[发明专利]起动机及其主动啮合控制方法

说明书

一种起动机及其主动啮合控制方法，起动机包括电机、与电机连接的电磁开关和与电磁开关连接的继电器；电磁开关包括保持线圈和吸引线圈；继电器通过一控制电源端子与一按键开关连接；继电器包括一输入端子、一输出端子、一功率管以及一保护控制模块。输入端子与电磁开关的电源端子连接。输出端子与保持线圈的首端及吸引线圈的首端连接。功率管连接在输入端子与输出端子之间。保护控制模块与功率管连接，根据起动机的端子电压及/或压降、通电时间及/或主动啮合次数控制所述功率管导通/截止。本发明能判断起动机是否完成了顺利啮合，以确定是否进行主动啮合功能，使得起动机驱动齿轮顺利啮入齿圈。

技术领域

本发明涉及起动机，具体地说，是涉及具有主动啮合功能的起动机及其主动啮合控制方法。

背景技术

图1为目前已有的辅助啮合式起动机的剖视图，在图1中，对发动机施加起动力矩的辅助啮合式起动机采用以下结构：用减速装置2对电机1中的电枢11的旋转力矩进行减速并增加旋转力矩，通过单向器4安装于输出轴5的驱动齿轮6由上述电机1进行驱动而旋转。

结合参阅图2，辅助啮合式起动机包括电机1、电磁开关3和继电器12。在辅助啮合式起动机中，电磁开关3包括吸引线圈36，保持线圈37(吸引线圈36和保持线圈37设置在线圈骨架43上)，圆周地围在吸引线圈36和保持线圈37的外侧、构成磁路一部分的机体7，设在吸引线圈36和保持线圈37的后端部、构成磁路一部分的止座16，配置在吸引线圈36和保持线圈37的内周、沿轴向自由滑动的柱塞8，对柱塞8向前方施力的复位弹簧14，安装在柱塞8后端的动触点17，以及相对动触点17配设而与外部配线进行连接的一对静触点30a、30b。通过向该电磁开关的吸引线圈36和保持线圈37进行通电而在柱塞8中产生图1中B方向的电磁吸引力，由于该电磁吸引力，与上述柱塞8配合的拨叉9的上端向右侧方向(箭头B标示方向)移动、其下端向图1中左侧的方向移动，因此，对单向器4、输出轴5上的驱动齿轮6施加向图1中左侧方向(箭头A标示方向)移动的力，于是驱动齿轮6向与发动机的飞轮齿圈10啮合的方向移动。

继续参阅图2，蓄电池13的正极端与电磁开关3的端子18相连接，负极端接地、或与电机1的端子31相连。向电磁开关3的端子50进行通电开关的继电器12包括：与蓄电池13相连接的端子50c，与端子18相连接的触点32，以及对触点32和触点33进行控制的线圈34。位于线圈34一端的端子50c通过按键开关35与蓄电池13的正极端相连接。线圈34的另一端接地、或与负极端子31相连。

从图2可以看出，电磁开关3的线圈是由一个吸引线圈和一个保持线圈组成，二个线圈的匝数基本相等且首端连接在一起，吸引线圈36的尾端与直流电机的电源端也是电磁开关的主触点输出接线柱连接，保持线圈37的尾端搭铁。吸引线圈36的电阻较小，如额定电压为24V的起动机，其电阻一般约为100毫欧，这样起动机在电磁开关3主触点闭合之前能够小扭矩慢转，从而让驱动齿轮6抵在飞轮齿圈10端面上时，驱动齿轮6能够慢慢旋转，叉开顶齿状态，啮入发动机飞轮齿圈10；啮入齿圈后，电磁开关3主触点才会闭合，电机1中才会有大电流流过，起动机才会大扭矩输出，从而避免起动机铣齿故障的发生。因此这类起动机也称为软啮合起动机。

由于这类起动机电磁开关3的吸引线圈36和保持线圈37的首端连在一起，为了保证电磁开关3可靠断电，这样电磁开关3的吸引线圈36和保持线圈37的有效匝数必须基本一致，而保持线圈37的匝数又不能太少，这样吸引线圈36的匝数也较多。虽然可以通过适当的增大吸引线圈36的线径、并减少吸引线圈36匝数的方法，使起动机在电磁开关3主触点未闭合之前能够慢慢旋转；但是吸引线圈36的匝数不能减少的太多，否则，考虑电磁开关3可靠断电，保持线圈37的匝数也需要大幅减少。由于这类起动机产生的软啮合力矩有限，在一些情况下，如高低温、蓄电池亏电、飞轮齿圈端面毛刺比较多、起动机内部发生磨损等时，通电后，驱动齿轮存在无法啮入齿圈的现象，会出现顶齿状况，电磁开关的吸引线圈就被迫长时间通过较大的电流，电磁开关容易出现烧毁故障。尤其12V起动机，起动机的软啮合力矩更小，顶齿率更高，电磁开关烧毁的故障率更高。