示例性實(shí)施方式涉及機(jī)動(dòng)車輛的技術(shù)，并且更具體地涉及具有起動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通常包括起動(dòng)機(jī)馬達(dá)。起動(dòng)機(jī)馬達(dá)被用電力通電以啟動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。典型的起動(dòng)機(jī)包括起動(dòng)機(jī)馬達(dá)，該起動(dòng)機(jī)馬達(dá)產(chǎn)生傳遞至小齒輪和螺線管的扭矩。螺線管使小齒輪移動(dòng)成與位于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上的齒圈接合。一旦接合，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)就使小齒輪旋轉(zhuǎn)以使齒圈自旋并且啟動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。

在標(biāo)準(zhǔn)的起動(dòng)機(jī)馬達(dá)中，大致固定的小齒輪移動(dòng)成與固定的齒圈接合。小齒輪移動(dòng)成使得小齒輪齒進(jìn)入齒圈齒之間的間隙中以用于接合。小齒輪在移動(dòng)的同時(shí)可能會(huì)經(jīng)歷小的旋轉(zhuǎn)。一旦接合，小齒輪就使齒圈旋轉(zhuǎn)。為了使該接合變得容易，通常對(duì)小齒輪齒的后緣進(jìn)行倒角。在一些情況下，齒圈齒的前緣也被倒角。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

還公開(kāi)了一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有多個(gè)齒圈齒的齒圈。所述多個(gè)齒圈齒中的每個(gè)齒圈齒均包括前緣表面和后緣表面。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)安裝有起動(dòng)機(jī)馬達(dá)。起動(dòng)機(jī)馬達(dá)包括小齒輪，該小齒輪具有構(gòu)造并設(shè)置成與所述多個(gè)齒圈齒選擇性地接合的多個(gè)小齒輪齒。所述多個(gè)小齒輪齒中的每個(gè)小齒輪齒均包括前緣表面部和后緣表面部。小齒輪構(gòu)造并設(shè)置成在齒圈滑行的同時(shí)與齒圈接合。所述多個(gè)齒圈齒中的每個(gè)齒圈齒的后緣表面和所述多個(gè)小齒輪齒中的每個(gè)小齒輪齒的前緣表面部中的至少一者包括倒角。

還公開(kāi)了一種使小齒輪與旋轉(zhuǎn)的齒圈接合以起動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該方法包括：使具有多個(gè)小齒輪齒的小齒輪朝向具有多個(gè)齒圈齒的齒圈移動(dòng)；以及將所述多個(gè)小齒輪齒中的一個(gè)小齒輪齒的前緣表面部沿著所述多個(gè)齒圈齒中的一個(gè)齒圈齒的后緣表面引導(dǎo)。前緣表面部和后緣表面中的至少一者包括倒角。該方法還包括：使所述多個(gè)小齒輪齒中的所述一個(gè)小齒輪齒的后緣表面部沿著倒角與所述多個(gè)齒圈齒中的另一齒圈齒的前緣表面接觸；以及使小齒輪旋轉(zhuǎn)以啟動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。

附圖說(shuō)明

以下描述不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是以任何方式進(jìn)行限制。參照附圖，相同的元件編號(hào)成相同的附圖標(biāo)記：

圖1描繪了根據(jù)示例性實(shí)施方式的包括起動(dòng)機(jī)馬達(dá)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該起動(dòng)機(jī)馬達(dá)包括構(gòu)造成與齒圈選擇性地接合的小齒輪；

圖2描繪了圖1的起動(dòng)機(jī)馬達(dá)、齒圈的局部截面圖；

圖3描繪了起動(dòng)機(jī)馬達(dá)的具有多個(gè)小齒輪齒的小齒輪朝向具有多個(gè)齒圈齒的齒圈移動(dòng)；

圖4描繪了根據(jù)示例性實(shí)施方式的一方面的設(shè)置在所述多個(gè)小齒輪齒中的一個(gè)小齒輪齒上的倒角沿著設(shè)置在所述多個(gè)齒圈齒中的一個(gè)齒圈齒上的倒角移動(dòng)；

圖5描繪了所述多個(gè)齒圈齒中的一個(gè)齒圈齒的前緣部抵接所述多個(gè)小齒輪齒中的一個(gè)小齒輪齒的后緣表面部；以及

圖6描繪了小齒輪使齒圈旋轉(zhuǎn)以啟動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。

具體實(shí)施方式

本文參照附圖通過(guò)示例而非限制的方式呈現(xiàn)了所公開(kāi)的裝置和方法的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的詳細(xì)描述。

近來(lái)，制造商已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)起步-停止車輛以提高燃料經(jīng)濟(jì)性。在起步-停止車輛中，當(dāng)車輛停止、接近停止或滑行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)關(guān)斷。當(dāng)接收到自動(dòng)重新起動(dòng)信號(hào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)隨后通過(guò)起動(dòng)機(jī)馬達(dá)自動(dòng)地重新起動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)斷后的短時(shí)間段內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)將繼續(xù)沿向前的方向滑行。該發(fā)動(dòng)機(jī)滑行可能會(huì)引起下述思維-切換(change-of-mind,com)的狀況：操作者在發(fā)動(dòng)機(jī)仍然滑行的同時(shí)相當(dāng)快速地改變其想法并且使自動(dòng)重新起動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生。在該com狀況下，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)可以被信號(hào)通知以在發(fā)動(dòng)機(jī)沿向前的方向滑行的同時(shí)與小齒輪接合。因此，小齒輪可以在并沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的情況下向前軸向地移動(dòng)以與旋轉(zhuǎn)的齒圈接合。在齒圈沿向前的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)(com起動(dòng))齒圈和小齒輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與在小齒輪沿相反方向旋轉(zhuǎn)的情況下齒圈和小齒輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相同。在這種情況下，具有后緣倒角的小齒輪在小齒輪齒與齒圈齒之間的間隙對(duì)準(zhǔn)之前不能與齒圈接合。因此，不能使小齒輪上的后緣倒角與齒圈更平穩(wěn)地接合，并且可能會(huì)出現(xiàn)對(duì)小齒輪齒的研磨或磨損。如將在下面詳細(xì)描述的，本發(fā)明減輕了在com起動(dòng)期間對(duì)小齒輪的研磨或磨損。

根據(jù)示例性實(shí)施方式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在圖1中總體上以2來(lái)指示。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)2包括起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4以及具有多個(gè)齒圈齒8的齒圈6。具體地，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4接合齒圈6并且使齒圈6旋轉(zhuǎn)以啟動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)2的操作。如圖2中所示，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4包括馬達(dá)殼體14和鼻狀殼體或小齒輪殼體17。馬達(dá)殼體14可操作地聯(lián)接有螺線管20。起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4包括輸出軸30，輸出軸30支承超越離合器32以及具有多個(gè)小齒輪齒36的小齒輪34。起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4還包括第一線圈40、第二線圈42和致動(dòng)器44。致動(dòng)器44可操作地聯(lián)接至桿46和復(fù)位彈簧49。

經(jīng)過(guò)端子53的電能為線圈40和42中的一個(gè)或更多個(gè)線圈通電。線圈40和42中的一個(gè)或更多個(gè)線圈產(chǎn)生磁通量，該磁通量將致動(dòng)器44拉進(jìn)，從而使桿46將小齒輪34沿著輸出軸30移動(dòng)并移動(dòng)成與齒圈6接合，如將在下面更全面地詳細(xì)描述的。根據(jù)示例性實(shí)施方式的方面，致動(dòng)器44還聯(lián)接至接觸件55。當(dāng)致動(dòng)器44被拉進(jìn)時(shí)，接觸件55與端子53電連接以將電流傳遞至起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4的馬達(dá)部分(未示出)，從而使驅(qū)動(dòng)扭矩被傳遞至小齒輪34。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以使小齒輪34在與齒圈6接合之前旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一方面，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4構(gòu)造成將小齒輪34引導(dǎo)成與旋轉(zhuǎn)的齒圈6接合。具體地，在許多混合動(dòng)力車輛中，制動(dòng)器的致動(dòng)可以使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)停止操作。在操作可以被停止的同時(shí)，齒圈6可以繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。在駕駛員決定不停止并且踩下加速器或者簡(jiǎn)單地釋放制動(dòng)器的情況下，可以觸發(fā)思維-切換(com)信號(hào)。com信號(hào)激活起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4以重新啟動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。也就是說(shuō)，如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)未以可以允許重新點(diǎn)火的速度旋轉(zhuǎn)，則起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4被激活。如將在下面更全面地詳細(xì)描述的，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4構(gòu)造成即使齒圈6仍在旋轉(zhuǎn)也會(huì)使小齒輪34移動(dòng)成與齒圈6接合。當(dāng)齒圈6以比200rpm快的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4可以被激活以重新啟動(dòng)操作。

如圖3中所示，所述多個(gè)齒圈齒8中的每個(gè)齒圈齒均包括前緣表面70、后緣表面71和軸向尺寸73。根據(jù)示例性實(shí)施方式的方面，軸向尺寸73可以為11mm。齒圈齒8還可以包括軸向面74。如所示，所述多個(gè)齒圈齒8中的各個(gè)齒圈齒與所述多個(gè)齒圈齒8中的其他齒圈齒通過(guò)間隙75分開(kāi)。所述多個(gè)小齒輪齒36中的每個(gè)小齒輪齒均包括前緣表面部79、后緣表面部80和軸向尺寸83。根據(jù)示例性實(shí)施方式的方面，后緣表面71可以包括倒角87。根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一方面，前緣表面部79可以包括倒角89。更具體地，后緣表面71和前緣表面部79中的一者、另一者或兩者可以包括對(duì)應(yīng)的倒角87和89。在這一點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)理解的是，倒角與可以設(shè)置在齒輪的外緣上以使接合變得容易的圓角或斜角不同。倒角減小了齒輪齒的一部分的總寬度。小齒輪34的前緣表面部79上的倒角87與齒圈齒8的軸向面74接觸，并且當(dāng)齒圈6沿向前的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，倒角87將允許小齒輪34也朝向齒圈6軸向地移動(dòng)。因此，在小齒輪齒36與間隙75對(duì)準(zhǔn)之前，小齒輪34開(kāi)始朝向齒圈6軸向地移動(dòng)。因此，當(dāng)齒圈6沿向前的方向旋轉(zhuǎn)(滑行)時(shí)，使小齒輪34上的前緣倒角89與齒圈6更平穩(wěn)地接合。類似地，通過(guò)在齒圈6上結(jié)合后緣倒角87，可以產(chǎn)生相同的益處。

根據(jù)示例性實(shí)施方式的方面，倒角87沿著小齒輪齒36的軸向長(zhǎng)度(未單獨(dú)標(biāo)記)延伸至少5％。根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一方面，倒角87沿著小齒輪齒36的軸向長(zhǎng)度的延伸介于約5％與約20％之間。根據(jù)示例性實(shí)施方式的又一方面，倒角87沿著小齒輪齒36的軸向長(zhǎng)度延伸約13％。在所示的示例性實(shí)施方式中，倒角87包括約2mm的軸向尺寸92。

根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一方面，倒角89沿著齒圈齒8的軸向長(zhǎng)度(未單獨(dú)標(biāo)記)延伸至少5％。根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一方面，倒角89沿著齒圈齒8的軸向長(zhǎng)度的延伸介于約5％與約20％之間。根據(jù)示例性實(shí)施方式的又一方面，倒角89沿著齒圈齒8的軸向長(zhǎng)度延伸約18％。在所示的示例性實(shí)施方式中，倒角89包括約2mm的軸向尺寸94。此外，根據(jù)示例性實(shí)施方式的方面，倒角87包括介于約30°與約70°之間的角度97。根據(jù)另一方面，角度97為約45°。類似地，倒角89包括介于約30°與約70°之間的角度99。根據(jù)另一方面，角度99為約45°。通過(guò)這種布置，倒角87和/或倒角89促進(jìn)所述多個(gè)小齒輪齒36中的一個(gè)或更多個(gè)小齒輪齒與所述多個(gè)齒圈齒8的相互接合。具體地，倒角87和/或倒角89有助于所述多個(gè)小齒輪齒36中的一個(gè)小齒輪齒在齒圈6旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)入間隙75中，如圖4中所示。

如圖5中所示，在接合時(shí)，由于齒圈6的旋轉(zhuǎn)，所述多個(gè)齒圈齒8中的一個(gè)齒圈齒的前緣表面70與所述多個(gè)小齒輪齒36中的一個(gè)小齒輪齒的后緣表面部80抵接或接合。一旦起動(dòng)機(jī)馬達(dá)4被通電以使小齒輪34旋轉(zhuǎn)，所述多個(gè)小齒輪齒36中的一個(gè)小齒輪齒的前緣表面部79就與所述多個(gè)齒圈齒8中的相鄰的一個(gè)齒圈齒的后緣表面71抵接或接合，如圖6中所示。以這種方式，小齒輪34可以驅(qū)動(dòng)齒圈6以啟動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。

在這一點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)理解的是，齒圈齒的后緣表面上的倒角和/或小齒輪齒的前緣表面部上的倒角有助于固定的——例如，非旋轉(zhuǎn)的——小齒輪與可以以200rpm或以上的速度旋轉(zhuǎn)的齒圈的接合。還應(yīng)當(dāng)理解的是，小齒輪齒的軸向尺寸可以改變。例如，如果在齒圈齒和小齒輪齒中的一者或另一者上設(shè)置有倒角，則小齒輪齒的軸向尺寸可以為15mm。另一方面，如果后緣表面和前緣表面部?jī)烧呔ǖ菇?，則小齒輪齒的軸向尺寸可以為17mm。以這種方式，齒圈齒和小齒輪齒包括穩(wěn)固的配合表面。

盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施方式或多個(gè)示例實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變并且可以使用等同物可以替代本發(fā)明的元件。另外，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可以進(jìn)行許多修改以針對(duì)本發(fā)明的教示來(lái)適配特定情況或材料。因此，本發(fā)明不局限于設(shè)想用于執(zhí)行本發(fā)明的作為最佳模式所公開(kāi)的特定實(shí)施方式，并且本發(fā)明將包括落入權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方式。