die Quelle des MOS-Transistors 320 und ein Ende des Schalters 32b sind elektrisch mit dem Solenoid 12a verbunden, und das andere Ende des Schalters 32b ist elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden. Das Gatter des MOS-Transistorrelais 320 ist elektrisch mit dem zweiten Treiber 321 verbunden, welcher elektrisch mit der ECU 20 verbunden ist.
  • Andere Elemente und ein Schaltungsaufbau des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1E sind im Wesentlichen identisch zu jenen des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1.
  • Wie obenstehend beschrieben, wird das Problem, dass jeder der MOS-Transistoren 310 und 320 nicht in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden könnte, wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein, bei dem Normalstart bzw. Normalanlassens der Verbrennungsmaschine EN als Antwort auf den Betrieb bzw. die Betätigung des Fahrers des Zündschalters 60 noch mehr verstärkt, als beim automatischen Starten der Verbrennungsmaschine EN nach dem automatischen Stoppen der Verbrennungsmaschine.
  • Dies ist deshalb so, da die Temperatur der Verbrennungsmaschine EN bei einem normalen Starten der Verbrennungsmaschine EN als Antwort auf den Betrieb bzw. die Betätigung des Fahrers des Zündschalters 60 niedriger als die bei der Verbrennungsmaschine EN beim automatischen Starten der Verbrennungsmaschine EN nach deren automatischen Stoppen ist. Genauer gesagt, während eines Kaltstarts der Verbrennungsmaschine EN kann die Last an dem Motor 11 durch eine erhöhte Reibungskraft von verschiebbaren Kontaktabschnitten von jedem Zylinder und des darin installierten Kolbens der Verbrennungsmaschine EN ansteigen.
  • Da diese schwere Last des Motors 11 die Batteriespannung reduzieren kann, gibt es entsprechende Bedenken, dass ein hoher Einschaltstrom zum Zeitpunkt des Startens des Zuführens der Leistung zu dem Motor 11 verursacht werden kann, so dass jeder der MOS-Transistoren 310 und 320 nicht in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden könnte.
  • Demhingegen, da die Temperatur der Verbrennungsmaschine EN stärker erhöht wird, als die Temperatur der Verbrennungsmaschine EN bei einem normalen Start der Verbrennungsmaschine EN als Antwort auf die Betätigung des Zündschalters 60 durch den Fahrer, kann die Last an dem Motor 11 aufgrund der Reibung der verschiebbaren Kontaktabschnitte von jedem Zylinder und des darin installierten Kolbens der Verbrennungsmaschine EN abfallen. Dieses Problem kann dadurch abgeschwächt werden.
  • Hinsichtlich der Umstände des obenstehend dargestellten, ist die ECU 20 gemäß der sechsten Ausführungsform ausgestaltet, um die ersten und zweiten Ansteuerrelais 31 und 32 anzuschalten oder auszuschalten, um den entsprechenden Solenoid 14 und den Motor 11 beim normalen Starten der Verbrennungsmaschine EN als Antwort auf die Betätigung des Fahrers des Zündschalters 60 zu erregen und nicht zu erregen. Demhingegen ist die ECU 20 gemäß der sechsten Ausführungsform ausgestaltet, um die MOS-Transistorrelais 310 und 320 anzuschalten oder auszuschalten, um den entsprechenden Solenoid 14 und den Motor 11 beim automatischen Starten der Verbrennungsmaschine EN nach dessen automatischen Stoppen zu erregen und nicht zu erregen.
  • Somit kann durch die Konfiguration des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1E der Vorteil des Systems 1A gemäß der zweiten Ausführungsform ohne dem Problem erreicht werden, dass die MOS-Transistoren 310 und 320 nicht in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden könnten, wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein.
  • Die Konfiguration des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1E weist außerdem den Vorteil auf, dass auf die Leistungszuführschaltung 44 und den Verstärker 45 verzichtet werden kann. Das heißt, die Konfiguration von jedem der Verbrennungsmaschinenanlassersysteme 1C und 1D gemäß der dritten und vierten Ausführungsformen weist den Vorteil auf, dass auf die mechanischen Relais 31 und 32 im Vergleich zur Konfiguration des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1E verzichtet werden kann.
  • Siebte Ausführungsform
  • Ein Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1F gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach bezüglich 8 beschrieben. In 8 wird zur vereinfachten Darstellung des Aufbaus des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1F auf das Ritzel 13, die Einwegkupplung 15, den Kolben 14, den Schalthebel 17, die Verbrennungsmaschine EN, die Sensoren 91 und dergleichen verzichtet.
  • Die ECU 20 des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1E gemäß der sechsten Ausführungsform ist ausgebildet, zwischen der Verwendung der ersten und zweiten Relais 31 und 32 und der Verwendung der MOS-Transistoren 310 und 320 zu schalten, je nachdem ob die Verbrennungsmaschine EN als Antwort auf die Betätigung des Zündschalters 60 durch den Fahrer gestartet wird oder als Antwort eines Auftretens der Verbrennungsmaschinenstartanfrage nach dem automatischen Stoppen der Verbrennungsmaschine EN.
  • Demhingegen ist die ECU 20 des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1F gemäß der siebten Ausführungsform ausgebildet, die Verwendung der ersten und zweiten Ansteuerrelais 31 und 32 und die Verwendung der MOS-Transistoren 310 und 320 gemäß der Temperatur der Verbrennungsmaschine EN beim Starten bzw. Anlassen der Verbrennungsmaschine EN entsprechend zu schalten.
  • Genauer gesagt ist das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1F gemäß der siebten Ausführungsform mit den MOS-Transistorrelais 310 und 320 und den ersten und zweiten Treibern 311 und 321 vorgesehen.
  • Die ECU 20 ist ausgestaltet, um selektiv zwischen der Verwendung der ersten und zweiten Ansteuerrelais 31 und 32 und der Verwendung der MOS-Transistoren 310 und 320 gemäß der Temperatur der Verbrennungsmaschine EN zu schalten. Um das Schalten zu implementieren, ist das eine Ende von jedem der Solenoide 31a und 32a elektrisch mit der ECU 20 verbunden, wobei die Anlasser-AN-Postion START elektrisch mit der ECU 20 verbunden ist.
  • Genauer gesagt wird An/Aus für jedes der ersten und zweiten Ansteuerrelais 31 und 32 gemäß der sechsten Ausführungsform direkt durch die Betätigung des Zündschalters 60 durch den Fahrer gesteuert. In dem Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1F steuert jedoch die ECU 20 direkt An/Aus für jedes der ersten und zweiten Ansteuerrelais 31 und 32. Somit kann auch die Verzögerungsschaltung 43 in dem Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1F verzichtet werden.
  • In der siebten Ausführungsform umfassen die Sensoren 91 einen Temperatursensor, der betrieben wird, um zumindest einen der nachfolgenden Werte direkt oder indirekt zu messen: Die Temperatur des Verbrennungsmaschinenkühlmittels; die Temperaturen des Verbrennungsmaschinenöls; und die Umgebungstemperatur der Verbrennungsmaschine EN. Außerdem geben die Sensoren ein Signal aus, welches die gemessene Temperatur anzeigt.
  • Die ECU 20 weist eine erste Funktion F1 zum Berechnen eines Wertes der Temperatur der Verbrennungsmaschine EN basierend auf dem ausgegebenen Signal von dem Temperatursensor als Antwort auf eines der nachfolgenden Geschehnisse auf: die Betätigung des Zündschalters 60 durch den Fahrer zum Starten der Verbrennungsmaschine EN, und das Auftreten einer Verbrennungsmaschinenstartanfrage nach dem automatischen Stoppen der Verbrennungsmaschine EN.
  • Die ECU 20 weist eine zweite Funktion F2 zum Bestimmen auf, ob der berechnete Wert der Temperatur der Verbrennungsmaschine EN niedriger als eine voreingestellte Schwellwerttemperatur ist.
  • Die ECU 20 weist eine dritte Funktion F3 auf, einschließlich:
    • An- oder Ausschalten der ersten und zweiten Ansteuerrelais 31 und 32 um den entsprechenden Solenoid 14 und den Motor 11 zu erregen und nicht zu erregen, wenn bestimmt wird, dass der berechnete Wert der Temperatur der Verbrennungsmaschine EN niedriger als die voreingestellte Schwellwerttemperatur ist;
    • An- oder Ausschalten der MOS-Transistorrelais 310 und 320 um den entsprechenden Solenoid 14 und den Motor 11 zu erregen und nicht zu erregen, wenn bestimmt wird, das der berechnete Wert der Temperatur der Verbrennungsmaschine EN gleich oder höher als die voreingestellte Schwellwerttemperatur ist.
    • Genauer gesagt kann die Last an dem Motor 11 zum Anlassen der Verbrennungsmaschine EN, wenn seine Temperatur niedriger als die voreingestellte Schwellwerttemperatur ist, mit einer erhöhten Reibung der verschiebbaren Kontaktabschnitte von jedem Zylinder und den darin installierten Kolben der Verbrennungsmaschine EN erhöht werden.
  • Da diese schwere Last an dem Motor 11 die Batteriespannung reduzieren kann, kann es entsprechende Bedenken geben, dass ein hoher Einschaltstrom zum Zeitpunkt des Startens bzw. des Anlassens des Zuführens einer Leistung zu dem Motor 11 verursacht werden kann, so dass jeder der MOS-Transistoren 310 und 320 nicht in einem AN-Zustand aufrecht erhalten werden kann.
  • Demhingegen kann die Last an dem Motor 11 aufgrund der Reibung von verschiebbaren Kontaktabschnitten von jedem Zylinder und der darin installierten Verbrennungsmaschine EN zum Anlassen der Verbrennungsmaschine EN, wenn seine Temperatur gleich oder höher als die voreingestellte Schwellwerttemperatur ist, vermindert werden. Somit kann dieses Problem verkleinert bzw. verringert werden. Hinsichtlich der obenstehend ausgeführten Umstände ist die ECU 20 gemäß der siebten Ausführungsform ausgestaltet, um die ersten und zweiten Ansteuer-Relais 31 und 32 an- oder auszuschalten, um den entsprechenden Solenoid 14 und den Motor 11 zu erregen und nicht zu erregen, wenn der berechnete Wert der Temperatur der Verbrennungsmaschine EN niedriger als die voreingestellte Schwellwerttemperatur ist.
  • Demhingegen ist die ECU 20 gemäß der siebten Ausführungsform ausgestaltet, um die MOS-Transistorrelais 310 und 320 an- oder auszuschalten, um den entsprechenden Solenoid 14 und den Motor 11 zu erregen und nicht zu erregen, wenn der berechnete Wert der Temperatur der Verbrennungsmaschine EN gleich oder höher als die voreingestellte Schwellwerttemperatur ist.
  • Somit erhält die Konfiguration des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1F die Vorteile, welche durch das System 1A gemäß der zweiten Ausführungsform erreicht werden können, ohne dabei das Problem zu haben, dass jeder der MOS-Transistoren 310 und 320 nicht in einem AN-Zustand aufrechterhalten werden könnte, wenn die Batteriespannung reduziert wird, um gleich oder niedriger als das voreingestellte Level zu sein.
  • Dabei ist zu beachten, dass die ECU 20 die ersten und zweiten Ansteuer-Relais 31 und 32 beim Starten bzw. Anlassen der Verbrennungsmaschine EN als Antwort auf die Betätigung des Zündschalters 60 durch den Fahrer regelmäßig verwendet, da die Temperatur der Verbrennungsmaschine EN stärker erhöht wird als die Temperatur der Verbrennungsmaschine EN bei einem normalen Start der Verbrennungsmaschine EN als Antwort auf die Betätigung des Zündschalters 60 durch den Fahrer.
  • Achte Ausführungsform
  • Ein Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1G gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hiernach bezüglich 9 beschrieben.
  • In dem Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist der Schalter 31b des ersten Ansteuer-Relais 31 elektrisch mit dem einen Ende des Solenoids 14 verbunden.
  • Demhingegen ist das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1G gemäß der achten Ausführungsform so ausgebildet, dass der Schalter 31b des ersten Ansteuer-Relais 31 elektrisch mit einem Mittelabschnitt bzw. Mittelabschnitt des Solenoids 14 verbunden ist. Genauer gesagt besteht der Solenoid 14 aus einem ersten Solenoid 14a und einem zweiten Solenoid 14b. Ein Ende des Solenoids 14b ist elektrisch mit einem Anschluss des Schalters 32b verbunden; dieser eine Anschlussschalter 32b ist elektrisch mit der Hochpotentialseite des Ankers des Motors 11 verbunden, und dessen anderer Anschluss ist elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batterie 70 verbunden.
  • Die Konfiguration des Verbrennungsmaschinenanlassersystems 1G basiert auf der Vorgabe, dass der Solenoid 14 erregt wird, bevor der Motor 11 erregt wird.
  • Genauer gesagt, wenn das erste Ansteuer-Relais 31 angeschaltet wird, wird der Erregerstrom zu jedem des ersten Solenoids 14a und des zweiten Solenoids 14b zugeführt, so dass das Ritzel 13 wie in der ersten Ausführungsform von der Nicht-Eingriffsposition in die Eingriffsposition geschoben wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es aufgrund der Verwendung der gesamten Ampere-Windungszahl des Solenoids 14 möglich, eine maximale Kraft, welche durch den Solenoid 14 erzeugt wird, zu erreichen, um das Ritzel 13 in die Eingriffsposition zu schieben.
  • Danach, wenn das zweite Ansteuerrelais 32 angeschaltet ist, weisen beide Enden des zweiten Solenoids 14b das gleiche Potential auf, so dass dem zweiten Solenoid 14b kein Erregerstrom zugeführt wird. Das heißt, nachdem das Ritzel 13 in die Eingriffsposition geschoben worden ist, wird das Ritzel 13 durch den ersten Solenoid 14a in der Eingriffsposition gehalten.
  • Das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1G gemäß der achten Ausführungsform erreicht somit die gleichen Vorteile wie das Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Zudem wird dem zweiten Solenoid 14b kein Erregerstrom zugeführt, nachdem das zweite Ansteuer-Relais 32 angeschaltet worden ist, so dass der Erregerstrom nur dem ersten Solenoid 14a zugeführt wird, obwohl die Ampere-Wicklungen des ersten Solenoids 1a niedriger bzw. weniger als jene des Solenoids 14 sind, sind die Ampere-Wicklungen des ersten Solenoids 14a notwendig, um das Ritzel 13 in der Eingriffsposition zu halten.
  • Da die Ampere-Wicklungen des ersten Solenoids 14a niedriger bzw. weniger als jene des Solenoids 14 sind, wird der Betrag der Wärme, welche durch den Solenoid 14 produziert wird, reduziert. Dies macht es überflüssig, bzw. nicht mehr notwendig, Messungen hinsichtlich der erzeugten Hitze durchzuführen. Somit ist es möglich, die Größe des Solenoids 14 kompakt zu halten.
  • Dabei ist zu beachten, dass in dem Verbrennungsmaschinenanlassersystem 1G gemäß der achten Ausführungsform die Verzögerungsschaltung 340, welche zwischen dem Zündschlüsselschalter 60 und dem zweiten Ansteuer-Relais 32 angeordnet ist, den Solenoid 31a als Antwort auf den Betrieb bzw. die Betätigung des Zündschlüsselschalters 60 durch den Fahrer früher als den Solenoid 32a als Antwort auf die Betätigung des Zündschlüsselschalters 60 durch den Fahrer erregt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die erste bis achte Ausführungsform beschränkt, und kann daher bei verschiedenen Modifikationen von zumindest einer der ersten bis achten Ausführungsformen, welche hiernach beschrieben werden, angewandt werden. Die vorliegende Erfindung kann auch bei Kombinationen spezifischer Eigenschaften, welche in der ersten bis achten Ausführungsform enthalten sind, angewandt werden.
  • In der zweiten Ausführungsform werden die Halbleiter-Relais 310 und 320 als die ersten und zweiten Ansteuer-Relais verwendet, wobei, wie in 10 dargestellt, das Halbleiter-Relais 310 auch als das erste Ansteuer-Relais verwendet werden kann, und das mechanische Relais 32 anstelle des Halbleiter-Relais 320.
  • In der zweiten Ausführungsform werden die Halbleiter-Relais 310 und 320 als die ersten und zweiten Ansteuer-Relais verwendet, wobei, wie in 11 dargestellt, das mechanische Relais 31 auch anstelle des Halbleiter-Relais 310 verwendet werden kann, und das Halbleiter-Relais 320 als das zweite Ansteuer-Relais.
  • In jeder der ersten bis achten Ausführungsform wird ein mechanisches Relais als der Relais-Schalter 12 verwendet, wobei ein Halbleiter-Relais, wie z. B. ein MOS-Transistorrelais, als der Relais-Schalter 12 verwendet werden kann.
  • Falls die Batteriespannung aufgrund des Einschaltstroms reduziert wird, welcher zum Zeitpunkt des Starten des Zuführens einer Leistung zu dem Motor 11 verursacht wird, könnten Hilfseinrichtungen 500, welche in dem motorbetriebenen Fahrzeug installiert sind, wie z. B. ein Navigationssystem und eine Audiovorrichtung, zurückgesetzt werden. Somit kann zumindest eines der Hilfsmittel 500 mit der Backup-Leistungsquelle 460 zum Verhindern des Zurücksetzens installiert sein. Somit ist es möglich, die Backup-Leistungsquelle 460, welche in zumindest einem der Hilfsmittel 500 als die Leistungszuführschaltung 440 oder dem Verstärker 450 installiert ist, zum Aufrechterhalten der ersten und zweiten MOS-Transistoren 310 und 320 in einem AN-Zustand verwendet werden.
  • In jeder der ersten bis achten Ausführungsform und ihren Modifikationen wird der Zündschlüsselschalter 60, welcher als ein Anlasserschalter dient, angeschaltet, so dass ein Erregerstrom zu dem Solenoid 31a und dem Solenoid 32a zugeführt wird, um den Anlasser 10 zu betätigen, wenn der Zündschlüssel K, welcher in den Schlüsselzylinder gesteckt wird, durch den Fahrer von der Zündung-AN-Position-EG in die Anlasser-AN-Position FT gedreht wird, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau bzw. diese Struktur beschränkt ist.
  • Genauer gesagt kann ein Fahrer-Betätigungsanlasserschalter, wie z. B. ein Drückknopf-Schalter in dem motorbetriebenen Fahrzeug vorgesehen sein. In dieser Modifikation wird ein Erregerstrom von der Batterie 70 zu dem Solenoid 31a und dem Solenoid 32a zugeführt, um den Anlasser 10 zu aktivieren bzw. zu betätigen, wenn der Fahrer-Betätigungsanlasserschalter durch den Fahrer betätigt wird.
  • Während vorliegend die Erfindung einschließlich verschiedener Ausführungsformen und deren Modifikationen beschrieben worden ist, ist zu verstehen, dass auch verschiedene andere Modifikationen, welche vorstehend noch nicht beschrieben worden sind, als im Umfang der vorliegenden Erfindung enthaltend zu betrachten sind.

Claims (19)

  1. System (1) zum Steuern eines Anlassers (10) zum Anlassen einer Verbrennungsmaschine (EN), wobei der Anlasser (10) aufweist: ein Ritzel (13), welches zwischen einer Eingriffsposition und einer Nicht-Eingriffsposition verschiebbar ist, wobei das Ritzel (13) mit einem Zahnkranz (15), welcher zusammen mit einer Kurbelwelle (CS) der Verbrennungsmaschine (EN) drehbar ist, in Eingriff steht, wenn es in der Eingriffsposition angeordnet ist, wobei das Ritzel (13) mit dem Zahnkranz (15) nicht in Eingriff steht, wenn es in der Nicht-Eingriffsposition angeordnet ist; einen Aktor (AC), welcher ausgebildet ist, das Ritzel (13) von der Nicht-Eingriffsposition in die Eingriffsposition zu schieben, wenn er erregt wird; und einen Motor (11), welcher ausgebildet ist, das Ritzel (13) zu drehen, wenn er erregt wird; wobei das System (1) aufweist: eine Steuerschaltung; eine erste Schalteinheit, welche ausgebildet ist, zwischen einer Erregung und einer Nicht-Erregung des Aktors (AC) durch die Steuerung der Steuerschaltung zu schalten; und eine zweite Schalteinheit, welche ausgebildet ist, zwischen der Erregung und Nicht-Erregung des Motors (11) durch die Steuerung der Steuerschaltung zu schalten, wobei die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit individuell angebracht sind, wobei die zweite Schalteinheit aufweist: ein erstes Relais, welches ausgebildet ist, zwischen einer Erregung und einer Nicht-Erregung des Motors (11) durch die Steuerung der Steuerschaltung zu schalten; und ein zweites Relais, welches ausgebildet ist, die Aktivierung des ersten Relais zu steuern.
  2. System (1) nach Anspruch 1, wobei das zweite Relais ein Halbleiterrelais ist.
  3. System (1) nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung eine Steuereinheit (20) und einen Treiber (311, 321) aufweist, welcher ein Erregersignal an das Halbleiterrelais leitet, wenn er durch die Steuereinheit (20) angesteuert wird, um dadurch das Halbleiterrelais zu erregen, wobei das Halbleiterrelais ausgebildet ist, das erste Relais zu aktivieren, so dass das erste Relais die Erregung des Motors (11) einschaltet, wobei die Steuereinheit (20), welche durch eine Batterie (70) zum Zuführen einer Leistung zu dem Motor (11) arbeitet, und ferner aufweist: eine Leistungszuführschaltung (44), welche ausgebildet ist, die Leistung zu laden, welche von der Batterie (70) zugeführt wird, und die geladene Leistung dem Treiber (311, 321) zuzuführen, wenn eine Spannung der Batterie (70) unverzüglich reduziert wird, um gleich oder niedriger als ein voreingestellter Wert zu sein, wobei der Treiber (311, 321) ausgebildet ist, um das Erregersignal dem Halbleiterrelais basierend auf der geladenen Leistung, welche von der Leistungszuführschaltung (44) zugeführt wird, zuzuführen.
  4. System (1) nach Anspruch 2, wobei die Steuerschaltung eine Steuereinheit (20) und einen Treiber (311, 321) aufweist, welcher ein Erregersignal zu den Halbleiterrelais führt, wenn er durch die Steuerschaltung angesteuert wird, um dadurch das Halbleiterrelais zu erregen, wobei das Halbleiterrelais ausgebildet ist, um das erste Relais zu aktivieren, so dass das erste Relais das Erregen des Motors (11) schaltet, wobei die Steuereinheit (20), welche mittels einer Batterie (70) zum Zuführen einer Leistung zu dem Motor (11) betrieben wird, ferner aufweist: eine Leistungszuführschaltung (44), die ausgebildet ist, eine Spannung der Batterie (70) zu verstärken und die verstärkte Spannung dem Treiber (311, 321) zuzuführen, wobei der Treiber (311, 321) ausgebildet ist, das Erregersignal dem Halbleiterrelais basierend auf der verstärkten Spannung, welche von dem Verstärker (450) zugeführt wird, zuzuführen.
  5. System (1) nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (20) eine elektronische Steuereinheit (20) ist, welche einen Mikrocomputer enthält, wobei die Leistungszuführschaltung (44) in der elektronischen Steuereinheit (20) installiert ist, und wobei die Leistungszuführschaltung (44) als eine Backup-Leistungsquelle (460) für die elektronische Steuereinheit (20) dient.
  6. System (1) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (20) eine elektronische Steuereinheit (20) ist, welche einen Mikrocomputer enthält, wobei die Leistungszuführschaltung (44) in der elektronischen Steuereinheit (20) installiert ist, und wobei die Leistungszuführschaltung (44) als eine Backup-Leistungsquelle (460) für die elektronische Steuereinheit (20) dient.
  7. System (1) nach Anspruch 2, wobei die zweite Schalteinheit ein drittes Relais aufweist, welches als mechanisches Relais ausgestaltet ist und parallel mit dem zweiten Relais verbunden ist, wobei das dritte Relais ausgebildet ist, um die Aktivierung des zweiten Relais zu steuern.
  8. System (1) nach Anspruch 7, wobei das System (1) in einem Fahrzeug installiert ist, und die Steuerschaltung ausgebildet ist, um: das dritte Relais in Reaktion auf eine Betätigung des Fahrers zum Starten der Verbrennungsmaschine (EN) zu aktivieren, um dadurch den Motor (11) zu erregen; und das zweite Relais in Reaktion auf das Auftreten einer Verbrennungsmaschinenstartanfrage, nachdem die Verbrennungsmaschine (EN) automatisch gestoppt worden ist, zu aktivieren, um dadurch den Motor (11) zu erregen.
  9. System (1) nach Anspruch 7, ferner aufweisend eine Temperaturausgabeeinheit, welche ausgebildet ist, ein Signal auszugeben, welches eine Temperatur bezüglich der Verbrennungsmaschine (EN) anzeigt, wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist, um : gemäß des ausgegebenen Signals von der Temperaturausgabeeinheit zu bestimmen, ob die Temperatur bezüglich der Verbrennungsmaschine (EN) niedriger als ein voreingestellter Wert ist; das dritte Relais zu aktivieren, um dadurch den Motor (11) zu erregen, wenn bestimmt ist, dass die Temperatur bezüglich der Verbrennungsmaschine (EN) niedriger als der voreingestellte Wert ist; und das zweite Relais zu aktivieren, um dadurch den Motor (11) zu erregen, wenn bestimmt ist, dass die Temperatur bezüglich der Verbrennungsmaschine (EN) gleich oder höher als der voreingestellte Wert ist.
  10. System (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist, um: die erste Schalteinheit zu veranlassen, zwischen der Erregung und der Nicht-Erregung des Aktors (AC) unabhängig von einem Betriebszustand des Motors (11) zu schalten; und die zweite Schalteinheit zu veranlassen, zwischen der Erregung und der Nicht-Erregung des Aktors (AC) unabhängig von einer Verschiebungslage des Ritzels (13) zu schalten.
  11. System (1) nach Anspruch 1, wobei die erste Schalteinheit ein viertes Relais umfasst, welches als ein Halbleiterrelais ausgebildet ist, und ausgebildet ist, zwischen einer Erregung und einer Nicht-Erregung des Aktors (AC) zu schalten.
  12. System (1) nach Anspruch 11, wobei die erste Schalteinheit ein fünftes Relais umfasst, welches als ein mechanisches Relais ausgestaltet ist und parallel mit dem vierten Relais verbunden ist, wobei das fünfte Relais ausgebildet ist, um zwischen einer Erregung und einer Nicht-Erregung des Aktors (AC) zu schalten.
  13. System (1) nach Anspruch 12, wobei das System (1) in einem Fahrzeug installiert ist, und die Steuerschaltung ausgebildet ist, um: das fünfte Relais in Reaktion auf eine Betätigung des Fahrers zum Anlassen der Verbrennungsmaschine (EN) zu aktivieren, um dadurch den Aktor (AC) zu erregen; und das vierte Relais in Reaktion auf das Auftreten einer Verbrennungsmaschinenstartanfrage, nachdem der Verbrennungsmaschine (EN) automatisch gestoppt worden ist, zu aktivieren, um dadurch den Motor (11) zu erregen.
  14. System (1) nach Anspruch 12, ferner aufweisend eine Temperaturausgabeeinheit, welche ausgebildet ist, ein Signal auszugeben, welches eine Temperatur bezüglich der Verbrennungsmaschine (EN) anzeigt, wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist, um: gemäß des Signals, das von der Temperaturausgabeeinheit ausgegeben wird, zu bestimmen, ob die Temperatur bezüglich der Verbrennungsmaschine (EN) niedriger als ein voreingestellter Wert ist; das fünfte Relais zu aktivieren und dadurch den Motor (11) zu erregen, wenn bestimmt ist, dass die Temperatur bezüglich der Verbrennungsmaschine (EN) niedriger als der voreingestellte Wert ist; und das vierte Relais zu aktivieren, um dadurch den Motor (11) zu erregen, wenn bestimmt ist, dass die Temperatur bezüglich der Verbrennungsmaschine (EN) gleich oder höher als der voreingestellte Wert ist.
  15. System (1) nach Anspruch 1, wobei das System (1) in einem Fahrzeug installiert ist, und die Steuerschaltung ausgebildet ist, um: die Verbrennungsmaschine (EN) in Reaktion auf das Auftreten einer Verbrennungsmaschine-Stopp-Automatik-Anfrage automatisch zu stoppen; und die Verbrennungsmaschine (EN) durch Steuern der ersten und zweiten Schalteinheiten in Reaktion auf das Auftreten einer Verbrennungsmaschinenstartanfrage, nachdem die Verbrennungsmaschine (EN) automatisch gestoppt worden ist, automatisch zu starten,.
  16. System (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung aufweist: eine voreingestellte Steuereinrichtung, welche die erste Schalteinheit steuert, um den Aktor (AC) vor dem Erregen des Motors (11) zu erregen, um dadurch das Ritzel (13) vor einem Drehen des Ritzels (13) in die Eingriffsposition zu schieben.
  17. System (1) nach Anspruch 16, wobei der Aktor (AC) einen Solenoid (14) aufweist, mit zwei Enden, wobei das eine Ende mit einem Abschnitt der zweiten Schalteinheit verbunden ist, der wiederum mit einer Hochpotentialseite des Motors (11) verbunden ist und der Aktor (AC) ausgebildet ist, an seinem Zwischenabschnitt einer Leistung ausgesetzt zu sein, und, wenn die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit erregt werden, das eine Ende des Solenoids (14) und dessen Zwischenabschnitt das gleiche Potential aufweisen.
  18. System (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung aufweist: eine Vor-Drehung-Steuereinrichtung, welche die zweite Schalteinheit steuert, um den Motor (11) zu erregen, und dadurch vor dem Verschieben des Ritzels (13) in die Eingriffsposition das Ritzel (13) zu drehen.
  19. System (1) nach Anspruch 1, wobei, nachdem die Verbrennungsmaschine (EN) automatisch gestoppt worden ist, die Steuerschaltung aufweist: eine Drehzahlmesseinheit, welche ausgebildet ist, um eine Drehzahl der Kurbelwelle (CS) der Verbrennungsmaschine (EN) zu messen; eine erste voreingestellte Steuereinrichtung, welche die erste Schalteinheit steuert, um den Aktor (AC) zu erregen, bevor der Motor (11) erregt wird, um dadurch das Ritzel (13) vor der Drehung des Ritzels (13) in die Eingriffsposition zu schalten; eine zweite voreingestellte Steuereinrichtung, welche die erste Schalteinheit steuert, um den Aktor (AC) zu erregen, bevor die Verbrennungsmaschinenstartanfrage auftritt und dadurch das Ritzel (13) vor der Drehung des Ritzels (13) in die Eingriffsposition zu schieben; und eine Vor-Drehung-Steuereinrichtung, welche die zweite Schalteinheit steuert, um den Motor (11) zu erregen, um dadurch das Ritzel (13) vor dem Verschieben des Ritzels (13) in die Eingriffsposition zu drehen, die Steuerschaltung ausgebildet ist, um eine der ersten voreingestellten Steuerung, der zweiten voreingestellten Steuerung, und der Vor-Drehung-Steuerung gemäß der Drehzahl der Kurbelwelle (CS) der Verbrennungsmaschine (EN) auszuführen, und um eine Beziehung zwischen der Drehzahl der Kurbelwelle (CS) und der Verbrennungsmaschine (EN), und einem Zeitpunkt des Auftretens der Verbrennungsmaschinestartanfrage zu erhalten.
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