JP6409393B2 - Engine rotation behavior prediction device and engine start device - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン回転挙動予測装置及びエンジン回転挙動予測装置を備えるエンジン始動装置に関する。   The present invention relates to an engine rotation behavior prediction device and an engine starter including the engine rotation behavior prediction device.

従来より、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ル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として、エンジン回転数降下中の再始動要求によってスタータのピニオンをエンジンのリングギヤに飛び込ませて、スタータモータを回転させることでエンジンをクランキングするものがある。   Conventionally, as an engine starter applied to a vehicle that implements an idle stop that automatically stops the engine when a predetermined engine stop condition is satisfied, a starter pinion is connected to the engine ring gear by a restart request during a decrease in engine speed. There is one that cranks the engine by jumping into and rotating the starter motor.

このようなエンジン始動装置では、エンジンが停止する直前の所定期間は、逆回転が発生する可能性のある期間として、再始動要求があったとしてもピニオンを駆動することを禁止し、例えばエンジンが完全停止した後にピニオンを駆動するのが一般的である。
しかし、この場合、実際には逆回転が発生しない場合でもピニオン駆動を禁止することになるため、無駄にピニオン駆動を禁止することで始動応答性を悪化させてしまう場合がある。 In such an engine starter, the predetermined period immediately before the engine stops is a period during which reverse rotation may occur, and even if a restart request is made, driving the pinion is prohibited. Generally, the pinion is driven after a complete stop.
However, in this case, since pinion driving is prohibited even when reverse rotation does not actually occur, starting responsiveness may be deteriorated by prohibiting pinion driving unnecessarily.

そこで、逆回転が生じると予測される場合のみ、ピニオンの駆動を禁止する技術が求められるが、そのためには、逆回転の発生を予測する技術、すなわち、エンジンが停止に至るまでのエンジンの回転挙動を予測する技術が求められる。   Therefore, a technology that prohibits driving of the pinion is required only when reverse rotation is predicted to occur, but for that purpose, a technology that predicts the occurrence of reverse rotation, that is, engine rotation until the engine stops. A technique for predicting behavior is required.

なお、特許文献１には、エンジンの逆回転発生を検出し、逆回転が発生していたらピニオン駆動を禁止する技術が開示されている。
しかしながら、逆回転発生を検出した時点では既にピニオンを押し出す指令信号が出されている場合があり、その場合には、逆回転中にピニオンがリングギヤに当接することになってしまう。このため、逆回転中の噛合いを防止することが困難となる。 Patent Document 1 discloses a technique for detecting reverse rotation of an engine and prohibiting pinion driving if reverse rotation has occurred.
However, there is a case where a command signal for pushing out the pinion has already been issued when the occurrence of reverse rotation is detected. In this case, the pinion comes into contact with the ring gear during reverse rotation. For this reason, it becomes difficult to prevent meshing during reverse rotation.

特開２０１３−１５１８７８号公報JP2013-151878A

そこで、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、エンジンの逆回転の発生を含めエンジンが停止に至るまでの回転挙動を予測するエンジン回転挙動予測装置の提供と、エンジン回転挙動予測装置を備えるエンジン始動装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to predict an engine rotation behavior prediction device that predicts a rotation behavior until the engine stops including the occurrence of reverse engine rotation. And providing an engine starter equipped with an engine rotation behavior predicting device.

本発明のエンジン回転挙動予測装置は、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。
そして、エンジン回転挙動予測装置は、クランク角検出手段、ＴＤＣ検出手段、クランク角変化率算出手段、およびエンジン回転挙動予測手段を備える。 The engine rotation behavior prediction apparatus 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 rotation behavior prediction device includes a crank angle detection unit, a TDC detection unit, a crank angle change rate calculation unit, and an engine rotation behavior prediction unit.

クランク角検出手段は、エンジンのクランク軸の回転角であるクランク角Ｃを検出する。
ＴＤＣ検出手段は、エンジンの上死点を検出する。
クランク角変化率算出手段は、クランク角Ｃの変化率ΔＣを算出する。
エンジン回転挙動予測手段は、エンジンを自動停止させる際のエンジン回転数降下中に、上死点を基準とする所定のクランク角範囲におけるクランク角変化率ΔＣに基づいて、エンジンが停止するまでのエンジン回転挙動を予測する。 The crank angle detection means detects a crank angle C that is the rotation angle of the crankshaft of the engine.
The TDC detection means detects the top dead center of the engine.
The crank angle change rate calculating means calculates a change rate ΔC of the crank angle C.
The engine rotation behavior predicting means is an engine until the engine is stopped based on a crank angle change rate ΔC in a predetermined crank angle range with reference to the top dead center during the engine speed drop when the engine is automatically stopped. Predict rotational behavior.

また、本発明の第１の態様によれば、上死点と次の上死点との間のクランク角幅をΔθ°とすると、エンジン回転挙動予測手段は、次の上死点に対する上死点前３／６｛Δθ°｝から上死点前１／６｛Δθ°｝までのクランク角範囲Ｘにおけるクランク角変化率ΔＣが所定の閾値Ｃ１未満になった場合、エンジンが逆回転を経た後に停止すると予測する。
さらに、エンジン回転挙動予測手段は、上死点と次の上死点との間であってクランク角範囲Ｘよりも次の上死点に近い所定のクランク角範囲Ｙにおけるクランク角変化率ΔＣが所定の閾値Ｃ２未満である場合、エンジンは逆回転を生じずに次の上死点付近で停止すると予測する。
本発明によれば、エンジンの逆回転の発生等、エンジンが停止に至るまでの回転挙動を予測することが可能である。このため、予測されるエンジンの回転挙動に応じたスタータの制御が可能となる。例えば、逆回転が生じると予測される場合のみ、スタータのピニオンの駆動を禁止する等の制御が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when the crank angle width between the top dead center and the next top dead center is Δθ °, the engine rotational behavior predicting means When the crank angle change rate ΔC in the crank angle range X from 3/6 {Δθ °} before the point to 1/6 {Δθ °} before the top dead center is less than the predetermined threshold C1, the engine has gone through reverse rotation. Expect to stop later.
Furthermore, engine rotational behavior predicting means, the crank angle change rate at a predetermined crank angle range Y near the top dead center of the next than the crank angle range X a between the top dead center and the next top dead center ΔC Is less than the predetermined threshold C2, the engine is predicted to stop near the next top dead center without causing reverse rotation.
According to the present invention, it is possible to predict the rotational behavior until the engine stops, such as the occurrence of reverse rotation of the engine. For this reason, the starter can be controlled in accordance with the predicted rotational behavior of the engine. For example, only when it is predicted that reverse rotation will occur, control such as prohibiting driving of the starter pinion can be performed.

エンジン始動装置の全体構成図である（実施例）。It is a whole block diagram of an engine starting device (Example). 停止に至るまでのエンジンの回転挙動（タイプ１）を説明する説明図である （実施例）。It is explanatory drawing explaining the rotation behavior (type 1) of an engine until it stops (Example). タイプ１におけるエンジン回転数とクランク角のタイムチャートである（実 施例）。6 is a time chart of engine speed and crank angle in type 1 (example). 停止に至るまでのエンジンの回転挙動（タイプ２）を説明する説明図である （実施例）。It is explanatory drawing explaining the rotational behavior (type 2) of an engine until it stops (Example). タイプ２におけるエンジン回転数とクランク角のタイムチャートである（実 施例）。6 is a time chart of engine speed and crank angle in type 2 (example). 停止に至るまでのエンジンの回転挙動（タイプ３）を説明する説明図である （実施例）。It is explanatory drawing explaining the rotational behavior (type 3) of an engine until it stops (Example). タイプ３におけるエンジン回転数とクランク角のタイムチャートである（実 施例）。7 is a time chart of engine speed and crank angle in type 3 (example). タイプ１におけるエンジン回転数とクランク角のタイムチャートである（実施例）。3 is a time chart of engine speed and crank angle in type 1 (Example). タイプ３におけるエンジン回転数とクランク角のタイムチャートである（実施例）。6 is a time chart of engine speed and crank angle in type 3 (Example). エンジン回転挙動予測のフロー図である（実施例）。It is a flowchart of engine rotation behavior prediction (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.

〔実施例の構成〕
本発明のエンジン回転挙動予測装置を備えるエンジン始動装置１を図１〜１０を用いて説明する。
図１に示すように、このエンジン始動装置１は、エンジン２の停止および再始動を自動制御するアイドルストップシステム搭載車両に適用され、エンジン２の始動を行うスタータ３と、スタータ３の作動を制御するスタータ制御手段として機能するＥＣＵ４等を備えている。 [Configuration of Example]
An engine starter 1 including an engine rotation behavior prediction device of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the engine starter 1 is applied to a vehicle equipped with an idle stop system that automatically controls stop and restart of the engine 2, and controls the starter 3 that starts the engine 2 and the operation of the starter 3. ECU4 etc. which function as a starter control means to perform are provided.

本実施例のエンジン２は、例えば火花点火式の４気筒ガソリンエンジンである。   The engine 2 of this embodiment is, for example, a spark ignition type four-cylinder gasoline engine.

本実施例のスタータ３は、飛び込み式スタータであって、モータ７、ピニオン８、及び電磁スイッチ９等により構成されている。
モータ７は、フレームを兼ねるヨークの内周に永久磁石（界磁コイルでも良い）を配置して構成される界磁（図示せず）、電機子軸の外周に整流子（図示せず）を備える電機子、整流子の外周上に配置されるブラシ（図示せず）等を有する直流整流子モータである。
このモータ７は、アイドル回転数までクランキング可能なモータ性能を有している。 The starter 3 of the present embodiment is a jump-in starter, and includes a motor 7, a pinion 8, an electromagnetic switch 9, and the like.
The motor 7 has a field magnet (not shown) configured by arranging a permanent magnet (may be a field coil) on the inner circumference of a yoke that also serves as a frame, and a commutator (not shown) on the outer circumference of the armature shaft. A DC commutator motor having an armature provided, a brush (not shown) disposed on the outer periphery of the commutator, and the like.
The motor 7 has a motor performance capable of cranking up to an idle speed.

ピニオン８は、モータ７の出力軸上に配される小径のギヤであり、リングギヤ１１に噛合うことでモータ７の回転力をリングギヤ１１に連結されたエンジン２のクランク軸１２に伝達する。   The pinion 8 is a small-diameter gear disposed on the output shaft of the motor 7, and transmits the rotational force of the motor 7 to the crankshaft 12 of the engine 2 connected to the ring gear 11 by meshing with the ring gear 11.

電磁スイッチ９は、シフトレバーを介してピニオン８を押し出してピニオン８をエンジン２のリングギヤ１１と噛合う噛合位置まで移動させるピニオン押出手段として機能するとともに、バッテリからモータ７への通電回路に設けられてモータ７への通電をオン・オフするモータスイッチとして機能する。なお、本実施例の電磁スイッチ９は、ピニオン８を押し出すソレノイドと、モータ６の通電電流をオン／オフするソレノイドとが同じであってもよいし、別々であってもよい。   The electromagnetic switch 9 functions as a pinion push-out means that pushes the pinion 8 through a shift lever and moves the pinion 8 to a meshing position where the pinion 8 meshes with the ring gear 11 of the engine 2, and is provided in an energization circuit from the battery to the motor 7. Thus, it functions as a motor switch for turning on / off the power supply to the motor 7. In the electromagnetic switch 9 of this embodiment, the solenoid for pushing the pinion 8 and the solenoid for turning on / off the energization current of the motor 6 may be the same or different.

ＥＣＵ４は、エンジン回転数を検出する回転数センサ１３、始動スイッチ（図示せず）、ブレーキセンサ（図示せず）等からの信号に基づいて、スタータ３への通電を制御するスタータ制御手段として機能する。   The ECU 4 functions as starter control means for controlling energization to the starter 3 based on signals from a rotational speed sensor 13 for detecting the engine rotational speed, a start switch (not shown), a brake sensor (not shown), and the like. To do.

〔実施例の特徴〕
本実施例のエンジン始動装置１は、エンジン回転挙動装置を備える。
エンジンが停止に至るまでのエンジン回転挙動は主に３つのタイプ（タイプ１〜３）に分類される。図２及び図３を用いてタイプ１を、図４及び図５を用いてタイプ２を、図６及び図７を用いてタイプ３を説明する。 [Features of Examples]
The engine starter 1 of this embodiment includes an engine rotation behavior device.
Engine rotation behavior until the engine stops is mainly classified into three types (types 1 to 3). Type 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3, Type 2 with reference to FIGS. 4 and 5, and Type 3 with reference to FIGS. 6 and 7.

なお、以下の説明では、所定のエンジン回転数以下となって最初に現れる上死点を例えば第１気筒と第３気筒の上死点（以下、ＴＤＣ１と呼ぶ）とし、次の上死点を例えば第２気筒と第４気筒の上死点（以下、ＴＤＣ２と呼ぶ）として説明する。すなわち、４気筒エンジンの１サイクルに現れる上死点という観点で、第１気筒と第３気筒の上死点の次の上死点は、第２気筒と第４気筒が上死点となる点である。なお、さらにその次の上死点は、さらにクランク軸が回転して第１気筒と第３気筒の上死点となる点である。 In the following description, the top dead center that appears first at a predetermined engine speed or lower is defined as the top dead center of the first cylinder and the third cylinder (hereinafter referred to as TDC 1 ), and the next top dead center. Is described as the top dead center (hereinafter referred to as TDC 2 ) of the second and fourth cylinders. That is, from the viewpoint of the top dead center appearing in one cycle of a four-cylinder engine, the top dead center next to the top dead center of the first cylinder and the third cylinder is that the second cylinder and the fourth cylinder are top dead centers. It is. Further, the next top dead center is a point where the crankshaft further rotates and becomes the top dead center of the first cylinder and the third cylinder.

＜タイプ１＞
ＴＤＣ１とＴＤＣ２との中間位置を越えて、エンジン停止に向かおうとするものの、エンジン停止直前にクランク軸の回転力よりも圧縮圧力が勝り、逆回転を生じる（図２及び図３における［３］、［４］、［５］）。そして、ＴＤＣ１とＴＤＣ２との中間位置で安定して停止する（図２及び図３における［５］）。 <Type 1>
Although it tries to stop the engine beyond the intermediate position between TDC 1 and TDC 2 , the compression pressure is greater than the rotational force of the crankshaft immediately before the engine stops, and reverse rotation occurs (see FIG. 2 and FIG. 3 [ 3], [4], [5]). And it stops stably at the intermediate position between TDC 1 and TDC 2 ([5] in FIGS. 2 and 3).

＜タイプ２＞
クランク軸の回転力と圧縮圧力とがＴＤＣ２で釣り合い、ＴＤＣ２で停止する（図４及び図５における[３]）。 <Type 2>
The rotational force of the crankshaft and the compression pressure is stopped at TDC 2 balance, at TDC 2 ([3] in FIG. 4 and FIG. 5).

＜タイプ３＞
ＴＤＣ２で回転が停止せず、ＴＤＣ２を越えて回転し（図６及び図７における［３］〜［４］）、ＴＤＣ２を越えた所定位置で停止する（図６及び図７における［４］）。 <Type 3>
Rotation does not stop at TDC 2 but rotates beyond TDC 2 ([3] to [4] in FIGS. 6 and 7), and stops at a predetermined position beyond TDC 2 ([ 4]).

本実施例では、エンジン回転挙動装置によって、この３つのいずれのタイプで停止するのかを予測する。
以下に、予測方法の概要を説明する。 In this embodiment, the engine rotation behavior device predicts which of these three types will stop.
Below, the outline | summary of the prediction method is demonstrated.

＜タイプ１＞
ここで、ＴＤＣ１とＴＤＣ２との間のクランク角間隔をΔθ°とする。
タイプ１におけるクランク角の時間変化をみると、図３に示すように、逆回転を生じる場合は、逆回転を生じる前に、ＴＤＣ２に対する上死点前３／６｛Δθ°｝（図３ではＢＴＤＣ３／６｛Δθ°｝と表記）を越えた辺りから、クランク角Ｃの変化の鈍化が生じている。このため、このクランク角Ｃの変化の鈍化の発生を把握することで、タイプ１でエンジン２が停止することを予測できる。 <Type 1>
Here, the crank angle interval between TDC 1 and TDC 2 is Δθ °.
As shown in FIG. 3, when the reverse rotation occurs as shown in FIG. 3, the crank angle in Type 1 is 3/6 {Δθ °} before top dead center with respect to TDC 2 before the reverse rotation occurs (FIG. 3). In this case, the change in the crank angle C is slowed down beyond BTDC3 / 6 {indicated as ΔΔ °}. For this reason, it can be predicted that the engine 2 is stopped in the type 1 by grasping the occurrence of the slowing of the change in the crank angle C.

発明者は、特に、上死点前１／６｛Δθ°｝〜上死点前３／６｛Δθ°｝のクランク角範囲Ａでクランク角Ｃの変化の鈍化が生じると、その後に逆回転が発生するということを発見した。上死点前１／６｛Δθ°｝〜上死点前３／６｛Δθ°｝とは、上死点と次の上死点の行程を６分割した内の３／６以上５／６以下の領域のことである。すなわち、本実施例では、最初の上死点（ＴＤＣ１）を０°、次の上死点（ＴＤＣ２）を１８０°とすると、クランク角範囲Ａは９０°≦Ｃ≦１５０°である。 The inventor particularly reversely rotates when the change in the crank angle C is slowed down in the crank angle range A between 1/6 {Δθ °} before top dead center and 3/6 {Δθ °} before top dead center. I found out that occurs. 1/6 before top dead center {Δθ °} to 3/6 before top dead center {Δθ °} means that the process of top dead center and next top dead center is divided into six or more than 6/6 It refers to the following areas. That is, in this embodiment, if the first top dead center (TDC 1 ) is 0 ° and the next top dead center (TDC 2 ) is 180 °, the crank angle range A is 90 ° ≦ C ≦ 150 °.

また、さらに範囲を絞って、上死点前１／６｛Δθ°｝〜上死点前２／６｛Δθ°｝のクランク角範囲Ｘ（本実施例では１２０°≦Ｃ≦１５０°）でクランク変化率ΔＣが所定値未満になると、逆回転角度がより多くなるということも発見した。すなわち、上死点前２／６｛Δθ°｝〜上死点前１／６｛Δθ°｝までのクランク角範囲Ｘにおけるクランク変化率ΔＣが所定値未満なった場合、エンジンが所定角度以上の逆回転を経た後に停止すると予測できる。   Further, the range is further narrowed down to a crank angle range X (120 ° ≦ C ≦ 150 ° in this embodiment) from 1/6 {Δθ °} before top dead center to 2/6 {Δθ °} before top dead center. It has also been found that the reverse rotation angle increases when the crank change rate ΔC is less than a predetermined value. That is, when the crank change rate ΔC in the crank angle range X from 2/6 {Δθ °} before top dead center to 1/6 {Δθ °} before top dead center is less than a predetermined value, the engine is more than a predetermined angle. It can be expected to stop after reverse rotation.

一般的に逆回転が生じている際にピニオン８の押出しを禁止するが、小さい角度の逆回転であればギヤ磨耗やリングギヤとの当接音の観点から逆回転中であってもピニオン８のリングギヤ１１への押出しが許容される場合がある。この場合、このピニオン押出しが許容される逆回転角度を許容逆回転角度として予め定めている。
「所定角度以上の逆回転」とは、例えばこの許容逆回転角度以上の逆回転のことである。 Generally, when the reverse rotation occurs, the pinion 8 is not allowed to be pushed out. However, if the reverse rotation is performed at a small angle, the pinion 8 is not rotated even during the reverse rotation from the viewpoint of gear wear and contact sound with the ring gear. Extrusion to the ring gear 11 may be permitted. In this case, the reverse rotation angle at which this pinion extrusion is allowed is determined in advance as the allowable reverse rotation angle.
“Reverse rotation not less than a predetermined angle” means, for example, reverse rotation not less than the allowable reverse rotation angle.

＜タイプ２＞
タイプ２におけるクランク角の時間変化をみると、図５に示すように、ＴＤＣ２直前の所定のクランク角範囲Ｙにおけるクランク角Ｃの変化の鈍化が生じている。
このため、クランク角範囲Ｙにおけるクランク角Ｃの鈍化の発生を把握することで、タイプ２でエンジン２が停止することを予測できる。 <Type 2>
When the time change of the crank angle in type 2 is seen, as shown in FIG. 5, the change in the crank angle C in the predetermined crank angle range Y immediately before the TDC 2 is slowed down .
Thus, in the child understand the generation of the slowdown of the crank angle C at the crank angle range Y, it can be predicted that the engine 2 is stopped in a type 2.

ここで、ＴＤＣ２直前の所定のクランク角範囲Ｙとは、例えば、ＴＤＣ２に対する上死点前１／６｛Δθ°｝以降でＴＤＣ２の手前までのクランク角範囲である。すなわち、上死点前と次の上死点前の行程を６分割した内の５／６以上６／６未満の領域(本実施例では１５０°≦Ｃ＜１８０°)である。 Here, the predetermined crank angle range Y of TDC 2 just before, for example, a crank angle range before top dead center 1/6 {Δθ °} later to just before the TDC 2 for TDC 2. That is, it is an area of 5/6 or more and less than 6/6 (in this embodiment, 150 ° ≦ C <180 °) among six divisions of the stroke before the top dead center and the next top dead center.

＜タイプ３＞
タイプ３におけるクランク角の時間変化をみると、図７に示すように、ＴＤＣ２直前の所定のクランク角範囲Ｙにおけるクランク角Ｃの変化の鈍化が生じている。しかし、タイプ２とは異なり、ＴＤＣ２直前でのエンジン回転数がある程度大きい（図７における[３]）。
このため、タイプ２よりも大きい閾値を用いてクランク角Ｃの鈍化の発生を把握することで、タイプ３でエンジンが停止することを予測できる。 <Type 3>
When the time change of the crank angle in type 3 is seen, as shown in FIG. 7, the change in the crank angle C in the predetermined crank angle range Y immediately before TDC2 is slowed down. However, unlike Type 2, the engine speed immediately before TDC 2 is somewhat large ([3] in FIG. 7).
Therefore, in the grasp child generation of blunting the crank angle C with greater threshold than type 2, in Type 3 it can be predicted that the engine stops.

以下に、エンジン回転挙動予測装置の構成を説明する。
エンジン回転挙動予測装置は、クランク角センサ１５、回転数センサ１３、クランク角変化率算出手段およびエンジン回転挙動予測手段等により構成されている。
なお、ＥＣＵ４がクランク角変化率算出手段およびエンジン回転挙動予測手段として機能する。 The configuration of the engine rotation behavior prediction apparatus will be described below.
The engine rotation behavior predicting apparatus includes a crank angle sensor 15, a rotation speed sensor 13, a crank angle change rate calculating means, an engine rotation behavior predicting means, and the like.
The ECU 4 functions as a crank angle change rate calculation means and an engine rotation behavior prediction means.

クランク角センサ１５は、上死点を検出できるとともに、エンジンのクランク軸１２の回転角であるクランク角Ｃを検出可能な検出器である。   The crank angle sensor 15 is a detector that can detect the top dead center and can detect the crank angle C that is the rotation angle of the crankshaft 12 of the engine.

クランク角変化率算出手段は、クランク角センサ１５で出力されるクランク角の変化量の時間変化を所定のサンプリング周期で算出するものである。すなわち、クランク角変化率は、クランク角のタイムチャートの傾きを算出するものである。   The crank angle change rate calculating means calculates the time change of the crank angle change amount output from the crank angle sensor 15 at a predetermined sampling period. That is, the crank angle change rate is used to calculate the inclination of the crank angle time chart.

エンジン回転挙動予測手段は、エンジン２を自動停止させる際のエンジン回転数降下中に、上死点を基準とする所定のクランク角範囲におけるクランク角変化率ΔＣに基づいて、エンジン２が停止するまでのエンジン回転挙動を予測する。すなわち、上述の予測方法の概要に沿って、タイプ１〜３に当てはまる回転挙動を予測する。   The engine rotation behavior predicting means determines that the engine 2 is stopped based on the crank angle change rate ΔC in a predetermined crank angle range with reference to the top dead center during the engine speed reduction when the engine 2 is automatically stopped. Predict the engine rotation behavior. That is, according to the outline | summary of the above-mentioned prediction method, the rotation behavior applicable to the types 1-3 is estimated.

具体的には、クランク角変化率ΔＣが所定の閾値Ｃ１未満になったときのクランク角が上死点前１／６｛Δθ°｝〜上死点前２／６｛Δθ°｝のクランク角範囲Ｘ内であれば、エンジン２が所定角度以上の逆回転を経た後に停止すると予測する。すなわち、エンジン回転挙動はタイプ１となると予測する（図８参照。）。
なお、図８には、クランク角変化率ΔＣの経時変化は図示されておらず、エンジン回転数Ｎｅの経時変化を示すラインにおいて、閾値Ｃ１相当の値を図示した。 Specifically, the crank angle when the crank angle change rate ΔC becomes less than a predetermined threshold C1 is 1/6 {Δθ °} before top dead center to 2/6 {Δθ °} before top dead center. If it is within the range X, the engine 2 is predicted to stop after reverse rotation of a predetermined angle or more. That is, the engine rotation behavior is predicted to be type 1 (see FIG. 8).
Note that FIG. 8 does not show the change with time of the crank angle change rate ΔC, and shows the value corresponding to the threshold C1 in the line showing the change with time of the engine speed Ne.

また、クランク角変化率ΔＣが所定の閾値Ｃ３未満になったときのクランク角がＴＤＣ２直前の所定のクランク角範囲Ｙ内である場合、エンジン２がＴＤＣ２を超えて停止すると予測する。すなわち、エンジン回転挙動はタイプ３となると予測する。この閾値Ｃ３は閾値Ｃ１よりも大きい値である（図９参照。）。
なお、図９には、クランク変化率ΔＣの経時変化は図示されておらず、エンジン回転数Ｎｅの経時変化を示すラインにおいて、閾値Ｃ３相当の値を図示した。 Also, when the crank angle change rate ΔC is within a predetermined crank angle range Y crank angle immediately before TDC2 when it becomes less than a predetermined threshold value C3, it predicts that the engine 2 is stopped beyond TDC2. That is, the engine rotation behavior is predicted to be type 3. This threshold C3 is larger than the threshold C1 (see FIG. 9).
Note that FIG. 9 does not show the change over time in the crank change rate ΔC, and shows the value corresponding to the threshold C3 in the line showing the change over time in the engine speed Ne.

また、クランク角変化率ΔＣが所定の閾値Ｃ２未満になったときのクランク角がＴＤＣ２直前の所定のクランク角範囲Ｙ内である場合、エンジン２がＴＤＣ２で停止すると予測する。すなわち、エンジン回転挙動はタイプ２となると予測する。なお、この閾値Ｃ２は閾値Ｃ１よりも大きい値である。また、閾値Ｃ３は閾値Ｃ２よりも小さい。 Also, when the crank angle change rate ΔC is within the crank angle TDC2 predetermined crank angle range immediately before Y when it becomes less than the predetermined threshold value C2, predicts that the engine 2 is stopped at TDC2. That is, the engine rotation behavior is predicted to be type 2. The threshold value C2 is larger than the threshold value C1. Further, the threshold value C3 is smaller than the threshold value C2.

以下、図１０のフローを用いて、図８、９を参照しつつ、エンジン回転挙動予測の具体的な流れを説明する。   Hereinafter, a specific flow of the engine rotation behavior prediction will be described with reference to FIGS.

まず、ステップＳ１では、エンジン自動停止制御中か否かを判定する。すなわち、アイドルストップシステム搭載車両では、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Ｎｅが停止に向かって降下するが、そのエンジン回転数降下期間か否かをここで判定する。
この判定結果がＹＥＳであれば、ステップＳ２へ進む。 First, in step S1, it is determined whether or not automatic engine stop control is being performed. That is, in a vehicle equipped with an idle stop system, when an engine automatic stop request is made during engine operation, fuel injection is cut and the engine speed Ne drops toward the stop. Is determined here.
If this determination is YES, the process proceeds to step S2.

ステップＳ２では、クランク角変化率ΔＣが閾値Ｃ３よりも小さいか否かを判定する。小さい場合には、ステップＳ３に進み、クランク角Ｃがクランク角範囲Ｙ内であるか否かを判定する。
クランク角範囲Ｙ内であれば、ステップＳ４に進む。 In step S2, it is determined whether or not the crank angle change rate ΔC is smaller than a threshold value C3. If it is smaller, the process proceeds to step S3, where it is determined whether or not the crank angle C is within the crank angle range Y.
If it is within the crank angle range Y, the process proceeds to step S4.

ステップＳ４では、クランク角変化率ΔＣが閾値Ｃ２以上か否かを判定する。クランク角変化率ΔＣが閾値Ｃ２以上であるならば、エンジン回転挙動はタイプ３になると予測する（ステップＳ５）。
また、クランク角変化率ΔＣが閾値Ｃ２未満であるならば、エンジン回転挙動はタイプ２になると予測する（ステップＳ６）。 In step S4, it is determined whether or not the crank angle change rate ΔC is equal to or greater than a threshold value C2 . If the crank angle change rate ΔC is greater than or equal to the threshold value C2 , it is predicted that the engine rotational behavior will be type 3 (step S5).
If the crank angle change rate ΔC is less than the threshold value C2 , it is predicted that the engine rotational behavior will be type 2 (step S6).

ステップＳ３での判定結果がＮＯである場合、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、クランク角変化率ΔＣが閾値Ｃ１よりも小さいか否かを判定する。小さい場合には、ステップＳ８に進み、クランク角Ｃがクランク角範囲Ｘ内であるか否かを判定する。
クランク角範囲Ｘ内であれば、エンジン回転挙動は、エンジンが所定角度以上の逆回転を経た後に停止するタイプ（タイプ１）になると予測する（ステップＳ９）。 If the determination result in step S3 is NO, the process proceeds to step S7.
In step S7, it is determined whether or not the crank angle change rate ΔC is smaller than the threshold value C1. If it is smaller, the process proceeds to step S8, and it is determined whether or not the crank angle C is within the crank angle range X.
If it is within the crank angle range X, the engine rotation behavior is predicted to be of a type (type 1) in which the engine stops after reverse rotation of a predetermined angle or more (step S9).

以上により、エンジン回転挙動がタイプ１〜３に当てはまる場合を予測する。
そして、その後、予測されたタイプ毎にスタータ３を制御する。
例えば、図１０のフローにおいて、タイプ１と予測された場合、閾値Ｃ１未満となってタイプ１と予測された時点ｔ１から所定時間をピニオン８の押し出しを禁止する禁止時間とする。すなわち、再始動要求があってもただちにピニオン８を押し出さず、所定時間待機させた後に押し出すようにする。逆回転中にピニオン８をリングギヤ１１に当接させないようにするためである。 Based on the above, a case where the engine rotation behavior applies to types 1 to 3 is predicted.
Thereafter, the starter 3 is controlled for each predicted type.
For example, in the flow of FIG. 10, when it is predicted as type 1, a predetermined time from the time t <b> 1 when it is predicted as type 1 because it is less than the threshold C <b> 1 is set as a prohibition time for prohibiting the pinion 8 from being pushed out. That is, even if there is a restart request, the pinion 8 is not pushed out immediately, but is pushed out after waiting for a predetermined time. This is to prevent the pinion 8 from coming into contact with the ring gear 11 during reverse rotation.

また、タイプ３と予測された場合には、閾値Ｃ３未満となってタイプ３と予測された時点ｔ３から所定時間をピニオン８の押し出しを禁止する禁止時間とする。タイプ２では上死点を超える際にエンジン回転数が上昇するため、この期間はピニオン８とリングギヤ１１との相対回転数を小さく制御することが困難な場合があるからである。   Further, when it is predicted that it is type 3, the predetermined time from the time t3 when it is predicted to be type 3 because it is less than the threshold C3 is set as a prohibition time for prohibiting the pinion 8 from being pushed out. This is because in Type 2, the engine speed increases when the top dead center is exceeded, and therefore it may be difficult to control the relative speed between the pinion 8 and the ring gear 11 during this period.

〔本実施例の作用効果〕
本実施例のエンジン始動装置１は、エンジン回転挙動装置を備える。
エンジン回転挙動装置は、エンジン回転挙動予測装置は、クランク角センサ１５、回転数センサ１３、クランク角変化率算出手段およびエンジン回転挙動予測手段等により構成されている。エンジン回転挙動予測手段は、エンジン２を自動停止させる際のエンジン回転数降下中に、上死点を基準とする所定のクランク角範囲におけるクランク角変化率ΔＣに基づいて、エンジン２が停止するまでのエンジン回転挙動を予測する。 [Effects of this embodiment]
The engine starter 1 of this embodiment includes an engine rotation behavior device.
The engine rotational behavior apparatus is composed of a crank angle sensor 15, a rotational speed sensor 13, a crank angle change rate calculating means, an engine rotational behavior predicting means, and the like. The engine rotation behavior predicting means determines that the engine 2 is stopped based on the crank angle change rate ΔC in a predetermined crank angle range with reference to the top dead center during the engine speed reduction when the engine 2 is automatically stopped. Predict the engine rotation behavior.

これによれば、エンジン２の逆回転の発生等、エンジン２が停止に至るまでの回転挙動を予測することが可能である。このため、予測されるエンジン２の回転挙動に応じたスタータ３の制御が可能となる。例えば、逆回転が生じると予測される場合のみ、スタータ３のピニオン８の駆動を禁止する等の制御が可能となる。   According to this, it is possible to predict the rotation behavior until the engine 2 stops, such as the occurrence of reverse rotation of the engine 2. For this reason, the starter 3 can be controlled in accordance with the predicted rotational behavior of the engine 2. For example, control such as prohibiting the drive of the pinion 8 of the starter 3 can be performed only when reverse rotation is predicted to occur.

また、本実施例では、逆回転を経て停止するタイプ（タイプ１）と、逆回転を生じないで上死点で安定して停止するタイプ（タイプ２）、逆回転を生じないで上死点を超えて停止するタイプ（タイプ３）の３つのエンジン２の回転挙動を予測可能である。
このため、それぞれのタイプに応じたスタータ３の制御をすることが可能となる。 In this embodiment, the type that stops after reverse rotation (type 1), the type that stops stably at the top dead center without causing reverse rotation (type 2), and the top dead center without reverse rotation. It is possible to predict the rotational behaviors of the three engines 2 of the type (type 3) that stop exceeding.
For this reason, it becomes possible to control the starter 3 according to each type.

特に、逆回転を経て停止するタイプの場合に、ピニオン８の押し出しを所定時間禁止することによって、逆回転中のリングギヤ１１にピニオン８が当接する際に生じる磨耗や当接音による騒音を低減することができる。   In particular, in the case of a type that stops after reverse rotation, the push-out of the pinion 8 is prohibited for a predetermined time, thereby reducing the noise caused by wear and contact noise that occurs when the pinion 8 contacts the ring gear 11 during reverse rotation. be able to.

〔変形例〕
実施例の図１０のフローでは、ステップＳ８でクランク角Ｃがクランク角範囲Ｘ内であるか否かを判定したが、クランク角範囲Ａ内であるか否かを判定してもよい（図３参照）。そして、その判定がＹＥＳの場合に、エンジン回転挙動がタイプ１となると予測し、ピニオン８の押し出しを所定時間禁止してもよい。 [Modification]
In the flow of FIG. 10 of the embodiment, it is determined whether or not the crank angle C is within the crank angle range X in step S8, but it may be determined whether or not it is within the crank angle range A (FIG. 3). reference). If the determination is YES, the engine rotation behavior may be predicted to be type 1, and the push-out of the pinion 8 may be prohibited for a predetermined time.

また、実施例では、スタータ制御手段として機能するＥＣＵ４が、クランク角変化率算出手段およびエンジン回転挙動予測手段としても機能していたが、クランク角変化率算出手段およびエンジン回転挙動予測手段がＥＣＵ４とは異なるマイコン等に搭載されていてもよい。そして、予測結果をＥＣＵ４に送信してもよい。   In the embodiment, the ECU 4 functioning as the starter control means also functions as the crank angle change rate calculating means and the engine rotational behavior predicting means. However, the crank angle change rate calculating means and the engine rotational behavior predicting means are connected to the ECU 4. May be mounted on different microcomputers. Then, the prediction result may be transmitted to the ECU 4.

１ エンジン始動装置
２ エンジン
３ スタータ
４ ＥＣＵ（クランク角変化率算出手段、エンジン回転挙動予測手段）
１２ クランク軸
１５ クランク角センサ（クランク角検出手段、ＴＤＣ検出手段）
1 Engine starter 2 Engine 3 Starter 4 ECU (Crank angle change rate calculation means, engine rotation behavior prediction means)
12 Crankshaft 15 Crank angle sensor (Crank angle detection means, TDC detection means)

Claims (5)

所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジン（２）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、
前記エンジン（２）のクランク軸（１２）の回転角であるクランク角Ｃを検出するクランク角検出手段（１５）と、
前記エンジン（２）の上死点を検出するＴＤＣ検出手段（１５）と、
前記クランク角Ｃの変化率であるクランク角変化率ΔＣを算出するクランク角変化率算出手段（４）と、
前記エンジン（２）を自動停止させる際のエンジン回転数降下中に、前記上死点を基準とする所定のクランク角範囲（Ｘ、Ｙ）における前記クランク角変化率ΔＣに基づいて、前記エンジン（２）が停止するまでのエンジン回転挙動を予測するエンジン回転挙動予測手段（４）とを備え、
上死点と次の上死点との間のクランク角幅をΔθ°とすると、
前記エンジン回転挙動予測手段（４）は、
前記次の上死点に対する上死点前３／６｛Δθ°｝から上死点前１／６｛Δθ°｝までのクランク角範囲（Ｘ）におけるクランク角変化率ΔＣが所定の閾値Ｃ１未満になった場合、前記エンジン（２）が逆回転を経た後に停止すると予測し、
さらに、前記上死点と前記次の上死点との間であって前記エンジン（２）が逆回転を経た後に停止するか否かの予測を行うクランク角範囲（Ｘ）よりも前記次の上死点に近い所定のクランク角範囲（Ｙ）におけるクランク角変化率ΔＣが所定の閾値Ｃ２未満である場合、前記エンジン（２）は逆回転を生じずに前記次の上死点付近で停止すると予測することを特徴とするエンジン回転挙動予測装置。 Applied to a vehicle that performs an idling stop that automatically stops the engine (2) when a predetermined engine stop condition is satisfied,
Crank angle detecting means (15) for detecting a crank angle C which is a rotation angle of the crankshaft (12) of the engine (2);
TDC detection means (15) for detecting the top dead center of the engine (2);
Crank angle change rate calculating means (4) for calculating a crank angle change rate ΔC which is a change rate of the crank angle C;
It said engine (2) during the engine speed drops when automatically stopping, based on the crank angle change rate ΔC at a predetermined crank angle range with respect to the top dead center (X, Y), the engine ( Engine rotation behavior prediction means (4) for predicting the engine rotation behavior until 2) stops,
If the crank angle width between the top dead center and the next top dead center is Δθ °,
The engine rotation behavior prediction means (4)
The crank angle change rate ΔC in the crank angle range (X) from 3/6 {Δθ °} before the top dead center to 1/6 {Δθ °} before the top dead center is less than a predetermined threshold C1. The engine (2) is predicted to stop after reverse rotation ,
Further, the crank angle range (X) that is between the top dead center and the next top dead center and that predicts whether or not the engine (2) will stop after reverse rotation is greater than the crank angle range (X). When the crank angle change rate ΔC in a predetermined crank angle range (Y) close to the top dead center is less than a predetermined threshold C2, the engine (2) stops near the next top dead center without causing reverse rotation. Then , an engine rotation behavior predicting device characterized by predicting. 請求項１に記載のエンジン回転挙動予測装置において、
前記エンジン回転挙動予測手段（４）は、
前記次の上死点に対する上死点前２／６｛Δθ°｝〜上死点前１／６｛Δθ°｝までのクランク角範囲におけるクランク角変化率ΔＣが所定の閾値Ｃ１未満なった場合、前記エンジン（２）が所定角度以上の逆回転を経た後に停止すると予測することを特徴とするエンジン回転挙動予測装置。 The engine rotation behavior prediction apparatus according to claim 1,
The engine rotational behavior predicting means (4),
Crank angle change rate ΔC becomes smaller than the predetermined threshold value C1 at a crank angle range of up to top dead center 2/6 {Δθ °} ~ before top dead center 1/6 {Δθ °} for the previous SL top dead center of the next In this case, it is predicted that the engine (2) stops after undergoing reverse rotation of a predetermined angle or more. 請求項１または請求項２に記載のエンジン回転挙動予測装置において、
前記エンジン回転挙動予測手段（４）は、
前記上死点と前記次の上死点との間であって前記エンジン（２）が逆回転を経た後に停止するか否かの予測を行うクランク角範囲（Ｘ）よりも前記次の上死点に近い所定のクランク角範囲（Ｙ）におけるクランク角変化率ΔＣが、閾値Ｃ２よりも大きい所定の閾値Ｃ３未満、かつ、閾値Ｃ２以上である場合、前記エンジン（２）は逆回転を生じずに前記次の上死点を超えて停止すると予測することを特徴とするエンジン回転挙動予測装置。 In the engine rotation behavior prediction apparatus according to claim 1 or 2,
The engine rotation behavior prediction means (4)
Between the top dead center and the next top dead center, the next top dead center is more than the crank angle range (X) for predicting whether or not the engine (2) will stop after reverse rotation. When the crank angle change rate ΔC in the predetermined crank angle range (Y) close to the point is less than the predetermined threshold C3 larger than the threshold C2 and equal to or larger than the threshold C2, the engine (2) does not cause reverse rotation. An engine rotation behavior predicting apparatus for predicting that the engine will stop beyond the next top dead center . 請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載のエンジン回転挙動予測装置と、The engine rotation behavior prediction device according to any one of claims 1 to 3,
回転力を発生するモータ（６）、前記エンジン（２）のリングギヤ（１１）に前記モータ（６）の回転力を伝達するピニオン（８）、および、前記ピニオン（８）を前記リングギヤ（１１）に向けて押し出すピニオン押出手段（９）を有するスタータ（３）と、A motor (6) that generates rotational force, a pinion (8) that transmits the rotational force of the motor (6) to the ring gear (11) of the engine (2), and the pinion (8) that is connected to the ring gear (11) A starter (3) having a pinion extrusion means (9) for extruding toward
前記スタータ（３）の駆動を制御するスタータ制御手段（４）とを備え、Starter control means (4) for controlling the drive of the starter (3),
前記スタータ制御手段（４）は、前記エンジン回転挙動予測装置からの予測結果に応じて、前記スタータ（３）の駆動を制御することを特徴とするエンジン始動装置。The starter control means (4) controls driving of the starter (3) according to a prediction result from the engine rotation behavior prediction device. 請求項４に記載のエンジン始動装置において、The engine starting device according to claim 4,
前記スタータ制御手段（４）は、前記エンジン回転挙動予測装置が、逆回転を経た後に前記エンジン（２）が停止すると予測した場合に、前記ピニオン（８）の押し出しを所定時間禁止することを特徴とするエンジン始動装置。The starter control means (4) prohibits the push-out of the pinion (8) for a predetermined time when the engine rotation behavior prediction device predicts that the engine (2) will stop after reverse rotation. Engine starting device.
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