[发明专利]用于快速发动机启动的系统和方法

权利要求书

1.一种在车辆中快速启动具有曲轴飞轮的内燃机的方法，包括：

通过电子控制器确定内燃机停止；

通过所述控制器检测发动机启动请求；

通过所述控制器启用具有无刷电动机的启动器组件，所述无刷电动机包括定子和转子并且配置成驱动小齿轮；

使所述小齿轮与所述飞轮接合；

通过所述控制器确定所述转子相对于所述定子的当前角位置，其中所述当前角位置配置成生成第一转矩；

响应于所述转子的所确定的当前角位置将电流施加到所述电动机，从而将所述转子转动到相对于所述定子的预定起始角位置，其中所述预定起始角位置配置成提供大于所述第一转矩的第二转矩；以及

通过所述控制器命令所述电动机旋转所述转子，从而通过所述小齿轮施加所述第二转矩以启动所述内燃机。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述启动器组件包括至少一个霍尔效应传感器和正交编码器，所述至少一个霍尔效应传感器和正交编码器与所述控制器电连通，并且其中确定所述转子相对于所述定子的所述当前角位置包括首先通过所述至少一个霍尔效应传感器以低分辨率检测所述转子的所述当前角位置，随后通过所述正交编码器以高分辨率检测所述转子的所述当前角位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个霍尔效应传感器包括三个相对于所述转子的旋转周期间隔120度的霍尔效应传感器，并且其中所述正交编码器和所述三个霍尔效应传感器组合成与所述控制器电连通的单个传感器组件。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆包括具有配置成向所述控制器和所述启动器组件提供电流的电能源的电气系统，所述方法还包括通过所述控制器确定经由所述电能源施加到所述电动机的电流量以及在所述电动机两端产生的电压量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述定子包括多相绕组，所述方法还包括：

通过所述控制器确定所述转子相对于所述定子的速度；

通过所述控制器将所述转子的所述确定的速度与所述转子的参考最大速度进行比较；以及

当所述转子的所述确定的速度大于所述参考最大速度时，使所述定子的所述多相绕组短路。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

通过所述控制器确定所述转子相对于所述定子的速度；

通过所述控制器将所述转子的所述确定的速度与所述转子的参考最大空载速度进行比较；以及

当所述转子的所述确定的速度小于所述参考最大空载速度时，打开所述电动机的所述多相绕组。

7.根据权利要求4所述的方法，还包括：

通过所述控制器确定所述转子已旋转的时间量；

将所述确定的所述转子已旋转的时间量与参考最大时间量进行比较；以及

当所述确定的所述转子已旋转的时间量大于所述参考最大时间量时，禁用所述电动机。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括：

检测由时间间隔分开的第一命令和第二命令以通过所述启动器组件启动所述内燃机；

通过所述控制器确定所述第一命令和所述第二命令之间的所述时间间隔；

将所述第一命令和所述第二命令之间的所述确定的时间间隔与参考最小时间间隔进行比较；以及

当所述第一命令和所述第二命令之间的所述确定的时间间隔小于所述参考最小时间间隔时，禁用所述电动机。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆配备有当所述车辆停止时启用的用于所述内燃机的自动停止/启动特征，并且所述内燃机的所述快速启动是在内燃机停止之后的自动重启，并且其中检测所述发动机启动请求包括在所述车辆停止之后检测对所述内燃机的所述重启的请求。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器被编程为具有所述转子相对于所述定子的预定起始角位置，所述预定起始角位置配置成提供所述第二转矩，所述方法还包括通过所述控制器访问内部存储器并将所述转子的所确定的当前角位置与所述转子的所述预定起始角位置进行比较。