公開(kāi)了用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器系統(tǒng)(20)的方法，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器系統(tǒng)包括起動(dòng)器(24)，起動(dòng)器能夠由電子控制單元(28)控制并且具有聯(lián)接在一起的電機(jī)(40)和小齒輪(44)，以用于當(dāng)電機(jī)(40)被致動(dòng)時(shí)將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩從電機(jī)(40)傳遞到小齒輪(44)；響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入信號(hào)而由電子控制單元輸出的電機(jī)信號(hào)控制電機(jī)(40)的致動(dòng)；僅基于從致動(dòng)電機(jī)(40)開(kāi)始所經(jīng)歷的時(shí)間和施加到電機(jī)(40)的電壓以開(kāi)環(huán)方式確定小齒輪(44)的轉(zhuǎn)速；響應(yīng)于電子控制單元輸出的小齒輪信號(hào)選擇性地使小齒輪(44)在收回狀態(tài)和伸展?fàn)顟B(tài)之間運(yùn)動(dòng)，由此起動(dòng)器(24)能夠選擇性地接合發(fā)動(dòng)機(jī)(22)以用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(22)。另外公開(kāi)了有助于該方法的起動(dòng)器系統(tǒng)(20)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】【專利說(shuō)明】要求相關(guān)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)本申請(qǐng)要求在2013年3月18日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?1/802，969且專利技術(shù)名稱為“(STARTER SYSTEM AND METHOD) ”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)以及在2014年I月24日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?4/163，336且專利技術(shù)名稱為“(STARTER SYSTEM ANDMETHOD) ”的美國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用而明確地并入本文。
本公開(kāi)涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器系統(tǒng)，并且更加特別地涉及控制該系統(tǒng)中的起動(dòng)器的操作。
技術(shù)介紹
諸如起動(dòng)器這樣的電機(jī)在車輛操作中發(fā)揮著重要作用。典型的車輛包括常規(guī)的起動(dòng)器系統(tǒng)，所述常規(guī)的起動(dòng)器系統(tǒng)在車輛駕駛員閉合點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)起動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)，然后，所述車輛發(fā)動(dòng)機(jī)在起動(dòng)后持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到駕駛員通過(guò)操縱點(diǎn)火開(kāi)關(guān)而手動(dòng)停止其操作為止。在現(xiàn)代車輛中，具有起動(dòng)器系統(tǒng)的車輛變得越來(lái)越常見(jiàn)，所述起動(dòng)器系統(tǒng)能夠有助于在駕駛車輛時(shí)頻繁地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止操作，從而避免或者縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速時(shí)段，并且這樣的操作要求起動(dòng)器在冷和暖的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)條件下都以高效操作。而且，這樣的起動(dòng)器系統(tǒng)依賴于控制系統(tǒng)，而非僅依賴于由駕駛員操縱的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，以便通常響應(yīng)車況和/或駕駛員輸入來(lái)致動(dòng)和停用起動(dòng)器。頻繁的發(fā)動(dòng)機(jī)停止-起動(dòng)操作指令要求起動(dòng)器系統(tǒng)和部件更加快速和有效地發(fā)揮作用，以便增強(qiáng)可靠性、降低能耗并且增強(qiáng)駕駛體驗(yàn)。實(shí)施現(xiàn)有的能夠頻繁地進(jìn)行停止-起動(dòng)操作的起動(dòng)器系統(tǒng)通常要求比在具有常規(guī)起動(dòng)器系統(tǒng)的車輛中所設(shè)置的控制電子器件和傳感器明顯增多的控制電子器件和傳感器。這樣的系統(tǒng)例如采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述閉環(huán)控制系統(tǒng)依賴于指示起動(dòng)器電機(jī)或者小齒輪的位置或轉(zhuǎn)速的反饋，所述反饋通過(guò)僅為此目的而加入到起動(dòng)器系統(tǒng)中的至少一個(gè)另外的專用傳感器而獲得。而且，這樣的現(xiàn)有系統(tǒng)通常包含有在專用模塊中的起動(dòng)器控制電子器件，所述起動(dòng)器控制電子器件適于接收來(lái)自另外的一個(gè)或多個(gè)起動(dòng)器速度/位置傳感器的一個(gè)或多個(gè)反饋信號(hào)，這使得封裝車輛的電子器件顯著地復(fù)雜化，并且增加了系統(tǒng)部件的復(fù)雜度。能夠有助于頻繁地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的停止-起動(dòng)操作以便提供上述優(yōu)點(diǎn)、并且使得所使用的起動(dòng)器控制電子器件和模塊最小化且不需要比通常設(shè)置在采用常規(guī)起動(dòng)器系統(tǒng)的車輛中的傳感器更多的額外傳感器的起動(dòng)器系統(tǒng)將在相關(guān)領(lǐng)域中提供所需的進(jìn)步。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本公開(kāi)的起動(dòng)器系統(tǒng)構(gòu)造并布置成使起動(dòng)器與發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)確地接合，同時(shí)還減少了起動(dòng)器電機(jī)的能耗，并且增強(qiáng)駕駛體驗(yàn)。根據(jù)本公開(kāi)的起動(dòng)器系統(tǒng)在相對(duì)較高的起動(dòng)器轉(zhuǎn)矩要求下以低起動(dòng)器轉(zhuǎn)速在冷起動(dòng)期間表現(xiàn)良好，并且在低起動(dòng)器轉(zhuǎn)矩要求下以高起動(dòng)器轉(zhuǎn)速在暖起動(dòng)期間表現(xiàn)良好。結(jié)合這些操作參數(shù)，根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例構(gòu)造并布置成用以允許起動(dòng)器與車輛發(fā)動(dòng)機(jī)更好地接合，所述車輛發(fā)動(dòng)機(jī)在接合的時(shí)候可以不停機(jī)。根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例提供了一種起動(dòng)器系統(tǒng)，所述起動(dòng)器系統(tǒng)包括起動(dòng)器，所述起動(dòng)器具有螺線管組件，所述螺線管組件具有:柱塞；電機(jī)，所述電機(jī)聯(lián)接到小齒輪，所述小齒輪聯(lián)接到螺線管柱塞；以及電子控制單元(ECU)，所述電子控制單元操作性地控制起動(dòng)器螺線管和電機(jī)。用于根據(jù)本公開(kāi)的起動(dòng)器系統(tǒng)的ECU能夠接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，并且使用一種或者多種算法來(lái)計(jì)算各種起動(dòng)器系統(tǒng)的控制參數(shù)。用于根據(jù)本公開(kāi)的起動(dòng)器系統(tǒng)的ECU通常可以容置在電子控制單元中，所述電子控制單元包含用于控制現(xiàn)代車輛(甚至是僅采用常規(guī)起動(dòng)器系統(tǒng)的車輛)中的典型發(fā)動(dòng)機(jī)操作功能的電路。有利地，這種起動(dòng)器系統(tǒng)不需要另外的專用傳感器來(lái)從起動(dòng)器獲得關(guān)于起動(dòng)器小齒輪或電機(jī)的轉(zhuǎn)速或位置的反饋；起動(dòng)器系統(tǒng)有助于以開(kāi)環(huán)的方式確定起動(dòng)器小齒輪的轉(zhuǎn)速，并且不需要依賴于用以感測(cè)起動(dòng)器電機(jī)或者小齒輪的位置或轉(zhuǎn)速的閉環(huán)反饋的控制機(jī)制。另外，相對(duì)于現(xiàn)有的起動(dòng)器系統(tǒng)，根據(jù)本公開(kāi)的起動(dòng)器系統(tǒng)簡(jiǎn)化了促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)停止-起動(dòng)操作的功能，并且在沒(méi)有使得現(xiàn)有車輛/發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制架構(gòu)明顯復(fù)雜化或者沒(méi)有增加起動(dòng)器系統(tǒng)部件的復(fù)雜性的前提下做到了這一點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，起動(dòng)器系統(tǒng)能夠相應(yīng)地操控系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)部件(包括起動(dòng)器自身)的操作特征。例如，起動(dòng)器系統(tǒng)能夠控制起動(dòng)器電機(jī)和/或起動(dòng)器的螺線管柱塞的轉(zhuǎn)速。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)還能夠控制起動(dòng)器小齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形齒輪的嚙合，以便實(shí)現(xiàn)起動(dòng)器小齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形齒輪之間的順暢的、基本同步的嚙合。作為第一方面，本公開(kāi)提供了一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器系統(tǒng)的方法。所述方法包括:提供電子控制單元，所述電子控制單元具有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入和至少一個(gè)輸出；提供起動(dòng)器，所述起動(dòng)器能夠由電子控制單元控制并且具有電機(jī)和小齒輪，所述電機(jī)和小齒輪聯(lián)接在一起以用于當(dāng)電機(jī)被致動(dòng)時(shí)將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩從電機(jī)傳遞到小齒輪；響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入信號(hào)而由電子控制單元輸出的電機(jī)信號(hào)控制電機(jī)的致動(dòng)；僅基于從致動(dòng)電機(jī)開(kāi)始所經(jīng)歷的時(shí)間和施加到電機(jī)的電壓而由電子控制單元以開(kāi)環(huán)方式確定小齒輪的轉(zhuǎn)速；以及響應(yīng)于電子控制單元輸出的小齒輪信號(hào)選擇性地使小齒輪在收回狀態(tài)和伸展?fàn)顟B(tài)之間運(yùn)動(dòng)，由此起動(dòng)器能夠選擇性地接合發(fā)動(dòng)機(jī)，以用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。作為第二方面，在上述方法中，電子控制單元輸出的電機(jī)信號(hào)和電子控制單元輸出的小齒輪信號(hào)是從電子控制單元各自輸出的單獨(dú)信號(hào)。作為第三方面，在該方法中，基本同時(shí)地從電子控制單元輸出電子控制單元輸出的電機(jī)信號(hào)和電子控制單元輸出的小齒輪信號(hào)。作為第四方面，在上述方法中，電子控制單元輸出的電機(jī)信號(hào)和電子控制單元輸出的小齒輪信號(hào)限定從電子控制單元輸出的單一信號(hào)。作為第五方面，在上述方法中，由電子控制單元確定的小齒輪的轉(zhuǎn)速能夠基于從致動(dòng)電機(jī)開(kāi)始所經(jīng)歷的時(shí)間和施加到電機(jī)的電壓而表達(dá)為顯式封閉方程。作為第六方面，在該方法中，所述顯式封閉方程是四次方程。作為第七方面，在上述方法中，在由電子控制單元確定小齒輪的轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，施加到電機(jī)的電壓基本是電池電壓。作為第八方面，在上述方法中，在由電子控制單元確定小齒輪的轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，施加到電機(jī)的電壓被假設(shè)為恒定值。作為第九方面，在上述方法中，小齒輪的轉(zhuǎn)速是從致動(dòng)電機(jī)開(kāi)始已經(jīng)歷標(biāo)定的時(shí)間段之后的假設(shè)的預(yù)定轉(zhuǎn)速。作為第十方面，在上述方法中，至少部分地根據(jù)實(shí)際施加的電機(jī)電壓的函數(shù)來(lái)確定小齒輪的轉(zhuǎn)速。作為第十一方面，上述方法包括計(jì)算所確定的小齒輪的轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入之間的差。作為第十二方面，在該方法中，如果所確定的小齒輪的轉(zhuǎn)速小于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入，則保持施加到電機(jī)的電壓。作為第十三方面，在該方法中，如果所確定的小齒輪的轉(zhuǎn)速至少為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入，則小齒輪能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形齒輪相嚙合。作為第十四方面，本公開(kāi)還提供了一種用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器系統(tǒng)。所述起動(dòng)器系統(tǒng)包括起動(dòng)器，所述起動(dòng)器具有聯(lián)接在一起的電機(jī)和小齒輪，并且來(lái)自電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩能夠傳遞到小齒輪。所述系統(tǒng)還包括電子控制單元，所述電子控制單元具有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入和至少一個(gè)輸出。電機(jī)適用于響應(yīng)從電子控制單元輸出的電機(jī)信號(hào)而在電子控制單元的控制下被致動(dòng)，并且小齒輪適用于響應(yīng)從電子控制單元輸出的小齒輪信號(hào)而在收回狀態(tài)和伸展?fàn)顟B(tài)之間軸向運(yùn)動(dòng)。起動(dòng)器能夠在小齒輪的伸展?fàn)顟B(tài)中接合并起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，電子控制單元能夠僅基于從致動(dòng)電機(jī)開(kāi)始所經(jīng)歷的時(shí)間和施加到電機(jī)的電壓而以開(kāi)環(huán)的方式確定小齒輪的轉(zhuǎn)速。作為第十五方面，在上述起動(dòng)器系統(tǒng)中，電子控制單元適于本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)器系統(tǒng)(20)的方法，所述方法包括：提供電子控制單元(28)，所述電子控制單元具有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入和至少一個(gè)輸出；提供起動(dòng)器(24)，所述起動(dòng)器能夠由所述電子控制單元(28)控制并且具有電機(jī)(40)和小齒輪(44)，所述電機(jī)(40)和小齒輪(44)聯(lián)接在一起以用于當(dāng)所述電機(jī)(40)被致動(dòng)時(shí)將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩從所述電機(jī)(40)傳遞到所述小齒輪(44)；響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸入信號(hào)而由所述電子控制單元(28)輸出的電機(jī)信號(hào)控制所述電機(jī)(40)的致動(dòng)；僅基于從致動(dòng)所述電機(jī)(40)開(kāi)始所經(jīng)歷的時(shí)間和施加到所述電機(jī)(40)的電壓而由所述電子控制單元(28)以開(kāi)環(huán)方式確定所述小齒輪(44)的轉(zhuǎn)速；以及響應(yīng)于電子控制單元(28)輸出的小齒輪信號(hào)選擇性地使所述小齒輪(44)在收回狀態(tài)和伸展?fàn)顟B(tài)之間運(yùn)動(dòng)，由此所述起動(dòng)器(24)能夠選擇性地接合發(fā)動(dòng)機(jī)(22)以用于起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)(22)。
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M·D·布拉德菲爾德，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：瑞美技術(shù)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US
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