УСТРОЙСТВО ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ФУНКЦИЕЙ ГЛУШЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ НА ХОЛОСТОМ ХОДУ
CARRIER ENGINE STARTER WITH IDLING ENGINE OUTAGE FUNCTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к устройству запуска двигателя для двигателя, оснащенного стартером, приводимым в действие посредством бортового аккумулятора, а более конкретно, к устройству запуска двигателя в транспортном средстве, содержащем функцию глушения двигателя на холостом ходу, чтобы автоматически останавливать и перезапускать двигатель согласно предварительно определенному условию.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В общем, автомобильный двигатель оснащен стартером, имеющим электромотор постоянного тока и его переключающий механизм. Во многих случаях этот стартер и бортовой аккумулятор соединяются между собой посредством выделенной электропроводки, т.е. жгута проводов, выделенного для этой цели. Чтобы ограничивать потери электроэнергии, этот жгут проводов создается максимально возможно коротким и с такой конструкцией, что он снижает полное сопротивление, включающее в себя контактное сопротивление, в максимально возможной степени.
Одновременно, известно транспортное средство, имеющее функцию глушения двигателя на холостом ходу, чтобы автоматически останавливать двигатель во время остановки транспортного средства на перекрестке, например, и автоматически перезапускать двигатель в соответствии с отпусканием тормоза и/или нажатием педали акселератора.
В транспортном средстве, содержащем такую функцию глушения двигателя на холостом ходу, напряжение аккумулятора имеет тенденцию часто падать в ходе работы транспортного средства вследствие броска пускового тока стартерного электромотора, и падение напряжения может оказывать неблагоприятное воздействие на другие электрические компоненты и электронное оборудование (например, бортовую навигационную систему). Следовательно, предлагается технология, чтобы ограничивать падение напряжения вследствие броска пускового тока посредством вставки резистора последовательно со стартерным электромотором, как указано в патентном документе 1.
Тем не менее, бросок пускового тока стартерного электромотора является очень высоким, на уровне нескольких сотен ампер. Следовательно, когда обычный резистор размещается в схеме стартерного электромотора, резистор зачастую нагревается до высоких температур и вызывает проблему касательно свойства теплостойкости. Кроме того, чтобы не допускать такого теплообразования, в патентном документе 1 реле предоставляется для замыкания резистора накоротко, и система выполнена с возможностью подавать ток в стартерный электромотор через резистор только в течение короткого времени на начальной стадии. Тем не менее, в этом случае конструкция усложняется.
Кроме того, когда резистор нагревается за счет повторения перезапуска, подача тока через резистор даже в течение короткого периода времени невыполнима, и, следовательно, система должна замыкать накоротко резистор, так что система не позволяет ограничивать падение напряжения.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
Патентные документы
Патентный документ 1: JP2004-308645 A
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В транспортном средстве, содержащем функцию глушения двигателя на холостом ходу, чтобы автоматически останавливать двигатель и перезапускать двигатель через стартер в соответствии с предварительно определенным условием или условиями, устройство запуска двигателя согласно настоящему изобретению содержит жгут проводов стартера, выполненный или проложенный с возможностью соединять контактный вывод бортового аккумулятора, который должен быть установлен в транспортном средстве, и самого стартера, причем жгут проводов стартера включает в себя или содержит избыточный сегмент, который увеличивает сопротивление. С избыточным сегментом общая длина жгута проводов увеличивается за пределы длины жгута проводов, требуемой для прокладывания жгута проводов стартера. Избыточный сегмент компонуется в собранной форме либо в виде комка или узла посредством отгибания участка одного непрерывного жгута проводов стартера.
Сопротивление жгута проводов, изготовленного из проводящего материала, такого как медь, увеличивается пропорционально длине жгута проводов. Согласно настоящему изобретению, устройство запуска двигателя выполнено с возможностью ограничивать бросок пускового тока во время запуска стартерного электромотора и, следовательно, ограничивать падение напряжения вследствие броска пускового тока посредством дополнительного увеличения длины жгута проводов, соединяющего контактный вывод аккумулятора, который должен быть установлен в транспортном средстве, и самого стартера.
Таким образом, избыточный сегмент в форме добавочной длины жгута проводов может формироваться посредством сгибания участка одного непрерывного жгута проводов и получения загнутого участка.
Добавление сопротивления приблизительно в несколько мОм является достаточно эффективным для ограничения снижения напряжения во время перезапуска. Сопротивление такой абсолютной величины может достигаться посредством увеличения общей длины жгута проводов.
Согласно настоящему изобретению, можно ограничивать или предотвращать падение напряжения во время перезапуска надежно, а также легко с помощью простой конструкции без использования другого резистора и, следовательно, без ограничения по теплостойкости обычного резистора. Кроме того, согласно настоящему изобретению, требуемое сопротивление достигается посредством избыточного увеличения общей длины жгута проводов вместо увеличения сопротивления на единицу длины жгута проводов (например, уменьшения площади поперечного сечения проводника). Следовательно, можно уменьшать количество теплоты, образующееся на единицу длины жгута проводов, и можно задавать площадь поперечного сечения проводника больше, притом что материал проводника является идентичным. Следовательно, получается преимущество в отношении массы нагрева проводника, и жгут 7 проводов не нагревается до чрезмерно высокой температуры в отсеке для двигателя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 является схематичным видом сверху отсека для двигателя автомобиля, к которому применяется настоящее изобретение.
Фиг.2 является принципиальной схемой или принципиальным видом схемы между стартером и аккумулятором.
Фиг.3 является видом, показывающим, в качестве примера, схему размещения избыточного сегмента.
Фиг.4 является видом в перспективе, показывающим практический пример, в котором избыточный сегмент поддерживается на полке для установки аккумулятора.
Фиг.5 является видом, иллюстрирующим способ сгибания избыточного сегмента.
Фиг.6 является покомпонентным видом, показывающим кронштейн полки для установки аккумулятора и держатель жгута проводов.
Фиг.7 является видом в сечении вдоль линии A-A на фиг.6.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее приводится подробное пояснение относительно одного варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
Фиг.1 является схематичным видом сверху отсека или отделения для двигателя автомобиля, к которому применяется настоящее изобретение. Направление вниз на фиг.1 является прямым направлением к передней части транспортного средства. Как показано на фиг.1, двигатель 1 и трансмиссия 2 устанавливаются в поперечной компоновке. Между трансмиссией 2 и участком 3 крыла кузова транспортного средства на поперечной стороне располагается аккумулятор 4 в форме коробки. Например, аккумулятор 4 является свинцовым аккумулятором, имеющим номинальное напряжение в 12,6 В. Как упомянуто ниже, полка 5 для установки аккумулятора для поддержки аккумулятора 4 устанавливается на кузове транспортного средства, и аккумулятор 4 фиксированно устанавливается на полке 5 для установки аккумулятора. Аккумулятор 4 включает в себя положительный или плюсовой контактный вывод 4a и отрицательный или минусовой контактный вывод 4b в обоих концевых участках, соответственно. Положительный контактный вывод 4a аккумулятора 4 соединяется с входным контактным выводом 6a стартера 6, предоставляемым на стороне двигателя (стороне, обращенной к передней части транспортного средства), непосредственно посредством жгута 7 проводов стартера, который является жгутом проводов, предоставляемым исключительно для стартера. Отрицательный контактный вывод 4b аккумулятора 4 и отрицательный контактный вывод стартера 6 могут соединяться между собой посредством жгута проводов (не показан) или могут быть заземлены на кузов транспортного средства. Жгут 7 проводов стартера идет вниз от положительного контактного вывода 4a аккумулятора 4, затем идет на передней стороне транспортного средства в районе трансмиссии 2 или на стороне, обращенной к передней части транспортного средства, и достигает стартера 6. Таким образом, жгут 7 проводов стартера прокладывается в отсеке для двигателя. Этот путь прокладывания жгута 7 проводов стартера задается с тем, чтобы соединять два контактных вывода через минимальное расстояние, не допуская помех с другими компонентами. Кроме того, модуль 9 управления двигателем для выполнения общего управления двигателем 1 размещается в позиции, смежной с участком 8 опоры стойки кузова транспортного средства, по направлению к задней стороне транспортного средства относительно аккумулятора 4.
Модуль 9 управления двигателем содержит функцию глушения двигателя на холостом ходу, чтобы автоматически останавливать и перезапускать двигатель 1 в соответствии с предварительно определенным условием в ходе работы транспортного средства. Например, модуль 9 управления двигателем выполнен с возможностью автоматически останавливать двигатель 1, когда транспортное средство остановлено на перекрестке, и после этого автоматически перезапускать двигатель 1 быстро через стартер 6, когда тормоз отпущен и/или педаль акселератора нажата, чтобы возобновлять движение транспортного средства. Функция глушения двигателя на холостом ходу по сути известна, и подробное пояснение опускается.
Фиг.2 является принципиальным видом, показывающим схемную конфигурацию между стартером 6 и аккумулятором 4. Как известно, стартер 6 включает в себя стартерный электромотор 11 в виде электромотора постоянного тока для проворачивания двигателя 1 в зацеплении с непоказанной коронной шестерней двигателя 1 во включенном состоянии и соленоидный переключатель 12 для выдвигания и убирания плунжера электромотора 11 стартера и выполнения операции размыкания и замыкания для возбуждения катушки. Стартерный электромотор 11 и соленоидный переключатель 12 помещаются в кожух, так что стартер 6 имеет форму одного единого блока.
Жгут 7 проводов стартера соединяет входной контактный вывод 6a стартера 6 и положительный контактный вывод 4a аккумулятора 4 друг с другом непосредственно, как упомянуто выше. Жгут 7 проводов стартера согласно настоящему изобретению включает в себя избыточный сегмент 21, который выполнен с возможностью увеличивать сопротивление и который предоставляется в части жгута 7 проводов стартера. С избыточным сегментом 21 общая длина жгута 7 проводов стартера становится превышающей длину, требуемую для прокладывания жгута проводов стартера в отсеке для двигателя.
2
Жгут 7 проводов включает в себя кабель, имеющий стандартную конструкцию, в которой множество тонких медных проводов собираются в качестве проводника, и его внешняя окружность покрывается изолирующим слоем изолятора, такого как винилхлорид. Проводник, используемый посредством жгута проводов, не является слишком толстым, и площадь поперечного сечения проводника равна или немного меньше 15 мм, например, с тем чтобы не делать сопротивление на единицу длины слишком маленьким. К обоим концам жгута 7 проводов предварительно присоединяются контактные выводы 10 (см. фиг.4) из медной пластины.
Как показано на фиг.3(a), в качестве примера, избыточный сегмент 21 формируется посредством удлинения части жгута 7 проводов в форме одной сплошной линии, идущей вдоль пути прокладывания жгута 7 проводов, поперечно к одной стороне пути прокладывания жгута проводов в точке "a", отгибания приблизительно в U-образной форме и возвращения жгута 7 проводов избыточного сегмента 21 в точку "b" на исходном пути прокладывания жгута проводов. Необязательно всегда размещать точку "a" и точку "b" рядом друг с другом физически. По своему усмотрению можно отделять точки "a" и "b" в той или иной степени, как показано на фиг.3(b). Кроме того, как показано на фиг.3(c), в качестве примера, можно выполнять или компоновать избыточный сегмент 21 в соответствующей форме и располагать избыточный сегмент 21 в добавочном или остающемся пространстве в отсеке для двигателя.
В варианте осуществления, показанном на фиг.1, как подробно показано на фиг.4, избыточный сегмент 21 формируется посредством дополнительного сгибания сегмента с двумя изгибами, сформированного посредством обратного сгибания жгута 7 проводов, дважды в идентичном направлении и тем самым выполнен в форме стержня. Стержневидный избыточный сегмент 21 фиксированно поддерживается на полке 25 для установки аккумулятора через нижеупомянутый кронштейн 22 и нижеупомянутый держатель 23 жгута проводов, изготовленный из синтетической смолы, в таком положении, что стержневидный избыточный сегмент 21 стоит вертикально вдоль боковой поверхности коробчатого аккумулятора 4 (конкретно, вдоль одной из торцевых поверхностей, отстоящих в продольном направлении, около положительного контактного вывода 4a).
Контактный вывод 10 жгута 7 проводов на базовой стороне соединяется через собирающий разъем 26 с положительным контактным выводом 4a аккумулятора 4. Жгут 7 проводов идет вниз от собирающего разъема 26, поворачивает вверх так, что он образует разворот на уровне около полки 25 для установки аккумулятора и достигает стержневидного избыточного сегмента 21. Затем, жгут 7 проводов дополнительно идет вниз от нижнего конца стержневидного избыточного сегмента 21 и входит в стартер 6, как упомянуто выше.
Фиг.5 иллюстрирует способ сгибания для формирования избыточного сегмента 21. Передний концевой участок, включающий в себя передний конец 27 сегмента с двумя сгибами жгута 7 проводов, как показано на фиг.5(a), загибается, как показано на фиг.5(b), и сегмент жгута 7 проводов загибается еще раз в идентичном направлении, так что начальный передний конец 27 размещается внутри, как показано на фиг.5(c). Следовательно, на участке, собранном как показано на фиг.5(c), шесть сегментов 7a, 7b, 7c, 7d, 7e и 7f жгута проводов идут рядом друг с другом. Хотя жгут 7 проводов имеет гибкость в зависимости от толщины проводника, жгут 7 проводов является достаточно жестким, чтобы сохранять загнутую форму. В загнутом (или в виде жгута) участке в качестве избыточного сегмента 21 жгут 7 проводов дополнительно покрывается известной стеклянной лакированной оплетенной трубкой или изолирующей гильзой (не показана) на внешней периферической стороне покровного слоя изоляционного материала, такого как винилхлорид, с тем, чтобы улучшать изоляционное свойство и свойство теплостойкости между смежными проводами.
Избыточный сегмент 21, сформированный посредством многократного сгибания части жгута проводов, как упомянуто выше, в итоге вставляется в трубку 29, которая является относительно гибкой и которая изготовлена из синтетической смолы, такой как винилхлорид, и стержневидный избыточный сегмент 21 помещается и полностью покрывается посредством этой трубки 29. Жгут 7 проводов, просто изогнутый, принудительно расширяется в трубке 29, и, следовательно, трубка 29 удерживается вокруг избыточного сегмента 21. По своему усмотрению можно плотно обматывать изоляционную клейкую ленту вокруг трубки 29 при необходимости. Кроме того, желательно закрывать отверстие в переднем конце трубки 29 с помощью изоляционной клейкой ленты. Альтернативно, по своему усмотрению можно использовать трубку 29, которая предварительно закрыта и герметизирована на одном конце. Фиг.4 показывает трубку 29 посредством мнимых линий и иллюстрирует конструкцию избыточного сегмента 21 внутри трубки 29 в прозрачном изображении.
В одном конкретном практическом примере стержневидный участок в виде узла имеет длину приблизительно 15-20 см в соответствии с высотой аккумулятора 4. С вышеуказанным сегментом с шестью сгибами жгут 7 проводов стартера дополнительно включает в себя избыточный сегмент 21, имеющий длину приблизительно в 1 метр в длине жгута проводов. Длина жгута проводов в исходном пути прокладывания за исключением избыточного сегмента 21, например, составляет приблизительно 1 метр. Следовательно, в этом примере общая длина жгута 7 проводов составляет приблизительно 2 метра, а именно, жгут 7 проводов приблизительно в два раза длиннее исходного пути прокладывания жгута 7 проводов. При этой конфигурации сопротивление жгута 7 проводов в целом задается равным приблизительно 2 мОм. Следовательно, жгут 7 проводов позволяет уменьшать падение напряжения вследствие броска пускового тока на величину приблизительно 1-2 В по сравнению со жгутом проводов, имеющим длину жгута проводов, равную 1 м, и сопротивление, равное 1 мОм.
Фиг.6 и фиг.7 показывают конструкцию присоединения или прикрепления избыточного сегмента 21 к полке 25 для установки аккумулятора. Как показано на фиг.6, полка 25 для установки аккумулятора имеет форму неглубокого поддона, сформированного посредством прессования стального листа в соответствии с формой низа аккумулятора 4. Полка 25 для установки аккумулятора включает в себя кронштейн 22, сформированный неразъемно с полкой 25 для установки аккумулятора. Кронштейн 22 идет вверх от одного бокового края полки 25 для установки аккумулятора и имеет Т-образную форму. Каждый из левого и правого рычагов 22a и 22b Т-образного кронштейна 22 формируется с зацепляющим отверстием 31. Участок разреза (не показан) установочного участка 32 (см. фиг.7) заднего участка держателя 23 жгута проводов вставляется в первый рычаг 22a кронштейна 22, как показано посредством стрелки B на фиг.6, и зацепляется с зацепляющим отверстием 31, чтобы предотвращать извлечение. Второй рычаг 22b кронштейна 22 зацепляется с другим держателем жгута проводов (не показан) для удержания другого жгута проводов и т.д.
Держатель 23 жгута проводов является неразъемным блоком, сформированным из синтетической смолы, и является относительно жестким. Как показано на фиг.7, держатель 23 жгута проводов имеет форму, разделенную напополам, и включает в себя два рычага, соединенные посредством шарнирного участка 33, так что два рычага могут открываться и закрываться. В зацепляющем участке 34 на другом конце два рычага зацепляются друг с другом посредством использования упругой деформации смолы. Держатель 23 жгута проводов включает в себя круговой участок 23a, имеющий относительно большой диаметр в форме поперечного сечения, и U-образный участок 23b, соединенный непрерывно с круговым участком 23a. Избыточный сегмент 21, выполненный в стержневидной форме, вставляется и удерживается в круговом участке 23a. U-образный участок 23b охватывает базовый торцевой участок жгута 7 проводов и другого жгута 36 проводов источника питания, которые крепятся рядом в U-образном участке 23b.
Вариант осуществления с такой конструкцией выполнен с возможностью обеспечивать требуемое сопротивление с помощью длины жгута 7 проводов стартера без использования другого резистора, так что ограничения по теплостойкости обычного резистора не накладываются.
Требуемое сопротивление достигается посредством избыточного увеличения общей длины жгута 7 проводов вместо увеличения сопротивления на единицу длины жгута 7 проводов (например, уменьшения площади поперечного сечения проводника или замены проводящего материала). Следовательно, когда протекает ток определенной абсолютной величины, можно уменьшать количество теплоты, образующееся на единицу длины жгута 7 проводов. Кроме того, можно задавать площадь поперечного сечения проводника больше, притом что материал проводника является идентичным. Следовательно, масса нагрева проводника становится больше, и жгут 7 проводов не нагревается до чрезмерно высокой температуры в отсеке для двигателя.
В вышеуказанном варианте осуществления стержневидный избыточный сегмент 21 фиксированно поддерживается на полке 25 для установки аккумулятора и располагается в вертикальном положении, идущем по вертикали вдоль боковой поверхности аккумулятора 4. Следовательно, пространство в отсеке для двигателя может быть эффективно использовано трехмерным способом; минимальное пространство тратится впустую (или вообще не тратится) посредством избыточного сегмента 21, отсутствует возможность того, что продолговатый жгут 7 проводов препятствует таким операциям, как техническое обслуживание; и аккумулятор 4 может заменяться обычным способом.
Избыточный сегмент 21, собранный компактно в форме стержня посредством многократного сгибания, как упомянуто выше, является преимущественным не только по простоте обращения во время установки, но также преимущественным по ограничению формирования магнитного поля, формирующего шум. Если добавочный сегмент жгута 7 проводов наматывается по кругу или в форме катушки, добавочный сегмент жгута проводов формирует магнитное поле за счет электрического тока. Тем не менее, в компоновке со сгибанием, как показано на фиг.5(c), шесть сегментов жгута 7a, 7b, 7c, 7d, 7e и 7f проводов формируют магнитные поля в противоположных направлениях, так что магнитные поля компенсируют друг друга, и шум, утекающий наружу, становится очень небольшим.
Как видно из схемы размещения по фиг.1, стержневидный избыточный сегмент 21 размещается в положении за аккумулятором 4 или заслоняется посредством аккумулятора 4, при просмотре со стороны модуля 9 управления двигателем. Следовательно, аккумулятор 4 в форме свинцового аккумулятора может служить в качестве вида электромагнитного экрана и уменьшать воздействие шума на модуль 9 управления двигателем.
Хотя выше описан один вариант осуществления изобретения, изобретение не ограничено вариантом осуществления, описанным выше. Допускаются различные модификации и варьирования. Например, необязательно всегда конструировать избыточный сегмент 21 в форме, загнутой в виде стержня. Можно формировать избыточный сегмент 21 в надлежащей округленной форме и располагать избыточный сегмент 21 в пространстве на нижней стороне полки 25 для установки аккумулятора либо в пространстве над аккумулятором 4. Кроме того, можно предоставлять добавочный избыточный сегмент 21 в надлежащей форме на участке около стартера 6 вместо участка около аккумулятора 4.