发动机起动系统及车辆系统专利检索-发动机扭矩引擎专利检索查询-专利查询网

发动机起动系统及车辆系统

阅读：465发布：2023-03-02

专利汇可以提供发动机起动系统及车辆系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种用于改善发动机起动的系统。该发动机起动系统包括发动机；发动机起动机；在发动机起动期间与发动机起动机电连接的第一电池；及机械连接至发动机的交流发电机，交流发电机具有在发动机期间从第一电池电缓冲的励磁线圈激励电路，励磁线圈激励电路在发动机起动期间除了所述第一电池之外还与电源电连接。本发明的优点在于通过在发动机起动期间提供更可预测和更稳定的交流发电机机械负荷至发动机，可改善发动机再起动的质量。，下面是发动机起动系统及车辆系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种发动机起动系统，包含：
发动机；
发动机起动机；
在发动机起动期间与所述发动机起动机电连接的第一电池；及
机械连接至所述发动机的交流发电机，所述交流发电机具有在发动机期间从所述第一电池电缓冲的励磁线圈激励电路，在所述发动机起动期间所述励磁线圈激励电路与所述第一电池之外的电源电连接。
2.如权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述电源为第二电池。
3.如权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述功率源为在所述发动机起动期间配置用于从所述第一电池电缓冲所述励磁线圈激励电路的DC/DC转换器。
4.如权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，所述励磁线圈激励电路包括用于在所述发动机起动期间调节交流发电机励磁电压的电压控制器。
5.如权利要求1所述的发动机起动系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器配置用于在发动机怠速-停机状况期间选择性关闭所所述发动机并且在再起动状况期间选择性地再起动所述发动机。
6.如权利要求4所述的发动机起动系统，其特征在于，还包含与所述电源并联的开关，当所述开关断开时，所述励磁线圈激励电路从所述第一电池电性缓冲。
7.如权利要求5所述的发动机起动系统，其特征在于，所述控制器进一步配置用于在所述发动机起动期间断开所述开关，并且在所述电源的输入处的电压超过阈值电压之后或在发动机转速到达阈值发动机转速之后的预定时间量之后闭合所述开关。
8.如权利要求7所述的发动机起动系统，其特征在于，还包含在激励电路中将所述第一电池电连接至所述励磁线圈激励电路的二极管，其中所述二极管的阴极朝向所述励磁线圈激励电路定位，并且其中所述二极管的阳极朝向所述第一电池定位，所述二极管通过限制电流在从所述励磁线圈激励电路至所述第一电池的方向上流动来从所述第一电池电缓冲所述励磁线圈激励电路。
9.一种车辆系统，包含：
在发动机怠速-停机状况期间选择性地关闭的发动机；
电池；
起动机；
电连接至所述电池的DC/DC转换器，所述DC/DC转换器配置用于提供调节的电压输出；
包括交流发电机励磁线圈激励电路的交流发电机，所述交流发电机励磁线圈激励电路在发动机起动期间电连接至所述DC/DC转换器的输出，所述交流发电机机械连接至所述发动机；及
控制器，所述控制器配置用于在发动机从怠速-停机状况再起动期间经由至少一个扭矩驱动器调节发动机扭矩。
10.如权利要求9所述的车辆系统，其特征在于，所述起动机在所述发动机起动期间由所述电池驱动。

说明书全文

发动机起动系统及车辆系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种车辆系统，尤其涉及发动机起动系统。

背景技术

[0002] 车辆已经发展为当满足特定发动机怠速-停机条件时执行发动机停止并且随后在满足再起动条件时自动地再起动发动机。这种怠速-停机系统能够实现燃料节省，排气排放、减少车辆噪声等。在一些怠速-停机系统中，在发动机再起动期间通过机械连接至发动机的交流发电机对发动机施加负荷来控制发动机转速。然而，在发动机再起动期间，起动机需要从电池获得较大量的电流来起动发动机。因此，当从电池汲取大量的电流时，电池电压会降低并且由交流发电机提供至发动机的机械负荷会以不希望的和/或不可预料的方式改变。

[0003] 美国专利US 7,471,069显示了发动机起动系统的一个示例。其中，交流发电机、起动机和升压装置(例如，DC/DC转换器)连接至系统电池的正极这样在发动机再起动期间起动机使用来自电池的电能来起动发动机。同时，来自DC/DC转换器的电能用于运转音响和导航系统。DC/DC转换器有助于在发动机起动期间通过提供对电池电压较不敏感的调节的电压输出来从降低的电池电压为音响和导航系统进行缓冲。

[0004] 然而，本发明人已经认识到这种方法带来潜在问题。如一个示例，在美国专利US7,471,069中所述的电组件的给定配置中，随着电池的年代增加，和/或电池状况劣化，在发动机转动起动并且转速增加期间由电池提供至交流发电机励磁线圈激励电路的电压会降低(例如，由于在发动机起动期间的电压下降)。交流发电机励磁线圈激励电路能够将施加至交流发电机线圈的电池电压大小改变至电池电压。结果，在每次转动起动事件时，施加至交流发电机励磁线圈的最大电压可能有所变化，这样交流发电机励磁电流不稳定。降低的交流发电机励磁电流还会在起动期间降低交流发电机施加至发动机的机械负荷大小。因此，在每次起动时发动机从交流发电机承受的负载在电池电压变化时能够变化。结果，发动机转速会波动(flare)并且超过所需发动机转速。这种发动机转速会被察觉到并且会引起驾驶员反感。此外，当施加至交流发电机的平均电压降低时，交流发电机能够输出较少的电流至电池以及辅助的电力负荷。因此，电连接至交流发电机的电动助力转向系统或其它电气设备的响应时间会劣化。

发明内容

[0005] 作为一个示例，本发明可至少部分解决上述问题。根据本发明一方面，提供一种发动机起动系统，包括发动机；发动机起动机；在发动机起动期间与发动机起动机电连接的第一电池；及机械连接至发动机的交流发电机。交流发电机可具有在发动机起动期间从第一电池电缓冲的交流发电机励磁线圈激励电路，交流发电机励磁线圈激励电路在发动机起动期间与第一电池之外的其它电源电连接。

[0006] 在一个示例中，车辆发动机起动机电路可包括配置用于在发动机起动期间驱动起动机的电池。电池还可电连接至DC/DC转换器(或基于DC/DC转换器的装置)。DC/DC转换器可配置用于提供调节的电压输出，其可用于在发动机起动期间驱动一个或多个电力组件和辅助负载(例如车辆照明、广播等)。交流发电机励磁线圈激励电路也可连接至DC/DC转换器的输出这样交流发电机励磁线圈激励电路作为额外的负载增加至DC/DC转换器。在一个示例中，励磁线圈激励电路可为线性电压调节器。在另一示例中，励磁线圈激励电路可为脉冲宽度调节激励电路，其控制施加至交流发电机励磁线圈的平均电压。在发动机起动期间，可打开与DC/DC转换器并联的开关以使得在每次起动时通过DC/DC转换器从电池电缓冲交流发电机励磁线圈激励电路。因此，在发动机起动期间，即使电池已经老化，仍然可通过交流发电机励磁线圈激励电路施加基本上恒定的平均电压至交流发电机励磁线圈，因为交流发电机励磁线圈激励电路的输入通过DC/DC转换器维持在基本恒定的电压水平。因此，能够使得由交流发电机施加至发动机的机械负荷在每次起动时更可预测且更稳定，从而实现改善的发动机转速增加。

[0007] 在可替代示例中，可去掉DC/DC转换器并且配置有电流方向限制装置(其限制电流从第二可替代电源流至第一电池)的第二可替代电源(例如电池)可电连接至交流发电机励磁线圈激励电路。这样，交流发电机励磁线圈激励电路能够连接至可为交流发电机励磁线圈提供功率的替代电源这样交流发电机励磁线圈和励磁线圈激励电路从主系统电池电缓冲。因此，可从由于电池老化和/或劣化的电池状态造成的电压降效应缓冲交流发电机励磁线圈和交流发电机励磁线圈激励电路。通过在发动机起动期间提供更可预测和更稳定的交流发电机机械负荷至发动机，可改善发动机再起动的质量。

[0008] 根据本发明另一方面，提供一种车辆系统，包括在发动机怠速-停机状况期间选择性地关闭的发动机；电池；起动机；电连接至电池的DC/DC转换器，DC/DC转换器配置用于提供调节的电压输出；包括交流发电机励磁线圈激励电路的交流发电机，交流发电机励磁线圈激励电路在发动机起动期间电连接至DC/DC转换器的输出，交流发电机机械连接至发动机；及控制器，控制器配置用于在发动机从怠速-停机状况再起动期间经由至少一个扭矩驱动器调节发动机扭矩。

[0009] 根据本发明的一个实施例，交流发电机的电枢与电池电连接，电池供应功率至DC/DC转换器，并且交流发电机励磁线圈激励电路经由DC/DC转换器从电池电性缓冲。

[0010] 根据本发明的一个实施例，在发动机起动转动期间DC/DC转换器的输出电压大于电池的电压。

[0011] 根据本发明的一个实施例，还包括在激励电路中将电池电连接至交流发电机励磁线圈激励电路的二极管，其中二极管的阴极朝向交流发电机励磁线圈激励电路定位，并且其中二极管的阳极朝向电池定位，二极管通过限制电流在从励磁线圈激励电路至第一电池的方向上流动来从第一电池电性缓冲励磁线圈激励电路。

[0012] 根据本发明的一个实施例，还包括与DC/DC转换器并联的开关，控制器配置用于：

[0013] 在发动机再起动期间，断开开关以从电池电性缓冲交流发电机励磁线圈激励电路；及

[0014] 在发动机再起动之后，闭合开关以旁通过交流发电机励磁线圈激励电路与电池之间的缓冲激励电路。

[0015] 根据本发明的一个实施例，DC/DC转换器进一步电连接至包括车内照明的一个或多个辅助电力负载。

[0016] 根据本发明的一个实施例，进一步包括电连接至交流发电机的动力转向系统，控制器配置用于在发动机起动期间通过交流发电机供应至动力转向系统的电流。

[0017] 根据本发明又一方面，提供一种控制车辆系统的方法，其中车辆系统包括在发动机怠速-停机状况期间选择性地关闭的发动机，该方法包括：在发动机起动期间，从供应功率至起动机的电池电性缓冲交流发电机的交流发电机励磁线圈激励电路；及维持交流发电机励磁线圈激励电路输入电压以通过交流发电机转子控制应用至发动机的负荷。

[0018] 根据本发明的一个实施例，还包括在电池的电压大于阈值电压之后旁通交流发电机的励磁线圈激励电路的电性缓冲。

[0019] 根据本发明的一个实施例，维持交流发电机励磁线圈激励电路输入电压包括通过DC/DC转换器维持交流发电机励磁线圈激励电路输入电压。

[0020] 根据本发明的一个实施例，通过开关电性缓冲。

[0021] 应理解上面的概述提供用于以简化的形式引入将在详细描述中进一步描述的选择的概念。不意味着确认所保护的本发明主题的关键的或实质的特征，本发明的范围将由本申请的权利要求唯一地界定。此外，所保护的主题不限于克服上文或本公开的任何部分中所述的任何缺点的实施方式。附图说明

[0022] 图1显示示例车辆系统布置。

[0023] 图2-7显示发动机电力控制激励电路的示例。

[0024] 图8显示根据本发明在发动机起动期间应用交流发电机负荷至发动机的方法的高级流程图。

具体实施方式

[0025] 下面的描述涉及用于在发动机起动期间调节由交流发电机(经由交流发电机转子)应用至车辆发动机上的发动机负荷以控制发动机转速的系统和方法。图1中所示的发动机系统可配置有机械连接至发动机的交流发电机。交流发电机的励磁线圈激励电路可配置用于调节经由交流发电机应用至发动机的负荷以便在发动机起动期间控制发动机转速。发动机系统可进一步包括用于在发动机起动期间为发动机起动机提供功率的电池。如图
2-7所示，影响发动机转速的发动机电力激励电路可配置为从电池电力缓冲的励磁线圈激励电路供应功率以在发动机起动期间起动转动发动机。发动机控制器可配置用于执行控制方法(例如图8中的方法)以在交流发电机应用更加可预测和一致的机械负荷至发动机时控制发动机转速。可替代地，控制器可基于所需发动机起动转速情况调节应用至交流发电机励磁线圈激励电路的电流以改变通过交流发电机应用至发动机的机械负荷。这样，交流发电机励磁线圈激励电路可控制并且从在起动期间供应功率以起动转动发动机的电池电力缓冲。因此，可减小由于电池老化(或其它电压降的原因)导致的交流发电机性能的劣化。这样，可改善应用至发动机的交流发电机负荷的调节。此外，可改善由交流发电机输出至辅助电力设备的电流控制。

[0026] 图1显示了包括车辆传动系统20的车辆系统10的框图布置。传动系统20可由发动机22驱动。在一个示例中，发动机22可为汽油发动机。在可替代示例中，可采用其它发动机配置，例如柴油发动机。发动机22可通过包括起动机的发动机起动系统24起动。在一个示例中，起动机可包括电动马达。起动机可配置用于支持发动机在预定的接近零的阈值转速附近或之下(例如在50RPM或100RPM附近或之下)再起动。可经由扭矩驱动器
26(例如燃料喷射器、节气门、凸轮轴等)调节发动机22的扭矩。另外，在混合动力车辆的情况下，如需要，动力系可用于降低或增加发动机转速。

[0027] 发动机输出扭矩可传送至液力变矩器28以驱动自动变速器30。在一些示例中，液力变矩器可称为变速器的组件。液力变矩器28的输出可由液力变矩器锁止离合器34控制。当液力变矩器锁止离合器34完全分离时，液力变矩器28经由液力变矩器涡轮和液力变矩器叶轮之间的液体传送扭矩至自动变速器30，从而实现扭矩传递。相反，当液力变矩器锁止离合器34完全接合时，发动机输出扭矩经由液力变矩器28直接传递至变速器30的输入轴(未显示)。可替代地，液力变矩器锁止离合器34可部分接合，从而实现传递至变速器的扭矩量可调节。

[0028] 来自自动变速器的扭矩输出可依次传递至车轮36以推进车辆。具体地，自动变速器30可在传送输出驱动扭矩至车轮之前响应车辆行驶状况调节输入轴(未显示)处的输入驱动扭矩。例如，可通过接合一个或多个离合器(包括前进离合器32)将变速器扭矩传递至车轮36。因此，如需要，可接合多个这种离合器。此外，车轮36可由接合车轮制动器38锁止。在一个示例中，可响应驾驶员的脚踩压制动踏板接合车轮制动器38。这样，可通过响应驾驶员的脚从制动踏板上释放分离车轮制动器38可解锁车轮36。

[0029] 传动系统之外的车辆系统组件可包括交流发电机42、电池46、电动助力转向系统(EPAS)48。另外的辅助负载(未显示)可包括照明、音响系统、HVAC系统(用于加热和/或冷却车辆车厢)等。交流发电机42可配置用于转换在运行发动机22时产生的机械能至电能用于存储在电池46内。交流发电机42可包括励磁线圈激励电路44。励磁线圈激励电路42可为线性或脉冲宽度调节的电压调节器。在一个示例中，来自控制器40的电压指令可与励磁线圈激励电路应用的电池电压相比较。如果控制器的电压指令不同于电池电压，由励磁线圈激励电路应用至交流发电机励磁线圈的平均电压会增大以便增大励磁线圈电流。因此，当电压应用至交流发电机励磁线圈激励电路42时，线圈至少部分为加压，并且因此负荷施加在发动机22上。可经由电连接52感测电池电压。机械连接至交流发电机的旋转发动机22使得电流在交流发电机42的定子内穿过连接55流至电池。

[0030] 在一个示例中，如所描述，发动机22可配置用于在满足怠速-停机条件时选择性地(并自动地)关闭并且在满足再起动条件时再起动。可将一个或多个辅助负载维持在例如12V下，即使是在发动机关闭时。通过电池46和/或缓冲器50(至少部分)提供在发动机关闭时维持辅助负载运转的电力。缓冲器50可由一个或多个额外的电池(例如一个或多个额外的较小电池)和/或DC/DC转换器组成。电连接54将来自缓冲器50的电压输出电性连接至交流发电机励磁线圈激励电路44。在一个示例中，基于DC/DC转换器设备(例如电压质量模块(VQM)或电压稳定模块(VSM))可配置用于提供来自DC电压输入(或功率源)(例如电池46)的调节的DC电压输出。DC/DC转换器的输出可应用至包括交流发电机励磁线圈激励电路和交流发电机励磁线圈的多种附加负载。

[0031] 如在图2-6中所详述，通过例如配置用于输出调节电压的DC/DC转换器(或基于DC/DC转换器的装置)的缓冲器来从电池46为励磁线圈激励电路44和交流发电机42的交流发电机励磁线圈电性缓冲。在其它示例中，励磁线圈激励电路44和交流发电机励磁线圈可经由可替代的缓冲器(例如二极管)从用于起动发动机的电池得到缓冲。通过在发动机起动期间缓冲交流发电机励磁线圈激励电路和交流发电机励磁线圈，可在发动机起动期间改善交流发电机的磁场的控制。此外，通过改善交流发电机磁场的控制，更加可预测的和一致的机械负荷可在发动机起动期间经由交流发电机应用至发动机。图2-6中的激励电路提供交流发电机励磁线圈的示例缓冲的交流发电机励磁线圈电压控制而图7中的激励电路提供用于响应额外的发动机和车辆状况调节至交流发电机励磁线圈的电流。如在图8中详述，控制器40可配置用于改变应用至交流发电机励磁线圈的电压或电流以调节发动机起动期间经由交流发电机应用至发动机上的机械负荷。通过改变交流发电机励磁线圈电压或电流，能够在起动期间改变交流发电机应用至发动机上的负荷这样能够根据不严格依赖于发动机转速的控制参数改变发电机负荷。例如，能够调节交流发电机励磁线圈电压和电流以补偿与发动机温度有关的发动机摩擦。可替代地，控制器40能够通过基本上维持恒定电压至交流发电机励磁线圈激励电路来提供可预测的一致的应用在发动机上的机械负荷。然而，应注意地是当恒定电压应用至交流发电机励磁线圈时由交流发电机提供至发动机的励磁线圈电流和负荷不恒定。而是，当恒定电压应用至交流发电机励磁线圈时，交流发电机励磁线圈电流随着转子的角速度改变。因此，尽管由交流发电机提供至发动机的负荷随着发动机转速改变，从开始起动由交流发电机提供的负荷具有可更为一致的负荷曲线。

[0032] 控制器40可配置用于接收来自发动机22的输入并且因此通过调节应用至交流发电机励磁线圈的电压或电流调节经由交流发动机应用至发动机的机械负荷。如一个示例，可选择发动机起动速度曲线，并且控制器可基于实际发动机转速和所需发动机转速曲线之间的差调节应用至交流发电机励磁线圈的电压或电流。通过调节励磁线圈电压或电流，能够调节由交流发电机转子内的励磁线圈产生的磁场强度这样会变得多少难以转动交流发电机的转子。这样，能够在发动机起动期间经由机械连接至发动机的交流发电机调节应用至发动机的负荷这样能够将发动机转速控制至所需发动机转速。

[0033] 控制器40也可通过调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气(通过控制节气门开启和/或气门正时、气门升程和涡轮增压器或机械增压器的增压)的组合来调节发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下，控制器40可通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有的情况下，可在逐缸(cylinder-by-cylinder)基础上执行发动机控制来控制发动机扭矩输出。

[0034] 当满足怠速条件(例如当车辆正在怠速并且发动机工作参数在所需范围内)时，控制器40可例如通过控制传动系统和/或附属组件的运转来选择性地关闭发动机。类似地，当满足发动机再起动条件(例如当车辆已经处于怠速-停机并且一个或多个发动机工作参数在所需范围之外)时，控制器40可通过使用电池为起动机提供功率来选择性地再起动发动机。此外，控制器可使用发动机扭矩驱动器以及对应用至交流发电机励磁线圈的电流的调节一起在发动机起动期间控制发动机转速。通过控制发动机扭矩驱动器以及经由交流发电机应用至发动机的负荷，能够减少发动机起动期间的发动机转速波动。

[0035] 图2-7描绘了可用于在发动机起动期间控制经由交流发电机应用在发动机上的机械负荷的发动机起动系统的示例。应了解下面的几个示例中同样的参考标记指定同样或相应的组件或单元。

[0036] 图2描绘了包括在发动机起动期间经由电连接器216与发动机起动机204电连接的第一电池202的发动机起动系统的第一示例200。具体地，在发动机起动期间通过第一电池204为起动机204提供功率。交流发电机206可机械地连接至发动机(例如图1中的发动机22)，在发动机怠速-停机状况期间可选择性地关闭发动机。交流发电机206的定子的电枢绕组可与电池202电连接。交流发电机206也可具有与交流发电机转子集成的交流发电机励磁线圈208。交流发电机励磁线圈208经由交流发电机励磁线圈激励电路210供应能量。在一个示例中，交流发电机励磁线圈激励电路为可变电压控制器，其通过调节应用至交流发电机励磁线圈激励电路210的输入的电压的脉冲宽度来提供可变平均电压至交流发电机励磁线圈208。在可替代示例中，交流发电机励磁线圈为线性可变电压控制器。在一个示例中，通过交流发电机外部的控制器(例如控制器40)指令交流发电机励磁线圈激励电路以调节交流发电机励磁线圈电压以便实现所需发动机负荷。例如，通过从指令电池电压减去实际电池电压来比较实际电池电压与指令电压。如果比较结果处于不为零的值，交流发电机励磁线圈激励电路可调节从DC/DC转换器212应用至交流发电机励磁线圈的电压的脉冲宽度。在发动机起动期间，交流发电机励磁线圈激励电路210可经由电连接
218与第一电池202之外的功率源电连接。在一个示例中，如图2和3中所描绘的示例，功率源为DC/DC转换器212、或基于DC/DC转换器的装置，其配置用于在发动机起动期间从第一电池电性缓冲交流发电机励磁线圈和交流发电机励磁线圈激励电路。发动机起动系统可进一步包括与功率源或缓冲器并联(例如与图2-3示例中的DC/DC转换器212并联)的开关220或中继器。控制系统(例如图1中的控制器40)可包括用于在发动机起动期间开启开关220以经由DC/DC转换器或可替代装置从电池202缓冲交流发电机励磁线圈激励电路
210和交流发电机励磁线圈208。在发动机再起动之后，控制器可闭合开关220以电性地旁通缓冲激励电路(例如212)并且直接地将交流发电机励磁线圈激励电路电性连接至提供功率至起动机的电池。可替代地，在发动机起动之后交流发电机励磁线圈激励电路能够电性连接至交流发电机的输出(例如交流发电机定子的电枢绕组)。在一个示例中，在DC/DC转换器212处的电压超过阈值电压之后，或在发动机转速达到阈值发动机转速之后的预定时间量之后，控制器可闭合开关220。因此，当开关220开启时，励磁线圈激励电路210和交流发电机励磁线圈208从第一电池202电性缓冲。

[0037] DC/DC变换器212可进一步电连接至一个或多个辅助电负载214。即使在选择性关闭发动机时，辅助负载中的一个或多个也可维持在12V或其它所需电压。在一个示例中，辅助电负载214可包括车辆内部照明。在另一示例中，辅助电负载214可包括电动助力转向系统(EPAS)。当包括EPAS时，控制器可进一步配置用于在发动机起动期间维持DC/DC变换器施加至动力转向系统的电流以从而改善动力转向辅助响应时间。在替代示例中，EPAS可电连接至交流发电机定子的交流发电机电枢绕组的输出。由于通过DC/DC变换器向交流发电机励磁线圈激励电路和交流发电机励磁线圈供应经缓冲的电压和/或电流改善了对交流发电机励磁电流的控制，交流发电机定子的交流发电机电枢绕组向EPAS的电压输出得到了改善。同时，可改善EPAS性能。

[0038] 图3显示了发动机起动系统的第二示例300，其在从第一电池202电缓冲交流发电机励磁线圈208和交流发电机励磁线圈激励电路210的电路中还包含二极管302。二极管302的阴极指向交流发电机励磁线圈激励电路210，而二极管302的阳极指向第一电池202。这样，二极管302限制了从DC/DC变换器210的输出流向第一电池202的电流。增加的二极管302可用于在开关220劣化的情况下作为开关220运转的替补。例如，如果当电池电压高于DC/DC变换器212的电压输出时开关220未闭合，则二极管302开始以正向传导从电池202和交流发电机206电枢绕组流向交流发电机励磁线圈激励电路210和电负载
214的电流。这样，二极管302通过限制从励磁线圈激励电路210向第一电池202的方向上的电流而从第一电池202电缓冲交流发电机励磁线圈激励电路210和交流发电机励磁线圈
208。

[0039] 图4-5分别显示了发动机起动系统的示例400、500，其中在发动机起动期间向交流发电机励磁线圈激励电路210供应电压和电流的电源为第二电池402。具体地，图4的示例电路与图2的示例电路基本上类似，除了交流发电机励磁线圈激励电路210和交流发电机励磁线圈208的电源为第二电池402而非DC/DC变换器212。此外，在发动机起动期间，第二电池402不像图2的DC/DC变换器212那样从第一电池接收电荷。类似地，图5的示例与图3的示例基本上类似，除了交流发电机励磁线圈激励电路210和交流发电机励磁线圈208的电源为第二电池402而非DC/DC变换器212。此外，在发动机起动期间，第二电池402不像图3的DC/DC变换器212那样从第一电池接收电荷。如图所示，图5的示例包括额外的二极管302，其可用于在开关220劣化的情况下作为开关220运转的替补。这样，在图
4-5的示例中，通过第二电池402向交流发电机励磁线圈激励电路供应基本上恒定的电压。

[0040] 应了解，尽管所描述的示例说明了起动机204连接至电池，在替代示例中，可额外地包括非VQM负载，例如燃料泵、座椅马达、及车窗除霜器。

[0041] 图2-5的电路可在起动期间向发动机提供更可重复且更稳定的交流发电机负载。然而，在一些工况下可能需要通过调节交流发电机励磁线圈供应的电压来控制交流发电机励磁电流。例如，在发动机起动期间可能需要响应于发动机转速或根据预定模式调节交流发电机励磁电流而非响应于指令电池电压和实际电池电压之间的差而调节励磁电压。

[0042] 现在参考图6，其显示了发动机起动系统的又一示例电路600。其中，除了上文在图2-5中介绍的组件之外，该系统可包括差分放大器608以通过交流发电机励磁线圈激励电路210调节交流发电机励磁线圈。通过改变供应给交流发电机励磁线圈的平均电压，能够改变交流发电机励磁电流并改变交流发电机励磁线圈208产生的磁场强度。

[0043] 在所描述的示例中，差分放大器608通过转换函数610从控制器40接收电压，该转换函数610将交流发电机励磁电流与电压指令相关联。在一个示例中，将所需的交流发电机扭矩负载转换为所需交流发电机励磁电流并作为电压输出至差分放大器608。差分放大器308可由第一电池202之外的其它电源而驱动。例如，差分放大器608可由DC/DC变换器212或由第二电池402驱动(如图4-5中的示例所示)。通过在发动机起动期间经由交流发电机励磁线圈激励电路改变穿过交流发电机励磁线圈208的电流，可改变发动机起动期间交流发电机提供给发动机的机械负载。例如，为了实现所需发动机起动转速模式610，控制器40可改变施加至交流发电机励磁线圈的电流从而调节发动机起动期间施加至发动机的机械负载。控制器还可例如响应于例如自发动机起动后的多个燃烧事件改变穿过励磁电路的电流。控制器还可基于大气压力改变电流以改善较高海拔处的发动机起动。例如，当大气压力增加(即处于较低海拔)时控制器可增加穿过交流发电机励磁线圈电路的电流。类似地，当大气压力降低(即处于较高海拔)时控制器可减小穿过交流发电机励磁线圈电路的电流。在较高海拔处较少空气可用于燃烧时，通过在发动机起动期间经由交流发电机励磁线圈激励电路调节供应至交流发电机励磁线圈的平均电压来调节流至交流发电机励磁线圈的电流使得控制器40得以补偿较低发动机起动扭矩。这样，当在较高海拔处起动发动机时，发动机起动转速模式可与在海平面(该处更多空气可用于增加发动机扭矩)的发动机起动转速模式更加匹配。因此，可调节交流发电机向发动机提供的机械负载以将发动机起动扭矩的差异考虑在内，其可能与发动机起动期间的发动机充气量相关。

[0044] 控制器40还可依据发动机磨损及其它发动机环境工况(包括发动机温度、自发动机转动起动起的时间、及自发动机停机起的燃烧事件数目)通过交流发电机励磁线圈激励电路调节交流发电机励磁电流。此外，图6的系统允许控制器40响应于上述在一些情况下可能导致发动机转速与所需发动机转速有所偏离的环境工况和发动机工况改变交流发电机励磁电流量。例如，如果发动机在较冷环境下起动且在发动机起动期间发动机转速小于所需发动机转速，可调节(例如降低)交流发电机励磁电流使得发动机转速增加。可将电流调节量保存在存储器中并在类似工况中后续发动机再起动期间使用。

[0045] 在又一示例中，控制器可在发动机停机期间调节穿过交流发电机励磁线圈电路的电流以控制发动机位置。通过改善发动机停机位置的精确性，可改善后续的发动机再起动。

[0046] 在一个示例中，图6的系统运转用于通过控制器40输出对应于所需交流发电机扭矩负载的电压来控制交流发电机励磁线圈电流。所需交流发电机扭矩负载可依据发动机工况根据经验确定并可通过表格或函数进行索引。例如，可通过根据发动机温度和海拔进行索引的表格来确定交流发电机扭矩负载。随后根据由交流发电机角速度和所需交流发电机扭矩指令进行索引确定所需交流发电机励磁电流的表格可将交流发电机扭矩指令转换为所需交流发电机励磁电流。此外，随后可将所需交流发电机励磁电流转换为控制器40输出至交流发电机励磁线圈激励电路的电压指令。

[0047] 差分放大器608从控制器40接收电压指令并将该电压与励磁电流感应电阻器606处的电压相比较。如果电压匹配，则差分放大器608的输出维持不变。如果来自控制器40的电压高于电阻器606处的电压，则差分放大器增加对交流发电机励磁线圈激励电路210的电压指令。在此示例中，交流发电机励磁线圈激励电路调节施加至晶体管604基极的电流的平均电压。由于电压由DC/DC变换器212供应并通过交流发电机励磁线圈激励电路210进行控制，交流发电机励磁电流可较少地受到电池202电压改变的影响。

[0048] 如上所述，在各个示例电路中，当发动机停机时开关218断开直至电池202或交流发电机206的定子的电枢绕组的线电压上升至阈值(例如第二电池402的电压或DC/DC变换器212的电压)以防止连接至DC/DC变换器的输出的电组件的可用电压下降。在所描述的配置中，通过增加交流发电机励磁线圈激励电路210作为电源(例如DC/DC变换器212或第二电池)的额外负载，交流发电机励磁线圈电流可在发动机起动期间维持得更为稳定以允许在发动机转动起动及转速上升期间(例如发动机转速在转动启动转速和所需发动机怠速转速之间增加的阶段)更可预测且更精确地控制发动机转速。例如，如果DC/DC变换器212的输出基本上维持在12V，每次发动机起动时流入交流发电机励磁线圈208的电流将更为稳定。因此，在起动期间每次发动机起动通过交流发电机施加至发动机的机械负载更加稳定，这样发动机转速更加可重复。此外，在可如图6中所示地调节供应至交流发电机励磁线圈的电流的情况下，可调节发动机起动期间通过交流发电机施加至发动机的机械负载以改善在不同工况下(例如不同的海拔、不同的温度)对发动机转速的控制。这样，至少在一些工况期间可独立于电池202的寿命和工况以及独立于发动机转动起动负载而控制交流发电机励磁电流。

[0049] 现在参考图7，显示了发动机起动系统的又一示例电路700。此处，除了上文在图2-5中介绍的组件之外，该系统可包括差分放大器708以调节交流发电机电流从而改变交流发电机励磁线圈208所产生的磁场强度。

[0050] 在所描述的示例中，晶体管704配置用于调节穿过励磁线圈电路的电流。通过调节交流发电机励磁电流而非励磁电压，图7的系统基本上去除了励磁电感(field inductance)所导致的延迟并改善了系统响应。晶体管704可电连接至励磁电流感应电阻器706，并可由差分放大器708所驱动。差分放大器708可由第一电池202之外的其它电源驱动。例如，差分放大器708可由DC/DC变换器212或由第二电池402(如图4-5的示例中所示)驱动。通过改变发动机起动期间穿过励磁线圈208的电流，可改变发动机起动期间交流发电机提供给发动机的机械负载。例如，类似于图6的系统，控制器40可指令所需的发动机起动转速模式以改变施加至交流发电机励磁线圈的电流从而调节发动机起动期间施加至发动机的机械负载。控制器可响应于例如自发动机起动起多个燃烧事件或如对图6的说明中所描述的其它运转参数来改变穿过交流发电机励磁线圈的电流。

[0051] 在一个示例中，图7的系统运转以通过控制器40输出对应于所需交流发电机扭矩负载的电压来控制交流发电机励磁线圈电流。在一个示例中，可依据发动机工况根据经验确定所需交流发电机扭矩负载并通过表格或函数进行索引。例如，可从根据发动机温度和海拔进行索引的表格确定交流发电机负载。随后可根据由交流发电机角速度和所需交流发电机扭矩指令进行索引确定所需交流发电机励磁电流的表格将交流发电机扭矩指令转换为所需交流发电机励磁电流。此外，随后可将所需交流发电机励磁电流转换为控制器40输出至差分放大器708的电压指令。

[0052] 差分放大器708从控制器40接收电压指令并将该电压与励磁电流感应电阻器706处的电压相比较。转换函数710将所需交流发电机励磁电流变换为电压指令。如果电压匹配，则差分放大器708的输出维持不变。如果来自控制器40的电压高于电阻器706处的电压，则差分放大器增加流至晶体管704基极的电流。当增加晶体管704的基极的电流时，允许额外的电流穿过交流发电机励磁线圈208和晶体管704。由于电流由DC/DC变换器212供应并通过晶体管704进行控制，交流发电机励磁电流可较少地受到电池202电压改变的影响。

[0053] 如上文所述，在各个示例电路中，当发动机停机时开关220断开并直至电池202或交流发电机206的定子的电枢绕组的线电压上升至阈值(例如第二电池402的电压或DC/DC变换器212的电压)以防止连接至DC/DC变换器212的输出的电组件的可用电压下降。在所描述的配置中，通过增加交流发电机励磁线圈作为电源(例如DC/DC变换器212或第二电池)上的额外负载，发动机起动期间可维持供应至交流发电机励磁线圈的电流更加稳定以允许在发动机转动起动及转速上升期间(例如在转动起动转速和所需发动机怠速之间增加发动机转速的时间段)更加可预测且更精确地控制发动机转速。例如，如果DC/DC变换器212的输出基本上维持在12V，每次发动机起动流入交流发电机励磁线圈208的电流将更加稳定。因此，在起动期间每次发动机起动通过交流发电机施加至发动机的机械负载更加稳定，这样发动机转速更加可重复。此外，在可如图6和图7中所示的可调节供应至交流发电机励磁线圈的电流的情况下，可以调节发动机起动期间通过交流发电机施加至发动机的机械负载以改善在不同工况下(例如不同的海拔、不同的温度)对发动机转速的控制。
这样，至少在一些工况期间可独立于电池202的寿命和工况以及独立于发动机转动起动负载而控制交流发电机励磁电流。

[0054] 可参考描述交流发电机运转的方程表示对交流发电机励磁电流的控制。交流发电机皮带轮轴的扭矩可表示为：

[0055] Tshaft＝Kt*If*Iarm，(1)

[0056] 其中Kt为特定机器(例如交流发电机)的扭矩常量，If为交流发电机转子中的设备的励磁电流，而Iarm为电枢电流。

[0057] 类似地，交流发电机功率输出可表示为：

[0058] Pout＝Vbat*Iarm (2)

[0059] 其中Vbat为老化的电池(电池202)的电压。

[0060] 如果交流发电机未从电池电缓冲，例如在常见发动机起动电路中那样，交流发电机励磁电流动态特性可表示为：

[0061] VBplus＝Lf*dif/dt+Rf*If+K*Bemf*ωrot (3)

[0062] 其中VBplus为交流发电机电压输出，Lf为电枢励磁线圈电感，dif/dt为励磁电流关于时间的微分，Rf为励磁线圈电阻，K为与交流发电机线圈绕组的尺寸和数目相关的常量，Bemf为转子磁场B的量，而ωrot为转子角速度。这样，当发动机停机时，方程3简化为：

[0063] VBplus＝Rf*If (4)

[0064] 这样，在发动机停机时，由于老化电池的电压下降，励磁线圈电流可能发生成比例的下降。从方程(3)可以看出，整个转动起动事件可能受到VBplus降低的不良影响，导致整个发动机停机和再起动事件期间励磁电流较低。

[0065] 作为比较，如图2-7的示例中所示，通过增加交流发电机励磁电压和电流作为电源上的额外负载，方程(3)的VBplus项可由维持在更为稳定和调节的电压级别的、不会受到发动机转动起动负载影响的电源所替代。这样，方程(3)可改写为：

[0066] VBplus_controlled＝Lf*dIf/dt+Rf*If+Bemf*ωrot (5)

[0067] 现在，在图2-7的示例中，使用方程(1)和(5)，可更好地调节发动机上的交流发电机负载，并使交流发电机功率输出对主电池(202)的老化效应以及相关的转动起动及转速上升的电压降十分不敏感。

[0068] 此外，如从方程(3)、(5)可看出，通过如图7中所示以电流源直接控制或如图6中所示间接控制If，可实时控制方程(1)中的发动机扭矩以根据需要增加或降低交流发电机轴扭矩以得到所需发动机转动起动轴扭矩和加速度以及相关NVH特性。例如，根据方程(1)，对于相同的发动机转速，动态地增加/降低励磁电流导致发动机轴扭矩动态增加或降低，并导致电枢电流动态增加或降低。这样，通过在发动机起动期间维持稳定的交流发电机励磁电流或者通过在发动机起动期间调节交流发电机励磁电流以主动控制交流发电机提供至发动机的负载，可改善发动机起动的质量(例如NVH)。

[0069] 因此，图1-7所描述的示例提供了一种发动机起动系统，包含：发动机；发动机起动机；在发动机起动期间与发动机起动机电连通的第一电池；以及机械连接至发动机的交流发电机，该交流发电机具有励磁线圈激励电路，其在发动机起动期间从第一电池电缓冲，发动机起动期间励磁线圈激励电路与第一电池之外的其它电源电连通。发动机起动系统包括，其中所述电源为第二电池。发动机起动系统包括，其中所述电源为配置用于在发动机起动期间从第一电池电缓冲励磁线圈激励电路的DC/DC变换器。发动机起动系统包括，其中励磁线圈激励电路包括在发动机起动期间用于调节交流发电机励磁电压的电压控制器。发动机起动系统还包含控制器，该控制器包括用于在发动机怠速-停机工况期间选择性地停机发动机并在再起动工况期间选择性地再起动发动机的指令。发动机起动系统还包含与所述电源并联的开关，当开关断开时励磁线圈激励电路从第一电池进行电缓冲。发动机起动系统包括，其中控制器还包括在发动机起动期间断开开关、以及在所述电源输入处的电压超过阈值电压之后或者在发动机转速达到阈值发动机转速预定量时间之后闭合开关的指令。发动机启动系统还包含电路中的二极管，其将第一电池电连接至励磁线圈激励电路，其中二极管的阴极朝向励磁线圈激励电路，且其中二极管的阳极朝向第一电池，二极管通过限制从励磁线圈激励电路至第一电池方向上的电流来从第一电池电缓冲励磁线圈激励电路。

[0070] 图1-7的示例还包括一种车辆系统，包含：在发动机怠速-停机工况期间选择性地停机的发动机；电池；起动机；电连接至电池的DC/DC变换器，该DC/DC变换器配置用于提供经调节的电压输出；包括交流发电机励磁线圈激励电路的交流发电机，发动机起动期间交流发电机励磁线圈激励电路电连接至DC/DC变换器的输出，交流发电机机械连接至发动机；以及带有计算机可读指令的控制器，用于在发动机从怠速-停机工况起动期间通过至少一个扭矩致动器调节发动机扭矩。车辆系统包括，其中在发动机起动期间起动机由电池驱动。车辆系统包括，其中交流发电机的电枢与电池电连通，电池向DC/DC变换器供应电能，且其中交流发电机励磁线圈激励电路通过DC/DC变换器从电池进行电缓冲。车辆系统包括，其中在发动机转动起动期间DC/DC变换器的输出电压高于电池的电压。车辆系统还包含电路中的二极管，其将电池电连接至交流发电机励磁线圈激励电路，二极管的阴极朝向励磁线圈激励电路，且其中二极管的阳极朝向电池，二极管通过限制从励磁线圈激励电路至电池方向上的电流从而电池电缓冲励磁线圈激励电路。车辆系统还包含与DC/DC变换器并联的开关，控制器还包括在发动机起动期间断开开关以从电池电缓冲交流发电机励磁线圈激励电路、并在发动机再起动之后闭合开关以旁通交流发电机励磁线圈激励电路和电池之间的缓冲电路的指令。车辆系统包括，其中DC/DC变换器还电连接至一个或多个辅助电负载(包括车辆内部照明)。车辆系统还包含电连接至交流发电机的动力转向系统，控制器还包括用于在发动机起动期间控制交流发电机供应至动力转向系统的电流的指令。

[0071] 图1-7的示例还提供了一种在发动机起动期间控制发动机转速的系统，包含：发动机；在发动机起动期间与发动机起动机电连通的第一电池；机械连接至发动机的交流发电机，交流发电机具有从第一电池进行电缓冲的励磁线圈激励电路，发动机起动期间励磁线圈激励电路与第一电池之外的其它电源电连通；以及通过调节励磁线圈激励电路的输入来改变励磁线圈所产生的磁场强度的控制器。该系统包括，其中所述电源为第二电池。该系统包括，其中所述电源为DC/DC变换器，且其中该DC/DC变换器在发动机起动期间从第一电池电缓冲励磁线圈。该系统还包含改变磁场强度的电路，该电路包括差分放大器，且控制器还包含在发动机起动期间通过调节差分放大器的输出来改变交流发电机励磁线圈电压的指令。该系统包括，其中控制器包括在发动机起动期间改变交流发电机励磁线圈平均电压以在发动机起动期间改变交流发电机提供至发动机的负载的指令。该系统包括，其中响应于自发动机停机起的燃烧事件数来调节交流发电机励磁线圈平均电压。该系统包括，其中还响应于大气压力或发动机磨损来调节交流发电机励磁线圈平均电压。该系统包括，其中调节交流发电机励磁线圈平均电压包括在大气压力增加时降低施加至励磁线圈的交流发电机励磁线圈平均电压。该系统包括，其中控制器还包括在发动机怠速-停机工况期间选择性地停机发动机、以及在再起动工况期间选择性地再起动发动机的指令。该系统包括，其中控制器还包括在发动机停机期间调节交流发电机励磁线圈平均电压以控制发动机位置的指令。该系统包括，其中差分放大器由第一电池之外的其它电源驱动，且其中第一电池之外的其它电源为DC/DC变换器。该系统还包含电连接至差分放大器的电阻器。

[0072] 在各个示例中，通过将交流发电机励磁线圈电连接至DC/DC变换器(或第二电池)，可确保对交流发电机励磁线圈的经调节的功率输出，从而缓冲了电池衰退或老化的效应对交流发电机励磁线圈的影响。这样，通过由DC/DC变换器(或第二电池)从电池电缓冲交流发电机励磁线圈，可改善对施加至交流发电机励磁线圈的电流的控制。同样，通过改善对交流发电机励磁线圈电流的控制，可在发动机起动期间通过交流发电机对发动机施加更可预测且更可控的负载。如图6、7中所示，基于发动机起动期间的发动机工况，控制器可在发动机上提供更为稳定量的负载。可替代地，为了实现所需发动机起动转速模式，控制器可配置用于改变施加至交流发电机励磁线圈的电流从而调节发动机起动期间施加至发动机的机械负载。

[0073] 现在参考图8，描述了用于选择性地停机并再起动包括图2-7的发动机起动系统的发动机的示例方法800。因此，图8的方法适合用于控制交流发电机励磁电压或电流。

[0074] 在802处，可确认发动机怠速-停机工况。这些工况可包括例如验证发动机正在运转(例如执行燃烧)、电池荷电状态高于阈值(例如超过30％)、车辆移动速度处于理想范围内(例如不超过30mph)、不需要空调、发动机温度处于选择的温度范围内、车辆驾驶员尚未要求起动，驾驶员要求的扭矩小于预定阈值、已踩压制动踏板等。这样，对于要确认的怠速-停机工况，可满足上述怠速-停机工况中的任意一些或全部。

[0075] 如果不满足怠速-停机工况，该方法可停止。然而，如果满足怠速-停机工况中的一些或所有，则在804处控制器可开始执行怠速-停机运转并继续以停止发动机。同样，其可包括切断至发动机的燃料和/或火花。此外，在发动机停机期间，可调节供应至交流发电机励磁线圈的电流以控制停机时的发动机位置。例如，如果发动机转速接近零且发动机位置接近所需停机位置，可增加供应至交流发电机励磁线圈的励磁电流这样发动机可更快地在所需发动机停机位置附近停止。另一方面，如果发动机转速接近零而发动机位置远离所需发动机停机位置，可降低交流发电机励磁电流这样发动机可旋转更长时间段使得发动机停机在更为接近所需发动机位置处。

[0076] 在806处，可确认再起动工况。这些工况可包括例如验证发动机处于怠速-停止(例如未执行燃烧)、电池荷电状态小于阈值(例如小于30％)、车辆移动速度处于理想范围内(例如小于30mph)、需要空调、车辆驾驶员尚未要求起动、驾驶员要求的扭矩超过预定阈值、已释放制动踏板等。如果不满足再起动工况，则在808处发动机可维持在怠速-停机直至满足再起动工况。

[0077] 如果满足再起动工况，可在810处确定发动机工况(例如发动机转速、驾驶员要求的扭矩、电池电压、大气压力等)。可通过传感器或计算确定发动机工况。

[0078] 在812处，方法800判断在发动机起动期间是否要动态控制交流发电机励磁电压或电流。可通过交流发电机励磁线圈激励电路调节交流发电机励磁电压(例如图2-6中所讨论的)，同时可通过电流控制晶体管(例如图7)或通过响应于代表交流发电机励磁线圈电流的感应到的电流和电压指令调节交流发电机励磁线圈激励电路(例如图6)来调节交流发电机励磁电流。如果是，方法800前进至816。如果否，则将交流发电机励磁电压指令设定为常量并由交流发电机励磁线圈激励电路(例如图2-5的210)控制且方法800前进至814。

[0079] 在814处，方法800在发动机起动期间调节发动机扭矩致动器以控制发动机扭矩。这样，在发动机起动期间通过发动机扭矩致动器并通过由基本上恒定的电压源提供给交流发电机励磁线圈的电流来控制发动机转速。在一些示例中，发动机扭矩致动器可为节气门。
在其它示例中，发动机扭矩致动器可为火花正时或燃料喷射正时。在其它示例中，可调节从一组扭矩致动器(包括燃料喷射、火花提前、及节气门)中选择的扭矩致动器的组合以提供所需发动机转速。在调节发动机扭矩致动器之后退出方法800。

[0080] 在816处，基于发动机工况，可选择发动机起动模式。在一个示例中，发动机起动模式为发动机起动转速模式。发动机起动转速模式可基于时间或燃烧事件数。例如，发动机起动转速模式可为对于各个发动机汽缸燃烧事件直至具体燃烧事件数输出发动机转速的函数。类似地，发动机起动转速模式可为发动机起动期间在具体时间处输出发动机转速的函数。起动模式为发动机起动期间交流发电机提供至发动机的负载。在818处，由系统电池驱动的发动机起动机可运转以起动发动机。

[0081] 在820处，可确定实现所选择的发动机起动模式所需的交流发电机励磁线圈电流或电压设定。在一个示例中，可基于选择的发动机起动模式确定交流发电机励磁线圈电流或电压模式。例如，在第一发动机汽缸燃烧事件处，交流发电机励磁线圈电流或电压模式可要求2.0安交流发电机励磁线圈电流或6伏。在第五发动机汽缸燃烧事件处，交流发电机励磁线圈电流模式可要求2.2安交流发电机励磁线圈电流或6.5伏。发动机起动期间可在预定时间发布类似的交流发电机励磁电流或电压指令。这样，通过前馈电流或电压指令控制交流发电机励磁电流或电压。

[0082] 在822处，交流发电机励磁线圈电流或电压可施加至交流发电机励磁线圈。输入励磁电流或电压对应于交流发电机通过交流发电机转子轴施加至发动机的所需负载。为了施加交流发电机励磁线圈输入电流或电压，在一个示例中，控制器40可输出对应于所需交流发电机励磁电流或电压的电压(例如参见图6的控制器40和放大器608)。此外，可针对与海拔高度相关的发动机扭矩改变调节控制器40的电压输出。例如，当发动机在较高海拔高度(起动期间较少空气可用于发动机汽缸)运转时，控制器40可减小交流发电机励磁电流或电压。在其它示例中，当交流发电机励磁电流或电压不由控制器电压输出直接控制时，DC/DC变换器212的输出电压和交流发电机励磁线圈208的阻抗确定了交流发电机励磁电流。

[0083] 通过交流发电机向发动机施加所需负载可包括例如在824处基本上维持交流发电机励磁电压以控制通过交流发电机施加至发动机的机械负载。同样，其可包括在发动机起动期间基本上维持施加至交流发电机励磁线圈的电压处于基本上稳定的值。如果稳定电压施加至交流发电机励磁线圈而没有交流发电机励磁电流控制，则方法800在824之后前进至814

[0084] 在另一示例处，在828处通过交流发电机向发动机施加所需负载可包括通过调节交流发电机励磁线圈电流或电压来调节通过交流发电机施加至发动机的负载。同样，其可包括发动机起动期间改变施加至交流发电机励磁线圈的电流或电压以控制发动机转速。在一个示例中，控制器可监测实际发动机起动模式，并且控制器可基于监测到的发动机起动模式与所需起动模式的偏差调节交流发电机励磁线圈电流或电压，从而调节施加至发动机的负载。在另一示例中，可响应于自发动机起动起的燃烧事件数改变励磁线圈电流或电压。在另一示例中，可进一步响应于交流发电机角速度调节励磁线圈电流或电压。还可进一步响应于大气压力调节励磁线圈电流或电压。其变化可包括例如当大气压力增加时增加施加的电流或电压。

[0085] 当调节通过交流发电机施加至发动机的负载时，还可在发动机起动期间控制交流发电机电枢绕组供应至辅助系统(例如动力转向系统)的电流或电压。例如，可在需要向驾驶员提供增加的动力转向辅助时增加交流发电机励磁电流或电压。这样，其可改善动力转向系统的响应时间。如果实施交流发电机励磁线圈电流或电压控制，则方法800在828之后前进至814。

[0086] 这样，通过电源(例如DC/DC变换器或第二系统电池)从用于转动起动发动机的系统电池来电缓冲交流发电机励磁线圈，在发动机起动期间交流发电机励磁线圈可较少受到由电池老化或衰退引起的电压下降及相关励磁线圈电流变化的影响。通过在发动机起动期间能够控制交流发电机励磁线圈激励电路输入电压或交流发电机励磁线圈电流，可更好地控制发动机起动。由此，可以改进在起动期间的发动机速度控制。

[0087] 因此，图8的方法提供了一种控制发动机转速的方法，包含：在发动机起动期间从向发动机起动机供应电能的电池电缓冲交流发电机励磁线圈，并且改变供应至励磁线圈的电学特性(electrical property)以在发动机起动期间控制发动机转速，供应至励磁线圈的电学特性是通过基本恒定的电压源提供的。该方法包括，其中电学特性为电流或平均电压。该方法包括，其中还响应于大气压力改变电学特性，改变电学特性包括当大气压力增加时增加施加至交流发电机励磁线圈的电学特性。该方法还包含在发动机起动期间控制交流发电机施加至动力转向系统的电流。该方法包括，其中电缓冲励磁线圈包括断开开关以防止旁通过配置用于向励磁线圈提供经调节的电压输出的DC/DC变换器。

[0088] 图8的方法还包括运转发动机的方法，包含：在发动机起动期间响应于所选择的发动机起动转速模式调节供应至交流发电机励磁线圈的电学特性，其中在发动机起动期间交流发电机励磁线圈电连接至DC/DC变换器的输出，至少部分通过电池驱动DC/DC变换器，通过DC/DC变换器从电池电缓冲交流发电机励磁线圈。该方法包括，其中供应至交流发电机励磁线圈的电学特性为电压，且其中还响应于交流发电机角速度调节该电学特性。该方法包括，其中供应至交流发电机励磁线圈的电学特性为电流，且其中通过晶体管调节供应至交流发电机励磁线圈的电流，且其中通过差分放大器控制晶体管。

[0089] 图8的方法还包括一种控制车辆系统的方法，该车辆系统包括在发动机怠速-停机工况期间选择性地停机的发动机，包含：在发动机起动期间，从向起动机供应电能的电池电缓冲交流发电机的交流发电机励磁线圈激励电路；以及维持交流发电机励磁线圈激励电路输入电压以控制通过交流发电机转子施加至发动机的负载。该方法还包含在电池的电压高于阈值电压之后旁通交流发电机的励磁线圈激励电路的电缓冲。该方法包括，其中维持交流发电机励磁线圈激励电路输入电压包括通过DC/DC变换器维持交流发电机励磁线圈激励电路输入电压。该方法包括，其中通过开关进行电缓冲。

[0090] 注意的是本发明包括的示例控制和估值程序可与多种发动机和/或车辆系统配置一同使用。本发明描述的具体例程可代表任意数量处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。同样，可以以所说明的顺序执行、并行执行所说明的各种行为或功能，或在一些情况下有所省略。同样地，处理的顺序也并非实现此处所描述的实施例的特征和优点所必需的，而只是为了说明和描述的方便。可根据使用的具体策略，可重复执行一个或多个说明的步骤或功能。此外，所述的步骤用图形表示了编程入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的代码。

[0091] 应了解，此处公开的配置与例程实际上为示例性，且这些具体实施例不应认定为是限制性，因为可能存在多种变形。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸、和其他发动机类型。本发明的主题包括多种系统与配置以及其它特征、功能和/或此处公开的性质的所有新颖和非显而易见的组合与子组合。

[0092] 本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和次组合。这些权利要求可引用“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该理解为包括一个或多个这种元素的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元素。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和次组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求得到主张。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，也被认为包括在本发明主题内。

标题	发布/更新时间	阅读量
用于调节内燃发动机扭矩的方法和内燃发动机	2020-05-12	391
协调的发动机扭矩控制	2020-05-11	182
发动机扭矩设备和方法	2020-05-11	500
可调式发动机扭矩控制	2020-05-11	498
发动机扭矩控制装置	2020-05-11	724
命令发动机扭矩和估计发动机扭矩的调节	2020-05-12	519
可调式发动机扭矩控制	2020-05-11	734
发动机飞轮扭矩控制	2020-05-11	768
发动机指示扭矩估算方法及发动机指示扭矩计算电路	2020-05-12	844
一种发动机附件扭矩获取方法及装置	2020-05-13	977

发动机起动系统及车辆系统

发动机起动系统及车辆系统

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：