[发明专利]包括电池电压升高装置的机动车辆起动器电路和这样装备的起动器

说明书

技术领域

总体来说，本发明涉及用于机动车辆中的内燃机的起动器领域。更具体地，本发明涉及起动器和一种装置的组合，该装置能够在启动起动器时升高汽车电池的端子处的电压。

背景技术

当启动起动器以发动汽车发动机时产生显著的电流尖峰，其接近起动器的短路电流水平，该短路电流是大约1000安培量级的电流。所述电流当起动器启动时激增，然后随着对起动器的电枢速度增加，电流强度减小，所述起动器的电枢对应于电机的转子。

该初始电流尖峰与电池端子处的电压显著下降相关。其他的不那么显著的电压下降则在起动阶段发生并且对应于发动机通过连续的上止点。

为发动机的自动停止/启动系统（所谓的“停止/启动”或“停和走”系统）设计的所谓的“增程式”起动器的开发如今给汽车制造商带来了新的约束，涉及当起动器启动时电流激增期间电池的最小电压阈值的顺从性（compliance）。因而，在起动器的规格中，机动车辆制造商限定了通常包括在7伏至9伏之间的第一电压阈值，电池电压必须不能下降低于这个阈值。对于对应于发动机的上止点的接下来的电压下降，电池电压必须维持在第二电压阈值以上，该第二电压阈值通常包括在8伏至9伏之间。在发动机的起动期间，汽车的车载网络的电压因而维持在足够确保车辆装备的预期功能的值。

增程式起动器通常具有高于传统起动器的功率水平，从而获得快速启动以增加用户的舒适度。考虑到增加的要求，当应用电压时，这导致更高的侵入电流，并因此导致电池电压出现超过通常值的第一下降。这对于设计者来说构成了很大的困难，因为为了在电池电压方面维持够高，起动器需要使内部电压下降很多，从而其然后不再具有在低温下以足够的速度驱动发动机所需的功率。

在现有技术中，已经提出了解决方案以解决以上提出的问题。发明实体已知的第一种解决方案依靠使用用于升高电压的电子转换器，从而防止车载网络的电压水平太低。这些转换器的主要缺陷在于它们的使用所需要的太大花费。

另一个已知的解决方案提出借助于两个继电器、计时器和限流电阻器控制起动器。在由计时器确定持续时间的第一运行阶段中，附加的电阻器以串联的方式插入起动器电路中并且限制初始电流尖峰。在第二运行阶段中，从起动器电路取出该附加的电阻器从而允许足够的电流经过起动器的电枢并且允许电枢的速度增加。

文件EP2080897A2和EP2128426A2描述了以上类型的起动器。除了附加的控制继电器、计时器和限流电阻器需要额外的花费这个缺陷，引入该附加的继电器（其包括易受磨损的运动机械零件）就起动周期的数量而言对起动器的性能具有负面影响，起动器必须能够经受启动周期并不发生意外。起动器的性能就启动周期数量而言对意图用于停止/起动系统的起动器是特别严重的限制。因而，这种起动器需要经受大约300000个起动周期，这是十倍多于常规起动器所需要的大约30000个周期。

除了以上描述的缺陷，当机动车辆制造商要求具有对时间的约束的电压模式的顺从性时，使用现有技术的该第二个解决方案可证明是不适合的。这样的模式通常包括对应于以上指出的第一电压阈值的低电压水平和对应于第二电压阈值的高电压水平。模式中还在低水平和高水平之间设置了升高电压斜坡（voltage ramp）。

发明实体用制造商使用的常用值对电压模式的斜坡坡度和低水平持续时间进行了测试，表明了在遵守所述模式时由现有技术的该第二解决方案带来的困难。具体地，已发现，当在一旦初始电流尖峰被吸收后，电池电压恢复后又在时间延迟结束时再度下降时，在电压斜坡的水平处存在跨过模式的风险，并且由于限流电阻器从起动器电路的移除，经过起动器的电枢的电流则显著增加。在这种跨过之后，电池电压可保持低于模式持续一段时间并且仅在升压斜坡结束后恢复到模式之上，然而电压高水平的起动时间已经达到。

出于克服以上所描述的缺陷的目的，发明实体已经对提出现有技术存在的起动器的改进，尤其是对于机动车辆中的发动机自动停止/再起动功能的应用。

这些改进总体包括将感应式滤波装置以与电马达串联的方式安装在起动器的电源电路电马达中，从而防止由于启动电马达产生的电流尖峰导致的电源电压下降。

发明实体实施的新研究使得可以优化这些改进的实施例。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及起动器的机动车辆起动器的电路和用于升高电池电压的装置的组合，起动器包括电马达和电磁接触器，用于升高电池电压的装置被设计为防止由在起动器的电源电路中施加电压而产生的电流尖峰所导致的电池电压下降。