JP5839043B2

JP5839043B2 - 車両用エンジン始動装置

Info

Publication number: JP5839043B2
Application number: JP2013544067A
Authority: JP
Inventors: 森瀬　勝; 勝森瀬; 慎司大板
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2031-11-17
Also published as: CN103946604B; DE112011105859T5; WO2013073043A1; JPWO2013073043A1; US9506443B2; BR112014011846B1; US20140323269A1; CN103946604A; BR112014011846A2; DE112011105859B4

Description

本発明は、車両用エンジン始動装置に関し、特にその車両用エンジン始動装置の電動機とエンジンルーム内に配設されたパーキング機構の電動機および油圧ポンプの電動機の少なくとも１つとを共用することによりそのエンジンルーム内の電動機の数を減少させる技術に関するものである。

車両用エンジン始動装置には、例えは、(a) エンジンのクランク軸に連結されたドライブプレートと、(b) そのドライブプレートと選択的に噛み合うためのピニオンを有する電動機と、(c) 前記エンジンの始動時にはそのピニオンを前記ドライブプレートと噛み合う噛合位置へ移動させるアクチュエータ装置とを備えるものがある。

ところで、前記車両用エンジン始動装置が配設されるエンジンルーム内には、変速機の出力軸の回転を許容する回転許容位置とその出力軸を非回転とするパーキング位置とに選択的に切り換えられるマニアルシャフトを有する例えば特許文献１に示すようなパーキング機構と、変速機で消費される作動油を吐出する油圧ポンプとが配設されている。なお、前記パーキング機構には、前記マニアルシャフトを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ駆動させるパーキング機構用電動機が備えられている。また、前記油圧ポンプには、その油圧ポンプを駆動させる油圧ポンプ用電動機が備えられている。

特開２０１１−１２８０４号公報

しかしながら、上記のような車両用エンジン始動装置において、その車両用エンジン始動装置の電動機は、エンジンの始動時以外は使用していないものであり、その電動機を他の装置の電動機例えばパーキング機構用電動機或いは油圧ポンプ用電動機と共用しないので、車両重量が増加したりエンジンルーム内の電動機の数が増加してエンジンルーム内の容積が狭くなるという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、電動機を共用して、エンジンルーム内の電動機の数を減少させる車両用エンジン始動装置を提供することにある。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) エンジンのクランク軸に連結されたドライブプレートと、そのドライブプレートと選択的に噛み合うためのピニオンを有する電動機と、前記エンジンの始動時にはそのピニオンを前記ドライブプレートと噛み合う噛合位置へ移動させるアクチュエータ装置とを備える車両用エンジン始動装置であって、(b) 変速機の出力軸の回転を許容する回転許容位置とその出力軸を非回転とするパーキング位置とに選択的に切り換えられるマニアルシャフトを有するパーキング機構を含み、(c) 前記電動機は、前記アクチュエータ装置により前記ピニオンが非噛合位置へ移動させられているときは、前記マニアルシャフトに連結されてそのマニアルシャフトを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ駆動するものであり、（d）前記変速機で消費される作動油を吐出する油圧ポンプを含み、（e）その油圧ポンプは、その入力軸が前記電動機の出力部材またはロータシャフトと連結されてその出力部材またはロータシャフトにより回転駆動されるものである。

本発明の車両用エンジン始動装置によれば、前記エンジンの始動時には、前記アクチュエータ装置により前記ピニオンが前記噛合位置に移動させられ、前記電動機によって前記エンジンを始動させられる。また、前記アクチュエータ装置により前記ピニオンが非噛合位置へ移動させられている時には、前記電動機によって前記マニアルシャフトが前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ駆動させられる。これにより、前記エンジンの始動と、前記マニアルシャフトを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ切り換えるシフトポジションの変更とを択一的に作動させることで、前記車両用エンジン始動装置と前記パーキング機構とが同一の前記電動機を駆動源としているので、エンジンルーム内の電動機の数を減少させることができ、車両重量が減少しエンジンルーム内の容積が広くなる。また、前記変速機で消費される作動油を吐出する油圧ポンプを含み、その油圧ポンプは、その入力軸が前記電動機の出力部材またはロータシャフトと連結されてその出力部材またはロータシャフトにより回転駆動されるものである。これにより、前記エンジンの始動と、前記マニアルシャフトを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ切り換えるシフトポジションの変更とを択一的に作動させることで、前記車両用エンジン始動装置と前記パーキング機構とが同一の前記電動機を駆動源としているので、エンジンルーム内の電動機の数を減少させることができ、車両重量が減少しエンジンルーム内の容積が広くなる。また、前記車両用エンジン始動装置と前記パーキング機構と前記油圧ポンプとが同一の前記電動機を駆動源とすることでエンジンルーム内の電動機の数が一層減少する。

ここで、好適には、(a) 前記ピニオンは、前記電動機の出力部材に対して回転軸心方向に相対移動可能に設けられて、前記アクチュエータ装置により前記非噛合位置から前記噛合位置へ移動させられるものであり、(b) 前記電動機には、前記出力部材を駆動するロータシャフトを備え、前記アクチュエータ装置により、前記ピニオンが前記非噛合位置へ移動させられるとともに、そのロータシャフトは前記マニアルシャフトと減速機を介して連結されるものである。これにより、前記エンジンの始動と、前記マニアルシャフトを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ切り換えるシフトポジションの変更とを択一的に作動させることで、前記車両用エンジン始動装置と前記パーキング機構とが同一の前記電動機を駆動源としているので、エンジンルーム内の電動機の数を減少させることができ、車両重量が減少しエンジンルーム内の容積が広くなる。

また、好適には、(a) 前記ロータシャフトの軸端部には、前記減速機の入力ギヤと噛み合う第２のピニオンが相対回転不能且つ回転軸心方向に相対移動可能に設けられ、(b) 前記アクチュエータ装置は、前記エンジンの始動時にはその第２のピニオンを前記入力ギヤと噛み合わない非噛合位置へ移動させ、前記パーキング機構の切換時にはその第２のピニオンをその入力ギヤと噛み合う噛合位置へ移動させるものである。これにより、前記エンジンの始動と、前記マニアルシャフトを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ切り換えるシフトポジションの変更とを択一的に作動させることで、前記車両用エンジン始動装置と前記パーキング機構とが同一の前記電動機を駆動源としているので、エンジンルーム内の電動機の数を減少させることができ、車両重量が減少しエンジンルーム内の容積が広くなる。また、前記アクチュエータ装置によって、前記第２のピニオンを前記入力ギヤと噛み合わない前記非噛合位置へ移動させると共に、前記ピニオンを前記ドライブプレートと噛み合わない前記非噛合位置へ移動させられる。このため、何らかの故障により前記マニアルシャフトが前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方への切り換えが不能になった場合に、前記アクチュエータ装置によって前記第２のピニオンを前記非噛合位置へ移動させると共に前記ピニオンを前記非噛合位置へ移動させて、前記マニアルシャフトを回動させることのできるレバーで前記マニアルシャフトを手動で前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ切り換えられる。そのため、前記マニアルシャフトが前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方への切り換えが不能になった場合において、車両移動や車両停車が可能となり、故障時の対応自由度を増加させることができる。

本発明の一実施例の車両用エンジン始動装置が設けられた車両のエンジンおよびそのエンジンの動力を一対の駆動輪へ伝達する動力伝達装置を示す概略図である。図１の車両用エンジン始動装置を拡大した拡大図である。図２の車両用エンジン始動装置に設けられたパーキング機構を説明する図である。図２の車両用エンジン始動装置に備えられたアクチュエータ装置とスタータモータを制御する電子制御装置に入力される入力信号及びその電子制御装置から出力される出力信号を説明する図である。図２の車両用エンジン始動装置にエンジン始動要求が有ったか否かを判定して、その車両用エンジン始動装置によってエンジンを始動させるエンジン始動制御を説明するフローチャートである。運転者がシフト操作装置のシフトレバーを操作したかを判定して、マニアルシャフトを駆動させて自動変速機のシフトレンジを運転者が操作したシフトレバー位置と同じシフトレンジに切り換えるシフトレンジ切換制御を説明するフローチャートである。本発明の他の実施例の車両用エンジン始動装置を示す図であり、図２に対応する図である。エンジンが作動している状態において、運転者がシフト操作装置のシフトレバーを操作しても何らかの故障により自動変速機のシフトレンジが切り換えられない時のアクチュエータ装置の作動を説明するフローチャートである。本発明の他の実施例の車両用エンジン始動装置を示す図であり、図２に対応する図である。車両が停車した時にエンジンを自動的に停止させ、その後エンジンを再始動させるエコノミーランニングシステムを説明するフローチャートである。本発明の他の実施例の車両用エンジン始動装置を示す図であり、図２に対応する図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は理解を容易とするために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された車両のエンジン１０およびそのエンジン１０の動力を図示しない一対の駆動輪へ伝達する動力伝達装置１２を示す概略図である。内燃機関にて構成された走行用の動力源としてのエンジン１０の出力は、そのエンジン１０のクランク軸１４からトルクコンバータ１６、自動変速機１８、差動歯車装置、一対の駆動輪へ伝達される。

動力伝達装置１２には、図１に示すように、エンジン１０を始動させるため、すなわちエンジン１０が自律回転するようになるまでそのエンジン１０の回転を立ち上げるためのエンジン始動装置２２が設けられている。このエンジン始動装置２２には、図２に示すように、外周歯２４ａを有して円環状を成したスタータリングギヤ２４が外周に固定されたドライブプレート２０と、ドライブプレート２０のスタータリングギヤ２４の外周歯２４ａと選択的に噛み合うための第１ピニオン２６ａを有するスタータモータ(電動機)２６と、エンジン１０の始動時には第１ピニオン２６ａをドライブプレート２０の外周面に固定されたスタータリングギヤ２４の外周歯２４ａと噛み合う噛合位置へ移動させる例えばマグネット(電磁石)式のアクチュエータ装置２８とが備えられている。

スタータモータ２６には、図２に示すように、そのスタータモータ２６のロータを回転可能に支持するロータシャフト２６ｂと、そのロータシャフト２６ｂと同心に設けられ、減速機２６ｃを介してロータシャフト２６ｂに軸心方向に相対移動可能に連結された出力部材２６ｄとが備えられている。第１ピニオン２６ａは、スタータモータ２６の出力部材２６ｄに対してその回転軸心方向に相対移動可能に設けられており、ワンウェイクラッチ２６ｅを介して出力部材２６ｄに連結されている。なお、ワンウェイクラッチ２６ｅと出力部材２６ｄとは、相対回転不能且つその出力部材２６ｄの回転軸心方向に移動可能に連結されている。

図３は、自動変速機１８の出力軸の回転を許容する回転許容位置とその自動変速機１８の出力軸を非回転とするパーキング位置とに選択的に切り換えられるマニアルシャフト３０ａを有するパーキング機構３０を説明する図である。

図３に示すように、パーキング機構３０には、自動変速機１８の出力軸に固定されたパーキングギヤ３０ｂと噛み合う噛合位置へ回動可能に設けられて選択的にパーキングギヤ３０ｂをロックするパーキングロックポール３０ｃと、そのパーキングロックポール３０ｃの先端部に係合するテーパ形状のテーパ部材３０ｄに挿し通されてテーパ部材３０ｄを一端部において支持するパーキングロッド３０ｅと、そのパーキングロッド３０ｅに設けられてテーパ部材３０ｄをその小径方向へ付勢するスプリング３０ｆと、マニアルシャフト３０ａによって回転可能に支持され、パーキングロッド３０ｅの他端部に回動可能に接続されて節度機構により少なくともパーキング位置に位置決めされるディテントプレート３０ｇと、そのディテントプレート３０ｇに固設されて一軸まわりに回転可能に支持されたマニアルシャフト３０ａと、そのマニアルシャフト３０ａに連結されてその回転角度を検出するロータリエンコーダ３０ｈと、ディテントプレート３０ｇの回動に節度を与えて各シフト位置にすなわちＰ位置、Ｒ位置、Ｎ位置、Ｄ位置に固定する板ばね状のスプリング３０ｉおよびその先端部に設けられた係合部３０ｊとが備えられている。また、図３に示すように、ディテントプレート３０ｇには、そのディテントプレート３０ｇと自動変速機１８のマニアルバルブ３２とを連結する連結部材３０ｋが固定されている。マニアルバルブ３２は、バルブボデー３２ａ内を往復移動可能に設けられており(図３の移動方向Ａ４を参照)、自動変速機１８は、その移動位置に応じてシフトレンジに対応する油圧回路が切り換わるようになっている。

パーキング機構３０には、図２に示すように、マニアルシャフト３０ａの一端部が固定されたウォームホイール３４ａとそのウォームホイール３４ａと噛み合うウォームギヤ３４ｂとを有する減速機３４と、その減速機３４のウォームギヤ３４ｂに固設された入力ギヤ３４ｃと噛み合う第２ピニオン３６とが備えられている。第２ピニオン３６には、その第２ピニオン３６からスタータモータ２６のロータシャフト２６ｂ側に突き出た軸部３６ａが備えられ、その第２ピニオン３６の軸部３６ａがロータシャフト２６ｂの第２ピニオン３６側の端部に形成された嵌合穴２６ｆに相対回転不能且つそのロータシャフト２６ｂの回転軸心方向の移動可能に嵌め入れられている。

このため、パーキング機構３０では、アクチュエータ装置２８によって第２ピニオン３６が減速機３４の入力ギヤ３４ｃと噛み合う噛合位置へ移動して、スタータモータ２６がロータシャフト２６ｂを回転駆動すると、そのロータシャフト２６ｂの駆動力が第２ピニオン３６および減速機３４を介してマニアルシャフト３０ａに伝達される。これにより、マニアルシャフト３０ａが前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ駆動すると共に、ディテントプレート３０ｇが回動してマニアルバルブ３２を移動方向Ａ４に沿って移動させることができる。

なお、マニアルシャフト３０ａが、図３に示すパーキングギヤ３０ｂがパーキングロックポール３０ｃによりロックされているパーキング位置から矢印Ａ１方向に回動すると、パーキングロッド３０ｅの先端部に設けられたテーパー部材３０ｄが矢印Ａ２方向に押され、パーキングロックポール３０ｃが矢印Ａ３方向に下げられて自動変速機１８の出力軸の回転を許容する回転許容位置に切り換えられる。また、本実施例において前記パーキング位置とは、Ｐ位置を意味し、前記回転許容位置とは、Ｒ位置、Ｎ位置、およびＤ位置すなわち非Ｐ位置を意味するものである。

図２に示すように、アクチュエータ装置２８には、そのアクチュエータ装置２８内に配設されてそのアクチュエータ装置２８の両端から両端部が突き出す一本の切換部材３８が設けられている。また、その切換部材３８の第１ピニオン２６ａ側の端部に形成された挿入穴３８ａに一端部が差し込まれ他端部がワンウェイクラッチ２６ｅに連結する第１レバー４０と、その切換部材３８の第２ピニオン３６側の端部に形成された挿入穴３８ｂに一端部が差し込まれ他端部が第２ピニオン３６の軸部３６ａに連結する第２レバー４２とが備えられている。

このため、アクチュエータ装置２８の切換部材３８がドライブプレート２０に接近する方向に移動すると、第１レバー４０および第２レバー４２によって、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合わない非噛合位置に切り換えられると共に第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃと噛み合う噛合位置に切り換えられる。すなわち、第１ピニオン２６ａおよび第２ピニオン３６が図２に示す実線の位置に切り換えられる。また、アクチュエータ装置２８の切換部材３８がドライブプレート２０から離間する方向に移動すると、第１レバー４０および第２レバー４２によって、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合う噛合位置に切り換えられると共に第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃと噛み合わない非噛合位置に切り換えられる。すなわち、第１ピニオン２６ａおよび第２ピニオン３６が図２に示す一点鎖線の位置に切り換えられる。

図４は、エンジン始動装置２２におけるスタータモータ２６およびアクチュエータ装置２８を制御するために設けられた電子制御装置４４に入力される入力信号及びその電子制御装置４４から出力される出力信号を説明する図である。この電子制御装置４４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、スタータモータ２６のロータシャフト２６ｂの回転制御、アクチュエータ装置２８の切換部材３８の切換制御等の各種制御を実行するものである。

図４に示すように、電子制御装置４４には、パワースイッチ４６のオン・オフを表す信号、シフトレバーポジションセンサ４８からの運転者が操作するシフト操作装置のシフトレバーの操作位置を表す操作位置信号、ロータリエンコーダ３０ｈからのマニアルシャフト３０ａの回動量を表す信号、ブレーキスイッチ５０からのブレーキペダルの踏み込みの有無を表すブレーキ操作信号、エンジン回転速度センサ５２からのエンジン１０の回転速度を表す信号、車速センサ５４からの車速を表す車速信号、アクセル開度センサ５６からのアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度を表すアクセル開度信号等が、それぞれ供給される。一方、電子制御装置４４からは、スタータモータ２６のロータシャフト２６ｂを回転駆動させるための駆動信号、アクチュエータ装置２８の切換部材３８の切換位置を移動させるための駆動信号等がそれぞれ出力される。

図５は、エンジン始動要求が有ったか否かを判定して、エンジン始動装置２２によってエンジン１０を始動させるエンジン始動制御を説明するフローチャートである。

先ず、ステップ(以下においてステップは省略する)ＳＡ１において、スタータ駆動要求信号の有無に基づいて、エンジン始動装置２２のスタータモータ２６に駆動要求があるか否かを判定する。スタータモータ２６の駆動条件は、例えばアイドルストップモードでエンジン１０が停止している時は、車両停車時すなわち車速がゼロであり、シフトポジションがＤレンジであり、ブレーキペダルの踏み込みがあり且つアクセルペダル操作がオフとされることである。ＳＡ１では上記スタータ駆動要求信号が有るまでＳＡ１が繰り返される。そして、ＳＡ１が肯定されるとＳＡ２において、アクチュエータ装置２８によって、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合う噛合位置に移動させられ第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合うと共に、第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃと噛み合わない非噛合位置に移動させられ第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃとの噛み合いが解放される。

次に、ＳＡ３では、スタータモータ２６によってロータシャフト２６ｂを回転駆動させ第１ピニオン２６ａを介してエンジン１０のクランク軸１４を回転させる。そして、エンジン１０が自力で回転する所定のエンジン回転速度までスタータモータ２６を駆動させ、そのエンジン回転速度を超えたらスタータモータ２６を停止させて、アクチュエータ装置２８によって、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合わない非噛合位置に移動されると共に第２ピニオン３６を入力ギヤ３４ｃと噛み合う噛合位置に移動されて、本ルーチンが終了する。

図６は、運転者によるシフト操作装置のシフトレバーの操作に応答して、パーキング機構３０のマニアルシャフト３０ａをスタータモータ２６で駆動し自動変速機１８のシフトレンジを運転者が操作したシフトレバー位置と同じシフトレンジに切り換えるシフトレンジ切換制御を説明するフローチャートである。

先ず、ＳＢ１において、ＳＢＷ駆動要求信号の有無に基づいてパーキング機構３０のマニアルシャフト３０ａの駆動要求があるか否かを判定する。マニアルシャフト３０ａの駆動条件は、例えば、エンジン始動中でない時に運転者がシフトレバーを操作して切り換えられたシフトレバーの操作位置とパーキング機構３０による自動変速機１８のシフトレンジとが異なっていることである。ＳＢ１ではＳＢＷ駆動要求信号が有るまでＳＢ１が繰り返される。そして、ＳＢ１が肯定されるとＳＢ２において、アクチュエータ装置２８によって、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４に噛み合わない非噛合位置に移動させられ第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４に噛み合わなくなると共に、第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃに噛み合う噛合位置に移動させられ第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃに噛み合う。

次に、ＳＢ３では、スタータモータ２６のロータシャフト２６ｂが第２ピニオン３６を介してマニアルシャフト３０ａを駆動し、自動変速機１８のシフトレンジが運転者が操作したシフトレバーの操作位置と同じになるまでマニアルシャフト３０ａを回動させる。そして、自動変速機１８のシフトレンジが運転者が操作したシフトレバーの操作位置と同じなったら、スタータモータ２６を停止させて、本ルーチンが終了する。

本実施例のエンジン始動装置２２によれば、スタータモータ２６は、アクチュエータ装置２８により第１ピニオン２６ａが非噛合位置へ移動させられている時は、パーキング機構３０のマニアルシャフト３０ａに連結されてそのマニアルシャフト３０ａを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ駆動するものである。また、エンジン１０の始動時には、アクチュエータ装置２８により第１ピニオン２６ａが前記噛合位置に移動させられ、スタータモータ２６によってエンジン１０を始動させられる。これにより、エンジン１０の始動と、マニアルシャフト３０ａを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ切り換えるシフトポジションの変更とを択一的に作動させることで、エンジン始動装置２２とパーキング機構３０とが同一のスタータモータ２６を駆動源としているので、エンジンルーム内の電動機の数を減少させることができ、車両重量が減少しエンジンルーム内の容積が広くなる。

また、本実施例のエンジン始動装置２２によれば、第１ピニオン２６ａは、スタータモータ２６の出力部材２６ｄに対して回転軸心方向に相対移動可能に設けられて、アクチュエータ装置２８によりスタータリングギヤ２４と噛み合わない非噛合位置からスタータリングギヤ２４と噛み合う噛合位置へ移動させられるものであり、スタータモータ２６には、出力部材２６ｄを駆動するロータシャフト２６ｂを備え、アクチュエータ装置２８により、第１ピニオン２６ａが前記非噛合位置へ移動させられるとともに、そのロータシャフト２６ｂはマニアルシャフト３０ａと減速機３４を介して連結されるものである。これにより、エンジン１０の始動と、マニアルシャフト３０ａを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ切り換えるシフトポジションの変更とを択一的に作動させることで、エンジン始動装置２２とパーキング機構３０とが同一のスタータモータ２６を駆動源としているので、エンジンルーム内の電動機の数を減少させることができ、車両重量が減少しエンジンルーム内の容積が広くなる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互間で共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例のエンジン始動装置５８は、前述の実施例１のエンジン始動装置２２に比較して、アクチュエータ装置６０が実施例１のアクチュエータ装置２８と異なる点で相違し、それ以外は略同様に構成されている。

図７に示すように、アクチュエータ装置６０は、第１ピニオン２６ａをスタータリングギヤ２４と噛み合う噛合位置とスタータリングギア２４と噛み合わない非噛合位置との２位置に切り換える第１切換装置６２と、第２ピニオン３６を入力ギヤ３４ｃと噛み合う噛合位置と入力ギア３４ｃと噛み合わない非噛合位置との２位置に切り換える第２切換装置６４とによって構成されている。

図７に示すように、第１切換装置６２は、その第１切換装置６２のスタータリングギヤ２４側の端部から突き出す第１切換部材６６と、その第１切換部材６６に形成された挿入穴６６ａに一端部が差し込まれ他端部がワンウェイクラッチ２６ｅに連結する実施例１と同様の第１レバー４０とが備えられている。また、第２切換装置６４は、その第２切換装置６４の入力ギヤ３４ｃ側の端部から突き出す第２切換部材６８と、その第２切換部材６８に形成された挿入穴６８ａに一端部が差し込まれ他端部が第２ピニオン３６の軸部３６ａに連結する実施例１と同様の第２レバー４２とが備えられている。

このため、第１切換装置６２により第１切換部材６６がスタータリングギヤ２４に接近する方向に移動させると、第１レバー４０によって、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合わない非噛合位置に移動する。すなわち、第１ピニオン２６ａが図７に示す実線の位置に切り換えられる。また、第１切換装置６２により第１切換部材６６がスタータリングギヤ２４から離間する方向に移動させると、第１レバー４０によって、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合う噛合位置に移動する。すなわち、第１ピニオン２６ａが図７に示す一点鎖線の位置に切り換えられる。

また、第２切換装置６４により第２切換部材６８が入力ギヤ３４ｃに接近する方向に移動すると、第２レバー４２によって、第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃと噛み合わない非噛合位置に移動する。すなわち、第２ピニオン３６が図７に示す一点鎖線の位置に切り換えられる。また、第２切換装置６４により第２切換部材６８が入力ギヤ３４ｃから離間する方向に移動すると、第２レバー４２によって、第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃと噛み合う噛合位置に移動する。すなわち、第２ピニオン３６が図７に示す実線の位置に切り換えられる。

本実施例２では、前述の図５、図６に示すものと同じ制御が実行される。しかし、第１ピニオン２６ａとスタータリングギヤ２４とが噛み合わず、第２ピニオン３６と入力ギヤ３４ｃとが噛み合わない状態を有している点で、実施例１と相違する。図８は、それに関連した制御である。

図８は、エンジン１０が作動している状態において、運転者がシフト操作装置のシフトレバーを操作しても何らかの故障により自動変速機１８のシフトレンジの切換えが困難である時のアクチュエータ装置６０の作動を説明するフローチャートである。

先ず、ＳＣ１において、シフトポジション切換が困難であるか否かを判定する。このシフトポジション切換が困難である判定条件は、例えば、何らかの故障でマニアルシャフト３０ａが前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方への切換えが困難になり、運転者がシフトレバーを操作して切り換えられたシフトレバーの操作位置と自動変速機１８のシフトレンジとが異なっている状態が所定時間続いていることである。ＳＣ１ではシフトポジション切換が困難になるまでＳＣ１が繰り返される。そして、ＳＣ１が肯定されるとＳＣ２において、アクチュエータ装置６０の第１切換装置６２によって第１ピニオン２６ａをスタータリングギヤ２４に噛み合わない非噛合位置に移動させて第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４に噛み合わなくし、同時に、アクチュエータ装置６０の第２切換装置６４によって第２ピニオン３６を入力ギヤ３４ｃに噛み合わない非噛合位置に移動させて第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃに噛み合わなくし、本ルーチンが終了する。

本実施例のエンジン始動装置５８によれば、前述の実施例１と同様の効果が得られる他、以下に示す効果が得られる。すなわち、アクチュエータ装置６０によって、第２ピニオン３６を入力ギヤ３４ｃと噛み合わない非噛合位置へ移動させると共に、第１ピニオン２６ａをドライブプレート２０の外周面に固設されたスタータリングギヤ２４と噛み合わない非噛合位置へ移動させられる。このため、何らかの故障によりマニアルシャフト３０ａが前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方への切り換えが不能になった場合に、アクチュエータ装置６０によって第２ピニオン３６を前記非噛合位置へ移動させると共に第１ピニオン２６ａを前記非噛合位置へ移動させて、マニアルシャフト３０ａを回動させることのできるレバーでそのマニアルシャフト３０ａを手動で前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ切り換えられる。そのため、マニアルシャフト３０ａが前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方への切り換えが不能になった場合において、車両移動や車両停車が可能となり、故障時の対応自由度を増加させることができる。

本実施例のエンジン始動装置７０は、実施例２のエンジン始動装置５８に比較して、自動変速機１８で消費される作動油を吐出する油圧ポンプ７２をスタータモータ２６が駆動する点で相違し、それ以外は略同様に構成されている。

図９に示すように、油圧ポンプ７２は、油圧室内において回動可能に配設された円環状のドリブンギヤ７４と、そのドリブンギヤ７４の内周歯と噛み合う外周歯を有してそのドリブンギヤ７４の回転中心から偏心した回転中心回りに回転可能に設けられ、そのドリブンギヤ７４を回転駆動するドライブギヤ７６とを備える内接歯車式のオイルポンプである。

油圧ポンプ７２には、図９に示すように、ドライブギヤ７６に固設された円柱形状の入力軸７８と、その入力軸７８のドライブギヤ７６とは反対側の端部に形成された嵌合穴７８ａに一端部が嵌め入れられ他端部が第２ピニオン３６に固定された連結軸８０とが備えられている。図９に示すように、入力軸７８および連結軸８０は、入力軸７８の嵌合穴７８ａの内周部に形成されたスプライン歯に連結軸８０の一端部の外周に形成されたスプライン溝が嵌め入れられており、連結軸８０が入力軸７８と相対回転不能且つその入力軸７８の回転軸心方向に相対移動可能に設けられている。これによって、油圧ポンプ７２のドライブギヤ７６は、その油圧ポンプ７２の入力軸７８が連結軸８０を介してスタータモータ２６のロータシャフト２６ｂと連結されてスタータモータ２６に駆動されることによって、油圧ポンプ７２から作動油を吐出する。

図１０は、車両が停車した時にエンジン１０を自動的に停止させ、エンジン１０を再始動させるエコノミーランニングシステム(以下、エコランという)を説明するフローチャートである。

先ず、ＳＤ１において、Ｓ＆Ｓ用ポンプ駆動要求信号の有無に基づいて、Ｓ＆Ｓ用ポンプすなわち油圧ポンプ７２の駆動要求があるか否かすなわちエコランを開始させるか否か判定する。このエコランの開始条件は、例えば、車両停車時すなわち車速がゼロであり且つシフトポジションがＤレンジであり且つブレーキペダルの踏み込みがあり且つアクセルペダル操作がない状態である。ＳＤ１ではエコランの開始条件を満たすまでＳＤ１が繰り返される。そして、ＳＤ１が肯定されるとＳＤ２において、アクチュエータ装置６０の第１切換装置６２によって第１ピニオン２６ａをスタータリングギヤ２４に噛み合わない非噛合位置に移動させて第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４に噛み合わなくなると共に、アクチュエータ装置６０の第２切換装置６４によって第２ピニオン３６を入力ギヤ３４ｃに噛み合わない非噛合位置に移動させて第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃに噛み合わなくなる。

次に、ＳＤ３では、油圧ポンプ７２から自動変速機１８に十分な量の作動油が供給されるように油圧ポンプ７２がスタータモータ２６によって駆動される。そして、ＳＤ４において、エンジン１０の再始動の要求があるか否かを判定する。エンジン１０の再始動条件は、例えば、上記エコランの開始条件の何れかが成立しなくなった状態である。一般的には、運転者がブレーキペダルの踏み込みをしなくなった状態すなわちブレーキスイッチ５０がオフになった状態である。ＳＤ４ではエンジン１０の再始動条件を満たすまでＳＤ４が繰り返される。

そして、ＳＤ４が肯定されるとＳＤ５において、アクチュエータ装置６０の第１切換装置６２によって第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合う噛合位置に移動して第１ピニオン２６ａが回転しながらスタータリングギヤ２４に飛び込み第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４に噛み合う。そして、ＳＤ６において、スタータモータ２６によってエンジン１０が自律回転する所定のエンジン回転速度まで回転させる。そして、エンジン１０の回転速度が前記所定エンジン回転速度を超えたらスタータモータ２６を停止させて、アクチュエータ装置６０の第１切換装置６２によって第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４に噛み合わない非噛合位置に移動させて、本ルーチンが終了する。

本実施例のエンジン始動装置７０によれば、エンジン１０の始動と、マニアルシャフト３０ａを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ切り換えるシフトポジションの変更とを択一的に作動させることで、エンジン始動装置７０とパーキング機構３０とが同一のスタータモータ２６を駆動源としているので、エンジンルーム内の電動機の数を減少させることができ、車両重量が減少しエンジンルーム内の容積が広くなる。また、エンジン始動装置７０とパーキング機構３０と油圧ポンプ７２とが同一のスタータモータ２６を駆動源とすることでエンジンルーム内の電動機の数が一層減少する。

本実施例のエンジン始動装置８２は、実施例３のエンジン始動装置７０に比較して、パーキング機構３０が備えられていない点と、ロータシャフト２６ｂが連結軸８０に一体に連結されている点と、アクチュエータ装置８４が実施例３のアクチュエータ装置６０と異なる点とで相違し、それ以外は略同様に構成されている。

図１１に示すように、アクチュエータ装置８４は、第１ピニオン２６ａをスタータリングギヤ２４と噛み合う噛合位置とスタータリングギア２４と噛み合わない非噛合位置との２位置に切り換えるものである。そして、アクチュエータ装置８４には、そのアクチュエータ装置８４のスタータリングギヤ２４側の端部から突き出す切換部材８６と、その切換部材８６に形成された挿入穴８６ａに一端部が差し込まれ他端部がワンウェイクラッチ２６ｅに連結される実施例１と同様の第１レバー４０とが備えられている。

このため、アクチュエータ装置８４により切換部材８６がスタータリングギヤ２４に接近する方向に移動すると、第１レバー４０によって、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合わない非噛合位置に移動する。すなわち、第１ピニオン２６ａが図１１に示す実線の位置に切り換えられる。また、アクチュエータ装置８４により切換部材８６がスタータリングギヤ２４から離間する方向に移動すると、第１レバー４０によって、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合う噛合位置に移動する。すなわち、第１ピニオン２６ａが図１１に示す一点鎖線の位置に切り換えられる。

本実施例のエンジン始動装置８２によれば、自動変速機１８で消費される作動油を吐出する油圧ポンプ７２を含み、その油圧ポンプ７２は、その入力軸７８がスタータモータ２６のロータシャフト２６ｂと連結されてそのスタータモータ２６により回転駆動されるものである。このため、エンジン１０の始動時には、アクチュエータ装置８４により第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４と噛み合う噛合位置に移動させられ、スタータモータ２６によってエンジン１０を始動させられる。また、油圧ポンプ７２は、アクチュエータ装置８４による第１ピニオン２６ａの移動に関係なくスタータモータ２６によってその油圧ポンプ７２の入力軸７８が回転駆動させられる。これにより、油圧ポンプ７２は、アクチュエータ装置８４による第１ピニオン２６ａの移動に関係なく駆動しても支障はなく、エンジン１０の始動時にはアクチュエータ装置８４により第１ピニオン２６ａが前記噛合位置に移動させられるので、エンジン始動装置８２と油圧ポンプ７２とが同一のスタータモータ２６を駆動源とすることで、スタータモータ２６を共用してエンジンルーム内の電動機の数が減少する。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

本実施例のエンジン始動装置２２において、ロータシャフト２６ｂと出力部材２６ｄとを一体的に連結させると共に第１ピニオン２６ａを出力部材２６ｄに一体的に固定させ第２ピニオン３６をロータシャフト２６ｂに一体的に固定させ、アクチュエータ装置２８によって、そのロータシャフト２６ｂと出力部材２６ｄとを一体的に連結させたものをその回転軸心方向に移動させることにより、第１ピニオン２６ａと第２ピニオン３６とを前記噛合位置と前記非噛合位置とへ切り換えるようにしても良い。また、切換部材３８を３位置に移動させられるアクチュエータ装置２８を使用して、そのアクチュエータ装置２８によって、そのロータシャフト２６ｂと出力部材２６ｄとを一体的に連結させたものをその回転軸心方向に移動させることにより、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４に噛み合う第１位置と、第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃに噛み合う第２位置と、第１ピニオン２６ａがスタータリングギヤ２４に噛み合わず且つ第２ピニオン３６が入力ギヤ３４ｃに噛み合わない第３位置とに切り換えるようにすることによって、実施例２のエンジン始動装置５８と同様の効果が得られる。

また、本実施例のエンジン始動装置２２において、アクチュエータ装置２８は、切換部材３８を２位置に移動させるマグネット式のアクチュエータが使用されたが、アクチュエータ装置２８は、切換部材３８を２位置に移動させるものであればどのようなものが使用されても良く、たとえば、シリンダ式や、モータ式のアクチュエータが使用されても良い。

また、本実施例のエンジン始動装置７０、８２において、油圧ポンプ７２の入力軸７８は、スタータモータ２６のロータシャフト２６ｂに連結されていたが、油圧ポンプ７２の入力軸７８がスタータモータ２６の出力部材２６ｄに連結されても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：エンジン
１４：クランク軸
１８：自動変速機(変速機)
２０：ドライブプレート
２２、５８、７０、８２：エンジン始動装置(車両用エンジン始動装置)
２６：スタータモータ(電動機)
２６ｂ：ロータシャフト
２６ｄ：出力部材
２６ａ：第１ピニオン(ピニオン)
２８、６０、８４：アクチュエータ装置
３０：パーキング機構
３０ａ：マニアルシャフト
３４：減速機
３４ｃ：入力ギヤ
３６：第２ピニオン(第２のピニオン)
７２：油圧ポンプ
７８：入力軸

Claims

エンジンのクランク軸に連結されたドライブプレートと、該ドライブプレートと選択的に噛み合うためのピニオンを有する電動機と、前記エンジンの始動時には該ピニオンを前記ドライブプレートと噛み合う噛合位置へ移動させるアクチュエータ装置とを備える車両用エンジン始動装置であって、
変速機の出力軸の回転を許容する回転許容位置と該出力軸を非回転とするパーキング位置とに選択的に切り換えられるマニアルシャフトを有するパーキング機構を含み、
前記電動機は、前記アクチュエータ装置により前記ピニオンが非噛合位置へ移動させられているときは、前記マニアルシャフトに連結されて該マニアルシャフトを前記回転許容位置および前記パーキング位置の一方から他方へ駆動するものであり、
前記変速機で消費される作動油を吐出する油圧ポンプを含み、
該油圧ポンプは、その入力軸が前記電動機の出力部材またはロータシャフトと連結されて該出力部材またはロータシャフトにより回転駆動されるものである
ことを特徴とする車両用エンジン始動装置。
前記ピニオンは、前記電動機の出力部材に対して回転軸心方向に相対移動可能に設けられて、前記アクチュエータ装置により前記非噛合位置から前記噛合位置へ移動させられるものであり、
前記電動機には、前記出力部材を駆動するロータシャフトを備え、前記アクチュエータ装置により、前記ピニオンが前記非噛合位置へ移動させられるとともに、該ロータシャフトは前記マニアルシャフトと減速機を介して連結されるものである
ことを特徴とする請求項１の車両用エンジン始動装置。
前記ロータシャフトの軸端部には、前記減速機の入力ギヤと噛み合う第２のピニオンが相対回転不能且つ回転軸心方向に相対移動可能に設けられ、
前記アクチュエータ装置は、前記エンジンの始動時には該第２のピニオンを前記入力ギヤと噛み合わない非噛合位置へ移動させ、前記パーキング機構の切換時には該第２のピニオンを該入力ギヤと噛み合う噛合位置へ移動させるものである
ことを特徴とする請求項２の車両用エンジン始動装置。