专利名称：用于起动内燃机和对电路充电的特别适用于机动车的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及特别适用于机动车的系统，该系统一方面起动内燃机，另一方面对一个电路充电。
本发明还涉及该系统的控制。
在机动车上，通常用起动器起动内燃机，而用交流发电机对蓄电池充电和对耗电装置供电。
业已提出，借助既用作发电机又用作电动机的交流发电机，实现上述两种功能。这种同时实现两种功能的电机通常被称为交流发电机/起动器。
为了介绍这种电机，参照专利FR 2 745 444是有益的。
这种电机通常被安排成取代交流发电机。按照电动机模式，它借助皮带，驱动曲柄轴的滑轮，也用于发电机模式。与借助啮合于环形齿轮的小齿轮直接驱动内燃机的交流发电机/起动器相对照，把它称为独立式交流发电机/起动器。
独立式交流发电机/起动器在以电动机模式操作时存在某些缺点。
尤其是在某些极端条件下，具体地说，在低温下，内燃机造成显著的阻力矩，从而难以通过皮带得到满意的驱动。
同样，独立式交流发电机/起动器还不能在所有的情况下都做到迅速起动。尤其当内燃机经受喷射问题时，或者皮带发生滑动时，起动时间可能会相当长。
然而，尤其当机动车车载计算机执行内燃机的一种操作模式时，希望能够用较短的时间起动机动车。这种操作模式是在停车时自动断开和重新起动内燃机的模式(根据业内人士常用术语，叫“停车和行驶”式操作)。
本发明提出一种起动和充电系统和一种有可能弥补这些缺陷的驱动器，用作本发明的组成部分。
更具体地说，本发明涉及一种特别适用于机动车的系统，该系统一方面能够起动内燃机，另一方面能够对一个电路充电。该系统包括一个主电机，该主电机一方面能作为发电机运行，另一方面能作为电动机运行。所述电机在以电动机模式运行时，借助皮带来驱动内燃机。系统还包括驱动主电机的操纵装置。
所述系统是这样的使它包括一个辅助起动器，以及用于检测至少一个条件的装置，该装置用于触发所述辅助起动器的激活。当所述检测装置检测到所述条件时，根据特定的程序，操纵装置驱动主电机和起动器。
这样，该系统包括辅助起动装置(起动器)。该起动器在检测到需要激活它的条件时，就根据同步操作，用所述电机的起动器辅助主电机。
此外，用下述各种特征有利地补充该系统。这些特征可单独利用，也可以其全部技术上可能的组合形式利用-所述检测装置包括至少一个温度传感器，以及用于比较由所述传感器测量的温度和特定低阈值的装置。
-检测装置包括用于检测一个故障以便在给定时间结束时起动的装置。在此给定时期，主电机以电动机模式运行。
-操纵装置包括激活装置，用于激活辅助起动器，当检测到激活辅助起动器的条件时通过把起动器小齿轮啮合于互补环上的方式驱动内燃机，当已啮合起动器的小齿轮时以电动机模式驱动主电机，并当检测到内燃机已经起动时以发电机模式断开起动器并驱动主电机。
-操纵装置包括停止装置，用于当检测到辅助起动器的激活条件时，停止主电机以电动机模式的操作。
本发明还涉及一种特别适用于机动车的系统的控制方法。该方法一方面能够起动内燃机，另一方面能够对一个电路充电。该系统包括一个主电机，该主电机一方面能够作为发电机运行，另一方面能够作为电动机运行。所述电机在以电动机模式运行时借助皮带来驱动内燃机。据此，利用包括辅助起动器的所述系统，检测用于触发所述辅助起动器的激活的至少一个条件，并且当检测到所述条件时按照特定的程序驱动主电机和起动器。
用下述各种技术特征有利地补充该方法。这些特征可单独利用，也可按其全部技术上可能的组合方式利用-为了检测一个触发条件，要测量至少一个温度，并把这样测得的温度同一个特定的低阈值比较。
-为了检测一个触发条件，在给定时间结束时检测一个起动故障在此给定时间时期主电机以电动机模式运行。
-当检测到一个用于激活辅助起动器的条件时，就通过一种把其小齿轮啮合于互补环上的方式致动辅助起动器，以驱动内燃机；当起动器的小齿轮已经被啮合时，主电机进入电动机模式；并当检测到内燃机已经被起动时，停止起动器，并把主电机置于发电机模式。
-当检测到一个用于激活辅助起动器的条件时，就停止以电动机模式运行的主电机。
从下面的描述中，会进一步显现本发明的特征和优点，该描述纯属说明性而非限制性，还应参照附图阅读，其中
图1是根据本发明一个可能的实施例说明一个系统的图；和图2a和2b是计时图，图中示出图1系统的交流发电机/起动器和辅助起动器的可能供电时序的实例。图1所示的起动和充电系统包括-一个独立的交流发电机/起动器1，其轴端接于滑轮2，滑轮2通过一个多槽带4连接于曲柄轴的滑轮3；这个交流发电机/起动器安装于交流发电机经常承接处。
-一个辅助起动器5，其小齿轮可与顶环6的齿啮合，以驱动内燃机轴；和-驱动电子线路7。
该驱动电子线路7包括-一个晶体管电桥8，它构成一个可逆功率变换器，且它可提供起动器模式的驱动和交流发电机模式的同步整流；和-一个操纵模块9，它可驱动变换器8的各个晶体管，且操纵下述的不同功能-起动器和交流发电机模式的功率-交流发电机模式的调节-从起动器模式到交流发电机模式的转模-用于极端条件的操作策略和-两个电机的同步。
为此目的，从标以B的蓄电池用电压供给所述的操纵模块9，这时已借助机动车的接触断路器10把模块9连接于蓄电池B。
操纵模块9接收作为输入的信息，例如由霍尔效应传感器11之类的传感器11提供的信息，从而使它可以确定交流发电机/起动器1的转子的角位置。
作为输出，操纵模块9提供交流发电机/起动器1和起动器5的电感器，并且产生注入电桥8的晶体管的栅极(A,B,C；A’,B’,C’)上的电压。
图2a和2b示出用于交流发电机/起动器1和起动器5的供电的三个程序，它们相当于三种不同的操作情况。用Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ标记这三种供电程序。
程序Ⅰ相当于在检测到内燃机和起动系统处于极端操作条件时施加的电源。
借助例如一个或多个连接于操纵模块9的温度传感器(图1中未示出)，进行极端条件的检测。操作模块9进行所测一个或多个温度和一个或多个给定阈值的比较。一个或多个阈值例如是内燃机特征值的函数。
当检测到这些极端操作条件时，操纵模块9根据下述程序驱动交流发电机/起动器1和起动器5。
在第一阶段(图2中阶段[Ⅰ])，给起动器5供电。它的驱动小齿轮移动，且啮合于内燃机的传动装置的齿环6。
在第二阶段，一旦确信啮合，就以电动机模式驱动交流发电机/起动器(阶段2)。
当已检测到内燃机的起动时，就使起动器5的驱动小齿轮分离，而使交流发电机/起动器1转移到发电机模式(阶段[3])。
若超出极端操作条件范围，则可能发生下述情况由交流发电机/起动器1引起的起动发生得不够快。
为了弥补这个不足，操纵模块9按下述方式控制交流发电机/起动器1和起动器5的电力(程序Ⅱ)。
当开关10的闭合要求起动时，模块9就向交流发电机/起动器1的电感器供电，从而它以电动机模式运行，而并不访问起动器5(阶段[1])。
如果在时间T结束时仍未起动内燃机，则断开交流发电机/起动器1的供电，然后起动辅助起动器5，从而它的啮合小齿轮推进，然后与齿环6啮合(供电阶段[2])。
在啮合发生以后，又以电动机模式对交流发电机/起动器1送电(供电阶段[3])。
当已经检测到内燃机的起动时，起动器5的驱动齿轮脱开，而交流发电机/起动器1驱动为发电机(阶段[4])。
按照正常操作条件，即，如果没有检测到特定设置点值(低温，起动持续时间超过等)，就根据程序Ⅲ操纵交流发电机/起动器1和起动器5的供电。
开始，以电动机模式驱动交流发电机/起动器1(阶段[Ⅰ])；当已检测到内燃机的起动时，就进入发电机模式(阶段[2])。至于它的部件，不激活起动器5。
权利要求
1．一种特别适用于机动车的、能够一方面起动内燃机另一方面对一个电路充电的系统，包括一个能够一方面作为发电机运行另一方面作为电动机运行的主电机，所述主电机在它以电动机模式运行时借助皮带而驱动内燃机；所述系统还包括驱动主电机的操纵装置，其特征在于它包括一个辅助起动器以及用于检测触发所述辅助起动器激活的至少一个条件的装置；所述操纵装置还在所述检测装置检测到所述条件时，根据一个特定的程序，驱动主电机和起动器。
2．根据权利要求1的系统，其特征在于所述检测装置包括至少一个温度传感器，以及用于比较所述传感器所测温度和特定低阈值的装置。
3．根据权利要求1和2之一的系统，其特征在于所述检测装置包括在主电机以电动机模式运行的给定时间结束时，用于检测起动故障的装置。
4．根据上述权利要求之一的系数，其特征在于，所述操纵装置包括用于激活辅助起动器的装置，以便在检测到用于激励辅助起动器的条件时通过把其小齿轮啮合于互补环的方式驱动内燃机，在起动器的小齿轮已被啮合时以电动机模式驱动主电机，并在检测到内燃机已经起动时以发电机模式驱动主电机。
5．根据权利要求4的系统，其特征在于所述操纵装置包括用于在检测到辅助起动器的激活条件时，停止处于电动机模式的主电机的运行的装置。
6．一种用于对一种特别适用于机动车的、能够一方面起动内燃机另一方面对一个电路充电的系统进行控制的方法，所述系统包括一个能够一方面作为发电机运行，另一方面作为电动机运行的主电机，所述主电机在它以电动机模式运行时借助皮带而驱动内燃机，其特征在于所述系统包括一个辅助起动器，检测用于触发所述辅助起动器的激活的至少一个条件，并且当检测到所述条件时根据特定的程序来驱动主电机和起动器。
7．根据权利要求6的方法，其特征在于为了检测一个触发条件，要测量至少一个温度，并且把这样测得的温度同一个特定的低阈值比较。
8．根据权利要求6和7之一的方法，其特征在于为了检测一个触发条件，要在主电机以电动机模式运行的给定时间结束时，检测一个起动故障。
9．根据权利要求6至8中之一的方法，其特征在于当检测到一个用于激活辅助起动器的条件时，通过把其小齿轮啮合于互补环的方式激励辅助起动器，以驱动内燃机，当起动器的小齿轮已被啮合时，主电机被置于电动机模式；并当检测到内燃机已起动时，起动器被断开，且主电机被置于发电机模式。
10．根据权利要求9的方法，其特征在于当检测到用于激活辅助起动器的条件时，停止处于电动机模式的主电机的运行。
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车的可起动热机和充电线路的系统,包括一个可作为发电机和电动机而操作的主电机(1),所述主电机在以热机模式操作时借助皮带(4)驱动热机,所述系统还包括控制主电机的操纵装置(7)。本发明之特征在于包括辅助起动器(5),以及用于检测至少一个触发所述辅助起动器的激活的条件的装置(9),当所述检测装置检测到所述条件时,操纵装置根据具体条件控制主电机和起动器。
文档编号F02N11/08GK1320193SQ0080163
公开日2001年10月31日 申请日期2000年8月4日 优先权日1999年8月9日
发明者丹尼尔·理查德 申请人:瓦莱奥电机设备公司