专利名称：用于检查起动器系统的小齿轮的啮合的方法
技术领域：
本发明涉及起动器系统、尤其是起停系统的领域。
技术背景
为了驱动停止的内燃机通常使用起动器系统、尤其是小齿轮起动器，其中小齿轮啮合到与内燃机的曲柄轴相连的齿圈。通常借助于电马达驱动小齿轮，从而能够通过小齿轮一齿圈接合驱动内燃机。
上述类型的起动器系统尤其安装在所谓的起停系统中，所述起停系统安装在具有所谓的自动起停装置的现代车辆中。对此在车辆停止时关闭内燃机并且例如为了开动再次进行驱动。
上述起动器系统的一种改进方案以电马达的电子触发装置为主题，其中起动器系统除了起动器之外还包括起动器控制单元或者继电器控制单元，从而相互分开地实施啮合以及小齿轮的起动或者说开始转动，由此以提高的舒适度实现了优化的起停功能。
在所述啮合过程中小齿轮啮合到齿圈中，在所述起动过程中小齿轮借助于电马达处于旋转运动的状态中，分开地触发啮合过程以及起动过程但是尤其在小齿轮与齿圈之间缺乏同步时容易发生故障。如果例如内燃机或者起动器小齿轮的转速过高，那么能够在起动器小齿轮到达内燃机的齿圈上时由于缺乏同步而发生碰撞，所述碰撞能够导致起动器小齿轮的损坏。
通常这样的故障例如发生在内燃机的惯性运动中的啮合时或者在所谓的预备起动(Pre - Mart)时，其中小齿轮在内燃机起动前进行啮合。对于惯性运动中的啮合来说， 小齿轮的进给例如能够在错误的时刻被激活，在所述时刻例如内燃机的齿圈的圆周速度还比起动器小齿轮的圆周速度高很多。反之，在预备起动阶段(Pre - Start 一 Phase)中在啮合之前或者说在小齿轮的啮合部接合到内燃机的齿圈中之前开始转动起动器，从而使得小齿轮仅在齿圈的边缘上滑动并且不插入，从而除了提高的噪声级之外还会预料到加剧的磨损或者甚至是起动器小齿轮的损坏。发明内容
本发明基于以下认识，即为了避免上述的问题对起动器系统的小齿轮啮合到有待驱动的驱动源、尤其是内燃机的齿圈中实施附加的检查。例如能够基于求得有待驱动的源的转速在啮合过程结束后并且例如在起动器的电马达起动后实施这种检查，以便使小齿轮处于旋转运动的状态。如果对此例如确定没有值得注意的旋转，那么就能够推断出具有故障的啮合过程。这种检查也能够在啮合的过程中进行，从而能够在测得啮合故障的情况下中断啮合过程，以便避免连续损坏。
根据一方面，本发明涉及一种用于检查起动器系统的小齿轮啮合到有待驱动的驱动装置、例如内燃机的齿圈中的方法，该方法具有以下步骤，即求得指示小齿轮的转速和/ 或指示有待驱动的驱动装置的转速的参量，并且基于分别求得的参量或者基于两个求得的2/4页参量检查小齿轮的啮合。
根据一种实施方式，本方法包括将指示小齿轮的转速的参量与指示有待驱动的驱动装置的转速的参量进行比较，以便检查啮合。可能的啮合故障因此能够以有利的方式基于转速差异来求得。
根据一种实施方式，本方法包括将指示小齿轮的转速的参量和/或指示有待驱动的驱动装置的转速的参量与阈值进行比较，以便检查啮合。阈值例如能够作为参考值储存在存储器中，从而能够基于简单的比较随时实施检查。
根据一种实施方式，本方法包括引入啮合过程，以便使小齿轮啮合到齿圈中，并且将指示有待驱动的驱动装置的转速的参量与指示小齿轮的转速的参量进行比较或者与阈值、尤其是与参考转速或者指示转速的电压进行比较，以便获得比较结果，并且如果比较结果超过、尤其是在预先确定的时间间隔内持久地超过预先给定的阈值，就中止啮合过程。由此以有利的方式克服小齿轮的损害。
根据一种实施方式，在求得指示小齿轮的转速或者指示有待驱动的驱动装置的转速的参量之前，例如借助于电马达使小齿轮处于旋转运动的状态中。通过开始转动小齿轮因此能够以简单的方式检查，能够与有待驱动的驱动装置的飞轮或者轴耦连的齿圈是否同样开始转动。
根据一种实施方式，指示有待驱动的驱动装置的转速的参量是有待驱动的驱动装置的转速，例如是有待驱动的驱动装置的轴的转速，或者是有待驱动的驱动装置的活塞的角度位置，所述有待驱动的驱动装置例如能够是内燃机。因此以有利方式提供多个可利用的标准以便检查小齿轮的啮合。
根据一种实施方式，指示小齿轮的转速的参量是由于小齿轮的旋转所感生的电压、尤其是在起动器系统的电马达中由小齿轮的旋转所感生的电压，或者是小齿轮的转速， 或者是可通过小齿轮传递的转矩。因此能够考虑多个其它用于检查啮合的标准。
根据一种实施方式，小齿轮通过电马达驱动，其中为了求得指示小齿轮转速的参量求得在电马达的线圈的内阻上感生的电压。由此能够以有利的方式避免直接求得小齿轮的转速。
根据另一方面，本发明涉及一种起停系统，所述起停系统具有小齿轮、用于驱动小齿轮的电马达、用于使小齿轮啮合到有待驱动的驱动装置、例如内燃机的齿圈中的装置、以及用于基于指示小齿轮的转速或者指示有待驱动的驱动装置的转速的参量检查小齿轮的啮合的检查机构。
根据一种实施方式构造检查机构，实施根据本发明的方法以便检查啮合。
根据另一方面本发明涉及一种计算机程序，当在计算机上实施计算机程序时，所述计算机程序具有实施用于检查小齿轮的啮合的方法的程序代码。
参照附图对本发明的其它实施例进行解释。附图示出 图1是用于检查小齿轮的啮合的方法的流程图；并且图2是起停系统。
具体实施方式
图1示出了用于检查起动器系统的小齿轮的啮合到有待驱动的驱动装置的齿圈中的方法的流程图，该方法具有求得101指示小齿轮的转速或者有待驱动的驱动装置的转速的参量的步骤，以及基于所求得的参量检查103啮合的步骤。该方法此外能够包括将所述参量相互进行比较105或者分别与阈值进行比较105的步骤。
在图1中示出的流程图同时解释清楚一机构的结构，例如编程技术上或者以硬件的方式装备并且设置所述机构，以实施用于检查啮合的方法。
图2示出了具有电马达201以及小齿轮203的起动器系统。该起动器系统此外包括例如布置在继电器中的啮合绕组205以及用于起动过程的起动的起动器绕组207。起动器绕组207同样能够布置在继电器中或者以上提到的继电器中。
起动器系统此外能够具有例如是晶体管的第一开关209以及第二开关211，所述第二开关能够被安装用于初始化或者说控制之前提到的过程。第二开关211例如与电马达 201的接头连接，其中在电马达201与开关211之间布置有例如是电阻Rv的电阻213。
起动器系统此外包括激活开关209和211的起动器控制器215。起动器控制器此外包括与电阻213连接的第一接头217以及与连接电马达201的导线相连的第二接头219。
此外设置了马达控制器221，所述马达控制器与起动器控制器215以及继电器223 相连，所述继电器打开或者闭合开关225。如果开关225被闭合，那么就导入绕组205或者绕组207的接附在其输入端上的电压。
如果开始所述啮合，那么小齿轮203就借助于杠杆以及弹簧向前移动并且在理想的情况下啮合到同样在图2中示出的齿圈227中。在小齿轮203借助于电马达201开始转动后例如能够求得内燃机的转速，该转速本来在车辆中求得。为了求得取决于小齿轮的转速的参量能够通过接头219和217求得电流和电压，以便求得在马达201中通过小齿轮的转动所感生的电压。这例如能够由求得的电压和电流与马达201的内阻的乘积之间的差来确定。
因此不需要在起动器上实施转速求取，以推断出起动器的转速。替代地也能够通过起动器的触发持续时间实施估计。电马达的转速的求取不必过于准确，从而可容忍士 10% 的误差，这尤其在较小的转速时是有利的。此外，按本发明的构思能够放弃对小齿轮的位置以及电马达的啮合电枢的位置的测量，这能够简单地实现。
优选能够在小齿轮啮合时，例如在内燃机的惯性运动中将其转速离散地或者持续地与表示阈值的、期望的同步转速进行比较。在超过最大的、同样能够表示阈值的转速差时，例如能够中止啮合过程。在预备起动阶段(Pre-Start-Phase)中，尤其是在起动器开始转动时例如能够实施内燃机的转速监控，其中如果例如没有识别出内燃机的轴的、或者飞轮的、或者齿圈的转动，则能够中断起动过程。此外，也能够暂时地在起动过程中监控起动器的过载，这种过载例如能够通过锁死引起，从而能够通过中止啮合过程在抱死的情况下避免起动器的损害。
根据本发明的构思提供多种保护功能，这些保护功能能够被有利地使用。用于在惯性运行中啮合的情况下的第一保护功能例如能够在激活啮合过程后设置马达转速的检查，这种检查例如通过控制器局域网(Controller Area Network)例如以IOms任务(10 — ms - Task)读取并且通过期望的、表示阈值的同步转速检测最大的差。如果转速差例如持久地在例如能够总计为30ms的确定的时间间隔中超过边界值A_max，那么啮合过程例如就会中止。优选以上提到的保护功能能够在啮合过程期间被激活。
用于预备起动阶段的情况下的第二保护功能例如能够如下进行定义在例如 150ms的确定的时间后，在利用预备起动激活起动过程后，例如不仅在钥匙起动时而且在停止起动时开动起动器时，例如通过控制器局域网读入马达转速。如果例如最晚在另一个确定的、例如50ms的时间后确定没有马达转速大于例如20U/min的转速阈，那么就能够中断起动过程。替代地也能够检测有待驱动的、例如是内燃机的驱动装置在确定的、例如200ms 的时间后是否具有或者已经超过确定的、例如的角度区域。第二保护功能同时同样提供了针对由内燃机的锁死造成的过载的保护，因为需要的马达运动然后同样不会在预先给出的时间内实现。
根据一种实施方式，能够将在图2中示出的控制器215和227集成到控制设备、例如马达控制设备中，所述控制设备能够在编程技术上装备。在图2中示出的开关209，211 和225例如能够作为半导体开关或者作为继电器开关实现。
根据本发明的构思能够安装在所有已知的起停起动器系统中，对于所述起停起动器系统来说啮合过程和起动过程分开地进行控制。这样的起停起动器例如能够安装在轿车中或者所谓的轻型消费车辆(CV =ConsumerVehicle)中。
权利要求
1.用于检查起动器系统的小齿轮啮合到有待驱动的驱动装置的齿圈中的方法，其具有以下步骤求得(101)指示所述小齿轮的转速或者所述有待驱动的驱动装置的转速的参量；并且基于所求得的参量检查(103)啮合。
2.根据权利要求1所述的方法，其具有以下步骤将指示所述小齿轮的转速的参量与指示所述有待驱动的驱动装置的转速的参量比较 (105)，以便检查啮合。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其具有以下步骤将指示所述小齿轮的转速的参量和/或指示所述有待驱动的驱动装置的转速的参量与阈值比较(105)，以便检查啮合。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其具有以下步骤开始啮合过程，以便使所述小齿轮啮合到所述齿圈中；并且将指示所述有待驱动的驱动装置的转速的参量与指示所述小齿轮的转速的参量或者阈值比较(105)，尤其是与参考转速或者指示转速的电压比较(105)，以便获得比较结果； 并且如果所述比较结果超过、尤其是在预先确定的时间间隔内持久地超过预先给出的阈值，那么就中止所述啮合过程。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在求得指示所述小齿轮的转速或者所述有待驱动的驱动装置的转速的参量之前使所述小齿轮处于旋转运动状态。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中指示所述有待驱动的驱动装置的转速的参量是所述有待驱动的驱动装置的转速，或者是所述有待驱动的驱动装置的、尤其是内燃机的活塞的角度位置。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中指示所述小齿轮的转速的参量是由于所述小齿轮的旋转所感生的电压、尤其是在所述起动器系统的电马达中感生的电压，或者是所述小齿轮的转速，或者是可通过所述小齿轮传递的转矩。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述小齿轮通过电马达驱动，并且其中为了求得指示所述小齿轮的转速的参量求得在所述电马达的线圈的内阻上所感生的电压。
9.起停系统，其具有小齿轮；用于驱动所述小齿轮的电马达；用于使所述小齿轮啮合到有待驱动的驱动装置、尤其是内燃机的齿圈中的装置；以及用于基于指示所述小齿轮的转速或者指示所述有待驱动的驱动装置的转速的参量检查所述小齿轮的啮合的检查机构。
10.根据权利要求9所述的起停系统，其中所述检查机构设计成，实施根据权利要求1 到9中任一项所述的方法。
11.计算机程序，当在计算机上实施所述计算机程序时，所述计算机程序具有用于实施根据权利要求1到8中任一项所述的方法的程序代码。
全文摘要
本发明涉及用于检查起动器系统的小齿轮啮合到有待驱动的驱动装置的齿圈中的方法，其具有以下步骤求得(101)指示所述小齿轮的转速或者所述有待驱动的驱动装置的转速的参量，并且基于所求得的参量检查(103)啮合。
文档编号F02N11/08GK102510945SQ201080043478
公开日2012年6月20日 申请日期2010年8月3日 优先权日2009年9月30日
发明者A.察基里斯, S.图姆巴克, 葛杰 申请人:罗伯特·博世有限公司