[发明专利]用于起动装置的起动电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于内燃机起动装置的起动电机。

背景技术

内燃机的起动装置是已知的，其具有用于驱动起动小齿轮的起动电机，该起动小齿轮可借助电磁致动器在回撤的非工作位置和轴向前推的接合位置之间被调整移动，在接合位置上该起动小齿轮与内燃机的齿圈啮合。作为起动电机，考虑由机动车的车载电网来供电的直流电机。

另外由US1399948公开了，为了驱动起动电机，可选择地安装两种不同的电池，每种电池通过一个开关装置与起动电机相连。

在减排减耗的过程中知道了再生系统，其中制动能量借助发电机被回馈入车载电网或蓄能器中。为了经济运行，发电机和蓄能器通常在提高的电压水平下工作。

发明内容

本发明基于以下任务，以简单措施使用于起动装置的起动电机与不同的蓄能器相匹配而不会出现效率损失。

根据本发明，该任务将利用权利要求1的特征来完成。从属权利要求给出了合适的改进方案。

该起动电机被应用于内燃机的起动装置并且用于驱动起动小齿轮，该起动小齿轮可在非工作位置和与内燃机齿圈接合的接合位置之间调整移动。在接合位置，该起动小齿轮被起动电机驱动。该起动小齿轮的调整移动优选是轴向调整运动并且例如借助电磁起动继电器来执行。

该起动电机具有在定子内的可通电的励磁绕组以及在转动的电枢内的电枢绕组，其中，所述电枢绕组可通过具有多个在刷握中的电刷的换向装置来通电。起动电机可选择性地以最大极数或以减少的极数来运行，其中，在减少的极数的情况下，通电的励磁绕组的数量和与换向装置的集电器相接触的导电电刷的数量被限制至减少的极数。起动电机因此能按照两种不同运行模式来运行：其一，以全极数，在此情况下所有励磁绕组被通电，并且所有电刷也起效用于传导电流或将电流转至集电器；其二，起动电机可按照具有减少的极数的第二模式运行，此时在定子内只有一部分励磁绕组被通电，并且还只通过一部分电刷来传导电流。

此实施方式具有以下优点，当运行从最大极数切换至减少的极数时，电枢电阻显著增大，这尤其在供电电压变换的情况下不会导致所需要的起动电机的功率和转矩的损失且不会导致增高的热负荷或机械负荷。因此可以将不同的电压源用于起动电机的运行，其尤其是也可具有不同的电池内电阻，而不会不利地影响到起动电机的功率和转矩，而且还是照顾到足够高的热学安全性和机械安全性。

例如可行的是，通过传统的12伏车载电压网从常见的电池中给起动电机馈电，或者从第二电池(如锂离子电池)的第二48伏电压网中馈电，第二电池尤其可在低温下具有较高的内电阻。因此，车辆可以在不同的运行状态下可选择地通过12伏电池或48伏电池被起动。适当的是，在冷起动或初次起动时，起动电机由12伏车载电网供电，而不是由48伏车载电网供电，这是因为48伏车载电网因在低温下有高的内电阻而无法提供足够高的功率。而在较高温度时和/或在起-停运行中，48伏电网被用于起动该起动电机，因为48伏电池的内电阻在较高温度下显著减小且电压故障或功率故障比在通过12伏车载电网起动时低，从而车辆舒适性较高。

根据一个有利的实施方式规定，起动电机在减少的极数的情况下双极运行。与此相应，起动电机只以一个电刷对和只以两个励磁绕组运行，在此，这些电刷以180度相互错开。电枢绕组优选地实施为环线绕组(Schleifenwicklung)或导体绕组(Leiterwicklung)，其中电枢内每个槽的导体绕组数量相比于具有波形绕组的传统起动机得到提高，尤其是以一个等于最大极数与减少极数之比的倍数提高。因此，如果最大极数例如为6且减少的极数为2，则例如代替电枢内每个槽只有两个导体，电枢内每个槽有六个导体或者说六匝。通过此方式，补偿了在极数减少时的较差的导体绕组力矩形成。同时，在极数减少时的最终有效的电枢电阻显著较高，从而在较高的电压源上运行时电枢电流没有过度增大。相反，电枢电阻在最大极数时减小，从而在运行中在较低的电压源上有较高的电流在起作用。

该起动电机有利地以串联电机形式构成，此时所述励磁绕组相互并行且相对于电枢绕组串联。励磁绕组的北极和南极在周向上交替。最大极数例如为6，减少的极数为2；但原则上也可以考虑不同的极数，例如最大极数为4，或者在最大极数为6的情况下，减少的极数为4。