[发明专利]起动机系统及其控制方法

权利要求书

1.一种结合动力传动系统使用的起动机系统，所述动力传动系统具有内燃机，所述内燃机具有能够操作地连接到所述内燃机的曲轴的环形齿轮，所述起动机系统包括：

无刷电动起动机马达，其可选择性地操作地连接到所述内燃机；

功率电池组；

功率逆变器，其能够操作以将从所述功率电池组提供的直流电转换为多相交流电以驱动所述无刷电动起动机马达；

小齿轮，其被配置为由所述无刷电动起动机马达可旋转地驱动并且可在脱离位置与接合位置之间移动，在所述脱离位置中，所述小齿轮脱离所述环形齿轮，在所述接合位置中，所述小齿轮与所述环形齿轮啮合地接合以将从所述无刷电动起动机马达提供的转矩传递到所述曲轴；

螺线管，其能够操作地连接到所述小齿轮；以及

电子控制系统，其能够操作以使用通过所述功率逆变器从所述功率电池组提供的功率来控制所述无刷电动起动机马达以发动所述内燃机，并且单独地将所述螺线管命令为禁用状态并且交替地命令为启用状态，其中当所述螺线管处于所述禁用状态时所述小齿轮移动到所述脱离位置，并且当所述螺线管处于所述启用状态时所述小齿轮移动到所述接合位置；所述电子控制系统包括动力传动系统控制器和马达控制器；并且

所述动力传动系统控制器被配置为命令所述马达控制器通过所述功率逆变器使用来自所述功率电池组的功率来使所述无刷电动起动机马达通电，并且将所述螺线管单独地命令为所述启用状态以接合所述小齿轮；

其中，所述电子控制系统包括计时器，并且所述电子控制系统可操作以在将所述螺线管命令到所述启用状态之后设定计时器持续预定时间段T1；其中，在预定时间段T1到期时控制所述无刷电动起动机马达以发动所述内燃机；

其中所述电子控制系统被配置为确定所述内燃机的发动机转速；

其中所述发动机转速等于所述曲轴的转速；并且

在发动机自动停止事件之后的驾驶模式期间并且仅当所述发动机转速小于或等于预定发动切断速度(N2)时，所述电子控制系统启用所述无刷电动起动机马达以使用从所述功率电池组提供的功率来起动所述内燃机；

仅当发动机转速小于第一预定速度阈值(N1)时，所述电子控制系统被配置为：(i)将所述螺线管命令到启用状态以使所述小齿轮移动成与所述环形齿轮接合，以及(ii)在将所述螺线管命令到所述启用状态之后，启用所述无刷电动起动机马达以在所述发动机自动停止事件之后的驾驶模式期间发动所述内燃机；并且

所述第一预定速度阈值小于所述预定发动切断速度(N2)；

在将所述螺线管控制到所述启用状态以使所述小齿轮移动成与所述环形齿轮接合之后，并且仅在所述发动机转速大于所述预定发动切断速度(N2)时，所述电子控制系统被配置为启用燃料和火花以重启所述内燃机；

所述发动机自动停止事件之后并且仅在所述发动机转速大于所述预定发动切断速度(N2)时，所述电子控制系统被配置为在不启用所述无刷电动起动机马达也不将所述螺线管命令到所述启用状态的情况下通过启用燃料和火花以重启所述内燃机；

当所述发动机转速大于或等于所述第一预定速度阈值(N1)并且小于或等于所述预定发动切断速度(N2)时，所述电子控制系统被配置为：(i)以预设转矩极限启用所述无刷电动起动机马达；以及(ⅱ)在启用所述无刷电动起动机马达之后，将所述螺线管命令到所述启用状态以使所述小齿轮移动成与所述环形齿轮接合以发动所述内燃机；

其中，所述动力传动系统控制器在命令所述马达控制器以预设转矩极限启用所述无刷电动起动机马达之后设定所述计时器持续预定时间段T2以通过所述功率逆变器将来自所述功率电池组的功率提供到所述无刷电动起动机马达来发动内燃机；

在将所述螺线管命令到所述启用状态之后，所述电子控制系统被配置为：(i)确定所述发动机转速是否大于所述预定发动切断速度(N2)，以及(ii)仅当所述发动机转速大于所述预定发动切断速度(N2)时才启用燃料和火花以重启所述内燃机。

2.根据权利要求1所述的起动机系统，其中所述起动机系统表征为不存在能够操作地将所述功率电池组连接到所述功率逆变器的DC-DC转换器。

3.根据权利要求1所述的起动机系统，其中在启用燃料和火花以重启所述内燃机之后，所述电子控制系统被配置为：

监控一个或多个发动机操作参数；

确定所述一个或多个发动机操作参数何时满足指示完整发动机起动的一个或多个预定义值；

当所述一个或多个发动机操作参数满足所述预定义值时，使所述无刷电动起动机马达停止通电；并且

当所述一个或多个发动机操作参数满足所述一个或多个预定义值时，将所述螺线管命令到所述禁用状态以使所述小齿轮脱离所述环形齿轮。