發(fā)動機起動器單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機起動器單元。
【背景技術】
[0002]通常，作為用于起動發(fā)動機的方法，在發(fā)動機通過將小齒輪移動至與齒圈的接合位置的小齒輪移動式起動器以低速旋轉之后，燃料被噴射到燃燒室中，從而使發(fā)動機加速至怠速轉速。
[0003]然而，在此方法中，發(fā)動機僅通過燃燒而從低速范圍(400rpm或更小)加速至怠速轉速，這導致了不良的燃料效率。因此需要一種可以通過在噴射燃料之前將發(fā)動機加速至怠速轉速來提高燃料效率的技術。
[0004]作為用于在噴射燃料之前將發(fā)動機加速至怠速轉速的方法，提供了一種用于利用馬達和發(fā)電機一一所謂的ISG(—體式起動發(fā)電機)一一來起動發(fā)動機的方法，并且提供了一種用于利用MG(馬達發(fā)電機)來起動發(fā)動機的方法。
[0005]然而，存在ISG和MG昂貴的問題。此外，它們是交流電機，因此它們與包括直流馬達的小齒輪移動式起動器相比具有欠佳的起動性能。
[0006]另一方面，作為一種利用包括直流馬達的小齒輪移動式起動器來將發(fā)動機起轉至高速范圍的技術，申請人已經(jīng)提出了一種高速起轉起動器單元(未公布的JP2013-261092)。
[0007]高速起轉起動器單元使用包括直流馬達的起動器，其具有能夠使發(fā)動機起轉至450rpm或更大的高速范圍的性能。起動器使發(fā)動機在預定的持續(xù)時間Ta內(nèi)起轉至450rpm或更大的給定速度，并且起動器在點火之前被“關斷”。預定的持續(xù)時間Ta被設定成短的，從而使用者不太可能感覺到嘈雜的起轉噪聲。
[0008]然而，在高速起轉起動器單元中，由于起轉時間短，因此駕駛員(使用者)可能難以通過聲音來識別發(fā)動機是否已經(jīng)起動。由于發(fā)動機在短的時間段內(nèi)起轉至高速范圍，因此高速起轉起動器單元中的起轉噪聲在發(fā)動機起轉至低速范圍時與常規(guī)的起轉噪聲不同。因此，使用者可能不大可能將噪聲識別為起轉噪聲。在這種情況下，難以通過聲音來識別發(fā)動機是否正常起轉。
[0009]盡管發(fā)動機已經(jīng)起動，但是使用者可能錯誤地認為發(fā)動機還沒有起動，并且在通過點火開關的第一個“接通”操作觸發(fā)的起動期間一一即，當發(fā)動機響應于使用者第一次轉動點火開關(稱為IG開關)而已經(jīng)起動時，或者當發(fā)動機從怠速停止狀態(tài)重新起動時，再次轉動點火開關。
[0010]由于起轉在450rpm或更大的高速范圍執(zhí)行，因此，如果起動器在發(fā)動機已經(jīng)起動時通過IG開關的再次操作被觸發(fā)驅動，則齒圈和小齒輪被磨損或者產(chǎn)生噪聲。
[0011]在PTL1(日本特許公報N0.2008-128137)中，在一種怠速停止系統(tǒng)中，當發(fā)動機的降速期間發(fā)出再次起動要求時，阻止起動器被驅動直到發(fā)動機轉速降低至給定速度或者更小為止。然而，禁止起動器在由“接通”操作觸發(fā)的起動期間被驅動及其方法尚未被公開。針對使發(fā)動機起轉至450rpm或更大的給定速度的起動器單元的問題沒有公開:該問題是使用者不能識別發(fā)動機是否已經(jīng)起動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為了解決以上問題，本發(fā)明的目的是防止起動器單元、特別是高速起轉起動器單元在IG開關被再次操作時被損壞以及產(chǎn)生噪聲。
[0013]根據(jù)本公開的一方面的用于起動發(fā)動機的發(fā)動機起動器單元包括起動器、第一控制器以及禁止裝置。
[0014]起動器3包括產(chǎn)生旋轉力的馬達7以及將通過馬達產(chǎn)生的旋轉力傳輸至發(fā)動機2的小齒輪8，該起動器在驅動“接通”狀態(tài)下使發(fā)動機起轉至450rpm或更大的發(fā)動機轉速。
[0015]第一控制器響應于通過使用者進行的點火開關的“接通”操作而使起動器轉變成驅動“接通”狀態(tài)以使起動器開始進行起轉。
[0016]禁止裝置禁止起動器在通過使用者進行的第一 “接通”操作之后響應于點火開關的另一個“接通”操作而再次轉變成驅動“接通”狀態(tài)，并持續(xù)禁止持續(xù)時間T。
[0017]替代性地，禁止裝置禁止起動器在重新起動要求之后響應于通過使用者進行的點火開關的“接通”操作再次轉變成驅動“接通”狀態(tài)，并持續(xù)禁止持續(xù)時間T。
[0018]根據(jù)本公開，如果使用者不能通過聲音來識別發(fā)動機已經(jīng)起動，并且如果使用者在通過第一次“接通”操作觸發(fā)的起動之后或者在重新起動之后再次轉動IG開關，則起動器被禁止轉動。這防止了齒圈和小齒輪在被驅動的起動器中被磨損。
【附圖說明】
[0019]在附圖中:
[0020]圖1為示出了根據(jù)實施方式的發(fā)動機起動器單元的構型的示意圖；
[0021]圖2為示出了發(fā)動機轉速、馬達驅動電流和時機的曲線圖；
[0022]圖3為示出了起動器單元的處理流程的流程圖；以及
[0023]圖4為起轉時間Ta與禁止持續(xù)時間T之間關系的曲線圖。
【具體實施方式】
[0024][實施方式的構造]
[0025]參照圖1至圖4對本公開的實施方式進行描述。
[0026]發(fā)動機起動器單元I在包括用于自動控制發(fā)動機的停止及重新起動的怠速停止系統(tǒng)(停止及起動系統(tǒng))的車輛中使用。發(fā)動機起動器單元I包括起動器3、ECU 4等，其中，起動器3起動發(fā)動機2，ECU 4為控制起動器3的操作的電子控制裝置。
[0027]本實施方式的發(fā)動機2為火花點火式的汽油發(fā)動機。
[0028]起動器3為能夠使發(fā)動機2起轉至450rpm或更大的高速范圍的小齒輪移動式起動器。起動器3包括馬達7、小齒輪8、電磁開關9等。
[0029]馬達7為直流換向馬達，其包括場磁體、電樞、電刷等，其中，場磁體具有設置在兼作框架的軛的內(nèi)周處的永磁體(或場線圈)，電樞具有電樞軸線以及圍繞電樞軸線設置的換向器(未示出)，電刷(未示出)設置在換向器的外周處。
[0030]馬達7能夠使發(fā)動機2起轉至怠速速度。
[0031 ] 小齒輪8為將馬達7的旋轉力傳輸至發(fā)動機的構件，并且在本實施方式中，小齒輪8為具有小的直徑且設置在馬達7的輸出軸線上的齒輪。小齒輪8與齒圈11接合以將馬達7的旋轉力傳輸至與齒圈11連接的發(fā)動機2的曲軸12。
[0032]電磁開關9為通過變換桿來推動小齒輪8并且使小齒輪8移動至小齒輪8與齒圈11接合的接合位置的移動裝置。此外，電磁開關9為通過使電流路徑與馬達7連接或斷開連接而將馬達切換成“接通”或“關斷”的馬達開關。在本實施方式中，電磁開關9基于來自E⑶4的信號來執(zhí)行以上致動。
[0033]E⑶4為用于基于檢測發(fā)動機轉速的發(fā)動機轉速傳感器13、點火開關、制動傳感器等來控制對起動器3的電力供給的控制裝置。具體地，ECU 4使起動器3轉變成驅動“接通”狀態(tài)或驅動“關斷”狀態(tài)，或者ECU 4控制起動器3的馬達7的速度或扭矩。
[0034]發(fā)動機起動器單元I使馬達7與接合于齒圈11的小齒輪8 一起旋轉以使發(fā)動機2起轉。發(fā)動機起動器單元I通過解除小齒輪8與齒圈11的接合或者通過停止供給電力來停止對發(fā)動機2進行起轉。
[0035]也就是說，當E⑶4接收到對于發(fā)動機2的起動命令時，E⑶4將起動器3切換至驅動“接通”狀態(tài)以使發(fā)動機2起轉。
[0036]驅動“接通”狀態(tài)為下述狀態(tài):在該狀態(tài)下，小齒輪8移動至與齒圈11的接合位置并與齒圈11接合，并且使馬達7通電，因此該驅動“接通”狀態(tài)為用于將馬達7的旋轉力傳輸至曲軸12的狀態(tài)。
[0037]對于發(fā)動機2的起動命令例如為在發(fā)動機停機時通過將IG開關變?yōu)椤敖油ā?被稱為IG鑰匙的“接通”操作)來觸發(fā)產(chǎn)生的發(fā)動機起動信號。將IG開關變?yōu)椤敖油ā崩鐬閷⒉迦氲近c火鎖芯中的車輛的鑰匙轉動至起動位置，或者例如為推動用于起動發(fā)動機的開關按鈕。
[0038]在包括怠速停止系統(tǒng)的車輛中，制動“關斷”操作通常使怠速停止狀態(tài)終結，從而重新起動發(fā)動機。因此，起動命令可以是由重新起動要求觸發(fā)產(chǎn)生的發(fā)動機起動信號?；谕ㄟ^制動傳感器進行的制動“關斷”操作的檢測來發(fā)出重新起動要求。如果在為了自動停止而使發(fā)動機轉速降低時檢測出制動“關斷”操作，則同樣發(fā)出重新起動要求。
[0039]當滿足用于停止起轉的預定條件時，E⑶4使小齒輪8從接合位置返回至初始位置以解除小齒輪8與齒圈11的接合。替代性地，E⑶4停止將電力供給至馬達7以停止對發(fā)動機2進行起轉。也就是說，E⑶4使起動器3轉變成驅動“關斷”狀態(tài)。
[0040][關于高速起轉起動]
[0041 ] 參照圖2來描述高速起轉起動。
[0042]發(fā)動機起動器單元I響應于在發(fā)動機停機時由IG開關的“接通”操作觸發(fā)產(chǎn)生的發(fā)動機起動信號將起動器3切換至驅動“接通”狀態(tài)。起動器3被控制成在開始使發(fā)動機2起轉之后在預定時間Ta內(nèi)將發(fā)動機2起轉至450rpm或更大的給定的發(fā)動機轉速。
[0043]例如，發(fā)動機轉速NI等于或小于怠速轉速，并且優(yōu)選地等于或大于500rpm。如果發(fā)動機轉速NI等于或大于500rpm，則使發(fā)動機轉速保持等于或大于發(fā)動機2的諧振點。
[0044]預定時間Ta為被限定為不給使用者帶來不適感的起轉噪聲的發(fā)聲持續(xù)時間的時間段。
[0045]由于起轉噪聲而引起不適感取決于發(fā)聲持續(xù)時間、即起轉時間。特別地，如果發(fā)聲持續(xù)時間為0.2秒或更短，則噪聲不帶來不適感并且處于幾乎不令人厭煩的噪聲等級。
[0046]因此，在本實施方式中，預定時間Ta例如被設定在大約0.2秒。
[0047]如果發(fā)動機轉速達到預定的發(fā)動機轉速NI，則E⑶4將起動器3切換至驅動“關斷”狀態(tài)。也就是說，起動器3停止進行起轉。在本實施方式中，起動器3在初始燃燒之前被轉變成驅動“關斷”狀態(tài)，并且燃料在