具有控制继电器开关的起动机系统技术方案

本公开涉及具有控制继电器开关的起动机系统。一种起动机系统，包括马达，具有螺线管开关的螺线管组件，由马达旋转并且可移动进入接合位置的小齿轮，在所述接合位置引擎可以被盘车并且螺线管开关被闭合以从电源向马达供电，以及被控制器调节的继电器开关并且闭合以向螺线管组件提供电力以致动螺线管开关。如果控制器监视的感测的马达供电电压在向螺线管组件施加电力之后的预定时段内降低到低于预定的阈值电平，则控制器在起动操作期间重复断开和闭合继电器开关，由此在起动操作期间自动重复施加给螺线管组件的电力，并且阻止对螺线管组件长时间施加电力。还公开了相关的方法。

【技术实现步骤摘要】
具有控制继电器开关的起动机系统本申请是于2015年12月3日提交的、申请号为201580065612.1、专利技术名称为“具有控制继电器开关的起动机系统”的中国专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用和优先权本申请要求于2014年12月4日提交的、专利技术名称为“STARTERSYSTEMHAVINGCONTROLLINGRELAYSWITCH”的美国临时专利申请序列号No.62/087,707的优先权。
本公开涉及起动机系统以及用于其中的磁性继电器开关，并且特别涉及用于开关以及用于这种系统的控制器。
技术介绍
图1示出了多年来广泛用于汽车应用的一种类型的示例性起动机系统。用于某些轻负荷小客车应用的起动机系统在近些年来已经发展到以下程度，在某些情况下，这种传统的起动机系统(仅由操纵者启动的)已经被具有停止-起动和/或改变主意的能力的起动机系统取代，其可操作地接合临时停止的引擎，通过使用控制机，基于车辆和引擎条件以及感测到的操纵者输入自动重起动，而不需要操纵者单独开始起动机操作。但是，对于某些轻负荷应用和许多重负荷应用(例如重型卡车、公共汽车和牵引车)传统起动机系统当前仍然广泛使用。应当理解，因此，这里的“传统上”意味着起动机系统操作由操纵者开始的起动机系统，而不仅仅是现有技术中的起动机系统。图1中所示的现有的传统起动机系统20包括起动机组件22、操纵者致动的起动机开关24、电池26、以及固定到飞轮和引擎曲柄轴30的引擎环形齿轮28。曲柄轴30和环形齿轮28能够围绕旋转轴32旋转。电池26可以是所示出的单个电池，或者电池26可以是串联的多个电池。轻负荷应用典型地采用单个12V电池26。一对串联连接的12V电池形成在重负荷应用(包括大型卡车、公共汽车和牵引车)中普遍使用的24V电池26。起动机系统20的部件的尺寸可以适于其电池26的电压输出。起动机系统20通常负极接地，如图所示，其中电池26的负极端子84总是被连接到地90。起动机组件22具有典型地由导电材料(例如钢)制成的马达外壳/框架结构34，并且容纳起动机马达36。起动机马达36包括起动机绕组和线圈38，当被通电时，其可驱动地旋转转子(未示出)和马达36的输出轴40。马达36可以通过马达外壳/框架结构34被连接到地90，其被固定到接地的引擎并且与之电接触。可替换的，马达36可以单独接地。输出轴40被耦接到轴环42，并且在一些实施例中，耦接到如图所示的超越离合器44。轴环42和超越离合器(如果存在的话)可操作地耦接到小齿轮46，其能够围绕小齿轮46和马达输出轴40的公共的旋转轴48旋转。超越离合器44的设置允许小齿轮46按照比马达输出轴40更快的角速度围绕轴48旋转，从而防止在引擎起动时如果小齿轮仍然与环形齿轮28接合的情况下使起动机马达36被小齿轮46驱动。起动机组件22还包括螺线管组件50。螺线管组件50包括可轴向移动的螺线管活塞52和对活塞52施加偏置力使其如图1所示向左进入活塞伸出位置的压缩弹簧53。螺线管活塞52的一端54链接到变速杆58的第一端56。变速杆58的相对的第二端60链接到轴环42。变速杆58在变速杆第一端56和第二端60之间的位置处枢轴连接到起动器组件框架结构34。如下面所讨论的，螺线管组件50的通电使得螺线管活塞52朝着活塞收缩位置向右移动，这使得变速杆58围绕其枢轴点进行枢轴运动，从而小齿轮46从其脱离接合位置朝着其接合位置向左移动。小齿轮46与环形齿轮28处于啮合接合，并且仅在小齿轮的接合位置处可能进行起动机组件22的引擎盘车。起动机系统20还包括集成的磁性起动机继电器开关组件(或IMS)62，其包括电磁致动的继电器开关并且可以是起动机系统20的附接部件。如图所示，IMS62具有固定到起动机组件马达外壳34并且通过其接地的金属开关外壳64。IMS62具有利用多个螺丝67附接到开关外壳64的开关盖66。在所示的实施例中，开关盖66设置有继电器开关启动端子68。IMS62具有固定的并且与金属开关外壳64的内部电通信的继电器开关接地端子70，其通过与马达外壳34的附接而接地。但是，本领域技术人员能够理解，接地端子70可以与开关外壳64绝缘并且单独接地。电磁继电器开关启动线圈72围绕着可轴向移动的含铁的活塞74而布置在开关外壳64内。启动线圈72在启动端子68和接地端子70之间延伸。在端子70电连接到地90的情况下，启动端子68的通电导致通过启动线圈72的电流流动，这使得活塞74抵抗压缩弹簧75的偏置力而轴向移动。活塞74上携带有导电接触板76并且其与活塞74电绝缘。第一开关触点78电连接到安装在开关盖66中的第一开关端子79。第二开关触点80电连接到安装在开关盖66中的第二开关端子81。第一开关触点78、第二开关触点80以及接触板76限定了布置在IMS62内的继电器开关83。由于压缩弹簧75的偏置影响，接触板76通常不与第一开关触点78和/或第二开关触点80接触，从而继电器开关83被偏置到开路状态，其中第一开关端子79和第二开关端子81彼此没有电通信。通过继电器开关启动线圈72的电流流动电磁地使活塞74抵抗弹簧75的偏置力移动，并且使接触板76与第一开关触点78和第二开关触点80电接触，从而继电器开关83被电磁地闭合。当被闭合时，继电器开关62使第一和第二开关端子79，81彼此电通信。电池26的正极端子82与第一开关端子79持续地电通信，从而电池电压始终被施加到第一开关触点78。这样，在继电器开关83闭合的情况下，电池电压被提供被IMS62的第二开关端子81。操纵者可致动的起动机开关24被偏置成断开，并且操纵者进行的起动机开关24的闭合使得电压被施加给启动线圈72并且开始起动操作。起动机开关24可以是典型的“推动进行”的短暂类型，例如起动车辆引擎的点火钥匙通常使用的钥匙开关。起动机开关24不需要采用单独的钥匙，并且可以由操纵者通过本领域技术人员已知的各种适当的方式致动。起动机开关24具有第一和第二起动机开关触点86，88。第一起动机开关触点86电连接到电池26的正极端子82。第二起动机开关触点88电连接到起动机中继器开关62的启动端子68。当起动机开关24从其偏置的断开状态移动并且被操纵者暂时保持在闭合状态(其中第一起动机开关触点86与第二起动机开关触点88电通信)时，起动机开关24通过操纵者的操纵而被选择性地致动。这样，在起动机开关24被保持闭合的情况下，电池电压被施加到继电器开关启动端子68，并且在端子70被电连接到地90的情况下，电流被传导通过继电器开关启动线圈72，从而使继电器开关83电磁地闭合并且向IMS62的第二开关端子81提供电池电压。螺线管组件50包括拉入线圈92和保持线圈94，二者都围绕含铁的螺线管活塞52的纵轴布置并且连接到IMS第二开关端子81。拉入线圈82连接到马达线圈38，其连接到地90；保持线圈94直接连接到地90。起动机马达线圈38从拉入线圈92接收的电流足够可操作地驱动马达36。实际上，在传统的起动机系统(例如起动机系统20)中，通常在小齿轮46与引擎环形齿轮28接合之前不希望旋转小齿轮46。螺线管组件50包括第一和第二螺线管开关触点96，98，它们通过与螺线管活塞52绝缘并且由螺线管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于起动引擎的系统，包括：继电器开关，所述继电器开关在起动操作期间闭合；起动机组件，所述起动机组件包括：螺线管组件，包括适于连接到电源的螺线管开关，马达，连接到所述螺线管开关并且在所述螺线管开关闭合时被电源通电，以及小齿轮，可旋转地耦接到马达并且能够在接合位置和脱离接合位置之间移动，其中在所述接合位置处引擎能够被起动机组件进行盘车，并且其中在没有电力被施加给所述螺线管组件的情况下，所述小齿轮被偏置进入其脱离接合位置；以及控制器，连接到继电器开关，其中在起动操作期间，如果指示引擎起动的、由控制器监视的感测的系统电压上升到预定的阈值电平，则控制器断开继电器开关以切断提供给螺线管组件的电力，从而所述小齿轮在引擎起动时自动移动到脱离接合位置。

【技术特征摘要】
2014.12.04 US 62/087,7071.一种用于起动引擎的系统，包括：继电器开关，所述继电器开关在起动操作期间闭合；起动机组件，所述起动机组件包括：螺线管组件，包括适于连接到电源的螺线管开关，马达，连接到所述螺线管开关并且在所述螺线管开关闭合时被电源通电，以及小齿轮，可旋转地耦接到马达并且能够在接合位置和脱离接合位置之间移动，其中在所述接合位置处引擎能够被起动机组件进行盘车，并且其中在没有电力被施加给所述螺线管组件的情况下，所述小齿轮被偏置进入其脱离接合位置；以及控制器，连接到继电器开关，其中在起动操作期间，如果指示引擎起动的、由控制器监视的感测的系统电压上升到预定的阈值电平，则控制器断开继电器开关以切断提供给螺线管组件的电力，从而所述小齿轮在引擎起动时自动移动到脱离接合位置。2.根据权利要求1所述的系统，其中感测的系统电压是马达通电电压。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述电源是电池，所述系统是24V起动机系统，并且预定的阈值电平是24V。4.根据权利要求3所述的系统，还包括瞬时起动机开关，所述瞬时起动机开关通过操纵者致动被偏置断开和闭合，从而进行每个起动操作，其中仅当所述瞬时起动机开关闭合时，所述继电器开关闭合。5.根据权利要求1所述的系统，所述继电器开关被偏置断开以及电磁地闭合，并且所述系统还包括在每个起动操作期间被施加电压的启动线圈，并且其中在起动操作期间，所述控制器被配置为选择性地允许通过所述启动线圈的电流接地以闭合所述继电器开关以及阻止通过所述启动线圈的电流接地以断开所述继电器开关，并且所述控制器被配置为通过所述启动线圈的选择性的接地来调节所述继电器开关。6.根据权利要求5所述的系统，其中感测的系统电压是被施加给所述启动线圈的电压。7.根据权利要求5所述的系统，还包括瞬时起动机开关，所述瞬时起动机开关通过操纵者致动被偏置断开和闭合，从而进行每个起动操作，其中仅当所述瞬时起动机开关闭合时，电压被施加给所述启动线圈。8.根据权利要求7所述的系统，其中感测的系统电压是被施加给所述启动线圈的电压。9.根据权利要求1所述的系统，还包括瞬时起动机开关，所述瞬时起动机开关通过操纵者致动被偏置断开和闭合，从而进行每个起动操作，其中仅当所述瞬时起动机开关闭合时，所述继电器开关闭合。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统用于安装在车辆中，所述车辆包括引擎和电池，所述电池包括所述电源，并且其中所述系统能独立于其它车辆控制系统而操作并且控制器不监视指示引擎速度的信号，由此所述系统限定了一种单独的起动机系统，所述起动机系统适于与其它车辆控制系统分开地安装在车辆中。11.根据权利要求10所述的系统，其中感测的系统电压是电池电压。12.根据权利要求11所述的系统，还包括瞬时起动机开关，所述瞬时起动机开关通过操纵者致动被偏置断开和闭合，从而进行每个起动操作，其中仅当所述瞬时起动机开关闭合时，所述继电器开关闭合。13.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器监视在进行起动操作之后经过的时间，并且延迟允许重新闭合所述继电器开关，由此防止所述小齿轮和所述引擎的快速重新接合。14.根据权利要求1所述的系统，其中所述电源是电池，并且其中所述控制器监视感...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·基克，
申请(专利权)人：瑞美技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US