具有浪涌电流减小单元的发动机起动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及发动机起动装置，其中，该发动机起动装置配备有浪涌电流减小单元以减小当电动马达被通电时由电动马达汲取的浪涌电流。
【背景技术】
[0002]通常，当起动发动机时过大的浪涌电流流过发动机起动机的电动马达将导致蓄电池处的端电压大幅下降，这样会导致安装在车辆中的电子控制单元(ECU)被重置或螺线管致动器的操作不稳定。为了减小流过电动马达的浪涌电流，日本特许首次公报N0.2009-224315教示了在通向电动马达的供电线路中安装具有内置的电阻器的ICR(浪涌电流减小)继电器。
[0003]用于在汽车的怠速停止系统(也称作自动发动机停止/重新起动系统)中使用的发动机起动机需要使重新起动发动机所耗费的时间(下文中也被称作发动机重新起动时间)最小化以确保驾驶员或乘客的舒适度。缩短发动机重新起动时间可以通过增大发动机通过曲柄起动时的速度来实现。为了实现以上所述并且确保发动机在低温下一一在低温下，发动机的机械摩擦通常是较高的一一的起动性能，必须在发动机起动机中使用大尺寸、高功率的电动马达。
[0004]在不使用大尺寸、高功率的电动马达的情况下通过曲柄起动发动机时的速度的增大可以通过在高速模式与高扭矩模式之间切换安装在发动机起动机中的电动马达的操作特性来实现。例如，日本特许首次公报N0.2004-197719公开了如下技术:使用配备有由串联绕组和并联绕组构成的场线圈的电动马达，并且通过ECU在高速模式与高扭矩模式之间切换而控制流过并联绕组的场电流。
[0005]然而，当发动机起动机被置于高速模式下来起动发动机时，由发动机起动机输出的扭矩通常是低的，因此导致当发动机活塞首次经过上止点时流过电动马达的电流大幅增大。如图3中所示，该电流可超过通过ICR继电器减小过的浪涌电流值，因此遇到了浪涌电流的水平未保持在允许水平以下的缺点。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的是提供一种发动机起动装置的改进结构，其设计成减小起动发动机消耗的时间并且保持流过电动马达的浪涌电流的水平低于期望的水平。
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种用于发动机的发动机起动装置，该发动机起动装置包括:(a)起动机，该起动机用于使用由电动马达产生的扭矩来起动发动机；(b)浪涌电流减小单元，该浪涌电流减小单元用于减小当电动马达被通电时流过电动马达的浪涌电流；以及(c)起动机模式开关，该起动机模式开关用于使起动机特性、即起动机的输出特性至少在低扭/高速模式与高扭/低速模式之间连续地或选择性地变化。起动机模式开关至少在起动机被致动之后发动机的活塞首次经过上止点并且发动机摩擦已经刚好最大化时，将起动机置于高扭/低速模式以通过曲柄起动发动机。
[0008]“发动机的活塞首次经过上止点时”的表述意为在发动机中的活塞的压缩行程期间活塞经过上止点的转变时期。“发动机摩擦已经刚好最大化时”的表述意为在发动机的压缩行程期间当活塞到达上止点的时刻。
[0009]当发动机起动时过大的浪涌电流流过电动马达将导致电池的电压降的问题将通过使用浪涌电流减小单元得到缓解。然而，当低扭/高速起动机用于缩短起动发动机所需的时间时，过低程度的扭矩会导致当活塞经过上止点时流过起动机的电动马达的电流的值高于通过浪涌电流减小单元减小过的浪涌电流的值。因此将不会获得期望由浪涌电流减小单元提供的最大效果，这导致了如下风险:一些缺点由于电池处的电压降而产生，比如ECU的重置或安装在车辆中的螺线管的操作的不稳定。
[0010]为了缓解上述问题，发动机起动装置用于至少在起动机被致动之后发动机的活塞首次经过上止点并且发动机摩擦已经刚好最大化时将起动机置于高扭/低速模式，即，使发动机以低速旋转以产生较高程度的扭矩。这样使得在发动机摩擦最大化时的时刻流过起动机的电动马达的电流值减小。
[0011]在压缩行程期间当活塞经过上止点时，换句话说，当发动机摩擦最大化时，流过电动马达的电流值的减小使得起动发动机消耗的电力减少并且提高了车辆的燃料经济性。
【附图说明】
[0012]根据下文给出的详细描述并且根据本发明的优选实施方式的附图将更充分地理解本发明，然而，这些详细描述和附图不应理解为将本发明局限于【具体实施方式】，而仅用于解释和理解的目的。
[0013]在附图中:
[0014]图1为示出了根据第一实施方式的发动机起动装置的局部纵向截面图；
[0015]图2为示出了在第一实施方式中当发动机起动时马达电流和发动机转速的变化的波形图；以及
[0016]图3为示出了当使用常规的低扭/高速起动机起动发动机时马达电流和发动机转速的变化的波形图。
【具体实施方式】
[0017]参照附图，其中，在若干附图中相同的附图标记指代相同的部件；特别参照图1，其示出了根据实施方式的发动机起动装置。发动机起动装置包括发动机起动机1、控制器4、浪涌电流减小单元5以及起动机特性选择器(将在下面详细描述)。控制器4由电子控制单元(EUC)实现并且用于通过起动机继电器2和3控制发动机起动机1的操作。浪涌电流减小单元5安装在起动机1的起动电路中。起动机特性选择器被设计成连续地或至少在两种模式之间改变起动机1的输出特性(下文中也称作起动机特性)。
[0018]起动机1由稍后将详细描述的电动马达6、输出轴8、小齿轮10以及电磁螺线管装置11构成。电动马达6用于当被通电时产生扭矩。扭矩通过稍后将详细描述的可变速减速器7传递至输出轴8。小齿轮10将由马达6产生的扭矩输出至齿圈9，该齿圈9联接至发动机200，比如内燃发动机。
[0019]马达6由有刷DC (直流)马达实现，其包括励磁系统、电枢15和电刷16。励磁系统由轭12和布置在轭12的内周上的永磁体13构成。电枢15具有设置在其轴线上的整流器14。电刷16坐落在整流器14的外周上以能够随着电枢15的旋转而滑动。励磁系统可替代性地由励磁绕组而不是永磁体13构成。
[0020]输出轴8通过可变速减速器7与马达6的电枢轴15a同轴地设置。输出轴8具有远离马达6的一端，并且由起动机壳体18通过轴承17保持在这一端。
[0021]小齿轮10通过花键直接地接合内管19a的外周。内管19a为离合器19的一部分。小齿轮10被小齿轮弹簧20朝向内管19a的顶部(S卩，在图1中观察为向左方向)迫压以接触小齿轮止挡件21。
[0022]离合器19通过螺旋花键接合输出轴8的外周并且用作单向离合器，该单向离合器将由马达6产生的转矩传递至小齿轮10，并且当小齿轮10通过发动机200而旋转时阻止扭矩从小齿轮10传递至输出轴8。
[0023]电磁螺线管装置11配备有螺线管SL1和螺线管SL2。螺线管SL1用于通过移位杆23使柱塞22移动以将小齿轮10与离合器19推在一起。螺线管SL2用于使柱塞24移动以打开或关闭主触头(稍后将详细描述)。
[0024]主触头包括活动触头和一对固定触头。固定触头通过两个端子螺栓26和27连接至供电路径，通过该供电路径将电力从电池25供给至马达6。活动触头通过柱塞24的移动而移动以电气地关闭或打开固定触头。
[0025]端子螺栓26和27被固定至树脂盖28，该树脂盖28覆盖电磁螺线管装置11的后端(即图1中的右端)。端子螺栓26通过电池线缆29连接至电池25的正极端子。端子螺栓27通过马达导线30连接至正极电刷16。
[0026]浪涌电流减小单元5由电阻器和电磁继电器构成。电阻器设置在用于电池6的供电路径中，即电池线缆29中。电磁继电器具有继电器触头，这些继电器触头与电阻器平行地设置在电池线缆29中。电磁继电器用于对安装在其中的电磁体进行通电或断电以关闭或打开继电器触头。当继电器触头打开时，端子螺栓26通过电阻器与电池25接触。替代性地，当继电器触头关闭时，端子螺栓26绕过电阻器并且直接地与电池2