DE102011006502A1

DE102011006502A1 - Startsteuereinheit und Startkommandosignal-Erzeugungsvorrichtung hierfür

Info

Publication number: DE102011006502A1
Application number: DE201110006502
Authority: DE
Inventors: Tadaaki Okada; Haruki Nakayama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-03-15
Also published as: US20120060786A1; US9046070B2; JP2012057588A; JP5100804B2; CN102400830B; CN102400830A

Abstract

Eine Startsteuereinheit beinhaltet integral einen in Reihe mit einem Ausgabekontakt eines auf einem Startermotor vorgesehenen elektromagnetischen Schieberelais verbundenen Stromunterdrückungswiderstand, ein kurzschließendes Relais, das den Stromunterdrückungswiderstand mit einem kurzschließenden Kontakt desselben kurzschließt; und eine Timerschaltung, die den kurzschließenden Kontakt zu einem vorgegebenen Zeitpunkt schließt, wenn ein Startstrom in Reaktion auf den Betrieb eines Startkommandoschalters abnimmt. Eine Anregungsspule wird mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie vermittels eines der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstandes, einer reversen Verbindungsschutzvorrichtung und einem Antriebs-Transistors, ausschließlich des Startkommandoschalters versorgt ist. Ein Unterdrückungsstartstrom für den Startermotor fließt im Stromunterdrückungswiderstand während des Zeitraums, der durch Addieren einer Verzögerungseinstellzeit T0 der Timerschaltung und einer t2b ab einem Zeitpunkt, wenn die Anregungsspule de-energetisiert wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt auf Geschlossen zurückkehrt, erhalten wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Beschreibung verwandten Stands der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Startsteuereinheit und eine Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung dafür; in der Startsteuereinheit wird, um einen Startstrom zu unterdrücken, elektrischer Strom dem Startermotor mittels eines Stromunterdrückungswiderstandes für eine vorgegebene Zeit, unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor (”Engine”) gestartet worden ist, zugeführt.
Beschreibung verwandten Stands der Technik
Es wird eine Timerschaltung für Strombegrenzungsstarten eingesetzt, in der, um einen übermäßigen Startstrom zu einem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, und einen abnormalen Abfall der Stromquellspannung, der durch internen Widerstand der Fahrzeugbatterie und den Widerstand eines Verdrahtungsanschlusses verursacht wird, zu unterdrücken, der Stromunterdrückungswiderstand in Reihe mit dem Startermotor geschaltet ist, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, und zu der Zeit, die eine vorbestimmte Zeit nachdem der Antriebsstrom abgeschwächt wird, während die Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors ansteigt, ist, wird der Stromunterdrückungswiderstand durch den Ausgabekontakt eines Kurzschlussrelais kurzgeschlossen. Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 eine Verbrennungsmotor-Startvorrichtung, die einen Startermotor, einen in Reihe mit einem Strompfad, der einen elektromagnetischen Schiebeschalter enthält, der den Startermotor energetisiert, verbundenen festen Widerstand, ein Öffnungs-/Schließmittel, das Kurzschlusssteuerung des festen Widerstands durchführt, und ein verzögertes Aktivierungsmittel, das das Öffnungs-/Schließmittel in einer verzögerten Weise aktiviert, inkorporiert; das verzögerte Aktivierungsmittel ist aus einer Timerschaltung gebildet, die nach Empfang der Ausgangsspannung des elektromagnetischen Schiebeschalters arbeitet.
Darüber hinaus offenbart Patentdokument 2 einen Starter, der einen elektromagnetischen Schalter, der Öffnen und Schließen eines in einer Motorschaltung vorgesehenen Hauptkontakts durchführt, einen in Reihe mit dem in der Motorschaltung vorgesehenen Hauptkontakt verbundenen Stromunterdrückungswiderstand, ein Kurzschlussrelais, das auf solche Weise vorgesehen ist, dass es in der Lage ist, den Stromunterdrückungswiderstand kurzzuschließen, und eine Timerschaltung, die das kurzschließende Relais in einer verzögerten Weise aktiviert, beinhaltet; die Timerschaltung stellt eine Verzögerungszeit zwischen einem Zeitpunkt, wenn der elektromagnetische Schalter energetisiert wird, und einem Zeitpunkt, wenn das Kurzschaltungsrelais energetisiert wird, ein; die Verzögerungszeit wird auf solche Weise eingestellt, dass der Wert des maximalen Stroms, der im Motor fließt, wenn das kurzschließende Relais energetisiert wird, gleich oder kleiner dem Wert des maximalen Stroms wird, der im Motor fließt, wenn der elektromagnetische Schalter energetisiert wird.
Weiterhin offenbart Patentdokument 3 einen Starter, bei dem getrennt eine Anregungsspule, die ein Ausrückzahnrad zu einem Ringzahnrad schiebt, und eine Schaltspule, die energetisiert wird, wenn eine vorgegebene Zeit nachdem die Anregungsspule energetisiert ist, verstreicht, und den Kurzschlussantrieb des Hauptkontaktes einer Motorschaltung durchführt, vorgesehen sind, und nachdem das Ritzel und der Zahnkranz sicher miteinander in Eingriff gekommen sind, wird der Hauptkontakt geschlossen.
Noch weiterhin bringt gemäß Patentdokument 4, um dem Starten eines Verbrennungsmotors zu ermöglichen, sich fortzusetzen, selbst wenn der Betrieb einer Zentralrecheneinheit aufgrund eines Spannungsabfalls zu einem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, unterbrochen wird, eine Antriebsschaltung ein Starterrelais dazu, einzuschalten, um so einen Starter dazu zu bringen, zu arbeiten, wenn ein Mikrocomputer einer ECU (engine control apparatus, Motorsteuergerät) detektiert, dass ein Startschalter eingeschaltet worden ist; die Spule des Starterrelais wird auch mittels des Startschalters und eines normal geschlossenen Relais energetisiert; und in der ECU wird eine Schaltung vorgesehen, die das normal geschlossene Relais in Reaktion auf ein Signal aus dem Mikrocomputer ausschaltet. Entsprechend wird, selbst wenn der Betrieb des Mikrocomputers durch einen Spannungsabfall unterbrochen ist, das Starterrelais Ein gehalten, solange der Startschalter Ein ist. Wenn festgestellt wird, dass der Betrieb des Starters nicht notwendig ist, muss der Mikrocomputer nur das normal geschlossene Relais abschalten.
Stand der Technik-Referenz
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 1984-30564 (Anspruch in der Gebrauchsmuster-Registrierung und 2)
Patentdokument 2: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2009-287459 (Zusammenfassung der Offenbarung und 1)
Patentdokument 3: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2009-191843 (Zusammenfassung der Offenbarung, Absatz 32 und 1 und 7)
Patentdokument 4: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2005-16388 (Zusammenfassung der Offenbarung und 1)

In der Verbrennungsmotor-Startvorrichtung gemäß Patentdokument 1 liefert die Fahrzeugbatterie 7 elektrischen Strom an ein kurzschließendes Relais (entsprechend Relais 14) mittels des Ausgabekontakts des elektromagnetischen Schieberelais (entsprechend dem elektromagnetischen Schiebeschalter 2); daher muss der Startkommandoschalter (entsprechend dem Schlüsselschalter 6) nur das elektromagnetische Schieberelais antreiben. Daher weist die Verbrennungsmotor-Startvorrichtung gemäß Patentdokument 1 den Vorteil auf, dass der Energetisierungsstrom für das kurzschließende Relais nicht in den Startkommandoschalter fließt; zusätzlich ist die Verbrennungsmotor-Startvorrichtung gemäß Patentdokument 1 auf solche Weise charakterisiert, dass die Einstellzeit, die durch den Timer eingestellt ist, stabilisiert werden kann, um so gegenüber einer Fluktuation bei der Stromquellenspannung unempfindlich zu sein.
Jedoch existiert ein Nachteil dahingehend, dass ein Startstrom in einem Stromunterdrückungswiderstand (entsprechend dem festen Widerstand 13) während einer Periode fließt, die durch Addieren der durch den Timer eingestellten Einstellzeit und der geschlossenen Schaltungsantriebsreaktions-Verzögerungszeit des kurzschließenden Relais erhalten wird und die Reaktionszeit des kurzschließenden Relais in inverser Proportion zur Stromquellenspannung fluktuiert, wodurch keine stabile, Strombegrenzende Startzeit erhalten werden kann. Das kurzschließende Relais ist zwischen dem elektromagnetischen Schieberelais und dem Startermotor verbunden und daher sind der kurzschließende Kontakt und der Stromunterdrückungswiderstand nicht direkt parallel miteinander verbunden; daher gibt es den Nachteil, dass drei Hochstromanschlüsse erforderlich sind.
Im Kontrast dazu liefert gemäß Patentdokument 2 die Fahrzeugbatterie elektrischen Strom an das elektromagnetische Schieberelais (entsprechend dem elektromagnetischen Schalter 7) des Starters mittels des Starterrelais; der Startkommandoschalter (entsprechend dem IG-Schalter 26) treibt das Starterrelais, das kurzschließende Relais und die Timerschaltung an. Entsprechend arbeitet die Timerschaltung, wenn eine vorbestimmte Zeit verstreicht, nachdem der Startkommandoschalter sich schließt; jedoch gibt es einen Nachteil dahingehend, dass, weil die Zufuhr elektrischen Stroms an den Startermotor (entsprechend dem Motor 2) gestartet wird, nachdem die durch Addieren der Geschlossenschaltungs-Antwortverzögerungszeit des Starterrelais und der Geschlossenschaltungs-Antwortverzögerungszeit des elektromagnetischen Schieberelais erhaltene Verzögerungszeit die Strombegrenzungsstartzeit aufgrund der Fluktuation bei der Stromquellenspannung instabil wird.
In dem Fall, bei dem, obwohl zusätzlich erforderlich, das Starterrelais entfernt wird, und das elektromagnetische Schieberelais direkt durch den Startkommandoschalter angetrieben wird, fließt der Antriebsstrom für das kurzschließende Relais auch im Startkommandoschalter; somit ist es erforderlich, die Stromkapazität des Kontaktes zu vergrößern und es besteht das Risiko, dass der Startkommandoschalter nicht geöffnet werden kann, weil das elektromagnetische Schieberelais fehlerhaft arbeiten mag.
Weiterhin hat der Starter gemäß Patentdokument 3 den Nachteil, dass, falls aufgrund eines Spannungsabfalls zu einem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, die ECU, die eine Steuervorrichtung ist, inoperativ wird, die Anregungsspule und die Schaltspule nicht energetisiert werden können.
In der Verbrennungsmotor-Startsteuervorrichtung gemäß Patentdokument 4 wird ein normal geschlossenes Relais hinzugefügt, um das Starten des Verbrennungsmotors fortsetzbar zu machen, selbst wenn der Betrieb der Zentralrecheneinheit aufgrund eines Spannungsabfalls zu einem Zeitpunkt unterbrochen wird, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird; somit wird nicht ein Startkommandosignal vereinheitlicht, durch welches ein relativ großer Strom fließt, um das elektromagnetische Schieberelais anzutreiben, wodurch die Verbrennungsmotor-Startsteuervorrichtung den Nachteil hätte, dass sie groß und insgesamt teuer würde.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist implementiert worden, um die vorstehenden Probleme zu lösen; ihre erste Aufgabe ist es, eine Startsteuereinheit zu erhalten, die einen Strom unterdrückt, der im Startkommandoschalter fließt und die es ermöglicht, eine Strom begrenzende Startschaltung zu konfigurieren, die kein unnötiges elektromagnetisches Hilfs-Relais erfordert.
Die zweite Aufgabe derselben ist es, eine Startsteuereinheit zu erhalten, die eine Fluktuation der Strom limitierenden Startzeit unterdrückt, selbst wenn die Reaktionszeit des zugehörigen elektromagnetischen Relais abhängig von der Stromquellenspannung fluktuiert und es ermöglicht, eine stabile Strom beschränkende Startzeit zu erhalten.
Darüber hinaus ist die dritte Zielsetzung derselben, eine kleine und preisgünstige Startsteuereinheit zu erhalten, welche den Stromverbrauch unterdrückt.
Weiterhin ist die vierte Zielsetzung derselben, eine Startkommandosignal-Erzeugungsvorrichtung für die Startsteuereinheit zu erhalten.
Eine Startsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist. zwischen einem Startermotor zum Starten eines Fahrzeugverbrennungsmotors und einer Fahrzeugbatterie verbunden und führt ein Strom-beschränkendes Starten des Startermotors durch; die Startsteuereinheit beinhaltet integral einen in Reihe mit einem Ausgabekontakt des auf dem Startermotor vorgesehenen elektromagnetischen Schieberelais verbundenen Stromunterdrückungswiderstand; ein kurzschließendes Relais, das den Stromunterdrückungswiderstand mit einem kurzschließenden Kontakt desselben kurzschließt und eine Timerschaltung, die den kurzschließenden Kontakt zu einem vorgegebenen Zeitpunkt schließt, wenn ein Startstrom in Reaktion auf den Betrieb eines Startkommandoschalters abnimmt.
Das elektromagnetische Schieberelais treibt ein auf dem Startermotor vorgesehenes Ritzel durch eine Schiebespule an, die mittels des Startkommandoschalters mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie versorgt wird, so dass ein auf der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors vorgesehener Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen; und das elektromagnetische Schieberelais bringt den Ausgabekontakt dazu, durch die Schiebespule oder eine getrennt von der Schiebespule vorgesehene Relaisspule zu schließen.
Der kurzschließende Kontakt ist ein normal geschlossener Kontakt, der durch Energetisieren einer Anregungsspule des kurzschließenden Relais geöffnet wird; und die Anregungsspule ist mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie vermittels eines der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstandes, einer reversen Verbindungsschutzvorrichtung und eines Betriebs-Transistors, ausschließlich des Startkommandoschalters versorgt.
Die reverse Verbindungsschutzvorrichtung ist ein Transistor oder eine Diode, die Stromversorgung an die Anregungsspule gestattet, wenn die Fahrzeugbatterie mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber Stromversorgung an die Anregungsspule verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie mit einer abnormalen, umgekehrten Polarität verbunden ist.
Der Antriebstransistor wird eingeschaltet, um so Offenschaltungsenergetisierung des kurzschließenden Relais zur selben Zeit durchzuführen, wenn der Startkommandoschalter geschlossen wird und daher die Schiebespule oder die Relaisspule energetisiert ist; und zu der Zeit, wenn der Ausgabekontakt geschlossen ist, schließt der kurzschließende Kontakt seinen Schaltungsöffnungsbetrieb ab.
Die Timerschaltung startet den Timingbetrieb in Reaktion auf den Schließbetrieb durch den Ausgabekontakt des elektromagnetischen Schieberelais und schaltet den Antriebstransistor ab, nachdem eine vorgegebene Verzögerungseinstellzeit verstrichen ist; und ein Unterdrückungsstartstrom für den Startermotor fließt im Stromunterdrückungswiderstand während eines Zeitraums, der durch Addieren der Verzögerungseinstellzeit der Timerschaltung und einer Geschlossenschaltungs-Reaktionszeit ab einem Zeitpunkt, wenn die Anregungsspule des kurzschließenden Relais de-energetisiert wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt auf Geschlossen zurückkehrt, erhalten wird.
Eine Startsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist versehen mit einer Timerschaltung, welche den Stromunterdrückungswiderstand in Reihe mit dem Startermotor in einem vorgegebenen Zeitraum verbindet, nachdem der Schließbetrieb durch das elektromagnetische Schieberelais, das in Reaktion auf den Betrieb des Startkommandoschalters arbeitet, gestartet wird, und ein Strom beschränkendes Starten durchführt; und dem kurzschließenden Relais, das einen normal geöffneten Kontakt aufweist, das durch die Timerschaltung energetisiert und gesteuert wird. Das kurzschließende Relais wird mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie mittels der reversen Verbindungsschutzvorrichtung und dem Antriebstransistor, ausschließlich dem Startkommandoschalter, beliefert. Entsprechend ist eine Stromquellenverdrahtung für die Anregungsspule des kurzschließenden Relais nicht erforderlich und der Energetisierungsstrom für das kurzschließende Relais fließt nicht im Startkommandoschalter; daher zeigt sich der Effekt, dass durch Unterdrücken der Stromkapazität des Schalters ein kleiner und preisgünstiger Startkommandoschalter eingesetzt werden kann.
Die Stromunterdrückungsstartzeit wird durch die Verzögerungseinstellzeit der Timerschaltung und die Geschlossenschaltungs-Wiederherstellverzögerungszeit des kurzschließenden Relais bestimmt, ohne dem Effekt der Betriebsantwortzeit des elektromagnetischen Schieberelais oder der Offenschaltungs-Reaktionszeit des kurzschließenden Relais, die abhängig vom Wert der Stromquellenspannung variiert, zu unterliegen; somit wird ein Effekt demonstriert, dass die Fluktuation bei der Stromquellenspannung weniger beeinträchtigt ist und daher eine stabilisierte Stromunterdrückungsstartzeit erhalten werden kann.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung bei Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNEN
1 ist ein Diagramm, das die Verbindung zwischen der externen Vorrichtung und einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung repräsentiert;
2 ist ein Diagramm, das die interne Schaltung eine Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
3 ist eine Ansicht, welche die obere Oberflächenkonfiguration einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
4 ist ein Diagramm, das die Seitenkonfiguration einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert;
5A ist die Charakteristikkurve der Antriebsspannung für die Timerschaltung einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung und
5B ist ein partielles Schaltungsdiagramm zum Erläutern des Stromverbrauchs derselben;
6 ist ein Timingdiagramm zum Erläutern des Betriebs einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Diagramm, das die Verbindung zwischen internen Vorrichtungen und einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung repräsentiert;
8 ist ein Timingdiagramm zum Erläutern des Betriebs einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Diagramm, das die Verbindung zwischen externen Vorrichtungen und einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung repräsentiert;
10 ist ein Diagramm, das die interne Schaltung einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung illustriert;
11 ist eine Ansicht, welche die Aufsicht-Oberflächenkonfiguration einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung illustriert;
12 ist ein Diagramm, das die Seitenkonfiguration einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung illustriert;
13 ist ein Timingdiagramm zum Erläutern des Betriebs einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
14 ist ein Diagramm, das die Verbindung zwischen externen Vorrichtungen und einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung repräsentiert;
15 ist ein Timing-Diagramm zum Erläutern des Betriebs einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
16 ist ein Diagramm, das die Schaltungskonfiguration einer Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung illustriert;
17 ist ein Diagramm, das die Schaltungskonfiguration einer Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung illustriert; und
18 ist ein Diagramm, das die Schaltungskonfiguration einer Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden mit Referenz auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen einer Startsteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung und der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung dafür erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen limitiert, sondern beinhaltet Entwurfsmodifikationen, die nicht von ihrem Geist abweichen.
Ausführungsform 1
1 ist ein Diagramm, das die Verbindung zwischen externen Vorrichtungen und einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung repräsentiert. In 1 ist der negative Anschluss einer Fahrzeugbatterie 10 mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden; mittels eines Startkommandoschalters 12 wird elektrischer Strom einer Startsteuereinheit 10A vom Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 11 aus zugeführt. Wie später mit Bezugnahme auf 2 beschrieben, ist die Startsteuereinheit 20 hauptsächlich mit einem kurzschließenden Relais 30A und einer Timerschaltung 40A konfiguriert; ein Stromunterdrückungswiderstand 50 ist der Startsteuereinheit 20A hinzugefügt und mit ihr integriert. Der Stromunterdrückungswiderstand 50 und ein Ausgabekontakt 61 eines elektromagnetischen Schieberelais 60 sind in Reihe miteinander verbunden; sie sind zwischen dem Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 10 und einem Startermotor 70 verbunden.
Im Startkommandoschalter 12 sind ein manueller Startschalter 103, der ein Schlüsselschalter ist, und ein automatischer Startschalter 104 zum Durchführen von Neustarten nach Leerlaufstopp oder Fernaufwärmbetrieb in der kalten Jahreszeit parallel zueinander verbunden; elektrischer Strom wird der Timerschaltung 40A mittels Kommandoanschlüssen A1 und A2 und einer Anziehungsspule 62 und einer Haltespule 63 des elektromagnetischen Schieberelais 60 geliefert. Zusätzlich kann als Startkommandoschalter 12 ein Ausgabekontakt 12 eines elektromagnetischen Kommandorelais 105 in Ausführungsform 5 (siehe 16), die später beschrieben wird, eingesetzt werden.
Ein kurzschließendes Relais 30A ist mit einem kurzschließenden Kontakt 31A versehen, der ein normal geschlossener Kontakt ist; der kurzschließende Kontakt 31A wird mittels Durchführen einer Elektrizitätszufuhr An und Antreiben einer Anregungsspule 32A geöffnet und ist parallel zu Stromunterdrdrückungswiderstand 50A mittels der Verdrahtungsanschlüsse X und Y geschaltet. Mittels einer reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A, einem Antriebstransistor 46A und einem Antriebsanschluss D wird elektrischer Strom aus den Stromquellenanschlüssen B1 und B2 der Timerschaltung 40A der Anregungsspule 32A zugeführt. Die Stromquellenanschlüsse B1 und B2 sind miteinander über eine Zwischenanschlussverbindungsleitung 49B verbunden; der mit dem positiven Anschluss der Fahrzeugbatterie 10 verbundene Verdrahtungsanschluss Y und der Stromquellenanschluss B2 sind miteinander über einen Zwischenanschlussverbindungsstreifen 33b verbunden. Eine Starttimer-Schaltungseinheit 40a ist aus einer leichten Elektrikschaltungseinheit gebildet, die durch Entfernen der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A und des Antriebstransistors 46a aus der Timerschaltung 40A erhalten wird.
Signalanschlüsse C1 und C2, die zum Erhalten eines Timingstartsignals für die Timerschaltung 40A eingesetzt werden, sind miteinander über eine Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49c verbunden; der negativseitige Verdrahtungsanschluss X des Stromunterdrückungswiderstands 50 und der Signalanschluss C1 sind miteinander durch einen Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33c verbunden. Wie später unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, wird unmittelbar, nachdem der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, der Antriebstransistor 46a angetrieben, um einzuschalten, und dann wird nach einer durch die Starttimer-Schaltungseinheit 40a eingestellten vorbestimmten Zeit der Antriebstransistor 46a ausgeschaltet. Der andere Anschluss der Anregungsspule 32A und die negativseitige Leitung der Timerschaltung 40A sind mit der Fahrzeugkarosserie 11 mittels Hauptanschlüssen E1 bzw. E2 verbunden; auch sind der negative Anschluss der Haltespule 63 des elektromagnetischen Schieberelais 60 und der negative Anschluss des Startermotors 70 mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden.
Das elektromagnetische Schieberelais 60 ist mit einer Schiebespule 64 versehen, die mit der Haltespule 63 und der Anziehungsspule 62 konfiguriert ist, an welche die Fahrzeugbatterie 10 elektrischen Strom durch den Startkommandoschalter 12 liefert; die Anziehungsspule 62 und die Haltespule 63 arbeiten miteinander zusammen, um ein auf dem Startermotor 70 vorgesehenes Ritzel zu drehen, so dass ein auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehener Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen; wie später beschrieben, wird der Ausgabekontakt 61 so geschlossen, dass die Anziehungsspule 62, die mit dem Startermotor 70 in Reihe geschaltet ist, kurzgeschlossen und de-energetisiert wird.
Wenn die in Reihe zum Startermotor 70 verbundene Anziehungsspule 62 mit elektrischem Strom versorgt wird und daher der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, werden beide Anschlüsse der Anziehungsspule 62 durch den Startkommandoschalter 12 und den Stromunterdrückungswiderstand 50 oder den kurzschließenden Kontakt 31A kurzgeschlossen, welches der Ausgabekontakt des kurzschießenden Relais 30A ist. Zusätzlich ist der Widerstandswert des Stromunterdrückungswiderstands 50 beachtlich kleiner als der Widerstandswert der Anziehungsspule 62; daher wird die Anziehungsspule 62 de-energetisiert, wodurch die Haltespule 63 das elektromagnetische Schieberelais 60 operativ hält. Jedoch fließt, wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, ein Strom, der revers vom Ausgabekontakt 61, der durch die geschlossen worden ist, zur Anziehungsspule 62 fließt, in die Haltespule 63 fließt; die durch die Anziehungsspule 62 erzeugte Magnetkraft und die durch die Haltespule 63 erzeugte Magnetkraft heben einander auf und das elektromagnetische Schieberelais 60 wird wiederhergestellt.
Als Nächstes wird die in 1 repräsentierte interne Schaltung der Startsteuereinheit 20A unter Bezugnahme auf 2 erläutert. In 2 sind die Verdrahtung zwischen der Startsteuereinheit 20A und der Fahrzeugbatterie 10, der Startkommandoschalter 12, das elektromagnetische Schieberelais 60 und der Startermotor 70, die außerhalb der Startsteuereinheit 20 vorgesehen sind, und die Konfiguration der Stromversorgungsschaltung für das kurzschließende Relais 30A und die Anregungsspule 32A, die innerhalb der Startsteuereinheit 20A vorgesehen sind, dieselben wie jene, die mit Bezugnahme auf 1 beschrieben sind.
Die Fahrzeugbatterie 10 liefert eine Antriebsstromquellenspannung Vc mittels des Startkommandoschalters 12, der Kommandoanschlüsse A1 und A2 und eines Stromversorgungswiderstand 41a an die Timerschaltung 40A. Die Antriebsstromquellenspannung Vc ist durch die Spannungsbegrenzungsdiode 48a beschränkt, um nicht gleich oder höher als die vorbestimmte obere Grenzspannung zu werden; die Antriebsstromquellenspannung Vc wird durch einen Stromquellenkondensator 41b so geglättet, dass sie nicht gleich oder niedriger einer vorbestimmten unteren Grenzspannung selbst in einem Fall wird, bei dem die Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie 10 temporär und abnormal abfällt. Erste und zweite Vergleichstransistoren 42a und 43a sind PNP-Typ-Transistoren, an die die Antriebsstromquellenspannung Vc über einen gemeinsamen Emitterwiderstand 42d angelegt wird; eine durch Teilen der Antriebsstromquellenspannung Vc durch Teilungswiderstände 42b und 42c erhaltene erste Vergleichsspannung V1 wird an den Basisanschluss des ersten Vergleichstransistors 42a angelegt.
An den Basisanschluss des zweiten Vergleichstransistors 43a wird eine zweite Vergleichsspannung V2 angelegt, die eine graduell ansteigende Spannung am Timerkondensator 44b ist, der mittels eines Ladewiderstands 44a und eines Timingstarttransistors 83 geladen wird, wenn ein PNP-Typ-Leitungsdetektionstransistor 80 eingeschaltet wird. Der Emitteranschluss des Leitungsdetektionstransistors 80 ist mit dem Stromquellenanschluss B2 verbunden und der Basiswiderstand 81 ist mit dem Signalanschluss C1 verbunden; während ein Strom im Stromunterdrückungswiderstand 50 fließt, schaltet die Spannung am Stromunterdrückungswiderstand 50 den Leitungsdetektionstransistor 80 ein und dann wird der Timingstarttransistor 83 mittels eines Kommandowiderstands 82 eingeschaltet. Ein Offenschaltungs-Stabilisierungswiderstand 84 ist zum Verhindern irrtümlicher Leitung aufgrund eines Dunkelstroms zwischen den Emitteranschluss und dem Basisanschluss des NPN-Typ-Timingstarttransistors 83 verbunden. Der Basisanschluss des NPN-Typ-Zwischenspeichertransistors 43b (latch transistor) und der Kollektoranschluss des zweiten Vergleichstransistors 43a sind miteinander verbunden; wenn der Wert der zweiten Vergleichsspannung V2 gleich oder höher der ersten Vergleichsspannung V1 ist und daher der zweite Vergleichstransistor 43a einschaltet, kommt die Timerschaltung 40A in den Zeitende-Zustand, wodurch der Zwischenspeichertransistor 43b einschaltet. Als Ergebnis wird mittels einer Haltestromversorgungsdiode 43c der zweite Vergleichstransistor 43a leitend gehalten, über den Kollektoranschluss des Zwischenspeichertransistors 43b.
Derweil ist der Antriebstransistor 46a, der elektrischen Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 an die Anregungsspule 32A mittels des Verdrahtungsanschlusses Y, dem Stromquellenanschluss B2 und der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A liefert, ein P-Kanal-Feldeffekttransistor; der Antriebstransistor 46a wird mittels Teilungswiderständen 46b und 46c eingeschaltet, wenn der NPN-Typ-Antriebshilfstransistor 45a einschaltet. Ein Teilungswiderstand 46c und eine Überspannungsschutzdiode 46d sind zwischen dem Quellenanschluss des Antriebstransistors 46a und seinem Gatteranschluss verbunden. Eine Reversstromverhinderungsdiode 46f und eine Spitzenabsorptionsdiode 46e sind zwischen Gatteranschluss des Antriebstransistors 46a und seinem Drainanschluss verbunden.
Der Antriebshilfstransistor 45a wird durch Zeitende-Ausgang Tdn, welches der Ausgang des ersten Vergleichstransistors 42a ist, über den Antriebswiderstand 45b eingeschaltet. Während einer Periode vor dem Zeitende, in welcher der erste Vergleichstransistor 42a eingeschaltet wird, wird der Logikpegel der Zeitende-Ausgabe Tdn ”H” und schaltet den Antriebshilfstransistor 45a ein; jedoch wird während eines Zeitraums nach Zeitende, in welchem der Zwischenspeichertransistor 43b eingeschaltet ist, der erste Vergleichstransistor 42a ausgeschaltet und daher wird der Logikpegel des Zeitende-Ausgangs Tdn ”L” und schaltet den Antriebshilfstransistor 45a aus.
In dem Fall, bei dem die Fahrzeugbatterie 10 mit einer falschen Polarität verbunden ist, hindert die Revers-Verbindungsschutzvorrichtung 47A die reverse Energetisierungsschaltung, die aus dem Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 10, dem Erdungsanschluss E1, der Anregungsspule 32A und der Parasitdiode im Antriebstransistor 46a besteht, daran, leitend zu werden, so dass ein reverser Strom gehindert wird, aus dem Stromquellenanschluss B2 über den Verdrahtungsanschluss Y zum negativem Anschluss der Fahrzeugbatterie 10 zu fließen.
Andererseits ist es in einem Fall, bei dem, wenn die Montageposition der Startsteuereinheit 20A umgekehrt wird, verlangt, dass die Fahrzeugbatterie 10 mit dem Verdrahtungsanschluss X verbunden ist und das elektromagnetische Schieberelais 60 mit dem Verdrahtungsanschluss Y verbunden ist, der Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33b zwischen dem Verdrahtungsanschluss X und dem Stromquellenanschluss E1 verbunden ist; daher wird die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49b so vorgesehen, dass die Fahrzeugbatterie 10 mit entweder dem Stromquellenanschluss B1 oder dem Stromquellenanschluss B2 verbunden sein mag.
Ähnlich ist in dem Fall, bei dem, wenn die Montageposition der Startsteuereinheit 20A umgekehrt wird, es verlangt wird, dass die Fahrzeugbatterie 10 mit dem Verdrahtungsanschluss X verbunden ist und das elektromagnetische Schieberelais 60 mit dem Verdrahtungsanschluss Y verbunden ist, der Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33c zwischen dem Verdrahtungsanschluss Y und dem Signalanschluss C2 verbunden. Die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49c ist so bereitgestellt, dass die Fahrzeugbatterie 10 mit entweder dem Signalanschluss C1 oder dem Signalanschluss C2 verbunden sein kann.
Als Nächstes werden 3 und 4 erläutert, welches die Ansichten der Oberflächen- bzw. der Seitenkonfiguration der Startsteuereinheit 20A gemäß Ausführungsform 1 sind. In den 3 und 4 ist die Startsteuereinheit 20A mit dem kurzschließenden Relais 30A, das integral zum Boden eines Gehäuses 20AA montiert ist; eine Elektronikplatine 40AA, die innerhalb des Gehäuses 20AA gelegen ist und in der Schaltungskomponenten montiert sind, die in der Timerschaltung 40A beinhaltet sind; den Verdrahtungsanschlüssen X und Y, die auf dem Gehäuse 20AA vorgesehen sind; dem Kommandoanschluss A1 und dem Erdungsanschluss E1 versehen.
Auf der Elektronikplatine 40AA sind der Kommandoanschluss A2, die Stromquellenanschlüsse B1 und B2, die Signalanschlüsse C1 und C2, der Antriebsanschluss D und der Erdungsanschluss E2 vorgesehen; einer der Verdrahtungsanschlüsse X und Y und einer der Stromquellenanschlüsse B1 und B2 sind miteinander durch den Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33b verbunden. Der andere der Verdrahtungsanschlüsse X und Y und einer der Signalanschlüsse C1 und C2 sind miteinander durch den Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33c verbunden; die Kommandoanschlüsse A1 und A2 sind mit den Erdungsanschlüssen E1 bzw. E2 verbunden. Der Stromunterdrückungswiderstand 50 ist zwischen den Verdrahtungsanschlüssen X und Y fixiert, indem er längs der Verdrahtungsanschlüsse X und Y verschraubt ist; der Widerstandswert des Stromunterdrückungswiderstands 50 ist selektiv anhand der typischen Charakteristik des einzusetzenden Startermotors 70 festgelegt.
Als Nächstes wird der Betrieb der Startsteuereinheit 20A, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, gemäß Ausführungsform 1 beschrieben.
Zuerst werden 5A, welche die Charakteristika der Antriebsspannung für die Timerschaltung repräsentiert, und 5B, die die Teilschaltung zum Erläutern des Stromverbrauchs repräsentiert, erläutert.
In 5A bezeichnet die Abszisse den Wert der Stromquellenspannung Vb, die aus der 12 V-Typ-Fahrzeugbatterie 10 mittels des Startkommandoschalters 12 an den Kommandoanschlüssen A1 und A2 angelegt wird; der Wert der Stromquellenspannung Vb, mit der die Startsteuereinheit 20A arbeitet, ist normalerweise beispielsweise Gleichspannung von 6 V bis 24 V. Im Falle einer einzelnen 12 V-Typ-Fahrzeugbatterie wird die Ausgangsspannung normalerweise nicht gleich oder höher 16 V Gleichspannung; jedoch kann unter der Annahme, dass ein fliegender Start unter Verwendung einer externen Stromquelle durchgeführt wird, wenn der Motor in einer Kaltwetterumgebung gestartet wird, die Startsteuereinheit 20A bei einer oberen Grenzspannung von beispielsweise 24 V Gleichstrom arbeiten, d. h. der gestattbare Variationsbereich wird auf 6 V bis 24 V Gleichstrom eingestellt. Andererseits ist die Antriebsstromquellenspannung Vc, die durch die Ordinate repräsentiert ist, durch die Spannungsbegrenzungsdiode 48A in 2 beschränkt; daher steigt sie, wenn die Stromquellenspannung Vb ansteigt. Die Antriebsstromquellenspannung Vc ist beschränkt, beispielsweise nicht gleich oder höher als 12 V Gleichstrom zu werden. Entsprechend werden die an den Stromquellenkondensator 41b und den Timerkondensator 44b angelegten entsprechenden Spannungen unterdrückt, wodurch kleine, preisgünstige und Niederspannungskondensatoren eingesetzt werden können.
Wie oben beschrieben, ist im Niederspannungsbereich, bei dem die Stromquellenspannung Vb von 6 V bis 12 V Gleichstrom reicht, die Antriebsstromquellenspannung Vc nicht stabilisiert und variiert proportional zur Stromquellenspannung Vb; jedoch, weil als erste und zweite Vergleichsspannungen V1 und V2 die gemeinsame Antriebsstromquellenspannung Vc verwendet wird, unterliegt die Startsteuereinheit 20A nicht dem Effekt der Antriebsstromquellenspannung Vc während eines Zeitraums, in dem die zweite Vergleichsspannung V2 niedriger als die erste Vergleichsspannung V1 ist. Als Ergebnis können stabile Timer-Charakteristika erhalten werden.
Wenn jedoch die Antriebsstromquellenspannung Vc vor dem Zeitende rasch abnimmt, wird der Wert der ersten Vergleichsspannung V1, die rasch abgenommen hat, kleiner als der Wert der zweiten Vergleichsspannung V2, die geladen worden ist, wodurch ein Risiko verursacht wird, dass ein Zeitende irrtümlich vorkommt; jedoch wird in Ausführungsform 1, weil, nachdem der Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 60 geschlossen wird und daher die Stromquellenspannung Vb temporär abnimmt, das Timing gestartet wird, dieses Risiko eliminiert. Im Fall, bei dem die Grenzspannung durch die Spannungsbegrenzungsdiode 48A auf beispielsweise 4,1 V Gleichstrom eingestellt wird, kann die Antriebsstromquellenspannung Vc über den gesamten Spannungsbereich stabilisiert werden; jedoch steigt in diesem Fall, wenn die Stromquellenspannung Vb ansteigt, der Stromverbrauch der gesamten Timerschaltung an, was zur Überhitzung der Startsteuereinheit 20A führt.
In 5B wird, annehmend, dass der Widerstandswert des Stromversorgungswiderstands 41a (siehe 2) R1 ist und der Äquivalentwiderstand der parallel zur Spannungsbegrenzungsdiode 48A verbundenen gesamten Timerschaltung R2 ist, der Stromverbrauch W der gesamten Timerschaltung wie folgt berechnet.
Im Fall, bei dem die Stromquellenspannung Vb hoch und in der Beziehung von ”Vc ≤ Vb × R2/(R1 + R2)” ist, wird der Strom I, der im Stromversorgungswiderstand 41a fließt, als ”I = (Vb – Vc)/R1” repräsentiert; somit wird der Stromverbrauch W durch die folgende Gleichung angegeben. W = Vb × I = Vb × (Vb – Vc)/R1
Entsprechend kann gesehen werden, dass es eine Beziehung gibt, wo der Stromverbrauch W ansteigt, während die Antriebsstromquellenspannung Vc abnimmt.
Als Nächstes wird der Betrieb unter Bezugnahme auf das Timingdiagramm in 6 erläutert. Der Betrieb wird auch unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
6(A) repräsentiert den Status eines Kommandosignals, dessen Logikpegel während einer Schaltungsschließ-Kommandoperiode Ts des Startkommandoschalters 12 zu ”H” wird. Wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, werden die Anziehungsspule 62 und die Haltespule 63 des elektromagnetischen Schieberelais 60 energetisiert, wie in 1 und 2 illustriert, wodurch das Ritzel des Startermotors 70 angetrieben wird, auf solche Weise herausgeschoben zu werden, dass es in Eingriff mit dem Zahnkranz des Motors kommt und wenn eine Geschlossenschaltungs-Reaktionszeit T1 verstrichen ist, wird der Ausgabekontakt 61 geschlossen.
In 6(B) bezeichnet die gepunktete Linie die Energetisierungsperiode der Anziehungsspule 62 entsprechend der Geschlossenschaltungs-Reaktionsverzögerungszeit T1 des elektromagnetischen Schieberelais 60; bezeichnet die gestrichelte Linie den Energetisierungszeitraum der Haltespule 63 entsprechend dem Geschlossenschaltungskommandozeitraum Ts; bezeichnet die durchgezogene Linie den Geschlossenschaltungszeitraum des Ausgabekontakts 61. Wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen ist, wird die Anziehungsspule 62 durch eine Reihenschaltung kurzgeschlossen, die aus dem Stromunterdrückungswiderstand 50 und dem Ausgabekontakt 61 besteht; weil jedoch der Widerstandswert des Stromunterdrückungswiderstands 50 merklich kleiner als der Widerstandswert der Anziehungsspule 62 ist, wird die Anziehungsspule 62 de-energetisiert, wodurch die Haltespule 63 das elektromagnetische Schieberelais 61 geschlossen und das Ritzel herausgedrückt hält. Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird und daher die Haltespule 63 de-energetisiert wird, wird der Ausgabekontakt 61 geöffnet, wenn die Offenschaltungsreaktionszeit T1 des elektromagnetischen Schieberelais 60 verstrichen ist.
6(C) repräsentiert einen Zeitraum, in dem der Leitungsdetektionstransistor 80 leitend ist, weil der Ausgabekontakt 61 geschlossen ist und daher ein Startstrom im Startermotor 70 mittels des Stromunterdrückungswiderstands 50 fließt; wenn der kurzschließende Kontakt 31A zum geschlossenen Zustand im üblichen Zeitverlauf zurückkehrt, wird der Leitungsdetektionstrarsistor 80 nicht leitend. Wenn der Leitungsdetektionstransistor 80 leitend wird, wird auch der Timingstarttransistor 83 leitend, und dann beginnt das Aufladen des Timerkondensators 44b; nachdem eine Verzögerungseinstellzeit T0 verstreicht, wird die zweite Vergleichsspannung V2 gleich oder höher der ersten Vergleichsspannung V1 und daher wird der zweite Vergleichstransistor 43a leitend; und der zweite Vergleichstransistor 43a und der Zwischenspeichertransistor 43b arbeiten zusammen, so dass ein selbst haltender leitender Zustand erzeugt wird und dann ein Zeitende-Abschlusszustand erzeugt wird.
6(D) repräsentiert einen Zustand, bei dem der Zwischenspeichertransistor 43b, der zum Zeitpunkt leitend wird, wenn die Verzögerungseinstellzeit T0 verstreicht, nachdem der Ausgabekontakt 61 geschlossen worden ist, leitend ist. Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, wird der Antriebshilfstransistor 45a angetrieben, um leitend zu sein, durch den ersten Vergleichstransistor 42a mittels des Antriebswiderstands 45b, so dass der Antriebstransistor 46a angetrieben wird, leitend zu sein; wenn jedoch aufgrund von Zeitende der Timerschaltung der Zwischenspeichertransistor 42b leitend wird, wird der erste Vergleichstransistor 42a nicht leitend; als Ergebnis wird der Antriebshilfstransistor 45a ausgeschaltet und daher wird der Antriebstransistor 46a auch ausgeschaltet.
In 6(E) repräsentiert die gepunktete Linie den Energetisierungszeitraum der Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A; die Anregungsspule 32A wird in einem Zeitraum ab einem Zeitpunkt, wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der Zwischenspeichertransistor 43b leitend wird, energetisiert, und daher wird die Zeitende-Ausgabe erzeugt. Wenn die Anregungsspule 32A energetisiert wird, wird der kurzschließende Kontakt 31A, der normalerweise geschlossen ist, geöffnet, nachdem eine Offenschaltungs-Antwortzeit T2b des kurzschließenden Relais 30A verstrichen ist; wenn die Anregungsspule 32A de-energetisiert wird, wird der kurzschließende Kontakt 31A rückgeführt, geschlossen zu sein, nachdem eine Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2b des kurzschließenden Relais 30A verstrichen ist; der Logikpegel ”H” durch eine durchgezogene Linie repräsentiert einen Zustand, in dem der kurzschließende Kontakt 31A geöffnet ist.
Die Offenschaltungs-Antwortzeit T2b des kurzschließenden Relais 30A ist kürzer als die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 des elektromagnetischen Schieberelais 60; zu der Zeit, wo der Ausgabekontakt 61 geschlossen ist, wird der kurzschließende Kontakt 31A geöffnet. Wenn der Antriebstransistor 46a ausgeschaltet wird, wird der Strom, der in der Anregungsspule 32A geflossen ist, rasch durch die Spitzenabsorptionsdiode 46e abgeschaltet; daher wird die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit t2b kürzer als die Offenschaltungs-Antwortzeit T2b und unterliegt kaum dem Effekt der Stromquellenspannung.
6(F) repräsentiert die Wellenform eines Startstroms, der im Startermotor 70 fließt; wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, fließt ein Energetisierungsstrom für die Anziehungsspule 62 im Startermotor 70; wenn der Ausgabekontakt 61 im richtigen Zeitverlauf geschlossen wird, steigt der Startstrom rasch durch den Stromunterdrückungswiderstand 50 an, und mit steigender Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors 70 nimmt der Startstrom graduell ab. Wenn der kurzschließende Kontakt 31A auf Geschlossen zurückkehrt, steigt der Startstrom wieder rasch an und mit weiter steigender Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors 70 nimmt der Startstrom graduell ab.
Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, wenn der Motor autonom dreht, wird der Ausgabekontakt 61 geöffnet, nachdem die Offenschaltungs-Antwortzeit T1 (vgl. 6(B)) des elektromagnetischen Schieberelais 60 verstrichen ist, wodurch der Startstrom abgeschnitten wird. Zur Zeit, unmittelbar nachdem der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, ist der Ausgabekontakt 61 noch geschlossen; somit fließt ein Energetisierungsstrom aus der Anziehungsspule 62 zur Haltespule 63 über den kurzschließenden Kontakt 31A und den Ausgabekontakt 61. In diesem Fall arbeitet die Magnetkraft durch die Anziehungsspule 62 und die Magnetkraft durch die Haltespule 63 differentiell; daher wird das elektromagnetische Schieberelais 60 rückgeführt, um de-energetisiert zu werden.
Vorausgesetzt, eine andere Niedrigwiderstandslast wird durch den Startkommandoschalter 12 angetrieben, wird die Last parallel zur Haltespule 63 verbunden; daher steigt die an die Anziehungsspule 62 angelegte Spannung an und die an der Haltespule 63 angelegte Spannung sinkt, wodurch ein Fehler auftreten kann, bei dem das Gleichgewicht der differentiellen Magnetkräfte gebrochen wird und daher das elektromagnetische Schieberelais 60 seinen Betriebhaltezustand fortsetzt. Jedoch ist im Falle von in 1 illustrierter Ausführungsform 1 nur die Hochwiderstandstimerschaltung 40A parallel mit der Haltespule 63 verbunden und die Anregungsspule 32A ist nicht mit der Haltespule 63 verbunden; daher wird das elektromagnetische Schieberelais 60 nicht irrtümlich geöffnet.
Was es ermöglicht, ist dass die Anregungsspule 32A direkt mit der Fahrzeugbatterie 10 der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A und dem Antriebstransistor 46a verbunden ist; jedoch fließt in der Energetisierungsperiode T0 + T1 in 6(E) ein Strom in der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A und dem Antriebstransistor 46a, was zu einem Temperaturanstieg in der Startsteuereinheit 20A führt. Um den Temperaturanstieg zu unterdrücken, wie dies bei der später beschriebenen Ausführungsform 3 (vgl. 9) der Fall ist, kann ein Transistor als die reverse Verbindungsschutzvorrichtung eingesetzt werden; jedoch wird im Falle der in 1 und 2 illustrierten Ausführungsform 1 eine Spannungslimitierungsdiode 48A eingesetzt, die ein Typ relativ hoher Spannung ist, um die Antriebsstromquellenspannung Vc zu erhalten, so dass der Stromverbrauch zum Erhalten einer stabilisierten Spannung gedrückt wird; dies ist eine der signifikanten Maßnahmen.
Darüber hinaus, selbst wenn die Schaltungsschließkommandoperiode Ts des Schaltkommandoschalters 12 verlängert wird, ist die Periode, in der ein Strom in der Anregungsspule 32A ließt, fixiert; somit hat Ausführungsform 1 den Vorteil, dass es keine Sorge bezüglich einer Überhitzung in der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A und dem Antriebstransistor 46a gibt.
In der vorstehenden Erläuterung ist die Konfiguration auf eine solche Weise implementiert, dass der positive Anschluss der Fahrzeugbatterie 10 mit entweder dem Verdrahtungsanschluss X oder dem Verdrahtungsanschluss Y verbunden sein kann; jedoch können in einem Fall, bei dem gemäß der Anordnungsbeziehung zwischen der Fahrzeugbatterie 10 und dem Startermotor 70 die Montagerichtung der Startsteuereinheit 20A so geändert wird, dass die Positionen der Befestigungsstifte derselben verändert sind, beispielsweise durch Verbinden des Verdrahtungsanschlusses Y steht mit dem Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 10 und Zuführen elektrischen Stromes an den Stromquellenanschluss B2 mittels des Zwischenanschluss-Verbindungsstreifens 33b, der Stromquellenanschluss B1 und die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49B entfernt werden. In diesem Fall ist der Verdrahtungsanschluss X immer der Negativanschluss des Stromunterdrückungswiderstands 50 und mit dem Signalanschluss C1 über den Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33c verbunden; somit können der Signalanschluss C2 und die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49c weggelassen werden.
In der vorstehenden Erläuterung wird als reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47A eine Diode eingesetzt; jedoch ist es anstelle der Diode auch möglich, eine Kleinspannungssabfall-Diode zu erhalten, indem ein Transistor revers vorgespannt wird.
In der vorstehenden Erläuterung wird, um zu detektieren, dass der Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 60 geschlossen worden ist, der Leitungsdetektionstransistor 80 durch Spannung am Stromunterdrückungswiderstand 50 eingeschaltet, so dass das Laden des Timerkondensators 44b über den Timingstarttransistor 83 gestartet wird. Jedoch ist es auch möglich, den Leitungsdetektionstransistor 80 zu entfernen und elektrischen Strom an den Kommandowiderstand 82 aus der Spannung am Startermotor 70 zu liefern, so dass der Timingstarttransistor 83 eingeschaltet wird. In diesem Fall wird an der Startsteuereinheit 20A ein neuer Signalanschluss notwendig, der die Signalanschlüsse C1 und C2 ersetzt, und es ist erforderlich, den neuen Signalanschluss mit dem Startermotor 70 durch einen Signaldraht zu verbinden.
In der vorstehenden Erläuterung enthält der Antriebstransistor 46a die Spitzenabsorptionsdiode 46e; jedoch kann eine die Spitzenabsorptionsdiode 46e ersetzende Spitzenabsorptionsdiode 46e zwischen dem Sourceanschluss und dem Drainanschluss des Antriebstransistors 46a verbunden werden. Diese Spitzenabsorptionsdioden führen Spannungsunterdrückung auf solche Weise durch, dass die Spannungen daran nicht gleich oder höher als 50 V Gleichstrom werden. In diesem Fall, beispielsweise wenn die Ausgangsspannung der Fahrzeugbatterie 10 10 V Gleichstrom ist, ist die Stromabnahmerate zu einer Zeit, wenn die Anregungsspule 32A durch Öffnen des Antriebstransistors 46a de-energetisiert wird, fünfmal so schnell wie die Stromanstiegsrate zu einer Zeit, wenn elektrischer Strom der Anregungsspule 32A durch Schließen des Antriebstransistors 46A zugeführt wird; somit wird die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit t2b vielmehr abgekürzt als die Offenschaltungs-Antwortzeit T2b des kurzschließenden Kontakts 31A. Entsprechende mechanische Antwortverzögerungszeiten werden der Offenschaltungs-Antwortzeit des kurzschließenden Kontakts 31A und der Geschlossenschaltungs-Antwortzeit hinzu addiert; jedoch können, da sie gegenüber der Fluktuation bei der Stromquellenspannung unzugänglich und stabil sind, die mechanische Antwortverzögerungszeiten nicht Faktoren der Fluktuation der Stromunterdrückungsstartzeit sein.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung klar, ist die Startsteuereinheit 20A gemäß Ausführungsform 1 zwischen Startermotor 70, der einen Fahrzeugverbrennungsmotor startet, und der Fahrzeugbatterie 10 verbunden und führt Strombegrenzendes Starten des Startermotors 70 durch.
Die Startsteuereinheit 20A enthält integral den in Reihe mit dem Ausgabekontakt 61 des auf dem Startermotor 70 vorgesehenen elektromagnetischen Schieberelais 60 geschalteten Stromunterdrückungswiderstands 50; das kurzschließende Relais 30A, das den Stromunterdrückungswiderstand 50 mit dem kurzschließenden Kontakt 31A desselben kurzschließt; und die Timerschaltung 40A, die den kürzschließenden Kontakt 31A zu einem vorgegebenen Zeitpunkt schließt, wenn der Startstrom in Reaktion auf den Betrieb des Startkommandoschalters 12 abnimmt.
Das elektromagnetische Schieberelais 60 treibt das auf dem Startermotor 70 vorgesehene Ritzel über die Schiebespule 64 an, der elektrischer Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 über den Startkommandoschalter 12 zugeführt wird, so dass der auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehene Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen, und das elektromagnetische Schieberelais 60 bringt den Ausgabekontakt 61 dazu, über die Schiebespule 64 zu schließen.
Der kurzschließende Kontakt 31A ist ein normalerweise geschlossener Kontakt, der durch Energetisieren der Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A geöffnet wird; der Anregungsspule wird elektrischer Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie 10 mittels einem der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstands 50, der reversen Verbindungsschutzschaltung 47A; und dem Antriebstransistor 46a ausschließlich dem Startkommandoschalter 12 zugeführt.
Die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47A ist ein Transistor oder eine Diode, die die Stromversorgung an die Anregungsspule 32A gestattet, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber Stromversorgung an die Anregungsspule 32A verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer abnormalen, umgekehrten Polarität verbunden ist.
Der Antriebstransistor 46a wird angetrieben, um zur selben Zeit einzuschalten, wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird und daher die Schiebespule 64 energetisiert wird; zu der Zeit, zu der der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, schließt der kurzschließende Kontakt 31A seine Schaltungsöffnungsoperation ab.
Die Timerschaltung 40A startet den Timingbetrieb in Reaktion auf die Schließoperation durch den Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 60 und schaltet den Antriebstransistor 46a ab, nachdem die vorbestimmte Verzögerungseinstellzeit T0 verstreicht.
Ein Unterdrückungsstartstrom für den Startermotor 70 fließt während der Zeitperiode, die durch Addieren der Verzögerungseinstellzeit T0 der Timerschaltung 40A und der Geschlossenschaltungs-Antwortzeit t2b ab einem Zeitpunkt, wenn die Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A de-energetisiert wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt 31A rückgeführt wird, geschlossen zu sein, erhaltenen wird, im Stromunterdrückungswiderstand 50.
Entsprechend ist eine Stromguellenverdrahtung für die Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A nicht erforderlich und der Anregungsstrom für das kurzschließende Relais 30A fließt nicht in den Startkommandoschalter 12; daher gibt es eine Charakteristik, dass durch Unterdrücken der Stromkapazität des Schalters ein kleiner und preisgünstiger Startkommandoschalter eingesetzt werden kann.
Im Falle, wenn. die Schiebespule 64 des elektromagnetischen Schieberelais 60 von einem Typ ist, der eine Anziehungsspule 62 und Haltespule 63 aufweist, ist die Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A nicht parallel zur Schiebespule 64 verbunden; somit, wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, arbeitet das elektromagnetische Schieberelais 60 nicht fehlerhaft; daher ist es eine Charakteristik, dass Schaltungsöffnungsbetrieb sicher implementiert werden kann.
Die Stromunterdrückungsstartzeit wird durch die Verzögerungseinstellzeit T0 der Timerschaltung 40A und die Geschlossenschaltungs-Wiederherstellzeit t2b des kurzschließenden Relais 30A bestimmt, ohne dem Effekt der Betriebsantwortzeit des elektromagnetischen Schieberelais 60 oder der Offenschaltungs-Antwortzeit des kurzschließenden Relais 30A zu unterliegen, der abhängig vom Wert der Stromquellenspannung variiert; somit wird ein Effekt der Fluktuation bei der Stromquellenspannung reduziert; daher ist es eine Charakteristik, dass eine stabile Stromunterdrückungs-Startzeit erhalten werden kann.
Weil der Stromunterdrückungswiderstand 50 durch den kurzschließenden Kontakt 31A des normal geschlossenen kurzschließenden Relais 30A kurzgeschlossen wird, wird die Energetisierung des Stromunterdrückungswiderstands 50 und der Anregungsspule 33A des kurzschließenden Relais 30A unterbrochen; daher wird die Startsteuereinheit 20A selbst in dem Fall nicht überhitzt, wenn der Start des Verbrennungsmotors lange Zeit erfordert; somit gibt es die Charakteristik, dass eine Verkleinerung realisiert wird.
Daher ist es eine Charakteristik, dass selbst in einem Fall, bei dem die Verbindung der Fahrzeugbatterie 10 mit fehlerhafter Polarität implementiert wird, ein Unfall verhindert werden kann, bei dem das kurzschließende Relais 30A kontinuierlich energetisiert wird und damit durchbrennt.
Die Timerschaltung 40A detektiert einen am Stromunterdrückungswiderstand 50 zu einer Zeit, wenn der Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 60 geschlossen wird, erzeugten Spannungsabfall und startet dann ihren Timingbetrieb. Das heißt, die Timerschaltung 40A ist dafür ausgelegt, den Timingbetrieb in Reaktion auf die Tatsache zu starten, dass ein Strom an den Stromunterdrückungswiderstand 50 angelegt wird.
Entsprechend gibt es eine Charakteristik, dass, ohne Erhöhen der Anzahl von Signalverdrahtungsleitungen für den Zweck der Detektierung der Tatsache, dass der Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 60 geschlossen worden ist, es durch ein Signal innerhalb der Startsteuereinrieit 20A detektiert werden kann, dass der Ausgabekontakt 61 geschlossen worden ist.
Die Timerschaltung 40A vergleicht die erste Vergleichsspannung V1, die proportional der aus der Fahrzeugbatterie 10 zugeführten Antriebsstromquellenspannung Vc zu einer Zeit ist, wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen ist, mit der zweiten Vergleichsschaltung V2, die eine graduell ansteigende Ladespannung am Timerkondensator 44b ist, der aus der gemeinsamen Antriebsstromquellenspannung Vc mittels des Ladewiderstands 44a zu einer Zeit geladen wird, wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen ist; dann, wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Spannungen V1 und V2 miteinander koinzidieren, nachdem die vorbestimmte Verzögerungseinstellzeit T0 verstrichen ist, gibt die Timerschaltung 40A die Zeitende-Ausgabe Tdn aus, um so den Antriebstransistor 46A auszuschalten. Das bedeutet, dass die Timerschaltung 40A dafür ausgelegt ist, mit einer nicht stabilisierten Stromquelle zu arbeiten, die aus der Fahrzeugbatterie 10 geliefert wird.
Daher gibt es eine Charakteristik dass, weil keine stabilisierte Stromquellenschaltung zum Betreiben der Timerschaltung 40A eingesetzt wird, der Stromverbrauch der Timerschaltung 40A über einen breiten Bereich von Fluktuation bei der Stromquellenspannung gedrückt werden kann und dass, weil die in der Timerschaltung 40A enthaltene Spannungsvergleichsschaltung mit der gemeinsamen Antriebsstromquellenspannung Vc arbeitet, die Timer-Charakteristika nicht fluktuieren, selbst wenn die Antriebsstromquellenspannung Vc fluktuiert, wodurch eine stabilisierte Verzögerungseinstellzeit erhalten werden kann.
Der Stromversorgungswiderstand 41a und die Spannungsbegrenzungsdiode 48A sind mit der Antriebsstromquellenschaltung der Timerschaltung 40A verbunden; als Spannungsbegrenzungsdiode 48A wird eine Konstantspannungsdiode verwendet, die eine Betriebsspannung hat, mit der die Spannungsbegrenzungsfunktion im Hochspannungsbereich innerhalb des Fluktuationsbereiches der Antriebsstromquellenspannung Vc arbeitet, aber nicht im Nider-Spannungsbereich arbeitet. Mit anderen Worten ist die Versorgungsspannung an die Timerschaltung 40A auf solche Weise beschränkt, dass sie nur im Hochspannungsbereich konstant ist.
Entsprechend, weil eine Konstantspannungs-Steuerung nicht im gesamten Bereich der breiten Fluktuation in der Spannung, die an den Startermotor 70 angelegt wird, durchgeführt wird, gibt es eine Charakteristik, dass der Stromverbrauch im Hochspannungsbereich gedrückt werden kann und dass durch Absenken der Spannungsfestigkeit des in der Timerschaltung 40A eingesetzten Timerkondensators 44b ein kleiner und preisgünstiger Kondensator eingesetzt werden kann.
Der Stromunterdrückungswiderstand 50 ist mit der Startsteuereinheit 20A integriert, indem er auf der äußeren Wand des Gehäuses 20AA montiert und fixiert ist, das die Startsteuereinheit 20A enthält. Mit anderen Worten wird der Stromunterdrückungswiderstand 50 auf der äußeren Wand der Startsteuereinheit 20A hinzugefügt.
Entsprechend gibt es eine Charakteristik, dass, bei Vergleich mit einem Typ, bei dem der Stromunterdrückungswiderstand 50 im Gehäuse 20AA der Startsteuereinheit 20A inkorporiert ist, der Temperaturanstieg bei der Startsteuereinheit 20A, der durch die im Stromunterdrückungswiderstand 50 erzeugte Wärme verursacht wird, unterdrückt ist und der Wert des Stromunterdrückungswiderstands 50 kann leicht anhand eines Typs des Fahrzeugs verändert werden, auf welches die Startsteuereinheit 20A angewendet wird. Die vorstehende Charakteristik wird auch in dem Fall der Startsteuereinheiten 21A, 20B und 21B in den Ausführungsformen 2, 3 bzw. 4 gezeigt.
Die Parallelschaltung, die aus dem kurzschließenden Kontakt 31A, der der Ausgabekontakt des kurzschließenden Relais 30A ist, und dem Stromunterdrückungswiderstand 50 besteht, ist zwischen der Fahrzeugbatterie 10 und dem Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 60 verbunden, das mit dem Startermotor 70 verbunden ist; einer eines Paars von Verdrahtungsanschlüssen X und Y der Parallelschaltung ist mit der Fahrzeugbatterie 10 verbunden.
Die Timerschaltung 40A ist mit einem Paar von Stromquellenanschlüssen B1 und B2 versehen, die intern miteinander über die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49b verbunden sind; wenn der Verdrahtungsanschluss Y, der einer aus dem Paar von Verdrahtungsanschlüssen X und Y ist, mit der Fahrzeugbatterie 10 verbunden ist, ist der Verdrahtungsanschluss Y mit dem Stromquellenanschluss B2, der einer der Stromquellenanschlüsse B1 und B2 ist, verbunden; wenn der Verdrahtungsanschluss X, welches der andere des Paars von Verdrahtungsanschlüssen X und Y ist, mit der Fahrzeugbatterie 10 verbunden ist, ist der Verdrahtungsanschluss X mit dem Stromquellenanschluss B1 verbunden, welches der andere der Stromquellenanschlüsse B1 und B2 ist. Das heißt, das kurzschließende Relais 30A ist zwischen der Fahrzeugbatterie 10 und dem elektromagnetischen Schieberelais 60 vorgesehen, das untrennbar mit dem Startermotor 70 integriert ist, und die Timerschaltung 40A ist mit dem Paar von Stromquellenanschlüssen B1 und b2 versehen, die intern miteinander verbunden sind; somit können anhand der Polarität des Paars von Verdrahtungsanschlüssen X und Y für die aus dem kurzschließenden Kontakt 31A und dem Stromunterdrückungswiderstand 50 bestehende Parallelschaltung die mit der Parallelschaltung zu verbindenden Stromquellenanschlüsse ausgewählt werden.
Entsprechend gibt es eine Charakteristik, dass, selbst in einem Fall, bei dem sich die Anordnungsbeziehung zwischen der Fahrzeugbatterie 10, der Startsteuereinheit 20 und dem Startermotor 70 abhängig von dem Fahrzeugtyp, auf welches die Startsteuereinheit 20 angewendet wird, ändert, die Stromquellenverdrahtung für die Timerschaltung 40A leicht durchgeführt werden. Die vorstehende Charakteristik wird auch im Falle der Startsteuereinheit 41A, 20B und 21B in den Ausführungsformen 2, 3 bzw. 4 gezeigt.
Ausführungsform 2
Als Nächstes wird eine Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert. 7 ist ein Diagramm, das die Verbindung zwischen externen Vorrichtungen und einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 2 repräsentiert. Es werden hauptsächlich zwischen den Ausführungsformen 1 und 2 abweichende Punkte erläutert. In jeder der Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile.
In 7 ist der Negativanschluss der Fahrzeugbatterie 10 mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden; mittels des Startkommandoschalters 12 wird elektrischer Strom einer Startsteuereinheit 21A aus dem Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 11 zugeführt. Die Startsteuereinheit 21A ist hauptsächlich mit dem kurzschließenden Relais 30A und der Timerschaltung 90A konfiguriert; der Stromunterdrückungswiderstand 50 wird der Startsteuereinheit 21a hinzugefügt und mit dieser integriert. Der Stromunterdrückungswiderstand 50 und der Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 65 sind in Reihe miteinander geschaltet; sie sind zwischen dem Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 10 und dem Startermotor 70 verbunden.
Im Startkommandoschalter 12 sind der manuelle Startschalter 103, der ein Schlüsselschalter ist, und der automatische Startschalter 104 zum Durchführen des Neustarts nach Leerlaufstopp oder Fernaufwärmbetrieb in der kalten Jahreszeit, parallel zueinander geschaltet; es wird der Timerschaltung 90A mittels der Kommandoanschlüsse A1 und A2, und einer Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 elektrischer Strom zugeführt. Zusätzlich kann als der Startkommandoschalter 12 ein Ausgabekontakt 12 des elektromagnetischen Kommandorelais 105 in Ausführungsform 6 (vergleiche 17) eingesetzt werden, was später beschrieben wird.
Das kurzschließende Relais 30A ist mit dem kurzschließenden Kontakt 31A, der ein normalerweise geschlossener Kontakt ist, versehen, der kurzschließende Kontakt 31A wird durch Durchführen einer Stromzufuhr an, und Betreiben der Anregungsspule 32A geöffnet und ist parallel zum Stromunterdrückungswiderstand 50 mittels der Verdrahtungsanschlüsse X und Y geschaltet. Mittels der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A, dem Antriebstransistor 46a und dem Betriebsabschluss D wird elektrischer Strom der Anregungsspule 32A aus den Stromquellenanschlüssen B1 und B2 der Timerschaltung 90A zugeführt. Die Stromquellenanschlüsse B1 und B2 sind miteinander über die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49b verbunden; der mit der Fahrzeugbatterie 10 verbundene Verdrahtungsanschluss Y und der Stromquellenanschluss B2 sind miteinander über den Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33b verbunden.
Die zum Erhalten eines Timing-Startsignals für die Timerschaltung 90A eingesetzten Signalanschlüsse C1 und C2 sind miteinander über die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49c verbunden; der negativseitige Verdrahtungsanschluss X des Stromunterdrückungswiderstands 50 und der Signalanschluss C1 sind miteinander über den Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33c verbunden. Wie im Falle von Ausführungsform 2 (vgl. 2), treibt und schaltet die Start-Timerschaltungseinheit 40a den Antriebstransistor 45a unmittelbar, nachdem der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, und führt einen verzögerten Wiederherstellungsbetrieb des Ausschalters des Antriebstransistors 46a durch, wenn eine vorgegebene Zeit verstreicht, nachdem die Starttimer-Schaltungseinheit 40a ihren Timingbetrieb gestartet hat.
Andererseits erzeugt die verzögerte Timerschaltungseinheit 90b eine Zeitende-Ausgabe, um so einen separaten Antriebstransistor 96a anzutreiben und einzuschalten, wenn eine vorbestimmte Verzögerungszeit Td verstreicht, nachdem der Startkommandoschalter 12 geschlossen ist, so dass elektrischer Strom einer Relaisspule 57, die später beschrieben wird, mittels der reversen Verbindungsschutzschaltung 47A, den separat angetriebenen Transistor 96a und Antriebsanschlüssen F2 und F1 zugeführt wird. Die reverse Verbindungsschutzschaltung 47A kann mit dem Antriebstransistor 46a und dem getrennten Antriebstransistor 95a so verbunden sein, dass eine Konzentration von Wärme verhindert werden kann.
Das elektromagnetische Schieberelais 65 ist mit einer Schiebespule 66 versehen, die mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie mittels des Startkommandoschalters 12 versorgt wird; wenn die Schiebespule 66 mit elektrischer Energie versorgt wird, treibt das elektromagnetische Schieberelais 65 das auf dem Startermotor 70 vorgesehenen Ritzel so an, dass der auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehene Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen.
Die Schiebespule 66 ist aus einer ersten Spule 66a ausgebildet, welche den Anziehungsbetrieb und Haltebetrieb durchführt; jedoch kann gleichzeitig eine zweite Spule 66b zum Unterstützen des Anziehungsbetriebs eingesetzt werden. Jedoch wird im Fall, bei dem die zweite Spule 66b gleichzeitig eingesetzt wird, weil die Relaisspule 67 getrennt vorgesehen ist, um den Ausgabekontakt 61 zu schließen, die in Reihe mit dem Startermotor 70 verbundene zweite Spule 66b kurzgeschlossen, um de-energetisiert zu sein, wenn die Relaisspule 66 energetisiert wird, um so den Ausgabekontakt 61 zu schließen.
Bei dieser Art von elektromagnetischem Schieberelais 65 sind die Relaisspule 67 zum Schließen des Ausgabekontakts 61 und die Schiebespule 66 zum Herausrücken des Ritzels mechanisch voneinander getrennt; somit kann der Ausgabekontakt 61 geschlossen werden, nachdem der Schiebebetrieb sicher implementiert worden ist. Die Verzögerungszeit Td ab einem Zeitpunkt, wenn die Schiebespule 66 energetisiert ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Relaisspule 67 energetisiert ist, wird durch die verzögerte Timerschaltungseinheit 90b eingestellt; der Wert der Verzögerungszeit Td ist ein fester Wert, der der maximalen Schiebezeit zu einem Zeitpunkt entspricht, wenn die Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie 10 niedrig ist; andererseits wird in einem Fall, wenn die Stromquellenspannung Vb hoch ist, eine Spannungskorrektur zum graduellen Verkürzen der Verzögerungszeit Td implementiert.
Die Starttimer-Schaltungseinheit 40a wird mit elektrischem Strom zu einem Zeitpunkt versorgt, wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird; jedoch, um Elektrizität zu sparen, kann die Stromversorgung an die Starttimer-Schaltungseinheit 40a zu einem Zeitpunkt implementiert werden, wenn die verzögerte Timerschaltungseinheit 90b in den Zeitende-Zustand kommt.
In dem Fall, bei dem die Schiebespule 66 die zweite Spule 66B in Reihe mit dem Startermotor 70 verbunden aufweist, werden, wenn der Relaisspule 60 elektrischer Strom zugeführt wird und daher der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, beide Anschlüsse der zweiten Spule 66b durch den Startkommandoschalter 12 und den Stromunterdrückungswiderstand 50 oder den kurzschließenden Kontakt 31, welches der Ausgabekontakt des kurzschließenden Relais 30A ist, kurzgeschlossen. Der Widerstandswert des Stromunterdrückungswiderstands 50 ist beachtlich kleiner als der Widerstandswert der zweiten Spule 66b; daher wird die zweite Spule 66b de-energetisiert, wodurch die erste Spule 66a das elektromagnetische Schieberelais 65 operativ hält. Wenn jedoch der Startkommandcschalter 12 geöffnet wird, wird die Relaisspule 67 de-energetisiert und wird der Ausgabekontakt 61 separat dazu zurückgeführt, geöffnet zu sein; dann werden sowohl die erste als auch die zweite Spule 66a und 66b de-energetisiert, so dass das Ritzel wiederhergestellt wird.
Als Nächstes wird der Betrieb der Startsteuereinheit 21A gemäß Ausführungsform 2 unter Bezugnahme auf das Timingdiagramm in 8 erläutert. Der Betrieb wird auch unter Bezugnahme auf 7 und 2 erläutert.
8(A) repräsentiert den Status eines Kommandosignals, dessen Logik während einer Schaltungsschließkommandoperiode Ts des Startkommandoschalters 12 zu ”H” wird. Wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, wird die Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 energetisiert, wie in 7 illustriert, wodurch das auf dem Startermotor 70 vorgesehene Ritzel in solcher Weise herausgerückt wird, dass es in Eingriff mit dem Zahnkranz des Verbrennungsmotors gelangt.
In 8(B) repräsentiert die gepunktete Linie den Energetisierungszeitraum der Relaisspule 67 des elektromagnetischen Schieberelais 65, das durch die verzögerte Timerschaltungseinheit 90b energetisiert wird, nachdem eine Verzögerungszeit Td verstreicht; die durchgezogene Linie bezeichnet den Geschlossen-Schaltungszeitraum des Ausgabekontakts 61, der schließt, nachdem eine Geschlossenschaltungsantwortverzögerungszeit T1 verstreicht. Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird und daher die Relaisspule 67 de-energetisiert wird, wird der Ausgabekontakt 61 geöffnet, wenn eine Offenschaltungs-Antwortzeit T1 des elektromagnetischen Schieberelais 65 verstrichen ist.
8(C) repräsentiert einen Zeitraum, in den der Leitungsdetektionstransistor 80 in 2 leitend ist, weil der Ausgabekontakt 61 geschlossen ist und daher ein Startstrom im Startermotor 70 mittels des Stromunterdrückungswiderstands 50 fließt; wenn der kurzschließende Kontakt 31A in dem üblichen Zeitverlauf auf Geschlossen rückgeführt wird, wird der Leitungsdetektionstransistor 80 nicht leitend. Wenn der Leitungsdetektionstransistor 80 leitend wird, wird auch der Timingstarttransistor 83 leitend und dann beginnt das Laden des Timerkondensators 44b; nachdem eine Verzögerungseinstellzeit T0 verstreicht, wird die zweite Vergleichsspannung V2 gleich oder höher der ersten Vergleichsspannung V1 und daher wird der zweite Vergleichstransistor 43a leitend; und der zweite Vergleichstransistor 43a und der Zwischenspeichertransistor 43b kollaborieren miteinander, so dass ein selbsthaltender Zustand erzeugt wird und dann ein Zeitende-Abschlusszustand erzeugt wird.
8(D) repräsentiert einen Zustand, bei dem ein Zwischenspeichertransistor 43b, der zu einem Zeitpunkt leitend wird, wenn eine Verzögerungseinstellzeit T0 verstreicht, nachdem der Ausgabekontakt 61 geschlossen worden ist, leitend ist. Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, wird der Antriebshilfstransistor 45a angetrieben, um leitend zu sein, durch den ersten Vergleichstransistor 42a mittels des Antriebswiderstands 45b, so dass der Antriebstransistor 46a angetrieben wird, leitend zu sein; wenn jedoch aufgrund des Zeitendes der Timerschaltung 90A der Zwischenspeichertransistor 43b leitend wird, wird der erste Vergleichstransistor 42a nicht leitend; als Ergebnis wird der Antriebshilfstransistor 45a abgeschaltet und daher wird der Antriebstransistor 46a auch abgeschaltet.
In 8(E) repräsentiert die gepunktete Linie den Energetisierungszeitraum der Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A; die Anregungsspule 32A wird in einem Zeitraum von einem Zeitpunkt, wenn die Relaisspule 67 energetisiert wird, zu einem Zeitpunkt, wenn der Zwischenspeichertransistor 43b leitend wird und daher die Zeitendeausgabe erzeugt wird, energetisiert. Wenn die Anregungsspule 32A energetisiert wird, wird der kurzschließende Kontakt 31A, der normalerweise geschlossen ist, geöffnet, nachdem eine Offenschaltungs-Antwortzeit T2b des kurzschließenden Relais 30A verstrichen ist; wenn die Anregungsspule 32A de-energetisiert wird, wird der kurzschließende Kontakt 31A rückgeführt, um geschlossen zu sein, nachdem eine Geschlossenschaltungs-Antwortzeit t2b des kurzschließenden Relais 30A verstrichen ist; der Logikpegel ”H” durch eine durchgezogene Linie repräsentiert einen Zustand, in dem der kurzschließende Kontakt 31A geöffnet ist.
Die Offenschaltungs-Antwortzeit T2b des kurzschließenden Relais 30A ist kürzer als die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 des elektromagnetischen Schieberelais 60; zu der Zeit, zu der der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, wird der kurzschließende Kontakt 31A geöffnet. Für diesen Zweck kann die Energetisierung der Anregungsspule 32A gleichzeitig gestartet werden, wenn die Schiebespule 66 energetisiert wird, nachdem der Startkommandoschalter 12 geschlossen worden ist.
Wenn der Antriebstransistor 46a ausgeschaltet wird, wird der Strom, der durch die Anregungsspule 32A geflossen ist, durch die Spitzenabsorptionsdiode 46e rasch abgeschaltet; daher wird die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit t2b kürzer als die Offenschaltungs-Antwortzeit T2b und unterliegt kaum der Wirkung der Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie 10.
8(F) repräsentiert die Wellenform eines Startstroms, der im Startermotor 70 fließt; wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen ist und nachdem die Verzögerungszeit Td und die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 verstreicht, wird der Ausgabekontakt 61 geschlossen, der Startstrom durch den Stromunterdrückungswiderstand 50 steigt rasch an; dann nimmt der Startstrom graduell mit Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors 70 ab. Wenn der kurzschließende Kontakt 31A rückgeführt wird, geschlossen zu sein, steigt der Startstrom wieder rasch an und mit weiter steigender Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors 70 nimmt der Startstrom graduell ab.
Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, wenn der Verbrennungsmotor autonom dreht, wird der Ausgabekontakt 61 geöffnet, nachdem die Offenschaltungs-Antwortzeit t1 (vgl. 8(B)) des elektromagnetischen Schieberelais 60 verstrichen ist, wodurch der Startstrom ausgeschaltet wird.
Im Energetisierungszeitraum T0 + T1 in 8(E) fließt ein Strom in der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A und dem Antriebstransistor 46a, was zum Temperaturanstieg in der Startsteuereinheit 21A führt. Um den Temperaturanstieg zu drücken, wie im Falle von Ausführungsform 3 (vgl. 10), die später beschrieben wird, kann ein Transistor als reverse Verbindungsschutzschaltung 47A eingesetzt werden; jedoch wird im Falle der Ausführungsform 1 und 2 die Spannungsbegrenzungsdiode 48A eingesetzt, die ein Typ relativ hoher Spannung ist, um die Antriebsstromquellenspannung Vc zu erhalten, so dass der Stromverbrauch zum Erhalten einer stabilisierten Spannung gedrückt wird; dies ist eine der signifikanten Maßnahmen.
Darüber hinaus, selbst wenn der Schaltungsschließkommandozeitraum Ts des Startkommandoschalters 12 verlängert wird, ist der Zeitraum, in dem der Strom in der Anregungsspule 32A fließt, fixiert; somit hat Ausführungsform 2 den Vorteil, dass es keine Besorgnis für eine Überhitzung der reversen Verbindungsschutzschaltung 47A und des Antriebstransistors 46a gibt.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung klar, ist die Startsteuereinheit 21A gemäß Ausführungsform 2 zwischen dem Startermotor 70, der einen Fahrzeugverbrennungsmotor startet, und der Fahrzeugbatterie 10 verbunden und führt Strombegrenzendes Starten des Startermotors 70 durch.
Die Startsteuereinheit 21A beinhaltet integral den Stromunterdrückungswiderstand 50, der in Reihe mit dem Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 65 geschaltet ist, das auf dem Startermotor 70 vorgesehen ist; das kurzschließende Relais 30A, das den Stromunterdrückungswiderstand 50 mit seinem kurzschließenden Kontakt 31A kurzschließt; und die Timerschaltung 90A, die den kurzschließenden Kontakt 31A zu einem bestimmten Zeitpunkt schließt, wenn der Startstrom in Reaktion auf den Betrieb des Startkommandoschalters 12 absinkt.
Das elektromagnetische Schieberelais 65 treibt, das auf dem Startermotor 70 vorgesehenen Ritzel durch die Schiebespule 66 an, die mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 mittels des Startkommandoschalters 12 beliefert wird, so dass der auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehene Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen, und das elektromagnetische Schieberelais 65 bringt den Ausgabekontakt 61 zum Schließen über die Relaisspule 67, die getrennt von der Schiebespule 66 vorgesehen ist.
Der kurzschließende Kontakt 31A ist ein normal geschlossener Kontakt, der durch Energetisierung mit der Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A geöffnet wird; die Anregungsspule 32A wird mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie 10 mittels eines der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstands 50, der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A und dem Antriebstransistor 46 ausschließlich des Startkommandoschalters 12 versorgt.
Die reverse Verbindungsvorrichtung 47A ist ein Transistor oder eine Diode, die Stromversorgung an die Anregungsspule 32A ermöglicht, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber eine Stromversorgung an die Anregungsspule 32A verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer abnormalen, umgekehrten Polarität verbunden ist.
Der Antriebstransistor 46a wird angetrieben, um zur selben Zeit eingeschaltet zu sein, zu der der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird und daher die Schiebespule 66 oder die Relaisspule 67 energetisiert wird; zu der Zeit, zu der der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, schließt der kurzschließende Kontakt 31A seinen Schaltungsöffnungsbetrieb ab.
Die Timerschaltung 90a startet den Timingbetrieb in Reaktion auf die Schließoperation durch den Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 65 und schaltet den Antriebstransistor 46a ab, nachdem die vorbestimmte Verzögerungseinstellzeit T0 verstreicht; ein Unterdrückungs-Startstrom für den Startermotor 70 fließt im Stromunterdrückungswiderstand 50 während der Zeitperiode, die durch Addieren der Verzögerungseinstellzeit T0 der Timerschaltung 90A und der Geschlossenschaltungs-Antwortzeit t2b ab einem Zeitpunkt, wenn die Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A de-energetisiert wird, bis zum Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt 31A rückgeführt wird, geschlossen zu sein, erhalten wird.
Das elektromagnetische Schieberelais 65 treibt das auf dem Startermotor 70 vorgesehenen Ritzel durch die Schiebespule 66 an, die mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 mittels des Startkommandoschalters 12 geliefert wird, so dass der auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehene Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen und das elektromagnetisch Schieberelais 65 bringt den Ausgabekontakt 61 zum Schließen, indem die Relaisspule 67, die getrennt von der Schiebespule 66 vorgesehen ist, separat angetrieben wird.
Die Relaisspule 67 wird mit elektrischem Strom versorgt, um angetrieben zu sein, wenn eine vorgegebene Verzögerungszeit Td, die durch die in der Timerschaltung 90A vorgesehene verzögerte Timerschaltung 90b eingestellt wird, verstreicht, nachdem die Schiebespule 66 mit elektrischem Strom versorgt worden ist; der Wert der Verzögerungszeit Td ist ein Festwert entsprechend der maximalen Schiebezeit zu einer Zeit, wenn die Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie 10 niedrig ist; andererseits ist im Fall, wo die Stromquellenspannung Vb hoch ist, Spannungskorrektur zum graduellen Verkürzen der Verzögerungszeit Td implementiert.
Der kurzschließende Kontakt 31A ist ein normal geschlossener Kontakt, der durch Energetisieren der Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A geöffnet wird.
Die Starttimer-Schaltungseinheit 40a, die in der Timerschaltung 90A vorgesehen ist, startet ihren Timingbetrieb, wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird.
Die Anregungsspule 32A und die Relaisspule 67 werden mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie 10 mittels eines der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstands 50, der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A und des Antriebstransistors 46a, ausschließlich des Startkommandoschalters 12, versorgt.
Die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47A ist ein Transistor oder eine Diode, die die Stromversorgung an die Anregungsspule 32A und die Relaisspule 67 zulässt, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber Stromversorgung an die Anregungsspule 32A und die Relaisspule 67 verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer abnormalen, reversen Polarität verbunden ist.
Wie oben beschrieben, ist die Startsteuereinheit 21A gemäß Ausführungsform 2 versehen mit der verzögerten Timerschaltungseinheit 90b, welche die Relaisspule 67 energetisiert, wenn eine vorgegebene Zeit verstreicht, nachdem die Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 energetisiert worden ist; und der Starttimer-Schaltungseinheit 40a, die Strombegrenzungsstarten unter Verwendung des Unterdrückungswiderstands 50 durchführt, der mit dem kurzschließenden Kontakt 31A des kurzschließenden Relais 30A kurzgeschlossen wird, das in Reihe mit dem Startermotor 70 geschaltet ist, in einem vorgegebenen Zeitraum, nachdem die Energetisierung des elektromagnetischen Schieberelais 65 gestartet worden ist. Die Relaisspule 67 und das kurzschließende Relais 30A werden mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie 10 mittels der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A und dem diskreten Antriebstransistor 46a und 96a ausschließlich des Startkommandoschalters 12 versorgt.
Entsprechend ist Stromquellenverdrahtung für die Anregungsspule 32A des kurzschließenden Relais 30A nicht erforderlich und die Energetisierungsströme für die Relaisspule 67 und das kurzschließende Relais 30A fließen nicht im Startkommandoschalter 12; daher gibt es eine Charakteristik, dass durch Unterdrücken der Stromkapazität des Schalters ein kleiner und preisgünstiger Startkommandoschalter 12 eingesetzt werden kann.
Das elektromagnetische Schieberelais 65 ist in eine Schiebespule 66 und die Relaisspule 67 unterteilt; daher gibt es die Charakteristik, dass durch Unterdrücken des Energetisierungsstroms für die Relaisspule 67 die in der reversen Verbindungsschutzschaltung 47A und dem Antriebstransistoren 46a und 96a erzeugte Wärme gedrückt werden kann.
Die Relaisspule 67 wird energetisiert, nachdem das Ritzel seinen Schiebebetrieb beginnt; daher, selbst wenn die Verschiebungszeit sich aufgrund von Fluktuationen bei der Stromquellenspannung ändert, wird die Zeit ab einem Zeitpunkt, wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, zu einem Zeitpunkt, wenn die Relaisspule 67 energetisiert wird, stabilisiert; als Ergebnis gibt es eine Charakteristik, dass die Zeitcharakteristik der Strom limitierenden Startsteuerung stabilisiert werden kann.
Obwohl die Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 nicht nur als die erste Spule 66a arbeitet, die den Anziehungsbetrieb und den Haltebetrieb durchführt, sondern auch als die zweite Spule 66b zum Unterstützen des Anziehungsbetriebs, treibt die Relaisspule 67 den Ausgabekontakt 61 unabhängig vom Zustand der Schiebespule 66; daher, wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, arbeitet das elektromagnetische Schieberelais 65 nicht fehlerhaft; somit gibt es die Charakteristik, dass der Schaltungsöffnungsbetrieb sicher implementiert werden kann.
Darüber hinaus gibt es eine Charakteristik, dass selbst in einem Fall, bei dem die Verbindung der Fahrzeugbatterie 10 mit fehlerhafter Polarität implementiert ist, ein Unfall verhindert werden kann, bei dem das kurzschließende Relais 30A und die Relaisspule 67 kontinuierlich energetisiert werden und daher durchbrennen.
Ausführungsform 3
Als nächstes wird eine Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung erläutert. 9 ist ein Diagramm, das die Verbindung zwischen einer externen Vorrichtung und einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 3 repräsentiert. In 9 ist der Negativanschluss der Fahrzeugbatterie mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden; mittels des Startkommandoschalters 12 wird elektrischer Strom einer Startsteuereinheit 20B aus dem Positiv-Anschluss der Fahrzeugbatterie 11 zugeführt. Wie später unter Bezugnahme auf 10 beschrieben, ist die Startsteuereinheit 20B hauptsächlich mit einem kurzschließenden Relais 30B und einer Timerschaltung 40B konfiguriert; der Stromunterdrückungswiderstand 50 wird der Startsteuereinheit 20B hinzugefügt und mit ihr integriert. Der Stromunterdrückungswiderstand 50 und ein Ausgabekontakt 61 eines elektromagnetischen Schieberelais 60 sind in Reihe zueinander geschaltet; sie sind zwischen dem Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 10 und einem Startermotor 70 verbunden.
Obwohl in 9 weggelassen, so wie im Fall von Ausführungsform 1 sind im Startkommandoschalter 12, der manuelle Startschalter, der ein Schlüsselschalter ist, und der automatischen Startschalter zum Durchführen des Neustarts nach Leerlaufstopp oder Fernaufwärmbetrieb in der kalten Jahreszeit parallel miteinander verbunden; elektrischer Strom wird der Timerschaltung 40B mittels der Kommandoanschlüsse A1 und A2 und der Anziehungsspule 62 und der Haltespule 63 des elektromagnetischen Schieberelais 60 zugeführt. Zusätzlich kann als Startkommandoschalter 12 ein Ausgabekontakt 12 eines Elektromagnetischen Kommandorelais 105 in Ausführungsform 5 (vgl. 16) oder Ausführungsform 7 (vgl. 18), die später beschrieben werden, eingesetzt werden.
Das kurzschließende Relais 30B ist mit einem kurzschließenden Kontakt 31B versehen, der ein normal offener Kontakt ist; der kurzschließende Kontakt 31B wird durch Durchführen einer elektrischen Stromzufuhr und Antreiben einer Anregungsspule 32B durchgeführt und ist parallel mit dem Stromunterdrückungswiderstand 50 mittels der Verdrahtungsanschlüsse X und Y verbunden. Mittels der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47B, dem Antriebstransistor 46a und dem Antriebsanschluss D wird elektrischer Strom aus den Stromquellenanschlüssen B1 und B2 der Timerschaltung 40B der Anregungsspule 32B zugeführt; die Stromquellenanschlüsse 51 und B2 sind miteinander über die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49b verbunden. Der Verdrahtungsanschluss X und der Stromquellenanschluss B1, die mit der Fahrzeugbatterie 10 verbunden sind, werden miteinander über den Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33b verbunden.
Die Starttimer-Schaltungseinheit 40b wird aus einer leichten elektrischen Schaltungseinheit gebildet, die erhalten wird, indem die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B und der Antriebstransistor 46a der Timerschaltung 40B entfernt werden.
Der andere Anschluss der Anregungsspule 32B und die negativseitige Leitung der Timerschaltung 40B sind mit der Fahrzeugkarosserie 11 mittels der Hauptanschlüsse E1 bzw. E2 verbunden; der Negativanschluss der Haltespule 63 des elektromagnetischen Schieberelais 60 und der Negativanschluss des Startermotors 70 sind auch mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden.
Das elektromagnetische Schieberelais 60 ist mit der, mit der Haltespule 63 und der Anziehungsspule 62 konfigurierten Schiebespule 64 versehen, an welche die Fahrzeugbatterie 10 elektrischen Strom durch den Startkommandoschalter 12 liefert; Anziehungsspule 62 und die Haltespule 63 arbeiten zusammen, um ein auf dem Startermotor 70 vorgesehenes Ritzel anzutreiben, so dass ein auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehener Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen; wie später beschrieben, wird der Ausgabekontakt 61 so geschlossen, dass die Anziehungsspule 62, die in Reihe mit dem Startermotor 70 geschaltet ist, kurzgeschlossen und de-energetisiert wird.
Wenn die Anziehungsspule 62, die in Reihe mit dem Startermotor 70 geschaltet ist, mit elektrischem Strom versorgt wird und daher der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, werden beide Anschlüsse der Anziehungsspule 62 durch den Startkommandoschalter 12 und den Stromunterdrückungswiderstand 50 oder den kurzschließenden Kontakt 31B, welches der Ausgabekontakt des kurzschließenden Relais 30B ist, kurzgeschlossen. Zusätzlich ist der Widerstandswert des Stromunterdrückungswiderstandes 50 beachtlich kleiner als der Widerstandswert der Anziehungsspule 62; daher wird die Anziehungsspule 62 de-energetisiert, wodurch die Haltespule 63 das elektromagnetische Schieberelais 60 operativ hält. Jedoch wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, fließt ein Strom, der vom Ausgabekontakt 61, der geschlossen worden ist, zur Anziehungsspule 62 revers fließt, in die Haltespule 63; die durch die Anziehungsspule 62 erzeugte Magnetkraft und durch die Haltespule 63 erzeugte Magnetkraft heben einander auf und das elektromagnetische Schieberelais 6 wird wiederhergestellt.
Als Nächstes wird die interne Schaltung der in 9 repräsentierten Startsteuereinheit 20B unter Bezugnahme auf 10 erläutert. In 10 sind die Verdrahtung zwischen der Startkontrolleinheit 20B und der Fahrzeugbatterie 10, dem Startkommandoschalter 12, dem elektromagnetischen Schieberelais 60 und dem Startermotor 70, die außerhalb der Startsteuereinheit 20B vorgesehen sind, und die Konfiguration der Stromversorgungsschaltung für das kurzschließende Relais 30B und die Anregungsspule 32B, die innerhalb der Startsteuereinheit 20B vorgesehen sind, dieselben wie jene, die unter Bezugnahme auf 9 beschrieben sind.
Die Fahrzeugbatterie 10 führt eine Antriebsstromquellenspannung V0 der Timerschaltung 40B mittels dem Startkommandoschalter 12, der Kommandoanschlüsse A1 und A2 und dem Stromversorgungswiderstand 41a zu. Mittels einer Konstantspannungsdiode 48B wird die Antriebsstromquellenspannung V0 beschränkt, um auf einem Konstantwert beispielsweise von 5,1 V Gleichstrom zu sein; die Antriebsstromquellenspannung V0 wird durch den Stromquellenkondensator 41b geglättet, um nicht gleich oder niedriger einer vorbestimmten unteren Grenzspannung zu werden, selbst im Fall, bei dem die Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie 10 temporär und abnormal abfällt. Erste und zweite Vergleichstransistoren 92a und 93a, an welche die Antriebsstromquellenspannung V0 angelegt wird, sind NPN-Typ-Transistoren, die mit Erdung mittels eines gemeinsamen Emitterwiderstands 92d verbunden sind; eine durch Teilen der Antriebsstromquellenspannung V0 durch die Teilerwiderstände 92b und 92c erhaltene erste Vergleichsspannung V1 wird an den Basisanschluss des ersten Vergleichstransistors 92a angelegt.
An den Basisanschluss des zweiten Vergleichstransistors 93a wird eine zweite Vergleichsspannung V2 angelegt, die eine graduell ansteigende Spannung am Timerkondensator 44b ist, der von der Antriebsstromquellenspannung V0 mittels eines Ladewiderstands 44a geladen wird. Der Basisanschluss eines Zwischenspeichertransistors 93b vom PNP-Typ und der Kollektoranschluss des zweiten Vergleichstransistors 93a sind miteinander verbunden; wenn der Wert der zweiten Vergleichsspannung V2 gleich oder höher der ersten Vergleichsspannung V1 ist und daher der zweite Vergleichstransistor 93a einschaltet, kommt die Timerschaltung in einen Zeit-Ende-Zustand, wodurch der Zwischenspeichertransistor 93b einschaltet. Als Ergebnis wird mittels der Halte-Stromversorgungsdiode 93c der zweite Vergleichstransistor 93a, durch den Kollektoranschluss des Zwischenspeichertransistors 93b leitend gehalten; der Antriebshilfstransistor 45a wird angetrieben, leitend zu sein, mittels des Antriebswiderstands 45b. Ein Offenschaltungs-Stabilisierungswiderstand 93d ist zwischen den Basis- und Emitteranschlüssen des Zwischenspeichertransistors 93b verbunden; ein Offenschaltungs-Stabilisierungswiderstand 45c ist zwischen den Basis- und Emitteranschlüssen des Antriebshilfstransistors 45a, der ein Transistor vom NPN-Typ ist, verbunden.
Derweil ist der Antriebstransistor 46a, der elektrischen Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 an die Anregungsspule 32B mittels des Verdrahtungsanschlusses X, des Stromquellenanschlusses B1 und der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47B liefert, ein P-Kanal-Feldeffekttransistor; der Antriebstransistor 46a wird mittels Teilungswiderständen 46b und einer Reversstrom-Verhinderungsdiode 46g eingeschaltet, wenn der Antriebshilfstransistor 45a vom NPN-Typ einschaltet. Der Teilerwiderstand 46c und die Überspannungsschutzdiode 46d sind zwischen dem Quellanschluss des Antriebstransistors 46a und dem Gatteranschluss desselben verbunden. Die Reversstrom-Verhinderungsdiode 46f und die Spitzenabsorptionsdiode 46e sind zwischen dem Gatteranschluss des Antriebstransistors 46a und dem Senkenanschluss desselben verbunden.
Die Reversverbindungsschutzvorrichtung 47B ist ein revers verbundener P-Kanal-Feldeffekttransistor; dessen Drainanschluss ist mit dem Stromquellenanschluss B1 verbunden und sein Sourceanschluss ist mit dem Sourceanschluss des Antriebstransistors 46a verbunden. Der Gatteranschluss des Transistors 47B, der als eine reverse Verbindungsschutzvorrichtung arbeitet, ist mit dem Antriebshilfstransistor 45a mittels eines Teilerwiderstands 47d verbunden; ein Teilerwiderstand 47c und eine Überspannungsschutzdiode 47e sind zwischen den Source- und Gatteranschlüssen des Transistors 47B verbunden.
Entsprechend, wenn der Antriebshilfstransistor 45a eingeschaltet wird, wird auch der Transistor 47B eingeschaltet, wodurch der Spannungsabfall zwischen dem Stromquellenanschluss B1 und dem Antriebstransistor 46a kleiner als im Falle der Diode 47A von Ausführungsform 1 wird. In dem Fall, bei dem die Fahrzeugbatterie 10 fälschlich mit einer reversen Polarität verbunden wird, kann der reverse Strom verhindert werden, wie im Falle bei der Diode 47A von Ausführungsform 1.
In dem Fall, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer falschen Polarität verbunden wird, hindert die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B die reverse Energetisierungsschaltung, die aus dem Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 10, dem Erdungsanschluss E1, der Anregungsspule 32B und der Parasitendiode im Antriebstransistor 46a besteht, daran, leitend zu werden, so dass der reverse Strom gehindert wird, aus dem Stromquellenanschluss B1 über den Verdrahtungsanschluss X zum Negativanschluss der Fahrzeugbatterie 10 zu fließen.
Andererseits wird in einem Fall, wenn die Montageposition der Startsteuereinheit 20B umgekehrt wird, verlangt, dass die Fahrzeugbatterie 10 mit dem Verdrahtungsanschluss Y verbunden wird und das elektromagnetische Schieberelais 60 mit dem Verdrahtungsanschluss X verbunden wird, der Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33b zwischen dem Verdrahtungsanschluss Y und dem Stromquellenanschluss B2 verbunden wird; daher ist die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49b so vorgesehen, dass die Fahrzeugbatterie 10 mit entweder dem Stromquellenanschluss B1 oder dem Stromquellenanschluss B2 verbunden wird.
Als Nächstes wird 11 und 12 erläutert, welches Ansichten der oberen Oberflächenkonfiguration bzw. der Seitenkonfiguration der Startsteuereinheit 20B gemäß Ausführungsform 3 sind. In den 11 und 12 ist die Startsteuereinheit 20B versehen mit einem kurzschließenden Relais 30B, das integral am Boden eines Gehäuses 20B montiert ist; einer Elektronikplatine 40BB, die innerhalb des Gehäuses 20BB gelegen ist und in der Schaltungskomponenten montiert sind, die in der Timerschaltung 40B beinhaltet sind; den auf dem Gehäuse 20BB vorgesehenen Verdrahtungsanschlüsse X und Y; dem Kommandoanschluss A1 und dem Erdungsanschluss E1.
Auf der Elektronikplatine 40BB sind der Kommandoanschluss A2, die Stromquellenanschlüsse B1 und B2, der Antriebsanschluss D und der Erdungsanschluss E2 vorgesehen; einer der Verdrahtungsanschlüsse X und Y und einer der Stromquellenanschlüsse B1 und B2 sind miteinander durch den Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33b verbunden. Die Kommandoanschlüsse A1 und A2 sind mit dem Erdungsanschlüssen E1 bzw. E2 verbunden. Der Stromunterarückungswiderstand 50 ist zwischen den Verdrahtungsanschlüssen X und Y fixiert, indem er längs den Verdrahtungsanschlüssen X und Y festgeschraubt ist; der Widerstandswert des Stromunterdrückungswiderstands 50 wird selektiv anhand der typischen Charakteristika des Startermotors 70, der einzusetzen ist, bestimmt. In dem Fall, bei dem gemäß der Anordnungsbeziehung zwischen der Fahrzeugbatterie 10 und dem Startermotor 70 die Montagerichtung der Startsteuereinheit 20B so verändert wird, dass die Positionen der Montagestifte derselben geändert sind, kann beispielsweise durch Verbinden des Verdrahtungsanschlusses X stets mit dem Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 10 und Zuführen elektrischen Stroms an den Stromquellenanschluss B1 mittels des Zwischenanschluss-Verbindungsstreifens 33b der Stromquellenanschluss B2 und die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49b weggelassen werden.
Als Nächstes wird der Betrieb der Startsteuereinheit 20B, die in der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, gemäß Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf das Timingdiagramm in 13 beschrieben. Der Betrieb wird auch unter Bezugnahme auf die 9 und 10 erläutert.
13(A) repräsentiert den Status eines Kommandosignals, dessen Logikpegel während einer Schaltungsschließkommandoperiode Ts des Startkommandoschalters 12 ”H” wird. Wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, werden die Anziehungsspule 62 und die Haltespule 63 des elektromagnetischen Schieberelais 60 energetisiert, wie in 9 und 10 illustriert, wodurch das auf dem Startermotor 70 vorgesehene Ritzel auf solche Weise ausgerückt wird, dass es in Eingriff mit dem Zahnkranz des Verbrennungsmotors kommt, und nachdem die Geschlossenschaltungs-Antwortverzögerungszeit T1 verstrichen ist, wird der Ausgabekontakt 61 geschlossen.
13(B) repräsentiert den Logikpegel eines Startsignals zum Anzeigen, dass die Timerschaltung 40B ihren Timingbetrieb gestartet hat, unmittelbar nachdem der Startkommandoschalter 12 geschlossen worden ist.
In 13(C) bezeichnet die gepunktete Linie den Energetisierungszeitraum der Anziehungsspule 62 entsprechend der Geschlossenschaltungs-Antwortverzögerungs zeit T1 des elektromagnetischen Schieberelais 60; die gestrichelte Linie bezeichnet den Energetisierungszeitraum der Haltespule 63. entsprechend der Schaltungsschließkommandoperiode Ts; die durchgezogene Linie bezeichnet den Geschlossenschaltungszeitraum des Ausgabekontakts 61. Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird und daher die Haltespule 63 de-energetisiert wird, wird der Ausgabekontakt 61 geöffnet, wenn eine Offenschaltungs-Antwortzeit t1 des elektromagnetischen Schieberelais 60 verstrichen ist. Wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, wird die Anziehungsspule 62 durch eine Reihenschaltung kurzgeschlossen, die aus dem Stromunterdrückungswiderstand 50 und dem Ausgabekontakt 61 besteht; weil jedoch der Widerstandswert des Stromunterdrückungswiderstands 50 beachtlich kleiner als der Widerstandswert der Anziehungsspule 62 ist, wird die Anziehungsspule 62 de-energetisiert, wodurch die Haltespule 63 den elektromagnetischen Schiebeschalter 61 geschlossen und den Ritzel ausgerückt hält.
13(D) repräsentiert einen Zustand, bei dem der Zwischenspeichertransistor 93b, der zu dem Zeitpunkt leitend wird, wenn eine Verzögerungseinstellzeit T0 verstreicht, nachdem der Startkommandoschalter geschlossen hat, leitend ist. Wenn der Zwischenspeichertransistor 93b einschaltet, schaltet der Antriebshilfstransistor 45a ein und daher wird der Antriebstransistor 46a angetrieben, leitend zu sein.
In 13(E) repräsentiert die gepunktete Linie den Energetisierungszeitraum der Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B; die Anregungsspule 32B wird in einem Zeitraum ab einem Zeitpunkt, wenn die Timerschaltung 40B in den Zeitablaufzustand kommt, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, energetisiert. Wenn die Anregungsspule 32A energetisiert wird, wird der kurzschließende Kontakt 31B, der normal offen ist, geschlossen, nachdem eine Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2a des kurzschließenden Relais 30B verstrichen ist; wenn die Anregungsspule 32B de-energetisiert wird, wird der kurzschließende Kontakt 31B wieder geschlossen, nachdem eine Offenschaltungs-Antwortzeit t2a des kurzschließenden Relais 30B verstrichen ist; der Logikpegel ”H” mittels einer durchgezogenen Linie repräsentiert einen Zustand, bei dem der kurzschließende Kontakt 31B geschlossen ist.
13(F) repräsentiert die Wellenform eines Startstroms, der im Startermotor 70 fließt; wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, fließt ein Energetisierungsstrom für die Anziehungsspule 62 im Startermotor 70; wenn der Ausgabekontakt 61 im erwarteten Zeitverlauf geschlossen wird, steigt der Startstrom durch den Stromunterdrückungswiderstand 50 rapide an, und mit steigender Drehgeschwindigkeit des Startermotors 70 nimmt der Startstrom graduell ab. Wenn der kurzschließende Kontakt 31B geschlossen wird, steigt der Startstrom wieder rapide an und mit weiterem Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors 70 nimmt der Startstrom graduell ab.
Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, wenn der Verbrennungsmotor autonom dreht, wird der Ausgabekontakt 61 geöffnet, nachdem die Offenschaltungs-Antwortzeit T1 (vgl. 13(C)) des elektromagnetischen Schieberelais 60 verstrichen ist, wodurch der Startstrom abgeschaltet wird. Zu einem Zeitpunkt unmittelbar nachdem der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, ist der Ausgabekontakt 61 noch geschlossen; daher fließt ein Energetisierungsstrom aus der Anziehungsspule 62 mittels des kurzschließenden Kontakts 31B und des Ausgabekontakts 61 zur Haltespule 63. In diesem Fall arbeiten die Magnetkraft der Anziehungsspule 62 und die Magnetkraft der Haltespule 63 differentiell; daher wird das elektromagnetische Schieberelais 60 rückgeführt, de-energetisiert zu sein.
Sofern eine andere Niedrig-Widerstandslast durch den Startkommandoschalter 12 angetrieben wird, ist die Last parallel zur Haltespule 63 verbunden; daher steigt die an die Anziehungsspule 62 angelegte Spannung und die an die Haltespule 63 angelegte Spannung nimmt ab, wodurch ein Fehler auftreten kann, bei dem das Gleichgewicht der differentiellen Magnetkräfte unterbrochen wird und daher das elektromagnetische Schieberelais 60 seinen Betriebshaltezustand fortsetzt. Jedoch ist im Falle von in 9 illustrierter Ausführungsform 3 nur die Hochwiderstands-Timerschaltung 40B parallel zur Haltespule 63 daran verbunden und die Anregungsspule 32B ist nicht parallel zur Haltespule 63 verbunden; daher wird das elektromagnetische Schieberelais 60 nicht fehlerhafter Weise geöffnet.
Was es ermöglicht, ist, dass die Anregungsspule 32B direkt mit der Fahrzeugbatterie 10 über die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B und den Antriebstransistor 46a verbunden ist; jedoch fließt im Energetisierungszeitraum Ts–T0 in 13(E) ein Strom in die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B und den Antriebstransistor 46a, was zu einem Temperaturanstieg in der Startsteuereinheit 20B führt. Wie oben unter Bezugnahme auf 10 beschrieben, ist es effektiv, einen Transistor als die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B zum Unterdrücken dieses Temperaturanstiegs einzusetzen.
Wenn der kurzschließende Kontakt 31B im Energetisierungszeitraum für die Anregungsspule 32B geschlossen wird, fließt kein Strom im Stromunterdrückungswiderstand 50; somit tritt kein Temperaturanstieg im Stromunterdrückungswiderstand 50 auf. Als Ergebnis hat Ausführungsform 3 den Vorteil, die im Stromunterdrückungswiderstand 50 erzeugte. Wärme daran zu hindern, an die Timerschaltung 40B übertragen zu werden und die Timerschaltung 40B zu erwärmen.
Derweil, wie in 13(F) repräsentiert, wird der durch den Stromunterdrückungswiderstand 50 bestimmte Unterdrückungs-Energetisierungszeitraum durch Subtrahieren der Differenz zwischen einer ersten Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1, welche die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit des elektromagnetischen Schieberelais 60 ist, und einer zweiten Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2a, welche die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit des kurzschließenden Relais 30B ist, von der Verzögerungseinstellzeit T0 erhalten. Von diesen Perioden wird die Verzögerungseinstellzeit T0 auf solche Weise gesteuert, dass sie für die Fluktuation der Stromquellenspannung Vb unempfindlich ist und ein ungefähr konstanter Wert ist; jedoch fluktuieren die ersten und zweiten Geschlossenschaltungs-Antwortzeiten T1 und T2a in inverser Proportion zur Versorgungsspannung aus der Fahrzeugbatterie 10. Weil jedoch die Fluktuationszeit, welche die Zeitdifferenz (T1–T2a) ist, zum Unterdrückungs-Energetisierungszeitraum hinzu addiert wird, wird der Effekt der Fluktuationszeit reduziert. Beispielsweise sollte in einem Fall, bei dem T1 T2a, der Unterdrückungs-Energetisierungszeitraum gegenüber Fluktuation bei der Stromquellenspannung empfindlich sein; jedoch ist tatsächlich der Wert der ersten Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 etwas größer als der Wert der zweiten Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2a; somit erfährt der Unterdrückungs-Energetisierungszeitraum einen reduzierten Effekt.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung klar ist, ist die Startsteuereinheit 20B gemäß Ausführungsform 3 zwischen dem Startermotor 70, der einen Fahrzeug-Verbrennungsmotor startet, und der Fahrzeugbatterie 10 verbunden und führt Strombegrenzungsstarten des Startermotors 70 durch.
Die Startsteuereinheit 20B beinhaltet integral den in Reihe mit dem Ausgabekontakt 61 des auf dem Startermotor 70 vorgesehenen elektromagnetischen Schieberelais verbundenen Stromunterdrückungswiderstand 50; das kurzschließende Relais 30B, das den Stromunterdrückungswiderstand 50 mit dem kurzschließenden Kontakt 31B desselben kurzschließt; und die Timerschaltung 40B, die den kurzschließenden Kontakt 31B zu einem vorgegebenen Zeitpunkt schließt, wenn der Startstrom in Reaktion auf den Betrieb des Startkommandoschalters 12 abnimmt.
Das elektromagnetische Schieberelais 60 treibt das auf dem Startermotor 70 vorgesehenen Ritzel über die Schiebespule 64, die mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 über den Startkommandoschalter 12 versorgt wird, an, so dass der auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehene Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen, und das elektromagnetische Schieberelais 60 bringt den Ausgabekontakt 61 dazu, die Schiebespule 64 zu schließen.
Der kurzschließende Kontakt 31B ist ein normal offener Kontakt, der durch Energetisieren der Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B geschlossen wird; die Anregungsspule 32B wird mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie 10 über einen der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstands 50, die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B und den Antriebstransistor 46a ausschließlich des Startkommandoschalters 12 zugeführt.
Die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B ist ein Transistor oder eine Diode, die die Stromversorgung an die Anregungsspule 32B ermöglicht, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber Stromversorgung an die Anregungsspule 32B verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer abnormalen, umgekehrten Polarität verbunden ist.
Die Timerschaltung 40B wird mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 versorgt, wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird und schaltet den Antriebstransistor 46a nach einer vorgegebenen Verzögerungseinstellzeit T0 ein; der Wert der Verzögerungseinstellzeit T0 wird auf solche Weise eingestellt, dass er länger als die erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 zwischen dem Zeitpunkt, wenn das elektromagnetische Schieberelais 60 energetisiert wird, und dem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, ist.
Wenn T0 die Verzögerungseinstellzeit der Timerschaltung 40B bezeichnet, T1 die erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Schiebespule 64 zum Schließen des Ausgabekontakts 61 des elektromagnetischen Schieberelais 60 energetisiert wird, und dem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, bezeichnet und wenn T2a die zweite Antwortverzögerungszeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn das kurzschließende Relais 30B energetisiert wird, und dem Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt 31B geschlossen wird, bezeichnet, fließt eine Unterdrückungs-Startstrom für den Startermotor 70 im Stromunterdrückungswiderstand 50 in einem durch die Gleichung (T0 + T2a – T1) gegebenen Zeitraum.
Wie oben beschrieben, ist die Startsteuereinheit 20B gemäß Ausführungsform 3 mit der Timerschaltung 40B versehen, die den Stromunterdrückungswiderstand 50 in Reihe mit dem Startermotor 70 in einem vorgeschriebenen Zeitraum, nachdem die Energetisierung des elektromagnetischen Schieberelais 60, das in Reaktion auf den Betrieb des Startkommandoschalters 12 arbeitet, gestartet wird und führt Strom begrenzendes Starten durch; und dem kurzschließenden Relais 30B mit einem normal offenen Kontakt, das durch die Timerschaltung 40B energetisiert und gesteuert wird. Das kurzschließende Relais 30B wird mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie 10 über die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B und den Antriebstransistor 46b ausschließlich dem Startkommandoschalter 12 versorgt.
Entsprechend ist eine Stromquellenverdrahtung für die Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B nicht erforderlich und der Energetisierungsstrom aus dem kurzschließenden Relais 30B fließt nicht in den Startkommandoschalter 12; daher ist es eine Charakteristik, dass durch Unterdrücken der Stromkapazität des Schalters ein kleiner und preisgünstiger Startkommandoschalter 12 eingesetzt werden kann.
Im Fall, bei dem die Schiebespule 64 des elektromagnetischen Schieberelais 60 von einem Typ ist, der eine Anregungsspule 62 und Haltespule 63 aufweist, ist die Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B nicht parallel zur Schiebespule 64 verbunden; somit, wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, arbeitet das elektromagnetische Schieberelais 60 nicht fehlerhaft; somit gibt es eine Charakteristik, dass Schaltungsöffnungsbetrieb sicher implementiert werden kann.
Weil die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 des elektromagnetischen Schieberelais, die abhängig von der Stromquellenspannung fluktuiert, und die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2a des kurzschließenden Relais 30B einander reduzieren, erfährt die Stromunterdrückungsstartzeit kaum den Effekt der Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 und der Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2a und die Verzögerungseinstellzeit T0 der Timerschaltung 40B wird als die Hauptzeit bestimmt; somit gibt es eine Charakteristik, dass der Effekt der Fluktuation bei der Stromquellenspannung reduziert wird und daher eine stabilisierte Stromunterdrückungsstartzeit erhalten werden kann.
Selbst in dem Fall, bei dem die Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie niedrig ist und daher das Starten des Verbrennungsmotors lange Zeit erfordert, tritt ein Erhitzen der Startsteuereinheit 20B durch den Stromunterdrückungswiderstand 50 nicht auf. Weil die Stromquellenspannung niedrig ist und daher der Strom in der Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B relativ klein ist, wird die Erwärmung der Startsteuereinheit 20B unterdrückt. Obwohl während des Strom begrenzenden Startzeitraums der Stromunterdrückungswiderstand 50 Hitze erzeugt, wird die Anregungsspule 32B nicht energetisiert; somit gibt es eine Charakteristik, dass verhindert wird, dass Wärme sich so konzentriert, dass eine Überhitzung der Startsteuereinheit 20B unterdrückt wird.
Darüber hinaus gibt es eine Charakteristik, dass selbst in einem Fall, bei dem die Verbindung der Fahrzeugbatterie 10 mit fehlerhafter Polarität implementiert wird, ein Unfall verhindert werden kann, bei dem das kurzschließende Relais 30B kontinuierlich eingestellt wird und daher ausbrennt.
Die Timerschaltung 40B vergleicht die erste Vergleichsspannung V1, die proportional der Antriebsstromquellenspannung V0 ist, die aus der Fahrzeugbatterie 10 zu einem Zeitpunkt zugeführt wird, wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, mit der zweiten Vergleichsspannung V2, die eine graduell ansteigende Ladespannung am Timerkondensator 44b ist, der aus der gemeinsamen Antriebsstromquellenspannung V0 mittels Ladungswiderstand 44a geladen wird; dann, wenn sowohl die erste als auch die zweite Vergleichsspannung V1 und V2 miteinander koinzidieren, nachdem die vorbestimmte Verzögerungseinstellzeit T0 verstrichen ist, gibt die Timerschaltung 40A die Zeit-Ende-Ausgabe Tup aus, um den Antriebstransistor 46a einzuschalten.
Der Stromquellenkondensator 41b und die Konstantspannungsdiode 48B, die die Antriebsstromquellenspannung V0 daran hindern, abnormal abzufallen, wenn die Stromquellenspannung Vb, die aus der Fahrzeugbatterie 10 zugeführt wird, temporär und rasch abnimmt, stabilisiert die Antriebsstromquellenspannung V0 über den gesamten Bereich der Fluktuation bei der Stromquellenspannung.
Wie oben beschrieben, wird in der Startsteuereinheit 20B gemäß Ausführungsform 3 die Timerschaltung 40B mit der aus der Fahrzeugbatterie 10 zugeführten stabilisierten Stromquelle betrieben.
Entsprechend gibt es eine Charakteristik, dass selbst wenn die Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie temporär unmittelbar nachdem der Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 60 geschlossen wird, abnimmt, die Timerschaltung 40B nicht fehlerhaft arbeitet. Die Verwendung der stabilisierten Stromquelle bringt den Stromverbrauch der Timerschaltung 40B dazu, anzusteigen, wenn die Stromquellenspannung hoch ist; wenn jedoch die Stromquellenspannung hoch ist, wird die Energetisierungszeit für das kurzschließende Relais 30B in der Startbetriebszeit des Startermotors 70 im Vergleich zu dem kurzschließenden Relais mit einem normal geschlossenen Kontakt kurz; daher nimmt der Stromverbrauch in der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47B und dem Antriebstransistor 46a ab, wodurch es eine Charakteristik gibt, dass eine Erwärmung insgesamt unterdrückt wird.
Die Timerschaltung 40B beinhaltet weiter den Zwischenspeichertransistor 93b, der den Zustand speichert, bei dem die zweite Vergleichsspannung V2 gleich oder höher der ersten Vergleichsspannung V1 geworden ist; daher wird der leitende Zustand des Antriebstransistors 46a zum Antreiben des kurzschließenden Relais 30B durch den Zwischenspeichertransistor 93b gehalten.
Entsprechend gibt es eine Charakteristik, dass selbst wenn der kurzschließende Kontakt 31B geschlossen wird und daher die Stromquellenspannung rapide abnimmt, oder selbst wenn der Startkommandoschalter 12 unmittelbar abgeschaltet wird, der aktuelle Zustand erhalten werden kann, wenn einmal der Stromunterdrückungswiderstand 50 kurzgeschlossen ist. Dasselbe gilt für die Timerschaltung 40A in Ausführungsform 1; im Falle der Timerschaltung 40A wird der nicht-leitende Zustand des Antriebstransistors 46a zum Antreiben des kurzschließenden Relais 30A durch den Zwischenspeichertransistor 43b gehalten.
Der Transistor 47B, der eine reverse Verbindungsschutzvorrichtung ist, ist ein revers verbundener F-Kanal-Feldeffekttransistor; der Transistor 47B ist revers angetrieben, um leitend zu sein, wenn die Anregungsspule 32B energetisiert wird; im Fall, bei dem die Fahrzeugbatterie 10 mit einer normalen Polarität verbunden ist, fließt der Antriebstrom für die Anregungsspule 32B aus dem Drainanschluss des Transistors 47B an den Sourceanschluss desselben; im Falle, bei dem die Fahrzeugbatterie 10 mit einer abnormalen umgekehrten Polarität verbunden ist, schaltet der Transistor 47B den Strom ab, der beabsichtigt, revers aus der Anregungsspule 32B zu fließen, mittels der internen parasitischen Diode des Antriebstransistors 46a.
Wie oben beschrieben, ist in der Startsteuereinheit 20B gemäß Ausführungsform 3 die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B ein P-Kanal-Feldeffekttransistor, der revers verbunden ist; die Gatteranschlussspannung des Transistors 47B wird zusammen mit dem Betrieb des Antriebshilfstransistors 45a zum Durchführen des Energetisierungsantriebs des Antriebstransistors 46a für das kurzschließende Relais 30B gesteuert.
Entsprechend, weil der Spannungsabfall zu einem Zeitpunkt einer normalen Energetisierung klein ist und daher das Erhitzen unterdrückt wird und die Antriebsspannung für den Gatteranschluss abgeschaltet wird, wenn der Antriebstransistor 46a geöffnet wird und daher das kurzschließende Relais 30B de-energetisiert wird; somit gibt es eine Charakteristik, dass kein normaler Entladungsstrom aus der Fahrzeugbatterie 10 auftritt. Selbst im Falle von Ausführungsformen 1 und 2 kann durch Einsetzen eines P-Kanal-Feldeffekttransistors als der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A in der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47A erzeugte Wärme unterdrückt werden. Im Falle von Ausführungsform 2 und der später beschriebenen Ausführungsform 4 gilt Dasselbe für die reverse Verbindungsschutzvorrichtung für die Relaisspule.
Ausführungsform 4
Als Nächstes wird eine Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert. 14 ist ein Diagramm, das die Verbindung zwischen der externen Vorrichtung und einer Startsteuereinheit gemäß Ausführungsform 4 repräsentiert. Hauptsächlich werden Punkte erläutert, die zwischen den Ausführungsformen 3 und 4 unterschiedlich sind. In jeder der Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile.
In 14 ist der Negativanschluss der Fahrzeugbatterie 10 mit der Fahrzeugkarosserie 11 verbunden; mittels des Startkommandoschalters 12 wird elektrischer Strom an eine Startsteuereinheit 21B aus dem Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 11 zugeführt; die Startsteuereinheit 21B ist hauptsächlich mit dem kurzschließenden Relais 30B und einer Timerschaltung 90B konfiguriert; der Stromunterdrückungswiderstand 50 wird der Startsteuereinheit 21B hinzugefügt und damit integriert. Der Stromunterdrückungswiderstand 50 und ein Ausgabekontakt 61 eines elektromagnetischen Schieberelais 65 sind in Reihe zueinander geschaltet; sie sind zwischen dem positiven Anschluss der Fahrzeugbatterie 10 und dem Startermotor 70 verbunden.
Obwohl in 9 weggelassen, wie im Falle von Ausführungsform 1, sind im Startkommandoschalter 12, der manuelle Startschalter, der ein Schlüsselschalter ist, und der automatische Startschalter zum Durchführen von Neustart nach Leerlaufstopp oder Fernaufwärmbetrieb in der kalten Jahreszeit parallel miteinander geschaltet; elektrischer Strom wird der Timerschaltung 90B mittels der Kommandoanschlüsse A1 und A2 und der Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 zugeführt. Zusätzlich kann als Startkommandoschalter 12 ein Ausgabekontakt 12 eines elektromagnetischen Kommandorelais 105 in der später beschriebenen Ausführungsform 6 eingesetzt werden (vgl. 17).
Das kurzschließende Relais 30B ist mit einem kurzschließenden Kontakt 31B, der ein normal offener Kontakt ist, versehen; der kurzschließende Kontakt 31B wird durch Durchführen des elektrischen Stromzuführens zu und Antreiben einer Anregungsspule 32B geschlossen und ist parallel zum Stromunterdrückungswiderstand 50 mittels der Verdrahtung der Anregungsspule 32B aus den Stromquellenanschlüssen B1 und B2 der Timerschaltung 90B verbunden; die Stromquellenanschlüsse B1 und B2 sind miteinander über die Zwischenanschluss-Verbindungsleitung 49b verbunden; zu Anschlüssen X und Y. Durch die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B, den Antriebstransistor 46a und den Antriebsanschluss D wird elektrischer Strom, dem mit der Fahrzeugbatterie 10 verbunden Verdrahtungsanschluss X zugeführt und der Stromquellenanschluss B1 sind miteinander über den Zwischenanschluss-Verbindungsstreifen 33b verbunden.
Die verzögerte Timerschaltungseinheit 90b erzeugt eine Zeit-Ende-Ausgabe, um so einen separaten Antriebstransistor 96b anzutreiben und einzuschalten, wenn eine vorbestimmte Verzögerungszeit Td verstreicht, nachdem der Startkommandoschalter 12 geschlossen worden ist, so dass elektrischer Strom mittels der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47B, dem separaten Antriebstransistor 96a und Antriebsanschlüssen F2 und F1 einer Relaisspule 67 zugeführt wird.
Andererseits schaltet die Starttimer-Schaltungseinheit 40b den Antriebstransistor 46a ein, wenn eine vorbestimmte Einstellverzögerungszeit T0 verstreicht, nachdem die verzögerte Timerschaltungseinheit 90b in den Zeit-Ende-Zustand gekommen ist. Die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B ist ein revers verbundener P-Kanal-Feldeffekttransistor; dessen Senkenanschluss ist mit dem Stromquellenanschluss B1 verbunden und dessen Quellenanschluss ist mit dem Antriebstransistor 46a und dem Quellenanschluss des separaten Antriebstransistors 96a verbunden. In dieser Hinsicht kann jedoch die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B mit dem Antriebstransistor 46a und dem separaten Antriebstransistor 96a verbunden sein, so dass eine Konzentration von Wärme verhindert werden kann.
Das elektromagnetische Schieberelais 65 ist mit der Schiebespule 66 versehen, die mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 über den Startkommandoschalter 12 versorgt wird; wenn der Schiebespule 66 elektrischer Strom zugeführt wird, treibt das elektromagnetische Schieberelais 65 das auf dem Startermotor 70 vorgesehene Ritzel, so dass der auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehene Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen.
Die Schiebespule 66 wird aus der ersten Spule 66a gebildet, die Anziehungsbetrieb und Haltebetrieb durchführt; jedoch kann die zweite Spule 66b zum unterstützen des Anziehungsbetriebs gleichzeitig eingesetzt werden. Jedoch wird in dem Fall, bei dem die zweite Spule 66b gleichzeitig eingesetzt wird, weil die Relaisspule 67 separat vorgesehen ist, um so den Ausgabekontakt 61 zu schließen, die in Reihe mit dem Startermotor 70 verbundene zweite Spule 66b kurzgeschlossen, um de-energetisiert zu werden, wenn die Relaisspule 67 energetisiert wird, um so den Ausgabekontakt 61 zu schließen.
Bei dieser Art des elektromagnetischen Schieberelais 65 sind die Relaisspule 67 zum Schließen des Ausgabekontaktes 61 und die Schiebespule 66 zum Herausrücken des Ritzels mechanisch voneinander getrennt; somit kann der Ausgabekontakt 61 geschlossen werden, nachdem die Schiebeoperation sicher implementiert worden ist. Die Verzögerungszeit Td ab einem Zeitpunkt, wenn die Schiebespule 66 energetisiert wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Relaisspule 67 energetisiert wird, wird durch die verzögerte Timerschaltungseinheit 90b eingestellt; der Wert der Verzögerungszeit Td ist ein Festwert entsprechend der maximalen Schiebezeit, zu einer Zeit wenn die Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie 10 niedrig ist; andererseits wird in dem Fall, bei dem die Stromquellenspannung Vb hoch ist, eine Spannungskorrektur zum graduellen Verkürzen der Verzögerungszeit Td implementiert.
In dem Fall, wenn die Verzögerungszeit Td der verzögerten Timerschaltungseinheit 90b ein Konstantwert ist, kann es gestattet sein, dass durch Einstellen der Einstellzeit der Starttimer-Schaltungseinheit 40b auf T0 + Td die Starttimer-Starttimer-Schaltungseinheit 40b mit elektrischem Strom versorgt wird, wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird; jedoch im Fall, bei dem die Betriebszeit der verzögerten Timerschaltungseinheit 9b variabel durch die Stromquellenspannung Vb eingestellt wird, indem elektrischer Strom an die Starttimer-Schaltungseinheit 40b geliefert wird, wenn die verzögerte Timerschaltungseinheit 90b in den Zeit-Ende-Zustand gelangt, kann die stabile Verzögerungseinstellzeit T0 erhalten werden.
In dem Fall, bei dem die Schiebespule 66 die zweite Spule 66b in Reihe mit dem Startermotor 70 verbunden hat, werden, wenn die Relaisspule 67 mit elektrischem Strom versorgt wird und daher der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, beide Anschlüsse der zweiten Spule 66b durch den Startkommandoschalter 12 und den Stromunterdrückungswiderstand 50 oder den kurzschließenden Kontakt 31B kurzgeschlossen, welches der Ausgabekontakt des kurzschließenden Relais 30B ist. Der Widerstandswert des Stromunterdrückungswiderstands 50 ist beachtlich kleiner als der Widerstandswert der zweiten Spule 66b; daher wird die zweite Spule 66b energetisiert, wodurch die erste Spule 66a das elektromagnetische Schieberelais 65 operativ hält. Wenn jedoch der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, wird die Relaisspule 67 de-energetisiert und der Ausgabekontakt 61 wird getrennt rückgeführt, um geöffnet zu sein; dann werden sowohl die erste als auch die zweite Spule 66a und 66b de-energetisiert, so dass das Ritzel wiederhergestellt wird.
Als Nächstes wird der Betrieb der Startsteuereinheit 21B gemäß Ausführungsform 4 unter Bezugnahme auf das Timing-Diagramm in 15 erläutert. Der Betrieb wird auch unter Bezugnahme auf 14 erläutert.
15(A) repräsentiert den Status eines Kommandosignals, dessen Logikpegel während einer Schaltungsschließkommandoperiode Ts des Startkommandoschalters 12 ”H” wird. Wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird, wird die Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 energetisiert, wie in 14 illustriert, wodurch das auf dem Startermotor 70 vorgesehene Ritzel in solcher Weise ausgerückt wird, dass es in Eingriff mit dem Zahnkranz des Verbrennungsmotors gelangt.
15(5) repräsentiert den Energetisierungszeitraum der Relaisspule 67 des elektromagnetischen Schieberelais 65, das durch die verzögerte Timerschaltungseinheit 90b energetisiert wird, nachdem eine Verzögerungszeit Td verstreicht; wenn die Energetisierung der Relaisspule 67 beginnt, startet die Starttimer-Schaltungseinheit 40b ihren Timingbetrieb.
15(C) repräsentiert den Geschlossenschaltungszeitraum des Ausgabekontakts 61, der schließt, nachdem die Geschlossenschaltungs-Verzögerungszeit T1 des elektromagnetischen Schieberelais 65 verstreicht. Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird und daher die Relaisspule 67 de-energetisiert wird, wird der Ausgabekontakt 61 geöffnet, wenn eine Offenschaltungs-Antwortzeit t1 des elektromagnetischen Schieberelais 65 verstrichen ist.
15(D) repräsentiert einen Zustand, bei dem der Zwischenspeichertransistor 93b (vgl. 10), der zu einem Zeitpunkt leitfähig wird, wenn eine Verzögerungseinstellzeit T0 verstreicht, nachdem die Relaisspule 67 energetisiert worden ist, leitend ist. Wenn der Zwischenspeichertransistor 93b einschaltet, schaltet der Antriebshilfstransistor 45a ein und daher wird der Antriebstransistor 46a angetrieben, leitend zu sein.
In 15(E) repräsentiert die gepunktete Linie den Energetisierungszeitraum der Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B; die Anregungsspule 32B wird in einem Zeitraum ab einem Zeitpunkt, wenn die Starttimer-Schaltungseinheit 40b in den Zeit-Ende-Zustand kommt, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, energetisiert. Wenn die Anregungsspule 32B energetisiert ist, wird der kurzschließende Kontakt 31B, der normal offen ist, geschlossen, nachdem eine Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2a des kurzschließenden Relais 30B verstrichen ist; wenn die Anregungsspule 32B de-energetisiert wird, wird der kurzschließende Kontakt 31B wieder geschlossen, nachdem eine Offenschaltungs-Antwortzeit t2a des kurzschließenden Relais 30B verstrichen ist; der Logikpegel ”H” bei einer durchgezogenen Linie repräsentiert einen Zustand, bei dem der kurzschließende Kontakt 31B geschlossen wird.
15(F) repräsentiert die Wellenform eines Startstroms, der im Startermotor 70 fließt; wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird und nachdem die Verzögerungszeit Td und die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 verstreicht, wird der Ausgabekontakt 61 geschlossen, der Startstrom steigt durch den Stromunterdrücküngswiderstand 50 rapide an; dann nimmt der Startstrom graduell mit steigender Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors 70 ab. Wenn der kurzschließende Kontakt 31B geschlossen wird, steigt der Startstrom wieder rapide an, und wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors 70 weiter ansteigt, nimmt der Startstrom graduell ab.
Wenn der Startkommandoschalter 12 geöffnet wird, wenn der Verbrennungsmotor autonom rotiert, wird der Ausgabekontakt 61 geöffnet, nachdem die Offenschaltungs-Antwortzeit T1 (vgl. 15(C)) des elektromagnetischen Schieberelais 65 verstrichen ist, wodurch der Startstrom ausgeschaltet wird.
im Energetisierungszeitraum Ts – T0 – Td in 15(E) fließt ein Anregungsstrom für die Anregungsspule 32B in die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B und den Antriebstransistor 46a, was zum Temperaturanstieg in der Startsteuereinheit 21B führt. Beim Unterdrücken des Temperaturanstiegs ist es effektiv, einen Transistor als die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B einzusetzen, wie im Falle der Ausführungsform 3 (vgl. 10).
Wenn der kurzschließende Kontakt 31B im Energetisierungszeitraum für die Anregungsspule 32B geschlossen wird, fließt kein Strom im Stromunterdrückungswiderstand 50; somit tritt kein Temperaturanstieg im Stromunterdrückungswiderstand 50 auf. Als Ergebnis hat Ausführungsform 3 den Vorteil, die im Stromunterdrückungswiderstand 50 erzeugte Hitze daran zu hindern, auf die Timerschaltung 40B zu übertragen zu werden und die Timerschaltung 40B zu erhitzen.
Derweil wird, wie in 15(F) repräsentiert, der durch den Stromunterdrückungswiderstand 50 festgelegte Unterdrückungs-Energetisierungszeitraum durch Subtrahieren der Differenz zwischen einer ersten Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1, welches die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit des elektromagnetischen Schieberelais 65 ist, und einer zweiten Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2a, welches die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit des kurzschließenden Relais 30B ist, von der Verzögerungseinstellzeit T0 erhalten. Von diesen Zeiträumen wird die Verzögerungseinstellzeit T0 auf solche Weise gesteuert, dass sie gegenüber einer Fluktuation bei der Stromquellenspannung Vb unempfindlich ist und ein ungefähr konstanter Wert ist; jedoch fluktuieren die ersten und zweiten Geschlossenschaltungs-Antwortzeiten T1 und T2a umgekehrt proportional zur Versorgungsspannung aus der Fahrzeugbatterie 10. Weil jedoch die Fluktuationszeit, welche die Zeitdifferenz (T1 – T2a) ist, zum Unterdrückungs-Energetisierungszeitraum hinzu addiert wird, wird der Effekt der Fluktuationszeit reduziert.
In dem Fall, bei dem das elektromagnetische Schieberelais ein Typ ist, der keine Relaisspule 67 zum Schließen des Ausgabekontaktes 61 aufweist und zusammen mit dem Ritzeldrückbetrieb durch die Schiebespule arbeitet, ist T1 länger als T2a; jedoch ist in einem Fall, bei dem das elektromagnetische Schieberelais die Relaisspule 67 aufweist, die Beziehung T1 ≒ T2a gegeben; somit kann der Unterdrückungs-Energetisierungszeitraum gegenüber Fluktuation bei der Stromquellenspannung ungefähr unempfindlich sein.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung klar ist, ist die Startsteuereinheit 21B gemäß Ausführungsform 4 zwischen dem Startermotor 70, der den Fahrzeugverbrennungsmotor startet, und der Fahrzeugbatterie 10 verbunden und führt Strombegrenzungsstarten des Startermotors 70 aus.
Die Startsteuereinheit 21B beinhaltet integral den in Reihe mit dem Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 65, das auf dem Startermotor 70 vorgesehen ist, verbundenen Stromunterdrückungswiderstand 50; das kurzschließende Relais 30B, das den Stromunterdrückungswiderstand 50 mit dem kurzschließenden Kontakt 31B desselben kurzschließt; und die Timerschaltung 90B, die den kurzschließenden Kontakt 31B zu einem vorbestimmten Zeitpunkt schließt, wenn der Startstrom in Reaktion auf den Betrieb des Startkommandoschalters 12 abnimmt.
Das elektromagnetische Schieberelais 65 treibt das auf dem Startermotor 70 vorgesehenen Ritzel über die Schiebespule 66 an, die mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 mittels des Startkommandoschalters 12 beliefert wird, so dass der auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehene Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen und das elektromagnetische Schieberelais 65 bringt den Ausgabekontakt 61 dazu, über die Relaisspule 67, die separat von der Schiebespule 66 vorgesehen ist, zu schließen.
Der kurzschließende Kontakt 31B ist ein normal geöffneter Kontakt, der durch Energetisieren der Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B geschlossen wird; der Anregungsspule 32B wird elektrischer Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie 10 über einen der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstands 50, die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B und den Antriebstransistor 46a ausschließlich dem Startkommandoschalter 12 zugeführt.
Die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B ist ein Transistor oder eine Diode, die Stromversorgung an die Anregungsspule 32B ermöglicht, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber Stromversorgung an die Anregungsspule 32B verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer abnormalen, umgekehrten Polarität verbunden ist.
Die Timerschaltung 90B startet ihren Timingbetrieb, wenn der Startkommandoschalter 12 geschlossen wird und daher der Relaisspule 67 elektrischer Strom zugeführt wird, und schaltet den Antriebstransistor 46a nach einer vorbestimmten Verzögerungseinstellzeit T0 ein; der Wert der Verzögerungseinstellzeit T0 wird auf solche Weise eingestellt, dass er länger ist als die erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Relaisspule 67 energetisiert wird, und dem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird.
Wenn T0 die Verzögerungseinstellzeit der Timerschaltung 90B bezeichnet, T1 die erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Relaisspule 67 zum Schließen des Ausgabekontakts 61 energetisiert wird und dem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird, bezeichnet, und T2a die zweite Antwortverzögerungszeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn das kurzschließende Relais 30B energetisiert wird, und dem Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt 31B geschlossen wird, bezeichnet, fließt ein Unterdrückungsstartstrom für den Startermotor 70 im Stromunterdrückungswiderstand 50 in einem durch die Gleichung (T0 + T2a – T1) gegebenen Zeitraum.
Das elektromagnetische Schieberelais 65 treibt das Ritzel, das auf dem Startermotor 70 vorgesehen ist, durch die Schiebespule 66, die mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 mittels des Startkommandoschalters 12 versorgt wird, so an, dass der auf der Kurbelwelle des Motors vorgesehene Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Singriff kommen und das elektromagnetische Schieberelais 65 bringt den Ausgabekontakt 61 dazu, zu schließen, indem es die Relaisspule 67, die separat von der Schiebespule 66 vorgesehen ist, separat antreibt.
Die Relaisspule 67 wird mit elektrischem Strom zum Antrieb versorgt, wenn eine vorbestimmte Verzögerungszeit Td, welche durch die in der Timerschaltung 90B vorgesehene verzögerte Timerschaltungseinheit 90b eingestellt wird, verstreicht, nachdem die Schiebespule 66 mit elektrischem Strom versorgt worden ist; der Wert der Verzögerungszeit Td ist ein Festwert entsprechend der maximalen Schiebezeit zu einer Zeit, wenn die Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie niedrig ist; andererseits wird in einem Fall, wenn die Stromquellenspannung Vb hoch ist, eine Spannungskorrektur zum graduellen Kürzen der Verzögerungszeit Td implementiert.
Der kurzschließende Kontakt 31B ist ein normal offener Kontakt, der durch Energetisieren der Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B geschlossen wird; die Starttimer-Schaltungseinheit 40b, die in der Timerschaltung 90B vorgesehen ist, startet ihren Timingbetrieb, wenn die Relaisspule 67 energetisiert wird.
Die Anregungsspule 32B und die Relaisspule 67 werden mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie 10 mittels einem der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstands 50, der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 47B und den Antriebstransistoren 46a oder dem separaten Antriebstransistor 96a ausschließlich dem Startkommandoschalter 12 versorgt.
Die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 47B ist ein Transistor oder eine Diode, die Stromversorgung an die Anregungsspule 32B und die Relaisspule 67 ermöglicht, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber die Stromversorgung an die Anregungsspule 32B und die Relaisspule 67 verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie 10 mit einer abnormalen umgekehrten Polarität verbunden ist.
Der kurzschließende Kontakt 31B ist ein normal offener Kontakt, der durch Energetisieren der Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B geschlossen wird.
Die Starttimer-Schaltungseinheit 40b startet ihren Timingbetrieb, wenn die Relaisspule 67 energetisiert wird und kommt nach einer vorbestimmten Verzögerungseinstellzeit T0 in den Zeit-Ende-Zustand; alternativ startet die Starttimer-Schaltungseinheit 40b ihren Timingbetrieb, wenn die Schiebespule 66 energetisiert wird. Die Starttimer-Schaltungseinheit 40b kommt in den Zeit-Ende-Zustand, nachdem die Einstellzeit, die durch Addieren der Verzögerungszeit Td und der Verzögerungseinstellzeit T0 erhalten wird, verstrichen ist, und energetisiert dann die Anregungsspule 32B.
Wie oben beschrieben, kommt in der Startsteuereinheit 21B gemäß Ausführungsform 4 die Starttimer-Schaltungseinheit 40b in den Zeit-Ende-Zustand, um so das kurzschließende Relais 30B zu energetisieren, wenn die Verzögerungseinstellzeit T0 verstreicht, nachdem die Relaisspule 67 zum teilenden Antreiben des Ausgabekontakts 61 des elektromagnetischen Schieberelais 65 energetisiert worden ist.
Entsprechend wird der Effekt der Zeit eliminiert, die erforderlich ist, um das Ritzel, dessen Betriebszeit sich ändert, wenn die Stromquellenspannung fluktuiert; somit, weil die Strombegrenzungsstartzeit, indem ein Strom im Stromunterdrückungswiderstand fließt, durch die Gleichung ”Verzögerungseinstellzeit T0-(erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Relaisspule des elektromagnetischen Schieberelais energetisiert wird, und dem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt geschlossen wird) – (zweite Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2 zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Anregungsspule des kurzschließenden Relais energetisiert wird und dem Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt geschlossen wird)” gegeben wird, verringern die erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 und die zweite Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2 einander; daher gibt es eine Charakteristik, dass selbst dann, wenn die Geschlossenschaltungs-Antwort sich mit Fluktuationen bei der Stromquellenspannung ändert, ihr Effekt auf die Strombegrenzende Startzeit reduziert wird. Insbesondere, weil der Ritzelverschiebungsbetrieb durch die Schiebespule getrennt wird, gibt es eine Charakteristik, dass die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit des Ausgabekontakts, die durch das elektromagnetische Schieberelais bestimmt ist, angenähert die gleiche wie die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit des kurzschließenden Kontakts ist, die durch das kurzschließende Relais bestimmt wird, das sich mit demselben Startstrom beschäftigt.
Ausführungsform 5
In jeder der Ausführungsformen 1 bis 4 ist eine Startsteuereinheit erläutert worden, bei der als Startkommandoschalter ein manueller Startschalter und ein automatischer Startschalter parallel zueinander verbunden sind; jedoch ist es auch möglich, dass als Startkommandoschalter ein elektromagnetisches Kommandorelais eingesetzt wird und dieses elektromagnetische Kommandorelais wird durch die Ausgabe eines Mikroprozessors gesteuert. Nachfolgend wird als Ausführungsform 5 die Konfiguration und der Betrieb des Startkommando-Signalerzeugungsapparats für eine Startsteuereinheit detailliert erläutert.
16 ist ein Diagramm, das die Gesamtschaltung einer Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung illustriert. in 16 ist über einen Ausgabekontakt 102a eines Stromzuführrelais 102 die Fahrzeugbatterie 10 mit einer Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X verbunden, die eine Motorsteuervorrichtung ist; eine Anregungsspule 102b des Stromversorgungsrelais 102 wird durch einen später beschriebenen Antriebstransistor 121 angetrieben. Ein mit der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X verbundener Stromschalter 101 wird geschlossen, wenn eine Betätigungstaste auf einer ersten, zweiten oder dritten Kippposition ist; der manuelle Startschalter 103 wird geschlossen, wenn die Bedienungstaste auf der dritten Kippposition ist.
Über den Ausgabekontakt 61 des elektromagnetischen Schieberelais 60 und eine Startsteuereinheit 20 (entsprechend der Startsteuereinheit 20A von Ausführungsform 1 oder der Startsteuereinheit 20B von Ausführungsform 3) wird der Startermotor 70 mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 versorgt und kommt über einen nicht dargestellten elektromagnetischen Herausschiebemechanismus in Eingriff mit dem Zahnkranz eines Verbrennungsmotors, um Rotationsantrieb des Verbrennungsmotors durchzuführen. Die Schiebespule 64 des elektromagnetischen Schieberelais 60 wird über den Ausgabekontakt 12 des elektromagnetischen Kommandorelais 105 mit elektrischem Strom versorgt und energetisiert.
Die Startsteuereinheit 20 typifiziert die Startsteuereinheit 20A von Ausführungsform 1 oder die Startsteuereinheit 20B von Ausführungsform 3. Jede verschiedener Arten von Eingangssensoren 107 ist dazu bestimmt, seine Sensorausgabe an einen Mikroprozessor 110, der oben beschrieben ist, über eine nicht illustrierte Schnittstellenschaltung einzugeben; die verschiedenen Arten von Sensoren beinhalten beispielsweise einen Luftmassensensor zum Messen der Einlassmenge eines Verbrennungsmotors, einen Beschleunigungspositionssensor zum Detektieren des Gaspedal-Herunterdrückgrads, einen Drosselpositionssensor zum Detektieren des Drosselklappenöffnungsgrads, und einen Motorkurbelwinkelsensor, der den Befehlsstatus für den Verbrennungsmotor und den Verbrennungsmotorbetriebsstatus überwacht. Jede von verschiedenen Arten von elektrischen Lasten 108 wird mit elektrischem Strom aus dem Mikroprozessor 110 über eine nicht illustrierte Schnittstellenschaltung versorgt; beispielsweise beinhalten die verschiedenen Arten elektrischer Lasten 108 die elektromagnetische Antriebsspule für ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Motorzündspule (in dem Fall, wo der Motortyp ein Benzinmotor ist), den Ventilöffnungsgrad-Steuermotor für eine Lufteinlassdrossel, den Antriebsmotor für ein Abgasrückführventil, die elektromagnetische Kupplung für eine Klimaanlage, eine Alarm/Anzeigenvorrichtung und dergleichen.
In der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X ist der Mikroprozessor 110 beispielsweise über eine Busleitung mit einem Programmspeicher 111X, der ein nicht-flüchtiger Flash-Speicher ist, und einem RAM-Speicher 112 für Berechnungsverarbeitung in solcher Weise verbunden, dass er mit ihnen zusammenarbeitet. Im Programmspeicher 111X sind zusätzlich zu einem Eingabe/Ausgabe-Steuerprogramm als einer Motorsteuervorrichtung ein Steuerprogramm beinhaltet, das als ein automatisches Startsignal-Erzeugungsmittel zum Bestimmen der Notwendigkeit eines Leerlaufstopps oder Bestimmen der Notwendigkeit des Neustartens nach einem Leerlaufstopp dient, um so ein automatische Startkommandosignal STD zu erzeugen, und ein Steuerprogramm, das als Startverhinderungsmittel dient, um ein Stromhinderungs-Kommandosignal STP zu erzeugen, wenn ein im Schlüsselschalter vorgesehener Identifikationscode nicht übereinstimmt mit dem inhärenten Codedaten zur Identifikation.
Die Steuerstromversorgungseinheit 120 wird mit elektrischem Stroms über den Ausgabekontakt 102a des Stromversorgungsrelais 102 versorgt, erzeugt eine Steuerspannung Vcc (= 5 V), basierend auf der Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie 10 und liefert eine stabilisierte Spannung an die verschiedenen Einheiten, einschließlich des Mikroprozessors 110.
Der Antriebstransistor 121, der die Anregungsspule 102b antreibt, schaltet Ein, indem er mit seinem Basisstrom aus dem Stromschalter 101 über Antriebswiderstände 122a und 122b und eine Diode 123 versorgt wird, die in Reihe zueinander geschaltet sind, um so den Ausgabekontakt 102a des Stromversorgungsrelais 102 zu schließen. Wenn der Ausgabekontakt 102a geschlossen wird, um elektrischen Strom an die Steuerstromversorgungseinheit 120 zu liefern und daher der Mikroprozessor 110 seinen Betrieb startet, wird der Basisstrom des Antriebstransistors 121 mittels des selbst haltenden Antriebswiderstandes 124 und einer Diode 125 zugeführt, basierend auf einem selbst haltenden Antriebskommando DR1, das vom Mikroprozessor 110 erzeugt wird; danach, selbst wenn der Stromschalter 101 geöffnet wird, setzt das Stromversorgungsrelais 102 seinen Energetisierungsbetrieb fort; dann, wenn der Mikroprozessor 110 das selbst haltende Antriebskommando DR1 stoppt, wird das Stromversorgungsrelais 102 de-energetisiert.
Die NICHT-Logikvorrichtung 126 erzeugt ein Stromschalter-Ein/Aus-Zustandsüberwachungssignal PWS, dessen Logikpegel übereinstimmend mit Hoch/Niedrig des elektrischen Potentials am Verbindungspunkt zwischen den Antriebswiderständen 122a und 122b, zu ”L”/”H” wird, d. h. in Übereinstimmung mit dem EIN/AUS des Stromschalters 101, und gibt das Stromschalter-Ein-/Aus-Überwachungssignal PWS an den Mikroprozessor 110 ein.
Eine serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a, die über den Ausgabekontakt 102a des Stromversorgungsrelais 102 über eine reverse Verbindungsschutzvorrichtung 135 mit elektrischem Strom versorgt wird, ist mit einer Anregungsspule 105c des elektromagnetischen Kommandorelais 105 über einen Sperrschalter 106 verbunden. Der Sperrschalter 106 ist geschlossen, wenn die Auswahlposition des Getriebes entweder in Parkposition oder Neutralposition ist.
Eine Spitzenabsorptionsdiode 131a ist zwischen den Drain- und Gatteranschlüssen der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a verbunden, die ein P-Kanal-Feldeffekttransistor ist; ein Teilerwiderstand 132a ist zwischen den Source- und Gatteranschlüssen der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a verbunden. Der Gatteranschluss der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a ist mit der Erdung über einen Leitungsantriebswiderstand 133a und einen Leitungsantriebstransistor 134a verbunden. Der Leitungsantriebstransistor 134a schaltet ein, indem er mit seinem Basisstrom aus dem manuellen Startschalter 103a über Startwiderstände 140a und 140b und eine Diode 140c versorgt wird, die in Reihe miteinander geschaltet sind, um so das elektromagnetische Kommandorelais 105 über die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a zu energetisieren. Eine Direktstartschaltung 141, die mit Startwiderständen 140a und 140b und der Diode 140c konfiguriert sind, ermöglicht es, dass selbst wenn der Mikroprozessor 110 nicht in Betrieb ist, die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a über den manuellen Startschalter 103 mittels des Leitungsantriebstransistors 134a eingeschaltet wird.
Ein Stabilisierungswiderstand 142 ist zwischen den Basis- und Emitteranschlüssen des Leitungsantriebstransistors 134a, der ein NPN-Typ-Transistor ist, verbunden. Die NICHT-Logikvorrichtung 143 erzeugt ein Startkommando-Überwachungssignal STS, dessen Logikpegel ”L”/”H” in Übereinstimmung mit Hoch/Niedrig des elektrischen Potentials am Verbindungspunkt zwischen dem Direktstartwiderstand 140a und 140b ist, d. h. in Übereinstimmung mit dem EIN/AUS des manuellen Startschalters 103, und gibt das Startkommando-Überwachungssignal STS am Mikroprozessor 110 ein.
Ein Verbotstransistor 144a, der zwischen Basis- und Emitter-Anschlüssen des Leitungsantriebstransistors 134a verbunden ist, wird durch eine vom Mikroprozessor 110 erzeugte Leitungsverbotskommandoausgabe STP über den Basiswiderstand 145a angetrieben; im Fall, bei dem der Identifikationscode irgendeine Diskrepanz aufweist oder wenn der Verbrennungsmotor autonom dreht, schaltet der Verbotstransistor 144a ein und daher schaltet der Leitungsantriebstransistor 134a aus, so dass das elektromagnetische Kommandorelais 105 de-energetisiert wird.
Wenn der Mikroprozessor 110 nicht betriebsbereit ist, schaltet der Verbotstransistor 144a aus, aufgrund eines Pull-Down-Widerstands 146a.
In dem Fall, wo beispielsweise die Empfangsschaltung einer nicht illustrierten Fernstartvorrichtung in Reihe mit dem Mikroprozessor 110 geschaltet ist und der Mikroprozessor ein Motorstartkommando aus der Empfangsschaltung empfängt, oder wenn automatisches Startantreiben nach einem Leerlaufstopp implementiert ist, wird ein Ausgabesignal auf dem Logikpegel ”H” als das automatische Startkommandosignal STD erzeugt, so dass der Basisstrom des Leitungsantriebstransistors 134a über einen Antriebswiderstand 154 und einen Diode 155 zugeführt wird. Als Ergebnis schaltet die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a ein und daher wird das elektromagnetische Kommandorelais 105 energetisiert, so dass Rotationsantrieb des Startermotors 70 implementiert ist.
Selbst in einem Fall, bei dem die Ausgabespannung der Fahrzeugbatterie 10 im Überentladungszustand abnorm abnimmt, aufgrund des Startstroms des Startermotors 70, und daher der Mikroprozessor der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X inoperativ wird, schaltet der Leitungsantriebstransistor 134a, indem er mit seinem Basisstrom aus dem manuellen Startschalter 103 über die Direktstartwiderstände 140a und 140b und die Diode 140c, die in Reihe miteinander geschaltet sind, versorgt wird, ein, um so das elektromagnetische Kommandorelais 105 über die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a zu energetisieren.
Nachdem der Startstrom abnimmt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors ansteigt und der Mikroprozessor 110 seinen Betrieb startet, wird in dem Fall, bei dem der Identifikationscode eine Diskrepanz aufweist, das Startverbotskommandosignal STP erzeugt, um so das Starten des Motors zu untersagen, und werden in einem Fall, bei dem der Motor bereits seine autonome Rotation gestartet hat, Kraftstoffeinspritzung und Zündsteuerung gestoppt, so dass der Motor angehalten wird.
Wenn die Fahrzeugbatterie 10 in einem Tiefentladungszustand ist, werden Leerlaufstoppbetrieb und Fernstartantrieb als ineffektiv angesehen und das elektromagnetische Kommandorelais 105 wird über das automatische Startkommandosignal STD betätigt, basierend auf dem Steuerbetrieb durch den Mikroprozessor 110; die Motorstartkommandos können am Ausgabekontakt 12 des elektromagnetischen Kommandorelais 105 vereinheitlicht werden. Entsprechend können die Antriebsströme für das elektromagnetische Schieberelais 60, in dem ein relativ großer Strom fließt, am Startkommandoschalter 12 konzentriert werden, welches der Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105 ist.
Selbst in einem Fall, bei dem die Betriebantwortzeit des elektromagnetischen Kommandorelais 105 aufgrund des Effekts der Stromquellenspannung fluktuiert, übt diese Fluktuation keinerlei Effekt auf die Strombegrenzungs-Startsteuerzeit aus, weil die Energetisierung des elektromagnetischen Schieberelais 60 und Erteilung des Kommandos an die Timerschaltung in der Startsteuereinheit 20 zur selben Zeit gestartet werden, wenn der Ausgabekontakt 12 geschlossen wird.
In der vorstehenden Erläuterung treibt die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X das elektromagnetische Kommandorelais 105 über die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a an, um so den Startkommandoschalter 12 zu schließen, welches der Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105 ist; jedoch kann es auch möglich sein, dass durch Verwenden der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a mit einem größeren Nennstrom als der Startkommandoschalter 12 das elektromagnetische Kommandorelais 105 entfernt wird.
Es kann auch möglich sein, dass durch Relozieren des Sperrschalters 106 vom Ort in 16 zu der stromabwärtigen Seite der Direktstartschaltung 141 das Verfahren des Startens des Verbrennungsmotors nach einem Leerlaufstopp über das automatische Startkommandosignal STD zu dem Verfahren verändert wird, bei dem, selbst wenn die Gangschaltung auf der Fahrposition ist, der Motor gestartet werden kann, wenn das Bremspedal wiederhergestellt wird.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung klar, entspricht die Startkommandosignal-Erzeugungsvorrichtung 100X gemäß Ausführungsform 5 der Startsteuereinheit 20; der Startkommandoschalter 12 ist entweder die serielle Öffnungs-/Schießvorrichtung 130a, die als eine Kommando-Öffnungs-/Schließvorrichtung funktioniert, die auf die Steuerausgabe der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X reagiert, beinhaltend zumindest die Kraftstoffeinspritz-Steuerfunktion, oder der Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105, das durch die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a energetisiert und gesteuert wird; die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X ist versehen mit dem Mikroprozessor 110, an den als Eingangssignale ein Modusschaltsignal zum Bestimmen zumindest ob ein Leerlaufantrieb implementiert werden sollte oder nicht, oder ob ein Fernstart über eine elektrische Funkwelle implementiert werden sollte oder nicht, eingegeben werden, einer Mehrzahl von Eingangssensoren 107 zum Bestimmen des Motorstoppzustands zum Durchführen von Leerlaufstopp und zum Bestimmen des Fernstartzustands oder des Neustartzustands nach Leerlaufstopp und der manuelle Startschalter 103, und der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a, die als Kommando-Öffnungs-/Schließvorrichtung dient.
Sowohl der Motorstoppzustand als auch der Fernstartzustand und der Neustartzustand beinhalten zumindest den Zustand, dass die Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie 10 gleich oder höher einem vorbestimmten Wert ist; wenn Motorstarten nach Leerlaufstopp oder Fernstarten implementiert ist, erzeugt der Mikroprozessor 110 das automatische Startkommandosignal STD, um die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a einzuschalten; die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a ist mit der Direktstartschaltung 141 versehen, welche die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a eingeschaltet hält, solange wie der manuelle Startschalter 103 geschlossen ist, selbst in dem Fall, bei dem der Mikroprozessor 110 aufgrund eines abnormalen Spannungsabfalls der Fahrzeugbatterie 10 inoperativ ist.
Wie oben beschrieben, sind bei der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X gemäß Ausführungsform 5 eine Mehrzahl von Startkommandos, welche Kommandos zum Motordirektstart über manuelle Betätigung, Motorstart nach einem Leerlaufstopp basierend auf dem automatischen Startkommandosignal STD des Mikroprozessors 110 oder automatischer Start über Fernstartung beinhalten, am Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105 oder an der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a, die als die Kommando-Öffnungs-/Schließvorrichtung funktioniert, konzentriert, so dass der Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105 oder die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a als Startkommandoschalter eingesetzt werden; somit ist das Motorstarten über manuelle Betätigung wirksam, selbst wenn der Mikroprozessor 110 nicht betriebsbereit ist.
Daher gibt es eine Charakteristik, dass selbst in einem Fall, wenn eine Situation auftritt, in der, obwohl der Mikroprozessor 110 das automatische Startkommandosignal STD erzeugt, die Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie 10 temporär in einer abnormalen Weise abnimmt, aufgrund des Startstroms, der im Startermotor 70 fließt, und daher die Batteriekapazität in einem solchen Ausmaß abnimmt, dass der Mikroprozessor 110 inoperativ wird, dass das automatische Startkommandosignal STD aufgehoben wird und dass der Startermotor 70 seinen Betrieb stoppt, der Startermotor 70 operativ gehalten werden kann, indem der manuelle Startschalter 103 durch manuelle Betätigung gedrückt gehalten wird.
In dem Fall, bei dem der Startermotor 70 über manuelle Betätigung operativ gehalten wird und die Fahrzeugbatterie 10 eine Kapazität zum Zuführen elektrischen Stroms, der erforderlich ist, um den Verbrennungsmotor autonom zu drehen, aufweist, steigt die Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors 70 an; dann, weil der Startstrom mit Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit des Startermotors 70 abnimmt, wird die Stromquellenspannung wiederhergestellt und der Mikroprozessor 110 startet seinen Betrieb, so dass der Verbrennungsmotor autonom drehen kann.
Es gibt eine Charakteristik, dass beim Betreiben des elektromagnetischen Schieberelais 60 die Startkommandoschalter in denen jeweils ein relativ großer Strom fließt, durch das elektromagnetische Kommandorelais 105 oder die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a repräsentiert werden können.
Weiterhin gibt es eine Charakteristik, dass selbst wenn die Geschlossenschaltungs-Antwortverzögerungszeit des elektromagnetischen Kommandorelais 105 abhängig von der Stromquellenspannung fluktuiert, die Fluktuation keinerlei Effekt auf die Stromunterdrückungsstartzeit ausübt.
Um fehlerhaftes Neustarten des Motors im Rotationsmodus oder in dem Fall zu verhindern, bei dem die Identifikationsnummer, die im manuellen Startschalter 103 vorgesehen ist, eine Diskrepanz aufweist, erzeugt der Mikroprozessor 110 das Startverbotskommandosignal STP, um dem Motor zu verbieten, gestartet zu werden. Wenn das Startverbotskommandosignal STP erzeugt wird, wird der Startverbotstransistor 144a eingeschaltet; nachdem der Startverbotstransistor 144a eingeschaltet worden ist, wird der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a untersagt, eingeschaltet zu werden. Wenn das Startverbotskommandosignal STP nicht erzeugt wird oder wenn der Mikroprozessor 110 inoperativ ist, wird der Verbotstransistor 144a über einen Pull-Down-Widerstand 146a abgeschaltet.
Wie oben beschrieben, schaltet bei der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X gemäß Ausführungsform 5, wenn der Mikroprozessor 110 das Startverbotskommandosignal STP erzeugt, der Startverbotstransistor 144a ein, so dass die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a, die das elektromagnetische Kommandorelais 105 antreibt, am Einschalten gehindert wird; während jedoch der Mikroprozessor 110 nicht das Startverbotskommandosignal STP erzeugt oder wenn der Mikroprozessor 110 inoperativ ist, wird der Startverbotstransistor 144a nicht leitend, und in dem Fall, bei dem der manuelle Startschalter 103 geschlossen wird, schaltet die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a ein, so dass das elektromagnetische Kommandorelais 105 arbeitet.
Daher gibt es eine Charakteristik, dass selbst in einem Fall, wenn aufgrund des Startstroms, der im Startermotor 70 fließt, die Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie 10 temporär in einer abnormalen Weise abnimmt und daher der Mikroprozessor 110 inoperativ wird, der Verbrennungsmotor durch den manuellen Startschalter 103 gestartet werden kann und wenn die Stromquellenspannung wiederhergestellt wird, wenn der Startstrom mit dem Ansteigen der Motor-Rotationsgeschwindigkeit abnimmt und daher der Mikroprozessor 110 seinen Betrieb startet, ein unangemessenes Starten des Motors verhindert werden kann.
Ausführungsform 6
Als Nächstes wird eine Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung erläutert. 17 ist ein Diagramm, das die Gesamtschaltung einer Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 illustriert. Die Konfiguration und der Betrieb der Ausführungsform 6 werden hauptsächlich im Hinblick auf zwischen den Ausführungsformen 5 und 6 unterschiedliche Punkte erläutert. In jeder der Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile.
In 17 ist eine Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Y, die eine Motorsteuervorrichtung ist, hauptsächlich mit Mikroprozessor 110, der mit einem Programmspeicher 111Y zusammenarbeitet, konfiguriert; die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Y ist mit einer seriellen Öffnungs-/Schließschaltung 150 versehen, die eine Reihe von Schaltungen von der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a (vgl. 16) bis zum Startverbotstransistor 144a (vgl. 16) der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X gemäß Ausführungsform 5 beinhaltet. Die serielle Öffnungs-/Schließschaltung 150 wird mit elektrischem Strom aus dem Ausgabekontakt 102a des Stromzufuhrrelais 102 über die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 135 versorgt; in Reaktion auf ein Kommandosignal aus der Direktstartschaltung 141, ein automatisches Startkommandosignal STD und ein Kommandosignal, basierend auf dem Startverbotskommandosignal STP, führt die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 150 Energetisierungssteuerung der Kommandospule 105c des elektromagnetischen Kommandorelais 105 durch.
Wie im Fall von Ausführungsform 5 ist die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Y mit dem Stromschalter 101, dem Stromversorgungsrelais 102, dem manuellen Startschalter 103, dem elektromagnetischen Kommandorelais 105, einer Gruppe von Eingangssensoren 107 und einer Gruppe von elektrischen Lasten 108 verbunden. Jedoch wird mittels des Ausgabekontakts 61 des elektromagnetischen Schieberelais 65 und einer Startsteuereinheit 21 (entsprechend der Startsteuereinheit 21A der Ausführungsform 2 oder der Startsteuereinheit 21B der Ausführungsform 4) der Startermotor 70 mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 versorgt und kommt über einen nicht illustrierten elektromagnetischen Herausschiebemechanismus mit dem Zahnkranz eines Verbrennungsmotors in Eingriff, um so einen Rotationsantrieb des Verbrennungsmotors durchzuführen. Die Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 wird über den Ausgabekontakt 12 des elektromagnetischen Kommandorelais 105 mit elektrischem Strom versorgt und energetisiert.
Die Startsteuereinheit 21 typifiziert die Startsteuereinheit 20A von Ausführungsform 2 oder die Startsteuereinheit 21B von Ausführungsform 4; wenn die Verzögerungszeit Td verstreicht, nachdem der Startkommandoschalter 12 geschlossen hat, wird ein Antriebssignal für die Relaisspule 67 aus einem Antriebsanschluss F1 erzeugt. Entsprechend sind im Vergleich zu Ausführungsform 5 die Startsteuereinheit 20 und das elektromagnetische Schieberelais 60 von Ausführungsform 5 durch die Startsteuereinheit 21 bzw. das elektromagnetische Schieberelais 65 ersetzt; im Falle der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X muss die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Y nur das Startkommandosignal über den Ausgabekontakt 12 des elektromagnetischen Kommandorelais 105 erzeugen.
Entsprechend, wie im Falle der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X gemäß Ausführungsform 5 gibt es eine Charakteristik, dass beim Antreiben des elektromagnetischen Schieberelais 65 die Startkommandoschalter, in denen jeweils ein relativ großer Strom fließt, durch das elektromagnetische Kommandorelais 105 repräsentiert werden können.
Darüber hinaus gibt es eine Charakteristik, dass selbst wenn die Geschlossenschaltungs-Antwortverzögerungszeit des elektromagnetischen Kommandorelais 105 abhängig von der Stromquellenspannung fluktuiert, die Fluktuation keinen Effekt auf die Stromunterdrückungsstartzeit hat.
Noch weiterhin kann selbst in dem Fall, wenn aufgrund des Startstroms, der im Startermotor 70 fließt, die Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie 10 temporär in einer abnormalen Weise abnimmt und daher der Mikroprozessor 110 inoperativ wird, der Verbrennungsmotor über den manuellen Startschalter 103 gestartet werden kann, und wenn die Stromquellenspannung wiederhergestellt wird, während der Startstrom mit dem Anstieg der Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit abfällt und daher der Mikroprozessor 110 seinen Betrieb startet, ein unangemessenes Starten des Motors verhindert werden kann.
Die Verzögerungs-Timerschaltungseinheit, die eine verzögerte Stromversorgung an die getrennt vorgesehene Kommandospule 105c durchführt, wird aus einer Hardware in der Startsteuereinheit 21 gebildet; daher ist es eine Charakteristik, dass selbst wenn die Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie 10 abnormal abnimmt, ein verzögertes Antreiben der Kommandospule 105c durchgeführt werden kann.
Ausführungsform 7
Als Nächstes wird eine Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung erläutert. 18 ist ein Diagramm, das die Gesamtschaltung einer Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 illustriert. Konfigurationen und Betrieb der Ausführungsform 7 werden hauptsächlich hinsichtlich von zwischen Ausführungsformen 5 und 7 unterschiedlichen Punkten erläutert. In jeder der Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Teile.
In 18 ist eine Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z, die eine Motorsteuervorrichtung ist, hauptsächlich mit Mikroprozessor 110, der mit einem Programmspeicher 111Y zusammenarbeitet, konfiguriert; die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z ist mit einer seriellen Öffnungs-/Schließschaltung 150 versehen, die eine Reihe von Schaltungen von der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a (vgl. 16) bis zum Startverbotstransistor 144a (vgl. 16) der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X gemäß Ausführungsform 5 beinhaltet. Die serielle Öffnungs-/Schließschaltung 150 wird mit elektrischem Strom aus dem Ausgabekontakt 102a des Stromzufuhrrelais 102 über die reverse Verbindungsschutzvorrichtung 135 versorgt; in Reaktion auf ein Kommandosignal aus der Direktstartschaltung 141, ein automatisches Startkommandosignal STD und ein Kommandosignal, basierend auf dem Startverbotskommandosignal STP, führt die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 150 Energetisierungssteuerung der Kommandospule 105c des elektromagnetischen Kommandorelais 105 durch.
Wie im Fall von Ausführungsform 5 (vgl. 16) ist die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z mit dem Stromschalter 101, dem Stromversorgungsrelais 102, dem manuellen Startschalter 103, dem elektromagnetischen Kommandorelais 105, einer Gruppe von Eingangssensoren 107 und einer Gruppe von elektrischen Lasten 108 verbunden. Jedoch wird mittels des Ausgabekontakts 61 des elektromagnetischen Schieberelais 65 und einer Startsteuereinheit 20 (entsprechend der Startsteuereinheit 20A oder der Startsteuereinheit 20B) der Startermotor 70 mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie 10 versorgt und kommt über einen nicht illustrierten elektromagnetischen Herausschiebemechanismus mit dem Zahnkranz eines Verbrennungsmotors in Eingriff, um so einen Rotationsantrieb des Verbrennungsmotors durchzuführen.
In dieser Hinsicht jedoch wird die Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 über den Ausgabekontakt 12 des elektromagnetischen Kommandorelais 105 mit elektrischem Strom versorgt und energetisiert.
Die Startsteuereinheit 20 typifiziert die Startsteuereinheit 20A von Ausführungsform 1 oder die Startsteuereinheit 21B von Ausführungsform 3; jedoch erzeugt die Startsteuereinheit 20 kein Antriebssignal für die Relaisspule 67 des elektromagnetischen Schieberelais 65. Anstelle des Antriebssignals erzeugt in der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z der Mikroprozessor 110 ein verzögertes Energetisierungsgestattungssignal STT und eine Reihe von Schaltungen aus einer Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung 160, die später beschrieben wird, an einer seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130b erzeugt ein Hilfskommandosignal ASG, so dass die Relaisspule 67 energetisiert wird.
Die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130b, die über den Ausgabekontakt 102a des Stromversorgungsrelais 102 mittels der reversen Verbindungsschutzvorrichtung 136 mit elektrischem Strom versorgt wird, ist mit der Relaisspule 67 und dem Kommandoanschluss A1 der Startsteuereinheit 20 verbunden. Eine Spitzenabsorptionsdiode 131b ist zwischen den Drain- und Gatteranschlüssen der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130b verbunden, die ein P-Kanal-Feldeffekttransistor ist; ein Teilerwiderstand 132b ist zischen den Source- und Gatteranschlüssen der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130b verbunden. Der Gatteranschluss der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130b ist über einen Leitungsantriebswiderstand 133b und einen Leitungsantriebstransistor 134b mit Erde verbunden.
In der Energetisierungs-Gestattungsspeicherschaltung 160 sind der Basisanschluss und der Kollektor-Anschluss eines PNP-Typ-Speichertransistors 151 mit dem Kollektoranschluss und dem Basisanschluss eines NPN-Typ-Leitungsantriebstransistors 134b über Basiswiderstände 164 bzw. 162 verbunden; ein Offenschaltungs-Stabilisierungswiderstand 163 ist zwischen den Basis- und Emitteranschlüssen des PNP-Typ-Speichertransistors 161 verbunden und ein Offenschaltungs-Stabilisierungswiderstand 166 ist zwischen den Basis- und Emitteranschlüssen des NPN-Typ-Leitungsantriebstransistors 134 verbunden.
Als Nächstes wird das Detail der Startsteuerung des Startermotors 70 erläutert, bei dem die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z und die Startsteuereinheit 20 gemäß Ausführungsform 7 eingesetzt werden.
In 18 wird, wenn der Stromschalter 101 geschlossen wird, der Antriebstransistor 121 eingeschaltet; die Anregungsspule 102b des Stromversorgungsrelais 102 wird energetisiert; der Ausgabekontakt 102a wird geschlossen; dann wird die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z mit elektrischem Strom versorgt. Als Ergebnis wird die Steuerstromversorgungseinheit 120 über den Ausgabekontakt 102a des Stromversorgungsrelais 102 mit elektrischem Strom versorgt, erzeugt eine Steuerspannung Vdd (= 5 V), basierend auf der Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie 10 und liefert eine stabilisierte Spannung an verschiedene Einheiten, einschließlich des Mikroprozessors 110.
Wen der Mikroprozessor 110 seinen Betrieb startet, wird der Basisstrom des Antriebstransistors 121 basierend auf dem durch den Mikroprozessor 110 erzeugten selbst haltenden Antriebskommando DR1 geliefert. Danach, selbst wenn der Stromschalter 101 geöffnet wird, setzt das Stromversorgungsrelais 102 seinen Energetisierungsbetrieb fort; dann, wenn der Mikroprozessor 110 das Selbsthalte-Antriebskommando DR1 stoppt, wird das Stromversorgungsrelais 102 de-energetisiert.
Dann, wenn der manuelle Startschalter 103 geschlossen wird, wird die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a in der seriellen Öffnungs-/Schließschaltung 150 über die Direktstartschaltung 141 eingeschaltet und daher wird die Anregungsspule 105c des elektromagnetischen Kommandorelais 150 über den Sperrschalter 106 energetisiert; daher, weil der Startkommandoschalter 12, welches der Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105 ist, geschlossen wird, wird der Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 elektrischer Strom zugeführt und daher wird das Ritzel herausgeschoben. Wenn eine Verzögerungszeit Td verstreicht, nachdem der manuelle Startschalter 103 geschlossen worden ist, erzeugt der Mikroprozessor 110 das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal STT; dann wird das Hilfskommandosignal ASG über die Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung 160 und die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130b ausgegeben. Als Ergebnis wird die Relaisspule 67 energetisiert und dem Kommandoanschluss A1 der Startsteuereinheit 20 wird elektrischer Strom zugeführt.
Danach führt die Startsteuereinheit 20 ein Strom begrenzendes Starten unter Verwendung des Stromunterdrückungswiderstandes 50 durch; selbst in einem Fall, bei dem aufgrund des Startstroms, der im Startermotor 70 fließt, die Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie 10 in abnormaler Weise abnimmt und der Mikroprozessor 110 temporär inoperativ wird, wodurch das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal STT temporär gestoppt wird, setzt sich die Energetisierung der Relaisspule 167 über den Speicherbetrieb durch die Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung 160 fort; weil der manuelle Startschalter 103 geöffnet worden ist, wird elektrische Stromversorgung an die Schiebespule 66 und die Relaisspule 67 abgeschaltet und in der Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung 160 gespeicherte Information wird gelöscht.
In der Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung 160, wenn der Leitungsantriebstransistor 134b durch das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal STT eingeschaltet wird, fließt der Basisstrom des Speichertransistors 161 durch den Basiswiderstand 164 und den Leitungsantriebstransistor 134, wodurch der Speichertransistor 161 eingeschaltet wird; als Ergebnis wird, weil mittels des Basiswiderstands 162 angetrieben, der Leitungsantriebstransistor 134b eingeschaltet; somit, selbst wenn das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal STT verschwindet, wird der Leitungsantriebstransistor 134b leitend gehalten und wenn die in der Stromversorgungsschaltung für die Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung 160 vorgesehene serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a geöffnet wird, wird dieser Speicherzustand aufgehoben.
Dasselbe gilt in einem Fall, wo anstelle des Betriebs des manuellen Startschalters 103 beispielsweise der Mikroprozessor 110 das automatische Startkommandosignal STD beim Neustarten nach einem Leerlaufstopp erzeugt; zuerst wird elektrischer Strom der Schiebespule 66 über das elektromagnetische Kommandorelais 105 zugeführt; dann, nachdem die Verzögerungszeit Td verstreicht, wird die Relaisspule 67 energetisiert und die Startsteuereinheit 20 beginnt das Strom limitierende Starten. Jedoch wird in einem Fall, bei dem, während der Motor über das automatische Startkommandosignal STD gestartet wird, der Mikroprozessor 110 aufgrund des abnormalen Abfalls bei der Stromquellenspannung Vb inoperativ wird, die Startsteuerung angehalten; somit wird ursprünglich eine Beschränkung auf solche Weise gemacht, dass, wenn die Fahrzeugbatterie 10 in einem Tiefentladungszustand ist, weder Leerlaufstoppantrieb noch Fernstartantrieb durchgeführt werden können.
Im Falle eines Doppelstartens des drehenden Verbrennungsmotors oder in einem Fall, wo der im Schlüsselschalter bereitgestellte Identifikationscode eine Diskrepanz aufweist, erzeugt der Mikroprozessor 110 weder das automatische Startkommandosignal STD noch das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal STT; selbst wenn der manuelle Startschalter 103 geschlossen wird, erzeugt der Mikroprozessor 110 das Startverbotskommandosignal STP, um die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a auszuschalten. Der Pull-Down-Widerstand 146a ist für den Zweck des Verhinderns des Startverbotskommandosignals STP, fehlerhaft erzeugt zu werden, vorgesehen in dem Fall, wo, nachdem das normale Starten über den manuellen Startschalter 103 begonnen hat, der Mikroprozessor 110 temporär aufgrund eines abnormalen Abfalls bei der Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie 10 inoperativ wird.
Selbst in dem Fall, wo als Startsteuereinheit die Startsteuereinheit 20B gemäß Ausführungsform 3 eingesetzt wird und die Timerschaltung 40B ihren Timingbetrieb zu einer Zeit starten sollte, wenn die Relaisspule 67 energetisiert wird, kann die Timerschaltung 40B ihren Timingbetrieb zu einer Zeit starten, wenn, die Schiebespule 66 energetisiert wird, indem die Einstellverzögerungszeit T0 auf T0 + Td in dem Fall erweitert wird bei dem die Verzögerungszeit Td des verzögerten Energetisierungsgestattungssignals STT einen vorbestimmten festen Wert aufweist.
In dem Fall, wo als die Startsteuereinheit die Startsteuereinheit 20A gemäß Ausführungsform 1 eingesetzt wird und die Timerschaltung 40A ihren Timingbetrieb zu einer Zeit starten sollte, wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen ist, gilt dasselbe; die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z kann auch in einer solchen Weise konfiguriert sein, dass die Schiebespule 66 durch den Startkommandoschalter 12 energetisiert wird, welches der Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105 ist und zur gleichen Zeit wird die Steuerstromquelle dem Kommandoanschluss A1 der Startsteuereinheit 20 zugeführt.
Darüber hinaus kann die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z auch auf solche Weise konfiguriert sein, dass anstelle des direkten Betreibens der Relaisspule 67 durch das Hilfskommandosignal ASG ein Hilfsrelais eingefügt wird, um die Relaisspule 67 zu energetisieren, so dass der Nennstrom der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130b reduziert wird und ein Leistungstransistormodul, bei dem eine Mehrzahl von Transistoren integriert sind, eingesetzt wird.
In der vorstehenden Erläuterung treibt die Startkommando Signalerzeugungsvorrichtung 100Z das elektromagnetische Kommandorelais 105 mittels der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a an, um so den Startkommandoschalter 12 zu schließen, welches der Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105 ist; jedoch kann es auch möglich sein, dass durch Einsetzen der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a mit einem größeren Nennstrom als Startkommandoschalter 12 das elektromagnetische Kommandorelais 105 weggelassen wird. In diesem Fall kann es auch möglich sein, dass der Energetisierungsstrom für die Schiebespule 66 durch Steuern der Öffnungs-/Schließlastrate der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a gesteuert wird.
Wie aus der vorstehenden Erläuterung klar ist, weist in der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100X gemäß Ausführungsform 7 das elektromagnetische Schieberelais 65 die Schiebespule 66 und die Relaisspule 67 auf, die in einer solchen Weise vorgesehen sind, dass sie voneinander getrennt sind und die Startsteuereinheit 20 hat keine verzögerte Stromversorgungsausgabe für die Relaisspule 67.
Die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z ist mit der seriellen Öffnungs-/Schließschaltung 150, welche die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a beinhaltet, zum direkten Antreiben der Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 oder indirekten Antreiben der Schiebespule 66 mittels des Ausgabekontakts des elektromagnetischen Kommandorelais 105; der Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung 160, die Energetisierungsantrieb der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130b zum Antreiben der Relaisspule 67 des elektromagnetischen Schieberelais 65 durchführt; dem Mikroprozessor 110, der das automatische Startkommandosignal STD und das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal STT erzeugt; und der Direktstartschaltung 141 versehen.
Wenn ein Verbrennungsmotorstart nach einem Leerlaufstopp oder Fernstartung implementiert wird, erzeugt der Mikroprozessor 110 das automatische Startkommandosignal STD, um so die serielle Öffnungs-/Schließschaltung 150 einzuschalten und elektrischen Strom der Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 zuzuführen; wenn das Geschlossenschaltungssignal aus dem manuellen Startschalter 103 eingegeben wird oder wenn das automatische Startkommandosignal STD erzeugt wird, erzeugt der Mikroprozessor 110 das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal STT, nachdem eine vorbestimmte Verzögerungszeit Td verstrichen ist.
Die Direktstartschaltung 141 hält die seriell Öffnungs-/Schließschaltung 150 eingeschaltet, solange der manuelle Startschalter 103 geschlossen ist, selbst in dem Fall, wenn der Mikroprozessor 110 aufgrund eines abnormalen Spannungsabfalls der Fahrzeugbatterie 10 inoperativ ist; die Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung 160 speichert die Tatsache, dass das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal STT erzeugt worden ist und erzeugt das Hilfskommandosignal ASG mittels der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung 130b zum Energetisieren der Relaisspule 67.
Selbst wenn der Mikroprozessor 110 inoperativ wird, wird der Zustand erhalten, bei dem das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal STT gespeichert wird; jedoch wird zu einer Zeit, wenn der manuelle Startschalter 103 geöffnet wird und das automatische Startkommandosignal STD verschwindet, die Speicherung abgesagt; der Wert der Verzögerungszeit Td ist ein fester Wert entsprechend der maximalen Schiebezeit zu einer Zeit, wenn die Stromquellenspannung Vb der Fahrzeugbatterie 10 niedrig ist; andererseits wird in dem Fall, wenn die Stromquellenspannung Vb hoch ist, eine Spannungskorrektur zum graduellen Kürzen der Verzögerungszeit Td implementiert.
Wie oben beschrieben, sind in der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z gemäß Ausführungsform 7 eine Mehrzahl von Startkommandos, welche Kommandos zum Motordirektstart durch manuelle Bedienung, Motorstart nach einem Leerlaufstopp, basierend auf dem automatischen Startkommandosignal STD des Mikroprozessors 110, oder automatischen Start durch Fernstartung beinhaltet, am Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105 oder der Kommando-Öffnungs-/Schließvorrichtung konzentriert, so dass der Ausgabekontakt des elektromagnetischen Kommandorelais 105 oder der Kommando-Öffnungs-/Schließvorrichtung als Startkommandoschalter 12 für die Schiebespule 66 des elektromagnetischen Schieberelais 65 eingesetzt werden. Zusätzlich, nachdem die vorbestimmte Verzögerungszeit Td verstrichen ist, wird das Hilfskommandosignal ASG zum Energetisieren der Relaisspule 67 erzeugt.
Entsprechend wird das elektromagnetische Schieberelais 65 gemeinsam durch die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z gesteuert und die Relaisspule 67 wird energetisiert, wenn eine vorbestimmte Zeit verstreicht, nachdem die Schiebespule 66 energetisiert worden ist; somit gibt es die Charakteristik, dass das Ritzel sicher heraus geschoben werden kann.
Es gibt eine Charakteristik, dass selbst in einem Fall, wenn aufgrund eines übermäßigen Startstroms die Stromquellenspannung abnormal abfällt und daher der Mikroprozessor 110 im Startprozess inoperativ wird, die Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung 160 die Relaisspule 67 solang operativ hält, wie der manuelle Startschalter 103 geschlossen ist und wenn der Mikroprozessor 110 seinen Betrieb startet, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotor ansteigt, kann der Startvorgang fortgesetzt werden.
Die Startsteuereinheit 20, die ein Kommando aus der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z empfängt, ist mit dem kurzschließenden Kontakt 31B (vgl. 10) versehen, der ein normal offener Kontakt ist, der geschlossen wird, wenn die Anregungsspule 32B (vgl. 10) des kurzschließenden Relais 30B für das Kurzschließen des Stromunterdrückungswiderstandes 50 energetisiert wird; das Antriebssignal für die Relaisspule 67, das durch die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z erzeugt wird, wird als das Timingbetriebsstartsignal für die Timerschaltung 40B (vgl. 10) eingesetzt, die in der Startsteuereinheit 20 vorgesehen ist.
Wie oben beschrieben, startet die Timerschaltung 40B in der Startsteuereinheit 20 ihren Timingbetrieb in Reaktion auf ein durch die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung 100Z erzeugtes Relaisspulenantriebssignal; die Startsteuereinheit 20 ist mit einem kurzschließenden Relais 30B mit einem normal offenen Kontakt versehen.
Entsprechend wird der Effekt der Zeit eliminiert, die erforderlich ist, um das Ritzel zu schieben, dessen Betriebszeit sich mit Fluktuation der Stromquellenspannung ändert; somit, weil die Strom begrenzende Startzeit, in der ein Strom im Stromunterdrückungswiderstand 50 fließt, durch die Gleichung ”die Verzögerungseinstellzeit T0-(die erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Relaisspule 67 des elektromagnetischen Schieberelais 65 energetisiert wird, und dem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt 61 geschlossen wird)-(der zweiten Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2 zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Anregungsspule 32B des kurzschließenden Relais 30B energetisiert wird, und dem Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt 31B geschlossen wird)” gegeben ist, reduzieren die erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T1 und die zweiten Geschlossenschaltungs-Antwortzeit T2 einander; daher gibt es eine Charakteristik, dass selbst wenn die Geschlossenschaltungsantwort sich mit Fluktuation der Stromquellenspannung ändert, ihre Wirkung auf die Strom begrenzende Startzeit reduziert wird. Insbesondere weil der Ritzelschiebebetrieb durch die Schiebespule getrennt wird, gibt es eine Charakteristik, dass die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit des Ausgabekontakts 61, die durch das elektromagnetische Schieberelais 65 bestimmt wird, ungefähr die gleiche wie die Geschlossenschaltungs-Antwortzeit des kurzschließenden Kontakts 31B ist, die durch das kurzschließende Relais 30B bestimmt wird, das sich mit demselben Startstrom beschäftigt.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich werden, ohne vom Schutzumfang und Geist dieser Erfindung abzuweichen und es versteht sich, dass diese nicht auf die hier dargestellten illustrierten Ausführungsformen beschränkt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 1984-30564 [0007]
JP 2009-287459 [0007]
JP 2009-191843 [0007]
JP 2005-16388 [0007]

Claims

Startsteuereinheit (20A, 21A), die zwischen einem Startermotor (70) zum Starten eines Fahrzeugverbrennungsmotors und einer Fahrzeugbatterie (10) verbunden ist und ein Strom-beschränkendes Starten des Startermotors durchführt; wobei die Startsteuereinheit (20A, 21A) integral umfasst: einen in Reihe mit einem Ausgabekontakt (61) des auf dem Startermotor (70) vorgesehenen elektromagnetischen Schieberelais (60, 65) verbundenen Stromunterdrückungswiderstand (50); ein kurzschließendes Relais (30A), das den Stromunterdrückungswiderstand (50) mit einem kurzschließenden Kontakt (31A) desselben kurzschließt; und eine Timerschaltung (40A, 90A), die den kurzschließenden Kontakt (31A) zu einem vorgegebenen Zeitpunkt schließt, wenn ein Startstrom in Reaktion auf den Betrieb eines Startkommandoschalters (12) abnimmt, wobei das elektromagnetische Schieberelais (60, 65) ein auf dem Startermotor (70) vorgesehenes Ritzel durch eine Schiebespule (64, 66) antreibt, die mittels des Startkommandoschalters (12) mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie (10) versorgt wird, so dass ein auf der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors vorgesehener Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen; und das elektromagnetische Schieberelais (60, 65) den Ausgabekontakt (61) dazu bringt, durch die Schiebespule (64) oder eine getrennt von der Schiebespule (66) vorgesehene Relaisspule (67) zu schließen, wobei der kurzschließende Kontakt (31A) ein normal geschlossener Kontakt ist, der durch Energetisieren einer Anregungsspule (32A) des kurzschließenden Relais (30A) geöffnet wird; und die Anregungsspule (32A) mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie (10) vermittels eines der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstandes (50), einer reversen Verbindungsschutzvorrichtung (47A) und eines Antriebs-Transistors (46a), ausschließlich des Startkommandoschalters (12) versorgt ist, wobei die reverse Verbindungsschutzvorrichtung (47A) ein Transistor oder eine Diode ist, die Stromversorgung an die Anregungsspule (32A) gestattet, wenn die Fahrzeugbatterie (10) mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber Stromversorgung an die Anregungsspule (32A) verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie (10) mit einer abnormalen, umgekehrten Polarität verbunden ist, wobei der Antriebstransistor (46a) eingeschaltet wird, um so Offenschaltungsenergetisierung des kurzschließenden Relais (30A) zur selben Zeit durchzuführen, wenn der Startkommandoschalter (12) geschlossen wird und daher die Schiebespule (64, 66) oder die Relaisspule (67) energetisiert ist; und zu der Zeit, wenn der Ausgabekontakt (61) geschlossen ist, der kurzschließende Kontakt (31A) seinen Schaltungsöffnungsbetrieb abschließt, wobei die Timerschaltung (40A, 90A) den Timingbetrieb in Reaktion auf den Schließbetrieb durch den Ausgabekontakt (61) des elektromagnetischen Schieberelais (60, 65) startet und den Antriebstransistor (46a) abschaltet, nachdem eine vorgegebene Verzögerungseinstellzeit (T0) verstrichen ist; und ein Unterdrückungsstartstrom für den Startermotor (70) im Stromunterdrückungswiderstand (50) während eines Zeitraums fließt, der durch Addieren der Verzögerungseinstellzeit (T0) der Timerschaltung (40A, 90A) und einer Geschlossenschaltungs-Reaktionszeit (t2b) ab einem Zeitpunkt, wenn die Anregungsspule (32A) des kurzschließenden Relais (30A) de-energetisiert wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt (31A) auf Geschlossen zurückkehrt, erhalten wird.
Startsteuereinheit (20A, 21A) gemäß Anspruch 1, wobei die Timerschaltung (40A, 90B) einen am Stromunterdrückungswiderstand (50) erzeugten Speicherabfall zu einem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt (61) geschlossen wird, detektiert, und dann ihrer Timingbetrieb startet.
Startsteuereinheit (20A, 21A) gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Timerschaltung (40A, 90A) eine erste Vergleichsspannung (V1), die proportional zu einer aus der Fahrzeugbatterie (10) in Reaktion auf den Schließbetrieb durch den Startkommandoschalter (12) zugeführten Antriebsstromquellenspannung (Vc) ist, mit einer zweiten Vergleichsspannung (V2), die eine graduell ansteigende Ladespannung an einem Timerkondensator (44b) ist, der aus der gemeinsamen Antriebsstromquellenspannung (Vc) mittels eines Ladewiderstands (44a) zu einem Zeitpunkt geladen wird, wenn der Ausgabekontakt (61) geschlossen wird, vergleicht, und wenn beide erste und zweite Vergleichsspannungen miteinander koinzidieren, nachdem eine vorbestimmte Verzögerungseinstellzeit (T0) verstrichen ist, die Timerschaltung (40A, 90A) die Zeit-Ende-Ausgabe (Tdm) ausgibt, um den Antriebstransistor (46a) abzuschalten.
Startsteuereinheit (20A, 21A) gemäß Anspruch 3, wobei ein Stromversorgungswiderstand (41a) und eine Spannungsbegrenzungsdiode (48A) mit einer Antriebsstromquellenschaltung für die Timerschaltung (40A, 90A) verbunden sind; und die Spannungsbegrenzungsdiode (48A) eine Konstantspannungsdiode mit einer Betriebsspannung ist, mit der eine Spannungsbegrenzungsfunktion im Hochspannungsbereich innerhalb des Fluktuationsbereichs der Antriebsstromquellenspannung (Vc) arbeitet, aber im Niederspannungsbereich nicht arbeitet.
Startsteuereinheit (20B, 21B), die zwischen einem Startermotor (70) zum Starten eines Fahrzeugverbrennungsmotors und einer Fahrzeugbatterie (10) verbunden ist und ein Strom-beschränkendes Starten des Startermotors durchführt; wobei die Startsteuereinheit integral umfasst: einen in Reihe mit einem Ausgabekontakt (61) des auf dem Startermotor (70) vorgesehenen elektromagnetischen Schieberelais (60, 65) verbundenen Stromunterdrückungswiderstand (50); ein kurzschließendes Relais (30B), das den Stromunterdrückungswiderstand (50) mit einem kurzschließenden Kontakt (31B) desselben kurzschließt; und eine Timerschaltung (40B, 90B), die den kurzschließenden Kontakt (31B) zu einem vorgegebenen Zeitpunkt schließt, wenn ein Startstrom in Reaktion auf den Betrieb eines Startkommandoschalters (12) abnimmt, wobei das elektromagnetische Schieberelais (60, 65) ein auf dem Startermotor (70) vorgesehenes Ritzel durch eine Schiebespule (64, 66) antreibt, die mittels des Startkommandoschalters (12) mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie (10) versorgt wird, so dass ein auf der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors vorgesehener Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen; und das elektromagnetische Schieberelais (60, 65) den Ausgabekontakt (61) dazu bringt, durch die Schiebespule (64) oder eine getrennt von der Schiebespule (64) vorgesehene Relaisspule (67) zu schließen, wobei der kurzschließende Kontakt (31B) ein normal geöffneter Kontakt ist, der durch Energetisieren einer Anregungsspule (32B) des kurzschließenden Relais (30B) geschlossen wird; und die Anregungsspule (32B) mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie (10) vermittels eines der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstandes (50), einer reversen Verbindungsschutzvorrichtung (47B) und eines Antriebs-Transistors (46a), ausschließlich des Startkommandoschalters (12) versorgt ist, wobei die reverse Verbindungsschutzvorrichtung (47B) ein Transistor oder eine Diode ist, die Stromversorgung an die Anregungsspule (32B) gestattet, wenn die Fahrzeugbatterie (10) mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber Stromversorgung an die Anregungsspule (32B) verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie (10) mit einer abnormalen, umgekehrten Polarität verbunden ist, wobei die Timerschaltung (40B, 90B) ihren Timingbetrieb startet, wenn der Startkommandoschalter (12) geschlossen wird und daher die Schiebespule (64, 66) oder die Relaisspule (67) mit elektrischem Strom versorgt werden und den Antriebstransistor (46a) einschaltet, nachdem eine vorbestimmte Verzögerungseinstellzeit (T0) verstrichen ist; und der Wert der Verzögerungseinstellzeit (T0) auf solche Weise eingestellt ist, dass er länger ist als eine erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit (T1) zwischen einem Zeitpunkt, wenn die Schiebespule (64) oder die Relaisspule (67) energetisiert wird, und einem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt (61) geschlossen wird, und wenn (T0) die Verzögerungseinstellzeit der Timerschaltung (40B, 90B) bezeichnet, (T1) die erste Geschlossenschaltungs-Antwortzeit zwischen einem Zeitpunkt, wenn die Schiebespule (64) oder die Relaisspule (67) zum Schließen des Ausgabekontaktes (61) energetisiert wird, und einem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt (61) geschlossen wird, bezeichnet, und (T2a) die zweite Antwortverzögerungszeit zwischen einem Zeitpunkt, wenn das kurzschließende Relais (30B) energetisiert wird, und einem Zeitpunkt, wenn der kurzschließende Kontakt (31B) geschlossen wird, bezeichnet, ein Unterdrückungsstartstrom für den Startermotor (70) im Stromunterdrückungswiderstand (50) in einer durch die Gleichung (T0 + T2a – T1) gegebenen Periode fließt.
Startsteuereinheit (20B, 21B) gemäß Anspruch 5, wobei die Timerschaltung (40B, 90B) eine erste Vergleichsspannung (V1), die proportional zu einer aus der Fahrzeugbatterie (10) in Reaktion auf den Schließbetrieb durch den Startkommandoschalter (12) zugeführten Antriebsstromquellenspannung (V0) ist, mit einer zweiten Vergleichsspannung (V2), die eine graduell ansteigende Ladespannung an einem Timerkondensator (44b) ist, der aus der Antriebsstromquellenspannung (V0) mittels eines Ladewiderstands (44a) geladen wird, vergleicht, und wenn beide erste und zweite Vergleichsspannungen miteinander koinzidieren, nachdem eine vorbestimmte Verzögerungseinstellzeit (T0) verstrichen ist, die Timerschaltung (40B, 90B) die Zeit-Ende-Ausgabe (Tup) ausgibt, um den Antriebstransistor (46a) einzuschalten. wobei ein Stromquellenkondensator (41b) und eine Konstantspannungsdiode (48B), die die Antriebsstromquellenspannung (V0) daran hindern, abnorm abzusinken, wenn die aus der Fahrzeugbatterie (10) zugeführte Stromquellenspannung temporär und rapide abnimmt, die Antriebsstromquellenspannung (V0) über den gesamten Fluktuationsbereich in der Stromquellenspannung (Vb) stabilisieren.
Startsteuereinheit (20A, 20B, 21A, 21B) gemäß einem der Ansprüche 3 und 6, wobei die Timerschaltung (40A, 40B, 90A, 90B) weiter einen Zwischenspeichertransistor (43b, 93b) beinhaltet, der einen Zustand speichert, in dem die zweite Vergleichsspannung (V2) gleich oder höher der ersten Vergleichsspannung (V1) geworden ist.
Startsteuereinheit (21A, 21B), die zwischen einem Startermotor (70) zum Starten eines Fahrzeugverbrennungsmotors und einer Fahrzeugbatterie (10) verbunden ist und ein Strom-beschränkendes Starten des Startermotors durchführt; wobei die Startsteuereinheit (21A, 21B) integral umfasst: einen in Reihe mit einem Ausgabekontakt (61) des auf dem Startermotor (70) vorgesehenen elektromagnetischen Schieberelais (65) verbundenen Stromunterdrückungswiderstand (50); ein kurzschließendes Relais (30A, 30B), das den Stromunterdrückungswiderstand (50) mit einem kurzschließenden Kontakt (31A, 31B) desselben kurzschließt; und eine Timerschaltung (90A, 90A), die den kurzschließenden Kontakt (31A, 31B) zu einem vorgegebenen Zeitpunkt schließt, wenn ein Startstrom in Reaktion auf den Betrieb eines Startkommandoschalters (12) abnimmt, wobei das elektromagnetische Schieberelais (65) ein auf dem Startermotor (70) vorgesehenes Ritzel durch eine Schiebespule (66) antreibt, die mittels des Startkommandoschalters (12) mit elektrischem Strom aus der Fahrzeugbatterie (10) versorgt wird, so dass ein auf der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors vorgesehener Zahnkranz und das Ritzel miteinander in Eingriff kommen; und das elektromagnetische Schieberelais (65) den Ausgabekontakt (61) durch getrenntes Antreiben der Relaisspule (67) dazu bringt, zu schließen, wobei die Relaisspule (67) mit elektrischem Strom zum Antrieb versorgt wird, wenn eine vorbestimmte Verzögerungszeit (Td), welche durch die in der Timerschaltung (90A, 90B) vorgesehene verzögerte Timerschaltungseinheit 90b eingestellt wird, verstreicht, nachdem die Schiebespule (66) mit elektrischem Strom versorgt worden ist; der Wert der Verzögerungszeit (Td) ein Festwert entsprechend der maximalen Schiebezeit zu einer Zeit ist, wenn die Stromquellenspannung (Vb) der Fahrzeugbatterie (10) niedrig ist; und andererseits in einem Fall, wenn die Stromquellenspannung hoch ist, eine Spannungskorrektur zum graduellen Kürzen der Verzögerungszeit (Td) implementiert wird, wobei der kurzschließende Kontakt 31A, 31B) ein normal geschlossener Kontakt ist, der geöffnet wird, oder ein normal offener Kontakt ist, der geschlossen wird, durch Energetisieren einer Anregungsspule (32A, 32B) des kurzschließenden Relais 30A, 30B); wobei eine Starttimer-Schaltungseinheit (40a, 40b), die in der Timerschaltung (90A, 90B) vorgesehen ist, ihren Timingbetrieb zu einem Zeitpunkt startet, wenn die Schiebspule (66) energetisiert wird, zu einem Zeitpunkt, wenn die Relaisspule (67) energetisiert wird, oder zu einem Zeitpunkt, wenn der Ausgabekontakt (61) geschlossen wird, wobei die Anregungsspule (32A, 32B) und die Relaisspule (67) mit elektrischem Strom direkt aus der Fahrzeugbatterie (10) mittels einem der Anschlüsse des Stromunterdrückungswiderstands (50), einer reversen Verbindungsschutzvorrichtung (47A, 47B), einem Antriebstransistor (46a) und einem separaten Antriebstransistor (96a) ausschließlich dem Startkommandoschalter (12) versorgt werden, wobei die reverse Verbindungsschutzvorrichtung (47A, 47B) ein Transistor oder eine Diode ist, die Stromversorgung an die Anregungsspule (32A, 32B) und die Relaisspule (67) ermöglicht, wenn die Fahrzeugbatterie (10) mit einer normalen Polarität verbunden ist, aber die Stromversorgung an die Anregungsspule (32A, 32B) und die Relaisspule (67) verhindert, wenn die Fahrzeugbatterie (10) mit einer abnormalen, umgekehrten Polarität verbunden ist.
Startsteuereinheit (21B) gemäß Anspruch 8, wobei der kurzschließende Kontakt (31B) ein normal offener Kontakt ist, der durch Energetisieren der Anregungsspule (32B) des kurzschließenden Relais (30B) geschlossen wird, und wobei die Starttimer-Schaltungseinheit (40b) ihren Timingbetrieb startet, wenn die Relaisspule (67) energetisiert wird und nach einer vorbestimmten Verzögerungseinstellzeit (T0) in den Zeit-Ende-Zustand kommt oder ihren Timingbetrieb startet, wenn die Schiebespule (66) energetisiert wird; wobei jedoch die Starttimer-Schaltungseinheit (40b) in den Zeit-Ende-Zustand kommt, nachdem eine Einstellzeit, die durch Addieren der Verzögerungszeit (Td) und der Verzögerungseinstellzeit (T0) erhalten wird, verstrichen ist, und dann die Anregungsspule (32B) energetisiert.
Startsteuereinheit (20B, 21B) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Transistor, der eine reverse Verbindungsschutzvorrichtung (47B) ist, ein revers verbundener P-Kanal-Feldeffekttransistor ist; und der Transistor revers angetrieben ist, um leitend zu sein, wenn die Anregungsspule (32B) oder die Relaisspule (67) energetisiert wird; und wobei im Fall, bei dem die Fahrzeugbatterie (10) mit einer normalen Polarität verbunden ist, der Antriebstrom für die Anregungsspule (32B) oder die Relaisspule (67) aus dem Drainanschluss des Transistors (47B) an den Sourceanschluss desselben fließt; und im Falle, bei dem die Fahrzeugbatterie mit einer abnormalen umgekehrten Polarität verbunden ist, der Transistor (47B) den Strom abschaltet, der beabsichtigt, revers aus der Anregungsspule (32B) zu fließen, mittels der internen parasitischen Diode des Antriebstransistors (46a) oder dem separat angetriebenen Transistor (96a).
Startsteuereinheit (20A, 21A, 20B, 21B) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Stromunterdrückungswiderstand (50) mit der Startsteuereinheit (20A, 21A, 20B, 21B) integriert ist, indem er auf der äußeren Wand des Gehäuses (20AA, 21AA, 20BB, 21BB) montiert und fixiert ist, das die Startsteuereinheit (20A, 21A, 20B, 21B) enthält.
Startsteuereinheit (20A, 21A, 20B, 21B) gemäß Anspruch 11, wobei die Parallelschaltung, die aus dem kurzschließenden Kontakt (31A, 31B), der der Ausgabekontakt des kurzschließenden Relais (30A, 30B) ist, und dem Stromunterdrückungswiderstand (50) besteht, zwischen der Fahrzeugbatterie (10) und dem Ausgabekontakt (61) des elektromagnetischen Schieberelais (60, 65) verbunden ist, das mit dem Startermotor (70) verbunden ist; einer eines Paars von Verdrahtungsanschlüssen der Parallelschaltung mit der Fahrzeugbatterie (10) verbunden ist; die Timerschaltung (40A, 90A, 40B, 90B) mit einem Paar von Stromquellenanschlüssen (31, 32) versehen ist, die intern miteinander über eine Zwischenanschluss-Verbindungsleitung (49b) verbunden sind; wenn einer aus dem Paar von Verdrahtungsanschlüssen (X, Y) mit der Fahrzeugbatterie (10) verbunden ist, der eine aus dem Paar von Verdrahtungsanschlüssen (X, Y) mit einem der Stromquellenanschlüsse (B1, B2) verbunden ist; und wenn der andere des Paars von Verdrahtungsanschlüssen (X, Y) mit der Fahrzeugbatterie (10) verbunden ist, der andere der Verdrahtungsanschlüsse (X, Y) mit dem anderen der Stromquellenanschlüsse (B1, B2) ist.
Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung (100X, 100Y, 100Z) für die Startsteuereinheit (20A, 20B, 21A, 21B) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Startkommandoschalter (12) entweder eine Kommando-Öffnungs-/Schließvorrichtung 130a, die auf die Steuerausgabe einer Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung (100X, 100Y, 100Z) reagiert, beinhaltend zumindest eine Kraftstoffeinspritz-Steuerfunktion oder der Ausgabekontakt (12) eines elektromagnetischen Kommandorelais (105), das durch die Kommando-Öfffnungs-/Schließvorrichtung energetisiert und gesteuert wird, ist; wobei ein Modusschaltsignal zum Bestimmen zumindest ob ein Leerlaufantrieb implementiert werden sollte oder nicht, oder ob ein Fernstart über eine elektrische Funkwelle implementiert werden sollte oder nicht, eine Mehrzahl von Eingangssensoren 107 zum Bestimmen des Motorstoppzustands, bei dem Leerlaufstopp implementiert wird, und eines Fernstartzustands oder eines Neustartzustands nach Leerlaufstopp, ein Mikroprozessor (110), mit dem ein manueller Startschalter (103) als ein Eingangssignal verbunden ist, und eine serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung (130a), die als Kommando-Öffnungs-/Schließvorrichtung dient, vorgesehen sind, wobei sowohl der Motorstoppzustand als auch der Fernstartzustand und der Neustartzustand zumindest den Zustand beinhalten, dass die Stromquellenspannung der Fahrzeugbatterie (10) gleich oder höher einem vorbestimmten Wert ist; wobei, wenn Motorstarten nach Leerlaufstopp oder Fernstarten implementiert ist, der Mikroprozessor (110) ein automatisches Startkomnandosignal (STD) erzeugt, um die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung (130a) einzuschalten; wobei die serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung (130a) mit einer Direktstartschaltung (141) versehen ist, welche einen leitenden Zustand hält, solange wie der manuelle Startschalter (103) geschlossen ist, selbst in dem Fall, bei dem der Mikroprozessor (110) aufgrund eines abnormalen Spannungsabfalls der Fahrzeugbatterie (10) inoperativ ist.
Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung (100X, 100Y, 100Z) gemäß Anspruch 13, wobei, um fehlerhaftes Neustarten eines Motors im Rotationsmodus oder in dem Fall zu verhindern, bei dem eine Identifikationsnummer, die im manuellen Startschalter (103) vorgesehen ist, eine Diskrepanz aufweist, der Mikroprozessor (110) ein Startverbotskommandosignal (STP) erzeugt, um dem Motor zu verbieten, gestartet zu werden; wenn das Startverbotskommandosignal (STP) erzeugt wird, ein in der Motorsteuervorrichtung vorgesehener Startverbotstransistor (144a) eingeschaltet wird; so dass der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung (130a) untersagt wird, eingeschaltet zu werden, und wenn das Startverbotskommandosignal (STP) nicht erzeugt wird oder wenn der Mikroprozessor (110) inoperativ ist, der Verbotstransistor (144a) über einen Pull-Down-Widerstand (146a) abgeschaltet wird.
Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung (100Z) für die Startsteuereinheit (20A) und das elektromagnetische Schieberelais (65) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 und 7, wobei das elektromagnetische Schieberelais (65) eine Schiebespule (66) und eine Relaisspule (67) aufweist, die in einer solchen Weise vorgesehen sind, dass sie voneinander getrennt sind und die Startsteuereinheit (20A) keine verzögerte Stromversorgungsausgabe für die Relaisspule (67) hat, wobei eine serielle Öffnungs-/Schließschaltung (150), welche eine serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung (130a) beinhaltet, zum direkten Antreiben einer Schiebespule (66) des elektromagnetischen Schieberelais (65) oder indirekten Antreiben der Schiebespule (66) mittels des Ausgabekontakts (12) des elektromagnetischen Kommandorelais (105); eine Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung (160), die Energetisierungsantrieb einer seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung (130b) zum Antreiben der Relaisspule (67) des elektromagnetischen Schieberelais (65) durchführt; ein Mikroprozessor (110), der ein automatisches Startkommandosignal (STD) und ein verzögertes Energetisierungsgestattungssignal (STT) erzeugt; und eine Direktstartschaltung (141) vorgesehen sind, wobei, wenn ein Verbrennungsmotorstart nach einem Leerlaufstopp oder Fernstartung implementiert wird, der Mikroprozessor (110) das automatische Startkommandosignal (STD) erzeugt, um so die serielle Öffnungs-/Schließschaltung (150) einzuschalten und elektrischen Strom der Schiebespule (66) des elektromagnetischen Schieberelais (65) zuzuführen; und wenn das Geschlossenschaltungssignal aus dem manuellen Startschalter (103) eingegeben wird oder wenn das automatische Startkommandosignal (STD) erzeugt wird, der Mikroprozessor (110) das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal (STT), nachdem eine vorbestimmte Verzögerungszeit Td verstrichen ist, erzeugt, wobei die Direktstartschaltung (141) den Antriebszustand der seriellen Öffnungs-/Schließschaltung 150 hält, solange der manuelle Startschalter (103) geschlossen ist, selbst in dem Fall, wenn der Mikroprozessor (110) aufgrund eines abnormalen Spannungsabfalls der Fahrzeugbatterie (10) inoperativ ist; wobei die Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung (160) die Tatsache speichert, dass das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal (STT) erzeugt worden ist und ein Hilfskommandosignal (ASG) mittels der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung (130b) zum Energetisieren der Relaisspule 67 erzeugt, wobei selbst wenn der Mikroprozessor (110) inoperativ wird, der Zustand erhalten wird, bei dem das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal (STT) gespeichert wird; jedoch wird zu einer Zeit, wenn der manuelle Startschalter (103) geöffnet wird und das automatische Startkommandosignal (STD) verschwindet, die Speicherung abgesagt, und wobei der Wert der Verzögerungszeit (Td) ein fester Wert entsprechend der maximalen Schiebezeit zu einer Zeit ist, wenn die Stromquellenspannung (Vb) der Fahrzeugbatterie (10) niedrig ist; und andererseits in dem Fall, wenn die Stromquellenspannung (Vb) hoch ist, eine Spannungskorrektur zum graduellen Kürzen der Verzögerungszeit (Td) implementiert wird.
Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung (100Z) für die Startsteuereinheit (20B) und das elektromagnetische Schieberelais (65) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 und 10 bis 12, wobei das elektromagnetische Schieberelais (65) eine Schiebespule (66) und eine Relaisspule (67) aufweist, die in einer solchen Weise vorgesehen sind, dass sie voneinander getrennt sind und die Startsteuereinheit (20B) keine verzögerte Stromversorgungsausgabe für die Relaisspule (67) hat, wobei eine serielle Öffnungs-/Schließschaltung (150), welche eine serielle Öffnungs-/Schließvorrichtung (130a) beinhaltet, zum direkten Antreiben einer Schiebespule (66) des elektromagnetischen Schieberelais (65) oder indirekten Antreiben der Schiebespule (66) mittels des Ausgabekontakts (12) des elektromagnetischen Kommandorelais (105); eine Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung (160), die Energetisierungsantrieb einer seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung (130b) zum Antreiben der Relaisspule (67) des elektromagnetischen Schieberelais (65) durchführt; ein Mikroprozessor (110), der ein automatisches Startkommandosignal (STD) und ein verzögertes Energetisierungsgestattungssignal (STT) erzeugt; und eine Direktstartschaltung (141) vorgesehen sind, wobei, wenn ein Verbrennungsmotorstart nach einem Leerlaufstopp oder Fernstartung implementiert wird, der Mikroprozessor (110) das automatische Startkommandosignal (STD) erzeugt, um so die serielle Öffnungs-/Schließschaltung (150) einzuschalten und elektrischen Strom der Schiebespule (66) des elektromagnetischen Schieberelais (65) zuzuführen; und wenn das Geschlossenschaltungssignal aus dem manuellen Startschalter (103) eingegeben wird oder wenn das automatische Startkommandosignal (STD) erzeugt wird, der Mikroprozessor (110) das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal (STT), nachdem eine vorbestimmte Verzögerungszeit Td verstrichen ist, erzeugt, wobei die Direktstartschaltung (141) den Antriebszustand der seriellen Öffnungs-/Schließschaltung 150 hält, solange der manuelle Startschalter (103) geschlossen ist, selbst in dem Fall, wenn der Mikroprozessor (110) aufgrund eines abnormalen Spannungsabfalls der Fahrzeugbatterie (10) inoperativ ist; wobei die Energetisierungsgestattungs-Speicherschaltung (160) die Tatsache speichert, dass das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal (STT) erzeugt worden ist und ein Hilfskommandosignal (ASG) mittels der seriellen Öffnungs-/Schließvorrichtung (130b) zum Energetisieren der Relaisspule 67 erzeugt, wobei selbst wenn der Mikroprozessor (110) inoperativ wird, der Zustand erhalten wird, bei dem das verzögerte Energetisierungsgestattungssignal (STT) gespeichert wird; jedoch wird zu einer Zeit, wenn der manuelle Startschalter (103) geöffnet wird und das automatische Startkommandosignal (STD) verschwindet, die Speicherung abgesagt, und wobei der Wert der Verzögerungszeit (Td) ein fester Wert entsprechend der maximalen Schiebezeit zu einer Zeit ist, wenn die Stromquellenspannung (Vb) der Fahrzeugbatterie (10) niedrig ist; und andererseits in dem Fall, wenn die Stromquellenspannung (Vb) hoch ist, eine Spannungskorrektur zum graduellen Kürzen der Verzögerungszeit (Td) implementiert wird.
Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung (100z) gemäß Anspruch 16, wobei die Startsteuereinheit (20), die ein Kommando aus der Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung (100Z) empfängt, mit einem kurzschließenden Kontakt 31B versehen ist, der ein normal offener Kontakt ist, der geschlossen wird, wenn die Anregungsspule (32B) eines kurzschließenden Relais (30B) für das Kurzschließen eines Stromunterdrückungswiderstandes (50) energetisiert wird; und ein Antriebssignal für die Relaisspule (67), das durch die Startkommando-Signalerzeugungsvorrichtung (100Z) erzeugt wird, als das Timingbetriebsstartsignal für die Timerschaltung (40B) eingesetzt wird, die in der Startsteuereinheit (20B) vorgesehen ist.