發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置能夠?qū)⑵饎?dòng)器的輸出特性在低扭矩高速特性與高扭矩低速特性之間進(jìn)行切換。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)地，需要能夠怠速停止的起動(dòng)器來盡可能地縮短發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)的時(shí)間以改善車輛的駕駛員或其他乘客的舒適度。用來縮短重新起動(dòng)的時(shí)間的技術(shù)包括增大起動(dòng)轉(zhuǎn)速。然而，與其中發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦大的低溫時(shí)的良好的起動(dòng)性能結(jié)合的該技術(shù)需要使用大尺寸且高功率的馬達(dá)。
[0003]在不增大馬達(dá)的尺寸的情況下用于增大發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)速的已知技術(shù)包括根據(jù)需要在高速特性與高扭矩特性之間進(jìn)行切換。
[0004]例如，日本專利申請(qǐng)?jiān)缙诠_公報(bào)N0.2004-197719公開了:準(zhǔn)備包括作為勵(lì)磁線圈的串聯(lián)線圈和并聯(lián)線圈的馬達(dá)，并且由電子控制單元(ECU)控制勵(lì)磁電流流過馬達(dá)的并聯(lián)線圈而在高速特性與高扭矩特性之間進(jìn)行切換。
[0005]在日本專利申請(qǐng)?jiān)缙诠_公報(bào)N0.2004-197719中公開的技術(shù)可以通過將起動(dòng)器在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的輸出特性設(shè)定為高速特性來縮短自發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間。然而在起動(dòng)器的高速特性的情況下，小齒輪的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)小齒輪而言可能太高而不能與齒圈可靠地嚙合，從而會(huì)導(dǎo)致接合的可靠性減小?？朔撊秉c(diǎn)的措施可以包括增大驅(qū)動(dòng)彈簧的載荷以用于將小齒輪在嚙合時(shí)推向齒圈。
[0006]然而，增大驅(qū)動(dòng)彈簧的載荷需要增大螺線管的吸引力以便克服由驅(qū)動(dòng)彈簧產(chǎn)生的彈簧反作用力而將小齒輪吸引就位。這會(huì)導(dǎo)致螺線管更大的尺寸，從而導(dǎo)致起動(dòng)器的安裝性能的下降并且增大了起動(dòng)器的成本。
[0007]鑒于前文所述的，本發(fā)明的示例性實(shí)施方式涉及提供能夠在不增大螺線管的尺寸的情況下縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，提供了一種用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，該裝置包括慣性接合式起動(dòng)器、起動(dòng)器特性切換機(jī)構(gòu)和正時(shí)控制器，該慣性接合式起動(dòng)器構(gòu)造成利用螺線管的吸引力來將小齒輪推到與發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈接合的位置中并且隨后將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力從小齒輪傳遞至齒圈以起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)；該起動(dòng)器特性切換機(jī)構(gòu)構(gòu)造成將起動(dòng)器的輸出特性在多個(gè)輸出特性之間進(jìn)行切換，所述多個(gè)輸出特性至少包括低扭矩高速特性和高扭矩低速特性，起動(dòng)器的輸出特性被稱為起動(dòng)器特性；該正時(shí)控制器構(gòu)造成控制起動(dòng)器特性切換機(jī)構(gòu)在何時(shí)切換起動(dòng)器特性，以使得:自起動(dòng)器的初始致動(dòng)時(shí)起至少直到小齒輪與齒圈成功嚙合為止，起動(dòng)器特性被設(shè)定成高扭矩低速特性，并且，在小齒輪與齒圈成功地嚙合之后，起動(dòng)器特性從高扭矩低速特性被切換成低扭矩高速特性，發(fā)動(dòng)機(jī)由起動(dòng)器以該低扭矩高速特性起動(dòng)。
[0009]在按照上文構(gòu)造的裝置中，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)以低扭矩高速特性起動(dòng)，起動(dòng)器特性在至少直到小齒輪與齒圈成功地嚙合為止設(shè)定為高扭矩低速特性。這與在起動(dòng)器處于低扭矩高速特性時(shí)小齒輪與齒圈嚙合時(shí)相比減小了小齒輪在嚙合時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度。更具體地，小齒輪通過螺線管的致動(dòng)而被推動(dòng)朝向齒圈并且抵接齒圈。當(dāng)小齒輪與齒圈在小齒輪旋轉(zhuǎn)期間以嚙合狀態(tài)的方式匹配時(shí)，小齒輪與齒圈成功地嚙合。小齒輪在嚙合時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度為小齒輪在小齒輪與齒圈成功地嚙合時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度。小齒輪在嚙合時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度被減小，從而能夠提高接合的可靠性。
[0010]此外，無需增大用于將小齒輪推動(dòng)朝向齒圈的驅(qū)動(dòng)彈簧的載荷，從而可以防止增大螺線管的尺寸。即，可以在不增大螺線管的尺寸的情況下縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間。此外，在小齒輪與齒圈已經(jīng)成功地嚙合之后，起動(dòng)器特性被切換成低扭矩高速特性，發(fā)動(dòng)機(jī)以該低扭矩高速特性起動(dòng)。這可以縮短自起動(dòng)器初始致動(dòng)時(shí)起直到發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的經(jīng)過時(shí)間。特別地，在具有怠速停止系統(tǒng)或自動(dòng)起停系統(tǒng)的車輛中，可以縮短自起動(dòng)器初始致動(dòng)時(shí)起直到發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)的經(jīng)過時(shí)間，從而可以有助于增強(qiáng)車輛的駕駛員或其他乘客的舒適度。
【附圖說明】
[0011]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的示意性圖示；
[0012]圖2為示出了在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)器電流和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的時(shí)間變化性的波形圖；以及
[0013]圖3為圖2的一部分的放大圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)在將僅通過示例并且參照附圖對(duì)一些實(shí)施方式進(jìn)行描述。
[0015](第一實(shí)施方式)
[0016]如圖1中所示，第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置為慣性接合式起動(dòng)器1、構(gòu)造成經(jīng)由起動(dòng)器繼電器2、3來控制起動(dòng)器I的操作的控制器(下文成為電子控制單元(E⑶))4、以及構(gòu)造成對(duì)起動(dòng)器I的輸出特性(下文稱為起動(dòng)器特性)進(jìn)行切換的起動(dòng)器特性切換機(jī)構(gòu)(之后描述)。
[0017]起動(dòng)器I包括馬達(dá)5、輸出軸7、小齒輪9、電磁螺線管裝置10 (之后描述)和其他部件，馬達(dá)5構(gòu)造成產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由可變級(jí)減速器6 (之后描述)傳遞至輸出軸7，小齒輪9構(gòu)造成將馬達(dá)5的驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞至發(fā)動(dòng)機(jī)的齒圈8。
[0018]馬達(dá)5為帶刷直流(DC)馬達(dá)，該帶刷直流(DC)馬達(dá)包括由設(shè)置在軛狀件11的內(nèi)周緣上的永磁體形成的場(chǎng)元件、具有設(shè)置在電樞軸上的換向器13的電樞14、構(gòu)造成在電樞14旋轉(zhuǎn)時(shí)在換向器13的外周緣上滑動(dòng)的刷15、以及其他部件。場(chǎng)元件可以為代替永磁體12的由磁場(chǎng)繞組形成的纏繞場(chǎng)式場(chǎng)元件。
[0019]輸出軸7與電樞軸14a通過可變級(jí)減速器6共軸地設(shè)置。輸出軸7的與馬達(dá)5相反的軸向端部部分通過起動(dòng)器殼體17經(jīng)由軸承16支承。
[0020]小齒輪9以直線的方式花鍵聯(lián)接至離合器18的內(nèi)管18a的外周緣，并且小齒輪9被小齒輪彈簧19迫壓朝向內(nèi)管18a的遠(yuǎn)端(例如，圖1中的內(nèi)管18a的左手側(cè)端部部分)而與附接在內(nèi)管18a的遠(yuǎn)端處的小齒輪止動(dòng)件20接觸。
[0021]離合器18用作以螺旋的方式花鍵聯(lián)接至輸出軸7的外周緣以將馬達(dá)扭矩傳遞至小齒輪9、但在小齒輪9由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)中斷自小齒輪9至輸出軸7的扭矩傳遞的單向離合器。
[0022]電磁螺線管裝置10包括螺線管SLl和螺線管SL2，該螺線管SLl用于將小齒輪9與離合器18經(jīng)由與柱塞21的運(yùn)動(dòng)結(jié)合的變速桿22 —體地推動(dòng)，該螺線管SL2用于與柱塞23的運(yùn)動(dòng)結(jié)合以斷開和閉合主接觸件。
[0023]主接觸件包括一對(duì)靜止的接觸件并且包括可移動(dòng)的接觸件，所述一對(duì)靜止的接觸件經(jīng)由兩個(gè)端子螺栓25、26電連接至通電路徑以用于將來自電池24的電力提供至馬達(dá)5，該可移動(dòng)的接觸件用于與柱塞23的運(yùn)動(dòng)結(jié)合以電氣地?cái)嚅_和閉合所述一對(duì)靜止的接觸件。
[0024]端子螺栓25、26緊固至覆蓋電磁螺線管裝置10的近端部分(例如，圖1中的電磁螺線管裝置10的右手側(cè)端部部分)的樹脂蓋27。端子螺栓25經(jīng)由電池線28電連接至電池24的正極端。端子螺栓26經(jīng)由馬達(dá)引線29電連接至正極刷15。
[0025]現(xiàn)在將論述本實(shí)施方式的起動(dòng)器特性切換機(jī)構(gòu)。起動(dòng)器特性切換機(jī)構(gòu)包括可變級(jí)減速器6和模式轉(zhuǎn)換器30，該模式轉(zhuǎn)換器30構(gòu)造成將可變級(jí)減速器6的操作模式在延遲模式與非延遲模式之間進(jìn)行切換。
[0026]可變級(jí)減速器6可以包括已知的行星減速器。在可變級(jí)減速器6的延遲模式中，限制了行星減速器的內(nèi)齒齒輪(未示出)的旋轉(zhuǎn)。在可變級(jí)減速器6的非延遲模式中，沒有限制行星減速器的內(nèi)齒齒輪的旋轉(zhuǎn)。模式轉(zhuǎn)換器30包括例如馬達(dá)致動(dòng)器(未示出)，并且模式轉(zhuǎn)換器30構(gòu)造成結(jié)合馬達(dá)致動(dòng)器的操作將可變級(jí)減速器6的操作模式從延遲模式切換成非延遲模式，或者從非延遲模式切換成延遲模式。
[0027]在延遲模式中，限制了內(nèi)齒齒輪的旋轉(zhuǎn)。因此，可變級(jí)減速器6用作標(biāo)準(zhǔn)的減速器。即，馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)速度由可變級(jí)減速器6減小以被傳遞至輸出軸7。
[0028]在非延遲模式中，行星減速器的內(nèi)齒齒輪的旋轉(zhuǎn)沒有被限制以能夠以不受限制的方式旋轉(zhuǎn)。因此，可變級(jí)減速器6沒有用作減速器。S卩，當(dāng)馬達(dá)5旋轉(zhuǎn)時(shí)，可變級(jí)減速器6的構(gòu)成齒輪(例如，內(nèi)齒齒輪、行星齒輪和太陽齒輪)彼此一體地旋轉(zhuǎn)。因此，馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)在沒有被可變級(jí)減速器6減小的情況下傳遞至輸出軸7。S卩，起動(dòng)器特性通過將操作模式設(shè)定為延遲模式的可變級(jí)減速器6而設(shè)定為高扭矩低速特性，并且通過將操作模式設(shè)定為非延遲模式的可變級(jí)減速器6設(shè)定為低扭矩高速特性。
[0029]現(xiàn)在對(duì)起動(dòng)器I的操作、特別地對(duì)在發(fā)動(dòng)機(jī)從發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停止重新起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)以低扭矩高速特性起動(dòng)的操作進(jìn)行解釋。
[0030]E⑶4配置成在接收發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)的請(qǐng)求時(shí)打開起動(dòng)器繼電器2并且隨后打開起動(dòng)器繼電器3。
[0031]當(dāng)螺線管SLl通過打開起動(dòng)器繼電器2激活時(shí)，小齒輪9與離合器18經(jīng)由變速桿22沿逆著馬達(dá)的方向(例如，圖1中的右至左的方向)一體地被推動(dòng)。當(dāng)小齒輪9和齒圈8處于未嚙合狀態(tài)時(shí)，小齒輪9的齒的軸向端面與齒圈8的齒的軸向端面彼此抵接。
[0032]其后，當(dāng)螺線管SL2通過打開起動(dòng)器繼電器3激活時(shí)，主接觸件閉合，并且馬達(dá)5由電池24通電以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)速度由可變級(jí)減速器6減小。馬達(dá)5的被減小的旋轉(zhuǎn)傳遞至輸出軸7，并且又從輸出軸7經(jīng)由離合器18傳遞至小齒輪9。當(dāng)小齒輪9與齒圈8在小齒輪9旋轉(zhuǎn)期間以嚙合的狀態(tài)匹配時(shí)，小齒輪的齒被推到齒圈8的相鄰齒的相應(yīng)的對(duì)中。小齒輪9和齒圈8因此成功地彼此嚙合。因此，馬達(dá)扭矩從小齒輪9傳遞至齒圈8以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0033]可變級(jí)減速器6構(gòu)造成從起動(dòng)器I的初始致動(dòng)時(shí)起至少直到小齒輪9與齒圈8成功地嚙合為止處于延遲模式。在小齒輪9與齒圈8成功地嚙合之后，可變級(jí)減速器6被切換成非延遲模式。即，如圖2中所示，起動(dòng)器特性在自螺線管SLl初始通電直到小齒輪9與齒圈8成功地嚙合為止設(shè)定為一段時(shí)間間隔(圖2中的tl)的高扭矩低速特性。在小齒輪9與齒圈8已經(jīng)成功地嚙合之后的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)期間，起動(dòng)器特性設(shè)定成低扭矩高速特性。
[0034]何時(shí)將起動(dòng)器特性從高扭矩低速特性切換成低扭矩高速特性可以通過作為正時(shí)控制器的計(jì)時(shí)回路31來設(shè)定，該計(jì)時(shí)回路31構(gòu)造成控制起動(dòng)器特性切換機(jī)構(gòu)6、30在何時(shí)切換起動(dòng)器特性(見圖1)。更具體地，自螺線管SL