JP2013221417A - エンジン始動装置およびエンジン始動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストかつ省スペースで、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を高精度に検出することができるエンジン始動装置およびエンジン始動方法を得る。
【解決手段】スタータモータ1と、スタータモータ1の出力軸側にスプライン結合されて軸方向に摺動するピニオン部と、ピニオン部のピニオンギア5をリングギア6と噛み合う位置に移動させる押し出し機構とを備え、ピニオンギア5とリングギア6とを噛み合わせてスタータモータ1の動力を伝達することで、エンジンを始動するエンジン始動装置であって、自動停止条件の成立後、エンジン回転数が0rpmになる前に、エンジンの再始動要求が発生した場合に、ピニオンギア5に対する負荷の変動に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いの失敗を検出する噛み合い失敗検出部をさらに備えたものである。
【選択図】図3
【解決手段】スタータモータ1と、スタータモータ1の出力軸側にスプライン結合されて軸方向に摺動するピニオン部と、ピニオン部のピニオンギア5をリングギア6と噛み合う位置に移動させる押し出し機構とを備え、ピニオンギア5とリングギア6とを噛み合わせてスタータモータ1の動力を伝達することで、エンジンを始動するエンジン始動装置であって、自動停止条件の成立後、エンジン回転数が0rpmになる前に、エンジンの再始動要求が発生した場合に、ピニオンギア5に対する負荷の変動に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いの失敗を検出する噛み合い失敗検出部をさらに備えたものである。
【選択図】図3
Description
この発明は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン始動装置およびエンジン始動方法に関する。
従来、自動車の燃費改善や環境負荷低減等を目的として、所定の条件が満たされると自動でアイドルストップを行う自動アイドルストップシステムが開発されてきた。その中でも、スタータによる自動アイドルストップシステムは、車両のシステム変更が少なく、低コストである。
しかしながら、リングギアが回転している状態で、ピニオンギアをリングギアと噛み合わせる際に、何らかの要因によってギアの噛み合いに失敗した場合には、エンジンの再始動が遅れるとともに、ギアどうしのこすれによって大きな騒音が発生する。また、ギアどうしのこすれにより、著しい磨耗が発生して噛み合い性が低下する恐れや、最悪の場合には、ギアの歯が破損する恐れがあった。
そこで、ピニオンギアを回転駆動するモータ、およびピニオンギアをエンジンのクランク軸に連結されたリングギアに噛み合わせるアクチュエータを個別に作動可能なスタータと、ギアの噛み合い(エンジンの再始動)が失敗したことを検出する検出手段とを備え、検出手段により噛み合いの失敗が検出された場合には、その失敗検出時点からエンジン回転数が0rpmになるまでの期間、再始動の実施を禁止するエンジン自動停止始動制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1において、検出手段は、噛み合いの失敗を検出するために、ピニオンギアの押し出し位置を検出するセンサの検出値に基づいて、ピニオンギアが所定の位置まで押し出され、リングギアと噛み合った状態になっているか否かを判定している。そのため、センサを設けることにより、装置のコストが高くなるとともに、センサ等を配置する空間が必要になるので、装置が大型化するという問題がある。
特許文献1において、検出手段は、噛み合いの失敗を検出するために、ピニオンギアの押し出し位置を検出するセンサの検出値に基づいて、ピニオンギアが所定の位置まで押し出され、リングギアと噛み合った状態になっているか否かを判定している。そのため、センサを設けることにより、装置のコストが高くなるとともに、センサ等を配置する空間が必要になるので、装置が大型化するという問題がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、位置検出センサを用いることなく、低コストかつ省スペースで、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を高精度に検出することができるエンジン始動装置およびエンジン始動方法を得ることを目的とする。
この発明に係るエンジン始動装置は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン始動装置において、スタータモータと、スタータモータの出力軸側にスプライン結合されて軸方向に摺動するピニオン部と、ピニオン部のピニオンギアをリングギアと噛み合う位置に移動させる押し出し機構と、を備え、ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせてスタータモータの動力を伝達することで、エンジンを始動するエンジン始動装置であって、自動停止条件の成立後、エンジン回転数が0rpmになる前に、エンジンの再始動要求が発生した場合に、ピニオンギアに対する負荷の変動に基づいて、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を検出する噛み合い失敗検出部をさらに備えたものである。
また、この発明に係るエンジン始動方法は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるエンジン始動方法において、スタータモータの出力軸側にスプライン結合されて軸方向に摺動するピニオン部のピニオンギアを、リングギアと噛み合う位置に押し出して噛み合わせ、スタータモータの動力を伝達することで、エンジンを始動するエンジン始動方法であって、自動停止条件の成立後、エンジン回転数が0rpmになる前に、エンジンの再始動要求が発生した場合に、ピニオンギアに対する負荷の変動に基づいて、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を検出する噛み合い失敗検出ステップを備えたものである。
この発明に係るエンジン始動装置およびエンジン始動方法によれば、噛み合い失敗検出部(ステップ)は、自動停止条件の成立後、エンジン回転数が0rpmになる前に、エンジンの再始動要求が発生した場合に、ピニオンギアに対する負荷の変動に基づいて、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を検出する。
そのため、位置検出センサを用いることなく、低コストかつ省スペースで、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を高精度に検出することができる。
そのため、位置検出センサを用いることなく、低コストかつ省スペースで、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を高精度に検出することができる。
以下、この発明に係るエンジン始動装置およびエンジン始動方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。なお、エンジン始動装置は、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるものである。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置を示す概略構成図である。図1において、エンジン始動装置は、スタータモータ1、バッテリ2、始動スイッチ3、ソレノイドスイッチ4およびピニオンギア5を備えている。始動スイッチ3は、第1スイッチ31および第2スイッチ32を有している。ソレノイドスイッチ4は、第1ソレノイド41および第2ソレノイド42を有している。
図1は、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置を示す概略構成図である。図1において、エンジン始動装置は、スタータモータ1、バッテリ2、始動スイッチ3、ソレノイドスイッチ4およびピニオンギア5を備えている。始動スイッチ3は、第1スイッチ31および第2スイッチ32を有している。ソレノイドスイッチ4は、第1ソレノイド41および第2ソレノイド42を有している。
第1ソレノイド41は、コイル41a、コイル鉄心41bおよびレバー41cを含んでいる。また、第2ソレノイド42は、コイル42a、コイル鉄心42bおよび接点部42cを含んでいる。ピニオンギア5は、スタータモータ1の出力軸側にスプライン結合されて軸方向に摺動するピニオン部に含まれ、レバー41cに取り付けられている。ここで、第1ソレノイド41は、ピニオン部のピニオンギア5をリングギア6と噛み合う位置に移動させる押し出し機構を構成している。
押し出し機構を構成する第1ソレノイド41を含むソレノイドスイッチ4および始動スイッチ3の動作は、図示しない制御部(噛み合い失敗検出部)によって制御されている。このエンジン始動装置は、ピニオンギア5とリングギア6とを噛み合わせてスタータモータ1の動力を伝達することで、エンジンを始動する。
次に、それぞれの構成要素について説明する。
スタータモータ1は、エンジンの始動を行う。バッテリ2は、スタータモータ1に電力を供給する電源である。第1スイッチ31は、第1ソレノイド41を動作させるために、バッテリ2に接続されたスイッチである。また、第2スイッチ32は、第2ソレノイド42を動作させるために、バッテリ2に接続されたスイッチである。
スタータモータ1は、エンジンの始動を行う。バッテリ2は、スタータモータ1に電力を供給する電源である。第1スイッチ31は、第1ソレノイド41を動作させるために、バッテリ2に接続されたスイッチである。また、第2スイッチ32は、第2ソレノイド42を動作させるために、バッテリ2に接続されたスイッチである。
第1ソレノイド41のコイル41aは、スタータモータ1の接地端子と第1スイッチ31との間に接続されている。また、コイル鉄心41bは、一端がレバー41cに接続され、コイル41aの励磁によって図の上方に移動する。ここで、第1スイッチ31がオン状態になってコイル41aが励磁されると、コイル鉄心41bが移動してレバー41cが回転し、ピニオンギア5がリングギア6と噛み合う位置に押し出される。
第2ソレノイド42のコイル42aは、スタータモータ1の入力端子と第2スイッチ32との間に接続されている。また、コイル鉄心42bは、コイル42aの励磁によって図の上方に移動し、接点部42cを接続する。ここで、第2スイッチ32がオン状態になってコイル42aが励磁されると、コイル鉄心42bが移動して接点部42cが接続され、スタータモータ1に電力が供給される。
このような構成により、ピニオンギア5が軸方向に押し出されてエンジンのリングギア6と噛み合い、ピニオンギア5とリングギア6とが噛み合った状態で、スタータモータ1の動力が伝達可能となる。また、このようなソレノイドスイッチ4の構成によれば、ピニオンギア5のリングギア6との噛み合いと、スタータモータ1の回転とを独立して制御することができる。
そのため、再始動要求が発生した場合には、自動停止条件が成立してリングギア6がエンジン停止制御後の惰性回転中であったとしても、第2スイッチ32をオン状態にしてスタータモータ1を回転させたまま、ピニオンギア5とリングギア6との回転数が同期した時点で、第1スイッチ31をオン状態にしてピニオンギア5とリングギア6とを噛み合わせ、エンジンを再始動させることができる。
以下、図2〜図4を参照しながら、制御部の噛み合い失敗検出機能について説明する。
図2は、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置で、エンジン停止制御後、再始動要求が発生した場合において、噛み合いが失敗したときのエンジン回転数(リングギア6の回転数)およびピニオン回転数(リングギア6比に換算したピニオンギア5の回転数)を示す説明図である。図2では、エンジン回転数R1において、再始動要求が発生した場合を示している。
図2は、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置で、エンジン停止制御後、再始動要求が発生した場合において、噛み合いが失敗したときのエンジン回転数(リングギア6の回転数)およびピニオン回転数(リングギア6比に換算したピニオンギア5の回転数)を示す説明図である。図2では、エンジン回転数R1において、再始動要求が発生した場合を示している。
図2において、エンジン停止制御後の惰性回転中は、エンジンへの燃料供給が停止され、エンジンのピストンにおける圧縮・膨張サイクルによりトルク変動が発生し、エンジン回転数が脈動を起こしながら低下していく。
その結果、エンジン回転数が0rpmの付近において、圧縮行程にあるピストンからの反力によるエンジンの逆回転と、膨張行程にあるピストンからの反力によるエンジンの正転とが繰り返される。その後、ピストンからの反力よりも摩擦力の方が大きくなった時点で、エンジンが静止する。
また、自動停止条件の成立後、エンジン回転数が0rpmになる前に、エンジンの再始動要求が発生すると、上述したように、第2スイッチ32をオン状態にしてスタータモータ1を回転させたまま、ピニオンギア5とリングギア6との回転数が同期した時点で、第1スイッチ31をオン状態にしてピニオンギア5とリングギア6とを噛み合わせ、エンジンを再始動させることができる。
しかしながら、このとき、ピニオンギア5とリングギア6とがうまく噛み合っていない状態(噛み合いが失敗した状態)になる可能性がある。この状態は、ピニオンギア5とリングギア6とが側面で当接した状態でこすれている状態なので、大きな騒音が発生する。また、ギアの端面部に欠けなどの破損が発生する可能性がある。
そこで、制御部は、自動停止条件の成立後、エンジン回転数が0rpmになる前に、エンジンの再始動要求が発生した場合に、ピニオンギア5に対する負荷の変動に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いの失敗を検出する。
具体的には、エンジン回転数R1において、再始動要求が発生すると、制御部は、まず、このときのエンジン回転数R1と図示しないクランク角センサで検出されたエンジンのクランク角とに基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との回転数差が、エンジン始動装置毎にあらかじめ設定された許容回転数差Raになるまでの判定時間Taを決定する。
この判定時間Taは、エンジン回転数およびクランク角(エンジンの停止特性)並びにピニオンギア5の回転上昇数(ピニオンギア5の立ち上がり特性)と、許容回転数差Raになるまでの時間との関係を示したマップを用いて決定される。このマップは、噛み合いの失敗を検出するための時間を最大限とるとともに、噛み合いに失敗した場合であっても、ギアどうしのこすれによる騒音が利用者に不快感を与えない程度の判定時間を決定するものである。
ここで、クランク角が関係するのは、上述したように、惰性回転中は、エンジンへの燃料供給が停止され、エンジンのピストンにおける圧縮・膨張サイクルによりトルク変動が発生し、エンジン回転数が脈動を起こしながら低下するからである。
続いて、制御部は、判定時間Taが経過するまでの間、エンジン回転数が復帰回転数Rbまで上昇したか否かを判定し、エンジン回転数が上昇した場合には、再始動要求に対してエンジンが再始動したと判断する。すなわち、エンジン回転数から、エンジンが再始動したことを判断することができる。なお、図2においては、エンジン回転数が復帰回転数Rbよりも高いエンジン回転数R12まで上昇していることから、制御部は、再始動要求に対してエンジンが再始動したと判断する。
また、制御部は、判定時間Taが経過するまでの間に、エンジン回転数が復帰回転数Rbまで上昇しない場合であっても、スタータモータ1のモータ電流の変化(ピニオンギア5に対する負荷の変動)に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが失敗したか否かを判定する。
図3(a)、(b)は、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置において、噛み合いが成功した場合および失敗した場合のモータ電流の変化を示す説明図である。図3(a)、(b)より、ピニオンギア5とリングギア6とが噛み合うと、ピニオンギア5に対する負荷が変動し、無負荷状態から回転加速度が低下するので、モータ電流の降下状態が変化することが分かる。
そのため、制御部は、モータ電流の降下状態が変化した場合には、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが成功し、エンジンの再始動が可能であると判断し、モータ電流の降下状態が変化していない場合には、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いの失敗を検出する。
図4は、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置で、エンジン停止制御後、再始動要求が発生した場合において、噛み合いが失敗したときのエンジン回転数およびピニオン回転数を示す別の説明図である。図4では、エンジン回転数R1よりも低いエンジン回転数R2(低回転領域)において、再始動要求が発生した場合を示している。
図4において、エンジン回転数R2において、再始動要求が発生すると、制御部は、まず、このときのエンジン回転数R2およびエンジンのクランク角に基づいて、上述したマップから、ピニオンギア5とリングギア6との回転数差が、許容回転数差Raになるまでの判定時間Tbを決定する。
続いて、制御部は、判定時間Tbが経過するまでの間、エンジン回転数が復帰回転数Rbまで上昇したか否かを判定する。なお、図4においては、エンジン回転数が復帰回転数Rbまで上昇するまでに時間Tcを要することから、制御部は、再始動要求に対してエンジンが再始動したと判断しない。
次に、制御部は、スタータモータ1のモータ電流の変化(ピニオンギア5に対する負荷の変動)に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが失敗したか否かを判定する。
すなわち、制御部は、モータ電流の降下状態が変化した場合には、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが成功し、エンジンの再始動が可能であると判断し、モータ電流の降下状態が変化していない場合には、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いの失敗を検出する。
続いて、図1〜4とともに、図5のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置の動作について説明する。なお、図5では、自動停止条件が成立した場合においては、エンジン回転数が0rpmになる前の動作を示している。
まず、制御部は、自動停止条件が成立しているか否かを判定する(ステップS1)。
ステップS1において、自動停止条件が成立していない(すなわち、No)と判定された場合には、図5の処理を終了する。
一方、ステップS1において、自動停止条件が成立している(すなわち、Yes)と判定された場合には、制御部は、エンジン停止制御を行う(ステップS2)。
ステップS1において、自動停止条件が成立していない(すなわち、No)と判定された場合には、図5の処理を終了する。
一方、ステップS1において、自動停止条件が成立している(すなわち、Yes)と判定された場合には、制御部は、エンジン停止制御を行う(ステップS2)。
続いて、制御部は、再始動要求が発生しているか否かを判定する(ステップS3)。
ステップS3において、再始動要求が発生していない(すなわち、No)と判定された場合には、再びステップS3に戻って、再始動要求が発生しているか否かを判定する。
ステップS3において、再始動要求が発生していない(すなわち、No)と判定された場合には、再びステップS3に戻って、再始動要求が発生しているか否かを判定する。
一方、ステップS3において、再始動要求が発生している(すなわち、Yes)と判定された場合には、制御部は、始動スイッチ3およびソレノイドスイッチ4の動作を制御し、エンジンの再始動を試みる(ステップS4)。
次に、制御部は、再始動要求発生時のエンジン回転数およびエンジンのクランク角に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との回転数差が、エンジン始動装置毎にあらかじめ設定された許容回転数差Raになるまでの判定時間(例えば、TaやTb)を決定する(ステップS5)。
続いて、制御部は、ステップS5で決定した判定時間内であるか否かを判定する(ステップS6)。
ステップS6において、判定時間内である(すなわち、Yes)と判定された場合には、制御部は、エンジン回転数が復帰回転数Rbまで上昇したか否かを判定する(ステップS7)。
ステップS6において、判定時間内である(すなわち、Yes)と判定された場合には、制御部は、エンジン回転数が復帰回転数Rbまで上昇したか否かを判定する(ステップS7)。
ステップS7において、エンジン回転数が復帰回転数Rbまで上昇した(すなわち、Yes)と判定された場合には、制御部は、再始動要求に対してエンジンが再始動したと判断して、図5の処理を終了する。
一方、ステップS7において、エンジン回転数が復帰回転数Rbまで上昇していない(すなわち、No)と判定された場合には、制御部は、モータ電流の降下状態が変化したか否かを判定する(ステップS8)。
ステップS8において、モータ電流の降下状態が変化した(すなわち、Yes)と判定された場合には、制御部は、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが成功し、エンジンの再始動が可能であると判断し、図5の処理を終了する。
一方、ステップS8において、モータ電流の降下状態が変化していない(すなわち、No)と判定された場合には、再びステップS6に戻って、ステップS5で決定した判定時間内であるか否かを判定する。
一方、ステップS6において、判定時間内でない(すなわち、No)と判定された場合には、制御部は、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが失敗したと判断し、エンジンの再始動を停止する(ステップS9)。
その後、制御部は、エンジン回転数が0rpmになるのを待って(ステップS10)、エンジンを再始動させ(ステップS11)、図5の処理を終了する。
その後、制御部は、エンジン回転数が0rpmになるのを待って(ステップS10)、エンジンを再始動させ(ステップS11)、図5の処理を終了する。
上述した特許文献1において、噛み合いは、ギアどうしがはじかれてこすれながら、時間をかけて完了することがあるので、早い時期に噛み合いが失敗したと判定すると、噛み合いがその後完了する場合であっても、エンジン回転数が0rpmになるまでの期間、再始動の実施が禁止されることになり、かえって再始動が遅れるという問題もある。一方、噛み合いの失敗の判定があまりにも遅いと、ギアどうしのこすれによる大きな騒音が継続し、利用者に不快感を与えるという問題もある。
そこで、自動停止条件の成立後、エンジン回転数が0rpmになる前に、エンジンの再始動要求が発生した場合に、制御部は、判定時間が経過するまでの間、エンジン回転数が復帰回転数Rbまで上昇したか否かを判定し、上昇しないときであっても、スタータモータ1のモータ電流の変化に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが失敗したか否かを判定する。
また、このとき、制御部は、再始動要求発生時のエンジン回転数およびクランク角に応じて、噛み合いの失敗を検出するための時間を最大限とるとともに、噛み合いに失敗した場合であっても、ギアどうしのこすれによる騒音が利用者に不快感を与えない程度の判定時間を決定する。これにより、再始動の遅れを最小限にするとともに、噛み合いに失敗した場合のギアの磨耗や破損、騒音を抑制することができる。
以上のように、実施の形態1によれば、噛み合い失敗検出部は、自動停止条件の成立後、エンジン回転数が0rpmになる前に、エンジンの再始動要求が発生した場合に、ピニオンギアに対する負荷の変動に基づいて、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を検出する。
そのため、位置検出センサを用いることなく、低コストかつ省スペースで、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を高精度に検出することができる。
そのため、位置検出センサを用いることなく、低コストかつ省スペースで、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を高精度に検出することができる。
なお、エンジンのクランクパルスの信号解像度で、エンジン回転数が低回転領域で利用者に不快感を与えない程度に十分に騒音レベルが低い場合には、エンジン回転数のみで噛み合いの失敗を検出してもよい。また、エンジン回転数のみで噛み合いの失敗を検出する場合には、クランクパルスの歯抜け部分がきて時間が遅れたときも、噛み合いの失敗と判断する。
また、噛み合いの失敗を判定した後に、スタータモータ1の通電およびピニオンギア5の押し出しをやめると、エンジン回転数が0rpmになっても、ピニオンギア5が無負荷状態で惰性回転している場合があり、再度エンジンの再始動を実施しても、失敗する可能性がある。そこで、ピニオンギア5の回転数とエンジン回転数とが所定の回転数差になった時間、またはピニオンギア5の回転数が所定の回転数になった時間で、再度エンジンの再始動を実施してもよい。
実施の形態2.
上記実施の形態1では、制御部は、ピニオンギア5に対する負荷の変動として、スタータモータ1のモータ電流の変化に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが失敗したか否かを判定すると説明した。しかしながら、制御部は、ピニオンギア5に対する負荷の変動として、バッテリ2の電流または電圧の変化に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが失敗したか否かを判定してもよい。
上記実施の形態1では、制御部は、ピニオンギア5に対する負荷の変動として、スタータモータ1のモータ電流の変化に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが失敗したか否かを判定すると説明した。しかしながら、制御部は、ピニオンギア5に対する負荷の変動として、バッテリ2の電流または電圧の変化に基づいて、ピニオンギア5とリングギア6との噛み合いが失敗したか否かを判定してもよい。
このとき、制御部は、図5のステップS8で示したモータ電流の降下状態が変化したか否かの判定に代えて、図6に示したように、バッテリ2の電流または電圧の降下状態が変化したか否かを判定する(ステップS21)。なお、この場合には、バッテリ2以外の電流または電圧の変化の要因を抑制した状態にする必要がある。
以上のように、実施の形態2によれば、噛み合い失敗検出部は、バッテリの電流または電圧の変化に基づいて、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いが失敗したか否かを判定する。
そのため、より簡単な構成で、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を高精度に検出することができる。
そのため、より簡単な構成で、ピニオンギアとリングギアとの噛み合いの失敗を高精度に検出することができる。
実施の形態3.
図7は、この発明の実施の形態3に係るエンジン始動装置を示す概略構成図である。図7において、エンジン始動装置は、スタータモータ1、バッテリ2、始動スイッチ3A、ソレノイドスイッチ4Aおよびピニオンギア5を備えている。ソレノイドスイッチ4Aは、コイル43a、コイル鉄心43b、レバー43cおよび接点部43dを含んでいる。ピニオンギア5は、レバー43cに取り付けられている。
図7は、この発明の実施の形態3に係るエンジン始動装置を示す概略構成図である。図7において、エンジン始動装置は、スタータモータ1、バッテリ2、始動スイッチ3A、ソレノイドスイッチ4Aおよびピニオンギア5を備えている。ソレノイドスイッチ4Aは、コイル43a、コイル鉄心43b、レバー43cおよび接点部43dを含んでいる。ピニオンギア5は、レバー43cに取り付けられている。
コイル43aは、スタータモータ1の接地端子と始動スイッチ3Aとの間に接続されている。また、コイル鉄心43bは、一端がレバー43cに接続され、コイル43aの励磁によって図の上方に移動し、接点部42cを接続する。ここで、始動スイッチ3Aがオン状態になってコイル43aが励磁されると、コイル鉄心43bが移動してレバー43cが回転し、ピニオンギア5がリングギア6と噛み合う位置に押し出されるとともに、コイル鉄心43bが引ききったときに接点部43dが接続され、スタータモータ1に電力が供給される。
なお、その他の構成は、上述した実施の形態1のものと同様なので、説明を省略する。すなわち、このエンジン始動装置は、押し出し機構の動作とスタータモータ1への通電電流をオンオフするスイッチとを、1つのプランジャーコイルで構成することにより、ピニオンギア5を押し出した後に、プランジャーが先に引き込まれることでモータ通電スイッチを動作させる一体型スイッチ(シングルスイッチ構成)を有している。
このようなシングルスイッチ構成を有する構成のエンジン始動装置においても、上記実施の形態1および2と同等の効果を得ることができる。
1 スタータモータ、2 バッテリ、3、3A 始動スイッチ、4、4A ソレノイドスイッチ、5 ピニオンギア、6 リングギア、31 第1スイッチ、32 第2スイッチ、41 第1ソレノイド、41a コイル、41b コイル鉄心、41c レバー、42 第2ソレノイド、42a コイル、42b コイル鉄心、42c 接点部、43a コイル、43b コイル鉄心、43c レバー、43d 接点部。
Claims (12)
- 自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立により前記エンジンを再始動させるエンジン始動装置において、
スタータモータと、
前記スタータモータの出力軸側にスプライン結合されて軸方向に摺動するピニオン部と、
前記ピニオン部のピニオンギアをリングギアと噛み合う位置に移動させる押し出し機構と、を備え、
前記ピニオンギアと前記リングギアとを噛み合わせて前記スタータモータの動力を伝達することで、前記エンジンを始動するエンジン始動装置であって、
前記自動停止条件の成立後、前記エンジン回転数が0rpmになる前に、前記エンジンの再始動要求が発生した場合に、前記ピニオンギアに対する負荷の変動に基づいて、前記ピニオンギアと前記リングギアとの噛み合いの失敗を検出する噛み合い失敗検出部
をさらに備えたことを特徴とするエンジン始動装置。 - 前記噛み合い失敗検出部は、前記ピニオンギアに対する負荷の変動として、前記スタータモータのモータ電流の変化を監視する
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジン始動装置。 - 前記噛み合い失敗検出部は、前記ピニオンギアに対する負荷の変動として、前記スタータモータに電力を供給するバッテリの電流または電圧の変化を監視する
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジン始動装置。 - 前記噛み合い失敗検出部は、前記ピニオンギアと前記リングギアとの噛み合いの失敗の検出を、前記再始動要求の発生から所定の判定時間で行う
ことを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載のエンジン始動装置。 - 前記噛み合い失敗検出部は、前記判定時間を、前記再始動要求発生時のエンジン回転数および前記エンジンのクランク角毎のマップから決定する
ことを特徴とする請求項4に記載のエンジン始動装置。 - 前記マップは、前記エンジンの停止特性と前記ピニオンギアの立ち上がり特性とに基づいて設定されている
ことを特徴とする請求項5に記載のエンジン始動装置。 - 前記噛み合い失敗検出部は、前記再始動要求の発生から所定の判定時間が経過した後におけるエンジン回転数に基づいて、前記ピニオンギアと前記リングギアとの噛み合いの失敗を検出する
ことを特徴とする請求項1から請求項6までの何れか1項に記載のエンジン始動装置。 - 前記噛み合い失敗検出部は、前記ピニオンギアに対する負荷の変動に代えて、前記再始動要求の発生から所定の判定時間が経過した後におけるエンジン回転数に基づいて、前記ピニオンギアと前記リングギアとの噛み合いの失敗を検出する
ことを特徴とする請求項1から請求項6までの何れか1項に記載のエンジン始動装置。 - 前記噛み合い失敗検出部は、前記ピニオンギアと前記リングギアとの噛み合いの失敗を検出した場合に、前記スタータモータへの通電を停止し、前記ピニオンギアと前記リングギアとの回転数差が所定の回転数差になった時点で、前記エンジンを再始動させる
ことを特徴とする請求項1から請求項8までの何れか1項に記載のエンジン始動装置。 - 前記噛み合い失敗検出部は、前記ピニオンギアと前記リングギアとの噛み合いの失敗を検出した場合に、前記スタータモータへの通電を停止し、前記ピニオンギアの回転数が所定の回転数になった時点で、前記エンジンを再始動させる
ことを特徴とする請求項1から請求項8までの何れか1項に記載のエンジン始動装置。 - 前記所定の回転数は、0rpmである
ことを特徴とする請求項10に記載のエンジン始動装置。 - 自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、再始動条件の成立により前記エンジンを再始動させるエンジン始動方法において、スタータモータの出力軸側にスプライン結合されて軸方向に摺動するピニオン部のピニオンギアを、リングギアと噛み合う位置に押し出して噛み合わせ、前記スタータモータの動力を伝達することで、前記エンジンを始動するエンジン始動方法であって、
前記自動停止条件の成立後、前記エンジン回転数が0rpmになる前に、前記エンジンの再始動要求が発生した場合に、前記ピニオンギアに対する負荷の変動に基づいて、前記ピニオンギアと前記リングギアとの噛み合いの失敗を検出する噛み合い失敗検出ステップ
を備えたことを特徴とするエンジン始動方法。
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