[发明专利]发动机起动设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机起动设备，其能够在发动机停止过程当中使起动器的小齿轮与自由回转的环齿轮接合从而重新起动发动机。

背景技术

给车辆设置怠速停止系统是减少CO₂的重要方法，这是抵制全球变暖的对策之一。怠速停止系统是例如当车辆在十字路口因停止信号而停下或因交通堵塞等原因而驻车时停止向发动机喷射燃料从而自动停止发动机的系统。

常规怠速停止系统已被构造成在车辆已完全停下之后自动停止发动机。为了进一步提高减少CO₂的效果，延长发动机停期是有效的。延长发动机停期可具体通过在车速耗尽之前(即，在车辆停下之前的减速期间)停止发动机的系统来实现，这是从在车辆已完全停下之后停止发动机的常规系统转变而来的。可以预期的是，与通常使用的怠速停止系统相比，延长发动机停期的这种系统可显著提高减少CO₂的效果。

然而，这种系统在于发动机已进入发动机停止过程之后可能重新起动发动机上出现问题。具体地，在常规起动器中，起动器的小齿轮无法与发动机的环齿轮接合，除非发动机完全停止。这意味着，在使用常规起动器重新起动发动机的情况下，从发动机已进入发动机停止过程的时点直至发动机完全停止的时点，无法重新起动发动机。可能存在例如这种情况：在十字路口交通灯是红灯并且车辆相应地减速继而输出停止命令以使发动机能够进入发动机停止过程，然后交通灯迅速变成绿灯。在这种情况下，常规起动器无法立即重新起动发动机，这会给后面的车辆带来麻烦并造成用户的心理负担。因此，为了在车辆正减速时使用怠速停止功能，必须在发动机处于发动机停止过程中时使得能够重新起动发动机。

为了在发动机停止过程中实现重新起动，需要起动器的小齿轮与旋转中的环齿轮接合。在WO 2007/101770中公开了作为一种实现这种重新起动的方法的技术。具体地，该专利文献公开了一种使用起动装置重新起动发动机的方法，该起动装置包括：第一RPM检测装置，其检测环齿轮的转数；第二RPM检测装置，其检测起动器小齿轮的转数或者马达的转数；以及马达回转控制驱动器，其控制马达的转数。在该起动装置中，由马达回转控制驱动器基于由第一和第二RPM检测装置检测的转数来控制小齿轮的转数，以便与环齿轮的转数同步。结果，使小齿轮与环齿轮接合。

在将彼此远离的齿轮变成彼此接合的情况下，WO 2007/101770中公开的方法(使小齿轮的转数与环齿轮的转数同步从而在齿轮之间建立接合的方法)是一种理想方法。但是，该方法所具有的大问题在于需要控制马达转数的马达回转控制驱动器。通常，使用作为控制元件的MOS晶体管来作为马达回转控制驱动器以进行电压控制(例如，脉冲宽度控制，即所谓的PWM控制)。然而，尽管输出大，但是起动器马达的电压低(通常12V)。因此，这使得必须使用具有超过500A的大电流容量的MOS晶体管，结果成本大大地增高。

另外，实现小齿轮转数与环齿轮转数之间的同步可能要求对转数进行反馈控制。结果，这种同步将花费长时间。所以，在很多情况下，存在不可能在发动机正减速的很短的时间内完成同步的问题。

发明内容

本发明是针对上述问题做出的并且其目的在于提供一种车载发动机起动设备，该设备能够在发动机停止过程的短时间中使起动器小齿轮与处于回转减小状态的发动机环齿轮接合，从而重新起动发动机。

为了实现该目的，提供了一种发动机起动设备，所述设备包括：电动马达，其接收电流以产生旋转力；输出轴，其具有外周表面并在所述旋转力的作用下旋转；单向离合器，其螺旋花键配合至所述输出轴的外周表面；小齿轮，其经由所述单向离合器接收所述旋转力；小齿轮推动装置，其与所述单向离合器一起将所述小齿轮推向发动机的环齿轮，所述单向离合器具有怠速转矩，所述怠速转矩小于当所述小齿轮被推至所述环齿轮时所述环齿轮试图转动所述小齿轮的转矩；电流开关装置，其接通/断开供给至所述马达的电流。所述设备还包括：转数检测装置，其检测所述环齿轮的转数；以及控制装置。当由所述转数检测装置检测的所述环齿轮的转数大于所述小齿轮从所述马达的回转速度获得的转数时并且当所述环齿轮的转数与所述小齿轮的转数之间的相对转数为期望值时，所述控制装置使所述小齿轮推动装置能够操作。该控制装置能够控制所述小齿轮推动装置与所述电流开关装置独立于彼此的操作。