起动机系统及其控制方法与流程

本公开涉及一种诸如用于动力传动系统的起动机系统，以及一种控制起动机系统的方法。

为了努力改善燃料经济性，许多车辆包括在不需要推进转矩时(诸如在车辆在红灯处停止时，或者在高速公路上滑行时)的某些状况下在车辆驾驶模式期间发生的发动机自动停止事件。在动力传动系统设计中，重量、可用包装空间和部件效率是考虑因素。

技术实现要素：

在本公开中，一种用于动力传动系统的起动机系统使用无刷电动起动机马达。还公开了一种用于控制起动机系统以利用无刷电动起动机马达提供发动机自动起动的方法。

无刷电动起动机马达可以提供诸如长寿命周期、相对较低惯性以及一致且快速的发动机起动和重启而没有明显的电压骤降的优点。例如，无刷电动起动机马达可以在比刷式起动机马达更快的时间段内获得预定义发动机曲轴转速，诸如500rpm，具有较低惯性并且能够装配在与刷式起动机马达相同的包装空间内(即，不增加尺寸)。

无刷电动起动机马达的电流消耗可能是有利的，因为在发动期间由无刷电动起动机马达汲取的峰值电流可能显著低于有刷起动机马达配置。改进的电流消耗性能降低了在发动期间用于为马达供电的电源总线上的任何电压骤降，从而消除了在发动期间补充功率提升的需要。

用于本文公开的动力传动系统的起动机系统包括无刷电动起动机马达，其可选择性地操作地连接到包括在所述动力传动系统中的内燃机。所述起动机系统包括功率电池组和功率逆变器，所述功率逆变器可操作以将从所述功率电池组提供的直流电转换为多相交流电以驱动所述无刷电动起动机马达。所述动力传动系统包括环形齿轮，其可操作地连接到所述内燃机的曲轴。所述起动机系统包括小齿轮，其被配置为由所述无刷电动起动机马达可旋转地驱动并且可在脱离位置与接合位置之间移动，在所述脱离位置中，所述小齿轮脱离所述环形齿轮，在所述接合位置中，所述小齿轮与所述环形齿轮啮合地接合以将从所述无刷电动起动机马达提供的转矩传递到所述曲轴。所述起动机系统包括可操作地连接到所述小齿轮的螺线管，并且还包括电子控制系统，所述电子控制系统可操作以使用从所述功率电池组通过所述功率逆变器提供的功率来控制所述无刷电动起动机马达以发动所述内燃机并且单独地将所述螺线管命令为禁用状态并交替地命令为启用状态。当所述螺线管处于所述禁用状态时，所述小齿轮移动到所述脱离位置，并且当所述螺线管处于所述启用状态时，所述小齿轮移动到所述接合位置。

在本公开的一方面，所述电子控制系统包括动力传动系统控制器和马达控制器。所述动力传动系统控制器被配置为命令所述马达控制器通过所述功率逆变器使用来自所述功率电池组的功率来使所述无刷电动起动机马达通电，并且将所述螺线管单独地命令为所述启用状态以接合所述小齿轮。

在本公开的一方面，电源总线可以将所述功率电池组连接到所述功率逆变器和所述无刷电动起动机马达，并且还将所述功率电池组连接到车辆电负载。换句话说，所述功率电池组和所述无刷电动起动机马达位于同一电源总线上，所述电源总线可以为标称12伏电源总线。出于这个原因，所述起动机系统和所述车辆动力传动系统可以表征为不存在可操作地将所述功率电池组连接到所述功率逆变器的dc-dc转换器。

在本公开的一方面，所述功率电池组可以是用于向所述动力传动系统供应电功率的唯一电源。换句话说，所述动力传动系统可以是非混合动力传动系统，

在本公开的一方面，所述电子控制系统被配置为确定所述内燃机的发动机转速，其中所述发动机转速是曲轴的转速。在发动机自动停止事件之后的驾驶模式期间并且仅当所述发动机转速小于或等于预定发动切断速度(n2)时，所述电子控制系统启用所述无刷电动起动机马达以使用从所述功率电池组提供的功率来发起所述内燃机。当所述发动机转速大于所述预定发动切断速度(n2)时，不需要发动所述发动机来完成重启事件。相反，只需启用燃料和火花。在这种情况下，不命令启用所述无刷电动起动机马达。

例如，在本公开的一方面，仅当发动机转速小于比所述发动切断速度(n2)更小的第一预定速度阈值(n1)时，所述电子控制系统可以被配置为：(i)将所述螺线管命令到启用状态以使所述小齿轮移动成与所述发动机环形齿轮接合，以及(ii)在将所述螺线管命令到所述启用状态之后，启用所述无刷电动起动机马达以在所述发动机自动停止事件之后的驾驶模式期间发动所述内燃机。所述第一预定速度阈值小于所述发动切断速度(n2)。另一方面，所述电子控制系统可以在将所述螺线管命令到所述启用状态之后设定计时器持续预定时间段。所述无刷电动起动机马达可以在所述预定时间段到期时启用。另外，在将所述螺线管控制到所述启用状态以使所述小齿轮移动成与所述发动机环形齿轮接合并使得所述无刷电动起动机马达发动所述发动机之后，并且仅在所述发动机转速大于所述预定发动切断速度(n2)时，所述电子控制系统被配置为启用燃料和火花以重启所述发动机。

在本公开的一方面，当所述发动机转速大于所述第一预定速度阈值(n1)并且小于或等于所述预定发动切断速度(n2)时，所述电子控制系统可以被配置为：(i)以预设转矩极限启用所述无刷电动起动机马达；以及(ⅱ)在启用所述无刷电动起动机马达之后，将所述螺线管命令到所述启用状态以使所述小齿轮移动成与所述发动机环形齿轮接合以发动所述发动机。所述电子控制系统可以被配置为设定计时器并且在启用所述无刷电动起动机马达之后并在将所述螺线管命令到所述启用状态之前等待直到经过预定时间段。另外，在启用所述无刷电动起动机马达并将所述螺线管命令到所述启用状态之后，所述电子控制系统可以被配置为：(i)确定所述发动机转速是否大于所述预定发动切断速度(n2)，以及(ii)仅当所述发动机转速大于所述预定发动切断速度(n2)时才启用燃料和火花以重启所述发动机。

在本公开的一方面，在启用燃料和火花以重启所述发动机之后，所述电子控制系统可以被配置为：监控一个或多个发动机操作参数；确定所述一个或多个发动机操作参数何时满足指示完整发动机起动的一个或多个预定义值；当所述一个或多个发动机操作参数满足所述预定义值时，使所述无刷电动起动机马达停止通电。如果所述重启事件包括启用所述螺线管，则当所述一个或多个发动机操作参数满足所述一个或多个预定义值时，所述电子控制系统还可以将所述螺线管命令到所述禁用状态以使所述小齿轮脱离所述发动机环形齿轮。

本文公开了一种用于控制动力传动系统的起动机系统的方法，并且所述方法包括在驾驶模式期间和在发动机自动停止事件之后，经由电子控制系统接收满足用于发动机重启事件的一个或多个预设初始条件的车辆操作参数。所述动力传动系统包括内燃机和发动机环形齿轮，所述发动机环形齿轮与所述内燃机的曲轴连接。所述起动机系统包括可选择地操作地连接到所述内燃机的无刷电起动机马达、功率电池组、螺线管、可以滑动的小齿轮，并且可以包括单向离合器，其将所述无刷电动起动机马达的轴连接到所述小齿轮。所述方法还包括经由所述电子控制系统确定发动机转速，其中所述发动机转速是所述曲轴的转速，并且控制所述无刷电动起动机马达以仅当所述发动机转速小于预定发动切断速度(n2)时使用仅从所述功率电池组提供的功率来发动所述内燃机。

从以下结合附图对用于执行本公开的最佳模式的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。

附图说明

图1是包括具有内燃机的动力传动系统以及具有无刷电动起动机马达和功率电池组的起动机系统的车辆的示意图。

图2是控制图1的起动机系统(包括发动机重启功能)的方法的示意流程图。

图3是示例性刷式和无刷起动机系统的左垂直轴上的转矩(牛顿米)和右垂直轴上的功率(瓦特)与转速的曲线图的示意图。

图4是示例性刷式和无刷式起动机马达的左垂直轴上的发动机转速(每分钟转数)和右侧垂直轴上的开/关马达启用命令与水平轴上的时间(秒)的曲线图的示意图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在所有视图中指代相同的组件，图1示出了包括动力传动系统12的车辆10。动力传动系统12具有内燃机e作为唯一推进源。然而，动力传动系统12的特征和控制本文讨论的车辆动力传动系统12的起动机系统61的方法100也可以用在具有附加推进源的混合动力车辆上。

内燃机e使用燃料，所述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以驱动发动机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转矩传输机构(诸如可选择性接合或固定的离合器和制动器)，其允许具有通过变速器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和可能的附加比率改变部件(诸如最终驱动器)连接到车轮20。为了示出本公开的特征，仅示出了一组车轮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。

动力传动系统12包括具有无刷电动起动机马达m的起动机系统61，所述无刷电动起动机马达用于以冷起动来起动发动机e并且在车辆10的驾驶模式期间自动停止之后重启发动机e。无刷电动起动机马达m是设置在车辆10上的唯一起动机马达。实际上，车辆10不包括用于起动发动机e或用于车辆推进的另一个电动马达。发动机e是用于推进的唯一动力装置。然而，在其它实施例中，另一个电动马达可以包括在内并用于在各种操作模式下的推进，诸如在作为混合动力电动车辆的实施例中。

无刷电动起动机马达m被配置为12伏马达，但有时在车辆上使用功率高于标准12伏的马达用于发动机起动。例如，在所示实施例中，无刷电动起动机马达m的功率可以比类似尺寸的刷式马达高大约1千瓦。刷式马达在本文中也可以被称为有刷马达或有刷马达。无刷电动起动机马达是有利的，因为它们可以具有更长的寿命周期，并且与其它类型的马达(包括相当尺寸的刷式马达)相比可以提供更一致和更快的发动机起动。在各种配置中，无刷电动起动机马达m可以是开关磁阻马达、内部永磁马达或功率足以起动和重启发动机e同时具有相对较小尺寸(直径和长度)以装配在较低功率的刷式起动机马达的包装空间内的另一个无刷马达。

起动机系统61包括功率电池组22，其由一个或多个电池单元组成并具有12伏的标称电压。功率电池组22由一个或多个电池单元组成，所述电池单元由于化学反应而提供电能。功率电池组22是用于向车辆动力传动系统12供应电功率的唯一电源。功率电池组22沿12伏电源总线24(也被称为低压电源总线)向车辆电负载l供应12伏特的功率。电源总线24将功率电池组22连接到功率逆变器34和无刷电动起动机马达m，并且还将功率电池组22连接到车辆电负载l。换句话说，这些部件全部都可操作地连接在同一相对较低电压的电源总线24上。

动力传动系统12还包括发电机g，其可旋转地通过发动机曲轴14经由皮带和滑轮装置26驱动。发电机g由包括在本文所述的电子控制系统29中的动力传动系统控制器27控制以将曲轴14的转矩转换成电能，所述电能被提供给功率电池组22以在某些车辆操作状况期间(诸如在再生制动模式期间)对功率电池组22再充电。

动力传动系统12包括功率逆变器34，其可操作以将来自功率电池组22的直流电转换为驱动无刷电动起动机马达m所需的多相交流电。功率逆变器34可以包括在具有马达控制器36的模块中，所述马达控制器包括在动力传动系统12的电子控制系统29中。动力传动系统12不包括连接在功率电池组22与功率逆变器34之间的dc-dc转换器，因为无刷电动起动机马达m具有与功率电池组22的标称电压电平相同的电压，所述电压在所示实施例为12伏特。

电动小齿轮螺线管s可操作地连接到动力传动系统控制器27并且具有通电状态和断电状态。小齿轮42被配置为由无刷电动起动机马达m可旋转地驱动，并且可在图1中所示的脱离位置与以虚线42a示出的接合位置之间移动，在所述脱离位置中，小齿轮42脱离环形齿轮44，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，所述环形齿轮安装成随曲轴14旋转(诸如通过将环形齿轮44安装到发动机e的飞轮或挠性板上)以将从无刷电动起动机马达m提供的转矩传递到曲轴14。在所示实施例中，当螺线管s处于断电状态时，小齿轮42处于图1中所示的脱离位置，并且当螺线管s处于通电状态时，螺线管s处于接合位置。螺线管s可以从功率电池组22接收电功率，从而使螺线管s内的活塞移动杠杆l，导致小齿轮42移动到图1中的接合位置42a。超驰单向离合器43可以操作地设置在输出轴60与小齿轮42之间，并且被配置为使得如果一旦发动机e开始运转并且小齿轮42处于接合位置42a中环形齿轮44就试图反向驱动小齿轮42，则小齿轮42将会空转并且不会将无刷电动起动机马达m反向驱动到更高速度，使得无刷电动起动机马达m不会被过大的感应电压损坏。单向离合器43附接到小齿轮42并且在小齿轮42与环形齿轮44的接合期间可与小齿轮42一起沿轴60轴向滑动。

为了降低转速并增加从无刷电动起动机马达m到小齿轮42的转矩，起动机系统61可以包括诸如通过行星齿轮组50进行齿轮减速，所述行星齿轮组包括：太阳齿轮52，其安装到无刷电动起动机马达m的马达轴54并以与所述马达轴相同的速度旋转；环形齿轮58(即，内环形齿轮)，其可以接地；以及行星架56，其支撑与太阳齿轮52和环形齿轮58啮合的多个小齿轮57。行星架56连接成随轴延伸部60旋转，所述轴延伸部与马达轴54同轴，并且小齿轮42和超驰单向离合器43可响应于如本文所讨论的小齿轮螺线管s的通电和断电而在所述轴延伸部上可轴向滑动。无刷电动起动机马达m、功率逆变器34、马达控制器36、小齿轮螺线管s、小齿轮42、超驰单向离合器43、轴54、轴延伸部60和减速行星齿轮组50的部件包括在起动机系统61中。

电子控制系统29被示为具有两个单独的控制器：动力传动系统控制器27和马达控制器36。虽然动力传动系统控制器27和马达控制器36被示为单独的控制器，但是在一些实施例中，它们可以是集成的。另外，动力传动系统控制器27还可以是动力传动系统控制系统29中包括的附加控制器(诸如发动机控制器和/或变速器控制器)中的任何一者、集成组合或者可操作地连接到所述附加控制器。控制器27、36中的每一者具有必需的存储器和处理器，以及其它相关硬件和软件，例如时钟或计时器、输入/输出电路等。在一个实施例中，存储器可以包括足够量的只读存储器，例如磁性或光学存储器。例如，体现方法100的指令可以在车辆10的操作期间作为计算机可读指令被编程到动力传动系统控制器27的存储器中并由所述动力传动系统控制器的处理器执行。

马达控制器36可以可操作地连接到动力传动系统控制器27并且响应于电子控制信号，所述电子控制信号被配置为命令马达控制器36使得来自功率电池组22的功率流能够作为通过功率逆变器34的直流电，所述功率逆变器将所述电流转换为提供给无刷电动起动机马达m的交流电。动力传动系统控制器27接收车辆和发动机操作参数40，诸如加速器和制动踏板位置信息(或与诸如当不通过此类踏板输入时的加速需求等效的信息，诸如在自主车辆中)、车速、发动机转速、功率电池组22的充电状态以及相对较高车辆负载(诸如空调)的状态等。动力传动系控制器27进一步与发动机e和小齿轮螺线管s通信。如所示，动力传动系统控制器27从发动机e上的各种传感器接收发动机操作状况。动力传动系统控制器27单独地与小齿轮螺线管s和马达控制器36进行信号通信，如单独的控制线l1、l2所指示的。动力传动系统控制器27被配置为命令马达控制器36通过功率逆变器34使用来自功率电池组22的功率来使无刷电动起动机马达m通电，并且将螺线管s单独地命令为启用状态以接合小齿轮42。这使得动力传动系统12能够在如本文所述的自动停止事件和/或重启事件期间具有快速响应时间，并且能够在不需要第二螺线管使马达m通电的情况下改变主意进行发动机重启。

电子控制系统29被配置为根据方法100控制动力传动系统12，所述方法包括执行发动机重启事件，其中发动机e可以在驾驶模式期间在自动停止事件之后使用无刷电动起动机马达m来重启。在附图中，“y”表示对查询的肯定答案，而“n”表示否定答案。

参考图2，方法100在开始a开始，并且移动到步骤102，其中动力传动系统控制器27确定车辆10是否处于驾驶模式。在车辆10不处于驾驶模式时，方法100不会继续并且在步骤b结束。换句话说，如果车辆10未处于驾驶模式，则不需要并且不通过电子控制器系统29执行自动停止功能和发动机重启功能。

如果车辆10处于驾驶模式，则方法100前进到步骤104，其中动力传动系统控制器27确定车辆制动器是否开启且车速是否为零。如果车辆制动器开启，诸如如果制动踏板被踩下，或者在没有制动踏板的自主车辆中，等效控制件正在制动车辆10，并且车速也是零，诸如可以通过车轮传感器来确定，则方法100前进到步骤106，并且动力传动系统控制器27命令发动机自动停止，其禁用燃料和火花到达内燃机e来完成自动停止事件。

在驾驶模式期间并且在步骤106中完成发动机自动停止事件之后，动力传动系统控制器27接收满足用于发动机重启事件的一个或多个预设初始条件的车辆操作参数。例如，在步骤108中，动力传动系统控制器27确定制动踏板(或其在自主车辆中的等同物)是否被释放。制动踏板的释放是可以指示需要即将发动机重启的一个车辆操作参数。

在步骤108之后，方法100前进到步骤110，其中动力传动系统控制器27确定发动机转速(即，曲轴14的转速)。曲轴速度可以由转速传感器来确定，或者可以从其它发动机数据估计。执行以重启发动机e的方法100的其余部分取决于在步骤110中确定的发动机转速。更具体地，如果发动机转速小于第一预定速度阈值n1，则执行第一组步骤，如果发动机转速大于第一预定速度阈值n1但小于预定发动切断速度n2，则执行第二组步骤，并且如果发动机转速大于预定发动切断速度n2，则执行第三组步骤。方法100以这种方式取决于发动机转速，因为仅需要在相对较低的速度下经由无刷电动起动机马达m进行发动机发动以便克服发动机中的内部摩擦并将空气充分吸入气缸以允许一旦引入燃料和火花，燃烧过程就会使曲轴14转动。例如，在非限制性示例中，预定发动切断速度n2可以是350rpm至400rpm的速度。此外，当需要发动机发动时，在非常低的速度下(即，小于比发动切断速度n2更小的第一预定速度阈值n1的速度)，小齿轮42必须在无刷电动起动机马达m启用之前接合，因为需要马达的全转矩来从此类低速发动所述发动机e。在非限制性示例中，第一预定速度阈值n1可以是125rpm至150rpm。最后，在发动机转速大于或等于第一预定速度阈值n1但小于或等于预定发动切断速度n2时，发动机转速足够低使得需要一些发动，但是无刷电动起动机马达m由于发动机e的速度而需要在接合小齿轮42之前以一定速度旋转以便平稳接合。

例如，在相对较低的发动机转速下，小齿轮42首先接合，然后无刷电动起动机马达m用于在发动机e中启用燃料和火花之前发起发动机e。更具体地，在步骤112中，动力传动系统控制器27确定发动机转速是否小于第一预定速度阈值n1。如果发动机转速小于第一预定速度阈值n1，则方法100前进到步骤114，并且动力传动系统控制器27将螺线管s命令到启用状态以使小齿轮42移动成与发动机环形齿轮44接合。

然后方法100前进到步骤116，其中动力传动系统控制器27在将螺线管s命令到启用状态之后设定计时器持续预定时间段t1。这确保小齿轮42与发动机环形齿轮44完全接合，并且允许有一段时间来改变主意发生发动机重启。在预定时间段t1到期时，方法100前进到步骤118，其中动力传动系统控制器27命令马达控制器36启用无刷电动起动机马达m以凭借通过功率逆变器34将来自功率电池组22的功率提供到无刷电动起动机马达m来发动内燃机e。

然后方法100前进到步骤120，其中动力传动系统控制器27确定发动机转速是否大于预定发动切断速度n2。如果在步骤120中发动机转速不大于预定发动切断速度n2，则方法100允许无刷电动起动机马达m继续发动所述发动机e。只有在步骤120中发动机转速大于预定发动切断速度n2时，方法100才进行到步骤122，其中动力传动系统控制器27使得燃料和火花能够到达发动机e以重启发动机e。

在步骤124中，动力传动系统控制器27监控发动机操作参数40，诸如曲轴转速、分配在汽缸中的燃料量以及所经过的时间，并确定发动机操作参数何时满足指示完整发动机重启的预定义阈值。例如，完整发动机重启可以被定义为曲轴14的转速大于或等于500rpm在无刷电动起动机马达m启用之后持续预定量的时间，以及所分配的预定义燃料体积。

在满足指示步骤124中的完整发动机重启的预定阈值之后，方法100前进到步骤126，其中动力传动系统控制器27命令马达控制器36停止对无刷电动起动机马达m通电(即，实现马达停止)，然后进行到步骤128，其中动力传动系统控制器27将小齿轮螺线管s命令到禁用状态以使小齿轮42脱离发动机环形齿轮44。然后方法100退出发动机重启功能并返回到步骤102。

然而，如果动力传动系统控制器27在步骤112中确定发动机转速不小于第一预定速度阈值n1(即，大于或等于第一预定速度阈值n1)，则代替从步骤112前进到步骤114的是，方法100前进到步骤130，其中动力传动系统控制器27确定发动机转速是否大于预定发动切断速度(n2)。如果动力传动系统控制器27在步骤130中确定发动机转速不大于预定发动切断速度n2(即，小于或等于预定发动切断速度n2)，则方法100从步骤130进行到步骤132(如图2中的框c所指示，在步骤132的顶部重复)。

在步骤132中，动力传动系统控制器27命令马达控制器36以预设转矩极限启用无刷电动起动机马达m。方法100然后前进到步骤134，其中动力传动系统控制器27在命令马达控制器36以预设转矩极限启用无刷电动起动机马达m之后设定计时器持续预定时间段t2以凭借通过功率逆变器34将来自功率电池组22的功率提供到无刷电动起动机马达m来发动内燃机e。这确保无刷电动起动机马达m能够达到使得小齿轮42能够与发动机环形齿轮44无缝啮合的速度。

因此，在预定时间段t2到期时，方法100前进到步骤136，其中动力传动系统控制器27将螺线管s命令到启用状态以使小齿轮42移动成与发动机环形齿轮44接合以发动所述发动机e(即，启用小齿轮螺线管s以便用无刷电动起动机马达m发动所述发动机e)。在步骤136之后，方法100前进到步骤120，并完成如上所述的步骤120、122、124、126和128。

然而，如果动力传动系统控制器27在步骤130中确定发动机转速大于预定发动切断速度n2，则代替前进到步骤122的是，方法100从步骤130前进到步骤138，其中动力传动系统控制器27使得燃料能够到达发动机e以及实现火花以重启发动机e。小齿轮螺线管s和无刷电动起动机马达m都没有启用。当发动机转速大于预定发动切断速度n2时，无刷电动起动机马达m不用于发动所述发动机e。在此类发动机转速下，发动机e不需要发动，并且仅燃料和火花将会重启发动机e。

在步骤138之后，方法100进行到步骤140，其中动力传动系统控制器27监控发动机操作参数40，诸如曲轴转速、分配在汽缸中的燃料量以及自从启用无刷电动起动机马达61以来所经过的时间，并且如在步骤124中那样确定发动机操作参数何时满足指示完整发动机重启的预定义阈值。然后方法100退出发动机重启功能并返回到步骤102。

在图3中，曲线200描绘了具有12伏标称电压的一对示例性电动马达的性能，所述电动马达包括本公开的刷式电动机和无刷电动起动机马达m。左垂直轴202表示当发动所述发动机e时在相应马达的输出轴60处的转矩，以牛顿米为单位。右侧垂直轴204表示当发动所述发动机e时由相应马达提供的功率，以瓦特为单位。水平轴206表示输出轴60处的相应马达的转速，以每分钟转数(rpm)为单位。曲线208表示由无刷电动起动机马达m提供给发动机e的转矩。曲线210表示通过示例性刷式马达提供给发动机e的转矩。无刷电动起动机马达m在比刷式马达更宽的速度范围内向发动机e提供相对恒定的转矩。例如，从约0到1000rpm，无刷电动起动机马达m在输出轴60处提供约34n-m的相对恒定的输出转矩。

相对于刷式马达，无刷电动起动机马达m也改善了施加到发动机e的功率。曲线212表示由无刷电动起动机马达m施加的发动功率，而曲线214表示由刷式马达施加的发动功率。无刷电动起动机马达提供比刷式马达高大约1000w的峰值功率(大约3600瓦特对2600瓦特)。另外，来自刷式马达的功率在约4000rpm下降至零，而无刷电动起动机马达m在更宽的速度范围和显著更高的速度下提供功率。

在图4中，曲线图300比较发动机自动起动期间当典型的2.0升发动机由关于图3的曲线图200描述一对相同电动马达发动时的发动机转速。左垂直轴302表示发动机e的发动机转速(以rpm为单位)。右侧垂直轴304表示开/关马达启用命令信号，其中1表示“开”(即，启用)，而0表示“关”(即，禁用)。水平轴306表示以秒为单位的时间。曲线308表示无刷电动起动机马达m的发动机转速。曲线310表示刷式马达的发动机转速。曲线312表示对无刷电动起动机马达m的马达启用命令。曲线314表示对刷式马达的马达启用命令。曲线312略高于“开”水平以便在图4中可见，但是当马达启用命令开启时下降至与曲线314相同的水平。

如曲线图300中可见，发动机转速在发动机e由无刷电动起动机马达m发动时比在由刷式马达发动时增加得更快。例如，当由无刷电动起动机马达m发动时发动机转速在马达启用命令被设定为“开”(即，曲线图300中的值1)之后约0.28秒内达到500rpm，但是在由刷式马达发起时不会达到500rpm直到约0.45秒后。以309指示时间差。另外，在所示的时间范围内(多达0.9秒)，在无刷电动起动机马达m的情况下与刷式马达相比，在将马达启用命令设定为“开”之后的任何给定时间，发动机e处于较高速度。

因此，如本文所述的无刷电动起动机马达m和使用无刷电动起动机马达m控制起动机系统61以重启发动机e的方法100可以提供许多效率和性能优点。

虽然已经详细地描述了用于执行本公开的最佳模式，但是熟悉本发明所涉及的领域的技术人员将会认识到用于实践本公开的各种替代性设计和实施例在所附权利要求书的范围内。