车辆发动机起动器控制系统和方法技术方案

车辆推进系统包括发动机和起动器模块，该发动机被配置为选择性地启动以提供转矩来推进车辆，该起动器模块联接至发动机并且被配置为从不活动状态起动发动机。起动器模块包括无刷电机，其用于产生输出转矩来曲柄起动发动机。起动器电动机还包括联接至电机的小齿轮，其中小齿轮可致动以选择性地接合发动机的起动输入。控制器组件被编程以导致致动小齿轮以接合发动机的起动输入并且传递起动转矩以启动发动机。

【技术实现步骤摘要】
车辆发动机起动器控制系统和方法
本公开涉及车辆推进系统发动机起动器和控制方法。
技术介绍
燃烧发动机可具有与发动机联接的电起动器，以使曲轴转动从而导致起动事件。电起动器可为具有触点电刷的电动机，以在定子部分上的固定导线与转子部分的移动部分之间传导电流。随着时间的推移，物理触点可能会磨损，导致电动机性能下降。另外，有刷电动机在其可用速度范围的上限附近提供基本上为零的转矩。
技术实现思路
车辆推进系统包括发动机和起动器模块，该发动机被配置为选择性地启动以提供转矩来推进车辆，该起动器模块联接至发动机并且被配置为从不活动状态起动发动机。起动器模块包括无刷电机以产生输出转矩来曲柄起动发动机。起动器电动机还包括联接至电机的小齿轮，其中小齿轮可致动以选择性地接合发动机的起动输入。控制器组件被编程以导致致动小齿轮以接合发动机的起动输入并且传递起动转矩以启动发动机。一种发动机起动器电机包括定子和转子，该定子具有与电源电连接的多个绕组，该专四被设置在定子的中心孔部分中。转子包括多个永磁体，其响应于被供应至定子的多个绕组的功率而被驱动旋转。发动机起动器电机包括从转子的中心部分延伸的输出轴，其中输出轴选择性地联接至发动机起动输入。发动机起动器电机还包括控制器组件，其存储指令以将电流作为多相交流电从电源传递至多个绕组以驱动转子。车辆推进系统包括发动机和无刷电机，该发动机被配置为选择性地启动以产生转矩来推进车辆，该无刷电机具有选择性地联接至发动机的起动输入的小齿轮。无刷电机被配置为从不活动状态起动发动机。车辆推进系统还包括控制器，其具有功率逆变器以将来自电源的直流电转换为多相交流电以驱动电机。控制器被编程为从车辆控制器接收发动机起动命令。控制器还被编程为响应于发动机起动命令而使用脉宽调制(PWM)来结合电源操作多个开关以产生多相交流电。控制器进一步被编程为基于来自电机的转子位置反馈信号和电流消耗反馈信号中的至少一个来调整多个开关的操作。附图说明图1是车辆推进系统的系统示意图。图2是发动机起动器系统的系统示意图。图3是起动器电动机模块的剖视图。图4A至图4C是控制器电子组件的局部视图。图4D是图3的起动器电动机模块的透视图。图5是用于电机的开关组和驱动器的部分电路图。图6A至图6C是控制器电子组件的替代实施例的局部视图。图6D是起动器电动机模块的替代实施例的透视图。图7是电机输出的曲线图。具体实施方式本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开实施例仅仅是示例且其它实施例可呈现各种和替代性形式。图式不一定按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节并不解释为限制，而仅仅解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本专利技术的代表性基础。如本领域一般技术人员将理解的是，参考任何一个图式说明并描述的各个特征可结合一个或多个其它图式中说明的特征以产生未明确说明或描述的实施例。所说明的特征组合提供用于各个应用的代表性实施例。然而，特定应用或实施方案可期望与本公开的教导一致的特征的各个组合和修改。参考图1，提供了车辆10。例如，车辆10是具有带汽油推进源和电动推进源两者的动力系的混合动力电动车辆(HEV)。基于车辆操作条件，推进源中的任一个或两个可被选择性地启动以提供推进。内燃机12充当汽油推进源并且将转矩输出至轴14。发动机12可具有多个汽缸以通过燃料的燃烧产生动力以导致轴14旋转。沿着轴14可包括一个或多个分离机构，以便将发动机12的输出与动力系的其余部分分离。提供离合器16以允许选择发动机12的部分或完全转矩分离。在一个示例中，离合器16是具有多个摩擦片的摩擦离合器，当离合器关闭以传递转矩时，该摩擦片至少部分地接合，并且当离合器打开时脱离以隔离动力系的下游部分与发动机12之间的转矩流。还可包括变矩器18以提供发动机12的输出部分与传动系的下游部分之间的流体联接。变矩器18操作以平稳地增加从发动机传递至传动系的转矩传递。而且，变矩器允许分离使得发动机可继续以低转速操作而不引起车辆的推进(例如，诸如静止怠速状况)。第一电机20充当电动推进源并且由高压牵引电池22供电。通常，高压电池是具有大于约30伏至高达约60伏的操作电压的电池。在一个示例中，牵引电池22是标称电压为48伏的锂离子高压电池。高压直流电在被输送至第一电机20之前由逆变器24调节。逆变器24包括多个开关和控制电路，该开关和控制电路操作以将直流电转换为三相交流电以驱动电机。第一电机20取决于功率流的方向具有多种操作模式。在电动机模式中，从高压电池22输送的功率允许电动机将转矩输出至轴26。输出转矩然后可通过可变速比变速器28传递，以在输送至最终驱动机构30之前改变传动比。在一个示例中，最终驱动机构30是被配置为将转矩分配至联接至车轮34的一个或多个侧轴32的差速器。第一电机20可被设置在变速器28的上游、变速器28的下游，或集成在变速器28的壳体内。第一电机20还被配置为在发电模式下操作以将旋转运动转换为将存储在高压电池22处的功率。当车辆正在移动时，无论是由发动机推进还是因其自身惯性滑行，轴26的旋转均会使第一电机20的电枢或转子(未示出)转动。该运动使电磁场产生的交流电，其通过逆变器24传递以转换为直流电。然后可将直流电提供给高压电池22以补充存储在电池中的电荷。单向或双向DC-DC转换器42用于对低压(例如，12伏)电池44进行充电并且供应诸如常规12伏负载等低压负载46。当使用双向DC-DC转换器42时，可从低压电池跳起起动高压电池22。本文讨论的各种推进系统部件可具有一个或多个相关控制器来控制和监测操作。控制器36虽然被示意地描绘为单个控制器，但是也可被实施为一个控制器，或协作来共同管理推进系统的控制器系统。多个控制器可经由串行总线(例如，控制器区域网络(CAN))或经由分立导体进行通信。控制器36包括一个或多个数字计算机，每个数字计算机具有微处理器或中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、高速时钟、模数(A/D)和数模(D/A)电路、输入/输出电路和装置(I/O)以及适当的信号调节和缓冲电路。控制器36还可存储根据本公开发布命令以执行动作所需的多种算法或计算机可执行指令。控制器36被编程为监测和协调各种推进系统部件的操作。控制器36与发动机12通信并且接收指示至少发动机转速、温度以及其它发动机操作状况的信号。控制器36也与第一电机20通信并且接收指示电动机转速、转矩和电流消耗的信号。控制器还可与电池22通信并且接收指示至少电池充电状态(SOC)、温度和电流消耗的信号。控制器还接收指示跨高压总线的电路电压的信号。控制器36可进一步与驾驶员输入踏板38处的一个或多个传感器通信，以接收指示可反映驾驶员的加速需求的踏板位置的信号。驾驶员输入踏板38可包括加速器踏板和/或制动踏板。在诸如自驾驶自主车辆等替代实施例中，加速需求可由车辆上或车辆外的计算机来确定，而无需驾驶员交互。如上文所提及，发动机12和第一电机20中的任一个或两个可至少基于车辆的推进需求在特定时间操作。在高转矩需求状况期间，控制器36可使发动机12和第一电机20两者均被启动，使得各自提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆推进系统，包括：发动机，其被配置为选择性地启动以提供转矩来推进所述车辆；起动器模块，其联接至所述发动机并且被配置为从不活动状态起动所述发动机，所述起动器模块包括无刷电机，其用于产生输出转矩来曲柄起动所述发动机，联接至所述电机的小齿轮，所述小齿轮可致动以选择性地接合所述发动机的起动输入，以及控制器组件，其被编程以导致致动所述小齿轮以接合所述发动机的所述起动输入并且传递起动转矩以启动所述发动机。

【技术特征摘要】
2017.03.07 US 15/4523121.一种车辆推进系统，包括：发动机，其被配置为选择性地启动以提供转矩来推进所述车辆；起动器模块，其联接至所述发动机并且被配置为从不活动状态起动所述发动机，所述起动器模块包括无刷电机，其用于产生输出转矩来曲柄起动所述发动机，联接至所述电机的小齿轮，所述小齿轮可致动以选择性地接合所述发动机的起动输入，以及控制器组件，其被编程以导致致动所述小齿轮以接合所述发动机的所述起动输入并且传递起动转矩以启动所述发动机。2.根据权利要求1所述的车辆推进系统，其中所述控制器组件包括功率逆变器以将来自电源的直流电转换为多相交流电以驱动所述电机。3.根据权利要求2所述的车辆推进系统，其中所述多相交流电从三相交流电至七相交流电。4.根据权利要求2所述的车辆推进系统，其中所述控制器进一步被编程为基于来自所述电机的转子位置反馈信号和电流消耗反馈信号中的至少一个来调整所述多相交流电。5.根据权利要求1所述的车辆推进系统，其中所述控制器组件包括位置传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·S·纳姆杜里，L·郝，T·W·尼尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US