JP6398465B2 - Engine starter - Google Patents

Description

本発明は、スタータのピニオンをリングギヤ側へ押し出すためのピニオン押出用ソレノイドと、モータの通電電流を断続するモータ通電用ソレノイドとを有し、エンジン回転数降下中の再始動要求に応じて、ピニオンを回転させた後にリングギヤへ押し出すタイプのエンジン始動装置に関する。   The present invention has a pinion push-out solenoid for pushing out a starter pinion to the ring gear side, and a motor energization solenoid for intermittently energizing the motor energization, and in response to a restart request during a decrease in engine speed, the pinion The present invention relates to an engine starter of a type that is pushed out to a ring gear after rotating.

従来技術として、タンデムソレノイド型と呼ばれる２つのソレノイドを有するスタータがある。すなわち、ピニオンをエンジンのリングギヤに押し出すピニオン押出用ソレノイド（ピニオン押出手段）と、モータの通電回路に設けられたメイン接点を開閉するモータ通電用ソレノイド（モータ通電スイッチ）とを備え、ピニオンを押出す押出タイミングとモータ始動タイミングとを独立して制御することができる。   As a prior art, there is a starter having two solenoids called a tandem solenoid type. That is, a pinion pushing solenoid (pinion pushing means) for pushing the pinion to the engine ring gear and a motor energizing solenoid (motor energizing switch) for opening and closing a main contact provided in the motor energizing circuit are provided to push out the pinion. The extrusion timing and the motor start timing can be controlled independently.

そして、このような独立制御を利用して、エンジン回転数降下中に再始動要求があった場合に、モータへの通電を開始してピニオンを回転させた状態で、ピニオンをリングギヤに押し出し、リングギヤに噛み合わせる技術がある。
この場合、ピニオンが押し出されてピニオンの軸方向端面がリングギヤの軸方向端面に当接可能な位置に到達したときに、エンジン回転数（すなわち、リングギヤの回転数）とピニオンの回転数との差（相対回転数）が十分に小さくなるように各ソレノイドの通電を制御する必要がある。 Using such independent control, when there is a restart request while the engine speed is decreasing, the energization of the motor is started and the pinion is rotated to push the pinion into the ring gear. There is a technology to mesh.
In this case, when the pinion is pushed and the axial end surface of the pinion reaches a position where it can come into contact with the axial end surface of the ring gear, the difference between the engine rotational speed (that is, the rotational speed of the ring gear) and the rotational speed of the pinion It is necessary to control the energization of each solenoid so that the (relative rotation speed) is sufficiently small.

しかしながら、ピニオン押出用ソレノイドをＯＮしてからピニオンがリングギヤに到達するまでの時間がばらつくと、当接時刻における相対回転数もばらつく。特に、回転数加速度が大きいスタータでは、ピニオンとリングギヤとの当接時間のばらつきによる、相対回転数のばらつきが大きくなってしまう。このため、目標の相対回転数よりも大きい相対回転数で噛み合わせることになった場合、ギア磨耗が大きくなってしまう。   However, if the time from when the pinion pushing solenoid is turned on until the pinion reaches the ring gear varies, the relative rotational speed at the contact time also varies. In particular, in a starter with a high rotational speed acceleration, the variation in relative rotational speed due to the variation in the contact time between the pinion and the ring gear becomes large. For this reason, when it meshes | engages with the relative rotational speed larger than the target relative rotational speed, gear wear will become large.

これに対して、ピニオンを惰性回転中にリングギヤに押し出す技術がある。すなわち、モータ通電用ソレノイドをＯＮにしてピニオンを回転（予備回転と呼ぶ）させた後にモータ通電用ソレノイドをＯＦＦにして、ピニオンが惰性で回転している状態でリングギヤに押し出して噛み合わせ、その後に再度モータ通電用ソレノイドをＯＮにしてクランキングする技術である。
この技術では、ピニオンにモータトルクが負荷されていない状態でリングギヤに噛合うことになるためギア磨耗を低減することができる。 On the other hand, there is a technique for pushing out the pinion to the ring gear during inertial rotation. That is, after turning on the motor energizing solenoid and rotating the pinion (referred to as pre-rotation), turning off the motor energizing solenoid, pushing the pinion into the ring gear in a state of inertia and rotating, In this technique, the motor energization solenoid is turned on again for cranking.
According to this technique, gear wear can be reduced because the pinion meshes with the ring gear when no motor torque is applied to the pinion.

しかしながら、この技術では、一度モータを回してモータ通電用ソレノイドをＯＦＦした後に、クランキングのために再度モータ通電用ソレノイドをＯＮにする必要がある。つまり、モータ通電用ソレノイドへの通電をＯＮ・ＯＦＦするモータ用リレーを２回操作する必要がある。
このため、予備回転の最初のモータ通電用ソレノイドのＯＦＦ後、すぐにクランキングのためにモータ通電用ソレノイドをＯＮしようとすると、最初のモータ用リレーＯＦＦ後にモータ用リレーの接点間にアークが残った状態でモータ用リレーを再度ＯＮにしてしまう可能性がある。
この場合、モータ用リレーの接点磨耗が増大してしまうという問題が生じる。 However, in this technique, it is necessary to turn on the motor energization solenoid again for cranking after turning the motor once and turning off the motor energization solenoid. In other words, it is necessary to operate the motor relay that turns ON / OFF the energization of the motor energization solenoid twice.
For this reason, if the motor energization solenoid is turned on for cranking immediately after the first motor energization solenoid is turned off in the preliminary rotation, an arc remains between the contact points of the motor relay after the first motor relay is turned off. There is a possibility that the motor relay is turned ON again in the state where
In this case, there is a problem that contact wear of the motor relay increases.

なお、特許文献１には、エンジン自動停止システムによるエンジン回転数降下中に、スタータのモータをＯＮにして、ピニオンを予備回転させた後にモータをＯＦＦにして、ピニオンが惰性回転している状態でリングギヤに噛み合わせる技術が開示されている。   In Patent Document 1, during the engine speed reduction by the engine automatic stop system, the starter motor is turned on, the pinion is preliminarily rotated, the motor is turned off, and the pinion is in inertial rotation. A technique for meshing with a ring gear is disclosed.

しかしながら、特許文献１には、リングギヤに噛み合わせた後にクランキングする点については記載されておらず、再始動要求に関係なく次の再始動に備えてピニオンを押し出してリングギヤに飛び込ませるプリセットモードにおけるピニオンとリングギヤとの噛み合わせに関する技術であると推測される。
そのため、特許文献１に記載の技術は、リレースイッチを２回続けて操作することを意図しておらず、特許文献１にはリレースイッチに生じるアークに起因する問題点について一切記載されていない。 However, Patent Document 1 does not describe the point of cranking after meshing with the ring gear, and in a preset mode that pushes the pinion and jumps into the ring gear in preparation for the next restart regardless of the restart request. This is presumed to be a technique related to the engagement of the pinion and the ring gear.
Therefore, the technique described in Patent Document 1 is not intended to operate the relay switch twice in succession, and Patent Document 1 does not describe any problems caused by the arc generated in the relay switch.

特表２００９−５２９１１４号公報Special table 2009-529114 gazette

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、モータ用リレーをＯＮしてピニオンを予備回転させ、その後モータ用リレーをＯＦＦしてピニオンを惰性回転させ、その状態でリングギヤに押し出し、再度モータ用リレーをＯＮしてクランキングを開始するエンジン始動装置において、モータ用リレーの接点摩耗を低減することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the purpose thereof is to turn on the motor relay to pre-rotate the pinion, and then turn off the motor relay to inertially rotate the pinion. In the engine starter that pushes the ring gear in that state and turns on the motor relay again to start cranking, it is to reduce the contact wear of the motor relay.

本発明のエンジン始動装置は、所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるアイドリングストップを実施する車両に適用される。
エンジン始動装置は、以下のスタータ、ピニオン用リレー、モータ用リレー、及び制御手段を備える。 The engine starter of the present invention is applied to a vehicle that performs an idling stop that automatically stops the engine when a predetermined engine stop condition is satisfied.
The engine starter includes the following starter, pinion relay, motor relay, and control means.

スタータは、通電により回転力を発生する直流モータ、エンジンのリングギヤに直流モータの回転力を伝達するピニオン、第１のコイルへの通電によってリングギヤへ向けてピニオンを押し出すピニオン押出手段、および第２のコイルへの通電により直流モータの通電回路に設けられたメイン接点を閉成し、第２のコイルへの通電が遮断されるとメイン接点を開成するモータ通電用スイッチを具備する。   The starter includes a direct current motor that generates a rotational force by energization, a pinion that transmits the rotational force of the direct current motor to the ring gear of the engine, a pinion extrusion means that pushes the pinion toward the ring gear by energization of the first coil, and a second A motor contact switch for closing the main contact provided in the energization circuit of the DC motor by energizing the coil and opening the main contact when the energization to the second coil is interrupted is provided.

ピニオン用リレーは、第１のコイルへの通電をＯＮ／ＯＦＦリレースイッチである。
モータ用リレーは、第２のコイルへの通電をＯＮ／ＯＦＦするリレースイッチである。
制御手段は、ピニオン用リレー及びモータ用リレーの作動を制御する。 The pinion relay is an ON / OFF relay switch for energizing the first coil.
The motor relay is a relay switch that turns ON / OFF the energization of the second coil.
The control means controls the operation of the pinion relay and the motor relay.

エンジン始動装置は、ピニオンをリングギヤに押し出す前にモータ用リレーをＯＮにして直流モータを回転させることでピニオンを予備回転させ、予備回転の後にモータ用リレーをＯＦＦにしてピニオンを惰性回転させた状態で、ピニオン用リレーをＯＮにしてピニオンをリングギヤに押し出し、その後、モータ用リレーを再度ＯＮにしてピニオンによるクランキングを開始する。   The engine starter is a state in which the motor relay is turned on and the DC motor is rotated before the pinion is pushed out to the ring gear, so that the pinion is pre-rotated, and after the pre-rotation, the motor relay is turned off and the pinion is rotated by inertia. Then, the pinion relay is turned on to push the pinion into the ring gear, and then the motor relay is turned on again to start cranking by the pinion.

そして、制御手段は、モータ用リレーをＯＦＦしてからモータ用リレーの接点間に発生するアークが消滅するまでの時間であるアーク消滅時間ΔＴａを推測するアーク消滅時間推測手段を有している。
また、制御手段は、次のモータＯＦＦタイミング選択手段、エンジン回転数推測手段、ピニオン回転数推測手段、ｔｂ算出手段およびｔａ算出手段を有する。なお、予備回転後にモータ用リレーをＯＦＦするタイミングをモータＯＦＦタイミングと呼んでいる。 The control means includes arc extinction time estimation means for estimating an arc extinction time ΔTa, which is a time from when the motor relay is turned off until the arc generated between the contact points of the motor relay disappears.
Further, the control means includes a next motor OFF timing selection means, an engine speed estimation means, a pinion rotation speed estimation means, a tb calculation means, and a ta calculation means. Note that the timing at which the motor relay is turned off after the preliminary rotation is called the motor OFF timing.

まず、モータＯＦＦタイミング選択手段は、異なる複数のモータＯＦＦタイミングから１つを選択する。エンジン回転数推測手段は、エンジン回転数の降下推移を推測する。ピニオン回転数推測手段は、異なる複数のモータＯＦＦタイミング毎に惰性回転によるピニオン回転数の降下推移を推測する。ｔｂ算出手段は、異なる複数のモータＯＦＦタイミング毎にピニオン回転数とエンジン回転数との間の相対回転数が所定値以下となるタイミングｔｂを算出する。さらに、ｔａ算出手段は、異なる複数のモータＯＦＦタイミング毎にアーク消滅時間ΔＴａが終了するタイミングｔａを算出する。そして、モータＯＦＦタイミング選択手段は、タイミングｔｂもしくはタイミングｔａの内で時期が遅いタイミングをタイミングｔｘとすると、タイミングｔｘが最も早い時期となるモータＯＦＦタイミングを選択する。
本発明によれば、モータ用リレーの接点間のアークが消滅してからモータ用リレーを再度ＯＮするため、モータ用リレーの接点摩耗を低減することができる。 First, the motor OFF timing selection means selects one from a plurality of different motor OFF timings. The engine speed estimation means estimates a change in the engine speed. The pinion rotation speed estimation means estimates a drop transition of the pinion rotation speed due to inertial rotation for each of a plurality of different motor OFF timings. The tb calculating means calculates a timing tb at which the relative rotational speed between the pinion rotational speed and the engine rotational speed is equal to or less than a predetermined value for each of a plurality of different motor OFF timings. Further, the ta calculating means calculates a timing ta at which the arc extinction time ΔTa ends for each of a plurality of different motor OFF timings. Then, the motor OFF timing selection means selects the motor OFF timing at which the timing tx is the earliest when the timing tx is a timing that is later in the timing tb or the timing ta.
According to the present invention, since the motor relay is turned on again after the arc between the contacts of the motor relay disappears, contact wear of the motor relay can be reduced.

スタータの全体構成図である（実施例）。It is a whole block diagram of a starter (Example). エンジン始動装置の電気回路図である（実施例）。It is an electric circuit diagram of an engine starting device (Example). エンジン回転数、ピニオン回転数、ブレーキ作動信号、モータ用リレー駆動信号、ピニオン用リレー駆動信号、アーク消滅推測カウンタのタイミングチャートである（実施例）。4 is a timing chart of an engine speed, a pinion speed, a brake operation signal, a motor relay drive signal, a pinion relay drive signal, and an arc extinction estimation counter (Example). モータＯＦＦタイミング及びピニオン用リレーＯＮタイミングの設定について説明する説明図である（実施例）。It is explanatory drawing explaining the setting of the motor OFF timing and the relay ON timing for pinions (Example). エンジン始動装置の制御動作を示すフロー図である（実施例）。It is a flowchart which shows the control action of an engine starting apparatus (Example).

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。   The mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

〔実施例〕
〔実施例の構成〕
実施例の構成を図１〜５を用いて説明する。
この実施例に示すエンジン始動装置１は、エンジンの停止および再始動を自動制御するアイドルストップ装置に適用され、エンジンＥの始動を行うスタータ２と、エンジンＥの再始動時にスタータ２の作動を制御する電子制御装置であるＥＣＵ３（制御手段）等を備えている。 〔Example〕
[Configuration of Example]
The structure of an Example is demonstrated using FIGS.
The engine starter 1 shown in this embodiment is applied to an idle stop device that automatically controls stop and restart of the engine, and controls the starter 2 that starts the engine E and the operation of the starter 2 when the engine E is restarted. ECU3 (control means) etc. which are the electronic controller which performs.

スタータ２は、回転力を発生するモータ４と、このモータ４に駆動されて回転する出力軸５と、モータ４の回転力をエンジンＥのリングギヤＲに伝達するためのピニオン６と、ピニオンをリングギヤＲへ押し出す働きを担うピニオン押出用ソレノイドＳＬ１（ピニオン押出手段）と、モータ４への通電をオン・オフするモータ通電用ソレノイドＳＬ２（モータ通電用スイッチ）等より構成される。   The starter 2 includes a motor 4 that generates a rotational force, an output shaft 5 that is driven by the motor 4 to rotate, a pinion 6 that transmits the rotational force of the motor 4 to the ring gear R of the engine E, and the pinion as a ring gear. A pinion push-out solenoid SL1 (pinion push-out means) responsible for pushing out to R and a motor energization solenoid SL2 (motor energization switch) for turning on / off the energization of the motor 4 are configured.

モータ４は、例えば、複数の永久磁石によって構成される界磁と、電機子軸の一方の端部に整流子を設けた電機子と、整流子の外周面（整流子面と呼ぶ）に当接して配置されるブラシ１０等を備える直流モータである。なお、モータ４の界磁は、永久磁石の代わりに、界磁コイルによる電磁石界磁を用いても良い。
出力軸５は、減速装置１１を介して電機子軸と同一軸線上に配置され、電機子の回転が減速装置１１で減速されて伝達される。
減速装置１１で増幅された駆動トルクはクラッチ１２を介してピニオン６へ伝達される。 The motor 4 has, for example, a field composed of a plurality of permanent magnets, an armature provided with a commutator at one end of the armature shaft, and an outer peripheral surface of the commutator (referred to as a commutator surface). It is a direct current motor provided with the brush 10 etc. which are arrange | positioned in contact. The field of the motor 4 may be an electromagnet field generated by a field coil instead of a permanent magnet.
The output shaft 5 is disposed on the same axis as the armature shaft via the speed reducer 11, and the rotation of the armature is decelerated by the speed reducer 11 and transmitted.
The drive torque amplified by the reduction gear 11 is transmitted to the pinion 6 through the clutch 12.

クラッチ１２は、減速装置１１で増幅されたモータ４の駆動トルクを出力軸５へ伝達する一方、エンジン回転数が出力軸５に伝達される回転数を上回った状態になると、エンジンＥの回転トルクが減速装置１１を介して電機子に伝わらない様に、出力軸５と減速装置１１との間でトルクの伝達を遮断する一方向クラッチとして構成されている。   The clutch 12 transmits the drive torque of the motor 4 amplified by the speed reducer 11 to the output shaft 5, while the rotational torque of the engine E when the engine rotational speed exceeds the rotational speed transmitted to the output shaft 5. Is configured as a one-way clutch that interrupts transmission of torque between the output shaft 5 and the speed reducer 11 so that the torque is not transmitted to the armature via the speed reducer 11.

ピニオン押出用ソレノイド（以下、ソレノイドＳＬ１と呼ぶ）は、通電によって電磁石を形成するソレノイドコイル１５（第１のコイル）と、電磁石によって吸引されて軸方向に移動するプランジャ（図示せず）を有する。
プランジャにはシフトレバーが連結されており、ソレノイドコイル１５への通電が開始されると（ソレノイドＳＬ１ＯＮ）、プランジャの移動に伴ってシフトレバーが揺動してクラッチ１２及びピニオン６がリングギヤＲ側へ押し出される。 The pinion pushing solenoid (hereinafter referred to as solenoid SL1) has a solenoid coil 15 (first coil) that forms an electromagnet when energized, and a plunger (not shown) that is attracted by the electromagnet and moves in the axial direction.
A shift lever is connected to the plunger. When energization to the solenoid coil 15 is started (solenoid SL1 ON), the shift lever swings as the plunger moves, and the clutch 12 and the pinion 6 move to the ring gear R side. Extruded.

ソレノイドコイル１５は、一方の端部がスイッチ端子２０に接続され、他方の端部がアースされている。スイッチ端子２０には、ピニオン用リレー２１に繋がる電気配線が接続される。
ピニオン用リレー２１は、ＥＣＵ２より出力されるオン信号によって励磁されるリレーコイル２１ａを有し、このリレーコイル２１ａに通電されてリレー接点２１ｂが閉じることにより、バッテリ２５からピニオン用リレー２１を通じてソレノイドコイル１５に通電される。 The solenoid coil 15 has one end connected to the switch terminal 20 and the other end grounded. The switch terminal 20 is connected to electrical wiring connected to the pinion relay 21.
The pinion relay 21 has a relay coil 21a that is excited by an ON signal output from the ECU 2. When the relay coil 21a is energized and the relay contact 21b is closed, the relay coil 21a closes the solenoid coil through the pinion relay 21. 15 is energized.

モータ通電用ソレノイド（以下、ソレノイドＳＬ２と呼ぶ）は、通電によって電磁石を形成するソレノイドコイル２７（第２のコイル）と、電磁石によって吸引されて軸方向に移動するプランジャ（図示せず）を有する。
そして、このプランジャの移動に連動して、バッテリ２５からモータ４へ通電するための通電回路に設けられるメイン接点３０を開閉する。 The motor energizing solenoid (hereinafter referred to as solenoid SL2) has a solenoid coil 27 (second coil) that forms an electromagnet when energized, and a plunger (not shown) that is attracted by the electromagnet and moves in the axial direction.
Then, in conjunction with the movement of the plunger, the main contact 30 provided in the energization circuit for energizing the motor 4 from the battery 25 is opened and closed.

メイン接点３０は、一組の固定接点３１と可動接点３２とで形成され、プランジャ１６の移動に連動して移動する可動接点３２を介して、両固定接点３１間が導通することによりメイン接点が閉成された状態となり、可動接点３２が一組の固定接点３１から離れて両固定接点３１間の導通が遮断されることによりメイン接点が開成された状態となる。   The main contact 30 is formed by a set of fixed contact 31 and movable contact 32, and the main contact is made conductive between the fixed contacts 31 via the movable contact 32 that moves in conjunction with the movement of the plunger 16. When the movable contact 32 is separated from the set of fixed contacts 31 and the conduction between the fixed contacts 31 is cut off, the main contact is opened.

すなわち、ソレノイドコイル２７への通電がＯＦＦの場合には、メイン接点３０が開成された状態であり、モータ４への通電はＯＦＦである。
ソレノイドコイル２７への通電が開始されると（ソレノイドＳＬ２ＯＮ）、プランジャ１６の移動に伴ってメイン接点３０が閉成され、モータ４への通電が開始される。 That is, when the energization to the solenoid coil 27 is OFF, the main contact 30 is opened, and the energization to the motor 4 is OFF.
When energization to the solenoid coil 27 is started (solenoid SL2 ON), the main contact 30 is closed with the movement of the plunger 16, and energization to the motor 4 is started.

ソレノイドコイル２７は、図２に示す様に、一方の端部がスイッチ端子３５に接続され、他方の端部がアースされている。スイッチ端子３５には、モータ用リレー３６に繋がる電気配線が接続される。
モータ用リレー３６は、ＥＣＵ３より出力されるオン信号によって励磁されるリレーコイル３６ａを有し、このリレーコイル３６ａに通電されてリレー接点３６ｂが閉じることにより、バッテリ２５からモータ用リレー３６を通じてソレノイドコイル２７に通電される。 As shown in FIG. 2, the solenoid coil 27 has one end connected to the switch terminal 35 and the other end grounded. Electrical wiring connected to the motor relay 36 is connected to the switch terminal 35.
The motor relay 36 has a relay coil 36 a that is excited by an ON signal output from the ECU 3. When the relay coil 36 a is energized and the relay contact 36 b is closed, the solenoid coil is passed from the battery 25 through the motor relay 36. 27 is energized.

ＥＣＵ３は、ピニオン用リレー２１、モータ用リレー３６に対する通電を制御する制御手段として機能する。
ＥＣＵ３は、エンジン回転数センサ３８等各種センサからの信号に基づいて、ピニオン用リレー２１、モータ用リレー３６に対する通電を制御する。 The ECU 3 functions as a control unit that controls energization of the pinion relay 21 and the motor relay 36.
The ECU 3 controls energization of the pinion relay 21 and the motor relay 36 based on signals from various sensors such as the engine speed sensor 38.

また、このスタータ２は、メイン接点３０の閉成から０．２秒後にピニオン回転数を４５０ｒｐｍ以上に到達可能な高回転加速度型である。
すなわち、モータ４の回転加速度及び減速装置１１の仕様が、メイン接点３０の閉成から０．２秒後にピニオン回転数を４５０ｒｐｍ以上に到達可能な仕様となっている。
例えば、減速装置１１の減速比は３以下である。なお、減速装置１１を設けず、電機子軸と出力軸とをクラッチ１２を介して繋ぎ、減速比を１としてもよい。
そして、このスタータ２のクランキング最高回転数は５００ｒｐｍ以上である。 The starter 2 is a high rotation acceleration type that can reach a pinion rotational speed of 450 rpm or more 0.2 seconds after the main contact 30 is closed.
In other words, the rotational acceleration of the motor 4 and the specification of the speed reduction device 11 are such that the pinion rotational speed can reach 450 rpm or more 0.2 seconds after the main contact 30 is closed.
For example, the reduction ratio of the reduction gear 11 is 3 or less. The reduction gear 11 may be omitted, and the armature shaft and the output shaft may be connected via the clutch 12 so that the reduction ratio is 1.
And the cranking maximum rotation speed of this starter 2 is 500 rpm or more.

〔本実施例のエンジン始動装置の作動〕
エンジン始動装置１の作動の概要を図３を用いて説明する。
エンジン運転中にエンジン自動停止要求が生じると、燃料噴射がカットされて、エンジン回転数が停止に向かって降下する。
このエンジン回転降下期間中に、例えばタイミングｔ０で再始動要求（運転者のブレーキ解除）が生じると、まずモータ用リレー３６がＯＮされ、メイン接点３０が閉じて直流モータ４が回転し、ピニオン６が回転する（この回転を予備回転と呼ぶ）。 [Operation of the engine starter of this embodiment]
An outline of the operation of the engine starter 1 will be described with reference to FIG.
When an engine automatic stop request is generated during engine operation, fuel injection is cut and the engine speed drops toward the stop.
For example, when a restart request (driver's brake release) occurs at this timing t0 during the engine rotation descent period, the motor relay 36 is first turned ON, the main contact 30 is closed, the DC motor 4 rotates, and the pinion 6 Rotate (this rotation is referred to as preliminary rotation).

そして、その後、タイミングｔ１でモータ用リレー３６がＯＦＦされて予備回転が終了する。モータ用リレー３６がＯＦＦされた後もピニオン６は予備回転による回転エネルギーによって惰性回転をする。例えば、図３のピニオン回転数の推移に示すように、タイミングｔ１（以下、モータＯＦＦタイミングｔ１と呼ぶ）以降、わずかの期間だけ回転数が上がり、その後は徐々に回転数が降下していく。   Thereafter, the motor relay 36 is turned off at timing t1, and the preliminary rotation is completed. Even after the motor relay 36 is turned off, the pinion 6 rotates by inertia due to the rotational energy of the preliminary rotation. For example, as shown in the transition of the pinion rotation speed in FIG. 3, after the timing t1 (hereinafter referred to as the motor OFF timing t1), the rotation speed increases only for a short period, and thereafter the rotation speed gradually decreases.

この惰性回転している状態のときに、好ましくは、ピニオン回転数が惰性回転により下降している状態のときに、ピニオン６とリングギヤＲとが当接するように、ピニオン用リレー２１がＯＮされる（タイミングｔ２）。
そして、その後、タイミングｔ３でモータ用リレー３６を再度ＯＮにして、ピニオン６によるクランキング（直流モータ４の回転をピニオン６を介してリングギヤＲに伝達し、エンジンＥのクランクシャフトを回転すること）が開始される。タイミングｔ３は、ピニオン６とリングギヤＲと噛合ってからクランキングが開始されるように設定される。 The pinion relay 21 is turned on so that the pinion 6 and the ring gear R come into contact with each other during the inertial rotation, preferably when the pinion rotation speed is lowered due to inertial rotation. (Timing t2).
Then, at timing t3, the motor relay 36 is turned ON again and cranking is performed by the pinion 6 (the rotation of the DC motor 4 is transmitted to the ring gear R through the pinion 6 and the crankshaft of the engine E is rotated). Is started. The timing t3 is set so that cranking is started after the pinion 6 and the ring gear R are engaged with each other.

なお、タイミングｔ３以降の図３における破線で示す回転数軌跡は、惰性回転によるピニオン回転数がモータ４から伝達される出力軸５の回転数を上回るまでの間、ピニオン６にモータトルクが伝達されないままモータ回転数が上昇している状態を示すものである。モータ回転数が上昇してモータ４から伝達される回転数がピニオン６の惰性回転数に追いつくと、クラッチ１２によりピニオン６にモータトルクが伝達されてクランキングが開始される。このクランキング開始までにピニオン６とリングギヤＲはトルク伝達可能に噛合った状態となっている。
そして、クランキングを所定の回転数まで行った後、もしくはエンジンＥが着火した後に、モータ用リレー３６及びピニオン用リレーをＯＦＦにして、スタータ２の駆動を終了する。 Note that the rotation speed locus indicated by the broken line in FIG. 3 after timing t3 indicates that the motor torque is not transmitted to the pinion 6 until the pinion rotation speed due to inertial rotation exceeds the rotation speed of the output shaft 5 transmitted from the motor 4. This shows the state where the motor rotation speed is increasing. When the rotational speed of the motor increases and the rotational speed transmitted from the motor 4 catches up with the inertial rotational speed of the pinion 6, the motor torque is transmitted to the pinion 6 by the clutch 12, and cranking is started. By the time cranking starts, the pinion 6 and the ring gear R are in mesh with each other so that torque can be transmitted.
Then, after cranking up to a predetermined number of revolutions or after the engine E has ignited, the motor relay 36 and the pinion relay are turned off, and the starter 2 is driven.

なお、各タイミングの設定方法については後に詳述する。   The timing setting method will be described in detail later.

〔本実施例の特徴〕
ピニオン用リレー２１、モータ用リレー３６に対する通電を制御する制御手段としてのＥＣＵ３は、モータ用リレー３６をＯＦＦしてからモータ用リレー３６の接点間に発生するアークが消滅するまでの時間であるアーク消滅時間ΔＴａを推測するアーク消滅時間推測手段４１を有している。
ＥＣＵ３は、惰性回転中に、モータ用リレー３６を再度ＯＮするタイミングｔ３（以下、モータ再度ＯＮタイミングｔ３と呼ぶ）を、アーク消滅時間ΔＴａが経過した後とする。 [Features of this embodiment]
The ECU 3 as a control means for controlling energization to the pinion relay 21 and the motor relay 36 is an arc that is a time from when the motor relay 36 is turned off until the arc generated between the contacts of the motor relay 36 disappears. Arc extinction time estimation means 41 for estimating the extinction time ΔTa is provided.
The ECU 3 sets the timing t3 at which the motor relay 36 is turned ON again during inertial rotation (hereinafter referred to as the motor ON timing t3 again) after the arc extinction time ΔTa has elapsed.

アーク消滅時間推測手段４１は、モータ用リレー３６に負荷される電圧、または、モータ用リレー３６に流れる電流、または、モータ回転速度、または、モータＯＦＦタイミングｔ１の少なくともいずれか１つに基づいてアーク消滅時間ΔＴａを推測する。   The arc extinction time estimation means 41 performs arcing based on at least one of the voltage applied to the motor relay 36, the current flowing through the motor relay 36, the motor rotation speed, or the motor OFF timing t1. Estimate the extinction time ΔTa.

例えば、予備回転のためのモータ用リレー３６の通電時間が長いほど、すなわち予備回転後にモータＯＦＦタイミングｔ１が遅いほど、アーク消滅時間ΔＴａは長い。そこで、モータＯＦＦタイミングｔ１とアーク消滅時間ΔＴａとの関係をＭＡＰもしくは関数としてＥＣＵ３内に記憶している。   For example, the longer the energization time of the motor relay 36 for preliminary rotation, that is, the slower the motor OFF timing t1 after preliminary rotation, the longer the arc extinction time ΔTa. Therefore, the relationship between the motor OFF timing t1 and the arc extinction time ΔTa is stored in the ECU 3 as a MAP or a function.

そして、モータＯＦＦタイミングｔ１からの時間がΔＴａ経過するのをアーク消滅推測カウンタでカウントし、カウントが閾値を超えたら、ΔＴａが経過したとして、その後に、モータ用リレーを再度ＯＮしている（タイミングｔ３）。   Then, the time elapsed from the motor OFF timing t1 is counted by the arc extinction estimation counter, and when the count exceeds the threshold, it is determined that ΔTa has elapsed, and then the motor relay is turned on again (timing) t3).

また、本実施例では、モータＯＦＦタイミングｔ１を適正化する手段を有している。
モータＯＦＦタイミングｔ１の適正化について、図４を用いて詳細に説明する。 In this embodiment, there is a means for optimizing the motor OFF timing t1.
The optimization of the motor OFF timing t1 will be described in detail with reference to FIG.

惰性回転中に噛み合わせる構造においても、ピニオン６とリングギヤＲとの相対回転数が大きい状態で噛み合わせてクランキングを開始する（すなわち、モータ用リレー３６を再度ＯＮする）と、ピニオン６とリングギヤＲの磨耗が増大する。
そこで、ピニオン６とリングギヤＲとの相対回転数が所定値Ｘ以下となってからモータ用リレー３６を再度ＯＮすることが好ましい。
そして、上述のように、モータ用リレー３６を再度ＯＮするタイミングはアーク消滅時間ΔＴａを終了した後にする必要がある。 Even in the structure of meshing during inertial rotation, when pinion 6 and ring gear R are meshed with each other and meshing is started (that is, motor relay 36 is turned on again), pinion 6 and ring gear are engaged. R wear increases.
Therefore, it is preferable to turn on the motor relay 36 again after the relative rotational speed between the pinion 6 and the ring gear R becomes equal to or less than the predetermined value X.
As described above, it is necessary to turn on the motor relay 36 again after the arc extinction time ΔTa has ended.

すなわち、ピニオン回転数とエンジン回転数との間の相対回転数が所定値Ｘ以下となるタイミングｔｂの後であって、且つ、アーク消滅時間が終了するタイミングｔａの後にモータ用リレー３６を再度ＯＮすることが好ましい。
つまり、タイミングｔｂもしくはタイミングｔａの内で時期が遅いタイミングｔｘの後にモータ用リレー３６を再度ＯＮすることが好ましい。 That is, the motor relay 36 is turned ON again after the timing tb when the relative rotation speed between the pinion rotation speed and the engine rotation speed becomes equal to or less than the predetermined value X and after the timing ta when the arc extinction time ends. It is preferable to do.
That is, it is preferable that the motor relay 36 is turned ON again after the timing tx that is later in timing tb or timing ta.

このタイミングｔｘ以降であればモータ用リレー３６を再度ＯＮすることができるため、このタイミングｔｘをモータ再度ＯＮ可能タイミングと呼ぶ。
そして、タイミングｔ０からモータ再度ＯＮ可能タイミングｔｘまでの時間ΔＴｚが短ければ短いほど、エンジン再始動の応答性が良いことになる。
そこで、ピニオン回転数とエンジン回転数との間の相対回転数が所定値Ｘ以下で、且つ、アークが消滅した状態を満たしつつ、ΔＴｚを短くするような制御（適正化）が求められる。 Since the motor relay 36 can be turned on again after this timing tx, this timing tx is referred to as a motor re-onable timing.
The shorter the time ΔTz from the timing t0 to the motor re-onable timing tx, the better the engine restart response.
Therefore, there is a need for control (optimization) that shortens ΔTz while satisfying a state in which the relative rotational speed between the pinion rotational speed and the engine rotational speed is equal to or less than a predetermined value X and the arc is extinguished.

予備回転を長く実施すれば、すなわち、モータＯＦＦタイミングｔ１を遅くすれば、ピニオン回転数を早くエンジン回転数に近づけることができる。すなわち、ピニオン回転数とエンジン回転数との間の相対回転数が所定値Ｘ以下となるタイミングｔｂを早くできる。
しかしながら、モータＯＦＦタイミングｔ１を遅くすると、アーク消滅時間ΔＴａの始期が遅くなる上にアーク消滅時間ΔＴａも長くなり、アーク消滅時間ΔＴａが終了するタイミングｔａが遅くなる。 If the preliminary rotation is carried out for a long time, that is, if the motor OFF timing t1 is delayed, the pinion rotation speed can be quickly brought close to the engine rotation speed. That is, the timing tb at which the relative rotational speed between the pinion rotational speed and the engine rotational speed becomes equal to or less than the predetermined value X can be shortened.
However, if the motor OFF timing t1 is delayed, the start time of the arc extinction time ΔTa is delayed, the arc extinction time ΔTa is lengthened, and the timing ta at which the arc extinction time ΔTa ends is delayed.

逆にモータＯＦＦタイミングｔ１を早くすると、アーク消滅時間ΔＴａの始期が早くなる上にアーク消滅時間ΔＴａも短くなるため、アーク消滅時間ΔＴａが終了するタイミングｔａが早くなる。
しかしながら、モータＯＦＦタイミングｔ１を早くすると、ピニオン回転数があまり上昇しない内に予備回転を終了することになるため、惰性回転の回転数降下度合いが大きくなり、ピニオン回転数がエンジン回転数に近づくまでの時間が長くなる。すなわち、ピニオン回転数とエンジン回転数との間の相対回転数が所定値Ｘ以下となるタイミングｔｂが遅くなる。 Conversely, if the motor OFF timing t1 is advanced, the arc extinction time ΔTa starts earlier and the arc extinction time ΔTa is also shortened, so that the timing ta at which the arc extinction time ΔTa ends is advanced.
However, if the motor OFF timing t1 is advanced, the preliminary rotation is completed before the pinion rotational speed increases so much, so that the degree of decrease in the rotational speed of inertial rotation increases and the pinion rotational speed approaches the engine rotational speed. The time will be longer. That is, the timing tb at which the relative rotational speed between the pinion rotational speed and the engine rotational speed is equal to or less than the predetermined value X is delayed.

そこで、タイミングｔｂとタイミングｔａとのバランスをとり、モータ再度ＯＮ可能タイミングｔｘが早くなるようにモータＯＦＦタイミングｔ１を決定してモータ用リレー３６を制御する必要がある。   Therefore, it is necessary to control the motor relay 36 by balancing the timing tb and the timing ta, determining the motor OFF timing t1 so that the motor re-ON timing tx is advanced.

なお、ピニオン用リレー２１は、ピニオン回転数とエンジン回転数との間の相対回転数が所定値Ｘ以下なるタイミングｔｂ以降でピニオン６とリングギヤＲとが当接するようにＯＮタイミングｔ２が決定される。   Note that the ON timing t2 of the pinion relay 21 is determined so that the pinion 6 and the ring gear R come into contact after the timing tb when the relative rotation speed between the pinion rotation speed and the engine rotation speed is equal to or less than a predetermined value X. .

ピニオン用リレー２１をＯＮしてからピニオン６がリングギヤＲに当接するまでの時間はばらつく。なぜなら、リングギヤＲ−ピニオン６間のギャップ寸法のばらつきや、使用環境温度に伴うばらつき、バッテリ２５の放電特性や配線抵抗のばらつき等に起因してソレノイドＳＬ１に印加される電圧がばらつくためである。   The time from when the pinion relay 21 is turned on until the pinion 6 contacts the ring gear R varies. This is because the voltage applied to the solenoid SL1 varies due to variations in the size of the gap between the ring gear R and the pinion 6, variations due to the operating environment temperature, variations in the discharge characteristics and wiring resistance of the battery 25, and the like.

このため、ピニオン当接時刻が所定の範囲（図４において「ピニオン当接範囲」で示す範囲）でばらつく。このばらつき範囲の内で最も時期が早いタイミングで最も相対回転数が大きく、ばらつき範囲の内で最も時期が遅いタイミングで最も相対回転数が小さくなる。
そこで、最も相対回転数が大きくなる範囲で当接してもよいように、ばらつき範囲の内で最も時期が早いタイミングでの相対回転数が所定値Ｘとなるように、ピニオン用リレー２１のＯＮタイミングｔ２を決定する。 For this reason, the pinion contact time varies within a predetermined range (a range indicated by “pinion contact range” in FIG. 4). The relative rotational speed is the largest at the earliest timing within the variation range, and the relative rotational speed is the smallest at the latest timing within the variation range.
Accordingly, the ON timing of the pinion relay 21 is set so that the relative rotational speed at the earliest timing within the variation range becomes the predetermined value X so that the relative rotational speed may be abutted within a range. t2 is determined.

以上のような適正化制御を行うために、ＥＣＵ３は、モータＯＦＦタイミング選択手段４２、エンジン回転数推測手段４３、ピニオン回転数推測手段４４、ｔｂ算出手段４５、ｔａ算出手段４６、及びピニオンＯＮタイミング算出手段４８を有する（図２参照）。   In order to perform the optimization control as described above, the ECU 3 performs the motor OFF timing selection means 42, the engine speed estimation means 43, the pinion speed estimation means 44, the tb calculation means 45, the ta calculation means 46, and the pinion ON timing. Calculation means 48 is provided (see FIG. 2).

モータＯＦＦタイミング選択手段４２は、異なる複数のモータＯＦＦタイミングｔ１から１つを選択する。
例えば、モータＯＦＦタイミングのｎ個の候補をｔ１（１）〜ｔ１（ｎ）というようにテーブルに記憶している。 The motor OFF timing selection means 42 selects one from a plurality of different motor OFF timings t1.
For example, n candidates for motor OFF timing are stored in the table as t1 (1) to t1 (n).

エンジン回転数推測手段４３は、エンジン回転数の降下推移を推測する。
例えば、タイミングｔ０でのエンジン回転数またはクランク角度の少なくともいずれか一方を用いた関数により、タイミングｔ０以降のエンジン回転数の時間変化を推測する。 The engine speed estimation means 43 estimates a change in the engine speed.
For example, the time change of the engine speed after the timing t0 is estimated by a function using at least one of the engine speed and the crank angle at the timing t0.

ピニオン回転数推測手段４４は、異なる複数のモータＯＦＦタイミングｔ１毎に惰性回転によるピニオン回転数の降下推移を推測する。
すなわち、テーブルに記憶された複数のモータＯＦＦタイミングｔ１毎に、ピニオン回転数の時間変化を推測する。予め、複数のモータＯＦＦタイミングｔ１毎に、ピニオン回転数の時間変化をＭＡＰとして有していてもよい。 The pinion rotation speed estimation means 44 estimates a decrease in the pinion rotation speed due to inertial rotation for each of a plurality of different motor OFF timings t1.
That is, the time change of the pinion rotation speed is estimated for each of a plurality of motor OFF timings t1 stored in the table. You may have beforehand the time change of pinion rotation speed as MAP for every several motor OFF timing t1.

ｔｂ算出手段４５は、エンジン回転数推測手段４３とピニオン回転数推測手段４４との推測結果に基づいて、異なる複数のモータＯＦＦタイミングｔ１毎にピニオン回転数とエンジン回転数との間の相対回転数が所定値Ｘ以下となるタイミングｔｂを算出する。   The tb calculation means 45 is based on the estimation results of the engine speed estimation means 43 and the pinion speed estimation means 44, and the relative rotation speed between the pinion speed and the engine speed for each of a plurality of different motor OFF timings t1. The timing tb when becomes less than or equal to the predetermined value X is calculated.

ｔａ算出手段４６は、アーク消滅時間推測手段４１で推測されたアーク消滅時間ΔＴａに基づいて、異なる複数のモータＯＦＦタイミングｔ１毎にアーク消滅時間ΔＴａが終了するタイミングｔａを算出する。   Based on the arc extinction time ΔTa estimated by the arc extinction time estimation means 41, the ta calculation means 46 calculates a timing ta at which the arc extinction time ΔTa ends for each of a plurality of different motor OFF timings t1.

そして、モータＯＦＦタイミング選択手段４２は、ｔｂ算出手段４５及びｔａ算出手段４６で算出したタイミングｔｂもしくはタイミングｔａの内で時期が遅いタイミング（モータ再度ＯＮ可能タイミングｔｘ）を求め、このモータ再度ＯＮ可能タイミングｔｘが最も早い時期となるモータＯＦＦタイミングｔ１をテーブルから選択する。   Then, the motor OFF timing selection means 42 obtains the timing tb calculated by the tb calculation means 45 and the ta calculation means 46 or a timing that is late within the timing ta (the timing tx at which the motor can be turned on again), and can be turned on again. The motor OFF timing t1, which is the earliest timing tx, is selected from the table.

ピニオンＯＮタイミング算出手段４８は、ピニオン回転数とエンジン回転数との間の相対回転数が所定値Ｘ以下となるタイミングｔｂでピニオン６とリングギヤＲとが当接するようにピニオン用リレーのＯＮタイミングｔ２を決定する。
具体的には上述のように、ピニオン当接時刻のばらつきを考慮してピニオン用リレーのＯＮタイミングｔ２を決定する。 The pinion ON timing calculation means 48 is configured to turn on the pinion relay t2 so that the pinion 6 and the ring gear R come into contact with each other at a timing tb when the relative rotation speed between the pinion rotation speed and the engine rotation speed is equal to or less than a predetermined value X. To decide.
Specifically, as described above, the ON timing t2 of the pinion relay is determined in consideration of variations in the pinion contact time.

以下に、図５に基づいて、エンジン始動装置の制御動作フローを説明する。
まず、ステップＳ１で再始動要求（運転者のブレーキ解除等）があったか否かを判定する。再始動要求があった場合、モータ用リレー３６をＯＮにする（ステップＳ２、タイミングｔ０）。 Below, based on FIG. 5, the control operation | movement flow of an engine starting apparatus is demonstrated.
First, in step S1, it is determined whether or not there is a restart request (driver's brake release etc.). When there is a restart request, the motor relay 36 is turned on (step S2, timing t0).

次に、ステップＳ３で、ピニオン回転数推測手段４４によって、テーブルに記憶されているモータＯＦＦタイミングｔ１毎にピニオン回転数の時間変化を推測する。
次に、ステップＳ４で、エンジン回転数推測手段４３は、エンジン回転数の時間変化を推測する。 Next, in step S3, the pinion rotation speed estimation means 44 estimates the time variation of the pinion rotation speed for each motor OFF timing t1 stored in the table.
Next, in step S4, the engine speed estimation means 43 estimates the time change of the engine speed.

次に、ステップＳ５で、アーク消滅時間推測手段４１によってテーブルに記憶されているモータＯＦＦタイミングｔ１毎のアーク消滅時間ΔＴａを推測する。   Next, in step S5, the arc extinction time ΔTa for each motor OFF timing t1 stored in the table is estimated by the arc extinction time estimation means 41.

次に、ステップＳ６で、ピニオン回転数推測手段４４とエンジン回転数推測手段４３とからの推測結果に基づいて、モータＯＦＦタイミングｔ１毎の相対回転数を算出する。   Next, in step S6, based on the estimation results from the pinion rotation speed estimation means 44 and the engine rotation speed estimation means 43, the relative rotation speed for each motor OFF timing t1 is calculated.

そして、ステップＳ７で、モータＯＦＦタイミングｔ１毎にモータ再度ＯＮ可能タイミングｔｘを算出する。すなわち、ｔｂ算出手段４５によってタイミングｔｂを算出し、ｔａ算出手段４６によってタイミングｔａを算出し、タイミングｔｂもしくはタイミングｔａの内で時期が遅い方のタイミングをタイミングｔｘとして選択する。   In step S7, the motor re-ON timing tx is calculated every motor OFF timing t1. In other words, the timing tb is calculated by the tb calculating unit 45, the timing ta is calculated by the ta calculating unit 46, and the timing that is later in the timing tb or the timing ta is selected as the timing tx.

そして、ステップＳ８で、モータ再度ＯＮ可能タイミングｔｘが最も早い時期となるモータＯＦＦタイミングｔ１をテーブルから選択する。   In step S8, the motor OFF timing t1 at which the motor re-ON possible timing tx is the earliest is selected from the table.

そして、ステップＳ９で、ピニオンＯＮタイミング算出手段４８によって、ピニオン用リレーのＯＮタイミングｔ２を算出する。すなわち、選択されたモータＯＦＦタイミングｔ１でのタイミングｔｂ以降でピニオン６とリングギヤＲが当接するようにピニオン用リレーのＯＮタイミングｔ２を算出する。   In step S9, the pinion ON timing calculation means 48 calculates the pinion relay ON timing t2. That is, the ON timing t2 of the pinion relay is calculated so that the pinion 6 and the ring gear R abut after the timing tb at the selected motor OFF timing t1.

ステップＳ１０で、選択されたタイミングｔ１でモータ用リレー３６をＯＦＦし、算出したタイミングｔ２でピニオン用リレー２１をＯＮする。
なお、本実施例では、図３及び図４に示すように、ピニオン用リレーのＯＮタイミングｔ２がモータＯＦＦタイミングｔ１よりも後であるが、ピニオン６がリングギヤＲに当接するまでの時間の設定等によっては、モータＯＦＦタイミングｔ１よりも先になる場合がある。 In step S10, the motor relay 36 is turned off at the selected timing t1, and the pinion relay 21 is turned on at the calculated timing t2.
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the ON timing t2 of the pinion relay is later than the motor OFF timing t1, but the time until the pinion 6 contacts the ring gear R is set. Depending on the case, the motor OFF timing t1 may be reached.

次に、ステップＳ１１で、モータ再度ＯＮ可能タイミングｔｘを経過したか否かを判定する。経過していれば、所定のタイミングｔ３でモータ４を再度ＯＮする（タイミングｔ３、ステップＳ１２）。すなわち、クランキングが開始される。   Next, in step S11, it is determined whether or not the timing tx at which the motor can be turned on again has elapsed. If it has elapsed, the motor 4 is turned ON again at a predetermined timing t3 (timing t3, step S12). That is, cranking is started.

そして、ステップＳ１３で、エンジンＥが着火したか否かを判定する。着火していれば、クランキングを終了するために、モータ用リレー３６をＯＦＦにし、ピニオン用リレー２１をＯＦＦにする（タイミングｔ４、ステップＳ１４、ステップＳ１５）   In step S13, it is determined whether or not the engine E has ignited. If ignition has occurred, the motor relay 36 is turned off and the pinion relay 21 is turned off in order to end the cranking (timing t4, step S14, step S15).

なお、ステップＳ３〜Ｓ５はこの順番である必要はない。またステップＳ５は、ステップＳ６の後でもよい。
また、ステップＳ８とステップＳ９についても、いずれが先でも構わない。 Note that steps S3 to S5 need not be in this order. Step S5 may be after step S6.
Further, either step S8 or step S9 may be performed first.

〔実施例の作用効果〕
本実施例のエンジン始動装置１は、モータ用リレー３６をＯＦＦしてからモータ用リレー３６の接点間に発生するアークが消滅するまでの時間であるアーク消滅時間ΔＴａを推測するアーク消滅時間推測手段４１を有している。そして、モータ再度ＯＮタイミングｔ３をアーク消滅時間ΔＴａが経過した後とする。 [Effects of Example]
The engine starter 1 according to the present embodiment is configured to estimate arc extinction time ΔTa that estimates the arc extinction time ΔTa, which is the time from when the motor relay 36 is turned off until the arc generated between the contacts of the motor relay 36 disappears. 41. The motor is again turned ON timing t3 after the arc extinction time ΔTa has elapsed.

これによれば、モータ用リレー３６の接点間のアークが消滅してからモータ用リレー３６を再度ＯＮするため、モータ用リレー３６の接点摩耗を低減することができる。   According to this, since the arc between the contacts of the motor relay 36 disappears, the motor relay 36 is turned on again, so that the contact wear of the motor relay 36 can be reduced.

また、アーク消滅時間推測手段４１は、モータ用リレー３６に負荷される電圧、または、モータ用リレー３６に流れる電流、または、モータ回転速度、または、予備回転後にモータ用リレー３６をＯＦＦするタイミングの少なくともいずれか１つに基づいてアーク消滅時間ΔＴａを推測する。   Further, the arc extinction time estimating means 41 is a voltage applied to the motor relay 36, a current flowing through the motor relay 36, a motor rotation speed, or a timing at which the motor relay 36 is turned off after preliminary rotation. The arc extinction time ΔTa is estimated based on at least one of them.

アーク消滅時間ΔＴａは、接点の材質、接点間ギャップ、接点間接触面積等によりある程度の推測ができる。しかし、実際に使用している状態でモータ用リレー３６に流れる電流や予備回転後にモータ用リレー３６をＯＦＦするタイミング等から推定することで、より正確にアーク消滅時間ΔＴａを推定することができる。
正確に推定することにより、アーク消滅時間を無駄に多めに確保する必要がなくなり、始動応答性を向上することができる。 The arc extinction time ΔTa can be estimated to some extent by the contact material, the gap between the contacts, the contact area between the contacts, and the like. However, the arc extinction time ΔTa can be estimated more accurately by estimating from the current flowing through the motor relay 36 in the actual use state, the timing at which the motor relay 36 is turned off after the preliminary rotation, and the like.
By accurately estimating, it is not necessary to ensure an unnecessarily large arc extinction time, and the start-up response can be improved.

また、本実施例のエンジン始動装置では、ピニオン６とモータ４との間に設定される減速比が３以下である。そして、スタータ２は、メイン接点３０の閉成から０．２秒後にピニオン回転数を４５０ｒｐｍ以上に到達可能な高回転加速度型である。   Further, in the engine starting device of the present embodiment, the reduction ratio set between the pinion 6 and the motor 4 is 3 or less. The starter 2 is a high-rotation acceleration type that can reach a pinion rotation speed of 450 rpm or more 0.2 seconds after the main contact 30 is closed.

これによれば、モータＯＦＦタイミングｔ１後のピニオン６の惰性回転を長く持続させることができる。また、ピニオン６の惰性回転中の回転数降下度合いを小さくできるため、エンジン回転数との相対回転数を小さくすることができる。   According to this, the inertial rotation of the pinion 6 after the motor OFF timing t1 can be maintained for a long time. Further, since the degree of decrease in the rotational speed during inertial rotation of the pinion 6 can be reduced, the relative rotational speed with respect to the engine rotational speed can be reduced.

また、エンジン始動装置１は、上述のモータＯＦＦタイミング選択手段４２、エンジン回転数推測手段４３、ピニオン回転数推測手段４４、ｔｂ算出手段４５、及びｔａ算出手段４６を有する。   The engine starter 1 also includes the motor OFF timing selection means 42, the engine speed estimation means 43, the pinion speed estimation means 44, the tb calculation means 45, and the ta calculation means 46 described above.

これによれば、タイミングｔ０からモータ再度ＯＮ可能タイミングｔｘまでの時間ΔＴｚを短くするような制御をすることが可能となる。すなわち、エンジン再始動の応答性を向上させることができる。   According to this, it is possible to perform control so as to shorten the time ΔTz from the timing t0 to the motor re-onable timing tx. That is, the responsiveness of engine restart can be improved.

〔変形例〕
ピニオン回転数を検出するセンサを設け、ピニオン回転数推測手段４４はセンサの出力に基づいてピニオン回転数の時間変化を推測してもよい。 [Modification]
A sensor for detecting the pinion rotation speed may be provided, and the pinion rotation speed estimation means 44 may estimate the time change of the pinion rotation speed based on the output of the sensor.

１ エンジン始動装置、２ スタータ、３ ＥＣＵ（制御手段）、４ モータ、６ ピニオン、１５ ソレノイドコイル（第１のコイル）、２１ ピニオン用リレー、２７ ソレノイドコイル（第２のコイル）、３０ メイン接点、３６ モータ用リレー、４１ アーク消滅時間推測手段、ＳＬ１ ピニオン押出手段、ＳＬ２ モータ通電用スイッチ、Ｅ エンジン、Ｒ リングギヤ   1 engine starter, 2 starter, 3 ECU (control means), 4 motor, 6 pinion, 15 solenoid coil (first coil), 21 pinion relay, 27 solenoid coil (second coil), 30 main contact, 36 motor relay, 41 arc extinction time estimation means, SL1 pinion push means, SL2 motor energization switch, E engine, R ring gear

Claims (4)

所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジン（Ｅ）を自動停止させるアイドリングストップを実施する車両に適用され、
通電により回転力を発生する直流モータ（４）、前記エンジン（Ｅ）のリングギヤ（Ｒ）に前記直流モータ（４）の回転力を伝達するピニオン（６）、第１のコイル（１５）への通電によって前記リングギヤ（Ｒ）へ向けて前記ピニオン（６）を押し出すピニオン押出手段（ＳＬ１）、および第２のコイル（２７）への通電により前記直流モータ（４）の通電回路に設けられたメイン接点（３０）を閉成し、前記第２のコイル（２７）への通電が遮断されると前記メイン接点（３０）を開成するモータ通電用スイッチ（ＳＬ２）を具備するスタータ（２）と、
前記第１のコイル（１５）への通電をＯＮ／ＯＦＦするピニオン用リレー（２１）と、
前記第２のコイル（２７）への通電をＯＮ／ＯＦＦするモータ用リレー（３６）と、
前記ピニオン用リレー（２１）及び前記モータ用リレー（３６）の作動を制御する制御手段（３）とを備え、
前記ピニオン（６）を前記リングギヤ（Ｒ）に押し出す前に前記モータ用リレー（３６）をＯＮにして前記直流モータ（４）を回転させることで前記ピニオン（６）を予備回転させ、前記予備回転の後に前記モータ用リレー（３６）をＯＦＦにして前記ピニオン（６）を惰性回転させた状態で、前記ピニオン用リレー（２１）をＯＮにして前記ピニオン（６）を前記リングギヤ（Ｒ）に押し出し、その後、前記モータ用リレー（３６）を再度ＯＮにして前記ピニオン（６）によるクランキングを開始するエンジン始動装置であって、
前記制御手段（３）は、前記モータ用リレー（３６）をＯＦＦしてから前記モータ用リレー（３６）の接点間に発生するアークが消滅するまでの時間であるアーク消滅時間ΔＴａを推測するアーク消滅時間推測手段（４１）を有し、
前記予備回転後に前記モータ用リレー（３６）をＯＦＦするタイミングをモータＯＦＦタイミングとすると、
前記制御手段（３）は、
異なる複数の前記モータＯＦＦタイミングから１つを選択するモータＯＦＦタイミング選択手段（４２）と、
エンジン回転数の降下推移を推測するエンジン回転数推測手段（４３）と、
前記異なる複数のモータＯＦＦタイミング毎に前記惰性回転によるピニオン回転数の降下推移を推測するピニオン回転数推測手段（４４）と、
前記異なる複数のモータＯＦＦタイミング毎にピニオン回転数とエンジン回転数との間の相対回転数が所定値以下となるタイミングｔｂを算出するｔｂ算出手段（４５）と、
前記異なる複数のモータＯＦＦタイミング毎に前記アーク消滅時間ΔＴａが終了するタイミングｔａを算出するｔａ算出手段（４６）とを有し、
前記モータＯＦＦタイミング選択手段（４２）は、前記タイミングｔｂもしくは前記タイミングｔａの内で時期が遅いタイミングをタイミングｔｘとすると、このタイミングｔｘが最も早い時期となる前記モータＯＦＦタイミングを選択することを特徴とするエンジン始動装置。 Applied to a vehicle that performs an idling stop that automatically stops the engine (E) when a predetermined engine stop condition is satisfied,
A direct current motor (4) that generates rotational force when energized, a pinion (6) that transmits the rotational force of the direct current motor (4) to the ring gear (R) of the engine (E), and the first coil (15) A pinion pushing means (SL1) that pushes the pinion (6) toward the ring gear (R) by energization and a main circuit provided in the energization circuit of the DC motor (4) by energizing the second coil (27). A starter (2) including a motor energization switch (SL2) that closes the contact (30) and opens the main contact (30) when energization to the second coil (27) is interrupted;
A pinion relay (21) for turning on / off the energization of the first coil (15);
A motor relay (36) for turning on / off the energization of the second coil (27);
Control means (3) for controlling the operation of the pinion relay (21) and the motor relay (36),
Before pushing out the pinion (6) to the ring gear (R), the motor relay (36) is turned on to rotate the DC motor (4), thereby preliminarily rotating the pinion (6), and the preliminary rotation. After the motor relay (36) is turned off and the pinion (6) is rotated in inertia, the pinion relay (21) is turned on and the pinion (6) is pushed out to the ring gear (R). Then, an engine starter that turns on the motor relay (36) again and starts cranking by the pinion (6),
The control means (3) is configured to estimate an arc extinction time ΔTa, which is a time from when the motor relay (36) is turned off until the arc generated between the contacts of the motor relay (36) disappears. It has an extinction time estimation means (41),
When the timing to turn off the motor relay (36) after the preliminary rotation is the motor OFF timing,
The control means (3)
Motor OFF timing selection means (42) for selecting one from a plurality of different motor OFF timings;
An engine speed estimating means (43) for estimating a decrease in engine speed;
A pinion rotation speed estimation means (44) for estimating a transition of a decrease in the pinion rotation speed due to the inertia rotation at each of the different motor OFF timings;
Tb calculating means (45) for calculating a timing tb at which the relative rotational speed between the pinion rotational speed and the engine rotational speed is a predetermined value or less for each of the different motor OFF timings;
Ta calculating means (46) for calculating a timing ta at which the arc extinction time ΔTa ends for each of the plurality of different motor OFF timings;
The motor OFF timing selection means (42) selects the motor OFF timing at which the timing tx is the earliest when the timing tb is a timing that is later in the timing tb or the timing ta. Engine starting device. 請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記アーク消滅時間推測手段（４１）が、前記モータ用リレー（３６）に負荷される電圧、または、前記モータ用リレー（３６）に流れる電流、または、モータ回転速度、または、前記予備回転後にモータ用リレー（３６）をＯＦＦするタイミングの少なくともいずれか１つに基づいて前記アーク消滅時間ΔＴａを推測することを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starter according to claim 1,
The arc extinction time estimating means (41) is a voltage applied to the motor relay (36), a current flowing through the motor relay (36), a motor rotational speed, or a motor after the preliminary rotation. The engine starter characterized in that the arc extinction time ΔTa is estimated based on at least one of the timings at which the relay (36) is turned off. 請求項１または２に記載のエンジン始動装置において、
前記ピニオン（６）と前記直流モータ（４）との間に設定される減速比が３以下であることを特徴とするエンジン始動装置。 The engine starting device according to claim 1 or 2,
An engine starter characterized in that a reduction ratio set between the pinion (6) and the DC motor (4) is 3 or less. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジン始動装置において、
前記スタータ（２）は、前記メイン接点（３０）の閉成から０．２秒後にピニオン回転数を４５０ｒｐｍ以上に到達可能な高回転加速度型であることを特徴とするエンジン始動装置。 In the engine starting device according to any one of claims 1 to 3,
2. The engine starter according to claim 1, wherein the starter (2) is of a high rotational acceleration type capable of reaching a pinion rotational speed of 450 rpm or more 0.2 seconds after the main contact (30) is closed .

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