雙同步的起動機馬達(dá)的制作方法
【專利摘要】起動機馬達(dá)裝置包括電池、包括第一小齒輪的第一起動機馬達(dá)和包括第二小齒輪的第二起動機馬達(dá)。第一起動機馬達(dá)串聯(lián)連接到電池，而第二起動機馬達(dá)串聯(lián)連接到第一起動機馬達(dá)。因此，電池、第一起動機馬達(dá)和第二起動機馬達(dá)都串聯(lián)連接。第一小齒輪和第二小齒輪配置成當(dāng)電流流經(jīng)第一起動機馬達(dá)和第二起動機馬達(dá)時嚙合發(fā)動機環(huán)形齒輪。
【專利說明】雙同步的起動機馬達(dá)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及起動機馬達(dá)組件的領(lǐng)域，且更特別地涉及包括兩個起動機馬達(dá)的起動機馬達(dá)組件。
【背景技術(shù)】
[0002]起動機馬達(dá)組件用于啟動車輛發(fā)動機，例如在重型車輛中的發(fā)動機。常規(guī)起動機馬達(dá)組件大體上包括電動馬達(dá)、螺線管和驅(qū)動機構(gòu)。
[0003]當(dāng)用戶閉合車輛上的點火開關(guān)并對螺線管通電時，起動機馬達(dá)被置于運行中。螺線管的通電在軸向方向上移動螺線管軸(在本文也被稱為“柱塞”)。螺線管柱塞的運動閉合電觸頭，從而將滿功率輸送到電動馬達(dá)。螺線管柱塞的運動還將驅(qū)動機構(gòu)的小齒輪(pinion)移動成與發(fā)動機飛輪齒輪嚙合。電動馬達(dá)將扭矩輸送到小齒輪。小齒輪又使飛輪旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)動車輛發(fā)動機。
[0004]一旦車輛發(fā)動機啟動，車輛的操作員就斷開點火開關(guān)，使螺線管組件去能。作為這個去能的結(jié)果，使柱塞移動的磁場減小并被回位彈簧克服，使柱塞返回到其原始位置。當(dāng)柱塞移動到其原始位置時，小齒輪被拉離環(huán)形齒輪，且車輛發(fā)動機在擺脫起動機馬達(dá)的情況下運行。
[0005]很多起動機馬達(dá)包括便于小齒輪與車輛環(huán)形齒輪的嚙合的特征。這樣的特征的一個例子被稱為“軟啟動”裝置。軟啟動裝置通常允許一些受限的功率在小齒輪嚙合環(huán)形齒輪之前被提供到電動馬達(dá)。作為結(jié)果，電動馬達(dá)和小齒輪提供幫助小齒輪清除與環(huán)形齒輪的任何鄰接的“軟啟動”扭矩，因而促進(jìn)小齒輪齒與環(huán)形齒輪齒完全嚙合。
[0006]軟啟動裝直一般利用兩個線圈，即，吸入(pull_in)線圈和保持(hold_in)線圈。當(dāng)點火開關(guān)被接通時，吸入線圈和保持線圈都最初被通電，允許電流流經(jīng)這兩個線圈。通過這兩個線圈的通電產(chǎn)生的電場促進(jìn)螺線管組件的柱塞在軸向方向上移動，因而將小齒輪移動到與發(fā)動機飛輪的環(huán)形齒輪嚙合。小齒輪由軟啟動裝置的電動馬達(dá)驅(qū)動，使得電動馬達(dá)向小齒輪提供旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0007]軟啟動裝置的電動馬達(dá)與吸入線圈串聯(lián)。因此，吸入線圈的電阻限制在小齒輪與環(huán)形齒輪嚙合的過程期間流經(jīng)電動馬達(dá)的電流。因為只有受限的電流流經(jīng)電動馬達(dá)，由電動馬達(dá)和相關(guān)的小齒輪提供的扭矩在小齒輪與環(huán)形齒輪嚙合的過程期間也是受限的(相對于正常發(fā)動扭矩)。當(dāng)小齒輪移動到與環(huán)形尺寸嚙合時，它自由旋轉(zhuǎn)。然而，一旦小齒輪與環(huán)形齒輪鄰接，小齒輪的旋轉(zhuǎn)速度就被限制，因為在小齒輪和環(huán)形齒輪之間的摩擦拽力防止小齒輪的快速加速。因此，小齒輪以相對慢的旋轉(zhuǎn)速度(相對于正常發(fā)動速度)旋轉(zhuǎn)成與環(huán)形齒輪完全嚙合。小齒輪的這個相對慢的旋轉(zhuǎn)速度允許小齒輪更容易與環(huán)形齒輪嚙
口 ο
[0008]當(dāng)柱塞移動到其中柱塞接觸圓盤嚙合電觸頭時的點時，吸入線圈實際上被短路，且滿功率被輸送到電動馬達(dá)。保持線圈然后將柱塞保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，以便在發(fā)動機發(fā)動期間維持小齒輪與環(huán)形齒輪的嚙合。[0009]具有軟啟動裝置的起動機馬達(dá)通常在啟動車輛發(fā)動機方面非常有效。然而，軟啟動裝置的一些小問題耦合與某些情況共存。問題可能存在的一種情況是當(dāng)具有軟啟動裝置的兩個起動機馬達(dá)用于發(fā)動單個發(fā)動機時的重載應(yīng)用。在這種情況下，這兩個起動機馬達(dá)并聯(lián)地電連接在車輛上的24V電池組兩端。兩個起動機馬達(dá)的這個布置對于發(fā)動機的實際啟動工作得相當(dāng)好。然而，這兩個起動機馬達(dá)獨立于彼此而運行，且并不總是在同一時間點提供滿發(fā)動功率。這個時間差可能是0.25秒或更大。由于此，可能遭遇噪聲，因為在第一起動機馬達(dá)與環(huán)形齒輪完全嚙合并發(fā)動發(fā)動機的同時，第二起動機馬達(dá)仍然試圖嚙合環(huán)形齒輪。因此，提供供給優(yōu)于現(xiàn)有的雙起動機馬達(dá)布置的減少的噪聲的雙起動機馬達(dá)布置將是合乎需要的。如果這樣的雙起動機馬達(dá)布置比起現(xiàn)有的雙起動機馬達(dá)布置能以僅有限的額外的成本實現(xiàn)，則也將是合乎需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本公開的一個實施例，一種起動機馬達(dá)裝置包括電池、第一起動機馬達(dá)和第二起動機馬達(dá)。第一起動機馬達(dá)包括螺線管、電動馬達(dá)、電池端子和接地端子。第一起動機馬達(dá)的電池端子連接到電池的第一端子。第二起動機馬達(dá)包括螺線管、電動馬達(dá)、功率端子和接地端子。第二起動機馬達(dá)的電池端子連接到第一起動機馬達(dá)的接地端子。第二起動機馬達(dá)的接地端子連接到電池的第二端子。
[0011]依照本公開的另一實施例，一種起動機馬達(dá)裝置包括全部串聯(lián)連接的電池、第一起動機馬達(dá)和第二起動機馬達(dá)。第一起動機馬達(dá)連接到電池并包括第一小齒輪。第二起動機馬達(dá)連接到第一起動機馬達(dá)并包括第二小齒輪。第一小齒輪和第二小齒輪配置成當(dāng)電流流經(jīng)第一起動機馬達(dá)和第二起動機馬達(dá)時嚙合發(fā)動機環(huán)形齒輪。
[0012]根據(jù)本公開的又一實施例，一種啟動車輛發(fā)動機的方法包括對第一起動機馬達(dá)的第一螺線管通電，其中第一起動機馬達(dá)包括第一小齒輪。該方法還包括對第二起動機馬達(dá)的第二螺線管通電，其中第二起動機馬達(dá)包括第二小齒輪。此外，該方法包括朝著車輛發(fā)動機的環(huán)形齒輪移動第一小齒輪，并朝著車輛發(fā)動機的環(huán)形齒輪移動第二小齒輪。此外，該方法包括只有當(dāng)?shù)谝恍↓X輪和第二小齒輪都移動成與車輛發(fā)動機的環(huán)形齒輪配合地嚙合時才利用第一起動機馬達(dá)或第二起動機馬達(dá)發(fā)動車輛發(fā)動機。
[0013]參考下面的詳細(xì)描述和附圖，上面描述的特征和優(yōu)點以及其它特征和優(yōu)點將對本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說更容易地變得清楚。雖然提供供給這些或其它有利的特征中的一個或多個雙起動機馬達(dá)裝置將是合乎需要的，本文公開的教導(dǎo)擴展到落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的那些實施例，而不考慮它們是否實現(xiàn)一個或多個上面提到的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1示出車輛發(fā)動機的雙起動機馬達(dá)裝置；
[0015]圖2示出圖1的雙起動機馬達(dá)裝置的一個起動機馬達(dá)的透視圖；
[0016]圖3示出圖1的雙起動機馬達(dá)裝置的環(huán)形齒輪和起動機馬達(dá)小齒輪的旋轉(zhuǎn)的方向；
[0017]圖4示出圖1的雙起動機馬達(dá)裝置的電路裝置的方框圖；以及
[0018]圖5示出圖1的雙起動機馬達(dá)裝置的示意圖?！揪唧w實施方式】
[0019]參考圖1,示出示例性起動機馬達(dá)裝置10。起動機馬達(dá)裝置包括第一起動機馬達(dá)20和第二起動機馬達(dá)30。第一起動機馬達(dá)20和第二起動機馬達(dá)30配置成嚙合車輛發(fā)動機8的環(huán)形齒輪9，并發(fā)動車輛發(fā)動機8。起動機馬達(dá)與車輛電池串聯(lián)地電連接。與下面的討論結(jié)合，圖1-3示出起動機馬達(dá)20和30的機械裝置。圖4和圖5示出在起動機馬達(dá)20和30之間的電連接。
[0020]如圖1所示,第一起動機馬達(dá)20包括電動馬達(dá)22、驅(qū)動機構(gòu)24、小齒輪26和螺線管組件28。電動馬達(dá)22耦合到驅(qū)動機構(gòu)24并配置成將扭矩傳輸?shù)津?qū)動機構(gòu)。驅(qū)動機構(gòu)24包括多個齒輪和配置成將扭矩從電動馬達(dá)22傳輸?shù)叫↓X輪26的相關(guān)設(shè)備。例如，驅(qū)動機構(gòu)可包括行星齒輪系統(tǒng)24a和伸縮式小齒輪軸24b, 二小齒輪26設(shè)置在小齒輪軸24b的端部上。螺線管組件28包括卷筒，其具有纏繞在卷筒周圍的線圈。線圈包括吸入線圈和保持線圈。小齒輪軸24b穿過卷筒延伸并用作螺線管柱塞。因此，在圖1的實施例中公開的螺線管組件28與電動馬達(dá)22同軸。然而，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在其它實施例中，起動機馬達(dá)20可被設(shè)置為雙軸起動機馬達(dá)，其中螺線管組件28不與電動馬達(dá)22同軸，并通過變速桿耦合到驅(qū)動機構(gòu)24。
[0021]圖2示出具有螺線管組件28和位于殼體21內(nèi)的驅(qū)動機構(gòu)24的起動機20。電動馬達(dá)22稱合到殼體21的一端,且小齒輪28可滑動地位于殼體21的相對端處。殼體21實質(zhì)上包圍起動機馬達(dá)20的各種部件并保護(hù)部件免于殘渣影響。殼體21 —般由保護(hù)性金屬材料(例如鑄招或鋼)組成。
[0022]再次參考圖1，第二起動機馬達(dá)30與第一起動機馬達(dá)20類似或相同，并包括電動馬達(dá)32、驅(qū)動機構(gòu)34、小齒輪36和螺線管組件38。電動馬達(dá)32耦合到驅(qū)動機構(gòu)34并配置成將扭矩傳輸?shù)津?qū)動機構(gòu)。驅(qū)動機構(gòu)34包括多個齒輪和配置成將扭矩從電動馬達(dá)32傳輸?shù)叫↓X輪36的相關(guān)設(shè)備。例如，驅(qū)動機構(gòu)可包括行星齒輪系統(tǒng)34a和伸縮式小齒輪軸34b，而小齒輪36設(shè)置在小齒輪軸34b的端部上。螺線管組件38包括纏繞在卷筒周圍的線圈，線圈包括保持線圈和吸入線圈。線圈環(huán)繞小齒輪軸34b，而小齒輪軸34b用作螺線管組件38的柱塞。因此，在圖1的實施例中公開的螺線管組件38與電動馬達(dá)32同軸。再次，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，起動機馬達(dá)30也可設(shè)置在其它形式(例如雙軸起動機馬達(dá))中。
[0023]如圖1中的箭頭12所指示的，當(dāng)?shù)谝黄饎訖C馬達(dá)20的螺線管組件28被通電時，小齒輪軸24b和小齒輪26在軸向方向上朝著車輛發(fā)動機8的發(fā)動機環(huán)形齒輪9移動。同時，第二起動機馬達(dá)30的螺線管組件38被通電，且小齒輪軸34b和小齒輪36在軸向方向上朝著發(fā)動機環(huán)形齒輪9移動，如箭頭14所指示的那樣。當(dāng)小齒輪26和36移動成與環(huán)形齒輪9配合地嚙合時，螺線管柱塞定位成閉合將滿功率輸送到電動馬達(dá)22和32的電觸頭。電動馬達(dá)22、32經(jīng)由驅(qū)動機構(gòu)24、34將扭矩輸送到小齒輪26、36。小齒輪22、32轉(zhuǎn)而使飛輪旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)動車輛發(fā)動機。圖3示出小齒輪22、32相對于環(huán)形齒輪9的示例性布置以及在車輛發(fā)動機10的發(fā)動期間小齒輪22、32和環(huán)形齒輪9的旋轉(zhuǎn)的方向。
[0024]圖4和圖5示出在車輛電氣系統(tǒng)中的起動機馬達(dá)20和30。特別參考圖4，示出具有在串聯(lián)電路中的第一起動機馬達(dá)20、第二起動機馬達(dá)30和車輛電池42的車輛電氣系統(tǒng)40的方框圖?？缃与娎|90將第一起動機馬達(dá)20電連接到在串聯(lián)電路中的第二起動機馬達(dá)30。在所公開的實施例中，車輛電池42是24V電池，且第一和第二起動機馬達(dá)20和30的電動馬達(dá)22和32是12V馬達(dá)。由于兩個起動機馬達(dá)20和30串聯(lián)連接且考慮到在電路中的任何電纜中的相對低的電阻，每個馬達(dá)上的有效電阻接近于針對12V設(shè)計的。雖然在本文公開了 24V電池和12V馬達(dá)，將認(rèn)識到，對于雙起動機馬達(dá)裝置10，很多不同的電壓和馬達(dá)額定是可能的。例如，在機車應(yīng)用中使用的至少一個實施例中，64V電池和兩個32V電動馬達(dá)用在起動機馬達(dá)裝置10中。
[0025]如圖4所示，由于在起動機馬達(dá)20和30之間的串聯(lián)連接，通過第一起動機馬達(dá)20的電流I1必須與通過第二起動機馬達(dá)30的電流i2相同。因此,如果通過起動機馬達(dá)之一的電流是受限的，則通過第二起動機馬達(dá)的電流也是受限的。特別是，如果因為螺線管柱塞有待閉合允許滿電流流到相關(guān)電動馬達(dá)的電觸頭，一個起動機馬達(dá)20或30以受限的電流運行，則到另一起動機馬達(dá)30或20的電流將類似地是受限的。因此，來自電池42的滿電功率只可在小齒輪26和36都正確地嚙合到環(huán)形齒輪中且相關(guān)觸頭閉合之后流經(jīng)電動馬達(dá)22和32。這使起動機馬達(dá)20和30完全同步，并消除時間延遲和有時與雙起動機馬達(dá)裝置相關(guān)的噪聲。
[0026]特別參考圖5,示出起動機馬達(dá)裝置10的電氣部件的更詳細(xì)的示意圖。起動機馬達(dá)裝置10包括車輛電池或電池組42、第一起動機馬達(dá)20、第二起動機馬達(dá)30、跨接電纜90、第一磁開關(guān)50和第二磁開關(guān)60。
[0027]電池42包括正端子44和負(fù)端子46?！癇+”電纜48耦合到正端子44。接地電纜92耦合到負(fù)端子46 (其在本文也可被稱為“接地端子”)。在所公開的實施例中，電池是24V電池，但將認(rèn)識到，在不同的應(yīng)用中可使用不同電壓和額定的電池。
[0028]第一起動機馬達(dá)20的電氣部件包括電動馬達(dá)22和螺線管組件70。螺線管組件70包括吸入線圈71和保持線圈72、靜止觸頭73a和73b和設(shè)置在柱塞75上的柱塞觸頭74。如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到的那樣，吸入線圈71、保持線圈72和觸頭73及74通常存在于起動機馬達(dá)的螺線管組件上，并可在各種實施例中被提供。
[0029]第一起動機馬達(dá)20還包括電池端子76、接地端子77和螺線管端子78。電池端子76連接到B+電纜48，因而將第一起動機馬達(dá)20耦合到電池42。在起動機馬達(dá)20內(nèi)，電池端子76通向第一靜止觸頭73a。螺線管端子78通向吸入線圈71和保持線圈72兩者的節(jié)點。接地端子77通向保持線圈和電動馬達(dá)22的相對節(jié)點?？缃与娎|90還連接到接地端子77。然而，跨接電纜90不將第一起動機馬達(dá)的接地端子77連接到電池42的負(fù)端子，而替代地如下所述，將接地端子77連接到第二起動機馬達(dá)30。
[0030]跨接電纜90將第一起動機馬達(dá)20連接到第二起動機馬達(dá)30。特別是，跨接電纜90在第一起動機馬達(dá)20的接地端子77和第二起動機馬達(dá)30的電池端子86之間延伸。因此，跨接電纜以串聯(lián)連接將第一起動機馬達(dá)20連接到第二起動機馬達(dá)30。跨接電纜90可由銅線或提供相對低的損耗的各種其它導(dǎo)體中的任一個提供。
[0031]第二起動機馬達(dá)30通常包括與第一起動機馬達(dá)相同的內(nèi)部部件和端子，且部件通常以相同的方式被布置。因此，如圖5所示，第二起動機馬達(dá)30包括電動馬達(dá)32和螺線管組件80。螺線管組件80包括吸入線圈81和保持線圈82、靜止觸頭83a和83b以及設(shè)置在柱塞85上的柱塞觸頭84。第二起動機馬達(dá)30還包括電池端子86、接地端子87和螺線管端子88。與第一起動機馬達(dá)20的接地端子77不同，第二起動機馬達(dá)30的接地端子87通過接地電纜92連接到電池42的接地端子46。
[0032]第一磁開關(guān)50耦合到第一起動機馬達(dá)20并配置成控制流到在螺線管組件70上的吸入線圈71和保持線圈72的電流。第一磁開關(guān)50包括螺線管組件51，螺線管組件51包括線圈52、柱塞53、柱塞觸頭54和靜止觸頭55。第一磁開關(guān)50還包括四個端子，其包括電池端子56、螺線管端子57、點火開關(guān)端子58和接地端子59。磁開關(guān)50的電池端子56連接到第一起動機馬達(dá)20的電池端子76。磁開關(guān)50的螺線管端子57連接到第一起動機馬達(dá)20的螺線管端子78。點火開關(guān)端子58連接到車輛中的點火開關(guān)18。點火開關(guān)18(其也可被稱為“客戶開關(guān)”或“鑰匙開關(guān)”)由車輛的操作員通過在接通和斷開位置之間移動點火開關(guān)來控制，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到的那樣。在圖5的實施例中，點火開關(guān)18由連接到第一磁開關(guān)50和第二磁開關(guān)60兩者的雙刀單擲開關(guān)表示。因此，起動機馬達(dá)20和30兩者由單個點火開關(guān)18控制，如在下面更詳細(xì)討論的那樣。當(dāng)點火開關(guān)18移動到接通位置時，點火開關(guān)端子58耦合到電壓源(例如設(shè)置在電池42的正端子44處的24V源)。第一磁開關(guān)50的接地端子59連接到第一起動機馬達(dá)20的接地端子77，而不是電池42的接地端子46。
[0033]第二磁開關(guān)60耦合到第二啟動電動器30并配置成控制流到在螺線管組件80上的吸入線圈81和保持線圈82的電流。第二磁開關(guān)60通常與第一磁開關(guān)50相同的內(nèi)部部件和端子，且部件通常以相同的方式布置。因此，如在圖5中示出的，第二磁開關(guān)60包括螺線管組件61，螺線管組件61包括線圈62、柱塞63、柱塞觸頭64和靜止觸頭65。第二磁開關(guān)60還包括四個端子，其包括電池端子66、螺線管端子67、點火開關(guān)端子68和接地端子69。第二磁開關(guān)60的電池端子66連接到第二起動機馬達(dá)30的電池端子86，并且還連接到第一起動機馬達(dá)20的接地端子77。第二磁開關(guān)60的螺線管端子67連接到第二起動機馬達(dá)30的螺線管端子88。點火開關(guān)端子68連接到點火開關(guān)18，如上面討論的那樣。因此，當(dāng)點火開關(guān)18移動到接通位置時，點火開關(guān)端子68耦合到電壓源(例如設(shè)置在電池42的正端子44處的24V源)。第二磁開關(guān)60的接地端子69連接到第二起動機馬達(dá)30的接地端子87，且因而也連接到電池42的接地端子46。
[0034]現(xiàn)在參考圖5描述雙起動機馬達(dá)裝置的操作。當(dāng)車輛的操作員將客戶開關(guān)(例如點火開關(guān)18)轉(zhuǎn)變到接通位置時，24V電池電壓施加到第一磁開關(guān)50的點火開關(guān)端子58和第二磁開關(guān)40的點火開關(guān)端子68。
[0035]當(dāng)電池電壓施加到點火開關(guān)端子58和68時，第二磁開關(guān)60首先閉合，因為在第二磁開關(guān)60中的線圈62經(jīng)由接地端子69直接連接到地。相反，第一磁開關(guān)50的接地端子59連接到第二磁開關(guān)60的電池端子56。因此，在第一磁開關(guān)50中的線圈52沒有電流流動，直到第二磁開關(guān)62閉合并提供到地的路徑為止。
[0036]流經(jīng)第二磁開關(guān)60中的線圈62的電流建立了朝著靜止觸頭65移動柱塞63的磁場。當(dāng)柱塞觸頭64卩齒合靜止觸頭65時,第二磁開關(guān)60閉合,且為第一磁開關(guān)50的線圈52提供到地的路徑。這允許電流流經(jīng)線圈52，建立移動柱塞53的磁場。柱塞53移動，直到柱塞觸頭54嚙合靜止觸頭55因而閉合第一磁開關(guān)50為止。
[0037] 在第一和第二磁開關(guān)50都閉合的情況下，電流流經(jīng)第一和第二螺線管組件70、80的吸入線圈71、81和保持線圈72、82。流經(jīng)線圈71、72、81、82的電流建立促使柱塞75、85朝著靜止觸頭73、83移動的磁場。流經(jīng)吸入線圈71、81的電流也被引導(dǎo)穿過電動馬達(dá)22、32作為軟啟動電流。這個軟啟動電流通常由螺線管組件70和80的吸入線圈71、81的電阻控制，限制電動馬達(dá)22、32提供到小齒輪的扭矩。此時，電動馬達(dá)22、32獨立于彼此運轉(zhuǎn)，因為一個電動馬達(dá)22的一般操作此時不取決于另一電動馬達(dá)32，反之亦然。
[0038]當(dāng)柱塞75、85移動小齒輪26、36和柱塞觸頭74、84時，三個可能的結(jié)果之一將出現(xiàn)。第一，兩個起動機馬達(dá)20、30的小齒輪26、36可接近同步地嚙合到環(huán)形齒輪9中，柱塞觸頭74、84接近同步地嚙合靜止觸頭73、83。第二，在第一起動機馬達(dá)20的小齒輪26與環(huán)形齒輪9的嚙合與第二起動機馬達(dá)30的小齒輪36與環(huán)形齒輪9的嚙合之間可能有明顯的時間延遲，或反之亦然(即，小齒輪26或36可首先嚙合環(huán)形齒輪)。第三，一個或兩個起動機馬達(dá)20、30可能經(jīng)歷click-no-crank( “CNC”)事件(即，一個或兩個小齒輪26、36未能與環(huán)形齒輪嚙合)。
[0039]在兩個小齒輪26、36以接近同步的方式嚙合到環(huán)形齒輪中的第一種情況下，柱塞觸頭74、84也以接近同步的方式嚙合靜止觸頭73、83。當(dāng)柱塞觸頭74、84嚙合靜止觸頭73、83時，吸入線圈72、82被短路，且滿功率被輸送到電動馬達(dá)22、32。在高電流流經(jīng)電動馬達(dá)22、32的情況下，電動馬達(dá)22、32向小齒輪26、36提供足以旋轉(zhuǎn)環(huán)形齒輪9并發(fā)動車輛發(fā)動機8的增大的扭矩。一旦發(fā)動機啟動出現(xiàn)，操縱員就將點火開關(guān)轉(zhuǎn)變到斷開位置。這減小并最終消除在所有螺線管線圈71、72、81、82中的電流流動，使螺線管柱塞75、85縮回并斷開電動馬達(dá)觸頭73、83。這停止穿過電動馬達(dá)22、32的電流的流動并終止發(fā)動過程。
[0040]在第一小齒輪26與環(huán)形齒輪9的嚙合與第二小齒輪36與環(huán)形齒輪9的嚙合之間有明顯的時間延遲(或反之亦然)的第二種情況下，在起動機馬達(dá)20和30之間的串聯(lián)連接防止高電流流經(jīng)第一起動機馬達(dá)20的電動馬達(dá)22，而也不流經(jīng)第二起動機馬達(dá)30的電動馬達(dá)32。例如，考慮第一小齒輪26嚙合環(huán)形齒輪9，同時第二小齒輪36繼續(xù)朝著環(huán)形齒輪9移動但有待嚙合環(huán)形齒輪9時的時刻。在這種情況下，柱塞觸頭84有待嚙合靜止觸頭83以允許滿電流流經(jīng)第二起動機馬達(dá)。因為起動機馬達(dá)串聯(lián)，流經(jīng)第一起動機馬達(dá)20的電流被限制到流經(jīng)第二起動機馬達(dá)30的電流(即，如在圖4中示出的，I1 = i2)。因此，即使第一起動機馬達(dá)20的吸入線圈71通過柱塞觸頭74和靜止觸頭73的連接而短路，也只有受限的電流此時被輸送到電動馬達(dá)22，因為穿過第二起動機馬達(dá)的電流是受限的，到小齒輪的扭矩也是受限的，且對任一起動機馬達(dá)沒有發(fā)動出現(xiàn)。然而，一旦觸頭54和64都閉合，高電流就同時流經(jīng)電動馬達(dá)22和32，且起動機馬達(dá)20、30都開始同步地發(fā)動。因此，前面經(jīng)歷的不希望有的時間延遲和因而產(chǎn)生的噪聲被消除。
[0041]由于一個電動馬達(dá)在另一個和相關(guān)的電路的之前嚙合的這個第二種情況，可根據(jù)在本文公開的雙起動機馬達(dá)裝置中的使用來修改典型的12V的保持線圈的繞組。此的原因是，首先被嚙合的起動機馬達(dá)的施加電壓高于它將正常經(jīng)歷的電壓，因為在這個條件中的其它起動機馬達(dá)的電阻并不有效地將電池組電壓切割成兩半。然而，這明顯小于24V。
[0042]在一個或兩個起動機馬達(dá)20、30經(jīng)歷CNC事件的第三種情況下，起動機馬達(dá)裝置10的總發(fā)動將表現(xiàn)得好像只有一個起動機馬達(dá)經(jīng)歷CNC事件一樣。特別是，高電流將不流到電動馬達(dá)22或32，且當(dāng)小齒輪撞擊環(huán)形齒輪時將只有“咔噠(click)”聲。對此的原因與前面討論的相同，串聯(lián)連接布置導(dǎo)致流經(jīng)一個起動機馬達(dá)的電流的量被限制到流經(jīng)第二起動機馬達(dá)的電流的量。如果高電流不能流經(jīng)第一起動機馬達(dá)20的電動馬達(dá)22，則高電流不能流經(jīng)第二起動機馬達(dá)30的電動馬達(dá)32。相應(yīng)地，沒有產(chǎn)生發(fā)動聲音，因為高電流不在任一電動馬達(dá)中流動。在這種情況下，客戶一般將點火開關(guān)移動回到斷開位置，且然后進(jìn)行另一嘗試以通過使點火開關(guān)返回到接通位置來發(fā)動車輛發(fā)動機，因而重復(fù)整個過程。
[0043]如上所述，起動機馬達(dá)裝置的操作涉及朝著車輛發(fā)動機的環(huán)形齒輪移動第一小齒輪，同時也朝著車輛發(fā)動機的環(huán)形齒輪移動第二小齒輪。然而，如從上面的公開將明顯的，只有當(dāng)?shù)谝恍↓X輪和第二小齒輪都移動成與車輛發(fā)動機的環(huán)形齒輪配合地嚙合時，利用第一起動機馬達(dá)或第二起動機馬達(dá)發(fā)動車輛發(fā)動機才發(fā)生。換句話說，當(dāng)來自一個第一起動機馬達(dá)的小齒輪移動成與環(huán)形齒輪配合地嚙合時，該起動機馬達(dá)不發(fā)動車輛發(fā)動機，直到來自另一起動機馬達(dá)的小齒輪從也移動成與環(huán)形齒輪配合地嚙合為止。此外，如果來自一個起動機馬達(dá)的小齒輪經(jīng)歷CNC事件，則另一起動機馬達(dá)將不發(fā)動車輛發(fā)動機。
[0044]在本文僅作為示例的而不是作為限制來介紹雙起動機馬達(dá)裝置的一個或多個實施例的前述詳細(xì)描述。將認(rèn)識到，有利的是，可得到本文描述的某些單獨的特征和功能，而不合并本文描述的其它特征和功能。而且，將認(rèn)識到，上面公開的實施例的各種可選形式、修改、變化或改進(jìn)及其其它特征和功能或可選形式可合意地組合成很多其它不同的實施例、系統(tǒng)或應(yīng)用。目前未預(yù)見到的或未預(yù)料到的可選形式、修改、變化或改進(jìn)(其也預(yù)期被所附權(quán)利要求包括)可隨后由本領(lǐng)域中的技術(shù)人員做出。因此，所附權(quán)利要求的精神和范圍不受限于本文包含的實施例的描述。
【權(quán)利要求】
1.一種起動機馬達(dá)裝置，包括: 電池； 第一起動機馬達(dá)，其包括螺線管、電動馬達(dá)、電池端子、接地端子和配置成在軸向方向上移動的小齒輪，所述第一起動機馬達(dá)的所述電池端子連接到所述電池，所述螺線管包括保持線圈和吸入線圈，所述吸入線圈與所述電氣串聯(lián)而使得到所述電動馬達(dá)的電流在所述小齒輪在所述軸向方向上的運動期間是受限的；以及 第二起動機馬達(dá)，其包括螺線管、電動馬達(dá)、功率端子、接地端子和配置成在軸向方向上移動的小齒輪，所述第二起動機馬達(dá)的所述電池端子連接到所述第一起動機馬達(dá)的所述接地端子，所述螺線管包括保持線圈和吸入線圈，所述吸入線圈與所述電氣串聯(lián)而使得到所述電動馬達(dá)的電流在所述小齒輪在所述軸向方向上的運動期間是受限的。
2.如權(quán)利要求1所述的起動機馬達(dá)裝置，其中，所述第一起動機馬達(dá)的所述電池端子利用第一電纜連接到所述電池的正端子。
3.如權(quán)利要求2所述的起動機馬達(dá)裝置，其中，所述第二起動機馬達(dá)的所述電池端子利用第二電纜連接到所述第一起動機馬達(dá)的所述接地端子。
4.如權(quán)利要求3所述的起動機馬達(dá)裝置，其中，所述第二起動機馬達(dá)的所述接地端子利用第三電纜連接到所述電池的負(fù)端子。
5.如權(quán)利要求1所述的起動機馬達(dá)裝置，其中，所述電池是24V電池，所述第一起動機馬達(dá)的所述電動馬達(dá)是12V馬達(dá)，且所述第二起動機馬達(dá)的所述電動馬達(dá)是12V馬達(dá)。
6.如權(quán)利要求1所述的起動機馬達(dá)裝置，其中，一旦所述第一起動機馬達(dá)的所述小齒輪在所述軸向方向上移動了預(yù)定的距離，則所述第一起動機馬達(dá)的所述吸入線圈就被短路，且其中，在所述第二起動機馬達(dá)的所述小齒輪在所述軸向方向上移動了預(yù)定的距離之后，所述第二起動機馬達(dá)的所述吸入線圈也被短路。
7.如權(quán)利要求1所述的起動機馬達(dá)裝置，還包括配置成使所述第一起動機馬達(dá)的所述電池端子和螺線管端子連接或斷開的第一磁開關(guān)以及配置成使所述第二起動機馬達(dá)的所述電池端子和螺線管端子連接或斷開的第二磁開關(guān)。
8.如權(quán)利要求7所述的起動機馬達(dá)裝置，還包括配置成控制流經(jīng)所述第一磁開關(guān)和所述第二磁開關(guān)的電流的點火開關(guān)。
9.一種起動機馬達(dá)裝置，包括: 電池； 第一起動機馬達(dá)，其連接到所述電池，所述第一起動機馬達(dá)包括配置成驅(qū)動第一小齒輪的第一電動馬達(dá)；以及 第二起動機馬達(dá)，其連接到所述第一起動機馬達(dá)，所述第二起動機馬達(dá)包括配置成驅(qū)動第二小齒輪的第二電動馬達(dá)， 其中，所述電池、所述第一起動機馬達(dá)和所述第二起動機馬達(dá)串聯(lián)連接；并且 其中，所述第一小齒輪和所述第二小齒輪配置成當(dāng)電流流經(jīng)所述第一起動機馬達(dá)和所述第二起動機馬達(dá)時，移動成與發(fā)動機環(huán)形齒輪配合地嚙合，且其中，所述第一電動馬達(dá)和所述第二電動馬達(dá)配置成在所述第一小齒輪和所述第二小齒輪與所述發(fā)動機環(huán)形齒輪的配合地嚙合之后向所述第一小齒輪和所述第二小齒輪提供增大的扭矩。
10.如權(quán)利要求9所述的起動機馬達(dá)，所述電池包括正端子和負(fù)端子， 所述第一起動機馬達(dá)還包括第一螺線管、第一電池端子和第一接地端子， 所述第二起動機馬達(dá)還包括第二螺線管、第二電池端子和第二接地端子， 其中，所述第一電池端子連接到所述正端子， 其中，所述第一接地端子連接到所述第二電池端子，并且 其中，所述第二接地端子連接到所述負(fù)端子。
11.如權(quán)利要求10所述的起動機馬達(dá)裝置， 所述第一起動機馬達(dá)還包括第一螺線管端子， 所述第二起動機馬達(dá)還包括第二螺線管端子， 所述起動機馬達(dá)裝置還包括配置成使所述第一電池端子和所述第一螺線管端子連接或斷開的第一開關(guān)，并且 所述起動機馬達(dá)裝置還包括配置成使所述第二電池端子和所述第二螺線管端子連接或斷開的第二開關(guān)。
12.如權(quán)利要 求11所述的起動機馬達(dá)裝置，其中，所述第一開關(guān)是第一磁開關(guān)，而所述第二開關(guān)是第二磁開關(guān)，所述第一磁開關(guān)包括連接到所述第一起動機馬達(dá)的所述第一接地端子的第一線圈，并且所述第二磁開關(guān)包括連接到所述電池的所述負(fù)端子的第二線圈。
13.如權(quán)利要求12所述的起動機馬達(dá)裝置，還包括配置成控制流經(jīng)所述第一磁開關(guān)和所述第二磁開關(guān)的電流的點火開關(guān)。
14.如權(quán)利要求13所述的起動機馬達(dá)， 其中，所述第一螺線管端子連接到所述第一螺線管的第一吸入線圈和第一保持線圈，并且 其中，所述第二螺線管端子連接到所述第二螺線管的第二吸入線圈和第二保持線圈。
15.如權(quán)利要求9所述的起動機馬達(dá)，其中，所述發(fā)動機環(huán)形齒輪設(shè)置在車輛上。
16.—種啟動車輛發(fā)動機的方法,包括: 對第一起動機馬達(dá)的第一螺線管通電，所述第一起動機馬達(dá)包括第一小齒輪； 對第二起動機馬達(dá)的第二螺線管通電，所述第二起動機馬達(dá)包括第二小齒輪； 朝著所述車輛發(fā)動機的環(huán)形齒輪移動所述第一小齒輪； 朝著所述車輛發(fā)動機的所述環(huán)形齒輪移動所述第二小齒輪；以及只有當(dāng)所述第一小齒輪和所述第二小齒輪都移動成與所述車輛發(fā)動機的所述環(huán)形齒輪配合地嚙合時，才利用所述第一起動機馬達(dá)或所述第二起動機馬達(dá)發(fā)動所述車輛發(fā)動機。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在對所述第一螺線管通電之前將點火開關(guān)移動到接通位置。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中對所述第一螺線管通電在對所述第二螺線管通電之前發(fā)生。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，發(fā)動所述車輛發(fā)動機包括如果所述第一小齒輪和所述第二小齒輪都移動成與所述車輛發(fā)動機的所述環(huán)形齒輪配合地嚙合，則利用所述第一起動機馬達(dá)和所述第二起動機馬達(dá)發(fā)動所述車輛發(fā)動機。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一起動機馬達(dá)和所述第二起動機馬達(dá)串聯(lián) 地連接。
【文檔編號】F02N11/08GK104024630SQ201280065433
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】M·D·布拉德菲爾德, A·納吉 申請人:雷米技術(shù)有限公司