启动器系统和控制方法与流程

本公开涉及例如用于动力传动系的启动器系统，以及涉及控制该启动器系统的方法。

为了努力提高燃料经济性，许多车辆包括发动机自动停止事件，其在某些条件下的车辆驾驶模式期间出现，此时无需推进扭矩，例如当车辆在红灯处停止时或者当在公路上靠惯性滑行时。在动力传动系设计中，重量、可用封装空间以及部件的效率是考虑因素。

技术实现要素：

在本公开中，一种用于动力传动系的启动器系统使用通过超级电容器电源组供电的无刷电动启动器马达。还提供了一种用于控制具有无刷电动启动器马达和超级电容器电源组的启动器系统的方法。

无刷电动启动器马达可以提供以下优点，例如长寿命周期、相对低的惯性以及一贯且迅速的发动机启动和重新启动而没有显著的电压骤降，特别是当与如本文中所述的超级电容器电源组一起使用时。例如，无刷电动启动器马达可以在比刷型启动器马达更快的时间段内以更低的惯性获得预定义的发动机曲轴转速，例如500rpm，以及获得能够装配在和刷型启动器马达相同的封装空间(即，尺寸方面没有增加)内的能力。

无刷电动启动器马达的电流汲取可能是有利的，因为通过无刷电动启动器马达在曲柄启动期间汲取的峰值电流可以显著地低于有刷的启动器马达配置。这种改善的电流汲取性能降低了在曲柄启动期间用于为马达供电的电力母线上的电压骤降，从而消除了在曲柄启动期间对补充功率提升的需要。另外，超级电容器电源组的曲柄启动功率脉冲与用于对车辆负载提供电力的低电压源相隔离，使得在没有导致灯光变暗或者风扇速度变化的情况提供发动机重新启动。相比于一些其他类型的电源而言超级电容器通常是相对低廉的，能快速充电，并且适合于在相对冷的温度下为发动机重新启动提供高脉冲功率输出。

更具体地，本文中所公开的用于动力传动系的启动器系统包括无刷电动启动器马达，其可以选择性地可操作地连接至包含在动力传动系中的内燃机。启动器系统同时包括超级电容器电源组和蓄电池电源组。超级电容器电源组的标称电压大于蓄电池电源组的标称电压。启动器系统包括dc-dc转换器，其可操作为将在蓄电池电源组的第一电压电平上的直流转换为在超级电容器电源组的第二电压电平上的直流。第二电压电平大于第一电压电平。超级电容器电源组可以尺寸化为在没有相对高功率和相对昂贵的二次蓄电池系统的情况下，利用相对低的电池电源组根据发动机参数(例如，发动机排量、摩擦、尺寸等)为启动内燃机提供必需的电力。

启动器系统包括电子控制系统，其可操作为控制无刷电动启动器马达利用从超级电容电源组提供的电力来启动内燃机，并且控制dc-dc转换器利用通过dc-dc转换器从蓄电池电源组提供的电力对超级电容器电源组再充电。

电子控制系统可以可操作为控制第二电压电平以根据超级电容器电源组的温度或者超级电容器电源组的功能状态中的至少一个来改变。超级电容器电源组的功能状态可以取决于超级电容器电源组的寿命和使用，并且通常与可用的电力相关联。通过根据超级电容器电源组的温度和功能状态为超级电容器电源组设置电压极限，可以实现在发动机冷启动、发动机自动停止以及发动机重新启动性能方面的更高稳定性。

在一方面，启动器系统包括逆变器，其可操作为将来自超级电容器电源组的直流转换成用来驱动无刷电动启动器马达的多相交流。

在另一方面，车辆动力传动系包括可操作地连接至内燃机的曲轴的环形齿轮，并且启动器系统包括配置为通过无刷电动启动器马达可旋转地驱动的小齿轮。小齿轮可以是可滑动的，并且启动器系统可以包括将无刷电动启动器马达的轴连接至小齿轮的单向离合器。小齿轮可以在脱离位置和接合位置之间移动，在脱离位置中小齿轮从环形齿轮脱离，在接合位置中小齿轮与环形齿轮啮合地接合以将从无刷电动启动器马达提供的扭矩传递至曲轴。螺线管可操作地连接至小齿轮。电子控制系统可操作为命令螺线管到禁用状态并且交替地到启用状态。当螺线管处于禁用状态时小齿轮移动到脱离位置，并且当螺线管处于启用状态时移动到接合位置。

在一实例中，电子控制系统包括动力传动系控制器和马达控制器。动力传动系控制器可以配置为命令马达控制器为无刷电动启动器马达通电，例如通过利用来自超级电容器电源组通过将直流转换成交流的逆变器的电力，以及单独地命令螺旋管到启用状态以接合小齿轮。对小齿轮螺线管和无刷电动启动器马达的控制可以通过单独的控制信号，并且无需附加的螺线管来启用无刷电动启动器马达，这可以减少针对发动机重新启动改变主意进行响应的延迟。

在钥匙曲柄启动之后的冷启动期间以及发动机自动停止事件之后的驾驶模式期间，电子控制系统可以控制无刷电动启动器马达利用从超级电容器电源组提供的电力来启动内燃机。在一个实例中，电子控制系统配置为仅在超级电容器电源组的电压电平大于预定的最小电压极限的情况下命令发动机自动停止事件。

蓄电池电源组可以配置为通过电力母线为车辆电气负载供电，该电力母线通过dc-dc转换器与超级电容器电源组和无刷电动启动器马达隔离。这可以有助于防止在发动机启动或重新启动时出现电压骤降影响通过电力母线供电的车辆电气负载。

在一实例中，超级电容器电源组可以包括多个串联连接的超级电容器。在一个实例中，蓄电池电源组的标称电压为12伏特，超级电容器电源组的标称电压为至少16伏特，并且多个超级电容器可以包括六个或七个超级电容器，其各自具有在约400法拉(f)和约2000f之间的电容。在另一实例中，超级电容器电源组的标称电压可以是48伏特，并且多个超级电容器可以包括各自具有范围从200f至1000f的电容的十八个至二十个超级电容器。

公开了一种控制用于动力传动系的启动器系统的方法。动力传动系包括内燃机，并且启动器系统包括选择性地可操作地连接至内燃机的无刷电动启动器马达、超级电容器电源组、蓄电池电源组以及可操作为从蓄电池电源组到超级电容器电容组提高电压的dc-dc转换器。方法包括：接收动力传动系唤醒信号，并且响应于接收到动力传动系唤醒信号通过电子控制系统确定超级电容器电源组的当前电压电平、温度以及功能状态。方法进一步包括：基于超级电容器电源组的当前电压电平、温度以及功能状态设定超级电容器电源组的充电电压(v1)，启用从dc-dc转换器到超级电容器电源组的输出，以及通过来自蓄电池电源组的电力对超级电容器电源组充电直到超级电容器电源组的电压电平(vc)大于或等于充电电压(v1)。

该方法可以利用无刷电动启动器马达来曲柄启动发动机实现发动机的冷启动。例如，方法可以包括接收发动机钥匙曲柄启动信号，并且响应于该发动机钥匙曲柄启动信号，通过电子控制系统确定超级电容器电源组的电压电平(vc)是否大于或等于充电电压(v1)和预定公差带(δv1)之间的差。方法可以包括在超级电容器电源组的电压电平(vc)大于或等于充电电压(v1)和预定公差带(δv1)之间的差的情况下，命令螺旋管到启用状态以将齿轮移动到与发动机环形齿轮接合，并且通过利用来自超级电容器电源组的电力对无刷电动启动器马达通电使无刷电动启动器马达能够启动内燃机。

为了完成冷启动，方法可以进一步包括：监测一个或多个发动机运行参数，确定该一个或多个发动机运行参数何时满足指示完成发动机启动一个或多个预定义值，当该一个或多个发动机运行参数满足预定义值时停止对无刷电动启动器马达的通电，以及当一个或多个发动机运行参数满足一个或多个预定义值时命令螺旋管到禁用状态以使小齿轮从发动机环形齿轮脱离。

方法还可以实现发动机自动停止。例如，方法可以包括：在驾驶模式期间，接收满足针对发动机自动停止事件的一个或多个阈值条件的一个或多个车辆与进行参数，响应于接收到该一个或多个车辆运行参数确定超级电容器电源组的经更新的电压电平(vc)、经更新的温度以及经更新的功能状态。方法随后可以包括：设定超级电容器电源组的最小电压电平(v2)，并且如果超级电容器电源组的经更新的电压电平(vc)大于或等于最小电压电平(v2)和针对通过超级电容器电源组的最小电压电平(v2)的发动机重新启动的预定公差带(δv2)的和，则命令发动机自动停止事件，在该发动机自动停止事件中停止对内燃机的燃料供应和点火。

方法可以在发动机自动停止期间实现对超级电容器电源组的再充电，使得超级电容器电源组准备好用于后续的发动机重新启动。例如，在发动机自动停止事件之后，方法可以包括：基于超级电容器电源组的经更新的电压电平(vc)、经更新的温度以及经更新的功能状态设定超级电容器电源组的经更新的充电电压(v1)。如果经更新的电压电平(vc)小于经更新的充电电压(v1)和预定公差带(δv1)之间的差，则方法可以包括使得来自dc-dc转换器的输出能够通过来自蓄电池电源组的电力将超级电容器电源组充电到经更新的充电电压(v1)，直到超级电容器电源组的电压电平大于或等于经更新的充电电压(v1)和预定公差带(δv1)之间的差。

为了在发动机自动停止事件之后实现发动机重新启动事件，方法可以包括：接收满足针对发动机重新启动事件的一个或多个阈值条件的一个或多个车辆运行参数，并且确定超级电容器电源组的经更新的电压电平(vc)是否大于或等于超级电容器电源组的最小电压电平(v2)和预定公差带(δv2)的和。如果超级电容器电源组的经更新的电压电平(vc)大于或等于超级电容器电源组的最小电压电平(v2)和预定公差带(δv2)的和，则方法可以包括：命令螺线管到启用状态以将小齿轮移动到与发动机环形齿轮接合，并且在自命令螺线管到启用状态后的预定量的时间之后，利用来自超级电容器电源组的电力对无刷电动启动器马达通电以重新启动内燃机。

为了完成发动机重新启动事件，方法可以进一步包括：监测一个或多个发动机运行参数，确定该一个或多个发动机运行参数何时满足指示完成发动机重新启动的一个或多个预定义值，当该一个或多个发动机运行参数满足预定义值时停止对无刷电动启动器马达的通电，以及当一个或多个发动机运行参数满足一个或多个预定义值时命令螺旋管到禁用状态以使小齿轮从发动机环形齿轮脱离。

如果超级电容器电源组的经更新的电压电平(vc)小于超级电容器电源组的最小电压电平(v2)和预定公差带(δv2)的和，则在命令螺线管到启用状态之前和在利用来自超级电容器电源组的电力对无刷电动启动器马达通电之前，方法可以包括将超级电容器电源组充电到经更新的充电电压(v1)设定直到超级电容器电源组的电压电平大于或等于超级电容器电源组的最小电压电平(v2)和预定公差带(δv2)的和。

当结合附图时，通过对用于实现本公开的最佳模式的以下详细描述，本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。

附图说明

图1是包括具有启动器系统的动力传动系的车辆示意图，该启动器系统具有无刷电动启动器马达、蓄电池电源组以及超级电容器电源组。

图2是包含在图1的动力传动系中的超级电容器电源组的示意性透视图。

图3a是控制图1的启动器系统的方法的部分的示意性流程图，其包括用于在电子控制系统唤醒时对超级电容器电源组充电的功能以及用于利用无刷电动启动器马达从冷启动来启动发动机的功能。

图3b是控制图1的启动器系统的方法的其他部分的示意性流程图，包括发动机自动停止功能和发动机重新启动功能。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在整个视图中指代相同的部件，图1是示出了包括动力传动系12的车辆10。动力传动系12具有内燃机e，作为唯一的推进力来源。话句话说，车辆10是非混合动力车辆。然而，本文中所讨论的动力传动系12以及控制车辆动力传动系12的启动器系统61的方法100还可以在混合动力车辆上使用。

内燃机e使用燃料，燃料被提供给发动机e的汽缸并且当在汽缸中引入火花时燃烧，从而驱动发动机e的曲轴14以推进车辆10。变速器t具有由曲轴14驱动的输入构件以及多个相互啮合的齿轮和扭矩传递机构(例如，选择性接合或固定的离合器和制动器)，其允许通过变速器t从曲轴14到输出构件16的多个速度比。输出构件16通过差速器18以及可能其他的速比改变部件(例如，最终传动)连接至车辆车轮20。为了例示说明本公开的特征的目的仅示出了一组车辆车轮20，但是车辆10具有两组车轮。另一组车轮可以或可以不由变速器t驱动。

动力传动系12包括具有无刷电动启动器马达m的启动器系统，该无刷电动启动器马达m被用于由冷启动来启动发动机e以及在驾驶模式期间的自动停止之后重新启动发动机e。无刷电动启动器马达m是设置在车辆10上的唯一启动器马达。实际上，车辆10并不包括另一个用于启动发动机e或用于车辆推进的电动马达。发动机e是用于推进的唯一动力装置。然而，在其他实施例中，可以包含另一电动马达并且在各种操作模式下用于推进，例如在作为混合动力电动车辆的实施例中。

无刷电动启动器马达m配置有比有时在车辆上使用以用于发动机启动的标准12伏特马达更高的电压和更高的功率。例如，在所示实施例中，无刷电动启动器马达m可以具有比蓄电池电源组22相对更高的标称电压，例如至少16伏特、至少18伏特、36伏特或者48伏特。无刷电动启动器马达是有利的，因为它们具有更长的寿命周期，并且相比于包括同等尺寸的刷型马达的其他类型的马达，可以提供更稳定和迅速的发动机启动。在各种配置中，无刷电动启动器马达m可以是开关磁阻马达、内部永磁体马达，或者具有足以启动和重新启动发动机e的功率，与此同时还具有能够装配到具有较低电压和功率的刷型启动器马达的封装空间内的相对较小尺寸(直径和长度)的另一种无刷马达。

启动器系统61包括蓄电池电源组22，蓄电池电源组包括一个或多个蓄电池电池并且具有12伏特的标称电压。蓄电池电源组22沿12伏特电力母线24(也被称为低压电力母线)向12伏特车辆电气负载l提供电力。动力传动系12还包括发电机g，其由发动机曲轴14通过皮带和滑轮装置26可旋转地驱动。发电机g通过包含在本文中所述的电子控制系统29中的动力传动系控制器27来控制，以在某些车辆运行条件下，例如在再生制动模式期间，将曲轴14的扭矩转换成提供给蓄电池电源组22的电力从而对蓄电池电源组22充电。

为了更迅速地并以比利用蓄电池电源组22所可能的更高的电压为无刷电动启动器马达m提供电力，超级电容器电源组28可以可操作地连接至蓄电池电源组22和无刷电动启动器马达m，如本文中所述。更具体地，参考图2，超级电容器电源组28包括多个串联连接的多个超级电容器30。每个超级电容器30的正端子利用导体棒31(在图2中仅对其中一些进行了编号)连接至之后超级电容器的负端子，同时串联的第一个超级电容器30的负端子和最后一个超级电容器30的正端子可用于连接至动力传动系12中的部件。

蓄电池电源组22由一个或多个蓄电池电池构成，它们由于化学反应而提供电力。超级电容器电源组28的超级电容器30在电场中存储能量从而能够比在蓄电池电源组中更快地充电和放电，在蓄电池电源组的充电和放电由于对电流的内部阻抗被减缓。

在一个实例中，蓄电池电源组22的标称电压为12伏特，超级电容器电源组28的标称电压为至少16伏特，并且多个超级电容器30可以包括六个或七个超级电容器，其各自具有在约400法拉(f)和约2000f之间的电容。在另一实例中，超级电容器电源组28的标称电压可以是48伏特，并且多个超级电容器30可以包括各自具有范围从200f至1000f的电容的十八个至二十个超级电容器。在所示示范性实施例中，多个超级电容器30包括各自具有500f的电容的二十个超级电容器30。通过串联地连接超级电容器30，整个超级电容器电源组28的电容为25f。在一个实例中，如果在发动机冷启动或发动机重新启动期间通过超级电容器电源组28以125安培的最大电流提供了6千瓦的0.5秒曲柄启动脉冲，则超级电容器电源组28的压降将为2.5伏特。在此类配置中用来在30秒内将超级电容器电源组28从36伏特的最小电压再充电到48伏特的电压所需要的充电电流可以为10安培，并且针对dc-dc转换器32的合适功率要求可以是大约480瓦特。

启动器系统61包括dc-dc转换器32，其配置为可操作地连接蓄电池电源组22和超级电容器电源组28，以及可操作为将在蓄电池电源组22的第一电压电平上的直流转换成在超级电容器电源组28的第二电压电平上的直流，第二电压电平大于第一电压电平。dc-dc转换器32通过本文中所述的控制系统来控制。

启动器系统61还包括逆变器34，其可操作为将来自超级电容器电源组28的直流转换成用来驱动无刷电动启动器马达m的多相交流。逆变器34可以与马达控制器36一起包含在模块中，该模块包含在动力传动系12的电子控制系统29中。

启动器系统61包括具有小齿轮42的电动小齿轮螺线管s。电动小齿轮螺线管s可操作地连接至动力传动系控制器27并且具有通电状态和断电状态。小齿轮42配置为由无刷电动启动器马达m可旋转地驱动并且可以在图1中所示的脱离位置和按照虚线如42a所示的接合位置之间移动，在脱离位置中小齿轮42从环形齿轮44脱离，在接合位置中小齿轮42的齿与环形齿轮44的齿啮合地接合，该环形齿轮被安装成随曲轴14旋转(例如，通过将环形齿轮44安装到发发动机e的飞轮或者挠性板)以将从无刷电动启动器马达m提供的扭矩传递至曲轴14。在所示实施例中，当螺线管s处于断电状态时，小齿轮42在图1中显示为在脱离位置中，而当螺线管s处于通电状态时在接合位置中。螺线管s可以接收来自蓄电池电源组22或者来自超级电容器电源组28的电力从而促使螺线管s内的活塞移动控制杆l，该控制杆l促使小齿轮42移动到图1中的接合位置42a。超过额定界限单向离合器43可以可操作地设置在输出轴60和小齿轮42之间并且配置为使得，如果一旦发动机e开始运行且小齿轮42在接合位置42中而环形齿轮44尝试反向驱动小齿轮42，小齿轮42将靠惯性滑行并不会反向驱动无刷电动启动器马达m到更高的速度，使得无刷电动启动器马达m不会由于过量的感应电压而被损坏。单向离合器43被附接到小齿轮42并且可以在小齿轮42与环形齿轮44接合期间沿轴60随着小齿轮42一起轴向地滑动。

为了降低转速并增大从无刷电动启动器马达m到小齿轮42的扭矩，启动器系统61可以包括齿轮减速，例如通过行星齿轮组50，其包括安装至无刷电动启动器马达m的马达轴54并以和其相同的速度旋转的太阳齿轮52、接触的环形齿轮58(即，内部环形齿轮)以及承载与太阳齿轮52和环形齿轮58相啮合的多个小齿轮57的载架56。载架56倍连接成随与马达轴54共轴的轴延伸部60旋转，并且在轴延伸部上小齿轮42和超过额定界限单向离合器43可以响应于本文中所讨论的小齿轮螺线管s的通电和断电轴向地滑动。无刷电动启动器马达m、逆变器34、马达控制器36、小齿轮螺线管s、小齿轮42、超过额定界限单向离合器43、轴54、轴延伸部60以及减速齿轮组50包含在启动器系统61中。

电子控制系统29被显示为具有两个单独的控制器：动力传动系控制器27和马达控制器36。尽管动力传动系控制器27和马达控制器36被显示为单独的控制器，但是在一些实施例中，它们可以被集成。另外，动力传动系控制器27还可以是包含在动力传动系控制系统29的其他控制器(例如，发动机控制器和/或变速器控制器)中的任一个、其集成的组合或者可操作地与其连接。控制器27、36中的每一个具有必须的存储器和处理器，以及相关联的硬件和软件，例如，时钟或计时器、输入/输出电路等。在一实施例中，存储器可以包括足够量的只读存储器，例如磁或光存储器。例如，体现方法100的指令可以作为计算机可读指令编程到存储器中并且在车辆10的操作期间通过动力传动系控制器27的处理器执行。

马达控制器36可以可操作地连接至动力传动系控制器27并且响应电子控制信号，该电子控制信号配置为命令马达控制器36使作为来自相对高电压的超级电容器电源组28的直流的电力从超级电容器电源组28流动通过逆变器34，逆变器将电流转换成提供给无刷电动启动器马达m的交流。动力传动系控制器27接收车辆和发动机运行参数40，例如加速器和制动器踏板位置信息(或者和加速命令有关的等价信息，例如当未通过此类踏板输出时，例如在自主车辆中)、车辆速度、发动机速度、蓄电池电源组22的充电状态以及例如空调的相对高的车辆负载的状态等等。动力传动系控制器27进一步与dc-dc转换器32、超级电容器电源组28、马达控制器36、发动机e以及小齿轮螺线管s进行通信。动力传动系控制器27单独地与小齿轮螺线圈s和马达控制器36信号连通，如单独的控制线l1和l2所指示的。这实现了在本文中所述的自动停止和/或重新启动事件期间动力传动系12的快速响应时间，并且能够针对发动机重新启动改变主意而无需第二螺线管对马达m通电。

如图所示，动力传动系控制器27接收来自发动机e上的各种传感器的发动机运行状况、接收和超级电容器电源组28的运行状况有关的信息，例如温度tc和寿命以及为超级电容器电源组28指定功能状态(sof)的使用信息。温度tc和功能状态sof是根据存储的算法或者存储在动力传动系控制器27的存储器中的查找表超级电容器电源组28的期望充电电压v1的指示。

电子控制系统29配置为根据方法100控制动力传动系12，方法包括在唤醒模式期间利用储存在蓄电池电源组22中的能量对超级电容器电源组28充电，在发动机钥匙曲柄启动模式期间利用无刷电动启动器马达m从冷启动启动发动机e，在执行其中发动机e在驾驶模式期间被停止的自动停止事件，以及执行发动机重新启动实践，其中发动机e可以在驾驶模式期间在自动停止之后利用无刷电动启动器马达m重新启动。

参考图3a，方法100在开始102处开始，并且在步骤104中，动力传动系控制器27接收作为车辆运行参数40的动力传动系唤醒信号以开始唤醒功能。动力传动系唤醒信号可以是钥匙开启位置的指示或者即将来临的发动机钥匙曲柄启动的等同指示。在步骤104之后，方法100前进到步骤106，其中动力传动系控制器27确定超级电容器电源组28的当前电压电平vc，以及超级电容器电源组28的温度tc和功能状态sof。这可以通过传感器以及所存储的将感测数据与对应的电压电平、温度以及功能状态值关联的算法的组合来实现。在附图中，“y”表示对询问的肯定回答，而“n”表示否定回答。

在步骤106之后，方法100前进到步骤108，其中动力传动系控制器27基于步骤106中所确定的超级电容器电源组28的当前电压电平、温度以及功能状态设定超级电容器电源组28的充电电压v1。方法100随后前进到步骤110，其中动力传动系控制器27执行三个子步骤：子步骤(i)：设定dc-dc转换器32的输出电压vdc-dc作为充电电压v1；子步骤(ii)：设定dc-dc转换器32的输出电流idc-dc作为最大电流imax以为了尽可能加快对超级电容器电源组28的充电；以及子步骤(iii)：实现从dc-dc转换器32到超级电容器电源组28的输出，使得利用储存在蓄电池电源组22中的能量对超级电容器电源组28充电。

方法100随后前进到步骤112，其中动力传动系控制器27监测超级电容器电源组28的电压vc以确定其是否大于或等于设定充电电压v1。如果是否，则方法100继续监测并对超级电容器电源组28充电，直到超级电容器电源组28的电压vc大于或等于设定充电电压v1，在此时方法100前进到步骤114，其中禁用dc-dc转换器32的输出从而使得停止对超级电容器电源组28的充电。

理想地，将超级电容器电源组28充电到大于或等于设定充电电压v1在框116之前发生，其中当动力传动系控制器27接收到作为车辆运行参数40中的一个的发动机钥匙曲柄启动信号时其进入发动机钥匙曲柄启动功能。响应于发动机钥匙曲柄启动信号，方法100前进到步骤118，其中动力传动系控制器27确定超级电容器电源组28的电压电平vc是否大于或等于充电电压v1和预定公差带δv之间的差。该预定公差带δv由于无刷电动启动器马达启动所增加的负载引起，并且可以基于无刷电动启动器马达m的参数确定，并且还可以部分地取决于超级电容器电源组28的当前电压电平vc，以及超级电容器电源组28的温度tc和功能状态sof。

如果在步骤118中超级电容器电源组28的电压电平vc未被确定为大于或等于充电电压v1和预定公差带δv之间的差，则方法100返回到步骤110，使得超级电容器电源组28可以继续通过dc-dc转换器32利用储存在蓄电池电源组22中的能量进行充电，并且重复步骤112和114直到满足步骤118的询问。

相应地，如果在步骤118中超级电容器电源组28的电压电平vc被确定为大于或等于充电电压v1和预定公差带δv之间的差，则方法100前进到步骤120，并且动力传动系控制器27命令小齿轮螺线管s到启用状态(也被称为启用小齿轮螺线管s)以将小齿轮42移动到与发动机环形齿轮44相接合的位置42a。

在步骤120之后，方法100前进到步骤122，并且动力传动系控制器27设定定时器(其可以在动力传动系控制器27内部)以等待，直到自在步骤120中启用小齿轮螺线管s后经过的时间为为至少第一时间量t1为止。一旦已经经过了第一时间量t1，方法100前进到步骤124并且动力传动系控制器27执行以下子步骤：在步骤(i)中，动力传动系控制器27命令马达控制器36启用来自逆变器34的输出，并且在子步骤(ii)中，马达控制器36通过来自动力传动系控制器27的命令设定无刷电动启动器马达m的扭矩和功率，从而使得对无刷电动启动器马达m通电以利用来自超级电容器电源组28的电力曲柄启动发动机e(即，促使曲轴14旋转)。燃料和点火也被启用。

在步骤124之后，方法100前进到步骤126，其中动力传动系控制器27监测一个或多个发动机运行参数40，例如转速、分配在汽缸中的燃料量以及自对无刷电动启动器马达m通电后经过的时间，并确定发动机运行参数何时满足指示完成发动机启动的预定义值。例如，完成发动机启动可以被定义为曲轴具有500rpm的转速以及分配了预定义体积的燃料。

在步骤126中满足了指示完成发动机启动的预定发动机运行参数之后，方法100前进到步骤128，其中动力传动系控制器27命令马达控制器36停止对无刷电动启动器马达m通电(本文中也被称为启用马达停止)，并且随后前进到步骤130，其中动力传动系控制器27命令小齿轮螺线管s到禁用状态(本文中也被称为禁用小齿轮螺线管s)以使小齿轮42从发动机环形齿轮44脱离。

在发动机e的冷启动完成以及在步骤128和130中马达停止和小齿轮螺线管s禁用之后，方法100在图3b中(如图3a中由框a所指示且在图3中的顶部重复的)在驾驶模式下继续，该驾驶模式大体上在图3b中以b指示，并且涵盖了在图3b中示出的在如本文中所述的自动停止功能和发动机重新启动功能中的步骤。在车辆10的驾驶模式b期间(可以例如通过prndl变速器挡位选择的位置或者通过其他车辆或发动机运行参数40来指示)，动力传动系控制器27可以在步骤140中接收满足针对触发发动机自动停止功能的发动机自动停止事件的一个或多个预设阈值条件的车辆运行参数40。例如，车轮20的转速为零或者接近零并且完全压下车辆制动器踏板可以是一组预设阈值条件，并且也可以针对在驾驶模式期间其中可以被认为是发动机自动停止事件的巡航存在其他预设初始条件。

在步骤140之后，响应于接收到车辆运行参数40，方法100前进到步骤142，其中动力传动系控制器27确定超级电容器电源组28的经更新的电压电平vc，以及超级电容器电源组28的经更新的温度tc和经更新的功能状态sof。这可以通过传感器以及所存储的将感测数据与对应的电压电平、温度以及功能状态值关联的算法的组合来实现。

基于在步骤142中确定的超级电容器电源组28的经更新的电压电平vc、温度tc以及功能状态sof，方法100前进到步骤144，其中动力传动系控制器27在步骤140的子步骤(i)中设定超级电容器电源组的最小电压电平v2，并在步骤140中的子步骤(ii)中设定超级电容器电源组的经更新的充电电压v1。

一旦在步骤144中设定了超级电容器电压极限，方法任选地前进到步骤146以确定超级电容器电源组28的经更新的电压电平vc是否大于或等于最小电压电平v2和针对通过超级电容器电源组28的最小电压电平v2的发动机重新启动的预定公差带δv2的和。如果经更新的电压电平vc未大于或等于最小电压电平v2和预定公差带δv2的和，则方法100并不执行发动机自动停止，并且作为替代前进到步骤148，在该步骤中执行以下子步骤：子步骤(i)将dc-dc转换器32的电压设定成经更新的充电电压v1；子步骤(ii)将dc-dc转换器32的电流设定成最大电流imax；以及子步骤(iii)实现从dc-dc转换器32的输出以通过来自蓄电池电源组22中的电力将超级电容器电源组28充电到经更新的充电电压v1，直到超级电容器电源组28的电压电平大于或等于经更新的充电电压v1和预定公差带δv1的差，并且随后在车辆运行参数40仍然指示满足用于命令自动停止事件的一个或多个阈值条件的情况下进入发动机自动停止功能140。

如果在步骤146中相反地确定了超级电容器电源组28的经更新的电压电平vc大于或等于最小电压电平v2和针对通过超级电容器电源组28的最小电压电平v2的发动机重新启动的预定公差带δv2的和，则方法100前进到步骤150，其中方法100命令发动机自动停止，此时停止对内燃机的燃料供应和点火。

一旦在步骤150中命令了自动停止，则方法100前进到步骤152，其中动力传动系控制器27确定经更新的电压电平vc是否大于或等于经更新的充电电压v1和预定公差带δv1之间的差，该预定公差带将在发动机10在经更新的充电电压v1上利用超级电容器电源组28重新启动的情况下出现。如果经更新的电压电平vc并不大于或等于经更新的充电电压v1和预定公差带δv1之间的差，这方法100前进到步骤154，其中发生以下子步骤：子步骤(i)将dc-dc转换器32的电压设定成经更新的充电电压v1；子步骤(ii)将dc-dc转换器32的电流设定成最大电流imax；以及子步骤(iii)使来自dc-dc转换器32的输出能够对超级电容器电源组28充电，直到超级电容器电源组28的电压电平vc大于或等于经更新的充电电压v1和预定公差带δv1之间的差，此时方法100前进到步骤156并且禁用来自dc-dc转换器32的输出。在步骤156之后，方法100退出发动机自动停止功能并且返回到b(同时车辆10保留在驾驶模式下)，等待将触发进入到后续功能的车辆运行参数40，例如发动机重新启动功能。

如果在步骤160中动力传动系控制器27接收到满足针对发动机重新启动事件的一个或多个预设阈值条件的车辆运行参数40，则方法100进入发动机重新启动功能。例如，预设初始条件可以包括制动器踏板的抬起、加速器踏板的压下等。

在满足预设阈值条件并在步骤160处进入重新启动模式之后，动力传动系控制器27在步骤162中确定超级电容器电源组28的经更新的电压电平vc(即，当前电压电平)是否大于或等于超级电容器电源组28的最小电压电平v2和预定公差带δv2的和，该预定公差带将在发动机e将要在最小电压电平v2上利用超级电容器电源组28重新启动的情况下出现。如果超级电容器电源组28的经更新的电压电平vc并未大于或等于超级电容器电源组28的最小电压电平v2和预定公差带δv2的和，则方法100前进到步骤164，其中发生以下步骤：在子步骤(i)中，将dc-dc转换器32的电压设定成经更新的充电电压v1，在子步骤(ii)中，将dc-dc转换器32的电流设定成最大电流imax，以及在子步骤(iii)中，使来自dc-dc转换器32的输出能够对超级电容器电源组28充电，直到超级电容器电源组28的电压电平vc大于或等于超级电容器电源组28的最小电压电平v2和预定公差带δv2的和，此时方法100前进到步骤166并且禁用来自dc-dc转换器32的输出。

当经更新的电压电平vc满足步骤162的发动机重新启动阈值条件时，方法前进到步骤168，其中动力传动系控制器27命令螺线管s到启用状态以将小齿轮42移动到与发动机环形齿轮44相接合(即，到位置42a)。为了确保与发动机环形齿轮44的接合，方法100可以包括步骤170，其中动力传动系控制器27设定定时器(其可以在动力传动系控制器27内部)以等待，直到自在步骤168中启用小齿轮螺线管s后经过的时间为如步骤122中的至少第一时间量t1为止，或者任选地为不同的时间量。一旦已经经过了第一时间量t1，方法100前进到步骤172，其中发生以下子步骤：在子步骤(i)中，动力传动系控制器27命令马达控制器36启用来自逆变器34的输出(即，启用无刷电动启动器马达)，并且在子步骤(ii)中，设定无刷电动启动器马达m的扭矩和功率，从而使得对无刷电动启动器马达m通电以利用来自超级电容器电源组28的电力曲柄启动发动机e(即，促使曲轴14旋转)。燃料和点火也被启用。

在步骤172之后，方法100前进到步骤174，其中动力传动系控制器27监测一个或多个发动机运行参数，例如曲轴转速、分配在汽缸中的燃料量以及自对无刷电动启动器马达m通电后经过的时间，并确定发动机运行参数何时满足指示完成发动机启动的预定义阈值值。例如，完成发动机重新启动可以被定义为曲轴14具有大于或等于500rmp的转速且在启用无数电动启动器马达m之后保持了预定义量的时间，以及定义为分配了预定义体积的燃料。

在步骤174中满足了指示完成发动机启动的预定阈值值之后，方法100前进到步骤176，其中动力传动系控制器27命令马达控制器36停止对无刷电动启动器马达m通电，并且随后前进到步骤178，其中动力传动系控制器27命令小齿轮螺线管s到禁用状态以使小齿轮42从发动机环形齿轮44脱离。方法100随后退出发动机重新启动功能并且在车辆10保留在驾驶模式下时返回到b。

尽管已经详细描述了用于实现本公开的最佳模式，熟悉本公开所涉及领域的技术人员可以意识到在所附权利要求书范围内的用于实践本公开的各种替代设计和实施例。