[发明专利]高转动惯量起动器的保护设备和方法

说明书

本发明要求于2010年9月1日提交的法国专利申请1056915的优先权，其内容(说明书正文、附图和权利要求)并入于此引作参考。

技术领域

本发明属于内燃机起动及重新起动的领域。其涉及一种用于内燃机的起动器的控制方法以及一种保护所述内燃机的齿圈和保护所述起动器的小齿轮的设备。

背景技术

机动车辆的内燃机无法自行起动。因此内燃机的起动一般要借助于起动器，例如包括直流电动机的电起动器。电起动器通过控制设备连接至机动车辆的电池。当其被激活时，起动器将电动机的小齿轮与飞轮的齿圈接合。电动机随后向小齿轮提供驱动力矩，小齿轮则驱动齿圈旋转以起动发动机。为了避免由起动器小齿轮和内燃机齿圈构成的传动机构过早磨损，已知设置保护装置用于当内燃机仍在转动，尤其是内燃机已经处于运转状态或者处于停止的过程中时阻止起动器激活。然而，这些保护装置在起动器仍在转动时无法阻止起动器的激活。而在内燃机仍在转动时的这种激活会造成相当大的损害。这一问题尤其体现在包括自动停止和重新起动系统的内燃机上，该系统通常称为“起动和停止系统”(“Stop and Start”)。该系统可以减少在机动车辆需要长时间处于静止状态下而要停止发动机时内燃机的燃料消耗，例如等红灯时，以及当需要再一次提供力矩以快速重新起动发动机时，例如当制动踏板被释放时。“起动和停止系统”带来频繁的重新起动，因而使用了加大尺寸的起动器，称为“加大”起动器。所述“加大尺寸”意味着更大的转动惯量并且其旋转的停止时间段因此比传统的起动器更长。特别是，如果在内燃机起动之前起动器前一次激活失败，或者在尝试第一次起动或重新起动时内燃机未能在给定时间内成功起动而再一次激活时，所述起动器可能仍在旋转。与此同时，使用了“起动和停止系统”的内燃机的旋转停止时间段达到了最理想状态，通常比不包括这一系统的发动机的旋转停止时间段更短。最终，起动器的旋转停止时间段比内燃机的旋转停止时间段更长。这些已知的保护装置因而效果不佳。

发明内容

本发明的目的之一尤其在于提供一种当起动器小齿轮由于惯性仍继续旋转时阻止起动器的小齿轮与内燃机的齿圈接合的方法。为此，本发明一种适用于起动内燃机的起动器的控制方法，所述起动器包括用于使小齿轮与内燃机的齿圈接合并且用于响应起动命令驱动小齿轮旋转的装置，所述方法的特征在于，在从前一次起动命令结束时开始计时的已确定时间段期间任何起动命令都被禁止，所述时间段是根据模型由在前一次起动命令结束时估算到的起动器的旋转速度确定的，所述模型根据在起动命令结束时起动器的旋转速度对所述起动器的停止时间段进行估算。

本发明同样提出一种内燃机的齿圈与起动器的小齿轮的保护设备，所述起动器包括用于使小齿轮与内燃机的齿圈接合并且用于响应起动命令驱动小齿轮旋转的装置，以便起动内燃机，所述保护设备的特征在于，其包括在从前一次起动命令结束时开始计时的已确定时间段期间阻止小齿轮与齿圈接合的装置，所述时间段是根据模型由在前一次起动命令结束时估算到的起动器的旋转速度确定的，所述模型根据在起动命令结束时起动器的旋转速度对所述起动器的停止时间段进行估算。

本发明尤其有利的是可以保护起动器的小齿轮和内燃机的齿圈而无需附加使用起动器的传感器。另外，本发明还可以优化阻止起动器激活的时间段。

根据本发明的一个典型实施例，在前一次起动命令结束时起动器的旋转速度估算如下：

-如果齿圈的旋转速度大于预先确定的临界速度，则将起动器的旋转速度视为基本等于起动器的空转旋转速度，

-如果齿圈的旋转速度小于所述临界速度，则将起动器的旋转速度视为基本等于齿圈的旋转速度除以齿圈与起动器之间的传动比。

所述预先确定的临界速度基本等于起动器的空转旋转速度乘以齿圈与起动器之间的传动比，或基本等于预先确定的旋转速度，超过所述预先确定的旋转速度内燃机即被视为自动运行。

如果齿圈的旋转速度大于临界速度，则将起动器的旋转速度视为等于起动器的空转旋转速度加上齿圈旋转速度的函数值。加上的值被限制在2000转/每分钟。

根据一个典型实施例，根据起动器的旋转速度对其停止时间段进行估算的模型借助起动器已经执行的起动次数考虑到了起动器的老化，起动次数越多，估算出的停止时间段就越长。

根据一个典型的实施例，用于使小齿轮与齿圈接合并用于驱动小齿轮旋转的装置被起动命令激活，用于阻止小齿轮与齿圈接合的装置包括用于在已确定时间段期间禁止任何起动命令的装置。

附图说明