用于在出现引擎重启请求时重启内燃机的系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于曲柄转动内燃机的曲轴的系统，其中，启动器，具有电动机和致动器，所述电动机用于在被加电时转动地驱动具有小齿轮的输出轴，所述致动器用于在被加电时将所述小齿轮向所述环形齿轮偏移以与所述环形齿轮啮合。电源电连接至所述电动机，用于输出电能。第一机械继电器电连接在所述电源和电动机之间，用于接通和断开对所述电动机的基于所述电能的电流供给以转动所述小齿轮。切换元件，电连接在所述第一机械继电器两端，用于接通和断开对所述电动机的电流供给以转动所述小齿轮。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在用于在出现引擎重启请求时重启内燃机的系统。
技术介绍
近来，为了减少燃料成本、废弃排放等等，已经开发了安装有引擎自动停止_启动系统(如空转减少控制系统)的一些类型的车辆。这种引擎自动停止-启动系统被设计为控制安装在车辆中的内燃机(简称引擎)，以响应于驾驶员的引擎停止请求来将引擎速度减小至零。在引擎停止之后，这些引擎自动停止-启动系统被设计为响应于驾驶员重启引擎的操作而使启动器曲柄转动(crank)引擎，从而重启引擎。 在通常的启动器中，致动器将小齿轮(pinion)向与引擎的曲轴(crankshaft)耦合的环形齿轮(ring gear)偏移以与该环形齿轮啮合。在与环形齿轮啮合时，小齿轮由电动机转动地驱动，使曲轴转动。这转动了引擎曲柄。 装配有这种启动器的引擎启动系统的一个示例在Kohyo(翻译版本的国家公布)No. 2008-510099中公开。Kohyo中公开的引擎启动(重启)系统具有电子第一切换元件(如晶体管)，用于接通或断开对启动器电动机的供电。该引擎启动系统还具有第二切换元件，用于接通或断开对致动器的供电。 紧接在引擎速度到达零之前或引擎速度达到零之后，控制第二切换元件接通。这致使启动器的致动器将小齿轮向引擎的环形齿轮偏移，使得小齿轮与环形齿轮啮合。 在小齿轮与环形齿轮啮合之后，控制第一切换元件在预设时间段期间接通。这致使启动器电动机转动其小齿轮，使得引擎关闭时曲轴相对于参考位置的转动位置(曲柄角)被设置为适于引擎重启的目标位置(目标曲柄角)。将引擎关闭时相对于参考位置的曲柄角称为引擎停止曲柄角。 因此，当出现引擎重启请求时，控制第一切换元件接通，从而启动器电动机使与环形齿轮啮合的小齿轮转动。这曲柄转动了引擎曲轴。 Kohyo中公开的技术被设计为，响应于引擎重启请求的出现，接通电子第一切换元件，从而转动引擎曲柄。通常，启动器电动机转动引擎曲柄需要相对较高的电流，例如在500至1500安培的范围内。由于这一原因，需要提供较高容量(电流容量)的功率晶体管(相对较高的电流可以流过该功率晶体管)作为电子第一切换元件。然而，由于这种较高容量的功率晶体管较为昂贵，因此基于kohyo公开的技术的引擎重启系统不能满足作为近来重要技术要求的车辆的低成本要求。 此外，电子切换元件，如功率晶体管，通常操作为以高精度来控制要提供给启动器电动机的电流量。然而，机械继电器(如电磁继电器)不能控制要提供给启动器电动机的电流量，这是由于电子切换元件的操作速度要快于机械继电器的操作速度。 因此，如果提供适于高电流供电的便宜的机械继电器来代替kohyo中公开的引擎重启系统中的第一电子切换元件，机械继电器可能难以以高精度来控制要提供给启动器电动机的电流量。这可能使得难以以高精度来将引擎停止曲柄角设置为适于引擎重启的目标5曲柄角；这可能使引擎的可重启性恶化，如减小重启引擎所需的时间。
技术实现思路
考虑到上述情况，本专利技术一方面的目的是提供用于重启内燃机的系统；这些系统被设计为提高内燃机的可重启性，同时满足对此的低成本要求。 根据本专利技术一方面，提供了一种根据引擎重启请求的出现来曲柄转动内燃机的曲轴以重启内燃机的系统，所述内燃机是已经响应于引擎自动停止请求被自动控制停止的，所述曲轴附着有环形齿轮。所述系统包括启动器，具有电动机和致动器，所述电动机用于在被加电时转动驱动具有小齿轮的输出轴，所述致动器用于在被加电时将所述小齿轮向所述环形齿轮偏移以与所述环形齿轮啮合。所述系统包括电源，电连接至所述电动机，用于输出电能；以及第一机械继电器，电连接在所述电源和电动机之间，用于接通和断开对所述电动机的基于所述电能的电流供给以转动所述小齿轮。所述系统包括切换元件，电连接在所述第一机械继电器两端，用于接通和断开对所述电动机的电流供给，以转动所述小齿轮。 根据本专利技术该方面的系统适于在需要以高精度控制电动机而不需要提供相对较高的电流时，使切换元件使用例如P丽控制来接通和断开对电动机的电流供给。这以高精度来调整要提供给电动机的电流量。 相反，当需要向电动机提供相对较高的电流而不需要对电动机的高精度电流控制时，根据本专利技术该方面的系统适于使第一机械继电器接通对电动机的电流供给。这可以向电动机提供相对较高的电流以转动小齿轮，从而可靠地曲柄转动曲轴。 如上所述，根据本专利技术该方面的系统适于对与引擎的重启相关联的启动器进行可靠控制。 这使得可以提高内燃机的可重启性，同时满足作为近来重要技术要求的车辆的低成本要求。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于曲柄转动已经停止的内燃机的曲轴以启动内燃机的系统，所述曲轴附着有环形齿轮。所述系统包括启动器，具有电动机和致动器，所述电动机用于在被加电时转动驱动具有小齿轮的输出轴，所述致动器用于在被加电时将所述小齿轮向所述环形齿轮偏移以与所述环形齿轮啮合；以及电源，电连接至所述电动机，用于输出电能。所述系统包括第一机械继电器，电连接在所述电源和电动机之间，用于接通和断开对所述电动机的基于所述电能的电流供给以转动所述小齿轮。所述系统包括切换元件，电连接在所述第一机械继电器两端，用于接通和断开对所述电动机的电流供给以转动所述小齿轮，所述切换元件具有占空比，所述占空比表示所述切换元件的接通持续时间与所述切换元件的接通和断开持续时间之和的比值。所述系统包括电动机驱动启动单元，被配置为 在启动对电动机的驱动时，逐渐增大所述切换元件的占空比，同时使所述第一机械继电器断开对所述电动机的电流供给，从而增大基于所述电源电能的电压，所述电压通过所述切换元件施加至所述电动机； 在施加至所述电动机的所述电压增大之后，使所述第一机械继电器接通对所述电动机的电流供给；以及 在所述第一机械继电器接通对所述电动机的电流供给之后，使所述切换元件断开对所述电动机的电流供给。 参照图8，在传统启动系统中，当控制机械继电器接通，使得电流通过该机械继电器提供给电动机以曲柄转动内燃机时，当该机械继电器从断开状态切换至对应触点闭合的接通状态时，要提供给电动机的电流可能突然增大。这可以导致较大的突发电流流入电动机。如果导致较大的突发电流流入电动机，则电池电压可能大幅降低。这可能对其他电组件(如汽车导航系统、音频系统、计算机系统等)产生不利影响。 为了解决这种问题，根据本专利技术另一方面的系统适于在启动对所述电动机的驱动时，逐渐增大所述切换元件的占空比，同时使所述第一机械继电器断开对所述电动机的电流供给，从而增大基于所述电源电能的电压，其中所述电压通过所述切换元件施加至所述电动机。此后，所述系统适于使所述第一机械继电器接通对所述电动机的电流供给；以及在所述第一机械继电器接通对所述电动机的电流供给之后，使所述切换元件断开对所述电动机的电流供给。 如上所述，根据本专利技术另一方面的系统适于逐渐增大切换元件的占空比以启动对电动机的驱动。 这防止了在启动对电动机的电流供给时较大的突发电流流入电动机。这防止了来自电源的电压大幅降低，从而可以防止启动对电动机的电流供给对车辆中安装的其他电组件产生不利影响。 此外，根据本专利技术另一方面的引擎启动系统适于在启动对电动机的电流供给时，仅暂时将切换元件向接通状态转变。这不需要过多考虑耐热性，从而可以使用更便宜而紧凑的切换元件。因此，根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据引擎重启请求的出现来曲柄转动内燃机的曲轴以重启内燃机的系统，所述内燃机是已响应于引擎自动停止请求被自动控制停止的，所述曲轴附着有环形齿轮，所述系统包括：　　启动器，具有电动机和致动器，所述电动机在被加电时转动地驱动具有小齿轮的输出轴，所述致动器在被加电时将所述小齿轮向所述环形齿轮偏移以与所述环形齿轮啮合；　　电源，电连接至所述电动机，用于输出电能；　　第一机械继电器，电连接在所述电源和电动机之间，用于接通和断开对所述电动机的基于所述电能的电流供给，以转动所述小齿轮；以及　　切换元件，电连接在所述第一机械继电器两端，用于接通和断开对所述电动机的所述电流供给，以转动所述小齿轮。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-4 2008-259141;JP 2009-8-5 2009-182054一种根据引擎重启请求的出现来曲柄转动内燃机的曲轴以重启内燃机的系统，所述内燃机是已响应于引擎自动停止请求被自动控制停止的，所述曲轴附着有环形齿轮，所述系统包括启动器，具有电动机和致动器，所述电动机在被加电时转动地驱动具有小齿轮的输出轴，所述致动器在被加电时将所述小齿轮向所述环形齿轮偏移以与所述环形齿轮啮合；电源，电连接至所述电动机，用于输出电能；第一机械继电器，电连接在所述电源和电动机之间，用于接通和断开对所述电动机的基于所述电能的电流供给，以转动所述小齿轮；以及切换元件，电连接在所述第一机械继电器两端，用于接通和断开对所述电动机的所述电流供给，以转动所述小齿轮。2. 如权利要求1所述的系统，还包括小齿轮预设单元，被配置为在定时处对所述致动器加电，从而将所述小齿轮向所述环 形齿轮偏移，使得所述小齿轮与所述环形齿轮啮合，所述定时表示以下任一项紧接所述内 燃机的转速达到零之前的时刻；以及在所述内燃机的转速达到零之后的时刻；引擎停止位置调整单元，被配置为在所述小齿轮已与所述环形齿轮啮合之后，通过所 述切换元件来控制要提供给所述电动机的电流，从而使所述曲轴的环形齿轮与所述小齿轮 一起转动，使得所述曲轴的转动位置被调整至目标转动位置；以及引擎重启单元，被配置为在调整了所述曲轴的转动位置之后，使所述机械继电器接通 对所述电动机的电流供给，从而转动所述小齿轮。3. 如权利要求2所述的系统，其中，所述引擎重启单元被配置为在从通过所述切换元件开始向所述电动机提供电流算起经过了预设时间之前，通过所 述切换元件来控制要提供给所述电动机的电流；以及在从通过所述切换元件开始向所述电动机提供电流算起已过去了预设时间之后，使所 述机械继电器接通对所述电动机的电流供给，从而转动所述小齿轮。4. 如权利要求l所述的系统，还包括第二机械继电器，电连接在所述电源和所述致动器之间，用于接通和断开对所述致动 器的电流供给，以偏移所述小齿轮；电路选择单元，位于所述切换元件与所述启动器之间，并被配置为选择性地提供以下 之一 第一电路，其中所述切换元件与所述第一机械继电器并联电连接；以及第二电路，其 中所述切换元件与所述第二机械继电器并联电连接。5. 如权利要求4所述的系统，还包括 小齿轮预设单元，被配置为当所述电路选择单元选择所述第二电路时，在定时处控制对所述致动器的电流供给， 从而将所述小齿轮向所述环形齿轮偏移，使得所述小齿轮与所述环形齿轮啮合，所述定时 表示以下任一项紧接在所述内燃机的转速达到零之前的时刻；以及在所述内燃机的转速 达到零之后的时刻；以及接通所述第二机械继电器，以维持所述小齿轮与所述环形齿轮啮合。6. 如权利要求5所述的系统，还包括引擎停止位置调整单元，被配置为在所述小齿轮预设单元已将所述小齿轮与所述环形齿轮啮合并且所述电路选择单元选择了所述第一电路之后，通过所述切换元件来控制要 提供给所述电动机的电流，从而使所述曲轴的环形齿轮与所述小齿轮一起转动，使得所述 曲轴的转动位置被调整至目标转动位置。7. 如权利要求1所述的系统，其中，所述切换元件具有占空比，所述占空比表示所述切 换元件的接通持续时间与所述切换元件的接通和断开持续时间之和的比值，所述系统还包 括电动机驱动启动单元，被配置为在启动对电动机的驱动时，逐渐增大所述切换元件的占空比，同时使所述第一机械继 电器断开对所述电动机的电流供给，从而增大基于所述电源电能...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥本和成，加藤章，千田崇，村田光广，新美正巳，春野贵誉一，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]