[发明专利]发动机起动装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机起动时的启动机中的小齿轮和发动机的环形齿轮的啮合性的改进。

背景技术

在以往的发动机起动装置（以后称为启动机）中，在发动机停止的状态下，进行起动动作。因此，小齿轮在环形齿轮未旋转的状态下，进行与环形齿轮的啮合。但是，在为了低燃料消耗而进行怠速熄火的系统中，通过在环形齿轮旋转中也使小齿轮与环形齿轮啮合来确保再起动性。

例如，在要求怠速熄火的瞬间发动机旋转仍未中止的状态下再起动的情况下，或者需要在从停止状态到再起动时缩短时间的情况下，在环形齿轮的旋转中事先实施与小齿轮的啮合。

在这样的情况下，作为在环形齿轮的旋转中使小齿轮啮合的方法，有对小齿轮的启动马达进行调速通电使之啮合，以便与环形齿轮的转速同步的方法（例如，参见专利文献1）。另外，有通过设置用于事先同步的机构，通过该机构部的摩擦，在同步到一定的转速差后，使齿轮啮合的方法（例如，参见专利文献2）。进而，还有通过研究小齿轮形状，使啮合容易的方法等（例如，参见专利文献3）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-70699号公报

专利文献2：日本特开2006-132343号公报

专利文献3：日本特开2009-168230号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在以往技术中有下述那样的课题。

虽然环形齿轮在发动机停止后通过惯性旋转而减速，但是，在这种情况下，由于因活塞的压缩膨胀而产生的扭矩的变动，转速一面脉动，一面停止。因此，例如，为了要像专利文献1那样，由发动机起动装置（启动机）使环形齿轮和小齿轮的转速同步，使它们啮合，需要复杂的结构。具体地说，需要取得或预测环形齿轮和小齿轮的转速，根据它们控制启动机，使之啮合的复杂的结构。

另外，不仅仅使之同步，若不使小齿轮和环形齿轮的相位一致，也不会啮合。为此，需要对于同步了的各个齿轮，认识正确的旋转方向的位置。但是，为了进行这样的高精度的控制，需要高精度的编码器等检测器、发动机侧ECU的高速运算处理。另外，由编码器等进行的小齿轮的相位的检测因小齿轮本身是移动体而安装困难，系统也变得复杂，且装置也大型化。

再有，即使在利用预测各自的旋转使小齿轮投入的方法来变得简易化，实现了复杂的结构的情况下，也由于预测值的误差和使小齿轮在轴方向上投入的时刻的不一致，而产生抵接时的转速差，所以，正确的控制困难。

另一方面，例如，如专利文献2那样，做成事先由同步机构使转速匹配而使小齿轮和环形齿轮抵接的结构，能够以更简洁的结构，使环形齿轮和小齿轮的转速同步。但是，小齿轮和环形齿轮通常也为了马达的小型化，而以齿轮比为10倍水平存在，由于尺寸结构上的制约而并不在同轴上。因此，从小齿轮向环形齿轮抵接的同步机构的摩擦面总是进行伴有产生打滑的同步，难以实现一致到相位的完全的同步。

另外，在同步机构中，在同步之后环形齿轮和小齿轮抵接的时点，除在该时点相位偶然一致的情况外，在环形齿轮和小齿轮之间产生打滑，在相位一致的时点啮合。这样，在使用同步机构的结构中，在因打滑而同步后使小齿轮和环形齿轮抵接。为此，存在此时的噪音、磨耗的问题，或因另外需要同步的磨耗面而需要另外的空间这样的问题。

另外，例如，在使用同步机构的情况下，如专利文献3那样，考虑为使小齿轮和环形齿轮容易啮合，对小齿轮的前端的形状进行研究，在齿前端设置倒角等。据此，在专利文献3中，能够进行由倒角产生的空间的量的插入，且实施由面接触产生的引导效果。

这里，若为环形齿轮停止的状态的啮合，则具有由倒角产生的引导效果。但是，在环形齿轮旋转中，在小齿轮的相对转速不同的情况下，由于两齿轮因倒角部的抵接而碰撞，因而产生将小齿轮在轴方向上推回的力成分。据此，存在在啮合时产生碰撞音、啮合的延迟这样的问题。

像这样，在环形齿轮旋转中使小齿轮啮合的情况下，若不在抵接的瞬间进行更切实的同步和相位匹配，则产生噪音、因磨耗造成的寿命降低、还有因啮合时间的损耗造成的起动延迟等。

尤其是在小齿轮和环形齿轮啮合时转速差大的情况下，齿和齿相互摩碰，一面发出噪音，一面进行啮合。其结果为，存在因齿的磨耗等产生的寿命的问题，且存在因倒角面等使得转速差的扭力成为轴方向的力，小齿轮被大幅弹起，啮合时间产生损耗，再起动性也变差这样的问题。