Способы и системы улучшенного контроля скорости двигателя при запуске двигателя

Способы и системы улучшенного контроля скорости двигателя при запуске двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данная заявка относится к способам и системам управления повторным запуском двигателя.

Уровень техники

Транспортные средства разработаны для осуществления остановки двигателя при выполнении конкретных условий остановки двигателя на холостом ходу и затем для автоматического перезапуска двигателя при выполнении условий перезапуска. Такие системы остановки на холостом ходу позволяют экономить топливо, уменьшить выбросы выхлопных газов, снизить шумность транспортного средства и т.д. В некоторых системах остановки на холостом ходу скорость двигателя ограничивается при повторном запуске двигателя посредством нагрузки двигателя при помощи генератора переменного тока, механически соединенного с двигателем. Однако при повторном запуске двигателя стартеру требуется значительное количество электрического тока для запуска двигателя. Следовательно, при потреблении большего количества электрического тока от аккумулятора напряжение аккумулятора может снизиться, и механическая нагрузка на двигатель, обеспечиваемая генератором переменного тока, может измениться неожиданным и/или непредсказуемым образом.

Системы, которые пытаются ограничить скорость двигателя простым приложением, по существу, постоянного напряжения аккумулятора к индукторной катушке генератора переменного тока при запуске двигателя в случае, когда напряжение аккумулятора используется стартером для раскрутки двигателя, имеют ограниченные возможности контроля скорости двигателя при запуске двигателя. В частности, при приложении, по существу, постоянного напряжения к индукторной катушке генератора переменного тока электрический ток в индукторной катушке генератора переменного тока может быть скорее связан с сопротивлением катушки и скоростью ротора генератора переменного тока, нежели контролироваться до конкретного значения. И, поскольку нагрузка, прилагаемая генератором переменного тока к двигателю, связана с напряженностью магнитного поля генератора переменного тока, то приложение, по существу, постоянного напряжения аккумулятора к индукторной катушке генератора переменного тока может не дать желаемый уровень контроля за нагрузкой генератора переменного тока.

Раскрытие изобретения

Изобретатели в данном документе разработали систему контроля скорости двигателя при запуске двигателя, включающую: двигатель, первый аккумулятор, электрически соединяемый со стартером двигателя при запуске двигателя, генератор переменного тока, механически соединенный с двигателем, при этом генератор переменного тока имеет индукторную катушку, которая электрически демпфируется от аккумулятора при запуске двигателя, при этом индукторная катушка при запуске двигателя электрически соединяется с источником энергии отличным от аккумулятора и цепь для изменения напряженности магнитного поля, производимого индукторной катушкой посредством регулировки тока индукторной катушки.

Путем регулировки тока возбуждения генератора переменного тока, подаваемого источником энергии, который электрически демпфируется от аккумулятора, применяемого для подачи энергии для раскрутки двигателя при запуске двигателя, может стать возможным обеспечения различных нагрузок на двигатель при различных условиях запуска двигателя с тем, чтобы можно было улучшить запуск двигателя. Например, ток возбуждения генератора переменного тока можно уменьшать при более низких температурах двигателя с тем, чтобы можно было компенсировать более высокое трение двигателя при более низких температурах двигателя. Кроме того, ток возбуждения генератора переменного тока можно уменьшить при запуске двигателя на больших высотах, где может быть уменьшен крутящий момент запуска двигателя в связи с тем, что может быть доступно меньше воздуха для запуска двигателя. И поскольку ток возбуждения генератора переменного тока подается от источника энергии, который электрически демпфируется от аккумулятора, применяемого для раскрутки двигателя, то контроль тока возбуждения генератора переменного тока может быть упрощен и может быть более робастным.

Данное описание может представить несколько преимуществ. Например, подход может предложить гибкое устройство контроля тока индукторной катушки генератора переменного тока при изменении условий эксплуатации двигателя для того, чтобы скорость запуска двигателя могла быть более неизменной. Кроме того, данный подход может упростить устройство контроля тока индукторной катушки генератора переменного тока, поскольку ток возбуждения демпфируется от аккумулятора, применяемого для запуска двигателя. Путем электрического демпфирования источника энергии индукторной катушки от аккумулятора, применяемого для запуска двигателя, может стать возможным смягчение падения напряжения аккумулятора, которое может быть на устройстве контроля возбуждения генератора переменного тока. Более того, данный подход может позволить регулировать напряженность поля генератора переменного тока в соответствии с числом событий сгорания в цилиндре с момента запуска двигателя так, чтобы можно было контролировать возбуждение генератора переменного тока скорее в ответ на работу двигателя, нежели на время. В связи с этим, возбуждение генератора переменного тока может контролироваться так, чтобы нагрузку генератора переменного тока можно было регулировать более воспроизводимым способом.

Следует понимать, что краткое описание, приведенное выше, приводится для представления в упрощенной форме обобщения идей, которые далее описаны в подробном описании. Оно не предназначено для выявления ключевых или необходимых признаков заявляемого объекта, объем которого определяется лишь формулой изобретения, следующей после подробного описания. Кроме того, заявленный объект не ограничивается осуществлениями, которые устраняют какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части данного раскрытия.

Краткое описание чертежей

ФИГ.1 показывает примерную схему системы транспортного средства.

ФИГ.2-7 показывает примеры электрических цепей контроля двигателя.

ФИГ.8 показывает высокоуровневую блок-схему способа приложения нагрузки генератора переменного тока к двигателю при запуске двигателя согласно данному раскрытию.

Осуществление изобретения

Следующее описание касается систем и способов регулировки нагрузки двигателя, прилагаемой генератором переменного тока через ротор генератора переменного тока на двигатель транспортного средства при запуске двигателя для контроля скорости двигателя. Систему двигателя, как показано на ФИГ.1, можно сконфигурировать с генератором переменного тока, который механически присоединен к двигателю. Контур индукторной катушки генератора переменного тока можно сконфигурировать для регулировки прилагаемой нагрузки на двигатель посредством генератора переменного тока так, чтобы скорость двигателя можно было контролировать при запуске двигателя. Система двигателя может дополнительно включать аккумулятор для питания стартера двигателя при запуске двигателя. Как показано на ФИГ.2-7, электрическая схема двигателя, которая влияет на скорость двигателя, может быть сконфигурирована так, чтобы цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока электрически демпфировалась от аккумулятора, подающего энергию для раскрутки двигателя при запуске двигателя. Контроллер двигателя можно сконфигурировать для выполнения способа контроля, такого как способ согласно ФИГ.8, для контроля скорости двигателя при приложении более предсказуемой и постоянной механической нагрузки генератором переменного тока на двигатель. В ином случае, контроллер может регулировать ток, прилагаемый к контуру возбуждения генератора переменного тока, чтобы таким образом изменять механическую нагрузку, прилагаемую к двигателю генератором переменного тока, исходя из желаемого профиля скорости запуска двигателя. Таким образом, цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока контролируется и демпфируется от аккумулятора, подающего энергию для раскрутки двигателя при запуске. Следовательно, можно уменьшить ухудшение производительности генератора переменного тока вследствие старения аккумулятора (или других причин падения напряжения). В результате, можно улучшить регулирование нагрузки генератора переменного тока, прилагаемой к двигателю. Более того, при помощи генератора переменного тока можно улучшить контроль тока на выходе к вспомогательным электрическим устройствам при запуске двигателя.

ФИГ.1 показывает блок-схему системы транспортного средства 10, включающую приводной механизм 20 транспортного средства. Приводной механизм 20 может приводиться в движение двигателем 22. В одном примере двигатель 22 может быть бензиновым двигателем. В других примерах могут быть задействованы другие конфигурации двигателя, например дизельный двигатель. Двигатель 22 может запускаться системой 24 запуска двигателя, включающей стартер. В одном примере стартер может включать электрический мотор. Стартер может быть сконфигурирован для поддержки повторного запуска двигателя на или ниже предопределенной почти нулевой пороговой скорости, например, на или ниже 50 оборотов в минуту или 100 оборотов в минуту. Крутящий момент двигателя 22 можно регулировать посредством механизма 26 передачи крутящего момента, такого как инжектор топлива, дроссель, распредвал и т.д. Кроме того, в случае гибридного транспортного средства трансмиссию можно использовать по желанию для замедления или повышения скорости двигателя.

Крутящий момент на выходе двигателя можно передать на преобразователь 28 крутящего момента для управления автоматической коробкой передач 30. В некоторых примерах преобразователь крутящего момента можно рассматривать как компонент коробки передач. Производительность преобразователя 28 крутящего момента может контролироваться блокировочной муфтой 34 преобразователя крутящего момента. Если блокировочная муфта 34 преобразователя крутящего момента полностью выведена из зацепления, то преобразователь 28 крутящего момента передает крутящий момент на автоматическую коробку передач 30 посредством переноса жидкости между турбиной преобразователя крутящего момента и импеллером преобразователя крутящего момента, таким образом делая возможным умножение крутящего момента. В отличие от этого, если блокировочная муфта 34 преобразователя крутящего момента полностью сцеплена, то крутящий момент на выходе двигателя непосредственно передается с помощью муфты преобразователя 28 крутящего момента на ведущий вал (не показан) коробки передач 30. С другой стороны, блокировочная муфта 34 преобразователя крутящего момента может быть частично сцеплена, таким образом делая возможной регулировку величины крутящего момента, передаваемого на коробку передач.

Выходной крутящий момент из автоматической коробки передач 30 можно, в свою очередь, передать на колеса 36 с приведением в движение транспортного средства. В частности, автоматическая коробка передач 30 может регулировать входной ведущий крутящий момент на ведущем валу (не показано), ответственном за условие передвижения до передачи выходного ведущего крутящего момента на колеса. Например, крутящий момент коробки передач может быть передан на колеса 36 транспортного средства посредством сцепления одной или нескольких муфт, включая муфту переднего привода 32. По этой причине при необходимости может быть выполнено сцепление множества таких муфт. Кроме того, колеса 36 можно заблокировать, задействуя колесные тормоза 38. В одном примере колесные тормоза 38 могут быть задействованы в ответ на надавливание водителем ногой на педаль тормоза (не показано). Таким же образом, колеса 36 могут быть разблокированы посредством расцепления колесных тормозов 38 в ответ на снятия водителем ноги с педали тормоза.

Компоненты системы транспортного средства вне приводного механизма могут включать генератор переменного тока 42, аккумулятор 46 и систему рулевого управления с электроусилителем (EPAS) 48. Дополнительные вспомогательные нагрузки (не показаны) могут включать источники света, радиосистему, системы HVAC (для отопления и/или охлаждения салона транспортного средства) и т.д. Генератор переменного тока 42 можно сконфигурировать для преобразования механической энергии, образованной при работе двигателя 22, в электрическую энергию для аккумулирования в аккумуляторе 46. Генератор переменного тока 42 может включать цепь возбуждения 44 индукторной катушки. Цепь возбуждения 42 индукторной катушки может быть линейным регулятором напряжения или регулятором напряжения с широтно-импульсной модуляцией. В одном примере, сигнал касательно напряжения от контроллера 40 можно сравнить с напряжением аккумулятора посредством цепи возбуждения индукторной катушки. Если сигнал касательно напряжения контроллера отличается от напряжения аккумулятора, то среднее напряжение, прилагаемое цепью возбуждения индукторной катушки к индукторной катушке генератора переменного тока, можно повысить для того, чтобы повысить ток индукторной катушки. По этой причине, если подводится напряжение к цепи возбуждения 42 индукторной катушки генератора переменного тока, катушка по меньшей мере частично возбуждается, и, соответственно, прикладывается нагрузка на двигатель 22. Напряжение аккумулятора можно детектировать посредством электрического контакта 52. Вращающийся двигатель 22, механически соединенный с генератором переменного тока, заставляет ток течь в статор генератора переменного тока 42 через соединение 55 в аккумулятор.

В одном примере, как изображено, двигатель 22 может быть сконфигурирован для того, чтобы избирательно (и автоматически) глушиться при выполнении условий остановки на холостом ходу и перезапускаться при выполнении условий перезапуска. Можно поддерживать одну или несколько вспомогательных нагрузок, например, при 12 В, даже при выключенном двигателе. Электропитание для поддержания вспомогательных нагрузок работающих при заглушенном двигателе можно подать, по меньшей мере частично, посредством аккумулятора 46 и/или демпфера 50. Демпфер 50 может состоять из одного или нескольких дополнительных аккумуляторов (например, одного или нескольких дополнительных меньших аккумуляторов) и/или преобразователя постоянного тока в постоянный. Электрический контакт 54 соединяет электричеством выходное напряжение из демпфера 50 с цепью возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока 44. В одном примере, устройство на основе преобразователя постоянного тока в постоянный, такое как модуль качества напряжения (VQM) или модуль стабильности напряжения (VSM), можно сконфигурировать для получения регулируемого выходного напряжение постоянного тока из входного напряжения постоянного тока (или источника энергии), такого как аккумулятор 46. Выходной ток преобразователя постоянного тока в постоянный можно прилагать к различным вспомогательным нагрузкам, включая цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока и индукторную катушку генератора переменного тока.

Как конкретизировано на ФИГ.2-6, цепь возбуждения 44 индукторной катушки и индукторная катушка генератора переменного тока генератора переменного тока 42 могут электрически демпфироваться от аккумулятора 46 посредством, например, демпфера, преобразователя постоянного тока в постоянный (или устройства на основе преобразователя постоянного тока в постоянный), сконфигурированного для вывода регулируемого напряжения. В других примерах цепь возбуждения 44 индукторной катушки и индукторная катушка генератора переменного тока могут демпфироваться от аккумулятора, применяемого для запуска двигателя, через альтернативный демпфер (например, диод). Посредством демпфирования цепи возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока и индукторной катушки генератора переменного тока от аккумулятора при запуске двигателя можно улучшить контроль над магнитным полем генератора переменного тока. Более того, путем улучшения контроля над магнитным полем генератора переменного тока посредством генератора переменного тока к двигателю можно прилагать более предсказуемую и постоянную механическую нагрузку при запуске двигателя. Схемы из ФИГ.2-6 приводят примерный контроль демпфированного напряжения генератора переменного тока для индукторной катушки генератора переменного тока, в то время как схема из ФИГ.7 предусматривает регулирование тока к индукторной катушке генератора переменного тока в ответ на дополнительные условия двигателя и транспортного средства. Как конкретизировано на ФИГ.8, контроллер 40 можно сконфигурировать для изменения напряжения или тока, прилагаемого к индукторной катушке генератора переменного тока для того, чтобы таким образом регулировать механическую нагрузку, прилагаемую к двигателю посредством генератора переменного тока при запуске двигателя. Посредством изменения напряжения или тока индукторной катушки генератора переменного тока можно изменять нагрузку, которая прилагается генератором переменного тока к двигателю при запуске так, чтобы нагрузку генератора переменного тока можно было изменять в соответствии с параметрами контроля, которые не находятся в строгой зависимости от скорости двигателя. Например, ток или напряжение индукторной катушки генератора переменного тока можно отрегулировать для компенсирования трения двигателя, связанного с температурой двигателя. С другой стороны, контроллер 40 может обеспечить предсказуемую постоянную величину механической нагрузки на двигатель посредством, главным образом, поддержания постоянного напряжения к цепи индукторной катушки генератора переменного тока. Однако следует отметить, что ток индукторной катушки и нагрузка, обеспечиваемая генератором переменного тока к двигателю, не являются неизменными при приложении постоянного напряжения к индукторной катушке генератора переменного тока. Скорее при приложении постоянного напряжения к индукторной катушке генератора переменного тока ток индукторной катушки генератора переменного тока изменяется с угловой скоростью ротора. Таким образом, не смотря на то, что нагрузка, обеспечиваемая генератором переменного тока к двигателю, меняется со скоростью двигателя, нагрузка, обспечиваемая генератором переменного тока, имеет профиль нагрузки, который может быть более неизменным от запуска к запуску.

Контроллер 40 можно сконфигурировать для получения входных сигналов от двигателя 22 и соответственно регулировки механической нагрузки, прилагаемой к двигателю посредством генератора переменного тока путем регулировки напряжения или тока, подаваемого на индукторную катушку генератора переменного тока. В качестве одного примера можно выбрать профиль скорости запуска двигателя, а контроллер может регулировать напряжение или ток, подаваемые на индукторную катушку генератора переменного тока, на основе разницы между действительной скоростью двигателя и желаемым профилем скорости двигателя. Регулируя ток или напряжение индукторной катушки можно регулировать напряженность магнитного поля, производимого индукторной катушкой в роторе генератора переменного тока, так, чтобы становилось более или менее трудно вращать ротор генератора переменного тока. Таким образом, можно регулировать нагрузку, прилагаемую к двигателю посредством генератора переменного тока, механически соединенного с двигателем, при запуске двигателя так, чтобы скорость двигателя можно было регулировать до желаемой скорости двигателя.

Контроллер 40 может регулировать выходной крутящий момент двигателя путем регулирования сочетания из синхронизации момента зажигания, длительности импульса подачи топлива, синхронизации импульсов подачи топлива и/или заряда воздуха, путем контроля открытия дроссельной заслонки и/или установки фаз клапанного распределения, подъема клапана и форсирования двигателей с турбонаддувом и двигателей с наддувом. В случае дизельного топлива контроллер 40 может контролировать выходной крутящий момент двигателя путем контроля сочетания длительности импульса подачи топлива, синхронизации импульсов подачи топлива и заряда воздуха. Во всех случаях контроль над двигателем можно осуществлять по принципу цилиндр-за-цилиндром для контроля выходного крутящего момента двигателя.

При выполнении условий остановки на холостом ходу (например, если транспортное средство работает вхолостую, и параметры режима работы двигателя находятся в пределах желаемого диапазона) контроллер 40 может избирательно глушить двигатель, например, путем контролирования работы приводного механизма и/или вспомогательных деталей. Схожим образом, при выполнении условий повторного запуска двигателя, например, если транспортное средство уже в состоянии остановки на холостом ходу или один или несколько параметров режима работы двигателя находятся вне желаемого диапазона, контроллер 40 может избирательно перезапустить двигатель путем подачи питания на стартер с помощью аккумулятора. К тому же, контроллер 40 может использовать механизмы передачи крутящего момента двигателя наряду с выполнением регулировок тока, подаваемого на индукторную катушку генератора переменного тока, для контроля скорости двигателя при запуске двигателя. Путем контроля механизмов передачи крутящего момента двигателя и нагрузки, прилагаемой к двигателю посредством генератора переменного тока, может стать возможным уменьшение резких скачков скорости двигателя при запуске двигателя.

ФИГ.2-7 изображают примеры систем запуска двигателя, которые можно применять для контроля механической нагрузки, прилагаемой на двигатель посредством генератора переменного тока при запуске двигателя. Следует иметь в виду, что подобные условные обозначения означают идентичные или соответствующие компоненты или блоки в нескольких примерах.

ФИГ.2 изображает первый пример 200 системы запуска двигателя, включающей первый аккумулятор 202, электрически соединенный со стартером 204 двигателя через электрический соединитель 216 при запуске двигателя. В частности, стартер 204 питается от первого аккумулятора 202 при запуске двигателя. Генератор 206 переменного тока может механически соединяться с двигателем, который избирательно глушится при условиях остановки двигателя на холостом ходу (например, двигатель 22 из ФИГ.1). Обмотки якоря статора генератора 206 переменного тока могут электрически соединяться с аккумулятором 202. Генератор 206 переменного тока также имеет индукторную катушку 208 генератора переменного тока, сопряженную с ротором генератора переменного тока. Индукторная катушка 208 генератора переменного тока подает питание через цепь 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока. В одном примере цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока представляет собой контроллер регулируемого напряжения, который обеспечивает регулируемое среднее напряжение на индукторную катушку 208 генератора переменного тока посредством регулировки продолжительности импульса напряжения, прилагаемого на вход цепи 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока. В альтернативном примере цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока представляет собой линейный контроллер регулируемого напряжения. В одном примере цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока может управляться контроллером, внешним по отношению к генератору переменного тока (например, контроллер 40 из ФИГ.1), с регулировкой напряжения индукторной катушки генератора переменного тока так, чтобы достигалась желаемая нагрузка двигателя. Например, фактическое напряжение аккумулятора может сравниваться с заданным напряжением путем вычитания фактического напряжения аккумулятора из заданного напряжения аккумулятора. Если сравнение дает в результате значение, отличное от нуля, тогда цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока может отрегулировать продолжительность импульса напряжения, подаваемого от преобразователя 212 постоянного тока в постоянный на индукторную катушку генератора переменного тока. При запуске двигателя цепь 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока может электрически соединяться посредством электрического контакта 218 с источником энергии, отличным от первого аккумулятора 202. В одном примере, как изображено в примерах из ФИГ.2 и 3, источник энергии представляет собой преобразователь 212 постоянного тока в постоянный или устройство на основе преобразователя постоянного тока в постоянный, которое сконфигурировано так, чтобы при запуске двигателя электрически демпфировать индукторную катушку генератора переменного тока и цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока от первого аккумулятора. Система запуска двигателя может дополнительно включать прерыватель 220 или реле, параллельно соединенное с источником энергии (например, параллельно преобразователю 212 постоянного тока в постоянный в примерах из ФИГ.2-3), или демпфер. Система контроля, такая как контроллер 40 из ФИГ.1, может включать команды для размыкания прерывателя 220 при запуске двигателя для демпфирования цепи 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока и индукторной катушки 208 генератора переменного тока от аккумулятора 202 через преобразователь постоянного тока в постоянный или альтернативное устройство. После повторного запуска двигателя контроллер может замыкать прерыватель 220 с электрическим обходом цепи демпфирования (например, 212) и непосредственным электрическим замыканием цепи возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока на аккумулятор, который подает питание на стартер. С другой стороны, после запуска двигателя цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока может электрически замыкаться на выход из генератора переменного тока (например, обмотки якоря статора генератора переменного тока). В одном примере, после того, как напряжение на входе преобразователя 212 постоянного тока в постоянный превысит пороговое напряжение, или после того, как скорость двигателя спустя заданный промежуток времени достигнет пороговую скорость двигателя, контроллер может замкнуть прерыватель 220. В связи с этим, если прерыватель 220 разомкнут, то цепь 210 возбуждения индукторной катушки и индукторная катушка 208 генератора переменного тока электрически демпфируются от первого аккумулятора 202.

Преобразователь 212 постоянного тока в постоянный может дополнительно электрически замыкаться с одной или несколькими вспомогательными электрическими нагрузками 214. Одна или несколько вспомогательных нагрузок могут удерживаться на 12 В или другом желаемом напряжении даже при избирательно заглушенном двигателе. В одном примере вспомогательные электрические нагрузки 214 могут включать внутреннее освещение транспортного средства. В другом примере вспомогательные электрические нагрузки 214 могут включать систему рулевого управления с электроусилителем (EPAS). Если включается EPAS, то контроллер можно дополнительно сконфигурировать для поддержания тока, подаваемого на систему рулевого управления преобразователем постоянного тока в постоянный при запуске двигателя, так, чтобы, таким образом, сократить время срабатывания рулевого управления с усилителем. В альтернативном примере EPAS может электрически замыкаться на выход генератора переменного тока обмотки якоря статора генератора переменного тока. Поскольку улучшается контроль тока индукторной катушки генератора переменного тока посредством подачи демпфированного напряжения и/или тока на цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока и индукторную катушку генератора переменного тока через преобразователь постоянного тока в постоянный, то улучшается выходное напряжение с обмоток якоря генератора переменного тока статора ротора на EPAS. Следовательно, улучшаются эксплуатационные качества EPAS.

ФИГ.3 показывает второй пример 300 системы запуска двигателя, дополнительно включающей диод 302 в цепи, которая электрически демпфирует первый аккумулятор 202 от индукторной катушки 208 генератора переменного тока, и цепь 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока. Катод диода 302 ориентирован по направлению к цепи 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока, а анод диода 302 ориентирован по направлению к первому аккумулятору 202. В этой связи, диод 302 ограничивает электрический ток от выхода преобразователя 210 постоянного тока в постоянный к первому аккумулятору 202. Добавленный диод 302 можно использовать для восстановления работы прерывателя 220 в случае снижения работоспособности прерывателя 220. Например, если прерыватель 220 не замыкается в случае, когда напряжение аккумулятора больше выходного напряжения от преобразователя 212 постоянного тока в постоянный, диод 302 начинает проводить в прямом направлении и ток течет от аккумулятора 202 и обмотки якоря статора генератора 206 переменного тока к цепи 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока и электрическим нагрузкам 214. Таким образом, диод 302 электрически демпфирует цепь 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока и индукторную катушку 208 генератора переменного тока из первого аккумулятора 202 посредством предельного электрического тока от цепи 210 возбуждения индукторной катушки к первому аккумулятору 202.

ФИГ.4 и 5 показывают соответствующие примеры 400 и 500 системы запуска двигателя, в которых источник энергии, подающий напряжение и ток в цепь 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока при запуске двигателя представляет собой второй аккумулятор 402. В частности, примерная цепь из ФИГ.4 в целом схожа с примерной цепью из ФИГ.2 за исключением того, что источник энергии для цепи 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока и вспомогательных электрических нагрузок 214 представляет собой второй аккумулятор 402 вместо преобразователя 210 постоянного тока в постоянный. Более того, второй аккумулятор 402 не получает заряд от первого аккумулятора при запуске двигателя, как получает его преобразователь 212 постоянного тока в постоянный из ФИГ.2. Подобным образом, пример из ФИГ.5 в целом схож с примером из ФИГ.3, за исключением того, что источник энергии для цепи 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока и вспомогательных электрических нагрузок 214 представляет собой второй аккумулятор 402 вместо преобразователя 212 постоянного тока в постоянный. Более того, второй аккумулятор 402 не получает заряд от первого аккумулятора при запуске двигателя, как получает его преобразователь 212 постоянного тока в постоянный из ФИГ.3. Как показано, пример из ФИГ.5 включает добавленный диод 302, который можно использовать для восстановления работы прерывателя 220 в случае снижения работоспособности прерывателя 220. В связи с этим, в примерах из ФИГ.4-5 вторым аккумулятором 402 на цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока подается главным образом постоянное выходное напряжение.

Следует иметь в виду, что несмотря на то, что изображенные примеры иллюстрируют стартер 204, соединенный с аккумулятором, в альтернативных примерах дополнительно могут быть включены другие не-VQM нагрузки, такие как топливный насос, электроприводы регулировки наклона сиденья и обогреватель стекол.

Цепи из ФИГ.2-5 могут обеспечивать более воспроизводимые и постоянные нагрузки генератора переменного тока на двигатель при запуске. Однако, при некоторых условиях может быть желателен контроль тока возбуждения генератора переменного тока путем регулировки напряжения, прилагаемого индукторной катушкой генератора переменного тока. Например, может быть желательно при запуске двигателя регулировать ток индукторной катушки генератора переменного тока в ответ на скорость двигателя или в соответствии с предопределенным профилем, нежели регулировать напряжение индукторной катушки в ответ на разницу между заданным напряжением аккумулятора и фактическим напряжением аккумулятора.

Теперь обратимся к ФИГ.6, она показывает еще одну примерную цепь 600 для системы запуска двигателя. Здесь, кроме компонентов, ранее представленных на ФИГ.2-5, система может включать дифференциальный усилитель 608 для регулировки тока индукторной катушки генератора переменного тока посредством цепи 210 возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока. Посредством изменения среднего напряжения, прилагаемого к индукторной катушке генератора переменного тока, возможно менять ток индукторной катушки генератора переменного тока и изменять напряженность магнитного поля, производимого индукторной катушкой 208 генератора переменного тока.

В изображенном примере дифференциальный усилитель 608 получает напряжение от контроллера 40 посредством функции 610 передачи, которая связывает ток индукторной катушки генератора переменного тока с сигналом управления напряжением. В одном примере желаемая нагрузка крутящего момента генератора переменного тока преобразуется в желаемый ток индукторной катушки генератора переменного тока и выводится на дифференциальный усилитель 608 в виде напряжения. Дифференциальный усилитель 608 может питаться от источника энергии, отличного от первого аккумулятора 202. Например, дифференциальный усилитель 608 может питаться от преобразователя 212 постоянного тока в постоянный или от второго аккумулятора 402 (как показано в примерах из ФИГ.4-5). При помощи изменения электрического тока на индукторной катушке 208 генератора переменного тока через цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока при запуске двигателя можно изменять механическую нагрузку, обеспечиваемую генератором переменного тока на двигатель при запуске двигателя. Например, для достижения необходимого профиля скорости 610 запуска двигателя контроллер 40 может изменять ток, прилагаемый на индукторную катушку генератора переменного тока, чтобы таким образом регулировать механическую нагрузку, прилагаемую на двигатель при запуске двигателя. Контроллер может изменять электрический ток по цепи индукторной катушки в ответ на, например, ряд событий сгорания с момента запуска двигателя. Контроллер может дополнительно изменять электрический ток на основе барометрического давления для улучшения запуска двигателя на больших высотах. Например, контроллер может увеличивать электрический ток по цепи индукторной катушки генератора переменного тока по мере возрастания барометрического давления (например, на небольших высотах). Подобным образом, контроллер может уменьшать электрический ток по цепи индукторной катушки генератора переменного тока по мере уменьшения барометрического давления (например, на больших высотах). Регулировка электрического тока в индукторной катушке генератора переменного тока посредством регулировки среднего напряжения, прилагаемого к индукторной катушке генератора переменного тока через цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока при запуске двигателя, позволяет контроллеру 40 компенсировать более низкий крутящий момент запуска двигателя, когда на больших высотах доступно меньше воздуха для сгорания. Поэтому, если двигатель запускается на больших высотах, то профиль скорости запуска двигателя может больше совпадать с профилем скорости запуска двигателя на уровне моря, где доступно больше воздуха для повышения крутящего момента двигателя. Следовательно, механическую нагрузку, обеспечиваемую генератором переменного тока на двигатель, можно регулировать с учетом разниц в начальном крутящем моменте двигателя, которые могут иметь отношение к количеству воздуха в двигателе при запуске двигателя.

Контроллер 40 может также регулировать ток индукторной катушки генератора переменного тока через цепь возбуждения индукторной катушки генератора переменного тока по износу двигателя и дру