[发明专利]用于控制起动内燃机的起动器的系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制起动内燃机的起动器的系统。

背景技术

用于起动内燃机的传统起动器通常包括在接合位置和脱离接合位置之间可移动的小齿轮。当小齿轮位于接合位置时，小齿轮与随内燃机曲轴一同旋转的齿圈相啮合。当小齿轮位于脱离接合位置时，小齿轮与齿圈分离。

传统的起动器还包括致动器，所述致动器构造成在被激励(接通)时将小齿轮从接合位置移到脱离接合位置。传统的起动器还包括马达，所述马达在被激励(接通)时转动小齿轮。

从改进例如操控性能方面来看，需要控制系统来控制这种起动器以尽可能快地重新起动已经停止的内燃机。尤其是，当这些控制系统安装到机动车辆以便在机动车辆临时停止时自动停止其内燃机时，这些需求增加。

为了满足这些需求，用于这些起动器的控制系统被设计用于执行下文描述的所谓的“预调控制”或所谓的“预旋转控制”。

提出“预调控制”主要假设内燃发动机(简称为“发动机”)起动请求发生在发动机停止期间。具体地说，预调控制是在发动机起动请求发生之前将小齿轮移向接合位置，并将小齿轮保持在接合位置处。随后，当发动机起动请求发生时，预调控制使小齿轮转动，由此使发动机转动。与响应于发动机起动请求发生而将小齿轮移向接合位置的控制相比，预调控制能更快地起动发动机。

提出“预旋转控制”主要假设发动机起动请求发生在发动机曲轴的转速NE降低期间。具体地，预旋转控制是在转速NE达到零之前使小齿轮转动，随后将小齿轮移至接合位置以使小齿轮与旋转的齿圈啮合。与在发动机起动请求发生之后等待转速NE达到零并且使小齿轮与齿圈接合的控制相比，预旋转控制能够更快速地起动发动机。

为了执行预调控制和预旋转控制，需要用于起动器的控制系统独立地控制小齿轮向接合位置的移动以及小齿轮的旋转。

为了满足这些需求，与WO公布号2006/018350以及WO公布号2006/018350的已公布的日文译文No.2008-51009相对应的美国专利申请公布号2008/0127927公开了一种起动器控制系统，其设置有第一MOS开关(第一开关单元)以切换致动器的激励和去激励(断开)，并设置有第二MOS开关(第二开关单元)以切换马达的激励和去激励(断开)。同样，与其已公布的日文译文No.2009-500550相对应的WO公布号2006/120180公开了第一MOS开关和第二MOS开关。

发明内容

本发明人已经发现上述每种起动器控制系统都存在问题。

具体而言，由于向马达供给的功率大于向致动器供给的功率，所以需要经得起大电流的MOS开关作为第二MOS开关。为此，由于需要较大的栅极电流来维持第二MOS开关的导通状态，所以电子控制电路例如微计算机不能直接控制第二MOS开关的操作。这导致与第二MOS开关有关的每个起动器控制系统的可控制性恶化。

注意，可以使用机械式螺线管开关代替第二MOS开关来激励和去激励马达。然而，因为需要用于激励机械式螺线管开关的较大电流来维持机械式螺线管开关的接通状态，所以这同样导致与机械式螺线管开关有关的起动器控制系统的可控制性恶化。

鉴于上述情况，本发明寻求提供用于控制起动器的系统；这些系统被设计成解决传统的起动器控制系统中产生的上述问题。

具体地说，本发明的目的是提供用于控制起动器的系统，每个起动器都设置有致动器和马达，其每个都被设计成用来提高与用于激励和去激励马达的开关单元有关的可控制性。

根据本发明的一方面，提供一种用于控制起动内燃机的起动器的系统。所述起动器包括在接合位置和脱离接合位置之间可移动的小齿轮。当所述小齿轮位于接合位置时，所述小齿轮与随所述内燃机的曲轴一起旋转的齿圈相接合。当所述小齿轮位于脱离接合位置时，所述小齿轮与所述齿圈脱离接合。所述起动器包括致动器和马达，所述致动器被构造成在被激励时使小齿轮从脱离接合位置移向接合位置，所述马达被构造成在被激励时使小齿轮转动。所述系统包括控制电路、第一开关单元和第二开关单元，第一开关单元被构造成在控制电路的控制下在致动器的激励和去激励之间切换，第二开关单元被构造成在控制电路的控制下在马达的激励和去激励之间切换。第一开关单元和第二开关单元单独布置。第二开关单元包括第一继电器和第二继电器，第一继电器被构造成在控制电路的控制下在马达的激励和去激励之间切换，第二继电器被构造成控制第一继电器的激活。