JP2013142289A - Idling stop control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車に搭載されている内燃機関の運転状態を制御する制御装置に係り、特に内燃機関を自動停止した後に再始動を自動的に行う内燃機関のアイドルストップ制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device that controls the operating state of an internal combustion engine mounted on an automobile, and more particularly to an idle stop control device for an internal combustion engine that automatically restarts after the internal combustion engine is automatically stopped.
近年、自動車に搭載されている内燃機関においては、ガソリンや軽油等のエネルギ資源の節約と環境保護を目的として内燃機関の効率的な運転を行なう技術が鋭意開発されている。 In recent years, in an internal combustion engine mounted on an automobile, a technique for efficiently operating the internal combustion engine has been developed for the purpose of saving energy resources such as gasoline and light oil and protecting the environment.
例えば、最近の自動車においては走行運転中に内燃機関の自動停止条件が成立した時に、燃料噴射弁から内燃機関に供給される燃料を遮断して気筒内での燃焼を停止することによって内燃機関が発生する動力を失わせるアイドルストップ制御装置を搭載している。 For example, in recent automobiles, when an automatic stop condition for an internal combustion engine is established during traveling operation, the internal combustion engine is stopped by shutting off fuel supplied from the fuel injection valve to the internal combustion engine and stopping combustion in the cylinder. It is equipped with an idle stop control device that loses the generated power.
これは交差点や交通渋滞によって内燃機関を運転しなくても良いのにも拘わらず、内燃機関を不必要に運転することによって燃料であるガソリンや軽油が無駄に消費される、CO2が余分に排出されるといった課題を解決するために提案された制御装置である。 In spite of the fact that the internal combustion engine does not have to be operated due to an intersection or traffic jam, unnecessary driving of the internal combustion engine consumes gasoline or light oil as fuel, which causes an extra CO 2 It is a control device proposed to solve the problem of being discharged.
そして、このアイドルストップ制御装置による内燃機関の自動停止条件は運転者がアクセルペダルから足を離したり、ブレーキペダルを踏んだりすることで成立するもので、要は自動車が走行状態から停止しようとする状態を検出して自動的に内燃機関の運転を停止させるものである。 The automatic stop condition of the internal combustion engine by the idle stop control device is established when the driver removes his or her foot from the accelerator pedal or depresses the brake pedal. In short, the car tries to stop from the running state. It detects the state and automatically stops the operation of the internal combustion engine.
尚、このアイドルストップ制御装置では自動車が完全に走行停止していなくても内燃機関の自動停止条件が成立したら内燃機関を自動的に停止するように動作するもので、その後、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによって再始動要求が生じた場合や、補機類(カーエアコン用のコンプレッサや変速装置のオイルポンプ等)の動力確保のために内燃機関の動力が必要になった場合等に内燃機関を再始動させるように動作する。 Note that this idle stop control device operates to automatically stop the internal combustion engine when the automatic stop condition of the internal combustion engine is satisfied even if the vehicle is not completely stopped. The internal combustion engine is turned on when a restart request is generated by stepping on the engine, or when the power of the internal combustion engine is necessary to secure the power of auxiliary equipment (compressor for car air conditioner, oil pump for transmission, etc.) Operates to restart.
そして、自動停止条件によって停止した或いは停止しようとしている内燃機関を再始動させる方法として、ピニオンギア押し出し式のスタータモータを用いることで内燃機関を再始動させることが提案されている。 As a method for restarting an internal combustion engine that has been stopped or is about to stop due to an automatic stop condition, it has been proposed to restart the internal combustion engine by using a pinion gear push-out starter motor.
これは内燃機関の回転が低下していく途中でスタータモータのピニオンギアを押し出し、そのピニオンギアを内燃機関のリングギアに噛合わせることで再始動の準備を行ない、次に再始動要求条件が成立するとスタータモータを回転させることでリングギアを回転させて内燃機関を再始動させるようにしている。 This is because the starter motor pinion gear is pushed out while the rotation of the internal combustion engine is decreasing, and the pinion gear meshes with the ring gear of the internal combustion engine to prepare for restart. Then, by rotating the starter motor, the ring gear is rotated to restart the internal combustion engine.
このようにアイドルストップ制御装置においては、内燃機関の自動停止条件が成立して燃料噴射弁からの燃料噴射が停止され、内燃機関が発生する動力が失われた後の内燃機関の慣性回転期間中に、次回の内燃機関の再始動に備えてスタータモータのピニオンギアをリングギアに予め噛み込ませることが必要である。 Thus, in the idle stop control device, during the inertial rotation period of the internal combustion engine after the automatic stop condition of the internal combustion engine is satisfied and the fuel injection from the fuel injection valve is stopped and the power generated by the internal combustion engine is lost. In addition, it is necessary to pre-engage the pinion gear of the starter motor with the ring gear in preparation for the next restart of the internal combustion engine.
このため特開2010−229882号公報(特許文献1)にあるように、燃料噴射弁からの燃料噴射の停止後の内燃機関の慣性回転期間中にスタータモータを予め回転(以下、予回転という)させるための調速通電を行い、スタータモータと同軸上に備わるピニオンギアの回転速度が内燃機関のクランク軸に固定されたリングギアの回転速度と略同期した時点で、ピニオンギアをリングギアに噛み込ませる(以下、プリメッシュという)ことによってスタータモータによる内燃機関の再始動を自動的に行なう技術が提案されている。 For this reason, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-229882 (Patent Document 1), the starter motor is rotated in advance (hereinafter referred to as pre-rotation) during the inertial rotation period of the internal combustion engine after the fuel injection from the fuel injection valve is stopped. When the rotational speed of the pinion gear coaxial with the starter motor is substantially synchronized with the rotational speed of the ring gear fixed to the crankshaft of the internal combustion engine, the pinion gear is engaged with the ring gear. A technique has been proposed in which the internal combustion engine is automatically restarted by a starter motor by inserting it (hereinafter referred to as pre-mesh).
しかしながら、内燃機関への燃料供給が遮断されて内燃機関の動力の発生が途絶え、この結果、内燃機関が慣性回転して回転数が低下している状態(以下、コーストストップという)にスタータモータに調速通電を行なうため通電を開始するとバッテリ電圧が大きく低下する現象がある。この現象はバッテリ装置が劣化していたり、周囲温度が低い環境下で顕著に現れるようになる。 However, the supply of fuel to the internal combustion engine is interrupted, and the generation of power in the internal combustion engine is interrupted. As a result, the internal combustion engine rotates in an inertial manner and the rotational speed decreases (hereinafter referred to as a coast stop). There is a phenomenon in which the battery voltage greatly decreases when energization is started to perform controlled current energization. This phenomenon appears remarkably in an environment where the battery device is deteriorated or the ambient temperature is low.
自動車がコーストストップの状態にある場合において、バッテリ電圧が大きく低下すると例えば電動パワーステアリング制御ユニットや車両運動制御ユニットのリセット動作によってその機能の一部が機能不全に陥るほか、AV機器がリセット動作に入る等の不具合が発生する。 When the vehicle is in a coast stop state, if the battery voltage drops significantly, for example, the reset operation of the electric power steering control unit or the vehicle motion control unit may cause some of the functions to malfunction, and the AV device may be reset. Troubles such as entering.
また、バッテリ電圧が低下しない範囲でスタータモータに調速通電を行なうとすると、スタータモータの回転上昇が遅くなることでリングギアとピニオンギアとが噛み合うプリメッシュができるまでの時間が長くなり、再発進或いは再始動要求があった場合の応答性能を確保できなくなる課題がある。 If the starter motor is energized within a range where the battery voltage does not decrease, the start of the rotation of the starter motor slows down, and the time required to form a pre-mesh where the ring gear and pinion gear mesh is increased. There is a problem that response performance cannot be ensured when there is a start or restart request.
本発明の目的は、コーストストップ状態にあっても自動車に搭載されている他の制御機器に不具合を与えない内燃機関のアイドルストップ制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an idle stop control device for an internal combustion engine that does not cause problems with other control devices mounted on a vehicle even in a coast stop state.
本発明の特徴は、ピニオンギアをリングギアに噛み合わせる時に、スタータモータへの通電区間を初期通電区間と本通電区間に分割し、初期通電区間の時に測定したバッテリ状態量から本通電区間での通電量を求め、バッテリ状態によってスタータモータの消費電力を調整するようにした、ところにある。 The feature of the present invention is that when the pinion gear meshes with the ring gear, the energization section to the starter motor is divided into an initial energization section and a main energization section, and the battery state quantity measured at the initial energization section is used in the main energization section. The amount of energization is obtained, and the power consumption of the starter motor is adjusted according to the battery state.
本発明によれば、コーストストップ中にスタータモータのピニオンギアを予回転のための通電制御を行ってもバッテリ電圧の低下を抑制でき、自動車に搭載されている他の制御機器の不具合、例えば電動パワーステアリング制御ユニットや車両運動制御ユニットのリセット動作によってその機能の一部が機能不全に陥るほか、AV機器がリセット動作に入る等の不具合を改善できるものである。 According to the present invention, even when energization control for pre-rotation of the pinion gear of the starter motor is performed during the coast stop, it is possible to suppress a decrease in the battery voltage, and malfunction of other control devices mounted on the automobile, for example, electric The reset operation of the power steering control unit and the vehicle motion control unit may cause a malfunction of a part of the function, and the AV apparatus may enter a reset operation.
以下、図面に基づき本発明の一実施例を詳細に説明するが、まず図1でアイドルストップ制御装置の大まかな構成と動作について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the general configuration and operation of an idle stop control device will be described with reference to FIG.
図1はアイドルストップ制御装置の簡単な構造を示しており、スタータモータ101はいわゆるピニオンギア押し出し方式のスタータモータであり、モータ105とモータ105によって回転駆動されるピニオンギア103と、ピニオンギア103を押し出すための押し出し手段であるマグネットスイッチ102を備えた構成となっている。
FIG. 1 shows a simple structure of an idle stop control device. A
モータ105の回転はその内部にある減速機構で減速することでトルクを増大させてピニオンギア103に伝達する。マグネットスイッチ102に通電するとシフトレバー109によってピニオンギア103を押し出して(図1の右方向)、リングギア104に連結する構造となっている。ピニオンギア103はモータ105の軸方向にスプライン結合されており、軸方向に移動可能である。
The rotation of the
尚、ピニオンギア103を押し出す機能を備えるものであれば、マグネットスイッチ102でなくても良い。ピニオンギア103はワンウェイクラッチ107と一体化されている。
Note that the
上述の通り、ピニオンギア103はモータ105の軸方向にスプライン結合されて軸方向に移動可能であり、ピニオンギア103は内燃機関のクランク軸に連結されたリングギア104と噛み合わせて回転することで内燃機関に動力を伝えることができる。
As described above, the
ワンウェイクラッチ107はモータ105が内燃機関を正回転させる方向にしか動力が伝わらない構成にする。これにより、ピニオンギア103がリングギア104に噛み合っている時は、リングギア104の回転速度はモータ105の回転速度に対して減速比に応じた同期速度になるか、もしくは、それよりも速い回転速度になる。
The one-
すなわち、リングギア104がピニオンギア103の回転速度よりも低下しようとすると、ワンウェイクラッチ107が動力を伝達するためリングギア104の回転速度がモータ105に対する同期速度を下回ることはない。
In other words, if the
一方で、同期速度よりもリングギアの回転速度の方が速い時は、ワンウェイクラッチ107が動力を伝達しないため、リングギア104からモータ105側へ動力が伝達されることはない。
On the other hand, when the rotational speed of the ring gear is higher than the synchronous speed, the one-
図1に示す通り、クランク角度センサ110からの信号はクランク角度を検出したり、内燃機関の回転速度を算出するために使用され、クランク角度センサ110からの信号は制御装置108に入力される。尚、リングギア104と図示しない内燃機関のクランク軸は連結されているので、リングギアの回転速度と内燃機関の回転速度は同義である。
As shown in FIG. 1, the signal from the
制御装置108は気筒に燃料を供給する燃料噴射弁の制御信号、気筒内の混合気を着火する点火装置の制御信号、気筒内に供給される空気を制御する電子制御スロットル弁の制御信号等を生成して気筒内の燃焼を制御している。制御装置108はこの他にスタータモータ駆動制御機能、正転判定機能、アイドルストップ判定機能等を実行する機能部を備えている。
The
更に、制御装置108にはアクセルペダルの状態を検出するアクセル開度センサ111、ブレーキペダルの状態を検出するブレーキスイッチ112、車速を検出する車速センサ113、及びピニオンギア103の回転速度を検出するピニオン回転センサ114等の信号が入力されている。そして、これらの各種情報よりアイドルストップ制御を許可して少なくとも燃料噴射弁からの燃料供給を遮断し、これによって内燃機関の運転が停止されようになっている。
Further, the
また、制御装置108からは半導体スイッチ機構106を介して内燃機関の慣性回転期間中にピニオンギア押し出し指令信号Mgsとモータ回転指令信号Stsがそれぞれ独立して出力される。図1で示す通り、ピニオンギア押し出し指令信号Mgsを伝えるマグネットスイッチ通電用スイッチとモータ回転指令信号Stsを伝えるモータ通電用スイッチがピニオンギア押し出しとモータ105の回転とを制御する。スイッチの役割を果たす部品として半導体スイッチ機構106を示したが、このほかに機械式接点を持つリレースイッチなどを使うことができる。
Further, the
以上のような構成を有するアイドルストップ制御装置においては、運転者がアクセルペダルから足を離したり、ブレーキペダルを踏んだりすると、制御装置108は自動車が停止しようとしていると判断して、燃料噴射弁への制御信号を停止する。これによって内燃機関の気筒内には混合気がなくなるので燃焼が停止して内燃機関は慣性回転を行ないながら回転速度が低下していく。
In the idle stop control device having the above-described configuration, when the driver removes his or her foot from the accelerator pedal or steps on the brake pedal, the
回転速度が低下していって所定の噛み合い回転数付近に達すると、制御装置108はモータ通電用スイッチをオンさせてモータ105を回転させ、この回転が所定の回転数に達するとモータ通電用スイッチをオフする。これに同期、或いは連動してマグネットスイッチ通電用スイッチをオンしてマグネットスイッチ102によってシフトレバー109を介してピニオンギア103をリングギア104側に押し出して両者を噛み合わせる。この時のピニオンギア103の回転速度とリングギア104の回転速度は接近(理想的には同一の回転速度)しており、円滑に両者は噛み合うようになる。
When the rotational speed decreases and reaches the vicinity of the predetermined meshing rotation speed, the
次に、アクセルペダルが踏み込まれると制御装置108は再始動要求条件が成立したと判断して、スタータモータモータ通電用スイッチを再びオンしてモータ105を回転させてピニオンギア103を介してリングギア104を回転させて内燃機関を始動する。この始動は通常の始動と同様である。
Next, when the accelerator pedal is depressed, the
このようなアイドルストップ制御装置において次に本発明の一実施例になるスタータモータの駆動制御方法について以下に説明する。 Next, a starter motor drive control method according to an embodiment of the present invention in such an idle stop control device will be described below.
図2に示す制御フローは本発明に関係するフローチャートであり、例えば10ms毎の定時割り込みで起動されるようになっている。そして、本実施例の特徴はステップ205以下の制御フローに特徴があるものである。
The control flow shown in FIG. 2 is a flowchart related to the present invention, and is started by a scheduled interrupt every 10 ms, for example. The feature of this embodiment is that the control flow in
まず、ステップ201はコーストストップ実施中かを確認する機能を有するものであり、ステップ202はコーストストップにおける内燃機関の慣性回転中の角加速度変化を演算する機能を有するものであり、ステップ203はステップ202で演算した角加速度変化を基に内燃機関の停止前にスタータモータのピニオンギア103を内燃機関のリングギア104に噛み合わせるプリメッシュの目標回転数に到達するまでの推定到達時間を演算する機能を有するものである。
First,
ステップ204はステップ203で演算されたプリメッシュ目標回転数までの推定到達時間が所定値になったか否かを確認する機能を有するもので、条件成立時はステップ205へ進んでモータ105に初期通電を開始する。また、ステップ204で条件不成立時はステップ203へ戻り到達推定時時間演算を行い、再びステップ205でプリメッシュ目標回転数までの推定到達時間が所定値になったか否かを確認する。
Step 204 has a function of confirming whether or not the estimated arrival time up to the pre-mesh target rotational speed calculated in
ステップ206は所定の駆動デューティ値の初期通電信号をモータ105に印加している初期通電区間Tsの間に、バッテリ電圧もしくは、バッテリ電流等のバッテリ状態量の検出を行う機能を有している。バッテリ状態量はバッテリ電圧であればその電圧値であり、バッテリ電流であればその電流値である。ここで、初期通電区間の時間的な長さは任意であるが、バッテリ状態量が充分検出できる時間が必要であって、固定時間であっても良く、また可変或いは調整可能な時間であっても良い。可変或いは調整可能な時間は例えば周囲温度が低いほど時間を長く設定するようにして得られる。
Step 206 has a function of detecting a battery state quantity such as a battery voltage or a battery current during an initial energization section Ts in which an initial energization signal having a predetermined drive duty value is applied to the
また、ステップ207はステップ206で検出されたバッテリ状態量に応じた所定の駆動デューティ値を決定して本通電区間Tmの間にモータ105に本通電信号を印加する機能を有している。ここで、初期通電区間Tsの駆動デューティ値に比べて本通電区間Tmの駆動デューティ値は大きく設定されてモータ105を回転できる値である。
Step 207 has a function of determining a predetermined drive duty value according to the battery state quantity detected in
ステップ208ではモータ105の予回転目標値を演算する機能を有しており、ステップ209はモータ105の予回転数が予回転目標値に到達したか否かを判断する機能を有している。
Step 208 has a function of calculating a pre-rotation target value of the
ステップ209でモータ105の予回転数が予回転目標値に到達したとする条件成立時はステップ210に進んでモータ105への本通電を遮断し、不成立時はステップ207に戻って本通電を継続するものである。
When the condition that the pre-rotation number of the
次に図3を用いて図2に記載したステップ205乃至ステップ210の制御を実行した時の内燃機関の回転数、スモータによるピニオンギアの回転数、モータの駆動信号、バッテリ電圧の変化状態を説明する。
Next, with reference to FIG. 3, the rotational speed of the internal combustion engine, the rotational speed of the pinion gear by the motor, the driving signal of the motor, and the change state of the battery voltage when the control of
図3において、上から内燃機関の回転数、スタータモータのピニオン回転数、モータの駆動デューティ、バッテリ電圧の順序で表示している。 In FIG. 3, the rotation speed of the internal combustion engine, the pinion rotation speed of the starter motor, the drive duty of the motor, and the battery voltage are displayed from the top.
ここでは、アイドルストップ制御が許可されたことより、燃料供給が遮断されて内燃機関がコーストストップ状態にある場合のモータのピニオン回転数と、モータ駆動デューティと、バッテリ電圧の振る舞いを示している。尚、本実施例にはバッテリ状態量としてバッテリ電圧を記載しているがバッテリ電流に置き換えても良いものである。 Here, the behavior of the motor pinion rotation speed, the motor drive duty, and the battery voltage when the fuel supply is cut off and the internal combustion engine is in the coast stop state because the idle stop control is permitted is shown. In this embodiment, the battery voltage is described as the battery state quantity, but it may be replaced with the battery current.
まず、内燃機関のコーストストップ中にスモータ105の通電条件が成立すると、モータ105を予回転させる準備のため初期通電を時点t1で行う。この初期通電でモータ105に印可される通電値308は駆動デューティ値によって決められ、この駆動デューティ値は固定値もしくは、コーストストップ中のバッテリ電圧(或いはバッテリ電流)307の大きさによって決まる値に制御されるものであり、その値は一定値である。
First, when the energization condition of the
ただし、初期通電区間中に連続的に変化する駆動デューティ値であっても制御がうまくできれば一定値に制約されないものである。 However, even if the drive duty value continuously changes during the initial energization interval, if the control is successful, the drive duty value is not limited to a constant value.
この時の初期通電値308は本実施例では実際にモータ105を回転させるほどの大きさを有していない。この理由としては初期通電によってモータ105を回転させると予回転目標回転数に到達する時間が異なってきてピニオンギア103とリングギア104をプリメッシュさせるタイミングがずれる恐れがあるからである。
The
次に初期通電区間Tsの間のバッテリ状態量を表わすバッテリ電圧(或いはバッテリ電流)309の検出を実施する。このバッテリ電圧309は初期通電区間Tsの初期値、或いは最低値、或いは初期通電区間305での平均値のいずれかであり、そのシステムに応じて適宜選択されるものである。これらの電圧はバッテリの状態よって変動するもので、この変動値に合わせて本通電区間Tmの駆動デューティ値を調整、選択するものである。初期通電区間TSはバッテリ状態量が充分検出できる時間が必要であって、固定時間であっても良く、また可変或いは調整可能な時間であっても良い。可変或いは調整可能な時間は例えば周囲温度が低いほど時間を長く設定するようにして得られる。
Next, the battery voltage (or battery current) 309 representing the battery state quantity during the initial energization section Ts is detected. The
初期通電を初期通電区間Tsの所定時間だけ行った後に、モータ105への本通電を時点t2で行う。この本通電でモータ105に印可される通電量値310は駆動デューティ値によって決められ、この駆動デューティ値は上述のように初期通電区間Tsで検出されたバッテリ状態量によって決められるものである。本通電区間Tmの時間はモータ105が目標回転速度に達するまでの時間であるが、実際はピニオンギア103の回転数が目標回転数に達した時点t3によって決まる時間である。
After the initial energization is performed for a predetermined time in the initial energization section Ts, the main energization of the
初期通電区間305で検出されたバッテリ状態量からバッテリの状態やスタータモータ101のフリクション等をフィードバックすることでスタータモータ101の駆動時も著しいバッテリ電圧低下を招くことはない。
By feeding back the battery state, the friction of the
また、モータ105の通電制御はピニオンギア103の回転数が予回転目標値へ到達した時点t3で通電を遮断してピニオンギア103を慣性回転状態とする。そして、内燃機関の回転数とピニオンギア103の回転数が共に同期してきたプリメッシュ回転数312においてピニオンギア103とリングギア104とを噛み合わせるプリメッシュ動作を行なわせるものである。
In the energization control of the
次に、初期通電区間で検出されたバッテリ状態量によって本通電時の駆動デューティ値の変更させた場合の動作例を図4に基づいて説明する。 Next, an operation example when the drive duty value at the time of main energization is changed based on the battery state amount detected in the initial energization section will be described with reference to FIG.
モータ105の通電条件が時点t1で成立すると、モータ105に初期通電区間Tsに亘って初期通電が実施される。この時にバッテリ状態量、例えばバッテリの電圧値を検出しており、バッテリが劣化状態のときのバッテリ電圧値は劣化時電圧値406で示され、バッテリが新品状態のときのバッテリ電圧値は新品時電圧値409で示されている。
When the energization condition of the
モータ105に初期通電区間で駆動デューティ値405を印加すると、劣化時電圧値406の挙動時はバッテリ電圧降下が大きいため平均バッテリ電圧407が低くなり、本通電区間の駆動デューティ値408も小さい値に設定される。
When the
一方、新品時電圧値409の挙動時はバッテリ電圧降下が小さいため平均バッテリ電圧410が高くなり、本通電区間の駆動デューティ値411は大きく設定されるようになる。
On the other hand, at the time of the behavior of the
ここで、バッテリ状態量に対する本通電時の駆動デューティ値の設定方法を図5に示している。モータ105の駆動デューティ値は初期通電時のバッテリ状態量の関数で求められ、例えば、バッテリ状態量をバッテリ電圧とした場合はバッテリ状態量と比例して駆動デューティ値を設定する。
Here, FIG. 5 shows a method of setting the drive duty value during the main energization with respect to the battery state quantity. The driving duty value of the
ここでA点からB点の間はバッテリ状態量と比例して駆動デューティ値が決められるが、バッテリ電圧がB点より大きいと一定の駆動デューティ値に決められ、バッテリ電圧がA点より小さくなるモータ105の駆動中の許容電圧下限値502以下の領域では、駆動デューティ値を例えば零に設定することで、バッテリ許容電圧下限値を下回ることが無くなるようにしている。
Here, between point A and point B, the drive duty value is determined in proportion to the battery state quantity. However, if the battery voltage is higher than point B, the drive duty value is determined to be constant, and the battery voltage becomes lower than point A. In an area where the allowable voltage
次に、上述した例ではモータ105の駆動デューティ値を変えているが、この駆動デューティ値によってピニオンギア103の回転特性が変化し、その挙動を図6に示している。尚、モータ105の駆動デューティ制御については先に述べているのでここでは割愛する。
Next, in the above-described example, the drive duty value of the
例えば、劣化したバッテリを使用した場合の駆動デューティ値606のモータ105によるピニオンギア103の回転数は劣化時回転数特性608の様な回転挙動になる。
For example, when a deteriorated battery is used, the rotation speed of the
一方、例えば、新品のバッテリを使用した場合の駆動デューティ値607のモータ105によるピニオンギア103の回転数は新品時回転数特性609の様に回転挙動になり、駆動デューティ値が大きい分だけ回転上昇が速くなる。
On the other hand, for example, when a new battery is used, the rotation speed of the
例えば、予回転目標回転数が固定値であった場合、駆動デューティ値の大きいほうが予回転目標回転数までの到達時間が早くなり、その結果、モータ105の駆動デューティ信号の遮断によってピニオンギア103が慣性回転に入るタイミングも早くなる。つまり、慣性回転に入るタイミングがモータ105の駆動デューティ値によってばらつくことで、ピニオンギア103とリングギア104とを噛み合わせる回転数がプリメッシュ回転数611やプリメッシュ回転数612のようにばらつき、結果、プリメッシュの際に発生する衝突音がばらつくなどの新たな問題が発生することになる。
For example, when the pre-rotation target rotation speed is a fixed value, the larger the drive duty value, the faster the arrival time to the pre-rotation target rotation speed. As a result, the
尚、コーストストップ中のプリメッシュする回転数は、コースティング途中に発生する再加速、再発進要求(以下チェンジオブマインド)以外はプリメッシュ時の衝突音などの要求から、同じ回転数でプリメッシュするのが望ましく、そのため本実施例では目標となるプリメッシュ目標回転数を設定し、そのプリメッシュ目標回転数でプリメッシュ動作するように制御している。 The pre-mesh speed during coast stop is pre-mesh at the same speed because of the re-acceleration and re-start requests (hereinafter referred to as change of mind) that occur during the coasting, such as collision sound during pre-mesh. Therefore, in this embodiment, a target pre-mesh target rotation speed is set, and control is performed so that the pre-mesh operation is performed at the pre-mesh target rotation speed.
次に、図6で説明した予回転のためのモータ105の駆動デューティ値によってプリメッシュ回転数がばらつくのを抑制する方法について図7に基づいて説明する。
Next, a method for suppressing variations in the pre-mesh rotational speed due to the drive duty value of the
内燃機関のコーストストップ中に回転角加速度を利用した回転推定手段により、制御装置108において予め設定されたプリメッシュ目標回転数にピニオンギア103の回転数が到達するまでの推定時間が演算される。
The estimated time until the rotation speed of the
次に、プリメッシュ目標回転数までの推定時間から予回転目標回転数を演算する。つまり、プリメッシュ目標回転数までの推定時間によって、モータの予回転目標値を変えることで上記した課題を解決するようにしている。 Next, the pre-rotation target rotation speed is calculated from the estimated time until the pre-mesh target rotation speed. That is, the above-described problem is solved by changing the pre-rotation target value of the motor according to the estimated time to the pre-mesh target rotation speed.
具体的には、駆動デューティ値が駆動デューティ値705の時はピニオンギア103の回転数上昇が特性707と緩く、プリメッシュ目標回転数713までの到達推定時間は時間Tpaとなる。そこから演算される予回転目標回転数は回転数711である。
Specifically, when the drive duty value is the
一方、駆動デューティ値が駆動デューティ値706の時は、ピニオンギア103の回転数上昇が特性708の様に早く、プリメッシュ目標回転数713までの到達推定時間は時間Tpbのように長くなり、予回転目標回転数は回転数712なって先の回転数711より高めに演算される。
On the other hand, when the drive duty value is the
ここで、予回転目標回転数はスタータモータ101の慣性特性線に乗るように演算されることが重要である。
Here, it is important that the pre-rotation target rotation speed is calculated so as to be on the inertial characteristic line of the
スタータモータ101の慣性特性線に乗るような予回転目標回転数の演算はスタータモータ101の慣性回転時の角加速度714と目標プリメッシュ回転数713から以下の式(1)により求めることができる。
The calculation of the pre-rotation target rotation speed that rides on the inertia characteristic line of the
予回転目標回転数=a×b+c・・・・・・・・・・・・・・・・式(1)
a:モータの慣性回転時の角加速度
b:プリメッシュ目標回転数までの推定時間
c:プリメッシュ目標回転数
尚、ピニオンギア103の予回転目標回転数はプリメッシュ目標回転数までの推定時間から演算するのではなく、本通電区間Tmの本通電の駆動デューティ値によって演算される方式としても良い。この場合、予回転目標回転数は駆動デューティ値の関数で求めることができる。
Pre-rotation target rotation speed = a x b + c ... Formula (1)
a: Angular acceleration during inertial rotation of the motor b: Estimated time to the pre-mesh target speed c: Pre-mesh target speed The pre-rotation target speed of the
いずれにしても、駆動デューティ値によって目標とする予回転目標回転数を調整、選択してやればモータ105の通電遮断時期も調整されて適正な慣性回転を行ないながらプリメッシュ回転数まで回転数を降下させることができる。
In any case, if the target pre-rotation target rotation speed is adjusted and selected according to the drive duty value, the current-off timing of the
このように、スタータモータの慣性回転軌道特性線702に乗るようにピニオンギア105の予回転目標回転数を設定することで、駆動デューティ値のばらつきによるピニオンギア103の回転数上昇のばらつきを吸収でき、結果的にプリメッシュ回転数713がばらつくことを抑制できるようになる。
Thus, by setting the pre-rotation target rotation speed of the
101…スタータモータ、102…マグネットスイッチ、103…ピニオンギア、104…リングギア、105…モータ、106…半導体スイッチング機構、108…制御装置、110…クランク角センサ、111…アクセル開度センサ、112…ブレーキスイッチ,Ts…初期通電区間、Tm…本通電区間、303…初期通電時の駆動デューティ値、310…本通電時の駆動デューティ値。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記スタータモータの通電区間を初期通電区間と本通電区間に分割し、前記初期通電区間の時のバッテリ状態量から本通電区間での通電量を求め、この本通電区間の通電量で前記スタータモータを駆動することを特徴とするアイドルストップ制御装置。 When an automatic stop condition for the internal combustion engine is established, the fuel supplied from the fuel injection valve to the internal combustion engine is shut off to stop the combustion in the cylinder, and during the inertial rotation period in which the rotational speed of the internal combustion engine decreases. In the idle stop control device in which the motor of the starter motor is energized so that the pinion gear is engaged with the ring gear connected to the crankshaft of the internal combustion engine.
The energization section of the starter motor is divided into an initial energization section and a main energization section, and an energization amount in the main energization section is obtained from a battery state quantity at the time of the initial energization section. An idle stop control device characterized by driving the motor.
前記スタータモータは前記ピニオンギアを前記リングギア側に押し出すシフトレバーを有し、前記モータへの通電が遮断された後に前記ピニオンギアを慣性回転させながら前記リングギア側に押し出すことを特徴とするアイドルストップ制御装置。 In the idle stop control device according to claim 1,
The starter motor has a shift lever that pushes out the pinion gear toward the ring gear, and after the energization to the motor is cut off, the pinion gear is pushed out toward the ring gear while inertially rotating. Stop control device.
前記モータへの初期通電量は固定値、或いはバッテリ状態量に応じて決められた所定値であることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 The idle stop control device according to claim 2,
The idle stop control device characterized in that the initial energization amount to the motor is a fixed value or a predetermined value determined according to the battery state amount.
前記モータへの初期通電量は前記スタータモータの前記モータを回転させない程度の通電量であることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 In the idle stop control device according to claim 3,
The idle stop control device according to claim 1, wherein the initial energization amount to the motor is an energization amount that does not rotate the motor of the starter motor.
前記モータへの初期通電区間はバッテリ状態量が測定できる任意の時間に設定され、その時間長さは固定時間、或いはバッテリ状態量に応じて決められた所定時間であることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 In the idle stop control device according to claim 3,
The initial energization section to the motor is set to an arbitrary time during which the battery state quantity can be measured, and the time length is a fixed time or a predetermined time determined according to the battery state quantity. Control device.
前記バッテリ状態量はバッテリ電圧、或いはバッテリ電流であり、前記初期通電区間中に検出される前記バッテリ電圧、或いは前記バッテリ電流は前記初期通電区間での最低値、或いは平均値であることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 In the idle stop control device according to claim 3,
The battery state quantity is a battery voltage or a battery current, and the battery voltage or the battery current detected during the initial energization period is a minimum value or an average value in the initial energization period. Idle stop control device.
前記本通電区間での前記モータへの通電量は前記バッテリ状態量の最低値もしくは、平均値の関数で決められることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 The idle stop control device according to any one of claims 1 to 6,
The idle stop control device according to claim 1, wherein an energization amount to the motor in the main energization section is determined by a function of a minimum value or an average value of the battery state amount.
前記モータへの本通電区間は前記スタータモータのピニオンギアの回転数が予め定め目標回転数となるまで継続されることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 The idle stop control device according to any one of claims 1 to 5,
A main energization section for the motor is continued until the rotation speed of the pinion gear of the starter motor reaches a predetermined target rotation speed in advance.
前記モータの通電区間を初期通電区間と本通電区間に分割し、前記初期通電区間の時のバッテリ状態量から本通電区間での通電量を求め、この本通電区間の通電量で前記モータを駆動すると共に、
前記本通電区間での通電量が大きい場合は、前記本通電区間での通電量が小さい場合に比べて前記本通電区間の時間的な長さを短くすることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 When an automatic stop condition for the internal combustion engine is established, the fuel supplied from the fuel injection valve to the internal combustion engine is shut off to stop the combustion in the cylinder, and during the inertial rotation period in which the rotational speed of the internal combustion engine decreases. In the idle stop control device in which the motor of the starter motor is energized so that the pinion gear is engaged with the ring gear connected to the crankshaft of the internal combustion engine.
The energization section of the motor is divided into an initial energization section and a main energization section, the energization amount in the main energization section is obtained from the battery state quantity at the time of the initial energization section, and the motor is driven with the energization amount in the main energization section. As well as
The idle stop control device characterized in that when the energization amount in the main energization section is large, the time length of the main energization section is shortened compared to the case where the energization amount in the main energization section is small.
前記モータへの本通電区間は前記スタータモータのピニオンギアの回転数が予め定め目標回転数となるまで継続され、前記目標回転数は慣性回転中の前記リングギアの角速度、或いは角加速度変化から所定の回転数になるまでの時間を推定し、この推定時間から演算されることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 In the idle stop control device according to claim 9,
The main energization section to the motor is continued until the rotation speed of the pinion gear of the starter motor reaches a predetermined target rotation speed, and the target rotation speed is predetermined from a change in angular velocity or angular acceleration of the ring gear during inertia rotation. An idle stop control device characterized in that the time until the number of revolutions is estimated and calculated from this estimated time.
前記目標回転数は前記スタータモータの慣性特性に乗るように演算されることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 In the idle stop control device according to claim 10,
The idling stop control device according to claim 1, wherein the target rotational speed is calculated so as to be on the inertial characteristic of the starter motor.
前記スタータモータの慣性回転中の慣性特性は、前記リングギアと前記ピニオンギアを噛み合わせるまでの目標回転数と、この時の噛み合わせるまでの推定時間と、前記モータの慣性回転時の角加速度とから演算されることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 In the idle stop control device according to claim 11,
The inertial characteristics during the inertial rotation of the starter motor are the target rotational speed until the ring gear and the pinion gear mesh with each other, the estimated time until meshing at this time, the angular acceleration during the inertial rotation of the motor, and Idle stop control device characterized by being calculated from
前記目標回転数は
目標回転数=a×b+c
a:モータの慣性回転時の角加速度
b:プリメッシュ目標回転数までの推定時間
c:プリメッシュ目標回転数
で求められることを特徴とするアイドルストップ制御装置。 The idle stop control device according to claim 12,
The target rotational speed is: target rotational speed = a × b + c
a: angular acceleration during inertial rotation of motor b: estimated time to pre-mesh target rotational speed c: idle stop control device obtained by pre-mesh target rotational speed
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WO2016194605A1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Engine starter device for vehicles |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015075063A (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Vehicle control device |
WO2016194605A1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-08 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Engine starter device for vehicles |
JPWO2016194605A1 (en) * | 2015-06-03 | 2017-12-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Engine starter for vehicle |
JP2018204554A (en) * | 2017-06-06 | 2018-12-27 | 株式会社ケーヒン | Engine starting device |
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