JP5454402B2 - Starter control device - Google Patents
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Description
本発明は、スタータの制御装置に関し、特に、エンジンに取付けられるスタータの種類が不明である場合にスタータを制御する技術に関する。 The present invention relates to a starter control device, and more particularly to a technique for controlling a starter when the type of starter attached to an engine is unknown.
近年、エンジンなどの内燃機関を有する自動車においては、燃費削減や排気エミッション低減などを目的として、車両が停止し、かつ運転者によりブレーキペダルが操作された状態においてエンジンの自動停止を行なうとともに、たとえば、ブレーキペダルの操作量が零まで減少されるなどの、運転者による再発進の動作によって自動再始動をする、いわゆるアイドリングストップ機能を搭載したものがある。 In recent years, in an automobile having an internal combustion engine such as an engine, for the purpose of reducing fuel consumption or exhaust emissions, the engine is automatically stopped when the vehicle is stopped and the brake pedal is operated by the driver. Some of them are equipped with a so-called idling stop function that automatically restarts when the driver restarts, such as when the amount of brake pedal operation is reduced to zero.
このアイドリングストップにおいて、エンジンの回転速度が比較的高い状態で、エンジンの再始動が行なわれる場合がある。このような場合において、エンジンを回転させるためのピニオンギヤの押出しとピニオンギヤの回転とが1つの駆動指令によって行なわれる従来のスタータでは、ピニオンギヤとエンジンのリングギヤとの係合が容易となるように、エンジンの回転速度が十分に低下するのを待ってスタータが駆動される。そうすると、エンジンの再始動要求から実際のエンジンのクランキングまでに時間遅れが発生してしまい、運転者に違和感を与えてしまうおそれがあった。 In this idling stop, the engine may be restarted while the engine speed is relatively high. In such a case, in the conventional starter in which the push-out of the pinion gear for rotating the engine and the rotation of the pinion gear are performed by one drive command, the engine is designed to facilitate the engagement between the pinion gear and the engine ring gear. The starter is driven after the rotational speed of the motor has sufficiently decreased. If it does so, time delay will generate | occur | produce from the restart request | requirement of an engine to the cranking of an actual engine, and there existed a possibility of giving a driver uncomfortable feeling.
特開2005−330813号公報(特許文献1)には、このような課題を解決するために、ピニオンギヤの係合動作およびピニオンギヤの回転動作が独立して実行可能な構成を有するスタータを用いて、停止要求発生直後のエンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合に、ピニオンギヤの係合動作に先立ってピニオンギヤの回転動作を行なうとともに、ピニオンギヤの回転速度がエンジン回転速度に同期したときに、ピニオンギヤの係合動作を行なうことによってエンジンの再始動を行なう技術を開示する。 In order to solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-330813 (Patent Document 1) uses a starter having a configuration in which the engagement operation of the pinion gear and the rotation operation of the pinion gear can be performed independently. When a restart request is generated during the engine rotation drop period immediately after the stop request is generated, the pinion gear is rotated prior to the engagement operation of the pinion gear, and when the rotation speed of the pinion gear is synchronized with the engine rotation speed, Disclosed is a technique for restarting an engine by engaging a pinion gear.
しかしながら、ピニオンギヤの押出しとピニオンギヤの回転とが1つの駆動指令によって行なわれるスタータを制御するECU(Electronic Control Unit)とは別に、ピニオンギヤの係合動作およびピニオンギヤの回転動作を独立して実行可能なスタータを制御するECUを用いるようにすると、製造コストが増大し得る。 However, apart from an ECU (Electronic Control Unit) that controls a starter in which pinion gear extrusion and pinion gear rotation are performed by a single drive command, a starter that can independently execute pinion gear engagement operation and pinion gear rotation operation. If an ECU that controls the above is used, the manufacturing cost may increase.
製造コストを抑制すべく、たとえば、共通のECUを用いるとともに、エンジンに取付けられるスタータの種類に応じて制御態様を変更するということが考えられる。スタータの種類を特定する方法としては、たとえば、エンジンを制御するためのECUから、スタータの種類を示す信号を、スタータを制御するためのECUが受信する方法などが考えられる。 In order to suppress the manufacturing cost, for example, it is conceivable to use a common ECU and change the control mode according to the type of starter attached to the engine. As a method for specifying the type of the starter, for example, a method in which the ECU for controlling the starter receives a signal indicating the type of the starter from an ECU for controlling the engine can be considered.
しかしながら、ECU間の通信が正常に行なわれない場合には、スタータの種類を特定することができない。この場合、エンジンを始動することができなくなり得る。 However, if communication between ECUs is not normally performed, the type of starter cannot be specified. In this case, it may be impossible to start the engine.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、スタータの種類が不明であっても、エンジンを始動するようにスタータを駆動することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to drive the starter so as to start the engine even if the type of the starter is unknown.
第1の発明に係るスタータの制御装置は、スタータが、エンジンのクランク軸に連結された第1のギヤと係合可能な第2のギヤと、第1の信号によって駆動され、駆動状態において、第2のギヤを第1のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第2の信号によって駆動され、第2のギヤを回転させるモータとを含む場合に、第1の信号と、第2の信号とを個別に出力するための第1の制御手段と、スタータが、第2のギヤと、アクチュエータと、第1の信号によって駆動され、第2のギヤを回転させるモータとを含む場合に、第1の信号を出力するための第2の制御手段と、スタータが、第1の信号によって駆動されるアクチュエータおよび第2の信号によって駆動されるモータを含むか否かが不明である場合に、第1の信号と、第2の信号とを個別に出力するための第3の制御手段とを備える。 In the starter control device according to the first invention, the starter is driven by the first signal and the second gear engageable with the first gear connected to the crankshaft of the engine. In the case of including an actuator that moves the second gear to a position that engages with the first gear, and a motor that is driven by the second signal and rotates the second gear, the first signal, When the first control means for individually outputting the first signal, the starter includes a second gear, an actuator, and a motor driven by the first signal and rotating the second gear. When it is unclear whether the second control means for outputting the first signal and the starter include an actuator driven by the first signal and a motor driven by the second signal , First signal , And a third control means for outputting a second signal separately.
この構成によると、スタータの種類が特定できなければ、アクチュエータとモータとが個別に制御されるスタータが用いられていると仮定して、第1の信号と、第2の信号の両方が出力される。したがって、アクチュエータとモータとが個別に制御されるスタータが実際に用いられていれば、第1のギヤに第2のギヤを係合させるとともに、第2のギヤを回転させることができる。また、第1の信号が出力されるため、第1の信号によってアクチュエータとともにモータが駆動するスタータにおいても、第1のギヤに第2のギヤを係合させるとともに、第2のギヤを回転させることができる。そのため、エンジンをクランキングすることができる。その結果、スタータの種類が不明であっても、エンジンを始動するようにスタータを駆動することができる。 According to this configuration, if the type of the starter cannot be specified, it is assumed that a starter in which the actuator and the motor are individually controlled is used, and both the first signal and the second signal are output. The Therefore, if a starter in which the actuator and the motor are individually controlled is actually used, the second gear can be engaged with the first gear and the second gear can be rotated. Further, since the first signal is output, the second gear is engaged with the first gear and the second gear is rotated in the starter driven by the motor together with the actuator by the first signal. Can do. Therefore, the engine can be cranked. As a result, even if the type of the starter is unknown, the starter can be driven to start the engine.
第2の発明に係るスタータの制御装置は、スタータが、第1のギヤと常時係合した第3のギヤと、第1の信号によって駆動され、第3のギヤを回転させるモータとを含む場合に、第1の信号を出力するための手段をさらに備える。 In the starter control device according to the second invention, the starter includes a third gear that is always engaged with the first gear, and a motor that is driven by the first signal and rotates the third gear. And a means for outputting the first signal.
この構成によると、第2のギヤを移動させるアクチュエータおよび第2のギヤを回転させるモータが個別に制御されるスタータと、アクチュエータとともにモータが作動するスタータと、第3のギヤが第1のギヤと常時係合したスタータとを、共通の制御装置により制御することができる。 According to this configuration, the actuator that moves the second gear and the motor that rotates the second gear are individually controlled, the starter that operates the motor together with the actuator, and the third gear that is the first gear. The starter that is always engaged can be controlled by a common control device.
第3の発明に係るスタータの制御装置は、スタータが、エンジンのクランク軸に連結された第1のギヤと係合可能な第2のギヤと、第1の信号によって駆動され、駆動状態において、第2のギヤを第1のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第2の信号によって駆動され、第2のギヤを回転させるモータとを含む場合に、第1の信号と、第2の信号とを個別に出力するための第1の制御手段と、スタータが、第1のギヤと常時係合した第3のギヤと、第1の信号によって駆動され、第3のギヤを回転させるモータとを含む場合に、第1の信号を出力するための第2の制御手段と、スタータが、第1の信号によって駆動されるアクチュエータおよび第2の信号によって駆動されるモータを含むか否かが不明である場合に、第1の信号と、第2の信号とを個別に出力するための第3の制御手段とを備える。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the starter control device, wherein the starter is driven by the first signal and the second gear that can be engaged with the first gear coupled to the crankshaft of the engine. In the case of including an actuator that moves the second gear to a position that engages with the first gear, and a motor that is driven by the second signal and rotates the second gear, the first signal, The first control means for individually outputting the signal, the starter is driven by the first signal and the third gear is always engaged with the first gear, and rotates the third gear. Whether or not the motor includes a second control means for outputting the first signal and a starter including an actuator driven by the first signal and a motor driven by the second signal. If the is unknown, the first Comprising a signal and a third control means for outputting a second signal separately.
この構成によると、スタータの種類が特定できなければ、アクチュエータとモータとが個別に制御されるスタータが用いられていると仮定して、第1の信号と、第2の信号の両方が出力される。したがって、アクチュエータとモータとが個別に制御されるスタータが実際に用いられていれば、第1のギヤに第2のギヤを係合させるとともに、第2のギヤを回転させることができる。また、第1の信号が出力されるため、第1のギヤと常時係合した第3のギヤを回転させるモータを含むスタータにおいても、第3のギヤを回転させることができる。そのため、エンジンをクランキングすることができる。その結果、スタータの種類が不明であっても、エンジンを始動するようにスタータを駆動することができる。 According to this configuration, if the type of the starter cannot be specified, it is assumed that a starter in which the actuator and the motor are individually controlled is used, and both the first signal and the second signal are output. The Therefore, if a starter in which the actuator and the motor are individually controlled is actually used, the second gear can be engaged with the first gear and the second gear can be rotated. In addition, since the first signal is output, the third gear can be rotated even in a starter including a motor that rotates the third gear that is always engaged with the first gear. Therefore, the engine can be cranked. As a result, even if the type of the starter is unknown, the starter can be driven to start the engine.
第4の発明に係るスタータの制御装置は、スタータが、第2のギヤと、アクチュエータと、第1の信号によって駆動され、第2のギヤを回転させるモータとを含む場合に、第1の信号を出力するための手段をさらに備える。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control device for a starter in which the starter includes a second gear, an actuator, and a motor driven by the first signal and rotating the second gear. Is further provided.
この構成によると、第2のギヤを移動させるアクチュエータおよび第2のギヤを回転させるモータが個別に制御されるスタータと、第3のギヤが第1のギヤと常時係合したスタータと、アクチュエータとともにモータが作動するスタータとを、共通の制御装置により制御することができる。 According to this configuration, the starter in which the actuator for moving the second gear and the motor for rotating the second gear are individually controlled, the starter in which the third gear is always engaged with the first gear, and the actuator The starter on which the motor operates can be controlled by a common control device.
第5の発明に係るスタータの制御装置においては、第1の制御手段は、クランク軸の回転速度が予め定められた第1の値以下であると、第1の信号を出力した後、第2の信号を出力する。第3の制御手段は、クランク軸の回転速度が第1の値よりも小さい第2の値以下であると、第1の信号を出力し、第1の信号を出力した後、第2の信号を出力する。 In the starter control device according to the fifth invention, the first control means outputs the second signal after the first signal is output if the rotation speed of the crankshaft is equal to or lower than a first predetermined value. The signal is output. The third control means outputs the first signal when the rotational speed of the crankshaft is equal to or lower than the second value smaller than the first value, and outputs the first signal, and then outputs the second signal. Is output.
この構成によると、スタータの種類が不明であるときは、アクチュエータとモータとが個別に制御されるスタータが用いられる場合に比べて、クランク軸の回転速度が小さくなってから、第2のギヤが係合される。これにより、第2のギヤを第1のギヤに係合させ易くすることができる。そのため、実際には、アクチュエータとともにモータが作動するスタータが用いられている場合においても、エンジンを確実にクランキングすることができる。 According to this configuration, when the type of the starter is unknown, the rotation speed of the crankshaft becomes lower than when the starter in which the actuator and the motor are individually controlled is used. Engaged. As a result, the second gear can be easily engaged with the first gear. Therefore, in practice, the engine can be reliably cranked even when a starter in which the motor operates together with the actuator is used.
第6の発明に係るスタータの制御装置は、制御装置とは別の装置から、スタータを特定する信号を受信するための手段をさらに備える。 The starter control device according to a sixth aspect of the present invention further includes means for receiving a signal specifying the starter from a device different from the control device.
この構成によると、別の装置から受信した信号に基づいて、エンジンに取付けられたスタータの種類を特定することができる。 According to this configuration, the type of the starter attached to the engine can be specified based on a signal received from another device.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1は、車両10の全体ブロック図である。図1を参照して、車両10は、エンジン100と、バッテリ120と、スタータ200と、エンジンECU300と、スタータECU310と、リレーRY1,RY2とを備える。また、車両の10のスタータ200は、プランジャ210と、モータ220と、ソレノイド230と、連結部240と、出力部材250と、ピニオンギヤ260とを含む。スタータ200は、後述するように、リングギヤ110と係合可能なピニオンギヤ260と、制御信号SE1によって駆動されるアクチュエータ232と、制御信号SE2によって駆動されるモータ220とを含む。
FIG. 1 is an overall block diagram of the
エンジン100は、車両10を走行するための駆動力を発生する。エンジン100のクランク軸111は、クラッチや減速機などを含んで構成される動力伝達装置を介して、駆動輪に接続される。
エンジン100には、回転速度センサ115が設けられる。回転速度センサ115は、エンジン100の回転速度Neを検出し、その検出結果をエンジンECU300へ出力する。
The
バッテリ120は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。バッテリ120は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電などの二次電池を含んで構成される。また、バッテリ120は、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成されてもよい。
The
バッテリ120は、スタータECU310によって制御されるリレーRY1,RY2を介して、スタータ200に接続される。そして、バッテリ120は、リレーRY1,RY2が閉成されることによって、スタータ200に駆動用の電源電圧を供給する。なお、バッテリ120の負極は車両10のボディアースに接続される。
リレーRY1の一方端はバッテリ120の正極に接続され、リレーRY1の他方端はスタータ200内のソレノイド230の一方端に接続される。リレーRY1は、スタータECU310からの制御信号SE1により制御され、バッテリ120からソレノイド230への電源電圧の供給と遮断とを切替える。
One end of
リレーRY2の一方端はバッテリ120の正極に接続され、リレーRY2の他方端はスタータ200内のモータ220に接続される。リレーRY2は、スタータECU310からの制御信号SE2により制御され、バッテリ120からモータ220へ電源電圧の供給と遮断とを切替える。
One end of relay RY2 is connected to the positive electrode of
上述のように、スタータ200内のモータ220およびソレノイド230への電源電圧の供給は、リレーRY1,RY2によってそれぞれ独立に制御することが可能である。
As described above, the supply of the power supply voltage to the
出力部材250は、モータ内部のロータ(図示せず)の回転軸と、たとえば直線スプラインなどで結合される。また、出力部材250のモータ220とは反対側の端部には、ピニオンギヤ260が設けられる。リレーRY2が閉成されることによって、バッテリ120から電源電圧が供給されてモータ220が回転すると、出力部材250は、ロータの回転動作をピニオンギヤ260に伝達して、ピニオンギヤ260を回転させる。
The
ソレノイド230の一方端は上述のようにリレーRY1に接続され、ソレノイド230の他方端はボディアースに接続される。リレーRY1が閉成されソレノイド230が励磁されると、ソレノイド230はプランジャ210を矢印の方向に吸引する。すなわち、プランジャ210とソレノイド230とで、アクチュエータ232を構成する。
As described above, one end of the
プランジャ210は、連結部240を介して出力部材250と結合される。ソレノイド230が励磁されてプランジャ210が矢印の方向に吸引される。これにより、支点245が固定された連結部240によって、出力部材250が、図1に示された待機位置から、プランジャ210の動作方向とは逆の方向、すなわちピニオンギヤ260がモータ220の本体から遠ざかる方向に動かされる。また、プランジャ210は、図示しないばね機構によって、図1中の矢印とは逆向きの力が付勢されており、ソレノイド230が非励磁となると、待機位置に戻される。
このように、ソレノイド230が励磁されることによって、出力部材250が軸方向に動作すると、ピニオンギヤ260が、エンジン100のクランク軸111に取付けられたフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ110と係合する。そして、ピニオンギヤ260とリングギヤ110とが係合した状態で、ピニオンギヤ260が回転動作することによって、エンジン100がクランキングされ、エンジン100が始動される。
Thus, when the
このように、車両10においては、エンジン100のフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ110と係合するようにピニオンギヤ260を移動させるアクチュエータ232と、ピニオンギヤ260を回転させるモータ220とが個別に制御される。
Thus, in the
なお、図1には図示しないが、リングギヤ110の回転動作によって、モータ220のロータが回転されないように、出力部材250とモータ220のロータ軸の間にワンウェイクラッチが設けられてもよい。
Although not shown in FIG. 1, a one-way clutch may be provided between the
また、図1におけるアクチュエータ232は、ピニオンギヤ260の回転をリングギヤ110に伝達でき、かつピニオンギヤ260およびリングギヤ110が係合した状態と、両方が非係合の状態とを切替えることができる機構であれば、上記のような機構に限られるものではなく、たとえば、出力部材250の軸を、ピニオンギヤ260の径方向に動かすことによってピニオンギヤ260とリングギヤ110とが係合するような機構であってもよい。
Further, the
エンジンECU300およびスタータECU310は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサの入力や各機器への制御指令の出力を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、一部を専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。
Although neither
エンジンECU300は、アクセルペダル140に設けられたセンサ(図示せず)からのアクセルペダル140の操作量を表わす信号ACCを受ける。エンジンECU300は、ブレーキペダル150に設けられたセンサ(図示せず)からのブレーキペダル150の操作量を表わす信号BRKを受ける。また、エンジンECU300は、運転者によるイグニッション操作などによる始動操作信号IG−ONを受ける。エンジンECU300は、これらの情報に基づいて、エンジン100の始動要求信号および停止要求信号を生成する。たとえば、イグニッションスイッチがオフからオンにされたり、エンジン100の自動停止中に運転者によるブレーキペダル150の操作量が零まで減少すると、エンジン100を始動すると判定され、エンジン100の始動要求信号が生成される。また、イグニッションスイッチがオンからオフにされたり、車両が停止し、かつ運転者によりブレーキペダル150が操作されていると、エンジン100の停止要求信号が生成される。エンジンECU300は、これらの信号に基づいて、エンジン100の始動および停止を行なう。
エンジンECU300とスタータECU310とは、相互に通信可能に構成される。スタータECU310は、エンジンECU300が送信された信号に基づいて、スタータ200を駆動するように制御する。たとえば、エンジン100の始動要求信号がエンジンECU300からスタータECU310に送信されると、スタータECU310は、制御信号SE1,SE2を出力してスタータ200の動作を制御する。
図2を参照して、上述したスタータ200の代わりに、アクチュエータ232の作動とモータ220の作動とが単一の制御信号SE1により実現されるスタータ201を搭載した車両11について説明する。スタータ201は、後述するように、リングギヤ110と係合可能なピニオンギヤ260と、制御信号SE1によって駆動されるアクチュエータ232と、制御信号SE1によって駆動されるモータ220とを含む。
With reference to FIG. 2,
車両11は、リレーRY1を備える一方、リレーRY2を備えない。また、車両の11のスタータ201は、プランジャ210と、モータ220と、ソレノイド230と、連結部240と、出力部材250と、ピニオンギヤ260とに加えて、スイッチ270をさらに含む。
The
スイッチ270の一方端はバッテリ120の正極に接続され、スイッチ270の他方端はスタータ200内のモータ220に接続される。リレーRY1が閉成されることによって、プランジャ210が矢印の方向に移動すると、スイッチ270が閉成される。スイッチ270が閉成されると、バッテリ120からモータ220へ電源電圧が供給される。そのため、モータ220が駆動する。
One end of the
すなわち、スタータ201においては、アクチュエータ232を作動させることにより、リングギヤ110と係合するようにピニオンギヤ260が移動するとともに、モータ220が作動する。制御信号SE1を出力することにより、アクチュエータ232およびモータ220が駆動される。
That is, in the
図3を参照して、上述したスタータ200,201の代わりに、リングギヤ110に常時係合したピニオンギヤ260をモータ220によって回転させるスタータ202を搭載した車両12について説明する。スタータ202は、後述するように、リングギヤ110と常時係合したピニオンギヤ260と、制御信号SE1によって駆動されるモータ220とを含む。
Referring to FIG. 3,
車両12は、リレーRY1を備える一方、リレーRY2を備えない。また、車両の12のスタータ202は、プランジャ210と、モータ220と、ソレノイド230と、出力部材250と、ピニオンギヤ260と、スイッチ270を含む一方、連結部240を含まない。
The
すなわち、スタータ202においては、アクチュエータ232を作動させることにより、リングギヤ110と常時係合したピニオンギヤ260を回転させるようにモータ220が作動される。スタータ202においては、制御信号SE1を出力することによりモータ220が作動するが、ピニオンギヤ260は移動しない。なお、図示しないが、ピニオンギヤ260と出力部材250との間には、ワンウェイクラッチが設けられている。ワンウェイクラッチにより、モータ220からフライホイールまたはドライブプレートにトルクが伝達されるが、フライホイールまたはドライブプレートからモータ220へのトルクの伝達は遮断される。したがって、エンジン100が始動した後は、モータ220の回転を停止することができる。
That is, in the
本実施の形態においては、上述したスタータ200〜202のいずれかがエンジン100に取付けられる。
In the present embodiment, any of
スタータ200〜202のいずれが取付けられるかは、たとえば車両のグレード毎、すなわち、エンジン100の型式毎に定められる。取付けられたスタータを特定する情報は、エンジンECU300の記憶装置に記憶され、スタータを特定する信号が、エンジンECU300からスタータECU310に送信される。
Which of the
スタータECU310は、スタータを特定する信号を、エンジンECU300から受信する。スタータECU310は、エンジンECU300から送信された信号に基づいて、スタータの種類を判定する。スタータECU310は、スタータの種類に応じた制御を実行する。すなわち、本実施の形態においては、3つのスタータ200〜202に対して、共通のスタータECU310が用いられる。なお、スタータ200とスタータ201とに対して共通のスタータECU310を用いたり、スタータ200とスタータ202とに対して共通のスタータECU310を用いたりしてもよい。
本実施の形態において、スタータが、アクチュエータ232を作動させることにより、フライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ110と係合するようにピニオンギヤ260を移動させ、アクチュエータ232と、ピニオンギヤ260を回転させるモータ220とが個別に制御されるスタータ200である場合、スタータECU310は、アクチュエータ232を作動させるための信号と、モータ220を作動させるための信号とを個別に出力する。すなわち、エンジン100の始動要求信号が生成されると、アクチュエータ232とモータ220とを個別に制御すべく、制御信号SE1と制御信号SE2とが個別に出力される。
In the present embodiment, the starter operates the
より具体的には、ピニオンギヤ260がリングギヤ110に向かって移動した後、ピニオンギヤ260が回転を開始するようにアクチュエータ232およびモータ220が制御される第1のモードと、ピニオンギヤ260が回転を開始した後、ピニオンギヤ260がリングギヤ110に向かって移動するようにアクチュエータ232およびモータ220が制御される第2のモードとのうちのいずれか一方のモードで、アクチュエータ232およびモータ220が制御される。
More specifically, after the
たとえば、エンジン回転速度Neが予め定められた第1の基準値α1以下であると、第1のモードでアクチュエータ232およびモータ220が制御される。エンジン回転速度Neが第1の基準値α1より大きいと、第2のモードでアクチュエータ232およびモータ220が制御される。
For example, when engine speed Ne is equal to or lower than a predetermined first reference value α1,
図4を参照して、第1モードおよび第2モードについてさらに説明する。本実施の形態におけるスタータ200の動作モードには、待機モード410、係合モード420、回転モード430、および全駆動モード440が含まれる。
The first mode and the second mode will be further described with reference to FIG. The operation modes of the
前述した第1のモードは、係合モード420を経て、全駆動モード440に移行するモードである。第2のモードは、回転モード430を経て、全駆動モード440に移行するモードである。
The first mode described above is a mode in which the mode is shifted to the
待機モード410は、スタータ200のアクチュエータ232およびモータ220の両方が駆動されていない状態、すなわちスタータ200へのエンジン始動要求が出力されていない状態を表わす。待機モード410は、スタータ200の初期状態に相当し、エンジン100の始動動作前、エンジン100が始動完了した後、およびエンジン100の始動が失敗したときなどにおいて、スタータ200の駆動が不要となった場合に選択される。
The
全駆動モード440は、スタータ200のアクチュエータ232およびモータ220の両方が駆動されている状態を表わす。この全駆動モード440においては、ピニオンギヤ260とリングギヤ110が係合した状態で、モータ220によってピニオンギヤ260が回転される。これによって、実際にエンジン100がクランキングされて始動動作が開始される。
スタータ200は、上述のように、アクチュエータ232およびモータ220の各々を、独立して駆動することができる。そのため、待機モード410から全駆動モード440に遷移する過程において、モータ220の駆動に先立ってアクチュエータ232を駆動する場合(すなわち、係合モード420に相当)と、アクチュエータ232の駆動に先立ってモータ220を駆動する場合(すなわち、回転モード430に相当)とがある。
The
この係合モード420および回転モード430の選択は、基本的には、エンジン100の再始動要求が発生したときの、エンジン100の回転速度Neに基づいて行なわれる。
The selection of the
係合モード420は、アクチュエータ232のみが駆動され、モータ220が駆動されていない状態である。このモードは、ピニオンギヤ260が停止した状態においても、ピニオンギヤ260とリングギヤ110とが係合可能である場合に選択される。具体的には、エンジン100が停止している状態、あるいはエンジン100の回転速度Neが十分に低下した状態(Ne≦第1の基準値α1)の場合に、この係合モード420が選択される。
一方、回転モード430は、モータ220のみが駆動され、アクチュエータ232が駆動されていない状態である。このモードは、たとえば、エンジン100の停止要求直後に、エンジン100の再始動要求が出力されたような場合に、エンジン100の回転速度Neが相対的に高いとき(α1<Ne≦自立復帰下限回転速度αL)に選択される。
On the other hand, the
このように、エンジン100の回転速度Neが高いときには、ピニオンギヤ260を停止したままの状態では、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との間の速度差が大きく、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が困難となる可能性がある。そのため、回転モード430においては、アクチュエータ232の駆動に先立ってモータ220のみが駆動され、リングギヤ110の回転速度とピニオンギヤ260の回転速度とを同期させる。そして、リングギヤ110の回転速度とピニオンギヤ260の回転速度との差が十分に小さくなったことに応じてアクチュエータ232が駆動され、リングギヤ110とピニオンギヤ260との係合が行なわれる。そして、動作モードが回転モード430から全駆動モード440へ遷移する。
Thus, when the rotational speed Ne of the
全駆動モード440の場合に、エンジン100の始動が完了し、エンジン100が自立運転を開始したことに応じて、運転モードは全駆動モード440から待機モード410へ戻される。
In the case of the
このように、スタータ200がエンジン100に取り付けられる場合、係合モード420を経て、全駆動モード440に移行する第1のモードと、回転モード430を経て、全駆動モード440に移行する第2のモードとのうちのいずれか一方のモードで、アクチュエータ232およびモータ220が制御される。
As described above, when the
図5は、本実施の形態において、エンジン始動動作時の2つの駆動モード(第1のモード,第2のモード)を説明するための図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining two drive modes (first mode and second mode) during the engine start operation in the present embodiment.
図5の横軸には時間が示され、縦軸には、エンジン100の回転速度Ne、第1のモード時および第2のモード時における、アクチュエータ232およびモータ220の駆動状態が示される。
The horizontal axis in FIG. 5 represents time, and the vertical axis represents the rotational speed Ne of the
時刻t0において、たとえば車両が停止し、かつ運転者によりブレーキペダル150が操作されているという条件が満たされたことによってエンジン100の停止要求が生成され、エンジン100の燃焼が停止された場合を考える。この場合に、エンジン100が再始動されなければ、実線の曲線W0のように、徐々にエンジン100の回転速度Neが低下し、最終的にエンジン100の回転が停止する。
Consider a case where at time t0, for example, a request for stopping
次に、エンジン100の回転速度Neの低下中に、たとえば、運転者によるブレーキペダル150の操作量が零になったことによってエンジン100の再始動要求が生成された場合について考える。この場合には、エンジン100の回転速度Neによって3つの領域に分類される。
Next, consider a case where a restart request for the
第1の領域(領域1)は、エンジン100の回転速度Neが自立復帰下限回転速度αLよりも高い場合であり、たとえば、図5中の点P0において再始動要求が生成されたような状態である。
The first region (region 1) is a case where the rotation speed Ne of the
この領域1は、エンジン100の回転速度Neが十分に高いので、燃料噴射および点火動作によって、スタータ200を用いなくともエンジン100が始動な領域である。すなわち、エンジン100が自立復帰可能な領域である。したがって、領域1においては、スタータ200の駆動が禁止される。なお、上述の自立復帰下限回転速度αLについては、モータ220の最高回転速度によって制限される場合もある。
This
第2の領域は(領域2)は、エンジン100の回転速度Neが第1の基準値α1および自立復帰下限回転速度αLの間にある場合であり、図5中の点P1において再始動要求が生成されたような状態である。
The second region (region 2) is a case where the rotational speed Ne of the
この領域2は、エンジン100は自立復帰できないが、エンジン100の回転速度Neが比較的高い状態の領域である。この領域においては、図4で説明したように、回転モードが選択される。
This region 2 is a region where the
時刻t2において、エンジン100の再始動要求が生成されると、時刻t3において、まずモータ220が駆動される。これによって、ピニオンギヤ260が回転し始める。そして、時刻t4において、アクチュエータ232が駆動される。そして、リングギヤ110とピニオンギヤ260とが係合されると、エンジン100がクランキングされて、破線の曲線W1のようにエンジン100の回転速度Neが増加する。その後、エンジン100が自立運転を再開すると、アクチュエータ232およびモータ220の駆動が停止される。
When a restart request for
第3の領域(領域3)は、エンジン100の回転速度Neが第1の基準値α1よりも低い場合であり、たとえば、図5中の点P2において再始動要求が生成されたような状態である。
The third region (region 3) is a case where the rotational speed Ne of the
この領域3は、エンジン100の回転速度Neが低く、ピニオンギヤ260を同期させなくても、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が可能な領域である。この領域においては、図4で説明したように、係合モードが選択される。
This region 3 is a region where the rotational speed Ne of the
時刻t5において、エンジン100の再始動要求が生成されると、時刻t6において、まずアクチュエータ232が駆動される。これによって、ピニオンギヤ260がリングギヤ110側に押し出される。その後、モータ220が駆動される(図5中の時刻t7)。これによってエンジン100がクランキングされて破線の曲線W2のように、エンジン100の回転速度Neが増加する。その後、エンジン100が自立運転を再開すると、アクチュエータ232およびモータ220の駆動が停止される。
When a restart request for
このように、アクチュエータ232とモータ220とが独立して駆動可能なスタータ200を用いて、エンジン100の再始動制御を行なうことによって、従来のスタータでは、エンジン100の自立復帰が不可能となる回転速度(図5中の時刻t1)から、エンジン100が停止するまで(図5中の時刻t8)の期間(Tinh)中エンジン100の再始動動作が禁止されていた場合に比べて、より短時間でエンジン100を再始動することが可能となる。これによって、運転者に対して、エンジン再始動が遅れてしまうことによる違和感を低減することができる。
Thus, by performing restart control of the
一方、スタータが、アクチュエータ232を作動させることにより、ピニオンギヤ260がリングギヤ110と係合するように移動するとともに、モータ220が作動するスタータ201である場合、スタータECU310は、アクチュエータ232を作動させるための信号を出力する。すなわち、エンジン100の始動要求信号が生成されたときにアクチュエータ232を作動させるべく、制御信号SE1のみが出力される。
On the other hand, when the starter moves the
たとえば、フライホイールまたはドライブプレートの回転速度、すなわちエンジン回転速度Neが、上述した第1の基準値α1よりも小さい第2の基準値α2以下であると、アクチュエータ232を作動させるための制御信号SE1が出力される。第2の基準値α2は、たとえば「0」である。なお、第2の基準値α2は「0」に限らない。
For example, when the rotational speed of the flywheel or the drive plate, that is, the engine rotational speed Ne is equal to or smaller than the second reference value α2 smaller than the first reference value α1, the control signal SE1 for operating the
また、スタータが、アクチュエータ232を作動させることにより、リングギヤ110と常時係合したピニオンギヤ260を回転させるようにモータ220が作動されるスタータ202である場合、スタータECU310は、アクチュエータ232を作動させるための信号を出力する。すなわち、エンジン100の始動要求信号が生成されたときにアクチュエータ232を作動させるべく、制御信号SE1のみが出力される。
In addition, when the starter is the
さらに、エンジンECU300とスタータECU310との通信において、何等かの理由により、スタータを特定する信号が伝達されない場合、すなわち、スタータECU310にとって、スタータの種類が不明であり、スタータが、アクチュエータ232とモータ220とが個別に制御されるスタータ200であるか否かが不明である場合、スタータECU310は、アクチュエータ232を作動させるための信号と、モータ220を作動させるための信号とを個別に出力する。すなわち、エンジン100の始動要求信号が生成されると、アクチュエータ232とモータ220とを個別に制御すべく、制御信号SE1と制御信号SE2とが個別に出力される。
Further, in the communication between the
より具体的には、エンジン回転速度Neが第2の基準値α2以下であると、アクチュエータ232を作動させるための制御信号SE1が出力される。制御信号SE1が出力された後、モータ220を作動させるための制御信号SE2が出力される。
More specifically, when the engine speed Ne is equal to or lower than the second reference value α2, the control signal SE1 for operating the
このように、アクチュエータ232の作動のために用いられる定数(第2の基準値α2)等には、スタータが、アクチュエータ232を作動させることによりモータ220が作動するスタータ201である場合と同じ定数が用いられる。すなわち、アクチュエータ232は、スタータが、アクチュエータ232を作動させることによりモータ220が作動するスタータ201である場合と同じ態様で作動される。
Thus, the constant (second reference value α2) used for the operation of the
図6を参照して、スタータECU310が実行する処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、ハードウェアにより実現してもよく、ソフトウェアにより実現してもよく、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現してもよい。
With reference to FIG. 6, the process performed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、エンジン100に取付けられるスタータが、アクチュエータ232を作動させることにより、フライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ110と係合するようにピニオンギヤ260を移動させ、アクチュエータ232と、ピニオンギヤ260を回転させるモータ220とが個別に制御されるスタータ200であるか否かを判断する。すなわち、スタータが、リングギヤ110と係合可能なピニオンギヤ260と、制御信号SE1によって駆動されるアクチュエータ232と、制御信号SE2によって駆動されるモータ220とを含むスタータ200であるか否かが判断される。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, a starter attached to
スタータ200がエンジン100に取り付けられる場合(S100にてYES)、すなわち、スタータが、リングギヤ110と係合可能なピニオンギヤ260と、制御信号SE1によって駆動されるアクチュエータ232と、制御信号SE2によって駆動されるモータ220とを含むスタータ200である場合、処理はS102に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS110に移される。
When
S102にて、スタータECU310は、アクチュエータ232を作動させるための信号と、モータ220を作動させるための信号とを個別に出力する。すなわち、エンジン100の始動要求信号が生成されると、アクチュエータ232を作動させるための信号と、モータ220を作動させるための信号とを個別に制御すべく、制御信号SE1と制御信号SE2とが個別に出力される。
At S102,
S110にて、スタータECU310は、エンジン100に取付けられるスタータが、アクチュエータ232を作動させることにより、リングギヤ110と係合するようにピニオンギヤ260が移動するとともに、モータ220が作動するスタータ201であるか否かを判断する。すなわち、スタータが、リングギヤ110と係合可能なピニオンギヤ260と、制御信号SE1によって駆動されるアクチュエータ232と、制御信号SE1によって駆動されるモータ220とを含むスタータ201であるか否かが判断される。
In S110,
スタータ201がエンジン100に取り付けられる場合(S110にてYES)、すなわち、スタータが、リングギヤ110と係合可能なピニオンギヤ260と、制御信号SE1によって駆動されるアクチュエータ232と、制御信号SE1によって駆動されるモータ220とを含むスタータ201である場合、処理はS112に移される。もしそうでないと(S110にてNO)、処理はS120に移される。
When
S112にて、スタータECU310は、アクチュエータ232を作動させるための信号を出力する。すなわち、エンジン100の始動要求信号が生成されたときにアクチュエータ232を作動させるべく、制御信号SE1のみが出力される。
In
S120にて、スタータECU310は、エンジン100に取付けられるスタータが、アクチュエータ232を作動させることにより、リングギヤ110と常時係合したピニオンギヤ260を回転させるようにモータ220が制御されるスタータ202であるか否かを判断する。すなわち、スタータが、リングギヤ110と常時係合したピニオンギヤ260と、制御信号SE1によって駆動されるモータ220とを含むスタータ202であるか否かが判断される。
In S120,
スタータ202がエンジン100に取り付けられる場合(S120にてYES)、すなわち、スタータが、リングギヤ110と常時係合したピニオンギヤ260と、制御信号SE1によって駆動されるモータ220とを含むスタータ202である場合、処理はS122に移される。もしそうでないと(S120にてNO)、処理はS130に移される。すなわち、エンジン100に取付けられるスタータの種類が不明である場合には、処理はS130に移される。
When
S122にて、スタータECU310は、アクチュエータ232を作動させるための信号を出力する。すなわち、エンジン100の始動要求信号が生成されたときにアクチュエータ232を作動させるべく、制御信号SE1のみが出力される。
In S 122,
たとえば、エンジンECU300とスタータECU310との間の通信障害によって、スタータを特定する信号をスタータECU310が受信することができず、その結果、エンジン100に取付けられるスタータの種類が不明である場合には、エンジン100にスタータ200が取付けられると仮定される。したがって、S130にて、スタータECU310は、アクチュエータ232を作動させるための信号と、モータ220を作動させるための信号とを個別に出力する。すなわち、エンジン100の始動要求信号が生成されると、アクチュエータ232とモータ220とを個別に制御すべく、制御信号SE1と制御信号SE2とが個別に出力される。
For example, when the
以上のように、スタータの種類が特定できなければ、制御信号SE1と、制御信号SE2の両方が出力される。したがって、アクチュエータ232とモータ220とが個別に制御されるスタータ200が実際に用いられていれば、リングギヤ110にピニオンギヤ260を係合させるとともに、ピニオンギヤ260を回転させることができる。
As described above, if the starter type cannot be specified, both the control signal SE1 and the control signal SE2 are output. Therefore, if the
また、制御信号SE1が出力されるため、ピニオンギヤ260が移動するようにアクチュエータ232が作動することによってモータ220が回転するスタータ201、およびアクチュエータ232が作動することによって、リングギヤ110と常時係合したピニオンギヤ260が回転するようにモータ220が制御されるスタータ202においても、リングギヤ110にピニオンギヤ260を係合させるとともに、ピニオンギヤ260を回転させることができる。そのため、エンジン100をクランキングすることができる。その結果、スタータの種類が不明であっても、エンジン100を始動するようにスタータ200〜202を駆動することができる。
Further, since the control signal SE1 is output, the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10,11,12 車両、100 エンジン、110 リングギヤ、111 クランク軸、115 回転速度センサ、120 バッテリ、140 アクセルペダル、150 ブレーキペダル、160 動力伝達装置、170 駆動輪、200,201,202 スタータ、210 プランジャ、220 モータ、230 ソレノイド、232 アクチュエータ、240 連結部、245 支点、250 出力部材、260 ピニオンギヤ、300 エンジンECU、310 スタータECU、410 待機モード、420 係合モード、430 回転モード、440 全駆動モード、RY1,RY2 リレー。 10, 11, 12 Vehicle, 100 Engine, 110 Ring gear, 111 Crankshaft, 115 Rotational speed sensor, 120 Battery, 140 Accelerator pedal, 150 Brake pedal, 160 Power transmission device, 170 Drive wheel, 200, 201, 202 Starter, 210 Plunger, 220 Motor, 230 Solenoid, 232 Actuator, 240 Connecting part, 245 Support point, 250 Output member, 260 Pinion gear, 300 Engine ECU, 310 Starter ECU, 410 Standby mode, 420 Engagement mode, 430 Rotation mode, 440 Full drive mode , RY1, RY2 relay.
Claims (6)
前記スタータが、エンジンのクランク軸に連結された第1のギヤと係合可能な第2のギヤと、第1の信号によって駆動され、駆動状態において、前記第2のギヤを前記第1のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第2の信号によって駆動され、前記第2のギヤを回転させるモータとを含む場合に、前記第1の信号と、前記第2の信号とを個別に出力するための第1の制御手段と、
前記スタータが、前記第2のギヤと、前記アクチュエータと、前記第1の信号によって駆動され、前記第2のギヤを回転させるモータとを含む場合に、前記第1の信号を出力するための第2の制御手段と、
前記スタータが、前記第1の信号によって駆動されるアクチュエータおよび前記第2の信号によって駆動されるモータを含むか否かが不明である場合に、前記第1の信号と、前記第2の信号とを個別に出力するための第3の制御手段とを備える、スタータの制御装置。 A starter control device,
The starter is driven by a first signal that is engageable with a first gear that is coupled to a crankshaft of the engine, and in a driving state, the second gear is moved to the first gear. The first signal and the second signal individually when the actuator is moved to a position to be engaged with the motor and the motor driven by the second signal and rotates the second gear. First control means for outputting;
When the starter includes the second gear, the actuator, and a motor that is driven by the first signal and rotates the second gear, a first signal for outputting the first signal is output. Two control means;
When it is unclear whether the starter includes an actuator driven by the first signal and a motor driven by the second signal, the first signal, the second signal, And a third control means for individually outputting the starter control device.
前記スタータが、エンジンのクランク軸に連結された第1のギヤと係合可能な第2のギヤと、第1の信号によって駆動され、駆動状態において、前記第2のギヤを前記第1のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、第2の信号によって駆動され、前記第2のギヤを回転させるモータとを含む場合に、前記第1の信号と、前記第2の信号とを個別に出力するための第1の制御手段と、
前記スタータが、前記第1のギヤと常時係合した第3のギヤと、前記第1の信号によって駆動され、前記第3のギヤを回転させるモータとを含む場合に、前記第1の信号を出力するための第2の制御手段と、
前記スタータが、前記第1の信号によって駆動されるアクチュエータおよび前記第2の信号によって駆動されるモータを含むか否かが不明である場合に、前記第1の信号と、前記第2の信号とを個別に出力するための第3の制御手段とを備える、スタータの制御装置。 A starter control device,
The starter is driven by a first signal that is engageable with a first gear that is coupled to a crankshaft of the engine, and in a driving state, the second gear is moved to the first gear. The first signal and the second signal individually when the actuator is moved to a position to be engaged with the motor and the motor driven by the second signal and rotates the second gear. First control means for outputting;
When the starter includes a third gear that is always engaged with the first gear, and a motor that is driven by the first signal and rotates the third gear, the first signal is Second control means for outputting;
When it is unclear whether the starter includes an actuator driven by the first signal and a motor driven by the second signal, the first signal, the second signal, And a third control means for individually outputting the starter control device.
前記第3の制御手段は、前記クランク軸の回転速度が前記第1の値よりも小さい第2の値以下であると、前記第1の信号を出力し、前記第1の信号を出力した後、前記第2の信号を出力する、請求項1〜4のいずれかに記載のスタータの制御装置。 The first control means outputs the second signal after outputting the first signal when the rotational speed of the crankshaft is equal to or lower than a predetermined first value,
The third control means outputs the first signal and outputs the first signal when the rotation speed of the crankshaft is equal to or lower than a second value smaller than the first value. The starter control device according to any one of claims 1 to 4, which outputs the second signal.
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