CN101852160B - 用于在满足发动机重起条件时重起内燃机的系统 - Google Patents

Abstract

在一种系统中，每当内燃机的输出轴旋转过一个预定角度时，角度传感器输出一个脉冲，计算器基于角度传感器输出的脉冲计算表征所述输出轴的旋转速度变化的速度变化信息。判定器基于所述速度变化信息判定角度传感器输出的至少一个脉冲是否表示了用于预设起动器的小齿轮到固定在输出轴上的环形齿轮的合适时刻。当判定角度传感器输出的至少一个脉冲表示了预设起动器的小齿轮到环形齿轮的合适时刻时，小齿轮啮合单元朝着环形齿轮移动所述小齿轮使得小齿轮与环形齿轮啮合。

Description

用于在满足发动机重起条件时重起内燃机的系统

技术领域

本发明涉及当满足至少一个预定的发动机重起条件时重起内燃机的系统。

背景技术

某些类型的车辆已经装有发动机停止-起动系统，例如怠速降低控制系统，其在最近已经得到发展以用于减少燃油消耗，尾气排放等。这种类型的发动机停止-起动系统设计成响应于驾驶者的发动机停机操作，切断输送至车辆内燃机的燃料从而自动地将其停止。在内燃机停止之后，发动机停止-起动系统设计成响应于驾驶者的重起车辆操作，以带动内燃机曲轴的起动器，这样就重起了内燃机。

在常规的起动器中，小齿轮被致动器朝着结合到内燃机曲轴上的环形齿轮移动，以啮合所述环形齿轮。当将要与环形齿轮啮合时，小齿轮被电机驱动而旋转，这使得曲轴也被旋转。这样曲柄旋转就起动了内燃机。

在传统的常规起动器中，当内燃机被重起时，将致动器和电机设计成被同步地驱动以现实小齿轮和环形齿轮啮合的过程。当移动小齿轮来啮合环形齿轮时，由于它们之间撞击和/或摩擦，该结构会产生很大的噪音。这会让乘员感到恼火和不悦，和/或由于小齿轮啮合环形齿轮需要时间而造成重起内燃机的延时。后一个问题可能会让乘员感到发动机重起加速不足。

为了解决这些问题，对应于德国专利申请公开号DE10 2005 049 092和日本专利申请公开号JP2007-107527的美国专利号US7,275,509披露了用于内燃机起动器的系统。

所述披露的系统，称为“第一系统”，其被设计成起动器的电机和致动器被各自分开驱动。在内燃机自动停止运转时，换句话说，当曲轴(内燃机)惯性运行时(不在内燃机的作用下旋转时)，当内燃机的转速下降到一个很低的范围如300RPM，或者更小时，或者更特别地降低到50-100RPM时，所述第一系统驱动致动器从而移动小齿轮来啮合环形齿轮。

所述第一系统同时被设计用来解决以下问题。特别地，在内燃机停止向前转动之前的瞬间，由于发动机的活塞并没有通过汽缸的上死点中心，因此发动机反向旋转。在发动机反向旋转的时间里，当小齿轮被移动来啮合环形齿轮时，由于它们之间的碰撞和/或摩擦，该啮合将会产生很大的噪音。这会让乘员恼火和不悦。

为了解决该问题，第一系统配备了第一传感器和第二传感器，它们各自被设计成普通的电磁拾波式(magnetic-pickup)曲轴传感器。

第一和第二传感器各自包括连接至内燃机的磁阻盘。所述磁阻盘包括齿和齿隙的交替布置。第一和第二传感器各自被设计来根据磁阻盘(曲轴)的齿的旋转拾取预先形成的磁场的变化，并由此产生脉冲信号；该脉冲信号由一列脉冲组成(每次脉冲都是基信号水平向预设信号水平的跃迁)。当旋转磁阻盘的一个齿面对对应的第一和第二传感器中一个通过时，每次信号脉冲将被每个第一和第二传感器检测到。

第一系统接收每个第一和第二传感器产生的脉冲信号，并基于至少第一和第二传感器中的一个产生的脉冲信号之间的间隔掌控内燃机的转速。

曲轴的旋转方向用下述方式来确认：第一和第二传感器的其中之一产生的脉冲信号的一个脉冲的上升和下降沿的其中之一；第一和第二传感器的另一个的电信号的信号水平(基信号水平或者预设信号水平)。

当内燃机的转速下降到非常低速的范围；和当曲轴的旋转方向响应于向前旋转方向时，第一系统驱动致动器以移动小齿轮与环形齿轮啮合。

另外，美国专利申请公开号US2008/0127927和相应的WO公开号WO/2006018350和WO/2006018350的日本申请公开号JP2008-510099披露了用于起动内燃机的装置。

所述装置设置有一个ECU来控制起动器的致动器和电机，和电流调整器，用来调整供给到致动器的电流水平。

所述装置采用如上所述的常规电磁拾波式曲轴传感器，因此ECU得以接收曲轴传感器产生的脉冲信号，并基于曲轴传感器产生的脉冲信号的脉冲间隔检测内燃机的转速。

在内燃机自动停止运转期间，当内燃机的转速下降至低于预设阈值时，ECU控制电流调整器通过提供调整后的低电流来激活致动器，从而将小齿轮移动以啮合环形齿轮。然后，当曲轴的旋转完全停止之后，ECU激活电机来旋转小齿轮，这样就起动了内燃机。

更进一步地，日本专利申请公开号H11-030139披露发动机停止和起动系统。

所述披露的系统，称为“第二系统”，其配备有常规的电磁拾波式曲轴传感器来测量内燃机曲轴的转速。第二系统被设计成，当曲轴传感器测量到内燃机曲轴的旋转完全停止时，通过低电压来激活起动器的致动器以移动小齿轮啮合至环形齿轮。

发明内容

发明人已经发现了第一系统存在的问题，所述问题就是，为了在低噪音下啮合小齿轮与结合在发动机曲轴上的环形齿轮，第一系统需要第一和第二传感器来检测发动机的反转。这就使得汽车很难满足作为当前重要的技术需求的低成本的要求。

发明人还已经发现了在所述设备中存在的一些问题。

像第一系统的上述问题一样，为了在低噪音下啮合小齿轮与结合在发动机曲轴上的环形齿轮，所述披露的设备需要电流调整器来调整将要提供给致动器的电流水平。这会造成第一个问题：这就使得汽车很难满足作为当前重要的技术需求的低成本的要求。

另外，所披露的设备基于由常规电磁拾波式曲轴传感器产生的脉冲信号的脉冲间隔来检测内燃机的转速。所述常规电磁拾波式曲轴传感器被设计用来根据磁阻盘(曲轴)的齿的旋转而拾取预先形成的磁场的变化，并由此产生脉冲信号。

也就是说，在内燃机自动停止运转期间，ECU判定检测到的内燃机的转速是否下降到非常低速的范围，从而决定移动小齿轮到环形齿轮的定时。

然而，如上所述，常规电磁拾波式曲轴传感器的转速分辨率受到其齿距的限制。这样就带来第二个问题，即在非常低速的范围内或其附近，使得高精度地检测曲轴旋转速度变得困难。

多数类型的曲轴传感器设计成用来检测由曲轴旋转而引起的物理变化，因此，可能发生第二个问题而与使用在所披露的设备上的曲轴传感器的类型无关。

第二系统基于常规电磁拾波式曲轴传感器和所披露的设备所产生的脉冲信号的脉冲间隔来检测内燃机的转速。因此，发明人揭示了第二系统中存在一个问题；该问题与所披露的设备中所产生的第二个问题相同。

另外，第二系统被设计成通过低电压激活起动器的致动器，从而仅在内燃机曲轴的旋转完全停止之后移动小齿轮以与环形齿轮啮合。因此，发明人揭示了在第二系统中存在另一个问题；该问题是：发动机的重起可能被延迟。

考虑到以上提到的情况，本发明寻求提供用于重起内燃机的系统，这些系统被设计以解决上述问题中的至少一个。

特别地，本发明的目的在于用于重起内燃机的系统；这些系统被设计成判定一个合适的正时将起动器的小齿轮与连接到内燃机的环形齿轮啮合。优选地，所述系统在不增加起动器和系统本身的成本的情况下，能够实现合适的小齿轮啮合正时的确定。

根据本发明的一个方面，提供一种系统，在通过发动机停机控制下内燃机惯性运转期间，其将起动器的小齿轮预设在安装在内燃机输出轴上的环形齿轮上，并在预设小齿轮在环形齿轮上之后，旋转小齿轮从而使内燃机的曲轴旋转以起动内燃机。所述系统包括角度传感器，其用于当每次输出轴旋转过预设角度时输出脉冲，和计算器，其基于角度传感器的输出脉冲计算指示输出轴的转速改变的速度变化信息。所述系统包括一个判定器，其基于所述速度变化信息判定从角度传感器输出的脉冲的至少一个是否表示了预设小齿轮到环形齿轮上的合适时刻。所述系统包括小齿轮啮合单元，当确定从角度传感器输出的脉冲的至少一个表示了预设小齿轮到环形齿轮上的合适时刻，啮合单元朝着环形齿轮移动小齿轮使得小齿轮啮合到环形齿轮上。

在本方面的一个优选的实施例中，判定器被构造构造成基于速度改变信息判定：来自角度传感器输出的每个脉冲是否表示了输出轴正向旋转期间的最后一个脉冲，作为将小齿轮关于环形齿轮预置的合适时刻。在该方面的该优选的实施例中，当判定从角度传感器输出的一个脉冲作为至少一个脉冲表示输出轴正向旋转的最后一个脉冲时，小齿轮啮合单元被构造成朝着环形齿轮移动小齿轮以将小齿轮啮合到环形齿轮上。

当确定角度传感器输出的至少一个脉冲表示了预设小齿轮到环形齿轮上的合适时刻时，根据本发明一个方面的系统的构造朝着环形齿轮移动小齿轮，由此将小齿轮与环形齿轮啮合。例如，当判定角度传感器输出的一个脉冲作为至少一个脉冲表示在输出轴正转期间的最后一个脉冲时，小齿轮啮合单元被构造成朝着环形齿轮移动小齿轮，从而将小齿轮与环形齿轮啮合。

这样，根据本发明一方面的系统判定小齿轮啮合环形齿轮的合适时刻，而不需要其他任何传感器来正如背景技术介绍的第一系统一样检测内燃机的反转。

另外，在优选的实施例中，当输出轴正转期间，角度传感器输出最后一个脉冲时，将小齿轮朝着环形齿轮移动；该最后一个脉冲恰好在内燃机停止旋转或者反转之前发生。因此，这就可以在内燃机正转期间输出轴转速在非常低的速度范围时将小齿轮可靠地移动向环形齿轮。这样就减少了噪音，因为不需要像背景技术所描述的第二系统或者传统设备那样在低电流或者低电压下驱动小齿轮13以将其移动到环形齿轮。

因此，本发明的一个方面具有优点，即在低噪音和低成本条件下，将小齿轮13预设到环形齿轮23，由此，使得汽车满足作为当前重要的技术需求的低成本的要求。

根据本发明可选择的一个方面，提供了一种系统，在通过发动机停止控制的内燃机惯性运转期间，其将起动器的小齿轮预设于安装在内燃机输出轴上的环形齿轮上，并在小齿轮预设到环形齿轮上之后，旋转小齿轮并进而起动内燃机。所述系统包括发动机速度计算器，其基于输出轴的旋转计算内燃机的转速，还包括估算器，其基于内燃机的转速估算在内燃机惯性运转期间内燃机转速的轨迹变化。所述系统包括控制器，其基于估算器估算的转速轨迹变化来调整小齿轮将要与环形齿轮啮合的正时。

特别地，正如背景技术介绍的那样，常规电磁拾波式曲轴传感器的转速分辨率取决于其上的齿距的限制。这使得其很难在高精度下检测在很低转速范围或附近的曲轴的旋转速度。由于小齿轮和环形齿轮的啮合，这可能增加了噪音。

考虑到这些情况，根据本发明另一个可选择方面的系统的构造基于内燃机旋转速度，估算在内燃机停机期间内燃机转速变化的轨迹。特别地，内燃机转速变化的轨迹包括例如非常低的转速范围或者该范围左右。基于通过估算器估算的内燃机转速变化的轨迹，该系统的构造调整小齿轮与环形齿轮啮合的正时。

这种构造获得了一种优势：在适当正时下进行小齿轮与环形齿轮的啮合(预设)，由此降低了因小齿轮和环形齿轮啮合所产生的噪音。

附图说明

本发明的其他目的和方面将参考以下的附图以及接下来的实施例描述变得明显。

图1是根据本发明第一实施例所构造的发动机起动系统的总的硬件结构的示意图；

图2是根据第一实施例构造的发动机起动系统的系统结构简图；

图3是根据第一实施例的图2中示出的ECU执行的发动机停止-起动控制程序的流程图。

图4是根据第一实施例，图2所示的曲轴角度传感器输出的NE信号脉冲和发动机转速特性之间关系的正时图。

图5是根据本发明第一实施例的小齿轮预设子程序的流程图。

图6A是根据第一实施例的一个修正例的ECU的操作流程图。

图6B是根据第一实施例的另一个修正例的ECU操作流程图。

图7是根据本发明第二实施例，图2所示出的曲轴角度传感器输出的NE信号脉冲和发动机转速特性之间关系的正时图。

图8是根据本发明第二实施例的小齿轮预设子程序的流程图。

图9A是根据第二实施例的第7修正例的，作为图8所示的小齿轮预设子程序修正例的第一小齿轮预设子程序的流程图；

图9B是根据第二实施例第7修正例的第二小齿轮预设子程序的流程图；

图10是根据第二实施例第四修正例的附图2中示出的曲轴角度传感器输出的NE信号脉冲与发动机速度特性之间的关系的正时图；

图11是表征根据第二实施例第六修正例的附图2中示出的曲轴角度传感器输出的NE信号脉冲与发动机速度特性之间的关系的正时图。

具体实施方式

参考相应的附图来描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记用来标记相同的部件。

第一实施例

参照附图1-6来描述根据本发明第一实施例构造的安装于车辆内的内燃机21的发动机起动系统1。发动机起动系统1包括用于控制例如车辆的总的操作的控制系统5。

内燃机简称“发动机”21，具有曲轴22，其作为发动机21的输出轴，其一个端部固定了环形齿轮23。

发动机21通过在每个气缸中的活塞的移动来压缩空气-燃料混合物或者空气，并在每个气缸中燃烧所述压缩空气-燃料混合物或者压缩的空气和燃料的混合气，从而将燃料能量转化为机械能，例如旋转能量，以驱动曲轴22旋转。曲轴22的旋转通过布置在车辆中的动力传动系统传输至驱动车轮，从而驱动车辆。每个气缸中的机油(发动机机油)用来润滑发动机21中的任意相互接触的两个部分，例如移动的活塞和每个气缸。

在车辆中，为了控制发动机21，安装例如点火系统53和燃料喷射系统55。

点火系统53包括致动器，例如点火器，AC，并使致动器AC提供电流或者火花来点燃发动机21每个气缸内的空气-燃料混合物，这样就燃烧了所述空气-燃料混合物。

燃料喷射系统55包括致动器，例如燃料喷射器，AC，并使致动器AC向位于气缸之前的进气歧管(或者进气口)喷射燃料或向发动机21的每个气缸直接喷射燃料，因此在发动机21的每一个气缸中燃烧所述空气-燃料混合物。当内燃机被设计成柴油机时，点火系统53可以省略。

另外，在车辆中，为了减速或者停车，还安装了制动系统57。

制动系统57包括，例如，盘式或鼓式制动器作为车辆每个车轮的致动器AC。操作制动系统57使其向每个制动器发送减速信号，所述减速信号表示由于驾驶者踩压车辆的制动踏板而引起的由每个制动器作用到相应的一个车轮上的制动力。这使得每次制动器都基于所述发送的减速信号降低或者停止相应一个车辆车轮的旋转。

附图标记61表示手动换档杆(选择杆)。当车辆是手动变速器车辆时，驾驶者可以改变换挡杆61的位置以转换(改变)动力传动系的传动齿轮比，从而控制驱动车轮的旋转次数和发动机21产生的用于驱动车轮的扭矩。当车辆是自动变速器车辆时，驾驶者可以改变换档杆61的位置以切换对应于传动系统的变速器的齿轮比的驱动范围中的一个，例如倒档范围、空档范围、驱动范围、等等。

另外，在车辆中，为了测量发动机21的运行情况和车辆的驱动情况，在车辆中还安装了传感器63。

每个传感器63可操作地测量与发动机21和/或车辆的运行情况相关的相应一个参数的瞬时值，并将表示相应一个参数的测量值的数据输出到控制系统5。

特别地，传感器63包括，例如，温度传感器27，曲轴角度传感器(曲轴传感器)29，凸轮角度传感器，和加速器传感器(节气门位置传感器)，和制动传感器，这些传感器电连接至控制系统5。

温度传感器27可操作地测量与发动机冷却剂相关的温度信息，车辆周围的空气温度，发动机机油温度，等等，将表征测得的温度信息的信号输出到控制系统5。

曲轴角度传感器29可操作地将曲轴22每旋转过一个预定角度时的脉冲输出到控制系统5。随后将描述曲轴角度传感器26的具体结构的示例。

凸轮角度传感器可操作地测量作为发动机21输出轴的凸轮轴(未示出)的旋转位置，并向控制系统5输出表征测量的凸轮轴旋转位置的信号。凸轮轴由曲轴22上的齿轮、皮带或链条驱动，并设计成按曲轴22的一半速度旋转。凸轮轴可操作地使发动机21的各气阀的开启和关闭。

加速器传感器可操作地：

测量驾驶员可操作的车辆加速踏板的实际位置或行程，加速踏板连接到节气门来控制进入到进气歧管的空气量；和

输出测量的加速踏板的实际行程或位置作为表示驾驶员对发动机21的起动请求、加速请求、或减速请求的数据。

制动传感器可操作地测量驾驶员能操作的车辆制动踏板的实际位置或行程，并输出测量的制动踏板的实际行程或位置，作为表示驾驶员减速请求的数据。

参考图1和2，发动机起动系统1包括起动器11，电池18，继电器19和ECU(电子控制装置)20，和开关元件24。例如，电池18，继电器19，ECU20，和开关元件24用作控制系统5。

起动器11设有起动器电机12，小齿轮13，单向离合器51，和电磁致动器14。单向离合器51可以省略。

起动器电机12由输出轴12a、连接到其上的电枢12b、和电连接到电枢12b的电机开关25组成。当电枢12b通过电机开关25通电时，起动器电机12可操作地转动输出轴12a。

单向离合器51采用螺旋形花键啮合到输出轴12a的一个端部的外圆周。

小齿轮13固定在输出轴12a的外圆周周围的单向离合器51上，其与单向离合器51一起可在输出轴12a的轴向移动。

起动器电机12设置在发动机21的相反位置上，因此朝着发动机21在输出轴12a的轴向上移动小齿轮13使得小齿轮13可抵靠发动机21的环形齿轮23。

电磁致动器，简称“致动器”14，由例如柱塞15、螺线管16、和移动杆17组成。柱塞15设置与在起动器电机12的输出轴12a的轴向平行，这样使得其在其平行于输出轴12a的轴向方向的长度方向上可移动。

螺线管16设置环绕柱塞15。螺线管16的一端通过继电器19电连接到电池18的正极，另一端接地。移动杆17沿着其长度方向具有一端和另一端。移动杆17的一端可转动地连接到柱塞15的一端上，另一端连接到单向离合器51上。移动杆17可以绕位于其长度方向上大体中心的位置处的枢轴转动。

螺线管16通电时工作以移动朝着柱塞15的长度方向向内移动柱塞15，从而克服复位弹簧(未示出)的力将其拉进去。拉近移动柱塞15使得移动杆17如图1所示的顺时针方向枢转，小齿轮就通过移动杆17朝着发动机21的环形齿轮23移动。这使得小齿轮13啮合环形齿轮23而起动发动机21。当螺线管16断电时，复位弹簧复位柱塞15和移动杆17到它们如图1所示的原始位置，因此小齿轮13脱离与环形齿轮23的啮合。

单向离合器51用于将起动器电机23提供的旋转运动传递到小齿轮13上，而不将小齿轮13的旋转运动传递到起动器电机12上。利用该结构，即使当发动机21(环形齿轮23)的转速在小齿轮将要啮合到环形齿轮期间高于小齿轮13的转速时，单向离合器51处于不锁定状态从而使得小齿轮13和单向离合器51空转。这就预防了环形齿轮23(小齿轮13)的旋转被传递到起动器电机12。

继电器19设计成机械继电器或者半导体继电器。继电器19具有第一和第二接线端(触点)，分别电连接到电池18的正极和螺线管16的一端。继电器19还具有控制接线端，其电连接至ECU20的输出端口P2上。

例如，当表征接通继电器19的电信号从ECU20通过输出端口P2发送到继电器19时，继电器19在第一和第二接线端之间建立电导通，这样就允许电池18在螺线管16上作用DC(直流)电池电压。

否则，当表征切断继电器19的电信号通过输出端口P2从ECU20统一发送至继电器19时，所述继电器19中断第一和第二终端之间的电传导，从而将电池18从螺线管16断开。

开关元件24被设计成，例如，机械继电方式。例如，开关元件24包括螺线管24a和开关24b。

螺线管24a具有一端和另一端，其中一端电连接至ECU20的输出端口P1，另一端接地。开关24b电连接至电池18的正极和电机开关25之间。

当ECU20通过输出端口P1发出表征开启开关元件24的电信号时，螺线管24a通电，开关24b由通电的螺线管24a开启，这样就开启了电机开关25。这就在电枢12b和电池18之间建立了电导。这使起动器电机12的电枢12b通电从而可旋转地驱动小齿轮13。

另外，当ECU20通过输出端口P1发出表征开关元件24的切断状态的电信号时，螺线管24a断电，开关24b由断电的螺线管24a关断，这样就关闭了电机开关25。这样就断开了电池18和电枢12b之间的电导，从而停止了小齿轮13(起动器电机12)的旋转。

参考图2，曲轴角度传感器29包括整流器盘(rector disk)(脉冲发生器)34，其连接到曲轴22上，并整体地随之旋转。曲轴角度传感器29还包括电磁拾波器(简称“拾波器”)35，其邻近磁阻盘34设置。

磁阻盘34具有齿36，所述齿环绕盘34的外周以预设的曲轴角度间隔布置，例如，30°间隔(π/6弧度间隔)。矩形盘34还具有，例如一个缺齿部分MP，在该部分例如两个齿的预设数量个齿缺失。预设的曲轴角度间隔确定了曲轴角度传感器29的曲轴角度测量分辨率R。例如，当齿36以30度间隔时，曲轴角度测量分辨率R设置为30度。

拾波器35设计成根据磁阻盘34的齿36的旋转拾取之前形成磁场的变化并进而产生脉冲，所述脉冲是基信号水平向预设信号水平的转变。

特别地，每当旋转的磁阻盘34的齿36通过拾波器35的前面时，拾波器35可操作地输出脉冲信号。

从拾波器35输出的脉冲轨迹，称为“NE信号”，被发送到控制系统5；所述NE信号被控制系统5用来计算发动机21的旋转速度NE。

点火开关26设置在车辆中被电连接在电池18的正极和ECU20之间。例如，当车辆的点火钥匙插入到钥匙筒里面并被驾驶者开启到点火位置时，点火开关26打开，使得DC电压从电池18施加到ECU20上。这就激活了ECU20。

ECU20设计成，例如普通微型计算机电路，例如由CPU，存储介质20a，存储介质包括ROM(只读存储)，例如可重写ROM，RAM(随机存储单元)，或类似的部件，和IO(输出和输入)接口，等等组成。

存储介质20a在其中存储图M1，其设计为例如，数据表或者程序。图M1代表了发动机21的曲轴角度变化、发动机21冷却剂温度变化和发动机摩擦扭矩T之间的函数(关系)。所述函数可以基于使用发动机21测试获得的或者其等效的计算机模型获得的数据来确定。所述函数也可以基于发动机21的设计数据来确定。

注意，发动机摩擦扭矩T指的是发动机21内部任意两个相互接触的部分之间的摩擦所消耗的扭矩，例如运动的活塞与气缸之间；摩擦力的大小取决于每个发动机部分的温度。这样，发动机摩擦扭矩T可以表示为发动机21的曲轴角度的变化和发动机冷却剂温度的变化的函数。

存储介质20a还存储发动机21的惯量(惯性力矩)。发动机21的惯量已经计算而作为文件F存储在存储介质20a中。

存储介质20a预先存储了各种发动机控制程序。

ECU20可操作地：

接收传感器63测量的数据段并将它们传送出去；和

基于传感器63测量到的至少一部分接收的数据段判定发动机21的运行情况，来控制设置在发动机21内的各种致动器AC，从而调整发动机21的各种控制变量。

例如，ECU20基于曲轴角度传感器29输出的NE信号，可操作地判定曲轴22相对于参考位置的旋转位置(曲轴角度位置)，和发动机21的转速NE。发动机21的转速NE以下简称为“发动机速度NE”。例如，ECU20可操作地基于NE信号的脉冲间隔或者NE信号的每次脉冲宽度计算发动机的速度NE。参考位置可以基于齿的缺失部分MP的位置和/或来自于凸轮轴传感器的输出信号而判定。

特别地，ECU20被编程为：

计算每个气缸的点火器AC的合适点火正时，和计算每个气缸的燃料喷射器AC的合适燃料喷射正时和合适喷射量。

指示每个气缸点火器AC，在相应的计算的合适点火正时上在每个气缸中点燃空气-燃料混合物；和

指示燃料喷射器AC为每个气缸在相应的所计算的合适喷射正时，喷射相应的所计算的合适燃料量进入每个气缸。

另外，存储在存储介质20a中的发动机控制程序包括发动机停止-起动控制程序(程序)R1。在ECU20被通电期间在给定的循环中ECU20重复地运行发动机停止-起动控制程序R1来执行发动机停止-起动控制任务T，或者说是空转减少控制任务T，。

特别地，根据发动机停止-起动控制程序R1，ECU20在步骤S1中基于传感器63测量到的数据重复地判定是否至少一个预定的发动机自动停止条件已经满足。

基于传感器63测量的数据判定没有满足任何预定的发动机自动停止条件时(在步骤S1中为“否”)，那么ECU20跳出发动机停止-起动控制程序R1。

相反，当驾驶者操作加速踏板以完全关闭节气门，或者在车辆运行期间操作制动踏板使得车辆处在一个预设的将要停止的减速状态下时，ECU20判定发动机自动停止请求发生，也就是说，至少满足一个发动机自动停止条件(在步骤S1中为“是”)。另外，当车辆在制动踏板被操作下而停止时，ECU20判定发动机自动停止请求发生，也就是说，至少一个发动机自动停止条件满足(在图3的步骤S1中为是)。

然后，在步骤S2，ECU20执行发动机21的自动停止控制。特别地，ECU20控制点火系统53和/或燃料喷射系统55以停止各气缸中空气-燃料混合物的燃烧。发动机21各气缸中的空气-燃料混合物燃烧的停止意味着自动停止发动机21。

在自动停止发动机21之后，在发动机21的转速自动停止期间，或者说，曲轴22惯性运行期间，ECU20执行小齿轮预设子程序R2，因此就预设小齿轮13以啮合环形齿轮23，并在步骤S3中维持小齿轮13与环形齿轮23的啮合。注意，当满足至少一个发动机自动停止条件时(步骤S1的判定为是)，ECU20可以执行步骤S3中的操作。也就是说，ECU20可以与执行发动机自动停止控制并行地执行小齿轮预设子程序R2。

随后，在步骤S4中，ECU20基于传感器63测量的数据和车辆中设置的其他设备的输入数据判定是否出现了一个发动机重起请求。换句话说，在步骤S4中ECU20基于传感器63测量的数据和从车辆中设置的附件65输入的重起指令判定是否满足了至少一个发动机重起条件。例如，附件65设计成通过发动机20驱动。附件65包括，例如，电池充电控制系统，其用来控制电池18或者其他电池的SOC(充电状态)，和用于在车辆的车厢里控制温度和/或湿度的空调装置。

在车辆运行期间，当发动机自动停止请求被释放时，例如，节气门从完全关闭位置移动，ECU20判定发动机重起请求发生，换句话说，在步骤S4，至少满足一个发动机重起条件。另外，当驾驶者，例如，在车辆将要停止时，松开制动踏板或者操作换档杆61来准备重起发动机，ECU20判定发动机重起请求发生，也就是说，在步骤S4中，至少满足一个发动机重起条件。另外，驾驶者，例如，踩压加速踏板来重起车辆，ECU20判定发动机重起请求发生，换句话说，在步骤S4中至少满足一个发动机重起条件。

然后，在步骤S5，ECU20执行发动机21的发动机重起控制。特别地，ECU20通过输出端口P1向开关元件24发送表示开关元件24接通的电信号。这就激活螺线管24a从而打开开关24b。这使得电机开关25开启，由此激活了起动器电机12的电枢12b，因此驱动小齿轮13旋转。

由于预设小齿轮13来啮合环形齿轮23，因此小齿轮13的旋转驱动发动机21的曲轴旋转而起动了发动机21。

在执行发动机停止-起动控制程序R1期间，ECU20监测发动机速度NE。在步骤S5，在执行了发动机重起控制后，当所监测到的发动机速度NE超过了预设的阈值时，在步骤S6中判断发动机的重起是否完成。

当判定所监测的发动机速度NE没有超过预设的阈值(在步骤S6中为否)，ECU20重复步骤S6中的判断过程。

否则，当判定所监测到的发动机速度NE超过了预设的阈值(在步骤S6中为是)，ECU20判定发动机的重起已经完成，并退出发动机停止-起动控制程序R1(发动机停止-起动控制任务T)。

小齿轮预设子程序R2使ECU20具有判定器的功能，以判定来自曲轴角度传感器29输出的NE信号的一个脉冲是否是在发动机21的曲轴22的正转期间最后一个脉冲。小齿轮预设子程序R2同时使得ECU20具有驱动器的功能，以驱动致动器14进而朝着环形齿轮23移动小齿轮13以与之啮合。

如何判定曲轴角度传感器29输出的NE信号的一个脉冲是发动机21曲轴22正转期间的最后一个脉冲要基于空气-燃料混合物燃烧停止之后的发动机21(曲轴22)的旋转行为。换句话说，如何判定曲轴传感器29输出的NE信号的一个脉冲是发动机21的曲轴22正转期间的最后一个脉冲要基于发动机21正向惯性运行期间发动机速度的波动行为(如图4所示)。

接下来，将参考图4和图5描述ECU20执行小齿轮预设子程序R2的操作。

当步骤S2的操作完成或者步骤S1中的判定为肯定时，启动小齿轮预设子程序R2，在步骤S10，ECU20判定曲轴角度传感器29输出的NE信号的一个脉冲是否被输入到ECU20中。

当判定NE信号的一个脉冲没有输入到ECU20中(图5中的步骤S10为否)时，ECU20重复步骤S10的判断。

否则，当判定NE信号的一个脉冲已经输入到ECU20中(图5中的步骤S10为是)时，ECU20继续进行到步骤S11。换句话说，当每次NE信号的一个脉冲被输入到ECU20中时，ECU20继续进行到步骤S11。将要输入到ECU20中的NE信号的一个脉冲也可以称为“第i个脉冲(i＝1，2……)。

在步骤S11中，当每次NE信号的一个脉冲被当前地输入到ECU20中时，ECU20根据以下公式来运算(计算)曲轴22(发动机21)的角速度ω：

$\mathrm{\ω}[\mathrm{rad}/\sec ]=\frac{R\left[\mathrm{deg}\right]}{360\×t\left[\sec \right]}\×2\mathrm{\π}---\left(1\right)$

其中，R表示曲轴角度传感器29的曲轴角度测量分辨率，单位为度，t表示NE信号的脉冲间隔。步骤S11中的操作例如可作为计算器。

也就是说，脉冲间隔t表示前一个NE信号脉冲的上升时刻到当前输入到ECU20的一个NE信号脉冲的上升时刻所经历的很短时间[秒]。

需要注意的是，当气缸内空气-燃料混合物的燃烧停止后，由于发动机21(曲轴22)在没有发动机21帮助的情况下旋转，因此，发动机21的旋转行为表示为发动机摩擦扭矩T[Nm]、发动机21的惯量J、和发动机21的角速度ω的函数。

也就是说，当各个气缸内空气-燃料混合物的燃烧停止后，发动机21(曲轴22)在发动机21的惯性扭矩J下旋转，同时摩擦扭矩T将消耗基于所述惯量J的扭矩。

因此，根据能量守恒定律，当曲轴22的角速度ω从当前值ω(i)改变到下一个值ω(i+1)时，基于惯量J的旋转能量的变化和基于曲轴角度的从当前值θ(i)到下一个值θ(i+1)的摩擦扭矩的能量之间可建立如下关系：

$\frac{1}{2}J({\mathrm{\ω}}_{\left(i\right)}^2-{\mathrm{\ω}}_{(i+1)}^2)=-{\∫}_{{\mathrm{\θ}}_{\left(i\right)}}^{{\mathrm{\θ}}_{(i+1)}}T\left(\mathrm{\θ}\right)\mathrm{d\θ}---\left(2\right)$

其中：

角速度ω的当前值ω(i)表示当NE信号的第i个脉冲输入到ECU20时的角速度ω的实际值；

角速度的下一个值ω(i+1)代表NE信号的下一个将要输入到ECU20的第(i+1)个脉冲时角速度ω的估算值；

曲轴角度的当前值θ(i)对应于NE信号第i个脉冲的输入时刻；

曲轴角度的下一个值θ(i+1)紧接着当前值θ(i)出现；

T(θ)表示作为曲轴角度θ的函数的摩擦扭矩；和

表示当曲轴22从曲轴角度的当前值θ(i)旋转到下一个值θ(i+1)时基于摩擦扭矩T(dθ)的能量。

注意，“i”表示当NE信号的一个当前脉冲被输入到ECU20中时的与发动机运行相关的任一参数值。

这样就建立了公式(3)：

${\∫}_{{\mathrm{\θ}}_{\left(i\right)}}^{{\mathrm{\θ}}_{(i+1)}}T\left(\mathrm{\θ}\right)\mathrm{d\θ}=\frac{1}{2}J({\mathrm{\ω}}_{(i+1)}^2-{\mathrm{\ω}}_{\left(i\right)}^2)---\left(3\right)$

从公式(3)中可以推导出公式(4)：

${\mathrm{\ω}}_{(i+1)}=\sqrt{\frac{2}{J}{\∫}_{{\mathrm{\θ}}_{\left(i\right)}}^{{\mathrm{\θ}}_{(i+1)}}T\left(\mathrm{\θ}\right)\mathrm{d\θ}+{\mathrm{\ω}}_{\left(i\right)}^2}---\left(4\right)$

例如，公式(4)已经在小齿轮-预设子程序R2中描述过，或者公式(4)已经存储在存储介质20a中且可被小齿轮-预设子程序R2作为函数调用。

回到子程序R2，在步骤S11执行完毕后，在步骤S12中，ECU20读取存储在存储介质20a中的摩擦扭矩T的积分值。在前一个脉冲(第(i-1)个脉冲)在随后描述的步骤S15中输入ECU20中时，所述摩擦扭矩T的积分值已经被计算并存储在存储介质20a中。就是说，在存储介质20a中，对应于第(i-1)个脉冲的摩擦扭矩的积分值

已经被储存。

注意，当NE信号的第一个脉冲(i＝1)输入到ECU20时，在存储介质20a中未存储任何摩擦扭矩的积分值时，根据例如图M1预先准备的作为摩擦扭矩并存储在存储介质20a中的一个默认值，可以作为对于第一个脉冲的摩擦扭矩的积分值使用。

接下来，ECU20继续进行步骤S13，在步骤S13中根据上述公式(4)，估算对应于下一个脉冲(第(i+1)个脉冲)的输入时刻的角速度ω的下一个值ω(i+1)。

特别地，在步骤S13中，ECU20将从步骤S12读取的摩擦扭矩的积分值

代入公式(4)中。然后ECU20根据公式(4)，对应于所述下一个脉冲(第(i+1)个脉冲)的输入时刻，计算角速度的下一个值ω(i+1)。

随后，ECU20进入步骤S14，并判定在下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)是否是虚数，从而在步骤S14中判定当前第i个脉冲是否为发动机21正转期间的NE信号的最后一个脉冲。换句话说，ECU20判定在下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)是否小于0，从而在步骤S14中判定当前第i个脉冲是否是发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲。步骤S12到S14的操作作为例如判定器来进行。

判定下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)不是一个虚数，换句话说，大于或等于0时(在步骤S14中为否)，则ECU20判定当前第i个脉冲不是发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲，随后进入步骤S15。

也就是说，在步骤S14，判定下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)为0或者正数时，则ECU20判定当前脉冲第i个不是发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲。

在步骤S15，ECU20根据公式(3)计算摩擦扭矩的积分值

并将所述摩擦扭矩的积分值

存储在存储介质20a中，返回步骤S10。随后，ECU20重复的执行步骤S10到S15的操作，直到步骤S14中的判断为“肯定的”。

否则，在判定下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)是虚数时，换句话说，小于0时(在步骤S14中为是)，则ECU20判定当前脉冲第i个是发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲，随后进入步骤S16。

也就是说，在步骤S14，在判定下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)为负值时，则ECU20判定当前第i个脉冲是发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲。

在步骤S16，ECU20向继电器19发出表示继电器19接通的电信号。这接通了继电器19从而使致动器14的螺线管16通电。这就朝着环形齿轮23移动了小齿轮13并使它们啮合。这就完成了小齿轮13至环形齿轮23的预设。在步骤S16操作之后，ECU20返回到主程序R1。步骤16中的操作、继电器19和致动器14作为小齿轮啮合单元使用。

注意，曲轴22(发动机21)的角速度ω可以简单的转化为发动机速度Ne。也就是说，ECU20可以将角速度的当前值ω(i)转化为发动机速度的当前值Ne(i)，并且可以将下一个角速度估算值ω(i+1)转化为发动机速度的下一个估算值Ne(i+1)。

这样，在步骤S13中，ECU20可以估算发动机速度的下一个值Ne(i+1)，并判定下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的发动机速度的估算值Ne(i+1)是否为虚数(负值)，从而在步骤S14中判定当前第i个脉冲是发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲。

正如上述所描述的，每当NE信号的一个脉冲被输入到ECU20时，根据第一实施例的发动机起动系统1设计成：

在NE信号的下一个脉冲输入时刻，估算曲轴22的角速度值或者发动机速度值；和

判定曲轴22的角速度或者发动机速度的估算值是否是虚数(负数值)，从而判定当前脉冲是否是发动机21正转期间NE信号的最后脉冲。

当判定曲轴22的角速度或者发动机速度的估算值是虚数(负数值)从而判定当前脉冲是发动机21正转期间NE信号的最后脉冲时，发动机起动系统1被设计来驱动致动器14使得小齿轮13朝着环形齿轮23移动以便将两者相啮合。

也就是说，当发动机21的旋转方向是正转方向且发动机转速非常接近0时，在合适正时，发动机起动系统1执行预设小齿轮13到环形齿轮23。

这样，在不需要任何传感器来检测发动机21的反转的情况下，使发动机起动系统1实现低噪音地将小齿轮13与环形齿轮23啮合成为可能。这获得了一种优势，即在低成本下实现小齿轮13到环形齿轮23的预设，这样满足了作为当前重要的技术需求的汽车低成本的要求。

另外，由于发动机起动系统1在发动机21的正转期间的NE信号的最后一个脉冲的输入时刻将小齿轮移动到环形齿轮23，这就使得在发动机21的正转期间在非常低的速度范围内实现将小齿轮13可靠移动到环形齿轮23成为可能。因为不像说明书背景技术中描述的传统设备或者传统第二系统中那样使用在低电流或低电压下驱动小齿轮13的功能而将小齿轮13移动到环形齿轮23，这能够减少噪音。

以上所描述的优点使得以下情形成为可能：在发动机惯性运转期间恰好在发动机21完全停止或反向转动之前，在低成本下，发动机起动系统1能够以低噪声使小齿轮13与环形齿轮23啮合。

另外，因为发动机起动系统1设计成在发动机21的曲轴22的旋转完全停止之前移动小齿轮13以啮合环形齿轮23。因此，这就使得保留上述的优点的同时防止发动机21重起延时成为可能。

在步骤S15中，ECU20根据公式(3)计算摩擦扭矩的积分值

但是也可以采用图M1来计算积分值

这个图M1表示了发动机21的曲轴角度的变化、发动机冷却剂温度变化和发动机摩擦扭矩T的变化之间的函数(关系)。

注意，在第一实施例中，估算曲轴22的角速度值或者发动机速度值的周期设置为从曲轴角度传感器29至ECU20的脉冲输入间隔，例如，30曲柄角度，但是本发明并不仅限于此。

特别地，每当活塞到达相应气缸的压缩上死点(TDC)，所述发动机起动系统1可以被设计成：

当活塞到达相应气缸的TDC时的下一正时估算曲轴22的角速度值或者发动机速度值；和

判定曲轴22的角速度或者发动机速度的估算值是否为负值，进而判定当前脉冲是否为发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲。

当判定所估算的曲轴22的角速度值或者发动机速度值为负值时，发动机起动系统1可以判定：活塞没有通过相应气缸内的下一个TDC；因此判定当前脉冲是发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲。

在第一实施例中，ECU20执行从S11到S15的操作，进而判定当前脉冲是否是发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲。然而，本发明并不仅限于所述的在步骤S11到S15的操作过程中的最后脉冲判定方法。

特别地，作为本发明第一实施例的一个修改例，当判定NE信号的一个脉冲(第i个脉冲)输入到ECU20(在步骤S10中为是)时，ECU20继续进行图6A的步骤S21。

在步骤S21中，基于从NE信号的前一个(i-1)脉冲的上升时刻到当前输入到ECU20中的NE信号的当前第i个脉冲的上升时刻持续的脉冲间隔t，ECU20计算曲轴22的当前角速度值或者发动机速度的当前值。该操作与步骤S11是一样的。

在步骤S22中，ECU20将曲轴22的角速度或者发动机速度的当前值存储于存储介质20a中，这样，其与相应的曲轴22的曲轴角度位置(旋转位置)相关联从而成为历史数据。

在步骤S23中，ECU20基于存储于存储介质20a中的与相应的曲轴角度位置相关联的历史数据计算发动机速度变化(下降)的轨迹。

在步骤S24中，ECU20基于步骤S23中所计算的发动机速度变化的轨迹估算相应于下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度或者发动机速度的下一个值。

在步骤S25中，ECU20判定在下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的所估算的角速度值或者发动机速度值是否为负值，并以此判定当前第i个脉冲是不是发动机21正转期间的NE信号的最后一个脉冲。

当判定所估算的在下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度或者发动机速度的值不是负值(在步骤S25中为否)，ECU20判定当前第i个脉冲不是发动机21正转期间的NE信号的最后一个脉冲，则回到步骤S21。此后，每当NE信号的一个脉冲作为当前脉冲被输入到ECU20中时，ECU20重复的执行步骤S21到S25的操作，直到步骤S25中的判定为肯定。注意，因为，通过重复地执行步骤S21和步骤S22的操作，与每个相应曲轴角度位置相关的历史数据已经被存储在存储介质20a中，ECU20基于存储在存储介质20a中的与曲轴角度位置相关的历史数据计算发动机速度变化的轨迹。

否则，当判定所估算的在下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度或者发动机速度的值是负值(在步骤S25中为是)，ECU20判定当前第i个脉冲是发动机21正转期间的NE信号的最后一个脉冲，并继续进行步骤S26。

在步骤S26中，ECU20与步骤S16中的操作一样，将表征继电器19接通的电信号发送至继电器19。这就将小齿轮13朝着环形齿轮23移动并与之啮合。这就完成了预设小齿轮13到环形齿轮23上。在步骤S26的操作之后，ECU20返回主程序R1。

如上所述，根据本发明第一实施例修正的发动机起动系统设计成基于与每个相应的曲轴角度位置相关的历史数据计算发动机速度变化的轨迹，并且基于所计算的发动机速度变化的轨迹估算对应于下一个脉冲第(i+1)个输入时刻的发动机速度或者角速度的下一个值。

这样，就使得可靠判定当前脉冲第i个是否为发动机21的正转期间的NE信号的最后一个脉冲成为可能。

在第一实施例中，在步骤S14中，ECU20判定下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)是否为虚数，进而在步骤14，判定当前第i个脉冲是否为发动机21正转期间的NE信号的最后脉冲。然而本发明并不仅限于此操作。

特别地，在图6B的代替步骤S14的步骤S14a中，ECU20判定下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)是否处于对应于等于或接近0的发动机速度的正值范围的一个范围内，例如0-100PRM。

当判定下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)在对应于该发动机速度的正值范围的范围之外(步骤14a中为否)，则ECU20继续进行到步骤15。

否则，当判定下一个第(i+1)个脉冲输入时刻的角速度的估算值ω(i+1)在对应于等于或接近0的发动机速度的正值范围(例如0-100PRM)的范围内时，(步骤14a中为是)，ECU20确定与当前第i个脉冲同步的小齿轮13与环形齿轮23的啮合维持在低水平的由于小齿轮13和环形齿轮23的啮合引起的噪音。然后，ECU20进入到步骤S16。

由此，上述其它的修正将获得与第一实施例相同的优点。

                        第二实施例

下面将参考图7和8描述根据本发明第二实施例的设置在车辆发动机21的发动机起动系统。

第二实施例中的发动机起动系统的硬件和软件结构基本上与第一实施例中的发动机起动系统1相同，除了以下几点。因此，第一实施例和第二实施例中的发动机起动系统中的相同部分，将采用相同的附图标记，并在描述中省略或者简化。

如上所述，优选地是在发动机21的自动停止控制执行完成之后尽快重起发动机21。另外，如果当小齿轮13啮合到环形齿轮23上时产生大的噪音，那么这会使得乘员恼火和不悦。

因此，如第一实施例那样，为了在立即重起发动机21时减小小齿轮13啮合到环形齿轮23的噪音，第二实施例中的发动机起动系统设计成在发动机21惰性运行期间执行小齿轮13到环形齿轮23的预设。

与第一实施例相同，为了将小齿轮13啮合到环形齿轮23的噪音降低到尽可能小的水平，有必要恰好在发动机惰性运行停止之前将小齿轮13啮合到环形齿轮23，且特别地，有必要使得在小齿轮13和环形齿轮23之间非常低的相对旋转速度内，例如0±100PRM的范围，将小齿轮13和环形齿轮23啮合。更特别地，当在发动机速度为零时同步预设小齿轮13到环形齿轮23上时，这将提供由于预设小齿轮而降低噪音的更大优势。

另一方面，如上所述，将常规的电磁拾波式传感器作为曲轴角度传感器29，其在输出NE信号发动机速度的具有局限性，因此，当发动机的转速在非常低速的范围内时，曲轴角度传感器29不可能在高精度下测量发动机的转速；所述非常低速的范围是，例如，等于或小于200到300PRM的范围。

这是因为，当发动机速度处于非常低速的范围时，曲轴角度传感器29的拾波器35不能检测出位于其前方的旋转磁阻盘34的一个齿36的通过，换句话说，每个齿36的旋转可能不能容易地改变预先形成的磁场。

然而，如上所述，发动机速度越低，由于小齿轮13啮合环形齿轮23所造成的噪音就越小。因此，由小齿轮13啮合到环形齿轮23所造成的噪音在一个合适的发动机速度范围内可以得到有效地减小，该范围包含在如此一个非常低速的范围；在该非常低速范围内的发动机速度值可能不能由曲轴角度传感器29以高精度计算出。

这样就很难判定小齿轮13移动以啮合到环形齿轮23上的合适时刻，这就造成了小齿轮13啮合到环形齿轮23时产生的噪音增大。

为了解决上述的情况，第二实施例的发动机起动系统设计成从，基于根据NE信号计算出的发动机速度估算在发动机21的自动停止控制执行完成之后的发动机惰性运行期间的发动机速度变化轨迹。所述发动机起动系统也设计成基于所估算的发动机速度变化轨迹调整小齿轮13啮合到环形齿轮23的正时。

作为估算发动机速度变化轨迹的一个具体例子，发动机起动系统设计成基于NE信号计算发动机速度的瞬时值，和基于所述发动机速度的瞬时值估算发动机速度变化的轨迹；这些发动机速度的瞬时值位于瞬时发动机速度的减小时期内。

注意，所述瞬时发动机速度指的是基于每当曲轴22旋转过一个预定的，例如30度的曲柄角度时的NE信号的脉冲间隔的计算值。如上所述，NE信号的脉冲间隔表示了很短的时间[sec]，其从NE信号的前一个脉冲的上升时刻开始直到当前被输入到ECU20的NE信号的一个脉冲上升时刻为止。

换句话说，瞬时发动机速度等价于曲轴22的角速度ω。

接下来，将结合对应于第一实施例的附图4的附图7描述如何调整小齿轮13啮合到环形齿轮23的正时。

图7是示意地表示发动机实际速度(实际发动机速度NEA)变化和发动机瞬时速度NES的变化的正时图；所述发动机实际速度NEA在图7中表示为点划线的形式，而发动机速度的瞬时值NES在图7中表示为实线的形式。

正如第一实施例所描述的，根据发动机21的自动停止控制而停止的每个气缸内的空气-燃料混合物的燃烧使发动机21惯性运行，因此造成发动机实际速度NEA逐渐下降。在逐渐下降期间，发动机实际速度NEA在活塞每次到达相应气缸的TDC时交替地上下波动变化(如图7所示)。

另外，如图7中的实线所示，发动机瞬时速度NES随着发动机实际速度NEA的变化而变化。特别地，在附图7中，对应于180度曲轴角度的预设时间段，包括当活塞到达相应气缸的TDC时的时刻，其被表示为“TB”。在每个“TB”时间段中，发动机瞬时速度NES向下、向上和向下波动(如图7所示)。

当每一个时间段TB中的发动机瞬时速度NES的波动的波形被称为“单位波形TBW”时，在发动机实际速度NEA逐渐降低的过程中，所述单位波形TBW重复地出现。

第二实施例的发动机起动系统利用发动机瞬时速度NES的变化特征来执行小齿轮预设子程序。

特别地，第二实施例的发动机起动系统设计成在至少一个时间段TB中的一个区域TC内计算发动机瞬时速度NES的多个值；发动机瞬时速度NES在所述区域TC内逐渐下降。然后，发动机起动系统设计成在发动机速度的多个瞬时值NES的计算时刻之后基于发动机瞬时速度的多个值NES估算在发动机21惰性运行期间的发动机速度变化的轨迹。

例如，如图7所示，发动机起动系统设计成计算在一个TB时间段的区域TC内的第一和第二时刻A1和B1的发动机瞬时速度NES的第一和第二值；所述第一和第二时刻A1和B1在活塞通过相应气缸的TDC后立即出现。

然后，发动机起动系统设计成确定通过第一和第二发动机瞬时值NES的线性函数，并基于该线性函数，估算发动机速度的下降轨迹(变化)。

接下来，发动机的起动系统设计成将多个发动机瞬时值NES中的一个，例如图2中的第二值B1设定为基点。另外，发动机起动系统设计成获得位于线性函数上的目标点P；该目标点P对应于预设的发动机目标速度NEP值，例如0，以用来啮合小齿轮13到环形齿轮23上。然后，发动机起动系统设计成基于线性函数计算发动机速度从基点(第二值B1)到目标点P所需要的时间TP。

然后，发动机起动系统被设计来执行将小齿轮13啮合到环形齿轮23上的移动控制，这样当从基点(第二值B1)经过了所需要的时间TP后，在小齿轮啮合时间点tp1，小齿轮13啮合到环形齿轮23。

注意，当基于线性函数预测发动机速度的轨迹时，发动机起动系统可以设计成使用发动机瞬时速度NES的多个值中的至少两个值；所述发动机瞬时速度NES的多个值中的至少两个值可以在时间上相互邻近(参见图7中的第一和第二值)。当基于线性函数预测发动机速度的轨迹时，发动机起动系统可以设计成使用发动机瞬时速度NES的多个值中的至少两个值；所述发动机瞬时速度NES的多个值中的至少两个值可以在时间上相互不邻近。

在第二实施例中，所述预设发动机目标速度NEP被定义成小齿轮13啮合到环形齿轮23的开始时的发动机速度，但是也可以定义成小齿轮13啮合到环形齿轮23完成时的发动机速度。

在第二实施例中，当发动机瞬时速度NES达到单调下降时间段TDW的开始点时，发动机起动系统设计成执行小齿轮预设子程序，在所述单调下降时间段TDW中，发动机瞬时速度NES朝着零单调递减。

在第二实施例中，单调递减时间段TDW的开始点定义成：在发动机的速度从正转方向转变为反转方向之前，发动机21的正转期间，活塞到达相应气缸的最后一个TDC时的时刻。换句话说，发动机起动系统优选地设计成计算在一个TB期间的单位波形TBW上的发动机瞬时速度NES的多个值，在所述TB期间出现最后一个TDC。

发动机起动系统设计成在计算在最后TDC出现的一段时间TB中单位波形TBW上的多个发动机瞬时值NES，其原因在于：

在发动机21的正转期间，在最后TDC出现之后，由于发动机速度单调递减，使得发动机速度变化轨迹可以更精确的计算得出。

也就是说，在发动机21的正转期间出现最后TDC之前，发动机瞬时速度NES在到达下一个TDC之前是增加的。这就使得发动机实际速度的轨迹与所估算的发动机速度轨迹之间有差距。

相反，在发动机21的正转期间出现最后TDC之后，发动机瞬时速度NES是单调递减的。因此，采用最后TDC出现的一段时间TB中的单位波形TBW上多个发动机瞬时值NES来估算发动机瞬时速度NES的轨迹使得发动机实际速度的轨迹与所估算的发动机速度轨迹之间的差距尽可能小。

在第二实施例中，为了调整小齿轮13啮合到环形齿轮23的啮合时刻，发动机起动系统设计成调整小齿轮13移动到环形齿轮23的小齿轮移动时刻tp2，从而调整了小齿轮啮合时刻tp1。特别地，从小齿轮13移动向环形齿轮23开始到其已经啮合到环形齿轮23为止，这将花费一定的时间。因此，如图7所示，发动机起动系统设计成调整小齿轮移动时刻tp2使得小齿轮13向环形齿轮23的移动开始于比小齿轮啮合时刻tp1早移动时间TA的一个时间；所述移动时间TA要求从小齿轮13移动向环形齿轮23的开始时到小齿轮13啮合到环形齿轮23的开始或完成时。

接下来，将参考图7和8描述发明第二实施例的ECU20执行小齿轮预设子程序R2的详细操作步骤。

当步骤S2的操作完成时或步骤S1的判定为肯定时，启动小齿轮预设子程序R2，ECU20判定小齿轮移动时刻tp2是否已在步骤S31中被计算出(被存储)。

当判定小齿轮移动时刻tp2没有被计算出(步骤S31中为否)，则ECU20继续进行到步骤S32，并在步骤S32中判定曲轴角度传感器29输出的NE信号的一个脉冲是否已经被输入。

当判定曲轴角度传感器29输出的NE信号的一个脉冲没有被输入到ECU20(步骤S32中为否)，则ECU20重复步骤S32中的判定。

否则，当判定NE信号的一个脉冲输入到ECU20中(步骤S32中为是)，ECU20继续进行到步骤S33。换句话说，每次NE信号的一个脉冲被输入到ECU20时，ECU20就继续进行到步骤S33。输入到ECU20中NE信号的一个脉冲随后也被称为“第i个脉冲(i＝1，2，……)”。

在步骤S33中，ECU20采用上述的脉冲间隔t来运算(计算)发动机瞬时速度NES的值，并且将其存储于存储介质20a中。

例如，ECU20采用实施例1中描述的公式(1)计算发动机瞬时速度NES的当前值，并将其存储在存储介质20a中。

在步骤S33中，ECU20还计算将被输入到其中的NE信号的一个脉冲的宽度值，并且将其存储在存储介质20a中。步骤S32和S33的操作用作发动机速度计算器。

接下来，在步骤S34中，ECU20判定发动机瞬时速NES是否在单调递减期间TDW内。

特别地，在步骤S34中，ECU20判定在发动机速度从正转向反转转变之前的发动机21正转期间，活塞是否通过了相应气缸的最后一个TDC。

例如，在第二实施例中，当在步骤S33中计算的发动机瞬时速度NES的当前值等于或者小于预设的阈值范围，例如，200至300PRM，且前一个脉冲(第(i-1)个脉冲)宽度值与当前脉冲(第i个脉冲)宽度值之间的差等于或小于预设的阈值，则ECU20判定在发动机速度从正转向反转转变之前的发动机21正转期间，活塞通过了相应气缸的最后TDC。

特别地，当确定在发动机速度从正转向反转转变之前的发动机21正转期间，活塞没有通过相应气缸的最后TDC时(在步骤S34中为否)，则ECU20重复步骤S32到步骤S34的操作。

所述重复步骤S32到步骤S34的操作使得发动机瞬时速度NES的多个值可以存储在存储介质20a中。

否则，当确定在发动机速度从正转向反转转变之前的发动机21正转期间，活塞通过了相应气缸的最后TDC(在步骤S34中为是)，则ECU20进入到步骤S35。

在步骤S35中，ECU20采用上述获得的脉冲间隔t来运算(计算)发动机瞬时速度NES的多个值；所述发动机瞬时速度NES的多个值在最后TDC出现的一个期间TB的区域TC(如图7所示)。

在第二实施例中，例如，如上所述，ECU20采用上述获得的脉冲间隔t来运算(计算)发动机瞬时速度NES的在时间上邻近的第一和第二值；这些在时间上邻近的发动机瞬时速度NES的第一和第二值分别相应于在最后TDC出现的一个时间段TB中的区域TC内的第一和第二时刻A1和B1(如图7所示)。

在步骤S35中，作为发动机速度变化的轨迹，ECU20定义了一个线性函数，其具有斜率且经过发动机瞬时速度NES的多个值，并将发动机瞬时速度NES的多个值中的一个设定为基点；所述发动机瞬时速度NES的多个值中的一个是发动机瞬时速度NES的多个值中最小的一个。在第二实施例中，图2中的第二值B1被设为基点。

在步骤S35中，ECU20对从发动机瞬时速度NES到达基点(第二值B1)时的时间点起经过的时间段进行计数。

在步骤S35中，ECU20在线性函数上获得目标点P；所述目标点P相应于用于啮合小齿轮13到环形齿轮23上的预设的发动机目标速度NEP。在第二实施例中，将发动机目标速度设置为0。

在步骤S35中，ECU20基于所述线性函数计算发动机速度从基点(第二值B1)转变到目标点P所需要的时间TP。步骤S34和S35的操作用于，例如，估算器。

在步骤S36中，ECU20基于所计算的TP时间计算小齿轮移动时刻tp2。特别地，在步骤S36中，ECU20将所计算的时间TP减去移动时间TA；所述移动时间TA要求从小齿轮13移动向环形齿轮23开始，直到小齿轮13开始或完成与环形齿轮23的啮合。然后，在步骤S36中，ECU20判定小齿轮移动时刻tp2，由于所述扣除时间(TP-TA)，小齿轮移动时刻tp2晚于基点时间。

在步骤S37中，ECU20判定在步骤S35中的被计数的时间段是否到达了小齿轮移动时刻tp2。当判定在步骤S35所述计数的时间段没有到达小齿轮移动时刻tp2(步骤S37中为否)，ECU20重复步骤S31和S37中的判定的同时在步骤S35中继续对所述时间段进行计时。

否则，当判定所述计数的时间段到达了小齿轮移动时刻tp2(步骤S35中为是)，ECU20继续进行至步骤S38，并在步骤S38中向继电器19发送表征继电器19接通的电信号。这就接通了继电器19并因此使致动器14的螺线管16通电。这就朝着环形齿轮23移动小齿轮13，并使之啮合。这就完成了预设小齿轮13到环形齿轮23上。在步骤S38的操作之后，ECU20以与实施例1相同的方式回到主程序R1。步骤S36到S38的操作、继电器19和致动器14作为，例如控制器。

如上所述，根据第二实施例的所述发动机起动系统获得了以下的优点：

所述发动机起动系统构造成基于曲轴角度传感器29获得的NE信号估算发动机的速度，并在估算的发动机速度区域内在理想的发动机速度下调整小齿轮13啮合到环形齿轮23的定时。这种构造在合适的定时将小齿轮13啮合到环形齿轮23，由此就获得了减小由于小齿轮13啮合到环形齿轮23所造成的噪音的第一个优点。

所述发动机起动系统构造成基于发动机瞬时速度NES逐渐降低的TC区域内的发动机瞬时速度NES的多个值来估算发动机速度变化(下降)的轨迹。这种构造获得了估算发动机速度朝着0递减的第二个优点，即，发动机速度朝着0变化的轨迹。

当发动机瞬时速度NES达到单调下降时期TDW的开始点时，所述发动机起动系统构造成估算在发动机瞬时速度NES位于单调递减时期TDW时的多个发动机瞬时速度值NES。这种构造获得了第三个优点：它能够精确的估算发动机瞬时速度值接近0时的发动机速度变化轨迹。

用于曲轴角度传感器29的常规电磁拾波式传感器具有发动机速度在输出NE信号上的局限性，因此，当发动机速度处于很低的速度范围时曲轴角度传感器29可能不能在很高的精度下测量发动机速度；所述很低的速度范围指的是等于或低于200至300PRM的范围。

然而，根据第二实施例构造的所述发动机起动系统，其构造成在发动机速度处于非常低的速度范围内估算发动机速度。这种构造获得了第四个优点：在发动机速度在非常低的速度范围内时，也能够在合适的时刻将小齿轮13啮合到环形齿轮23。

所述发动机系统构造成估算当发动机实际速度变为0时的时间点，并在所述估算时间点或其附近，将小齿轮13啮合到环形齿轮23。这种构造获得了第五个优点：更大程度的减小了由于小齿轮13啮合到环形齿轮23所造成的噪音。更具体地，所述发动机起动系统构造成估算发动机21自动停止之后的发动机惰性运行期间发动机速度第一次变为0时的时间点。这使得小齿轮13尽可能早的啮合到环形齿轮23，从而减小了由于啮合造成的噪音，这样就在满足至少一个发动机重起条件时可靠地完成了小齿轮13与环形齿轮23的啮合。

所述发动机起动系统构造成，基于所估算的发动机速度变化轨迹和从小齿轮13移动向环形齿轮23的开始到小齿轮13与环形齿轮23的啮合的开始或完成所需要的移动时间TA，来确定小齿轮移动时刻tp2。这种结构获得了第六个优点：更合适地确定小齿轮13与环形齿轮23的啮合时刻。

作为第二实施例的第一个变型，发动机系统可以构造成定义通过发动机瞬时速度NES的至少三个或更多值的二次函数；这些发动机瞬时速度NES的至少三个值包括在TDC位置时的发动机速度瞬时速度NES的一个值；该值在时间上位于第一值和最后值之间。发动机起动系统也可以构造成基于所述二次函数，在计算完发动机瞬时速度NES的至少三个值后，估算发动机速度变化的轨迹。

例如，发动机起动系统可以设计成基于所述二次函数在基点位置的切线来计算发动机速度从基点(例如最后值)转变到目标点P所需要的时间TP。

该构造可以更大程度的减小发动机速度变化和发动机实际速度的轨迹之间的差异。

作为第二实施例的第二个变型，所述发动机起动系统可以构造成基于至少两段时间段TB内的发动机瞬时速度NES的多个值，在计算完发动机瞬时速度NES的至少三个值后，估算发动机21惰性运行期间的发动机速度变化的轨迹。特别地，所述发动机起动系统可以构造成基于至少两段在时间上相邻的时间段TB内的发动机瞬时速度NES的至少三个值来估算发动机速度变化的轨迹。

作为第二实施例的第三修正例，所述发动机起动系统可以构造成基于发动机瞬时速度NES的多个值估算发动机速度变化的轨迹。这些值刚好位于上述非常低的速度范围之前。

也就是说，如上所述，用于曲轴角度传感器29的常规电磁拾波式传感器具有发动机速度在输出NE信号上的局限性，因此，处于很低的速度范围时曲轴角度传感器29不可能在很高的精度下测量出发动机速度。

在此时，第三修正例的发动机起动系统的构造可以基于多个发动机瞬时速度值估算发动机速度变化的轨迹；这些值被选择为刚好位于非常低的速度范围之前。特别地，发动机起动系统的ECU20可以构造成基于将要输入其中的一个脉冲的宽度是否长于预设值来判定曲轴角度传感器29的发动机速度的局限性，以进一步基于所判定的局限性确定所述非常低的速度范围。

在第二实施例中，发动机系统设计成基于最后一个TDC出现之后的发动机瞬时速度NES估算发动机速度的变化轨迹，并基于所估算的发动机速度变化轨迹计算小齿轮移动时刻tp2。然而本发明并非限制于该设计(参见图10)。

特别地，根据第四修正例，所述发动机起动系统可以设计成：

基于在TB时间段中的相应一个时间段内的多个发动机瞬时速度值NES，在发动机速度等于或者低于预设值时，例如几百PRM时的每个时间段TB(TB_K-1，TB_K)估算发动机速度变化轨迹，假设在每个时间段TB期间发动机速度的变化轨迹是单调递减的；和

基于在每个时间段TB中所估算的发动机变化轨迹计算小齿轮移动时刻tp2或者小齿轮啮合时刻tp1。

这种设计将前一个时间段TB(TB_K-1)的前一个小齿轮移动时刻tp2更新为紧接着前一个时间段TB的下一个时间段TB(TB_K)的新计算的小齿轮移动时刻tp2。

根据第二实施例的第五修正例的发动机系统可以设计成根据发动机21或者那些附件65的运行情况，修正在步骤S35中所估算的发动机速度变化轨迹。特别地，发动机21惰性运行期间的发动机速度变化轨迹依赖于发动机21或者那些附件65的运行情况的变化。

例如，由温度传感器27所测量的温度信息被越多地转移到较低的温度区域，活塞外表面和每一个气缸之间的摩擦就越大。这可能会引起发动机速度下降的程度减小。另外，每个气缸的压缩载荷增加得越多，例如节气门位置越接近全开位置，则发动机速度下降的程度就越大。

另外，当附件65的空调系统处于运行状态时，与空调处于关闭状态时相比，发动机速度的下降程度越大。因此，在步骤S35中，ECU20可以基于发动机21和/或那些附件65的运行情况，调整(修正)发动机速度变化轨迹。这获得了进一步减小所估算的发动机速度下降轨迹和发动机实际速度下降轨迹之间的差距的优点。

根据第二实施例的第六修正例的发动机起动系统可以设计成在计算表征发动机速度和单调递减时间段TDW(或者包含最后TDC的一个TB)之前的一个时间段(先前时间段)TB的时间之间关系的函数；所述函数具有在一个先前时间段TB中作为起点的点(参考点)。例如，先前时间段TB的开始点可以设置为参考点。

所述发动机起动系统同时也可以设计成移动所述函数，从而使所述函数适应包含最后TDC的一个时间段TB内的发动机瞬时速度NES。例如，所述发动机起动系统可以设计成移动所述函数使得，对应于所述参考点的、位于包含最后TDC的一个时间段TB的发动机瞬时速度NES上的一个点与所述函数的参考点相一致。

然后，所述发动机起动系统可以设计来计算发动机速度从所述移动函数上的基点值转变为所述移动函数上的目标点Pa所需要的时间TPa；所述目标点Pa对应于预设目标发动机速度NEP。

这样，当从所述基点Pa开始已经经过了所需要的时间TPa时，所述发动机起动系统可以设计成在小齿轮啮合正时tp1执行朝着环形齿轮23移动小齿轮13并进而将它们啮合的控制。

例如，在图11中，二次函数，其表示了发动机速度与单调递减时间段TDW(或者包含最后TDC的一个TB)之前的一个时间段(前一个时间段)TB_(-1)内的一个时间的关系，所述二次函数具有位于所述前一个时间段TB_(-1)上的，作为其开始点的一个点(参考点)A，其可以表示成二次函数Ne＝f(t)，其通过包括前一个时间段TB_(-1)内的发动机瞬时速度NES上的参考点A在内的多个点。

所述ECU20移动所述函数Ne＝f(t)，使得在包含最后TDC的一个时间段TB内的发动机瞬时速度NES上的、对应于所述参考点A的一个点B，与函数Ne＝f(t)的参考点A相一致。移动后的函数将被称为Ne＝f’(t)。

然后，ECU20计算发动机速度从位于所述移动函数Ne＝f’(t)上的基点(例如点B)转变到位于所述移动函数Ne＝f’(t)上的目标点Pa所需要的时间TPa；所述目标点Pa对应于预设目标发动机速度NEP。

这样，当从所述基点Pa开始已经经过所需要的时间Tpa经过，所述ECU20在小齿轮啮合时刻tp1执行朝着环形齿轮23移动小齿轮13并进而将它们啮合的控制。

根据第七修正例的所述发动机起动系统可以构造成：

在存储介质20a中存储发动机速度变化轨迹，该轨迹是在步骤S35中，基于发动机21自动停止控制之后的发动机21惰性运行期间的发动机瞬时速度NES的多个值预先估算的。

然后，当执行所述小齿轮预设子程序时，ECU20可以设定程序：

读取存储在存储介质20a中的预先估算的发动机速度变化轨迹；和

基于存储在存储介质20a中的预先估算的发动机速度变化轨迹调整小齿轮13移动朝着环形齿轮23的定时，从而调整了小齿轮13将要啮合到环形齿轮23的定时。

这种结构获得了一种优点：每次启动发动机停止-起动控制程序R1时消除了对发动机速度变化的估算值。

例如，根据第七个变型的所述发动机起动系统可以被程序化以在存储介质20a中存储发动机速度变化轨迹，例如线性函数的斜率或者二次函数，它们是基于图9A中步骤S35A的发动机21惰性运行期间的发动机瞬时速度NES的多个值估算的；该发动机速度变化轨迹存储在存储介质20a中，其与通过传感器65在所述估算的轨迹时测量的相应的发动机20和/或附件65的运行情况相关。

就是说，多个发动机速度变化轨迹，作为获得的值，存储于存储介质20a，这样所述每个获得的值就与相应的发动机20和/或附件65的运行情况相关联。

然后，当执行小齿轮预设子程序时，ECU20可被编程为读取存储在存储介质20a中的多个发动机速度变化获得的轨迹中的一个；所述多个获得的值中的一个与图9B中的步骤S40的发动机20和/或附件65的当前运行情况相关联。随后，ECU20可以被写入程序来基于发动机速度变化的获得的轨迹中的一个来调整小齿轮13将要移动向环形齿轮23的定时，并进而在步骤S41中调整小齿轮13将要啮合到环形齿轮23的定时。

这种构造获得了一种优点：在发动机21惰性运行期间快速地估算发动机速度变化轨迹的同时减少ECU20的运算负荷。

在每个第一和第二实施例中，发动机起动系统设计成，曲轴角度传感器29测量发动机21的旋转速度，但是在本发明并非仅限于此。

特别地，设计成的直接测量与曲轴22连接的滑轮旋转速度的传感器，或者被称为滑轮旋转传感器的、被设计成直接地测量环形齿轮23的旋转速度的传感器，可代替曲轴角度传感器29或者除了曲轴角度传感器29之外额外地用作测量发动机21的旋转速度的装置。在这些传感器中，被称为环形齿轮旋转传感器的传感器，设计成直接测量环形齿轮23的旋转速度，并可以优选地作为测量发动机21旋转速度的装置。这是因为，环形齿轮旋转传感器设计成根据在环形齿轮23的外圆周上形成的齿的旋转，拾取在先形成的磁场的变化；环形齿轮23外圆周上形成的齿数大于曲轴角度传感器的磁阻盘的齿数和滑轮外周形成的齿数。

在每个第一和第二实施例中，曲轴角度测量分辨率R可设定为除了30度的曲柄角度以外的一个所需要的角度。

尽管已经描述了本发明的当前所考虑过的实施例及它们的变型，但是应当理解的是，各种未描述的变型都包括在内，在随后的权利要求中所有这些变型将被揭示，且它们都落入本发明的保护范围中。

Claims (17)

1.一种用于重起内燃机的系统，所述系统在发动机停止控制造成的内燃机惰性运行期间，预设起动器的小齿轮在固定在内燃机输出轴上的环形齿轮上，并且在将小齿轮预设在环形齿轮上之后，旋转小齿轮来驱动内燃机曲轴的旋转，所述系统包括：

角度传感器，每当输出轴转过预定角度时输出脉冲；

计算器，基于所述角度传感器输出的脉冲计算表征所述输出轴旋转速度变化的速度变化信息；

判定器，基于所述速度变化信息判定所述角度传感器输出的脉冲中的至少一个是否表示用于预设小齿轮到环形齿轮的合适时刻；

小齿轮啮合单元，当判定角度传感器输出的脉冲中的至少一个表示了用于预设小齿轮到环形齿轮的合适时刻时，所述小齿轮啮合单元将所述小齿轮朝着所述环形齿轮移动，使得所述小齿轮与所述环形齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述判定器构造成，基于所述速度变化信息判定所述角度传感器输出的每一个脉冲是否表示了在输出轴的正向转动期间的最后一个脉冲，作为用于预设小齿轮到环形齿轮上的合适时刻；以及小齿轮啮合单元被构造成当确定角度传感器输出的一个脉冲作为至少一个脉冲表示在输出轴正转期间的最后一个脉冲时，朝着环形齿轮移动小齿轮使得小齿轮与环形齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述计算器构造成，每当从所述角度传感器输出一个脉冲作为当前脉冲时，计算输出轴的角速度和内燃机的旋转速度中的任意一个的当前值，作为输出轴的旋转速度，且其中，每次计算器计算输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的当前值时，所述判定器被构造成：

基于输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的当前值，估算将要由计算器计算的所述输出轴的角速度和内燃机的旋转速度中任意一个的下一个值；以及

基于所估算的下一个值，判定角度传感器输出的当前脉冲是否表示了在输出轴正转期间的最后一个脉冲，作为用于预设小齿轮到环形齿轮上的合适时刻。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，每当计算器计算输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的当前值时，所述判定器被构造成基于所述输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的当前值、内燃机的摩擦扭矩以及预先判定的内燃机的惯量来估算输出轴的角速度和内燃机的旋转速度中的任意一个的下一个值，所述下一个值将要由所述计算器计算出。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，每当计算器计算所述输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的当前值时，所述判定器被构造成：

判定所估算的下一个值是否为负值；和

当确定所述估算的下一个值是负值时，判定角度传感器输出的当前脉冲是输出轴正转期间的最后脉冲，所述当前脉冲对应于输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的当前值。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，每当所述脉冲中的一个作为角度传感器的当前脉冲输出时，所述判定器构造成：

基于所述角度传感器已经输出的脉冲确定的输出轴的旋转速度的变化，估算输出轴角速度和内燃机转速的任意一个变化的轨迹；和

基于输出轴角速度和内燃机转速的任意一个的变化的轨迹，估算当角度传感器输出下一个脉冲时的输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的值；

判定所述估算的值是否为负值；和

当判定所述估算的值为负值时，判定角度传感器输出的当前脉冲是输出轴正转期间的最后一个脉冲。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算器构造成每当所述脉冲之一输出作为来自所述角度传感器的当前脉冲时，计算输出轴的角速度和内燃机的旋转速度中的任意一个的当前值，作为输出轴的旋转速度，且，每次计算器计算输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的当前值时，所述判定器被构造成：

基于输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的当前值估算输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的下一个值，所述下一个值将由所述计算器计算出；

判定所述估算的下一个值是否位于输出轴转速变化的正范围内，所述正范围等于或者接近于0；和

当判定所述估算的下一个值位于输出轴转速变化的正范围内时，判定角速度传感器输出的当前脉冲表示了预设小齿轮到环形齿轮的合适时刻，所述当前脉冲对应于输出轴的角速度和内燃机的旋转速度的任意一个的当前值。

8.一种用于重起内燃机的系统，所述系统在由发动机停止控制造成的内燃机惰性运行期间，预设起动器的小齿轮在固定在内燃机输出轴上的环形齿轮上，并且在将小齿轮预设在环形齿轮上之后，旋转小齿轮来驱动内燃机曲轴的旋转，所述系统包括：

发动机速度计算器，基于输出轴的旋转计算内燃机的旋转速度；

估算器，基于内燃机的旋转速度估算在内燃机惰性运行期间的内燃机速度的变化的轨迹；和

控制器，基于所述估算器估算的旋转速度的变化的轨迹调整小齿轮与环形齿轮的啮合时刻。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述发动机速度计算器设置有旋转传感器，所述旋转传感器在每次输出轴旋转过预设角度时输出信号，每次旋转传感器输出信号时，所述发动机速度计算器被构造成基于所述输出轴旋转过所述预设角度所需要的时间计算作为内燃机旋转速度的瞬时旋转速度值，所述估算器被构造来基于在瞬时旋转速度逐渐降低期间的瞬时旋转速度值估算旋转速度的变化的轨迹。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，当所述瞬时旋转速度达到单调递减时间段时，所述估算器被构造成基于所述瞬时旋转速度值开始估算旋转速度的变化的轨迹，所述单调递减时间段表示瞬时旋转速度朝着0单调递减的时间段。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述估算器被构造成在内燃机的旋转速度下降至预设的旋转速度时，开始旋转速度变化的轨迹的估算。

12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述发动机速度计算器设有旋转传感器，所述旋转传感器包括连接到输出轴上以与输出轴整体转动的磁阻盘，所述磁阻盘具有围绕抗阻器外圆周间隔布置的多个齿，所述旋转传感器被设计成当所述磁阻盘的一个齿通过旋转传感器前面时输出一个脉冲，所述发动机速度计算器被构造成基于旋转传感器输出的脉冲间隔计算内燃机旋转速度的多个值，所述估算器被构造成基于内燃机旋转速度的多个值中的至少一个估算旋转速度的变化的轨迹。

13.根据权利要求9所述的系统，其中所述估算器被构造成：

计算表征瞬时旋转速度与在单调递减时间段之前的时间段内的时间之间的关系的函数，所述单调递减时间段表示瞬时旋转速度朝着0单调递减的时间段；

移动所述函数，使所述函数适应于在瞬时旋转速度内的发动机瞬时速度的变化；和

基于旋转速度的变化的轨迹，判定所述函数被移动以适应于瞬时旋转速度内的发动机瞬时速度的变化。

14.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器被构造成估算当内燃机旋转速度达到0时的时刻，和在所述估算的时刻或其附近，将小齿轮与环形齿轮啮合。

15.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器被构造成基于所述估算器估算的旋转速度变化的轨迹判定小齿轮移向环形齿轮的时刻，以及判定小齿轮将要与环形齿轮啮合所需要的时间，以调整小齿轮与环形齿轮啮合的时刻。

16.根据权利要求8所述的系统，进一步包括存储单元，所述存储单元存储由所述估算器所预先估算的旋转速度的变化的轨迹作为已获得的旋转速度的变化轨迹，其中，所述控制器被构造成基于如由所述估算器所估算的旋转速度的变化轨迹的已获得的旋转速度的变化轨迹，调整小齿轮啮合到环形齿轮的时刻。

17.根据权利要求8所述的系统，其中所述系统安装在具有由内燃机驱动的附件的机动车辆中，以及所述估算器被构造成基于所述内燃机的运行情况和所述附件的运行情况中的至少一个修正由所述估算器估算的旋转速度的变化的轨迹。

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