CN107366599B - 用于控制发动机的启动的系统 - Google Patents

Abstract

在发动机启动系统中，第一控制器响应于驾驶员的启动请求启用第一启动装置以使内燃机的旋转轴旋转。第二控制器可通信地连接至第一控制器。第二控制器识别由第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转。第二控制器基于对转子的旋转的识别开始第二启动装置的电力运行操作。第一控制器确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。当确定电力运行操作已经开始时，第一控制器在发动机的旋转轴的旋转角位置达到发动机的压缩上止点之前停用第一启动装置。

Description

用于控制发动机的启动的系统

技术领域

本公开涉及用于控制发动机(即，内燃机)的启动的系统.

背景技术

集成式启动器发电机(ISG)系统被广泛用于在发动机启动时将扭矩施加至发动机的旋转轴。

ISG系统包括电动机－发电机，该电动机－发电机经由皮带联接到发动机的旋转轴，并且使电动机－发电机作为启动器以经由皮带将扭矩施加至发动机的旋转轴，从而启动(即，曲轴转动(cranking))发动机。除了电动机－发电机之外，ISG系统还包括启动器，该启动器用于在低温下发动机的小齿轮与发动机的旋转轴的齿圈啮合的同时将扭矩施加至发动机的旋转轴。这是因为皮带可能难以在低温下移动，从而可导致难以经由皮带将扭矩平稳地施加至发动机的旋转轴。

施加到皮带上的扭矩越大，需要皮带的强度和耐久性越高。施加到皮带上的较大的扭矩可导致皮带张紧器被提供用于吸收扭矩波动。

尤其地，日本专利公开No.4421567(称为公开的专利文献)公开了这样一种ISG系统，该ISG系统包括启动器和电动机－发电机两者。在公开的专利文献中所公开的ISG系统包括电子控制系统(ECU)，ECU被编程成使启动器将第一扭矩施加至发动机的旋转轴，直到在发动机中发生第一次点火。此后，ISG系统的ECU被编程为使电动机－发电机将低于第一扭矩的第二扭矩施加至发动机的旋转轴，直到发动机被点着火，使得旋转轴能够通过发动机本身的燃烧操作旋转。这使电动机－发电机能够具有启动发动机所需的相对较低的最大输出，从而降低了ISG系统的制造成本。

发明内容

此类ISG系统使用第一启动器和第二启动器(即，电动机－发电机)两者来曲柄转动发动机，所述第一启动器齿轮连接至发动机，所述第二启动器皮带连接至发动机。

因此，当第一启动器的小齿轮与发动机的旋转轴的齿圈啮合时，ISG系统可使噪声生成。

另外，让我们考虑这样的情况，其中第一启动器将第一扭矩施加至发动机的转轴，并且此后，电动机－发电机(即，第二启动器)开始在电力运行模式下操作，以将第二扭矩施加至发动机的旋转轴。

这可导致在第一启动器驱动的周期(将被称为启动器驱动周期)和电动机－发电机在电力运行模式下操作的周期(将被称为电力运行周期)之间的重叠周期。由于启动器的冗余启动，在启动器驱动周期和电力运行周期之间的过长的重叠周期可导致发动机的燃料消耗恶化。相反，由于电动机－发电机的输出扭矩的增加，在启动器驱动周期和电力运行周期之间的过短的重叠周期也可导致发动机的燃料消耗恶化。

鉴于上述情况，本公开的一个方面旨在提供用于控制发动机的启动的多个系统，其中的每一个旨在解决这些问题。

具体而言，本公开的替代方面旨在提供这样的控制系统。控制系统中的每一个被配置成使用齿轮连接至内燃机的旋转轴的第一启动装置和皮带连接至内燃机的旋转轴的第二启动装置两者有效地启动发动机，同时将发动机的燃油经济性保持在较高水平。.

以下描述了解决问题的解决方案，以及由解决方案实现的有益效果。

根据本公开的第一示例性方面，提供了一种发动机启动系统。发动机启动系统被配置成控制第一启动装置和第二启动装置，其中第一启动装置齿轮连接至车辆的内燃机的旋转轴，第二启动装置包括皮带连接至内燃机的旋转轴的转子。内燃机的旋转轴的旋转使气缸中的活塞往复运动，以压缩气缸中的空气和燃料的混合物。发动机启动系统包括第一控制器，其被配置为响应于驾驶员的启动请求启用第一启动装置以使内燃机的旋转轴旋转。发动机启动系统包括第二控制器，第二控制器可通信地连接至第一控制器并被配置成：

1.识别由第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转；

2.基于对转子旋转的识别，开始第二启动装置的电力运行操作以使转子旋转。

第一控制器被配置成：

1.确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始；

2.当确定电力运行操作已经开始时在内燃机的旋转轴的旋转角位置达到内燃机的压缩上止点之前停用第一启动装置。

本公开的第一示例性方面的第一控制器响应于驾驶员的启动请求启用第一启动装置以使内燃机(简称为发动机)的旋转轴旋转。由于第二启动装置皮带连接至发动机的旋转轴，因此第二控制器识别由第一启动装置的启用而导致的第二启动装置的转子的旋转。然后，第二控制器基于对转子的旋转的识别开始第二启动装置的电力运行操作。另一方面，第一控制器确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。接着，当确定电力运行操作已经开始时并且在内燃机的旋转轴的旋转角位置达到内燃机的压缩上止点之前，第一控制器停用第一启动装置。

也就是说，齿轮连接至发动机的旋转轴的第一启动装置可由于第一启动装置和发动机的转轴之间的齿轮连接的啮合而生成噪声，即，齿轮噪声。尤其地，当旋转轴的旋转角位置由于气缸中的压缩反作用力而接近气缸的上止点(TDC)时，这种齿轮噪声可能变得更大。另一方面，为了充分确保发动机的启动性，需要开始第二启动装置的电力运行操作直到第一启动装置被关闭。

从这些观点出发，本公开的第一示例性方面在确定第二启动装置的电力运行操作已经开始并且在旋转轴13的旋转角位置达到压缩TDC之前，停用第一启动装置。这能够实现齿轮噪声的减少和充分确保发动机的启动性。本公开的第一示例性方面使第一控制器能够识别第二启动装置的电力运行操作的开始，以由此停用第一启动装置。这使第一启动装置能够可靠地在期望的定时处被停用，同时确保第一启动装置的启用周期和第二启动装置的电力运行周期之间的适当的重叠周期。这导致使用第一和第二启动装置两者有效启动发动机。

根据本公开的第二示例性方面，第二控制器被配置成在已识别由第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转之后，将状态信号发送至第一控制器。状态信号表示第二启动装置的转子的旋转和第二启动装置的电力运行操作的开始中的至少一个。

第一控制器被配置成接收状态信号，并且基于所接收到的状态信号来确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

在已识别由第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转之后，第二控制器将状态信号发送至第一控制器。状态信号表示第二启动装置的转子的旋转和第二启动装置的电力运行操作的开始中的至少一个。这导致第一控制器基于状态信号来确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。这使第一控制器能够可靠地识别第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

根据本公开的第三示例性方面，第二启动装置包括在被激励时使转子旋转的多个线圈。第二控制器被配置成在已识别由第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转之后，将旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个作为状态信号发送至第一控制器。旋转识别信号表示由第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转已被识别。相识别信号表示应该被激励的多个线圈中的一个的相。电力运行操作开始信号表示第二启动器的电力运行操作的开始已被识别。第一控制器被配置成接收旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个。然后，第一控制器被配置成基于旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个来确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

在由第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转已被识别之后，第二控制器能够依次识别以下预定义的启动情况：

(1)由第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转已被识别；

(2)应被激励的多个线圈中的一个的相；

(3)第二启动器的电力运行操作的开始已被识别。

第二控制器将分别表示情况(1)、(2)和(3)的旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的一个作为状态信号发送至第一控制器。这使第一控制器能够基于旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个来确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

也就是说，从第二控制器发送至第一控制器的旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个使第一控制器能够知道第二启动装置如何被驱动。这有助于适当地确定第一启动装置的停用定时。

根据本公开的第四示例性方面，第一控制器被配置成确定自接收到旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个起是否已经过预定延迟时间。第一控制器还被配置成，根据确定自接收到旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个起已经过预定延迟时间，停用第一启动装置。

第一控制器和第二控制器之间的通信可导致它们之间的通信延迟。由于第一控制器在发动机启动的早期阶段具有较大的处理负荷，因此发动机启动的阶段越早，第一控制器和第二控制器之间的通信延迟越长。

从该观点出发，第一控制器等待直到自接收到旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个起已经过预定延迟时间。在等待之后，第一个控制器停用第一个启动装置。这使得能够根据通信延迟来确定第一启动装置的停用定时。也就是说，根据通信延迟来调节延迟时间使得能够适当地确定第一启动装置的停用定时。

优选地，第一控制器相对于旋转识别信号或相识别信号的接收定时将第一启动装置的停用定时延迟到位于旋转轴的旋转角位置达到压缩位置TDC之前的期望的定时。由于第二控制器依次识别如前所述的预定启动情况(1)、(2)和(3)，因此识别第一情况(1)或第二情况(2)使得第二启动装置的电力运行操作能够从第一种情况(1)或第二种情况(2)依次被识别。这使得能够相对于第一情况(1)或第二情况(2)的识别定时来确定第一启动装置的停用定时。这使得能够更早地确定第一启动装置的停用，从而进一步减少由于通信延迟引起的不利影响。

根据本公开的第五示例性方面，第一和第二启动装置连接至安装在车辆中的电力源。第一和第二装置被配置成接收从电力源供应的电力。第一控制器被配置成监测自第一启动装置的启用起状态变化参数如何改变。状态变化参数包括从电力源放电的量和去往第一启动装置的电力供应的量中的至少一个。第一控制器被配置成基于自第一启动装置的启用起状态变化参数如何改变来确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

当除了第一启动装置的操作之外第二启动装置的动力运行操作也已经开始时，从电力源放电的量发生变化或去往第一启动装置的电力供应的量发生变化。第一控制器使用从电力源放电的量或去往第一启动装置的电力供应的量来确定是否在不使用来自第二控制器的信息的情况下已经开始第二启动装置的电力运行操作。

根据本公开的第六示例性方面，第二控制器包括控制电路和包括多个开关元件的驱动器。控制电路被配置成控制驱动器的开关元件的接通-断开切换操作，以控制第二启动装置的转子的转速。第一控制器被配置成监测自第一启动装置的启用起开关元件中的至少一个的温度如何升高。然后，第一控制器被配置成基于自第一启动装置的启用起开关元件中的至少一个的温度如何升高来确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

当第二启动装置的电力运行操作使开关元件中的至少一个的温度升高时，执行驱动器的开关元件的接通-断开切换操作。第一控制器使用该温度升高来确定是否在不使用来自第二控制器的信息的情况下已经开始第二启动装置的电力运行操作。

根据本公开的第七示例性方面，第一控制器被配置成监测自第一启动装置的启用起进入发动机的气缸中的进气的流速已经增加。第一控制器被配置成基于自第一启动装置的启用起进入发动机的气缸中的进气的流速如何增加来确定第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

当第二启动装置的电力运行操作开始时发动机的旋转轴的转速(称为发动机转速)增加，使得进入发动机的气缸中的进气的流速增加。第一控制器使用该进气的流速增加来确定是否在不使用来自第二控制器的信息的情况下已经开始第二启动装置的电力运行操作。

根据本公开的第八示例性方面，第一控制器被配置成在确定第二启动装置的电力运行操作已经开始之后，将用于停用第一启动装置的定时设置成在气缸中的压缩压力被最大化处的最大压缩压力定时之前。

当旋转轴的旋转角位置位于其中气缸中的压力被最大化的位置处时，通过第一启动装置和发动机的转轴之间的齿轮连接的啮合传递扭矩被最大化。从该观点出发，根据第八示例性方面的第一控制器的配置将用于停用第一启动装置的定时设置成在气缸内的压缩压力被最大化处的最大压缩压力定时之前。这因此引起较少的齿轮噪声。

根据本公开的第九示例性方面，第一控制器被配置成在确定第二启动装置的电力运行操作已经开始之后，控制安装在发动机中的燃料喷射系统在发动机转速在预定谐振发动机转速范围内之前开始将燃料喷射到发动机的气缸中。谐振发动机转速范围对应于发动机的预定谐振频率范围。

发动机具有对应于通常低于预定怠速的预定谐振发动机转速范围的预定谐振频率范围。为了避免在发动机转速增加期间发动机的振动，期望使发动机转速尽可能快地通过谐振发动机转速范围。

从该观点出发，根据本公开的第九示例性方面的第一控制器的配置控制燃料喷射系统在发动机转速在谐振发动机转速范围内之前开始将燃料喷射到发动机的气缸中。这使得了基于燃料燃烧的燃料扭矩和从第二启动装置施加至旋转轴的扭矩两者能够提高发动机转速。这使得发动机转速能够在较短的时间内通过谐振发动机转速范围，从而引起较少的发动机振动。在第二启动装置的动力运行操作开始之后开始将燃料喷射到发动机的气缸中的配置能够提高发动机的燃油经济性。

根据本公开的第十示例性方面，第一控制器被配置成：

(1)在确定第二启动装置的电力运行操作已经开始之后，确定发动机转速的增加率是否低于预定阈值率；

(2)根据确定发动机转速的增加率低于预定阈值率，控制燃料喷射系统在发动机转速在预定共振发动机转速范围内之前开始将燃料喷射到发动机的气缸中；

(3)根据确定发动机转速的增加率等于或高于预定阈值率，控制燃料喷射系统在发动机转速在预定共振发动机转速范围内之后开始将燃料喷射到发动机的气缸中。

在第二启动装置的电力运行操作开始之后发动机转速的增加率可取决于各种因素而变化。例如，如果存在以下情况中的一个，则在第二启动装置的电力运行操作开始之后发动机转速的增加率可为低：

(1)电力源的荷电状态(SOC)为低；

(2)发动机处于低温条件；

(3)第二控制器执行电流限制任务，以根据其温度限制通过其中的电流的流动。

从该观点出发，根据确定发动机转速的增加率低于预定阈值率，第一控制器控制燃料喷射系统在发动机转速在预定谐振发动机转速范围内之前开始将燃料喷射到发动机的气缸中。这使得发动机的旋转轴的旋转角位置能够快速地通过预定共振发动机转速范围。

此外，根据确定发动机转速的增加率等于或高于预定阈值率，第一控制器控制燃料喷射系统在发动机转速在预定谐振发动机转速范围内之后开始将燃料喷射到发动机的气缸中。

这使得能够提高发动机的燃油经济性。

根据本公开的第十一示例性方面，第一控制器连接至安装在内燃机中的进气量控制机构。进气量控制机构被配置成控制进入内燃机的气缸中的进气量。第一控制器被配置成在确定第二启动装置的电力运行操作已经开始之前，控制进气量控制机构执行将进入发动机的气缸内的进气量限制在预定的限制量。

气缸中的压缩反作用力越高，由于当发动机由第一启动装置曲轴转动时第一启动装置和发动机的转轴之间的齿轮啮合而产生的齿轮噪声越大。从该观点出发，第一控制器控制进气量控制机构在确定第二启动装置的电力运行操作开始之前执行将进入发动机的气缸内的进气量限制在预定的限制量。这减小了气缸中的压缩反作用力，从而引起较少的齿轮噪声。即使由于第二启动装置的电力运行操作开始的延迟而连续地执行通过第一启动装置转动发动机的旋转轴，第一控制器也引起较少的齿轮噪声。

根据本公开的第十二示例性方面，第一控制器被配置成在确定第二启动装置的电力运行操作已经开始之后，控制进气量控制机构去除对进入内燃机的气缸中的进气量的限制。

该配置可防止在交流发电机的电力运行操作之后对气缸中的燃料燃烧的不利影响，从而提高发动机的启动性。

附图说明

本公开的其它方面将从参考所附附图的实施例的以下描述中变得显而易见，其中：

图1是示意性地示出了根据本公开的第一实施例的发动机启动系统的整体结构的电路图；

图2是示意性地示出了根据第一实施例的由图1所示的ECU周期性地执行的第一启动例程的流程图；

图3是示意性地示出了根据第一实施例的由图1所示的控制IC周期性地执行的第二启动例程的流程图；

图4是示意性地示出了根据本公开的第一实施例的ECU和控制IC如何执行相应的第一和第二启动例程的时序图；

图5是示出了发动机转速的增加率的变化与图1所示的电池的荷电状态的相应的变化之间的关系的曲线图；

图6是示意性地示出了根据本公开的第二实施例的由图1所示的ECU周期性地执行的第一启动例程的流程图；

图7是示意性地示出了根据本公开的第二实施例的ECU和控制IC如何执行相应的第一和第二启动例程的时序图；

图8是示意性地示出了根据本公开的第三实施例的由图1所示的ECU周期性地执行的第一启动例程的流程图；

图9是示意性地示出了根据本公开的第三实施例的ECU和控制IC如何执行相应的第一和第二启动例程的时序图；

图10是示意性地示出了根据本公开的第四实施例的由图1所示的ECU周期性地执行的第一启动例程的流程图。

具体实施方式

以下参考所附附图描述了本公开的实施例。在实施例中，省略或简化了实施例之间的分配了相同附图标记的相同部分，以避免冗余描述。

第一实施例

下面描述了本公开的第一实施例。根据第一实施例的发动机启动系统100被安装在配备有已知的四冲程内燃机(即，发动机10)的车辆V中。

具体而言，被设计为多缸发动机的发动机10包括旋转轴(诸如，曲轴)13，该旋转轴具有相对的第一和第二端。发动机10用于通过每个气缸10C的燃烧室内的活塞P压缩进气和燃料的混合物或进气，并使经压缩的空气-燃料混合物或经压缩的空气与燃料的混合物在每个气缸10C的燃烧室内燃烧。这使每个气缸10C中的活塞P通过气缸10C的上止点(TDC)往复运动，以由此使旋转轴13沿正向旋转。这使燃料能量改变为曲轴13的旋转能量，从而基于机械能生成旋转轴13的扭矩。

值得注意的是，被吸入到发动机10的每个气缸10C中的进气量通过为对应的缸10C设置的进气阀控制。

此外，旋转轴13的旋转的正向表示在车辆V前进时旋转轴13的旋转方向。

参考图1，发动机10包括燃料喷射系统10a和点火系统10b。

燃料喷射系统10a包括诸如为各个气缸10C设置的燃料喷射器和点火器的致动器。燃料喷射系统10a使得燃料喷射器将燃料直接喷射到发动机10的每个气缸10C中或直接喷射到正好在其每个气缸10C之前的进气歧管(或进气端口)，以由此使发动机10的每个气缸10C中的空气-燃料混合物燃烧。

点火系统10b包括诸如点火器的致动器，并且使致动器提供电流或火花以对发动机10的每个气缸10C中的空气-燃料混合物进行点火，从而使空气-燃料混合物燃烧。

发动机10包括作为旋转电机的示例的启动器11。用作例如第一启动装置的启动器11具有旋转轴11a，旋转轴11a具有相对的第一和第二端。启动器11包括联接到旋转轴11a的第一端的驱动单元。启动器11的驱动单元能够使旋转轴11a转动。

启动器11还包括螺线管机构15，螺线管机构15包括螺线管；螺线管机构15使旋转轴11a沿其轴向往复移动。旋转轴11a的第二端安装有小齿轮12。旋转轴13的第一端安装有齿圈14。

发动机启动系统100包括电池31，电池31作为直流(DC)电源的示例，经由开关32电连接到启动器11，并且经由继电器33电连接至螺线管机构15的螺线管。启动器11被布置成面向齿圈14，使得通过螺线管机构15旋转轴11a到齿圈14的换挡操作使小齿轮12能够与齿圈14啮合。小齿轮12与齿圈14的啮合使启动器11的扭矩(即，正扭矩)能够被传递到发动机10的旋转轴13。

发动机启动系统100包括作为旋转电机的示例的电动机－发电机装置20。发动机10包括由例如滑轮和皮带组成的动力传递机构16。动力传递机构16用于将发动机10的旋转轴13的扭矩(即，旋转动力)传递到电动机－发电机装置20。

电动机－发电机装置20用作交流发电机(即，发电机)，其将从发动机10传递的发动机10的旋转轴13的扭矩转换成电力。电动机－发电机装置20还用作电动机，其经由动力传递机构16将旋转动力(即，扭矩)供应给发动机10的旋转轴13。

具体而言，启动器11被设计为能外部地被打开或关闭的启动装置，并且被设计为能够在较低的每分钟转数(RPM)范围内生成相对较高的扭矩的低RPM电动机。电动机－发电机装置20被设计为以电动机模式(即，电力运行模式)操作的启动装置，并且被设计为能够在较高RPM范围内旋转的高RPM电动机。

电动机－发电机装置20包括交流发电机(即，电动机－发电机21)、控制集成电路(IC)22、旋转参数检测器23和驱动器24。

交流发电机21被设计为例如由例如定子、转子21a、转子线圈等组成的三相交流(AC)旋转电机。定子包括例如定子芯和三相定子线圈。转子21a联接至动力传递机构16所联接至的输出轴，被配置成可与输出轴一起相对于定子芯旋转。三相定子线圈例如被缠绕在定子芯的槽中并且围绕定子芯缠绕。转子线圈围绕转子21a缠绕并且用于在被激励时在转子21a中生成磁场。

也就是说，交流发电机21能够以电动机模式(即，电力运行模式)操作，以基于在转子21a中生成的磁场和由三相定子线圈生成的旋转磁场之间的磁相互作用来使转子21a旋转。这使发动机10的旋转轴13能够经由动力传递机构16旋转。换句话说，交流发电机21经由动力传递机构16将扭矩供应给发动机10的旋转轴13，从而使发动机10的旋转轴13旋转。

此外，交流发电机21能够以发电机模式操作，以基于由转子21a的旋转感应产生的电动势在定子线圈中生成电力；转子21a的旋转是基于经由动力传递机构16的发动机10的旋转轴13的旋转。

例如，基于具有高电平(即，接通电平)的启动器驱动命令，启动器11被启用(即，接通)。还基于具有低电平(即，断开电平)的启动器驱动命令，启动器11被停用。交流发电机21被启用以在电力运行模式下操作，进而在改变转子21a的转速的同时将扭矩施加至发动机10的旋转轴13。

驱动器24包括已知的逆变器电路，该逆变器电路包括被安装到例如逆变器板的多个开关元件(诸如，MOSFET)；这些开关元件以例如桥接配置连接。驱动器24连接在交流发电机21和电池31之间。

驱动器24具有将从电池31供应的直流电力转换成交流(AC)电力从而将AC电力施加到三相定子线圈的第一功能。

驱动器24还具有将从交流发电机21供应的交流电力转换为DC电力并将DC电力供应给电池21的第二功能。

旋转参数检测器23用于测量与交流发电机21的转子21a的旋转相关联的至少一个参数。

具体而言，旋转参数检测器23用于测量当交流发电机21作为电动机操作时流过相应的三相定子线圈的电流(即，三相电流)，并且将三相电流输出至控制IC 22。旋转参数检测器23还用于测量当交流发电机21作为发电机操作时在交流发电机21中感应产生的电动势，并且将感应电动势输出至控制IC 22。

由例如微计算机和存储单元组成的控制IC 22用作用于控制交流发电机21的控制器。

具体而言，在交流发电机21以电动机模式操作时，控制IC 22控制驱动器24将从电池31供应的DC电力转换成三相AC电力，由此将三相AC电力施加至交流发电机21的三相定子线圈。这使得三相定子线圈能够产生上述旋转磁场，从而使转子21a旋转。尤其地，控制IC22基于由旋转参数检测器23测得的三相电流来控制驱动器24的开关元件的接通-断开切换操作，使得转子21a的转速遵循预定目标转速。

此外，当交流发电机21以发电机模式操作时，控制IC 22获得由旋转参数检测器23测得的感应电动势。由于感应电动势的频率取决于交流发电机21的转速(即，每单位时间转子21a的转数)，这使得控制IC 22能够获得指示转子21a的旋转的信息(即，转子21a的转速)。

也就是说，电动机－发电机装置20被设计为没有用于直接测量转子21a的转速的旋转传感器的无传感器电动机－发电机。

具体而言，旋转参数检测器23能够在交流发电机21的转子21a旋转的同时测量在交流发电机21中感应产生的电压或电流。也就是说，旋转参数检测器23能够基于测得的感应电压或感应电流来测量转子21a(即，交流发电机21)相对于预定位置的旋转角度。

控制IC 22因此能够：

(1)基于由旋转参数检测器23检测到的感应电压或感应电流来确定交流发电机21是否正在进行操作；

(2)基于由旋转参数检测器23检测到的感应电压或感应电流来识别驱动器14应当激励的(即，应当将AC电流供应给的)三相线圈中的一个的相。

也就是说，控制IC 22基于驱动器14应当激励的三相线圈的相来控制驱动器24的开关元件的接通-断开切换操作，从而激励具有确定的相的三相线圈中的一个。

此外，旋转参数检测器23或控制IC 22能够基于转子21a(即，交流发电机21)的转速和动力传递机构16的预定减速比来计算发动机10的旋转轴13的转速Ne。发动机10的旋转轴13的转速Ne将在下文中被简称为发动机转速NE。值得注意的是，由于动力传递机构16的减速比，交流发电机21的转速比旋转轴13的转速Ne高。

发动机10的旋转轴13经由离合器和齿轮机构(诸如，变速器)联接至驱动轴，该驱动轴在两端都具有驱动轮。由于车辆V的驱动轴、驱动轮、离合器和齿轮机构的这些部件是公知的部件，因此省略对这些部件的具体描述。

发动机启动系统100还包括电子控制单元(ECU)30，ECU 30用作例如用于执行发动机启动系统100的整体控制的主控制器。ECU 30是由微计算机和存储单元组成的公知的电子控制单元。ECU 30用于基于由车辆V中安装的各种传感器SS测得的测量值来控制发动机10。

ECU 30电连接至电池31，并且基于从电池31供应的DC电力进行操作。电池31还经由开关32电连接至启动器11，并且经由继电器33电连接至螺线管机构15的螺线管。继电器33被可控制地连接至ECU 30。也就是说，ECU 30控制继电器33以打开或关闭继电器33。开关32链接到小齿轮12，使得小齿轮12的去往或离开齿圈14的换挡操作使螺线管机构15能够接通或断开开关32。

具体而言，ECU 30接通继电器33，以此基于从电池31供应的DC电力来激励螺线管机构15的螺线管。这使得螺线管机构15将小齿轮12从预定初始位置移动到齿圈14，使得小齿轮12与齿圈14啮合。小齿轮12向齿圈14的换挡操作使开关32被接通，导致启动器11基于从电池31供应的DC电力被启用。由于小齿轮12与齿圈14啮合，启动器11开始转动发动机10的旋转轴13，从而开始曲轴转动发动机10。

例如，当旋转轴13的转速已达到预定转速时，ECU 30断开继电器33，以由此使螺线管机构15的螺线管去激励。这使从电池31到螺线管机构16的螺线管的DC电力供应中断，从而使得螺线管机构16将小齿轮12远离齿圈14移动至预定初始位置。这导致小齿轮12从齿圈14脱离。

小齿轮12远离齿圈14移动到预定初始位置的换挡操作使得开关32被断开，导致启动器11被停用。

ECU 30也可通信地联接至控制IC 22。ECU 30用作例如第一控制器，以及控制IC22用作例如第二控制器。

此外，发动机启动系统100包括各种传感器SS，各种传感器SS包括例如加速器传感器42、制动器传感器44、转速传感器45和车速传感器46。

加速器传感器42用于反复测量加速器踏板的实际位置或行程，并且反复地向ECU30输出指示加速器踏板41的测得的实际行程或位置的测量信号，其中加速器踏板作为由车辆V的驾驶员可操作的加速器操作构件41的示例。加速器踏板被链接至包括安装在例如进气歧管中的节流阀的节流阀系统TV。也就是说，节流阀系统TV被配置成根据由驾驶员操作的加速器踏板的实际位置或行程改变节节流阀的角位置，以控制进入发动机10的进气量。

制动器传感器44用于反复测量由车辆V的驾驶员可操作的制动器踏板43的实际位置或行程，并且反复地向ECU 30输出指示测得的制动器踏板43的实际行程或位置的测量信号。

转速传感器45用于反复测量发动机10的旋转轴13的转速，并且反复地向ECU 30输出指示测得的发动机10的旋转轴13的转速的测量信号。转速传感器45用于重复地测量发动机10的旋转轴13相对于相应的气缸10C的最接近(即，下一个)的压缩TDC的旋转角位置。然后，转速传感器45用于反复地向ECU 30输出指示测得的旋转轴13相对于下一压缩TDC的旋转角位置的测量信号。

车速传感器46用于反复地测量车辆V的行驶速度作为车速，并且反复地向ECU 30输出指示测得的车速的测量信号。

ECU 30被设计为例如由例如CPU、包括ROM和RAM的存储介质以及输入/输出(I/O)组成的典型的微计算机电路。

ECU 30接收从传感器SS输出的测量信号，并确定发动机10的操作条件。然后，ECU30根据存储在存储介质中的一个或多个控制程序(即，例程)来执行用于利用以下两者控制发动机10的各种任务

(1)经确定的发动机10的操作条件；

(2)存储在存储介质中的各种数据。

例如，各种任务包括燃烧任务T1(参见图1)，该燃烧任务T1包括燃料喷射控制任务和点火定时控制任务。

燃料喷射控制任务被设计成将每个气缸10C的燃料喷射定时调节到适当的时刻，并且控制燃料喷射系统10a将用于每个气缸10C的燃料喷射器的喷射量调节到合适的量。然后，燃料喷射控制任务被设计成使燃料喷射系统10a在适当的燃料喷射定时处将合适喷射量的燃料喷射到依次选择的发动机10的气缸或进气歧管中。

点火定时控制任务被设计成控制点火系统10b调节每个点火器的点火定时，以在适当的时刻处对气缸10C中的相应的气缸中压缩空气-燃料混合物或压缩空气和燃料的混合物进行点火。每个气缸10C的点火定时被表示为例如相应的气缸10C的旋转轴13相对于相应的气缸10C的上止点(TDC)的曲轴角。

此外，各种任务包括怠速减速控制任务。怠速减速控制任务被配置成当满足预定自动停止条件时控制燃料喷射系统10a，从而防止燃料喷射系统10a将来自各个喷射器的燃料喷射到发动机10的相应的气缸10C或进气歧管中。这导致发动机10处于怠速减速状态，从而引起车辆V滑行。

怠速减速控制任务还被配置成在发动机10处于怠速减速状态时，当满足发动机重新启动状态时自动重新启动发动机10。

例如，自动停止条件包括：例如，加速器踏板41的驾驶员的操作行程为零，即车辆V的驾驶员完全释放加速器踏板41，制动器踏板43被驾驶员踩下，以及车速等于或低于预设速度。

例如，发动机重新启动条件包括：例如，加速器踏板41被驾驶员踩下或驾驶员的制动器踏板43的操作行程为零，即，驾驶员完全释放制动器踏板43。这些驾驶员的操作被称为驾驶员的发动机重新启动请求。

值得注意的是，初始发动机启动条件是响应于例如驾驶员的点火钥匙到启动器接通位置的操作，启动器开关被接通。该驾驶员的操作称为驾驶员的发动机启动请求。

发动机重新启动条件和初始发动机启动条件构成发动机启动条件。

发动机启动系统100被配置为基于启动器11和交流发电机21的组合来初始启动发动机10或自动重新启动发动机10。尤其地，发动机启动系统100被配置为：

(1)在发动机10的启动的早期状态下，启用(即，接通)启动器11以曲轴转动发动机10；

(2)此后，开始以电力运行模式操作交流发电机21以曲轴转动发动机10，同时停用启动器11；

(3)当交流发电机21已经开始在电力运行模式下操作时，停用(即，断开)启动器11。

也就是说，发动机启动系统100响应于满足初始启动条件或自动重新启动条件而启用启动器11。这导致交流发电机21的转子21a基于发动机10的旋转轴13的旋转而旋转。此时，控制IC 22控制驱动器24，以在识别交流发电机21的转子21a的旋转时使交流发电机21在电力运行模式下工作。

当确定交流发电机21开始在电力运行模式下操作时，ECU 30在气缸10C的活塞P到达紧接的下一压缩TDC之前停用启动器11。

以下参照图2描述了在预定第一控制周期中由ECU 30反复执行第一发动机启动例程。

在步骤S101中，ECU 30确定发动机10的启动是否已经完成(即，发动机10是否已被点火)，从而使旋转轴13能够通过发动机10本身的燃烧操作旋转。例如，在发动机10的自动停止后，发动机10的启动尚未完成。

当确定发动机10的启动已经完成时(步骤S101中为“是”)，ECU 30终止第一启动例程。或者，当确定发动机10的启动尚未完成时(步骤S101中为“否”)，第一发动机启动例程进入步骤S102。在步骤S102中，ECU 30确定发动机10的旋转轴13的转速Ne(在下文中将被简称为发动机转速NE)是否低于预定阈值TH1。阈值TH1被设置为例如500RPM，其确定是否使交流发电机10停止在电力运行模式下操作。

当确定发动机转速NE低于预定阈值TH1时(步骤S102中为“是”)，第一发动机启动例程进入步骤S103。或者，当确定发动机转速NE等于或高于预定阈值TH1时(步骤S102中为“否”)，第一发动机启动例程进入步骤S111。

在步骤S103中，ECU 30确定启动器11是否在进行操作。具体而言，ECU 30确定其是否产生启动器驱动命令。当确定启动器11不在进行操作时(步骤S103中为“否”)，在步骤S104中，ECU 30确定是否满足发动机启动条件中的一个。

例如，当在发动机10自动停止之后满足发动机重新启动条件时，在步骤S104中，ECU 30执行肯定判定，第一发动机启动例程进入步骤S105。或者，当在发动机10自动停止之后不满足发动机重新启动条件时，在步骤S104中，ECU 30进行否定判定，并终止第一发动机启动例程。

在步骤S105中，ECU 30生成启动器驱动命令，并将启动器驱动命令发送到继电器33，从而使继电器33被接通。这使得螺线管机构15将小齿轮12从预定初始位置移动到齿圈14，以便小齿轮12与齿圈14啮合。小齿轮12向齿圈14的换挡操作使开关32被接通。这开始向启动器11供应DC电力。当启动器11基于所供应的DC电力被启用时，启动器11的旋转动力被传递至发动机10的旋转轴13。

随后或与此同时，在步骤S106中，ECU 30生成交流发电机驱动命令，并且将交流发电机驱动命令发送至控制IC 22，换句话说，开启交流发电机驱动命令。此后，ECU 30终止第一发动机启动例程。

或者，当确定启动器11正在进行操作时(步骤S103中为“是”)，第一发动机启动例程进入步骤S107。在步骤S107中，ECU 30确定其是否已接收到来自控制IC 22的预定状态信号，该状态信号表示以下两者中的至少一个：

(1)交流发电机21的转子21a的旋转；

(2)交流发电机21的电力运行操作的开始。

例如，根据第一实施例，电力运行模式开始信号(即，电力运行操作开始信号)从控制IC 22作为状态信号发送。在已接收到电力运行模式开始信号时，在步骤S107中，ECU 30执行肯定判定。

接着，在步骤108中，紧接在下一压缩TDC之前ECU 30确定发动机10的旋转轴13的旋转角位置是否位于预定高压角范围内，诸如在闭区间从BTDC 45度到BTDC 5度的范围。值得注意的是，BTDCα度表示旋转轴13的旋转角位置在下一燃烧TDC之前α度。在相应的气缸10C中紧接在下一燃烧TDC之前的旋转轴13的预定角度位置表示紧接在最大压缩定时之前的时刻，其中在该最大压缩定时处相应的气缸10C中的压缩压力被最大化。

当确定发动机10的旋转轴13的旋转角位置位于预定高压角范围内时，ECU 30确定发动机10的旋转轴13的实际旋转角位置位于紧接在下一压缩TDC之前。然后，第一发动机启动例程进入步骤S109。

或者，当确定ECU 30未接收到来自控制IC 22的预定状态信号或确定旋转轴13的旋转角位置位于预定高压角范围之外时(步骤S107或S108中为“否”)，ECU 30在连续启用启动器11的同时终止第一发动机启动例程。

在步骤S109中，ECU 30关闭启动器驱动命令，从而停用(即，断开)启动器11。具体而言，在步骤S109中，ECU 30使继电器33断开，以由此使螺线管机构15的螺线管去激励。这使从电池31到螺线管机构16的螺线管的DC电力供应中断，从而使得螺线管机构16将小齿轮12远离齿圈14移动至预定初始位置。这导致小齿轮12从齿圈14脱离。小齿轮12远离齿圈14去往预定初始位置的换挡操作使得开关32被断开，从而导致启动器电动机11被停用。

在步骤S109中的操作之后，在步骤S110中，ECU 30在预设的时间之后开始每个汽缸10C的燃烧任务T1，燃烧任务T1包括燃料喷射控制任务和点火定时控制任务。也就是说，ECU 30使燃料喷射系统10a的各燃料喷射器在对应的气缸10C的压缩循环期间将燃料直接喷射到相应的气缸10C或进气歧管中。这导致每个气缸10C中的空气-燃料混合物在相应的气缸10C的燃烧循环期间燃烧。在完成步骤S110中的操作之后，ECU 30终止第一发动机启动例程。

当发动机转速NE已基于交流发电机21的动作而增加时，使得步骤S102中的判定为肯定。此时，第一发动机启动例程进入步骤S111。在步骤S111中，ECU 30关闭交流发电机驱动命令，换句话说，将交流发电机停止命令发送至控制IC 22，从而使交流发电机20的电力运行操作停止。此后，ECU 30终止第一发动机启动例程。

以下参照图3描述在预定第二控制周期中由控制IC 22反复执行的第二发动机启动例程。第二控制周期可以被设置成与第一控制周期相同或不同。

在步骤S201中，控制IC 22确定其是否已接收到来自ECU 30的交流发电机驱动命令，使得交流发电机21的电力运行操作的授权已被获得。当确定未获得交流发电机21的电力运行操作的授权时(步骤S201中为“否”)，控制IC 22不使交流发电机21在电力运行模式下操作，并且终止第二发动机启动例程。

或者，当确定已获得交流发电机21的电力运行操作的授权时(步骤S201中为“是”)，在步骤S202中，控制IC 22从旋转参数检测器23获得指示交流发电机21的转子21a的旋转的旋转信息(即，旋转参数)。具体而言，旋转参数检测器23在交流发电机21的转子21a旋转的同时反复测量交流发电机21中感应产生的电压或电流，并且旋转参数检测器23将感应电压或感应电流反复输出至控制IC 22。

然后，在步骤S202中，控制IC 22获得从旋转参数检测器23连续发送的感应电压或感应电流作为旋转信息。

在步骤S202中的操作之后，在步骤S203中，控制IC 22确定是否已接收到来自ECU30的交流发电机停止命令，即，交流发电机驱动命令是否已被关闭。

当确定控制IC 22未接收到交流发电机停止命令时(步骤S203中为“否”)，第二发动机启动例程进入步骤S204a。

在步骤S204a中，控制IC 22确定稍后描述的交流发电机状态标记是否被设置为0。

根据确定交流发电机状态标记被设置为0(步骤S204a中为“是”)，在步骤S204b中，控制IC 22基于在步骤S202中获得的旋转信息，确定其是否由于交流发电机21的电力运行操作的授权已识别交流发电机21的转子21a的转动。

当确定控制IC 22已识别交流发电机21的转子21a的旋转时(步骤S204b中为“是”)，第二发动机启动例程进入步骤S205。在步骤S205中，控制IC 22将其中的预定交流发电机状态标记设置为1，并且将指示交流发电机状态标记为1的旋转识别信号作为状态信号发送给ECU 30。

值得注意的是，交流发电机状态标记例如是具有由0、1、2和3表示的四个不同逻辑值的位。交流发电机状态标记的初始值被设置为0，表示控制IC 22未识别交流发电机21的转子21a的旋转。也就是说，被设置为1的交流发电机状态标记表示控制IC 22已识别交流发电机21的转子21a的旋转。

否则，当确定控制IC 22未识别交流发电机21的转子21a的旋转时(步骤S204b中为“否”)，控制IC 22终止第二发动机启动例程。

此外，当确定交流发电机状态标记未被设置为0时(步骤S204a中为“否”)，第二发动机启动例程进入步骤S206a。

在步骤S206a中，控制IC 22确定交流发电机状态标记是否被设置为1。

当确定交流发电机状态标记被设置为1时(步骤S206a中为“是”)，第一启动例程进入步骤S206b。

在步骤S206b中，控制IC 22基于在步骤S202中获得的旋转信息确定其是否已识别驱动器14应该激励(即，应供应AC电流给)的三相线圈中的一个的相；三相线圈中的一个的相在下文中将被称为通电相。

当确定控制IC 22已识别通电相时(步骤S206b中为“是”)，第二发动机启动例程进入步骤S207。

在步骤S207中，控制IC 22将其中的交流发电机状态标记设置为2，并将指示交流发电机状态标记为2的相识别信号作为状态信号发送至ECU 30。被设置为2的交流发电机状态标记表示控制IC 22已识别通电相。

否则，当确定控制IC 22未识别通电相时(步骤S206b中为“否”)，控制IC 22终止第二发动机启动例程。

此外，当确定交流发电机状态标记未被设置为1时(步骤S206a中为“否”)，第一启动例程进入步骤S208a。

在步骤S208a中，控制IC 22确定交流发电机状态标记是否被设置为2。

当确定交流发电机状态标记被设置为2时(步骤S208a中为“是”)，第二启动例程进入步骤S208b。

在步骤S208b中，控制IC 22确定驱动器24是否已开始执行电流控制任务，该电流控制任务使交流发电机21在电力运行模式下操作，以将从电池31供应的DC电力转换成AC电力，该AC电力将被供应给具有经识别的相的三相线圈中的一个。也就是说，在步骤S208b中，控制IC 22基于驱动器24是否已开始执行电流控制任务来确定交流发电机21是否在电力运行模式下操作。

当确定驱动器24已开始执行电流控制任务，使得控制IC 22确定交流发电机21已在电力运行模式下操作时(步骤S208b中为“是”)，第二发动机启动例程进入步骤S209。在步骤S209中，控制IC 22将其中的交流发电机状态标记设置为3，并将指示交流发电机状态标记为3的电力运行模式开始信号作为状态信号发送至ECU 30。被设置为3的交流发电机状态标记表示交流发电机21已在电力运行模式下操作。

或者，当确定驱动器24尚未开始执行电流控制任务，使得控制IC 22确定交流发电机21未在电力运行模式下操作时(步骤S208b中为“否”)，控制IC 22终止第二发动机启动例程。

此外，当确定交流发电机状态标记未被设置为2时(步骤S208a中为“否”)，控制IC22终止第二发动机启动例程。

当确定控制IC 22已经接收到交流发电机停止命令时(步骤S203中为“是”)，第二发动机启动例程进入步骤S210。在步骤S210中，控制IC 22使驱动器24停止交流发电机21的电力运行操作，即，使驱动器24停用交流发电机21，将交流发电机状态标记切换为0，并将交流发电机停止信号发送至ECU 30。此后，控制IC 22终止第二发动机启动例程。

以下具体描述了ECU 30和控制IC 22如何执行用于启动已经自动停止的发动机10的相应的第一和第二发动机启动例程。

参考图4，发动机10在时刻t1之前被关闭。在时刻t1处，车辆V的驾驶员将发动机重新启动请求中的一个输入至ECU 30。例如，车辆V的驾驶员踩下加速器踏板41或驾驶员完全释放制动器踏板43。值得注意的是，当执行发动机10的初始启动时，车辆V的驾驶员在时刻t1处将点火钥匙操作到启动器开启(starter-on)位置。

当发动机重新启动请求被输入至ECU 30时，在步骤S104中的判定是肯定的，使得ECU 30生成启动器驱动命令和交流发电机驱动命令，并将启动器驱动命令和交流发电机驱动命令发送至相应的继电器33和控制IC 22(参见步骤S105和S106)。

启动器驱动命令使启动器11被启用，使得启动器11的旋转动力被传递至发动机10的旋转轴13。这使发动机10的旋转轴13开始曲轴转动。这导致以实心曲线示出的发动机转速NE随着以虚线曲线示出并且将被称为小齿轮转速NP的小齿轮12的旋转速度的增加而增加。旋转轴13的旋转使皮带连接至旋转轴13的交流发电机21的转子21a旋转。

发送至控制IC 22的交流发电机驱动命令使控制IC 22在时刻t2处识别交流发电机驱动命令，在时刻t2处ECU 30和控制IC 22之间的通信延迟已经自时刻t1起经过。这使控制IC 22识别交流发电机21的电力运行操作的授权(参见步骤S201)。在时刻t2之后，控制IC22能够识别交流发电机21的转子21a的旋转。

此后，在时刻t3处，交流发电机状态标记从0切换至1，这表示已完成转子21a的旋转的识别(参见步骤S204a、S204b和S205)。其后，在时刻t4处，交流发电机状态标记在时刻t4处从1切换至2，这表示已完成通电相的识别(参见步骤S206a、S206b和S207)。在时刻t4之后，交流发电机状态标记在时刻t5处从2切换至3，这表示已开始交流发电机21的电力运行操作(参见步骤S208a、S208b和S209)。

指示交流发电机状态标记为1的状态信号在自时刻t3起已经过预定通信延迟的时刻t3a处被ECU 30接收。这导致ECU 30获得交流发电机状态标记为1作为交流发电机监测标记为1。类似地，在自时刻t4起已经过预定通信延迟的时刻t4a处ECU 30接收到指示交流发电机状态标记为2的状态信号。这导致ECU 30获得交流发电机状态标记为2作为交流发电机监测标记为2。此外，在自时刻t5起已经过预定通信延迟的时刻t6处ECU 30接收到指示交流发电机状态标记为3的状态信号。这导致ECU 30获得交流发电机状态标记为3作为交流发电机监测标记为3。

发动机转速NE基于启动器11的运作而增加，并且在旋转轴13的旋转角位置由于相应的气缸10C中的压缩反作用力而接近相应的气缸10C的下一压缩TDC时而减小。当旋转轴13的旋转角位置已通过压缩TDC时，发动机转速NE基于相应的气缸10C的燃烧室的膨胀而增加。也就是说，当旋转轴13的旋转角位置已通过压缩TDC时，发动机转速NE(即，齿圈14的转速)暂时变得高于小齿轮转速NP。

在时刻t6处，ECU 30已认识到交流发电机21的电力运行操作已经开始(参见步骤S107)。此时，如果旋转轴13的旋转角位置在时刻t6处位于高压角范围内(参照步骤S108中的“是”)，则ECU 30关闭启动器驱动命令，从而使启动器11停止(参照步骤S109)。也就是说，启动器11的停用定时设置在紧接在下一压缩TDC之前。在时刻t6之后，交流发电机21仅将扭矩施加至发动机10的旋转轴13。

即使启动器11被启用使得由于小齿轮12与齿圈14的啮合而生成噪声，ECU 30被配置为在识别交流发电机21的电力运行操作的开始之后立即停用启动器11。该配置最小化启动器11的启用，从而减少由小齿轮12与齿圈14啮合而生成的噪声。这种噪声在下文中将被称为齿轮噪声。

当旋转轴13的旋转角位置位于压缩TDC处时，气缸10C中的压力被最大化，从而导致通过小齿轮12与齿圈14的啮合的传递扭矩被最大化。上述紧接在压缩TDC之前关闭启动器11的ECU 30的配置产生较少的齿轮噪声。

在启动器11紧接在压缩TDC之前被关闭之后，发动机转速NE相对于小齿轮转速NP的增加使小齿轮12能够与齿圈14脱离，从而防止在小齿轮12与齿圈14脱离之后出现齿轮噪声。

在ECU 30在时刻t6处已识别交流发电机21的电力运行操作的开始之后，ECU 30开始每个气缸10C的燃烧任务T1(参照步骤S110)，燃烧任务T1包括燃料喷射控制任务和点火定时控制任务。图4示出了在识别交流发电机21的电力运行操作之后，在时刻t7处执行压缩循环期间进入进气歧管或相应的气缸10C的第一燃料喷射，使得每个气缸10C中的空气-燃料混合物被点火。这导致发动机10的每个气缸10C中的空气-燃料混合物燃烧，从而生成燃烧扭矩。燃烧扭矩和从交流发电机21施加至发动机10的旋转轴13的扭矩提高了发动机10的发动机转速NE。这使发动机转速NE能够快速地通过对应于发动机10的预定谐振频率范围的预定谐振发动机转速范围。

也就是说，发动机10具有对应于低于预定怠速的预定谐振发动机转速范围的预定谐振频率范围。例如，根据第一实施例的发动机10具有对应于从300至400RPM的预定谐振发动机转速范围的预定谐振频率范围。另一方面，根据第一实施例，仅通过启动器11的曲轴转动的旋转轴13的曲轴转动转速在时刻t6处被设置成例如200RPM。在这些情况下，在时刻t6处识别交流发电机21的电力运行操作之后，ECU 30开始燃烧任务T1，使得能够在发动机转速NE达到谐振发动机转速范围之前开始燃烧任务T1。这实现期望的燃烧扭矩以增加发动机转速NE。

此后，当发动机转速NE在时刻t8处达到预定阈值速度TH1时，已认识到该达到的ECU 30关闭交流发电机驱动命令，换句话说，将交流发电机停止命令发送至控制IC 22(参照步骤S111)。响应于交流发电机停止命令，控制IC 22停止交流发电机21的动力运行操作，并在时刻t9将交流发电机停止信号发送到ECU 30(参照步骤S210)。

如上所述，根据第一实施例的发动机启动系统100实现以下有益效果。

齿轮连接至发动机10的旋转轴13的启动器11由于小齿轮12与齿圈14的啮合而引起齿轮噪声。当旋转轴13的旋转角位置由于相应的气缸10C中的压缩反作用力接近相应的气缸10C的下一压缩TDC时这种噪声变得更大。另一方面，为了充分确保发动机10的启动性，需要开始交流发电机20的电力运行操作直到启动器11被关闭。

从这些观点出发，发动机启动系统100被配置成，在确定已开始交流发电机21的电力运行操作时，在旋转轴13的旋转角位置达到下一压缩TDC之前停用启动器11。这种配置能够实现齿轮噪声的减少并且充分确保发动机10的启动性。这种配置还使得小齿轮12和齿圈14的更少磨损。

尤其地，ECU 30被配置成在已识别交流发电机21的电力运行操作时关闭启动器11。该配置使启动器11能够被可靠地停用，同时确保启动器11的启用周期和交流发电机21的电力运行周期之间适当的重叠周期。该配置导致利用启动器11和交流发电机21两者的发动机10的有效启动。

也就是说，发动机启动系统100的上述配置利用启动器11和交流发电机21两者曲轴转动发动机10，同时正确地确定启动器11相对于下一压缩TDC的停用定时。这能够减少交流发电机21的最大输出扭矩，同时减少启动器11的冗余启用，从而使得能够可以使用充分小型化的发电机装置20。这因此导致发动机启动系统100具有较低的制造成本。

控制IC 22被配置成，在交流发电机21的转子21a基于通过启动器11的旋转轴13的旋转而旋转的同时，将指示交流发电机21的电力运行操作的电力运行模式开始信号作为状态信号发送至ECU 30。ECU 30被配置成基于电力运行模式开始信号来确定交流发电机21已开始在电力运行模式下操作。

控制IC 22和ECU 30的这些配置使ECU 30能够：

1.基于电力运行模式开始信号来正确地确定交流发电机21的电力运行模式的开始；

2.监测交流发电机21如何被驱动，从而正确地确定停用启动器11的定时。

ECU 30被配置成，根据已经确定已开始交流发电机21的电力运行操作，确定用于紧接在相应的汽缸10C中的下一压缩TDC之前(换句话说，紧接在相应的气缸10C中的压缩压力被最大化的定时之前)停用启动器11的定时。该配置防止启动器11在旋转轴13的旋转角位置位于相应的气缸10C中的下一压缩TDC处时被启用。也就是说，该配置防止启动器11在通过小齿轮12与齿圈14的啮合的传递扭矩被最大化时的定时处被持续地启用。该配置因此导致较少的齿轮噪声。

ECU 30被配置成，根据识别交流发电机21的电力运行操作的开始，开始每个气缸10C的燃烧任务T1直到旋转轴13的旋转角位置达到对应于预定谐振频率范围的预定谐振发动机转速范围，燃烧任务T1包括燃料喷射控制任务和点火定时控制任务。

该配置使得了基于燃烧任务T1的燃烧扭矩和从交流发电机21施加至发动机10的旋转轴13的扭矩两者，以提高发动机10的发动机转速NE。这使发动机转速NE能够在更短的时间内通过对应于发动机10的谐振频率范围的谐振发动机转速范围，从而产生较少的发动机振动。在交流发电机21的电力运行操作开始之后开始燃烧任务T1的该配置能够提高发动机10的燃油经济性并且使交流发电机20小型化。此外，交流发电机21的电力运行操作导致发动机转速NE的提高，以由此随着发动机转速NE的增加而增加发动机10的惯性力。这因此导致在气缸10C中产生第一次点火需要较少量的燃料。

第一实施例的变型

根据第一实施例的ECU 30被配置成根据从控制IC 22发送的作为状态信号的电力运行模式开始信号关闭启动器11(参见步骤S107至S109)。然而，本公开不限于该配置。

具体而言，根据第一实施例的第一变型的ECU 30被配置成根据从控制IC 22发送的作为状态信号的旋转识别信号关闭启动器11。此外，根据第一实施例的第二变型的ECU30被配置成根据从控制IC 22发送的作为状态信号的相识别信号来关闭启动器11。

ECU 30在发动机10的启动期间具有较大的处理负荷，这可能导致ECU 30与控制IC22之间的通信延迟。另一方面，控制IC 22被编程成随着时间依次执行转子21a的旋转的识别、驱动器14应激励的三相线圈中的一个的相的识别以及交流发电机21的电力运行操作的识别。

也就是说，转子21a的旋转的第一识别或驱动器14应该激励的三相线圈中的一个的相的第二识别使得在容易地估计第一和第二识别之后能够开始交流发电机21的电力运行操作。

鉴于这些情况，根据第一或第二变型的ECU 30被配置成根据从控制IC 22发送的作为状态信号的旋转识别信号或相识别信号来关闭启动器11。该配置使得在交流发电机21的电力运行操作开始之后启动器11能够被提前关闭。这导致在旋转轴13的旋转角位置通过早于最接近交流发电机21的电力运行操作的开始的压缩TDC的一个或多个压缩TDC时，小齿轮12与旋转轴13的齿圈14脱离。这确保在达到最接近交流发电机21的电力运行操作的开始的压缩TDC之前的足够的停用周期，从而产生更少的齿轮噪声。

在步骤S110中，ECU 30可包括在图2中以双点划线示出的以下步骤S110a至S110c的以下过程中执行燃烧任务T1。

具体而言，在步骤S110a中，ECU 30确定在交流发电机21的电力运行操作开始之后发动机转速NE的增加率(即，增加的梯度)是否小于预定阈值率TH2。具体地，如果存在以下情况中的一个，则在交流发电机21的电力运行操作开始之后发动机转速NE的增加率可为低：

(1)电池31的荷电状态(SOC)(即，电池31的输出电压)为低；

(2)发动机10处于低温条件；

(3)控制IC 22执行电流限制任务，以根据开关元件的温度来限制通过驱动器24的每个开关元件的电流的流动。

电池31的SOC、发动机10的温度和每个开关元件的温度将被称为发动机旋转变化参数。

也就是说，ECU 30事先将指示发动机转速NE的增加率的变化与发动机旋转变化参数中的每一个的相应变化之间的关系的信息I1存储在其存储单元中。然后，ECU 30利用例如包括在传感器SS中的传感器中的对应传感器检测发动机旋转变化参数中的每一个的值，并从信息I1中提取与对应的发动机旋转变化参数的相应检测值匹配的发动机转速NE的增加率的值。图5示意性地示出了显示发动机转速NE的增加率的变化与电池31的SOC的相应变化之间的关系的曲线图。

基于所提取的发动机转速NE的增加率的值，ECU 30计算发动机转速NE的增加率的估计值。然后，在步骤S110a中，ECU 30确定发动机转速NE的增加率的估计值是否低于预定阈值率TH2。

根据确定发动机转速NE的增加率的估计值低于预定阈值率TH2(步骤S110a为“是”)，在上述步骤S110b中，ECU 30在发动机转速NE达到谐振发动机转速范围之前开始燃烧任务T1。谐振发动机转速范围在图2中被示为谐振RPM范围。

否则，根据确定发动机转速NE的增加率的估计值等于或高于预定阈值率TH2(步骤S110a为“否”)，在步骤S110c中，ECU 30等待在发动机转速NE通过谐振发动机转速范围时开始燃烧任务T1。然后，在步骤S110c中，ECU 30在发动机转速NE达到紧接在阈值率TH1之前的预定速度的阈值速度TH1时开始燃烧任务T1。

值得注意的是，在发动机启动系统100在以下条件下操作时，可获得阈值率TH2：

(1)电池31的SOC为预定值；

(2)发动机10已经升温；

(3)电流限制任务不通过控制IC 22执行。

上述变型被配置为在确定发动机转速NE的增加率低于阈值率TH2时，开始燃烧任务T1直到旋转轴13的旋转角位置达到预定谐振发动机转速范围。这使得能够优先实现发动机转速NE通过对应于发动机10的谐振频率范围的谐振发动机转速范围的快速通道。或者，上述变型被配置为在确定发动机转速NE的增加率等于或高于阈值率TH2时，在旋转轴13的旋转角位置达到预定谐振发动机转速范围之后开始燃烧任务T1。这使得能够优先实现发动机10的燃料经济性的提高。

第二实施例

以下面描述了根据本公开的第二实施例的发动机启动系统。根据第二实施例的发动机启动系统的结构和/或功能在以下几点中与根据第一实施例的发动机启动系统100不同。因此，以下主要描述不同点。

根据第二实施例的发动机启动系统被配置成使得ECU 30执行与根据第一实施例的第一发动机启动例程部分不同的第一发动机启动例程。

具体而言，第一发动机启动例程被配置成使得已接收到从控制IC 22发送的作为状态信号的相识别信号的ECU 30等待直到所选择的燃烧TDC到达的预定定时。在等待之后，ECU 30使启动器11停止。

图6示意性地示出了在第一控制周期中由ECU 30反复执行的根据第二实施例的第一发动机启动例程。图2所示的步骤S107和S108中的操作由图6所示的步骤S301至S303中的操作来代替。

当确定发动机10的启动尚未完成(步骤S101中为“否”)，发动机转速NE低于预定阈值TH1(步骤S102中为“是”)，并且启动器11正在进行操作(步骤S103为“是”)时，第一发动机启动例程进入步骤S301。

在步骤S301中，ECU 30确定是否接收到作为状态信号的相识别信号。根据确定ECU30已经接收到作为状态信号的相识别信号(步骤S301中为“是”)，第一发动机启动例程进入步骤S302。

在步骤S302中，ECU 30基于在相识别信号的接收定时处的旋转轴13的当前旋转角位置来设置延迟时间Td。延迟时间Td被配置成使得当自相识别信号的接收定时起的已经过延迟时间Td时，旋转轴13的旋转角位置位于紧接在所选择的燃烧TDC之前的高压角范围内。

具体而言，ECU 30将发动机10的自动停止处的旋转轴13的旋转角位置作为停止角位置存储在其存储单元中。在步骤S302中，基于停止角位置，ECU 30检测在已接收到相识别信号时旋转轴13的旋转角度位置。然后，在步骤S302中，ECU 30基于检测到的旋转角位置将延迟时间Td设置成短于达到下一压缩TDC的预测时间。

随后，在步骤S303中，ECU 30确定是否自相识别信号的接收定时起已经过延迟时间Td。根据确定自相识别信号的接收定时起的未经过延迟时间Td(步骤S303中为“否”)，在步骤S303中，ECU 30反复执行该判定。

或者，根据确定自相识别信号的接收定时起的已经过延迟时间Td(步骤S303中的“是”)，在以上描述步骤S109中，ECU 30关闭启动器驱动命令，从而停用(即，断开)启动器11。

图7是示意性地示出了ECU 30和控制IC 22如何执行用于启动已自动停止的发动机10的相应的第一和第二发动机启动例程的时序图。值得注意的是，由于图7中的某些操作与图4中的操作相比有变化，因此图7中的与图4中相同的其余操作的描述被省略。

参考图7，发动机10在时刻t11之前被关闭。在时刻t11处，车辆V的驾驶员将发动机重新启动请求中的一个输入至ECU 30。当发动机重新启动请求被输入至ECU 30时，步骤S104中的判定是肯定的，使得在时刻t11处，ECU 30将启动器驱动命令发送至控制IC 22(参见步骤S105)并且将交流发电机驱动命令发送至控制IC 22(参见步骤S105和S106)。这使得启动器11被启用以曲轴转动发动机10的旋转轴13。

交流发电机驱动命令在时刻t12处被控制IC 22接收。这使控制IC 22识别交流发电机21的电力运行操作的授权(参见步骤S201)。在时刻t12之后，控制IC 22能够识别交流发电机21的转子21a的旋转。

此后，在时刻t13处，交流发电机状态标记从0切换至1，这表示已完成转子21a的旋转的识别(参见步骤S204a、S204b和S205)。此后，在时刻t14处，交流发电机状态标记从1切换至2，这表示已完成通电相的识别(参见步骤S206a、S206b和S207)。在时刻t14之后，在时刻t15处交流发电机状态标记从2切换至3，这表示已开始交流发电机21的电力运行操作(参见步骤S208a、S208b和S209)。

指示交流发电机状态标记为1的状态信号在自时刻t13起已经过预定通信延迟的时刻t13a处被ECU 30接收。这导致ECU 30获得交流发电机状态标记为1作为交流发电机监测标记为1。类似地，指示交流发电机状态标记为2的状态信号在自时刻t14起已经过预定通信延迟的时刻t14a处被ECU 30接收(参见步骤S301)。这导致ECU 30获得交流发电机状态标记为2作为交流发电机监测标记为2。

当在时刻t14a处接收指示交流发电机状态标记为2的状态信号时，ECU 30设置延迟时间Td(参见步骤S302)。当自时刻t14a起已经过延迟时间Td时，ECU 30关闭启动器驱动命令，从而在时刻t16处使启动器11停止(参照步骤S303和S109)。这导致启动器11的停用定时被设置为紧接在下一压缩TDC之前。在时刻t16之后，交流发电机21仅将扭矩施加至发动机10的旋转轴13。值得注意的是，指示交流发电机状态标记为3的状态信号在自时刻t15起的已经过预定通信延迟的定时处被ECU 30接收。这导致ECU 30获得交流发电机状态标记为3作为交流发电机监测标记3。值得注意的是，当自时刻t14a起已经过延迟时间Td时，ECU 30可将交流发电机监测标记从2改变为3。

当在时刻t14a处接收相识别信号时，交流发电机20的电力运行操作已被执行，使得基于交流发电机20的电力运行操作的扭矩被生成以便考虑通信延迟曲轴转动发动机10。设置延迟时间使基于启动器11的发动机10的曲轴转动能够平稳地转换到基于交流发电机21的发动机10的曲轴转动。也就是说，ECU 30确定在发生通信延迟的情况下用于使启动器11停止的定时，从而进一步适当地停用启动器11。此外，ECU 30紧接在期望的(即，所选择的)燃烧TDC之前可靠地停用启动器11。该配置进一步建立了在减少齿轮噪声和充分确保发动机10的启动性之间的优异的平衡。

代替设置相对于接收相识别信号的延迟时间Td，ECU 30可被配置成设置相对于接收旋转识别信号的延迟时间Td，并且在自接收旋转识别信号起已经过延迟时间Td时停用启动器11。此外，ECU 30可被配置成相对于接收电力运行模式开始信号(即，电力运行模式识别信号)设置延迟时间Td，并且在自接收电力运行模式开始信号起已经过延迟时间Td时停用启动器11。

第三实施例

以下面描述了根据本公开的第三实施例的发动机启动系统。根据第三实施例的发动机启动系统的结构和/或功能在以下几点中与根据第一实施例的发动机启动系统100不同。因此，以下主要描述不同点。

根据第三实施例的发动机启动系统被配置成使得ECU 30执行与根据第一实施例的第一发动机启动例程部分不同的第一发动机启动例程。

具体而言，第一发动机启动例程使ECU 30确定是否在不使用从控制IC 22发送的通信信息的情况下已开始交流发电机21的电力运行操作。具体而言，ECU 30获得表示自启动器11的启用开始以来发动机启动系统的状态如何变化的状态变化参数。状态变化参数包括例如指示从电池31放电的量的参数，或指示从电池31到定子11的电力供应的量的参数。具体而言，包含在传感器SS中的至少一个传感器反复地测量状态变化参数的值，并将状态变化参数的测量值反复地发送至ECU 30。例如，包含在传感器SS中的电压传感器被设置成靠近电池31的正极端子，并且反复地测量电池31两端的端子电压，并将电池31两端的测得的端子电压反复地发送到ECU 30。作为另一示例，包括在传感器SS中的电流传感器被设置成靠近在电池31和启动器11之间的电流供应路径，并且反复地测量从电池31供应至启动器11的电流，并且将测得的电流反复地发送至ECU 30。

也就是说，ECU 30根据自启动器11的启用开始以来状态变化参数如何变化来确定交流发电机21的电力运行操作是否已经开始。

图8示意性地示出了在第一控制周期中由ECU 30反复执行的根据第三实施例的第一发动机启动例程。图2所示的步骤S107中的操作由图8所示的步骤S401中的操作来代替。

当确定发动机10的启动尚未完成(步骤S101中为“否”)，发动机转速NE低于预定阈值TH1(步骤S102中为“是”)，并且启动器11正在进行操作(步骤S103为“是”)时，第一发动机启动例程进入步骤S401。

在步骤S401中，ECU 30从包含在传感器SS中的对应的传感器依次获得状态变化参数的值。接着，ECU 30根据自启动器11的启用开始以来状态变化参数如何变化来确定交流发电机21的电力运行操作是否已经开始。例如，ECU 30确定从电池31放电的量是否降低到低于预定阈值，或者从电池31到启动器11的电力供应的量是否降低到低于预定阈值。

也就是说，如果在启动器11正在操作的同时开始交流发电机21的电力运行操作，则从电池31放电的电力应当被供应至的目标的数量从仅启动器11增加至启动器11和交流发电机11两者。这导致从电池11放电的量(即，电池31两端的端子电压)降低。此外，如果在启动器11正在操作的同时开始交流发电机21的电力运行操作，则由启动器11消耗的电力的量减少，使得从电池31到启动器11的电力供应的量(即，供应至启动器11的电流的量)减少。

从该观点出发，在步骤S401中，ECU 30基于电池31两端的端子电压是否降低至低于预定阈值电压或者从电池供应给启动器11的电流是否低于预定阈值来确定交流发电机21的电力运转操作是否已经开始。

根据确定交流发电机21的电力运行操作已经开始(步骤S401中为“是”)，在上述步骤S108中，ECU 30确定发动机10的旋转轴13的旋转角位置是否位于紧接在下一压缩TDC之前的高压角度范围内。

根据确定发动机10的旋转轴13的旋转角位置位于高压角度范围内，在上述步骤S109中，ECU 30断开启动器11。值得注意的是，根据确定交流发电机21的电力运行操作尚未开始(步骤S401中为“否”)，或者确定发动机10的旋转轴13的旋转角位置不位于高压角范围内(步骤S108中为“否”)，ECU 30终止第一发动机启动例程。

图9是示意性地示出了ECU 30和控制IC 22如何执行用于启动已自动停止的发动机10的相应的第一和第二发动机启动例程的时序图。值得注意的是，由于图9中的某些操作与图4中的操作相比有变化，因此图9中的与图4中相同的其余操作的描述被省略。

参考图9，发动机10在时间t21之前被关闭。在时刻t21处，车辆V的驾驶员将发动机重新启动请求中的一个输入至ECU 30。当发动机重新启动请求被输入至ECU 30时，步骤S104中的判定是肯定的，使得在时刻t21处，ECU 30将启动器驱动命令发送至控制IC 22(参见步骤S105)以及将交流发电机驱动命令发送至控制IC 22(参见步骤S105和S106)。这使得启动器11被启用以转动发动机10的旋转轴13。

交流发电机驱动命令被控制IC 22接收。这使控制IC 22识别交流发电机21的电力运行操作的授权(参见步骤S201)。此后，控制IC 22能够识别交流发电机21的转子21a的旋转。

当在时刻t21a处交流发电机状态标记从0切换至1时，这表示已完成转子21a的旋转的识别(参见步骤S204a、S204b和S205)。此后，在时刻t21b处，交流发电机状态标记从1切换至2，这表示已完成通电相的识别(参见步骤S206a、S206b和S207)。

在时刻t21b之后，在时刻t22处交流发电机状态标记从2切换至3，这表示已开始交流发电机21的电力运行操作(参见步骤S208a、S208b和S209)。

启动器11和交流发电机21的运作导致从电池31放电的量逐渐增加，使得在时刻t22a处电池31(在图7中被示为电池电压)两端的端子电压开始下降。

当在时刻t23处电池31两端的端子电压降低到低于预定阈值电压(参见步骤S401中的“是”)，并且在时刻t23处旋转轴13的旋转角位置位于高压角范围内(参照步骤S108中的“是”)时，ECU 30关闭启动器驱动命令，从而使启动器11停止(参照步骤S109)。

根据第三实施例的发动机启动系统被配置成使得ECU 30确定是否在不使用从控制IC 22发送的通信信息的情况下已开始交流发电机21的电力运行操作。即使ECU 30在发动机10启动期间具有大的通信负荷，该配置也实现了防止用于停止启动器11的定时延迟的有益效果。由于ECU 30通常监测电池31两端的端子电压或者供应给启动器11的电流，因此该结构在不使用附加部件的情况下实现有益效果。

以下描述了经修改的配置，ECU 30确定是否在不使用从控制IC 22发送的通信信息的情况下已开始交流发电机21的电力运行操作。

首先，下面描述第一经修改的配置。

当开始交流发电机20的电力运行操作时，控制IC 22开始驱动器24的开关元件的接通-断开切换操作。这导致至少一个开关元件的温度升高。ECU 30的第一经修改的配置由自启动器11的启用以来至少一个开关元件的温度如何升高的函数来确定交流发电机21的电力运行操作是否已经开始。

具体而言，传感器SS包括温度传感器，该温度传感器反复地测量驱动器24中的至少一个开关元件的温度作为状态变化参数，并且将至少一个开关元件的测量温度反复地发送至ECU 30。

也就是说，在步骤S410中，每当从温度传感器将温度发送至ECU 30时，ECU 30获得驱动器24中的至少一个开关元件的温度。然后，在步骤S401中，ECU 30基于所获得的至少一个开关元件的温度是否等于或高于预定阈值温度来确定交流发电机21的电力运行操作是否已经开始。

根据基于确定当前获得的至少一个开关元件的温度等于或高于阈值温度(步骤S401中为“是”)而确定交流发电机21的电力运行操作已经开始，ECU30执行在上述步骤S109和S110中的操作。这使得能够停用启动器11。值得注意的是，温度传感器可被提供给至少一个开关元件或逆变器板。

首先，以下描述第二经修改的配置。

当开始交流发电机20的电力运行操作时，交流发电机21增加发动机转速NE，从而导致进入发动机10的进气量(换句话说，进入发动机10的进气的流速)增加。ECU 30的第二经修改的配置由自启动器11的启用以来进入发动机10的进气的流速如何升高的函数来确定交流发电机21的电力运行操作是否已经开始。

具体而言，传感器SS包括设置在进气歧管中的气流计，以反复测量进入发动机10的进气的流速作为状态变化参数，并且将测得的进气量反复地发送至ECU 30。

也就是说，在步骤S410中，每当从气流计将进气量发送至ECU 30时，ECU 30获得进气的流速。然后，在步骤S401中，ECU 30基于所获得的进气的流速是否等于或高于预定阈值率，确定交流发电机21的电力运行操作是否已经开始。

根据基于确定当前获得的进气的流速等于或高于阈值率(步骤S401中为“是”)而确定交流发电机21的电力运行操作已经开始，ECU 30执行在上述步骤S109和S110中的操作。这使得能够停用启动器11。

接着，以下描述第三经修改的配置。

在开始交流发电机20的电力运行操作时，交流发电机21增大发动机转速NE。ECU30的第三经修改的配置由发动机转速NE的增加的函数来确定交流发电机21的电力运行操作是否已经开始。

具体而言，在步骤S410中，ECU 30获得发动机转速的当前值。然后，在步骤S401中，ECU 30基于发动机转速NE的当前值是否等于或高于预定阈值RPM，确定交流发电机21的电力运行操作是否已经开始。例如，阈值RPM预先被确定为通过由启动器11生成的扭矩获得的旋转轴13的转速或者10RPM与旋转轴13的曲轴转动转速之和。

根据基于确定发动机转速NE的当前值等于或高于阈值RPM(步骤S401中为“是”)而确定交流发电机21的电力运行操作已经开始，ECU 30执行在上述步骤S109和S110中的操作。这使得能够停用启动器11。

第四实施例

以下面描述了根据本公开的第四实施例的发动机启动系统根据第四实施例的发动机启动系统的结构和/或功能在以下几点中与根据第一实施例的发动机启动系统100不同。因此，以下主要描述不同点。

根据第四实施例的发动机启动系统被配置成使得ECU 30执行与根据第一实施例的第一发动机启动例程部分不同的第一发动机启动例程。

具体而言，第一发动机启动例程使ECU 30在确定交流发电机21的电力运行操作已经开始之前，执行进气量限制任务，该进气量限制任务将进入发动机10的进气量限制在预定的限制量。也就是说，

当由启动器11曲轴转动发动机10时，每个气缸10C中的压缩反作用力越高，由小齿轮12与齿圈14啮合而产生齿轮噪声越大。从该观点出发，根据第四实施例的ECU 30限制进入发动机10的进气量，从而降低每个气缸10C中的压缩反作用力。

图10示意性地示出了在第一控制周期中由ECU 30反复执行的根据第四实施例的第一发动机启动例程。在步骤S501和S502中的操作被添加至根据图2所示的第一实施例的第一发送机启动例程。

当确定发动机10的启动尚未完成(步骤S101中为“否”)，发动机转速NE低于预定阈值TH1(步骤S102中为“是”)，并且启动器11正在进行操作(步骤S103为“是”)时，第一发动机启动例程进入步骤S107。

此时，当确定ECU 30未接收到电力运行模式开始信号或确定旋转轴13的旋转角位置位于预定高压角范围之外时(步骤S107或S108中为“否”)，第一发动机启动任务进入步骤S501。

在步骤S501中，ECU 30执行上述的进气量限制任务。进气量限制任务被配置成，例如，调节节流阀系统TV的节流阀相对于车辆V可以怠速移动的全关闭位置的角位置。例如，ECU 30调节节流阀系统TV的节流阀相对于全关闭位置的角位置，从而限制进入发动机10的进气量。

作为另一示例，进气量限制任务被配置成控制设置在发动机10中的可变阀致动系统VAS，以调节各个气缸10C的进气阀的打开和/或关闭定时，从而限制进入发动机10的进气量。例如，可变阀致动系统VAS通常被配置成在其进气下止点(BDC)处关闭每个气缸10C的进气阀。此时，进气量限制任务被配置为控制可变阀致动系统VAS，以将每个气缸10C的进气阀的打开和/或关闭定时调节成早于进气BDC，从而限制进入发动机10的进气量。

节流阀系统TV或可变阀致动系统VAS用作进气量控制机构。

相反，当确定ECU 30已接收到电力运行模式开始信号或确定旋转轴13的旋转角位置位于预定高压角范围内时(步骤S107或S108中为“是”)，第一发动机启动任务进入步骤S110。在步骤S110中，ECU 30在预设的时间之后开始每个汽缸10C的燃烧任务T1，燃烧任务T1包括燃料喷射控制任务和点火定时控制任务。

此后，在步骤S502中，ECU 30去除在步骤S501中已经执行的对进入发动机10的进气量的限制，即，终止进气量限制任务。这增加了进入发动机10的进气量，从而确保了相应气缸10C的燃烧任务T1所需的进入发动机10的每个气缸10C中的足够的进气量。

也就是说，步骤S501和S502中的操作使得将进入发动机10的进气量限制到预定小的量的进气量限制任务能够在从启动器11的启动开始直到燃烧任务T1被执行的周期内执行。

如上所述，ECU 30被配置成限制进入发动机10的进气量直到交流发电机21的电力运行操作已经开始(步骤S107中为“是”)。该配置减小了每个气缸10C中的压缩反作用力，由此减小作用在小齿轮12和齿圈14的可滑动接触的表面上的扭矩，从而引起较少的齿轮噪声。ECU 30还被配置成在确定交流发电机21的电力运行操作已经开始之后撤消对进入发动机10的进气量的限制。该配置可防止在交流发电机21的电力运行操作之后对燃烧任务T1的不利影响，从而提高发动机10的启动性。

变型

根据上述实施例中的每一个的发动机启动系统被配置成使用不具有多个旋转传感器的电动机－发电机装置20，而使用具有一个旋转传感器的电动机－发电机装置。也就是说，旋转传感器可被配置成反复地测量交流发电机21的转子21a的转速，并且反复地输出测得的交流发电机21的转子21a的转速。然后，在步骤S204b中，控制IC 22可以基于从旋转传感器发送的测得的转速，确定其是否由于交流发电机21的电力运行操作的授权已识别交流发电机21的转子21a的转动。

类似地，控制IC 22可由从旋转传感器发送的测得的转速的函数来确定交流发电机21是否已在电力运行模式下操作。也就是说，在基于从旋转传感器发送的测得的转速确定发动机转速NE的估计值增加至高于旋转轴13的曲轴转动转速时，控制IC 22可确定交流发电机21已经在动力运行模式下操作。

已知串联启动器可被用作启动器11，其包括用于移动小齿轮的第一螺线管和用于使电动机旋转的第二螺线管。

虽然本文中已经描述了本公开的说明性实施例，但是本公开不限于本文描述的实施例，而是包括具有如本领域技术人员将基于本公开内容所理解的变型、省略、(例如，跨各种实施例的方面的)组合、适应和/或替代。权利要求中的限制将基于权利要求书中使用的语言而广泛地解释，并且不限于本说明书中或在申请的审查期间描述的示例，这些示例被解释为非排他性的。

Claims (12)

1.一种发动机启动系统，所述发动机启动系统用于控制第一启动装置和第二启动装置，所述第一启动装置齿轮连接至车辆的内燃机的旋转轴，所述第二启动装置包括皮带连接至内燃机的旋转轴的转子，所述内燃机的旋转轴的旋转使气缸中的活塞往复运动以压缩气缸中的空气和燃料的混合物，所述发动机启动系统包括第一控制器，被配置为响应于驾驶员的启动请求来启用第一启动装置以使所述内燃机的旋转轴旋转，其特征在于，

所述发动机启动系统还包括第二控制器，能够通信地连接至所述第一控制器并且被配置成：

识别由所述第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转；以及

基于对转子旋转的识别，开始所述第二启动装置的电力运行操作以使转子旋转，

所述第一控制器被配置成：

确定所述第二启动装置的电力运行操作是否已经开始；以及

当确定电力运行操作已经开始时，在所述内燃机的旋转轴的旋转角位置达到对应于所述内燃机的压缩上止点的位置处之前停用第一启动装置。

2.根据权利要求1所述的发动机启动系统，其特征在于：

所述第二控制器被配置成：

在已识别由第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转之后，将状态信号发送至所述第一控制器，所述状态信号表示以下中的至少一个：

所述第二启动装置的转子的旋转；以及

所述第二启动装置的电力运行操作的开始；以及

所述第一控制器被配置成：

接收所述状态信号；以及

基于接收到的状态信号来确定所述第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

3.根据权利要求2所述的发动机启动系统，其特征在于：

所述第二启动装置包括在被激励时使转子旋转的多个线圈；

所述第二控制器被配置成：

在由所述第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转被识别之后，将旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个作为状态信号发送至所述第一控制器，

所述旋转识别信号表示由所述第一启动装置的启用导致的第二启动装置的转子的旋转已被识别，

所述相识别信号表示应该被激励的多个线圈中的一个的相，

所述电力运行操作开始信号表示所述第二启动装置的电力运行操作的开始已被识别；以及

所述第一控制器被配置成：

接收旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个；并且

基于旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个来确定所述第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

4.根据权利要求3所述的发动机启动系统，其特征在于：

所述第一控制器被配置成：

确定自接收到旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个起是否已经过预定延迟时间；并且

根据确定自接收到旋转识别信号、相识别信号和电力运行操作开始信号中的至少一个起已经过预定延迟时间，停用所述第一启动装置。

5.根据权利要求1所述的发动机启动系统，其特征在于：

所述第一启动装置和所述第二启动装置连接至安装在车辆中的电力源，所述第一启动装置和所述第二启动装置被配置成接收从电力源供应的电力；以及

所述第一控制器被配置成：

监测自所述第一启动装置的启用起状态变化参数如何改变，

所述状态变化参数包括：

从电力源放电的量；以及

去往所述第一启动装置的电力供应的量中的至少一个；并且

基于自所述第一启动装置的启用起状态变化参数如何改变来确定所述第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

6.根据权利要求1所述的发动机启动系统，其特征在于：

所述第二控制器包括：

控制电路；以及

驱动器，所述驱动器包括多个开关元件，所述控制电路被配置成控制驱动器的开关元件的接通-断开切换操作，以控制所述第二启动装置的转子的转速；以及

所述第一控制器被配置成：

监测自所述第一启动装置的启用起开关元件中的至少一个的温度如何升高；以及

基于自所述第一启动装置的启用起开关元件中的至少一个的温度如何升高来确定所述第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

7.根据权利要求1所述的发动机启动系统，其特征在于：

所述第一控制器被配置成：

监测自所述第一启动装置的启用起进入内燃机的气缸中的进气的流速已经增加；并且

基于自所述第一启动装置的启用起进入内燃机的气缸中的进气的流速如何增加来确定所述第二启动装置的电力运行操作是否已经开始。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的发动机启动系统，其特征在于，

所述第一控制器被配置成在确定所述第二启动装置的电力运行操作已经开始之后，将用于停用所述第一启动装置的定时设置成在最大压缩压力定时之前，在所述最大压缩压力定时处气缸中的压缩压力被最大化。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的发动机启动系统，其特征在于，

所述第一控制器被配置成：

在确定所述第二启动装置的电力运行操作已经开始之后，控制安装在内燃机中的燃料喷射系统在旋转轴的转速在预定谐振发动机转速范围内之前开始将燃料喷射到内燃机的气缸中，所述谐振发动机转速范围对应于内燃机的预定谐振频率范围。

10.根据权利要求9所述的发动机启动系统，其特征在于：

所述第一控制器被配置成：

在确定所述第二启动装置的电力运行操作已经开始之后，确定旋转轴的转速的增加率是否低于预定阈值率；

根据确定旋转轴的转速的增加率低于预定阈值率之后，控制所述燃料喷射系统在旋转轴的转速在预定谐振发动机转速范围内之前开始将燃料喷射到内燃机的气缸中；并且

根据确定旋转轴的转速的增加率等于或高于预定阈值率之后，控制所述燃料喷射系统在旋转轴的转速在预定谐振发动机转速范围内之后开始将燃料喷射到内燃机的气缸中。

11.根据权利要求1至7和10中的任一项所述的发动机启动系统，其特征在于，

所述第一控制器连接至安装在内燃机中的进气量控制机构，所述进气量控制机构被配置成控制进入内燃机的气缸中的进气量，

所述第一控制器被配置成在确定所述第二启动装置的电力运行操作已经开始之前，控制进气量控制机构执行将进入内燃机的气缸内的进气量限制在预定的限制量。

12.根据权利要求11所述的发动机启动系统，其特征在于：

所述第一控制器被配置成在确定所述第二启动装置的电力运行操作已经开始之后，控制进气量控制机构去除对进入内燃机的气缸中的进气量的限制。

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