DE4421540A1

DE4421540A1 - Starter-Gerät für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE4421540A1
Application number: DE4421540A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Araki; Yasuhiro Nagao
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: DE4421540B4; JPH0712032A; JP3539988B2; US5563454A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Starter-Gerät bzw. einen Starter bzw. einen Anlasser für Fahrzeuge.

Ein herkömmliches Beispiel eines Starter-Geräts für Fahrzeuge ist in Fig. 20 dargestellt.

Bei diesem Gerät wird, wenn ein Schalter (Startschalter) 6 geschlos sen wird, Strom von einer Batterie 1 über eine Spule eines Magnet schalters 40 einer Startereinheit 4 geführt, wodurch ihr Kontakt geschlossen wird, ein Startermotor M zu laufen beginnt und ein Motor bzw. Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) gestartet wird.

Jedoch wird bei dem obigen Starter-Gerät dann, wenn, nachdem der Schalter 6 eingeschaltet ist, um die Startereinheit 4 mit einem Mag netschalter 40 zu betätigen, der Schalter 6 aus irgendeinem Grund nicht ausgeschaltet wird, der Startermotor M weiterhin laufen und kann anfangen zu brennen.

Weiterhin wird ein Bediener, falls er den Motor durch Einschalten des Schalters 6 nicht starten kann, den Schalter 6 ausschalten. Dann wird die Startereinheit 4 ihr Ritzel (nicht gezeigt) von einem Hohl rad des Planetengetriebes des Motors (nicht gezeigt) lösen, und der Startermotor M wird für eine Weile auslaufen (ein Laufen beibehalten) und dann anhalten. In einer derartigen Situation wird der Bediener, um den Motor zu starten, den Schalter 6 wieder einschalten, um das Ritzel mit dem Hohlrad des Planetengetriebes in Eingriff zu bringen. Jedoch wenn das Leerlaufen bzw. Auslaufen des Startermotors M nicht beendet worden ist, könnte ein exzessiver Aufprall verursacht werden, durch den der Starter und/oder der Motor beschädigt werden können (Schaden aufgrund eines Wiedereinspringens).

Darüber hinaus wird dann, wenn, nachdem der Schalter 6 eingeschaltet ist, um die Startereinheit 4 zu starten, der Magnetschalter 40 aus irgendeinem Grund nicht in die "Aus" -Position geschaltet ist, der Startermotor M weiterhin laufen und kann anfangen zu brennen.

Die vorliegende Erfindung zieht die oben angegebenen Probleme in Erwägung und ihre Aufgabe ist es, ein Starter-Gerät für Fahrzeuge zu schaffen, das Schäden an einer Startereinheit auch in dem Fall ver hindern kann, in dem ein Fehler beim Unterbrechen des elektrischen Stroms, der zu einer Startereinheit geführt wird, aufgrund von Schaltschwierigkeiten etc. auftritt.

Das Starter-Gerät für Fahrzeuge der vorliegenden Erfindung ist ge kennzeichnet durch: eine Startereinheit mit einem Startermotor, der einen Motor startet, und einem Magnetschalter, der ein EIN/AUS eines Stroms steuert, der zu dem Startermotor geführt wird; einer Neben-Speichervorrichtung, die speziell aufgebaut ist, um die Star tereinheit anzutreiben, und elektrische Leistung speichern kann, die geringer als jene ist, die Schäden, wie beispielsweise ein Brennen der Startereinheit, verursachen kann, wenn an der Startereinheit ein kontinuierliches Entladen durchgeführt wird, aber größer als jene ist, die für jedes Starten erforderlich ist; einer Haupt-Speichervor richtung, die durch eine Vorrichtung zur elektrischen Stromversorgung bzw. zum Erzeugen elektrischer Leistung geladen wird, die durch den Motor angetrieben wird und elektrischen Lasten in einem Fahrzeug und der Neben-Speichervorrichtung Elektrizität zuführt; und einem Start schalter, der beim Starten des Motors eine Antriebsleistung zu we nigstens einer Spule des Magnetschalters durch Entladen der Leistung, die in der Neben-Speichervorrichtung gespeichert ist, zu der Starter einheit zuführt, und andererseits die Elektrizität zum Laden von der Haupt-Speichervorrichtung beim Nichtstarten zu der Neben-Speichervor richtung führt.

Die Haupt-Speichervorrichtung wird durch das Stromversorgungsgerät geladen, das durch den Motor angetrieben wird, und führt Elektrizität zu den elektrischen Lasten in dem Fahrzeug und der Neben-Speichervor richtung zu. Der Startschalter führt zu einer Zeit eines Nicht startens die Elektrizität von der Hauptspeichervorrichtung zu der Neben-Speichervorrichtung. Die Neben- Speichervorrichtung, die spe ziell zum Antreiben der Startereinheit aufgebaut ist, speichert die elektrische Leistung, die geringer als jene ist, die Schäden, wie beispielsweise ein Brennen verursachen kann, zu der Startereinheit, selbst wenn ein Entladen der Startereinheit kontinuierlich durch geführt wird, und die größer als jene ist, die für jedes Starten unter normalen Bedingungen erforderlich ist.

Gemäß einem essentiellen Aspekt entlädt der Startschalter beim Starten elektrische Leistung, die in der Neben-Speichervorrichtung gespeichert ist, zu der Spule des Magnetschalters der Startereinheit, um den Magnetschalter zu schließen, wodurch eine Startleistung von der Haupt-Speichervorrichtung zu dem Startermotor der Startereinheit geführt wird.

Gemäß einem weiteren essentiellen Aspekt entlädt der Startschalter beim Starten elektrische Leistung, die in der Neben-Speichervorrich tung gespeichert ist, zu der Spule des Magnetschalters der Starter einheit, um den Magnetschalter zu schließen, wodurch eine Startleistung von der Neben-Speichervorrichtung zu dem Startermotor der Startereinheit geführt wird.

Demgemäß erzielt das Starter-Gerät für Fahrzeuge der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile.

Als erstes wird selbst dann, wenn der Startschalter darin fehlschlägt, in eine "Aus" -Position geschaltet zu werden, und elek trische Leistung kontinuierlich von der Neben-Speichervorrichtung zu dem Magnetschalter und dem Startennotor geführt wird, der Magnet schalter und der Startermotor keinerlei Schaden wie beispielsweise ein Brennen erleiden, und darüber hinaus wird keine Leistung verschwendet werden, und bei einem erneuten Starten wird kein Fehler auftreten, weil die Kapazität der Neben-Speichervorrichtung gering ist.

Als zweites wird selbst dann, wenn der Startschalter normal arbeitet, wenn die Spule des Magnetschalters aufgrund eines Kurzschlusses oder eines Masseschlusses ausfällt, ein sehr großer Strom geführt werden und die Spule äußerst schnell erhitzen, was möglicherweise in dem Fall eines herkömmlichen Geräts in Schäden wie beispielsweise einem Brennen resultiert. Jedoch wird das Gerät der vorliegenden Erfindung ein Brennen verhindern und eine Verschwendung von Leistung sogar bei einer derartigen Situation reduzieren, und zwar aufgrund einer derar tigen kleinen Kapazität der Neben-Speichervorrichtung. Ähnlich dazu wird das Gerät der vorliegenden Erfindung auch dann, wenn der Starter motor und insbesondere ein Austauscher aufgrund eines Kurz schlusses oder eines Masseschlusses ausfällt, aus demselben Grund auch ein Brennen verhindern und eine Verschwendung von Leistung reduzieren.

Als drittes ist es, da die Neben-Speichervorrichtung der vorliegenden Erfindung speziell aufgebaut ist, um Elektrizität zu der Starterein heit zuzuführen, nur notwendig, die Kapazität der elektrischen Leis tung zum Starten zu speichern. Das bedeutet in einem Fall, daß die Kapazität der elektrischen Leistung zu einem Wert bestimmt ist, der zum Geschlossenhalten des Kontakts des Magnetschalters für eine vorgegebene Zeit (z. B. mehrere Sekunden) erforderlich ist, die zum normalen Starten benötigt wird, und daß in einem anderen Fall die Kapazität der elektrischen Leistung zu einem Wert bestimmt wird, der erforderlich ist, damit sie für eine vorgegebene Zeit (beispielsweise mehrere Sekunden) zu dem Startermotor und dem Magnetschalter geführt wird, die zum normalen Starten in einem derartigen Zustand benötigt wird, wie sie zu der Startereinheit entladen werden kann. Somit kann die Kapazität der Neben-Speichereinheit reduziert werden, und dem gemäß kann die Einbaufähigkeit verbessert werden.

Als viertes erniedrigt sich dann, wenn ein Bediener, der erfahren genug ist, beispielsweise den Startschalter für eine lange Zeit ein geschaltet hält oder ihn in kurzen Intervallen häufig schaltet, die Anschlußspannung der Neben-Speichervorrichtung sehr schnell, um ein solches Tun zu verhindern, wodurch ein Verschwenden gespeicherter Elektrizität verhindert werden kann.

In dem Fall, in dem Elektrizität durch die Neben-Speichervorrichtung (z. B. einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator) sowohl zu der Startereinheit als auch den elektrischen Lasten in dem Fahrzeug zu geführt wird, wird im Vergleich zu der Struktur und dem Betrieb der oben angegebenen vorliegenden Erfindung der Leistungsverbrauch der elektrischen Lasten in dem Fahrzeug größer, wofür die Neben-Speicher vorrichtung bezüglich der Größe und Kapazität größer sein sollte. Wenn die Neben-Speichervorrichtung mit einer derartigen großen Kapa zität Schwierigkeiten, wie beispielsweise einen Ausfall des Start schalters, einen Kurzschluß oder einen Masseschluß des Magnet schalters oder des Startermotors hat, wird in kurzer Zeit ein großer Strombetrag durch den Magnetschalter oder den Startermotor fließen, und auch ein großer Betrag elektrischer Leistung wird verschwendet werden, und es wird schwierig werden, den Startermotor erneut zu starten. Ein solcher Ausfall wird bei dem Gerät der vorliegenden Erfindung nicht auftreten, von dem die Neben-Speichervorrichtung keine Elektrizität zu der elektrischen Last in dem Fahrzeug führt.

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein erstes Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist ein Entlade-Kennliniendiagramm eines elektrischen Doppelschicht-Kondensators;

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm einer Neben-Speichervorrichtung;

Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein zweites Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein drittes Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein viertes Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein fünftes Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 8 ist ein Schaltungsdiagramm eines sechsten Ausführungsbei spiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines ersten Auf baus des Starter-Geräts für Fahrzeuge der vorliegenden Er findung darstellt;

Fig. 10 ist eine Vorderansicht, die das in Fig. 9 dargestellte Gerät darstellt;

Fig. 11 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines zweiten Auf baus des Starter-Geräts für Fahrzeuge der vorliegenden Er findung darstellt;

Fig. 12 ist eine Vorderansicht, die das in Fig. 11 dargestellte Gerät darstellt;

Fig. 13 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines dritten Auf baus des Starter-Geräts für Fahrzeuge der vorliegenden Er findung darstellt;

Fig. 14 ist eine Vorderansicht, die das in Fig. 13 dargestellte Gerät darstellt;

Fig. 15 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines vierten Auf baus des Starter-Geräts für Fahrzeuge der vorliegenden Er findung darstellt;

Fig. 16 ist eine Vorderansicht, die das in Fig. 15 dargestellte Gerät darstellt;

Fig. 17 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein siebtes Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 18 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein achtes Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 19 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein neuntes Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und

Fig. 20 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein herkömmliches Starter- Gerät für Fahrzeuge darstellt.

Nun werden Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die hierzu beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Das erste Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

In Fig. 1 ist gezeigt: eine Batterie 1, die eine Haupt-Speichervor richtung eines Fahrzeugs bildet, eine Neben-Speichervorrichtung 2, die ausschließlich für einen Magnetschalter eines Starters vorgesehen ist, eine Vorrichtung 3 zum Erzeugen elektrischer Leistung bzw. zur Stromversorgung des Fahrzeugs und eine Startereinheit 4. Weiterhin ist gezeigt: ein Startermotor 41, ein Magnetschalter 40, eine Erre gerspule 42 des Magnetschalters, feste Kontakte 43 und 44 des Mag netschalters, ein beweglicher Kontakt 45 davon, Kabelbäume 51, 52 und 53, ein Startschalter 6, Übertragungskontakte 61 und 62 und ein ge meinsamer Kontakt 63. Die Kontakte 61 und 63 sind normalerweise geschlossen, und die Kontakte 62 und 63 sind normalerweise offen.

Nun wird der Betrieb beschrieben. Wenn ein Motor (nicht gezeigt) stillsteht oder läuft, sind die Kontakte 61 und 63 des Schalters 6 normalerweise in einem "geschlossenen" Zustand (d. h. der Schalter 6 ist AUS) und die Neben-Speichervorrichtung 2 wird durch die Batterie 1 und die Stromversorgung 3 vollständig geladen gehalten.

Wenn ein Bediener die Kontakte 62 und 63 des Schalters 6 in eine "geschlossene" Position versetzt (d. h. der Schalter 6 wird auf EIN geschaltet), um den Motor zu starten, wird das Ende 53 höheren Poten tials der Neben-Speichervorrichtung 2 mit der Erregerspule 42 des Magnetschalters 40 verbunden, und ein elektrischer Strom wird durch die Erregerspule 42 geführt, wodurch die Kontakte 43 und 44 durch den Kontakt 45 geschlossen werden. Zur selben Zeit wird ein Ritzel (nicht gezeigt) des Starters mit einem Hohlrad des Planetengetriebes (nicht gezeigt) des Motors in Eingriff gebracht. Dies führt dazu, daß der Startermotor 41 betätigt wird und der Motor über das Ritzel und das Hohlrad des Planetengetriebes gestartet wird.

Wenn der Motor in Betrieb gelangt oder zu laufen beginnt, schaltet der Bediener den Schalter 6 aus, wodurch der Strom, der durch die Erregerspule 42 geführt wird, unterbrochen wird und die Kontakte 43 und 44 geöffnet werden, was das Ritzel von dem Hohlrad des Plane tengetriebes löst. Zur gleichen Zeit wird die Elektrizität, die zu dem Motor 41 geführt wird, unterbrochen, und der Motor 41 hält nach einem Auslaufen für eine Weile an. Darauffolgend wird die Neben-Speichervorrichtung 2 wieder an die Batterie 1 und die Strom versorgung 3 angeschlossen, um wieder geladen zu werden.

Nun werden die Kennlinien des Ausführungsbeispiels beschrieben.

In einem Fall, in dem es aus irgendeinem Grund fehlschlägt, den Schalter 6 bei der oben beschriebenen Operation auszuschalten, fährt die Neben-Speichervorrichtung 2 fort, Elektrizität zu der Erreger spule 42 zuzuführen, aber die Spannung der Neben-Speichervorrichtung 2 fällt durch Entladung schrittweise unter eine Rückstell-Spannung ab (Spannung zum Zurückbringen der Kontakte 42 und 44 in einen "offenen" Zustand). Somit werden die Kontakte 43 und 44 geöffnet werden, und die dem Motor 41 zugeführte Elektrizität wird unterbrochen werden, was das Ritzel von dem Hohlrad des Planetengetriebes löst.

Die Zeit T1 von da an, wenn der Schalter 6 eingeschaltet ist, bis zu der Zeit, zu der die Spannung der Neben-Speichervorrichtung 2 unter die Rückstell-Spannung des Magnetschalters 40 fällt, kann wie gewünscht durch die Kapazität der Neben-Speichervorrichtung 2 einge stellt werden. Ein Brennen kann verhindert werden durch Einstellen der Zeit T1 derart, daß sie kürzer ist (beispielsweise 5 bis 60 Se kunden) als eine Zeit T2, während der der Motor 41 und/oder der Mag netschalter 40 zu brennen anfangen/anfängt. Ähnlich dazu können Schäden minimiert werden, die durch Schwierigkeiten aufgrund eines Kurzschlusses und/oder eines Masseschlusses innerhalb des Magnet schalters 40 und/oder des Startermotors 41 verursacht werden.

Die Neben-Speichervorrichtung 2 kann eine Bleibatterie sein, die eine herkömmliche Leistungsquelle für Fahrzeuge ist, oder verschiedene Arten sekundärer Batterien, wie beispielsweise eine Lithiumbatterie, aber es können dafür auch verschiedene Arten von Kondensatoren, wie beispielsweise ein elektrischer Doppelschicht-Kondensator, benutzt werden.

Wenn der elektrische Doppelschicht-Kondensator als Speichereinrich tung innerhalb der Neben-Speichervorrichtung 2 benutzt wird, ist die Schaltungsstruktur der Neben-Speichervorrichtung 2 in Fig. 3 darge stellt, und die Entladekennlinie der Neben-Speichervorrichtung 2 ist in Fig. 2 gezeigt. Während der elektrische Doppelschicht-Kondensator 21 geladen wird, fließt ein elektrischer Strom durch eine Diode 22 und einen Widerstand 23, und während er entladen wird, fließt der Strom durch eine Diode 25. Zusätzlich hilft eine Zener-Diode 24, daß der elektrische Doppelschicht-Kondensator 21 auf eine Spannung unter halb eines vorgegebenen Wertes geladen wird.

Unter der Annahme, daß die Anfangsspannung der Neben-Speichervorrich tung 2 12 V (Volt) beträgt, die Kapazität des elektrischen Doppel schicht-Kondensators 21 6,7 F (Farad) beträgt, und der Widerstand der Erregerspule 42 0,3 Ω (Ohm) beträgt, dann wird die Anschlußspannung der Neben-Speichervorrichtung 2 wie folgt ausgedrückt, wobei der in nere äquivalente elektrische Widerstand der Neben-Speichervorrichtung 2 hier vernachlässigt ist.

Vc = 12 exp{-t/(0,3 × 6,7)} [V]

Wenn die Betriebsspannung des Magnetschalters 40 auf 8V eingestellt ist, und die Rückstell-Spannung auf 1 V, dann wird die Anschlußspan nung der Neben-Speichervorrichtung 2 nach fünf Sekunden unter die Rückstell-Spannung des Magnetschalters 40 abfallen, wodurch der Starter 4 aufhören wird zu laufen, und ein Brennen wird verhindert werden.

Der Effekt des Verhinderns von Schäden aufgrund eines Wiederein springens wird nun anhand eines Beispiels des Falls beschrieben, bei dem der oben angegebene elektrische Doppelschicht-Kondensator 21 ver wendet wird.

Wenn ein Bediener den Schalter 6 einschaltet, um den Motor zu starten, aber der Motor nicht zu laufen beginnt, und er den Schalter 6 nach zwei Sekunden ausschaltet, ist die Anschlußspannung der Neben-Speichervorrichtung 2 zu jener Zeit 4,4 V, wodurch, auch wenn der Bediener den Schalter 6 sofort nach Ausschalten desselben wieder einschaltet, die Startereinheit 4 für eine Zeitperiode T3 nicht betätigt werden wird, während der die Neben-Speichervorrichtung 2 auf die Betriebsspannung von SV geladen wird.

Demgemäß wird dann, wenn die Zeit T3 derart eingestellt ist, daß sie kürzer (beispielsweise 1 bis 5 Sekunden) als T4 ist, die eine Zeit periode ist, die für den Motor 41 erforderlich ist, um nach einem Auslaufen vollständig anzuhalten, die Startereinheit 4 nicht betätigt werden, während der Motor 41 ausläuft, und demgemäß können Schäden aufgrund eines Wiedereinspringens verhindert werden.

Die Zeit T3 kann durch den Wert des Ladewiderstands 23 nach Wunsch eingestellt werden. Wenn der Widerstand beispielsweise auf 0,7 Q eingestellt ist, wird die Zeit T3 etwa 3 Sekunden sein, wobei der innere äquivalente elektrische Widerstand der Neben-Speichervorrich tung 2 in diesem Fall ebenfalls vernachlässigt ist.

Derselbe Effekt wie jener des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels kann nicht nur durch den elektrischen Doppelschicht-Kondensaotor 21 erhalten werden, sondern auch durch sekundäre Batterien und Kondensa toren, die die gleiche Entladungs-Absenkungskennlinie wie jene be sitzen, die in Fig. 2 gezeigt ist.

Nun wird das zweite Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich dadurch, daß die Erre gerspule 42 des Magnetschalters 40 eine zweispulig Konfiguration hat, statt eine einspulige Konfiguration zu haben, wie sie bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Das bedeutet, daß der Kontakt 62 mit einer mittleren Anzapfung der Erregerspule 42 verbunden ist, das Ende höheren Potentials der Erregerspule 42 mit der Anode einer Diode 7 verbunden ist, und die Kathode der Diode 7 mit dem Kontakt 44 ver bunden ist.

Der Betrieb ist wie folgt. Wenn die Kontakte 62 und 63 geschlossen werden, um die Startereinheit 4 zu betätigen, fließt Strom von der oben angegebenen mittleren Anzapfung der Erregerspule 42 zu der geer deten Seite und zu der Seite des Startermotors M, und der Magnet schalter 40 wird durch den durch den Strom verursachten (Magnet-)Fluß eingeschaltet, was den Startermotor 41 betätigt. Es ist anzumerken, daß ein elektrisches Potential der Batterie 1 auch an den Startermo tor 41 angelegt wird, wenn der Magnetschalter 40 eingeschaltet wird. Daher ist die Diode 7 hinzugefügt, um einen Rückfluß des Stroms von dem Kontakt 44 zu dem Kontakt 62 zu verhindern.

Nun wird ein drittes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 5 erklärt.

Bei diesen Ausführungsbeispiel ist der Widerstand 23 (siehe Fig. 3) zum Bestimmen der Zeitkonstante eines Ladens an dem Magnetschalter 40 von einspuliger Konfiguration, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel angewendet ist, zwischen dem Ende 11 höheren Potentials der Batterie 1 und dem Kontakt 61 des Startschalters 6 angeordnet.

Dies läßt zu, daß die Neben-Speichervorrichtung 2 nur aus dem elek trischen Doppelschicht-Kondensator 21 aufgebaut ist, was die Dioden 22 und 25 eliminiert, die in Fig. 3 dargestellt sind. Es ist anzu merken, daß der Schaltungsaufbau dieses Ausführungsbeispiels natürlich auf den Magnetschalter 40 der bei dem zweiten Ausführungs beispiel beschriebenen zweispuligen Konfiguration angewendet werden kann.

Nun werden das vierte und das fünfte Ausführungsbeispiel unter Bezug nahme auf Fig. 6 und Fig. 7 beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist der Startschalter 6, der aus einem manuellen Transferschalter besteht, der bei dem ersten Ausführungsbeispiel angewendet wird, durch einen Transferschalter 6a von Relais-Antriebstyp ersetzt, und zum Antreiben des Schalters 6a wird eine Elektrizität von dem Ende 11 höheren Potentials der Bat terie 1 über einen Schalter 8 zu einer Erregerspule 60 des Schalters 6a geführt, so daß derselbe Betrieb wie bei dem ersten Ausführungs beispiel erreicht werden kann.

Fig. 7 zeigt eine Anwendung der in Fig. 6 dargestellten Schaltungs struktur auf den Magnetschalter 40 von zweispuliger Konfiguration.

Nun wird das sechste Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben.

Dieses Ausführungsbeispiel verwendet eine innere Schaltungsstruktur der Neben-Speichervorrichtung 2 in einer Weise, die unterschiedlich von jener ist, die in Fig. 3 dargestellt ist. Eine Spannungs erhöher-Schaltung 26, die aus einem Gleichspannungswandler besteht, ist an der Anodenseite der Diode 22 zum Laden eines Pfads vorgesehen, der in Fig. 3 dargestellt ist.

Eine solche Anwendung läßt zu, daß die Batteriespannung von dem Ende 11 höheren Potentials der Batterie 1 an die Spannungserhöher-Schal tung 26 angelegt wird, um zuerst auf eine vorgegebene Spannung ange hoben zu werden, und dann an den elektrischen Doppelschicht-Kondensator 21 angelegt wird. Dies hilft, den Durch messer der Kabelbäume 52 und 53 und auch die Hitze, die in der Erreg erspule 42 des Magnetschalters 40 erzeugt wird, zu reduzieren.

Wenn die Spannungserhöher-Schaltung 26, die aus dem Gleichspannungs wandler besteht, der bei dem Ausführungsbeispiel verwendet wird, zwischen dem Ende 11 höheren Potentials der Batterie 1 und dem Wi derstand 23 vorgesehen ist, können die Dioden 22 und 25, die in Fig. 8 dargestellt sind, eliminiert werden.

Als nächstes wird nun der Aufbau des Geräts unter Bezugnahme auf Fig. 9 und Fig. 10 beschrieben.

Der erste Aufbau zeigt eine Anwendung des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels, wobei die Neben-Speichervorrichtung 2 an der Startereinheit 4 angebracht ist. Die Neben-Speichervorrichtung 2 ist in Ringform aufgebaut und ist zum Aushalten einer Vibration an einer Motor-Montageplatte 10 angebracht. Anschlüsse 91, 92 und 93 werden jeweils mit den Kabelbäumen 51, 52 und 53 verbunden werden. Diese Anordnung läßt zu, daß die Anzahl von Kabelbäumen, die angebracht werden, wenn sie an eine Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) gebaut wird, auf 2 bis 3 Verdrahtungs-Kabel reduziert wird, was den Arbeits aufwand für die Installationsarbeit reduziert.

Nun wird das Beispiel des zweiten Aufbaus unter Bezugnahme auf Fig. 11 und Fig. 12 beschrieben.

Bei diesem Aufbau ist die Neben-Speichervorrichtung 2 in der Form eines Zylinders aufgebaut und auf dieselbe Weise wie oben an der Motor-Montageplatte 10 angebracht.

Nun wird das Beispiel des dritten Aufbaus unter Bezugnahme auf Fig. 13 und Fig. 14 beschrieben.

Dieser Aufbau ist ein Montagebeispiel des Falls, bei dem der Trans ferschalter 6a vom Relais-Antriebstyp angenommen ist, der in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellt ist. Die Neben-Speichervorrichtung 2 ist in der Form eines Ringes aufgebaut und zur Vermeidung einer Vibration an der Motor-Montageplatte 10 angebracht. Zusätzlich ist der Transfer schalter 6a vom Relais-Antriebstyp neben dem Magnetschalter 40 vorge sehen. Die Anschlüsse 91 und 94 werden jeweils mit Kabelbäumen 51 und 54 verbunden werden.

Ein solcher Aufbau läßt zu, daß die elektrische Verdrahtung zwischen der Neben-Speichervorrichtung 2 und dem Magnetschalter 40 verkürzt wird, und auch, daß die Spannung, die an den Magnetschalter 40 ange legt wird, höher gehalten wird.

Nun wird das Beispiel des vierten Aufbaus unter Bezugnahme auf Fig. und Fig. 16 beschrieben.

Bei diesem Beispiel ist die Neben-Speichervorrichtung 2 in der Form eines Zylinders aufgebaut und auf dieselbe Weise wie die obige an der Motor-Montageplatte 10 angebracht.

Nun wird das siebte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben.

Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine Abänderung der in Fig. 1, Fig. und Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiele, wobei der Kontakt 43 des Magnetschalters 40 mit einem Ende 20 höheren Potentials der Neben-Speichervorrichtung 2 verbunden ist, so daß der Startmotor 41 ausschließlich von der Neben-Speichervorrichtung 2 mit Elektrizität versorgt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Brennen des Magnetschalters 40 und des Startermotors 41 und auch ein Verschwenden der gespei cherten elektrischen Leistung verhindert werden, auch wenn der Kon takt 45 des Magnetschalters 40 geschlossen bleibt oder irgendeine Schwierigkeit, wie beispielsweise ein Kurzschluß oder ein Masse schluß, innerhalb des Startermotors 41 auftritt, und zwar durch Be grenzen der Kapazität der Neben-Speichervorrichtung 2 auf einen der artigen Betrag (die Kapazität der Leistung, die für jedes normale Starten erforderlich ist), durch den der Startermotor 41 und der Mag netschalter 40 für beispielsweise 10 Sekunden mit einem bestimmten Strom versorgt werden könnten.

Nun wird das achte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 18 beschrieben.

Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine Abänderung der in Fig. 4 und Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiele, wobei die Neben-Speicher vorrichtung in Neben-Speichervorrichtungen 2a, 2b und 2c unterteilt ist, der Startschalter durch Startschalter 601 bis 605 ersetzt ist, und der Kontakt 43 des Magnetschalters 40 mit dem Ende 20 höheren Potentials der Neben-Speichervorrichtung 2c verbunden ist, so daß der Startermotor 41 durch die Neben-Speichervorrichtung 2 mit Elektri zität versorgt wird.

Natürlich ist die Kapazität der Neben-Speichervorrichtung auf den Betrag beschränkt, durch den der Startermotor 41 und der Magnet schalter 40 für beispielsweise 10 Sekunden mit Elektrizität mit einem bestimmten Strom versorgt werden können (das Volumen der Leistung, das für jedes normale Starten erforderlich ist).

Eine derartige Abänderung wird einen Vorteil bieten, wie es nachfol gend beschrieben ist.

Der Startermotor 41 und der Magnetschalter 40 können erstens durch Schalten der Startschalter 601 bis 605 zu einer Seite eines Kontakts "a", um die Neben-Speichervorrichtungen 2a bis 2c parallel zu laden, von denen jede aus einem elektrischen Doppelschicht-Kondensator be steht, und zweitens durch Schalten der Startschalter 601 bis 605 zu einer Seite eines Kontakts "b", um die Neben-Speichervorrichtungen 2a bis 2c seriell zu verbinden, mit Elektrizität versorgt werden. Dies läßt zu, daß die Startereinheit 4 ohne den Gleichspannungswandler mit Elektrizität mit einer hohen Spannung versorgt wird (siehe Fig. 8). Wenn der Startermotor 41 als Typ mit geringerem Strom ausgeführt ist, ist es möglich, den Austauscher (nicht gezeigt) bezüglich der Größe kleiner zu machen und die erzeugte Hitze zu reduzieren.

Nun wird das neunte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 19 beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Widerstand 23 (in Fig. 3 dar gestellt) zwischen dem Ende 11 höheren Potentials der Batterie 1 und dem Relaisschalter 6a vorgesehen, um über die Zeitkonstante eines Ladens durch den Magnetschalter 40 von einspuliger Konfiguration zu entscheiden, der bei dem vierten Ausführungsbeispiel verwendet ist.

Dies läßt, daß die Neben-Speichervorrichtung 2 nur aus dem elek trischen Doppelschicht-Kondensator 21 besteht, wie es auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Fall ist, und die Dioden 22 und 25, die in Fig. 3 dargestellt sind, können eliminiert werden. Die Schal tungsstruktur dieses Ausführungsbeispiels kann natürlich auf den Mag netschalter 40 von zweispuliger Konfiguration angewendet werden, der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet ist.

Die bevorzugten Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nun wie folgt zusammengefaßt:

(a) ein Starter-Gerät für Fahrzeuge, wobei die Neben-Speichervor richtung eine Kapazität hat, die ausreicht, die Leistung zu spei chern, die für jedes Starten erforderlich ist;
(b) ein Starter-Gerät für Fahrzeuge, wobei die Neben-Speichervor richtung eine Einheit mit der Startereinheit bildet;
(c) ein Starter-Gerät für Fahrzeuge, wobei die Periode des Entladens von der Zeit an, zu der begonnen wird, die Neben-Speichervorrichtung zu entladen, bis zu der Zeit, zu der die Anschlußspannung der Neben-Speichervorrichtung unter die Kontakt-Rücksetz-Spannung (Rückstell-Spannung) der Spule des Magnetschalters fällt, derart be stimmt wird, daß sie kürzer als die Zeitperiode von der Zeit an ist, zu der die Entladung beginnt, bis zu der Zeit, zu der die Temperatur eines vorgegebenen Teils des Magnetschalters oder des Startermotors eine Brenntemperatur erreicht;
(d) ein Starter-Gerät für Fahrzeuge, wobei die Periode des Ladens von der Zeit an, zu der begonnen wird, die Neben-Speichervorrichtung zu laden, bis zu der Zeit, zu der die Anschlußspannung der Neben-Speichervorrichtung über die Kontakt-Schließ-Spannung der Spule des Magnetschalters reicht, derart bestimmt wird, daß sie länger als die Zeitperiode von der Zeit an ist, zu der die Entladung aufhört, bis zu der Zeit, zu der die Anzahl von Umdrehungen des Startermotors unter eine bestimmte Anzahl von Sicherheitsumdrehungen fällt;
(e) ein Starter-Gerät für Fahrzeuge, wobei die Spule des Magnet schalters aus einer Spule vom Typ mit zwei Anschlüssen besteht;
(f) ein Starter-Gerät für Fahrzeuge, wobei der Startschalter aus einem Transferschalter besteht, der einen gemeinsamen Kontakt hat, der mit der Neben-Speichervorrichtung verbunden ist, einen Ladekon takt, der mit der Haupt-Speichervorrichtung verbunden ist, und den Entladekontakt, der mit der Spule des Magnetschalters verbunden ist;
(g) ein Starter-Gerät für Fahrzeuge, wobei die Neben-Speichervor richtung eine exklusive Leistungsquelle zum Zuführen von Elektrizität zu dem Magnetschalter und dem Startermotor bildet; und
(h) ein Starter-Gerät für Fahrzeuge, wobei die Neben-Speichervor richtung mit dem Magnetschalter und dem Startermotor integriert ist.

Claims

1. Starter-Gerät für Fahrzeuge, das folgendes aufweist:
eine Startereinheit (4) mit einem Startermotor (41), der einen Motor und einen Magnetschalter (40) startet, der einen Strompfad zu dem Startermotor öffnet und schließt;
eine Neben-Speichervorrichtung (2; 2a-2c), die speziell aufge baut ist, um die Startereinheit anzutreiben, mit einer derar tigen Kapazität zum Speichern einer Leistung, die kleiner als jene ist, die Schäden an der Startereinheit verursachen kann, wenn ein Strom kontinuierlich zu der Startereinheit entladen wird, aber größer ist als jene, die für jedes Starten erforder lich ist;
eine Haupt-Speichervorrichtung (1), die durch eine Vorrichtung (3) zum Erzeugen einer Leistung geladen wird, die durch den Motor angetrieben wird und Elektrizität zu elektrischen Lasten in einem Fahrzeug und der Neben-Speichervorrichtung zuführt; und
eine Starteinrichtung (6; 6a; 601-605), die elektrische Leis tung, die in der Neben-Speichervorrichtung gespeichert ist, zu der Zeit des Startens des Motors zu der Startereinheit entlädt, um wenigstens dem Magnetschalter eine Antriebsleistung zuzuführen, und den in der Haupt-Speichervorrichtung gespei cherten Strom zu der Neben-Speichervorrichtung führt, wenn der Motor nicht bei einer Startoperation ist.

2. Starter-Gerät für Fahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Neben- Speichervorrichtung folgendes aufweist:
eine erste Einrichtung (22) zum Zulassen nur des Stroms von der Starteinrichtung;
eine Ladeeinrichtung (21), die seriell mit der ersten Einrich tung verbunden ist, um durch den Strom geladen zu werden;
eine Halteeinrichtung (24), die parallel zu der Ladeeinrichtung angeschlossen ist, zum Halten einer Ladespannung von der La deeinrichtung auf einem bestimmten Wert; und
eine zweite Einrichtung (25), die seriell mit der Halteeinrich tung verbunden ist, zum Zulassen nur eines Entladestroms von der Ladeeinrichtung.

3. Starter-Gerät für Fahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Starter einheit folgendes aufweist:
eine Erregerspule (42), die ein Magnetfeld durch den zu ihr geführten Strom erzeugt;
einen beweglichen Kontakt (45), der durch das Magnetfeld ange zogen wird; und
einen festen Kontakt (43, 44), der durch das Anziehen des bewe glichen Kontakts kontaktiert.

4. Starter-Gerät für Fahrzeuge nach Anspruch 3, wobei eine Umkehr einrichtung (7) zum Abhalten eines Stroms vom Zurückfließen von der Erregerspule zu dem festen Kontakt zwischen der Erregerspule und dem festen Kontakt vorgesehen ist.

5. Starter-Gerät für Fahrzeuge nach Anspruch 1, wobei ein Wider stand (23) zum Entscheiden über eine Ladezeitkonstante beim Laden zwischen der Erzeugungsvorrichtung und der Startereinheit vorgesehen ist, und wobei die Neben-Speichervorrichtung ein elektrischer Doppelschicht-Kondensator (21) ist.

6. Starter-Gerät für Fahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Startein richtung eine Schalteinrichtung (6a) vom Relais-Antriebstyp enthält, die öffnet und schließt, wenn der Strom geführt und abgeschnitten wird, und eine Schalteinrichtung (8) zum Zuführen oder Unterbrechen einer Elektrizität von der Haupt-Speichervor richtung zwischen der Schalteinrichtung vom Relais -Antriebstyp und der Hauptspeichervorrichtung vorgesehen ist.

7. Starter-Gerät für Fahrzeuge nach Anspruch 2, wobei ein Gleich spannungswandler (26) mit der ersten Einrichtung verbunden ist.

8. Starter-Gerät für Fahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Neben-Speichervorrichtung mit dem Magnetschalter und dem Star termotor integriert ist (Fig. 9 bis 16).