[发明专利]发动机启动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有如下机构的发动机启动装置，当在怠速停止时发动机仍以惯性旋转的方式旋转的过程中出现发动机的再启动要求的情况下，这种机构在发动机的齿圈旋转过程中，不使起动机的小齿轮的电动机旋转，就能使小齿轮与发动机的齿圈啮合，此外在反转时也能啮合，藉此能缩短再启动时间。

背景技术

在现有的发动机启动装置(以下称为起动机)中，在发动机停止的状态下，进行启动动作。因此，小齿轮在齿圈没有旋转的状态下进行与齿圈的啮合。然而，在为了减少燃料消耗而进行怠速停止的系统中，在齿圈旋转时也使小齿轮与齿圈啮合，以确保再启动性。

例如，若在怠速停止的瞬间发动机旋转尚未停止的状态下输入再启动要求、或从停止状态再启动时需缩短时间的情况下，则在齿圈旋转过程中事先进行与小齿轮的啮合。

这样，作为在齿圈旋转过程中使小齿轮啮合的方法，存在以与齿圈的转速同步的方式对小齿轮的起动电动机进行调速通电以进行啮合的方法(例如参照专利文献1)。此外，还存在通过设置用于事先同步的机构、在利用该机构部的摩擦同步至一定的转速差之后使齿轮啮合的方法(例如参照专利文献2)。此外，也存在通过对小齿轮形状进行改进来使啮合变得容易的方法等(例如参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002－70699号公报

专利文献2：日本专利特开2006－132343号公报

专利文献3：日本专利特开2009－168230号公报

但是，在现有技术中，存在以下的技术问题。

齿圈在发动机停止后因惯性旋转而减速，但在该情况下，因由活塞的压缩膨胀产生的转矩变动会使转速一边波动一边停止。因此，例如专利文献1所示，为了用发动机启动装置(起动机)使齿圈与小齿轮的转速同步而使齿圈与小齿轮啮合，需要复杂的结构。具体而言，需要设置获得或预测出齿圈和小齿轮的转速，并据此控制起动机以使齿圈与小齿轮啮合的复杂结构。

在这种复杂的结构中，将小齿轮推出的时机和使小齿轮旋转的时机变得重要起来。但是，即便使小齿轮旋转，小齿轮的转速增加到规定的转速也需要时间。另外，在将小齿轮推出来与齿圈啮合时，也需要规定的时间。另外，由于规定的时间有所偏差，因此，实际上，在简单的系统中，很难通过与发动机转速同步地使小齿轮转动，来使小齿轮与齿圈啮合。

此外，若发动机的减速旋转很快，则小齿轮的转速的上升无法跟上发动机的转速，在将小齿轮推出与齿圈抵接时，会出现齿圈反转的现象。在发生这种反转现象的情况下，需要使发动机旋转反转，使得这种电动机方式及控制变得复杂，很难实现。

另外，发动机在一边波动一边以惯性旋转的方式减速的过程中，根据在发动机停止之前的活塞位置而进行反转。为了使小齿轮追随上述反转，电动机也必须反转。在这种情况下，由于电动机自身的性能及控制变得复杂，因此，在简单的系统中很难实现。

这样，若考虑实际上产生的偏差等，则只能在一定的受到限制的条件下，才能使啮合转速同步来进行啮合。

另一方面，例如专利文献2所示，通过采用事先利用同步机构使转速一致来使小齿轮和齿圈抵接的结构，能以更简单的结构使齿圈与小齿轮的转速同步。但是，通常，为了电动机的小型化，小齿轮和齿圈的齿数比为十倍程度，小齿轮和齿圈因尺寸结构上的限制而并不处在相同轴上。

因此，从小齿轮朝齿圈抵接的同步机构的摩擦面处于始终产生滑动的同步，难以实现连相位也一致的完全同步。因而，由于在反转方向上很难啮合，因此，在控制上需要采取禁止等措施。

此外，在同步机构中，在同步之后齿圈与小齿轮抵接的时间点，除了在该时间点相位偶然一致的情况之外，在齿圈与小齿轮之间均会产生滑动，并在相位一致的时间点啮合。这样，在使用同步机构的结构中，在利用滑动同步之后，使小齿轮与齿圈抵接。

因而，存在此时的噪声及磨损的问题、或是由于另外需要进行同步的磨损面而需要另外的空间这样的问题，由于在结构上也比现有的小齿轮和齿圈的空间大，因此很难实现。

因而，作为简单地使小齿轮与齿圈啮合的方法，另外，例如在使用同步机构的情况下，如专利文献3那样，为了使小齿轮与齿圈容易啮合，可以想到对小齿轮的前端形状进行改进，在齿顶端设置倒角等。藉此，在专利文献3中，能插入对应于倒角所形成的空间的量，并能获得面抵接的引导效果。