CN104976008B - 发动机起动设备 - Google Patents

发动机起动设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104976008B
CN104976008B CN201510152047.4A CN201510152047A CN104976008B CN 104976008 B CN104976008 B CN 104976008B CN 201510152047 A CN201510152047 A CN 201510152047A CN 104976008 B CN104976008 B CN 104976008B
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine
starter
motor
ignition condition
solenoid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510152047.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104976008A (zh
Inventor
平林崇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN104976008A publication Critical patent/CN104976008A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104976008B publication Critical patent/CN104976008B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0848—Circuits or control means specially adapted for starting of engines with means for detecting successful engine start, e.g. to stop starter actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0859—Circuits or control means specially adapted for starting of engines specially adapted to the type of the starter motor or integrated into it
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10—Safety devices
    • F02N11/101—Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement
    • F02N11/105—Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement when the engine is already running
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10—Safety devices
    • F02N11/106—Safety devices for stopping or interrupting starter actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/067—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement the starter comprising an electro-magnetically actuated lever
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/043—Starter voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/044—Starter current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/063—Battery voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

一种发动机起动设备装备有起动器，当需要起动发动机时，该起动器移动小齿轮以与联接至发动机的环形齿轮建立啮合，并且激励电动机以产生扭矩且通过小齿轮将该扭矩传送至环形齿轮，以用于对该发动机进行曲柄起动。当在发动机开始被曲柄起动之后、在电动机中流动的电流的减小速率或者针对电动机的起动器或功率源的端子处出现的电压的增大速率超过给定值时，发动机起动设备作为点火确定器而进行工作，以确定发动机已经被完全点火。

Description

发动机起动设备
技术领域
本公开总体上涉及装备有发动机点火检测器的发动机起动设备，该发动机点火检测器进行工作以检测发动机已经被点火的事实。
背景技术
已知存在下述技术：将发动机的速度值或安装在发动机起动器中的电动机中的电流的值用作参考值，以用于确定发动机是否已经被发动机起动器起动并且已经被点火。具体地，如图4所示，这样的系统被设计成在下述情况下确定发动机已经被点火：(a)当发动机的速度达到给定值(例如，600rpm)时；以及(b)当发动机起动器中的电流的值已经下降至比由发动机起动器在曲柄起动发动机中消耗的电流的变化范围更小的值(即大约为空载电流)时。例如，日本专利申请第4108920号教导了以上类型的系统。
小齿轮推进式起动器(其被设计成将小齿轮推进至与环形齿轮啮合以起动发动机)通常在小齿轮与环形齿轮之间产生齿状锤击噪声，该齿状锤击噪声由在对发动机进行曲柄起动期间的扭矩变化引起。当在装备有空转停止系统(也称为自动发动机停止和重新起动系统)的机动车辆中使用这样的小齿轮推进式起动器的情况下，当重新起动发动机时将会产生齿状锤击噪声，这会给车辆操作者带来不舒适的感觉。为了缓解该问题，需要在发动机被点火之后尽快断开起动器，以使小齿轮脱离与环形齿轮的啮合。
缩短重新起动发动机所需要的时间需要尽可能高地增大起动器对发动机进行曲柄起动的速度。
然而，使用高速起动器来减少重新起动发动机所需要的时间所遇到的困难在于：借助于上述条件(a)和条件(b)来准确地确定发动机的点火。如本文中所提及，高速起动器为下述起动器：在发动机完成了第二压缩冲程之后或者对发动机进行曲柄起动的速度将超过600rpm的情况下，能够使得小齿轮的圆周速度继续遵循发动机的环形齿轮的圆周速度，至少直到开始发动机的第三压缩冲程为止。“小齿轮的圆周速度继续遵循环形齿轮的圆周速度”意味着在对发动机进行曲柄起动期间继续由小齿轮对环形齿轮施加如由起动器的电动机所产生的那样的扭矩，例如，至少直到开始发动机的第三压缩冲程为止。
对以上高速起动器的使用可能使得曲柄起动速度达到下述发动机速度，该发动机速度可以用作将典型发动机确定为已经被点火的参考值。因此，难以确定达到参考值的事实是由发动机的点火引起还是借助于起动器的旋转而非发动机的点火引起。
典型起动器的空载速度通常增大至350rpm至450rpm的最大值，而高速起动器的空载速度增大至与发动机的空转速度一样高，因此使得在发动机被点火之后、在起动器电动机中流动的电流具有与在对发动机进行曲柄起动期间出现的电流相似的变化波形，而不会趋于恒定水平。因此，使用起动器电动机中的电流的值、基于以上条件(b)来准确地确定发动机的点火是不可能的。
发明内容
因此，目的是提供一种发动机起动设备，其被设计成在使用高速起动器来起动发动机的情况下确保用于确定发动机是否已经被点火的准确度。
根据本公开的一个方面，提供有一种发动机起动设备，包括：(a)起动器，在需要起动发动机时，该起动器移动小齿轮以与联接至发动机的环形齿轮建立啮合，并且激励电动机以产生扭矩且通过小齿轮将扭矩传送至环形齿轮，以用于对发动机进行曲柄起动，在小齿轮与环形齿轮啮合之后，起动器运转以使小齿轮旋转，以便继续对环形齿轮施加扭矩；以及(b)点火确定器，该点火确定器进行工作以：当在小齿轮与环形齿轮啮合之后满足第一点火条件、第二点火条件和第三点火条件中的至少一个时，确定发动机已经被点火。第一点火条件为其中在电动机中流动的电流的减小速率超过给定值的条件。第二点火条件为其中起动器端子处出现的电压的增大速率超过给定值的条件。第三点火条件为其中针对电动机的功率源的端子处出现的电压的增大速率超过给定值的条件。
在传统的起动器(其空载旋转速度仅增大至350rpm至450rpm的最大值)中，当起动器上的负荷消失时，起动器的速度可以大大地增大，从而导致在对发动机进行曲柄起动期间安装在起动器中的电动机中流动的电流快速下降。
如上所述，发动机起动设备的起动器被设计成使小齿轮旋转，以便在发动机正在被曲柄起动时继续对发动机的环形齿轮施加扭矩。在当发动机的燃烧室内点燃并燃烧燃料时的那一刻，对发动机的活塞施加加速度，环形齿轮的加速程度将超过小齿轮的加速程度，使得不对发动机的环形齿轮施加如由起动器所产生的那样的扭矩。因此，电动机中的电流的值随后以与下述不同的形式而变化：当曲柄起动期间继续对发动机的环形齿轮作用如由起动器产生的那样的扭矩时的形式，并且电动机中的电流的值呈现出与下述相同的电流快速变化：如上所述的由传统起动器上的负荷的消失而引起的电流快速变化。因此，可以通过监测电动机中的电流已经快速下降的事实来实现对发动机是否已经被点火的确定。
起动器的端子处或功率源例如蓄电池的端子处出现的电压通常随着电动机中流动的电流变化而改变。因此，可以将这些参数用于确定发动机是否已经被点火。
对第一点火条件至第三点火条件中的至少一个的使用提高了用于分析发动机的点火的准确度。
附图说明
根据下文中给出的详细描述以及根据本发明的优选实施方式的附图，将会更全面地理解本发明，然而，下文中给出的详细描述以及根据本发明的优选实施方式的附图仅为了说明和理解，不应当用于将本发明限于具体实施方式。
在附图中：
图1是示出了根据第一实施方式的发动机起动设备的结构的电路图；
图2是示出了安装在图1的发动机起动设备中的起动器的部分纵向截面图；
图3是说明当由图1的发动机起动设备起动发动机时，发动机速度变化、起动器电动机中的电流变化以及起动器或电池处的电压变化的图；以及
图4是举例说明当由传统起动器起动发动机时，发动机速度变化、起动器电动机中的电流变化以及传统起动器或电池处的电压变化的图。
具体实施方式
第一实施方式
参照附图，其中，相同的附图标记指示若干附图特别是图1中的相同的部件，示出了根据第一实施方式的发动机起动设备1，其可以与被设计成自动地重新起动如图2中所示的发动机200的自动发动机重新起动系统一起使用。如本文所提及的自动发动机重新起动系统被设计成在发动机200自动地、手动地或意外地停止之后重新起动发动机200，并且自动发动机重新起动系统包括针对机动车辆的空转停止系统(也称为自动发动机停止和重新起动系统)。
发动机起动设备1包括起动器2和控制器5，控制器5通过起动器继电器3和起动器继电器4来控制起动器2的操作。控制器5通过电子控制单元(ECU)来实现，并且在以下将称为ECU 5。
如图2所示，起动器2包括产生扭矩的电动机6、由电动机6驱动的输出轴7、安装在输出轴7上的与离合器8连接的小齿轮9以及电磁螺线管装置10。
电动机6为装备有场系统、电枢13和电刷14的换向器电动机。场系统由布置在磁轭11(其形成磁路)的内圆周中的多个永磁体12组成。电枢13具有设置在其轴上的换向器12。电刷14浮动在换向器12的外周上，以遵循电枢13的旋转而滑动。
输出轴7通过减速机15连接至电枢13的电枢轴13a，并且与电枢轴13a同轴设置。电枢轴13a的扭矩(即电动机扭矩)被减速机15放大，并且随后被传送至输出轴7。
减速机15通过例如典型的行星齿轮系来实现，在该典型的行星齿轮系中，行星齿轮15a绕其轴旋转，并且还绕行星齿轮系的轴运行。行星齿轮15a的轨道运动被传送至输出轴7。
离合器8通过螺旋花键安装在输出轴7的外周上。离合器8作为单向离合器而进行工作，以将输出轴7的扭矩传送至小齿轮9，但是阻止扭矩从小齿轮9传送至输出轴7。
在需要起动发动机200时，即当起动器2被打开时，小齿轮9与离合器8一起沿输出轴7从电动机6被推开，并且进而与联接至发动机200的环形齿轮16啮合，以将如由减速机15所放大的电动机扭矩传送至环形齿轮16。发动机200为例如内燃式四冲程发动机。
电磁螺线管装置10装备有小齿轮驱动螺线管SL 1和电动机电源螺线管SL 2。螺线管SL 1进行工作以将离合器8和小齿轮9一起移动。螺线管SL 2进行工作以打开或关闭设置在电源路径中的主触点(将在下文中详细描述该主触点)，通过电源路径将电功率从电池18提供至电动机6。
螺线管SL1包括缠绕树脂线轴的线圈19、可在线圈19的内圆周中沿其轴向移动的柱塞21以及固定铁心23。类似地，螺线管SL2包括缠绕树脂线轴的线圈20、可在线圈20的内圆周中沿其轴向移动的柱塞22以及固定铁心23。固定铁心23设置在柱塞21和柱塞22之间、与柱塞21和柱塞22沿固定铁心23的轴向对准。
如图1中清楚地示出，线圈19在其一端连接至电源端子24并且在其另一端连接至大地。类似地，线圈20在其一端连接至电源端子25并且在其另一端连接至大地。
电源端子24和电源端子25通过装备有起动器继电器3和起动器继电器4的激励电路连接至电池18。二极管26和二极管27分别与线圈19和线圈20并联而连接至电源端子24和电源端子25，以便减小通常当起动器继电器3和起动器继电器4被关闭时、在线圈19和线圈20中产生的反向电动势。
如图2所示，当线圈19通电以使固定铁心23磁化时，螺线管SL1的柱塞21克服如由复位弹簧28所产生的那样的压力而被吸引至固定铁心23。对柱塞21而言，柱塞杆30与驱动弹簧29一起被附接。柱塞杆30和离合器8通过换挡杆17连接。类似地，如图2所示，当线圈20通电以使固定铁心23磁化时，螺线管SL2的柱塞22克服如由复位弹簧31所产生的那样的压力而被吸引至固定铁心23。如上所述，固定铁心23布置在柱塞21与柱塞22之间，并且充当由螺线管SL1和螺线管SL2共用的磁路的部分。
如图1所示，主触点包括一对固定触点34以及可移动触点35。固定触点34通过两个端子螺栓32和33连接至电动机6的电源路径。可移动触点35响应于柱塞22的移动来以电的形式打开或关闭固定触点34。
端子螺栓32和端子螺栓33通常分别被称为B端子螺栓和M端子螺栓。B端子螺栓32通过电池线缆36电连接至电池18。M端子螺栓33通过电动机引线37电连接至正电刷14。如图2中可以看出，B端子螺栓32和M端子螺栓33安装在电磁螺线管装置10的树脂盖38中。
起动器2为能够以比传统发动机起动器更高的速度旋转的高速度类型的起动器。具体地，起动器2被设计成使小齿轮9旋转以便继续对环形齿轮16施加如从电动机6产生并传送的那样的扭矩，至少直到发动机200中的燃料在发动机200被起动器2起动之后首次被燃烧后为止，或者起动器2可以替代地被设计成继续向环形齿轮16施加扭矩，至少直到发动机200已经被点火为止，使得发动机200继续通过其自身运行。例如，起动器2被设计成在发动机200在常温或室温下开始被曲柄起动之后使小齿轮9的圆周速度增大至环形齿轮16的圆周速度，并且遵循环形齿轮16的旋转来保持小齿轮9的旋转，至少直到发动机200(即活塞)已经完成第二压缩冲程并且随后开始第三压缩冲程为止。在当对发动机200进行曲柄起动时起动器2能够以600rpm或更高的速度旋转的情况下，通常满足该条件。
以下将描述起动器2的操作。
当需要起动发动机200时，ECU 5首先接通起动器继电器3，并且随后接通起动器继电器4。具体地，螺线管SL1首先开始操作。随后，螺线管SL 2开始操作。
当接通起动器继电器3以将电力从电池18提供至电源端子24时，螺线管SL 1的线圈19通电。这使得固定铁心23被磁化，以如图2中所看到的那样沿朝右的方向吸引柱塞21。柱塞21的向右移动使得小齿轮9与离合器8一起被换挡杆17推动离开电动机6。当小齿轮9和环形齿轮16在其之间的齿啮合中不同相时，将使得小齿轮9的齿的端表面影响环形齿轮16的齿的端表面，使得小齿轮9停止前进。
当接通起动器继电器4以将电力从电池18提供至电源端子25时，螺线管SL 2的线圈20通电。这使得固定铁心23被磁化，以如在图2中所看到的那样沿朝左的方向吸引柱塞22。柱塞22的向左移动使得可移动触点35与固定触点34桥接，以实现固定触点34之间的电连接，从而将电力从电池18提供至电动机6，使得电枢13产生扭矩。当将扭矩从电枢13传送至小齿轮9，并且随后将小齿轮9放置成在齿啮合中与环形齿轮16同相时，小齿轮9的每个齿被推入至环形齿轮16的两个齿之间，以在小齿轮9与环形齿轮16之间建立啮合，从而将如由电动机6产生的那样的扭矩从小齿轮9传送至环形齿轮16，以对发动机200进行曲柄起动。
以下将描述第一实施方式的操作和有益优点。
在起动器2开始操作以对发动机200进行曲柄起动后，ECU 5作为点火确定器而进行工作，以确定发动机200是否已经被完全起动，换言之，发动机200是否已经被点火，这意味着发动机200将继续通过自身运行。具体地，当在小齿轮9与环形齿轮16啮合之后、电动机6中的电流的值以给定速率或更大的速率下降(亦即流经电动机6的电流的下降速率超过实验导出值或设计值(例如5.5安培/毫秒)，换言之，流经电动机6的电流的值快速地下降)时，ECU 5确定已经满足点火条件(在下文中，也称为第一点火条件)，这意味着发动机200已经完全被起动。随后，ECU 5停止起动器2(即电动机6)，并且将小齿轮9与环形齿轮16去啮合。
典型发动机起动器的空载速度通常仅增大至350rpm至450rpm。因此，当在对发动机200进行曲柄起动期间、发动机起动器上的负荷消失时，发动机起动器的速度将急剧地增大，使得电动机中的电流立即快速下降。
与此形成对照，第一实施方式的起动器2能够使其(即小齿轮9)速度遵循发动机200(即环形齿轮16)的速度，即使当发动机200的活塞已经经过上死点时的那一刻，使得由发动机200对起动器2施加的负荷消失，因此使得在对发动机200进行曲柄起动期间继续对发动机200施加如由起动器2产生的那样的扭矩。在当在发动机的燃烧室内点燃燃料以使活塞被加速时的那一刻，环形齿轮16的加速程度将超过小齿轮9的加速程度，使得不对发动机施加如由起动器2产生的那样的扭矩。因此，如图3中可以看出，电动机6中的电流的值随后以与下述不同的形式而变化：在曲柄起动期间继续对发动机200施加如由起动器2产生的那样的扭矩时的形式，并且电动机6中的电流的值包括与下述相同的电流快速变化：如上所述由典型起动器上的负荷的消失而引起的电流快速变化。因此，可以通过监测电动机6中的电流已经急剧下降的事实来实现对发动机是否已经被点火的确定。
流经电动机6的电流的变化的部分(如由图3中的圈A所包围的)表示电动机6中的电流的快速下降，亦即电动机200已经被完全点火的事实。因此，本实施方式的ECU 5被设计成计算在电动机6中流动的电流的减小速率(即斜率)，以确定这样的速率是否大于给定值，并且当确定速率大于给定值时判定发动机200已经被点火。
第二实施方式
第二实施方式的发动机起动设备1被设计为点火确定器，以在下述情况下确定发动机200已经被点火：当满足其中起动器2的端子(即端子螺栓33)处出现的电压的增大速率(即斜率)超过给定值的点火条件(在下文中，也将称为第二点火条件)时。起动器2处的端子电压通常作为在电动机6中流动的电流变化的函数而变化。因此，可以通过监测起动器2处的端子电压的快速变化来进行对发动机200是否已经被点火的确定。其它布置与第一实施方式中的那些布置相同，并且此处将省略对其的详细说明。
第三实施方式
第三实施方式的发动机起动设备1被设计为点火确定器，以在下述情况下确定发动机200已经被点火：当在满足其中电池18的端子处出现的电压的增大速率(即斜率)超过给定值的点火条件(在下文中，也将称为第三点火条件)时。电池18处的端子电压通常作为电动机6中流动的电流变化的函数而变化。因此，可以通过监测电池18处的端子电压的快速变化来进行对发动机200是否已经被点火的确定。其它布置与第一实施方式中的那些布置相同，并且此处将省略对其的详细说明。
点火确定器(即ECU 5)可以被设计成当满足第一点火条件、第二点火条件和第三点火条件中的至少一个时，确定发动机200已经被点火。第四实施方式
第四实施方式的发动机起动设备1被设计为点火确定器，以在下述情况下确定发动机200已经被点火：当(用于在第一实施方式至第三实施方式中确定发动机200是否已经被起动即点火的)第一点火条件、第二点火条件和第三点火条件中的任何一个被连续满足给定次数时。这消除了例如在下述情况下确定发动机200是否已经被点火的错误：当发动机200第一次被立刻点火，但是在第二次点燃发动机200中的燃料时发生不起火时。这提高了在确定发动机200是否已经被点火中的准确度。其它布置与第一实施方式中的那些布置相同，并且此处将省略对其的详细说明。
第五实施方式
第五实施方式的发动机起动设备1被设计为点火确定器，以在下述情况下确定发动机200已经被点火：当电动机6中的电流值小于或等于当发动机200的活塞朝向TDC(上死点)前进并且进而在起动器2被激活之后第一次经过TDC时在电动机6中流动的电流值时，并且当满足在第一实施方式至第三实施方式中所使用的第一点火条件、第二点火条件和第三点火条件中的任何一个时。
通常，在起动器2通电之后，电动机6被布置处于空载条件，亦即，在不经受任何负荷的情况下加速，直到起动器2第一次经受由于发动机200的活塞朝向TDC的冲程而产生的负荷(在下文中，也将称为第一TDC冲程负荷)为止。如图3中清楚的示出，这使得电动机6中的电流或者起动器2处产生的电压在电动机6中的浪涌电流的峰值的出现与第一TDC冲程负荷的发生之间快速地变化。当起动器2中的电流的变化率或者起动器2处的电压的变化率超过给定值时，ECU 5错误地确定发动机200已经被点火。
为了缓解上述问题，ECU 5被设计成当电动机6中的电流已经下降至低于或等于下述范围的范围时，开始分析发动机200的点火：在发动机200的活塞至TDC的第一冲程期间，在电动机6中流动的电流的范围。换言之，当电动机6中的电流大于在发动机200的活塞至TDC的第一冲程期间在电动机6中流动的电流时，禁止ECU 5确定发动机200是否已经被点火。这消除了在分析发动机200的点火中的错误，并且因此提高了点火确定的准确度，该错误由起动器2中的电流或者起动器2处的电压在紧接着电动机6中的浪涌电流达到峰值之后的快速地变化而引起。其它布置与第一实施方式中的那些布置相同，并且此处将省略对其的详细说明。第六实施方式
第六实施方式的发动机起动设备1被设计成具有点火确定器，以在下述情况下确定发动机200已经被点火：当自从螺线管SL 1和螺线管SL 2中的较晚开始操作的螺线管通电开始、经过0.1秒之后，满足第一实施方式至第三实施方式中所使用的第一点火条件、第二点火条件和第三点火条件中的任何一个时。在发动机起动设备1如在第一实施方式中那样被设计成在接通螺线管SL 1之后接通螺线管SL 2的情况下，ECU 5在第二螺线管SL2被激活0.1秒或更晚之后开始确定发动机200是否已经被点火。在以下的讨论中，螺线管SL 1和螺线管SL 2中首先被激活的螺线管也将称为第一螺线管，而螺线管SL 1和螺线管SL 2中随后被激活的螺线管也将在下文中称为第二螺线管。
通常，在最典型的发动机起动器中，可以确定的是：已经完成了起动器的小齿轮与发动机的环形齿轮的啮合，并且在起动器电动机开始被电激励0.1秒或更晚之后，已经创建了第一TDC冲程负荷。在第二螺线管SL2开始被电激励0.1秒或更晚之后，进行对发动机200的点火的分析，因此，这确保了在确定发动机200是否已经被点火中的准确度，而不会产生通常由紧接着在电动机6中的浪涌电流的峰值出现之后引起的、电动机6中的电流或电动机6处的电压的快速变化而导致的错误。
第七实施方式
第七实施方式的发动机起动设备1被设计成具有点火确定器，以在下述情况下确定发动机200已经被点火：当在发动机200的速度大于或等于起动器2对发动机200进行曲柄起动的速度的上限时，并且当满足第一实施方式至第三实施方式中所使用的第一点火条件、第二点火条件和第三点火条件中的任何一个时。如本文中所提及的，速度的上限为起动器2能够最快地对发动机200进行曲柄起动的最大可能速度，并且该速度的上限取决于起动器2的能力、发动机200的类型及其它因数。速度的上限可以以实验的形式或者根据设计值而得出。
当在发动机200的燃烧室内燃烧燃料以使活塞加速时，将使发动机200在被点火时的速度高于发动机200在被起动器2进行曲柄起动时的速度。因此，如图3中所示，当发动机200的速度处于高于或等于发动机200在被曲柄起动时的速度的上限的范围内时，可以准确地确定发动机200是否已经被点火，而不会产生错误，该错误通常由紧接着在发动机6中的浪涌电流的峰值出现之后创建的、电动机6中的电流或电动机6处的电压的快速变化而产生。
第八实施方式
第八实施方式的发动机起动设备1被设计成具有点火确定器，以使用多个阈值来确定发动机200是否已经被点火，所述多个阈值针对第一实施方式至第三实施方式中所使用的第一点火条件、第二点火条件和第三点火条件中的任何一个。例如，在第一实施方式中，如已经描述的那样，点火确定器(即ECU 5)进行工作以将流经电动机6的电流的减小速率与给定值(即单个阈值)进行比较，以确定发动机200是否已经被点火。当将第八实施方式与第一实施方式一起使用时，点火确定器被设计成具有两个或更多个阈值，并且选择作为起动器2的环境温度和/或电池18的放电特性的函数的所述阈值中的一个。例如，ECU 5在其中存储映射表，该映射表列出多个阈值与起动器2的环境温度、电池18的放电特性、发动机200中的油的温度和/或用于发动机200的冷却剂的温度的关系，并且ECU 5基于起动器2的环境温度、电池18的放电特性、发动机200中的油的温度和/或用于发动机200的冷却剂的温度来选择阈值中的一个，以用于与流经电动机6的电流的减小速率进行比较。这补偿了由环境温度或电池18的放电特性的变化而引起的点火确定的错误。
第八实施方式还可以与第四实施方式至第七实施方式中的一个实施方式一起使用。例如，ECU 5可以具有多个阈值，并且选择作为起动器2的环境温度、电池18的放电特性和/或用于与第七实施方式中的发动机200的速度进行比较的另一参数的函数的多个阈值中的一个。
变型
如上所述，第一实施方式的起动器2装备有电磁螺线管装置10，该电磁螺线管装置10用于移动小齿轮9，并且分别通过分离的螺线管SL1和螺线管SL 2打开或关闭主触点，然而，该电磁螺线管装置10可以替代地被设计成仅具有装备有螺线管执行器的单个典型的电磁开关以执行以上两个功能。在其中在第六实施方式中使用装备有这种类型的电磁开关的起动器2的情况下，点火确定器在下述情况下确定发动机200已经被点火：当在开始对电磁开关通电的0.1秒之后，满足第一点火条件至第三点火条件中的一个时。
虽然以优选实施方式的形式公开了本发明以促进对本发明的更好的理解，应当理解的是，在不背离本发明的原理的情况下，本发明可以被实施为各种方式。因此，在不背离如所附权利要求中阐述的本发明的原理的情况下，本发明应当理解成包括可以实施的所有可能的实施方式和对示出的实施方式的变型。

Claims (7)

1.一种发动机起动设备，包括：
起动器，当需要起动发动机时，所述起动器移动小齿轮以与联接至所述发动机的环形齿轮建立啮合，并且激励电动机以产生扭矩且通过所述小齿轮将所述扭矩传送至所述环形齿轮，以用于对所述发动机进行曲柄起动，在所述小齿轮与所述环形齿轮啮合之后，所述起动器进行工作以使所述小齿轮旋转，以便继续对所述环形齿轮施加所述扭矩，至少直到所述发动机中的燃料在发动机被所述起动器起动之后首次被燃烧后为止；以及
电子控制单元，被配置为控制所述起动器以：在所述发动机在常温或室温下开始被曲柄起动之后，至少从所述小齿轮开始向所述环形齿轮施加扭矩的时间直到所述发动机已经完成第二压缩冲程并且开始第三压缩冲程，使得所述小齿轮的圆周速度增大至所述环形齿轮的圆周速度，
所述电子控制单元还被配置为作为点火确定器而操作，所述点火确定器进行工作，以当在所述小齿轮与所述环形齿轮啮合之后满足第一点火条件、第二点火条件和第三点火条件中的至少一个时确定所述发动机已经被点火，所述第一点火条件为其中在所述电动机中流动的电流的减小速率超过给定值的条件，所述第二点火条件为其中所述起动器的端子处出现的电压的增大速率超过给定值的条件，所述第三点火条件为其中针对所述电动机的功率源的端子处出现的电压的增大速率超过给定值的条件。
2.根据权利要求1所述的发动机起动设备，其中，当连续多次满足所述第一点火条件、所述第二点火条件和所述第三点火条件中的一个时，所述点火确定器确定所述发动机已经被点火。
3.根据权利要求1所述的发动机起动设备，其中，当在所述电动机中流动的电流的值小于或等于当所述发动机的活塞朝向上死点前进并且进而在所述起动器被激活之后第一次经过所述上死点时在所述电动机中流动的电流的值时，并且当满足所述第一点火条件、所述第二点火条件和所述第三点火条件中的一个时，所述点火确定器确定所述发动机已经被点火。
4.根据权利要求1所述的发动机起动设备，其中，所述起动器装备有小齿轮驱动螺线管和电动机电源螺线管，所述小齿轮驱动螺线管进行工作以朝向所述环形齿轮来驱动所述小齿轮，并且所述电动机电源螺线管进行工作以将电功率提供给所述电动机或者阻止将所述电功率提供给所述电动机，其中，第一螺线管早于第二螺线管被激活，所述第一螺线管为所述小齿轮驱动螺线管和所述电动机电源螺线管中的一个，所述第二螺线管为所述小齿轮驱动螺线管和所述电动机电源螺线管中的另一个，并且其中，当在所述第二螺线管被激活0.1秒之后满足所述第一点火条件、所述第二点火条件和所述第三点火条件中的一个时，所述点火确定器确定所述发动机已经被点火。
5.根据权利要求1所述的发动机起动设备，其中，所述起动器装备有单个电磁开关，所述单个电磁开关进行工作以朝向所述环形齿轮来驱动所述小齿轮，并且还将电功率提供至所述电动机或阻止将所述电功率提供至所述电动机，并且其中，当在所述电磁开关被激活0.1秒之后满足所述第一点火条件、所述第二点火条件和所述第三点火条件中的一个时，所述点火确定器确定所述发动机已经被点火。
6.根据权利要求1所述的发动机起动设备，其中，当所述发动机的速度大于或等于所述起动器对所述发动机进行曲柄起动的最大可能速度时，并且当满足所述第一点火条件、所述第二点火条件和所述第三点火条件中的一个时，所述点火确定器确定所述发动机已经被点火。
7.根据权利要求1所述的发动机起动设备，其中，所述点火确定器具有映射表，所述映射表列出多个阈值与所述起动器的环境温度、所述功率源的放电特性、所述发动机中的油的温度或用于所述发动机的冷却剂的温度的关系，所述点火确定器选择作为所述起动器的环境温度、所述功率源的放电特性、所述发动机中的油的温度或用于所述发动机的冷却剂的温度的函数的所述阈值中的一个，并且使用所选择的一个作为给定值，以在所述第一点火条件、所述第二点火条件和所述第三点火条件中的相应一个中使用。
CN201510152047.4A 2014-04-02 2015-04-01 发动机起动设备 Expired - Fee Related CN104976008B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-076428 2014-04-02
JP2014076428A JP6364897B2 (ja) 2014-04-02 2014-04-02 エンジン始動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104976008A CN104976008A (zh) 2015-10-14
CN104976008B true CN104976008B (zh) 2018-06-15

Family

ID=54146572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510152047.4A Expired - Fee Related CN104976008B (zh) 2014-04-02 2015-04-01 发动机起动设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9863390B2 (zh)
JP (1) JP6364897B2 (zh)
CN (1) CN104976008B (zh)
DE (1) DE102015104967A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015229944A (ja) * 2014-06-04 2015-12-21 株式会社デンソー エンジン始動装置
WO2017187493A1 (ja) * 2016-04-26 2017-11-02 三菱電機株式会社 スタータ用電磁スイッチ装置
JP6590784B2 (ja) * 2016-11-29 2019-10-16 本田技研工業株式会社 内燃機関の始動制御装置
US10533529B2 (en) * 2017-06-22 2020-01-14 Borgwarner Inc. Starter controller for starter motor
CN110770871B (zh) * 2017-06-26 2021-12-28 沃尔沃卡车集团 用于发动机的起动装置的开关装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5970936A (en) * 1996-09-27 1999-10-26 Valeo Electronique Cut-off of a motor vehicle starter
CN1821569A (zh) * 2005-02-15 2006-08-23 通用汽车公司 发动机重新启动设备和方法
CN101713362A (zh) * 2008-10-04 2010-05-26 株式会社电装 用于在出现引擎重启请求时重启内燃机的系统

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2700982C2 (de) * 1977-01-12 1984-03-08 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Schaltanordnung für elektrische Andrehmotoren
JP2930687B2 (ja) 1990-08-28 1999-08-03 積水ハウス株式会社 コンクリート基礎型枠及び基礎造成方法
US6305338B1 (en) 1997-07-17 2001-10-23 Robert Bosch Gmbh Current measurement module for an internal combustion engine starter device
EP1105642B1 (de) 1998-07-01 2002-12-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur startabschaltung einer brennkraftmaschine
JP2000179394A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Komutekku:Kk 始動検出装置
JP2002188549A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Tokyo Gas Co Ltd エンジン及びその始動方法
US6727708B1 (en) * 2001-12-06 2004-04-27 Johnson Controls Technology Company Battery monitoring system
US7145259B2 (en) * 2003-11-11 2006-12-05 Remy Inc. Engine starting motor anti-milling device
US7061130B1 (en) * 2004-02-03 2006-06-13 Dana Corporation Method of determining transition from starter to alternator function by monitoring starter/alternator motor phase voltage or current
JP2009121307A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Nikki Co Ltd エンジンの燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置
JP4946877B2 (ja) * 2008-01-10 2012-06-06 日産自動車株式会社 エンジンの始動装置
US8408177B2 (en) * 2008-03-28 2013-04-02 Mazda Motor Corporation Control method for internal combustion engine system, and internal combustion engine system
JP2011163321A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Denso Corp エンジン始動制御装置
JP5331752B2 (ja) * 2010-06-02 2013-10-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
US8392097B2 (en) * 2010-07-08 2013-03-05 GM Global Technology Operations LLC Method for starting an internal combustion engine within a hybrid powertrain
DE102011081093A1 (de) * 2011-08-17 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Startsystem, Verfahren und Computerprogrammprodukt zum Starten einer Brennkraftmaschine
JP5790405B2 (ja) * 2011-10-26 2015-10-07 スズキ株式会社 エンジン始動制御装置
WO2013074854A1 (en) * 2011-11-15 2013-05-23 Remy Technologies, Llc Starter system
JP2014076428A (ja) 2012-10-11 2014-05-01 Cooperative Kigyo Jyouho Center 浄水装置
US9429131B2 (en) * 2013-03-18 2016-08-30 Remy Technologies, Llc Starter system and method
JP6171917B2 (ja) * 2013-12-18 2017-08-02 株式会社デンソー エンジン始動装置
JP6379603B2 (ja) * 2014-04-04 2018-08-29 株式会社デンソー エンジン始動装置
JP2015229944A (ja) * 2014-06-04 2015-12-21 株式会社デンソー エンジン始動装置
JP6364974B2 (ja) * 2014-06-04 2018-08-01 株式会社デンソー エンジン始動装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5970936A (en) * 1996-09-27 1999-10-26 Valeo Electronique Cut-off of a motor vehicle starter
CN1821569A (zh) * 2005-02-15 2006-08-23 通用汽车公司 发动机重新启动设备和方法
CN101713362A (zh) * 2008-10-04 2010-05-26 株式会社电装 用于在出现引擎重启请求时重启内燃机的系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN104976008A (zh) 2015-10-14
US9863390B2 (en) 2018-01-09
DE102015104967A1 (de) 2015-10-08
JP2015197088A (ja) 2015-11-09
US20150285203A1 (en) 2015-10-08
JP6364897B2 (ja) 2018-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104976008B (zh) 发动机起动设备
US7973623B2 (en) Starter for engines and its starting circuit
US8513825B2 (en) Engine starting system with high- and low-speed modes of motor operation
US9771915B2 (en) Engine starting apparatus with inrush current reducer
CN102162421A (zh) 发动机起动机控制装置
CN107795392A (zh) 发动机起动系统
CN101354001B (zh) 用于引擎的启动器及其启动电路
CN104728013B (zh) 发动机起动装置
CN104976011B (zh) 发动机起动装置
CN107795423B (zh) 发动机起动系统
CN104121130A (zh) 适于车辆的怠速停止系统的起动机
CN104912712A (zh) 发动机起动器单元
US3433968A (en) Positive indexing cranking system
CN203670076U (zh) 保护内燃机车的柴油机的系统及内燃机车
WO2018072788A3 (de) Verfahren zur steuerung eines antriebsstrangs eines kraftfahrzeugs
JP2009030450A (ja) スタータ始動回路
Yang et al. The Analysis of Automotive Starter's Common Broken Gear
RU2638957C1 (ru) Система инерционно-электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания
CN109891545A (zh) 用于电的机器的接合继电器以及用于驱动带有接合继电器的优选构造成起动装置的电的机器的方法
CN103742330A (zh) 保护内燃机车的柴油机的系统及内燃机车
RU101588U1 (ru) Электростартер
JP2018091143A (ja) スタータの制御装置
JP2010285997A (ja) スタータ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180615