專利名稱：用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器的方法和裝置。
背景技術(shù)：
通常如此設(shè)計(jì)已知的基于齒輪的啟動(dòng)器系統(tǒng)，使得其跟隨流程控制。中間狀態(tài)比如啟動(dòng)器小齒輪的輪齒在啟動(dòng)器小齒輪嚙合到起動(dòng)機(jī)小齒輪中時(shí)碰撞到起動(dòng)機(jī)小齒輪的輪齒這種情況通過彈簧行程來消除，使得啟動(dòng)器的磁繼電器的電氣的繼電器觸點(diǎn)可以閉合，盡管啟動(dòng)器小齒輪還沒有嚙合在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的齒環(huán)或者說起動(dòng)機(jī)小齒輪上。啟動(dòng)器系統(tǒng)的電動(dòng)馬達(dá)在這種狀態(tài)中已經(jīng)起動(dòng)并且通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所述齒輪嚙合到彼此當(dāng)中。這個(gè)過程由于其機(jī)械碰撞而容易在齒上以及在末端擋塊上招致磨損并且引起噪聲污染。這尤其對(duì)于具有啟動(dòng)/停止功能的機(jī)動(dòng)車來說在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車的不利的舒適性狀態(tài)。此外，所述啟動(dòng)器系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)得較為堅(jiān)實(shí)，用于尤其對(duì)于具有啟動(dòng)/停止功能的機(jī)動(dòng)車來說保證關(guān)于啟動(dòng)的循環(huán)穩(wěn)定性。這導(dǎo)致成本提高并且導(dǎo)致巨大的制造開銷。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)可以是，說明一種方法和一種裝置，所述方法和裝置克服已知的缺點(diǎn)并且在啟動(dòng)機(jī)動(dòng)車時(shí)具有降低了的噪聲污染。該任務(wù)借助于獨(dú)立權(quán)利要求的主題得到解決。有利的實(shí)施方式是相應(yīng)的從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)一個(gè)方面，提供一種用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器的方法。在此檢測啟動(dòng)器小齒輪的位置并且根據(jù)所檢測到的位置來調(diào)整啟動(dòng)器小齒輪的進(jìn)給。按照另一個(gè)方面，提供一種用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器的裝置。該裝置具有用于對(duì)啟動(dòng)器小齒輪的位置進(jìn)行檢測的傳感器。此外，所述裝置具有用于根據(jù)所檢測到的位置來對(duì)啟動(dòng)器小齒輪的進(jìn)給進(jìn)行調(diào)整的進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)。由此可見要識(shí)別啟動(dòng)器小齒輪的尤其相對(duì)于起動(dòng)機(jī)小齒輪的位置。啟動(dòng)器小齒輪的朝起動(dòng)機(jī)小齒輪的方向的進(jìn)給就這一點(diǎn)而言可以如此受到控制，從而避免相應(yīng)的齒輪的輪齒的劇烈的相互碰撞。由此以有利的方式實(shí)現(xiàn)噪聲少的嚙合。在此可以識(shí)別并且/或者減弱可能的碰撞。優(yōu)選所述進(jìn)給通過大功率電子裝置來調(diào)整，尤其對(duì)借助于所述進(jìn)給來形成的力進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)一種實(shí)施方式，檢測啟動(dòng)器小齒輪的速度，其中根據(jù)所檢測到的速度來調(diào)整所述啟動(dòng)器小齒輪的進(jìn)給。比如可以調(diào)節(jié)恒定的進(jìn)給速度。尤其可以檢測所述速度的時(shí)間曲線。優(yōu)選對(duì)所述速度的時(shí)間曲線求積分，從而可以通過所述速度的積分來計(jì)算啟動(dòng)器小齒輪的位置。根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述啟動(dòng)器小齒輪的位置的檢測包括在啟動(dòng)器小齒輪進(jìn)給時(shí)的感應(yīng)變化的檢測。感應(yīng)變化的測量尤其提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即其可以特別敏感地來實(shí)施，比如可以容易地在配電技術(shù)上濾波到測量信號(hào)上，并且可以將相應(yīng)的測量信號(hào)提供給用于計(jì)算進(jìn)給速度的調(diào)整規(guī)則系統(tǒng)。在另一種實(shí)施方式中，在機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器小齒輪嚙合到其驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的起動(dòng)機(jī)小齒輪中時(shí)對(duì)所述進(jìn)給進(jìn)行調(diào)整。尤其在嚙合過程中進(jìn)行的調(diào)整提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在這種關(guān)鍵的階段中可以識(shí)別可能的碰撞并且就這一點(diǎn)而言可以避免或者說減弱所述可能的碰撞。根據(jù)另一種實(shí)施方式，在嚙合時(shí)旋轉(zhuǎn)所述啟動(dòng)器小齒輪用于嚙合到所述起動(dòng)機(jī)小齒輪的兩個(gè)輪齒之間的槽中。優(yōu)選用脈沖的方法旋轉(zhuǎn)所述啟動(dòng)器小齒輪。所述啟動(dòng)器小齒輪的輪齒因而嚙合到所述起動(dòng)機(jī)小齒輪的相應(yīng)的槽中。這種嚙合以有利的方式防止所述齒輪的機(jī)械碰撞。尤其在這種情況下旋轉(zhuǎn)尤其緩慢地旋轉(zhuǎn)與所述啟動(dòng)器小齒輪相耦合的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。優(yōu)選借助于大功率電子裝置來相應(yīng)地觸發(fā)所述啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。根據(jù)一種實(shí)施方式，就在所述啟動(dòng)器小齒輪的末端擋塊之前也就是說就在啟動(dòng)器小齒輪嚙合到起動(dòng)機(jī)小齒輪中之前來降低啟動(dòng)器小齒輪的進(jìn)給速度，從而以有利的方式不是用全力來到達(dá)所述末端擋塊處。在另一種實(shí)施方式中，在檢測啟動(dòng)器小齒輪齒與起動(dòng)機(jī)小齒輪齒之間的接觸時(shí)使所述啟動(dòng)器小齒輪朝與進(jìn)給方向相反的方向運(yùn)動(dòng)，以便在啟動(dòng)器小齒輪齒與起動(dòng)機(jī)小齒輪齒之間形成間距。在此不是使所述啟動(dòng)器小齒輪克服阻力繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，而是使其稍許后退，從而以有利的方式避免所述啟動(dòng)器小齒輪的損壞。比如在形成所述間距之后，旋轉(zhuǎn)所述啟動(dòng)器小齒輪并且使其朝所述起動(dòng)機(jī)小齒輪的方向運(yùn)動(dòng)以便嚙合到起動(dòng)機(jī)小齒輪中。也就是說在此重新實(shí)施嚙合嘗試，其中這一次與此前的嚙合嘗試相比如此旋轉(zhuǎn)了所述啟動(dòng)器小齒輪，從而存在著這樣的可能性，即在這次嚙合嘗試時(shí)所述啟動(dòng)器小齒輪齒可以運(yùn)動(dòng)到所述起動(dòng)機(jī)小齒輪的齒槽中。尤其可以一直重復(fù)這個(gè)過程，直到所述啟動(dòng)器小齒輪嚙合到所述起動(dòng)機(jī)小齒輪中。根據(jù)一種實(shí)施方式，所述裝置具有線圈結(jié)構(gòu)或者說線圈包，用于形成用于啟動(dòng)器小齒輪的感應(yīng)的進(jìn)給的磁通量。感應(yīng)的進(jìn)給尤其提供這樣的優(yōu)點(diǎn)，即減少進(jìn)給時(shí)的機(jī)械摩擦，由此降低相應(yīng)的磨損。優(yōu)選所述線圈結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)線圈，這兩個(gè)線圈也可以分別稱為一次線圈和二次線圈。不僅一次線圈而且二次線圈都可以稱為激勵(lì)器線圈。按照另一種實(shí)施方式，所述傳感器具有布置在所述線圈結(jié)構(gòu)中的傳感器線圈，用于檢測在啟動(dòng)器小齒輪進(jìn)給時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)變化。優(yōu)選所述傳感器線圈集成到所述一次線圈中并且/或者集成到所述二次線圈中。尤其所述一次線圈和/或二次線圈也構(gòu)造為傳感器線圈。尤其在檢測感應(yīng)變化時(shí)測量尤其從啟動(dòng)器小齒輪的運(yùn)動(dòng)中并且從所述線圈結(jié)構(gòu)中的電流變化中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。所測量的感應(yīng)電壓優(yōu)選從所述運(yùn)動(dòng)中濾出并且作為所述啟動(dòng)器小齒輪的速度的傳感器信號(hào)提供給調(diào)整規(guī)則系統(tǒng)。由此可以以有利的方式尤其借助于大功率電子裝置來如此調(diào)節(jié)線圈電流，從而實(shí)現(xiàn)所述啟動(dòng)器小齒輪的恒定的或者說經(jīng)過調(diào)整的進(jìn)給速度。在另一種實(shí)施方式中，所述傳感器線圈也可以在與所述一次線圈和二次線圈也就是兩個(gè)激勵(lì)器線圈分開的情況下構(gòu)成。所述傳感器線圈優(yōu)選在與所述線圈結(jié)構(gòu)分開的情況下構(gòu)成。也就是說尤其不將所述傳感器線圈用作激勵(lì)器線圈并且就這一點(diǎn)而言在這些情況中也沒有主動(dòng)地向其通電。盡管如此，在另一種實(shí)施方式中，盡管在與所述激勵(lì)線圈或者說線圈結(jié)構(gòu)分開的情況下形成所述傳感器線圈，但是所述傳感器線圈也可以用作另一個(gè)激勵(lì)器線圈并且在這種情況下主動(dòng)地向其通電，也就是說向其加載電流。在另一種實(shí)施方式，所述線圈結(jié)構(gòu)具有用于移動(dòng)與所述啟動(dòng)器小齒輪相耦合的電樞的滑套。優(yōu)選所述滑套具有至少一個(gè)能夠磁化的用于影響磁通量的環(huán)。由此尤其以有利地方式相對(duì)于所述進(jìn)給引起控制系統(tǒng)狀態(tài)(Streckenverhalten)的線性化。優(yōu)選設(shè)置了多個(gè)環(huán)。優(yōu)選所述環(huán)由鋼制成。尤其所述至少一個(gè)能夠磁化的環(huán)以能夠移動(dòng)的或者固定的方式布置在所述滑套中。優(yōu)選幾個(gè)環(huán)可以以能夠移動(dòng)的方式布置在所述滑套中并且其它幾個(gè)環(huán)則可以固定地布置在所述滑套中。根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述環(huán)具有相同的或者不同的直徑。優(yōu)選所述環(huán)與所述滑套構(gòu)成整體的結(jié)構(gòu)。也就是說，所述環(huán)是所述滑套的一部分。按照另一種實(shí)施方式，所述環(huán)構(gòu)造為所述滑套中的凸起，通過該凸起所述電樞在軸向運(yùn)動(dòng)的過程中沿著所述滑套移動(dòng)。滑套一般尤其也可以稱為線性滑動(dòng)軸承。在另一種實(shí)施方式中，設(shè)置了用于將啟動(dòng)器小齒輪保持在靜止位置中的彈簧，其中該彈簧布置在啟動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)軸中。優(yōu)選所述彈簧也可以布置在所述線圈結(jié)構(gòu)的區(qū)域中。尤其所述彈簧布置在啟動(dòng)器小齒輪上。由此所述彈簧可以以有利的方式直接支撐在所述電樞上。下面，嚙合機(jī)構(gòu)表示一種機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)使啟動(dòng)器小齒輪嚙合到起動(dòng)機(jī)小齒輪中。所述按本發(fā)明的裝置就這一點(diǎn)而言尤其也可以稱為嚙合機(jī)構(gòu)。優(yōu)選所述嚙合機(jī)構(gòu)圍繞著所述啟動(dòng)器小齒輪同心布置并且在此優(yōu)選考慮到啟動(dòng)器尤其已知的啟動(dòng)器的在機(jī)動(dòng)車中的安裝尺寸。由此能夠以有利的方式容易地改裝已知的啟動(dòng)器系統(tǒng)。此外以有利的方式省去作為“背負(fù)(Huck印ack)”布置的配電繼電器連同所有的傳動(dòng)元件如托叉、嚙合彈簧及其懸架。所述嚙合機(jī)構(gòu)或者說所述裝置可以以有利的方式在結(jié)構(gòu)空間無變化的情況下集成在啟動(dòng)器中。尤其借助于能夠磁化的環(huán)的放入，可以影響電樞在嚙合磁體上的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)形式并且結(jié)合所述調(diào)整情況還可以以有利的方式進(jìn)一步影響所述嚙合過程。本發(fā)明的核心尤其包括啟動(dòng)器系統(tǒng)尤其啟動(dòng)器小齒輪的旋轉(zhuǎn)的和平移的運(yùn)動(dòng)的電子的調(diào)整及共同作用。其中一個(gè)按本發(fā)明的作用原理是，按照一種實(shí)施方式測量傳感器線圈中的感應(yīng)電壓的變化，用于確定速度和/或位置，該作用原理一般也可以運(yùn)用到安裝在外部的機(jī)構(gòu)上，其中“外部”尤其相對(duì)于所述啟動(dòng)器而言。


下面借助于優(yōu)選的實(shí)施例參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖示出如下圖1是用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器的裝置；
圖2是用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器的方法的流程圖；圖3a是啟動(dòng)器連同未嚙合的啟動(dòng)器小齒輪；圖北是圖3a的啟動(dòng)器連同已嚙合的啟動(dòng)器小齒輪；圖4是啟動(dòng)器小齒輪的放大的視圖；圖5是圖4的啟動(dòng)器小齒輪的軸向的視圖；圖6是圖3a的啟動(dòng)器的電氣結(jié)構(gòu)；圖7是圖6的電氣結(jié)構(gòu)的另一視圖；圖8是嚙合電流的時(shí)間曲線；圖9是啟動(dòng)器電流的時(shí)間曲線；
圖IOa是另一個(gè)啟動(dòng)器連同未嚙合的啟動(dòng)器小齒輪；
圖IOb是圖IOa的啟動(dòng)器連同已嚙合的啟動(dòng)器小齒輪；
圖11是圖IOa和IOb的啟動(dòng)器小齒輪303的放大的視圖12是一次線圈的時(shí)間上的電流曲線；
圖13是傳感器線圈中的時(shí)間上的感應(yīng)電壓曲線；
圖14是啟動(dòng)器小齒輪運(yùn)動(dòng)的時(shí)間上的電壓曲線；
圖15是升降電磁鐵的氣隙曲線；
圖16是升降電磁鐵的力的變化曲線；并且
圖17是圖16的力的變化曲線的放大的截取部分。
具體實(shí)施例方式下面為相同的特征使用相同的附圖標(biāo)記。圖1示出了用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器(未示出)的裝置101。該裝置101包括傳感器103，所述傳感器103設(shè)置用于檢測啟動(dòng)器小齒輪(未示出)的位置。此外，所述裝置101包括進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)105，該進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)105設(shè)置用于調(diào)整所述啟動(dòng)器小齒輪的進(jìn)給，其中所述調(diào)整根據(jù)所述啟動(dòng)器小齒輪的所檢測到的位置來實(shí)施。圖2示出了用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器的方法的流程圖。在第一步驟201中檢測啟動(dòng)器小齒輪的位置。在步驟203中根據(jù)所檢測到的位置來調(diào)整所述啟動(dòng)器小齒輪的進(jìn)給。圖3a示出了啟動(dòng)器301連同處于未嚙合的位置中的啟動(dòng)器小齒輪303。也就是說，所述啟動(dòng)器小齒輪303未嚙合到起動(dòng)機(jī)小齒輪(未示出)中。圖北示出了圖3a的啟動(dòng)器301，其中所述啟動(dòng)器小齒輪303處于已嚙合的位置中。也就是說，所述啟動(dòng)器小齒輪303嚙合到所述起動(dòng)機(jī)小齒輪(未示出)中。所述啟動(dòng)器301具有電動(dòng)馬達(dá)305，該電動(dòng)馬達(dá)305具有碳刷307和作為集電器的電刷309。此外，所述電動(dòng)馬達(dá)305具有極靴311。此外，所述電動(dòng)馬達(dá)305包括具有繞組的轉(zhuǎn)子313。圍繞著該轉(zhuǎn)子313形成磁體315。沿所述電動(dòng)馬達(dá)305的對(duì)稱軸線307形成用于電動(dòng)馬達(dá)軸321的支承結(jié)構(gòu)319。所述電動(dòng)馬達(dá)軸321與行星齒輪變速器323相耦合，所述行星齒輪變速器323與自由輪325相耦合。所述自由輪325尤其可以構(gòu)造為滾子自由輪離合器。啟動(dòng)器小齒輪303的驅(qū)動(dòng)軸3 借助于滑動(dòng)軸承327得到支承，所述滑動(dòng)軸承327則借助于軸承蓋3 得到保持。在自由輪325與滑動(dòng)軸承327之間還形成一個(gè)中間軸承331。所述驅(qū)動(dòng)軸3 優(yōu)選具有花鍵軸齒部。在安裝區(qū)域333中安裝了大功率電子裝置，該大功率電子裝置象征性地通過晶體管335來示出。圖4示出了啟動(dòng)器小齒輪303的放大的視圖。所述啟動(dòng)器小齒輪303借助于具有一次線圈401和二次線圈403的線圈結(jié)構(gòu)在感應(yīng)的情況下運(yùn)動(dòng)。在此所述大功率電子裝置向一次線圈401和二次線圈403通電，由此形成磁通量。這種磁通量在電樞405上引起機(jī)械的力。所述電樞405與所述啟動(dòng)器小齒輪303進(jìn)行了機(jī)械耦合，使得所述啟動(dòng)器小齒輪302可以根據(jù)所述磁通量沿著對(duì)稱軸線317向前并且向后運(yùn)動(dòng)。通過這種運(yùn)動(dòng)，改變磁環(huán)路中的電磁感應(yīng)，由此作為結(jié)果在所述二次線圈403上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。所述二次線圈403就這一點(diǎn)而言也可以稱為傳感器線圈。這種感應(yīng)電壓尤其從所述運(yùn)動(dòng)中并且從所述兩個(gè)線圈401和403中的電流變化中產(chǎn)生。將所述運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)電壓濾出并且將其作為所述啟動(dòng)器小齒輪303的速度的傳感器信號(hào)提供給調(diào)整規(guī)則系統(tǒng)。由此尤其可以借助于所述大功率電子裝置來如此調(diào)整或者說調(diào)節(jié)線圈電流，從而產(chǎn)生所述啟動(dòng)器小齒輪303的恒定的或者說經(jīng)過調(diào)整的進(jìn)給速度。同樣可以優(yōu)選通過所述速度的積分來推斷出所述啟動(dòng)器小齒輪303的位置。由此可以以有利的方式來識(shí)別并且/或者減弱可能的機(jī)械碰撞。在一種未示出的實(shí)施方式中，僅僅主動(dòng)地給所述一次線圈401通電，也就是說向其加載的電流。所述二次線圈403因而不用作激勵(lì)器線圈并且就這一點(diǎn)而言未主動(dòng)地得到通電。類似地測量所述這里也可以稱為傳感器線圈的二次線圈403上的由于電樞405的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，從而可以借助于相應(yīng)的濾波來檢測所述電樞405的速度和位置。如果下面說明一些具有一次線圈401和二次線圈403的主動(dòng)的通電情況的實(shí)施例，那也應(yīng)該總是將僅僅具有一次線圈401的主動(dòng)的通電的情況包含在內(nèi)。在這些情況中，所述二次線圈403不用作激勵(lì)器線圈并且就這一點(diǎn)而言未主動(dòng)地得到通電。此外，所述線圈結(jié)構(gòu)包括外套筒407和壓入的套筒盤409，所述外套筒407和套筒盤409可以優(yōu)選相應(yīng)地由能夠磁化的鋼制成。就這一點(diǎn)而言，所述外套筒407也可以稱為磁體套。所述套筒盤409就這一點(diǎn)而言也可以稱為磁體盤。所述套筒盤409和外套筒407形成一個(gè)套筒，在該套筒中在繞組支架411上布置了所述傳感器線圈403或者說二次線圈和一次線圈401。所述繞組支架411也可以稱為線圈架。此外，在所述一次線圈401的內(nèi)部的直徑上集成了滑套413，所述電樞405在其軸向運(yùn)動(dòng)的過程中可以在所述滑套413中滑動(dòng)。尤其也可以優(yōu)選如此布置所述滑套413，使得所述電樞405在內(nèi)直徑上得到導(dǎo)引。為了使控制系統(tǒng)狀態(tài)線性化并且為了影響磁通量線，這尤其可以借助于將能夠磁化的鋼環(huán)415放入到滑套413中這種做法來實(shí)現(xiàn)，可以優(yōu)選描繪一種依賴于所述啟動(dòng)器小齒輪303的進(jìn)給方向的函數(shù)，從而可以比較容易地或者說也在受控制的情況下為所述嚙合的標(biāo)準(zhǔn)情況實(shí)施大功率電子裝置的調(diào)整規(guī)則系統(tǒng)。所述鋼環(huán)415尤其可以是所述滑套413的一部分并且/或者也可以構(gòu)造為凸起，在所述電樞405的軸向運(yùn)動(dòng)的過程中可以越過所述凸起。此外，所述鋼環(huán)415可以優(yōu)選以位置固定的方式并且/或者也可以以能夠部分運(yùn)動(dòng)的方式來布置。也就是說，所述能夠運(yùn)動(dòng)地布置的鋼環(huán)415在所述電樞405進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)一起運(yùn)動(dòng)。在一種未示出的實(shí)施例中，所述鋼環(huán)415相對(duì)于電樞直徑可以具有較大的、較小的或者相同的直徑。優(yōu)選所有的鋼環(huán)415具有相同的直徑。尤其所述鋼環(huán)415可以具有不同的直徑。此外，形成一個(gè)彈簧417，該彈簧417在啟動(dòng)器301不起作用時(shí)或者在啟動(dòng)過程之后通過棘爪419將所述啟動(dòng)器小齒輪303保持在靜止位置中。所述彈簧417布置在所述啟動(dòng)器301的驅(qū)動(dòng)軸326中。敞開的背向進(jìn)給方向的軸端用螺絲堵(未示出)來封閉，由此可以以有利的方式調(diào)節(jié)保持力。另一個(gè)彈簧端部則通過所述棘爪419來支撐，該棘爪419將彈力傳遞到所述啟動(dòng)器小齒輪303上。為此所述驅(qū)動(dòng)軸3 通過工作區(qū)域中的縫隙(未示出)在徑向上打開，用于以有利的方式保證力的傳遞和/或調(diào)節(jié)行程。所述彈簧417在空間位置條件足夠時(shí)尤其也可以布置在所述線圈401和403的區(qū)域中或者優(yōu)選可以布置在所述啟動(dòng)器小齒輪303上并且因此也可以優(yōu)選直接支撐在所述電樞上。在這種情況下尤其相應(yīng)地將所述彈簧417軸向固定在所述電樞405上并且尤其軸向固定在所述啟動(dòng)器小齒輪303上，用于能夠以有利的方式可靠地捕集出現(xiàn)的軸向力和加速度。所述啟動(dòng)器小齒輪303和驅(qū)動(dòng)軸3 尤其具有直齒部(未示出)，因?yàn)樵趪Ш蠒r(shí)所述旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)通過所述啟動(dòng)器301的電動(dòng)馬達(dá)305來實(shí)現(xiàn)。所述齒部尤其可以以極為不同的結(jié)構(gòu)優(yōu)選構(gòu)造為花鍵軸連接，所述花鍵軸連接能夠?qū)崿F(xiàn)一種成本低廉的用于轉(zhuǎn)矩傳輸?shù)姆桨?。從啟?dòng)器小齒輪303到引起啟動(dòng)器小齒輪303的軸向運(yùn)動(dòng)的電樞405的連接優(yōu)選借助于電樞盤419來構(gòu)成。所述電樞盤419優(yōu)選由不能磁化的材料制成，從而以有利的方式避免流經(jīng)啟動(dòng)器小齒輪303的磁分路。所述電樞盤419比如可以金屬或者由一種或幾種非金屬構(gòu)成。優(yōu)選該電樞盤419以穩(wěn)定的并且耐磨的方式構(gòu)成，使得其可以經(jīng)受得起徑向的運(yùn)動(dòng)。在所述電樞盤419的外直徑上，該電樞盤419壓入到電樞405中直至預(yù)先確定的止擋，并且為應(yīng)對(duì)過度的軸向負(fù)荷而用卡圈(未示出)來固定以防止滑出來。在所述電樞盤419的內(nèi)直徑上，該電樞盤419通過滑動(dòng)盤421支撐在所述啟動(dòng)器小齒輪303上。這里為了防止丟失也布置了卡圈(未示出)，從而以有利的方式避免意外地從所述啟動(dòng)器小齒輪303上松開。這些軸向固定結(jié)構(gòu)也可以優(yōu)選用別的方式來執(zhí)行，但是出于結(jié)構(gòu)空間的原因應(yīng)該盡可能緊湊。優(yōu)選在內(nèi)直徑上通過所述滑動(dòng)盤421來脫離所述啟動(dòng)器小齒輪303的相對(duì)于固定的電樞405的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且這種脫離作為關(guān)聯(lián)(Verband)因此而設(shè)計(jì)得磨損特別少。所述電樞403優(yōu)選借助于滑鍵(未示出)導(dǎo)引在外直徑上，所述外直徑又優(yōu)選固定在中間軸承331中。扭轉(zhuǎn)止動(dòng)比如也可以以其它的形式用配合銷和/或其它標(biāo)準(zhǔn)元件并且/或者也通過電樞403和/或中間軸承331和/或線圈殼體的設(shè)計(jì)技術(shù)上的形狀來實(shí)施。所述作為嚙合的元件優(yōu)選構(gòu)造在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)或者說電動(dòng)馬達(dá)305上的自由輪325優(yōu)選構(gòu)造為在軸向上不運(yùn)動(dòng)也就是固定的結(jié)構(gòu)，并且優(yōu)選是減速器或者說行星齒輪變速器323的一部分并且尤其集成在所述減速器或者說行星齒輪變速器中。所述自由輪325尤其接納所述行星齒輪變速器323的行星齒輪(未示出)的軸并且比如作為行星架(未示出)的元件集成在所述中間軸承331上。所述中間軸承331也使得電動(dòng)馬達(dá)305的轉(zhuǎn)子311和驅(qū)動(dòng)軸承321支承所述啟動(dòng)器301的中心處。圖5示出了啟動(dòng)器小齒輪303、棘爪419和驅(qū)動(dòng)軸3 的在所述齒部的區(qū)域中軸向視圖。圖6示出了圖3a和北的啟動(dòng)器301的電氣的線路圖。調(diào)整器601相應(yīng)地調(diào)整所述一次線圈401和二次線圈403或者說傳感器線圈的線圈電流，其中在所述線圈401與403之間相應(yīng)地布置了放大器603。在所述一次線圈401之前為限制電流起見連接了電阻605。此外在所述一次線圈401的線圈回路中還連接了二極管607，所述線圈401和403的電感分別用Ll和L2表示。優(yōu)選Ll和L2相同。比如Ll也可以大于L2或者相反。所述調(diào)整器相對(duì)于電動(dòng)馬達(dá)305具有接口 609，所述電動(dòng)馬達(dá)305也可以稱為啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。具有附圖標(biāo)記611的元件表示電氣的啟動(dòng)器系統(tǒng)的接地連接。具有附圖標(biāo)記613的元件表示電容器。開關(guān)615斷開或者閉合與啟動(dòng)器電池(未示出)的恒定電壓端 (Dauerplus) 617的電氣連接。通過端子619來將用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)305的啟動(dòng)器信號(hào)輸送給所述調(diào)整器601。借助于所述調(diào)整器601來向所述兩個(gè)線圈401和403通電，由此形成磁通量，所述磁通量用磁力將所述電樞405朝所述兩個(gè)線圈401和403的方向吸引。該電樞405就這一點(diǎn)而言也可以稱為磁電機(jī)電樞。優(yōu)選所述電樞405由鐵構(gòu)成。所述電樞405的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)ν 借助于箭頭用附圖標(biāo)記619來表示。電樞的這種朝借助于所述兩個(gè)線圈401和403形成的線圈結(jié)構(gòu)中的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)ν在線圈403中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，將所述感應(yīng)電壓濾出并且將其輸送給所述調(diào)整器601的調(diào)整規(guī)則系統(tǒng)。根據(jù)所測量的感應(yīng)電壓來調(diào)整所述電樞405的進(jìn)給， 方法尤其是相應(yīng)地調(diào)整相應(yīng)的線圈電流。圖7示出了圖6的電氣的線路圖的另一視圖。所述調(diào)整器構(gòu)造為大功率電子裝置 701并且包括嚙合控制機(jī)構(gòu)703，該嚙合控制機(jī)構(gòu)703尤其對(duì)嚙合電流705進(jìn)行調(diào)整。此外，所述大功率電子裝置701包括啟動(dòng)器控制機(jī)構(gòu)707，該啟動(dòng)器控制機(jī)構(gòu)707尤其對(duì)啟動(dòng)器電流709進(jìn)行調(diào)整。此外，所述大功率電子裝置701包括嚙合調(diào)整器711、啟動(dòng)器調(diào)整器 713、位置識(shí)別機(jī)構(gòu)715、相位識(shí)別機(jī)構(gòu)717、操作系統(tǒng)719、監(jiān)控/診斷單元721和傳感器規(guī)則系統(tǒng)723。因?yàn)樗稣{(diào)整器601尤其可以對(duì)所述啟動(dòng)器小齒輪303的進(jìn)給進(jìn)行調(diào)整，所以所述調(diào)整器601也可以稱為進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)。具有附圖標(biāo)記725的元件是啟動(dòng)器電池，該啟動(dòng)器電池用其正極通過開關(guān)615與所述調(diào)整器601相連接。所述啟動(dòng)器電池725通過電線727與機(jī)動(dòng)車的車用電路(未示出) 相連接。具有附圖標(biāo)記729的元件表示起動(dòng)機(jī)小齒輪，該起動(dòng)機(jī)小齒輪尤其包括布置在內(nèi)燃機(jī)的飛輪(未示出)上的齒輪。為簡明起見，在圖7中未繪出所有用于啟動(dòng)器301的各個(gè)元件的附圖標(biāo)記。圖8和9分別示出了嚙合電流和啟動(dòng)器電流的時(shí)間曲線。在此關(guān)于以任意的單位計(jì)的時(shí)間t繪出了用安培計(jì)的電流I。圖IOa和IOb示出了另一個(gè)啟動(dòng)器1001，該啟動(dòng)器1001構(gòu)造為與啟動(dòng)器301相類似的結(jié)構(gòu)。圖IOa示出了啟動(dòng)器1001連同未嚙合的啟動(dòng)器小齒輪303。圖IOb則示出了該啟動(dòng)器1001連同嚙合的啟動(dòng)器小齒輪303。為簡明起見，未示出起動(dòng)機(jī)小齒輪。圖11示出了圖IOa和IOb的啟動(dòng)器小齒輪303的放大的視圖。象征性地借助于晶體管335來示出的大功率電子裝置向線圈包1101或者說線圈結(jié)構(gòu)通電，所述線圈包1101 與圖4相類似具有一次線圈和二次線圈(二者均未示出)，由此形成磁通量，該磁通量引起作用于電樞1103的機(jī)械的力。電樞1103與啟動(dòng)器小齒輪303之間的耦合尤其可以與在圖4 中示出的實(shí)施方式相類似。所述啟動(dòng)器小齒輪303向前運(yùn)動(dòng)并且人們通過磁環(huán)路變化在所述二次線圈上得到從所述運(yùn)動(dòng)和電流變化中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。將所述運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)電壓濾出并且將其輸送給作為嚙合繼電器的速度的傳感器的調(diào)整規(guī)則系統(tǒng)。由此可以通過所述大功率電子裝置來如此調(diào)整線圈電流，從而產(chǎn)生恒定的進(jìn)給速度或者說經(jīng)過調(diào)整的進(jìn)給速度。 同樣可以通過所述速度的積分來推斷出所述啟動(dòng)器小齒輪303的位置并且可以以有利的方式減弱可能的機(jī)械碰撞。為了使控制系統(tǒng)狀態(tài)線性化，形成了氣隙1105，該氣隙1105代表著依賴于進(jìn)給方向的函數(shù)，從而可以以有利的方式比較容易地實(shí)施所述大功率電子裝置的調(diào)整規(guī)則系統(tǒng)。此外形成了一個(gè)彈簧1107，該彈簧1107在啟動(dòng)過程之后使所述啟動(dòng)器小齒輪303 復(fù)位并且將與所述啟動(dòng)器小齒輪303之間的嚙合機(jī)構(gòu)保持在所定義的靜止位置中。此外， 形成一個(gè)棘爪1109，該棘爪1109構(gòu)造為與所述棘爪419相類似的結(jié)構(gòu)并且引起相同的技術(shù)上的效應(yīng)。機(jī)械的自由輪1111 一般來說既可以構(gòu)造在所述嚙合機(jī)構(gòu)的活動(dòng)的部件中也可以構(gòu)造在其靜止的部件中。圖12、圖13和圖14分別示出了一次線圈中的電流的時(shí)間曲線、傳感器線圈中的感應(yīng)電壓的時(shí)間曲線以及所述運(yùn)動(dòng)的經(jīng)過濾出的電壓的時(shí)間曲線。在圖12中，關(guān)于以毫秒 ms計(jì)的時(shí)間t繪出了以安培A計(jì)的電流I。在圖13和14中則分別關(guān)于以ms計(jì)的時(shí)間t 繪出了以伏特計(jì)的電壓U。在所有三張附圖中可以看出所描繪的曲線中的調(diào)制情況，因而尤其如此產(chǎn)生所述調(diào)制情況，從而向所述啟動(dòng)器小齒輪加載旋轉(zhuǎn)脈沖，也就是說用脈沖的方法使其旋轉(zhuǎn)。在圖15所示的曲線圖中關(guān)于以米m計(jì)的行程曲線繪出了以米m計(jì)的氣隙。所述行程曲線相應(yīng)于所述啟動(dòng)器小齒輪的前進(jìn)行程。所述氣隙因而代表著依賴于進(jìn)給方向的函數(shù)，這引起控制系統(tǒng)狀態(tài)的線性化。用附圖標(biāo)記1501示出了一條在沒有幾何變化也就是說沒有氣隙的情況下的曲線。具有附圖標(biāo)記1503的曲線則示出了具有幾何變化也就是具有氣隙的曲線。圖16示出了升降電磁鐵的力的變化曲線，該升降電磁鐵尤其借助于一次線圈和二次線圈來構(gòu)成。在此關(guān)于以米m計(jì)的行程或者說行程曲線繪出了借助于升降電磁鐵產(chǎn)生的以牛頓N計(jì)的力。圖17示出了圖16的截取部分1601的放大的視圖。借助于本發(fā)明，尤其能夠在由啟動(dòng)器和內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成的整個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)以下功能。嚙合到切斷的內(nèi)燃機(jī)中
在啟動(dòng)/停止-機(jī)動(dòng)車上使用停止功能的情況下，所述啟動(dòng)器小齒輪可以已經(jīng)嚙合到切斷的內(nèi)燃機(jī)中，以便可以將啟動(dòng)時(shí)間減少嚙合的持續(xù)時(shí)間這個(gè)幅度。出于舒適性原因應(yīng)該盡可能輕地并且在沒有較大的機(jī)械碰撞的情況下來實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程。為此所述齒輪優(yōu)選緩慢地朝可能的齒對(duì)齒的接觸運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)大功率電子裝置將旋轉(zhuǎn)脈沖施加到啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)上。通過嚙合過程的速度信號(hào)可以探測到齒對(duì)齒接觸并且可以激活嚙入搜索功能 (Hinein-Tasten)。這用由所述啟動(dòng)器小齒輪的平移的和旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的組合來進(jìn)行。如果克服了這個(gè)狀態(tài)，那就以所定義的速度到達(dá)最終位置并且將保持電流降低到最低限度。 保持階段的時(shí)間間隔尤其依賴于充電狀態(tài)和線圈溫度。無論如何必須保證內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)能力。在啟動(dòng)過程中提高保持電流，用于保證齒輪位置的可靠的狀態(tài)。在進(jìn)行啟動(dòng)過程之后， 將所述齒輪從啟動(dòng)器齒環(huán)的齒部中移出來。這通過磁環(huán)路的切斷并且通過復(fù)位彈簧尤其彈簧417來實(shí)現(xiàn)直至到達(dá)所述齒輪的靜止位置中。快速啟動(dòng)
在首次啟動(dòng)的情況下或者在電池受損時(shí)，所述嚙合機(jī)構(gòu)應(yīng)該在發(fā)出啟動(dòng)指令時(shí)才盡可能快地嚙合并且啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。為此向充分地所述激勵(lì)器或者說一次線圈和二次線圈通電并且向啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)加載旋轉(zhuǎn)脈沖，直到所述嚙合機(jī)構(gòu)已經(jīng)到達(dá)最終位置。現(xiàn)在將嚙合電流置于保持水平上并且充分地向啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)通電直到內(nèi)燃機(jī)成功地啟動(dòng)。在進(jìn)行啟動(dòng)過程之后，如上所述將啟動(dòng)器小齒輪推出并且通過復(fù)位彈簧將其導(dǎo)引到靜止位置中。嚙合到慣件運(yùn)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)中
在停止階段開始時(shí)切斷內(nèi)燃機(jī)并且內(nèi)燃機(jī)由于其自身的慣性而進(jìn)行慣性運(yùn)動(dòng)。如果低于重新點(diǎn)火極限并且內(nèi)燃機(jī)應(yīng)該盡可能快地重新啟動(dòng)，那就必須嚙合到慣性運(yùn)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)中并且借助于啟動(dòng)器來帶動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，直到其又能夠自主地進(jìn)行運(yùn)行。所述啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)在此在限制電流的情況下得到加速并且所述嚙合機(jī)構(gòu)完成搜索的(tastend)運(yùn)動(dòng)，直到所述齒輪嚙合到起動(dòng)機(jī)齒環(huán)中?，F(xiàn)在所述啟動(dòng)器處于空轉(zhuǎn)階段中， 因而現(xiàn)在可以提高啟動(dòng)器電流并且所述啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)又將內(nèi)燃機(jī)置于重新點(diǎn)火轉(zhuǎn)速上。在進(jìn)行啟動(dòng)過程之后，如上所述又將所述啟動(dòng)器小齒輪推出并且通過復(fù)位彈簧將其導(dǎo)引到靜止位置中。“捭索(Tasten)” 功能
搜索功能描繪了在所述齒輪嚙合到彼此當(dāng)中的過程中在嚙合時(shí)嚙合機(jī)構(gòu)與啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的相互作用。在此如此觸發(fā)所述啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使得其在啟動(dòng)器軸上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脈沖。與此同時(shí)，所述嚙合機(jī)構(gòu)引起線性的向前運(yùn)動(dòng)直到啟動(dòng)器小齒輪與齒環(huán)在內(nèi)燃機(jī)的飛輪上接觸。 在此識(shí)別出齒對(duì)齒的態(tài)勢(shì)，所述嚙合機(jī)構(gòu)進(jìn)行較小的向后運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)器得到旋轉(zhuǎn)脈沖并且所述嚙合機(jī)構(gòu)重新嘗試用變化了的齒輪角進(jìn)行嚙合。一直進(jìn)行這一過程，直到所述齒輪在沒有花費(fèi)較大的力的情況下嚙合。
權(quán)利要求
1.用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器(301)的方法，其中檢測啟動(dòng)器小齒輪(303)的位置并且根據(jù)所檢測到的位置來調(diào)整所述啟動(dòng)器小齒輪(303)的進(jìn)給。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中檢測所述啟動(dòng)器小齒輪(303)的速度并且根據(jù)所檢測到的速度來調(diào)整所述啟動(dòng)器小齒輪(303)的進(jìn)給。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述啟動(dòng)器小齒輪(303)的位置的檢測包括在該啟動(dòng)器小齒輪(303)進(jìn)給時(shí)進(jìn)行的感應(yīng)變化的檢測。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述啟動(dòng)器小齒輪(303)嚙合到機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的起動(dòng)機(jī)小齒輪(7 )中時(shí)調(diào)整所述進(jìn)給。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其中在嚙合時(shí)旋轉(zhuǎn)所述啟動(dòng)器小齒輪(303)以用于嚙合到所述起動(dòng)機(jī)小齒輪(7 )的兩個(gè)輪齒之間的槽中。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其中用脈沖的方式旋轉(zhuǎn)所述啟動(dòng)器小齒輪(303)。
7.按權(quán)利要求5或6所述的方法，其中在檢測啟動(dòng)器小齒輪與起動(dòng)機(jī)小齒輪的接觸時(shí)使所述啟動(dòng)器小齒輪(303)朝與所述進(jìn)給方向相反的方向運(yùn)動(dòng)以用于在所述啟動(dòng)器小齒輪與所述起動(dòng)機(jī)小齒輪之間形成間距。
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其中在形成所述間距之后旋轉(zhuǎn)所述啟動(dòng)器小齒輪(303)并且使其朝所述起動(dòng)機(jī)小齒輪的方向運(yùn)動(dòng)以便嚙合到所述起動(dòng)機(jī)小齒輪中。
9.用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器(301)的裝置(101)，具有-用于對(duì)啟動(dòng)器小齒輪(303)的位置進(jìn)行檢測的傳感器(103)和-用于根據(jù)所檢測到的位置對(duì)所述啟動(dòng)器小齒輪(303)的進(jìn)給進(jìn)行調(diào)整的進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)(105)。
10.按權(quán)利要求9所述的裝置(101)，其中形成線圈結(jié)構(gòu)(401；403)以用于形成用于啟動(dòng)器小齒輪(303)的感應(yīng)的進(jìn)給的磁通量。
11.按權(quán)利要求10所述的裝置(101)，其中所述傳感器(103)具有布置在所述線圈結(jié)構(gòu)中的用于在所述啟動(dòng)器小齒輪(303 )進(jìn)給時(shí)對(duì)感應(yīng)變化進(jìn)行檢測的傳感器線圈(403 )。
12.按權(quán)利要求10或11所述的裝置(101)，其中所述線圈結(jié)構(gòu)(401；403)具有用于移動(dòng)與所述啟動(dòng)器小齒輪(303)相耦合的電樞(405)的滑套(413)。
13.按權(quán)利要求12所述的裝置(101)，其中所述滑套(413)具有至少一個(gè)能夠磁化的用于影響磁通量的環(huán)(415)。
14.按權(quán)利要求13所述的裝置(101)，其中所述至少一個(gè)能夠磁化的環(huán)(415)以能夠移動(dòng)或者固定的方式布置在所述滑套(413)中。
15.按權(quán)利要求9到14中任一項(xiàng)所述的裝置(101)，其中設(shè)置了用于將所述啟動(dòng)器小齒輪(303)保持在靜止位置中的彈簧(417)，其中所述彈簧(417)布置在所述啟動(dòng)器(301)的驅(qū)動(dòng)軸(3 )中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器的方法和裝置。在用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器(301)的方法中，檢測啟動(dòng)器小齒輪(303)的位置并且根據(jù)所檢測到的位置來調(diào)整所述啟動(dòng)器小齒輪(303)的進(jìn)給。此外，本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的啟動(dòng)器(301)的裝置(101)。
文檔編號(hào)G01D5/14GK102562405SQ20111038948
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者A.耶澤, B.延森, M.埃申哈根, M.魏努姆, M.默克勒 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司