用于在机动车辆的怠速停机系统中使用的发动机起动系统技术方案

本发明专利技术涉及用于在机动车辆的怠速停机系统中使用的发动机起动系统。一种可以在汽车怠速停机系统中使用的发动机起动系统。该发动机起动系统包括被推向连接至发动机的齿圈用于实现和齿圈啮合接合的小齿轮。在小齿轮啮合齿圈之后，发动机起动系统利用起动机电动机开始旋转小齿轮以用曲柄起动发动机。具体地，当在发动机停机请求之后发出发动机重起请求时，发动机起动系统一直等待直到发动机的转速下降到低于预先选定的齿轮可啮合转速之后为止并随后在不旋转小齿轮的情况下将小齿轮移向齿圈。这最小化用于给起动机电动机提供电力的车内燃料的消耗以及最小化由小齿轮和齿圈的啮合引起的机械噪音的最大值水平。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2008年9月8日提交的申请号为2008-229885的日本专利申请以及2009年2月27日提交的申请号为2009-45433的日本专利申请的优先权，其公开的内容通过引用并入本文。
本专利技术总的涉及一种用于在机动车辆的怠速停机系统中使用的发动机起动系统(也被称为发动机自动停机/重起系统)，其用于例如当车辆在十字路口停车或者因交通堵塞而停车时，自动地停止汽车发动机，并随后在车辆驾驶员执行指定的起动操作时(例如，在驾驶员的脚从制动踏板释放时)重起发动机。
技术介绍
有一些已知的汽车怠速停机系统，其设计成用于在不需要产生发动机输出时自动地停止发动机和在需要发动机产生输出时自动地重起发动机。在这样的系统中，当车辆驾驶员在发动机被请求停机之后执行指定的重起操作时，就产生发动器重起请求以用曲柄起动发动机。例如，公开号为2003-301765的日本专利首次公布公开了上述类型的怠速停机系统。通常，汽车发动机的起动是通过利用电子起动机来转动连接至发动机曲轴的齿圈以用曲柄起动发动机而实现的。小齿轮被带至与齿圈啮合接合用于旋转齿圈。小齿轮由起动机电动机驱动。在起动发动机之前，小齿轮通常不与齿圈啮合。在小齿轮被请求用于起动发动机时，小齿轮被推向指定位置并随后与齿圈啮合。小齿轮可啮合或啮合齿圈的位置在下文中将被称作啮合位置。小齿轮未与齿圈啮合的位置在下文中将被称作脱离位置。特别是当在发出发动机停机请求之后但在发动机完全停机之前发出发动机重起请求时，这样的发动机重起控制会遇到问题。具体地，在这样的情况下，在发动机完全停机之后重起发动机可能会造成关于车辆驾驶员不舒适方面的问题。通常，发动机在被请求停机之后到完全停机所需的最大时间长度大约为一(1)秒。但是，在发动机被请求停机之后车辆驾驶员就立刻踩下加速踏板时，发动机可能会无法快速重起，从而导致车辆驾驶员感觉不舒适。因此，在不用一直等到发动机完全停机之后的情况下快速地重起发动机是必要的。使用上述常规起动机的这种发动机重起控制需要确定如何安排将小齿轮从脱离位置移动到啮合位置的时间以及如何安排给起动机电动机供应电力以旋转小齿轮的时间。近年来，已经提出即使在发动机没有被请求重起时也给起动机电动机提供电力。例如，国际公开号为2007/101770A1的专利文献介绍了一种发动机起动系统，其设计成用于在不等待发动机重起请求的情况下给起动机电动机提供电力，以每当发动机被请求停机时旋转处在脱离位置的小齿轮、监测小齿轮和齿圈的转速、并使它们形成彼此啮合。换句话说，这样的系统用于执行两个任务：一个任务是给起动机电动机提供电力，而另一个任务是-->即使没有发出发动机重起请求也要控制小齿轮的推进。但是，上述系统表现出的问题是在每一次发出发动机重起请求时小齿轮与齿圈的啮合的实现产生通常会使车辆乘客感觉到不适的机械噪音。为了降低上述齿轮啮合导致的噪音，申请号为2008-510099的国际专利申请的日文翻译公布介绍了控制通过螺线管致动器的电流以将小齿轮移动至啮合位置。但是，这需要有电流控制电路例如斩波电路，因此导致系统的复杂结构。如上述任意一篇公开文献中介绍的系统均被设计成用于在没有发出发动机重起请求时给起动机电动机提供电力，因此造成电池中电功耗的增加。这导致机动车辆中燃料消耗的增加或者在重起发动机时缺乏要提供给电子配件的电力的重大问题。为了消除上述的问题，公开号为2005-330813的日本专利首次公布介绍了一种自动的发动机停机/重起系统，其设计成用于只在已经发出发动机重起请求时才给起动机电动机提供电力、监测小齿轮和齿圈的转速、并将小齿轮移动至啮合位置。但是，无论何时发出发动机重起请求，该系统都已经在小齿轮和齿圈的啮合时给起动机电动机提供了电力。因此仍然会有车辆中的燃料消耗增加的问题。另外，还必须监测小齿轮和齿圈的转速，因此导致系统的复杂结构。当在车辆停止后立刻请求发动机重起时，如上所述，必须在无需一直等到发动机完全停机的情况下，换句话说，在发动机仍在减速的情况下，快速地重起发动机。如上述公开号为2005-330813的日本专利首次公布中所介绍的，在发动机的转速仍在下降的情况下，在发出发动机重起请求时，发动机自动停机/起动系统开始给分流线圈提供电力以旋转小齿轮，并在发现小齿轮的旋转与齿圈的旋转同步时将小齿轮带至与齿圈啮合。公开号为2007-107527的日本专利首次公布介绍了一种起动机控制系统，其设计成用于在发动机的转速在预先选定的最大值和最小值之间时将小齿轮带至与齿圈啮合，并且发动机沿着与发动机曲轴的前向相同的方向旋转。但是，上述公开号为2005-330813的日本专利首次公布中的发动机自动停机/起动系统需要将小齿轮的转速与齿圈的转速同步，并因此在这种同步中可能会在发动机的转速过低的范围中失灵，因为发动机的转速在起动机开始旋转之前下降。另外，当发动机响应于怠速停机请求而经受燃料切断时，发动机的转速通常快速下降并超过零点，使得发动机反转。发动机随后将转速减小到零，同时沿正常方向和相反方向继续周期性地旋转振荡一段时间。在发动机沿正常方向和相反方向继续周期性地旋转振荡的范围内(以下也被称为发动机转速振荡范围)，很难将小齿轮的转速与齿圈的转速同步。在小齿轮与齿圈啮合时还将会产生过大的机械冲击，这可能导致齿圈的破坏。为了只在发动机的旋转方向与曲轴的正向方向相符时才使小齿轮与齿圈啮合，上述公开号为2007-107527的日本专利首次公布中的起动机控制系统需要测量发动机旋转的方向。换句话说，该系统在发动机沿反向旋转的范围内禁止使小齿轮与齿圈形成啮合，因此造成在发动机转速振荡范围内难于实现小齿轮与齿圈的啮合。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供一种简化结构的发动机起动系统，其可以在机动车辆中使用并且被设计成用于最小化因给用于发动机例如汽车内燃机的起动机提供电力而引-->起的燃料消耗。根据本专利技术的一个方面，提供一种可以在发动机提供动力的机动车辆中使用的发动机起动系统。发动机起动系统被设计成用于在发动机停机请求之后发动机完全停机之前发出发动机重起请求时重起例如内燃机的发动机。发动机起动系统包括小齿轮、螺线管、起动机电动机和控制器。通过借助起动机电动机旋转小齿轮以旋转连接至发动机曲轴的齿圈来实现发动机的起动。小齿轮被设置为可以在小齿轮啮合齿圈的啮合位置和小齿轮从齿圈上脱离的脱离位置之间移动。螺线管用作致动器以将小齿轮从脱离位置移动到啮合位置。控制器控制螺线管和起动机电动机的通电。响应于发动机重起请求，控制器执行判断任务、第一供电任务、条件判断任务和第二供电任务。判断任务用于判断发动机的转速是否低于或等于预先选定的齿轮可啮合转速，在该转速下小齿轮可以和齿圈啮合。通常，当发动机的转速下降到低于某个转速时，小齿轮将被允许与齿圈啮合而不需要旋转小齿轮。该转速在本文中被称为齿轮可啮合转速。第一供电任务用于在判断任务已经判定出发动机的转速低于或等于预先选定的齿轮可啮合转速时给螺线管提供电力，从而将小齿轮从脱离位置移动到啮合位置。条件判断任务用于判断指定的条件是否得到满足。例如，确定是否已经经过了预定的时间段。当已经判定出满足了指定条件时，第二供电任务就给起动机电动机提供电力，从而旋转小齿轮以用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机起动系统，所述发动机起动系统设计成在发动机停机请求之后发动机完全停机之前发出发动机重起请求时重起发动机，所述发动机起动系统包括：小齿轮，所述小齿轮可在所述小齿轮啮合连接至发动机的曲轴的齿圈的啮合位置和所述小齿轮从所述齿圈上脱离的脱离位置之间移动；螺线管，所述螺线管被供以电力以将所述小齿轮从脱离位置移动到啮合位置；起动机电动机，所述起动机电动机被供以电力以旋转所述小齿轮；设置在所述起动机电动机和所述小齿轮之间的单向离合器，所述单向离合器用于从所述起动机电动机向所述小齿轮传递转矩并阻止从所述小齿轮向所述起动机电动机传递转矩；和控制器，所述控制器用于控制给每一个所述螺线管和所述起动机电动机的电力供应，在发出发动机重起请求时，所述控制器执行判断任务、第一供电任务、条件判断任务和第二供电任务，所述判断任务用于判断发动机的转速是否低于或等于预先选定的齿轮可啮合转速，在所述齿轮可啮合转速下所述小齿轮可与齿圈啮合，所述第一供电任务用于在所述判断任务判定出发动机的转速低于或等于所述预先选定的齿轮可啮合转速时给所述螺线管提供电力，所述条件判断任务用于在执行了所述第一供电任务之后判断指定的条件是否得到满足，所述第二供电任务用于在所述条件判断任务判定满足所述指定条件时给所述起动机电动机提供电力。...

【技术特征摘要】
JP 2008-9-8 2008-229885;JP 2009-2-27 2009-0454331.一种发动机起动系统，所述发动机起动系统设计成在发动机停机请求之后发动机完全停机之前发出发动机重起请求时重起发动机，所述发动机起动系统包括：小齿轮，所述小齿轮可在所述小齿轮啮合连接至发动机的曲轴的齿圈的啮合位置和所述小齿轮从所述齿圈上脱离的脱离位置之间移动；螺线管，所述螺线管被供以电力以将所述小齿轮从脱离位置移动到啮合位置；起动机电动机，所述起动机电动机被供以电力以旋转所述小齿轮；设置在所述起动机电动机和所述小齿轮之间的单向离合器，所述单向离合器用于从所述起动机电动机向所述小齿轮传递转矩并阻止从所述小齿轮向所述起动机电动机传递转矩；和控制器，所述控制器用于控制给每一个所述螺线管和所述起动机电动机的电力供应，在发出发动机重起请求时，所述控制器执行判断任务、第一供电任务、条件判断任务和第二供电任务，所述判断任务用于判断发动机的转速是否低于或等于预先选定的齿轮可啮合转速，在所述齿轮可啮合转速下所述小齿轮可与齿圈啮合，所述第一供电任务用于在所述判断任务判定出发动机的转速低于或等于所述预先选定的齿轮可啮合转速时给所述螺线管提供电力，所述条件判断任务用于在执行了所述第一供电任务之后判断指定的条件是否得到满足，所述第二供电任务用于在所述条件判断任务判定满足所述指定条件时给所述起动机电动机提供电力。2.如权利要求1所述的发动机起动系统，其中在待机时间也就是小齿轮用于啮合齿圈所需的时间已经过去时，所述条件判定任务判定满足了指定条件。3.如权利要求2所述的发动机起动系统，其中当发现发动机在指定时间沿反向旋转时，所述条件判断任务判断是否已经经过了较长的待机时间，所述较长的待机时间是比所述待机时间更长的时间，并且其中在判断出已经经过了所述较长的待机时间时，所述条件判定任务判定满足了指定条件。4.如权利要求2所述的发动机起动系统，其中在经过了待机时间之后，所述条件判断任务还要判断发动机的转速是否低于或等于有效转速，所述有效转速是用曲柄起动发动机时的发动机转速，当判定发动机的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：千田崇，加藤章，奥本和成，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]