CN110506159B - 发动机起动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供发动机起动控制装置，其能够加快怠速停止时的绕回。在发动机起动控制装置(80)中，具有：回转控制部(90)，其在通过操作起动开关(35)使发动机起动时，执行使曲轴(51)反转驱动的回转控制；绕回用反转控制部(101)，其在刚刚通过怠速停止控制使发动机停止之后，立即执行使曲轴(51)反转驱动的绕回控制；马达制动控制部(102)，其在利用绕回用反转控制部(101)进行绕回控制后，通过正转驱动曲轴(51)来执行相对于该绕回控制的反转驱动的马达制动控制。利用绕回用反转控制部(101)进行反转驱动时的马达电流值被设定为利用回转控制部(90)进行反转驱动时的马达电流值以上的值。

Description

发动机起动控制装置
技术领域
本发明涉及发动机起动控制装置，其能够通过怠速停止时的回转(スイングバック，swingback)控制来加快曲轴的绕回(巻き戻し，windback)。
背景技术
在专利文献1中，如其说明书摘要所述，作为能够在怠速停止控制期间将直到绕回控制完成的时间缩短的发动机起动控制装置，公开如下。
具体而言，在专利文献1的段落0048中，已经公开一种控制方法为在从完全停止状态起动的情况下利用回转控制部设定的回转用反转占空比(例如为100％)，且在怠速停止开始时利用绕回控制部设定的绕回用反转占空比(例如为100％。或者也可以为90～100％之间)。
另外，作为怠速停止开始时绕回控制部的处理，在专利文献1的段落0050中，已经公开一种控制，其具有马达制动装置，当检测到曲轴已绕回至规定位置时，反转驱动ACG起动机马达，而使马达制动作用于曲轴，马达制动装置利用多个占空比使马达制动分级起作用。在此，在马达制动控制过程中，能够检测节气门开度与曲柄转速。
即，在专利文献1中，在回转时，为了抑制活塞被压缩反作用力推回并将曲轴向正转方向驱动的“回摆(揺り戻し)”，通过进行利用多个占空比使马达制动分级起作用的控制，而实现了缩短直到绕回控制完成的时间的目的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2011-21588号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在上述现有技术中，尽管在回转时通过利用多个占空比使马达制动分级起作用而实现了缩短直到绕回控制完成的时间，进而缩短自怠速停止起的再起动的时间，但还要求进一步缩短时间。特别是，因为在使马达制动起作用前的反转驱动期间的占空比不一定为较大的值，所以，对于该部分还存在快速化的余地。
本发明是鉴于上述现有技术的问题而提出的，目的在于提供一种发动机起动控制装置，其能够加快进行怠速停止时的绕回。
用于解决技术问题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的第一特征在于，提供一种发动机起动控制装置(80)，其根据规定条件的成立执行使发动机(E)自动停止的怠速停止控制，并利用使曲轴(51)正转驱动或反转驱动的马达(70)，在所述发动机(E)停止后反转驱动曲轴(51)，该发动机起动控制装置(80)具有：回转控制部(90)，其在通过起动开关(35)的操作使发动机起动时，执行使所述曲轴(51)反转驱动的回转控制；绕回用反转控制部(101)，其在刚刚通过怠速停止控制使发动机停止之后，立即执行使所述曲轴(51)反转驱动的绕回控制；马达制动控制部(102)，其在利用所述绕回用反转控制部(101)进行绕回控制后，执行相对于所述绕回控制的反转驱动的马达制动控制；利用所述绕回用反转控制部(101)进行反转驱动时的马达电流值设定为利用所述回转控制部(90)进行反转驱动时的马达电流值以上的值。
另外，本发明的第二特征在于，所述马达制动控制部(102)通过正转驱动所述曲轴(51)，而执行所述马达制动控制。
另外，本发明的第三特征在于，马达制动控制部(102)通过使驱动所述马达(70)的开关元件短路的短路制动，而执行所述马达制动控制。
另外，本发明的第四特征在于，还具有提供使所述曲轴(51)正转驱动或反转驱动的所述马达(70)的驱动电压且电压的额定值相互不同的第一电池(216)以及第二电池(222)，在所述马达(70)的驱动期间，从所述第一电池(216)或者所述第二电池(222)的任一电池提供驱动电压。
另外，本发明的第五特征在于，还具有过电流保护电路(262)，其构成为能够以利用所述绕回用反转控制部(101)进行的所述马达(70)的所述反转驱动的电流值不会超过规定值的方式将反转驱动的电流进行分流。
另外，本发明的第六特征在于，还具有马达制动实施判断图表(TB)，其根据所述曲轴(51)的位置及转速，区分并定义马达制动区域(R1)与反转驱动区域(R2)，所述马达制动控制部(102)监测各时刻的所述曲轴(51)的位置及转速，在该监测的位置及转速向所述马达制动实施判断图表(TB)中所述马达制动区域(R1)内转移的时间点，开始所述马达制动控制。
另外，本发明的第七特征在于，所述马达制动实施判断图表(TB)被定义为，转速越大、从所述反转驱动区域(R2)向所述马达制动区域(R1)过渡的分界位置距与所述发动机(E)的压缩上止点对应的规定位置越远。
另外，本发明的第八特征在于，还具有停止位置调整控制部(103)，其在利用所述马达制动控制部(102)进行的马达制动控制结束后、判定为存在所述曲轴(51)向正转方向回摆的情况下，通过反转驱动所述曲轴(51)，抑制该回摆。
此外，本发明的第九特征在于，在所述绕回用反转控制部(101)中，在判定为所述曲轴(51)的位置因反转驱动而接近压缩上止点时，将所述反转驱动时的马达电流值切换为较小的值。
发明的效果
根据本发明的第一特征，即，在根据规定条件的成立执行使发动机(E)自动停止的怠速停止控制、并利用使曲轴(51)正转驱动或反转驱动的马达(70)、在所述发动机(E)停止后反转驱动曲轴(51)的发动机起动控制装置(80)中，具有：通过起动开关(35)的操作使发动机起动时执行使所述曲轴(51)反转驱动的回转控制的回转控制部(90)、在刚刚通过怠速停止控制使发动机停止之后立即执行使所述曲轴(51)反转驱动的绕回控制的绕回用反转控制部(101)、以及在利用所述绕回用反转控制部(101)进行绕回控制后执行相对于所述绕回控制的反转驱动的马达制动控制的马达制动控制部(102)，利用所述绕回用反转控制部(101)进行反转驱动时的马达电流值设定为利用所述回转控制部(90)进行反转驱动时的马达电流值以上的值，能够通过将怠速停止控制时绕回控制的反转驱动的电流值与现有方法不同地设定为回转控制时绕回控制的反转驱动的电流值以上、即较大的值，而加快进行怠速停止时的绕回，并且，还通过马达制动控制，相对于怠速停止控制时的绕回控制中较大的反转驱动进行制动控制，由此能够防止曲柄位置越过压缩上止点。
根据本发明的第二特征，即，所述马达制动控制部(102)通过正转驱动所述曲轴(51)执行所述马达制动控制，能够通过正转驱动执行马达制动控制，由此能够使曲轴容易地停止在规定的位置。
根据本发明的第三特征，即，所述马达制动控制部(102)通过使驱动所述马达(70)的开关元件短路的短路制动执行所述马达制动控制，能够通过短路制动执行马达制动控制，由此能够使曲轴容易地停止在规定的位置。
根据本发明的第四特征，即，还具有提供使所述曲轴(51)正转驱动或反转驱动的所述马达(70)的驱动电压、且电压的额定值相互不同的第一电池(216)以及第二电池(222)，并在所述马达(70)的驱动时从所述第一电池(216)或者第二电池(222)的任一电池提供驱动电压，因为为不是由单一的电池、而是从第一电池(216)或者第二电池(222)的任一电池提供驱动电压这样的自由度较高的结构，所以能够更容易设定各驱动电流的大小关系。
根据本发明的第五特征，即，还具有构成为能够以利用所述绕回用反转控制部(101)进行的所述马达(70)的所述反转驱动的电流值不会超过规定值的方式对反转驱动的电流进行分流的过电流保护电路(262)，能够防止怠速停止控制时的反转驱动马达电流值为过大的值。
根据本发明的第六特征，即，还具有根据所述曲轴(51)的位置及转速，区分并定义马达制动区域(R1)与反转驱动区域(R2)的马达制动实施判断图表(TB)，所述马达制动控制部(102)监测各时刻的所述曲轴(51)的位置及转速，并在该监测的位置及转速向所述马达制动实施判断图表(TB)中所述马达制动区域(R1)内转移的时间点，开始所述马达制动控制，能够通过参照马达制动实施判断图表(TB)，在与曲轴(51)的位置及转速对应的适当的时刻开始马达制动控制，由此能够以在压缩上止点附近的适当的位置使怠速停止时的绕回完成的方式进行控制。
根据本发明的第七特征，即，所述马达制动实施判断图表(TB)定义为，转速越大、从所述反转驱动区域(R2)向所述马达制动区域(R1)迁移的分界位置距与所述发动机(E)的压缩上止点对应的规定位置越远，能够通过曲轴(51)的转速越高、越在更早的时刻开始马达制动控制，由此能够以在压缩上止点附近的适当的位置使怠速停止时的绕回完成的方式进行控制。
根据本发明的第八特征，即，还具有在利用所述马达制动控制部(102)的马达制动控制结束后判定存在所述曲轴(51)向正转方向回摆的情况下，通过反转驱动所述曲轴(51)来抑制该回摆的停止位置调整控制部(103)，能够抑制回摆。
根据本发明的第九特征，即，在所述绕回用反转控制部(101)中，在判定为所述曲轴(51)的位置因反转驱动而使接近压缩上止点时，将所述反转驱动时的马达电流值切换为较小的值，由此能够抑制因反转驱动引起越过压缩上止点。
附图说明
图1是应用本发明一个实施方式的发动机起动控制装置的脚踏型机动二轮车的侧视图。
图2是图1的A-A线剖视图。
图3是ACG起动机马达的控制***的主要部分的方框图。
图4是关于本发明一个实施方式的发动机起动控制装置中、以混合结构利用电压额定值不同的两个电池的部分的结构图。
图5是表示ACG起动机马达的驱动控制的ECU(发动机起动控制装置)内的主要部件的结构的方框图。
图6是一个实施方式的怠速停止开始时利用绕回控制部进行的绕回控制的流程图。
图7是表示马达制动实施判断图表的示意例的图。
图8是表示在图7的表上的状态迁移例的图。
图9是表示本发明的怠速停止开始时利用绕回控制部的效果的示意例的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明优选的实施方式详细地进行说明。图1是应用本发明一个实施方式的发动机起动控制装置的脚踏型机动二轮车1的侧视图。车体前部与车体后部经由低地板底板部4连结。车身框架主要由下管6与主管7构成。在主管7的上方配置有座椅8。
需要说明的是，本发明的发动机起动控制装置不限于脚踏型机动二轮车1之类的机动二轮车，也能够应用于三轮车及四轮车等中，但在如下的说明中，使车辆为机动二轮车来进行说明。
手柄11轴支承在头管5上，并向上方延伸，在头管5的一方的下方侧安装有旋转自如地轴支承前轮WF的前叉12。在手柄11的上部安装有兼而用作仪表盘的手柄盖13。另外，在头管5的前方配设有作为发动机起动控制装置的ECU80。
在下管6的后端，在主管7的立起部突出设有支架15。摆动单元2的悬架支架18经由连杆部件16摆动自如地支承在支架15上。
在摆动单元2的前部配设有四冲程单缸发动机E。在发动机E的后方配设有无级变速器10，在减速机构9的输出轴轴支承有后轮WR。后减震单元3介于减速机构9的上端与主管7的弯曲部之间。在摆动单元2的上方配设有与从发动机E延伸出的进气管19连接的燃料喷射装置的节气门体20及空气滤清器14。
图2是图1的A-A线剖视图。摆动单元2具有由车辆宽度方向右侧的右箱体75以及车辆宽度方向左侧的左箱体76形成的曲轴箱74。由固定于曲轴箱74的轴承53、54将曲轴51旋转自如地支承。在曲轴51，经由曲柄销52而连结有连杆73。
左箱体76兼而用作变速室箱体，在曲轴51的左端部安装有由可动侧带轮半体60与固定侧带轮半体61形成的传动带驱动带轮。固定侧带轮半体61由螺母77紧固在曲轴51的左端部。另外，可动侧带轮半体60花键嵌合在曲轴51，并在轴向上可滑动。在两个带轮半体60、61之间缠绕有V传动带62。
在可动侧带轮半体60的右侧，斜坡板(ランププレート)57固定在曲轴51。在斜坡板57的外周端部安装的滑动件58卡合于斜坡板滑动凸台部59，斜坡板滑动凸台部59在可动侧带轮半体60的外周端且沿轴向形成。另外，在斜坡板57的外周部形成有随着朝向径向外侧而接近可动侧带轮半体60地倾斜的锥形面，在该锥形面与可动侧带轮半体60之间收纳有多个配重辊63。
当曲轴51的旋转速度增加时，配重辊63由于离心力而向径向外侧移动。由此，可动侧带轮半体60向图示的左方移动并接近固定侧带轮半体61，其结果是，夹在两个带轮半体60、61之间的V传动带62向径向外侧移动，其缠绕直径增大。在摆动单元2的后方侧设有对应于两个带轮半体60、61而V传动带62的缠绕直径可变的被动带轮(未图示)。发动机E的驱动力利用上述传动带传递机构自动调整，经由未图示的离心式离合器及减速机构9(参照图1)，向后轮WR传递。
在右箱体75的内部配设有将起动机马达与AC发电机组合的ACG起动机马达70。ACG起动机马达70由外转子71以及定子72构成，用安装螺栓120将外转子71固定在曲轴51的前端锥形部，定子72配设在该外转子71的内侧并用安装螺栓121固定在右箱体75。在相对于外转子71用安装螺栓67进行固定的鼓风机65的图示右侧，安装有散热器68以及形成有多个狭缝的盖部件69。
在曲轴51，在ACG起动机马达70与轴承54之间固定有驱动未图示的凸轮轴的供凸轮链缠绕的链轮55。另外，链轮55与齿轮56一体地形成，该齿轮56向使发动机机油进行循环的油泵(未图示)传递动力。
图3是ACG起动机马达70的控制***的主要部分的方框图。与上述相同的标记表示相同或同等的部分。ECU80(发动机起动控制装置80)包括：作为对ACG起动机马达70的三相交流电进行全波整流的全波整流桥电路而构成的逆变器(インバータ，inverter)电路81、将逆变器电路81的输出限制为预定的调节电压(调节器工作电压：例如14.5V)的调节器82、发动机起动时使曲轴51反转至规定的位置的回转控制部90、怠速停止开始时使曲轴51反转至规定的位置的怠速停止开始时绕回控制部100、以及起动可否判断部266。上述各控制的详细情况将在后面叙述。
ECU80连接有燃料喷射装置28、马达角度传感器29、点火线圈21、节气门开度传感器23、燃料传感器24、检测乘员落座状态的座椅开关25、怠速停止控制许可开关26、冷却水温传感器27以及点火脉冲发生器30，来自各部的检测信号向ECU80输入。在点火线圈21的次级侧连接有火花塞22。
此外，ECU80连接有起动机继电器246、起动开关35、停止开关36、37、备用指示器38、燃料指示器39、车速传感器40以及前照灯42。在前照灯42设有调光开关43。经由主熔断器44及主开关238，从第二电池222向上述各配件供给电力。
在此，在驱动ACG起动机马达70时向ECU80供给电力的结构为依据起动可否判断部266的判定、由电压额定值不同的第二电池222或者第一电池216的任一电池进行的混合结构。接着，参照图4，说明该混合结构的详细情况。
图4是关于在本发明的一个实施方式的车辆1上搭载的发动机起动控制装置80中、以混合结构利用电压额定值不同的第一电池及第二电池的部分的结构图。
车辆1具有：ACG起动机马达70(驱动用电动机)、向ACG起动机马达70供给电力的高电压(例如48V系列)的第一电池216、向多个辅助设备218、220供给电力的低电压(例如12V系列)的第二电池222、以及通过ACG起动机马达70的驱动而起动的发动机E。
第一电池216为主电池，第二电池222为辅助电池。另外，ACG起动机马达70的驱动控制以及发动机E的起动控制由ECU80(发动机起动控制装置80)承担。需要说明的是，第一电池216例如可以为Li离子电池、Ni-MH电池或者Ni-Cd电池。另外，第二电池222例如可以为Pb电池。
在发动机起动控制装置80中，第一电池216与电池管理单元(BMU)228一起构成电池组230。BMU228监测第一电池216的状态，具有包括未图示的FET以及二极管的FET电路232。在该情况下，BMU228及ECU80相对于第一电池216并联连接，FET电路232与第一电池216的正极侧连接。第一电池216的负极侧经由电阻器234而接地。通过使构成FET电路232的FET导通，而能够从第一电池216经由FET电路232及正极侧的线路235，向ECU80供给第一电池216的电力。需要说明的是，BMU228与ECU80之间能够利用CAN通信线236接收、发送信号。因此，BMU228能够经由CAN通信线236，向ECU80通报第一电池216的充电状态(剩余容量、电压值)。
在第二电池222的正极侧连接有主开关238。通过接通主开关238，而从
第二电池222经由主开关238向辅助设备220、ECU80以及BMU228施加12V的直流电压，能够使辅助设备220、ECU80以及BMU228起动。需要说明的是，ECU80能够监测第二电池222的直流电压。
需要说明的是，作为相当于图4中的辅助设备220的例子，可以举例为图3中的备用指示器38、燃料指示器39、以及车速传感器40等。
第二电池222经由主继电器240，与辅助设备218以及具有转换器(コンバータ，converter)242的降压调节器244连接。另外，第二电池222经由起动机继电器246及二极管248(防止逆流部件)，与线路235中的BMU228的输出侧连接。
主继电器240具有电磁线圈250以及常闭触点252。另外，起动机继电器246具有电磁线圈254以及常开触点256。常闭触点252连接第二电池222的正极侧、和辅助设备218及转换器242。电磁线圈250的一端接地，另一端与主开关238连接。常开触点256连接第二电池222的正极侧和二极管248的阳极。电磁线圈254连接主开关238与ECU80。
在该情况下，在未向电磁线圈250供给电压的状态下，常闭触点252维持闭合状态。由此，第二电池222的直流电压经由常闭触点252，施加于辅助设备218，能够使该辅助设备218起动。
需要说明的是，作为相当于图4中的辅助设备218的例子，可以举例为图3中的前照灯42等。
另外，在从ECU80向电磁线圈254未供给激磁信号的状态下，常开触点256维持断开状态。另一方面，当从ECU80向电磁线圈254供给激磁信号时，常开触点256切换为闭合状态，第二电池222经由常开触点256、二极管248以及线路235，向ECU80供给电力。
二极管248的阳极位于第二电池222侧，阴极位于第一电池216侧。由此，能够防止电流从高电压的第一电池216向低电压的第二电池222流动。需要说明的是，二极管248的阳极侧与ECU80连接，能够利用ECU80监测阳极侧的电压。
构成降压调节器244的转换器242的正极侧与线路235连接，另一方面，构成降压调节器244的转换器242的负极侧接地。因此，转换器242使线路235的电压(第二电池222的直流电压)降压，经由主继电器240的常闭触点252，向第一电池216供给降压后的电压，或者向辅助设备218供给该电压。由此，能够对第二电池222进行充电，或者驱动辅助设备218。另外，降压调节器244与ECU80连接，能够利用ECU80监测降压调节器244。
在ECU80内，相对于BMU228，电压传感器258(检测部件)、电容器260、过电流保护电路262以及逆变器电路81并联连接。电压传感器258检测ECU80内的电压(在图4中为电容器260的电压)。
在发动机起动控制装置80中，也可以在BMU228内设置电压传感器258。在该情况下，也可以在BMU228内设置电压传感器258，或者在ECU80及BMU228双方设置电压传感器258，来取代ECU80内的电压传感器258。在BMU228内设置电压传感器258的情况下，例如可以在线路235与接地之间连接电压传感器258，经由线路235检测ECU80内的电压(电容器260的电压)。由此，BMU228经由CAN通信线236，能够向ECU80通报该电压传感器258检测出的电压值。需要说明的是，在如下的说明中，对在ECU80内设有电压传感器258的情况进行说明。
逆变器电路81具有六个FET(参照后面叙述的图5)，作为在各FET的源极端子与漏极端子之间形成有寄生二极管的三相全波整流电路而构成。在该情况下，在驱动控制三相无刷马达发电机即ACG起动机马达70时，将从第一电池216供给的直流电压转换为三相交流电力，将转换后的三相交流电力向ACG起动机马达70供给，由此作为马达而使其驱动。由此，能够起动发动机E，或者辅助发动机E的驱动力。
另一方面，在再生期间，ACG起动机马达70作为发电机发挥作用，动能转换为三相交流电力，该三相交流电力被逆变器电路81转换为直流电压。利用电容器260使转换后的直流电压平滑化，并向第一电池216充电。
需要说明的是，ECU80利用参照图5在后面叙述的驱动控制部85，利用规定的占空比对各FET进行开关控制，由此驱动控制ACG起动机马达70。
另外，ECU80具有起动可否判断部266。起动可否判断部266判定从BMU228经由CAN通信线236通报的第一电池216的剩余容量是否是不能驱动ACG起动机马达70(起动发动机E)的容量。然后，在起动可否判断部266判定以第一电池216当前的剩余容量不能起动发动机E的情况下，ECU80从第二电池222向ECU80供给电力，起动发动机E。
需要说明的是，实际上，第一电池216的容量对应于第一电池216的温度而变化。因此，实际上，利用未图示的温度传感器检测第一电池216的温度，由起动可否判断部266判定第一电池216的剩余容量是否为对应于该温度的、发动机E起动所需要的容量。在如下的说明中，作为起动可否判断部266，以在考虑第一电池216的温度的基础上判定第一电池216的剩余容量是否为发动机E起动所需要的容量的情况进行说明。
另外，在发动机起动控制装置80中，也可以将起动可否判断部266设置在BMU228内。即，因为BMU228监测第一电池216的状态，所以也可以将起动可否判断部266设置在BMU228内，在BMU228中合并进行第一电池216的剩余容量是否为发动机E起动所需要的容量的判定处理。在该情况下，BMU228经由CAN通信线236，将起动可否判断部266的判定结果向ECU80通报。需要说明的是，在如下的说明中，针对在ECU80内设有起动可否判断部266的情况进行说明。
此外，起动可否判断部266也可以不只监测第一电池216的剩余容量，也监测第二电池222的剩余容量，进行第一电池216或者第二电池222的剩余容量是否为发动机E起动所需要的容量的判定处理。在该情况下，可以利用未图示的电压传感器及电流传感器分别检测第二电池222的电压值及电流值，起动可否判断部266根据检测出的电压值及电流值，算出第二电池222的剩余容量，针对第二电池222进行上述判定处理。
另外，在起动可否判断部266的判定处理不限于针对第一电池216或者第二电池222的剩余容量的判定处理。起动可否判断部266只要能够判定第一电池216或者第二电池222的状态是否处于可使发动机E起动的状态即可。即，起动可否判断部266除了上述剩余容量以外，例如也可以进行针对第一电池216或者第二电池222的电压值的判定处理、或者针对第一电池216或者第二电池222的失效状态的判定处理。
在该情况下，BMU228例如可以检测第一电池216的电压值，并且检测第一电池216有无产生失效状态，将检测出的电压值及有无产生失效状态的检测结果经由CAN通信线236，向ECU80通报。
在针对第一电池216或者第二电池222的电压值的判定处理中，起动可否判断部266判定第一电池216或者第二电池222的电压值是否低于规定的设定值，当一个电池的电压值低于设定值时，确定由另一个电池起动发动机E。需要说明的是，规定的设定值例如是指用于使发动机E起动的足够的电池电压值。
另外，在针对第一电池216或者第二电池222的失效状态的判定处理中，起动可否判断部266判定第一电池216或者第二电池222是否处于失效状态，当一个电池处于失效状态时，确定由另一个电池起动发动机E。
图5是表示ACG起动机马达70的驱动控制的ECU80(发动机起动控制装置80)内的主要部件的结构的方框图。逆变器电路81将串联连接的两个功率FET以三组并联而构成。在根据起动可否判断部266的判定而确定从哪一个电池进行电力供给的第一电池216及第二电池222、与逆变器电路81之间配置有平滑电容器260。
阶段判定部83基于马达角度传感器29及点火脉冲发生器30的输出信号，将曲轴51的两周旋转分割为阶段#0～71的72个阶段(720度马达阶段)分割，并且判定当前的阶段，发动机起动状况判定部84向回转控制部90及怠速停止开始时绕回控制部100输出该判定结果。需要说明的是，阶段的判定是在发动机起动后直到基于PB传感器的输出值等完成行程判别(曲轴51的两周旋转的表背判定)的期间，通过将曲轴51的一周旋转分为阶段#0～35的36个阶段的360度马达阶段来进行。点火脉冲发生器30与ACG起动机马达70的马达角度传感器29一体地设置，检测安装在曲轴51的ACG起动机马达70的旋转角度。
本实施方式的ECU(发动机起动控制装置)80在从发动机E停止的状态起对起动开关35(参照图3)进行操作来起动发动机E时，通过一度反转至规定位置、换言之回转至规定位置后开始正转，来延长至压缩上止点的助行期间，从而能够执行提高最先越过压缩上止点时的曲轴51的旋转速度的“发动机起动时回转控制”。根据该发动机起动时回转控制，能够提高在利用起动开关35起动发动机的情况下的起动性。
另外，ECU80可以在等待信号灯等停车时，当满足规定条件则执行使发动机临时停止的怠速停止控制。开始怠速停止的规定条件例如可以是在怠速停止控制许可开关26接通、且利用座椅开关25检测出乘员落座、且由车速传感器40检测的车速为规定值(例如5km/h)以下、且由点火脉冲发生器30检测的发动机转速为规定值(例如2000rpm)以下、且由节气门开度传感器23检测的节气门开度为规定值(例如5度)以下的状态下经过了规定时间的情况等。并且，当在怠速停止期间节气门开度为规定值以上时，使发动机E再起动。
此外，本实施方式的ECU80构成为，在满足上述怠速停止条件而使发动机E临时停止时，使曲轴51从停止的位置反转至规定位置、换言之绕回至规定位置，来延长至压缩上止点的助行时间，从而能够执行提高再起动时的起动性的“怠速停止开始时绕回控制”。需要说明的是，该绕回控制在断开主开关238而使发动机E停止的情况下不执行。
发动机起动状况判定部84判定发动机E的起动是通过起动开关35的操作来进行、即从完全停止状态起动的状况、还是从怠速停止状态通过节气门操作而再起动的状况。然后，当判定为从完全停止状态起动的状况时，在回转控制部90中，在设定了使ACG起动机马达70反转时的占空比的基础上，进行回转控制。
另一方面，当通过发动机起动状况判定部84判定为从怠速停止状态再起动的状况时，利用在怠速停止开始时绕回控制部100中包括的绕回用反转控制部101，在设定了使ACG起动机马达70反转时的占空比的基础上，进行绕回控制。此外，在该绕回控制之后，利用马达制动控制部102，通过参照马达制动实施判断图表TB进行马达制动控制。马达制动控制在一个实施方式中可以通过正转驱动来进行，在另一个实施方式中可以通过短路制动来进行。此外，在该马达制动控制结束时判定存在“回摆”时，利用停止位置调整控制部103进行将该回摆抑制得较小的控制。
而且，驱动控制部85在回转控制时，将利用回转控制部90设定的占空比的驱动脉冲向逆变器电路81的各功率FET供给，使曲轴51回转。另一方面，驱动控制部85在绕回控制时，通过将利用怠速停止开始时绕回控制部100设定的占空比的驱动脉冲向逆变器电路81的各功率FET供给，而能够进行针对曲轴51的绕回控制及马达制动控制、以及存在回摆时回摆的抑制控制。
本实施方式的发动机起动控制装置(ECU)80的特征在于，使回转控制时的占空比与绕回控制时绕回用反转控制部101的占空比不同。具体而言，相对于回转控制时的反转占空比，绕回控制时的反转占空比被设定为等同或更大。需要说明的是，关于“等同”的设定以及“更大”的设定，可以是在相对于所设定的占空比的阈值判定中判定为该“等同”(等于)或者“更大”。
例如，假设在任何情况下都从第一电池216供给电力，可以在回转控制时设定为25％，在绕回控制时设定在30～40％这样的范围内。另外，在任何情况下都从第二电池222供给电力的情况下，可以在回转控制时设定为90％，在绕回控制时设定为100％。此外，在回转控制时与绕回控制时进行电力供给的电池不同的情况下，在通过电压乘以占空比而换算为平均电压的基础上，能够以绕回控制时的平均电压与回转控制时的平均电压相比等同或更大的方式设定。例如，可以在回转控制时，在第二电池222(12V)的驱动下设定为100％(即，以当换算为第一电池216(48V)的驱动下时成为25％的方式进行设定)，在绕回控制时，在第一电池216(48V)的驱动下设定为30～40％范围内的值。
需要说明的是，在上述的大小关系中设定的回转控制时以及绕回控制时各自的占空比也可以在考虑基于由冷却水温传感器27等获取的发动机温度进行修正的基础上进行设定。为了进行基于该发动机温度的修正，可以针对第一电池216及第二电池222各自预先准备发动机温度和占空比的对应表，通过参照该表进行温度修正，设定换算为共同温度的占空比成为上述的大小关系。
本实施方式的发动机起动控制装置(ECU)80如上所述，通过使绕回控制时的占空比为回转控制时的占空比以上的较大的值，而比现有方法更快速完成怠速停止开始时的绕回，由此能够比现有方法更快速进行自怠速停止起的再起动。
此外，本实施方式的发动机起动控制装置(ECU)80的特征为，为了防止随着设定如上所述的较大的占空比而导致曲柄位置越过压缩上止点，在利用绕回用反转控制部101使曲柄反转的控制的完成时间点(在该完成时间点曲轴51处于反转状态)之后，立即通过利用马达制动控制部102向曲轴51施加正转方向的扭矩，或者进行短路制动控制，而进行马达制动控制。
下面，分别说明利用回转控制部90以及怠速停止开始时绕回控制部100进行的处理。
利用回转控制部90进行的回转控制在利用发动机起动状况判定部84获得回转控制开始的判断后执行。在发动机起动状况判定部84中，当从发动机E完全停止的状态(不是自怠速停止状态起的再起动)使起动开关35在某一时刻接通时，做出应该在该时刻开始回转控制的判断。当做出该判断时，在回转控制部90中将回转控制用的占空比如上所述设定为怠速停止开始时的绕回控制用占空比以下的值的基础上，利用该占空比反转驱动ACG起动机马达70。
当通过该反转驱动、阶段判定部83检测出压缩上止点后的规定位置时，利用回转控制部90进行的回转控制结束。需要说明的是，虽然在图5等中未表示该结构，但在回转控制结束后，此外又开始ACG起动机马达70的正转驱动，并开始燃料喷射控制及点火控制，由此将发动机E起动。
图6是利用一个实施方式的怠速停止开始时绕回控制部100进行的绕回控制的流程图。
在步骤S1中，发动机起动状况判定部84判断是否已满足开始怠速停止开始时的绕回控制的条件，当满足时进入步骤S2，当不满足时，在步骤S1中待机，直至满足该条件。
在此，步骤S1中的开始怠速停止开始时的绕回控制的条件可以为下述条件，即，(1)通过已经满足如上所述的怠速停止条件，开始怠速停止控制，且(2)检测到曲轴51已停止。
在步骤S2中，绕回用反转控制部101使绕回控制用占空比如上所述，为回转控制用占空比以上的值，并在也应用了基于冷却水温传感器27(图3)的输出的发动机温度修正的基础上进行设定，然后进入步骤S3。
在步骤S3中，绕回用反转控制部101经由驱动控制部85，利用在步骤S2中设定的绕回控制用的大占空比，反转驱动ACG起动机马达70，并进入步骤S4。
需要说明的是，在步骤S3中继续反转驱动期间，也可以通过同时进行电流检测部267及过电流保护部112的监测处理并使其继续，而防止反转驱动的马达电流成为规定值以上的大电流。具体而言，可以在电流检测部267中，检测从ECU80向ACG起动机马达70流动的相电流，在该相电流为规定值以上的情况下，通过从过电流保护部112向绕回用反转控制部101发出指示，而使占空比临时降低。
或者，也可以如下所述来抑制大电流，而非如上所述在利用电流检测部267及过电流保护部112进行的监测处理中抑制大电流。即，在检测出规定值以上的相电流的情况下，也可以预先使过电流保护电路262作为分流器来发挥作用而构成，使一定量的电流从ACG起动机马达70侧向作为该分流器的过电流保护电路262侧溢出。需要说明的是，相电流也可以检测为电容器260与逆变器电路81的各FET之间的电流。
在步骤S3中，另外也可以进行如下的追加处理。即，在由阶段判定部83判定所得到的该时间点的曲柄位置已超过(通过在反转方向上超过而接近压缩上止点侧)与压缩上止点接近的规定位置(例如在压缩上止点为0度的位置的情况下为250度的位置等)的情况下，在使绕回用反转控制部101经由驱动控制部85而反转驱动ACG起动机马达70的占空比为比在步骤S2中设定的值小的值的基础上，继续反转驱动。该较小的值也可以为作为基础值的回转控制部90的占空比。通过在判定接近压缩上止点侧时将反转驱动的占空比切换为比当初的值小的该较小的值来进行设定，而高速进行绕回，且能够有效防止反转越过。
在步骤S4中，马达制动控制部102在马达制动实施判断图表TB上参照由阶段判定部83获得的该时间点的曲柄位置(所述的阶段#0～71的72阶段)与曲轴51的反转的速度，由此判断是否已满足开始马达制动控制的条件，当满足时进入步骤S5，当不满足时返回步骤S3，继续利用绕回用反转控制部101进行反转驱动控制(因此，在步骤S4中获得否定判断期间，始终利用绕回用反转控制部101继续反转驱动控制)。在步骤S5中，绕回用反转控制部101结束反转控制，之后进入步骤S6。
图7是表示在上述步骤S4中马达制动控制部102为了判断是否已满足开始马达制动控制的条件而参照的、马达制动实施判断图表TB的示意例的图。如图所示，压缩上止点的位置即接近#0的一侧的区域被设定为马达制动区域R1，包括#36～#71的范围的、远离压缩上止点的一侧的区域被设定为反转驱动区域R2。另外，设定马达制动实施判断图表TB，以使马达制动区域R1与反转驱动区域R2的分界线BD成为曲轴51的转速(Ne)越大而从反转驱动区域R2向马达制动区域R1转移的阶段#为越大的一侧(即远离压缩上止点#0的一侧)。
在步骤S4中，通过参照上述马达制动实施判断图表TB，在该时间点的一对值(阶段#、转速)在该图表TB上属于马达制动区域R1的情况下做出肯定判断，且在属于反转驱动区域R2的情况下做出否定判断。
因此，如在图8中曲轴51的转速较高的情况下的状态迁移LH以及转速较低的情况下的状态迁移LL的例子(向图7的图表TB中添加描绘的例子)所示，在转速较高的情况下，在位于更大阶段#(远离压缩上止点#0的一侧)的时间点从反转驱动区域R2向马达制动区域R1迁移，在转速较低的情况下，在位于更小阶段#(接近压缩上止点#0的一侧)的时间点从反转驱动区域R2向马达制动区域R1迁移。通过基于该马达制动实施判断图表TB的马达制动控制部102的马达制动控制(在以后说明的步骤S6中实施)，能够在对应于曲轴51的转速的适当的时刻，结束继续至该时间点的反转驱动，同时开始通过正转驱动或者短路制动进行的马达制动控制，防止越过压缩上止点。
需要说明的是，马达制动实施判断图表TB相对于图7的例示，此外也可以构成为也包括基于冷却水温传感器27的输出值的发动机温度的依赖性的三维图。
返回图6的各步骤的说明，在步骤S6中，通过马达制动控制部102经由驱动控制部85控制ACG起动机马达70，而进行马达制动控制，进入步骤S7。
如上所述，步骤S6的马达制动控制可以通过相对于ACG起动机马达70的正转驱动或者短路制动的任一控制来进行。在正转驱动ACG起动机马达70的情况下，步骤S6中的正转驱动可以以规定的占空比进行。在一个实施方式中，步骤S6中利用马达制动控制部102进行的正转驱动的占空比可以设定为与在步骤S1中设定且在步骤S3中利用的由绕回用反转控制部101进行反转驱动的占空比相等的值。
另外，在步骤S6中通过短路制动来进行马达制动控制的情况下，可以在驱动控制部85中相对于逆变器电路81，进行使三相短路、即将U、V、W三相FET(开关元件)全导通而使之短路的控制。通过该三相短路而产生电路环路，明确得到与进行正转驱动控制的情况相同方向的电流，由此能够进行制动控制。
需要说明的是，关于在步骤S6中马达制动控制部102以正转驱动或者短路制动中的哪一个方法进行马达制动控制，可以预先设定。也在利用正转驱动的情况和利用短路制动的情况中，使参照的马达制动实施判断图表TB不同。
在步骤S7中，马达制动控制部102判定是否已满足结束马达制动控制的条件，当满足时进入步骤S8，当不满足时返回步骤S6，继续维持利用马达制动控制部102进行的马达制动控制。
在此，步骤S7中结束马达制动控制的判定的条件可以为，在步骤S4中获得肯定判断以后，在步骤S5中继续进行马达制动控制的持续时间已达到规定值，或者由阶段判定部83获取的阶段#达到接近压缩上止点的规定范围内。
在步骤S8中，马达制动控制部102结束马达制动控制之后，进入步骤S9。
在步骤S9中，停止位置调整控制部103判定有无“回摆”，并在存在时进入步骤S10，在不存在时结束图6的流程。关于步骤S9中有无回摆的判定，基于在该时间点由阶段判定部83获得的阶段#，在曲轴51的旋转在阈值判定中位于正转方向的情况下判定存在回摆，在除此以外的情况下判定不存在回摆。
在步骤S10中，作为停止位置调整控制部103经由驱动控制部85抑制回摆的控制(曲轴51的停止位置调整控制)，进行正转驱动ACG起动机马达70的控制，进入步骤S11。在步骤S11中停止位置调整控制部103判定是否已满足结束该停止位置调整控制的条件，在满足时进入步骤S12，在不满足时返回步骤S11，继续利用停止位置调整控制部103进行停止位置调整控制。在步骤S12中，在停止位置调整控制部103结束了停止位置调整控制的基础上，结束图6的流程。
需要说明的是，步骤S10中利用停止位置调整控制部103进行的停止位置调整控制与所述专利文献1中作为马达制动装置所公开的控制相同，可以通过分级减小多个不同占空比，而分级使马达制动起作用。该分级的作用设定只在第一时间继续利用第一的大的占空比进行马达制动，之后，只在第二时间继续利用第二的小的占空比进行马达制动，由此也能够获得步骤S11的结束判定。
上面，作为怠速停止开始时绕回控制部100的动作的一个实施方式，说明了图6的各步骤。需要说明的是，虽然在图5及图6等中未表示该结构，但在怠速停止开始时绕回控制结束后(即图6的流程结束后)，此外，将节气门控制的操作(打开规定开度以上的操作)作为触发点，开始ACG起动机马达70的正转驱动，并且基于在怠速停止开始时绕回控制结束时提前存储的阶段，高速开始燃料喷射控制及点火控制，由此起动发动机E。
另外，作为相对于图6的流程追加的实施方式，在步骤S6、S7中继续进行马达制动控制期间、且步骤S7的结束条件未满足期间，由阶段判定部83获得的该时间点的(曲轴位置、曲轴转速)向反转驱动区域R2(图7)返回的情况下，也可以返回反转驱动的控制。即，通过步骤S7的追加判定，在判定(曲轴位置、曲轴转速)返回反转驱动区域R2(图7)的情况下，也可以返回至图6的步骤S3。
图9是表示本发明的利用怠速停止开始时绕回控制部100的效果的示意例的图，纵轴表示曲轴51的转速(绝对值)，横轴表示时间，在例如占空比为25％、30％以及35％的设定下应用利用怠速停止开始时绕回控制部100的控制时的曲线图分别表示为线L1、L2以及L3。时刻t0是在图6的步骤S1中获得肯定判定而在步骤S3中开始反转驱动的时刻。可以看出的情况如下，即越提高占空比，反转驱动的转速增加的幅度越大，并且开始马达制动控制来使转速减小的时间也更早，结束马达制动的时刻(至图6的步骤S8的时刻)如时刻t1、t2、t3提前。
另外，作为在图9中相对于本发明的怠速停止开始时绕回控制部100的控制的对比例，如现有方法那样将绕回控制时的占空比设定为比回转控制时的占空比(例如20％)小的值(例如10％)来进行绕回控制时的曲线图表示为线L4。虽然在共同时刻t0开始绕回控制，但在线L4所示的现有方法下绕回控制结束的时刻为时刻t4，比应用了本发明时的时刻t1、t2、t3延迟。另外，在线L4上，在时刻t4以后也进行回摆抑制(转速为正转方向)。
需要说明的是，虽然在图9中在应用了本发明的线L1、L2以及L3中省略了时刻t1、t2、t3以后的变化的描述，但在存在回摆的情况也可以进而进行停止位置调整控制部103的控制。因为时刻t1、t2、t3比时刻t4提前，所以，即使进行回摆抑制，最终也能够使直到回摆抑制控制完成的时间比现有技术提前。
需要说明的是，在本发明的说明中，虽然基于由驱动控制部85通过脉冲宽度调制进行驱动控制时的占空比的大小，说明了绕回用反转控制部101的设定与回转控制部90的设定的关系之类，但该大小关系仍然与由驱动控制部85进行驱动控制时设定的驱动电流的大小关系一致。即，在利用绕回用反转控制部101和回转控制部90进行驱动控制时，在能够共同利用第一电池216或者第二电池222任一电池的前提下，设定的占空比的大小关系仍然为设定的驱动电流的大小关系。另外，在利用绕回用反转控制部101和回转控制部90进行驱动控制时，在一方利用第一电池216、而另一方利用第二电池222的情况下，也通过与基于所述平均电压的换算相同地换算为平均电流，使设定的占空比的大小关系仍然为设定的驱动电流(平均值)的大小关系。
附图标记说明
E发动机；51曲轴；70ACG起动机马达；80发动机起动控制装置；35起动开关；90回转控制部；101绕回用反转控制部；102马达制动控制部；103停止位置调整控制部；216第一电池；222第二电池；262过电流保护电路；TB马达制动实施判断图表；R1马达制动区域；R2反转驱动区域。

Claims (7)

1.一种发动机起动控制装置，其根据规定条件的成立执行使发动机(E)自动停止的怠速停止控制，并利用使曲轴(51)正转驱动或反转驱动的马达(70)，在所述发动机(E)停止后反转驱动曲轴(51)，该发动机起动控制装置(80)的特征在于，具有：
回转控制部(90)，其在通过起动开关(35)的操作起动发动机时，执行使所述曲轴(51)反转驱动的回转控制；
绕回用反转控制部(101)，其在刚刚通过怠速停止控制使发动机停止之后，立即执行使所述曲轴(51)反转驱动的绕回控制；
马达制动控制部(102)，其在利用所述绕回用反转控制部(101)进行绕回控制后，执行相对于该绕回控制的反转驱动的马达制动控制；
利用所述绕回用反转控制部(101)进行反转驱动时的马达电流值设定为利用所述回转控制部(90)进行反转驱动时的马达电流值以上的值，
还具有马达制动实施判断图表(TB)，其根据所述曲轴(51)的位置及转速，区分并定义马达制动区域(R1)与反转驱动区域(R2)，且被定义为，转速越大、从所述反转驱动区域(R2)向所述马达制动区域(R1)过渡的分界位置距与所述发动机(E)的压缩上止点对应的规定位置越远，
所述马达制动控制部(102)监测各时刻的所述曲轴(51)的位置及转速，在该监测的位置及转速在所述马达制动实施判断图表(TB)中向所述马达制动区域(R1)内转移的时间点，开始所述马达制动控制。
2.如权利要求1所述的发动机起动控制装置，其特征在于，
所述马达制动控制部(102)通过正转驱动所述曲轴(51)，而执行所述马达制动控制。
3.如权利要求1所述的发动机起动控制装置，其特征在于，
所述马达制动控制部(102)通过使驱动所述马达(70)的开关元件短路的短路制动，而执行所述马达制动控制。
4.如权利要求1至3中任一项所述的发动机起动控制装置，其特征在于，
还具有提供使所述曲轴(51)正转驱动或反转驱动的所述马达(70)的驱动电压且电压的额定值相互不同的第一电池(216)及第二电池(222)，
在所述马达(70)的驱动时，从所述第一电池(216)或者所述第二电池(222)的任一电池提供驱动电压。
5.如权利要求1至3中任一项所述的发动机起动控制装置，其特征在于，
还具有过电流保护电路(262)，其构成为能够以利用所述绕回用反转控制部(101)进行的所述马达(70)的反转驱动的电流值不会超过规定值的方式将该反转驱动的电流进行分流。
6.如权利要求1至3中任一项所述的发动机起动控制装置，其特征在于，
还具有停止位置调整控制部(103)，其在利用所述马达制动控制部(102)的马达制动控制结束后、判定为存在所述曲轴(51)向正转方向回摆的情况下，通过反转驱动所述曲轴(51)来抑制该回摆。
7.如权利要求1至3中任一项所述的发动机起动控制装置，其特征在于，
在所述绕回用反转控制部(101)中，在判定为所述曲轴(51)的位置因反转驱动而接近压缩上止点时，将所述反转驱动时的马达电流值切换为较小的值。
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