DE102010016638B4

DE102010016638B4 - Anlasser für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102010016638B4
Application number: DE102010016638.3A
Authority: DE
Inventors: Masami Niimi; Yasuyuki Yoshida; Mitsuhiro Murata; Kiyokazu Haruno
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2030-04-27
Also published as: FR2944833A1; FR2944833B1; US20100269631A1; JP2010255590A; JP5272879B2; US8402849B2; DE102010016638A1

Abstract

Anlasser (1) aufweisend:einen Motor (2), der durch Erregung ein Drehmoment erzeugt;eine Abtriebswelle (4), welche sich durch Aufnehmen des Drehmoments von dem Motor rotiert;einen beweglichen Ritzelkörper (6, 22), der ein Ritzel (6) zum Übertragen des Drehmoments des Motors (2) auf einen Zahnkranz (5) eines Verbrennungsmotors (EG) umfasst, und an einem Außenumfang der Abtriebswelle integral mit dem Ritzel in der Weise vorgesehen ist, um eine Bewegung entlang einer Axialrichtung der Abtriebswelle zu ermöglichen;eine Ritzelschiebeeinrichtung (7, 8) zum Schieben des Ritzels in Richtung des Zahnkranzes (5);eine Motor-Stromzuführeinrichtung (10) zum Ein- und Ausschalten des Erregerstroms, der zu dem Motor (2) fließt, ; undEinrichtungen (34) zum:separaten Steuern der Motor-Stromzuführeinrichtung (10) und der Ritzelschiebeeinrichtung (7, 8) unabhängig voneinander, undSteuern der Ritzelschiebeeinrichtung (7, 8), um das Ritzel während einer Oszillationsdauer des internen Verbrennungsmotors (EG) bei einem Vorgang des Stoppens des internen Verbrennungsmotors (EG) in Richtung des Zahnkranzes (5) zu schieben, wobei die Oszillationsdauer eine Zeitdauer ist, während der der Zahnkranz (5) des internen Verbrennungsmotors (EG) eine Drehung in eine negative Richtung und eine positive Richtung wiederholt; undeine Erschütterungsabsorbierungseinheit (11), welche in einem Drehmomentübertragungspfad (P), der das Drehmoment des Motors (2) auf das Ritzel überträgt, angebracht ist, so dass das Drehmoment des Motors (2) auf den Zahnkranz des Verbrennungsmotors übertragen wird, und eine Erschütterung reduziert, welche auftritt, wenn das Ritzel während der Oszillationsdauer des internen Verbrennungsmotors (EG) bei einem Vorgang des Stoppens des internen Verbrennungsmotors (EG) mit dem Zahnkranz (5) einkämt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anlasser zum Anlassen eines Verbrennungsmotors (Verbrennungskraftmaschine) in einem Fahrzeug und dergleichen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen sogenannten Eintauchtyp-Anlasser, in welchem ein Ritzel und ein Zahnkranz eines Verbrennungsmotors ineinandergreifen, wenn der Verbrennungsmotor gestartet bzw. angelassen wird. Der Anlasser kann entsprechend in einem Fahrzeug verwendet werden, das mit einer Verbrennungsmotor-Start/Stopp-Vorrichtung ausgestattet ist.
Beschreibung des Standes der Technik
Unter umwelttechnischen Gesichtspunkten und dergleichen enthalten Fahrzeuge der letzten Jahre eine Verbrennungsmotor-Start/Stopp-Vorrichtung (hiernach als Leerlauf-Stopp-Vorrichtung bezeichnet), welche automatisch das Stoppen und Starten eines Verbrennungsmotors steuert.
Eine Leerlauf-Stopp-Vorrichtung ist zum Beispiel aus der japanischen Patentveröffentlichung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2005 - 330 813 A bekannt. Die Leerlauf-Stopp-Vorrichtung, welche in der Veröffentlichung beschrieben wird, umfasst eine Ritzelschiebeeinrichtung und eine Stromzuführeinrichtung für einen Motor. Die Ritzelschiebeeinrichtung und die Stromzuführeinrichtung für den Motor können individuell bzw. unabhängig voneinander arbeiten. Die Ritzelschiebeeinrichtung schiebt ein Ritzel auf eine Zahnkranzseite. Die Stromzuführeinrichtung für den Motor schaltet den Stromfluss zu dem Motor EIN und AUS.
Die Leerlauf-Stopp-Vorrichtung, welche in der Veröffentlichung beschrieben wird, arbeitet bzw. funktioniert, wie nachfolgend dargestellt, wenn eine Anfrage für einen Neustart gemacht wird, während sich der Verbrennungsmotor verlangsamt bzw. abbremst (bevor der Verbrennungsmotor vollständig anhält). Das Ritzel, das sich noch nicht dreht bzw. rotiert, wird auf einem sich drehenden Zahnkranz geschoben, wodurch der Zahnkranz und das Ritzel ineinandergreifen. Nachdem der Zahnkranz und das Ritzel ineinandergreifen, rotiert das Ritzel als Ergebnis daraus, dass der Motor erregt bzw. mit Energie versorgt wird, wobei der Verbrennungsmotor über den Zahnkranz gestartet werden kann. Auf diese Weise muss der Verbrennungsmotor für die individuell arbeitende Ritzelschiebeeinrichtung und die Stromzuführeinrichtung für den Motor nicht vollständig angehalten werden, wenn ein Neustart durchgeführt wird. Dadurch spürt der Fahrer, dass ein Neustart des Verbrennungsmotors schneller durchgeführt worden ist, im Vergleich zu einem Fall, wenn der Neustart durchgeführt wird, nachdem der Verbrennungsmotor vollständig angehalten bzw. gestoppt wird.
Wenn der Verbrennungsmotor jedoch gestoppt wird, nachdem die Verbrennungsmotorendrehzahl kurz vor dem Verbrennungsmotorenstopp Null wird, überschwingt der Verbrennungsmotor aufgrund der Trägheit, und rotiert in negativer Richtung. Anschließend fällt die Verbrennungsmotorendrehzahl schrittweise ab, während eine positive Rotation bzw. Umdrehung und eine negative Rotation bzw. Umdrehung wiederholt werden, und der Verbrennungsmotor schließlich stoppt bzw. nicht mehr läuft. Daher gibt es ständig eine oszillierende Dauer, während welcher der Verbrennungsmotor eine positive Umdrehung und eine negative Umdrehung, wie obenstehend beschrieben, wiederholt, selbst wenn ein Neustart während des Stoppvorgangs - bzw. - prozesses des Verbrennungsmotors durchgeführt wird (bevor der Verbrennungsmotor vollständig gestoppt bzw. angehalten wird).
Im Allgemeinen ist der Anlasser mit einer Freilaufkupplung bzw. Einwegkupplung vorgesehen, welche mit dem Ritzel in Eingriff steht, um einen Schaden am Motor zu verhindern. Wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz einkämmt bzw. ineinandergreift, während der Verbrennungsmotor sich in negative Richtung dreht, begrenzt die Einwegkupplung die Rotation des Ritzels. Das heißt, wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz einkämmt, wenn sich der Verbrennungsmotor in negative Richtung dreht, dreht sich das Ritzel nicht, selbst wenn ein Zahn des Ritzels auf die Zähne des Zahnkranzes trifft und das Ritzel und der Zahnkranz nicht ineinandergreifen, sofern der Motor, der stromaufwärts der Einwegkupplung vorgesehen ist, ebenfalls rotiert bzw. sich dreht. Eine Last wird auf einen vorübergehend blockierenden Abschnitt zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz durch die Ritzelschiebeeinrichtung in einem Zustand aufgebracht, in welchem der Zahn des Ritzels und die Zähne des Zahnkranzes aufeinandergetroffen sind. Als Ergebnis tritt eine Stoß- bzw. Erschütterungslast auf. Zudem vergrößern ein Lastmoment einschließlich einem Trägheitsmoment des Verbrennungsmotors und eine Reibungslast bzw. Reibungskraft die Erschütterungslast weiter.
Das Blockieren tritt an den Kantenabschnitten des Ritzels und des Zahnkranzes auf. Daher sind die Kantenabschnitte hinsichtlich einer Abnutzung anfällig. Im Allgemeinen weist der Zahnkranz für gewöhnlich eine höhere Härte als das Ritzel auf. Daher wird das Ritzel durch den Kantenabschnitt des Zahnkranzes eher beschädigt. Darüber hinaus weist das Ritzel im Allgemeinen höchstens ein Zehntel der Anzahl der Zähne des Zahnkranzes auf. Daher ist die Beschädigungsrate pro Zahn des Ritzels mindesten zehn mal größer als die des Zahnkranzes. Dadurch verkürzt der Schaden am Ritzel die Lebensdauer der Leerlauf-Stopp-Vorrichtung.
Um den Schaden am Ritzel zu reduzieren, ist es erforderlich, eine Kein-Neustart-Dauer einzustellen, während welcher ein Neustart verboten ist, wenn sich der Verbrennungsmotor in negative Richtung dreht. Allerdings ist aufgrund der eingestellten Kein-Neustart-Dauer ein schneller Neustart des Verbrennungsmotors schwierig zu erreichen. Somit wird die Benutzerfreundlichkeit der Leerlauf-Stopp-Vorrichtung verschlechtert.
Die DE 600 11 204 T2 offenbart einen Schockabsorber, welcher eine Drehscheibe, eine stationäre Scheibe und eine Scheibenfeder aufweist, wobei die Drehscheibe mittels der Scheibenfeder zum Erzeugen von Reibungskraft gegen die stationäre Scheibe gedrückt wird, wenn sich die Drehscheibe aufgrund eines exzessiven Schocks dreht, wodurch der Schock absorbiert wird, wobei die Drehscheibe oder die stationäre Scheibe eine Mehrzahl von druckgeformten rechtwinkligen Vertiefungen an einer der anderen Scheibe gegenüberliegenden Fläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seite einer jeden rechtwinkligen Vertiefung in einer Walzrichtung des Rohmaterials der Drehscheibe oder der stationären Scheibe geneigt ist.
Die DE 10 2005 004 326 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Starten eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Startermotor mit einem Stellglied zum Einspuren eines vom Startermotor antreibbaren Ritzels in einen Zahnkranz sowie eine Steuereinheit, die eine dem Stellglied zugeordnete Schalt-Endstufe und eine dem Startermotor zugeordnete Schalt-Endstufe ansteuert. Die Startzeit des Verbrennungsmotors kann wesentlich verringert werden, wenn die Startervorrichtung eine Steuereinheit umfasst.
Die CH 227 410 A beschreibt einen elektrischen Anlasser mit ein- und ausrückbarem Ritzel für Brennkraftmaschinen und mit eingebauter, nur bei ausgerücktem Ritzel wirksamer Leerlaufbremse für die Anlasserwelle, gekennzeichnet durch eine von der Anlasserwelle mitgenommene lose Scheibe, die mit einer feststehenden Bremsvorrichtung zusammenwirkt, eine auf der Welle verschiebbare, mit dem Ritzel gekuppelte Gleithülse, die, wenn sich das Ritzel am Orte seiner Ruhestellung befindet, unter dem Einfluss einer Federkraft gegen die lose Scheibe anliegt und diese gegen die Bremsvorrichtung anpresst, und eine Betätigungsvorrichtung für die Verschiebung der Gleithülse, derart, dass durch Verschiebung dieser Hülse entgegen der genannten Federkraft zum Einspuren des Ritzels und zum Einschalten des Anlasserstromkreises die Bremse gelöst wird, während bei der Freigabe der Gleithülse durch deren Rückkehr in die Ruhelage das Ritzel in die Ruhestellung zurückgebracht, der genannte Anlasserstromkreis unterbrochen und die Bremse betätigt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist im Lichte der Probleme der obenstehend beschriebenen konventionellen Technologie gemacht worden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Anlasser vorzusehen, der in der Lage ist, einen Schaden an einem Ritzel zu verhindern, einen Verbrennungsmotor schnell neu zu starten, und das Ritzel mit dem Zahnkranz ineinandergreifen zu lassen und den Verbrennungsmotor neu zu starten, selbst wenn sich der Verbrennungsmotor währen einer Oszillationsdauer, kurz bevor der Verbrennungsmotor stoppt bzw. anhält, in negative Richtung dreht, wodurch der Verbrennungsmotor während eines Gesamtvorgangs bzw. -prozesses des Stoppens des Verbrennungsmotors neu gestartet werden kann, auch während der Oszillationsdauer bzw. Schwingungsdauer, kurz bevor der Verbrennungsmotor gestoppt bzw. angehalten wird.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren abhängigen Ansprüche.
Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung umfasst ein Anlasser (1): einen Motor (2), der dadurch, dass er erregt wird, ein Drehmoment erzeugt; eine Abtriebswelle (4), welche sich durch Aufnehmen des Drehmoments von dem Motor rotiert; einen beweglichen Ritzelkörper (6, 22), welcher ein Ritzel (6) zum Übertragen des Drehmoments des Motors auf einen Zahnkranz (5) eines Verbrennungsmotors (EG) umfasst, und auf einem äußeren Umfang bzw. an einem Außenumfang der Abtriebswelle integral bzw. ineinandergreifend mit dem Ritzel auf eine Weise vorgesehen ist, um eine Bewegung entlang einer Axialrichtung der Abtriebswelle zu ermöglichen; eine Ritzelschiebeeinrichtung (7, 8) zum Schieben des Ritzels in Richtung der Zahnkranzseite; eine Stromzuführeinrichtung für einen Motor (10) zum EIN- und AUS-Schalten eines zum Motor fließenden Erregerstroms bzw. Steuerstroms. Die Stromzuführeinrichtung für den Motor arbeitet separat und unabhängig von der Ritzelschiebeeinrichtung. Wobei eine Stoßabsorbtions- bzw. Erschütterungsabsorbierungseinheit (11), welche in einem Drehmomentübertragungspfad (P) angebracht ist, das Drehmoment des Motors auf das Ritzel so überträgt, dass das Drehmoment des Motors auf den Zahnkranz des Verbrennungsmotors übertragen wird, und ein Stoß bzw. eine Erschütterung reduziert, die auftritt, wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz einkämmt.
Bei dem Anlasser der vorliegenden Erfindung ist die stoßabsorbierende Einheit am Drehmomentübertragungspfad zwischen dem Motor und dem Ritzel angebracht, wodurch einen Stoß bzw. eine Erschütterung reduziert wird, die auftritt, wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz einkämmt bzw. ineinandergreift.
Zum Beispiel wird die Erschütterung, die als Ergebnis eines Einkämmens des Ritzels und des Zahnkranzes auftritt, reduziert, selbst wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz einkämmt bzw. ineinandergreift, welcher sich in negative Richtung dreht, wenn eine Neustartanfrage während einer Schwingungsdauer in einem Stoppvorgang des Verbrennungsmotors erzeugt wird. Daher wird eine Abnutzung des Ritzels und des Zahnkranzes reduziert. Zudem kann der Verbrennungsmotor während einer negativen Drehung während der Schwingungsdauer im Stoppvorgang des Verbrennungsmotors neu gestartet werden. Daher wird eine Benutzerfreundlichkeit der Leerlauf-Stopp-Vorrichtung verbessert. Außerdem kann die Lebensdauer, die für einen Anlasser, der bei einem Leerlaufstopp mit einer signifikant erhöhten Betriebsfrequenz verwendet wird, entsprechend gewährleistet werden.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung kann anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und anhand der beigefügten Figuren der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besser verstanden werden, wobei diese nicht als die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkend angesehen werden dürfen, sondern ausschließlich zur Erläuterung und zu Verständniszwecken dienen.
In den Figuren zeigt:

1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, welche die Gesamtstruktur eines auf einem Fahrzeug angebrachten Starters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine Schnittansicht, welche die Strukturen von sowohl eines Untersetzungsgetriebes als auch eine Erschütterungsabsorbierungseinheit illustriert, welche durch den Anlasser in der Ausführungsform aufgenommen sind;
3 eine Schnittansicht, welche einen Ritzelschiebe-Solenoid und einen Stromzuführschalter für einen Motor darstellt;
4 ein elektrisches Schaltdiagramm des Anlassers;
5 einen Graph, welcher die Drehzahl des Verbrennungsmotors im Verbrennungsmotorstoppvorgang darstellt, wobei eine Horizontalachse eine Zeitskala aufweist;
6 eine Betätigungserläuterungszeichnung, welche einen Eingreifvorgang illustriert, wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz einkämmt, wenn der Verbrennungsmotor in bzw. während der Schwingungsdauer des Verbrennungsmotorstoppvorgangs zurückdreht;
7 eine Betätigungserläuterungszeichnung, welche einen Einkämmvorgang illustriert, bei welchem das Ritzel mit dem Zahnkranz einkämmt, wenn sich der Verbrennungsmotor im Verbrennungsmotorenstoppvorgang in die positive Richtung dreht;
8 eine Zeichnung, welche die Korrespondenz zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz von axialer Richtung aus illustriert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Hiernach wird ein Anlasser für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich 1 bis 8 beschrieben.
1 stellt eine Gesamtkonfiguration eines Anlassers 1 dar, welcher einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug anlässt bzw. startet.
Wie in 1 dargestellt, umfasst der Starter 1 gemäß der Ausführungsform einen Elektromotor 2, der als Leistungsquelle zum Antreiben eines Verbrennungsmotors dient. Der Anlasser 1 umfasst zudem ein Untersetzungsgetriebe bzw. einen Drehzahlverminderer 3, eine Abtriebswelle 4, einen beweglichen Ritzelkörper PN, einen ritzelschiebenden Solenoid 8, einen Stromzuführschalter für einen Motor 10, und eine Erschütterungsabsorbierungseinheit 11. Der Bewegliche Ritzelkörper PN umfasst ein Ritzel 6 und eine Kupplung 22. Zudem ist die längere Richtung bzw. Seite des Anlassers 1 die Axialrichtung AX, die Richtungen, welche sternförmig-rechtwinklig zur Axialrichtung AX sind, sind die Radialrichtung RA, und die Rotationsrichtung in der Mitte der Achse der längeren Richtung bzw. Seite ist eine Umfangsrichtung CR.
Der Motor 2 nimmt eine Leistung auf, die von einer Leistungsquelle zugeführt wird, und dreht sich, wodurch ein Drehmoment zum Starten des Verbrennungsmotors erzeugt wird. Der Drehzahlverminderer 3 ist mit einer Rotationswelle 2a des Motors 2 verbunden und reduziert die Drehzahl der Rotationswelle 2A. Die Abtriebswelle 4 ist an der Abtriebsseite bzw. Ausgabeseite des Drehzahlverminderers 3 verbunden. Daher wird die Drehzahl des Motors 2 durch den Drehzahlverminderer 3 reduziert, wobei die Rotation zur Abtriebswelle 4 übertragen wird. Das Ritzel 6 ist an der Abtriebswelle 4 so vorgesehen, um entlang der Abtriebswelle 4 verschiebbar zu sein. Daher bewegt sich das Ritzel, wie hiernach beschrieben, in Richtung eines Zahnkranzes 5 eines Verbrennungsmotors EG, wenn der ritzelschiebende Solenoid 8 angesteuert wird, d.h., das Ritzel 6 bewegt sich auf die linke Seite in Axialrichtung AX in 1, wobei das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 einkämmt (siehe Pfeil A in 1), und das Drehmoment des Motors 2 auf den Zahnkranz 5 durch das Ritzel, das sich in Umfangsrichtung CR dreht, übertragen wird. Demhingegen entfernt sich das Ritzel 6 von dem Zahnkranz 5 des Verbrennungsmotors EG, wenn der ritzelschiebende Solenoid 8 nicht angesteuert wird. Das heißt, das Ritzel 6 bewegt sich auf die rechte Seite in Axialrichtung AX in 1. In diesem Fall wird das Drehmoment des Motors 2 nicht auf den Zahnkranz 5 übertragen.
Der bewegliche Ritzelkörper PN ist konfiguriert bzw. derart ausgebildet, dass er mit dem Ritzel 6 in Eingriff steht und an der Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 4 angebracht ist. Unter Verwendung seiner elektromagnetischen Kraft schiebt der ritzelschiebende Solenoid 8 den beweglichen Ritzelkörper PN über einen Schalthebel 7 in eine Richtung, welche sich vom Motor 2 in Axialrichtung AX wegbewegt, d.h., in eine Richtung zum Zahnkranz 5 des Verbrennungsmotors EG (Linksrichtung in 1, hiernach als „Schieberichtung“ bezeichnet). Der ritzelschiebende Solenoid 8 und der Schalthebel 7 bilden eine Ritzelschiebeeinrichtung aus.
Wie in 4 dargestellt, ist eine Motorschaltung MC zum Übertragen bzw. Weiterleiten eines Gleichstroms zu dem Motor 2 mit einer fahrzeugseitigen Batterie 9 verbunden. Basierend auf einem Schaltsignal von der elektronischen Steuereinheit (ECU) 34, welche nachstehend beschrieben wird, öffnet und schließt die Stromzuführschaltung des Motors bzw. die Motor-Stromzufuhrschaltung 10 Motorkontakte 40 und 41 (hiernach beschrieben) in der Motorschaltung MC. Die Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 reduziert eine Erschütterung, welche während eines Vorgangs auftritt, durch welchen das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 einkämmt.
Jedes obenstehend beschriebene Einrichtungselement wird untenstehend im Detail beschrieben.
Der Motor 2 ist z.B. ein Bürsten-Gleichstrommotor einschließlich eines Feldmagneten 12, einer Armatur bzw. eines Ankers 15, und einer Bürste 17. Der Feldmagnet 12 ist durch eine Mehrzahl von Permanentmagneten konfiguriert. Der Anker 15 umfasst eine Armaturwelle bzw. Ankerwelle 13. Ein Gleichrichter 14 ist auf einem Endbereich der Ankerwelle 13 vorgesehen. Die Bürste 17 ist so angebracht, dass sie in Kontakt mit einer Außenumfangsfläche (als Gleichrichterfläche bezeichnet) des Gleichrichters 14 steht. Eine Bürstenfeder 16 drückt die Bürste 17 gegen die Gleichrichterfläche. Anstelle des Permanentmagneten kann auch ein Elektromagnet als der Feldmagnet 12 verwendet werden, welcher durch eine Feldspule konfiguriert bzw. definiert ist.
Wie in 2 dargestellt, ist der Drehzahlverminderer 3 ein bekanntes Planetenuntersetzungsgetriebe einschließlich eines Sonnenrads 18, eines inneren Zahnrads 19, einer Mehrzahl von Planetenrädern 20, und einem Planetenträger 21. Das Sonnenrad 18 ist in einem Endbereich der Ankerwelle 13 entgegengesetzt des Endbereichs vorgesehen, in welchem der Gleichrichter 14 vorgesehen ist. Das innere Zahnrad 19 ist koaxial mit bzw. zu dem Sonnenrad 18 angebracht. Die Rotation bzw. Drehrichtung des inneren Zahnrades 19 ist durch die Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 begrenzt. Die Mehrzahl der Planetengetriebe 20 greifen mit beiden Getrieben bzw. Zahnrädern 18 und 19 ein. Der Planetenträger 21 greift die Umdrehungsbewegung des Planetengetriebes 20 auf und ist integral bzw. ineinandergreifend mit der Abtriebswelle 4 vorgesehen.
Die Abtriebswelle 4 ist auf derselben Achse wie die Ankerwelle 14 mit dem dazwischen liegenden Drehzahlverminderer 3 angebracht. Die Drehzahl des Ankers 15 wird durch den Drehzahlverminderer 3 reduziert, wobei die Rotation auf die Abtriebswelle 4 übertragen wird.
Wie obenstehend beschrieben, ist der Bewegliche Ritzelkörper PN durch die Kupplung 22 und das Ritzel 6 definiert. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Kupplung 22 einen äußeren Ring 22a, einen inneren Ring 22b, eine Walze bzw. einen Zylinder 22c und eine Zylinderfeder (nicht dargestellt). Der äußere Ring 22a ist auf der Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 4 durch ein Steilgewinde bzw. Spiralgewinde aufgebracht bzw. eingepasst. Der innere Ring 22b ist in der Innenumfangsfläche des äußeren Rings 22a so angebracht, um eine freie Relativdrehung zu ermöglichen. Der Zylinder 22c überträgt intermittierend ein Drehmoment zwischen dem äußeren Ring 22a und dem inneren Ring 22b. Die Zylinderfeder zwingt den Zylinder 22c bzw. wirkt auf diesen ein. Die Kupplung 22 ist als Einwegkupplung konfiguriert, welche das Drehmoment nur in eine Richtung, und zwar von dem äußeren Ring 22a zu dem inneren Ring 22b über den Zylinder 22c überträgt.
Das Ritzel 6 ist integral bzw. ineinandergreifend mit dem inneren Ring 22b der Kupplung 22 vorgesehen. Das Ritzel 6 wird auf der Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 4 mit einem dazwischen befindlichen Lager 23 gehalten, um frei relativ drehbar zu sein.
Der ritzelschiebende Solenoid 8 weist eine Solenoidspule 24 auf, welche einen Elektromagneten ergibt, wenn sie erregt wird. Der Motor-Stromzuführschalter 10 weist eine Schaltspule 25 auf, welche einen Elektromagneten ergibt, wenn sie erregt wird. Ein stationärer Kern 26, welcher durch die Solenoidspule 24 und die Schaltspule 25 gemeinsam genutzt wird, ist dazwischen angebracht. Ein Solenoidjoch 27 überdeckt den Außenbereich bzw. die äußere Peripherie des ritzelschiebende Solenoids 8. Ein Schaltjoch 28 überdeckt die äußere Peripherie des Motor-Stromzuführschalters 10. Das Solenoidjoch 27 und das Schaltjoch 28 sind so ausgebildet, um in Axialrichtung verbunden zu sein. Das Solenoidjoch 27 und das Schaltjoch 28 sind integral als einzelnes Gesamtverbindungsstück ZY vorgesehen. Das heißt, wie in 1 dargestellt, sind der ritzelschiebende Solenoid 8 und der Motor-Stromzuführschalter 10 in Axialrichtung in Serie angebracht bzw. geschaltet und als einzelne Körper konfiguriert. Der ritzelschiebende Solenoid 8 und der Motor-Zuführschalter 10 sind parallel zum Motor 2 angebracht und in einem Anlassergehäuse 29 befestigt.
Wie in 3 dargestellt, weist das Gesamtjoch ZY eine ringförmige Bodenfläche auf einer Endseite in Axialrichtung auf, und eine Öffnung auf der anderen Endseite. Das heißt, das Gesamtjoch ZY ist in einer zylindrischen Form mit einem Boden ausgebildet. Der äußere Durchmesser bzw. Außendurchmesser des Gesamtjochs ZY ist von einem axialen Ende zum anderen gleich. Der Innendurchmesser der anderen Endseite, welche das Schaltjoch 28 ausbildet, ist größer als der Innendurchmesser der einen Endseite, welche das Solenoidjoch 27 ausbildet. Die Dicke bzw. Stärke auf der anderen Endseite, welche das Schaltjoch 28 ausbildet, ist kleiner bzw. geringer als die Stärke der anderen Endseite, welche das Solenoidjoch 27 ausbildet. Das heißt, die Innenumfangsfläche des Gesamtjochs weist eine Stufe zwischen der einen Endseite und der anderen Endseite auf.
Der stationäre Kern 26 ist in die andere Endseite, welche das Schaltjoch 28 ausbildet, von dem Öffnungsende des Gesamtjochs ZY eingebracht (das Öffnungsende des Schaltjochs 28). Die Außenumfangsendfläche auf einer Endseite des stationären Kerns 26 steht in Kontakt mit der Stufe, welche an der Innenumfangsfläche des Gesamtjochs ZY vorgesehen ist, und ist in Axialrichtung positioniert.
Die Konfiguration des ritzelschiebende Solenoids 8 bzw. des ritzelschiebenden Solenoids 8 und der Motor-Stromzuführschalter 10 ausschließlich des Gesamtjochs ZY (Solenoidjoch 27 und Schaltjoch 28) und der stationäre Kern 26 werden nachstehend bezüglich 3 und 4 beschrieben.
Zusätzlich zu der Solenoidspule 24, welche in der Innenumfangsfläche auf der einen Axialendseite des Gesamtjochs ZY angebracht ist, welches das Solenoidjoch 27 ausbildet, umfasst der ritzelschiebende Solenoid 8 einen Kolben 30 und ein Anschlussstück 31. Der Kolben 30 kann in Axialrichtung in der Innenumfangsfläche der Solenoidspule 24 bewegt werden, und dabei einer Arbeitsfläche gegenüberstehen, welche an der Innendurchmesserseite des stationären Kerns 26 vorgesehen ist. Das Anschlussstück 31 ist konfiguriert, die Bewegung des Kolbens 30 auf den Schalthebel 7 zu übertragen.
Beide Enden der Solenoidspule 24 nehmen einen zugeführten Strom auf. Ein Verbindungsanschluss 32 (siehe 4) ist an einem Endbereich der Solenoidspule 24 verbunden. Der andere Endbereich ist z.B. auf einer Oberfläche des stationären Kerns 26 durch Schweißen oder dergleichen befestigt und geerdet. Der Verbindungsanschluss 32 ist mit einer elektrischen Verdrahtung verbunden, welche mit einem Starterrelais 33 verbunden ist.
EIN und AUS des Starterrelais 33 wird durch die ECU 34 (siehe 4) gesteuert, welche eine elektrische Steuereinheit zum Steuern des Betriebs des Anlassers 1 ist. Wenn das Starterrelais 33 EIN-geschaltet wird, fließt aus der Batterie 9 und durch das Anlasserrelais bzw. Starterrelais 33 ein Strom in die Solenoidspule 24.
Das Erregen der Solenoidspule 24 magnetisiert den stationären Kern 26. Als Ergebnis setzt sich der Kolben 30 an der Arbeitsfläche des stationären Kerns 26 gegen eine Reaktionskraft einer Rückstellfeder 35 an, welche zwischen dem Kolben 30 und dem stationären Kern 26 angebracht ist. Wenn eine Erregung der Solenoidspule 24 gestoppt wird, wird der Kolben 30 zurück in Gegen-Stationärer-Kern-26-Richtung (Linksrichtung in 3) durch die Reaktionskraft der Rückstellfeder 35 geschoben. Der Kolben 30 weist im Allgemeinen eine zylindrische Form mit einem zylindrischen Loch in einem Mittelabschnitt in radialer Richtung auf. Das zylindrische Loch ist auf einer Endseite des Kolbens 30 in Axialrichtung geöffnet. Das zylindrische Loch weist eine Bodenfläche auf der anderen Endseite auf.
Das Anschlussstück 31 ist in das zylindrische Loch des Kolbens 30 mit einer Triebfeder (nicht dargestellt) eingebracht. Das Anschlussstück 31 ist stangengeformt. Eine Eingriffsnut 31a ist im Endbereich einer Endseite des Anschlussstücks 31, welches aus dem zylindrischen Loch des Kolbens 30 ragt, ausgebildet. Ein Endbereich des Schalthebels 7 greift in die Eingriffsnut 31a ein. Ein Flanschabschnitt ist im Endbereich der anderen Endseite des Anschlussstücks 31 vorgesehen. Der Flanschabschnitt weist einen Außendurchmesser auf, welcher in der Innenumfangsfläche des zylindrischen Lochs verschiebbar ist. Der Flanschabschnitt wird gegen die Bodenfläche des zylindrischen Lochs als Ergebnis einer Last, welche durch die Triebfeder aufgebracht wird, gedrückt.
Als Ergebnis der Bewegung des Kobens 30 steht eine Endfläche des Ritzels 6, welches in Gegen-Motor-2-Richtung durch den Schalthebel 7 geschoben wird, mit einer Endfläche des Zahnkranzes 5 in Kontakt. Der Kolben 30 wird anschließend während der Bewegung zusammengedrückt, bis sich der Kolben 30 an der einen Arbeitsfläche des stationären Kerns 26 festsetzt. Somit speichert die Triebfeder die Reaktionskraft zum Ineinandergreifen des Ritzels 6 mit dem Zahnkranz 5.
Der Motor-Stromzuführschalter 10 umfasst die Schaltspule 25, einen beweglichen bzw. bewegbaren Kern 36, eine Harzkontaktschicht 37, zwei Anschlussklemmen 38 und 39, stationäre Kontakte 40, einen bewegbaren Kontakt 41, und dergleichen. Die Schaltspule 25 ist in der Innenumfangsfläche der anderen axialen Endseite des Gesamtjochs ZY, welches das Schaltjoch 28 ausbildet, angebracht. Der bewegbare Kern 36 bewegt sich in Axialrichtung der Schaltspule 25, und steht einer anderen Arbeitsfläche gegenüber, welche an der Innendurchmesserseite des stationären Kerns 26 vorgesehen ist. Die Kontaktabdeckung 37 ist so zusammengebaut, dass sie den Öffnungsbereich an der anderen Endseite des Gesamtjochs ZY abdeckt (Öffnung des Schaltjochs 28). Die zwei Anschlussklemmen 38 und 39 sind auf der Kontaktabdeckung 37 befestigt. Ein Paar von stationären Kontakten 40 ist auf den zwei Anschlussklemmen 38 und 39 befestigt. Der bewegbare Kontakt 41 zieht eine intermittierende elektrische Verbindung zwischen den stationären Kontakten 40 vor.
Die Schaltspule 25 weist einen Endbereich und einen anderen Endbereich an jedem Ende auf. Der eine Endbereich der Schaltspule 25 ist mit einem Relaisanschluss 42 verbunden (siehe 4). Der andere Endbereich der Schaltspule 25 ist z.B. auf der Oberfläche des stationären Kerns 26 befestigt und geerdet. Der Relaisanschluss 52 ist z.B. so vorgesehen, um weiter nach außen als eine Endfläche der Kontaktabdeckung 37 zu ragen. Der Relaisanschluss 42 ist mit einer elektrischen Verkabelung verbunden, welche zu der ECU 34 führt.
Ein Axiales-Magnetischer-Pfad-Element 43 ist an einer Außenumfangsflächenseite in Radialrichtung der Schaltspule 25 angebracht. Ein Radiales-Magnetischer-Pfad-Element 44 ist an der Gegenseite des stationären Kerns 26 in Axialrichtung der Schaltspule 25 angebracht. Das Axiale-Magnetischer-Pfad-Element 43 und das Radiale-Magnetischer-Pfad-Element 44 bilden jeweils einen Teil eines magnetischen Pfades aus. Das Axiale-Magnetischer-Pfad-Element 43 weist eine zylindrische Form auf und ist in den Innenumfang des Schaltjochs 28 annähernd passgenau eingebracht. Die Endfläche an einer axialen Endseite des Axialen-Magnetischer-Pfad-Elements 43 berührt die Außenumfangsfläche des stationären Kerns 26, wobei das Axiale-Magnetischer-Pfad-Element 43 in Axialrichtung positioniert ist.
Das Radiale-Magnetischer-Pfad-Element 24 ist rechtwinklig zur Axialrichtung der Schaltspule 25 angebracht. Die Außenumfangsendfläche an einer axialen Endseite des Radialen-Magnetischer-Pfad-Elements 44 berührt die axiale Endfläche des Axialen-Magnetischer-Pfad-Elements 43, und begrenzt dadurch die Position des Radialen-Magnetischer-Pfad-Elements 44 an der Spulenseite. Das Radiale-Magnetischer-Pfad-Element 44 weist ein Loch auf, welches im Mittelabschnitt in Radialrichtung geöffnet ist, so dass sich der bewegbare Kern 36 in Mittelachsenrichtung bewegen kann.
Das Erregen der Schaltspule 25 magnetisiert den stationären Kern 26. Dadurch setzt sich der bewegbare Kern 36 an der anderen Arbeitsfläche des stationären Kerns 26 gegen die Reaktionskraft der Rückstellfeder 45 fest, welche zwischen dem bewegbaren Kern 36 und dem stationären Kern 26 angebracht ist. Wenn das Erregen der Schaltspule 25 gestoppt wird, wird der bewegbare Kern 36 durch die Reaktionskraft der Rückstellfeder 45 in Gegenrichtung des stationären Kerns 26 zurück geschoben (Rechtsrichtung in 3).
Die Kontaktabdeckung 37 weist einen zylindrischen Schaftbereich 37a auf. Der Schaftbereich 37a ist in den Innenumfang der anderen axialen Endseite des Gesamtjochs ZY, welches das Schaltjoch 28 ausbildet, angebracht. Die Endfläche des Schaftbereichs 37a berührt die Oberfläche des Radialen-Magnetischer-Pfad-Elements 44. Die Kontaktabdeckung 37 ist am Öffnungsendbereich des Gesamtjochs ZY durch Krimpen befestigt.
Die zwei Anschlussklemmen 38 bzw. 39 sind eine B-Anschlussklemme 38, die mit einer Hochpotentialseite der Motorschaltung (Batterie-9-Seite) verbunden ist, und eine M-Anschlussklemme 39, welche mit einer Niedrigpotentialseite der Motorschaltung (Motor-2-Seite) verbunden ist. Das Paar von stationären Kontakten 40 ist separat von (oder integral mit) den zwei Anschlussklemmen 38 und 39 vorgesehen. Das Paar von stationären Kontakten 40 ist mit den zwei Anschlussklemmen 38 und 39 an den Innenseiten der Kontaktabdeckung 37 verbunden und mechanisch befestigt.
Der bewegbare Kontakt 41 ist weiter von der entgegengesetzten Seite des bewegbaren Kerns 36 (rechte Seite in 3) entfernt angebracht als das Paar der befestigten Kontakte 40. Der bewegbare Kontakt 41 nimmt eine Last von einer Kontaktdruckfeder 47 auf und wird gegen eine Endfläche der Harzstange 46 gedrückt, welche am bewegbaren Kern 36 befestigt ist. Eine Initiallast bzw. Anfangslast der Rückstellfeder 45 wird jedoch größer als eine Anfangslast der Kontaktfeder 47 eingestellt. Daher sitzt der bewegbare Kontakt 41 auf einer internen Sitzoberfläche 37b der Kontaktabdeckung 37 in einem Zustand auf, in welchem die Kontaktdruckfeder 47 komprimiert bzw. zusammengedrückt ist, wenn die Schaltspule 25 nicht erregt ist.
Die Motorkontakte sind durch das Paar von stationären Kontakten 40 und dem bewegbaren Kontakt 41 ausgebildet. Der bewegbare Kontakt 41 berührt die stationären Kontakte 40 mit einer vorbestimmten Druckkraft durch die Kontaktdruckfeder 47. Der bewegbare Kontakt 41 ermöglicht eine Leitung bzw. eine Verbindung zwischen beiden stationären Kontakten 40. Somit wird der Motorkontakt geschlossen. Wenn sich der bewegbare Kontakt 41 von dem Paar der stationären Kontakte 40 entfernt, wird die Verbindung zwischen den stationären Kontakten 40 unterbrochen. Somit ist der Motorkontakt geöffnet.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 einen Zentralbehälter 48, eine stationäre Reibungsplatte 49, eine Rotationsreibungsplatte 50, eine Tellerfeder 51, und dergleichen. Der Zentralbehälter 48 beschränkt bzw. begrenzt die Rotation der stationären Reibungsplatte 49. Die Rotationsreibungsplatte 50 wird zwischen der stationären Reibungsplatte 49 und dem Zentralbehälter 48 sandwichartig aufgenommen. Zudem greift die Rotationsreibungsplatte 50 mit dem inneren Zahnrad 19 des Untersetzungsgetriebes bzw. des Drehzahlverminderers 3 auf eine Weise ineinander, dass eine relative Rotation verhindert wird. Die Tellerfeder 51 drückt die stationäre Reibungsplatte 49 in Richtung der Rotationsreibungsplatte-50-Seite. Die Rotation bzw. Drehung der Rotationsreibungsplatte 50 wird durch die Rotationsreibungsplatte 50 und die stationäre Reibungsplatte 49, welche in ihre Reibungsflächen eingreift, begrenzt bzw. beschränkt. Wenn ein übermäßiges Drehmoment, welches ein im Voraus eingestelltes Drehmoment überschreitet, auf einen Drehmomentübertragungspfad P des Anlassers 1 wirkt, überschreitet das Drehmoment der Rotationsreibungsplatte 50 die Reibungskraft zwischen der stationären Reibungsplatte 49 und der Rotationsreibungsplatte 50. Daher dreht sich die Rotationsreibungsplatte 50 (verschiebt sich) zur stationären Reibungsplatte 40. Als Ergebnis blockiert bzw. verhindert die Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 die Übertragung des übermäßigen Drehmoments. Gemäß der Ausführungsform ist der Drehmomentübertragungspfad P mit dem Untersetzungsgetriebe bzw. dem Drehzahlverminderer 3 und der Abtriebswelle 4 ausgebildet.
Der Zentralbehälter 48 ist rechtwinklig zur Abtriebswelle 4 in der Öffnungsseite des Anlassergehäuses 29 angebracht. Das Anlassergehäuse 29 verhindert eine Rotation bzw. Drehung des Zentralbehälters 48 in Umfangsrichtung und positioniert den Zentralbehälter 48 in Axialrichtung.
Anschließend wird der Betrieb des Anlassers 1 beschrieben.
a) Wenn ein gewöhnliches Verbrennungsmotorenanlassen durchgeführt wird, „d.h., ein Verbrennungsmotor, welcher durch einen Fahrer gestartet wird, der einen Zündschalter EIN-schaltet (nicht dargestellt), wenn der Verbrennungsmotor vollständig gestoppt bzw. aus ist“, erzeugt ein EIN-Betrieb eines Zündschalters ein Verbrennungsmotorenstartsignal. Die ECU 34 nimmt das Verbrennungsmotorenstartsignal auf und führt eine Steuerung durch, um das Anlasserrelais 33 EIN-zuschalten. Ein Strom wird anschließend an der Solenoidspule 24 des ritzelschiebenden Solenoids 8 von der Batterie 9 angelegt. Als Ergebnis wird der stationäre Kern 26 magnetisiert. Die eine Arbeitsfläche des magnetisierten stationären Kerns 26 zieht den Kolben 30 an, wobei sich der Kolben 30 bewegt. Somit wird der Bewegliche Ritzelkörper PN in Richtung des Motors 2 über den Schalthebel 7 geschoben. Die Endfläche des Ritzels 6 berührt anschließend die Endfläche des Zahnkranzes 5, wobei das Ritzel 6 stoppt bzw. sich nicht mehr bewegt.
Nach einer vorbestimmten Zeitdauer, welche von der Erzeugung des Verbrennungsmotorenstartsignals an vergangen ist, gibt die ECU 34 ein EIN-Signal an den Motor-Stromzuführschalter 10 aus. Als Ergebnis wird die Schaltspule 25 erregt. Der bewegbare Kern 36 wird an die andere Arbeitsfläche des stationären Kerns 26 angezogen. Der bewegbare Kontakt 41 berührt das Paar von stationären Kontakten 40, und wird durch die Kontaktdruckfeder 47 gezwungen bzw. in eine Richtung gedrückt, und schließt dabei den Motorkontakt. Somit wird der Motor 2 erregt bzw. mit Energie versorgt, wobei ein Drehmoment in der Armatur bzw. im Anker 15 erzeugt wird. Das Drehmoment wird auf die Abtriebswelle 4 übertragen. Die Rotation der Abtriebswelle 4 wird weiter über die Kupplung 22 auf das Ritzel 6 übertragen. Das Ritzel 6 dreht sich in eine Position, welche ein Ineinandergreifen mit dem Zahnkranz 5 ermöglicht, und greift mit dem Zahnkranz 5 durch die Reaktionskraft der Triebfeder ineinander. Das Drehmoment wird von dem Ritzel 6 auf den Zahnkranz 5 übertragen. Der Verbrennungsmotor wird angekurbelt.
Nachdem der Verbrennungsmotor gestartet bzw. angelassen ist, gibt die ECU 34 ein Verbrennungsmotorenstoppsignal aus. Das Verbrennungsmotorenstoppsignal stoppt den Stromfluss zur Solenoidspule 24 des ritzelschiebenden Solenoids 8 und der Schaltspule 25 des Motor-Stromzuführschalters 10. Als Ergebnis verteilt bzw. zerstreut sich die Anziehungskraft des ritzelschiebenden Solenoids 8. Der Kolben 30 wird nach hinten geschoben. Das Ritzel 6 trennt sich von dem Zahnkranz 5. Das Ritzel 6 zieht sich in eine Ruheposition (die Position, die in 1 dargestellt ist) am Außenumfang der Abtriebswelle 4 integral mit der Kupplung 22 zurück, und stoppt bzw. bewegt sich nicht mehr.
Die Anziehungskraft des Motor-Stromzuführschalters 10 verteilt bzw. verstreut sich ebenso. Der bewegbare Kern 36 wird nach hinten geschoben. Der Motorkontakt wird somit geöffnet. Der Stromfluss von der Batterie 9 zum Motor 2 wird gestoppt. Die Rotation bzw. Drehung des Ankers 15 wird langsam vermindert und hält schließlich an.
b) Als nächstes werden Betriebe bezüglich der 5 bis 8 beschrieben, welche durchgeführt werden, wenn ein Leerlaufstopp durchgeführt wird, oder wenn der Fahrer den Zündschalter in eine Verbrennungsmotorenstoppposition betätigt.
Der in 5 dargestellte Graph stellt eine Drehzahl Neg während eines Stoppvorgangs des Verbrennungsmotors auf einer horizontalen Zeitachse dar. „X“ in 5 stellt einen Erzeugungspunkt des Verbrennungsmotorenstoppsignals dar. „Cm“ stellt einen Erzeugungspunkt einer Neustartanfrage basierend auf den Anfragen des Fahrers dar. „Sp“ stellt einen Punkt dar, in welchem der ritzelschiebende Solenoid 8 seinen Betrieb beginnt. „Sm“ stellt einen Punkt dar, in welchem der Motor-Stromzuführschalter 10 seinen Betrieb beginnt. „Ts“ auf der Horizontalachse stellt eine Dauer dar, in welcher ein unabhängiger Neustart durchgeführt werden kann. „Tt“ stellt eine Dauer dar, welche eine Rotationshilfe bzw. Andrehhilfe durch den Anlasser 1 benötigt, um den Motor neu zu starten. „Tt“, „Tn“ stellen eine positive Rotationsdauer dar, und „Tr“ eine Dauer, welche eine negative Rotation kurz vor dem Verbrennungsmotorenstoppen darstellt (die Oszillationsdauer bzw. Schwingungsdauer während welcher der Verbrennungsmotor eine negative Rotation oder eine positive Rotation wiederholt).
6 stellt den Prozess bzw. Vorgang dar, durch welchen das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 während der negativen Rotationsdauer in der Dauer Tr in 5 einkämmt. 7 stellt den Vorgang dar, durch welchen das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 während der positiven Rotationsdauer in der Dauer Tn in 5 einkämmt.
Das Verbrennungsmotorenstoppsignal wird in einem Punkt X von 5 erzeugt. Die ECU 34 gibt das Verbrennungsmotorenstoppsignal aus, wobei eine Kraftstoffeinspritzung und ein Zuführen von Einlassluft in den Verbrennungsmotor gestoppt werden. Als Ergebnis befindet sich der Verbrennungsmotor in dem Stoppvorgang. Die Drehzahl bzw. Umdrehungsgeschwindigkeit des Zahnkranzes 5 beginnt sich zu vermindern. Während der Verminderung der Drehzahl des Zahnkranzes 5 bestimmt die ECU 34, basierend auf einem Signal von einer Verbrennungsmotorendrehzahlerfassungseinrichtung 52 (siehe 4), wenn eine Neustartanfrage basierend auf der Anforderung des Fahrers während der negativen Rotationsdauer in der Dauer Tr in 5 erzeugt wird, dass sich der Betrieb in der Dauer befindet, in welcher er eine Rotationshilfe durch den Anlasser 1 benötigt, um den Verbrennungsmotor neu zu starten. Die ECU 34 gibt ein Ritzelschiebesignal an den ritzelschiebenden Solenoid 8 aus. Nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer von der Ausgabe des Ritzelschiebesignals an vergangen ist, gibt die ECU 34 ein Motor-Stromzuführsignal an den Motor-Stromzuführschalter 10 aus. Das heißt, der Bewegliche Ritzelkörper PN wird zuerst in Richtung des Motors 2 geschoben. Anschließend wird der Motor 2, wie in 6 dargestellt, erregt, wobei der Anker 15 rotiert, nachdem das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5, welcher sich in die negative Richtung dreht, einkämmt. Das Drehmoment des Ankers 15 wird durch das Ritzel 6 auf den Zahnkranz 5 übertragen. Wie durch eine gestrichelte Linie in 5 dargestellt, steigt die Verbrennungsmotorendrehzahl an, und der Motor startet neu.
Das Ritzel 6 weist einen Ritzelkantenabschnitt 6a in einer Position auf, bei welcher die Endfläche des Zahns des Ritzels 6 an der Zahnkranz-Seite in Axialrichtung und eine ineinandergreifende bzw. einkämmende Fläche in Umfangsrichtung zusammenlaufen bzw. sich schneiden. Der Zahnkranz 5 weist einen Zahnkranzkantenabschnitt 5a in einer Position auf, in welcher die Endfläche des Zahnes des Zahnkranzes 5 an der Ritzel-Seite in Axialrichtung und die ineinandergreifende Fläche in Umfangsrichtung zusammenlaufen bzw. sich schneiden.
Wenn das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 einkämmt bzw. ineinandergreift, welcher sich in negativer Richtung, wie in 6(b) dargestellt, dreht, kann der Ritzelkantenabschnitt 6a mit dem Zahnkranzkantenabschnitt 5a in Rotationsrichtung des Zahnkranzes 5 (Links/Rechts-Richtung in 6) blockiert werden. Dadurch, dass sich das Ritzel 6 dreht (Rechtsrichtung in 6(b)) und verschiebt, können das Ritzel 6 und der Zahnkranz 5 einkämmen bzw. ineinandergreifen. Da jedoch die Richtung die Drehmomentübertragungsrichtung der Einwegkupplung 22 ist, welche mit dem Ritzel 6 in Verbindung steht, tritt kein Drehen auf, und das Ritzel 6 kann sich nicht drehen. Zudem werden das Trägheitsmoment und das Reibungsmoment des Motors 2, welche stromaufwärts der Kupplung 22 auftreten, durch den Drehzahlverminderer 3 verstärkt. Daher nehmen der Ritzelkantenabschnitt 6a und der Zahnkranzkantenabschnitt 5a ein großes Stoß- bzw. Erschütterungsmoment auf. Daher ist die Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 gemäß der Ausführungsform vorgesehen.
Das Erschütterungsmoment erreicht das eingestellte Drehmoment der Erschütterungsabsorbierungseinheit 11. Die Rotationsreibungsplatte 50 der Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 dreht sich. Als Ergebnis wird ein Anstieg des Drehmomentwertes unterdrückt bzw. vermindert.
Wenn der Ritzelkantenabschnitt 6a und der Zahnkranzkantenabschnitt 5a blockiert werden, wird das eingestellte Drehmoment der Erschütterungsabsorbierungseinheit 11, welche die auftretende Erschütterung begrenzt, um einen vorbestimmten Wert kleiner als ein Schermoment eingestellt, durch welches der Endbereich des Zahnes des Ritzels 6 an der Zahnkranz-5-Seite in Axialrichtung durch den Zahnkranzkantenabschnitt 5a geschert bzw. abgeschert wird (Axialrichtungsendbereich des Zahnes des Ritzels 6, welcher sich mit dem Zahn des Zahnkranzes 5 in Radialrichtung überschneidet: schattierte Fläche in 8).
Wenn hingegen die Neustartanfrage während der Dauer Tn in 5 (während der positiven Rotation bzw. Umdrehung des Verbrennungsmotors) als Ergebnis einer Umentscheidung des Fahrers erzeugt wird, bewegt sich das Ritzel 6, wie in 7(a) und 7(b) dargestellt, bezüglich des Zahnkranzes 5, welcher sich in die positive Richtung dreht, nach vorne. Ein abgeschrägter Abschnitt 6b des Ritzels 6 und ein abgeschrägter Abschnitt 5b des Zahnkranzes 5 werden dann blockiert. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Kupplung 22 von Zahnkranz-5-Seite betrachtet in Drehrichtung. Daher wird die Rotation des Ritzels 6 sofort mit der Rotation des Zahnkranzes 5 synchronisiert. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Zahnkranzes 5 fällt ab, wenn die sofortige Synchronisation erreicht wird. Daher bewegt sich das Ritzel 6, wie in 7(c) und 7(d) dargestellt, als Ergebnis eines Schaltens der relativen Abschnitte des Ritzels 6 und des Zahnkranzes 5 weiter nach vorne und greift mit dem Zahnkranz 5 ineinander.
Wenn das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 während der Dauer Tn einkämmt, wie in 7(b) dargestellt, wenn der abgeschrägte Abschnitt 6b des Ritzels 6 und der abgeschrägte Abschnitt 5b des Zahnkranzes 5 blockiert werden, befindet sich die Kupplung 22 von Zahnkranz-5-Seite aus betrachtet in Drehrichtung. Daher greift kein übermäßiges Erschütterungsmoment am blockierenden Abschnitt zwischen dem Ritzel 6 und dem Zahnkranz 5 an.
Der Anlasser 1 gemäß der Ausführungsform umfasst: den Motor 2, welcher dadurch ein Drehmoment erzeugt dass er erregt wird; die Abtriebswelle 4, welche sich durch Aufnehmen des Drehmoments vom Motor 2 dreht; den beweglichen Ritzelkörper (6, 22), welcher ein Ritzel 6 zum Übertragen des Drehmoments des Motors auf einen Zahnkranz 5 eines Verbrennungsmotors überträgt, und an einem Außenumfang der Abtriebswelle integral mit dem Ritzel auf eine Weise vorgesehen ist, dass eine Bewegung entlang einer Axialrichtung der Abtriebswelle ermöglicht wird; eine Ritzelschiebeeinrichtung (gleich dem ritzelschiebenden Solenoid 8) zum Schieben des Ritzels 6 in Richtung der Zahnkranz-5-Seite; eine Motor-Zuführeinrichtung (gleich dem Motor-Zuführschalter 10) zum EIN- und AUS-Schalten eines Erregerstroms, welcher zu dem Motor 2 fließt. Die Motor-Stromzuführeinrichtung arbeitet separat und unabhängig von der Ritzelschiebeeinrichtung. Und die Erschütterungsabsorbierungseinheit 11, welche am Drehmomentübertragungspfad P angebracht ist, überträgt das Drehmoment des Motors auf das Ritzel, so dass das Drehmoment des Motors auf den Zahnkranz des Verbrennungsmotors übertragen wird, und eine Erschütterung reduziert, welche auftritt, wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz einkämmt.
Der Anlasser 1 gemäß der Ausführungsform kann durch die ECU 34 so gesteuert werden, dass die Ritzelschiebeeinrichtung und die Motor-Stromzuführeinrichtung separat und unabhängig voneinander arbeiten. Daher betreibt die ECU 34 z.B. den ritzelschiebenden Solenoid 8 während der positiven Rotation im Stoppvorgang des Verbrennungsmotors und schiebt den beweglichen Ritzelkörper TN auf die Zahnkranz-5-Seite. Als Ergebnis greift das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 ineinander. Nachdem das Ritzel 6 und der Zahnkranz 5 ineinandergreifen, wird der Motor 2 erregt und der Verbrennungsmotor neu gestartet.
In dem Anlasser 1 gemäß der Ausführungsform ist die Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 am Drehmomentübertragungspfad P zwischen dem Motor 2 und dem Ritzel 6 angebracht. Daher wird die Erschütterung, welche in dem Vorgang auftritt, in welchem das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 einkämmt, reduziert. Selbst wenn eine Neustartanfrage während der Schwingungsdauer im Stoppvorgang des Verbrennungsmotors erzeugt wird, und das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5, welcher sich in die negative Richtung dreht, einkämmt, kann die Erschütterung, welche durch ein Ineinandergreifen des Ritzels 6 und des Zahnkranzes 5 auftritt, reduziert werden. Daher wird eine Benutzerfreundlichkeit der Leerlaufstoppvorrichtung verbessert, da der Verbrennungsmotor während einer negativen Rotation während der Schwingungsdauer im Stoppvorgang des Verbrennungsmotors neu gestartet werden kann. Ferner kann eine erforderliche Lebensdauer, für einen Anlasser, der bei einem Leerlaufstopp mit einer signifikant erhöhten Betriebsfrequenz verwendet wird, entsprechend gewährleistet werden.
Die Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 weist eine Drehmomentübertragungsunterbrechungs- bzw. -intermittierungsfunktion auf, welche durch Eingreifen der Reibungsflächen zwischen der stationären Reibungsfläche 49 und der Rotationsreibungsfläche 50 aktualisiert wird. Daher absorbiert die Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 kontinuierlich eine Erschütterung auf effektive Art und Weise, selbst wenn Erschütterungen aufgrund mehrerer pulsierender Drehzahlen auftreten, wie z.B. während der negativen Rotationsdauer im Stoppvorgang des Verbrennungsmotors, aufgrund der sich jedes Mal (jedes Mal, wenn eine Erschütterung auftritt) drehenden (verschieben bezüglich der stationären Reibungsplatte 49) Rotationsreibungsplatte 50.
Das Planetenuntersetzungsgetriebe 3, welches die Drehzahl des Motors reduziert, ist am Drehmomentübertragungspfad P zwischen dem Motor 2 und dem Ritzel 6 angebracht. Die Rotationsreibungsplatte 50 der Erschütterungsabsorbierungseinheit 11 greift mit dem inneren Zahnrad 19 des Planetenuntersetzungsgetriebes 3 auf eine Weise ineinander, welche keine relative Rotation bzw. Umdrehung ermöglicht. Vorliegend kann auch ein Erschütterungsabsorbierungsmechanismus, welcher in einem gewöhnlichen Anlasser verwendet wird, verwendet werden. Dadurch kann ein Kostenanstieg bei einem Anlasser, welcher beim Leerlaufstopp verwendet wird, vermindert werden.
Das Ritzel 6 umfasst den Ritzelkantenabschnitt 6a, an welchem die Endfläche des Zahns der Zahnkranz-5-Seite in Axialrichtung und die Eingriffsfläche in Umfangsrichtung zusammenlaufen bzw. sich schneiden. Der Zahnkranz 5 umfasst den Zahnkranzkantenabschnitt 5a, an welchem die Endfläche des Zahns der Ritzel-6-Seite in Axialrichtung und die Eingriffsfläche in Umfangsrichtung zusammenlaufen bzw. sich schneiden.
Das eingestellte Drehmoment der Erschütterungsabsorbierungseinheit 11, welche die auftretende Erschütterung begrenzt, wird um einen vorbestimmten Wert kleiner als das Schermoment eingestellt, durch welches der Endbereich des Zahnes des Ritzels an der Zahnkranz-5-Seite in Axialrichtung durch den Zahnkranzkantenabschnitt 5a geschert wird, wenn der Ritzelkantenabschnitt 6a und der Zahnkranzkantenabschnitt 5a in Rotationsrichtung während des Vorgangs blockiert werden, durch welchen das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 einkämmt. Als Ergebnis kann die Erschütterung, welche als Ergebnis des Ineinandergreifens zwischen dem Ritzel 6 und dem Zahnkranz 5 auftritt, reduziert werden, selbst wenn z.B. die Neustartanfrage während der Schwingungsdauer des Stoppvorgangs des Verbrennungsmotors erzeugt wird, und das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5, welcher sich in negative Richtung dreht, einkämmt. Daher tritt ein Schleifen des Endbereichs des Zahnes des Ritzels nur schwer auf. Als Ergebnis kann eine Beschädigung des Ritzels reduziert werden. Somit kann die Zuverlässigkeit des Anlassers verbessert werden.
In dem Anlasser 1 gemäß der Ausführungsform kann das Ritzel 6 eine größere Härte als der Zahnkranz 5 aufweisen. Als Ergebnis wird die Beschädigung bzw. der Schaden des Endbereichs des Zahnes des Ritzels 6 vermindert, wenn der Kantenabschnitt 6a des Ritzels 6 und der Kantenabschnitt 5a des Zahnkranzes 5 während des Vorgangs blockiert werden, bei welchem das Ritzel 6 mit dem Zahnkranz 5 einkämmt.
Zudem kann im zusammenlaufenden Abschnitt zwischen der Eingriffsfläche und der Axialrichtung-Endfläche des Zahnes des Zahnkranzes 5 ein Abschrägen bzw. Abphasen um mindestens ein Zehntel des Zahnmoduls durchgeführt werden. Alternativ kann der zusammenlaufende Abschnitt R-förmig ausgebildet werden. In diesem Fall wird die Kante des zusammenlaufenden Abschnitts zwischen der Eingriffsfläche und der Axialrichtung-Endfläche des Zahnes des Zahnkranzes 5 entfernt. Daher vermindert die Beanspruchungsreduzierung auf den blockierenden Abschnitt eine Beschädigung des Ritzels 6, wenn der Kantenabschnitt 6a des Ritzels 6 und der Kantenabschnitt 5a des Zahnkranzes 5 vorübergehend blockiert werden.

Claims

Anlasser (1) aufweisend: einen Motor (2), der durch Erregung ein Drehmoment erzeugt; eine Abtriebswelle (4), welche sich durch Aufnehmen des Drehmoments von dem Motor rotiert; einen beweglichen Ritzelkörper (6, 22), der ein Ritzel (6) zum Übertragen des Drehmoments des Motors (2) auf einen Zahnkranz (5) eines Verbrennungsmotors (EG) umfasst, und an einem Außenumfang der Abtriebswelle integral mit dem Ritzel in der Weise vorgesehen ist, um eine Bewegung entlang einer Axialrichtung der Abtriebswelle zu ermöglichen; eine Ritzelschiebeeinrichtung (7, 8) zum Schieben des Ritzels in Richtung des Zahnkranzes (5); eine Motor-Stromzuführeinrichtung (10) zum Ein- und Ausschalten des Erregerstroms, der zu dem Motor (2) fließt, ; und Einrichtungen (34) zum: separaten Steuern der Motor-Stromzuführeinrichtung (10) und der Ritzelschiebeeinrichtung (7, 8) unabhängig voneinander, und Steuern der Ritzelschiebeeinrichtung (7, 8), um das Ritzel während einer Oszillationsdauer des internen Verbrennungsmotors (EG) bei einem Vorgang des Stoppens des internen Verbrennungsmotors (EG) in Richtung des Zahnkranzes (5) zu schieben, wobei die Oszillationsdauer eine Zeitdauer ist, während der der Zahnkranz (5) des internen Verbrennungsmotors (EG) eine Drehung in eine negative Richtung und eine positive Richtung wiederholt; und eine Erschütterungsabsorbierungseinheit (11), welche in einem Drehmomentübertragungspfad (P), der das Drehmoment des Motors (2) auf das Ritzel überträgt, angebracht ist, so dass das Drehmoment des Motors (2) auf den Zahnkranz des Verbrennungsmotors übertragen wird, und eine Erschütterung reduziert, welche auftritt, wenn das Ritzel während der Oszillationsdauer des internen Verbrennungsmotors (EG) bei einem Vorgang des Stoppens des internen Verbrennungsmotors (EG) mit dem Zahnkranz (5) einkämt.
Anlasser nach Anspruch 1, wobei die Erschütterungsabsorbierungseinheit eine stationäre Reibungsplatte (49) umfasst, welche auf eine Weise angebracht ist, um eine Rotation zu verhindern, eine Rotationsreibungsplatte (50), welche mit der stationären Reibungsplatte an einer Reibungsfläche in Eingriff steht, wodurch deren Rotation beschränkt wird, und eine Unterbrechungseinrichtung (51) zum intermittierenden Übertragen des Drehmoments durch das Eingreifen der Reibungsflächen zwischen der stationären Reibungsplatte (49) und der Rotationsreibungsplatte (50).
Anlasser nach Anspruch 2, ferner aufweisend: ein Planetenuntersetzungsgetriebe (3), welches die Drehzahl des Motors reduziert, und im Drehmomentübertragungspfad angebracht ist, wobei das Planetenuntersetzungsgetriebe ein inneres Zahnrad (19) umfasst, wobei das innere Zahnrad mit der Rotationsreibungsplatte (50) der Erschütterungsabsorbierungseinheit in einem Zustand in Eingriff kommt, in welchem das innere Zahnrad eine relative Rotation zu der Rotationsreibungsplatte (50) verhindert.
Anlasser nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei: das Ritzel (6) eine Mehrzahl von Zähnen aufweist, die entlang eines Umfangs des Ritzels (6) angebracht sind, und einen Ritzelkantenabschnitt (6a), an welchem eine Endfläche des Zahns an der Zahnkranzseite in Axialrichtung und eine Eingriffsfläche des Zahns in Umfangsrichtung zusammenlaufen, der Zahnkranz (5) eine Mehrzahl von Zähnen aufweist, welche entlang eines Umfangs des Zahnkranzes angebracht sind, und einen Zahnkranzkantenabschnitt (5a), an welchem eine Endfläche des Zahns an der Ritzelseite in Axialrichtung und eine Eingriffsfläche in Umfangsrichtung zusammenlaufen, und die Erschütterungsabsorbierungseinheit ein Drehmoment aufweist, welches eine Erschütterung begrenzt, welche auftritt, wenn das Ritzel (6) mit dem Zahnkranz (5) einkämmt, wobei das Drehmoment um einen vorbestimmten Wert kleiner als ein Schermoment, durch welches ein Endabschnitt des Zahns des Ritzels an der Zahnkranzseite in Axialrichtung durch den Zahnkranzkantenabschnitt (5a) geschert wird, wenn sich der Zahnkranz dreht, eingestellt wird und der Ritzelkantenabschnitt (6a) den Zahnkranzkantenabschnitt (5a) auf eine Weise blockiert, die eine gegenseitige Beeinflussung während eines Einkämmvorgangs von Ritzel und Zahnkranz verursacht.
Der Anlasser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ritzel (6) eine größere Härte als der Zahnkranz (5) aufweist.