JP2018071505A - Engine starter and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンを始動させるエンジン始動装置に関する。 The present invention relates to an engine starter that starts an engine.
従来、エンジンの自動停止及び自動再始動を行う車両において、エンジンが惰性回転しているときに、スタータのピニオンギアをリングギアに噛み合わせるものがある(特許文献1参照)。特許文献1に記載のものでは、エンジンが完全に停止した後に、クランクシャフト(出力軸)の回転位置を、エンジンの再始動に最適な目標回転位置までスタータモータにより回転させている。これにより、特許文献1に記載のものでは、エンジンの始動時間を大幅に短縮することができるとしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle that automatically stops and restarts an engine, there is a vehicle that meshes a starter pinion gear with a ring gear when the engine is inertially rotated (see Patent Document 1). In the device described in Patent Document 1, after the engine is completely stopped, the rotation position of the crankshaft (output shaft) is rotated by the starter motor to the target rotation position that is optimal for restarting the engine. Thereby, in the thing of patent document 1, it is supposed that the starting time of an engine can be shortened significantly.
ところで、クランクシャフトを上記目標回転位置まで回転させた後に、クランクシャフトが回転する場合があることに本願発明者らは着目した。その場合、クランクシャフトの回転位置が目標回転位置からずれることとなり、エンジンの始動時間を短縮することができないおそれがある。 The inventors of the present application have noted that the crankshaft may rotate after the crankshaft is rotated to the target rotation position. In that case, the rotational position of the crankshaft will deviate from the target rotational position, and the engine start time may not be shortened.
特に、エンジンを停止して車両の惰性走行(コースティング走行)を行う車両や、エンジンを停止してモータにより走行(EV走行)を行う車両では、こうした傾向が顕著となる。 In particular, such a tendency is conspicuous in a vehicle in which the engine is stopped and the vehicle travels coasting (coasting travel) or a vehicle in which the engine is stopped and the motor travels (EV travel).
本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、エンジンの出力軸を目標回転位置で停止させた後に出力軸が回転した場合であっても、エンジンの始動時間を短縮することのできるエンジン始動装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve these problems, and even when the output shaft rotates after the engine output shaft is stopped at the target rotational position, the engine start time can be shortened. It is an object of the present invention to provide an engine starter that can be used.
上記課題を解決するための第1の手段は、
燃料の燃焼により駆動力を発生するエンジン(10)を始動させるエンジン始動装置であって、
前記エンジンの出力軸(11)を回転させる回転電機(20、60)と、
前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出部(41、42)と、
前記エンジンの運転が停止した後に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記エンジンの始動用に設定された目標回転位置まで前記回転電機により前記出力軸を回転させて停止させる第1位置決め部(30)と、
前記第1位置決め部により前記出力軸を前記目標回転位置で停止させた後に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記出力軸の回転位置が前記目標回転位置からずれる位置ずれが生じたことを検出する位置ずれ検出部(30)と、
前記位置ずれ検出部により前記位置ずれが生じたことが検出された場合に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記目標回転位置まで前記回転電機により前記出力軸を回転させて停止させる第2位置決め部(30)と、
を備える。
The first means for solving the above problems is as follows.
An engine starter for starting an engine (10) that generates driving force by combustion of fuel,
A rotating electrical machine (20, 60) for rotating the output shaft (11) of the engine;
A rotational position detector (41, 42) for detecting the rotational position of the output shaft;
After the operation of the engine stops, based on the rotational position detected by the rotational position detector, the output shaft is rotated by the rotating electrical machine to the target rotational position set for starting the engine and stopped. A first positioning part (30) to be moved;
A position where the rotation position of the output shaft deviates from the target rotation position based on the rotation position detected by the rotation position detection unit after the output shaft is stopped at the target rotation position by the first positioning unit. A misalignment detector (30) for detecting the occurrence of misalignment;
When the positional deviation detection unit detects that the positional deviation has occurred, the rotating electrical machine rotates the output shaft to the target rotational position based on the rotational position detected by the rotational position detection unit. A second positioning part (30) to be stopped
Is provided.
上記構成によれば、回転位置検出部により、出力軸の回転位置が検出される。第1位置決め部は、エンジンの運転が停止した後に、回転位置検出部により検出された回転位置に基づいて、エンジンの始動用に設定された目標回転位置まで回転電機によりエンジンの出力軸を回転させて停止させる。 According to the above configuration, the rotational position of the output shaft is detected by the rotational position detector. The first positioning unit rotates the output shaft of the engine by the rotating electrical machine to the target rotational position set for starting the engine based on the rotational position detected by the rotational position detecting unit after the operation of the engine is stopped. Stop.
しかしながら、何らかの原因によりエンジンの出力軸が回転して、出力軸の回転位置が目標回転位置からずれる場合がある。例えば、コースティング走行を行う車両やEV走行を行う車両では、エンジン停止後にこれらの走行における車両の振動等により出力軸が回転し易い。 However, for some reason, the output shaft of the engine may rotate, and the rotational position of the output shaft may deviate from the target rotational position. For example, in a vehicle that performs coasting traveling or a vehicle that performs EV traveling, the output shaft is likely to rotate due to vibration of the vehicle during the traveling after the engine is stopped.
この点、出力軸を目標回転位置で停止させた後に、位置ずれ検出部は、回転位置検出部により検出された回転位置に基づいて、出力軸の回転位置が目標回転位置からずれる位置ずれが生じたことを検出する。そして、位置ずれが生じたことが検出された場合に、第2位置決め部は、回転位置検出部により検出された回転位置に基づいて、目標回転位置まで回転電機により出力軸を回転させて停止させる。したがって、エンジンの出力軸を目標回転位置で停止させた後に出力軸が回転した場合であっても、再度目標回転位置まで出力軸を回転させて停止させるため、エンジンの始動時間を短縮することができる。 In this regard, after stopping the output shaft at the target rotational position, the positional deviation detection unit generates a positional deviation in which the rotational position of the output shaft deviates from the target rotational position based on the rotational position detected by the rotational position detection unit. Detect that. Then, when it is detected that the position shift has occurred, the second positioning unit rotates the output shaft to the target rotation position and stops the rotation based on the rotation position detected by the rotation position detection unit. . Therefore, even when the output shaft rotates after stopping the engine output shaft at the target rotational position, the output shaft is rotated again to the target rotational position and stopped, so the engine start time can be shortened. it can.
なお、第2位置決め部が目標回転位置まで回転電機により出力軸を回転させて停止させた後に、出力軸の回転位置が目標回転位置からずれた場合、位置ずれ検出部により位置ずれが生じたことが検出される。そして、第2位置決め部は、目標回転位置まで回転電機により出力軸を再度回転させて停止させる。 In addition, when the rotation position of the output shaft deviates from the target rotation position after the second positioning unit has rotated and stopped the output shaft by the rotating electrical machine to the target rotation position, the position deviation has occurred by the position deviation detection unit. Is detected. And a 2nd positioning part rotates an output shaft again with a rotary electric machine to a target rotation position, and stops it.
出力軸の回転位置が、目標回転位置から正転方向へずれる場合と逆転方向へずれる場合とがある。このため、ずれた後の回転位置から目標回転位置まで出力軸を回転させる際の回転角度は、出力軸を回転させる方向によって変わることとなる。 There are cases where the rotational position of the output shaft deviates from the target rotational position in the forward direction and in the reverse direction. For this reason, the rotation angle when rotating the output shaft from the shifted rotational position to the target rotational position varies depending on the direction in which the output shaft is rotated.
この点、第2の手段では、前記第2位置決め部は、前記位置ずれ検出部により前記位置ずれが生じたことが検出された場合に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置から前記目標回転位置までの回転角度が最も小さくなる最小回転方向へ、前記回転電機により前記出力軸を回転させて前記目標回転位置で停止させるといった構成を採用している。このため、ずれた後の回転位置から目標回転位置まで出力軸を無駄なく回転させることができ、再度目標回転位置で出力軸を停止させるまでの時間を短縮することができる。 In this regard, in the second means, the second positioning unit detects the positional deviation from the rotational position detected by the rotational position detection unit when the positional deviation detection unit detects that the positional deviation has occurred. A configuration is adopted in which the output shaft is rotated by the rotating electric machine in the minimum rotation direction in which the rotation angle to the target rotation position is the smallest and stopped at the target rotation position. For this reason, the output shaft can be rotated without waste from the shifted rotational position to the target rotational position, and the time until the output shaft is stopped again at the target rotational position can be shortened.
多気筒エンジンでは、エンジンの始動用に設定された目標回転位置が、出力軸の1回転中に複数存在する場合がある。その場合、ずれた後の回転位置から最も近い目標回転位置まで出力軸を回転させれば、再度目標回転位置で出力軸を停止させるまでの時間を最短にすることができる。 In a multi-cylinder engine, there may be a plurality of target rotational positions set for starting the engine during one rotation of the output shaft. In this case, if the output shaft is rotated from the shifted rotational position to the nearest target rotational position, the time until the output shaft is stopped again at the target rotational position can be minimized.
この点、第3の手段では、前記目標回転位置は、前記出力軸の1回転中に複数設定されており、前記第2位置決め部は、前記位置ずれ検出部により前記位置ずれが生じたことが検出された場合に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置から最も近い前記目標回転位置へ最小の回転角度で近付ける最小回転方向へ、前記回転電機により前記出力軸を回転させて前記最も近い前記目標回転位置で停止させるといった構成を採用している。このため、出力軸の回転位置が目標回転位置からずれた場合に、再度目標回転位置で出力軸を停止させるまでの時間を最短にすることができる。 In this regard, in the third means, a plurality of the target rotational positions are set during one rotation of the output shaft, and the second positioning unit has the positional deviation caused by the positional deviation detecting unit. If detected, the output shaft is rotated by the rotating electrical machine in the minimum rotation direction approaching the target rotation position closest to the rotation position detected by the rotation position detection unit with the minimum rotation angle, and the A configuration is adopted in which the vehicle is stopped at a close target rotational position. For this reason, when the rotational position of the output shaft deviates from the target rotational position, it is possible to minimize the time until the output shaft is stopped again at the target rotational position.
回転電機により発生可能な最大トルクが、出力軸を正転方向へ回転させる場合と逆転方向へ回転させる場合とで異なることがある。また、出力軸の回転抵抗が、出力軸を正転方向へ回転させる場合と逆転方向へ回転させる場合とで異なることがある。このため、出力軸を回転させる方向によっては、回転電機により出力軸を回転させることができない場合がある。 The maximum torque that can be generated by the rotating electrical machine may differ between when the output shaft is rotated in the forward direction and when it is rotated in the reverse direction. Further, the rotational resistance of the output shaft may differ between when the output shaft is rotated in the forward direction and when it is rotated in the reverse direction. For this reason, depending on the direction in which the output shaft is rotated, the output shaft may not be rotated by the rotating electrical machine.
この点、第4の手段では、前記第2位置決め部は、前記回転電機により前記出力軸を前記最小回転方向へ回転させる際に前記出力軸が回転しないと判定した場合に、前記回転電機により前記出力軸を前記最小回転方向と反対方向に回転させて前記目標回転位置で停止させるといった構成を採用している。このため、ずれた後の回転位置から目標回転位置までの回転角度が最も小さくなる最小回転方向へ出力軸を回転させようとして回転しなかった場合に、出力軸を最小回転方向と反対方向に回転させて目標回転位置で停止させることができる。 In this regard, in the fourth means, when the second positioning unit determines that the output shaft does not rotate when the output shaft is rotated in the minimum rotation direction by the rotating electrical machine, the rotating electrical machine A configuration is adopted in which the output shaft is rotated in the direction opposite to the minimum rotation direction and stopped at the target rotation position. Therefore, if the output shaft is not rotated in the minimum rotation direction where the rotation angle from the shifted rotational position to the target rotational position is the smallest, the output shaft is rotated in the direction opposite to the minimum rotation direction. Can be stopped at the target rotational position.
第5の手段では、前記出力軸と前記回転電機との間に、正転方向に回転する前記出力軸から前記回転電機に伝達されるトルクが所定トルクを超えた場合に前記出力軸と前記回転電機とを遮断する一方向クラッチ(22)が設けられており、前記第2位置決め部は、前記回転電機により前記出力軸を逆転方向へ回転させる場合に、前記回転電機から前記出力軸に伝達されるトルクを前記所定トルクよりも小さく設定する。 In the fifth means, when the torque transmitted from the output shaft rotating in the forward rotation direction to the rotating electrical machine exceeds a predetermined torque between the output shaft and the rotating electrical machine, the output shaft and the rotating electrical machine are rotated. A one-way clutch (22) for disconnecting from the electric machine is provided, and the second positioning portion is transmitted from the rotary electric machine to the output shaft when the rotary electric machine rotates the output shaft in the reverse rotation direction. Is set smaller than the predetermined torque.
上記構成によれば、エンジンの始動に際して燃料の燃焼によりエンジンが駆動力を発生し、正転方向に回転する出力軸から回転電機に伝達されるトルクが所定トルクを超えた場合に、一方向クラッチにより出力軸と回転電機とが遮断される。このため、回転電機がエンジンの出力軸により過度に回転させられることを避けることができる。 According to the above configuration, the one-way clutch when the engine generates a driving force by the combustion of fuel when the engine is started and the torque transmitted from the output shaft rotating in the forward rotation direction to the rotating electrical machine exceeds the predetermined torque. As a result, the output shaft and the rotating electrical machine are disconnected. For this reason, it can be avoided that the rotating electrical machine is excessively rotated by the output shaft of the engine.
しかしながら、回転電機により出力軸を目標回転位置まで逆転方向へ回転させる場合は、正回転方向に回転する出力軸から回転電機にトルクが伝達される状態と等しくなる。このため、一方向クラッチを介して伝達されるトルクが上記所定トルクを超えると、一方向クラッチにより出力軸と回転電機とが遮断され、出力軸を目標回転位置まで回転させることができなくなる。この点、第2位置決め部は、回転電機により出力軸を逆転方向へ回転させる場合に、回転電機から出力軸に伝達されるトルクを上記所定トルクよりも小さく設定する。このため、出力軸と回転電機との間に一方向クラッチが設けられた構成であっても、回転電機により出力軸を目標回転位置まで逆転方向へ回転させることができる。 However, when the output shaft is rotated in the reverse rotation direction to the target rotation position by the rotating electrical machine, the torque is transmitted to the rotating electrical machine from the output shaft rotating in the forward rotation direction. For this reason, when the torque transmitted through the one-way clutch exceeds the predetermined torque, the output shaft and the rotating electrical machine are blocked by the one-way clutch, and the output shaft cannot be rotated to the target rotation position. In this regard, the second positioning unit sets the torque transmitted from the rotating electrical machine to the output shaft to be smaller than the predetermined torque when the output shaft is rotated in the reverse rotation direction by the rotating electrical machine. For this reason, even if the one-way clutch is provided between the output shaft and the rotating electrical machine, the rotating electrical machine can rotate the output shaft in the reverse direction to the target rotational position.
第6の手段では、前記出力軸と前記回転電機との間に、正転方向に回転する前記出力軸から前記回転電機に伝達されるトルクが所定トルクを超えた場合に前記出力軸と前記回転電機とを遮断する一方向クラッチが設けられており、前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出部(42)を備え、前記第2位置決め部は、前記回転電機により前記出力軸を逆転方向へ回転させ、且つ前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定回転速度を超えた場合に、前記回転電機から前記出力軸に伝達されるトルクを現在のトルクよりも低下させる。 In the sixth means, when the torque transmitted from the output shaft rotating in the forward rotation direction to the rotating electrical machine exceeds a predetermined torque between the output shaft and the rotating electrical machine, the output shaft and the rotating electrical machine are rotated. A one-way clutch that shuts off the electric machine is provided, and includes a rotation speed detection unit (42) that detects a rotation speed of the rotary electric machine, and the second positioning unit rotates the output shaft in the reverse rotation direction by the rotary electric machine. When the rotation speed detected by the rotation speed detection unit exceeds a predetermined rotation speed, the torque transmitted from the rotating electrical machine to the output shaft is made lower than the current torque.
一方向クラッチにより出力軸と回転電機とが遮断されると、回転電機にかかる負荷が小さくなり、回転電機の回転速度が上昇する。このため、回転電機の回転速度に基づいて、一方向クラッチにより出力軸と回転電機とが遮断されたか否か判定することができる。 When the output shaft and the rotating electrical machine are disconnected by the one-way clutch, the load applied to the rotating electrical machine is reduced and the rotational speed of the rotating electrical machine is increased. For this reason, based on the rotational speed of the rotating electrical machine, it can be determined whether or not the output shaft and the rotating electrical machine are shut off by the one-way clutch.
この点、回転速度検出部により、回転電機の回転速度が検出される。そして、第2位置決め部は、回転電機により出力軸を逆転方向へ回転させ、且つ回転速度検出部により検出された回転速度が所定回転速度を超えた場合に、回転電機から出力軸に伝達されるトルクを現在のトルクよりも低下させる。このため、一方向クラッチにより出力軸と回転電機とが遮断された場合に、回転電機から出力軸へ伝達されるトルクを低下させて、出力軸を目標回転位置まで逆転方向へ回転させることができる。 In this regard, the rotational speed of the rotating electrical machine is detected by the rotational speed detector. The second positioning unit transmits the output shaft from the rotating electrical machine to the output shaft when the rotating electrical machine rotates the output shaft in the reverse rotation direction and the rotational speed detected by the rotational speed detecting unit exceeds a predetermined rotational speed. Reduce torque below current torque. For this reason, when the output shaft and the rotating electrical machine are interrupted by the one-way clutch, the torque transmitted from the rotating electrical machine to the output shaft can be reduced and the output shaft can be rotated in the reverse direction to the target rotational position. .
第7の手段では、前記出力軸と前記回転電機との間に、正転方向に回転する前記出力軸から前記回転電機に伝達されるトルクが所定トルクを超えた場合に前記出力軸と前記回転電機とを遮断する一方向クラッチが設けられており、前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出部を備え、前記第2位置決め部は、前記回転電機により前記出力軸を逆転方向へ回転させ、且つ前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定回転速度を超えた場合に、前記回転電機により前記出力軸を正転方向に回転させて前記目標回転位置で停止させる。 In the seventh means, when the torque transmitted from the output shaft rotating in the forward rotation direction to the rotating electrical machine exceeds a predetermined torque between the output shaft and the rotating electrical machine, the output shaft and the rotating electrical machine are rotated. A one-way clutch that shuts off the electric machine is provided, and includes a rotation speed detection unit that detects a rotation speed of the rotary electric machine, and the second positioning unit rotates the output shaft in the reverse rotation direction by the rotary electric machine. When the rotational speed detected by the rotational speed detection unit exceeds a predetermined rotational speed, the rotating electrical machine rotates the output shaft in the normal rotation direction and stops at the target rotational position.
上記構成によれば、第2位置決め部は、回転電機により前記出力軸を逆転方向へ回転させ、且つ回転速度検出部により検出された回転速度が所定回転速度を超えた場合に、回転電機により出力軸を正転方向に回転させて目標回転位置で停止させる。このため、一方向クラッチにより出力軸と回転電機とが遮断された場合に、出力軸を目標回転位置まで正転方向に回転させて停止させることができる。 According to the above configuration, the second positioning unit outputs the output by the rotating electrical machine when the output shaft is rotated in the reverse rotation direction by the rotating electrical machine and the rotational speed detected by the rotational speed detecting unit exceeds the predetermined rotational speed. The shaft is rotated in the forward rotation direction and stopped at the target rotation position. For this reason, when the output shaft and the rotating electrical machine are interrupted by the one-way clutch, the output shaft can be rotated in the normal rotation direction to the target rotation position and stopped.
一方向クラッチにより出力軸と回転電機とが遮断されたとしても、回転電機により出力軸を逆転方向へ再度回転させたり、回転電機から出力軸に伝達されるトルクを現在のトルクよりも低下させたりすることで、出力軸を逆転方向へ回転させることができる場合がある。 Even if the output shaft and the rotating electrical machine are cut off by the one-way clutch, the rotating electrical machine rotates the output shaft in the reverse direction again, or the torque transmitted from the rotating electrical machine to the output shaft is lower than the current torque. By doing so, the output shaft may be able to be rotated in the reverse direction.
この点、第8の手段では、前記第2位置決め部は、前記回転電機により前記出力軸を逆転方向へ回転させ、且つ前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定回転速度を超えたことが、規定回数以上生じたことを条件として、前記回転電機により前記出力軸を正転方向に回転させて前記目標回転位置で停止させるといった構成を採用している。このため、回転電機により出力軸を逆転方向へ回転させることを規定回数まで繰り返し試み、規定回数に達しても出力軸を逆転方向へ回転させることができなかった場合に、出力軸が正転方向に回転させられる。したがって、出力軸を回転させる方向を正転方向と逆転方向とで使い分けつつ、出力軸を目標回転位置まで確実に回転させて停止させることができる。 In this regard, in the eighth means, the second positioning unit rotates the output shaft in the reverse rotation direction by the rotating electric machine, and the rotation speed detected by the rotation speed detection unit exceeds a predetermined rotation speed. On the condition that this occurs more than the specified number of times, a configuration is adopted in which the output shaft is rotated in the normal rotation direction by the rotating electrical machine and stopped at the target rotation position. Therefore, if the rotating electric machine repeatedly tries to rotate the output shaft in the reverse direction up to the specified number of times, and the output shaft cannot be rotated in the reverse direction even after the specified number of times, the output shaft rotates in the forward direction. To be rotated. Therefore, the output shaft can be reliably rotated to the target rotation position and stopped while properly using the direction in which the output shaft is rotated in the forward rotation direction and the reverse rotation direction.
第9の手段は、燃料の燃焼により駆動力を発生するエンジン(10)を始動させるエンジン始動装置であって、
前記エンジンの出力軸(11)を回転させる回転電機(20、60)と、
前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出部(41、42)と、
前記エンジンの運転が停止した後に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記エンジンの始動用に設定された目標回転位置まで前記回転電機により前記出力軸を回転させて停止させる第1位置決め部(30)と、
前記第1位置決め部により前記出力軸を前記目標回転位置で停止させた後に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記出力軸の回転位置が前記目標回転位置からずれる位置ずれが生じたことを検出する位置ずれ検出部(30)と、
前記位置ずれ検出部により前記位置ずれが生じたことが検出された時に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記目標回転位置まで前記回転電機により前記出力軸を直ちに回転させて停止させる目標位置維持部(30)と、
を備える。
The ninth means is an engine starting device for starting an engine (10) that generates driving force by combustion of fuel,
A rotating electrical machine (20, 60) for rotating the output shaft (11) of the engine;
A rotational position detector (41, 42) for detecting the rotational position of the output shaft;
After the operation of the engine stops, based on the rotational position detected by the rotational position detector, the output shaft is rotated by the rotating electrical machine to the target rotational position set for starting the engine and stopped. A first positioning part (30) to be moved;
A position where the rotation position of the output shaft deviates from the target rotation position based on the rotation position detected by the rotation position detection unit after the output shaft is stopped at the target rotation position by the first positioning unit. A misalignment detector (30) for detecting the occurrence of misalignment;
When the displacement detection unit detects that the displacement has occurred, the rotating electrical machine immediately rotates the output shaft to the target rotation position based on the rotation position detected by the rotation position detection unit. A target position maintaining unit (30) to be stopped,
Is provided.
上記構成によれば、位置ずれ検出部により前記位置ずれが生じたことが検出された時に、目標位置維持部は、回転位置検出部により検出された回転位置に基づいて、目標回転位置まで回転電機により出力軸を直ちに回転させて停止させる。このため、出力軸の回転位置を目標回転位置に実質的に維持することができ、エンジンの始動時間を短縮することができる。 According to the above configuration, when the positional deviation detection unit detects that the positional deviation has occurred, the target position maintaining unit is configured to rotate the rotating electrical machine to the target rotational position based on the rotational position detected by the rotational position detection unit. Rotate the output shaft immediately to stop. For this reason, the rotational position of the output shaft can be substantially maintained at the target rotational position, and the engine start time can be shortened.
第10の手段では、前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出部を備え、前記回転位置検出部は、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度に基づいて、前記出力軸の回転位置を算出する。 The tenth means includes a rotational speed detector that detects the rotational speed of the rotating electrical machine, and the rotational position detector rotates the output shaft based on the rotational speed detected by the rotational speed detector. Calculate the position.
上記構成によれば、回転速度検出部により、回転電機の回転速度が検出される。そして、回転位置検出部によって、回転速度検出部により検出された回転速度に基づいて、出力軸の回転位置が算出される。このため、回転電機の回転速度を検出する回転速度検出部を、出力軸の回転位置を検出する回転位置検出部として用いることができる。したがって、回転速度検出部と別体の回転位置検出部から配線により回転位置の信号を送信する構成と比較して、配線を簡略化することができる。 According to the said structure, the rotational speed of a rotary electric machine is detected by a rotational speed detection part. Then, the rotational position of the output shaft is calculated by the rotational position detector based on the rotational speed detected by the rotational speed detector. For this reason, the rotational speed detection part which detects the rotational speed of a rotary electric machine can be used as a rotational position detection part which detects the rotational position of an output shaft. Accordingly, the wiring can be simplified as compared with the configuration in which the rotational position signal is transmitted from the rotational speed detection unit and the separate rotational position detection unit by wiring.
第11の手段は、車両であって、第1〜第10のいずれか1つの手段のエンジン始動装置と、前記エンジンと、を備え、前記エンジンの運転が停止した状態で走行を行う。 The eleventh means is a vehicle, and includes the engine starter of any one of the first to tenth means and the engine, and travels in a state where the operation of the engine is stopped.
上記構成によれば、エンジンの運転が停止した状態で走行を行う車両において、第1〜第10のいずれか1つの手段のエンジン始動装置を備えている。したがって、例えばコースティング走行を行う車両やEV走行を行う車両において、エンジン停止後にこれらの走行における車両の振動等により出力軸が回転したとしても、再度目標回転位置まで出力軸を回転させて停止させることができる。その結果、エンジンの運転が停止した状態で走行を行う車両であっても、エンジンの始動時間を短縮することができる。 According to the above configuration, the vehicle that travels while the operation of the engine is stopped includes the engine starting device of any one of the first to tenth means. Therefore, for example, in a vehicle that performs coasting driving or a vehicle that performs EV traveling, even if the output shaft rotates due to the vibration of the vehicle during the traveling after the engine stops, the output shaft is rotated again to the target rotational position and stopped. be able to. As a result, the engine start time can be shortened even in a vehicle that travels with the engine operation stopped.
(第1実施形態)
以下、車両に搭載されるエンジン及びエンジン始動装置に具現化した第1実施形態について、図を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment embodied in an engine and an engine starter mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、エンジン10のクランク軸11(出力軸に相当)には、モータ20が接続されている。エンジン10としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等を採用することができる。エンジン10は、燃料の燃焼により、車両を走行させる駆動力を発生する。モータ20(回転電機に相当)は、バッテリ(図示略)から供給される電力により、クランク軸11を回転させる。詳しくは、モータ20は正転駆動によりクランク軸11を正転方向に回転させ、逆転駆動によりクランク軸11を逆転方向に回転させる。エンジン10には、クランク軸11の回転位置を検出するクランク角センサ41(回転位置検出部に相当)が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, a
エンジン10の運転状態は、ECU(Electronic Control Unit)30により制御される。ECU30は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータとして構成されている。ECU30には、クランク角センサ41等、各種センサの検出値が入力される。なお、モータ20、クランク角センサ41、及びECU30により、エンジン始動装置が構成されている。
The operating state of the
本実施形態では、ECU30は、エンジン10の自動停止及び自動再始動を実行する。詳しくは、ECU30は、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジン10を自動停止させる。そして、ECU30は、エンジン10の運転が停止した状態で車両を惰性走行させるコースティング走行を行う。その後、ECU30は、所定の自動再始動条件が成立した場合にエンジン10を自動再始動させる。
In the present embodiment, the
さらに、ECU30は、エンジン10の運転が停止した後に、クランク角センサ41により検出されたクランク軸11の回転位置に基づいて、エンジン10の始動用に設定された目標回転位置までモータ20によりクランク軸11を回転させて停止させる。目標回転位置は、エンジン10の始動に適したクランク軸11の回転位置である。例えば、エンジン10がポート噴射式のエンジンであれば、吸気行程が開始するクランク軸11の回転位置(TDC)が目標回転位置に設定される。また、エンジン10が筒内直接噴射式のエンジンであれば、圧縮行程が開始するクランク軸11の回転位置(BDC)が目標回転位置に設定される。
Further, after the operation of the
しかしながら、何らかの原因によりエンジン10のクランク軸11が回転して、クランク軸11の回転位置が目標回転位置からずれる場合がある。特に、コースティング走行を行う車両では、エンジン10の停止後にコースティング走行における車両の振動等によりクランク軸11が回転し易い。そこで、本実施形態では、ECU30は、クランク軸11の回転位置が目標回転位置からずれる位置ずれが生じたことを検出した場合に、目標回転位置までクランク軸11を回転させて停止させる再位置決め制御を実行する。
However, for some reason, the
図2は、再位置決め制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、エンジン10の自動停止条件が成立した場合に、ECU30により実行される。
FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of repositioning control. This series of processing is executed by the
まず、クランク軸11を目標回転位置まで回転させて停止させる(S11)。詳しくは、クランク角センサ41により検出されるクランク軸11の回転位置が、目標回転位置になるようにモータ20によりクランク軸11を回転させ、検出された回転位置が目標回転位置になった時点でモータ20を停止させる。
First, the
続いて、エンジン10の始動指令があるか否か判定する(S12)。詳しくは、エンジン10の自動再始動条件が成立した場合に始動指令があると判定し、自動再始動条件が成立していない場合に始動指令がないと判定する。
Subsequently, it is determined whether or not there is a start command for the engine 10 (S12). Specifically, it is determined that there is a start command when the automatic restart condition of the
S12の判定において、エンジン10の始動指令がないと判定した場合(S12:NO)、クランク軸11の位置ずれが生じたことを検出したか否か判定する(S13)。詳しくは、クランク軸11を目標回転位置で停止させた後に、クランク角センサ41により検出されたクランク軸11の回転位置が、目標回転位置から所定回転角度よりも大きく回転している場合に、位置ずれが生じたことを検出する。所定回転角度は、エンジン10の始動時間が延長するおそれのある回転角度であり、例えば45°CAに設定されている。
If it is determined in S12 that there is no start command for the engine 10 (S12: NO), it is determined whether or not it has been detected that a displacement of the
S13の判定において、クランク軸11の位置ずれが生じたことを検出していないと判定した場合(S13:NO)、S12の処理から再度実行する。一方、S13の判定において、クランク軸11の位置ずれが生じたことを検出したと判定した場合(S13:YES)、モータ20を駆動する(S14)。詳しくは、モータ20を正転駆動して、クランク軸11を正転方向に回転させる。
If it is determined in S13 that it has not been detected that the position of the
続いて、クランク軸11が目標回転位置まで回転したか否か判定する(S15)。詳しくは、クランク角センサ41により検出されるクランク軸11の回転位置が、目標回転位置になったか否か判定する。この判定において、クランク軸11が目標回転位置まで回転していないと判定した場合(S15:NO)、S14の処理から再度実行する。
Subsequently, it is determined whether or not the
一方、S15の判定において、クランク軸11が目標回転位置まで回転したと判定した場合(S15:YES)、モータ20を停止させ、S12の処理から再度実行する。
On the other hand, in the determination of S15, when it is determined that the
また、S12の判定において、エンジン10の始動指令があると判定した場合(S12:YES)、エンジン10を始動させる(S16)。詳しくは、モータ20によりエンジン10のクランキングを行い、エンジン10で燃料の燃焼を開始させる。その後、この一連の処理を終了する(END)。
When it is determined in S12 that there is a start command for the engine 10 (S12: YES), the
なお、S11の処理が第1位置決め部としての処理に相当し、S13の処理が位置ずれ検出部としての処理に相当し、S14及びS15の処理が第2位置決め部としての処理に相当する。 The process of S11 corresponds to the process as the first positioning unit, the process of S13 corresponds to the process as the misalignment detection unit, and the processes of S14 and S15 correspond to the process as the second positioning unit.
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。 The embodiment described in detail above has the following advantages.
・クランク軸11を目標回転位置で停止させた後に、ECU30は、クランク角センサ41により検出された回転位置に基づいて、クランク軸11の回転位置が目標回転位置からずれる位置ずれが生じたことを検出する。そして、位置ずれが生じたことが検出された場合に、ECU30は、クランク角センサ41により検出された回転位置に基づいて、目標回転位置までモータ20によりクランク軸11を回転させて停止させる。したがって、エンジン10のクランク軸11を目標回転位置で停止させた後にクランク軸11が回転した場合であっても、再度目標回転位置までクランク軸11を回転させて停止させるため、エンジン10の始動時間を短縮することができる。
-After stopping the
・S14及びS15の処理により目標回転位置までモータ20によりクランク軸11を回転させて停止させた後に、クランク軸11の回転位置が目標回転位置からずれた場合、S13の処理により位置ずれが生じたことが検出される。そして、ECU30は、目標回転位置までモータ20によりクランク軸11を再度回転させて停止させる。このため、位置ずれが複数回生じたとしても、クランク軸11を目標回転位置まで回転させて停止させることができる。
If the rotation position of the
・エンジン10の運転が停止した状態で走行を行う車両において、クランク軸11の再位置決め制御が実行される。したがって、エンジン10の停止後に、コースティング走行における車両の振動等によりクランク軸11が回転したとしても、再度目標回転位置までクランク軸11を回転させて停止させることができる。その結果、エンジン10の運転が停止した状態で走行を行う車両であっても、エンジン10の始動時間を短縮することができる。
The repositioning control of the
なお、・S14の処理において、モータ20を逆転駆動して、クランク軸11を逆転方向に回転させてもよい。
In the process of S14, the
(第2実施形態)
以下、クランク軸11の位置ずれ方向に応じて、再位置決め制御における回転方向を切り替える第2実施形態について、図3〜5を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment in which the rotation direction in the repositioning control is switched according to the displacement direction of the
本実施形態では、エンジン10として、ポート噴射式の4気筒(多気筒)の4ストロークエンジンを採用している。このため、180°CA毎にいずれかの気筒において、ピストンがTDC、すなわち目標回転位置に到達する。したがって、目標回転位置は、クランク軸11の1回転中に2つ設定されている。
In the present embodiment, a port injection type four-cylinder (multi-cylinder) four-stroke engine is employed as the
ここで、クランク軸11の回転位置が、目標回転位置から正転方向へずれる場合と逆転方向へずれる場合とがある。このため、ずれた後の回転位置から目標回転位置までクランク軸11を回転させる際の回転角度は、クランク軸11を回転させる方向によって変わることとなる。さらに、ずれた後の回転位置から最も近い目標回転位置までクランク軸11を回転させれば、再度目標回転位置でクランク軸11を停止させるまでの時間を最短にすることができる。
Here, there are cases where the rotational position of the
そこで、本実施形態の再位置決め制御では、ECU30は、位置ずれが生じたことが検出された場合に、クランク角センサ41により検出された回転位置から最も近い目標回転位置へ最小の回転角度で近付ける最小回転方向へ、クランク軸11を回転させて最も近い目標回転位置で停止させる。例えば、クランク軸11が目標回転位置から正転方向に90°CA未満回転した場合は、クランク軸11を逆転方向へ90°CA未満回転させて、停止していた目標回転位置へ戻す。一方、クランク軸11が目標回転位置から正転方向に90°CA以上180CA°未満回転した場合は、クランク軸11を正転方向へ90°未満回転させて、次の目標回転位置に到達させる。
Therefore, in the repositioning control of the present embodiment, the
図3は、本実施形態の再位置決め制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、エンジン10の自動停止条件が成立した場合に、ECU30により実行される。図2と同一の処理については、同一のステップ番号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of repositioning control according to the present embodiment. This series of processing is executed by the
図3のS11〜S13の処理は、図2のS11〜S13の処理と同一である。そして、S13の判定において、クランク軸11の位置ずれが生じたことを検出したと判定した場合(S13:YES)、クランク軸11が正転方向に回転しているか否か判定する(S21)。詳しくは、クランク角センサ41により検出されたクランク軸11の回転位置と上記目標回転位置とに基づいて、クランク軸11が目標回転位置から正転方向に回転しているか否か判定する。
The processes in S11 to S13 in FIG. 3 are the same as the processes in S11 to S13 in FIG. When it is determined in S13 that it has been detected that the
S21の判定において、クランク軸11が正転方向に回転していると判定した場合(S21:YES)、クランク軸11が目標回転位置から90°CA以上回転しているか否か判定する(S22)。この判定において、クランク軸11が目標回転位置から90°CA以上回転していると判定した場合(S22:YES)、図4の番号1へ進む。
If it is determined in S21 that the
図4に示すように、続いて、モータ20を正転駆動し(S14A)、クランク軸11が目標回転位置まで回転したか否か判定する(S15)。
As shown in FIG. 4, subsequently, the
S15の判定において、クランク軸11が目標回転位置まで回転していないと判定した場合(S15:NO)、S14Aの処理から再度実行する。一方、S15の判定において、クランク軸11が目標回転位置まで回転したと判定した場合(S15:YES)、モータ20を停止させ、図3の番号3へ進む。そして、S12の処理から再度実行する。
If it is determined in S15 that the
また、S22の判定において、クランク軸11が目標回転位置から90°CA以上回転していないと判定した場合(S22:NO)、図5の番号2へ進む。
If it is determined in S22 that the
図5に示すように、続いて、モータ20を逆転駆動し(S14B)、クランク軸11が目標回転位置まで回転したか否か判定する(S15)。
As shown in FIG. 5, subsequently, the
S15の判定において、クランク軸11が目標回転位置まで回転していないと判定した場合(S15:NO)、S14Bの処理から再度実行する。一方、S15の判定において、クランク軸11が目標回転位置まで回転したと判定した場合(S15:YES)、モータ20を停止させ、図3の番号3へ進む。そして、S12の処理から再度実行する。
If it is determined in S15 that the
また、S21の判定において、クランク軸11が正転方向に回転していないと判定した場合(S21:NO)、クランク軸11が目標回転位置から90°CA以上回転しているか否か判定する(S23)。この判定において、クランク軸11が目標回転位置から90°CA以上回転していると判定した場合(S23:YES)、図5の番号2へ進む。
If it is determined in S21 that the
一方、S23の判定において、クランク軸11が目標回転位置から90°CA以上回転していないと判定した場合(S23:NO)、図4の番号1へ進む。
On the other hand, if it is determined in S23 that the
そして、図3のS12の判定において、エンジン10の始動指令があると判定した場合(S12:YES)、エンジン10を始動させる(S16)。その後、この一連の処理を終了する(END)。
When it is determined in S12 of FIG. 3 that there is a start command for the engine 10 (S12: YES), the
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第1実施形態と異なる利点のみを述べる。 The embodiment described in detail above has the following advantages. Here, only advantages different from the first embodiment will be described.
・ECU30は、位置ずれが生じたことが検出された場合に、クランク角センサ41により検出された回転位置から目標回転位置までの回転角度が最も小さくなる方向へ、モータ20によりクランク軸11を回転させて目標回転位置で停止させている。このため、ずれた後の回転位置から目標回転位置までクランク軸11を無駄なく回転させることができ、再度目標回転位置でクランク軸11を停止させるまでの時間を短縮することができる。
The
・目標回転位置は、クランク軸11の1回転中に2つ(複数)設定されており、ECU30は、位置ずれが生じたことが検出された場合に、クランク角センサ41により検出された回転位置から最も近い目標回転位置へ最小の回転角度で近付ける最小回転方向へ、モータ20によりクランク軸11を回転させて最も近い目標回転位置で停止させている。このため、クランク軸11の回転位置が目標回転位置からずれた場合に、再度目標回転位置でクランク軸11を停止させるまでの時間を最短にすることができる。
The target rotational position is set to two (plural) during one rotation of the
なお、4気筒の4ストロークエンジンに限らず、その他の多気筒の4ストロークエンジンに上記実施形態を適用することもできる。その場合、例えば6気筒の4ストロークエンジンであれば、S22及びS23の処理において、90°CAを60°CAに変更して実施すればよい。 The above embodiment can be applied not only to a 4-cylinder 4-stroke engine but also to other multi-cylinder 4-stroke engines. In that case, for example, in the case of a six-cylinder four-stroke engine, the processing in S22 and S23 may be performed by changing 90 ° CA to 60 ° CA.
(第3実施形態)
以下、モータ20の駆動時にクランク軸11が回転したか否かに応じて、再位置決め制御における回転方向を切り替える第3実施形態について、図6,7を参照して説明する。なお、第1及び第2実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment in which the rotation direction in the repositioning control is switched according to whether or not the
モータ20により発生可能な最大トルクが、クランク軸11を正転方向へ回転させる場合(正転駆動)と逆転方向へ回転させる場合(逆転駆動)とで異なることがある。また、クランク軸11の回転抵抗が、クランク軸11を正転方向へ回転させる場合と逆転方向へ回転させる場合とで異なることがある。このため、クランク軸11を回転させる方向によっては、モータ20によりクランク軸11を回転させることができない場合がある。
The maximum torque that can be generated by the
そこで、本実施形態の再位置決め制御では、ECU30は、モータ20によりクランク軸11を上記最小回転方向へ回転させる際にクランク軸11が回転しないと判定した場合に、クランク軸11を最小回転方向と反対方向に回転させて目標回転位置で停止させる。具体的には、図4の処理に代えて図6の処理を実行し、図5の処理に代えて図7の処理を実行する。図6,7の一連の処理は、ECU30により実行される。図4,5と同一の処理については、同一のステップ番号を付すことにより説明を省略する。
Therefore, in the repositioning control of the present embodiment, when the
図6に示すように、モータ20を正転駆動し(S14A)、クランク軸11が回転したか否か判定する(S31)。詳しくは、モータ20の正転駆動前後において、クランク角センサ41により検出された回転角度が変化したか否か判定する。
As shown in FIG. 6, the
S31の判定において、クランク軸11が回転したと判定した場合(S31:YES)、クランク軸11が目標回転位置まで回転したか否か判定する(S15)。一方、S31の判定において、クランク軸11が回転していないと判定した場合(S31:NO)、図7の番号2へ進む。
If it is determined in S31 that the
図7に示すように、モータ20を逆転駆動し(S14B)、クランク軸11が回転したか否か判定する(S31)。
As shown in FIG. 7, the
S31の判定において、クランク軸11が回転したと判定した場合(S31:YES)、クランク軸11が目標回転位置まで回転したか否か判定する(S15)。一方、S31の判定において、クランク軸11が回転していないと判定した場合(S31:NO)、図6の番号1へ進む。
If it is determined in S31 that the
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第1及び第2実施形態と異なる利点のみを述べる。 The embodiment described in detail above has the following advantages. Here, only advantages different from the first and second embodiments will be described.
・ECU30は、モータ20によりクランク軸11を上記最小回転方向へ回転させる際にクランク軸11が回転しないと判定した場合に、モータ20によりクランク軸11を最小回転方向と反対方向に回転させて目標回転位置で停止させる。このため、ずれた後の回転位置から目標回転位置までの回転角度が最も小さくなる最小回転方向へクランク軸11を回転させようとして回転しなかった場合に、クランク軸11を最小回転方向と反対方向に回転させて目標回転位置で停止させることができる。
When the
なお、図6のS31の処理から図7の番号2へ進むことと、図7のS31の処理から図6の番号1へ進むこととが、所定回数以上繰り返された場合に、ECU30は、フェールセーフ処理としてエンジン10の始動を中止してもよい。
When the process from S31 in FIG. 6 proceeds to
(第4実施形態)
以下、クランク軸11とモータ20との間に一方向クラッチが設けられ、一方向クラッチが遮断状態にならないようにモータ20を逆転駆動する第4実施形態について、図8,9を参照して説明する。なお、第1〜第3実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment in which a one-way clutch is provided between the
図8に示すように、エンジン10のクランク軸11には、リングギア12が接続されている。モータ20の回転軸21は、一方向クラッチ22を介してピニオン軸23が接続されている。ピニオン軸23には、ピニオンギア24が接続されている。リングギア12とピニオンギア24とは常時噛み合っている。
As shown in FIG. 8, a
一方向クラッチ22は、正転方向に回転するクランク軸11から、リングギア12、ピニオンギア24、及びピニオン軸23を介して、モータ20の回転軸21に伝達されるトルクがクラッチ遮断トルク(所定トルクに相当)を超えた場合に、ピニオン軸23(すなわちクランク軸11)と回転軸21(すなわちモータ20)とを遮断する。また、モータ20が逆転駆動する場合は、正転方向に回転するクランク軸11からモータ20にトルクが伝達される状態と、トルクの伝達状態が等しくなる。このため、一方向クラッチ22は、逆転駆動するモータ20の回転軸21から、クランク軸11に伝達されるトルクがクラッチ遮断トルクを超えた場合に、モータ20とクランク軸11とを遮断する。
In the one-way clutch 22, torque transmitted from the
上記構成によれば、エンジン10の始動に際して燃料の燃焼によりエンジン10が駆動力を発生し、正転方向に回転するクランク軸11からモータ20に伝達されるトルクがクラッチ遮断トルクを超えた場合に、一方向クラッチ22によりクランク軸11とモータ20とが遮断される。このため、エンジン10の始動に際して、モータ20がエンジン10のクランク軸11により過度に回転させられることを避けることができる。
According to the above-described configuration, when the
しかしながら、モータ20によりクランク軸11を目標回転位置まで逆転方向へ回転させる場合に、一方向クラッチ22を介して伝達されるトルクがクラッチ遮断トルクを超えると、一方向クラッチ22によりクランク軸11とモータ20とが遮断され、クランク軸11を目標回転位置まで回転させることができなくなる。
However, when the
そこで、本実施形態の再位置決め制御では、ECU30は、モータ20によりクランク軸11を逆転方向へ回転させる場合に、モータ20からクランク軸11に伝達されるトルクをクラッチ遮断トルクよりも小さく設定する。具体的には、第3実施形態において、図7の処理に代えて図9の処理を実行する。図9の一連の処理は、ECU30により実行される。図7と同一の処理については、同一のステップ番号を付すことにより説明を省略する。
Therefore, in the repositioning control of this embodiment, when the
図9に示すように、モータ20を逆転駆動し(S14B)、モータ20の発生するトルクがクラッチ遮断トルク以下であるか否か判定する(S25)。例えば、モータ20に流れる電流を検出することにより、モータ20の発生するトルクを推定する。そして、推定したトルクが、クラッチ遮断トルク以下であるか否か判定する。
As shown in FIG. 9, the
S25の判定において、モータ20の発生するトルクがクラッチ遮断トルク以下でないと判定した場合(S25:NO)、モータ20を駆動する際のトルク指令値を現在のトルク指令値よりも減少させる(S26)。そして、S14Bの処理から再度実行する。
If it is determined in S25 that the torque generated by the
一方、S25の判定において、モータ20の発生するトルクがクラッチ遮断トルク以下であると判定した場合(S25:YES)、クランク軸11が回転したか否か判定する(S31)。S31以降の処理は、図7と同一である。
On the other hand, if it is determined in S25 that the torque generated by the
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第3実施形態と異なる利点のみを述べる。 The embodiment described in detail above has the following advantages. Only the advantages different from the third embodiment will be described here.
・ECU30は、モータ20によりクランク軸11を逆転方向へ回転させる場合に、モータ20からクランク軸11に伝達されるトルクをクラッチ遮断トルクよりも小さく設定する。このため、クランク軸11とモータ20との間に一方向クラッチ22が設けられた構成であっても、モータ20によりクランク軸11を目標回転位置まで逆転方向へ回転させることができる。
The
・ECU30は、モータ20からクランク軸11に伝達されるトルクをクラッチ遮断トルクよりも小さく設定しても、クランク軸11が回転しないと判定した場合(S31:NO)、モータ20によりクランク軸11を正転方向に回転させて目標回転位置で停止させる。このため、逆転方向へクランク軸11を回転させることができない場合には、クランク軸11を最小回転方向と反対方向(正転方向)に回転させて目標回転位置で停止させることができる。
If the
(第5実施形態)
以下、一方向クラッチ22が遮断状態になった場合にモータ20の駆動トルクを減少させる第5実施形態について、図10,11を参照して説明する。なお、第1〜第4実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a fifth embodiment in which the driving torque of the
図10に示すように、モータ20には、モータ20の回転軸21の回転速度を検出する回転速度検出部42が取り付けられている。回転速度検出部42としては、レゾルバや、エンコーダ、ホール素子等を採用することができる。
As shown in FIG. 10, the
一方向クラッチ22によりクランク軸11とモータ20とが遮断されると、モータ20にかかる負荷が小さくなり、モータ20の回転速度が上昇する。このため、モータ20の回転速度に基づいて、一方向クラッチ22によりクランク軸11とモータ20とが遮断されたか否か判定することができる。
When the
そこで、本実施形態の再位置決め制御では、ECU30は、モータ20によりクランク軸11を逆転方向へ回転させ、且つ回転速度検出部42により検出された回転速度が所定回転速度を超えた場合に、モータ20からクランク軸11に伝達されるトルクを現在のトルクよりも低下させる。具体的には、第4実施形態において、図9のS25の処理に代えて図11のS27処理を実行する。図11のその他の処理は、図9の処理と同一である。この一連の処理は、ECU30により実行される。図9と同一の処理については、同一のステップ番号を付すことにより説明を省略する。
Therefore, in the repositioning control of the present embodiment, the
図11に示すように、モータ20を逆転駆動し(S14B)、モータ20の回転速度が所定回転速度以上であるか否か判定する(S27)。具体的には、回転速度検出部42により検出された回転軸21の回転速度が、所定回転速度以上であるか否か判定する。
As shown in FIG. 11, the
S27の判定において、モータ20の回転速度が所定回転速度以上であると判定した場合(S27:YES)、モータ20を駆動する際のトルク指令値を現在のトルク指令値よりも減少させる(S26)。そして、S14Bの処理から再度実行する。
If it is determined in S27 that the rotation speed of the
一方、S27の判定において、モータ20の回転速度が所定回転速度以上でないと判定した場合(S27:NO)、クランク軸11が回転したか否か判定する(S31)。S31以降の処理は、図7と同一である。
On the other hand, if it is determined in S27 that the rotation speed of the
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第4実施形態と異なる利点のみを述べる。 The embodiment described in detail above has the following advantages. Here, only the advantages different from the fourth embodiment will be described.
・回転速度検出部42により、モータ20の回転速度が検出される。そして、ECU30は、モータ20によりクランク軸11を逆転方向へ回転させ、且つ回転速度検出部42により検出された回転速度が所定回転速度を超えた場合に、モータ20からクランク軸11に伝達されるトルクを現在のトルクよりも低下させる。このため、一方向クラッチ22によりクランク軸11とモータ20とが遮断された場合に、モータ20からクランク軸11へ伝達されるトルクを低下させて、クランク軸11を目標回転位置まで逆転方向へ回転させることができる。
The rotation
(第6実施形態)
以下、一方向クラッチ22が遮断状態になった場合にモータ20を正転駆動に切り替える第6実施形態について、図12を参照して説明する。なお、第1〜第5実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, a sixth embodiment in which the
本実施形態の再位置決め制御では、ECU30は、第5実施形態において、図11のS26の処理に代えて図6の番号1へ進む。図12のその他の処理は、図11の処理と同一である。この一連の処理は、ECU30により実行される。図11と同一の処理については、同一のステップ番号を付すことにより説明を省略する。
In the repositioning control of the present embodiment, the
図12に示すように、モータ20を逆転駆動し(S14B)、モータ20の回転速度が所定回転速度以上であるか否か判定する(S27)。この判定において、モータ20の回転速度が所定回転速度以上であると判定した場合(S27:YES)、図6の番号1へ進む。そして、図6のS14Aの処理から再度実行する。
As shown in FIG. 12, the
一方、S27の判定において、モータ20の回転速度が所定回転速度以上でないと判定した場合(S27:NO)、クランク軸11が回転したか否か判定する(S31)。S31以降の処理は、図7と同一である。
On the other hand, if it is determined in S27 that the rotation speed of the
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第5実施形態と異なる利点のみを述べる。 The embodiment described in detail above has the following advantages. Only the advantages different from the fifth embodiment will be described here.
・ECU30は、モータ20によりクランク軸11を逆転方向へ回転させ、且つ回転速度検出部42により検出された回転速度が所定回転速度を超えた場合に、モータ20によりクランク軸11を正転方向に回転させて目標回転位置で停止させる。このため、一方向クラッチ22によりクランク軸11とモータ20とが遮断された場合に、クランク軸11を目標回転位置まで正転方向に回転させて停止させることができる。
The
(第7実施形態)
以下、一方向クラッチ22が遮断状態になった場合にモータ20の駆動トルクを減少させ、それが規定回数以上繰り返された場合にモータ20を正転駆動に切り替える第7実施形態について、図13を参照して説明する。なお、第1〜第6実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Seventh embodiment)
Hereinafter, FIG. 13 shows a seventh embodiment in which the driving torque of the
一方向クラッチ22によりクランク軸11とモータ20とが遮断されたとしても、モータ20からクランク軸11に伝達されるトルクを現在のトルクよりも低下させることで、クランク軸11を逆転方向へ回転させることができる場合がある。
Even if the
そこで、本実施形態の再位置決め制御では、ECU30は、モータ20によりクランク軸11を逆転方向へ回転させ、且つ回転速度検出部42により検出された回転速度が所定回転速度を超えたことが、規定回数を超えて生じたことを条件として、モータ20によりクランク軸11を正転方向に回転させて目標回転位置で停止させる。具体的には、第5実施形態の図11の処理に代えて、図13の処理を実行する。この一連の処理は、ECU30により実行される。図11と同一の処理については、同一のステップ番号を付すことにより説明を省略する。
Therefore, in the repositioning control of the present embodiment, the
図13に示すように、モータ20を逆転駆動し(S14B)、モータ20の空転回数が規定回数以上であるか否か判定する(S24)。具体的には、一方向クラッチ22が遮断状態になったことをモータ20の空転とみなして、その回数が規定回数以上であるか否か判定する。規定回数は、クランク軸11を逆転方向へ回転させることを試みる回数であり、例えば3回に設定されている。
As shown in FIG. 13, the
S24の判定において、モータ20の空転回数が規定回数以上であると判定した場合(S24:YES)、図6の番号1へ進む。そして、図6のS14Aの処理から再度実行する。
When it is determined in S24 that the number of idling of the
一方、S24の判定において、モータ20の空転回数が規定回数以上でないと判定した場合(S24:NO)、モータ20の回転速度が所定回転速度以上であるか否か判定する(S27)。S27の判定において、モータ20の回転速度が所定回転速度以上であると判定した場合(S27:YES)、モータ空転回数に1を加算し(S28)、モータ20を駆動する際のトルク指令値を現在のトルク指令値よりも減少させる(S26)。なお、モータ空転回数の初期値は0である。そして、S14Bの処理から再度実行する。
On the other hand, when it is determined in S24 that the number of idling of the
一方、S27の判定において、モータ20の回転速度が所定回転速度以上でないと判定した場合(S27:NO)、クランク軸11が回転したか否か判定する(S31)。S31以降の処理は、図7と同一である。
On the other hand, if it is determined in S27 that the rotation speed of the
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第5実施形態と異なる利点のみを述べる。 The embodiment described in detail above has the following advantages. Only the advantages different from the fifth embodiment will be described here.
・ECU30は、モータ20によりクランク軸11を逆転方向へ回転させ、且つ回転速度検出部42により検出された回転速度が所定回転速度を超えたことが、規定回数以上生じたことを条件として、モータ20によりクランク軸11を正転方向に回転させて目標回転位置で停止させる。このため、モータ20によりクランク軸11を逆転方向へ回転させることを規定回数まで繰り返し試み、規定回数に達してもクランク軸11を逆転方向へ回転させることができなかった場合に、クランク軸11が正転方向に回転させられる。したがって、クランク軸11を回転させる方向を正転方向と逆転方向とで使い分けつつ、クランク軸11を目標回転位置まで確実に回転させて停止させることができる。
The
なお、図13のS26の処理を省略して、単にモータ20によりクランク軸11を逆転方向に回転させることを、規定回数まで繰り返してもよい。
Note that the process of S26 in FIG. 13 may be omitted, and simply rotating the
また、上記第1〜第3実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。 Moreover, the said 1st-3rd embodiment can also be changed and implemented as follows.
・図14に示すように、クランク軸11の回転位置を検出する回転位置検出部として、モータ20の回転速度を検出する回転速度検出部42を備え、回転速度検出部42により検出されたモータ20の回転速度に基づいて、クランク軸11の回転位置を算出(推定)してもよい。
As shown in FIG. 14, as a rotational position detector that detects the rotational position of the
上記構成によれば、回転速度検出部42により、モータ20の回転速度が検出される。そして、ECU30によって、回転速度検出部42により検出された回転速度に基づいて、クランク軸11の回転位置が算出される。このため、モータ20の回転速度を検出する回転速度検出部42を、クランク軸11の回転位置を検出する回転位置検出部として用いることができる。したがって、一点鎖線で示すように、回転速度検出部42と別体のクランク角センサ41から配線によりクランク軸11の回転位置の信号を送信する構成と比較して、配線を簡略化することができる。特に、ECU30がエンジン10を制御するECUではない場合に有効である。
According to the above configuration, the rotation
・図15に示すように、図1のモータ20に代えて、発電電動機60(MG:Motor Generator)を採用することもできる。MG60(回転電機に相当)は、クランク軸11の駆動力により発電する発電機能と、クランク軸11を回転させる力行機能とを有している。さらに、車両は、エンジン10を停止してMG60により走行(EV走行)を行う車両であってもよい。EV走行を行う車両では、エンジン10の停止後にEC走行における車両の振動等によりクランク軸11が回転し易い。
As shown in FIG. 15, a generator motor 60 (MG: Motor Generator) may be employed instead of the
この点、エンジン10の停止後に、EV走行における車両の振動等によりクランク軸11が回転したとしても、再度目標回転位置までクランク軸11を回転させて停止させることができる。その結果、エンジン10の運転が停止した状態で走行を行う車両であっても、エンジン10の始動時間を短縮することができる。
In this regard, even after the
・図16に示すように、MG60とは別に、エンジン10のクランク軸11を回転させるモータ70(スタータ)を備えていてもよい。そして、エンジン10の初回始動時はモータ70によりエンジン10を始動させ、エンジン10の再始動時はMG60によりエンジン10を始動させてもよい。
As shown in FIG. 16, a motor 70 (starter) that rotates the
また、上記各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。 In addition, the above embodiments can be implemented with the following modifications.
・モータ20の駆動中にモータ20がロックした場合は、モータ20が回転した場合と比較してモータ20に流れる電流が大きくなる。このため、各図のS31の処理において、モータ20の駆動中にモータ20に流れる電流の大きさに基づいて、クランク軸11が回転したか否か判定することもできる。また、回転速度検出部42が設けられている場合は、回転速度検出部42により検出された回転速度に基づいてクランク軸11の回転位置を算出し、モータ20の駆動前後において、算出された回転角度が変化したか否か判定してもよい。
When the
・図2のS11の処理において、クランク軸11を目標回転位置まで回転させて停止させる際に、クランク軸11が未だ回転している状態からモータ20を駆動してもよいし、クランク軸11の回転が停止してからモータ20を駆動してもよい。
In the process of S11 in FIG. 2, when the
・ECU30は、モータ20の位置ずれが生じたことが検出された場合に、位置ずれによるクランク軸11の回転が停止してからクランク軸11を目標回転位置まで回転させて停止させてもよい。また、ECU30(目標位置維持部に相当)は、位置ずれが検出された時にクランク軸11を直ちに目標回転位置まで回転させて停止させてもよい。こうした構成によれば、クランク軸11の回転位置を目標回転位置に実質的に維持することができ、エンジン10の始動時間を短縮することができる。
The
10…エンジン、11…クランク軸、20…モータ、30…ECU、41…クランク角センサ、42…回転速度検出部、60…発電電動機。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記エンジンの出力軸(11)を回転させる回転電機(20、60)と、
前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出部(41、42)と、
前記エンジンの運転が停止した後に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記エンジンの始動用に設定された目標回転位置まで前記回転電機により前記出力軸を回転させて停止させる第1位置決め部(30)と、
前記第1位置決め部により前記出力軸を前記目標回転位置で停止させた後に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記出力軸の回転位置が前記目標回転位置からずれる位置ずれが生じたことを検出する位置ずれ検出部(30)と、
前記位置ずれ検出部により前記位置ずれが生じたことが検出された場合に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記目標回転位置まで前記回転電機により前記出力軸を回転させて停止させる第2位置決め部(30)と、
を備えるエンジン始動装置。 An engine starter for starting an engine (10) that generates driving force by combustion of fuel,
A rotating electrical machine (20, 60) for rotating the output shaft (11) of the engine;
A rotational position detector (41, 42) for detecting the rotational position of the output shaft;
After the operation of the engine stops, based on the rotational position detected by the rotational position detector, the output shaft is rotated by the rotating electrical machine to the target rotational position set for starting the engine and stopped. A first positioning part (30) to be moved;
A position where the rotation position of the output shaft deviates from the target rotation position based on the rotation position detected by the rotation position detection unit after the output shaft is stopped at the target rotation position by the first positioning unit. A misalignment detector (30) for detecting the occurrence of misalignment;
When the positional deviation detection unit detects that the positional deviation has occurred, the rotating electrical machine rotates the output shaft to the target rotational position based on the rotational position detected by the rotational position detection unit. A second positioning part (30) to be stopped
An engine starter comprising:
前記第2位置決め部は、前記位置ずれ検出部により前記位置ずれが生じたことが検出された場合に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置から最も近い前記目標回転位置へ最小の回転角度で近付ける最小回転方向へ、前記回転電機により前記出力軸を回転させて前記最も近い前記目標回転位置で停止させる請求項1に記載のエンジン始動装置。 A plurality of the target rotation positions are set during one rotation of the output shaft,
The second positioning unit performs a minimum rotation to the target rotational position closest to the rotational position detected by the rotational position detection unit when the positional deviation detection unit detects that the positional deviation has occurred. The engine starter according to claim 1, wherein the rotating electric machine rotates the output shaft in a minimum rotation direction approaching at an angle and stops at the closest target rotation position.
前記第2位置決め部は、前記回転電機により前記出力軸を逆転方向へ回転させる場合に、前記回転電機から前記出力軸に伝達されるトルクを前記所定トルクよりも小さく設定する請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジン始動装置。 The torque between the output shaft and the rotating electrical machine is cut off between the output shaft and the rotating electrical machine when the torque transmitted from the output shaft rotating in the normal rotation direction to the rotating electrical machine exceeds a predetermined torque. A directional clutch (22) is provided;
The said 2nd positioning part sets the torque transmitted to the said output shaft from the said rotary electric machine smaller than the said predetermined torque, when rotating the said output shaft to a reverse rotation direction by the said rotary electric machine. The engine starter according to any one of the preceding claims.
前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出部(42)を備え、
前記第2位置決め部は、前記回転電機により前記出力軸を逆転方向へ回転させ、且つ前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定回転速度を超えた場合に、前記回転電機から前記出力軸に伝達されるトルクを現在のトルクよりも低下させる請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジン始動装置。 The torque between the output shaft and the rotating electrical machine is cut off between the output shaft and the rotating electrical machine when the torque transmitted from the output shaft rotating in the normal rotation direction to the rotating electrical machine exceeds a predetermined torque. A directional clutch is provided,
A rotation speed detector (42) for detecting the rotation speed of the rotating electrical machine;
The second positioning unit rotates the output shaft in the reverse rotation direction by the rotating electrical machine, and the output from the rotating electrical machine when the rotational speed detected by the rotational speed detecting unit exceeds a predetermined rotational speed. The engine starting device according to any one of claims 1 to 4, wherein a torque transmitted to the shaft is lower than a current torque.
前記回転電機の回転速度を検出する回転速度検出部を備え、
前記第2位置決め部は、前記回転電機により前記出力軸を逆転方向へ回転させ、且つ前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定回転速度を超えた場合に、前記回転電機により前記出力軸を正転方向に回転させて前記目標回転位置で停止させる請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジン始動装置。 The torque between the output shaft and the rotating electrical machine is cut off between the output shaft and the rotating electrical machine when the torque transmitted from the output shaft rotating in the normal rotation direction to the rotating electrical machine exceeds a predetermined torque. A directional clutch is provided,
A rotation speed detector for detecting the rotation speed of the rotating electrical machine;
The second positioning unit rotates the output shaft in the reverse rotation direction by the rotating electrical machine and outputs the output by the rotating electrical machine when the rotational speed detected by the rotational speed detecting unit exceeds a predetermined rotational speed. The engine starter according to any one of claims 1 to 4, wherein the shaft is rotated in the forward rotation direction and stopped at the target rotation position.
前記エンジンの出力軸(11)を回転させる回転電機(20、60)と、
前記出力軸の回転位置を検出する回転位置検出部(41、42)と、
前記エンジンの運転が停止した後に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記エンジンの始動用に設定された目標回転位置まで前記回転電機により前記出力軸を回転させて停止させる第1位置決め部(30)と、
前記第1位置決め部により前記出力軸を前記目標回転位置で停止させた後に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記出力軸の回転位置が前記目標回転位置からずれる位置ずれが生じたことを検出する位置ずれ検出部(30)と、
前記位置ずれ検出部により前記位置ずれが生じたことが検出された時に、前記回転位置検出部により検出された前記回転位置に基づいて、前記目標回転位置まで前記回転電機により前記出力軸を直ちに回転させて停止させる目標位置維持部(30)と、
を備えるエンジン始動装置。 An engine starter for starting an engine (10) that generates driving force by combustion of fuel,
A rotating electrical machine (20, 60) for rotating the output shaft (11) of the engine;
A rotational position detector (41, 42) for detecting the rotational position of the output shaft;
After the operation of the engine stops, based on the rotational position detected by the rotational position detector, the output shaft is rotated by the rotating electrical machine to the target rotational position set for starting the engine and stopped. A first positioning part (30) to be moved;
A position where the rotation position of the output shaft deviates from the target rotation position based on the rotation position detected by the rotation position detection unit after the output shaft is stopped at the target rotation position by the first positioning unit. A misalignment detector (30) for detecting the occurrence of misalignment;
When the displacement detection unit detects that the displacement has occurred, the rotating electrical machine immediately rotates the output shaft to the target rotation position based on the rotation position detected by the rotation position detection unit. A target position maintaining unit (30) to be stopped,
An engine starter comprising:
前記回転位置検出部は、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度に基づいて、前記出力軸の回転位置を算出する請求項1〜4、9のいずれか1項に記載のエンジン始動装置。 A rotation speed detector for detecting the rotation speed of the rotating electrical machine;
10. The engine starter according to claim 1, wherein the rotational position detection unit calculates a rotational position of the output shaft based on the rotational speed detected by the rotational speed detection unit. .
前記エンジンと、を備え、
前記エンジンの運転が停止した状態で走行を行う車両。 The engine starting device according to any one of claims 1 to 10,
The engine,
A vehicle that travels with the engine stopped.
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