[发明专利]起动内燃发动机的方法和系统

说明书

用于起动内燃发动机的方法和系统。本发明涉及一种用于起动内燃发动机的方法。该方法包括以下步骤：(a)接收起动信号；(b)确定转子相对于定子相绕组的初始位置；(c)向与转子的所确定的初始位置对应的定子绕组施加脉宽调制(PWM)信号；(d)确定定子电流变化的阈值；(e)响应于所施加的脉宽调制信号而测量定子绕组的电流，以确定电流变化；(f)如果电流变化大于所述阈值，则确定更新后的转子位置，向与更新后的转子位置对应的定子绕组施加脉宽调制信号，并且重复步骤(d)‑(f)；以及(g)如果电流变化小于所述阈值，则向与最后更新后的转子位置对应的定子绕组施加脉宽调制信号并且重复步骤(d)‑(g)。

技术领域

本发明涉及起动内燃发动机，并且更具体地，涉及用于起动与永磁电机联接的内燃发动机的方法和系统。

背景技术

通常，出于起动内燃(IC)发动机和产生电力的目的，使用集成起动机-发电机(ISG)系统。通常，ISG系统具有与车辆曲轴连接的单个电机。为了起动IC发动机，使电机旋转，进而使曲轴旋转。在自持燃烧过程可在IC发动机内开始之前，此旋转应该处于足够高的速度。在发电操作期间，曲轴使电机旋转，以产生为电池充电并且为车辆的其他电负载供电所需的电力。

在传统的ISG系统中，电子控制单元(ECU)放置在电池和车辆的电机之间，其中，ECU调节电池和电机之间的电力的双向流动。在发动机起动操作期间，ECU从电池汲取电力，并且供给电力以驱动电机，而在发电操作期间，它调节来自电机的电力流动，以为电池充电并且还向其他电负载供电。

大多数ISG系统使用永磁无刷电机(BLDC机器)。这些机器由多相绕组所制成的定子和永磁体所制成的转子组成。为了ISG系统进行最佳操作，ECU需要相对于电机转子位置以特定顺序激励定子绕组。就这方面，通常使用多个基于霍尔效应的传感器来感测转子位置。这些传感器放置在定子绕组内，或者使用单独的磁环来触发基于霍尔效应的传感器。在任一种情况下，都需要将传感器放置在IC发动机的壳体内。基于霍尔效应的传感器的替代是使用曲轴的绝对角度传感器。然而，这些传感器也需要放置在发动机壳体内。

由于这些传感器放置在发动机壳体内，因此它们经受诸如高温和振动的严苛操作条件，这使得它们往往会失效。另外，安装传感器需要特殊的布置，这使成本增加并且占据了发动机壳体内的空间。此外，需要使用导线将传感器连接到ECU，以便将来自传感器的信号提供给ECU。出于此目的，还需要提供从传感器到ECU的导线布线。另外，对导线的任何损坏都会有损ISG系统的操作。

鉴于以上，本领域中需要至少解决以上提到的问题。

发明内容

因此，在一方面，本发明提供了一种用于起动与永磁电机联接的内燃发动机的方法。该永磁电机包括：转子，其具有多个永磁体磁极；以及定子，其具有设置在定子上的多个相绕组，每个相绕组都包括多个线圈。该方法包括以下步骤：(a)接收起动信号；(b)确定所述转子相对于定子相绕组的初始位置；(c)向与转子的所确定的初始位置对应的定子绕组施加脉宽调制信号；(d)确定定子电流变化的阈值；(e)响应于所施加的脉宽调制信号而测量所述定子绕组的电流，以确定电流变化；(f)如果所述电流变化大于所述阈值，则确定更新后的转子位置，向与更新后的转子位置对应的所述定子绕组施加脉宽调制信号；并且重复步骤(d)-(f)；以及(g)如果所述电流变化小于所述阈值，则向与最后更新后的转子位置对应的所述定子绕组施加脉宽调制信号并且重复步骤(d)-(g)。