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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Maschine, ein Verfahren zum Steuern der Maschine, eine Maschinenstartvorrichtung und ein Fahrzeug, und insbesondere ein Starten eines Maschinenstarters, durch den ein Eingriffsmechanismus zum Eingriff eines Zahnrads bzw. Ritzels mit einem Zahnkranz bzw. Hohlrad der Maschine und eines Motor zum Drehen des Zahnrads getrennt angesteuert werden kann.
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Hintergrund
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Zum Zwecke der Kraftstoffeffizienzverbesserung, Abgasemissionsreduzierung und dergleichen können manche Automobile mit einer Verbrennungskraftmaschine und dergleichen als eine Maschine mit einer sogenannten Leerlaufstopp- oder Sparbetriebsfunktion (welche der Einfachheit halber nachstehend als „eco-run” bezeichnet wird) des automatischen Stoppens der Maschine bei dem Zustand vorgesehen sein, bei dem das Fahrzeug stoppt und der Fahrer ein Bremspedal betätigt und auch die Maschine durch die Operation des Fahrers zum Neustarten des Fahrzeugs automatisch neustartet, wie z. B. durch Verringern des betätigenden Betrags des Bremspedals auf das Niveau von Null.
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Ferner gibt es auch einen Starter zum Starten der Maschine, in dem ein Eingriffsmechanismus zum in Eingriff bringen des Zahnrads bzw. Ritzels des Starters mit dem Zahnkranz bzw. Hohlrad der Maschine und eines Motor zum Drehen des Zahnrads separat angesteuert werden kann. Zudem kann, wenn die Maschine gestartet wird, eine solche Herangehensweise verwendet werden, sodass die Maschine durch den Motor angelassen wird nachdem das Zahnrad mit dem Zahnkranz in Eingriff steht.
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Bei dem Fall, bei dem ein solcher Starter verwendet wird, um die Maschine zu starten, wenn die Maschine, wie vorstehend beschrieben, automatisch erneut gestartet wird, steuert die Steuervorrichtung die Ansteuersignale für das vorstehend beschriebene Zahnrad und den Motor, um zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgegeben zu werden. Allerdings wird, wenn die Maschine von dem Zustand das erste Mal gestartet wird, bei dem das Fahrzeug stoppt, die Ausgabespannung der Batterie gesenkt, z. B. aufgrund Verschlechterung, Temperaturabnahme und dergleichen, wodurch die Steuervorrichtung vom Aktiviert sein hindern kann. Dies kann eine Situation verursachen, bei der die Maschine nicht passend gestartet werden kann.
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Zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems offenbart die
JP 2010-090 874 A eine Konfiguration, bei der, wenn die Maschine durch einen Zündschlüssel gestartet wird, ein Eingriffsmechanismus durch ein Startanfragesignal angesteuert wird, das durch den Zündschlüssel veranlasst wird, um eine Eingriffsoperation mit dem Zahnrad auszuführen, während der Motor durch ein Signal angesteuert wird, das durch Verzögerung dieses Startanfragesignals in der Verzögerungsschaltung erhalten wird.
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Kurzfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Gemäß der in der
JP 2010-090 871 A offenbarten Konfiguration kann, da das Ansteuersignal für den Eingriffsmechanismus und den Motor ohne durch die Steuervorrichtung durchzugehen zugeführt wird, die Maschine gestartet werden, selbst wenn die Steuervorrichtung nicht verwendet werden kann.
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Bei einer solchen Verzögerungsschaltung kann jedoch, wenn eine geeignete Verzögerungsoperation nicht ausgeführt wird, wie z. B. aufgrund eines Kurzschlussstörungsauftretens in dem inneren Terminal, wodurch ein Signal verursacht wird, das in eine kürzeren Zeitperiode ausgegeben wird als eine gewünschte Verzögerungszeitperiode, das drehende Zahnrad mit dem Zahnkranz in Kontakt gebracht werden. Es kann nicht nur einen geeigneten Eingriff zwischen dem Zahnrad und dem Zahnkranz verhindern, sondern auch zu Verschleiß und Bruchstellen dieser Zahnräder führen und zudem auch zu einem erhöhten Lärm, der durch den Kontakt zwischen den Zahnrädern verursacht wird mit dem Ergebnis, dass der Nutzer bzw. Fahrer ein Unbehagen empfindet.
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Dementsprechend ist es notwendig, einen Fehler in der Verzögerungsschaltung zu erfassen, allerdings sind solche Erwägungen nicht in der
JP 2010-090874 A über eine solche Fehlererfassung für die Verzögerungsschaltung gemacht worden.
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In der
DE 10 2005 004 326 A1 ist ein Fahrzeug mit einem Starter, in dem ein Aktuator und ein Motor jeweils einzeln gesteuert werden, offenbart. Diese Vorrichtung zum Starten es Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs hat einen Startermotor mit einem Stellglied zum Einspuren eines vom Startermotor antreibbaren Ritzels in einen Zahnkranz sowie eine Steuereinheit, die eine dem Stellglied zugeordnete Schalt-Endstufe und eine dem Startermotor zugeordnete Schalt-Endstufe ansteuert.
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Die
EP 2 159 410 A2 offenbart ein weiteres System zum Neustarten eines Verbrennungsmotors.
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Die vorliegende Erfindung wurde angestrengt, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Störung in einer Verzögerungsschaltung einer Maschine zu erfassen, die mit einem Starter vorgesehen ist, in dem ein Zahnrad bzw. Ritzel und ein Motor, das das Ritzel dreht, separat voneinander gesteuert werden können, und die die Verzögerungsschaltung zum Vorsehen einer Ausgabe eines Motoransteuerbefehls bei Inbetriebnahme durch Verwendung eines Schlüssels verwendet. Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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Lösung des Problems
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Eine Steuervorrichtung für eine Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung steuert eine Maschine, die mit einem Starter vorgesehen ist, der ein zweites Zahnrad, das mit einem mit einer Kurbelwelle gekoppelten ersten Zahnrad in Eingriff gebracht werden kann; einen Aktuator, der bei einem Fahrzustand das zweite Zahnrad veranlasst, zu einer Position bewegt zu werden, bei der das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad in Eingriff gelangt; und einen Motor enthält, der das zweite Zahnrad dreht. Der Aktuator und der Motor sind jeweils getrennt voneinander durch ein den Aktuator ansteuerndes Signal und ein den Motor ansteuerndes Signal steuerbar. Die Steuervorrichtung enthält eine Verzögerungsschaltung, die beim Empfang einer manuell bedienbaren Startanfrage das den Aktuator ansteuernde Signal das durch die Startanfrage erzeugt wird, um das den Motor ansteuernde Signal zu erzeugen, verzögert. Wenn die Maschine nachdem die Maschine automatisch gestoppt wird erneut gestartet wird, erzeugt die Steuervorrichtung das den Aktuator ansteuernde Signal und das den Motor ansteuernde Signal einzeln ohne die Verzögerungsschaltung und erfasst einen Fehler in der Verzögerungsschaltung basierend auf einem Ausgabestatus von jedem der den Aktuator ansteuernden Signale und der den Motor ansteuernden Signale.
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Vorzugsweise enthält die Steuervorrichtung ferner eine Steuereinheit, die das den Aktuator ansteuernde Signal und das den Motor ansteuernde Signal erzeugt, wenn die Maschine nachdem die Maschine automatisch gestoppt wird erneut gestartet wird. Wenn die Maschine neu gestartet wird und nachdem eine Ausgabe des den Aktuator ansteuernde Signals vorgesehen wird, verlängert die Steuereinheit in einem Fall, bei dem das den Motor ansteuernde Signal von der Steuervorrichtung ausgegeben wird, selbst wenn das den Motor ansteuernde Signal nicht von der Steuereinheit ausgegeben wird, eine Zeitperiode von einer Zeit, wenn das den Aktuator ansteuernde Signal ausgegeben wird, bis zu einer Zeit, wenn das den Motor ansteuernde Signal ausgegeben wird, so dass die Zeitperiode nicht länger als eine Zeitperiode bei einem Fall dauert, bei dem den Motor ansteuernde Signal nicht von der Steuervorrichtung in dem Zustand ausgegeben wird, bei dem das den Motor ansteuernde Signal nicht von der Steuereinheit ausgegeben wird.
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Vorzugsweise enthält die Steuervorrichtung ferner eine Erfassungseinheit zum Erfassen eines Fehlers in der Verzögerungsschaltung. Wenn die Maschine erneut gestartet wird, bestimmt die Erfassungseinheit bei dem Fall, bei dem das den Motor ansteuernde Signal von der Steuervorrichtung ausgegeben wird, selbst wenn das den Motor ansteuernde Signal nicht von der Steuereinheit ausgegeben wird, dass ein Fehler in der Verzögerungsschaltung auftritt.
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Vorzugsweise bestimmt die Erfassungseinheit, dass ein tatsächlicher Fehler in der Verzögerungsschaltung auftritt, wenn ein Zustand, der als ein Fehler bestimmt wird, der in der Verzögerungsschaltung auftritt, für eine vorbestimmte erste Zeitperiode andauert.
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Vorzugsweise benachrichtigt die Erfassungseinheit, wenn die Erfassungseinheit bestimmt, dass ein tatsächlicher Fehler in der Verzögerungsschaltung auftritt, einen Nutzer bzw. Fahrer über das Auftreten eines Fehlers in der Verzögerungsschaltung.
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Vorzugsweise annulliert, nachdem bestimmt wird, dass ein Fehler in der Verzögerungsschaltung auftritt und wenn der Zustand für eine zweite Zeitperiode andauert, dass das den Motor ansteuernde Signal nicht von der Steuervorrichtung bei dem Zustand ausgegeben wird, bei dem das den Motor ansteuernde Signal nicht von der Steuereinheit ausgegeben wird, die Steuereinheit eine Bestimmung, dass ein Fehler in der Verzögerungsschaltung auftritt.
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Vorzugsweise begrenzt die Steuereinheit die Inbetriebnahme der Maschine, die die Verzögerungsschaltung verwendet, wenn bestimmt wird, dass ein Fehler in der Verzögerungsschaltung auftritt.
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Vorzugsweise begrenzt die Steuereinheit einen automatischen Stopp der Maschine unter Verwendung der Verzögerungsschaltung, wenn bestimmt wird, dass ein Fehler in der Verzögerungsschaltung auftritt.
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Ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Maschine, einen Starter und eine Steuervorrichtung, die den Starter steuert. Der Starter enthält ein zweites Zahnrad, das mit einem mit einer Kurbelwelle gekoppelten ersten Zahnrad in Eingriff gelangt bzw. gebracht werden kann, einen Aktuator, der bei einem Fahrzustand das zweite Zahnrad veranlasst, zu einer Position bewegt zu werden, bei der das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad in Eingriff gelangt, und einen Motor, der das zweite Zahnrad dreht. Der Aktuator und der Motor sind separat voneinander durch ein den Aktuator ansteuerndes Signal und ein den Motor ansteuerndes Signal steuerbar. Die Steuervorrichtung enthält eine Verzögerungsschaltung, die beim Empfang einer manuell bedienbaren Startanfrage das den Aktuator ansteuernde Signal verzögert, das durch die Startanfrage erzeugt wird, um das den Motor ansteuernde Signal zu erzeugen. Wenn die Maschine nachdem die Maschine automatisch gestoppt wird erneut gestartet wird, erzeugt die Steuervorrichtung das den Aktuator ansteuernde Signal und das den Motor ansteuernde Signal einzeln ohne die Verzögerungsschaltung und erfasst einen Fehler in der Verzögerungsschaltung basierend auf einem Ausgabestatus jedes der den Aktuator ansteuernden Signale und der den Motor ansteuernden Signale.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in der Maschine, die mit einem Starter vorgesehen ist, in dem ein Zahnrad und ein Motor, der das Zahnrad dreht, separat voneinander gesteuert werden können, und die eine Verzögerungsschaltung zum Vorsehen einer Ausgabe eines Motoransteuerbefehls bei Inbetriebnahme durch Verwendung eines Schlüssels verwendet, eine Störung in der Verzögerungsschaltung erfasst werden. Dies ermöglicht dem Starter, eine verbesserte Geräuschdämpfungsleistung und eine Langlebigkeit aufzuweisen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt ein komplettes Blockdiagramm eines Fahrzeugs, das mit einer Steuervorrichtung für eine Maschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgestattet ist.
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2 zeigt ein Diagramm zum Darstellen der Details einer Ansteuerschaltung eines Starters.
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3 zeigt ein Diagramm zum Darstellen einer Übersicht einer Störungserfassungssteuerung für eine Verzögerungsschaltung bei der vorliegenden Ausführungsform.
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4 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Störungserfassungssteuerprozesses für die Verzögerungsschaltung, die in einer Störungserfassungseinheit bei der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird.
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5 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Motoransteuersteuerprozesses, der in einer Steuereinheit bei der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Komponenten durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Deren Namen und Funktionen sind auch die Gleichen. Insofern wird deren detaillierte Beschreibung nicht wiederholt.
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1 ist ein komplettes Blockdiagramm eines Fahrzeugs 10, das mit einer Steuervorrichtung für eine Maschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist. Bezugnehmend auf 1 enthält das Fahrzeug 10 eine Maschine 100, eine Batterie 120, einen Stapler 200, eine Steuervorrichtung (die nachstehend auch als eine ECU (elektronische Steuereinheit) bezeichnet wird) 300 und Relays RY1 und RY2. Der Starter 200 enthält einen Kolben 210, einen Motor 220, einen Magneten bzw. Solenoid 230, eine Verbindungseinheit 240, ein Ausgabeelement 250 und ein Zahnrad bzw. Ritzel 260.
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Die Maschine 100 erzeugt eine Antriebskraft, um zu bewirken, dass das Fahrzeug 10 fährt. Die Maschine 100 weist eine Kurbelwelle 111 auf, die mit einem Antriebsrad über einen Antriebsstrang verbunden ist, der eine Kupplung, ein Reduziergetriebe und dergleichen enthält.
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Die Maschine 100 ist mit einem Drehzahlsensor 115 vorgesehen. Der Drehzahlsensor 115 erfasst eine Drehzahl NE einer Maschine 100 und gibt das Erfassungsergebnis an die ECU 300 aus.
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Die Batterie 120 ist eine aufladbare und entladbare elektrische Leistungsspeicherkomponente. Die Batterie 120 ist konfiguriert, um eine Sekundärbatterie, wie z. B. eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Nickel-Metallhydrid-Batterie oder eine Blei-Säure-Batterie zu enthalten. Die Batterie 120 kann auch als ein Leistungsspeicherelement, wie z. B. ein elektrischer Doppelschichtkondensator, konfiguriert sein.
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Die Batterie 120 ist mit dem Starter 200 über Relays RY1 und RY2 verbunden, die durch die ECU 300 gesteuert werden. Beim Schließen der Relays RY1 und RY2 führt die Batterie 120 eine Antriebsleistungszuführspannung dem Starter 200 zu. Zudem wird die negative Elektrode der Batterie 120 mit der Körpermasse des Fahrzeugs 10 verbunden.
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Die Batterie 120 ist mit einem Spannungssensor 125 vorgesehen. Der Spannungssensor 125 erfasst eine Ausgabespannung VB der Batterie 120 und gibt den Erfassungswert an die ECU 300 aus.
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Die Spannung der Batterie 120 wird zu einer Nebenvorrichtung, wie z. B. ECU 300 und einem Inverter einer Klimaanlage durch einen DC/DC-Wandler 127 zugeführt.
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Relay RY1 weist ein Ende, das mit der positiven Elektrode der Batterie 120 verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit dem einen Ende des Magneten 230 innerhalb des Starters 200 verbunden ist. Das Relay RY1 wird durch ein Steuersignal SE1 von der ECU 300 gesteuert, um zwischen der Versorgung und Abschaltung der Leistungszuführspannung aus der Batterie 120 zu dem Solenoid 230 umzuschalten.
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Das Relay RY2 weist ein Ende, das mit der positiven Elektrode der Batterie 120 verbunden ist, und das andere Ende auf, das mit dem Motor 220 innerhalb des Starters 200 verbunden ist. Das Relay RY2 wird durch ein Steuersignal SE2 von der ECU 300 gesteuert, um zwischen Zufuhr und Abschalten der Leistungszuführspannung von der Batterie 120 zu dem Motor 220 umzuschalten. Ferner wird ein Spannungssensor 130 in der Stromleitung vorgesehen, die das Relay RY2 und den Motor 220 verbindet. Der Spannungssensor 130 erfasst eine Motorspannung VM und gibt den Erfassungswert zur ECU 300 aus.
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Wie vorstehend beschrieben, kann das Relay RY1 und RY2 unabhängig voneinander die Zufuhr der Leistungszuführspannung zu dem Solenoid 230 und/oder Motor 220 innerhalb des Starters 200 steuern.
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Das Ausgabeelement 250 ist mit der Drehwelle des Rotors (nicht gezeigt) innerhalb des Motors z. B. durch eine gerade Kerbverzahnung oder dergleichen gekoppelt. Ferner wird das Ritzel bzw. Zahnrad 260 am Ende des Ausgabeelements 250 gegenüberliegend zu dem Motor 220 vorgesehen. Wenn das Relay RY2 geschlossen wird, um dadurch eine Leistungszuführspannung von der Batterie 120 zuzuführen, um den Motor 220 zu veranlassen, gedreht zu werden, überträgt das Ausgabeelement 250 die Drehoperation des Rotors zu dem Zahnrad 260, um das Zahnrad 260 zu veranlassen, gedreht zu werden.
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Der Solenoid 230 weist ein Ende, das mit dem Relay RY1, wie vorstehend beschrieben, verbunden ist, und ein anderes Ende auf, das mit der Körpermasse verbunden ist. Wenn das Relay RY1 geschlossen ist und der Solenoid 230 magnetisiert ist, zieht der Solenoid 230 den Kolben 210 in die Richtung, wie sie durch einen Pfeil angezeigt wird. Mit anderen Worten der Kolben 210 und der Solenoid 230 bilden einen Aktuator 232.
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Der Kolben 210 ist mit einem Ausgabeelement 250 über eine Verbindungseinheit 240 verbunden. Der Solenoid 230 wird magnetisiert, um den Plunger 210 in die Richtung anzuziehen, wie durch einen Pfeil angezeigt. Dadurch wird das Abgabeelement 250 durch die Verbindungseinheit 240 mit einem fixen Stützpunkt 245 von der in 1 gezeigten Standby-Position in die Richtung bewegt, die entgegengesetzt der Richtung liegt, bei der der Kolben 210 betätigt wird, d. h. in eine Richtung bewegt wird, in der das Zahnrad 260 von dem Körper des Motors 220 wegbewegt wird. Ferner wird auf den Kolben 210 eine Kraft durch einen Federmechanismus, der nicht gezeigt ist, in die Richtung aufgebracht, die der durch einen Pfeil in 1 angezeigten Richtung entgegengesetzt ist. Wenn der Solenoid 230 in einem nicht magnetisierten Zustand gebracht wird, kehrt der Kolben 210 zu dessen Standby-Position zurück.
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Auf diese Weise gelangt, wenn der Solenoid 230 magnetisiert wird, um zu verursachen, dass das Ausgabeelement 250 in axiale Richtung betätigt wird, das Zahnrad 260 mit dem Zahnkranz 110, der in dem äußeren Umfang eines Schwungrads oder einer Antriebsscheibe, die an einer Kurbelwelle 111 der Maschine 100 angebracht ist, vorgesehen ist, in Eingriff. Anschließend wird, wenn das Zahnrad 260 drehend bei dem Zustand betätigt wird, bei dem das Zahnrad 260 und der Zahnkranz 110 miteinander in Eingriff steht, die Maschine 100 angelassen und gestartet.
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Somit werden bei der vorliegenden Ausführungsform der Aktuator 232 und der Motor 220 getrennt voneinander gesteuert, wobei der Aktuator 232 veranlasst, dass das Zahnrad 260 bewegt wird, um mit dem Zahnkranz 110 in Eingriff zu stehen, das an dem äußeren Umfang des Schwungrads oder der Antriebsscheibe der Maschine 100 vorgesehen ist, während der Motor 220 das Zahnrad 260 dreht.
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Zudem kann, obwohl in 1 nicht gezeigt, eine Einwegkupplung zwischen einem Ausgabeelement 250 und der Drehwelle des Motors 220 vorgesehen werden, so dass der Rotor des Motors 220 vom gedreht werden durch die Drehoperation des Zahnkranzes 110 gehindert wird.
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Ferner ist der Aktuator 232 in 1 nicht auf den vorstehend beschriebenen Mechanismus begrenzt solang er die Drehung des Zahnrades 260 zu dem Zahnkranz 110 übertragen kann und zwischen dem Zustand, bei dem das Zahnrad 260 und der Zahnkranz 110 miteinander in Eingriff stehen, und dem Zustand, bei dem diese Zahnräder nicht miteinander in Eingriff stehen, umschalten kann. Beispielsweise kann der Aktuator 232 einen Mechanismus aufweisen, durch den das Zahnrad 260 und der Zahnkranz 110 miteinander durch Bewegen der Welle des Abgabeelements 250 in radialer Richtung des Zahnrads 260 in Eingriff stehen.
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Obwohl nicht gezeigt, enthält die ECU 300 eine CPU (zentrale Recheneinheit), eine Speichervorrichtung und einen Eingabe-/Ausgabe-Puffer, und erhält Signale von Sensoren und Ausgabesteuerbefehle zu jeder Vorrichtung. Die Steuerung dieser Komponenten ist nicht auf eine Verarbeitung durch eine Software begrenzt. Die Steuerung kann teilweise unter Verwendung einer bestimmten Hardware (elektronische Schaltung) ausgeführt werden.
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Die ECU 300 empfängt ein Signal ACC, das die betätigte Menge bzw. Betrag des Gaspedals 140 von dem Sensor (nicht gezeigt) zeigt, der in dem Gaspedal 140 vorgesehen ist. Die ECU 300 empfängt ein Signal BRK, das die betätigende Menge bzw. Betrag des Bremspedals 150 von dem Sensor (nicht gezeigt) zeigt, der in ein Bremspedal 150 vorgesehen ist. Ferner empfängt die ECU 300 ein Startbetätigungssignal IG-ON, das durch die Zündbetätigung des Fahrers verursacht wird und dergleichen. Basierend auf diese Teile von Informationen erzeugt die ECU 300 ein Startanfragesignal und ein Stoppanfragesignal für die Maschine 100 und in Übereinstimmung mit diesen Signalen gibt sie die Steuersignale SE1 und SE2 aus, um den Betrieb des Starters 200 zu steuern.
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Beispielsweise wird beim Erfüllen der Stoppbedingung, das das Fahrzeug stoppt und der Fahrer das Bremspedal 150 betätigt, das Stoppanfragesignal erzeugt und die ECU 300 stoppt die Maschine 100. Mit anderen Worten werden, wenn die Stoppbedingung erfüllt ist, die Kraftstoffeinspritzung und Verbrennung im Motor 100 gestoppt.
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Anschließend wird beim Erfüllen der Startbedingung, die den betätigenden Betrag des Bremspedals 150 durch den Fahrer Null erreicht, das Startanfragesignal erzeugt und die ECU 300 steuert den Motor 220 an, um die Maschine 100 zu starten. Zudem kann die Maschine 100 beim Betätigen des Gaspedals 140, eines Schalthebels zum Auswählen des Umschaltbereichs oder Gänge oder eines Schaltens zum Auswählen der Fahrzeugfahrmodi (z. B. ein Leistungsmodus, ein Eco-Modus oder dergleichen) gestartet werden.
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2 zeigt ein Diagramm zum Darstellen der Details einer Ansteuerschaltung des Starters 200. Bezugnehmend auf 2, wie in 1 beschrieben, empfängt der Solenoid 230 in dem Starter 200 eine Leistungszuführspannung von der Batterie 120 durch eine Leistungsleitung PL2 über ein Relay RY1. Das Relay RY1 weist einen Kontakt auf, der durch einen intern vorgesehenen Solenoid SL1, der durch das Steuersignal SE1 von der ECU 300 magnetisiert wird, geschlossen wird. Ferner empfängt der Solenoid SL1 in dem Relay RY1 eine Leistungszuführspannung von der Batterie 120 durch eine Leistungsleitung PL1 über einen Zündschalter IGSW und einen Kupplungsstartschalter 420.
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Dies dient als eine Schaltung für eine zuverlässige Startmaschine 100 selbst bei dem Fall, bei dem das Steuersignal SE1 nicht geeignet ausgegeben werden kann, z. B. aufgrund einer Reduzierung der Leistungszuführspannung zur ECU 300, wenn zunächst die Maschine bei dem Zustand gestartet wird, bei dem das Fahrzeug 10 stoppt. Der Solenoid SL1 wird magnetisiert, um das Relay RY1 durch das Starteranfragesignal anzusteuern, das durch Erfüllen der Bedingungen erzeugt wird, dass der Kupplungsstartschalter 420 geschlossen ist, d. h. geschlossen in einem solchen Kupplungszustand, bei dem die Antriebskraft nicht zu dem Antriebsrad übertragen wird, und dass der Zündschalter IGSW durch die Betätigung des Nutzers des Zündschlüssels und dergleichen geschlossen wird. Dieses Startanfragesignal wird auch an die ECU 300 über den Übertragungspfad übertragen, durch welches das Steuersignal SE1 von der ECU 300 übertragen wird.
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Ferner wird die Leistungszuführspannung von der Batterie 120 zu einem Solenoid 221 des internen Schalters in dem Motor 220 durch eine Leistungsleitung PL3 über ein Relay RY2 zugeführt. Wenn der Solenoid 221 magnetisiert wird, wird ein Kontakt 222 des internen Schalters geschlossen, um eine elektrische Leistung zum Antreiben des Motors 220 zu verursachen, die von der Batterie 120 über eine Leistungsleitung PL4 zugeführt wird.
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Die ECU 300 enthält eine Steuereinheit 310, eine RY1 an Steuerschaltung 320, eine RY2 an Steuerschaltung 330, eine Verzögerungsschaltung 340 und eine Störungserfassungseinheit 350.
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Während eines Eco-Run-Betriebs und wenn die Maschine 100 nachdem die Maschine 100 automatisch gestoppt wird erneut gestartet wird, erzeugt die Steuereinheit 310 Ansteuerbefehle SIG1 und SIG2, so dass die Relays RY1 und RY2 bei einem geeigneten Zeitpunkt angesteuert werden. Anschließend gibt die Steuereinheit 310 die Ansteuerbefehle SIG1 und SIG2 jeweils zu der RY1 Ansteuerschaltung 320 und RY2 Ansteuerschaltung 330 aus.
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Ferner erzeugt die Steuereinheit 310 ein Steuersignal TNH zum Steuern von Erlauben und Untersagen der Verzögerungsoperation durch die Verzögerungsschaltung 340 und gibt das Signal zur Verzögerungsschaltung 340 aus.
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Die Verzögerungsschaltung 340 ist elektrisch mit den Terminals TM11 und TM12 verbunden, von denen die Steuersignale SE1 und SE2 ausgegeben werden. Die Verzögerungsschaltung 340 dient als eine Schaltung zum Verzögern der Startanfragesignaleingabe zum Terminal TM11, um das Steuersignal SE2 für ein Relay RY2 zu erzeugen, wenn die Maschine 100 durch die Operation des Nutzers eines Zündschlüssels und dergleichen gestartet wird.
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Wenn die Maschine während des Eco-Run-Betriebs erneut gestartet wird, da der Ausgabezeitpunkt der Steuersignale SE1 und SE2 durch die Steuereinheit 310 gesteuert wird, wird dieser Verzögerungsschaltung 340 nicht erlaubt, eine Verzögerungsoperation (d. h. in einem nicht-leitenden Zustand zu bringen) durch das Steuersignal INH von der Steuereinheit 310 während des Eco-Run-Betriebs auszuführen.
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Die Störungserfassungseinheit 350 dient als eine Schaltung zum Erfassen, ob eine Störung (Fehler) in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt. Es wird bei der vorliegenden Spezifikation angenommen, dass ein Fehler nicht nur bedeutet, dass die vorstehend beschriebene Funktion vollständig verloren geht, sondern auch, dass das Niveau dieser Funktion geringer als dessen originales Niveau wird.
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Die Verzögerungsschaltung 340 wird immer, wie vorstehend beschrieben, in einen nicht-leitenden Zustand gebracht während des Eco-Run. Allerdings soll bei einem Fall, bei dem ein Kurzschlussfehler in dem Kontakt innerhalb der Verzögerungsschaltung 340 auftritt, um einen kontinuierlich leitenden Zustand zu bewirken, wenn das Steuersignal SE1 für das Relay RY1 ausgegeben wird, selbst wenn der Steuerbefehl SIG2 für ein Relay RY2 (d. h. ein Motor) nicht von der Steuereinheit 310 ausgegeben wird, das Steuersignal SE2 unmittelbar durch die Verzögerungsschaltung 340 ausgegeben werden. Dies verursacht das Drehen des Zahnrads 260, um in Kontakt mit dem Zahnkranz 110 gebracht zu werden. Dadurch wird, wenn diese Störung durch den Nutzer unbeachtet bleibt, der Verschleiß für beide Zahnräder gefördert und die Lebensdauer verschlechtert, während das Kontaktgeräusch zwischen den Zahnrädern erhöht wird, was ein Unbehagen für den Benutzer veranlassen kann.
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Aus diesem Grund bestimmt die Störungserfassungseinheit 350 basierend auf den Steuersignalen SE1, SE2 und dem Motoransteuerbefehl SIG2, ob es möglich ist, dass sich eine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 ereignet.
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Zudem kann, wenn die Störungserfassungseinheit 350 bestimmt, ob eine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt, es einen Fall geben, bei dem eine Störung fehlerhaft aufgrund des Einflusses eines temporären Signalrauschens erfasst wird. Dadurch bestätigt beim Bestimmen, ob eine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt, die Störungserfassungseinheit 350, dass eine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt, lediglich wenn der Zustand, der bestimmt wird, dass es eine Möglichkeit des Auftretens einer Störung gibt (ein temporärer Störungszustand), für eine vorbestimmte Zeitperiode andauert.
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Andererseits verzögert, wenn die Steuereinheit 310 von der Störungserfassungseinheit 350 eine temporäre Störungsflag FLG erhält, die zeigt, dass der temporäre Störungszustand erfasst wurde, die Steuereinheit 310 den Ausgabezeitpunkt des Motoransteuerbefehls SIG2 verglichen zum Normalzustand ohne Störungen, so dass die Störungserfassungseinheit 350 die Störung bestätigen kann.
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3 zeigt ein Zeitdiagramm zum Darstellen einer Übersicht einer Störungserfassungssteuerung für die Verzögerungsschaltung bei der vorliegenden Ausführungsform. Von oben betrachtet zeigt 3(a) ein Zeitdiagramm bei Inbetriebnahme eines Normalzustands durch einen Zündschlüssel; (b) ein Zeitdiagramm bei Inbetriebnahme des Normalzustands während des Eco-Run-Betriebs; (c) ein Zeitdiagramm bei Inbetriebnahme bei dem Fall, bei dem eine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt; und (d) ein Zeitdiagramm bei Inbetriebnahme des Falls, bei dem das Rauschen gemischt ist, allerdings in dem Normalzustand während des Eco-Run-Betriebs. In den 3(a) bis 3(d) werden zum besseren Verständnis die Zeitpunkte, bei denen die Eingriffsoperation für das Zahnrad 260 gestartet wird (die Zeitpunkte, bei denen das Steuersignal SE1 eingeschaltet wird) bei einer Zeit t21 identisch eingestellt.
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Bezugnehmend auf 2 und 3(a) wird bei dem Normalzustand, wenn das Startanfragesignal bei einer Zeit t21 durch Betätigen des Zündschlüssels ausgegeben wird, das Relay RY1 bei der Zeit t21 geschlossen, um den Solenoid 230 zu magnetisieren, was verursacht, dass ein Aktuator 232 angesteuert wird.
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Anschließend wird das Startanfragesignal durch die Verzögerungsschaltung 340 durch eine festgelegte Zeitperiode t1, die basierend auf der Zeit eingestellt wird, bei der die Eingriffsoperation abgeschlossen sein soll, verzögert und das Steuersignal SE2 wird bei der Zeit bzw. dem Zeitpunkt t24 ausgegeben. Schließlich wird das Relay RY2 geschlossen, um den Motor 220 anzusteuern.
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Bezugnehmend auf 3(b) wird, wenn die Maschine während des Eco-Runs erneut gestartet wird, der Ansteuerbefehl SIG1 von der Steuereinheit 310 in Reaktion auf die Erfüllung des festgelegten Neustartzustands ausgegeben, wodurch das Steuersignal SEI veranlasst wird, von der ECU 300 (Zeit t21) ausgegeben zu werden. Anschließend wird nachdem die vorstehend beschriebene festgelegte Zeitperiode T1 (Zeit t24) verstrichen ist der Ansteuerbefehl SIG2 aus der Steuereinheit 310 ausgegeben, wodurch das Steuersignal SE2 veranlasst wird, von der ECU 300 ausgegeben zu werden. Schließlich wird das Relay RY2 geschlossen, um den Motor 220 anzusteuern.
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Bezugnehmend auf 3(c) wird bei dem Fall, bei dem eine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 aufgrund eines Kurzschlusses im inneren Kontakt auftritt, das Steuersignal SE2 kurz nachdem das Steuersignal SE1 während des Eco-Runs (Zeit t22) ausgegeben wird ausgegeben. In diesem Fall gibt die Steuereinheit 310 nicht den Motoransteuerbefehl SIG2 aus. Wie nachstehend mit Bezug auf 3(d) beschrieben wird, kann es temporär aufgrund des Signalrauschens erkannt werden, dass das Steuersignal SE2 ausgegeben wird. Dementsprechend bestimmt die Störungserfassungseinheit 350, dass ein temporärer Störungszustand bewirkt wird, basierend auf der Erfüllung der Zustande, dass das Steuersignal SE1 ON (AN) ist, der Motoransteuerbefehl SIG2 OFF (AUS) ist und das Steuersignal SE2 ON (AN) ist. Schließlich wird die temporäre Störungsflag FLG zur Steuereinheit 310 ausgegeben.
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In der Steuereinheit 310 wird die Ausgabe des Motoransteuerbefehls SIG2 in Reaktion auf den Empfang der temporären Störungsflag FLG verzögert.
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Bei diesem Fall, bei dem eine Störung in den Verzögerungsschaltungen 340 auftritt, dauert der bei Zeit t22 erfasste temporäre Störungszustand an. Nach Verstreichen einer festgelegten Zeitperiode T2, während der temporäre Störungszustand andauert (Zeit t26), bestätigt die Störungserfassungseinheit 350, dass eine tatsächliche Störung auftritt.
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Wenn diese tatsächliche Störung bestätigt wird, benachrichtigt eine Warnvorrichtung (nicht gezeigt) oder dergleichen den Nutzer über ein Auftreten einer Störung. Selbst wenn eine tatsächliche Störung bestätigt wird, wird der Motor 220 durch das Steuersignal SE2 gedreht und dadurch kann die Maschine 100 gestartet werden. Allerdings wird, wenn die Maschine periodisch wegen einer häufigen Phase aufgrund des Eco-Runs gestoppt wird, der Verschleiß der Zahnräder weiter gefordert. Dementsprechend ist es zu bevorzugen, die Maschine vom periodischen Stoppen nachdem eine tatsächliche Störung bestätigt wird zu hindern.
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Anschließend bestimmt die Störungserfassungseinheit 350 mit Bezug auf 3(d) bei dem Fall, bei dem das Steuersignal SE2 temporär ON bei Zeit t22 unter dem Einfluss des Signalrauschens ist, wenn das Steuersignal SE1 während des Eco-Runs ausgegeben wird, wie in 3(c), dass ein temporärer Störungszustand auftritt. Anschließend wird die temporäre Störungsflag FLG zur Steuereinheit 310 ausgegeben.
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Allerdings wird, da ein Rauschen temporär in dem Fall in 3(d) auftritt, das Steuersignal SE2 erneut bei Zeit t23 auf OFF geschalten. Somit wird der temporäre Störungszustand annulliert. Es wird angemerkt, dass die temporäre Störungsflag FLG der Störungserfassungseinheit 350 bis jetzt nicht zurückgesetzt wird und die Steuereinheit 310 verzögert die Ausgabe des Motoransteuerbefehls SIG2.
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Anschließend bestimmt die Störungserfassungseinheit 350 bei einem Zeitpunkt (Zeit t25), bei dem der Normalzustand für eine festgelegte Zeitperiode T3 (T3 < T2) von Zeit t23, bei der der temporäre Störungszustand annulliert wird, andauert, dass der Zustand normal ist. Anschließend gibt, wenn die temporäre Störungsflag FLG zurückgesetzt wird, die Steuereinheit 310 den Motoransteuerbefehl SIG2 aus. Schließlich wird das Steuersignal SE2 ausgegeben, um die Maschine 100 zu starten.
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Obwohl in 3 nicht gezeigt, tritt, wenn das Steuersignal SE2 beibehalten wird periodisch ausgegeben zu werden aufgrund Störungen in der Verzögerungsschaltung 340 und dergleichen, keine Situation auf, dass der Zustand, bei dem der temporäre Störungszustand annulliert wird, (d. h. der Normalzustand) für die festgelegte Zeitperiode T3 andauert. Dadurch wird nicht die temporäre Störungsflag FLG annulliert. Dementsprechend wird wie in 3(c) bestimmt wird, dass eine tatsächliche Störung nach verstreichen einer festgelegten Zeitperiode T2 auftritt.
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Anschließend werden die Details des in der ECU 300 ausgeführten Störungserfassungssteuerprozesses mit Bezug auf die Flussdiagramme 4 und 5 beschrieben.
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4 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen des Störungserfassungssteuerprozesses für die in der Störungserfassungseinheit 350 ausgeführte Verzögerungsschaltung der vorliegenden Ausführungsform.
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Bezugnehmend auf 2 und 4 bestimmt in Schritt (der nachstehend als S abgekürzt) 100 die Störungserfassungseinheit 350, ob ein festgelegter Zustand 1 erfüllt ist oder nicht. Der festgelegte Zustand 1 ist, dass, während beim Eco-Run gestartet wird, bei dem Zustand, bei dem das Steuersignal SE1 des Relays RY1 zum Ansteuern des Aktuators 232 auf ON eingestellt wird, selbst wenn der Ansteuerbefehl SIG2 des Relays RY2 zum Ansteuern des Motors 220 nicht ausgegeben wird, das Steuersignal SE2 auf ON eingestellt wird.
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Wenn dieser festgelegte Zustand 1 erfüllt wird (JA in S100), bestimmt die Störungserfassungseinheit 350, dass es eine Möglichkeit gibt, dass eine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt und der Prozess fährt zu S110 fort, in dem die temporäre Störungsflag FLG auf ON eingestellt wird. Anschließend fährt der Prozess zu S120 fort.
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Wenn der festgelegte Zustand 1 nicht erfüllt wird (NEIN in S100), schreitet der Prozess zu S140 vor, in dem bestimmt wird, ob der Zustand, bei dem der Zustand 1 nicht erfüllt ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode (T3) andauert.
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Wenn der Zustand, bei dem die Bedingung 1 nicht erfüllt ist, für T3 (JA in S140) andauert, bestimmt die Störungserfassungseinheit 350, dass keine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt oder dass die vorherige erfasste Störung höchstwahrscheinlich eine temporäre Störung ist, die das Ergebnis eines Rauschens oder dergleichen ist. Anschließend schreitet der Prozess zu S150 fort, in dem die temporäre Störungsflag FLG auf OFF eingestellt wird. Zudem wird, falls die temporäre Störungsflag nicht auf ON von Beginn an eingestellt wird, der OFF-Zustand beibehalten. Anschließend schreitet der Prozess zu S120 fort.
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Wenn der Zustand, bei dem der Zustand 1 nicht erfüllt ist, nicht für die festgelegte Zeitperiode T3 (NEIN in S140) andauert, gibt es einen Zustand, dass (1) keine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt und die temporäre Störungsflag FLG OFF bleibt; außer ein Wegfall der festgelegten Zeitperiode T3 wird erwartet; (2) ein Wegfall der festgelegten Zeitperiode T3 erwartet wird nachdem die temporäre Störungsflag FLG auf ON aufgrund des Einflusses des temporären Rauschens eingestellt wird oder (3) das Steuersignal SE2 wiederholt ON/OFF aufgrund des Rauschens oder einer Störung in der Verzögerungsschaltung 340 periodisch geschalten wird.
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Bei dem Fall der vorstehend beschriebenen Situation schreitet, da die Störungserfassungseinheit 350 noch immer nicht bestimmen kann, ob eine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt, der Prozess zu S120 fort, während die Störungserfassungseinheit 350 den Zustand der temporären Störungsflag FLG beibehält.
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In S120 bestimmt die Störungserfassungseinheit 350, ob der temporäre Störungszustand, d. h. der Zustand, bei dem die temporäre Störungsflag FLG auf ON eingestellt wird, für die Zeitperiode T2 (T2 > T3) andauert.
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Wenn der Zustand, bei dem die temporäre Störungsflag FLG auf ON eingestellt wird, für die Zeitperiode T2 (JA in S120) andauert, bestimmt die Störungserfassungseinheit 350, dass eine Störung in der Verzögerungsschaltung 340 auftritt. Anschließend bestätigt in S130 die Störungserfassungseinheit 350 die Störung und stellt eine tatsächliche Störungsflag FLR auf ON ein, die anschließend ausgegeben wird. Wenn die tatsächliche Störungsflag FLR auf ON eingestellt wird, z. B. eine nicht gezeigte Warnvorrichtung benachrichtigt den Nutzer über das Auftreten der Störung.
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Obwohl nicht gezeigt, kann, wenn bestimmt wird, dass eine tatsächliche Störung auftritt, die Steuereinheit 310 einen automatischen Stopp der Maschine aufgrund des Eco-Runs begrenzen. Ferner kann z. B. in dem Fall, bei dem das Relay (nicht gezeigt) vorgesehen ist, das elektrisch die Eingabe zu oder die Ausgabe von der Verzögerungsschaltung 340 trennen kann, die Steuereinheit 310 dieses Relays bei Bestimmung der tatsächlichen Störung öffnen, wodurch bei Inbetriebnahme der Maschine unter Verwendung der Verzögerungsschaltung 340 begrenzt wird.
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Wenn der Zustand, bei dem die temporäre Störungsflag FLG auf ON eingestellt wird, nicht für eine Zeitperiode T2 (NEIN in S120) andauert, gibt es Zustände, bei denen die temporäre Störungsflag FLG nicht gesetzt bzw. eingestellt sind und dass ein Verstreichen einer Zeitperiode T2 erwartet wird, obwohl die temporäre Störungsflag FLG eingestellt ist.
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Bei dem Fall der vorstehend beschriebenen Situation wird der Zustand der vorliegenden temporären Störungsflag FLG beibehalten und der Prozess kehrt zum ersten Schritt zurück.
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Durch Ausführen der Steuerung gemäß des vorstehend beschriebenen Prozesses kann die Störungserfassungseinheit eine Störung in der Verzögerungsschaltung erfassen.
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Anschließend wird der durch die Steuereinheit 310 ausgeführte Motoransteuerprozess mit Bezug auf 5 beschrieben. Das in 5 gezeigte Flussdiagramm wird durch Ausführen des in der Steuereinheit 310 gespeicherten Programms implementiert mit im Voraus festgelegte Zyklen. Alternativ kann für einen Teil der Schritte eine bestimmte Hardware (elektronische Schaltung) ausgestaltet werden, um den Prozess auszuführen.
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Bezugnehmend auf 2 und 5 bestimmt die Steuereinheit 310 in S200, ob die Maschine während des Eco-Runs erneut gestartet wird oder nicht. Wenn die Maschine erneut gestartet wird, wird das Steuersignal SEI (oder Motoransteuerbefehl SIG1) auf ON eingestellt.
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Wenn die Maschine nicht erneut gestartet wird (NEIN in S200) wird die Maschine 100 nicht gestartet. Dementsprechend führt die Steuereinheit 310 den Prozess zu S240 fort und stellt den Motoransteuerbefehl SIG2 auf OFF ein.
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Wenn die Maschine erneut gestartet wird (JA in S200), schreitet der Prozess zu S210 fort. Anschließend bestimmt die Steuereinheit 310, ob die temporäre Störungsflag FLG auf ON in der Störungserfassungseinheit 350 eingestellt wird.
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Wenn eine temporäre Störung erfasst wird (JA in S210), führt die Steuereinheit 310 den Prozess zu S240 fort, um den Motoransteuerbefehl SIG2 auf OFF einzustellen, um das Ansteuern des Motors 220 zu verzögern.
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Wenn eine temporäre Störung nicht erfasst wird (NEIN in S210), schreitet der Prozess zu S220 fort, in dem die Steuereinheit 310 bestimmt, ob der Zustand, bei dem das Steuersignal SE1 ON ist, für die Zeitperiode T1 andauert.
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Wenn der Zustand, bei dem das Steuersignal SE1 ON ist, nicht wie die Zeitperiode T1 (NEIN in S220) andauert, wird der Abschluss der Eingriffsoperation zwischen dem Zahnrad 260 und dem Zahnkranz 110 erwartet. Dementsprechend führt die Steuereinheit 310 den Prozess zu S240 fort und stellt den Motoransteuerbefehl SIG2 auf OFF ein.
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Wenn der Zustand, bei dem das Steuersignal SE1 ON ist, für die Zeitperiode T1 (JA in S220) andauert, bestimmt die Steuereinheit 310, dass die Eingriffsoperation abgeschlossen ist und anschließend stellt es den Motoransteuerbefehl SIG2 auf ON in Schritt S230 ein.
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Durch Ausführen der Steuerung gemäß des vorstehend beschriebenen Prozesses wird die durch die Störungserfassungseinheit eingestellte temporäre Störungsflag verwendet, um das Ansteuern des Motors zu verzögern, wenn es eine Möglichkeit gibt, dass eine Störung in der Verzögerungsschaltung auftritt. Dadurch kann eine Störung in der Verzögerungsschaltung von dem Einfluss, der vom Rauschen resultiert, unterschieden werden.
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Es soll verstanden werden, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen darstellend und nicht beschränkend in jeder Hinsicht sind. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird durch Ansprüche definiert, statt der vorstehenden Beschreibung, und es ist beabsichtigt jegliche Abwandlungen innerhalb des Schutzbereichs und gleichwertige Äquivalente in den Ansprüchen einzuschließen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 100
- Maschine
- 110
- Zahnkranz
- 111
- Kurbelwelle
- 115
- Drehzahlsensor
- 120
- Batterie
- 125, 130
- Spannungssensor
- 127
- DC/DC-Wandler
- 140
- Gaspedal
- 150
- Bremspedal
- 200
- Starter
- 210
- Kolben
- 220
- Motor
- 221, 230, SL1, SL2
- Solenoid bzw. Magnet
- 222
- Kontakt
- 232
- Aktuator
- 240
- Verbindungseinheit
- 245
- Stützpunkt
- 250
- Ausgabeelement
- 260
- Ritzel bzw. Zahnrad
- 300
- ECU
- 310
- Steuereinheit
- 320, 330
- Ansteuerschaltung
- 340
- Verzögerungsschaltung
- 350
- Störungserfassungseinheit
- 410
- IGSW
- 420
- Kupplungsstartschalter
- PL1 bis PL4
- Leistungsleitung
- RY1, RY2
- Relay
- TM11, TM12
- Terminal
