车辆发动机起动系统 【发明领域】
本发明涉及一种车辆发动机起动系统，特别涉及一种车辆发动机起动系统，其中不能从钥匙孔中取出钥匙，除非变速杆转换到停车位置。
背景技术
在常规的车辆发动机起动系统中，只有当变速杆位于停车位置时才能从钥匙孔中取出钥匙，以防止在斜坡上车辆使用者离开车辆时车辆自己移动。为此，一闭锁杆可与一枢轴啮合，该枢轴能够响应钥匙插入钥匙孔中的枢转而枢转，从而阻止枢轴从ACC位置枢转到LOCK位置，并在闭锁杆与枢轴脱离的方向上由复位弹簧偏压。另外，闭锁杆还克服复位弹簧的弹簧力在闭锁杆与枢轴啮合的方向上由一螺线管驱动，当变速杆位于停车位置之外的一个位置时螺线管被激励。
但在上述的常规车辆发动机起动系统中，由于位于脱离位置的闭锁杆被螺线管驱动到啮合位置，螺线管具有相对较大的电流消耗，结果螺线管中产生的热量相对较大。
【发明内容】
本发明是鉴于上述情况而实现的，本发明的目的是提供一种车辆发动机起动系统，能够抑制在使闭锁杆与一枢轴啮合的螺线管中的电流消耗和产生的热量，以防止枢轴从ACC位置枢转到LOCK位置。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提出了一种车辆发动机起动系统，包括一枢轴，能够响应插入钥匙孔中地钥匙的枢转而枢转并顺序经过一LOCK位置，一ACC位置，一ON位置和一START位置；一闭锁杆，该闭锁杆能够在一啮合位置与一脱离位置之间移动，位于啮合位置的闭锁杆与枢轴啮合，从而阻止枢轴从ACC位置枢转到LOCK位置，位于脱离位置的闭锁杆与枢轴脱离，从而允许枢轴从ACC位置枢转到LOCK位置；一复位弹簧，用于向脱离位置偏压闭锁杆；及一具有一柱塞的螺线管，该柱塞能够在一未激励状态下的突出位置与一激励状态下的收缩位置之间移动，位于突出位置的柱塞从脱离位置侧与闭锁杆啮合，当变速杆位于停车位置以外的位置时螺线管被激励；其中该枢轴包括一凸轮表面，该凸轮表面响应枢轴从LOCK位置向ACC位置的移动而压靠闭锁杆，该凸轮表面形成一个形状，能够响应枢轴从ACC位置向ON位置的移动，克服复位弹簧的弹簧力将闭锁杆移动到啮合位置；其中该柱塞和闭锁杆操作联接，从而响应闭锁杆从脱离位置向啮合位置的移动而将柱塞向收缩位置移动。
根据这种结构，当通过将钥匙插入钥匙孔中将枢轴枢转到START位置而起动发动机时，在枢轴从LOCK位置移动到ACC位置的过程中枢轴的凸轮表面压靠闭锁杆，凸轮表面响应枢轴从ACC位置向ON位置的移动，克服复位弹簧的弹簧力将闭锁杆移动到啮合位置，螺线管的柱塞与闭锁杆向啮合位置的移动相联系地移动到收缩位置。因此，在发动机起动之后，在通过将变速杆转换到停车位置以外的位置如驱动位置之前，柱塞已经位于收缩位置。也就是说，螺线管只需要施加一个能够将柱塞保持在收缩位置的电磁力，从而减小了螺线管的电流消耗，也相应减小了螺线管中的热量。
另外，根据本发明的第二方面，除了上述第一方面外，还提出了一种车辆发动机起动系统，包括一设置在闭锁杆和柱塞之间的压簧，该压簧向收缩位置偏压柱塞，在闭锁杆上与柱塞啮合的部分中，闭锁杆在啮合位置与脱离位置之间的操作距离，设定成大于柱塞在突出位置与收缩位置之间的操作距离。根据这种结构，当凸轮表面将闭锁杆从脱离位置移动到啮合位置时，压簧的弹簧力没有失误地将柱塞推动到收缩位置一侧的运动末端，从而简单地形成一操作联接结构，其中柱塞响应闭锁杆从脱离位置移动到啮合位置而移动到收缩位置。
另外，根据本发明的第三方面，除了上述第二方面之外，还提出了一种车辆发动机起动系统，其中该压簧和复位弹簧一体成形。根据这种结构，能够抑制部件数量的任何增长，从而抑制任何成本增加。
从下面参照附图进行详细描述的优选实施例中，将明白本发明的上述目的、其它目的、特征和优点。
附图简介
图1至11表示本发明的一个实施例。
图1是一车辆发动机起动系统的纵向剖面侧视图，该系统处于通过钥匙的操作而位于ON位置的状态下。
图2是图1中从箭头2方向观察的视图。
图3是沿图1中线3-3的放大剖视图。
图4是沿图1中线4-4的放大剖视图。
图5是一分解透视图，表示螺线管、闭锁杆和一枢轴的相对位置。
图6是闭锁杆的透视图。
图7A和7B是分别沿图3中的线A-A和B-B的剖视图，表示枢轴位于LOCK位置的状态。
图8A和8B是分别沿图3中的线A-A和B-B的剖视图，表示枢轴位于ACC位置且螺线管没有被激励的状态。
图9A和9B是分别沿图3中的线A-A和B-B的剖视图，表示枢轴位于ON位置的状态。
图10A和10B是分别沿图3中的线A-A和B-B的剖视图，表示枢轴位于ACC位置且螺线管被激励的状态。
图11是沿图1中线11-11的放大剖视图。
【具体实施方式】
参照图1，一车辆发动机起动系统包括一安装在转向柱(未图示)上的壳体21；一支承在壳体21中的枢轴22，该枢轴22能够在轴向方向固定的一位置环绕其轴线旋转；一安装在壳体21的后端部从而与枢轴22的后端部联接的点火开关23；一锁紧机构24，该锁紧机构24能够响应枢轴22的枢转而在一阻止转向轴62(见图11)枢转的锁紧状态与一允许转向轴62枢转的解锁状态之间切换；一固定设置在枢轴22前部的壳体21中的缸体25；一转子26，该转子26与枢轴22同轴设置，并以能够相对于彼此枢转的方式插入缸体25中，转子26的后端部以它们不能相对于彼此枢转的方式装入枢轴22的前端部中；多个转臂27，该多个转臂27环绕转子26安装，使它们能够在与缸体25的啮合和脱离之间切换；及一闭锁杆28，该闭锁杆28可与枢轴22啮合，从而阻止枢轴22的枢转。
设置在壳体21前端部的是一盖住缸体25前端部的盖29。连接到盖29上的是一个由合成树脂制成的环元件31，该环元件31盖住盖29。
同样参照图2，在环元件31的前表面上沿圆周方向以一定的间距指示有位置0’、位置I’、位置II’和位置III’；位置0’既是钥匙插入位置，又是锁紧机构24被锁紧的LOCK位置，位置1’是能够向发动机以外的辅件供电的ACC位置，位置II’是发动机打开的ON位置，位置I‘II’是用于起动发动机的START位置。
一开口32设置在缸体25和盖29的前端部，转子26的前端部面向开口32。一到达底部的钥匙孔33设置在转子26中，钥匙孔33的前端开口面向开口32。钥匙孔33形成具有沿转子26的一个直径延伸的矩形截面的形状，从而可将钥匙34插入钥匙孔33中。
转臂27在轴向方向以一定的间距在多个位置连接到转子26上。转臂27在其与缸体25的内表面啮合的方向上被弹簧偏压。当正确的钥匙34插入转子26的钥匙孔33中时，转臂27移动到它们与缸体25脱离的一个位置，从而允许转子26枢转。相反，当没有将正确的钥匙34插入钥匙孔33中时，转臂27与缸体25啮合，从而阻止转子26相对于缸体25枢转。
设置在转子26前端部中的是一个滑动孔35，该滑动孔35沿转子26的一个直径与钥匙孔33交叉。装入滑动孔35中的是一个钥匙滑动件36，当正确的钥匙34插入钥匙孔33中或从中取出时该钥匙滑动件36滑动。设置在钥匙滑动件36外部的是一操作杆37的前端部，该操作杆37在壳体21中沿纵向方向延伸，并枢转地支承在壳体21中。操作杆37在其前端部压靠钥匙滑动件36的方向由弹簧38的弹簧力弹簧偏压，弹簧38设置在操作杆37与壳体21之间。当通过将钥匙34插入钥匙插孔33中而使钥匙滑动件36径向向外滑出转子26时，操作杆37在与其被弹簧38偏压的方向相反的方向上枢转。
一钥匙检测开关39设置在操作杆37的前端部外部，并固定地支承在壳体21上。通过响应钥匙34插入钥匙孔33中而枢转操作杆37来改变钥匙检测开关39的切换模式。
转子26具有一从缸体25的后端向后突出的整体同轴耦接轴部26a。耦接轴部26a的后端与设置于枢轴22前端的一配合凹槽40配合，使它们能够相对于彼此轴向滑动，而不能够环绕轴线相对于彼此枢转。也就是说，枢轴22与转子26的枢转相联系地枢转。
一弹簧43设置在枢轴22与耦接轴部26a之间。该耦接轴部26a，也就是转子26，由弹簧43向前弹簧偏压。一环形轴环44固定到耦接轴部26a上。轴环44滑动压靠在设置于缸体25后端的啮合表面45上，从而限制耦接轴部26a，即转子26的向前移动。
因此啮合表面45成形为，当转子26通过钥匙34而从ACC位置枢转到LOCK位置时，必须克服弹簧43的弹簧力向后推动转子26。
同样参照图3至图5，闭锁杆28能够在一啮合位置与一脱离位置之间枢转，在啮合位置，它与枢轴22的轴向中部啮合，从而阻止枢轴22从ACC位置枢转到LOCK位置，在脱离位置，它与枢轴22脱离，从而允许枢轴22从ACC位置枢转到LOCK位置。闭锁杆28由一支承轴46枢转支承，该支承轴46的轴线垂直于包含枢轴22的轴线的平面。
同样参照图6，闭锁杆28整体地包括一枢轴啮合部分28a，一螺线管啮合部分28b，和一在枢轴啮合部分28a与螺线管啮合部分28b之间提供联接的联接28c。枢轴啮合部分28a的底部由支承轴46枢转支承。螺线管啮合部分28b的底部在沿支承轴46的轴线远离枢轴啮合部28a的一位置由支承轴46枢转支承。
枢轴啮合部分28a在垂直于支承轴46轴线的平面中具有基本上L形的形状。螺线管啮合部分28b在包含支承轴46的轴线的平面中具有一基本上平板的形状。设置在螺线管啮合部分28b中的是一在与枢轴啮合部分28a相反的一侧开口的啮合凹槽47。
支承轴46支承在安装于壳体21外表面上的螺线管壳体48中。闭锁杆28由支承轴46支承，使闭锁杆28能够在图7和图8中所示的脱离位置与图9和图10中所示的啮合位置之间枢转。设置在闭锁杆28的螺线管啮合部分28b与设置于螺线管壳体48上的弹簧接收部分48a之间的是一个复位弹簧49，该复位弹簧49是一个环绕支承轴46的扭簧，从而向脱离位置偏压闭锁杆28。
固定地装在螺线管壳体48中的是一个螺线管50，该螺线管50的操作轴线平行于枢轴22，且当变速杆(未图示)位于停车位置之外的一位置时该螺线管50被起动。
该螺线管50包括一具有中心孔51a的线轴51；一环绕线轴51卷绕的线圈52；一到达底部的磁性滚筒53，具有一压靠线轴51一端的闭锁板53a，并盖住线轴51和线圈52。一与闭锁板53a磁性联接并固定地插入线轴51一端中的固定芯部54；一滑动装配在线轴51的中心孔51a中的柱塞55，柱塞55的一端面向固定芯部54；及一在中心部分具有一通孔57的磁性板56，该磁性板56压靠线轴51的另一端并接合到磁性滚筒53的一个开口上，柱塞55穿过通孔57可移动地延伸。
设置在柱塞55中的是一个小直径轴部55a和一个啮合凸缘部55b，该小直径轴部55a穿过闭锁杆28的螺线管啮合部分28b的啮合凹槽47插入，啮合凸缘部分55b整体设置在轴部55a的前端，使啮合凸缘部分55b能够从脱离侧与螺线管啮合部分28b啮合。
设置在柱塞55的啮合凸缘部分55b与闭锁杆28的螺线管啮合部分28b之间的是一压簧58，该压簧58是环绕支承轴46的扭簧。压簧58向啮合凸缘部分55b施加一弹簧力，使其与螺线管啮合部分28b啮合。压簧58与复位弹簧49整体成形。
因此柱塞55和闭锁杆28通过压簧58操作联接，使柱塞55响应闭锁杆28从脱离位置移动到啮合位置而移动到柱塞55最靠近固定芯部54的一个收缩位置(图10中所示位置)。
在线圈52没有被激励且柱塞55没有受到朝向固定芯部54的任何吸引力的状态下，柱塞55响应闭锁杆28由于复位弹簧49的弹簧力从啮合位置枢转到脱离位置而移动到柱塞离固定芯部54最远的一个突出位置(图7和图8中所示的位置)；在线圈52被激励的状态下，线圈52施加一吸引力，克服复位弹簧49的弹簧力将柱塞55保持在收缩位置。
如图9和图10中所示，在柱塞55的啮合凸缘部分55b被啮合的部分中闭锁杆28的啮合位置与脱离位置之间的操作距离L1，设定成大于柱塞55的突出位置与收缩位置之间的操作距离L2。当闭锁杆28位于啮合位置而柱塞55位于收缩位置时，在柱塞55的啮合凸缘部分55b与闭锁杆28的螺线管啮合部分28b之间有一个小间隙d，压簧58朝收缩位置在柱塞55上施加一弹簧力。
形成在枢轴22中部外圆周上的是一个环形延伸的支座沟槽59，用于接收闭锁杆28的枢轴啮合部分28a的末端。设置在支座沟槽59前侧一部分侧面上的是一个限制表面60，当闭锁杆28的枢轴啮合部分28a位于啮合位置时该限制表面60与之啮合，从而阻止枢轴22从ACC位置向LOCK位置枢转。
设置在支座沟槽59后侧上的一部分侧面上的是一个凸轮表面61，在枢轴22从LOCK位置枢转到ACC位置的过程中，当闭锁杆28的枢轴啮合部分28a位于啮合位置时，凸轮表面61压靠在其上。凸轮表面61成形为，在枢轴22从ACC位置枢转到ON位置的过程中克服复位弹簧49的弹簧力将闭锁杆28移动到啮合位置。
螺线管50固定地装在安装于壳体21外表面上的螺线管壳体48中，枢轴22设置于壳体21中。壳体21上设有一开口21a，枢轴22上对应于支座沟槽59的部分通过该开口21a面向壳体21外部。另外，支承轴46，由支承轴46支承的闭锁杆28，螺线管50中的柱塞55，以及一部分螺线管壳体48，都被由合成树脂制成的一盖75盖住。多个啮合孔76设置在壳体21一侧的盖75的端部中。突出设置在壳体21上的多个啮合凸耳77与各啮合孔76之间的弹性啮合使盖75能够可拆卸地安装在壳体21上。
图11中，锁紧机构24在一锁紧状态与一解锁状态之间切换，在锁紧状态下，设置在转向轴62外圆周上的啮合凹槽63被啮合，从而阻止转向轴62的枢转，在解锁状态下，啮合凹槽63脱离，从而允许转向轴62枢转。锁紧机构24包括一凸轮64，一滑动件66，一锁紧销67和一弹簧69。凸轮64设置在枢轴22的中部。滑动件66是一操作元件，具有一用于凸轮64延伸穿过的通孔65，并滑动安装在壳体21中。锁紧销67与滑动件66联接，使锁紧销67能够与转向轴62的啮合凹槽63啮合。弹簧69设置在滑动件66与连接到壳体21上的盖68之间，并在锁紧销67与啮合凹槽63啮合的方向上偏压滑动件66。形成在通孔65的内表面上的是一个压靠表面70，该压靠表面70压靠凸轮64，从而确定滑动件66的位置。
在具有这种结构的锁紧机构24中，当转子26位于LOCK位置之外的位置，即ACC位置、ON位置或START位置时，锁紧销67从啮合凹槽63脱离，从而允许转向轴62枢转，而当转子26位于LOCK位置时，凸轮64枢转到一位置，使弹簧69的弹簧力移动滑动件66，从而使锁紧销67与啮合凹槽63啮合。当通过将钥匙34插入钥匙孔33中而使钥匙滑动件36从转子26径向向外滑动时，操作杆37在其后端接近滑动件66的方向上枢转。一啮合凹槽71设置在滑动件66的外表面上。在转子26移动到LOCK位置之外的位置的过程中当锁紧机构24解锁时，操作杆37的后端与啮合凹槽71啮合，从而将锁紧机构24保持在解锁状态。也就是说，即使当转子26位于LOCK位置时，锁紧机构24也能够保持在解锁位置，除非钥匙34从钥匙孔33中取出且操作杆37在其后端脱离啮合凹槽71的方向上枢转。
枢轴22的后端与点火开关23的操作元件72联接，使它们不能环绕轴线相对于彼此枢转。当操作元件72响应枢轴22的枢转而枢转时点火开关23完成切换。
现在对本实施例的操作进行说明。在枢轴22从LOCK位置枢转到ACC位置的过程中压靠闭锁杆28的凸轮表面61设置在枢轴22上。凸轮表面61成形为一个形状，在枢轴22从ACC位置枢转到ON位置的过程中克服复位弹簧49的弹簧力将闭锁杆28移动到啮合位置。
也就是说，当通过将钥匙34插入钥匙孔33中，使枢轴22枢转到START位置而起动发动机时，在图7中所示的LOCK位置，螺线管50没有被激励，闭锁杆28位于脱离位置。枢轴22从LOCK位置枢转到ACC位置允许凸轮表面61如图8所示压靠闭锁杆28的枢轴啮合部分28a，枢轴22进一步从ACC位置枢转到START位置将允许凸轮表面61如图9所示强制闭锁杆28克服复位弹簧49的弹簧力枢转到啮合位置。
由于螺线管50的柱塞55与闭锁杆28操作联接，柱塞55响应闭锁杆28从脱离位置枢转到啮合位置而移动到收缩位置，在通过使枢轴22枢转到START位置而起动发动机之后，通过将变速杆转换到除停车位置之外的一个位置如驱动位置，螺线管50的柱塞55在开始激励螺线管50之前就已经位于收缩位置。
结果，在起动发动机之后，当通过将变速杆转换到驱动位置等而开始激励螺线管50时，螺线管50只需施加一个将柱塞55保持在收缩位置的电磁力，从而抑制螺线管50的电流消耗，并抑制螺线管50中产生的热量。
当通过操作钥匙34而使枢轴22从ON位置枢转到ACC位置时，发动机停止，但如果变速杆位于停车位置之外的一个位置时，螺线管50保持激励，柱塞55保持在收缩位置。只要螺线管50的柱塞55保持在收缩位置，闭锁杆28就不会枢转到脱离位置。即使当试图将枢轴22从ACC位置枢转到LOCK位置时，闭锁杆28的枢轴啮合部分28a也会如图10所示压靠限制表面60，从而阻止枢轴22枢转到LOCK位置，并不能够从钥匙孔33中取出钥匙34。
这里，变速杆转换到停车位置停止了螺线管50的激励，结果闭锁杆28由于复位弹簧49的弹簧力而返回脱离位置，允许枢轴22从ACC位置枢转到LOCK位置，从而能够从钥匙孔33中取出钥匙34。
另外，压簧58设置在闭锁杆28与柱塞55之间，压簧58将柱塞55偏压到收缩位置，而在柱塞55被啮合的部分中，闭锁杆28在啮合位置与脱离位置之间的操作距离L1，设定成大于柱塞55在突出位置与收缩位置之间的操作距离L2。
结果，当凸轮表面61将闭锁杆28从脱离位置移动到啮合位置时，压簧58的弹簧力没有失误地将柱塞55推动到如图9所示的收缩位置一侧的运动末端，从而简单地形成一操作联接结构，其中柱塞55响应闭锁杆28从脱离位置移动到啮合位置而移动到收缩位置。
另外，由于压簧58与将闭锁杆28偏压到脱离位置的复位弹簧49整体成形，能够抑制部件数量的任何增长，从而抑制任何成本增加。
尽管上面详细描述了本发明，但本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可通过多种方式对本发明进行修改。