用于起动内燃机的系统的制作方法

专利名称：用于起动内燃机的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于起动内燃机的发动机起动系统。更具体地，本发明涉及被设计成 当在发动机自动停止任务已经应用于内燃机之后发生发动机重新起动请求时重新起动内 燃机的这种发动机起动系统。
背景技术：
在警惕全球变暖对策中，传统上有效的C02消减措施之一是将怠速减速系统安装 到机动车辆中。这种安装在机动车辆中的怠速减速系统被设计成在机动车辆例如在交通灯 下或交通拥堵下临时停止时切断燃料喷射到内燃机中，从而自动地停止简称为“发动机”的 内燃机。在发动机停止后，怠速减速系统被设计成当响应于驾驶员操作而发生发动机重新 起动请求时激活起动机以起动机动车辆，从而重新起动发动机。例如，驾驶员的操作是制动 释放操作、变速杆换档操作到驱动范围等等。这些怠速减速系统减少了机动车辆的怠速状 态，从而使得燃料成本和废气排放减少。常规的起动机通常包括螺线管开关(螺线管开关)。螺线管开关被设计成将柱 塞磁性地拉入螺线管中，从而可滑动地沿联接到马达的输出轴移动小齿轮，使得小齿轮与 发动机的齿圈接合。柱塞的拉入冲程使得马达激励开关(继电器)导通，以便小齿轮通过 马达而与齿圈一起旋转，从而起动发动机。其中一个常规的起动机在日本专利申请公开号 H05-180130 中公开。在这些起动机中，为了使小齿轮与平稳地齿圈接合，将大量的润滑脂如润滑剂放 入这些部件的可滑动接触部分上以移动小齿轮。然而，润滑脂的较大粘性增大了在诸如寒冷区域的低温环境下可滑动接触部分之 间的阻力。起动机的可滑动部分之间的阻力的增大增加了使小齿轮与齿圈的接合所用的时 间。换句话说，起动机根据其使用环境在使其小齿轮与其齿圈彼此接合上花费不同的时间。 起动机中用于使小齿轮与齿圈接合所用的时间在下文中将被称作“小齿轮接合时间”。在装备有怠速减速系统的机动车辆中，频繁的发动机自动停机以及重新起动增加 了起动机的使用频率，从而导致小齿轮和齿圈之间的接合次数增加。因为这个原因，小齿轮 和齿圈中每个的磨损可能增加，从而导致齿轮表面的摩擦系数改变以及小齿轮的移动冲程 改变。具体地，由于起动机的使用环境，起动机的小齿轮接合时间存在变化。另外，由于 起动机的类型，其小齿轮接合时间也存在变化。由于它们的使用环境和/或类型，这些变化会导致移位小齿轮邻接齿圈时的正时 发生变化，并且导致小齿轮通过起动机之间的马达所传递的扭矩使得小齿轮随齿圈一起转 动时的正时发生变化。在后文中，前一个正时将被称作“小齿轮邻接正时”，后一个正时将被 称作“小齿轮转动正时”。因为这个原因，常规的起动机均被设计成确保小齿轮邻接正时和小齿轮转动正时之间的预定时差，以便防止小齿轮邻接正时早于小齿轮转动正时。换句话说，常规的起动机 均被设计成确保小齿轮邻接正时和小齿轮转动正时之间的预定时差，以便防止在小齿轮邻 接到齿圈上之前马达与齿圈一起转动。该时差在下文中将被称作“安全时间”。

发明内容
本发明人已经发现在常规的起动机中存在一些问题。如上所述，常规的起动机包括螺线管开关。这些常规起动机的螺线管开关执行小齿轮的移动和开关的打开/闭合，以便激励
/去激励马达。具体而言，参考图11，安装在机动车辆中的常规起动机的螺线管开关包括螺线管 120、柱塞130、变速杆135、小齿轮140、继电器(开关)150以及马达160。当点火钥匙100由驾驶员从点火位置改变到起动位置时，螺线管120由电池110 激励，使得柱塞130以预定的第一冲程拉入螺线管120内。柱塞130的拉入冲程使变速杆 135绕枢转点PI枢转，使得小齿轮140移动到齿圈170，从而邻接到齿圈170上。在小齿轮邻接正时，低电压施加到马达160，以便通过马达160产生低扭矩；该低 扭矩允许小齿轮140缓慢地旋转到小齿轮140可与齿圈170接合的位置。这使得柱塞130 进一步以预定的第二冲程拉入螺线管120内，使得小齿轮140与齿圈170啮合。此时，高电 压施加到马达160，使得通过马达160产生高扭矩；该高扭矩使小齿轮140在小齿轮转动正 时与齿圈170 —起旋转。也就是说，在包括螺线管开关的常规起动机中，小齿轮邻接正时和小齿轮转动正 时之间的安全时间根据柱塞130的第二冲程固定地确定。让我们考虑使用这种包括螺线管开关的常规起动机的怠速减速系统。如上所述，当机动车辆临时停止时，通过怠速减速系统执行燃料喷射的断开。为 此，与响应于驾驶员的点火钥匙的操作而起动发动机的情况相比，在燃料喷射断开后起动 机的起动需要更及时。不管更快速的重新起动要求，当根据驾驶员的点火钥匙的操作来起动发动机时所 确定的安全时间与当燃料喷射已由怠速减速系统切断后重新起动发动机所确定的安全时 间彼此相同。因而，驾驶员会感觉到发动机的重新起动是慢的，导致驾驶员的驾驶感觉恶 化。考虑到上文所提的环境，本发明寻求提供被设计成解决至少一个上述问题的起动 机。具体地，本发明旨在提供发动机起动系统，各个起动系统被设计成改善响应于发 生发动机重新起动请求的发动机重新起动，从而满足更快速的重新起动要求。根据本发明的一方面，提供一种发动机起动系统，所述发动机起动系统响应于起 动机开关的导通和在发动机自动停止任务已经应用到内燃机之后发动机重新起动请求的 发生中的任何一个来起动内燃机。所述内燃机具有第一输出轴，齿圈联接到所述第一输出 轴。所述发动机起动系统包括具有第二输出轴的马达，小齿轮联接到所述第二输出轴，并 在被激励时可操作以使第二输出轴旋转。所述发动机起动系统包括螺线管致动器，螺线管 致动器包括第一螺线管并连接到所述小齿轮。所述螺线管致动器被构造成当响应于所述起动机开关的导通和所述发动机重新起动请求的发生中的任何一个而在第一正时激励所 述第一螺线管时，使所述小齿轮移动到所述齿圈，以便与所述齿圈接合。所述发动机起动系 统包括螺线管开关元件，所述螺线管开关元件具有第二螺线管并被构造成当所述第二螺 线圈被激励时，激励所述马达。所述发动机起动系统包括确定器，所述确定器被构造成确 定在所述第一正时之后激励所述第二螺线管的第二正时，使得当所述第一正时响应于所 述起动机开关的导通时从所述第一正时到所述第二正时的第一延迟时间不同于当所述第 一正时响应于所述发动机重新起动请求的发生时从所述第一正时到所述第二正时的第二 延迟时间；根据本发明的一方面的发动机起动系统被设计成分立地调节当所述第一正时响 应于所述起动机开关的导通时从所述第一正时到所述第二正时的所述第一延迟时间以及 当所述第一正时响应于所述起动机重新起动请求的发生时从所述第一正时到所述第二正 时的所述第二延迟时间。因此，可以确定对于起动机开关导通来说适当的第一延迟时间和 对于发动机重新起动请求发生来说适当的第二延迟时间。这改善了响应于发动机重新起动 请求发生的发动机重新起动，从而满足了在发动机自动停止任务已经应用到内燃机后更快 速地重新起动内燃机的需求。根据本发明的可选方面，提供一种发动机起动系统，所述发动机起动系统响应于 起动机开关的导通和在发动机自动停止任务已经应用到内燃机之后发动机重新起动请求 的发生中的任何一个来起动内燃机。所述内燃机具有第一输出轴，齿圈联接到所述第一输 出轴。所述发动机起动系统包括具有第二输出轴的马达，小齿轮联接到所述第二输出轴， 并在被激励时可操作以使第二输出轴旋转；包括第一螺线管并连接到所述小齿轮的螺线管 致动器，所述螺线管致动器被构造成当响应于所述起动机开关的导通和所述发动机重新 起动请求的发生中的任何一个而在第一正时激励所述第一螺线管时，使所述小齿轮移动到 所述齿圈，以便与所述齿圈接合。所述发动机起动系统包括螺线管开关元件，所述螺线管 开关元件包括第二螺线管并被构造成当所述第二螺线圈在第二正时被激励时激励所述马 达；以及传感器，所述传感器可操作以直接地或间接地测量所述内燃机的第一输出轴的转 速。所述发动机起动系统包括控制器，所述控制器被构造成当所述第一正时响应于发生所 述发动机重新起动请求时，根据所述传感器所测量到的内燃机的所述第一输出轴的转速， 可变地控制从所述第一正时到所述第二正时的延迟时间。根据本发明的可选方面的发动机起动系统的配置可以确定对于发动机重新起动 请求发生来说适当的延迟时间。这改善了响应于发动机重新起动请求的发生的发动机重新 起动，从而满足了在发动机自动停止任务已经应用到内燃机后更快速地重新起动内燃机的需求。根据本发明的可选方面的发动机起动系统的配置还可以确定对于在发动机重新 起动请求发生时所测量到的内燃机的第一输出轴的转速来说适当的第二延迟时间。


从根据参考附图对实施例的如下描述，本发明的其他目的和方面将变得显而易 见，其中图1是根据本发明第一实施例的起动机的局部轴向剖视图2是根据第一实施例的发动机起动系统的电路图；图3是示意性地示出用于正常起动图2所示的内燃机的起动机中的小齿轮驱动电 压、马达电流和马达RPM中每个相对于时间的曲线图；图4是示意地示出根据第一实施例的由图2所示的ECU所执行的发动机重新起动 程序的流程图；图5是示意性地示出根据第一实施例的用于重新起动内燃机的起动机中的小齿 轮驱动电压、马达电流和马达RPM中每个相对于时间的曲线图的示例；图6是示意性地示出根据第一实施例的用于重新起动内燃机的起动机中的小齿 轮驱动电压、马达电流和马达RPM中每个相对于时间的曲线图的另一示例；图7是示意性地示出根据第一实施例的在发动机自动停止任务应用到内燃机之 后内燃机的曲轴转速随时间变化的曲线图的示例；图8是根据本发明第二实施例的发动机起动系统的电路图；图9是示意性地示出根据第一实施例和第二实施例中每个的接合传感器的示例 的视图；图10是根据本发明第一实施例的起动机的变形的局部轴向剖视图；以及图11是常规起动机的电路图。
具体实施例方式在下文中将参考附图描述本发明的实施例。在实施例中，实施例之间相同参考字符所指定的相同部件在冗长的描述中被省略 或被简化。第一实施例参考图1至图6，根据本发明第一实施例的发动机起动系统SS安装在例如机动车 辆的发动机舱中。发动机起动系统SS起怠速减速系统作用，以自动地停止内燃机(被称作 “发动机”)EN并重新起动发动机EN。发动机起动系统SS包括用于起动发动机EN的起动机1以及用于在发动机EN起 动时控制起动机1的操作的电子控制单元(ECU)2。发动机起动系统SS还包括第一驱动继 电器23、电池25、第二驱动继电器35、延迟电路36、第一二极管40和第二二极管41。参考图1，起动机1包括前壳(前框架)la、端壳(端框架)lb、马达3、输出轴4、具 有变速杆7的电磁(螺线管)致动器8以及马达激励开关9。参考图1和图2，马达3包括外环形磁轭3a，磁轭3a自两个轴向端通过前壳la和 端壳lb贯穿螺拴lc紧固住。马达3的前壳la和端壳lb以及磁轭3a构成马达3 (起动机 1)的壳体。另外，马达3包括位于磁轭3a内的多个场元件10，例如多个永磁体，以便磁轭3a 防止永磁体的磁力从磁轭3a中漏出。马达3包括位于场元件10内部的环形电枢(转子)11 和输出轴3b，并且在其之间具有间隙。该输出轴3b具有外圆周表面，在该外圆周表面上安 装有电枢11。环形电枢11在其一个轴向端处设置有由多个整流子片组成的环形整流子CM。例 如，环形电枢11包括分别电连接到多个整流子片10的多个电枢线圈。
马达3包括例如由一对电刷弹簧BS驱动的一对电刷12，使得每一个电刷12与多 个整流子片中的至少一个形成恒定地邻接。当电功率施加在电刷12上时，电刷12和多个整流子片在多个电枢线圈的至少一 些上提供电流，使得多个电枢线圈中的每个产生磁极交替变化的磁场。电枢11所产生的磁 场和场元件10所产生的磁场产生转矩，该转矩使电枢11相对于场元件10旋转，从而转动 输出轴3b。起动机1还包括同轴安装在输出轴3b的一端上的减速机构RM。减速机构RM被设 计成传递输出轴3b的转矩，同时减小输出轴3b的转速，从而增加转动输出轴4的转矩。例如，作为减速机构RM，使用行星齿轮组机构。行星齿轮组机构RM包括例如安装 在输出轴3b的一端上的中心太阳齿轮、环形内齿轮、环绕中心太阳齿轮的两个或多个行星 齿轮、以及具有与行星齿轮依次啮合的内齿轮的行星架；该行星架一体地安装在输出轴4 上。行星齿轮组机构RM被构造成将中心太阳齿轮的转动转变成各行星齿轮绕中心太 阳齿轮的转动，从而使行星架与输出轴4 一起转动，同时相比较输出轴3b而言增加了输出 轴4的转矩。起动机1包括由离合器13和小齿轮6组成的可移动小齿轮元件PM。如图1所示，离合器13由圆柱形花键套13a、环形离合器外部13b、圆柱形离合器 内部13c、辊子13d、轴承14a和辊子弹簧(未示出)组成。花键套13a以螺旋花键配合方式安装在输出轴4的外表面上，以便与输出轴4 一 起轴向可移动和可转动。离合器外部13b具有比花键套13a的直径大的直径并可从花键套 13a延伸。离合器内部13c与离合器外部13b相对地安装在输出轴4的外周缘上，以便经由 轴承14a可转动和可轴向移动。花键套13a分别在其内周缘和离合器内部13c的外周缘之 间形成多个凸轮室、和与多个凸轮室分别连通的多个弹簧室；多个辊子13d分别安装在多 个室内。凸轮室中每个例如在其周向方向上具有大体上楔形形状，使得其一个周缘端比其 他周缘端更窄。多个弹簧中的每一个位于多个弹簧室中的相应一个中，以便多个辊子13d 中的相应一个朝多个凸轮室中的相应一个的较窄端推进。离合器内部13c在输出轴4的轴向方向上以远离马达3的方式延伸，以形成具有 外周缘的圆柱形内管，小齿轮6以花键配合方式安装在该外周缘上。这使得小齿轮6在输 出轴4的轴向方向上与离合器内部13c —起可移动，并经由轴承14b随其一起转动。离合器13被设计成单向离合器，其可操作以将自离合器外部13b (马达3)提供的 转动运动经由多个辊子13d传递到离合器内部13c (小齿轮6)，而不将离合器内部13c (小 齿轮6)提供的转动运动传递到离合器外部13b (马达3)。 螺线管致动器8可操作以致动变速杆7，从而在输出轴4的轴向方向上移动可移动 的小齿轮元件PM。马达激励开关9可操作以选择马达3的激励和去激励。
参考图1，根据第一实施例的螺线管致动器8和马达激励开关9分别包括第一螺线 管15和第二螺线管16，第一螺线管15和第二螺线管16被激励时用作为电磁铁。螺线管致 动器8和马达激励开关9被布置成使得第一螺线管15和第二螺线管16以平行于马达3的轴向方向同轴地排列。另外，螺线管致动器8和马达激励开关9共用位于第一螺线管15和第二螺线管16 之间的固定芯17。螺线管致动器8和马达激励开关9还共享由第一中空圆柱形磁轭(螺线 管磁轭)18和第二中空圆柱形磁轭(开关磁轭)19组成的中空圆柱形磁轭组件Y0，第一中 空圆柱形磁轭18用作为螺线管致动器8的壳体，第二中空圆柱形磁轭19用作为马达激励 开关9的壳体；这些螺线管和开关磁轭18和19连续地形成在与马达3的轴向方向平行的 其相同轴向方向上。具体地，螺线管致动器8和马达激励开关9在它们的相同轴向方向上如此地对齐 以便一体地形成开关组件。开关组件(螺线管致动器8和马达激励开关9)如此布置成平 行于马达3的轴向方向。磁轭组件Y0 (螺线管磁轭18)具有靠近起动机1的前壳la的一个环形端(底部)， 并且磁轭组件Y0(开关磁轭19)具有与该底部相对的开口端。参考图1，前壳la的外周缘端的一部分在马达3的径向方向向外延伸。磁轭组件 Y0的底部在其外周向部分处通过一对双头螺拴(未示出)紧固到前壳la。磁轭组件Y0在 其轴向方向上具有恒定的外直径，并且螺线管磁轭18的内直径小于开关磁轭19的内直径， 使得螺线管磁轭18的壁厚大于开关磁轭19的壁厚。也就是说，磁轭组件Y0在螺线管磁轭 18和开关磁轭19之间的边界处具有内台肩(阶梯台肩)。固定芯17具有大体上圆板状形状。固定芯17的一个圆形表面的边缘坐落在磁轭 组件Y0的内台肩上，使得固定芯17沿磁轭组件Y0的轴向方向定位。首先，在下文中将描述根据第一实施例的螺线管致动器8的结构。参考图1，螺线管致动器8包括螺线管磁轭18、树脂线圈管B1、第一螺线管15、大 体上内部中空圆柱形的柱塞21、固定芯17、回位弹簧26、杆接头27、驱动弹簧(未示出)以 及用于外部连接的第一开关端子22 (参见图2)。线圈管B1具有圆柱形管形，其在相应轴向端具有第一和第二凸缘。线圈管B1在 螺线管磁轭18中安装成以便同轴地在其第一凸缘处同轴地安装在螺线管磁轭18的轴向底 部上、并在其第二凸缘处同轴地安装在固定芯17的边缘的一个外表面上。第一螺线管15 缠绕在线圈管B1的外壁表面上。固定芯17在一个圆形表面的圆形中心部分处形成有以第一直径从其连续延伸的 第一基座；该第一基座朝向磁轭组件Y0的底部同轴地突入线圈管B1内。固定芯17在第一 基座的圆形端表面处还形成有以比第一基座的第一直径小的第二直径从其连续延伸的第 二基座。第二基座朝向磁轭组件Y0的底部同轴地突出，以便提供相对于线圈管B1的内壁 表面的围绕其的第一环形空间。线圈管B1的第二凸缘绕固定芯17的第一基座的外周缘安 装。柱塞21具有大体上圆柱形形状，并在其一端处形成有安装凸台，所述一端面向固 定芯17。柱塞21可滑动地安装在线圈管B1的内部中空部分内，使得其安装凸台面向固 定芯17 ；并且另一端突出通过围绕第一凸缘的线圈管B1的开口端和螺线管磁轭18的环形 底部的内周缘。柱塞21的安装凸台形成有相对于线圈管B1的内壁表面的围绕其的第二环 形空间。回位弹簧26同轴地安装在线圈管B1内，使得其两个轴向端分别安装在第一和第
10二环形空间内。柱塞21由回位弹簧26偏置朝向与固定芯17相反的方向。第一螺线管15的一端电连接到第一端子22 (参见图2)，并且另一端例如通过焊接 联结到例如固定芯17，以便于接地。第一端子22例如设置成通过随后描述的树脂盖向外突 出。布线电连接到第一端子22。该布线电连接到第一驱动继电器23。柱塞21内部形成有大体上圆柱形孔，其底部是安装凸台。杆接头27具有大体上 圆柱形形状，在其一端处具有槽，在另一端处具有凸缘。杆接头27安装在柱塞21的孔内， 使得一端从柱塞21的圆柱形孔的开口端突出，并且凸缘与柱塞21的底部(安装凸台)接 触。挡块(未示出)设计成例如大体上管状弹性元件，并且安装成绕杆接头27的突出 部分的一端；所述一端靠近柱塞21的开口端。变速杆7在其长度方向上具有一端和另一 端。变速杆7的一端可枢转地连接到杆接头27的槽。驱动弹簧在柱塞21的圆柱形孔内并 围绕杆接头27安装成以便弹性地被限制在挡块和杆接头27的凸缘之间。这种构造使杆接 头27偏置朝向柱塞21的底部(安装凸台)。变速杆7的另一端可枢转地联接到可移动的小齿轮元件PM。变速杆7绕位于其长 度方向上大体上中心位置处的枢转点PI转动。当柱塞21在线圈管B1的轴向方向上平行于马达3的轴向方向移动时，变速杆7枢 转，使得可移动小齿轮元件PM在输出轴4的轴向方向上移动。发动机EN放置成使得可移 动小齿轮元件PM的移动允许小齿轮6与直接或间接地联接到发动机EN的曲轴(输出轴) CS的齿圈5接合。在螺线管致动器8的结构中，当激励第一螺线管15时，通过由螺线管磁轭18、柱塞 21和固定芯17组成的第一磁电路产生磁通量。这磁化了固定芯17，使得柱塞21与杆接头 27 一起抵御回位弹簧26的弹力而被拉入第一螺线管15内。当将第一螺线管15去激励时，柱塞21通过回位弹簧26的弹力从第一螺线管15 返回，直到图1所示的初始位置。接下来，在下文中将描述根据第一实施例的马达激励开关9的结构。参考图1，马达激励开关9包括开关磁轭19、中空圆柱形辅助磁轭AY、固定芯17、 树脂线圈管B2、第二螺线管16、可移动芯28、杆38、磁板MP、回位弹簧37、一对固定触点32a 和32b、可移动触点33、B端子螺栓30、M端子螺栓31、接触压力型弹簧39、树脂盖29以及 用于外部连接的第二端子34。线圈管B2具有圆柱形管状形状，并在相应轴向端处具有第一凸缘和第二凸缘。线 圈管B2在开关磁轭19中安装成以便在其第一凸缘处同轴地安装在固定芯17的边缘的外 表面上。第二螺线管16缠绕成围绕线圈管B2的外壁表面。辅助磁轭AY围绕第二螺线管16并且在其之间具有环形间隙而定位成以便安装在 第二磁轭19的内周缘并安装在磁板MP上。也就是说，辅助磁轭AY轴向地设置在磁板MP 上。固定芯17在其另一圆形表面的圆形中心部分处形成有以第三直径从其连续延伸 的第三基座；该第三基座朝向磁轭组件Y0的开口端同轴地突入线圈管B2内。固定芯17在 第三基座的圆形端处还形成有以比第三基座的第三直径小的第四直径从其连续延伸的第 四基座。第四基座朝向磁轭组件Y0的开口端同轴地突出，以便提供相对于线圈管B2的内壁表面的围绕其的第二环形空间。线圈管B2的第一凸缘安装成围绕固定芯17的第三基座 的外周缘。具有大体上环形形状的磁板MP (具有中心圆形通孔)在其一个外环形表面处同轴 地安装在线圈管B2的第二凸缘上并安装在辅助磁轭AY上。也就是说，磁板MP轴向地定位 在辅助磁轭AY上。可移动芯28具有大体上圆柱形形状，并且在其一端处形成有安装凸台。可移动芯 28可滑动地安装在线圈管B2的内中空部分以及磁板MP的圆形通孔内，使得其一端(安装凸台)同轴地面向固定芯17的第四基座，并在它们之间具有间隙； 以及另一端突出通过磁板MP的圆形通孔。可移动铁芯28的安装凸台形成有相对于线圈管B2的内壁表面的围绕其的第二环 形空间。回位弹簧37同轴地安装在线圈管B2内，使得其两个轴向端分别安装在第一和第 二环形空间内。可移动芯28由回位弹簧37偏置朝向与固定芯17相反的方向。第二螺线管16的一端电连接到第二端子34(参见图2)，并且另一端例如通过焊接 联结到例如固定芯17，以便接地。第二端子34例如设置成向外地突出通过树脂盖29。布 线电连接到第二端子34 ；该布线电连接到第二驱动继电器35。可移动芯28在其内形成有大体上圆柱形的孔，孔的底部是可移动芯28的安装凸台。杆38具有大体上圆柱形形状，杆的一端安装在可移动芯28的圆柱形孔内。树脂盖29具有大体上内部中空圆柱形形状，并具有一个开口端和另一端(底部)。 树脂盖29例如安装在开关磁轭19的另一开口端内，以便覆盖其另一开口端。盖29、磁轭组 件Y0、前壳la以及端壳lb构成起动机1的壳体组件。树脂盖29的底部的内表面在其中心形成有圆柱形安装凸台29a，该安装凸台29a 向杆38的另一端轴向地延伸第一预设长度，并同轴地面向它。树脂盖29的底部的内表面在 圆柱形安装凸台40a的两侧处还形成有一对管状螺栓导杆29b和29c。管状螺栓导杆29b 和29c朝向磁板MP轴向地延伸大于第一预设长度的第二预设长度。树脂盖29的底部的外 表面(其对应于管状螺栓导杆29b)在与磁板MP的方向相反的方向上延伸预设长度；该延 伸部分对应于管状螺栓导杆29b的一部分。树脂盖29的一个开口端29d(用作为螺栓导杆29b、29c中每个的一部分)在与树 脂盖29的底部相反的方向上轴向地突出。该突出开口端29d在开关磁轭19的另一开口端 内安装成以便安装在磁板MP的另一环形表面上。这使得树脂盖29轴向地定位在磁板MP 上。突出开口端29d设置有形成在其外周缘内的凹槽。通过使开关磁轭19的另一开口端 卷入该凹槽内而将树脂盖29固定地附接到磁轭组件Y0。可移动触点33具有板状形状，并由诸如铁和铜的导电材料制成。可移动触点33 支撑在杆38的另一端上。B端子螺栓30电连接到电池25的高压侧端子；其低压侧端子接地。B端子螺栓 30具有头部和螺纹部。B端子螺栓30从树脂盖29的内侧插入螺栓导杆29b内，使得大部 分螺纹部分从螺栓导杆29b突出。具有大体上环形板状形状的固定触点32a安装成围绕在B端子螺栓30的头部的一端的外周缘，使得固定触点32a电连接并机械连接到B端子螺栓30，并定位成面向可移动 触点33和可移动芯28。M端子螺栓31电连接到马达3的电刷12中的一个，其他电刷12接地。M端子螺 栓31具有头部和螺纹部。M端子螺栓31从树脂盖29的内侧插入管状螺栓导杆29c内，使 得大部分螺纹部从管状螺栓导杆29c突出。具有大体上环形板状形状的固定触点32b安装成围绕在M端子螺栓31的头部的 一端的外周缘分，使得固定触点32b经由马达电缆MC电连接并机械连接到M端子螺栓31， 并定位成面向可移动触点33和可移动芯28。注意，固定触点32a和B端子螺栓30可单独地制造并彼此集成，或者一体地制造。 同样地，固定触点32b和M端子螺栓31可单独地制造并彼此集成，或者一体地制造。安装凸台29a的第一预设长度和管状螺栓导杆29b、29c中每个的第二预设长度被 确定成使得固定触点32a和32b中每个朝向可移动芯28与坐落在安装凸台29a上的可移 动触点33间隔开。接触压力型弹簧39围绕安装凸台29a的外表面缠绕成以便使坐落在安装凸台29a 上的可移动触点33偏置朝向可移动芯28。在第一实施例中，回位弹簧37的初始负载大于接触压力型弹簧39的负载。因而， 尽管马达激励开关9被去激励，但是可移动触点33通过回位弹簧37的偏置力坐落在圆柱 形安装凸台29a上，并使接触压力型弹簧39处于压缩状态。起动机1包括卷曲垫圈W和螺母N。卷曲垫圈W安装成围绕B端子螺栓30的螺纹 部的突出向上部分，从而卷曲到其上，并且螺母N(参见图1)安装成围绕M端子螺栓31的 螺纹部的突出向上部分，从而固定到其上。这使得安装板55固定地安装在树脂盖40上。在马达激励开关9的结构中，当第二螺线管16被激励时，磁通量通过由开关磁轭 19、辅助磁轭AY、固定芯17、磁板MP和可移动芯28所组成的第二电磁电路产生，从而使得 固定芯17被磁化。这使得可移动芯28抵御回位弹簧37的弹力而被拉入第二螺线管16内， 使得杆38与可移动芯28 —起朝向固定芯17移动。由于可移动触点33通过压缩的接触压 力型弹簧39偏置朝向可移动芯28，所以随杆38朝向芯本体17移动，可移动触点33朝向可 移动芯28移动。当杆38被移动成使得可移动触点33基于接触压力型弹簧39的弹力以预设压力 邻接到固定触点32a和32b上时，固定触点32a和32b彼此电连接。固定触点32a和32b 之间的这种电传导使得电池25的电压通过电刷12和整流子片CM施加到马达3。当将第二螺线管19去激励时，可移动芯28由回位弹簧37的弹力与杆38 —起返 回朝向树脂盖29的底部。在杆38与可移动触点33接触后，杆38和可移动触点33抵御接 触压力型弹簧39的弹力整体地朝向安装凸台29a移动，使得可移动触点33与固定触点32a 和32b分离。这使固定触点32a和32b彼此电断开。此后，可移动触点33由于回位弹簧37 的弹力坐落在安装凸台29a上，同时接触压力型弹簧39被压缩成图1所示的原始位置。注意，在起动机1中，为了使小齿轮6与齿圈5平稳地接合，将大量的诸如润滑剂 的润滑脂放置到起动机1的一些部件的可滑动接触部分上；这些部件包括输出轴4、螺旋花 键装配部分和凸轮室。第一驱动继电器23包括例如螺线管23a和开关23b。作为第一驱动继电器23，可使用半导体继电器。螺线管23a的一端电连接到E⑶2，并通过第一二极管4电连接到点火开关ISW，另 一端接地。点火开关ISW设置在机动车辆内，并且包括驾驶员可操作的点火钥匙24、电连 接到ECU2的点火接通触点(位置)IG、电连接到第一二极管40的起动机接通触点(位置) ST。点火开关ISW电连接到电池25的正极端子。当驾驶员将点火钥匙24插入机动车辆的钥匙筒中并将由操作员操作到点火接通 位置IG时，电池25的电功率被供应到E⑶2，以便激活E⑶2。当插入在钥匙筒中的点火钥匙24由驾驶员从点火接通位置IG转动到起动机接通 位置ST时，电池25的电功率作为发动机起动信号经由第一二极管40供应到螺线管23a，从 而激励螺线管23a。另外，当电接通信号从E⑶2供应到螺线管23a时，螺线管23a被激励。开关23b电连接在电池25的正极端子和螺线管致动器8的第一端子22之间。开 关23b由螺线管23a被激励时产生的磁力导通(闭合)，从而激励第一螺线管15。第二驱动继电器35包括例如螺线管35a和开关35b。作为第二驱动继电器35，可 使用半导体继电器。螺线管35a的一端电连接到E⑶2，并通过第二二极管41和延迟电路36电连接到 点火开关ISW的起动机接通位置ST，另一端接地。当插入在钥匙筒中的点火钥匙24由驾驶员从点火接通位置IG旋转到起动机接通 位置ST时，电池25的电功率作为发动机起动信号被供应到延迟电路36，使得来自延迟电路 36的电功率的输出延迟预设的第一延迟时间DT1。在自点火钥匙24从点火接通位置IG至 起动机接通位置的操作经过预设的第一延迟时间DT1后，电功率从延迟电路36输出，使得 电功率经由第二二极管41供应到第二螺线管35a，从而激励螺线管35a。另外，当电接通信号从E⑶2供应到螺线管35a时，螺线管35a被激励。开关35b电连接在电池25的正极端子和马达激励开关9的第二端子34之间。开 关35b由螺线管35a被激励时产生的磁力导通(闭合)，从而激励第二螺线管16。ECU2可通信地连接到安装在机动车辆内并可操作地用于控制发动机EN的发动机 ECU50。例如，指示发动机EN的曲轴CS的转速的信号、指示机动车辆的变速杆(换档杆) 的换档位置的信号、指示机动车辆的制动开关的导通或断开位置的信号以及与发动机的运 行条件相关联的其他信号可从安装在机动车辆中的传感器52重复地输入到ECU2和发动机 E⑶50。例如，传感器52包括可操作地以直接地或间接地测量发动机EN的曲轴CS的转速 (发动机RPM)并且以将指示发动机EN的曲轴CS的转速的信号输出到ECU2和ECU50中每 个的传感器。基于这些信号，发动机E⑶50执行各种发动机控制任务。各种发动机控制任务包括用于自动地切断燃料喷射到发动机EN内的任务、在到 发动机EN的每个气缸的燃料喷射被切断的情况下用于使燃料重新开始喷射到发动机EN的 气缸内的任务、用于控制发动机EN的每个气缸的燃料喷射量和燃料喷射正时的任务、用于 控制发动机EN的每个气缸的点火正时的任务、用于控制发动机EN的怠速速度的任务等。基于这些信号，E⑶2确定是否满足预定的发动机自动停止条件中的至少一个。
—旦确定出满足预定的发动机自动停止条件中的至少一个，ECU2将发动机自动停 止指令发送到发动机ECU50。响应于发动机自动停止指令，发动机ECU50执行发动机自动停 止任务。例如，发动机自动停止任务是切断到发动机EN的每个气缸的燃料喷射。预定的发动机自动停止条件包括例如如下条件机动车辆的变速杆的换档位置设 定到空档位置、机动车辆的制动开关设定在打开位置(驾驶员压下机动车辆的制动踏板)、 或者发动机速度等于或低于预设速度(怠速减速执行速度)。在自动发动机停止任务的执行期间，当基于输入到ECU2的信号确定出预定的 发动机重新起动请求中的至少一个发生时，E⑶2将发动机重新起动指令发送到发动机 E⑶50，并且独立地将电接通信号发送到第一驱动继电器23和第二驱动继电器35中的每一 个。响应于发动机重新起动指令，发动机ECU50重新开始将燃料喷射到发动机EN的各个气 缸。在变速杆的换档位置设定到驱动位置或者制动开关设定到断开位置(驾驶员释 放压下机动车辆的制动踏板)时，预定的发动机重新起动请求发生。 E⑶2和发动机E⑶50的这些操作重新起动发动机EN。在第一实施例中，螺线管致动器8的第一螺线管15基于通过第一驱动继电器23 供给的电功率而应被激励的正时被定义为第一激励正时。同样，马达激励开关9的第二螺 线管16基于通过第二驱动继电器35供给电功率而应被激励的正时被定义为第二激励正 时。根据第一实施例的ECU2被设计成基于发动机EN的曲轴CS的转速来确定第一激 励正时和第二激励正时，并根据所确定出的第一激励正时和第二激励正时分别将电接通信 号发送给第一驱动起动机23和第二驱动起动机35。接下来，在下文中将描述发动机起动系统SS的操作。首先，将描述在发动机EN停止(车辆停车)期间响应于驾驶员的点火钥匙24的 操作而对发动机起动系统SS起动发动机EN的操作。换句话说，将描述为了响应于驾驶员 的点火钥匙24的操作正常地起动发动机EN而对发动机起动系统SS的操作。当插入在钥匙筒中的点火钥匙24由驾驶员从点火接通位置IG旋转到起动机接通 位置ST时，电池25的电功率(发动机起动信号)经由第一二极管40被供应到螺线管23a， 使得螺线管23a被激励。螺线管23a的激励导通开关23b，使得第一螺线管15基于电池25 的电功率在第一激励正时tl处被激励。被激励的第一螺线管15产生磁化固定芯17的磁通量。这使得柱塞21抵御回位 弹簧26的弹力与杆接头27 —起朝向固定芯17被拉入第一螺线管15内。杆接头27朝向固定芯的移动使变速杆7绕枢转点PI转动，使得变速杆7的一端 朝向芯本体17移动。这使变速杆4的另一端朝向齿圈5移动，使得可移动小齿轮元件PM 移动到齿圈5。这使得小齿轮6邻接到齿圈5上。其时，当小齿轮6不与齿圈5接合时，按压驱动弹簧使其收缩，以便在驱动弹簧中 充有反作用力。这使得小齿轮6偏置朝向齿圈5。在延迟电路36自第一激励正时tl经过第一延迟时间DT1后(参见图3)，电功率 经由第二二极管41从延迟电路36输出并供应到第二驱动继电器35的螺线管35a，使得螺 线管35a被激励。螺线管35a的激励导通开关35b，使得第二螺线管16基于电池25的电功
15率在第二激励正时t2处被激励。被激励的第二螺线管16产生磁化固定芯17的磁通量。这使得可移动芯28抵御 回位弹簧37的弹力被拉入第二螺线管16内，使得杆38与可移动芯28 —起朝向固定芯17 移动。由于可移动触点33通过接触压力型弹簧39偏置朝向可移动芯28，所以随杆38朝向 固定芯17移动，可移动触点33朝向可移动芯28移动。当杆38被移动使得可移动触点33基于压力接触型弹簧29的弹力以预设压力邻 接在固定触点32a和32b上时，固定触点32a和32b彼此电连接。固定触点32a和32b之 间的这种导电使得电池25的电功率经由整流子片CM和电刷12施加到马达3的电枢11。当被激励时，电枢11产生磁场。电枢11所产生的磁场和通过场元件10所产生的 磁场使电枢11相对于场元件10旋转，从而使输出轴4转动。输出轴4的转动经由离合器 13传递到小齿轮6。当基于输出轴4的旋转将小齿轮6转动到小齿轮6与齿圈5可接合的位置时，在 驱动弹簧中充有的反作用力使小齿轮6与齿圈5啮合。马达3的转动从小齿轮6传递到齿 圈5，使得发动机EN的曲轴CS转动，从而起动发动机EN。其次，将描述在发动机自动停止任务已经应用到发动机EN后用于重新起动发动 机EN的发动机起动系统SS的操作。这些操作根据图4所示的由E⑶2重复执行的程序(发 动机重新起动程序)来执行。在曲轴CS的转动完全停止之前发动机EN的曲轴CS减速(滑行)期间，当发动机 重新起动请求发生(步骤S1的确定为是)时，在步骤S2中ECU2根据发动机EN的曲轴CS 的转速确定第一激励正时tll，并在第一激励正时til将电接通信号发送到第一驱动继电 器23。在步骤S2中，E⑶2可在发动机重新起动请求发生的同时在第一激励正时tll将电 接通信号发送到第一驱动继电器23，从而激励第一驱动继电器23的螺线管23a。如上所述，螺线管23a的激励导通开关23b，使得第一螺线管15在第一激励正时基 于电池25的电功率而被激励。被激励的第一螺线管15使得变速杆7绕枢转点PI移动，使 得变速杆7的一端朝向芯本体17移动。这使得变速杆4的另一端朝向齿圈5移动，使得可 移动小齿轮元件PM移向齿圈5。小齿轮6向齿圈5的移动使得小齿轮6与齿圈5啮合或邻接到齿圈5上。如果小 齿轮6邻接到齿圈5上，则由于齿圈5滑行(在无发动机EN的帮助下转动)，所以，当齿圈 5转动到小齿轮6与齿圈5可接合的位置时，在驱动弹簧内充有的反作用力使小齿轮6与齿 圈5啮合。接下来，在步骤S3中，E⑶2根据发动机EN的曲轴CS的转速来确定第二延迟时间 DT2 (参见图5或图6)，并在步骤S4中在当自从第一激励正时tll经过第二延迟时间DT2 时的正时(第二激励正时tl2)将电接通信号发送到第二驱动继电器35。步骤S4中的操 作激励螺线管35a。螺线管35a的激励导通开关35b，使得第二螺线管16在第二激励正时 tl2基于电池25的电功率而被激励。被激励的第二螺线管16使可移动触点33随杆38朝向固定芯17的移动而移向可 移动芯28。当杆38被移动而使得可移动触点33基于压力接触型弹簧39的弹力以预设压力 邻接在固定触点32a和32b上时，固定触点32a和32b彼此电连接。固定触点32a和32b之间的这种导电使电枢11相对于场元件10旋转，从而转动输出轴4。输出轴4的转动经由 离合器13传递到小齿轮6。因为小齿轮6已经与齿圈5啮合，所以马达3的转动从小齿轮6传递到齿圈5，使 得发动机EN的曲轴CS转动，从而起动发动机EN。如上所述，根据第一实施例的发动机起动系统SS被设计成在发动机减速期间当 发动机重新起动请求发生时，适当地确定第二激励正时tl2相对于第一激励正时til的第 二延迟时间DT2。具体地，发动机起动系统SS根据发动机重新起动请求发生的正时和发动 机EN的曲轴CS转速之间的关系确定在发动机重新起动时的与在正常发动机起动时的第一 延迟时间DT1不同的第二延迟时间DT2。注意，在发动机自动停止任务已应用到发动机EN后，发动机EN的曲轴CS的转速 在发动机EN的曲轴CS完全停止之前即时在前向方向和反向方向上交替地波动。例如，图7示意性地示出了发动机EN的曲轴CS的转速Neg(发动机EN的RPM)在 发动机自动停止任务已经应用到发动机EN后随时间的变化。具体地，参考图7，在发动机自动停止任务在正时X应用到发动机EN后，发动机EN 的曲轴CS的前向转速Neg减小。当自从正时X经过给定的减速时段Tn后，发动机EN的曲 轴CS的前向转速Neg变成零。此后，发动机EN的曲轴CS的转速Neg在预定的波动时段Tr内沿前向方向和反向 方向交替波动，随后，发动机EN的曲轴CS的转动完全停止。例如，当发动机重新起动请求在减速时段Tn内发生时，ECU2在步骤S3a中确定第 二延迟时间DT2比第一延迟时间DT1短(参见图5)。换句话说，E⑶2确定发动机重新起动 时的第二激励正时tl2早于正常发动机起动时的第二激励正时t2。与响应于驾驶员的点火钥匙24的操作起动发动机EN相比，这使得响应于发动机 重新起动请求的发生而重新起动发动机EN更为快速。比较而言，当发动机重新起动请求在波动时段Tr内发生时，E⑶2在步骤S3b中确 定第二延迟时间DT2比第一延迟时间DT1长(参见图6)。换句话说，E⑶2确定出发动机重 新起动时的第二激励正时tl2晚于正常发动机起动时的第二激励正时t2。这防止了在小齿轮6与齿圈5啮合之前马达3的转动，从而在小齿轮6与齿圈5 完全啮合之后使马达转动。这减少了因小齿轮6和齿圈5在不完全接合的情况下的转动所 产生的噪声。另外，当发动机重新起动请求发生在发动机EN的曲轴CS的转动完全停止后时， ECU2确定第二延迟时间DT2短于第一延迟时间DT1 (见步骤S3a)。与响应于驾驶员的点火 钥匙24的操作起动发动机EN相比，这使得响应于发动机重新起动请求发生而重新起动发 动机EN更为快速。如上所述，根据第一实施例的发动机起动系统SS被设计成单独地控制螺线管致 动器8的激励和马达激励开关9的激励，其中，螺线管致动器8可操作地用于使小齿轮6移 向齿圈5，马达激励开关9可操作地用于使马达3激励或去激励。这种设计允许正常发动机 起动时的第一延迟时间DT1和发动机重新起动时的第二延迟时间DT2对于各自的情况单独 地适当确定。这引起改善了对发动机重新起动请求发生的发动机重新起动响应，从而满足 在发动机自动停止任务已应用到发动机EN后更快速重新起动发动机的需求。
根据第一实施例的发动机起动系统SS还被设计成适当地确定对于发动机重新起 动请求发生时发动机EN的曲轴CS的转速来说的第二延迟时间DT2的值。即，发动机起动 系统SS被设计成适当地确定在下列各种情况下第二延迟时间DT2的值，其中发动机重新起动请求发生在减速时段Tn内；发动机重新起动请求发生在波动时段Tr内；以及发动机重新起动请求发生在发动机EN的曲轴CS的转动已完全停止后。这满足了在发动机自动停止任务已应用到发动机EN后在不增加因小齿轮6和齿 圈5在非完全接合下的转动所引起的噪声的情况下尽可能地更快速地重新起动发动机的 需求。第二实施例根据第一实施例的发动机起动系统SS被设计成使得用于使可移动小齿轮元件PM 移动到发动机EN的齿圈5的螺线管致动器8和用于使马达3激励和去激励的马达激励开 关9彼此组合起来。然而，本发明不限于根据第一实施例的发动机起动系统SS的结构。图8示出了根据本发明第二实施例的发动机起动系统SS1。参考图8，发动机起动系统SS1包括起动机1A、E⑶2、驱动继电器35、电池25和延 迟电路70。与起动机1的结构相比，起动机1A包括替代螺线管致动器8和马达激励开关9的 螺线管开关60 ；该螺线管开关60起螺线管致动器8和马达激励开关9的作用。螺线管开关60包括螺线管62、柱塞64、变速杆66、可移动小齿轮元件PM、继电器 (开关)68、延迟电路70和马达3。与和发动机起动系统SS类似，可移动小齿轮元件PM由 小齿轮6和离合器13组成，而继电器68由一对固定触点32a和32b以及可移动触点33组 成。另外，与发动机起动系统SS类似，马达3由磁轭3a、多个场元件10、输出轴3b、环形电 枢(转子)11和一对电刷12组成。螺线管62围绕可滑动地设置在螺线管开关60中的柱塞64缠绕。变速杆66的一 端可枢转地连接到柱塞64的一端，柱塞64的另一端联结到可移动触点33。变速杆66的另 一端可枢转地连接到可移动小齿轮元件PM绕位于长度方向上其大体中心处的枢转点PI枢转。当柱塞64沿螺线管62的轴向方向移动时，变速杆66被枢转，使得可移动小齿轮 元件PM沿输出轴4的轴向方向移动。发动机EN放置成使得可移动小齿轮元件PM的移动 允许小齿轮6与直接地或间接地联接到发动机EN的曲轴CS的齿圈5接合。在发动机起动系统SS1中，螺线管62的一端电连接到点火开关ISW的起动机接通 位置ST，而其另一端接地。E⑶2也电连接到螺线管62的所述一端。驱动继电器35的螺线 管35a的一端电连接到E⑶2并通过延迟电路70电连接到起动机接通位置ST，而另一端接 地。当插入在钥匙筒中的点火钥匙24由驾驶员从点火接通位置IG旋转到起动机接通 位置ST时，电池25的电功率被供应到螺线管62和延迟电路70，使得来自延迟电路70的电 功率的输出被延迟预设的第一延迟时间DTla。自从点火钥匙24从点火接通位置IG到起动 机接通位置的操作经过预设的第一延迟时间DTla后，电功率从延迟电路70输出，使得电功
18率供应到螺线管35a，使得螺线管35a被激励。另外，当电接通信号从E⑶2供应到螺线管35a时，螺线管35a被激励。驱动继电器35的开关35b电连接在电池25的正极端子和螺线管开关60的固定 触点32a之间。开关35b由螺线管35a被激励时产生的磁力导通(闭合)，以便激励马达 3。接下来，在下文中将描述发动机起动系统SS1的操作。首先，将描述在发动机EN停止(车辆停车)期间响应于驾驶员的点火钥匙24的 操作而为起动发动机EN对发动机起动系统SS1的操作。换句话说，将描述为了正常地起动 发动机EN响应于驾驶员的点火钥匙24的操作而对发动机起动系统SS1做出的操作。当插入在钥匙筒中的点火钥匙24由驾驶员从点火接通位置IG旋转到起动机接通 位置ST时，电池25的电功率(发动机起动信号)被供应到螺线管62，使得螺线管62在第 一激励正时tl时基于电池25的电功率而被激励(参见图3)。被激励的第一螺线管62产生使得柱塞64被拉入螺线管62内的磁通量。柱塞64 的该拉入冲程使变速杆66绕枢转点PI枢转，使得小齿轮6 (可移动小齿轮元件PM)移向齿 圈5，从而邻接到齿圈5上，进而导致小齿轮6停止。在小齿轮6邻接到齿圈5上之后，柱塞64的拉入冲程使得可移动触点33接触到 固定触点32a和32b，从而导致固定触点32a和32b彼此电连接。此时，由于驱动继电器35 处于开状态(断开状态)，所以马达3未被激励。在延迟电路70自第一激励正时tl经过第一延迟时间DT1后(参见图3)，电功率 从延迟电路70输出并供应到驱动继电器35的螺线管35a，使得螺线管35a被激励。螺线管 35a的激励导通开关35b，使得因为固定触点32a和32b彼此电连接，所以，马达3的电枢 11基于电池25的电功率而在第二激励正时t2被激励。当被激励时，电枢11产生磁场。电枢11所产生的磁场和通过场元件10产生的磁 场使电枢11相对于场元件10转动，从而转动输出轴4。输出轴4的转动经由离合器13传 递到小齿轮6。当小齿轮6基于输出轴4的转动转到小齿轮6可与齿圈5接合的位置时，小齿轮 6与齿圈5啮合。马达3的转动自小齿轮6传递到齿圈5，使得发动机EN的曲轴CS转动， 从而起动发动机EN。其次，将描述在发动机自动停止任务已应用到发动机EN后发动机起动系统SS1重 新起动发动机EN的操作。这些操作根据在图4所示的由E⑶2重复执行的程序(发动机重 新起动程序)来执行。在曲轴CS的转动完全停止之前发动机EN的曲轴CS减速(滑行)期间，当发动机 重新起动请求发生时(步骤S1的确定为是)，ECU2根据发动机EN的曲轴CS的转速确定第 一激励正时tll，并在步骤S2中在第一激励正时til将电接通信号发送到螺线管62。在步 骤S2中，ECU2可在第一激励正时tll与发动机重新起动请求的发生同步地将电接通信号 发送到螺线管62，从而激励螺线管62。如上所述，螺线管62的激励产生磁通量，该磁通量使得柱塞64拉入螺线管62中。 柱塞64的拉入冲程使变速杆66绕枢转点PI转动，以使小齿轮6 (可移动小齿轮元件PM) 向齿圈5移动。
小齿轮6到齿圈5的移动允许小齿轮6与齿圈5啮合或邻接到齿圈5上。如果小 齿轮6邻接到齿圈5上，则由于齿圈5滑行(在无发动机EN的帮助下转动)，所以，当齿圈 5转到小齿轮6可与齿圈5接合的位置时，小齿轮6与齿圈5啮合。在小齿轮6邻接到齿圈5上之后，柱塞64的拉入冲程使得可移动触点33接触到 固定触点32a和32b上，从而使得固定触点32a和32b彼此电连接。此时，由于驱动继电器 35处于开状态(断开状态)，所以马达3未被激励。接下来，在步骤S3中E⑶2根据发动机EN的曲轴CS的转速确定第二延迟时间 DT2 (参见图5或图6)，并在步骤4中在自第一激励正时til开始经历第二延迟时间DT2时 的正时(第二激励正时tl2)将电接通信号发送到驱动继电器35。步骤S4中的操作激励螺 线管35a。螺线管35a的激励导通开关35b，以便因为固定触点32a和32b彼此电连接，所 以，马达3的电枢11在第二激励正时tl2基于电池25的电功率而被激励。当被激励时，电枢11产生磁场。电枢11所产生的磁场和通过场元件10产生的磁 场使电枢11相对于场元件10转动，从而转动输出轴4。输出轴4的转动经由离合器13传 递到小齿轮6。因为小齿轮6已与齿圈5啮合，所以马达3的转动自小齿轮6传递到齿圈5，使得 发动机EN的曲轴CS转动，从而起动发动机EN。如上所述，根据第二实施例的发动机起动系统SS1被设计成当发动机重新起动 请求发生在发动机减速期间时，适当地确定第二激励正时tl2相对于第一激励正时til的 第二延迟时间DT2。具体地，发动机重新起动系统SS1根据发动机重新起动请求的发生正时 和发动机EN的曲轴CS的转速之间的关系确定发动机重新起动时与正常发动机起动时的第 一延迟时间DT1不同的第二延迟时间DT2。因而，根据第二实施例的发动机起动系统SS1实现由根据第一实施例的发动机起 动系统SS所获得的上述优点。在第一实施例和第二实施例的每一个中，E⑶2被构造成在步骤S3中根据发动机 EN的曲轴CS的转速确定第二延迟时间DT2(第二激励正时tl2)，但是本发明不限于此构造。具体地，根据第一变型的发动机起动系统SS和SS1中的每一个可包括接合传感 器，接合传感器可操作以检测小齿轮6和齿圈5之间的接合状态。ECU2可被构造成根据由 接合传感器所检测到的小齿轮6和齿圈5之间的接合状态附加或替代发动机EN的曲轴CS 的转速来确定第二延迟时间DT2 (第二激励正时tl2)。该第一变型允许E⑶2在小齿轮6与 齿圈5已经啮合后激励马达3。这进一步减小了由于小齿轮5和齿圈6之间的接合而引起 的震动，由此防止小齿轮6损坏。接合传感器可选自下列传感器中的任意一个用来检测小齿轮5的位置的位置传感器；用来检测小齿轮5和齿圈5之间的电关系的传感器；以及用来检测小齿轮5或齿圈6的变形(应变)量、以及小齿轮5或齿圈6的应力的 量中任何一个的变形/压力传感器。参考图9中的(a)，当位置传感器用作为接合传感器时，位置传感器80a位于小齿 轮6附近。位置传感器80a可操作以直接测量小齿轮6相对于例如其原始位置(例如，距离齿圈6最远的位置，参见图1)的位置，并将测量到的小齿轮6的位置输出到E⑶2。E⑶2可 操作以根据所测量到的小齿轮6的位置来确定小齿轮5是否与齿圈6啮合，并在步骤S3中 根据小齿轮5是否与齿圈6啮合的确定结果来确定第二延迟时间DT2 (第二激励正时tl2)。小齿轮传感器80a也可定位于靠近离合器13、柱塞21或变速杆7。在此位置，小齿 轮传感器80a可操作以测量离合器13、柱塞21或变速杆7相对于例如其原始位置的位置， 所述原始位置与小齿轮6的原始位置对应，并将测量到的离合器13、柱塞21或变速杆7的 位置转换成小齿轮6的位置，由此间接地测量小齿轮5相对于例如其原始位置的位置。小 齿轮传感器80a可操作以将小齿轮6的所测量到的位置输出到ECU2。ECU2可操作以根据 小齿轮6的所测量到的位置判断小齿轮5是否与齿圈6啮合，并在步骤S3中根据小齿轮5 是否与齿圈6啮合的判断结果来确定第二延迟时间DT2 (第二激励正时tl2)。参考图9中的(b)，当用来检测小齿轮5和齿圈6之间的电关系的传感器用作为接 合传感器时，传感器80b的一端电连接到小齿轮6或第一导电元件，该第一导电元件电连接 到小齿轮6，并且位置传感器80b的另一端电连接到齿圈5或第二导电元件，该第二导电元 件电连接到齿圈5。当起动机1或1A未被激活时，小齿轮6 (或者第一导电元件)和齿圈 5(或者第二导电元件)被各自地绝缘，并且电位差施加在小齿轮6(或者第一导电元件)和 齿圈5 (或者第二导电元件)之间。因为当小齿轮6与齿圈5啮合时，小齿轮6 (或者第一导电元件)和齿圈5 (或者 第二导电元件)之间的电位差变为零，所以传感器80b可操作以检测电位差变为零并将指 示电位差为零的信号输出到ECU2。ECU2可操作以根据从传感器80b输出的信号判断小齿 轮5是否与齿圈6啮合，并在步骤S3中根据小齿轮5是否与齿圈6啮合的判断结果确定第 二延迟时间DT2 (第二激励正时tl2)。参考图9中的(c)，当变形/应力检测器用作为接合传感器时，变形/应力检测器 80c位于小齿轮6和齿圈5两者附近。变形/应力检测器80c可操作以测量以下项中的任 一项小齿轮6和齿圈5中至少一个的变形(应变)量；小齿轮5和齿圈6中至少一个的应 力量。变形/应力检测器80c还可操作以输出指示以下项中任一项的信号小齿轮5和齿 圈6中至少一个的变形(应变)量；小齿轮5和齿圈6中至少一个的应力量。E⑶2可操作 以根据变形/应变检测器80c输出的信号判断小齿轮5是否与齿圈6啮合，并在步骤S3中 根据小齿轮5是否与齿圈6啮合的判断结果确定第二延迟时间DT2(第二激励正时tl2)。另外，根据第一变型的发动机起动系统SS和SS1均可包括温度传感器85，温度传 感器85可操作以测量起动机1或1A外部的环境温度，或者测量起动机1或1A的金属部分 的温度，比如测量起动机端壳lb或马达3的磁轭3a的温度。例如，如图10所示，发动机起 动系统SS可包括设置在起动机1周围的温度传感器85 (参见图10中的实线参考标记85) 或安装在起动机1的端框架lb上的温度传感器85 (参见图10中的虚线参考标记85)。温度传感器85可操作以测量起动机1外部的环境温度或者起动机1的起动机端 壳lb的温度，并将指示起动机1外部的环境温度或者起动机端壳lb的温度的信号输出到 ECU2。ECU2可操作以根据从温度传感器85输出的信号附加或替代发动机EN的曲轴CS 的转速在步骤S3中确定第二延迟时间DT2 (第二激励正时tl2)。注意，放置在起动机1的某些部件的可滑动接触部分上的润滑脂的粘性取决于起
21动机1外部的环境温度或起动机1的温度会显著改变。具体地，在起动机1外部的环境温度或起动机1的温度为低的情况下，放置在起动 机1的某些部件的可滑动接触部分上的润滑脂的粘性可能为高。润滑脂的这种特性会使得 小齿轮6与齿圈5接合所需的时间更长。相反，在起动机1外部的环境温度或起动机1的温度为高的情况下，放置在起动机 1的某些部件的可滑动接触部分上的润滑脂的粘性可能为低。润滑脂的这种特性会使得小 齿轮6与齿圈5接合所需的时间较短。为此，当从温度传感器85输出的信号表示起动机1外部的环境温度或起动机1的 起动机端壳lb的温度为低时，E⑶2可操作以延迟第二激励正时tl2(参见图3和图5)，从 而延长第二延迟时间DT2。E⑶2的这种操作使得在小齿轮6已经与齿圈5可靠地啮合之后 激励马达3。相反，当从温度传感器85输出的信号表示起动机1外部的环境温度或起动机1的 起动机端壳lb的温度为高时，E⑶2可操作以加速第二激励正时tl2(参见图3和图5)，从 而减少第二延迟时间DT2。E⑶2的这种操作使得与E⑶2不执行加速的情况相比更快速地 重新起动发动机EN。在第一实施例和第二实施例中的每一个中，起动机1或1A被构造成使得螺线管致 动器8和马达激励开关9彼此成一体，但本发明不限于此构造。具体地，起动机1或1A被构造成使得螺线管致动器8和马达激励开关9彼此分立。 在此变型中，螺线管致动器8和马达激励开关9均具有特定的供其所有元件安装在其内的 壳体。在此变型中，马达激励开关9可以从起动机1或1A分立地提供；该起动机将被称为 “开关分立起动机”。与根据第一或第二实施例的起动机1或1A中的每一个相比，开关分立起动机实 现了空间节省。由于马达激励开关9在尺寸上小于开关分立起动机，所以它能够容易地布 置在机动车辆的发动机舱内的空空间内，从而根据该变型改进了发动机起动系统的可安装 性。因为易于获得的螺线管继电器可用作为马达激励开关9，所以可以减少由开关分 立起动机构成的发动机起动系统的成本。在第一实施例和第二实施例中的每一个中，当插入在钥匙筒中的点火钥匙24由 驾驶员从点火接通位置IG旋转到起动机接通位置ST时，用作为起动机开关的点火开关ISW 被导通，使得电池25的电功率作为发动机起动信号供应到螺线管23a和延迟电路36，但是 本发明不限于此结构。具体地，驾驶员可操作的起动机开关比如按钮式开关可设置在机动车辆内。在此 变型中，当驾驶员可操作的起动机开关由驾驶员操作时，电池25的电功率作为发动机起动 信号被供应到螺线管23a和延迟电路36。在第二实施例中，延迟电路70可与驱动继电器35(参见虚线PL) —体化。在此修 改中，ECU2的单输出端口可电连接到驱动继电器35的螺线管35a和螺线管开关60的螺线 管62。与根据第二实施例的ECU2(的输出端口的数目)相比，此修改的配置减少了 ECU2的 输出端口的数目，从而减少了发动机起动系统SS1的成本。尽管已经描述了目前被视为本发明的实施例及其变型的内容，但应当理解的是，可以在此做出未被描述的各种修改，并且在所附权利要求书中旨在覆盖落入本发明的范围 内的所有这些修改。
权利要求
一种发动机起动系统，所述发动机起动系统响应于起动机开关的导通和在发动机自动停止任务应用到内燃机之后发动机重新起动请求的发生中的任何一个来起动所述内燃机，所述内燃机具有第一输出轴，齿圈联接到所述第一输出轴，所述发动机起动系统包括具有第二输出轴的马达，小齿轮联接到所述第二输出轴，并在被激励时可操作以使所述第二输出轴旋转；包括第一螺线管并连接到所述小齿轮的螺线管致动器，所述螺线管致动器被构造成当响应于所述起动机开关的导通和所述发动机重新起动请求的发生中的任何一个而在第一正时激励所述第一螺线管时，使小齿轮移动到所述齿圈，以便与所述齿圈接合；螺线管开关元件，所述螺线管开关元件包括第二螺线管并且被构造成在所述第二螺线圈被激励时激励所述马达；以及确定器，所述确定器被构造成确定在所述第一正时之后激励所述第二螺线管的第二正时，使得当所述第一正时响应于所述起动机开关的导通时从所述第一正时到所述第二正时的第一延迟时间，不同于当所述第一正时响应于所述发动机重新起动请求的发生时从所述第一正时到所述第二正时的第二延迟时间。
2.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述螺线管开关元件被构造 成与所述螺线管致动器分立。
3.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述螺线管开关元件被构造 成与所述螺线管致动器成一体。
4.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述螺线管致动器包括柱塞， 并被构造成当响应于所述起动机开关的导通和所述发动机重新起动请求的发生中的任何 一个在所述第一正时激励所述第一螺线管时，移动所述柱塞，从而使所述小齿轮移向所述 齿圈以便与所述齿圈接合，并且所述螺线管开关元件包括螺线管开关，所述螺线管开关包括位于电源和所述马达之间的电通道中的一对开关触 点，所述螺线管开关连接到所述柱塞，并被构造成使得所述开关触点通过所述柱塞的移动 而闭合，从而使所述小齿轮移向所述齿圈；以及马达激励继电器，所述马达激励继电器包括所述第二螺线管和位于所述电源与所述螺 线管开关之间的电通道中的一对继电器触点，所述马达激励继电器被构造成当所述第二 螺线管被激励时，使所述继电器触点闭合，从而在所述开关触点闭合期间激励所述马达。
5.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述内燃机的所述第一输出 轴沿前进方向的转动在所述发动机自动停止任务应用到所述内燃机之后的第一时段内减 速，然后，所述内燃机的所述第一输出轴的转动在第二时段内沿所述前进方向和相反方向 上交替地波动，以及所述确定器被构造成当所述发动机重新起动请求发生在所述第一时段内时，确定 在响应于所述发动机重新起动请求的发生的所述第一正时之后激励所述第二螺线管的第 二正时，早于在响应于所述起动机开关的导通的所述第一正时之后激励所述第二螺线管的 第二正时。
6.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述内燃机的所述第一输出 轴沿前进方向的转速在所述发动机自动停止任务应用到所述内燃机之后的第一时段内减 速，然后，所述内燃机的所述第一输出轴的转速在第二时段内沿前进方向和相反方向交替地波动，以及所述确定器被构造成当所述发动机重新起动请求发生在所述第二时段内时，确定 在响应于所述发动机重新起动请求的发生的所述第一正时之后激励所述第二螺线管的第 二正时，早于在响应于所述起动机开关的导通的所述第一正时之后激励所述第二螺线管的 第二正时。
7.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，还包括传感器，所述传感器可操作以直接地或间接地测量所述内燃机的所述第一输出轴的转速，其中，所述确定器被构造成根据由所述传感器所测量到的所述内燃机的所述第一输出 轴的转速确定在所述第一正时之后激励所述第二螺线管的所述第二正时。
8.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，还包括可操作以输出指示所 述小齿轮和所述齿圈之间接合状态的信号的接合传感器，其中，所述确定器被构造成根据从所述接合传感器输出的信号确定在所述第一正时之 后激励所述第二螺线管的所述第二正时。
9.根据权利要求8所述的发动机起动系统，其特征在于，所述接合传感器可操作以直 接地或间接地测量所述小齿轮的位置，并输出指示所测量到的所述小齿轮的位置的信号作 为指示所述小齿轮和所述齿圈之间接合状态的信号。
10.根据权利要求8所述的发动机起动系统，其特征在于，所述接合传感器可操作以测 量所述小齿轮和所述齿圈之间的电关系，并输出指示所测量到的所述小齿轮和所述齿圈之 间的电关系的信号作为指示所述小齿轮和所述齿圈之间接合状态的信号。
11.根据权利要求8所述的发动机起动系统，其特征在于，所述接合传感器可操作以 测量所述小齿轮和所述齿圈中的至少一个的变形量、所述小齿轮和所述齿圈中的至少一个的应力量中的任一个，以及输出指示所测量到的变形量和所测量到的应力量中的任一个的信号作为指示所述小 齿轮和所述齿圈之间接合状态的信号。
12.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，至少所述马达和所述螺线管 致动器构成起动机，所述起动机具有金属部分，还包括温度传感器，所述温度传感器可操作以测量所述起动机外部的环境温度和所述起动机 的金属部分的温度中的任意一个，其中，所述确定器被构造成根据由所述温度传感器所测量到的所述起动机外部的所 述环境温度和所述起动机的所述金属部分的所述温度中的任意一个，确定在所述第一正时 之后激励所述第二螺线管的所述第二正时。
13.根据权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述确定器包括 延迟电路，所述延迟电路被构造成当所述第一正时响应于所述起动机开关的导通时，确定从所述第一正时到所述第二正时的所述第一延迟时间；以及控制器，所述控制器被构造成当所述第一正时响应于所述发动机重新起动请求的发 生时，控制所述第一正时和所述第二正时。
14.根据权利要求13所述的发动机起动系统，其特征在于，所述螺线管致动器包括柱 塞，并被构造成当所述第一螺线管响应于所述起动机开关的导通和所述发动机重新起动请求的发生中的任何一个而在所述第一正时被激励时，移动所述柱塞，从而使所述小齿轮 移向所述齿圈以便与所述齿圈接合，所述螺线管开关元件包括螺线管开关，所述螺线管开关包括位于电源和所述马达之间的电通道中的一对开关触 点，所述螺线管开关连接到所述柱塞，并被构造成使得所述开关触点通过所述柱塞的移动 而闭合，从而使所述小齿轮移向所述齿圈；以及马达激励继电器，所述马达激励继电器包括所述第二螺线管和位于所述电源与所述马 达之间的电通道中的一对继电器触点，所述马达激励继电器被构造成当所述第二螺线管 被激励时，使所述继电器触点闭合，从而在所述开关触点闭合期间激励所述马达，以及 所述延迟电路与所述马达激励继电器成一体。
15. 一种发动机起动系统，所述发动机起动系统响应于起动机开关的导通和在发动机 自动停止任务已经应用到内燃机之后发动机重新起动请求的发生中的任何一个来起动所 述内燃机，所述内燃机具有第一输出轴，齿圈联接到所述第一输出轴，所述发动机起动系统 包括具有第二输出轴的马达，小齿轮联接到所述第二输出轴，并在被激励时可操作以使第 二输出轴旋转；包括第一螺线管并连接到所述小齿轮的螺线管致动器，所述螺线管致动器被构造成 当响应于所述起动机开关的导通和所述发动机重新起动请求的发生中的任何一个而在第 一正时激励所述第一螺线管时，使所述小齿轮移动到所述齿圈以便与所述齿圈接合；螺线管开关元件，所述螺线管开关元件包括第二螺线管，并被构造成当所述第二螺线 圈在第二正时被激励时，激励所述马达；传感器，所述传感器可操作以直接地或间接地测量所述内燃机的所述第一输出轴的转 速；以及控制器，所述控制器被构造成根据所述传感器测量的内燃机的所述第一输出轴的转 速，可变地控制当所述第一正时响应于所述发动机重新起动请求的发生时从所述第一正时 到所述第二正时的延迟时间。
全文摘要
本发明涉及起动内燃机的系统，具体地，在一种发动机起动系统中，当响应于起动机开关的导通和发动机重新起动请求的发生中的任何一个而在第一正时激励第一螺线管时，螺线管致动器使小齿轮移动到所述齿圈以便与所述齿圈接合。当第二螺线管被激励时，螺线管开关元件驱动马达。确定器确定在第一正时之后激励第二螺线管的第二正时，使得当第一正时响应于起动机开关的导通时从第一正时到第二正时的第一延迟时间不同于当第一正时响应于发生发动机重新起动请求时从第一正时到第二正时的第二延迟时间。
文档编号F02N11/00GK101886599SQ20101022575
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者千田崇, 能谷英弥 申请人:株式会社电装