专利名称：具有最小化机械冲击或噪声的发动机起动系统的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种可以用于机动车辆怠速停止系统(也可以称为自动发动机停止/重起系统)的发动机起动系统，该怠速停止系统用于例如当所述车辆在交叉口停车或者因为交通堵塞而停车时，自动地停止汽车发动机，然后当车辆驾驶员执行给定的起动操作(如，驾驶员的脚从刹车踏板上松开)时重起发动机。
背景技术：
装配了自动发动机停止/重起系统(也可以称为怠速停止系统)的机动车辆被设计成当不需要发动机的输出时自动地停止发动机，并当发动机输出被请求时自动地重起发动机，以此减少二氧化碳排放或者增加燃油经济性。怠速停止系统典型地通过自动切断供应到发动机的燃油来使其停止，例如，当车辆在十字路口的红灯线停止或者由于交通堵塞而停止时，然后当给予重起请求时重起发动机，如驾驶员松开刹车踏板和/或移动变速杆以获得自动变速器的驾驶范围。例如，日本专利特许公开N0.2003-301765就披露了这种类型的怠速停止系统。当怠速停止系统被激活来停止发动机后，车辆驾驶员可能需要立即重起发动机。在这种情况下，如果直到其完全停止之前都无法重起发动机，那么这将引起尾随车辆的不满。这将导致车辆驾驶员的不悦。怠速停止系统的其中一个必要的需求是，在车辆完全停止之前的减速过程中实现发动机的重起。为了满足以上所述需求，日本专利特许公开N0.2005-330813教导了一种怠速停止系统，当在车辆完全停止之前的减速过程中获得发动机重起请求时，开始激励分流线圈以旋转小齿轮，然后当小齿轮的转动与所述齿圈同步时，将小齿轮啮合到安装在发动机曲轴上的齿圈。另外，日本专利特许公开N0.2007-107527教导了一种怠速停止系统，其设计来当内燃机的转速下降至给定的最大速度和最小速度之间的范围时将小齿轮啮合到齿圈上，且发动机的旋转方向与发动机曲轴的正转方向相一致。日本专利特许公开N0.2005-330813教导的怠速停止系统，如上面所描述的，需要使小齿轮的转速与所述齿圈的转速同步，这就带来了在发动机起动器开始旋转之前的发动机转速可能降低的问题，这会导致在很低的发动机转速范围内的同步化失败。更进一步地，当怠速停止系统切断供应到发动机的燃油时，其通常引发发动机转速的快速下降并过冲零。发动机随后在正向和反向上循环摆动并最终停止。在此发动机摆动的转速范围内(以下其可以称为发动机摆动范围)，很难将小齿轮的转速与齿圈的转速同步化。小齿轮和齿圈的啮合也会导致两者之间巨大的机械冲击，这会造成齿圈的断裂。日本专利特许公开N0.2007-107527教导的怠速停止系统，如上面所描述的，设计成仅当发动机的转动方向与发动机曲轴的正转方向一致时啮合小齿轮与齿圈，因此这需要传感器来测量发动机的旋转方向。所述系统抑制了发动机反向旋转时的小齿轮与齿圈的啮合，这就导致了在发动机摆动范围内将小齿轮与齿圈啮合的难度增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装在发动机驱动的车辆中的发动机起动系统，其设计成在直到发动机停止之前的减速过程中，实现小齿轮与齿圈的啮合以重起发动机，且最小化由小齿轮和齿圈的啮合造成的机械冲击或者噪音。根据本发明的一个方面，提供了一种可以用于发动机驱动的机动车辆中的发动机起动系统。所述发动机起动系统包括:(a)马达，其通过马达电路由电池提供电力而通电，以产生扭矩；(b)输出轴，当受到由马达产生的扭矩时其转动；(C)小齿轮，由马达产生的扭矩通过小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈；(d)小齿轮可移动体，其可以与小齿轮一起沿着输出轴移动；(e)小齿轮致动器，用来将小齿轮可移动体移动到齿圈；(f)开关机构，用来断开或闭合设置在马达电路中的主触点以切断或者提供从电池到马达上的电力；(g)控制器，用于当发动机停止之前的发动机减速过程中的发动机重起时控制小齿轮致动器和开关机构的操作；和(h)延时装置，用于当发动机重起时延迟第二操作时间，所述第二操作时间是当所述开关机构将被激活来闭合主触点的时间，直到所述小齿轮致动器被激活来移动所述小齿轮可移动体的第一操作时间之后。所述延时装置产生所述第一和第二操作时间之间的时间延迟，以当所述小齿轮可移动体在所述小齿轮致动器的作用下移动从而使所述小齿轮从松开位置移动到可以与所述齿圈可啮合的齿轮可啮合位置并然后小齿轮啮合齿圈之后，通过开关机构闭合所述主触点以向马达提供电力。语句“当所述小齿轮可移动体在所述小齿轮致动器的作用下移动从而使所述小齿轮从松开位置移动到可以与所述齿圈可啮合的齿轮可啮合位置，并然后小齿轮啮合齿圈之后”并不必然意味着“当小齿轮完全啮合齿圈的全部宽度之后”，而是，包含“当小齿轮至少部分地啮合齿圈的宽度之后”的含义。如上所述，当在发动机完全停止之前的减速过程中被请求而重起发动机时，本发明的发动机起动系统电力地或者机械地延迟开关闭机构将被激活来闭合主触点的第二操作时间，直到小齿轮致动器将被激活来移动小齿轮可移动体的第一操作时间之后。具体地，当小齿轮致动器移动小齿轮可移动体且然后小齿轮至少部分地啮合齿圈之后，开关机构被通电来闭合主触点以使马达通电。换句话说，开关机构在小齿轮从松开位置被移动到齿轮可啮合位置期间并不闭合所述主触点，以保持马达处于不通电状态，这样马达产生的扭矩并不传递到小齿轮上，直到小齿轮啮合到齿圈时。即使当被小齿轮致动器移动的小齿轮不能够直接地啮合到齿圈上时，就是说小齿轮的端部已经碰到齿圈的端部表面时(通常，小齿轮的端部碰到齿圈的端部表面的可能性高于小齿轮被小齿轮致动器移动并直接啮合到齿圈上的可能性)，由于发动机的减速，小齿轮将与齿圈在某一角度位置下啮合，因此使得齿圈在较低的转速下旋转。这使得发动机可以在其完全停止前的减速期间快速地起动。所述马达保持关闭状态直到小齿轮已经啮合到齿圈上，这样就最小化了小齿轮啮合到齿圈上所产生的机械冲击或噪声，改进了发动机减速期间小齿轮与齿圈的啮合的可靠性，增强了系统的耐用性。在本发明的优选模式下，所述延时装置设置第一和第二操作时间之间的时间延迟为30ms或者更多。这保证了在马达通电来旋转小齿轮之前的小齿轮与发动机上的齿圈啮合的稳定性。小齿轮致动器可以由螺线管致动器来实现，所述螺线管致动器产生第一电磁。开关机构可以通过马达启停开关来实现，所述马达启停开关产生第二电磁。控制器可以被设计成相互独立的控制所述螺线管致动器和所述马达启停开关的操作，并其中安装了构成延时装置的延时功能。具体地，所述控制器用于控制第一和第二操作时间的顺序。所述延时装置可选择性地由连接至用于激励马达启停开关的激励电路的延时电路来实现。这消除了必须通过分别的线路来控制螺线管致动器和马达启停开关的操作的要求，换句话说，其运行仅采用单线来同时控制螺线管致动器和马达启停开关。所述控制器可以改变当发动机减速期间被请求重起时和发动机完全停止之后被请求重起之间的时间延迟。发动机的正常起动可以通过将小齿轮啮合到设置在松开状态下的齿圈而获得，这样使得当小齿轮的端部表面与齿圈的端部表面相邻接时马达基本上同步地被通电。因此，不需要延长从小齿轮的端部表面与齿圈的端部表面相邻接直到所述马达通电为止的延时时间。本发明的发动机起动系统可以设计成在当发动机在减速期间被重起时和当发动机在停止状态被重起时之间改变第一和第二操作时间。螺线管致动器和马达启停开关可以沿轴向彼此串联排列。与它们径向排列的设置相比，轴向排列的螺线管致动器和马达启停开关减小了装配面积。螺线管致动器和马达启停开关可以分别具有壳体，所述壳体以单件的形式整体地排列在轴向上，构建了磁路。这使得发动机起动系统部件得到减少，且增强了螺线管致动器和马达启停开关对抗外部机械振动的承受力。 上述发动机起动系统可以进一步地包括在通电状态下产生电磁的磁性线圈，可沿着磁性线圈内圆周在轴线方向上移动的可动芯，和单个电磁开关，其设计成随着所述可动芯的移动同时实现小齿轮致动器的操作和开关机构的操作。所述时间延迟由可动芯行程提供，所述行程是当可动芯开始被电磁力产生的引力移动时到主触点被闭合时的距离。例如，上述日本专利特许公开N0.2003-301765公开的起动器，装配有设计为可同时作为小齿轮致动器和开关机构的单个电磁开关。具体地，所述电磁开关内部设置有可动芯，所述可动芯将在电磁铁产生的引力下移动，以同时推动小齿轮并闭合主触点。可动芯的行程这样确定:使得所述主触点可以基本上与当小齿轮的端部接触到齿圈的端部表面的同时闭合。与传统结构相比，所述主触点闭合与小齿轮碰到齿圈上之间的延时可以通过延长所述可动芯的行程而获得。在上述情形中，第一和第二操作时间之间的时间延迟的值通过延长所述可动芯的行程至期望值而机械地确定。所述发动机起动系统可以安装在具有自动停止和重起发动机的怠速停止系统的车辆中。根据本发明的第二方面，提供了一种发动机起动系统，包括:(a)马达，其通过马达电路由电池提供电力而通电，以提供扭矩；(b)输出轴，当被施加由马达提供的扭矩时其将转动；(C)小齿轮，由马达产生的扭矩通过小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈；(d)小齿轮可移动体，其可以与小齿轮一起沿着输出轴移动；(e)小齿轮致动器,用来将小齿轮可移动体移动到齿圈；(f)开关机构，用来断开或闭合设置在马达电路中的主触点以切断或者提供从电池到马达的电力；(g)控制器，用于当发动机停止之前的发动机减速过程中的发动机重起时控制小齿轮致动器和开关机构的操作；和(h)延时装置，用于当发动机重起时，延迟第二操作时间，所述第二操作时间是当所述开关机构将被激活来闭合主触点的时间，直到所述小齿轮致动器被激活来移动所述小齿轮可移动体的第一操作时间之后。所述延时装置产生所述第一和第二操作时间之间的时间延迟，在所述小齿轮可移动体在所述小齿轮致动器的作用下移动从而使所述小齿轮从松开位置移动到小齿轮将要与齿圈啮合的最大可移动位置并随后小齿轮啮合齿圈之后，使得通过开关机构闭合所述主触点来向马达提供电力。当在发动机完全停止之前的发动机减速过程中请求重起发动机时，本发明的发动机起动系统电气地或者机械地延迟开关机构将被激活来闭合所述主触点的时间的第二操作时间，直到小齿轮致动器将被激活来移动小齿轮可移动体的第一操作时间之后。具体地，在小齿轮致动器移动小齿轮可移动体且小齿轮至少部分地啮合到齿圈之后，所述开关机构被通电来闭合主触点以旋转所述马达。换句话说，开关机构不闭合主触点来保持马达在小齿轮从松开位置移动到齿轮可啮合位置期间处于不通电状态，因此马达产生的扭矩，将不会传递到小齿轮上，直到小齿轮啮合到齿圈为止。即使当被小齿轮致动器移动的小齿轮不能够直接地啮合到齿圈上时，就是说小齿轮的端部已经碰到齿圈的端部表面时(通常，小齿轮的端部碰到齿圈的端部表面的可能性高于小齿轮被小齿轮致动器移动并直接啮合到齿圈上的可能性)，由于齿圈在较低的转速下旋转，因此小齿轮将与齿圈在某一角度位置下啮合。这使得发动机可以在其完全停止前的减速期间快速地起动。所述马达保持关闭状态直到小齿轮已经啮合到齿圈上，这样就最小化了小齿轮啮合到齿圈上所产生的机械冲击或噪声，改进了发动机减速期间小齿轮与齿圈的啮合的可靠性，增强了系统的耐用性。在本发明的优选模式下，所述延时装置设置第一和第二操作时间之间的时间延迟为30ms或者更多，优选为40ms或者更多。小齿轮致动器可以由螺线管致动器来实现，所述螺线管致动器产生第一电磁。开关机构可以通过马达启停开关来实现，所述马达启停开关产生第二电磁。控制器可以被设计成相互独立地控制所述螺线管致动器和所述马达启停开关的操作，并在其中安装构成延时装置的延时功能。所述延时装置可选择性地由连接至用于激励马达启停开关的激励电路的延时电路来实现。控制器改变当发动机在减速期间被请求重起时和当发动机在完全停止后内请求重起时之间的时间延迟。发动机的正常起动可以通过将小齿轮啮合到设置在松开状态下的齿圈而获得，这样使得当小齿轮的端部表面与齿圈的端部表面相邻接时马达基本上同步地被通电。因此，不需要延长从小齿轮与齿圈的端部表面相邻接时直到所述马达通电为止的延时时间。本发明的发动机起动系统可以设计成在当发动机在减速期间被重起时和当发动机在停止状态被重起时之间改变第一和第二操作时间。螺线管致动器和马达启停开关可以在轴向上彼此串联排列。螺线管致动器和马达启停开关可以分别具有壳体，所述壳体整体地排列在轴向上，构建了磁路。
上述发动机起动系统可以进一步地包括在通电状态下产生电磁的磁性线圈，可沿着磁性线圈内圆周在轴线方向上移动的可动芯，和单个的电磁开关，其设计成随着所述可动芯的移动同时实现小齿轮致动器的操作和开关机构的操作。所述时间延迟由可动芯行程提供，所述行程是当可动芯开始被电磁力产生引力移动时到主触点被闭合时的距离。具体地，与传统结构相比，所述主触点闭合与小齿轮碰到齿圈上之间的延时可以通过延长所述可动芯的行程而获得。第一和第二操作时间之间的时间延迟值通过延长所述可动芯的行程至期望值而机械地确定。所述发动机起动系统可以安装在具有自动停止和重起发动机的怠速停止系统的车辆中。根据本发明的第三方面，提供了一种发动机起动系统，包括:(a)马达，其通过马达电路从由电池电力而通电，以产生扭矩；(b)输出轴，当受到由马达产生的扭矩时其转动；(C)小齿轮，由马达产生的扭矩通过小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈；(d)小齿轮可移动体，其可以与小齿轮一起沿着输出轴移动；(e)小齿轮螺线管致动器，其可以产生电磁引力来将小齿轮可移动体朝着齿圈推动；(f)马达启停开关，用来断开或闭合设置在马达电路中的主触点以切断或者提供到马达上的电力；(g)设置在励磁电路中的第一继电器，其从电池将电力提供给小齿轮螺线管致动器；(h)设置在励磁电路中的第二继电器，其从电池将电力提供给马达启停开关；(i)控制器，当发动机在停止之前的减速期间被重起时，其通过第一继电器电气地控制小齿轮螺线管致动器的操作和通过第二继电器电气地控制马达启停开关的操作；(j)延时电路，用于当发动机被重起时，延迟第二继电器将被通电时的第二操作时间，直到第一继电器被通电时的第一操作时间之后；和(k)单根电线，其连接至控制器的输出端口，所述电线具有通过延时电路的引导至第一继电器的第一继电器支线和引导至第二继电器的第二继电器支线。所述延时电路产生第一和第二操作时间之间的时间延迟，以便在小齿轮在小齿轮螺线管致动器的作用下从松开位置移动到可以与齿圈可啮合的齿轮可啮合位置并随后与齿圈啮合之后，或者小齿轮从松开位置移动到小齿轮与齿圈的啮合将被建立的最大可移动位置并然后啮合齿圈之后，闭合马达启停开关来给马达提供电力。当在发动机完全停止之前的发动机减速过程中请求重起发动机时，本发明的发动机起动系统电气地或者机械地延迟第二继电器被通电时的第二操作时间，直到第一继电器被通电时的第一操作时间之后。具体地，在小齿轮被小齿轮螺线管致动器移动到齿轮可啮合位置或者最大可移动位置并最终小齿轮啮合至齿圈之后，延时电路工作以闭合马达启停开关来给所述马达提供电力。换句话说,不闭合主触点来在小齿轮移向齿圈并随后啮合齿圈所需的时间内保持马达处于不通电状态。因此由马达产生的扭矩将不会传递到小齿轮上，直到小齿轮啮合到齿圈为止。即使当被小齿轮螺线管致动器移动的小齿轮不能够直接地啮合到齿圈上时，就是说小齿轮的端部已经碰到齿圈的端部表面时(通常，小齿轮的端部碰到齿圈的端部表面的可能性高于小齿轮被小齿轮螺线管致动器移动并直接啮合到齿圈上的可能性)，由于齿圈在较低的转速下旋转，因此小齿轮将与齿圈在某一角度位置下啮合。这使得发动机可以在其完全停止前的减速期间快速地重新起动。所述马达保持关闭状态直到小齿轮已经啮合齿圈，这样就最小化了小齿轮啮合到齿圈上所产生的机械冲击或噪声，改进了发动机减速期间小齿轮与齿圈的啮合的可靠性，增强了系统的耐用性。所述发动机起动系统可以安装在具有自动停止和重起发动机的怠速停止系统的车辆中。根据本发明的第四方面，提供了一种发动机起动系统，包括:(a)马达，其通过马达电路从电池提供的电力而通电，以产生扭矩；(b)输出轴，当受到由马达产生的扭矩时其转动；(C)小齿轮，由马达产生的扭矩通过所述小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈；(d)小齿轮可移动体，其可以与小齿轮一起沿着输出轴移动；(e)螺线管开关，用来产生磁引力来吸引可动芯来将小齿轮推向齿圈，和与所述可动芯的移动相联锁地断开或闭合设置在马达电路中的主触点，用来切断或者提供电力到所述马达上；(f)马达启停继电器，其具有设置在马达电路中的继电器触点，并电气地断开或闭合所述继电器触点；(g)控制器，用于当发动机在发动机停止之前的发动机减速过程被重起时电气地控制螺线管开关的操作和马达启停继电器的操作；和(h)延时装置，用于当发动机重起时，延迟当马达启停继电器被通电时的第二操作时间，直到螺线管开关被通电的第一操作时间之后。所述延时装置产生第一和第二操作时间之间的时间延迟，使得在小齿轮被螺线管开关移动到齿圈并然后至少部分地啮合齿圈、或者移动到小齿轮和齿圈将要啮合的最大可移动位置并随后啮合齿圈之后，且在主触点闭合之后，接通马达启停继电器来向所述马达提供电力。当在发动机完全停止之前的发动机减速过程中请求重起发动机时，本发明的发动机起动系统电气地或者机械地延迟马达启停继电器被通电时的第二操作时间，直到螺线管开关被通电时的第一操作时间之后。具体地，在小齿轮被小齿轮螺线管致动器移动到齿轮可啮合位置或者最大可移动位置，并然后啮合到齿圈之后，且所述主触点已经被闭合之后，延时装置闭合马达启停继电器来给所述马达提供电力。换句话说，不闭合马达启停继电器来保持马达在小齿轮移动到齿圈并然后啮合齿圈所需的期间内处于不通电状态，因此马达产生的扭矩，将不会传递到小齿轮上，直到小齿轮啮合齿圈为止。即使当被螺线管开关移动的小齿轮不能够直接地啮合齿圈时，就是说小齿轮的端部已经碰到齿圈的端部表面时(通常，小齿轮的端部碰到齿圈的端部表面的可能性高于小齿轮被螺线管开关移动并直接啮合齿圈的可能性)，由于齿圈在较低的转速下旋转，因此小齿轮将与齿圈在某一角度位置下啮合。这使得发动机可以在其完全停止前的减速期间快速地起动。所述马达保持关闭状态直到小齿轮已经啮合齿圈，这样就最小化了小齿轮啮合到齿圈上所产生的机械冲击或噪声，改进了发动机减速期间小齿轮与齿圈的啮合的可靠性，增强了系统的耐用性。在本发明优选的实施例中，所述延时装置可以通过连接至用于激励马达启停继电器的励磁电路的延时电路而实现，所述延时电路安装在马达启停继电器内。所述马达启停继电器具有布置在马达电路的主触点上游的继电器触点。具体地，马达启停继电器布置在螺线管开关和电池之间，因此消除了改变螺线管开关结构的需要，也就是说，允许螺线管开关具有可使用的典型结构。马达启停继电器可以安装在其中安装有马达的起动器壳体上。所述起动器为待安装在发动机上的一个部件。因此，本质上保证了所述起动器抵抗机械振动的质量。为了获得该质量保证，马达启停继电器被固定到起动器壳体上，其接近于发动机架，将振动的量最小化。所述发动机起动系统可以安装在具有自动停止和重起发动机的怠速停止系统的车辆中。根据本发明的第五方面，提供了一种发动机起动系统，包括:(a)马达，其通过马达电路从由电池提供电力而通电，以产生扭矩；(b)输出轴，当受到由马达产生的扭矩时其转动；(C)小齿轮，由马达产生的扭矩通过所述小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈；(d)小齿轮可移动体，其可以与小齿轮一起沿着输出轴移动；(e)螺线管开关，用来产生磁引力来吸引可动芯来将小齿轮推向齿圈，和具有连接至马达电路的外部端子，通过所述端子电力被输送到马达；(f)马达启停继电器，其具有设置在马达电路中的继电器触点，并电气地断开或闭合所述继电器触点；(g)控制器，用于当发动机停止之前的发动机减速过程中的发动机重起时电气地控制螺线管开关的操作和马达启停继电器的操作；和(h)延时装置，用于发动机重起时，延迟当马达启停继电器被通电的时间的第二操作时间，直到螺线管开关被通电的第一操作时间之后。所述延时装置产生第一和第二操作时间之间的时间延迟，以便在小齿轮被螺线管开关移动到齿圈、然后至少部分地啮合至齿圈、或者移动到小齿轮和齿圈将要啮合的最大可移动位置、并然后啮合齿圈之后，接通马达启停继电器向所述马达提供电力。当在发动机完全停止之前的发动机减速过程中请求重起发动机时，本发明的发动机起动系统电气地或者机械地延迟为马达启停继电器要被通电的时间的第二操作时间，直到螺线管开关要被通电的第一操作时间之后。具体地，在小齿轮被螺线管开关移动并啮合到齿圈之后，延时装置闭合马达启停继电器来给所述马达提供电力。换句话说，不闭合马达启停继电器来保持马达在小齿轮移动到齿圈并然后啮合齿圈所需的期间处于不通电状态，因此马达产生的扭矩，在小齿轮啮合齿圈之前，将不会传递到小齿轮上。即使当被螺线管开关移动的小齿轮不能够直接地啮合到齿圈上时，就是说小齿轮的端部已经碰到齿圈的端部表面时(通常，小齿轮的端部碰到齿圈的端部表面的可能性高于小齿轮被螺线管开关移动并直接啮合齿圈的可能性)，由于发动机处于减速状态，因此小齿轮将与齿圈在某一角度位置下啮合，因此所述齿圈处于较低的转速下旋转。这使得发动机可以在其完全停止前的减速期间快速地起动。所述马达保持关闭状态直到小齿轮已经完全啮合到齿圈上，这样就最小化了小齿轮啮合到齿圈上所产生的机械冲击或噪声，改进了发动机减速期间小齿轮与齿圈的啮合的可靠性，增强了系统的耐用性。在本发明优选的实施例中，所述螺线管开关具有第一端螺栓和第二端螺栓。第一终端栓作为外部端子。第二端螺栓通过马达引线连接至马达。第一和第二端螺栓通过端子到端子式连接器电连接在一起。这消除了建立在典型结构的螺线管开关内设置的主触点的必要。所述主触点通常由一对通过两个端螺栓与马达电路相连接的固定触点和一个被可动芯的移动所推动的可移动触点来实现。本发明的结构可以因此而省略所述固定触点和所述可移动触点。具有典型结构的螺线管开关可以作为这样而使用。所述两个端螺栓通过连接器电气地相连接，因此通过断开或者闭合主触点不会使流向马达的电力流被阻断或者接通。具体地，当马达启停继电器被接通时，电力从电池输送出到马达，然而当马达启停继电器被切断时，电力停止输送到马达，而不论主触点是处于断开还是闭合状态。因此，主触点的机械磨损或者由于他们之间的连接中的故障将不会影响发动机起动系统的操作。第一端螺栓可以作为通过马达引线连接至马达的外部端子。第二端螺栓从马达电路中被隔离，而不连接至所述马达电路。这也消除了典型结构的螺线管开关中建立主触点的必要。具体地，当马达启停继电器被接通时，电力从电池提供到马达，而当马达启停继电器被切断时，电力停止提供到马达而不论主触点是断开或者闭合。因此，主触点的机械磨损或者由于它们之间的连接中的故障将不会影响发动机起动系统的操作。第一端螺栓可以优选地从马达电路中隔离出来。第二端螺栓可以通过马达引线作为外部端子连接至马达。第二端螺栓连接至马达，这就消除了在典型结构的螺线管开关中设置主触点的必要。具体地，当马达启停继电器接通时，电力从电池输送至马达，然而当马达启停继电器断开时，电力停止供应到马达上，而不论主触点是断开或者闭合。因此主触点的机械磨损或者由于他们之间的连接中的故障将不会影响发动机起动系统的操作。所述马达启停继电器具有布置在马达电路的外部端子上游的继电器触点。具体地，马达启停继电器布置在螺线管开关和电池之间，因此消除了改变螺线管开关结构的必要，也就是说，允许螺线管开关具有可使用的典型结构。马达启停继电器可以安装在其中安装有马达的起动器壳体上。所述起动器为将要安装在发动机上的一个部件。因此，本质上保证了所述起动器抵抗机械振动的质量。为了满足该质量保证，马达启停继电器被固定到起动器壳体上，其接近于发动机架，将振动最小量化。所述发动机起动系统可以安装在具有自动停止和重起发动机的怠速停止系统的车辆中。根据本发明的第六方面，提供了一种发动机起动系统，包括:(a)马达，其通过马达电路由电池提供电力而通电，以产生扭矩；(b)输出轴，当被施加由马达产生的扭矩时其转动；(C)小齿轮，由马达产生的扭矩通过小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈；(d)小齿轮可移动体，其可以与小齿轮一起沿着输出轴移动；(e)螺线管开关，用来产生磁引力来吸引可动芯来将小齿轮推向齿圈，和具有连接至马达电路的第一和第二端螺栓；(f)马达启停继电器，其具有设置在马达电路中的继电器触点，并电气地断开或闭合所述继电器触点；(g)控制器，用于当发动机停止之前的发动机减速过程中的发动机重起时电气地控制螺线管开关的操作和马达启停继电器的操作；和(h)延时装置，用于发动机重起时，延迟当马达启停继电器被通电的时间的第二操作时间，直到螺线管开关被通电的第一操作时间之后。螺线管开关并不建立或者阻断输送至马达的电力流，且具有从所述马达电路断开连接的第一和第二端螺栓。马达启停继电器用于断开或者闭合继电器触点来阻断或者建立从电池流向马达的电力流。延时装置产生在第一和第二操作时间之间的时间延迟来接通马达启停继电器，从而在小齿轮被螺线管开关移动至齿圈并至少部分地啮合所述齿圈后，或者移动到小齿轮与齿圈将要啮合的最大可移动位置然后啮合齿圈后，将电力流提供到马左上。当在发动机完全停止之前的发动机减速过程中请求重起发动机时，本发明的发动机起动系统电气地或者机械地延迟马达启停继电器被通电的时间的第二操作时间，直到螺线管开关被通电的第一操作时间之后。具体地，在小齿轮被螺线管开关移动并啮合齿圈之后，延时装置闭合马达启停继电器来给所述马达提供电力。换句话说，不闭合马达启停继电器来保持马达在小齿轮移动到齿圈并然后啮合到齿圈所需的期间处于不通电状态，因此马达产生的扭矩，直到小齿轮啮合到齿圈为止，将不会传递到小齿轮上。即使当被螺线管开关移动的小齿轮不能够直接地啮合到齿圈上时，就是说小齿轮的端部已经碰到齿圈的端部表面时(通常，小齿轮的端部碰到齿圈的端部表面的可能性高于小齿轮被螺线管开关移动并直接啮合到齿圈上的可能性)，由于发动机处于减速状态，因此小齿轮将与齿圈在某一角度位置下啮合，因此所述齿圈处于较低的转速下旋转。这使得发动机可以在其完全停止前的减速期间快速地起动。所述马达保持关闭状态直到小齿轮已经啮合到齿圈上，这样就最小化了小齿轮啮合到齿圈上所产生的机械冲击或噪声，改进了发动机减速期间小齿轮与齿圈的啮合的可靠性，增强了系统的耐用性。两个安装在螺线管开关中的端螺栓并不用于连接至马达电路，但是螺线管开关可以这样使用。螺线管开关并不具有建立或者阻断电力流向马达的开关机构功能。因此，主触点(例如，安装在两个端螺栓上的固定触点和在所述固定触点之间进行连接的可移动触点)的机械磨损或者它们之间连接中的故障将不会影响发动机起动系统的操作。所述马达启停继电器具有布置在马达电路的外部端子上游的继电器触点。具体地，马达启停继电器布置在螺线管开关和电池之间，因此消除了改变螺线管开关结构的必要，也就是说，允许螺线管开关具有可使用的典型结构。马达启停继电器可以安装在其中安装有马达的起动器壳体上。所述起动器为待安装在发动机上的一个部件。因此，本质上保证了所述起动器抵抗机械振动的质量。为了满足该质量保证，马达启停继电器被固定到起动器壳体上，其接近于发动机架，将振动量最小化。所述发动机起动系统可以安装在具有自动停止和重起发动机的怠速停止系统的车辆中。根据本发明的第七方面，提供了一种发动机起动系统，包括:(a)马达，其通过马达电路由电池提供电力而通电，以产生扭矩；(b)输出轴，当被施加由马达产生的扭矩时其转动；(C)小齿轮，由马达产生的扭矩通过小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈；(d)小齿轮可移动体，其可以与小齿轮一起沿着输出轴移动；(e)螺线管开关，用来产生磁引力来吸引可动芯来将小齿轮推向齿圈，其还与可动芯的移动相联锁地断开或闭合设置在马达电路中的主触点，来切断或者提供电力到马达中；(f)常闭式马达启停继电器，其具有设置在马达电路中的继电器触点，当不通电时，马达启停继电器保持所述继电器触点闭合；(g)起动继电器，其安装在励磁电路中用来从电池向螺线管开关提供励磁电流；(h)马达启停子继电器，其设置在励磁电路中用来从电池向马达启停继电器提供励磁电流；(i)控制器，其用于在发动机停止之前的减速过程中重起时，通过起动继电器电气地控制螺线管开关的操作和通过马达启停子继电器电气地控制马达启停继电器的操作；(j)延时装置，用于当发动机重起时延迟第二操作时间，所述第二操作时间是马达启停继电器将被通电的时间，直到螺线管开关将被通电的第一操作时间之后。所述延时装置产生第一和第二操作时间之间的时间延迟，以在小齿轮被螺线管开关移动到齿圈、然后至少部分地啮合至齿圈、或者移动到小齿轮和齿圈将要啮合的最大可移动位置并然后啮合齿圈之后，且在主触点闭合之后，接通马达启停继电器来向所述马达提供电力。控制器在主触点被螺线管开关闭合之前使马达启停子继电器通电来断开马达启停继电器，然后在第一操作时间之后闭合马达启停继电器。当请求重起发动机时,本发明的发动机起动系统电气地或者机械地延迟马达启停继电器被通电的时间的第二操作时间，直到螺线管开关被通电的第一操作时间之后。具体地，在小齿轮被螺线管开关移动并啮合齿圈之后，延时装置闭合马达启停继电器来给所述马达提供电力。控制器在主触点被螺线管开关闭合之前使马达启停子继电器通电来断开马达启停继电器，然后在第一操作时间之后接通马达启停继电器。当在发动机停止之前的发动机减速过程中请求重起发动机时，本发明的发动机起动系统电气地或者机械地延迟第二操作时间，所述第二操作时间为马达启停继电器被通电的时间，直到螺线管开关被通电时的第一操作时间之后。具体地，在小齿轮被螺线管开关移动并至少部分地啮合到齿圈之后，延时装置闭合马达启停继电器来给所述马达提供电力。马达启停继电器为常闭式。因此，在螺线管开关闭合主触点之前，马达启停子继电器被通电来切断马达启停继电器，之后，所述马达启停继电器在到达第一操作时间之后被接通。因此，马达启停继电器不闭合来保持马达在小齿轮移动到齿圈并然后啮合到齿圈上所需的期间处于不通电状态，因此马达产生的扭矩，直到小齿轮啮合到齿圈为止，将不会传递到小齿轮上。采用常闭式马达启停继电器允许发动机通过，例如，车辆驾驶员在控制器操作故障的情况下采用手动钥匙的方式起动发动机。具体地，螺线管开关响应于独立于控制器的，用来激励起动继电器的手动接通点火开关产生的正常输入信被激活。即使当被螺线管开关移动的小齿轮不能够直接地啮合到齿圈上时，就是说小齿轮的端部已经碰到齿圈的端部表面时(通常，小齿轮的端部碰到齿圈的端部表面的可能性高于小齿轮被螺线管开关移动并直接啮合到齿圈上的可能性)，由于发动机处于减速状态，因此小齿轮将与齿圈在某一角度位置下啮合，因此所述齿圈处于较低的转速下旋转。这使得发动机可以在其完全停止前的减速期间快速地起动。所述马达保持关闭状态直到小齿轮已经啮合到齿圈上，这样就最小化了小齿轮啮合到齿圈上所产生的机械冲击或噪声，改进了发动机减速期间小齿轮与齿圈的啮合的可靠性，增强了系统的耐用性。所述马达启停继电器具有布置在外部端子上游的继电器触点。具体地，马达启停继电器布置在螺线管开关和电池之间，因此消除了改变螺线管开关结构的必要，也就是说，允许螺线管开关具有可使用的典型结构。马达启停继电器可以安装在其中安装有马达的起动器壳体上。所述起动器为待被安装在发动机上的一个部件。因此，本质上保证了所述起动器抵抗机械振动的质量。为了满足该质量保证，马达启停继电器被固定到起动器壳体上，其接近于发动机架，将振动量最小化。所述发动机起动系统可以安装在具有自动停止和重起发动机的怠速停止系统的车辆中。根据本发明的第八方面，提供了一种发动机起动系统，包括:(a)马达，其通过马达电路由电池提供电力而通电，以产生扭矩；(b)输出轴，当被施加由马达产生的扭矩时其转动；(C)小齿轮，由马达产生的扭矩通过所述小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈；(d)小齿轮可移动体，其可以与小齿轮一起沿着输出轴移动；(e)螺线管开关，用来产生磁引力来吸引可动芯来将小齿轮推向齿圈，其还与可动芯的移动相联锁地断开或闭合安装在马达电路中的主触点，用来切断或者提供电力到马达中；(f)马达启停继电器，其具有设置在马达电路中的继电器触点，并电气地断开或者闭合所述继电器触点；(g)控制器，其电气地控制螺线管开关的操作和马达启停继电器的操作。在发动机停止之前的减速过程中，控制器使螺线管开关通电来移动小齿轮，延迟马达启停继电器的操作，直到小齿轮轴承至少部分地啮合到齿圈上，或者移动到小齿轮和齿圈将要啮合的最大可移动位置并然后啮合齿圈之后，并在主触点闭合之后，在此之后发动机重起请求信号被输入到控制器。当发动机在其停止之前的减速时，本发明的发动机起动系统推动和带动小齿轮与发动机的齿圈啮合，然后响应于输入到控制器的发动机重起请求信号，也就是说当发动机重起条件得到满足时，使马达启停继电器通电来激活马达从而驱动发动机旋转。换句话说，控制器响应于发动机重起请求信号并不接通螺线管开关来将小齿轮与齿圈啮合，而是当发动机停止前的减速时实现小齿轮与齿圈的啮合，并将这种啮合保持到发动机停止之后。之后，当发动机重起条件得到满足时，例如，车辆驾驶员松开刹车踏板并移动自动变速器的变速器换挡杆到驱动档时，发动机重起信号被输送到控制器。控制器随后使马达启停继电器通电来从电池向马达提供电力来旋转已经啮合到齿圈上的小齿轮。马达产生的扭矩，因而，被快速地传递到齿圈上来起动发动机。这就最小化了小齿轮与齿圈啮合所产生的机械冲击或者噪声。在本发明优选的实施例中，所述马达启停继电器具有布置马达电路中在外部端子上游的继电器触点。具体地，马达启停继电器布置在螺线管开关和电池之间，因此消除了改变螺线管开关结构的必要，也就是说，允许螺线管开关具有可使用的典型结构。马达启停继电器可以安装在其中安装有马达的起动器壳体上。所述起动器为待被安装在发动机上的一个部件。因此，本质上保证了所述起动器抵抗机械振动的质量。为了获得该质量保证，马达启停继电器被固定到起动器壳体上，该起动机壳体接近于发动机架，将振动量最小化。所述发动机起动系统可以安装在具有自动停止和重起发动机的怠速停止系统的车辆中。
将通过以下的具体描述和本发明优选实施例的附图更好的理解本发明，然而，它们并非将本发明限制在特定的实施例，而仅仅出于解释或者理解的目的。在附图中:图1是根据本发明第一实施例的发动机起动系统中安装的起动器的局部截面图。
图2是图1中的起动器中安装的螺线管继电器和螺线管致动器内部构造的纵向截面图。图3是根据本发明第一实施例的发动机起动系统的电路图。图4示出了当发动机反转时小齿轮与齿圈的啮合产生的冲击的大小和从小齿轮移动开始经过的延时之间的关系；图5不出了根据本发明第二实施例的发动机起动系统的电路图；图6不出了根据本发明第三实施例的发动机起动系统的电路图；图7是本发明第四实施例的发动机起动系统中安装的起动器的局部截面图；图8示出了根据本发明第五实施例的发动机起动系统的电路图；图9不出了根据本发明第六实施例的发动机起动系统的电路
图10示出了根据本发明第七实施例的发动机起动系统的电路图；图11不出了根据本发明第八实施例的发动机起动系统的电路图；图12示出了根据本发明第九实施例的发动机起动系统的电路图；图13示出了根据本发明第十实施例的发动机起动系统的电路图；图14示出了根据本发明第^^一实施例的发动机起动系统的电路图；图15示出了根据本发明第十二实施例的发动机起动系统的电路图；图16示出了根据本发明第十三实施例的发动机起动系统的电路图；图17示出了根据本发明第十四实施例的发动机起动系统的电路图。
具体实施例方式参考附图，在多幅图中相同的部件将用相同的附图标记，尤其是图3，其示出了根据本发明第一实施例的发动机起动系统，其可以与怠速停止系统一起使用来当车辆例如位于十字路口或者由于交通阻塞已经停止时，自动地停止车辆发动机，然后当车辆驾驶员进行预定的起动操作(如，驾驶员的脚从刹车踏板上松开)时重起发动机。所述发动机起动系统包括发动机起动器1，如图1所示，和电子控制单元(ECU) 2，其用于控制起动器I的操作。起动器I基本由以下组成:起动马达3，输出轴4，通过输出轴4可以传递马达3产生的扭矩，通过螺旋花键装配在输出轴4的外周的单向离合器5，在输出轴4的外周上沿着轴向(如，图1中的横向)与单向离合器5—起可移动的小齿轮6，用作小齿轮致动器来通过拨叉7来将单向离合器5和小齿轮6推离马达3的螺线管致动器8，和用于断开或闭合主触点的螺线管马达启停开关10，如接下来所要描述的，螺线管马达启停开关10安装在马达电路中，该马达电路构造来给马达3提供电力或电流。单向离合器5采用典型的结构，由外部件，内部件，滚柱和弹簧构成。小齿轮6与单向离合器5的内部件整体地形成。小齿轮6和单向离合器5—起作为小齿轮可移动体。减速器(未示出)可设置在马达3和输出轴4之间来减小马达3的速度并将该速度传递给输出轴4。减速器可以通过行星减速齿轮实现。螺线管致动器8和马达启停开关10的结构将参考图2和3在下面描述。马达3，输出轴4，离合器5，小齿轮6，拨叉7，起动器壳体11，和减速器具有本领域已知的典型结构，它们都不是本发明的实质部分，因此对它们的具体描述将被省略。
螺线管致动器8和马达启停开关10沿其轴向排成一列或串联设置作为一个单元，如图1所示的，与起动马达3平行地固定到起动器壳体11上。如图2所示，螺线管致动器8，由以下组成:螺线管壳体12，环绕位于螺线管壳体12内的树脂线筒13的螺线管线圈14，通过螺线管线圈14的通电而磁化的固定磁芯15，设置为在螺线管线圈14内沿其轴向可移动的可动芯16，以及联销17，通过该联销17，可动芯16的移动被传递到拨叉7。螺线管壳体12由具有封闭其一端的底部12a的中空圆柱体形成。底部12a在径向中心具有一圆孔，该圆孔的直径与线筒13的内径相同。中空圆柱形衬套18通过底部12a的圆形孔被插入线筒13的内周，用以引导可动芯16的移动。螺线管线圈14由引入线圈14a和吸持线圈14b组成，它们可以以两层的形式缠绕在线筒13上。引入线圈14a和吸持线圈14b在其端部处结合至第一外部端子19，如图3所示。第一外部端子19通过起动继电器20被连接至电池9。引入线圈14a还在其另一端连接至第二外部端子21，如图3所示。第二外部端子21通过金属连接器(未示出)被连接至M-端螺栓32，如下面所将要描述的。吸持线圈14b在另一端还被焊接到磁芯15的表面上，使得其电气地连接到地。起动继电器20由E⑶2接通或者断开。当接通时，起动继电器20从电池9向螺线管线圈14提供电力。固定磁芯15由环状板15a和芯体15b的组件构成，芯体15b型锻成型，因此其装配在环状板15a的内圆周。板15a具有面对着螺线管线圈14的外周边缘，其设置为与形成在螺线管壳体12的内壁面中的内部凸出部邻接，因此其被保持而不能朝着螺线管线圈14移动。可动芯16设置成沿着衬套18的内周在衬套18的轴向上可移动。复位弹簧22设置在芯体15和可动芯16之间，用来推动可动芯16远离芯体15(如，图2中的左边方向)。可动芯16由中空圆柱体形成，其具有沿着可动芯16的轴向延伸的圆形中心孔。所述中心孔在可动芯16的一端开放,且被可动芯16的另一端封闭。联销17与驱动弹簧23 —起被插入到可动芯16的中心孔中。联销17由杆构成并具有形成在其一端的槽17a，拨叉7的一端接合到槽17a中。联销17还具有形成在另一端上的法兰17b。法兰17b具有外直径，使得其外周可滑动地接触可动芯16的中心孔的内壁。法兰17b被驱动弹簧23推动至与可动芯16的中心孔底部恒定邻接。驱动弹簧23设置环绕在联销17的外周上，其一端支撑在弹簧支撑24上，弹簧支撑24型锻或者配合在可动芯16的开口的内壁中，另一端支撑在联销17的法兰17b上。驱动弹簧23维持压缩状态，直到小齿轮6的一端被拨叉7的由于可动芯16而远离起动马达3移动的那端推动，从而撞击到连接至发动机曲轴的齿圈25的一端，之后，可动芯16开始被芯体15b所吸引，因而在其中建立或者累积反作用力，来将小齿轮6与齿圈25啮合。马达启停开关10具有与螺线管致动器8共用的磁芯15，马达启停开关10与螺线管致动器8形成一体。马达启停开关10还包括中空圆柱体继电器壳体26，继电器线圈28，可移动芯体29，触点壳体30，端螺栓31和32，一对固定触点33，一个可移动触点34。继电器壳体26与螺线管壳体112形成一体并从螺线管壳体112的开口端延伸并与之对齐。继电器线圈28环绕树脂线筒27。可移动芯29设置在继电器线圈28内部，以便可沿着继电器线圈28的轴向移动。触点壳体30由树脂制造并配合在继电器壳体26的开放端内。端螺栓31和23设置在触点壳体30内。固定触点33通过端螺栓31和32被电气地连接至马达电路(例如，马达启停开关10的电路组件)。可移动触点34设置在触点壳体30内部，可以移动以便建立或者阻断固定触点33之间的电连接。继电器线圈28设置在继电器壳体26的内周内，比磁芯15的板15a更接近继电器壳体26端部。具体地，螺线管线圈14与继电器线圈28分别位于板15a的两侧。继电器线圈28，如图3所示，其一端连结至第三端子35，另一端连接至磁芯15的表面，因此其电气地接地。第三端子35被通过电线连接至E⑶2。隔离物36设置在继电器线圈28的外周上。磁板37邻近继电器线圈28的一个端表面设置，其设置得更远离板15a。隔离物36由中空圆柱体形成，且没有气隙地内配合在继电器壳体26的内圆周。隔离物36在其一端设置成与板15a的端部表面邻接，因此其被保持而不朝着所述板15a移动。磁板37以树脂材料内嵌模制成，所述线筒27同样采用树脂材料形成。磁板37沿着与隔离物36的轴线垂直的方向延伸，并设置有外周边缘，其沿着树脂材料的外部延伸，与隔离物36的端部邻接接触，使得其被保持而不朝着隔离物36移动。磁板37具有形成在其中的中心圆形孔，所述孔的内径基本上与线筒27的内径相同，使得可移动芯29可以通过所述中心孔移动。可移动芯29被设置来沿着磁板37和线筒27的内周在其轴向方向可移动。复位弹簧38设置在芯体15b和可移动芯29之间来推动可移动芯29弹性地远离芯体15b (如，图2中的右侧方向)。触点壳体30为圆柱形，包括中空圆柱状支腿30a，其设置在继电器壳体26的开口，且一端接触邻接在磁板37的表面。继电器壳体26的开放端的全部或者部分圆周被卷边来牢固地保持触点壳体30的支腿30a。 端螺栓31和32作为B-端螺栓，电池电缆39，如图3所示连结于其上，和作为M-端螺栓，如图1，3所示，马达引线40连结与其上。端螺栓31和32通过垫圈41和42安装在触点壳体30中。固定触点33与端螺栓131和132分离开来，但是替代地也可以分别与之整体地形成。固定触点33分别被电气地连接至触点壳体30中的端螺栓31和32。可移动触点34被设置的比固定触点33更远离可移动芯29。可移动触点34被接触压力弹黃44推动至与固定在可移动芯29内的树脂杆43的端表面形成恒定邻接。接触压力弹簧44产生的初始弹簧压力，设置得比复位弹簧38产生的要小，这样使得，如图9所示，当继电器线圈28被断电时，在压缩接触压力弹簧44的同时将可移动触点34设置成与触点壳体30的内置座30b恒定邻接。所述主触点为固定触点33和可移动触点34。主触点的闭合可以通过接触压力弹簧44将可移动触点34推入与固定触点33搭接，以在固定触点33之间建立电连接来实现。主触点的断开可以通过将可移动触点34移开固定触点33以断开固定触点33之间的电连接来实现。通过E⑶2执行的怠速停止控制模式将在下面描述。
当ECU2监测到，例如，指示发动机速度、自动变速器的变速杆的位置和刹车开关的开/关状态的信号，如从发动机ECU(未示出)输入，然后基于所述信号判定自动发动机停止条件，例如，其中已满足了车辆速度为零(O)和刹车踏板被踩下的情况，ECU2向发动机ECU输出发动机停止请求信号。之后，当发动机重起条件满足时，例如，刹车踏板被松开以及自动变速器的变速杆被移动到驾驶(D)范围，ECU20决定在怠速停止控制模式已经被执行之后作出发动机重起请求，并向发动机ECU输出发动机重起信号，同时也控制起动器I的运转来重起发动机。具体地，E⑶2使螺线管线圈14通电来开启螺线管致动器8，然后使继电器线圈28通电来操作马达启停开关10。E⑶2应当使螺线管线圈14通电的第一操作时间被延迟一段预定时间，直到ECU2应当使继电器线圈28通电的第二操作时间之后。第一和第二操作时间的所述时间间隔在以下两者之间变化:在发动机自动停止条件满足而切断发动机的燃料供应和进气以使得发动机完全停止后发动机重起条件满足时，和当发动机完全停止之前发动机重起条件满足时。例如，当发动机重起条件在发动机完全停止后满足，所示时间间隔被设置为15ms-20ms (在本实施例中为20ms)。当发动机重起条件在发动机完全停止之前达到，也就是，当齿圈25还在旋转时,所述时间间隔为30ms或者更多，优选40ms或者更多。当在小齿轮6与离合器5 —起被螺线管致动器8推动到齿圈25时和当主触点被马达启停开关10闭合时之间的时间间隔，即上述时间延迟设置为20ms，E⑶2将闭合主触点来使起动马达3通电，这基本上与小齿轮6的一端撞击到齿圈25的端表面时相同时。当所述时间延迟被设置为30ms或者更多时，ECU2将保持主触点断开，直到小齿轮6前进到其将要与齿圈25啮合的可啮合位置并然后啮合到齿圈25时，然后在小齿轮6已啮合齿圈25之后，闭合所述主触点。语句“直到小齿轮6前进到可啮合位置并然后与齿圈25啮合”并不必然表示“直到齿圈13已经完全啮合齿圈25的全部宽度”，但是其包括“直到小齿轮6至少部分地啮合到齿圈25的宽度上”的意思。第一实施例的起动器I的操作将在下面描述。当进行正常的发动机起动时(车辆驾驶员接通点火开关来起动完全停止的发动机)响应于接通点火开关所产生的接通信号，E⑶2接通起动继电器20，使得电池9的电力被提供到螺线管14上来使芯体15b磁化，并因此而吸引可动芯16。这造成了小齿轮6与单向离合器5 —起被拨叉7推动而离开起动马达3。当撞击到齿圈25的端表面时，小齿轮6停止。当时间延迟(如20ms)随着螺线管线圈14的通电而消逝时，E⑶2使继电器线圈28通电来吸引可移动芯体29到磁芯15的芯体15b上，这就使得可移动触点34被接触压力弹簧44推动而与固定触点33接触来建立他们之间的电连接(如，闭合主触点)，这样电力从电池9提供到起动马达3中。这使得电枢3a，如图3所示，产生扭矩，然后通过输出轴4和单向离合器5传递到小齿轮6上。当小齿轮6旋转直到其可与齿圈25啮合的可啮合位置时，其将引起小齿轮6被积累在驱动弹簧23中的反应压力带动，从而与齿圈25啮合，这样扭矩从小齿轮6传递到齿圈25上来起动发动机。当怠速发动机被请求停止之后进行发动机重起时
当在发动机的旋转完全停止之后发动机重起条件得到满足时，ECU2接通起动继电器20来使螺线管线圈14通电。在第一操作时间20ms过去后，E⑶2使继电器线圈28通电，从而使得小齿轮6与单向离合器5 —起被拨叉7推动而远离起动马达3。E⑶2以和小齿轮6的端部撞击到齿圈25的端表面的时间大致同时地让起动马达3通电。这样使得小齿轮6被起动马达3的扭矩输出驱动旋转到一个角度位置(如，可啮合位置)然后啮合齿圈25来起动发动机。当在发动机的旋转完全停止之前满足发动机重起条件时，ECU2在第一操作时间过去时间延迟(如40ms)后接通继电器线圈28。当小齿轮6的一端撞击到齿圈25的端表面时，主触点还没有闭合，这样起动马达3仍然处于切断状态，小齿轮6还没有旋转。然而，当齿圈25旋转时,小齿轮6已经被推向齿圈，从而当小齿轮6已经撞击到齿圈25,然后朝着小齿轮6啮合齿圈25的可啮合位置旋转时，完成发小齿轮6与齿圈25的啮合。随后，ECU2接通马达启停开关10来闭合主触点，这样起动马达3被启动来输出扭矩到小齿轮6上，从而通过齿圈25驱动发动机旋转。本实施例的发动机起动系统具有以下优点。当发出怠速停止请求来切断供应到发动机的燃料和吸入空气之后，但发动机仍然在减速中(如，发动机正处于摇动或摆动旋转，也就是说，发动机循环地正转和反转时)满足发动机重起条件时，发动机起动系统激活起动器I来重起发动机。E⑶2产生在第一和第二操作时间之间的时间延迟，来保持起动马达3切断，直到小齿轮6与齿圈25啮合为止。例如，第二操作时间被延迟到直到第一操作时间之后的30ms或者更多(优选40ms或者更多)，这样保持了起动马达3处于切断状态直到小齿轮6啮合到齿圈25位置，这样就最小化了小齿轮6与齿圈25啮合产生的机械冲击或者噪音，保证了操作的可靠性和起动器I的使用寿命。我们测量了小齿轮6与齿圈25啮合所产生的机械冲击的大小和第一、第二操作时间之间设置的时间延迟的关系。这种测量的结果如图4所示。垂直轴线表示的是当齿圈25反向恒速旋转时，小齿轮6与齿圈25啮合时产生的冲击的大小。水平轴线代表小齿轮6被拨叉7推动时和起动马达3通电时之间的时间间隔，S卩，第一和第二操作时间之间的时间延迟。短语“标准起动器”指的是典型的小齿轮推动式起动器，其设计来通过单个螺线管开关来断开或者闭合主触点来推动小齿轮6。如箭头所界定的范围，代表了当小齿轮6被推动和当起动马达3被通电之间的大约15ms至25ms的时间间隔，换句话说，螺线管开关的通电和主触点闭合之间的时间延迟。在时间延迟为15ms到25ms的情况下，标准起动器基本上与小齿轮6撞击到齿圈25的同时给起动马达3通电，这将引起处于正转的小齿轮6与处于反转的齿圈25啮合，这造成了很大的冲击。当推动小齿轮6和起动马达3的通电之间的时间延迟为30ms或者更多时，当小齿轮6被设置来啮合齿圈25时这将引起起动马达3被通电。在这种情况下，起动马达3产生的扭矩，将不会在小齿轮6啮合齿圈25时施加到齿圈6上，这样使得小齿轮6与齿圈25的啮合所产生的机械冲击降低。特别地，当时间延迟为40ms，或更多时，发现冲击的大小低于当齿圈25停止且发动机起动时。如以上描述所呈现的，在第一和第二操作时间之间采用30ms或更多(优选40ms，或更多)的时间延迟，将降低小齿轮6和齿圈25的啮合过程中产生的冲击水平。这避免了小齿轮6与齿圈25的损坏，即使在发动机完全停止之前的减速期间(如，发动机摆动旋转)起动器I被激活时。因此，当车辆停止之后的随即发动机仍然在减速中请求重起发动机时，发动机起动系统用于快速地重起发动机而不会对后面的车辆带来麻烦，这就消除了车辆驾驶员的心理负担。如上所述的本实施例的发动机起动系统，被设计来利用第一和第二操作时间的时间延迟，所述时间延迟是第一重起模式和第二重起模式之间的差别，其中在该第一重起模式下发动机在发动机旋转完全停止之后重起，在第二重起模式下发动机在发动机旋转完全停止之前重起。因此，可以独立地为第一和第二重起模式设置合适的时间延迟值。或者，第一和第二重起模式的时间延迟可以选择为具有相同的值(如30ms或更多，优选40ms或更多)。所示时间延迟也被判定而不给马达启停开关10的继电器线圈28通电，直到螺线管致动器8的螺线管线圈14被通电之后，小齿轮6从松开位置被前进到最大可移动位置然后啮合齿圈25,如图1所示,在所述松开位置,起动马达3处于休止状态,换句话说,在小齿轮6被推向最大可移动位置并哨合齿圈25后,继电器线圈28才通电。所述最大可移动位置是小齿轮6的相反端之一也就是远离单向离合器5的一端撞击或碰到小齿轮止动件45的端表面时的位置，如图1所示，所示止动件装配在输出轴4的外周上，换句话说，所述最大可移动位置是小齿轮6与齿圈25可啮合的位置，也就是小齿轮6与齿圈25将要建立啮合的位置。当小齿轮6已经位于与小齿轮止动件45邻接时，这意味着小齿轮6与齿圈25的整个宽度已经完全啮合，也就说，已经实现了小齿轮6与齿圈25的完全啮合。如上所述的螺线管致动器8和马达启停开关10作为一个整体在其轴向上串联排列，因此与它们沿马达3的径向排列设置相比，轴向排列减小了起动器I的面积。换句话说，这使得马达3在径向上减小了尺寸。这使得起动器I可以构建在与用来推动小齿轮6与断开或者闭合马达电路主触点的单个螺线管开关(如图7所示的螺线管开关50)基本上相同大小的空间中。螺线管致动器8和马达启停开关10共用磁芯15，所示磁芯15设置在螺线管线圈14和继电器线圈28之间。螺线管壳体12和继电器壳体26整体成型且与螺线管致动器8(如，马达3)的轴向成一直线排列。这使得起动器I的部件和装配过程变得简单。整体成型的螺线管壳体12和继电器壳体26增强了对抗外部机械振动的能力。图5示出了根据本发明第二实施例的发动机起动系统。第一实施例的发动机起动系统被设计来通过ECU2控制第一操作时间和第二操作时间，然而本实施例的发动机起动系统被设计来通过延时电路46控制第一和第二操作时间之间的时间延迟。如图5所示的延时电路46，连接在从起动器继电器20到螺线管线圈14延伸的电线和继电器线圈28之间。当E⑶2接通起动继电器20时，延时电路46延迟继电器线圈28的通电(如，第二操作时间)一段给定时间(如40ms)，直到螺线管线圈14被通电(如，第一操作时间)之后。具体地，延时电路46用于保持起动马达3处于关闭状态，直到小齿轮6啮合到齿圈25，这样最小化了小齿轮6与齿圈25啮合的所产生的机械冲击，这确保了操作的可靠性和起动器I的耐用性。当请求激活起动器I时，延时电路46用来设置第一和第二操作时间之间的延迟时间来允许ECU2仅控制起动继电器20的开关操作，这样就消除了增加ECU2的端口的必要并允许ECU2具有典型的结构。下面将参考图6描述本发明的第三实施例，其为第二实施例的修正。具体地，本实施例的发动机起动系统与第二实施例的区别在于用于设置第一和第二操作时间之间的时间延迟的延时电路46的结构不同。单根电线47从E⑶2的输出端口延伸出来，并连接至两根支线:第一继电器电线47a和第二继电器电线47b。第一继电器电线47a延伸至第一继电器48。第二继电器电线47b通过延时电路46延伸至第二继电器49。第一继电器48与第一实施例中的起动继电器20在操作上和结构上相同，如图3所示，其被设置成从电池9向螺线管致动器8提供励磁电流的励磁电路中的一个组件。第二继电器49设置成从电池9向马达启停开关10提供励磁电流的励磁电路(在第一实施例中未示出)中的一个组件。延时电路46连接至第二继电器电线47b，当E⑶2向起动继电器20输出励磁电流(即，接通信号)时，其用来将第二继电器49的通电(即，第二操作时间)延迟一段给定的时间(如40ms),直到第一继电器48通电(如,第一操作时间)之后。本实施例的结构消除了必须分开地将第一继电器电线47a和第二继电器电线47a连接至E⑶20的不同输出端口的必要性。换句话说，第一继电器电线47a和第二继电器电线47b通过单一的电线47连结至E⑶20的输出端口。另外，不需要向第一和第二继电器电线47a和47b输送与输送至螺线管致动器8一样大的电流。仅是用来激励第一和第二继电器48和49所需的电流量流过第一和第二继电器电线47a和47b，这样就允许了第一和第二继电器电线47a和48b由低电量的细电线制造，这使得系统的制造成本降低。下面将参考图7描述本发明第四实施例。本实施例的小齿轮-推动式起动器I被设计来采用单个螺线管开关50来推动小齿轮6和闭合主触点。螺线管开关50设置在起动器I中，且包括开关线圈51和可动芯52。当被通电时，开关线圈51起到电磁铁的功能来产生磁引力吸引可动芯52。可动芯52被设置成沿着螺线管开关50的轴向在螺线管开关50内部可滑动，这样来推动小齿轮6朝着齿圈25移动，并与可动芯52的移动同时地或与可动芯52的移动联锁地闭合主触点。可动芯52的行程，即是可动芯52所要移动的距离，被确定为在小齿轮6的端部撞击到齿圈25的端部表面的基本上同时主触点被关闭。在本实施例中，可动芯52的行程比典型的可动芯要长，使得主触点被闭合的第二操作时间可以被延迟，直到小齿轮6撞击到齿圈25时的第一操作时间之后。该时间延迟为，与第一实施例类似，30ms或者更多，优选40ms或者更多。具体地，当在怠速停止请求发出之后请求重起发动机时，本实施例的起动器I设计来通过使用螺线管开关50推动小齿轮6和闭合主触点，并在小齿轮6啮合到齿圈25之后激活起动马达3。因此，即使当发动机还在减速中请求起动发动机时，起动马达3产生的扭矩将不会在小齿轮6啮合齿圈25的时候施加到小齿轮6上，这样就减小了小齿轮6和齿圈25的啮合所产生的机械冲击或噪音。图8示出了第五实施例的发动机起动系统，其为第四实施例的修正。具体地，该发动机起动系统包括具有如图7所示的螺线管开关50和马达启停继电器53的小齿轮推动起动器I。本实施例的螺线管开关50，不同于第四实施例，其被设计成让可动芯52的冲程这样选择:使得主触点将要闭合的第二操作时间和小齿轮6将要撞击到齿圈25的第一操作时
间相互一致。如图8所示的马达启停继电器53，具有设置在马达电路中且布置在主触点(B卩，触点33和34)上游的继电器触点，用于电气地断开或闭合继电器触点。具体地，所述马达启停继电器53具有设置在连接电池9的正端子和螺线管开关50的B-端螺栓31 (如图7所示)之间的电缆线中的一对固定触点53a。马达启停继电器53也具有可移动的触点53c和螺线管53b。当被通电时，螺线管53b推动可移动触点53c来在固定触点53a之间建立电连接。从电池9向马达启停继电器53提供励磁电流的励磁电路中与起动继电器20 —起安装了被ECU2断开或者闭合的马达启停子继电器54。所述起动继电器20与第一实施例中的类似，设置在向螺线管开关50提供励磁电流的励磁电路中。ECU2具有延时功能，当发动机减速期间请求重起发动机时，其将用来将通过接通马达启停继电器53而使螺线管53b通电(即，第二操作时间)的马达启停子继电器54的通电延迟给定的时间30ms或者更多，优选40ms或者更多，直到起动继电器20通电来激活螺线管开关50而使螺线管线圈51通电之后(即第一操作时间)。发动机起动系统的操作将在下面描述。当在发动机完全停止旋转之前满足发动机重起条件时，ECU2使起动继电器20通电。在30ms，优选40ms或者更多的时间经过后，E⑶2使得马达启停子继电器54通电。当起动继电器20被接通时，电流从电池9提供到螺线管开关50的开关线圈51，因而产生了电磁力。电磁力吸引可动芯52 (即，图7中的右边)，因而通过拨叉7推动小齿轮可移动体直到小齿轮6的端表面撞击到齿圈25的端表面。可动芯52的移动造成了，如图7所示，可移动触点34被带入与固定触点33邻接(图7中仅示出设置在B-端螺栓31上的一个)，这样就闭合了主触点。当主触点被闭合时，马达启停继电器53还没有接通，因此没有电流从电池9流向马达3。当小齿轮6的端表面撞击到齿圈25的端表面时,且之后齿圈25已经到达可以与小齿轮6啮合的位置，这时小齿轮6被带入而与齿圈25啮合。之后，马达启停继电器53被接通来从电池9向马达3提供电力。这就在发动机完全停止旋转之前，换句话说，在发动机减速期间重起了发动机。马达3被保持切断状态直到小齿轮6啮合齿圈25，这样就最小化可由于小齿轮6与齿圈25的啮合所产生的机械冲击或噪音，确保了操作的可靠性和起动器I的使用寿命。如上所述的E⑶2，设置第一和第二操作时间之间的时间延迟为30ms或者更多(优选40ms，或者更多)，但是替代地，将时间延迟选择为使得在起动继电器20被接通来推动小齿轮可移动体穿过螺线管开关50，小齿轮6从松开位置移动到小齿轮6将要与齿圈25啮合的最大可移动位置，然后啮合小齿轮6之后，马达启停继电器53被接通来使马达3通电。上面所涉及的最大可移动距离，是当小齿轮6的远离单向离合器5的相对两端中的一个碰到或者撞击到小齿轮止动件45的端表面时的位置,如图7所示,所述止动件45装配在输出轴4的外周上。当小齿轮6已经与小齿轮止动件45相搭接时，这意味着小齿轮6已经完全啮合至齿圈25的全部宽度，换句话说，已经实现了小齿轮6与齿圈25的完全啮
八
口 ο本发明第六到第九实施例将在下面描述。第六到第九实施例中的发动机起动系统与第五实施例中的发动机起动系统就具有螺线管开关50和马达启停继电器53的起动器I的结构方面相同。螺线管开关50的所述B-端螺栓31，如图9所示，电气地通过端子-端子连接器55连接至M-端螺栓32。因此从电池9至马达3的电流，仅通过马达启停继电器53的闭合或者断开所建立或者阻断，而不论螺线管开关50是否断开或者闭合主触点。具体地，当马达启停继电器53被接通时，电流从电池9流向马达3。当马达继电器52切断时，供给马达3的电流被阻断。图10示出了本发明第七实施例的发动机起动系统。马达引线40从马达3的内部电路(即，正极(+)电刷57)延伸出来并连接至通过电缆线56接合在马达启停继电器53上的螺线管开关50的B-端螺栓31。如果螺线管开关50采用传统结构，那么马达引线40，如图7所示，将被连接至M端螺栓32。本实施例的马达引线40不连接至M-端螺栓32，而是连接至B-端螺栓31。M-端螺栓32因此从马达电路中隔离开。与第六实施例类似，从电池9至马达3的电流，仅通过马达启停继电器53的闭合或者断开所建立或者阻断，而不论螺线管开关50是否断开或者闭合主触点。具体地，当马达启停继电器53被接通时，电流通过马达引线40从B-端螺栓31输送给马达3。图11示出了本发明的第八实施例的发动机起动系统。螺线管开关50具有M-端螺栓32和B-端螺栓31。电缆线56被连接至螺线管开关50的M-端螺栓32。换句话说，马达启停继电器53通过电缆线56连接至M-端螺栓32。马达引线40与传统结构的螺线管开关50中的引线类似，连接至M-端螺栓32。B-端螺栓31，因此从马达电路隔离开而不被连接至其上。与第六实施例类似，从电池9至马达3的电流，仅通过马达启停继电器53的闭合或者断开所建立或者阻断，而不论螺线管开关50是否断开或者闭合主触点。具体地，当马达启停继电器53被接通时，电流通过马达引线40从M-端螺栓32输送给马达3。在第六到第八实施例中，B-端螺栓31对应于第一端螺栓，如权利要求14-16所记载的，M-端螺栓32对应于第二端螺栓，如权利要求记载的。图12示出了本发明第九实施例的发动机起动系统。螺线管开关50的B-端螺栓31和M-端螺栓32不被连接至马达电路。这样，螺线管开关50仅用于通过可动芯52的移动推动小齿轮6远离马达3，而不起到从电池9向马达3提供电流或切断电流的功能。马达启停继电器53设置在，例如，主触点(B卩，触点33，34)上游的马达电路中，并用于电气地断开或者闭合继电器触点来建立或者阻断从电池9流向马达3的电流。马达启停继电器53既不连接至螺线管开关50的B-端螺栓31也不连接至M-端螺栓32，而是直接连接到马达3上。
第六到第九实施例的结构消除了需要开关功能来断开或者闭合螺线管开关50的主触点的必要性，允许省略与开关功能相关联的零件，简化了螺线管开关50的结构，这就降低了发动机起动系统的生产成本。例如，第六实施例的结构消除了需要可移动触点34、支撑可移动触点34的可动芯杆43和弹簧44的必要性。当发动机起动系统具有端螺栓31和32被设置在与固定触点33所在的元件相分离的元件上的结构时，固定触点22可以被省略。第七实施例的结构中可以省略M-端螺栓32。第八实施例的结构可以省略B-端螺栓31。第九实施例的结构并不将端螺栓31和32连接至马达电路，这样就允许开关功能和端螺栓31和32 —起被省略，或者可采用装配有端螺栓31和32的螺线管开关50。第六到第九实施例中的螺线管开关50不需要以开关的方式工作来建立或者阻断操纵马达3的电流供给，这样降低了螺线管开关50的故障率，增强了发动机起动系统操作的可靠性。图13示出了本发明第十实施例的发动机起动系统，其为第五实施例的改型。本实施例的发动机起动系统与第五实施例的装配有螺线管开关50和马达启停继电器53的起动器I设置相同，则这里省略了对其的具体描述。马达启停继电器53被设计成常闭式。当马达启停子继电器54被接通来闭合励磁电路时，马达启停继电器53被电池9通电，因而其被切断来断开继电器触点。当马达启停子继电器54被切断来断开励磁电路时，马达启停继电器53被断电来闭合继电器触点。在螺线管开关50闭合主触点之前，E⑶2接通马达启停子继电器54来切断马达启停继电器53，然后在第二操作时间时，切断马达启停子继电器54来接通马达启停继电器53。因此，当主触点被螺线管开关50闭合时，马达启停继电器53处于切断状态。马达启停继电器53被保持切断来维持马达3的关闭，直到小齿轮6至少部分地啮合至齿圈25或者小齿轮6移动到最大可移动位置并啮合齿圈25。因此，马达3产生的扭矩将不会传递到小齿轮6上。采用常闭式的马达启停继电器53允许发动机被，例如，当ECU2故障时车辆驾驶员手动钥匙来起动。具体地，如图13所示，响应于通过手动接通点火开关以激励独立于ECU2的起动继电器20而产生的正常输入，所述螺线管开关50被激活。马达启停继电器53的继电器触点总是被保持闭合(即，处于接通状态)。因此马达3的通电可以通过螺线管开关50的操作来闭合主触点来实现。本实施例的发动机起动系统的结构，如上所述，允许车辆驾驶员用手动钥匙操作发动机的起动，这样保证了发动机起动的高可靠性。本发明第十一和十二实施例将在下面描述。与第二实施例相似，第H^一和十二实施例的发动机起动系统被设计来采用延时电路46代替E⑶2来产生第一和第二操作时间之间的时间延迟。第二实施例的延时电路46安装在装配有用于推动小齿轮6的螺线管致动器8和用于断开或者闭合主触点的马达继电器10的发动机起动系统中，但是本实施例的发动机起动系统，与第五实施例相似，装配了马达启停继电器53和安装有用于推动小齿轮6并断开或者闭合主触点的螺线管开关50的起动器1。第H--实施例的延时电路46,如图14所示,与马达启停子继电器54—起被连接到
励磁电路中，如虚线所示，其安装在马达启停继电器53中。
第十二实施例中的延时电路46，与第i^一实施例中相似，被连接至用于向马达启停继电器53提供励磁电流的励磁电路中，但是励磁电路，如图15所示，被从起动继电器20的下游侧分支(即，接近螺线管开关50)出来并通过延时电路46搭接到马达启停继电器53。所述延时电路46，与第i^一实施例相似，被安装在马达启停继电器53中。如上所述的第十一和十二实施例的马达启停继电器53，具有安装在其内部的连接至马达启停继电器53的励磁电路的延时电路46，这就消除了必须分别为螺线管开关50和马达启停继电器53的操作控制设置独立控制系统的必要性。换句话说，所述发动机起动系统，如图14和15所示，这样设计使得:E⑶2通过单根电路线控制螺线管开关50和马达启停继电器53，这样消除了必须为ECU2提供多个输出端口的必要性，使得发动机起动系统的制造成本降低。图16示出了根据本发明第十三实施例的发动机起动系统，其被设计成建立小齿轮6与齿圈25的啮合，并保持马达启停继电器53关闭直到在发动机停止之前的减速过程中发动机重起请求信号被输入EUC2为止。所述发动机重起请求信号为指示上述发动机重起条件已被满足的信号，其可以由刹车传感器的输出和/或自动变速器的变速杆传感器的输出所提供。与第五实施例相似，所述发动机起动系统装配有马达启停继电器53和起动器1，起动器I中安装有螺线管开关50来推动小齿轮6和闭合或断开主触点的起动器I。另外，ECU2具有延时功能，该延时功能将要被执行用于延迟马达启停继电器53的通电(即，第二操作时间)，直到螺线管开关50被通电(即，第一操作时间)之后。在发动机在其停止之前的减速过程中，ECU2接通起动继电器20来激活螺线管开关50来移动小齿轮6，保持马达启停继电器53切断，换句话说，延迟马达启停继电器53的接通操作直到小齿轮6至少部分地与齿圈25啮合或者位于最大可移动位置处与齿圈25啮合，并且闭合主触点，在这之后，发动机重起请求信号被输入到E⑶2中。ECU2在发动机重起条件满足之前，也就是，发动机重起请求信号被输入其中之前，将小齿轮6带入与齿圈25啮合并保持这种啮合直到发动机停止之后。随后，当发动机重起请求信号被输入时，ECU2接通马达启停继电器53来激活马达3来使发动机起动。这减少了发动机重起所需要的时间。在发动机减速期间，小齿轮6被带入与齿圈25啮合，这样消除了典型地当发动机旋转时小齿轮6与齿圈25的啮合所产生的机械冲击或噪音。图17示出了本发明第十四实施例的发动机起动系统，其中，马达启停继电器53，如第五到第十三实施例所涉及的，被安装在起动器的外壳11上。起动器1是将被安装在发动机上的一个部件。这样本质上确保了起动器I对抗机械振动的质量。为了获得这种质量保证，马达启停继电器53被固定到靠近发动机机架的起动器壳体11上，这样就最小化了振动幅度。第一到第十三实施例的改型将在下面描述。第一到第十三实施例的发动机起动系统用于在发动机停止之前的减速过程中，将小齿轮6带入与齿圈25啮合。当发动机速度相对高的时候啮合小齿轮6到齿圈25上通常会造成由于两者啮合所产生的冲击量的增加。为了缓解这类问题，发动机起动系统可以被设计成在发动机停止之前的减速过程中当发动机转速低于预先选择的怠速速度(如，300rpm)时将小齿轮6啮合至齿圈25。
在第一实施例中，螺线管致动器8和马达继电器10沿轴向串联排列，但是作为替代的选择，它们也可以相互独立设置。例如，它们可以在马达3的轴向上相互不成直线地设置。第六到第八，和第十到第十二实施例的发动机起动系统具有设置在马达电路中并位于螺线管开关50的主触点上游的马达启停继电器53，但是也可替代地设计成使得马达继电器53设置在主触点的下游，即，在螺线管开关50的M-端螺栓32和马达3之间(在第七实施例为在B-端螺栓31和马达3之间)。第一到第十三实施例中的每一个的发动机起动系统都被安装到装配有怠速停止系统的机动车辆中，但是，尽管如此，本发明可以应用在没有装配怠速停止系统的机动车辆中。例如，本发明的发动机起动系统可以用来在车辆的点火开关被关掉之后，发动机完全停止之前重起发动机，其中响应于点火开关的接通，发动机被起动器I起动，响应于点火开关的关掉而发动机被停止。尽管为了便于更好地理解而采用优选实施例的方式来揭示本发明，但是应当理解，本发明可以在没有违背本发明原理的情况下具有多种不同的实施方式。因此，本发明应理解为包括已示出实施例的所有可能实施例和修正，只要没有违背本发明的原理，正如所附权利要求所提出的。
权利要求
1.一种发动机起动系统，包括: 马达，其通过马达电路由电池提供电力而通电，以产生扭矩； 输出轴，当受到由所述马达产生的扭矩时，该输出轴转动； 小齿轮，由所述马达产生的扭矩通过所述小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈； 小齿轮可移动体，其与所述小齿轮一起沿着所述输出轴移动； 小齿轮致动器，用来将所述小齿轮可移动体移动到所述齿圈； 开关机构，用来断开或闭合设置在所述马达电路中的主触点以切断或者提供从电池到所述马达的电力； 控制器，用于当发动机停止之前的发动机减速过程中发动机重起时，所述控制器控制所述小齿轮致动器和所述开关机构的操作；和 延时装置，用于当发动机重起时，延迟当所述开关机构将被激活来闭合主触点的时间的第二操作时间，直到所述小齿轮致动器将被激活来移动所述小齿轮可移动体的时间的第一操作时间之后，所述延时装置产生所述第一和第二操作时间之间的时间延迟，使得在所述小齿轮可移动体被所述小齿轮致动器移动以使所述小齿轮从松开位置移动到所述小齿轮与所述齿圈可啮合的齿轮可啮合位置并然后所述小齿轮啮合齿圈之后，通过所述开关机构闭合所述主触点以便向所述马达提供电力， 其中所述小齿轮致动器由螺线管致动器来实现，所述螺线管致动器产生第一电磁，开关机构通过马达 启停开关来实现，所述马达启停开关产生第二电磁，所述控制器被设计成控制所述螺线管致动器和所述马达启停开关的相互独立的操作，并在其中安装构成所述延时装置的延时功能， 其中所述控制器改变当发动机减速期间发动机被请求重起时和当发动机完全停止之后发动机被请求重起时之间的时间延迟。
2.一种发动机起动系统,包括: 马达，其通过马达电路由电池提供电力而通电，以产生扭矩； 输出轴，当受到由所述马达产生的扭矩时，该输出轴转动； 小齿轮，由所述马达产生的扭矩通过所述小齿轮被传递到连接在发动机上的齿圈； 小齿轮可移动体，其与所述小齿轮一起沿着所述输出轴移动； 小齿轮致动器，用来将所述小齿轮可移动体移动到所述齿圈； 开关机构，用来断开或闭合设置在所述马达电路中的主触点以切断或者提供从电池到所述马达的电力； 控制器，当发动机停止之前的发动机减速过程中发动机重起时，所述控制器控制所述小齿轮致动器和所述开关机构的操作；和 延时装置，用于当发动机重起时，延迟当所述开关机构将被激活来闭合主触点的时间的第二操作时间，直到当所述小齿轮致动器将被激活来移动所述小齿轮可移动体的时间的第一操作时间之后，所述延时装置产生所述第一和第二操作时间之间的时间延迟，使得在所述小齿轮可移动体被所述小齿轮致动器移动从而使所述小齿轮从松开位置前进到将要实现所述小齿轮与齿圈啮合的最大可移动位置并随后所述小齿轮已经啮合齿圈之后，通过所述开关机构闭合所述主触点以向所述马达提供电力， 其中所述小齿轮致动器由螺线管致动器来实现，所述螺线管致动器产生第一电磁，所述开关机构通过马达启停开关来实现，所述马达启停开关产生第二电磁，所述控制器被设计成控制所述螺线管致动器和所述马达启停开关的相互独立的操作，并在其中安装构成所述延时装置的延时功能，其中所述控制器改变当发动机减速期间发动机被请求重起时和当发动机完全停止之后 发动机被请求重起时之间的时间延迟。
全文摘要
本发明涉及具有最小化机械冲击或噪声的发动机起动系统。一种用于汽车怠速停止系统的发动机起动系统。为了起动发动机，所述系统将小齿轮带入与连接在发动机上的齿圈啮合，并接通电动马达来使小齿轮旋转齿圈进而旋转发动机。当在发动机停止之前的减速期间被请求起动时，所述系统推动小齿轮与齿圈啮合，然后接通马达来旋转小齿轮，换句话说，延迟激活马达直到小齿轮已经啮合到齿圈上之后。这样就最小化了小齿轮啮合到齿圈上所产生的机械冲击或噪声，改进了发动机减速期间小齿轮与齿圈的啮合的可靠性，增强了系统的耐用性。
文档编号F02N11/08GK103174573SQ20131006472
公开日2013年6月26日 申请日期2010年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者村田光广, 能谷英弥, 宇佐见伸二, 齐藤干男, 吉田泰之 申请人:株式会社电装