CN107366600A - 用于控制施加于发动机的转轴的转矩的系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于控制施加于发动机的转轴的转矩的系统。在一种用于控制施加于使用发动机作为其驱动源的车辆的发动机的转轴的转矩的旋转的系统中，提供了电机。主控制器控制发动机和电机。主控制器可选择地激活向发动机的转轴施加第一转矩的电机，以及停用电机。旋转电动机包括连接到发动机的转轴的转子。旋转参数检测器测量与旋转电动机的转子的旋转相关联的旋转参数。程序控制器响应于触发情况的发生，执行控制程序，所述控制程序独立于所述主控制器，基于由所述旋转参数检测器测量到的旋转参数，控制所述旋转电动机，从而向发动机的转轴施加第二转矩。

Description

用于控制施加于发动机的转轴的转矩的系统

技术领域

本公开涉及用于控制施加于发动机(即，内燃发动机)的转轴的转矩(即，旋转力)的系统。

背景技术

集成式启动发电机(ISG)系统广泛用于在发动机启动时向发动机的转轴施加转矩。

ISG系统包括通过皮带耦合到发动机的转轴的电动发电机，并导致作为启动器的电动发电机通过皮带向发动机的转轴施加转矩，由此启动发动机(即，使发动机的曲柄转动)。除电动发电机之外，ISG系统还包括启动器电机，用于当在低温度下启动器电机的小齿轮与发动机的转轴的环形齿轮啮合时向发动机的转轴施加转矩。这是因为，皮带在低温度下可能难以滑动，这可能会导致难以通过皮带向发动机的转轴平稳地施加转矩。

施加于皮带的转矩越大，需要皮带的强度和耐久性就越高。施加于皮带的较大的转矩可能会导致提供皮带张紧器，用于吸收转矩波动。

具体而言，日本专利出版物No.4421567，称为已出版的专利文献，公开了这样的ISG系统，该ISG系统包括电动发电机和启动器电机两者。已出版的专利文献中所公开的ISG系统包括电子控制系统(ECU)，该电子控制系统被编程为导致启动器电机向发动机的转轴施加第一转矩，直到在发动机中发生第一点火，即，起始点火。此后，ISG系统的ECU被编程为导致电动发电机向发动机的转轴施加低于第一转矩的第二转矩，直到发动机被发动，此时，转轴可以被发动机本身的燃烧操作旋转。这使得电动发电机具有启动发动机所需的相对较低的最大输出，如此，降低了ISG系统的制造成本。

发明内容

这种包括电动发电机和启动器电机两者以用于曲柄转动(crank)发动机的转轴的ISG系统，在控制它们彼此协作时，需要在适当的定时单独地控制电动发电机和启动器电机两者。

令人遗憾的是，已出版的专利文献中所公开的ISG系统的ECU，需要在发动机的启动过程中，除控制电动发电机和启动器电机之外，还控制向发动机的适当的燃料喷射定时和发动机中的燃料的适当的点火定时。在发动机启动过程中，ECU还需要检查安装在发动机中的各种致动器是否正确地操作。

这可能会在发动机启动过程中增大ECU的处理负载，这又可能会导致ECU和电动发电机之间的通信延迟。ECU和电动发电机之间的通信延迟可能会导致发动机的启动性能变差，诸如发动机的启动被延迟。

另外，还可能存在安装在ECU中的软件程序的大量的指令以用于导致电动发电机启动发动机，从而导致大量的软件程序校准过程。

考虑到上文阐述的情况，本公开的一个方面寻求提供用于控制施加于发动机的转轴的转矩的系统，每一个系统都旨在解决所述问题。

具体而言，本公开的一个备选方面旨在提供这样的控制系统，每一个控制系统都能够比上述常规系统更有效率地执行转矩控制。具体而言，本发明的再一个方面旨在提供这样的控制系统，每一个控制系统都能够具有用于控制车辆的发动机的主控制器的较低的处理负载。

根据本公开的第一示例性方面的第一结构，提供了一种用于控制施加于使用发动机作为其驱动源的车辆的发动机的转轴的转矩的旋转的系统。系统包括电机，以及用于控制发动机和电机的主控制器。主控制器被配置成可选择地激活向所述发动机的转轴施加第一转矩的电机，以及停用所述电机。系统包括其中包括连接到发动机的转轴的转子的旋转电动机，以及被配置成测量与旋转电动机的转子的旋转相关联的旋转参数的旋转参数检测器。系统包括程序控制器，所述程序控制器被配置成：响应于触发情况的发生，执行预定的控制程序，所述预定的控制程序独立于所述主控制器，基于由所述旋转参数检测器测量到的旋转参数，控制所述旋转电动机，以由此向所述发动机的所述转轴施加第二转矩。

主控制器具有用于仅激活或停用电机的较低的处理负载。相比之下，如果主控制器基于旋转参数来控制旋转电动机，则主控制器将具有较高的处理负载，因为主控制器将需要基于旋转参数，向旋转电动机发送各种命令。

从此观点来看，根据第一示例性方面的第一结构的系统被配置为使得程序控制器响应于触发情况的发生，执行预定的控制程序，所述控制程序独立于所述主控制器，基于由所述旋转参数检测器测量到的旋转参数，控制所述旋转电动机，由此向所述发动机的所述转轴施加第二转矩。这消除了程序控制器与需要用来控制发动机的主控制器进行通信的需要。因此，这会降低主控制器和程序控制器之间的通信量，即使主控制器具有高处理负载。这可防止主控制器和程序控制器之间的通信延迟，因此将发动机的启动性能维持在较高的水平。这还会减小安装在主控制器中的软件程序的指令的数量，导致软件程序校准过程的数量较低。

注意，在说明书中所描述的控制程序中每一个都代表链接到对应的触发情况的至少一个预定的控制例程；该至少一个预定的控制例程控制要被控制的对应的目标。如果控制程序由第一控制例程和第二控制例程构成，则可以基于对应的触发情况，或可以独立于对应的触发情况，确定第一和第二控制例程的执行的顺序。

在根据本公开的第一示例性方面的第二结构的系统中，电机可通过第一齿轮和第二齿轮的啮合，连接到发动机的转轴，并被配置成当第一齿轮和第二齿轮彼此啮合时，将第一转矩传递到发动机的转轴。所述旋转电动机具有高于所述电机的最大转速的所述转子的最大转速。旋转电动机被配置成通过皮带机构，将第二转矩传递到转轴。

通常的发动机启动系统中每一个都包括这样的电机和这样的旋转电机：该电机通过第一齿轮和第二齿轮的啮合将转矩传递到发动机的转轴，该旋转电机通过皮带机构将转矩传递到发动机的转轴。如此，向这样的通常的发动机启动系统应用程序控制器使得根据第一示例性方面的第二结构的系统能被构建，导致构建系统的成本的减小。

在根据本公开的第一示例性方面的第三结构的系统中，控制程序包括在发动机的启动过程中导致旋转电动机向转轴施加第二转矩的启动程序。所述主控制器被配置成当所述转轴的转速高于预定值时维持所述电机的停用。所述程序控制器被配置成当所述转轴的转速高于预定值时执行所述启动程序。所述主控制器被配置成当所述转轴的所述转速等于或低于所述预定值时激活所述电机。所述程序控制器被配置成当所述转轴的所述转速等于或低于所述预定值时执行所述启动程序。

电机通过第一齿轮和第二齿轮的啮合，连接到发动机的转轴。因此，如果当转轴的转速高于预定值时电机被激活以向转轴施加第一转矩，则由第一齿轮和第二齿轮的啮合所生成的第一齿轮和第二齿轮的噪声和磨损将变大。这将导致当转轴的转速充分下降时电机启动发动机，从而导致启动发动机的延迟。

相比之下，根据第一示例性方面的第三结构所述的系统被配置为使得程序控制器被配置成当转轴的转速高于预定值时并且当电机被停用时执行启动程序。这会降低由第一齿轮和第二齿轮的啮合所生成的噪声以及第一齿轮和第二齿轮的磨损，同时防止启动发动机的延迟。

在根据本公开的第一示例性方面的第四结构的系统中，发动机的启动是发动机的重新启动，主控制器被配置成当转轴的转速等于或低于预定值时激活电机。所述程序控制器被配置成当从所述主控制器激活所述电机起经过了预定的时段时执行所述启动程序。

电机通常通过第一齿轮和第二齿轮的啮合，将转矩传递到发动机的转轴。如果旋转电动机在第一齿轮和第二齿轮彼此啮合之前提高转轴的转速，则由第一齿轮和第二齿轮的啮合所生成的噪声以及第一齿轮和第二齿轮的磨损将变大。

从这个角度来看，系统被配置为使得程序控制器被配置成当从主控制器激活电机起经过了预定的时段时执行启动程序。此配置使旋转电动机能在第一齿轮和第二齿轮彼此啮合时向发动机的转轴施加第二转矩。因此，这会降低由第一齿轮和第二齿轮的啮合所生成的噪声以及第一齿轮和第二齿轮的磨损，同时防止启动发动机的延迟。

在根据本公开的第一示例性方面的第五结构的系统中，程序控制器被配置成

(1)当所述转轴的转速达到预定阈值速度时，结束所述启动程序

(2)当所述转轴的转速从所述启动程序的开始以来在预定的第一时间内没有达到所述预定阈值速度时，停止所述启动程序。

第一示例性方面的第五结构的此配置防止启动程序无穷无尽地被执行。

在根据本公开的第一示例性方面的第六结构的系统中，主控制器被配置成

1.向所述发动机供应燃料

2.将当所述发动机在从所述启动程序的启动起的预定的第二时间内没有启动时向所述发动机供应所述燃料的第一定时设置为早于当所述发动机从所述启动程序的开始以来在所述预定的第二时间内已经启动时向所述发动机供应所述燃料的第二定时。

当发动机在第二时间内没有启动时，第六结构使得向发动机供应燃料早一些，因此改善发动机的启动性能。否则，当发动机在第二时间内启动时，第六结构使得向发动机供应燃料晚一些，因此改善车辆的排放性能。

在根据本公开的第一示例性方面的第七结构的系统中，主控制器被配置成

1.向所述发动机供应燃料

2.将当所述发动机从所述启动程序的开始以来的第三预定时间内没有启动时所述电机被激活的第一激活时间设置为长于当所述发动机从所述启动程序的开始以来的所述第三预定时间内已经启动时所述电机被激活的第二激活时间。

当发动机在从启动程序的开始以来的第三预定时间内没有启动时，旋转电动机的转子的转速不会由于任何因素而上升。第七结构使得当发动机在从启动程序的开始以来的第三预定时间内没有启动时电机被激活的激活时间比较长。即使旋转电动机状况不良，这也会可靠地启动发动机。

根据本公开的第二示例性方面的第一结构，提供了一种用于控制施加于车辆的发动机的转轴的转矩的旋转的系统。车辆使用发动机作为其驱动源，并被配置成在车辆的停止过程中停止向发动机供应燃料，由此停止发动机中的燃料燃烧。系统包括可通过第一齿轮和第二齿轮的啮合，连接到发动机的转轴的电机。电机被配置成当第一齿轮和第二齿轮彼此啮合时，将第一转矩传递到发动机的转轴。系统还包括用于控制发动机和电机的主控制器。主控制器被配置成当第一齿轮和第二齿轮彼此啮合时，可选择地激活向发动机的转轴施加第一转矩的电机。系统包括旋转电动机，所述旋转电动机包括通过皮带机构连接到发动机的转轴的转子。所述旋转电动机具有高于所述电机的最大转速的所述转子的最大转速。系统包括旋转参数检测器，所述旋转参数检测器被配置成测量与旋转电动机的转子的旋转相关联的旋转参数。系统包括用于驱动旋转电动机的驱动器以及程序控制器，所述程序控制器被配置成响应于触发情况的发生，在停止向发动机供应燃料之后并且在转轴的旋转停止之前，执行控制程序。所述控制程序被配置成导致所述驱动器基于由所述旋转参数检测器测量到的所述旋转参数，独立于所述主控制器，控制所述旋转电动机，由此通过所述皮带机构向所述发动机的所述转轴施加第二转矩。

车辆被配置成在车辆的停止过程中停止向发动机供应燃料，由此停止发动机中的燃料燃烧。这会导致转轴在前进方向的转速在停止燃料供应之后立即开始下降。紧挨在发动机停止之前，发动机的惯性能量可能导致转轴在与前进方向相反的方向旋转。惯性能量越大，转轴在相反方向的旋转角就越大。转轴在相反的方向的旋转角越大，需要用来启动其旋转角位于相反的方向的发动机的转矩越大。

从这个角度来看，程序控制器响应于触发情况的发生，在停止向发动机供应燃料之后并且在转轴的旋转停止之前，执行控制程序。所述控制程序导致所述驱动器基于由所述旋转参数检测器测量到的所述旋转参数，独立于所述主控制器，控制所述旋转电动机，由此通过所述皮带机构向所述发动机的所述转轴施加第二转矩。这个向转轴施加的第二转矩减小了转轴在相反的方向的旋转角度。这会导致重新启动发动机的转矩较小，使得改善发动机的重新启动性能成为可能。

在根据本公开的第二示例性方面的第二结构的系统中，控制程序被配置成将旋转电动机的转子的转速维持在预定的速度，此后使驱动器停止旋转电动机。

此第二结构使转轴的转速能变为旋转电动机的转子的预定的速度。将预定的速度设置为充分低的值使得紧挨在发动机停止之前的发动机的惯性能量能较小，从而进一步减小转轴在相反的方向上的旋转角度。

在根据本公开的第二示例性方面的第三结构的系统中，控制程序被配置成逐步减小旋转电动机的转子的转速，以防止旋转电动机的转子的转速的突然减小。

向转轴施加的第二转矩防止旋转电动机的转子的转速的突然减小，因此防止发动机的转轴的反向旋转。

在根据本公开的第二示例性方面的第三结构的系统中，程序控制器被配置成

1.响应于作为触发情况的第一触发情况的发生，执行反向旋转减小程序，该程序是在向所述发动机停止供应所述燃料之后并且在所述转轴的旋转停止之前的控制程序

2.响应于第二触发情况的发生，执行启动程序，所述启动程序基于由所述旋转参数检测器测量到的旋转参数，独立于所述主控制器，控制所述旋转电动机，由此在所述发动机的启动过程中，向所述发动机的所述转轴施加所述第二转矩的值。

所述主控制器被配置成

1.当所述程序控制器执行所述反向旋转减小程序时，接收向其输入的发动机启动请求

2.当所述转轴的转速减小到低于预定的速度时，响应于所述发动机启动请求，开始激活所述电机。

当所述转轴的转速减小到低于预定的速度时，主控制器响应于所述发动机启动请求，开始激活所述电机。这会降低由第一齿轮和第二齿轮的啮合所生成的噪声以及第一齿轮和第二齿轮的磨损。

在根据本公开的第二示例性方面的第四结构的系统中，程序控制器被配置成

1.响应于作为触发情况的第一触发情况的发生，执行反向旋转减小程序，该程序是在向所述发动机停止供应燃料之后并且在所述转轴的旋转停止之前的控制程序

2.响应于第二触发情况的发生，执行启动程序，所述启动程序基于由所述旋转参数检测器测量到的所述旋转参数，独立于所述主控制器，控制所述旋转电动机，由此在所述发动机的启动过程中，向所述发动机的转轴施加所述第二转矩的值。

所述主控制器被配置成当所述程序控制器执行所述反向旋转减小程序时当接收到向其输入的发动机启动请求时将所述电机的激活的开始以及所述启动程序的开始之间的第一间隔设置为长于第二间隔。

所述主控制器被配置成当所述程序控制器不执行所述反向旋转减小程序时接收到向其输入的发动机启动请求时设置所述电机的激活的开始和所述启动程序的开始之间的第二间隔。

转轴的转速越高，由第一齿轮和第二齿轮的啮合所生成的噪声以及第一齿轮和第二齿轮的磨损就越大。

从这个角度来看，主控制器被配置成当所述程序控制器执行所述反向旋转减小程序时接收到向其输入的发动机启动请求时将所述电机的激活的开始与所述启动程序的开始之间的第一间隔设置为长于当程序控制器不执行反向旋转减小程序时的第二间隔。

此配置使得第一齿轮和第二齿轮在比较长的第一间隔过程中彼此可靠地啮合，因此防止旋转电动机在第一齿轮和第二齿轮彼此啮合之前被激活，从而导致由第一齿轮和第二齿轮的啮合所生成的噪声以及第一齿轮和第二齿轮的磨损较小，同时防止启动发动机的延迟。

在根据本公开的第一和第二示例性方面中的每一个所述的系统中，控制程序包括具有预定的第一条件的第一控制程序和具有预定的第二条件的第二控制程序。所述程序控制器被配置成

1.响应于作为触发情况的第一条件的发生，执行第一控制程序

2.不管作为触发情况的第二条件的发生，在预定的时段内，停止对旋转电动机的控制

3.当从第二条件的发生起经过了预定时段时，执行第二控制程序。

如果第一控制程序被顺序地切换到第二控制程序，则第二控制程序将受基于第一控制程序激活的旋转电动机的影响。

从这个角度来看，根据本公开的第一和第二示例性方面中的每一个的系统被配置成在第一控制程序的执行之后当从第二条件的发生起经过了预定的时段时执行第二控制程序。这可防止第二控制程序受基于第一控制程序激活的旋转电动机的影响。

在根据本公开的第一和第二示例性方面中的每一个的系统中，程序控制器被配置成

1.基于电机的转速，生成触发信号，作为触发情况的发生

2.响应于生成的触发信号，执行控制程序。

这消除了程序控制器与主控制器进行通信以接收触发信号的需要。因此，这使得能以较高的发动机启动性来执行控制程序。

在根据本公开的第一和第二示例性方面中的每一个的系统中，旋转电动机是交流电旋转电动机。旋转参数检测器被配置成根据在旋转电动机中感应的电动势，测量交流电旋转电动机的转子的转速和交流电旋转电动机的转子相对于参考位置的旋转角度中的至少一项，作为旋转参数。

用于直接测量发动机的转轴的转速或旋转角度的通常的转速传感器具有下列特征：转轴的转速越低，测量转轴的转速的精度越低。从这个角度来看，旋转参数检测器被配置成根据在旋转电动机中感应的电动势，测量交流电旋转电动机的转子的转速和交流电旋转电动机的转子相对于参考位置的旋转角度中的至少一项，作为旋转参数。

此配置基于在旋转电动机中感应的电动势，测量交流电旋转电动机的转子的转速和交流电旋转电动机的转子相对于参考位置的旋转角度中的至少一项，而不会直接测量转轴的旋转。这使得交流电旋转电动机的转子的转速和转子的旋转角度中的至少一项具有较高的精确度。

附图说明

通过下列参考附图对实施例的描述，本公开的其他方面将变得显而易见，其中：

图1是示意地示出了根据本公开的第一实施例的控制系统的总体结构的电路图；

图2是示意地示出了根据第一实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的时序图；

图3是示意地示出了根据第一实施例的由ECU周期性地执行的主例程的流程图；

图4是示意地示出了根据第一实施例的由控制IC周期性地执行的子例程的流程图；

图5是示意地示出了根据本公开的第二实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的时序图；

图6是示意地示出了根据本公开的第三实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的时序图；

图7是示意地示出了根据本公开的第四实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的一个示例的时序图；

图8是示意地示出了根据本公开的第四实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的另一示例的时序图；

图9是示意地示出了根据本公开的第四实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的再一个示例的时序图；

图10是示意地示出了根据本公开的第五实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的时序图；

图11是示意地示出了根据第五实施例的由ECU周期性地执行的主例程的流程图；

图12是示意地示出了根据第五实施例的由控制IC周期性地执行的子例程的流程图；

图13是示意地示出了根据本公开的第六实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的时序图；

图14是示意地示出了根据本公开的第七实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的一个示例的时序图；

图15是示意地示出了根据本公开的第七实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的另一示例的时序图；

图16是示意地示出了根据本公开的第七实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的再一个示例的时序图；

图17是示意地示出了根据第七实施例的由ECU周期性地执行的主例程的流程图；

图18是示意地示出了根据第七实施例的由控制IC周期性地执行的子例程的流程图；

图19是示意地示出了根据本公开的第八实施例的由ECU和控制IC执行的发动机启动过程的时序图；以及

图20是示意地示出了根据第八实施例的由ECU周期性地执行的主例程的流程图。

具体实施方式

下面将参考各个附图来将描述本发明的实施例。在各实施例中，指定了相同的附图标记的实施例之间的相同的部件被省略或简化，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安装在配备有内燃发动机(即，发动机10)的车辆V中。

具体而言，被设计为多气缸发动机的发动机10包括具有相对的第一端和第二端的转轴，诸如曲柄轴13。发动机10可操作为通过每一个气缸10C内的活塞压缩空气-燃料混合物或空气，并在每一气缸10C内燃烧压缩的空气-燃料混合物或压缩的空气与燃料的混合物。这通过气缸10C的上死点(TDC)使活塞在每一气缸10C中作往复运动，由此使转轴13在前进方向旋转。这会将燃烧的能量变为曲柄轴13的旋转能，从而基于机械能生成转轴13的转矩。注意，转轴13的旋转的前进方向代表当车辆V前进时转轴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包括诸如为相应的气缸10C提供的燃料喷射器和点火器之类的致动器，并导致致动器直接向发动机10的每一气缸10C中或者向其每一气缸10C仅前面的进气歧管(或者进气口)中喷射燃料，以由此燃烧发动机10的每一气缸10C中的空气-燃料混合物。

点火系统10b包括致动器，诸如点火器，并导致致动器提供电流或火花，以点燃发动机10的每一气缸10C中的空气-燃料混合物，从而燃烧空气-燃料混合物。

发动机10包括启动器电机11，作为旋转电动机的示例。启动器电机11具有转轴11a，转轴11a具有相对的第一端和第二端。启动器电机11包括耦合到转轴11a的第一端的驱动单元。启动器电机11的驱动单元能够转动转轴11a。

启动器电机11还包括其中包括螺线管的螺线管机构15；螺线管机构15在其轴向方向往复地移动转轴11a。小齿轮12安装到转轴11a的第二端。环形齿轮14安装到转轴13的第一端。启动器电机11被布置为面向环形齿轮14，以便转轴11a通过螺线管机构15向环形齿轮14的移动操作使小齿轮12能与环形齿轮14啮合。小齿轮12与环形齿轮14的这种啮合能使启动器电机11的转矩(即，正转矩)传递到发动机10的转轴13。

发动机启动系统100包括电动发电机设备20，作为旋转电动机的示例。发动机10包括动力传递机构16，动力传递机构16例如由滑轮和皮带构成。功率传递机构16可操作来将发动机10的转轴13的转矩(即，旋转功率)传递到电动发电机设备20。

电动发电机设备20充当交流发电机，即，将从发动机10转移的发动机10的转轴13的转矩转换为电能的发电机。电动发电机设备20还充当通过动力传递机构16向发动机10的转轴13供应旋转功率(即，转矩)的电机。

电动发电机设备20包括交流发电机21、控制集成电路(IC)(例如用作程序控制器22)、旋转参数检测器23，以及驱动器24。

交流发电机21被设计为例如三相交流电(AC)旋转电动机，例如由定子、转子21a、转子线圈等等构成。定子例如包括定子芯和三相定子线圈。转子21a耦合到功率传递机构16耦合到的输出轴，并被配置成可相对于定子芯与输出轴一起旋转。三相定子线圈例如被缠绕在定子芯的槽中并围绕定子芯。转子线圈被缠绕在转子21a周围，并可操作为当通电时，在转子21a中生成磁场。

也就是说，交流发电机21能够在电机模式下操作，以基于在转子21a中生成的磁场和由三相定子线圈所生成的旋转磁场之间的磁相互作用来旋转转子21a。这会使发动机10的转轴13能通过动力传递机构16旋转。换言之，交流发电机21通过动力传递机构16向发动机10的转轴13供应转矩，从而旋转发动机10的转轴13。

另外，交流发电机21能够在发电机模式下操作，以基于由转子21a的旋转感应的电动势，在定子线圈中产生电能；转子21a的旋转基于发动机10的转轴13通过动力传递机构16的旋转。

例如，交流发电机21具有高于启动器电机11的最大转速的转子21a的最大转速。

驱动器24包括已知的逆变器电路，包括多个开关元件，诸如以例如桥配置连接的MOSFET。驱动器24连接在交流发电机21和电池31之间，电池31是直流电(DC)电源的示例。

驱动器24具有第一功能：将从电池31提供的DC电力转换为交流电(AC)电力，从而向三相定子线圈施加AC电源。

驱动器24还具有第二功能：将从交流发电机21提供的AC电力转换为DC电力，并向电池21供应DC电力。

旋转参数检测器23可操作为测量与交流发电机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可操作为测量当交流发电机21作为电机来操作时，流过相应的三相定子线圈的电流，即，三相电流，并向控制IC 22输出三相电流。旋转参数检测器23还可操作为测量当交流发电机21作为发电机来操作时，在交流发电机21中感应的电动势，并向控制IC 22输出感应的电动势。

控制IC 22充当用于控制交流发电机21的控制器。

具体而言，当在电机模式下操作交流发电机21时，控制IC 22控制驱动器24，以将从电池31提供的DC电力转换为三相AC电力，从而向交流发电机21的三相定子线圈施加三相AC电力。这使三相定子线圈能产生上文阐述的旋转磁场，从而旋转转子21a。特别地，控制IC22基于由旋转参数检测器23测量到的三相电流，控制驱动器24的开关元件的开关操作，以便转子21a的转速跟随预先确定的目标转速。

另外，当在发电机模式下操作交流发电机21时，控制IC 22获取由旋转参数检测器23测量到的感应的电动势。这会使控制IC 22能获取转子21a(即，交流发电机21)的转速，因为感应的电动势的频率取决于交流发电机21的转速，即，转子21a的每单位时间的旋转的数量。

旋转参数检测器23还能够测量当交流发电机21在电机模式下操作时的交流发电机21中的反电动势。即，旋转参数检测器23能够基于测量到的感应的电动势或测量到的反电动势，测量转子21a(即，交流发电机21)的相对于预定位置的旋转角度。

也就是说，旋转参数检测器23能够测量当交流发电机21的转子21a旋转时，在交流发电机21中感应的电动势，即，电压或电流。也就是说，旋转参数检测器23能够基于测量到的感应电压或感应电流，测量转子21a(即，交流发电机21)的相对于预定位置的旋转角度。

因此，控制IC 22能够

(1)判定交流发电机21是基于由旋转参数检测器23检测到的感应电压还是感应电流操作

(2)驱动器14基于由旋转参数检测器23检测到的感应电压或感应电流应该供能(即，供应AC电流)到的三相线圈中的一个的相位。

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的预定的减速比，计算发动机10的转轴13的转速Ne。在下文中，发动机10的转轴13的转速Ne将被简称为发动机转速Ne。注意，交流发电机21的转速比转轴13的转速Ne高了动力传递机构16的减速比。

发动机10的转轴13通过离合器和诸如变速箱之类的齿轮机构，耦合到在两端具有驱动轮的驱动轴。由于车辆V的这些驱动轴、驱动轮、离合器和齿轮机构组件是已知的组件，所以省略对这些组件的具体描述。

发动机启动系统100还包括电子控制单元(ECU)30，该电子控制单元30例如充当用于对发动机启动系统100执行总体控制的主控制器。ECU 30是包括微计算机和存储器单元的已知电子控制单元。ECU 30可操作为基于由安装在车辆V中的各种传感器SS测量到的测量值，控制发动机10。

ECU 30电连接到电池31，并基于从电池31提供的DC电力来操作。电池31还通过开关32电连接到启动器电机11，并通过继电器33电连接到螺线管机构15的螺线管。继电器33可控制地连接到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，以便小齿轮12向或从环形齿轮14的移动操作使螺线管机构15能接通或断开开关32。

具体而言，ECU 30基于从电池31提供的DC电力接通继电器33，以由此使螺线管机构15的螺线管通电。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32接通，从而基于从电池31提供的DC电力致使启动器电机11被激活。因为小齿轮12与环形齿轮14啮合，所以启动器电机11开始转动发动机10的转轴13，从而开始转动发动机10的曲柄。

例如，当转轴13的转速达到预定的转速时，ECU 30断开继电器33，以由此使螺线管机构15的螺线管断电。这会中断从电池31向螺线管机构16的螺线管的DC电力，导致螺线管机构16向预定初始位置移动小齿轮12远离环形齿轮14。这会导致小齿轮12从环形齿轮14脱开。

小齿轮12远离环形齿轮14向预定的初始位置的移动操作导致开关32被断开，导致启动器电机11被停用。

另外，发动机启动系统100包括各种传感器SS，例如，包括加速器传感器42、制动器传感器44，以及转速传感器45。

加速器传感器42可操作为反复地测量加速器踏板(作为可由车辆V的驾驶员操作的加速器操作部件41的示例)的实际位置或行程，并向ECU 30反复地输出表示测量到的加速器踏板41的实际行程或位置的测量信号。

制动器传感器44可操作为反复地测量可由车辆V的驾驶员操作的制动踏板43的实际位置或行程，并向ECU 30反复地输出表示测量到的制动踏板43的实际行程或位置的测量信号。

转速传感器45可操作为反复地测量发动机10的转轴13的转速，并向ECU 30反复地输出表示测量到的发动机10的转轴13的转速的测量信号。

例如，ECU 30被设计为例如由CPU、包括ROM和RAM的存储介质以及输入/输出(I/O)构成的典型微型计算机电路。

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)，使用以下各项执行用于控制发动机10的各种任务：

(1)发动机10的确定的操作条件

(2)存储在存储介质中的各种数据段。

例如，各种任务包括燃烧任务T1(见图1)，包括燃料喷射控制任务和点火时间控制任务。

燃料喷射控制任务被设计成将每一个气缸10C的燃料喷射定时调整到适当的定时，并控制燃料喷射系统10a，以将每一个气缸10C的燃料喷射器的注入量调整到合适的量。然后，燃料喷射控制任务被设计成导致燃料喷射系统10a在适当的燃料喷射定时，将合适的燃料注入量喷射到依次选定的发动机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，以调整每一点火器的点火定时，用于在适当的定时点燃气缸10C中的对应一个中的压缩的空气燃料混合物。每一个气缸10C的点火定时例如被表示为对应的气缸10C的转轴13相对于对应的气缸10C的上死点(TDC)的曲柄角。

控制IC 22包括一组程序控制指令，即，控制程序，该控制程序用作当发动机10停止时向发动机10的转轴13施加转矩的发动机启动任务。用作发动机启动任务的程序控制指令组将被称为发动机启动程序。控制IC 22被配置成与启动器电机11协作地执行发动机启动程序。例如，控制IC 22被配置成响应于接收到从ECU 30作为触发信号发送的驱动开始命令，启动发动机启动程序。

下面参考图2描述了ECU 30和控制IC 22如何操作，以便启动发动机10。注意，下面描述了当驾驶员具有重新启动在怠速减小状态(idle reduction state)(即，怠速停止状态)被关闭的发动机10的意图时ECU 30和控制IC 22操作以便重新启动发动机10的情况。ECU 30和控制IC 22可以操作，以便首先启动被停止的发动机10。

参考图2，车辆V的驾驶员在时间t1向ECU 30输入预定请求，即，发动机启动请求，以便启动发动机10。例如，表示驾驶员的下压制动踏板43的测量信号在时间t1从制动器传感器44发送到ECU 30。响应于发动机启动请求，ECU 30在时间t1生成启动器电机驱动命令，即，接通启动器电机驱动命令，从而接通继电器33。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。

在时间t1，ECU 30响应于发动机启动请求，向控制IC 22发送交流发电机驱动命令，作为触发信号。ECU 30可以作为交流发电机驱动命令，向控制IC 22发送发动机启动请求。

当在时间t1接收到作为触发信号的交流发电机驱动命令时，控制IC 22在时间t1开始发动机启动程序。具体而言，控制IC 22导致驱动器24向三相定子线圈施加三相AC电力，从而生成旋转磁场。旋转磁场基于相对于在转子21a中生成的磁场的相互作用，旋转转子21a，即，生成转子21a的转矩。生成的转矩通过动力传递机构16从交流发电机21转移到发动机10的转轴13。

另一方面，小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32在时间t2接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。时间t1和时间t2之间的间隔，即，从继电器33的接通到开关32的接通的时间是基于小齿轮12和环形齿轮14彼此啮合所需的时间预先确定的。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力传递到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne开始上升。

当从时间t1起经过了预定的第一阈值时间时，ECU 30停止发送启动器电机驱动命令，即，在时间t3断开启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33断开。也就是说，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t3断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降(参见图2中的虚曲线C1)。

在时间t3，当从交流发电机21向发动机10的转轴13提供的转矩足以旋转发动机10的转轴13时，基于交流发电机21的转矩增大发动机转速Ne，同时发动机转速Ne脉动。

在启动器电机11停止之后，ECU 30例如在对应于发动机10的转轴13的转速Nth1的时间t3a，开始上文阐述的燃烧任务T1。此后，由交流发电机21所生成的转矩和燃烧任务T1导致发动机转速Ne逐步上升，同时发动机转速Ne脉动(参见实线曲线C2)。

当发动机转速Ne在时间t4超出例如用作预定阈值速度的预定的第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序，从而结束对驱动器24的控制，基于电池31的DC电力，防止AC电力被提供给交流发电机21。第一阈值速度Ne1被设置为例如发动机10的转轴13可以空转的预定的怠速。

如上文所描述的，控制IC 22被配置成当满足了表示发动机转速Ne超出第一阈值速度Ne1的预定条件时，结束发动机启动程序。如果驱动交流发电机21没有启动发动机10，则交流发电机21将继续，因为发动机转速Ne将不会超出第一阈值速度Ne1。从这个角度来看，根据第一实施例的控制IC 22从包括基于交流发电机21的发动机启动程序的发动机启动程序的开始起计数时间。然后，当满足了表示计数的时间已经达到预定的第二阈值时间的预定条件时，控制IC 22结束基于交流发电机21的发动机启动程序。也就是说，该条件表示从发动机启动程序开始以来已经过去了第二阈值时间。

接下来，下面参考图3，描述由ECU 30在预定的第一控制时间段内反复地执行的主例程。

在步骤S101中，ECU 30判定启动器电机11是否正在操作。具体而言，在步骤S101中，ECU 30判定它是否生成了启动器电机驱动命令。当确定启动器电机11没有正在操作(在步骤S101中，否)时，ECU 30在步骤S102中判定发动机10是否处于怠速减小状态。

例如，当车辆V的行驶速度等于或低于预定速度时，ECU 30响应于检测到驾驶员下压制动踏板43，执行上文阐述的怠速减小控制任务。这会导致发动机10处于怠速减小状态，以便发动机转速Ne下降。

当确定发动机10处于怠速减小状态(在步骤S102中，是)时，ECU 30在步骤S103中判定是否已经从车辆V的驾驶员那里接收到发动机启动请求。当确定已经从车辆V的驾驶员那里接收到发动机启动请求时(在步骤S103中，是)，主例程转到步骤S104。

否则，当确定发动机10不在怠速减小状态(在步骤S102中，否)，或当确定未从车辆V的驾驶员那里接收到发动机启动请求时(在步骤S103中，否)，ECU 30结束主例程。

在步骤S104中，ECU 30生成启动器电机驱动命令，并向继电器33发送启动器电机驱动命令，从而接通继电器33。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力被传递到发动机10的转轴13。

在步骤S104中，ECU 30还计数从向继电器33发送启动器电机驱动命令起的时间。

随后或同时地，在步骤S105中，ECU生成交流发电机驱动命令，并向控制IC 22发送交流发电机驱动命令。此后，ECU 30结束主例程。

否则，当确定启动器电机11正在操作(在步骤S101中，是)时，ECU 30在步骤S106中判定计数的时间是否已经达到预定的第一阈值时间。当确定计数的时间没有达到第一阈值时间(在步骤S106中，否)时，ECU 30结束主例程，而不执行步骤S107中的后续操作，从而继续启动器电机11的旋转。

否则，当确定计数的时间已经达到第一阈值时间(在步骤S106中，是)时，ECU 30断开启动器电机驱动命令，换言之，向开关32和继电器33发送启动器停止命令，从而在步骤S107中，断开开关32和继电器33。此后，ECU 30结束主例程。

在定子电机11停止之后，当发动机转速Ne变为转速Nth1时，ECU 30执行燃烧任务T1，从而提高发动机转速Ne。

接下来，下面参考图4，描述由控制IC 22在预定的第二控制时间段内反复执行的子例程。第二控制时间段可以被设置为与第一控制时间段相同或不同。注意，主例程和子例程构成了发动机启动过程。

在步骤S201中，控制IC 22判定它是否已经从ECU 30接收到交流发电机驱动命令从而已经获取启动授权。当确定未获取启动授权(在步骤S201中，否)时，控制IC 22不驱动交流发电机21，并结束子例程。

否则，当确定已经获取启动授权，即，满足了启动条件时(在步骤S201中，是)，控制IC 22在步骤S202中控制驱动器24启动上文阐述的发动机启动程序。

具体而言，在步骤S202中，控制IC 22导致驱动器24向三相定子线圈施加三相AC电力，从而生成旋转磁场。旋转磁场基于相对于在转子21a中生成的磁场的相互作用，旋转转子21a，即，生成转子21a的转矩。生成的转矩通过动力传递机构16从交流发电机21转移到发动机10的转轴13。

在步骤S202中，控制IC 22还计数从发动机启动程序的开始起的时间。

在步骤S202中的操作之后，控制IC 22在步骤S203中判定发动机转速Ne是否高于第一阈值速度Ne1。具体而言，在步骤S203中，控制IC 22基于交流发电机21的转子21a的转速，计算发动机转速Ne，并在步骤S203中判定计算出的发动机转速Ne是否高于第一阈值速度Ne1。

当确定发动机转速Ne等于或低于第一阈值速度Ne1时(在步骤S203中，否)，控制IC22在步骤S204中判定计数的时间是否已经达到第二阈值时间。当判定计数的时间没有达到第二阈值时间时(在步骤S204中，否)，控制IC 22在步骤S205中结束子例程，而不会撤回启动权限。这会使控制IC 22能执行子例程的下一循环中的发动机启动程序。

否则，当确定发动机转速Ne高于第一阈值速度Ne1时(在步骤S203中，是)，控制IC22在步骤S205中停止发动机启动程序，并撤回启动权限。类似地，当在步骤S205中确定计数的时间已经达到第二阈值时间时(在步骤S204中，是)，控制IC 22停止发动机启动程序，并撤回启动权限。

如上文所描述的，发动机启动系统100的控制IC 22被配置成响应于从ECU 30发送的交流发电机驱动命令，基于用于启动发动机10的交流发电机21，执行发动机启动程序，即，发动机启动任务。控制IC 22还被配置成当发动机转速Ne已经达到第一阈值速度Ne1而没有从ECU 30接收到任何发动机启动程序停止命令时，停止基于交流发电机21的发动机启动程序。

此配置使在发动机10的启动过程中ECU 30和控制IC 22之间的通信能仅限于发送和接收表示交流发电机驱动命令的触发信号。即，ECU 30不对控制IC 22进行控制，只向控制IC 22发送表示交流发电机驱动命令的触发信号；此交流发电机驱动命令使控制IC 22能驱动用于启动发动机10的交流发电机21。

因此，此配置使ECU 30能快速地向控制IC 22发送交流发电机驱动命令，而不会在发动机10的启动过程中受ECU 30的处理负载的增大的影响，导致发动机10启动更快。

发动机启动系统100被配置为使得响应于接收到交流发电机驱动命令而激活和停用交流发电机21的发动机启动程序安装在电动发电机设备20的控制IC 22中。此配置使ECU30和控制IC 22之间的控制交流发电机21的通信更简单。这会导致与除ECU之外还配备有用于控制电动发电机的微计算机的ISG系统相比，发动机启动系统100具有更简单的配置。这会导致发动机启动系统100的制造成本更低。

用于执行响应于接收到交流发电机驱动命令而激活和停用用于启动发动机10的交流发电机21的发动机控制程序的控制IC 22是独立于ECU 30提供的。这会使较小尺寸的软件程序能安装在ECU 30中，导致较小数量的软件程序校准过程和不太大的软件开发工作量。

由交流发电机21所生成的转矩越大，动力传递机构16的皮带的耐久性就需要越高。由交流发电机21所生成的较大的转矩还可能导致提供用于拉伸皮带的皮带张紧器。

从这个角度来看，发动机启动系统100被配置为使得在转轴13开始旋转时，启动器电机11向发动机10的转轴13施加较大的转矩。这会导致必须由交流发电机21生成较小的转矩。这消除了使用具有较高耐久性的皮带的需要，以及提供用于拉伸动力传递机构16的皮带的皮带张紧器的需要。这会导致发动机启动系统100的制造成本更低。

发动机启动系统100的控制IC 22被配置成当满足了预定结束条件时，停止基于交流发电机21的发动机启动程序。预定的结束条件是：当发动机转速Ne等于或低于第一阈值速度Ne1时，从发动机启动程序的开始起经过了预定的第二阈值时间。这会防止基于交流发电机21的发动机启动程序被无穷尽地执行。

第二实施例

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/或功能在下列几点不同于根据第一实施例的发动机启动系统100。从而下面主要描述不同点。

根据第二实施例的发动机启动系统被配置为使得第二实施例的主例程和子例程部分地不同于第一实施例的相应的主例程和子例程。

具体而言，ECU 30执行图3中所示出的主例程，而控制IC 22响应于从ECU 30发送的交流发电机驱动命令，开始执行发动机启动程序。

此时，当确定在发动机转速Ne被保持为等于或低于第一阈值速度Ne1的同时从发动机启动程序的开始以来已经过去了第二阈值时间时(在子例程的步骤S204中，是)，控制IC 22反复地执行步骤S203中的判定同时执行发动机启动程序(参见图4中的两点链箭头)。

当从启动器电机11停止以来用于判定由交流发电机21所生成的转矩是否导致发动机转速Ne增大的预定的检查时间已经过去时，ECU 30执行判定发动机转速Ne是否已经增大到预定的检查速度的任务T2。当确定发动机转速Ne已经增大到预定的检查速度时(在任务T2中，是)，ECU 30结束任务T2。

否则，当判定发动机转速Ne没有增大到预定的检查速度时(在任务T2中，否)，ECU30执行任务T3：生成第二启动器电机驱动命令，并将第二启动器电机驱动命令发送到继电器33，从而在第二时间中驱动启动器电机11。另外，启动器电机11正在操作以旋转发动机10的转轴13的同时发动机转速Ne变为低于转速Nth1的转速Nth2时，ECU 30还执行燃烧任务T1。这会提高发动机转速Ne。

参考图5，车辆V的驾驶员在时间t11向ECU 30输入发动机启动请求。响应于发动机启动请求，ECU 30在时间t11生成启动器电机驱动命令，从而接通继电器33。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。

在时间t11，ECU 30响应于发动机启动请求，向控制IC 22发送交流发电机驱动命令，作为触发信号。当在时间t11接收到作为触发信号的交流发电机驱动命令时，控制IC 22在时间t11开始发动机启动程序。

另一方面，小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32在时间t12被接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力传递到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne开始上升。

当从时间t11起经过了第一阈值时间时，ECU 30在时间t13断开启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33被断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t13断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降。

当在时间t14从启动器电机11的停止以来已经过去了上文阐述的预定检查时间时，ECU 30执行任务t2，以判定在时间t14发动机转速Ne是否增大到预定的检查速度。

当判定发动机转速Ne没有增大到预定的检查速度时(在任务T2中，否)，ECU 30在时间t14执行任务T3：生成第二启动器电机驱动命令，并且将第二启动器电机驱动命令作为触发信号发送到继电器33。

这会接通继电器33，导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12在时间t14与环形齿轮14啮合。

小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32在时间t15接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力在时间t15传递到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne开始上升。

当启动器电机11正在操作以旋转发动机10的转轴13时，当发动机转速Ne变为低于转速Nth1的转速Nth2时，ECU 30执行燃烧任务T1。

也就是说，当启动器电机11响应于第二启动器电机驱动命令而正在操作以旋转发动机10的转轴13时，执行燃烧任务T1。燃烧任务T1将合适的注入量喷射到发动机10的依次选定的气缸，并导致对应的点火器在适当的定时在对应的气缸中点燃压缩的空气-燃料混合物。

这会使基于交流发电机21的转矩和由燃烧任务T1所生成的转矩两者都能提高发动机转速Ne，同时发动机转速Ne脉动(参见图5中的实线曲线C12)。

当从时间t14起经过了第一阈值时间时，ECU 30在时间t16断开第二启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33被断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t16断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降(参见图5中的虚曲线C11)。注意，从时间t14到启动器电机11在第二情况下被驱动的时间t16的时间段被设置为例如等于从时间t1到启动器电机11在第一时间被驱动的时间t3的时间段。

此后，当在时间t17发动机转速Ne超出第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序(参见步骤S204和S205中的“是”)。这会结束对驱动器24的控制，从而防止AC电力被提供给基于电池31的DC电力的交流发电机21。

如上文所描述的，根据第二实施例的发动机启动系统被配置成在第一时间驱动启动器电机11，并驱动器交流发电机21，以便提高发动机转速Ne。如果启动器电机11的第一驱动和交流发电机21的驱动使发动机转速Ne能达到第一阈值速度Ne1，则此配置导致燃料经济性和车辆V的排放性能的改善。

相比之下，即使启动器电机11的第一驱动和交流发电机21的驱动导致难以提高发动机转速Ne，发动机启动系统也被配置成

(1)在第二情况下驱动启动器电机11

(2)在当发动机转速Ne变为低于转速Nth1的转速Nth2时的定时，执行燃烧任务T1。

此配置特别使发动机10能被启动器电机11启动，即使由于例如向交流发电机21的供电减小而造成难以驱动交流发电机21。因此，即使交流发电机21发生故障，这也会改善车辆V的燃料经济性和排放性能，同时能够可靠地启动发动机10。

第三实施例

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/或功能在下列几点不同于根据第一或第二实施例的发动机启动系统100。从而下面主要描述不同点。

根据第三实施例的发动机启动系统被配置为使得第三实施例的主例程和子例程部分地不同于第二实施例的相应的主例程和子例程。

具体而言，ECU 30执行图3中所示出的主例程，而控制IC 22响应于从ECU 30发送的交流发电机驱动命令，开始执行发动机启动程序。

此时，当判定在发动机转速Ne保持等于或低于第一阈值速度Ne1时从发动机启动程序的开始以来已经过去了第二阈值时间时(在子例程的步骤S204中的“是”)，控制IC 22反复地执行步骤S203中的判定，同时执行发动机启动程序(参见图4中的两点链箭头)。

当从启动器电机11的停止以来已经过去了检查时间时，ECU 30执行判定发动机转速Ne是否增大到检查速度的任务T2。当确定发动机转速Ne已经增大到检查速度时(在任务T2中，是)，ECU 30结束任务T2。

否则，当判定发动机转速Ne没有增大到检查速度时(在任务T2中，否)，ECU 30执行任务T3：生成第二启动器电机驱动命令，并将第二启动器电机驱动命令发送到继电器33，从而在第二时间中驱动启动器电机11。

另外，当启动器电机11正在操作以旋转发动机10的转轴13时，当发动机转速Ne变为低于转速Nth1的转速Nth2时，ECU 30执行燃烧任务T1。这会提高发动机转速Ne。

具体而言，ECU 30执行任务T3，以便启动器电机11在第二时间被驱动的时间段长于启动器电机11在第一时间被驱动的时间段。

参考图6，车辆V的驾驶员在时间t21向ECU 30输入发动机启动请求。响应于发动机启动请求，ECU 30在时间t21生成启动器电机驱动命令，从而接通继电器33。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。

在时间t21，ECU 30响应于发动机启动请求，向控制IC 22发送交流发电机驱动命令作为触发信号。当在时间t21接收到作为触发信号的交流发电机驱动命令时，控制IC 22在时间t21开始包括发动机启动程序的发动机启动程序。

另一方面，小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32在时间t22接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当使用供应的DC电力激活启动器电机11时，启动器电机11的旋转动力传递到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne开始上升。

当从时间t21起经过了第一阈值时间时，ECU 30在时间t23断开启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t23断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降。

当在时间t14从启动器电机11的停止以来已经过去了上文阐述的预定检查时间时，ECU 30执行任务t2，以判定在时间t24发动机转速Ne是否增大到预定的检查速度。

当确定发动机转速Ne没有增大到预定的检查速度时(在任务T2中，否)，ECU 30在时间t24执行任务T3：生成第二启动器电机驱动命令，并将第二启动器电机驱动命令作为触发信号发送到继电器33。

这会接通继电器33，导致螺线管机构15小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12在时间t24与环形齿轮14啮合。

小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32在时间t25被接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力在时间t25传递到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne开始上升。

当启动器电机11正在操作以旋转发动机10的转轴13时，当发动机转速Ne变为低于转速Nth1的转速Nth2时，ECU 30执行燃烧任务T1。燃烧任务T1例如在对应于发动机10的转轴13的转速Nth2的时间t25a，在发动机10的气缸中导致第一次点火。

即，当启动器电机11响应于第二启动器电机驱动命令而正在操作以旋转发动机10的转轴13时，执行燃烧任务T1。燃烧任务T1将合适的量喷射到发动机10的依次选定的气缸中，并导致对应的点火器在适当的定时在对应的气缸中点燃压缩的空气-燃料混合物。

这会使基于交流发电机21的转矩和由燃烧任务T1所生成的转矩两者都能提高发动机转速Ne。燃烧任务T1例如在时间t26，在发动机10的气缸中导致第一次点火的发生。即，由交流发电机21所生成的转矩和燃烧任务T1导致发动机转速Ne逐步上升，同时发动机转速Ne脉动(参见实线曲线C22)。

此后，当在时间t27发动机转速Ne超出第二阈值速度Ne2时，ECU 30在时间t27断开第二启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t27断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降(参见图6中的虚曲线C21)。

此后，当在时间t28发动机转速Ne提高到超出第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序(参见步骤S204和S205中的“是”)，而不管在交流发电机21中是否有故障。这会结束对驱动器24的控制，从而防止AC电力被提供给基于电池31的DC电力的交流发电机21。

如上文所描述的，类似于第二实施例，即使在交流发电机21中有故障，发动机启动系统也能使发动机10被启动器电机11和由燃烧任务T1所生成的转矩启动，同时在发动机10的启动过程中，不需要ECU 30与控制IC 22进行通信。这会最小化由于交流发电机21中的故障所造成的ECU 30和控制IC 22之间的通信延迟的不良影响，从而平稳地启动发动机10。

第四实施例

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/或功能在下列几点不同于根据第一实施例的发动机启动系统100。从而下面主要描述不同点。

根据第四实施例的发动机启动系统被配置为使得响应于发动机启动请求，启动启动器电机11的定时和启动交流发电机21的定时彼此偏离。

参考图7，车辆V的驾驶员在时间t31向ECU 30输入发动机启动请求。响应于发动机启动请求，ECU 30在时间t31向控制IC 22发送交流发电机驱动命令作为触发信号(参见步骤S105)。当在时间t31接收到作为触发信号的交流发电机驱动命令时，控制IC 22在时间t31开始发动机启动程序(参见步骤S201和S202)。此时，发动机转速Ne不会提高，因为交流发电机21的转矩不足以提高发动机转速Ne。

当从时间t31起经过了预定时间间隔时，ECU 30在时间t32接通启动器电机驱动命令，从而接通继电器33(参见步骤S104)。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。例如，取决于电池31的输出电压和/或发动机10的组件的温度，ECU 30可以改变时间t31和时间t32之间的间隔。

小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32在时间t33接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力传递到发动机10的转轴13。当由启动器电机11所生成的转矩提高到足以提高发动机转速Ne的水平时，发动机转速Ne开始上升。

当从时间t32起经过了第三阈值时间时，ECU 30在时间t34断开启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t34断电。这会导致启动器电机11的旋转速度逐步下降(参见图7中的虚曲线C31)。

在时间t34，当从交流发电机21向发动机10的转轴13提供的转矩足以提高发动机转速Ne时，基于交流发电机21的转矩提高发动机转速Ne。

另一方面，在启动器电机11停止之后，ECU 30例如在对应于发动机10的转轴13的转速Nth3的时间t34x，启动上文阐述的燃烧任务T1。

这会导致发动机10的气缸中的第一次点火的发生。即，由交流发电机21所生成的转矩和燃烧任务T1提高发动机转速Ne，同时发动机转速Ne脉动(参见实线曲线C32)。

此后，当在时间t35发动机转速Ne超出第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序，从而结束对驱动器24的控制，防止AC电力被提供给基于电池31的DC电力的交流发电机21。当控制IC 22结束发动机启动程序时，发动机10已经被点着，以使得发动机10的转轴13只由发动机10的燃烧任务T1旋转。

注意，在图7中所示出的时序图中，根据第四实施例的发动机启动系统响应于来自彼此的发动机启动请求，改变启动启动器电机11的定时和启动交流发电机21的定时。在图8或图9中所示出的时序图中，根据第四实施例的发动机启动系统可以响应于来自彼此的发动机启动请求，改变启动启动器电机11的定时和启动交流发电机21的定时。

即，作为三相AC旋转电动机的交流发电机21的旋转启动已知晚于DC旋转电动机的旋转启动。响应于交流发电机驱动命令的交流发电机21的旋转启动定时取决于其硬件特征以及其控制特征而变化。从这个角度来看，根据第四实施例的发动机启动系统被设计成基于其硬件特征以及其控制特征，适当地确定交流发电机21的启动定时，使得响应于交流发电机驱动命令，获得交流发电机21的适当的启动性能成为可能。

例如，图8的时序图示出了启动交流发电机21的定时被设置为晚于启动启动器电机11的定时的示例。

参考图8，车辆V的驾驶员在时间t31向ECU 30输入发动机启动请求。响应于发动机启动请求，ECU 30在时间t31生成启动器电机驱动命令，从而接通继电器33。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32在时间t32a接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力传递到发动机10的转轴13。当由启动器电机11所生成的转矩足以提高发动机转速Ne时，发动机转速Ne开始上升。

此后，在时间t33a，ECU 30向控制IC 22发送交流发电机驱动命令作为触发信号(参见步骤S105)。当在时间t33a接收到作为触发信号的交流发电机驱动命令时，控制IC 22在时间t33a开始发动机启动程序，即，发动机启动任务(参见步骤S201和S202)。

当从时间t31起经过了第三阈值时间时，ECU 30在时间t34a断开启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33被断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t34被断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降(参见图8中的虚曲线C31a)。此时，当由交流发电机21所生成的转矩足以提高发动机转速Ne时，发动机转速Ne不断地上升。

另一方面，在启动器电机11停止之后，ECU 30例如在对应于发动机10的转轴13的转速Nth3的时间t34x，启动上文阐述的燃烧任务T1。

这会导致发动机10的气缸中的第一次点火的发生。即，由交流发电机21所生成的转矩和燃烧任务T1提高发动机转速Ne，同时发动机转速Ne脉动(参见实线曲线C32a)。

此后，当在时间t35发动机转速Ne超出第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序，从而结束对驱动器24的控制。这会防止AC电力被提供给基于电池31的DC电力的交流发电机21。当控制IC 22结束发动机启动程序时，发动机10已经被点着，使发动机10的转轴13只能由发动机10的燃烧任务T1旋转。

例如，图9的时序图示出了启动交流发电机21的定时被设置为早于启动启动器电机11的定时的示例，类似于图7的时序图。另外，交流发电机驱动命令被设计为脉冲触发信号。

参考图9，车辆V的驾驶员在时间t31向ECU 30输入发动机启动请求。响应于发动机启动请求，ECU 30在时间t31生成脉冲的交流发电机驱动命令作为触发信号，并向控制IC22发送脉冲的交流发电机驱动命令(参见步骤S105)。当在时间t31接收到作为触发信号的交流发电机驱动命令时，控制IC 22在时间t31开始发动机启动程序(参见步骤S201和S202)。此时，发动机转速Ne不会提高，因为交流发电机21的转矩不足以提高发动机转速Ne。

当自从时间t31起经过了预定时间间隔时，ECU 30在时间t32b接通启动器电机驱动命令，从而接通继电器33(参见步骤S104)。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。例如，取决于电池31的输出电压和/或发动机10的组件的温度，ECU 30可以改变时间t31和时间t32b之间的间隔。

小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32在时间t33b接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力传递到发动机10的转轴13。当由启动器电机11所生成的转矩提高到足以提高发动机转速Ne的水平时，发动机转速Ne开始上升。

当从时间t32b起经过了第三阈值时间时，ECU 30在时间t34b断开启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t34b断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降(参见图9中的虚曲线C31b)。

在时间t34b，当从交流发电机21向发动机10的转轴13提供的转矩足以提高发动机转速Ne时，基于交流发电机21的转矩提高发动机转速Ne。

另一方面，在启动器电机11停止之后，ECU 30例如在对应于发动机10的转轴13的转速Nth3的时间t34x，启动上文阐述的燃烧任务T1。

这会导致发动机10的气缸中的第一次点火的发生。即，由交流发电机21所生成的转矩和燃烧任务T1进一步提高发动机转速Ne，同时发动机转速Ne脉动(参见实线曲线C32b)。

此后，当在时间t35发动机转速Ne超出第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序，从而结束对驱动器24的控制。这会防止AC电力被提供给基于电池31的DC电力的交流发电机21。当控制IC 22结束发动机启动程序时，发动机10已经被点着，使发动机10的转轴13只能由发动机10的燃烧任务T1旋转。

如上文所描述的，根据第四实施例的发动机启动系统被配置成取决于交流发电机21的硬件特征和控制特征，针对发动机10执行基于交流发电机21的发动机启动程序。除由第一实施例获得的有利效果之外，这还会获得发动机10具有改善的启动性能的有利效果，而不管交流发电机21的硬件特征和控制特征如何变化。

第五实施例

下面描述了根据本公开的第五实施例的发动机启动系统。根据第五实施例的发动机启动系统的结构和/或功能在下列几点不同于根据第一实施例的发动机启动系统100。从而下面主要描述不同点。

具体而言，当基于从制动器传感器44发送的测量信号，检测到驾驶员下压制动踏板43时，ECU 30执行切断向发动机10的燃料供应的怠速减小控制任务。

控制IC 22执行反向旋转减小程序，即，反向旋转减小任务，该任务控制驱动器24以向转轴13施加来自交流发电机21的正转矩，从而在ECU 30正在执行怠速减小控制任务时，防止发动机10的转轴13在与前进方向相反的反向方向上旋转。

反向旋转减小程序被配置成控制交流发电机21的转速，以使得每单位时间的发动机转速Ne的减小量与预定的量匹配。反向旋转减小程序旨在防止发动机转速Ne的突然减小，以由此防止发动机10的转轴13的反向旋转。

下面参考图10中所示出的时序图，描述反向旋转减小程序。图10的虚曲线C41示出了如果不执行反向旋转减小程序，发动机转速Ne将如何变化。

在时间t41，当车辆V的行驶速度(可以基于发动机转速Ne来获取该行驶速度)等于或低于预定速度时，ECU 30响应于检测到驾驶员下压制动踏板43，生成燃料切断信号。这会开始执行怠速减小控制任务，即，燃料切断任务。这会基于燃料切断信号来控制燃料喷射系统10a，以防止燃料喷射系统10a从相应的喷射器向发动机10的对应的气缸或进气歧管喷射燃料。这会导致发动机10处于怠速减小状态，导致车辆V滑行。

响应于燃料切断信号而停止向发动机10的气缸或进气歧管的燃料供应会导致发动机转速Ne下降。此时，ECU 30向控制IC 22发送允许执行反向旋转减小程序的使能信号。

此后，当接收到使能信号时，控制IC 22基于交流发电机21的转速和动力传递机构16的预定的减速比，获取发动机转速Ne。然后，控制IC 22在时间t42判定发动机转速Ne是否已经下降到低于预定的第三阈值速度Ne3，并且在发动机转速Ne已经下降到低于第三阈值速度Ne3时，开始执行反向旋转减小程序。

即，发动机10的转轴13的转动传递到交流发电机21，因为发动机10的转轴13通过动力传递机构16耦合到交流发电机21。这会导致在交流发电机21中感应电动势，即，三相AC电力。控制IC 22获取由旋转参数检测器23测量到的感应电动势，从而计算出交流发电机21的转速。然后，控制IC 22基于交流发电机21的转速和动力传递机构16的减速比，计算发动机转速Ne。注意，可以提供旋转传感器，以测量交流发电机21的转速，而控制IC 22可以基于由旋转传感器测量到的交流发电机21的转速以及动力传递机构16的减速比，计算发动机转速Ne。

控制IC 22执行反向旋转减小程序，以控制驱动器24驱动交流发电机21，以使得每单位时间的发动机转速Ne的减小量与预定的量匹配(参见图10中的实线曲线C42)。

当在时间t43发动机转速Ne不断地下降到预定的第四阈值速度Ne4时，控制IC 22执行转速维持程序，该程序控制驱动器24以驱动交流发电机21，以便在预定的时间段内发动机转速Ne被维持在第四阈值速度Ne4或左右。当从将发动机转速Ne维持在第四阈值速度Ne4或其左右的开始以来经过了预定的时间段时，控制IC 22结束反向旋转减小程序。

接下来，下面参考相应的图11以及12，描述由ECU 30执行的主例程以及包括由控制IC 22执行的反向旋转减小程序的反向旋转减小例程。

首先，下面参考图11，描述主例程。

首先，在步骤S301中，类似于步骤S102，ECU 30判定发动机10是否处于怠速减小状态。当确定ECU 30没有正在执行怠速减小控制任务以使得发动机10不处于怠速减小状态时(在步骤S301中，否)，ECU 30结束主例程。否则，当判定ECU 30正在执行怠速减小控制任务以使得发动机10处于怠速减小状态时(在步骤S301中，是)，ECU 30在步骤S302中判定发动机转速Ne是否正在下降。当确定发动机转速Ne不在下降时(在步骤S302中，否)，ECU 30结束主例程。否则，当确定发动机转速Ne正在下降(在步骤S302中，是)时，ECU 30在步骤S303中向控制IC 22发送使能信号作为触发信号，以允许执行反向旋转减小程序。此后，ECU 30结束主例程。

接下来，下面参考图12，描述由控制IC 22周期性地执行的反向旋转减小例程。

参考图12，在步骤S401中，控制IC 22判定它是否已经从ECU 30那里接收到使能信号。当确定控制IC 22没有接收到使能信号时(在步骤S401中，否)，控制IC 22确定发动机10不处于怠速减小状态或发动机转速Ne不在下降。然后，控制IC 22结束反向旋转减小例程。

否则，当确定控制IC已经接收到使能信号(在步骤S401中，是)时，在步骤S402中，控制IC 22判定它是否已经开始了反向旋转减小程序。当确定控制IC 22没有开始反向旋转减小程序时(在步骤S402中，否)，在步骤S403中，控制IC 22判定发动机转速Ne是否低于第三阈值速度Ne3。如上文所描述的，控制IC 22基于由旋转参数检测器23测量到的感应电动势，计算发动机转速Ne。

当确定发动机转速Ne等于或高于第三阈值速度Ne3时(在步骤S403中，否)，控制IC22结束反向旋转减小例程。

否则，当确定发动机转速Ne低于第三阈值速度Ne3时(在步骤S403中，是)，在步骤S404中，控制IC 22开始反向旋转减小程序。即，在步骤S404中，控制IC 22控制驱动器24以驱动交流发电机21，以使得每单位时间的发动机转速Ne的减小量与预定的量匹配。这会防止发动机转速Ne的突然减小，以由此防止发动机10的转轴13的反向旋转。注意，第三阈值速度Ne3被设置为低于怠速，因为在ECU 30正在执行怠速减小控制任务时执行反向旋转减小程序。步骤S401到S403中的操作充当反向旋转减小程序的启动条件。

否则，当在步骤S402中作出了肯定的判定时，即，当控制IC 22确定它已经执行了步骤S404中的操作以使得已经开始反向旋转减小程序时(在步骤S402中，是)，反向旋转减小例程转到步骤S405。在步骤S405中，控制IC 22判定它是否已经正在执行转速维持程序。

当确定控制IC 22不在执行转速维持程序时(在步骤S405中，否)，在步骤S406中，控制IC 22判定发动机转速Ne是否高于第四阈值速度Ne4。当判定发动机转速Ne高于第四阈值速度Ne4时(在步骤S406中，是)，控制IC 22在步骤S407中控制驱动器24以逐步减小发动机转速Ne。此后，控制IC 22结束反向旋转减小例程。

否则，当确定发动机转速Ne等于或低于第四阈值速度Ne4时(在步骤S406中，否)，在步骤S408中，控制IC 22开始上文阐述的转速维持程序，以将发动机转速Ne维持在第四阈值速度Ne4或其左右。此后，控制IC 22结束反向旋转减小例程。注意，第四阈值速度Ne 4被确定为使得，如果当发动机转速Ne被维持在第四阈值速度Ne4时停用交流发电机21，则防止发动机10的转轴13在相反的方向上旋转。

否则，当判定控制IC 22已经正在执行转速维持程序时(在步骤S405中，是)，在步骤S409中，控制IC 22判定从转速维持程序的开始以来是否过去了预定的时间段。

在确定从转速维持程序的开始以来还未过去预定的时间段后(在步骤S409中，否)，在步骤S410中，控制IC 22不断地执行转速维持程序，以将发动机转速Ne维持在第四阈值速度Ne4或其左右。此后，控制IC 22结束反向旋转减小例程。

否则，在确定从转速维持程序的开始以来已经过去预定的时间段后(在步骤S409中，是)，在步骤S411中，控制IC 22结束转速维持程序，此后，结束反向旋转减小例程。

除由根据第一实施例的发动机启动系统获得的有利效果之外，根据第五实施例的上述发动机启动系统还获得下列有利效果。

在单位时间内发动机转速Ne的减小量越大，在怠速减小控制任务过程中，转轴13的惯性能量就越大。这将在发动机转速Ne变为零之后，导致大量的转轴13在相反的方向上的旋转。当其转轴13向相反的方向旋转时，将需要大转矩来启动发动机10。因此，存在用于当其转轴13在相反的方向上旋转时启动发动机10的第一和第二想法。第一想法是使用能够生成较大的转矩的启动器电机，作为启动器电机13，第二想法是在发动机10的反向旋转结束之后启动发动机10。

令人遗憾的是，基于第一想法设计的发动机启动系统将具有较高的制造成本，导致小齿轮以及环形齿轮的更大的磨损。第二想法是在发动机10的启动完成之前，将具有比较长的启动时间。

相比之下，根据第五实施例的发动机启动系统在发动机10停止之前执行反向旋转减小程序，从而能在发动机转速Ne充分减小时停止发动机10的转轴13的旋转。

根据第五实施例的发动机启动系统还被配置成执行转速维持程序，以将发动机转速Ne4维持在第四阈值速度Ne4，此后，将发动机转速Ne4减小到零。这会导致当发动机转速Ne变为零时转轴13的惯性能量较小，导致较小量的的转轴13在相反方向上的旋转。

发动机转速Ne越低，由转速传感器45测量的发动机转速Ne的测量精度就越低。

从这个角度来看，根据第五实施例的发动机启动系统被配置成基于根据交流发电机21的旋转感应的电动势，获取发动机转速Ne；由旋转参数检测器23不断地测量感应电动势。因为交流发电机21的转速比发动机转速Ne高了动力传递机构16的减速比，所以控制IC22以比转速传感器45更高的分辨率获取发动机转速Ne。这会使控制IC 22能刚好在发动机10停止前以较高精确度获取发动机转速N，并且刚好在发动机10停止前执行反向旋转减小程序。这会导致

(1)根据第五实施例的发动机启动系统具有较低的制造成本

(2)小齿轮12和环形齿轮14的磨损较小

(3)发动机10重新启动之前的时间较短。

第六实施例

下面描述了根据本公开的第六实施例的发动机启动系统。根据第六实施例的发动机启动系统的结构和/或功能在下列几点不同于根据第五实施例的发动机启动系统。从而下面主要描述不同点。

根据第六实施例的反向旋转与根据第五实施例的反向旋转减小例程稍有不同。

下面参考图13中所示出的时序图，描述了根据第六实施例的反向旋转减小程序。图13的虚曲线C51示出了如果不执行反向旋转减小程序，发动机转速Ne将如何变化。

在时间t51，当车辆V的行驶速度等于或低于预定速度时，ECU 30响应于检测到驾驶员下压制动踏板43，生成燃料切断信号。这会开始执行怠速减小控制任务，导致发动机转速Ne以与第五实施例相同的方式下降。此时，ECU 30向控制IC 22发送允许执行反向旋转减小程序的使能信号(参见步骤S301到S303)。

当接收到使能信号时(在步骤S401中，是)，控制22判定发动机转速Ne是否下降到低于第三阈值速度Ne3(参见步骤S403)。然后，在时间t52，当发动机转速Ne已经下降到低于第三阈值速度Ne3时，控制IC 22开始执行反向旋转减小程序(参见步骤S404)。即，控制IC22执行反向旋转减小程序，以控制驱动器24驱动交流发电机21，以使得每单位时间的发动机转速Ne的减小量与预定的量匹配(参见图13中的实线曲线C52)。

具体而言，控制IC 22判定发动机转速Ne是否低于第四阈值速度Ne4(参见由图12中的两点链框所示出的步骤S403a)。当发动机转速Ne等于或高于第四阈值速度Ne4时(在步骤S403a中，否)，控制IC 22结束反向旋转减小例程，同时不断地执行反向旋转减小程序。

否则，在时间t53，当发动机转速Ne不断地下降到第四阈值速度Ne4时(在步骤S403a中，是)，控制IC 22确定满足了反向旋转减小程序的结束条件。然后，在时间t53，控制IC 22结束转速维持例程(参见步骤S411)，而不执行转速维持任务。

注意，在步骤S403a中，控制IC 22可以判定发动机转速Ne是否已经达到零。当发动机转速Ne没有达到零时(在步骤S403a中，否)，控制IC 22可以结束反向旋转减小例程，同时不断地执行反向旋转减小程序。

否则，当作为反向旋转减小例程的结束条件，发动机转速Ne已经达到零时(在步骤S403a中，是)，控制IC 22可以结束转速维持例程(参见步骤S411)，而不执行转速维持程序。

如上文所描述的，根据第六实施例的发动机启动系统在发动机10停止之前执行反向旋转减小程序，从而能够在发动机转速Ne充分减小时停止发动机10的转轴13的旋转。除基于转速维持程序的有利效果外，这还类似地获得由根据第五实施例的发动机启动系统获得的有利效果。

第七实施例

下面描述了根据本公开的第七实施例的发动机启动系统。根据第七实施例的发动机启动系统的结构和/或功能在下列几点不同于根据第一实施例的发动机启动系统。从而下面主要描述不同点。

根据第七实施例的发动机启动系统被配置为使得第七实施例的发动机启动过程部分地不同于第一实施例的发动机启动过程。

具体而言，第七实施例的发动机启动过程被配置为使得第七实施例的主例程和子例程与第六实施例的主例程和子例程稍有不同。

具体而言，主例程被配置成执行

(1)根据第一实施例的主例程

(2)根据第六实施例的主例程。

因此，根据第七实施例的子例程被配置成执行

(1)根据第六实施例的反向旋转减小程序

(2)根据第一实施例的发动机启动程序。

下面参考图14中所示出的时序图，描述不包括根据第七实施例的第一示例的反向旋转减小例程的主例程和子例程。图14的虚曲线C61示出了如果不执行不包括根据第七实施例的第一示例的反向旋转减小例程的主例程和子例程，发动机转速Ne将如何变化。

在时间t61，当车辆V的行驶速度等于或低于预定速度时，ECU 30响应于检测到驾驶员下压制动踏板43，接通燃料切断信号。这会开始执行怠速减小控制任务，导致发动机转速Ne以与第六实施例相同的方式下降。

此后，车辆V的驾驶员在时间t62向ECU 30输入发动机启动请求。此时，ECU 30关闭燃料切断信号，并向控制IC 22发送发动机启动请求。

响应于发动机启动请求，控制IC 22获取由旋转参数检测器23测量到的感应电动势，从而计算出交流发电机21的转速。然后，控制IC 22基于交流发电机21的转速，和动力传递机构16的减速比，计算发动机转速Ne。

在计算发动机转速Ne之后，控制IC 22在时间t63开始发动机启动程序(参见步骤S201和S202)。具体而言，控制IC 22在时间t63执行发动机启动程序，以使得交流发电机21的转速基本上与发动机转速Ne相同。即，控制IC 22导致交流发电机21旋转以由此生成转矩，从而通过动力传递机构16，将转矩传递到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne开始上升。

此后，ECU 30开始上文阐述的燃烧任务T1。此后，由交流发电机21所生成的转矩和燃烧任务T1导致发动机转速Ne逐步上升，而发动机转速Ne脉动(参见实线曲线C62)。

当在时间t64发动机转速Ne超出第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序(参见步骤S203和S205)。

具体而言，根据第七实施例的发动机启动系统使用具有使发动机转速Ne能上升到超出第一阈值速度Ne1的最大转速的电动发电机设备，作为电动发电机设备20。

根据第七实施例的第一示例的发动机启动系统被配置成基于交流发电机21，向发动机10的转轴13施加初始转矩，而不使用启动器电机11。作为第二示例，发动机启动系统被配置成

(1)当发动机转速Ne充分下降时，驱动启动器电机11以基于启动器电机11向发动机10的转轴13施加初始转矩

(2)在驱动启动器电机11之后，基于交流发电机21提高发动机转速Ne。

下面参考图15中所示出的时序图，描述不包括根据第七实施例的第二示例的反向旋转减小程序的主例程和子例程。

在时间t71，当车辆V的行驶速度等于或低于预定速度时，ECU 30响应于检测到驾驶员下压制动踏板43，接通燃料切断信号。这会开始执行怠速减小控制任务，导致发动机转速Ne以与第六实施例相同的方式下降。

此后，车辆V的驾驶员在时间t72向ECU 30输入发动机启动请求。此时，ECU 30关闭燃料切断信号，并向控制IC 22发送发动机启动请求。

响应于发动机启动请求，控制IC 22获取由旋转参数检测器23测量到的感应电动势，从而计算出交流发电机21的转速。然后，控制IC 22基于交流发电机21的转速，和动力传递机构16的减速比，计算发动机转速Ne。

在计算发动机转速Ne之后，控制IC 22在时间t73启动发动机启动程序(参见步骤S201和S202)。具体而言，控制IC 22在时间t63执行发动机启动程序，以使得交流发电机21的转速基本上与发动机转速Ne相同。即，控制IC 22导致交流发电机21旋转以由此生成转矩，从而通过动力传递机构16将转矩传递到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne开始上升。

此时，如果由交流发电机21所生成的转矩不能足以提高发动机转速Ne，则难以提高发动机转速Ne，导致发动机转速Ne不断地下降(与虚曲线C62相比，参见实线曲线C72)。当在时间t74，基于从转速传感器45发送的测量信号，确定发动机转速Ne变得低于第六阈值速度Ne6(例如用作预定的参考值)时，ECU 30接通启动器电机驱动命令，从而在时间t74，接通继电器33(参见步骤S104)。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32在时间t75接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力传递到发动机10的转轴13，导致发动机转速Ne上升。

当在时间t76发动机转速Ne变得高于第五阈值速度Ne5时，ECU 30在时间t76断开启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t76断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降(参见图15中的虚曲线C73)。

在启动器电机11停止之前或之后，ECU 30开始上文阐述的燃烧任务T1。此后，由交流发电机21所生成的转矩和燃烧任务T1导致发动机转速Ne逐步上升，同时发动机转速Ne脉动(参见实线曲线C72)。

当在时间t77发动机转速Ne超出第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序(参见步骤S203和S205)。

注意，如果图15的时序图中所示出的发动机启动过程未能重新启动发动机10，则发动机启动系统可以被配置成根据图5的时序图或图6的时序图中所示出的发动机启动过程，重新启动发动机10。

接下来，下面参考图16中所示出的时序图，描述了当执行反向旋转减小例程时，当向ECU 30输入发动机启动请求时，根据第七实施例的主例程和子例程。

在时间t81，当车辆V的行驶速度等于或低于预定速度时，ECU 30响应于检测到驾驶员下压制动踏板43，接通燃料切断信号。这会开始执行怠速减小控制任务，导致发动机转速Ne以与第六实施例相同的方式下降。

此时，ECU 30在时间t81向控制IC 22发送允许执行反向旋转减小程序的使能信号。

此后，当接收到使能信号时，控制IC 22基于交流发电机21的转速和动力传递机构16的预定的减速比，获取发动机转速Ne。然后，控制IC 22在时间t82，判定发动机转速Ne是否已经下降到低于预定的第三阈值速度Ne3，当发动机转速Ne已经下降到低于第三阈值速度Ne3时，开始以与第六实施例相同的方式执行反向旋转减小程序。

此后，当车辆V的驾驶员在时间t83向ECU 30输入发动机启动请求时，ECU 30关闭燃料切断信号，并向控制IC 22发送发动机启动请求。

响应于发动机启动请求，控制IC 22获取由旋转参数检测器23测量到的感应电动势，从而基于感应电动势，计算出交流发电机21的转速。然后，控制IC 22基于交流发电机21的转速和动力传递机构16的减速比，计算发动机转速Ne。

在计算发动机转速Ne之后，控制IC 22在时间t83开始发动机启动程序(参见步骤S201和S202)。具体而言，控制IC 22在时间t83执行发动机启动程序，以使得交流发电机21的转速基本上与发动机转速Ne相同。即，控制IC 22导致交流发电机21旋转以由此生成转矩，从而通过动力传递机构16将转矩传递到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne开始上升。

此时，如果由交流发电机21所生成的转矩不足以提高发动机转速Ne，则难以提高发动机转速Ne，导致发动机转速Ne不断地下降(参见实线曲线C82)。当在时间t84，基于从转速传感器45发送的测量信号，确定发动机转速Ne变得低于第六阈值速度Ne6时，ECU 30接通启动器电机驱动命令，从而在时间t84，接通继电器33。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力激活时，启动器电机11的旋转动力传递到发动机10的转轴13，导致发动机转速Ne上升。

当在时间t85发动机转速Ne变得高于第五阈值速度Ne5时，ECU 30在时间t85断开启动器电机驱动命令。这会导致开关32和继电器33断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t85断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降(参见图16中的虚曲线C83)。

在启动器电机11停止之前或之后，ECU 30开始上文阐述的燃烧任务T1。此后，由交流发电机21所生成的转矩和燃烧任务T1导致发动机转速Ne逐步上升，同时发动机转速Ne脉动(参见实线曲线C82)。

当在时间t86发动机转速Ne超出第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序。

下面参考图17，描述由ECU 30周期性地执行的主例程。

首先，在步骤S501中，ECU 30判定启动器电机11是否正在操作。具体而言，在步骤S501中，ECU 30判定它是否生成了启动器电机驱动命令。

当确定启动器电机11没有正在操作(在步骤S501中，否)时，ECU 30在步骤S502中判定发动机10是否正处于怠速减小状态。

当确定ECU 30不正在执行怠速减小控制任务，如此发动机10不处于怠速减小状态时(在步骤S502中，否)，ECU 30结束主例程，因为发动机10正在基于燃烧任务T1操作。

否则，当确定ECU 30正在执行怠速减小控制任务，以使得发动机10正处于怠速减小状态时(在步骤S502中，是)，ECU 30在步骤S503中判定是否已经从车辆V的驾驶员那里接收到发动机启动请求。

当确定未从车辆V的驾驶员那里接收到发动机启动请求时(在步骤S503中，否)，主例程转到步骤S504。在步骤S504中，ECU 30判定发动机转速Ne是否正在下降。当确定发动机转速Ne不正在下降时(在步骤S504中，否)，ECU 30结束主例程。否则，当确定发动机转速Ne正在下降(在步骤S504中，是)时，ECU 30在步骤S505中，向控制IC 22发送使能信号作为触发信号，以允许执行反向旋转减小程序。此后，ECU 30结束主例程。

否则，当确定已经从车辆V的驾驶员那里接收到发动机启动请求时(在步骤S503中，是)，在步骤S506中，ECU 30判定发动机转速Ne是否低于预定的点火速度。点火速度Ne0代表在没有来自启动器电机11或交流发电机21的施加的转矩的情况下燃烧任务T1能使发动机10启动的发动机转速Ne的值。

当确定发动机转速Ne低于点火速度Ne0时(在步骤S506中，是)，在步骤S507中，ECU30判定发动机转速Ne是否低于第六阈值速度Ne6。

在判定发动机转速Ne低于第六阈值速度Ne6(在步骤S507中，是)后，ECU 30确定只用交流发电机21难以重新启动发动机10，因为发动机转速Ne过低。相比之下，当确定发动机转速Ne低于第六阈值速度Ne6时(在步骤S507中，是)，小齿轮12的转速和环形齿轮14的转速之间的差异充分小。因此，由小齿轮12与环形齿轮14的啮合所生成的齿轮12和14的噪声和磨损可能小。

因此，在步骤中S508中，ECU 30生成启动器电机驱动命令，并向继电器33发送启动器电机驱动命令。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。在步骤S508中的操作之后，在步骤S509中，ECU 30生成交流发电机驱动命令，并向控制IC 22发送交流发电机驱动命令。当接收到交流发电机驱动命令时，控制IC 22启动发动机启动程序，从而通过上文阐述的动力传递机构16向发动机10的转轴13施加由交流发电机21所生成的转矩。此后，ECU 30结束主例程。

否则，在确定发动机转速Ne等于或高于第六阈值速度Ne6后(在步骤S507中，否)，ECU 30执行步骤S509中的操作，而跳过步骤S508中的操作。这是因为，当前发动机转速Ne使得只用交流发电机21就能重新启动发动机10。此后，ECU 30结束主例程。

否则，当确定发动机转速Ne等于或高于点火速度Ne0时(在步骤S506中，否)，ECU30确定在没有来自启动器电机11或交流发电机21的施加转矩的情况下，燃烧任务T1就可以启动发动机10。然后，在步骤S510中，在没有来自启动器电机11或交流发电机21的施加转矩的情况下，ECU 30执行燃烧任务T1，从而重新启动发动机10。此后，ECU 30结束主例程。

另一方面，当确定启动器电机11正在操作(在步骤S501中，是)时，ECU 30在步骤S511中判定发动机转速Ne是否高于第五阈值速度Ne5。在确定发动机转速Ne高于第五阈值速度Ne5后(在步骤S511中，是)，ECU 30确定发动机转速Ne已经充分提高到使交流发电机20能启动发动机10。因此，在步骤S512中，ECU 30断开启动器电机驱动命令，由此断开开关32和继电器33。这会导致启动器电机11停用。此后，ECU 30结束主例程。否则，在确定发动机转速Ne等于或低于第五阈值速度Ne5后(在步骤S511中，否)，ECU 30确定只用交流发电机21难以启动发动机10。这是因为，当前发动机转速Ne不足以只用交流发电机21就能重新启动发动机10。因此，ECU 30结束主例程，而不执行步骤S512中的操作，从而继续启动器电机11的旋转。

接下来，下面参考图18，描述由控制IC 22周期性地执行的子例程。

在步骤S601中，控制IC 22判定它是否已经从ECU 30接收到交流发电机驱动命令从而已经获取启动授权。当确定未获取启动授权时(在步骤S601中，否)，在步骤S401中，控制IC判定它是否已经从ECU 30接收到使能信号。由于步骤S401中的操作之后的操作与第五实施例的图12中所示出的操作S402到S411相同，省略了详细描述。

否则，当确定已经获取了启动授权时(在步骤S601中，是)，在步骤S602中，控制IC22判定它是否正在执行反向旋转减小程序。当确定控制IC 22正在执行反向旋转减小程序时(在步骤S602中，是)，在步骤S603中，控制IC 22结束反向旋转减小程序。然后，子例程转到步骤S604。否则，当确定控制IC 22不在执行反向旋转减小程序时(在步骤S602中，否)，子例程转到步骤S604。

在步骤S604中，控制IC 22控制驱动器24启动上文阐述的发动机启动程序。

具体而言，在步骤S604中，控制IC 22导致驱动器24向三相定子线圈施加三相AC电力，从而生成旋转磁场。旋转磁场基于相对于在转子中生成的磁场的交互旋转转子，即，生成转子的转矩。生成的转矩通过动力传递机构16从交流发电机21转移到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne逐步提高。在步骤S604中，控制IC 22还计数从发电机启动程序的启动开始起的时间。

在步骤S604中的操作之后，控制IC 22在步骤S605中判定发动机转速Ne是否高于第一阈值速度Ne1。

当确定发动机转速Ne高于第一阈值速度Ne1时(在步骤S605中，是)，控制IC 22在步骤S606中停止发电机启动程序，并撤回启动权限。在步骤S606中的操作之后，控制IC 22结束子例程。

否则，当确定发动机转速Ne等于或低于第一阈值速度Ne1时(在步骤S605中，否)，控制IC 22在步骤S607中判定计数的时间是否已经达到第二阈值时间。当确定计数的时间没有达到第二阈值时间时(在步骤S607中，否)，控制IC 22在步骤S205中结束子例程，而不会撤回启动权限。这会使控制IC 22能执行子例程的下一循环中的发电机启动程序。

否则，当确定计数的时间已经达到第二阈值时间时(在步骤S607中，是)，控制IC22在步骤S606中停止发电机启动程序，并撤回启动权限。此后，控制IC 22结束子例程。

注意，如果当在步骤S607中作出了肯定的判定时控制IC 22在步骤S606中结束发动机启动程序，发动机启动系统可以被配置成根据图5的时序图或图6的时序图中所示出的发动机启动过程，重新启动发动机10。

如上文所描述的，除由根据相应的第一和第六实施例的发动机启动系统两者获得的有利效果之外，根据第七实施例的发动机启动系统还获得下列有利效果。

具体而言，当发动机转速Ne低于第六阈值速度Ne6时，发动机启动系统被配置成使用能够比交流发电机21生成较高转矩的启动器电机11，来启动发动机10。

如果发动机转速Ne等于或高于第六阈值速度Ne6，则由小齿轮12与环形齿轮14的啮合所生成的齿轮12和14的噪声和磨损将会大。

从这个角度来看，发动机启动系统被配置成当发动机转速Ne等于或高于第六阈值速度Ne6时，使用交流发电机21，而不会使用启动器电机11来启动发动机10。这会导致发动机启动系统的由小齿轮12与环形齿轮14的啮合所生成的噪声较小，由于小齿轮12与环形齿轮14的啮合所造成的小齿轮12的磨损较小。

第八实施例

下面描述了根据本公开的第八实施例的发动机启动系统。根据第八实施例的发动机启动系统的结构和/或功能在下列几点不同于根据第七实施例的发动机启动系统。从而下面主要描述不同点。

根据第八实施例的发动机启动系统被配置为使得第八实施例的发动机启动过程部分地不同于第七实施例的发动机启动过程。

具体而言，控制IC 22被配置成

(1)执行根据第六实施例的反向旋转减小程序，以及根据第一实施例的发动机启动程序

(2)当将反向旋转减小程序切换到发动机启动程序时，执行间隔设置任务，以将交流发电机21维持停用，从而设置反向旋转减小程序和发动机启动程序之间的间隔，即，预定等待时间段。

注意，控制IC 22执行间隔设置任务的间隔(即，反向旋转减小程序和发动机启动程序之间的间隔)可以被设置为预定时间段。控制IC 22可以可变地设置间隔的值，取决于

(1)发动机转速Ne

(2)电池31的输出电压

(3)包括周围温度、发动机冷却液的温度、控制IC 22的温度、驱动器24的温度，和/或控制IC 22的一个或多个控制电路板的温度的环境温度

(4)发动机10的组件的年龄变量。

这会使控制IC 22能在在车辆V中有故障之前启动发动机启动程序。

接下来，下面参考图19中所示出的时序图，描述了当执行反向旋转减小例程时，当向ECU 30输入发动机启动请求时，根据第八实施例的主例程和子例程。

在时间t91，当车辆V的行驶速度等于或低于预定速度时，ECU 30响应于检测到驾驶员下压制动踏板43，接通燃料切断信号。这会开始执行怠速减小控制任务，导致发动机转速Ne以与第五实施例相同的方式下降

此时，ECU 30在时间t91向控制IC 22发送允许执行反向旋转减小程序的使能信号。

此后，当接收到使能信号时，控制IC 22基于交流发电机21的转速和动力传递机构16的预定的减速比，获取发动机转速Ne。然后，控制IC 22在时间t92，判定发动机转速Ne是否已经下降到低于预定的第三阈值速度Ne3，当发动机转速Ne已经下降到低于第三阈值速度Ne3时，开始以与第六实施例相同的方式执行反向旋转减小程序。

此后，当车辆V的驾驶员在时间t93向ECU 30输入发动机启动请求时，ECU 30关闭燃料切断信号，并向控制IC 22发送发动机启动请求。

在时间t93，当基于从转速传感器45发送的测量信号，确定发动机转速Ne变得低于第六阈值速度Ne6时，ECU 30接通启动器电机驱动命令，从而在时间t93，接通继电器33。这会导致螺线管机构15将小齿轮12从预定的初始位置移动到环形齿轮14，以便小齿轮12与环形齿轮14啮合。小齿轮12向环形齿轮14的移动操作导致开关32接通。这会开始将DC电力提供给启动器电机11。当启动器电机11基于供应的DC电力被激活时，启动器电机11的旋转动力传递到发动机10的转轴13，导致发动机转速Ne上升。

注意，在时间t93，当基于从转速传感器45发送的测量信号，确定发动机转速Ne等于或高于第六阈值速度Ne6时，ECU 30等待发动机转速Ne低于第六阈值速度Ne6。此后，ECU30接通启动器电机驱动命令。

另外，响应于发动机启动请求，控制IC 22在时间t93结束反向旋转减小程序，从而转移到将交流发电机21维持停用的间隔设置任务。即，控制IC 22能够获取由旋转参数检测器23测量到的感应电动势，因为交流发电机21不被控制IC 22控制。因此，控制IC 22能够基于感应电动势，计算交流发电机21的转速，从而基于交流发电机21的转速和减速比，计算发动机转速Ne。当从在时间t93间隔设置任务的开始起经过了预定间隔时，控制IC 22在时间t94启动发动机启动程序。

另一方面，当从启动器电机11的驱动开始起经过了预定时间时，ECU 30在时间t95断开启动器电机驱动命令。从启动器电机11的驱动的开始到启动器电机11的驱动的停止的预定时间是基于间隔设置任务的间隔的长度预先确定的，以使得启动器电机11的停止定时晚于间隔的结束定时。这会防止启动器电机11在间隔过程中停用。即，如果在间隔过程中启动器电机11停用，则只有交流发电机21执行发动机10的发动机启动程序，可能难以启动发动机10。这会导致开关32和继电器33断开。即，小齿轮12从环形齿轮14脱开，而启动器电机11在时间t85断电。这会导致启动器电机11的转速逐步下降(参见图19中的虚曲线C91)。

在启动器电机11停止之前或之后，ECU 30开始上文阐述的燃烧任务T1。此后，由交流发电机21所生成的转矩和燃烧任务T1导致发动机转速Ne逐步上升，同时发动机转速Ne脉动(参见实线曲线C92)。

当在时间t96发动机转速Ne超出第一阈值速度Ne1时，控制IC 22结束发动机启动程序。

接下来，下面参考图20，描述由控制IC 22周期性地执行的子例程。

在步骤S701中，控制IC 22判定它是否已经从ECU 30接收到交流发电机驱动命令从而已经获取启动授权。当确定未获取启动授权时(在步骤S701中，否)，在步骤S401中，控制IC判定它是否已经从ECU 30接收到使能信号。由于步骤S401中的操作之后的操作与第五实施例的图12中所示出的操作S402到S411相同，省略了详细描述。

否则，当确定已经获取了启动授权时(在步骤S701中，是)，在步骤S702中，控制IC22判定它是否正在执行反向旋转减小程序。当确定控制IC 22正在执行反向旋转减小程序(在步骤S702中，是)，在步骤S703中，控制IC 22结束反向旋转减小程序。然后，子例程转到步骤S704，在步骤s704中，控制IC 22开始执行如图19的时序图所描述的间隔设置任务。即，在步骤S704中，控制IC 22结束对交流发电机21的控制，并基于感应电动势，获取发动机转速Ne。在步骤S704中的操作完成之后，控制IC 22结束子例程。

否则，当确定控制IC 22不正在执行反向旋转减小程序时(在步骤S702中，否)，子例程转到步骤S705。

在步骤S705中，控制IC 22判定控制IC 22是否正在执行间隔设置任务。在确定控制IC 22正在执行间隔设置任务(在步骤S705中，是)，在步骤S706中，控制IC 22判定自从执行间隔设置任务开始以来是否过去了该间隔。如上文所描述的，在步骤S703中，间隔可以被设置为预定值或可以基于例如步骤S703中的反向旋转减小程序的停止时的发动机转速Ne的值来可变地设置。

在确定从开始执行间隔设置任务以来没有过去该间隔后(在步骤S706中，NO)，控制IC 22结束子例程。这会使间隔设置任务能不断地执行。

否则，在确定从开始执行间隔设置任务起经过了该间隔后(在步骤S706中，是)，控制IC 22在步骤S707中结束间隔设置任务。此后，子例程转到步骤S708。另外，当判定控制IC22不在执行间隔设置任务时(在步骤S705中，否)，子例程转到步骤S708。

在步骤S708中，控制IC 22控制驱动器24启动上文阐述的发动机启动程序。

具体而言，在步骤S708中，控制IC 22导致驱动器24向三相定子线圈施加三相AC电力，从而生成旋转磁场。旋转磁场基于相对于在转子中生成的磁场的交互，旋转转子，即，生成转子的转矩。生成的转矩通过动力传递机构16从交流发电机21转移到发动机10的转轴13。这会导致发动机转速Ne逐步提高。在步骤S708中，控制IC 22还计数从发电机启动程序的启动开始起的时间。

在步骤S708中的操作之后，控制IC 22在步骤S709中判定发动机转速Ne是否高于第一阈值速度Ne1。

当确定发动机转速Ne高于第一阈值速度Ne1时(在步骤S709中，是)，控制IC 22在步骤S710中停止发电机启动程序，并撤回启动权限。在步骤S710中的操作之后，控制IC 22结束子例程。

否则，当确定发动机转速Ne等于或低于第一阈值速度Ne1时(在步骤S709中，否)，控制IC 22在步骤S711中判定计数的时间是否已经达到第二阈值时间。当确定计数的时间没有达到第二阈值时间时(在步骤S711中，否)，控制IC 22在步骤S205中结束子例程，而不会撤回启动权限。这会使控制IC 22能执行子例程的下一循环中的发电机启动程序。

否则，当确定计数的时间已经达到第二阈值时间时(在步骤S711中，是)，控制IC22在步骤S710中停止发电机启动程序，并撤回启动权限。此后，控制IC 22结束子例程。

注意，如果当在步骤S711中作出了肯定的判定时控制IC 22在步骤S710中结束发动机启动程序，发动机启动系统可以被配置成根据图5的时序图或图6的时序图中所示出的发动机启动过程，重新启动发动机10。

如第一实施例所描述，在为具有发动机转速Ne为零的发动机10的执行发动机启动程序时，当接收到启动授权时，发动机启动程序还没有开始反向旋转减小程序。从而在步骤S702中，控制IC 22不会作出肯定的判定，因此，不会开始步骤S704中的间隔设置任务。这会导致在步骤S702和S705中的每一个中作出否定的判定，以使得在步骤S708中，控制IC 22执行发动机启动程序。

如上文所描述的，除由根据相应的第一和第七实施例的发动机启动系统两者获得的有利效果之外，根据第八实施例的发动机启动系统还获得下列有利效果。

具体而言，当响应于作为触发信号的交流发电机驱动命令而将反向旋转减小程序切换到发动机启动程序时，在执行发动机启动程序之前，控制IC 22被配置成执行间隔设置任务以获取发动机10的操作条件。这会使控制IC 22能在发动机启动程序开始时，以较高精确度获取发动机10的操作条件。

如果控制IC 22与启动器电机11的启动同时或在此之前执行基于交流发电机21的发动机启动程序，则施加于发动机10的转轴13的转矩可以提高发动机转速Ne。这可能导致在发动机转速Ne的提高过程中，由小齿轮12与环形齿轮14的啮合所生成的齿轮12和14的噪声和磨损。

从这个角度来看，根据第八实施例的发动机启动系统被配置成执行间隔设置任务，以由此设置反向旋转减小程序的结束定时(即，启动器电机11的激活的开始定时)与基于交流发电机21的发动机启动程序的开始定时之间的间隔。即，当从启动器电机11的激活的开始定时起经过了该间隔时，控制IC 22执行发动机启动程序。这可在启动器电机11激活开始时，防止发动机转速Ne基于发动机启动程序而提高。除第七实施例的有利效果之外，这还会获得发动机启动系统的由小齿轮12与环形齿轮14的啮合所生成的噪声较小，由于小齿轮12与环形齿轮14的啮合所造成的小齿轮12的磨损较小的有利效果。

修改方案

根据每一实施例的控制IC 22被配置成响应于接收到从ECU 30发送的对应的触发信号，基于发动机转速Ne执行其中一个控制程序，但是，本公开不仅限于此配置。

根据第一修改方案的控制IC 22可以被配置成响应于触发情况的发生，基于发动机转速Ne执行选定一个的控制程序；选定的一个控制程序与生成的触发情况相关联。

具体而言，根据第一修改方案的控制IC 22被配置成响应于发动机转速Ne开始从零增大的触发情况的发生，启动发动机启动程序。这是因为，发动机转速Ne从零增大基于交流发电机21的激活。

根据第一修改方案的控制IC 22还被配置成响应于发动机转速Ne逐步下降到低于第三阈值速度Ne3的触发情况的发生，启动反向旋转减小程序。这是因为，发动机转速Ne逐渐降低到低于第三阈值速度Ne3基于燃料切断任务的执行。

根据第一修改方案的控制IC 22进一步被配置成响应于发动机转速Ne在反向旋转减小程序的执行过程中开始上升的触发情况的发生，停止反向旋转减小程序，此后开始发动机启动程序。这是因为，为使发动机10在反向旋转减小程序的执行过程中启动，启动器电机10需要被激活，以向发动机10的转轴13施加转矩，以使得发动机转速Ne应该上升。根据第一修改方案的控制IC 22可以被配置成停止反向旋转减小程序，执行间隔设置任务，在由间隔设置任务设置的间隔过去之后，开始发动机启动程序。

根据每一实施例的控制IC 22被配置成使用由旋转参数检测器23测量到的感应电动势，计算发动机转速Ne，但是，本公开不仅限于此配置。

具体而言，根据第二修改方案的启动控制系统可以被配置为使得转速传感器45以通信方式连接到控制IC 22，从而控制IC 22可以基于发动机转速Ne的测量信号，获取发动机转速Ne。

根据每一实施例的发动机启动系统被配置成首先将小齿轮12与环形齿轮14啮合，此后，开始转动启动器电机11，但是，发动机启动系统也可以被配置成同时执行

(1)小齿轮12与环形齿轮14的啮合

(2)转动启动器电机11的开始。

根据每一实施例的发动机启动系统被配置成首先将小齿轮12与环形齿轮14啮合，此后，开始转动启动器电机11，但是，本公开不仅限于此配置。

具体而言，根据每一实施例的发动机启动系统可以被配置成首先开始旋转启动器电机11，当发动机转速Ne不为零时，将小齿轮12与环形齿轮14啮合。此配置减小了小齿轮12和环形齿轮14之间的转速差异，导致发动机启动系统的由小齿轮12与环形齿轮14的啮合所生成的噪声较小，由于小齿轮12与环形齿轮14的啮合所造成的小齿轮12的磨损较小。

根据第八实施例的发动机启动系统被配置成执行间隔设置任务，以便与启动器电机11的激活的开始相比，基于交流发电机21的发动机启动程序的开始延迟。如果间隔设置任务的执行导致发动机启动任务的开始早于启动器电机11的激活的开始，则发动机启动系统可以延长控制IC 22执行间隔设置任务的间隔，从而与启动器电机11的激活的开始相比，可靠地延迟基于交流发电机21的发动机启动程序的开始。

根据第八实施例的发动机启动系统的第三修改方案可以被配置成如果不执行反向旋转减小程序，则执行间隔设置任务。根据第三修改方案的ECU 30被配置成当从启动器电机驱动命令的接通开始起经过了预定的间隔时，基于发动机启动请求接通启动器电机驱动命令，并向控制IC 22发送发动机启动请求。ECU 30可以改变间隔，例如，取决于

(1)发动机转速Ne

(2)电池31的输出电压

(3)包括周围温度、发动机冷却液的温度、控制IC 22的温度、驱动器24的温度，和/或控制IC 22的一个或多个控制电路板的温度的环境温度

(4)发动机10的组件的年龄变量。

尽管此处描述了本公开的说明性实施例，但是，本公开不仅限于此处所描述的实施例，而是包括具有修改、省略、组合(例如，各实施例的各方面的组合)，改编和/或改变的任何实施例，如那些精通本技术的人员基于本公开所理解的。权利要求书中的限制应基于权利要求书中使用的语言广义地解释，而不仅限于本说明书中所描述的示例或申请过程期间的示例，示例应解释为非排他性的。

Claims (18)

1.一种用于控制施加于车辆的发动机的转轴的转矩的系统，所述车辆使用所述发动机作为其驱动源，所述系统包括：

电机；

主控制器，用于控制所述发动机和所述电机，所述主控制器被配置成可选择地激活向所述发动机的转轴施加第一转矩的所述电机，以及停用所述电机；

旋转电动机，包括连接到所述发动机的转轴的转子；

旋转参数检测器，所述旋转参数检测器被配置成检测与所述旋转电动机的转子的旋转相关联的旋转参数；以及

程序控制器，所述程序控制器被配置成：响应于触发情况的发生，执行预定的控制程序，所述预定的控制程序独立于所述主控制器，基于由所述旋转参数检测器检测到的旋转参数控制所述旋转电动机，以由此向所述发动机的转轴施加第二转矩。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述电机能通过第一齿轮和第二齿轮的啮合连接到所述发动机的转轴，并被配置成当所述第一齿轮和第二齿轮彼此啮合时，将所述第一转矩传递到所述发动机的转轴；以及

所述旋转电动机具有高于所述电机的最大转速的所述转子的最大转速，所述旋转电动机被配置成通过皮带机构将所述第二转矩传递到所述转轴。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，

所述控制程序包括在所述发动机的启动过程中导致所述旋转电动机向所述转轴施加所述第二转矩的启动程序；

所述主控制器被配置成当所述转轴的转速高于预定值时维持所述电机的停用；

所述程序控制器被配置成当所述转轴的转速高于预定值时执行所述启动程序；

所述主控制器被配置成当所述转轴的转速等于或低于预定的参考值时激活所述电机；以及

所述程序控制器被配置成当所述转轴的转速等于或低于所述预定的参考值时执行所述启动程序。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述发动机的启动是所述发动机的重新启动；

所述主控制器被配置成当所述转轴的转速等于或低于所述预定的参考值时激活所述电机；以及

所述程序控制器被配置成当从所述主控制器激活所述电机起经过了预定的等待时间段时执行所述启动程序。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，

所述程序控制器被配置成：

当所述转轴的转速达到预定阈值速度时，结束所述启动程序；以及

当所述转轴的转速从所述启动程序的开始以来在预定的第一时间内没有达到所述预定阈值速度时，停止所述启动程序。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的系统，其特征在于，

所述主控制器被配置成：

向所述发动机供应燃料；以及

将当所述发动机从所述启动程序的开始以来在预定的第二时间内没有启动时向所述发动机供应燃料的第一定时设置为早于当所述发动机从所述启动程序的开始以来在所述预定的第二时间内已经启动时向所述发动机供应燃料的第二定时。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的系统，其特征在于，

所述主控制器被配置成：

向所述发动机供应燃料；以及

将当所述发动机从所述启动程序的开始以来在第三预定时间内没有启动时所述电机被激活的第一激活时间设置为长于当所述发动机从所述启动程序的开始以来在所述第三预定时间内已经启动时所述电机被激活的第二激活时间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，

所述控制程序包括具有预定的第一条件的第一控制程序和具有预定的第二条件的第二控制程序；

所述程序控制器被配置成：

响应于作为所述触发情况的所述第一条件的发生，执行所述第一控制程序；

不管作为所述触发情况的所述第二条件的发生，在预定的时段内停止对所述旋转电动机的控制；以及

当从所述第二条件的发生起经过了所述预定的时段时，执行所述第二控制程序。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于，

所述程序控制器被配置成：

基于所述电机的转速，生成触发信号，作为所述触发情况的发生；以及

响应于所生成的触发信号，执行所述控制程序。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其特征在于，

所述旋转电动机是带有多个相位线圈的交流电旋转电动机；

所述旋转参数检测器被配置成检测在所述多个相位线圈中感应的电动势，作为所述旋转参数；以及

所述程序控制器被配置成：基于由所述旋转参数检测器检测到的感应的电动势，获取所述交流电旋转电动机的转子的转速以及所述程序控制器应该激励的所述多个相位线圈中的一个的相位两者中的至少一个。

11.一种用于控制施加于车辆的发动机的转轴的转矩的旋转的系统，所述车辆使用所述发动机作为其驱动源并被配置成在所述车辆的停止过程中停止向所述发动机供应燃料，以由此停止所述发动机中的燃料燃烧，所述系统包括：

电机，能通过第一齿轮和第二齿轮的啮合连接到所述发动机的转轴，所述电机被配置成当所述第一齿轮和第二齿轮彼此啮合时，将第一转矩传递到所述发动机的转轴；

主控制器，用于控制所述发动机和所述电机，所述主控制器被配置成当所述第一齿轮和第二齿轮彼此啮合时，可选择地激活向所述发动机的转轴施加第一转矩的所述电机，以及停用所述电机；

旋转电动机，包括通过皮带机构连接到所述发动机的转轴的转子；

所述旋转电动机具有高于所述电机的最大转速的所述转子的最大转速；

旋转参数检测器，所述旋转参数检测器被配置成测量与所述旋转电动机的转子的旋转相关联的旋转参数；

驱动器，用于驱动所述旋转电动机；以及

程序控制器，所述程序控制器被配置成响应于触发情况的发生，在停止向所述发动机供应燃料之后并且在所述转轴停止旋转之前，执行控制程序，

所述控制程序被配置成使所述驱动器基于由所述旋转参数检测器测量到的旋转参数，独立于所述主控制器来控制所述旋转电动机，以由此通过所述皮带机构向所述发动机的转轴施加第二转矩。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述控制程序被配置成将所述旋转电动机的转子的转速维持在预定的速度，并且之后使所述驱动器停止所述旋转电动机。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，

所述控制程序被配置成逐步减小所述旋转电动机的转子的转速，以防止所述旋转电动机的转子的转速突然减小。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其特征在于，

所述程序控制器被配置成：

响应于作为所述触发情况的第一触发情况的发生，执行反向旋转减小程序，所述反向旋转减小程序是在向所述发动机停止供应燃料之后并且在所述转轴的旋转停止之前的控制程序；以及

响应于第二触发情况的发生，执行启动程序，所述启动程序基于由所述旋转参数检测器测量到的旋转参数，独立于所述主控制器来控制所述旋转电动机，以由此在所述发动机的启动过程中向所述发动机的转轴施加所述第二转矩的值；以及

所述主控制器被配置成：

当所述程序控制器执行所述反向旋转减小程序时，接收向其输入的发动机启动请求；以及

当所述转轴的转速减小到低于预定的速度时，响应于所述发动机启动请求，开始激活所述电机。

15.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其特征在于，

所述程序控制器被配置成：

响应于作为所述触发情况的第一触发情况的发生，执行反向旋转减小程序，所述反向旋转减小程序是在向所述发动机停止供应燃料之后并且在所述转轴的旋转停止之前的控制程序；以及

响应于第二触发情况的发生，执行启动程序，所述启动程序基于由所述旋转参数检测器测量到的旋转参数，独立于所述主控制器来控制所述旋转电动机，以由此在所述发动机的启动过程中向所述发动机的转轴施加所述第二转矩的值；以及

所述主控制器被配置成当所述程序控制器执行所述反向旋转减小程序时当接收到发动机启动请求时将所述电机的激活的开始与所述启动程序的开始之间的第一间隔设置为长于第二间隔，

所述主控制器被配置成当所述程序控制器没有执行所述反向旋转减小程序时当接收到所述发动机启动请求时设置所述电机的激活的开始与所述启动程序的开始之间的所述第二间隔。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的系统，其特征在于，

所述控制程序包括具有预定的第一条件的第一控制程序和具有预定的第二条件的第二控制程序；

所述程序控制器被配置成：

响应于作为所述触发情况的所述第一条件的发生，执行所述第一控制程序；

不管作为所述触发情况的所述第二条件的发生，在预定的时段内停止对所述旋转电动机的控制；以及

当从所述第二条件的发生起经过了所述预定的时段时，执行所述控制程序。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的系统，其特征在于，

所述程序控制器被配置成：

基于所述电机的转速，生成触发信号，作为所述触发情况的发生；以及

响应于所生成的触发信号，执行所述控制程序。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的系统，其特征在于，

所述旋转电动机是带有多个相位线圈的交流电旋转电动机；

所述旋转参数检测器被配置成检测在所述多个相位线圈中感应的电动势，作为所述旋转参数；以及

所述程序控制器被配置成：基于由所述旋转参数检测器检测到的感应的电动势，获取所述交流电旋转电动机的转子的转速以及所述程序控制器应该激励的所述多个相位线圈中的一个的相位两者中的至少一个。