DE102013101831B4

DE102013101831B4 - Anlassersystem und Verfahren

Info

Publication number: DE102013101831B4
Application number: DE102013101831.9A
Authority: DE
Inventors: Michael D. Bradfield
Original assignee: Remy Technologies LLC
Current assignee: Remy Technologies LLC
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: US20130221681A1; KR20130097685A; DE102013101831A1; US8860235B2

Abstract

Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Anlassersteuersystem bereit, das eine elektronische Steuereinheit umfasst. Die elektronische Steuereinheit kann mit einem oder mehreren Sensoren in Verbindung stehen. Das Steuersystem kann einen Anlasser umfassen, der in Verbindung mit der elektronischen Steuereinheit steht. Der Anlasser kann eine Solenoidbaugruppe aufweisen, die mehrere Vorspannelemente umfasst, und einen Motor, der mit einem Ritzel verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann der Motor elektrisch mit wenigstens der ersten Spulenwicklung oder der zweiten Spulenwicklung verbunden sein. In einigen Ausführungsformen kann die elektronische Steuereinheit fähig sein, ausgelegt und angeordnet zu sein, einen Grundstrom von einer Stromquelle zu dem Motor durch wenigstens die erste Spulenwicklung oder die zweite Spulenwicklung fließen zu lassen.

Description

HINTERGRUND
Einige elektrische Maschinen können wichtige Rollen beim Fahrzeugbetrieb spielen. Zum Beispiel können einige Fahrzeuge einen Anlasser umfassen, der, nachdem ein Benutzer einen Zündschalter geschlossen hat, zum Anlassen von Motorkomponenten des Fahrzeugs führen kann. Einige Anlasser können eine Feldbaugruppe umfassen, die ein magnetisches Feld erzeugen kann, um einige Anlasserkomponenten zu drehen.
Anlassersteuersysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart die DE 10 2005 035 655 A1 einen elektromagnetischen Anlassschalter, in welchem eine Spannung von einer Stromquelle durch einen Widerstand abgesenkt wird und an einem Motor angelegt wird, indem ein beweglicher Hilfskontakt mit einem ersten festen Hilfskontakt und einem zweiten festen Hilfskontakt in Berührung kommt, bevor ein Ritzel mit einem Tellerrad eingreift, und wobei die Spannung von der Stromquelle daraufhin am Motor angelegt wird, ohne durch den beweglichen Hauptkontakt geändert zu werden, der auch mit einem ersten festen Hauptkontakt und einem zweiten festen Hauptkontakt in Berührung kommt, nachdem das Ritzel mit dem Tellerrad eingreift, wobei ein Widerstand zwischen dem ersten festen Hauptkontakt und dem ersten festen Hilfskontakt oder zwischen dem zweiten festen Hauptkontakt und dem zweiten festen Hilfskontakt angeordnet ist und eine elektrische Stromsicherung zwischen dem zweiten festen Hauptkontakt und dem zweiten festen Hilfskontakt oder zwischen dem ersten festen Hauptkontakt und dem ersten festen Hilfskontakt angeordnet ist.
Aus der DE 10 2010 063 744 A1 ist eine Schaltungsanordnungen und ein Verfahren zur Anlaufstrombegrenzung bei einem Starter bekannt. Hierbei sind im Hauptstromkreis des Starters wenigstens ein Schalter und ein Strom begrenzender Widerstand vorhanden. Der strombegrenzende Widerstand kann auch als Schaltungstopologie mit mehreren schaltbaren Widerständen ausgestaltet sein. Weiterhin sind Mittel zur Ansteuerung dieses Schalters oder dieser Schalter sowie weitere Schaltungsmittel zur Veränderung des begrenzenden Widerstandes vorhanden, die eigene Schaltmittel umfassen und von einer Logik angesteuert werden. Die beschriebenen Schaltungsanordnungen werden nach bestimmten Verfahren währennd der Einschaltphase des Starters betrieben.
Die US 2011/0095545 A1 offenbart einen Anlasser zum Starten eines Startermotors mit einem zwischen einer Energiequelle und dem Startermotor in Reihe geschaltetem Starterschalter und einem Widerstand.
In der WO 2010/012 530 A1 wird ein Verfahren einer Start-Stopp-Steuerung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug zum kurzfristigen Stoppen und Starten der Brennkraftmaschine mittels einer elektrischen Maschine als Starter beschrieben, wobei die Brennkraftmaschine, insbesondere von einer Motorsteuerung bei Vorliegen von Abschaltbedingungen ausgeschaltet wird und von der Start-Stopp-Steuerung abgefragt wird, ob ein Startsignal aufgrund von Anschaltbedingungen vorliegt. Hierzu wird von der Start-Stopp-Steuerung innerhalb einer Zeitdauer t bis die Brennkraftmaschine einen Stillstand erreicht auf die Brennkraftmaschine mittels einer Betriebsstrategie eingewirkt.
KURZFASSUNG
Einige Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Anlassersteuersystem bereit, das eine elektronische Steuereinheit umfasst. In einigen Ausführungsformen kann die elektronische Steuereinheit mit einem oder mehreren Sensoren in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem einen Anlasser umfassen, der in Verbindung mit der elektronischen Steuereinheit stehen kann. In einigen Ausführungsformen kann der Anlasser eine Solenoidbaugruppe umfassen, die mehrere Vorspannelemente umfassen kann, und ein Motor kann betrieblich mit einem Ritzel verbunden sein. In einigen Ausführungsformen kann der Motor elektrisch mit wenigstens der ersten Spulenwicklung oder der zweiten Spulenwicklung verbunden sein. In einigen Ausführungsformen kann die elektronische Steuereinheit fähig sein, ausgelegt und angeordnet zu sein, einen Grundstrom von einer Stromquelle zu dem Motor durch wenigstens die erste Spulenwicklung oder die zweite Spulenwicklung fließen zu lassen.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm eines Anlassersteuersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2A und 2B sind Querschnittsansichten von Anlassern gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung.
3A und 3B sind Querschnittsansichten von Solenoidbaugruppen gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung.
4 ist ein Schaltbild eines Anlassersteuersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5 ist ein Graph, der eine Vorspannelementkraft veranschaulicht, die erforderlich ist, damit ein Plunger sich bewegt.
6 ist eine Darstellung eines Ritzels und eines Zahnkranzes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
7 ist ein Graph, der die relativen Beziehungen von Strom und Drehmoment eines Anlassers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bevor irgendwelche Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert werden, ist zu verstehen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnung von Komponenten beschränkt ist, die in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in den folgenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Die Erfindung kann andere Ausführungsformen umfassen und auf verschiedene Weisen praktiziert oder ausgeführt werden. Es ist ebenso zu verstehen, dass die hierin verwendete Ausdrucksweise und Terminologie dem Zweck der Beschreibung dient und nicht als beschränkend zu betrachten ist. Die Verwendung von „umfassen”, „aufweisen” oder „haben” und Variationen hiervon hierin bedeutet, dass die danach aufgeführten Elemente und Äquivalente hiervon sowie zusätzliche Elemente umfasst sind. Sofern nicht spezifiziert oder anderweitig beschränkt, werden die Begriffe „angebracht”, „verbunden”, „gelagert” und „gekoppelt” und Variationen hiervon breit verwendet und umfassen sowohl direkte als auch indirekte Anbringungen, Verbindungen, Lagerungen und Kopplungen. Ferner sind „verbunden” und „gekoppelt” nicht auf physikalische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt.
Die folgende Erörterung wird dargelegt, um einem Fachmann zu ermöglichen, Ausführungsformen der Erfindung herzustellen und zu verwenden. Verschiedene Modifizierungen an den dargestellten Ausführungsformen sind dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich und die allgemeinen Prinzipien hierin können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewendet werden, ohne von den Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen. Folglich ist es nicht beabsichtigt, dass die Ausführungsformen der Erfindung auf dargestellte Ausführungsformen beschränkt sind, sondern es ist ihnen der breiteste Umfang zukommen zu lassen, der in Einklang mit den hierin offenbarten Prinzipien und Merkmalen steht. Die folgende ausführliche Beschreibung ist mit Bezug auf die Figuren zu lesen, in denen gleiche Elemente in unterschiedlichen Figuren gleiche Bezugsziffern aufweisen. Die Figuren, die nicht notwendigerweise maßstäblich sind, veranschaulichen ausgewählte Ausführungsformen und sind nicht beabsichtigt, den Umfang der Ausführungsformen der Erfindung zu beschränken. Fachleute werden erkennen, dass die hierin bereitgestellten Beispiele viele nützliche Alternativen haben, die innerhalb des Umfangs der Ausführungsformen der Erfindung fallen.
1 veranschaulicht ein Anlassersteuersystem 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das System 10 kann eine elektrische Maschine 12, eine Stromquelle 14, wie zum Beispiel eine Batterie, eine elektronische Steuereinheit 16, einen oder mehrere Sensoren 18 und einen Motor 20, wie zum Beispiel einen Verbrennungsmotor, umfassen. In einigen Ausführungsformen kann ein Fahrzeug, wie zum Beispiel ein Personenkraftwagen, das System 10 aufweisen, obwohl auch andere Fahrzeuge das System 10 umfassen können. In einigen Ausführungsformen können nicht-mobile Einrichtungen, wie zum Beispiel stationäre Motoren, das System 10 aufweisen.
Die elektrische Maschine 12 kann ohne Einschränkung ein Elektromotor sein, wie zum Beispiel ein Hybridelektromotor, ein elektrischer Generator, ein Anlasser oder eine Fahrzeuglichtmaschine. In einer Ausführungsform kann die elektrische Maschine ein elektrischer HVH-Motor (High Voltage Hairpin) oder ein elektrischer Innenpermanentmagnetmotor für Fahrzeughybridanwendungen sein.
Wie in den 2A und 2B dargestellt ist, kann die elektrische Maschine 12 in einigen Ausführungsformen einen Anlasser 12 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der Anlasser 12 ein Gehäuse 22, einen Getriebezug 24, einen Bürsten- oder bürstenlosen Motor 26, eine Solenoidbaugruppe 28, eine Kupplung 30 (z. B. eine Freilaufkupplung) und ein Ritzel 32 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der Anlasser 12 in einer allgemein herkömmlichen Weise arbeiten. Zum Beispiel kann die Solenoidbaugruppe 28 in Reaktion auf ein Signal (z. B. schließt ein Benutzer einen Schalter, wie zum Beispiel einen Zündschalter) einen Plunger 34 veranlassen, das Ritzel 32 in eine Eingriffsstellung mit einem Zahnkranz 36 einer Kurbelwelle des Motors 20 zu bewegen. Ferner kann das Signal zu dem Motor 26 zum Erzeugen einer elektromotorischen Kraft führen, die durch den Getriebezug 24 zu dem Ritzel 32, das mit dem Zahnkranz 36 in Eingriff steht, übertragen wird. Als Folge kann das Ritzel 32 in einigen Ausführungsformen den Zahnkranz 36 bewegen, was den Motor 20 anlassen kann und zum Zünden des Motors 20 führt. Ferner kann die Kupplung 30 in einigen Ausführungsformen helfen, das Risiko einer Beschädigung des Anlassers 12 und des Motors 26 durch Entkuppeln des Ritzels 32 von einer Welle 38, die das Ritzel 32 und den Motor 26 verbindet, zu verringern (z. B. dem Ritze) 32 ermöglicht, sich frei zu drehen, wenn es noch mit dem Zahnkranz 36 in Eingriff steht).
In einigen Ausführungsformen kann der Anlasser 12 mehrere Konfigurationen aufweisen. Zum Beispiel kann die Solenoidbaugruppe 28 in einigen Ausführungsformen eine oder mehrere Konfigurationen aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Solenoidbaugruppe 28 den Plunger 34, eine Spulenwicklung 40 und mehrere Vorspannelemente 42 (z. B. Federn oder andere Gebilde, die fähig sind, Teile der Solenoidbaugruppe 28 vorzuspannen) aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann ein erstes Ende eines Schalthebels 44 mit dem Plunger 34 gekoppelt sein und ein zweites Ende des Schalthebels 44 kann mit dem Ritzel 32 und/oder einer Welle 38, die den Motor 26 und das Ritzel 32 betrieblich miteinander verbinden kann, gekoppelt sein. Folglich kann in einigen Ausführungsformen wenigstens ein Teil der Bewegung, die durch die Solenoidbaugruppe 28 erzeugt wird, über den Schalthebel 44 an das Ritzel 32 übertragen werden, um das Ritzel 32 mit dem Zahnkranz 36 in Eingriff zu bringen, wie zuvor erwähnt wurde.
Wie in den 3A und 3B dargestellt ist, kann die Solenoidbaugruppe 28 außerdem wenigstens ein Plungerrückholvorspannelement 42a und ein Kontaktdurchhubvorspannelement 42b aufweisen. Wenn der Anlasser 12 aktiviert wird (z. B. durch den Benutzer, der den Zündschalter schließt), kann das System 10 die Spulenwicklung 40 erregen, was eine Bewegung des Plungers 34 herbeiführen kann (z. B. in einer allgemein axialen Richtung). Zum Beispiel kann ein Strom, der durch die Spulenwicklung 40 fließt, den Plunger 34 einziehen oder anderweitig bewegen und diese Bewegung kann über den Schalthebel 44 in ein Einrücken des Ritzels 32 übertragen werden (d. h. das Magnetfeld, das durch das Fließen eines Stroms durch die Spulenwicklung 40 erzeugt wird, kann den Plunger 34 veranlassen, sich zu bewegen). Außerdem kann der Plunger 34, der sich als Folge der erregten Spulenwicklung 40 nach innen bewegt, wenigstens teilweise das Plungerrückholvorspannelement 42a zusammendrücken.
Zusätzlich kann der Plunger 34 in einigen Ausführungsformen zu einer Position eingezogen oder anderweitig bewegt werden (z. B. einer axial inneren Position), so dass wenigstens ein Teil des Plungers 34 (z. B. ein laterales Ende des Plungers 34) wenigstens teilweise mit einem oder mehreren ersten Kontakten 46 in Eingriff kommen oder diese anderweitig berühren kann, um einen Schaltkreis zu schließen, der dem Motor 26 Strom von der Stromquelle 14 zuführt, wie in 4 dargestellt ist. Folglich kann der Motor 26 durch den Strom aktiviert werden, der durch den durch den Plunger 34 geschlossenen Schaltkreis fließt. Zum Beispiel kann der Plunger 34 in einigen Ausführungsformen einen Plungerkontakt 48 aufweisen, der mit den ersten Kontakten 46 zum Schließen des Schaltkreises in Eingriff gelangen kann um zu ermöglichen, dass Strom zu dem Motor 26 fließt. In einigen Ausführungsformen kann das Kontaktdurchhubvorspannelement 42b an einer Stelle, die im Wesentlichen an den Plungerkontakt 48 angrenzt, mit wenigstens einem Teil des Plungers 34 gekoppelt und/oder über diesen angeordnet sein, wie in 3 dargestellt ist. In einigen Ausführungsformen kann das Kontaktdurchhubvorspannelement 42b fungieren, das Plungerrückholvorspannelement 42a beim Rückholen des Plungers 34 in die Ausgangsstellung zu unterstützen. Zusätzlich kann das Kontaktdurchhubvorspannelement 42b in einigen Ausführungsformen ebenfalls fungieren, ein Trennen des Plungerkontakts 48 und der Kontakte 46 zu unterstützen (z. B. kann die Vorspannkraft des zusammengedrückten Durchhubvorspannelements 42b helfen, den Plungerkontakt 48 von den Kontakten 46 weg zu bewegen).
In einigen Ausführungsformen kann nach der teilweisen oder vollständigen Beendigung des Anlassvorgangs (z. B. hat sich der Motor wenigstens teilweise gedreht und die Verbrennung hat begonnen) die Spulenwicklung 40 wenigstens teilweise entregt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Verringerung oder Beseitigung der Kraft, die den Plunger 34 an der Stelle hält (z. B. das Magnetfeld, das durch Fließen des Stroms durch die Spulenwicklung 40 erzeugt wird), dem zusammengedrückten Plungerrückholvorspannelement 42a ermöglichen, sich zu expandieren. Folglich kann sich das Plungerrückholvorspannelement 42a expandieren und den Plunger 34 in seine ursprüngliche Stellung (d. h. eine „Ausgangsstellung”) vor der anfänglichen Erregung der Spulenwicklung 40 zurückbringen. Dementsprechend kann das Ritzel 32 von dem Zahnkranz 36 zurückgenommen werden und in seine ursprüngliche Stellung in dem Gehäuse 22 zurückkehren. Zusätzlich kann, wie in 3B dargestellt ist, die Solenoidbaugruppe 28 in einigen Ausführungsformen ebenso ein Antriebsrückholvorspannelement 42c aufweisen, das ausgelegt und angeordnet sein kann, beim Rückholen des Plungers 34 in die Ausgangsposition ferner behilflich zu sein.
In einigen Ausführungsformen kann der Anlasser 12 ein oder mehrere zusätzliche Vorspannelemente 42 aufweisen. Wie in den 3A und 3B dargestellt ist, kann der Anlasser 12 in einigen Ausführungsformen zum Beispiel wenigstens ein Hilfsvorspannelement 42d umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Hilfsvorspannelement 42d wenigstens teilweise eine Trennung und/oder Separation einiger Vorgänge des Anlassers 12 in zwei oder mehrere Schritte ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann das Hilfsvorspannelement 42d einen Haltepunkt entlang des axialen Wegs des Plungers 34 erzeugen. Wie in den 3A und 3B dargestellt ist, kann das Hilfsvorspannelement 42d in einigen Ausführungsbeispielen zum Beispiel unmittelbar angrenzend an eine oder mehrere Scheiben 50 oder anderen Gebilden angeordnet sein, die als künstliche Haltepunkte fungieren können, wenn sich der Plunger 34 während der Aktivierung der Solenoidbaugruppe 28 bewegt. Lediglich beispielsweise können das Hilfsvorspannelemente 42d und die Scheiben 50 an einen Teil der Solenoidbaugruppe 28 gekoppelt und ausgelegt und angeordnet sein, so dass, während sich der Plunger 34 während der Aktivierung der Solenoidbaugruppe 28 bewegt, die Widerstandskraft des Hilfsvorspannelements 42d, das mit einer oder mehreren der Scheiben 50 in Eingriff steht, eine zusätzliche zu überwindende Kraft erfordern kann, um den Plungerkontakt 48 und die Kontakte 46 in Eingriff zu bringen (z. B. um einen künstlichen Haltepunkt zu erzeugen, bevor der Plungerkontakt 48 in Eingriff mit den Kontakten 46 gelangt).
Wie in den 2B, 3B und 4 dargestellt ist, kann die Solenoidbaugruppe 28 in einigen Ausführungsformen mehr als eine Spulenwicklung 40 aufweisen. Wie in den 2B, 3B und 4 dargestellt ist, kann die Solenoidbaugruppe 28 zum Beispiel zwei Spulenwicklungen 40 aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann die Solenoidbaugruppe 28 mehr als zwei Spulenwicklungen 40 aufweisen (nicht dargestellt). In einigen Ausführungsformen kann eine erste Spulenwicklung 40a ausgelegt und angeordnet sein, den Plunger 34 von der Ausgangsstellung (d. h. eine Stellung, die von dem Plunger 34 eingenommen wird, wenn wenig oder kein Strom durch irgendeine der Spulenwicklungen 40 fließt) zu dem künstlichen Haltepunkt zu bewegen. Zum Beispiel kann ein Strom, der durch die erste Spulenwicklung 40a fließt, ein Magnetfeld erzeugen, das ausreichend ist, den Plunger 34 von der Ausgangsposition zu dem künstlichen Haltepunkt zu bewegen, das Magnetfeld kann jedoch eine Stärke aufweisen, die unzureichend ist, die Widerstandskraft des Hilfsvorspannelements 42d zu überwinden. Folglich kann die Aktivierung der ersten Spulenwicklung 40a den Plunger 34 zu dem künstlichen Haltepunkt bewegen, jedoch gelangt der Plungerkontakt 48 in einigen Ausführungsformen nicht in Eingriff mit den Kontakten 46, um den Schaltkreis zu schließen.
In einigen Ausführungsformen kann die Spulenwicklung 40 eine zweite Spulenwicklung 40b aufweisen. Die zweite Spulenwicklung 40b kann ausgelegt und angeordnet sein, den Plunger 34 von dem künstlichen Haltepunkt zu einer Position zu bewegen, in welcher die Plungerkontakte 48 in Eingriff mit den Kontakten 46 gelangen können, um den Schaltkreis zu schließen und um dem Motor 26 Strom von der Stromquelle 14 bereitzustellen. Zum Beispiel kann der Strom, der durch die zweite Spulenwicklung 40b fließt, ein Magnetfeld erzeugen, das ausreichend ist, den Plunger 34 von dem künstlichen Haltepunkt zu einer Position zu bewegen, in welcher der Plungerkontakt 48 in Eingriff mit den Kontakten 46 gelangen kann. In einigen Ausführungsformen kann die erste Spulenwicklung 40a deaktiviert werden vor und/oder nach der Aktivierung der zweiten Spulenwicklung 40b. Zusätzlich können in einigen Ausführungsformen die zweite oder die erste Spulenwicklung 40a, 40b ein Magnetfeld von ausreichender Stärke aufweisen, um die Widerstandskraft des Hilfsvorspannelements 42d zu überwinden, so dass lediglich eine Spulenwicklung 40 verwendet werden muss. Außerdem kann die Solenoidbaugruppe 28 in einigen Ausführungsformen ohne das Hilfsvorspannelement 42d funktionieren, so dass entweder die erste Spulenwicklung 42a oder die zweite Spulenwicklung 42b gebraucht werden würde, um den Plungerkontakt 48 und die Kontakte 46 zum Schließen des Schaltkreises in Eingriff zu bringen. Wie in den 2B und 3B dargestellt ist, können die Spulenwicklungen 40a, 40b in einigen Ausführungsformen wenigstens teilweise co-radial angeordnet sein, so dass eine der Spulenwicklungen 40 (z. B. die erste Spulenwicklung 40a) die andere Spulenwicklung 40 (z. B. die zweite Spulenwicklung 40b) wenigstens teilweise umgeben kann.
In einigen Ausführungsformen können die Spulenwicklungen 40a, 40b andere Konfigurationen aufweisen. In einigen Ausführungsformen können die Spulenwicklungen 40a, 40b als herkömmliche Spulenwicklungen 40a, 40b fungieren. Ungeachtet der Anzahl und/oder Konfiguration der Vorspannelemente 42 kann die erste Spulenwicklung 40a ausgelegt und angeordnet sein, als eine „Anzugs”-Spulenwicklung 42 zu fungieren, und die zweite Spulenwicklung 40b kann ausgelegt und angeordnet sein, als eine „Halte”-Spulenwicklung 42 zu fungieren oder umgekehrt. Zum Beispiel kann die erste Spulenwicklung 42a anfänglich durch die elektronische Steuereinheit 16 aktiviert werden, um den Plunger 34 zunächst aus der Ausgangsstellung zu bewegen. In einigen Ausführungsformen kann die Solenoidbaugruppe 28 ohne das Hilfsvorspannelement 42d arbeiten und folglich kann die erste Spulenwicklung 40a den Plunger 36 bewegen, bis die Kontakte 46, 48 in Eingriff stehen, um den Schaltkreis zu schließen (d. h. die ersten Spulenwicklungen 40a können fungieren, den Plunger 34 zunächst „anzuziehen”) und das Ritzel 32 in Eingriff mit dem Zahnkranz 36 zu bringen. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Spulenwicklung 40b aktiviert werden, nachdem die Kontakte 46, 48 in Eingriff stehen oder nach einem anderen Signal, das von der Bewegung des Plungers 34 herrührt. Nach der Aktivierung kann die zweite Spulenwicklung 40b fungieren, den Plunger 36 während eines Anlassvorgangs zu fixieren oder zu „halten”. Außerdem kann die Solenoidbaugruppe 28 während der Aktivierung der zweiten Spulenwicklung 40b derart ausgelegt und angeordnet sein, dass die erste Spulenwicklung 40a durch die Aktivierung der zweiten Spulenwicklung 40b im Wesentlichen oder vollständig deaktiviert wird. Zum Beispiel kann die zweite Spulenwicklung 40b einen größeren Widerstand aufweisen und folglich einen geringeren Strom relativ zu der ersten Gruppe von Spulenwicklungen 40a. Dementsprechend kann die zweite Spulenwicklung 40b bei einer niedrigeren Temperatur arbeiten relativ zu den ersten Spulenwicklungen 40a und kann folglich aufgrund der geringeren thermischen Leistung durch die Wicklung 40b eine längere Zeitdauer in Betrieb sein. Nachdem der Motor 20 angelassen wurde, kann die zweite Spulenwicklung 40b in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen oder vollständig deaktiviert werden und das Plungerrückholvorspannelement 42a kann den Plunger 34 zurück in die Ausgangsstellung bewegen.
In einigen Ausführungsformen können der Plunger 34, das Hilfsvorspannelement 42d, die Scheiben 50, die Spulenwicklungen 40a, 40b und/oder andere Teile der Solenoidbaugruppe 28 derart ausgelegt und angeordnet sein, dass, wenn der Plunger 34 den künstlichen Haltepunkt erreicht, das Ritzel 34 im Wesentlichen angrenzend an den Zahnkranz 36 positioniert werden kann. Zum Beispiel kann Strom durch die erste Spulenwicklung 40a fließen, so dass der Plunger 34 bewegt wird (z. B. in einer allgemein nach innen weisenden Richtung auf die Kontakte 46 zu) und das Ritzel 32 sich über den Schalthebel 44 näher zu dem Zahnkranz 36 bewegt (z. B. axial bewegt). Wie zuvor erwähnt wurde, kann das Hilfsvorspannelement 42d die Bewegung des Plungers 34 wenigstens teilweise verlangsamen oder stoppen, bevor der Plungerkontakt 48 in Eingriff mit den Kontakten 36 kommt (d. h. der Plunger 34 kann an dem künstlichen Haltepunkt anhalten). Als Ergebnis bewegt sich der Plunger 34 durch das Fließen des Stroms lediglich durch die erste Spulenwicklung 40a bis zu dem künstlichen Haltepunkt, wird jedoch bei dem künstlichen Haltepunkt fast oder vollständig anhalten. Da der Plunger 34 mit dem Ritzel 32 und der Welle 38 über den Schalthebel 44 gekoppelt ist, kann diese Bewegung des Plungers 34 von der Ausgangsstellung zu dem künstlichen Haltepunkt das Ritzel 32 zu einer Stelle bewegen, die im Wesentlichen angrenzend zu dem Zahnkranz 36 ist, den Zahnkranz 36 jedoch noch nicht berührt. Wie zuvor erwähnt wurde, kann das System 10 ein Signal erhalten, mit dem Anlassvorgang fortzufahren, und Strom kann durch die zweite Spulenwicklung 40b fließen, um die Vorspannkräfte des Hilfsvorspannelements 42d zu überwinden. Das Erregen der zweiten Spulenwicklung 40b (z. B. zusätzlich zu oder anstelle der ersten Spulenwicklung 40a) kann die Vorspannkräfte des Hilfsvorspannelements 42d überwinden, so dass der Plunger 34 in Eingriff mit den Kontakten 46 gelangen kann, das Ritzel 32 in Eingriff mit dem Zahnkranz 36 gelangen kann und Strom zu dem Motor 26 fließen kann, um dem Anlasser 12 das Anlassen des Motors 20 zu ermöglichen.
Der in 5 veranschaulichte Graph stellt eine beispielhafte Ausführungsform dar, die das Hilfsvorspannelement 42d in Kombination mit den ersten und zweiten Spulenwicklungen 40 verwendet. Wie in 5 dargestellt ist, ist die Kraft, die durch das Erregen der ersten Spulenwicklung 40a erzeugt wird, ausreichend, das Hilfsvorspannelement 42d wenigstens teilweise zusammenzudrücken und den Plunger 34 zu dem künstlichen Haltepunkt zu bewegen, ist jedoch unzureichend, die Vorspannkraft des Hilfsvorspannelements 42d zu überwinden. In einigen Ausführungsformen kann außerdem das Aktivieren der zweiten Spulenwicklung 40b zu einer Kraft führen, die ausreichend genug ist, die Vorspannkraft zu überwinden, die durch das Hilfsvorspannelement 42d erzeugt wird, und zu ermöglichen, dass der Plungerkontakt 48 mit den Kontakten 46 in Eingriff gelangt. Folglich kann eine Plungerspaltgröße (d. h. die Größe eines Spalts zwischen einem Außenumfang des Plungers 34 und einem Innenumfang einer Aufnahme für die Spulenwicklungen 40) im Laufe der Zeit abnehmen, während die Spulenwicklungen 40a, 40b erregt werden. Außerdem kann das Ritzel 32 weiter mit dem Zahnkranz 36 in Eingriff gebracht werden, während die Spulenwicklungen 40a, 40b erregt werden.
In einigen Ausführungsformen können die Spulenwicklungen 40a, 40b gekoppelt sein und/oder in Verbindung stehen mit der elektronischen Steuereinheit 16 und der Stromquelle 14. Wie zuvor erwähnt wurde, kann zum Beispiel Strom durch die Spulenwicklungen 40a, 40b fließen, um den Plunger 34 zu bewegen und folglich das Ritzel 32 in Richtung des Zahnkranzes 36 zu bewegen. In einigen Ausführungsformen kann der Strom, der durch die Spulenwicklungen 40a, 40b fließt, von der Stromquelle 14 (z. B. der Batterie) stammen. Außerdem kann die elektronische Steuereinheit 16 in einigen Ausführungsformen den Stromfluss zu einer, einigen oder allen Spulenwicklungen 40a, 40b von der Stromquelle 14 steuern, so dass sich der Plunger 34 bewegt, nachdem die elektronische Steuereinheit 16 die erforderlichen Signale für den Stromfluss zu den Spulenwicklungen 40a, 40b übertragen hat.
In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Sensoren 18 einen Motordrehzahlsensor 18 aufweisen. Zum Beispiel kann der Motordrehzahlsensor 18 Daten erfassen und zu der elektronischen Steuereinheit 16 übertragen, die mit der Drehzahl des Motors 20, der Kurbelwelle und/oder des Zahnkranzes 36 korreliert sind. In einigen Ausführungsformen kann der Motordrehzahlsensor 18 mit der elektronischen Steuereinheit 16 über drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikationsprotokolle kommunizieren.
Zusätzlich zu dem herkömmlichen, zuvor erwähnten Anlassvorfall des Motors 20 (d. h. ein „Kaltstart”-Anlassvorfall), kann das Anlassersteuersystem 10 in anderen Anlassvorfällen verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem 10 ausgelegt und angeordnet sein, einen „Stopp-Start”-Anlassvorfall zu ermöglichen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 10 einen Motor 20 anlassen, wenn der Motor 20 schon angelassen wurde (z. B. während eines „Kaltstart”-Anlassvorfalls) und das Fahrzeug in einem aktiven Zustand (z. B. betriebsbereit) verbleibt, der Motor 20 jedoch temporär deaktiviert wird (z. B. der Motor 20 im Wesentlichen oder vollständig aufgehört hat sich zu bewegen).
Zusätzlich oder anstelle davon, ausgelegt und angeordnet zu sein, einen Stopp-Start-Anlassvorfall zu ermöglichen, kann das Steuersystem 10 außerdem in einigen Ausführungsformen ausgelegt und angeordnet sein, einen „Meinungsänderungs-Stopp-Start”-Anlassvorfall zu ermöglichen. Das Steuersystem 10 kann einen Motor 20 anlassen, wenn der Motor 20 bereits durch einen Kaltstart-Anlassvorfall gestartet worden ist und das Fahrzeug in einem aktiven Zustand verbleibt und der Motor 20 deaktiviert worden ist, jedoch fortfährt sich zu bewegen (d. h. der Motor 20 die Geschwindigkeit verringert). Nach dem Erhalten eines Deaktivierungssignals, jedoch bevor der Motor 20 im Wesentlichen oder vollständig aufhört sich zu bewegen, kann sich der Benutzer zum Beispiel entscheiden, den Motor 20 zu reaktivieren, so dass das Ritzel 32 mit dem Zahnkranz 36 in Eingriff gelangt, während der Zahnkranz 36 die Geschwindigkeit verringert, jedoch fortfährt sich zu bewegen (z. B. sich zu drehen). Nach dem Eingreifen in den Zahnkranz 36 kann der Motor 26 den Motor 20 mittels des Ritzels 32, das mit dem Zahnkranz 36 in Eingriff steht, erneut anlassen. In einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem 10 für andere Anlassvorfälle ausgelegt sein, wie zum Beispiel einen herkömmlichen „Softstart”-Anlassvorfall (z. B. der Motor 26 ist während des Eingriffs des Ritzels 32 und des Zahnkranzes 36 wenigstens teilweise aktiviert).
Die folgende Erläuterung ist als ein veranschaulichendes Beispiel einiger der vorstehend erwähnten Ausführungsformen beabsichtigt, die in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Personenkraftwagen, während eines Anlassvorfalls eingesetzt werden. Wie jedoch zuvor erwähnt wurde, kann das Steuersystem 10 in anderen Anordnungen zum Anlassen des Motors 20 eingesetzt werden.
Wie zuvor erwähnt wurde, kann das Steuersystem 10 in einigen Ausführungsformen ausgelegt und angeordnet sein, den Motor 20 während eines Meinungsänderungs-Stopp-Start-Anlassvorfalls anzulassen. Nachdem ein Benutzer den Motor 20 kaltgestartet hat, kann der Motor 20 zum Beispiel nach dem Erhalt eines Signals von der elektronischen Steuereinheit 16 deaktiviert werden (z. B. bewegt sich das Fahrzeug nicht und die Drehzahl des Motors 20 befindet sich bei oder unterhalb der Leerlaufdrehzahl, der Fahrzeugbenutzer weist den Motor 20 durch Drücken eines Bremspedals für eine bestimmte Zeitdauer usw. an sich zu inaktivieren), kann der Motor 20 deaktiviert werden, das Fahrzeug jedoch aktiv bleiben (z. B. kann wenigstens ein Teil des Fahrzeugsystems durch die Stromquelle 14 oder auf andere Weise betrieben werden). Zu einem Zeitpunkt nach dem Deaktivieren des Motors 20, jedoch bevor der Motor 20 aufhört sich zu bewegen, kann der Fahrzeugbenutzer ein erneutes Anlassen des Motors 20 durch Signalisieren der elektronischen Steuereinheit 16 wählen (z. B. über das Loslassen des Bremspedals, Drücken des Gaspedals usw.). Nach dem Empfang des Signals kann die elektronische Steuereinheit 16 wenigstens einige Teile des Anlassersteuersystems 10 benutzen, den Motor 20 erneut anzulassen. Um das potentielle Risiko einer Beschädigung des Ritzels 32 und/oder des Zahnkranzes 36 zu verringern, kann die Drehzahl des Ritzels 32 zum Beispiel im Wesentlichen mit einer Drehzahl des Zahnkranzes 36 (d. h. eine Drehzahl des Motors 20) synchronisiert werden, wenn der Anlasser 12 versucht, den Motor 20 erneut anzulassen.
Nach dem Erhalt des Signals zum erneuten Anlassen kann das Anlassersteuersystem 10 in einigen Ausführungsformen einen Ablauf beginnen, um den Motor 20 erneut anzulassen. Die elektronische Steuereinheit 16 kann ermöglichen, dass ein Strom von der Stromquelle 14 zu der ersten Spulenwicklung 40a fließt. Wie in 4 dargestellt ist, kann der Anlasser 12 zum Beispiel in einigen Ausführungsformen einen ersten Schalter 52 und einen zweiten Schalter 54 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der erste Schalter 52 wenigstens teilweise den Stromfluss durch die erste Spulenwicklung 40a regeln und der zweite Schalter 54 kann wenigstens teilweise den Stromfluss durch die zweite Spulenwicklung 40b regeln. Nach dem Empfang eines Signals von der elektronischen Steuereinheit 16, den Motor 20 erneut anzulassen, kann sich der erste Schalter 52 zum Beispiel schließen, was einen Stromfluss durch die erste Spulenwicklung 40a ermöglichen kann. Als Ergebnis kann sich der Plunger 34 von der Ausgangsstellung zu dem künstlichen Haltepunkt bewegen, da das Hilfsvorspannelement 42d funktioniert, die Bewegung des Plungers 34 an dem künstlichen Haltepunkt anzuhalten. Folglich kann das Ritzel 32 zu einem Punkt im Wesentlichen angrenzend an den Zahnkranz 36 bewegt werden (z. B. einer Angrenzungsposition).
Nachdem das Ritzel 32 die Angrenzungsposition erreicht oder im Wesentlichen zu dieser benachbart ist, kann der Motor 26 in einigen Ausführungsformen wenigstens teilweise erregt werden. Wie in 6 dargestellt ist, kann das Ritzel 32 in einigen Ausführungsformen zum Beispiel mehrere Ritzelzähne 56 aufweisen und der Zahnkranz 36 kann mehrere Zahnkranzzähne 58 aufweisen. In einigen Ausführungsformen können die Ritzelzähne 56 und die Zahnkranzzähne 58 ausgelegt und angeordnet sein, miteinander in Eingriff zu stehen, so dass das Ritzel 32 ein Drehmoment auf den Zahnkranz 36 übertragen kann, um den Motor 20 anzulassen. In einigen herkömmlichen Meinungsänderungs-Stopp-Start-Anlassvorfällen (d. h. der Zahnkranz 36 weist eine positive Winkelgeschwindigkeit ω auf) können das Ritzel 32 und der Motor 26 ein Schleppmoment aufweisen, das der Winkelgeschwindigkeit des Zahnkranzes 36 entgegengesetzt ist, wie in 6 dargestellt ist. Falls das Ritzel 32 in den Zahnkranz 36 eingreift, wenn dem Ritzel 32 die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Winkelgeschwindigkeit fehlt, kann das Schleppmoment des Ritzels 32 und des Motors 26 folglich in einigen herkömmlichen Systems ein reibendes Gleiten und auditives Ergebnis verursachen, wenn das Ritzel 32 mit dem Zahnkranz 36 in Eingriff gelangt.
Einige Ausführungsformen der Erfindung können ausgelegt sein, wenigstens einige der Probleme zu verringern und/oder zu beseitigen, die dem Schleppmoment des Ritzels 32 und des Motors 26 zugeordnet sind. Zum Beispiel kann dem Motor 26 in einigen Ausführungsformen ein Grundstrom zugeführt werden, um wenigstens einen Teil des Schleppmoments zu überwinden. Zum Beispiel kann die erste Spulenwicklung 40a in einigen Ausführungsformen elektrisch mit dem Motor 26 verbunden sein, wie in 4 dargestellt ist. Wie zuvor erwähnt wurde, kann die Aktivierung der ersten Spulenwicklung 40a den Plunger 34 zu dem künstlichen Haltepunkt bewegen und als Ergebnis kann der Schalthebel 44 das Ritzel 32 zu einer Stelle bewegen, die sich im Wesentlichen angrenzend an den Zahnkranz 36 befindet. Außerdem kann die Aktivierung der ersten Spulenwicklung 40a ebenfalls einen Stromfluss zu dem Motor 26 ermöglichen, um wenigstens einen Teil des Schleppmoments zu verringern und/oder zu beseitigen. Mit dem im Wesentlichen oder vollständig durch den Grundstrom ausgeglichenen Schleppmoment des Motors 26 kann das Ritzel 32 in einigen Ausführungsformen in den Zahnkranz 36 eingreifen, wenn sich der Zahnkranz 36 mit Drehzahlen bewegt, die bei einigen herkömmlichen Motoren 26 und Ritzeln 32 ein bedeutsames auditives Ergebnis und ein reibendes Gleiten erzeugen würden, was zu einer verbesserten Leistung und einer angenehmeren Erfahrung für den Fahrer führt (z. B. wegen des verringerten auditiven Ergebnisses). Wenn sich das Ritzel 32 im Wesentlichen angrenzend zu dem Zahnkranz 36 befindet, kann sich das Ritzel 32 außerdem als Ergebnis des Ausgleichs wenigstens eines Teils des Schleppmoments durch den Grundstrom bezüglich der Male freier bewegen (z. B. drehen), bei denen der Grundstrom einen Teil oder das gesamte Schleppmoment nicht ausgleicht.
Wie in den 4 und 7 dargestellt ist, kann der Grundstrom, der durch die Aktivierung der ersten Spulenwicklung 40a bereitgestellt wird, eine Stärke aufweisen, die ausreichend ist, wenigstens einen Teil des Schleppmoments auszugleichen, jedoch unzureichend ist, eine Bewegung des Motors 26 herbeizuführen. Als Ergebnis bleibt das Ritzel 32 im Wesentlichen oder vollständig unbeweglich, um die Möglichkeit des Mahlens zu verringern oder zu verhindern, wenn das Ritzel 32 in Eingriff mit dem Zahnkranz 36 gelangt. Wie durch den Graphen der 7 widergespiegelt wird, ist das durch den Motor 26 erzeugte Drehmoment (in 7 als „M” bezeichnet) eng korreliert (d. h. eine lineare Funktion) mit dem Strom, der dem Motor 26 zugeführt wird. Für einige Motoren 26 jedoch ist ein Drehmomentausgang von Null im Wesentlichen oder vollständig wegen des dem stationären Motor 26 zugeordneten Schleppmoments nicht mit einer Stromeinspeisung von null Ampere korreliert. Folglich kann der Motor 26 eine bestimmte Menge an Strom erhalten, um wenigstens einen Teil des Schleppmoments auszugleichen, bevor der Motor 26 anfängt, sich zu bewegen und Drehmoment zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann der Grundstrom, der dem Motor 26 durch die Aktivierung der ersten Spulenwicklung 40a bereitgestellt wird (d. h. vor dem Fließen durch die erste Spulenwicklung 40a von der Stromquelle 14 herstammt), eine Stärke aufweisen, die ausreichend ist, wenigstens einen Teil des Schleppmoments zu überwinden, jedoch unzureichend ist, den Motor 26 anzutreiben. Lediglich beispielhaft können manche Motoren 26 etwa 80 Ampere des Grundstroms erfordern, bevor der Motor 26 beginnt sich zu bewegen (d. h. bevor der Motor 26 beginnt, ein merkliches Drehmoment zu erzeugen, das in Newton*Meter gemessen wird). Andere Motoren 26 können unterschiedliche Werte des Grundstroms erfordern (z. B. mehr oder weniger Strom als 80 Ampere), um das Schleppmoment auszugleichen, und dementsprechend kann das Anlassersteuersystem 10 ausgelegt und angeordnet sein, unterschiedlichen Motoren 26 unterschiedliche Stärken des Grundstroms bereitzustellen (z. B. kann das Steuersystem 10 unterschiedliche Aufbauten für unterschiedliche Motoren 26 aufweisen).
In einigen Ausführungsformen kann das Anlassersteuersystem 10 ausgelegt und angeordnet sein, einen den Motor 26 erreichenden Grundstrom einer Stromstärke zu ermöglichen, die zu keiner Beschädigung des Motors 26 führt. Ohne ein wesentliches Schleppmoment und/oder eine angelegte Last an den Motor 26 (z. B. Bewegen den Ritzels 32 und des Zahnkranzes 36), kann sich der Motor 26 zum Beispiel bei anhaltend hohen Drehzahlen bewegen, die den Motor 26 potentiell beschädigen und/oder zerstören könnten. In einigen Ausführungsformen können Teile des Anlassersteuersystems 10 (z. B. wenigstens eine der Spulenwicklungen 40) ausgelegt sein, den Strom durch den Motor 26 durch Erhöhen eines Widerstands des Stromflusspfads zu begrenzen, was zu einer verringerten angelegten Spannung (z. B. an den Motor 26 angelegte Spannung) führen kann. Zum Beispiel kann der Widerstand, der erforderlich ist, einen geeigneten Grundstrom bereitzustellen, unter Verwendung der bekannten Beziehungen zwischen Spannung, Strom und Widerstand berechnet werden.
Die folgende Berechnung ist lediglich zu veranschaulichenden Zwecken bestimmt und kann angepasst werden, um mit anderen Systems mit variierenden Spannungen, Strömen und Widerständen verwendbar zu sein. Durch Einsetzen der bekannten Beziehung zwischen Spannung, Strom und Widerstand (d. h. Spannung gleich Strom multipliziert mit Widerstand) können die Parameter, die zum Berechnen des benötigten Widerstands zum Bereitstellen des gewünschten Grundstroms erforderlich sind, berechnet werden. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Stromquelle 14 12,6 Volt bereitstellen und einen Widerstand von 0,006 Ohm aufweisen. Außerdem kann eine Kabelverbindung zusammen mit der Stromquelle 14 und Teilen des Anlassers 12 einen Widerstand von 0,005 Ohm aufweisen und die Gesamtschaltkreise des Anlassers 12 können einen Widerstand von 0,006 Ohm aufweisen. Um den Widerstand zu berechnen (z. B. einen Widerstand der ersten Spulenwicklung 40a), der zum Bereitstellen von etwa 70 Ampere des Grundstroms für den Motor 26 erforderlich ist, kann die Gleichung Spannung gleich Strom multipliziert mit dem Widerstand für den unbekannten Widerstand gelöst werden. Zum Beispiel kann die folgende Gleichung für den unbekannten Widerstand gelöst werden 12,6 Volt = 70 Ampere x (0,005 Ohm + 0,005 Ohm + 0,006 Ohm + R_unbekannt), was zu einem Widerstand von 0,164 Ohm für die erste Spulenwicklung 40a führt (d. h. R_unbekannt aus der vorstehenden Gleichung), um den gewünschten Strom zu erzeugen.
Falls die erste Spulenwicklung 40a keinen Grundstrom der gewünschten Stärke bereitstellen kann (z. B. zu großer oder zu kleiner Strom), kann der Anlasser 12 in einigen Ausführungsformen einen Shunt 60 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der Anlasser 12 den Shunt 60 ungeachtet dessen, ob die erste Spulenwicklung 40a einen ausreichenden Grundstrom weiterleiten kann, aufweisen. Wie in 4 dargestellt ist, kann sich der Shunt 60 von der ersten Spulenwicklung 40a zu einem Kabel erstrecken, das mit dem Motor 26 verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann der Shunt 60 ausgelegt sein, den Widerstand aufzuweisen, der zum Bereitstellen der richtigen Höhe des Stroms und der angelegten Spannung an den Motor 26 erforderlich ist. Lediglich beispielsweise kann der Shunt 60 in einigen Ausführungsformen eine zusätzliche, herkömmliche Spulenwicklung 40 (nicht dargestellt) aufweisen, die in der Solenoidbaugruppe 28 angeordnet sein kann. Um keine nettomagnetomotorische Kraft zu erzeugen, kann der Shunt 60 in einigen Ausführungsformen Gegenwicklungen aufweisen, um einen Pfad mit festem Widerstand zu erzeugen, der dem Motor 26 Strom bereitstellt.
An irgendeinem Zeitpunkt nach dem anfänglichen Fließen des Grundstroms zu dem Motor 26 kann der Motor 26 in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen oder vollständig durch die Aktivierung der zweiten Spulenwicklung 40b erregt werden. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die elektronische Steuereinheit 16 derart ausgelegt sein, dass sich nach einer vorherbestimmten Zeitdauer der zweite Schalter 54 schließen kann, die zweite Spulenwicklung 40b erregt werden kann, was den Plunger 34 in eine Stellung bewegen kann, in welcher der Plungerkontakt 48 in Eingriff mit den Kontakten 46 gelangen kann, um dem Motor 26 die gesamte Leistung zur Verfügung zu stellen. Außerdem kann, während sich der Plunger 34 in Eingriff mit den Kontakten 46 bewegt, das Ritzel 32 in Eingriff mit dem Zahnkranz 36 bewegt werden. In einigen Ausführungsformen kann die elektronische Steuereinheit 16 ausgelegt sein, die zweite Spulenwicklung 40b nach irgendeinem Zeitpunkt zu erregen, nachdem die elektronische Steuereinheit 16 die erste Spulenwicklung 40a erregt. Zum Beispiel kann nach dem Fließen durch die erste Spulenwicklung 40b und den Shunt 60 in einigen Ausführungsformen der Grundstrom den Motor 26 erreichen, um das Schleppmoment zu verringern oder zu beseitigen. Als Ergebnis kann zu jedem Zeitpunkt, nachdem der Grundstrom den Motor 26 erreicht (z. B. ein kurzes Zeitintervall oder ein langes Zeitintervall), der zweite Schalter 54 Strom durch die zweite Spulenwicklung 40b leiten, um den Motor 26 mit voller Leistung zum Anlassen des Motors 20 zu versorgen. Zum Beispiel kann die elektronische Steuereinheit 16 zu jedem Zeitpunkt, nachdem das Anlassersteuersystem 10 ein Meinungsänderungs-Stopp-Start-Neustartsignal erhält, die erste Spulenwicklung 40a erregen, um das Ritzel 32 im Wesentlichen angrenzend an den Zahnkranz 36 zu bewegen und dem Motor 36 den Grundstrom zur Verfügung zu stellen. In einigen Ausführungsformen kann die elektronische Steuereinheit 16 zu jedem Zeitpunkt, nachdem der Grundstrom den Motor 26 erreicht (z. B. zu jedem Zeitpunkt nach dem Empfangen des Neustartsignals), bis zu und einschließlich eines Zeitpunkts, an welchem der Zahnkranz 36 im Wesentlichen oder vollständig aufhört sich zu bewegen, die zweite Spulenwicklung 40b erregen, um einen Abschluss des Anlassvorfalls zu ermöglichen.
Es ist durch die Fachleute zu verstehen, dass, obwohl die Erfindung vorstehend in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen und Beispielen beschrieben worden ist, die Erfindung nicht notwendigerweise derart beschränkt ist und dass zahlreiche andere Ausführungsformen, Beispiele, Verwendungen, Modifizierungen und Abweichungen von den Ausführungsformen, Beispielen und Verwendungen als von den hieran angefügten Ansprüchen umfasst beabsichtigt sind. Die vollständige Offenbarung jedes Patents und Veröffentlichung, die hierin zitiert sind, ist durch Bezugnahme aufgenommen, als wenn jedes solche Patent oder Veröffentlichung einzeln hierin durch Bezugnahme aufgenommen würde. Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

Anlassersteuersystem 10, aufweisend: einen Anlasser 12, der fähig ist, mit einer elektronischen Steuereinheit 16 in Verbindung zu stehen, wobei der Anlasser 12 ferner aufweist eine Solenoidbaugruppe 28, die ein Plungerrückholvorspannelement 42a, ein Kontaktdurchhubvorspannelement 42b und ein Hilfsvorspannelement 42d umfasst, wobei die Solenoidbaugruppe 28 ferner wenigstens eine erste Spulenwicklung 40a und eine zweite Spulenwicklung 40b aufweist, einen Motor 26, der betrieblich mit einem Ritzel 32 verbunden ist, wobei der Motor 26 elektrisch wenigstens mit der ersten Spulenwicklung 40a oder der zweiten Spulenwicklung 40b verbunden ist und wobei die elektronische Steuereinheit 16 fähig ist, ausgelegt und angeordnet zu sein, einen Grundstrom von einer Stromquelle 14 durch wenigstens die erste Spulenwicklung 40a oder die zweite Spulenwicklung 40b zu dem Motor 26 fließen zu lassen, einen ersten Schalter 52, der elektrisch mit der ersten Spulenwicklung 40a verbunden ist, wobei der erste Schalter 52 ausgelegt und angeordnet ist, dem Grundstrom zu ermöglichen, von der Stromquelle 14 durch die erste Spulenwicklung 40a zu dem Motor 26 zu fließen, und einen zweiten Schalter 54, der elektrisch mit der zweiten Spulenwicklung 40b verbunden ist und wobei der zweite Schalter 54 ausgelegt und angeordnet ist, einem Strom von der Stromquelle 14 zu ermöglichen, durch die zweite Spulenwicklung 40b zu fließen.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 1, wobei der Grundstrom nicht ausreichend ist, den Motor 26 zu bewegen.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 1, wobei die Solenoidbaugruppe 28 eine oder mehrere Scheiben 50 aufweist, die ausgelegt und angeordnet sind, mit dem Hilfsvorspannelement 42d in Eingriff zu stehen.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 3 und ferner aufweisend einen Plunger 34, der wenigstens teilweise durch die erste Spulenwicklung 40a und die zweite Spulenwicklung 40b umgeben ist.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 1, wobei der Anlasser 12 wenigsten einen Shunt 60 aufweist, der zwischen wenigstens der ersten Spulenwicklung 40a oder der zweiten Spulenwicklung 40b und dem Motor 26 angeordnet ist.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 1, wobei die zweite Spulenwicklung 40b wenigstens teilweise die erste Spulenwicklung 40a umgibt.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit 16 ausgelegt und angeordnet ist, den Grundstrom durch den Motor 26 in Reaktion auf das Auftreten eines Meinungsänderungs-Stopp-Start-Anlassvorfalls fließen zu lassen.
Anlassersteuersystem 10, aufweisend: einen Anlasser 12, der fähig ist, in Verbindung mit einer elektronischen Steuereinheit 16 zu stehen, und ferner aufweisend eine Solenoidbaugruppe 28, die wenigstens drei Vorspannelemente 42 und mehrere Spulenwicklungen 40 aufweist, einen Motor 26, der betrieblich mit einem Ritzel 32 verbunden ist, wobei die elektronische Steuereinheit 16 ausgelegt und angeordnet ist, einen Grundstrom durch wenigstens eine der mehreren Spulenwicklungen 40 zu dem Motor 26 fließen zu lassen, um wenigstens einen Teil eines Schleppmoments des Motors 26 und des Ritzels 32 auszugleichen, und wobei die Solenoidbaugruppe 28 eine erste Spulenwicklung 40a aufweist, die elektrisch mit einem ersten Schalter 52 verbunden ist, und eine zweite Spulenwicklung 40b, die elektrisch mit einem zweiten Schalter 54 verbunden ist.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 8, wobei die Vorspannelemente 42 wenigstens ein Plungerrückholvorspannelement 42a, ein Kontaktdurchhubvorspannelement 42b oder ein Hilfsvorspannelement 42d umfassen.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 8, wobei der Grundstrom unzureichend ist, eine Bewegung des Motors 26 herbeizuführen.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 8, wobei die elektronische Steuereinheit 16 fähig ist, ausgelegt und angeordnet zu sein, die zweite Spulenwicklung 40b nach einem vorherbestimmten Zeitintervall nach Aktivierung der ersten Spulenwicklung 40a zu aktivieren.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 8, wobei die zweite Spulenwicklung 40b die erste Spulenwicklung 40a wenigstens teilweise umgibt.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 8, wobei der Grundstrom zu dem Motor 26 durch die erste Spulenwicklung 40a fließt, bevor er den Motor 26 erreicht.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 8, wobei der Anlasser 12 wenigstens einen Shunt 60 zwischen einer der mehreren Spulenwicklungen 40 und dem Motor 26 aufweist.
Anlassersteuersystem 10 nach Anspruch 8, wobei die Solenoidbaugruppe 28 vier Vorspannelemente 42 aufweist.