CN1271813A - 发动机起动装置 - Google Patents

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Abstract

一种发动机起动装置,能减小发动机起动时的负载产生的影响,提高起动性。继电器RyB在根据发动机水温而设定的时间维持切断。在继电器RyA成为接通时起动马达(171)被供电,在继电器RyB切断期间马达(171)逆转,如果继电器RyB成为接通则正转。这样一来,根据水温来判断暖机的程度,在暖机进展了的场合缩短曲轴逆转时间,在未进行暖机的场合加长曲轴逆转时间。通过这样设定的时间的逆转使曲轴处于低负载转矩范围内,然后,使之正转。

Description

发动机起动装置
本发明涉及发动机起动装置,特别是,涉及适合于在起动时减小负载转矩的影响而使起动性提高的发动机起动装置。
从对环境的考虑或节能的观点来说,特别是为了抑制怠速时的废气或燃油消耗,一使车辆停止发动机就自动停止,从停止状态油门转把一被操作而指示起步,就自动地再次起动发动机而使车辆起步的发动机停止起动控制装置是公知的(日本专利申请公开特开昭63-75323号公报)。
另一方面,为了减小起动时的负载转矩的影响,制成使起动马达(起动电机)一度逆转之后,使起动马达沿正规的发动机旋转方向(正转方向)旋转的发动机起动装置是公知的(日本专利公开特开平7-71350号公报)。在此一起动装置中,通过规定转角或规定时间的逆转来降低摩擦阻力,在此一降低了摩擦阻力的范围内使转速上升,借此克服压缩冲程中的负载而提高起动性。
控制起动马达的旋转方向以便使曲轴一度逆转然后使之正转的上述发动机起动装置中,存在着以下问题。发动机为冷机时,和暖机时,机油的黏性等,发动机的旋转摩擦也就是对发动机旋转的阻力是不同的。可是,由于在上述发动机起动装置中,使曲轴旋转规定角度或规定时间,所以因上述摩擦的大小而使一定时间的逆转产生的旋转角度不同。也就是说,有时还没有旋转规定角度就已经经过规定时间,此时因为逆转产生的效果小故无法良好地起动。
另一方面,如果为了消除上述问题,使逆转时间适应发动机为冷机时的状态,则在暖机时因为成了无用地长时间逆转,故产生起动费时间这样的问题。
本发明的目的在于,解决上述现有技术的问题,提供一种使发动机的起动可靠,可以缩短直到起步的时间的发动机起动装置。
借助于本发明的以下(1)~(6)项方案来实现上述目的。
(1)一种发动机起动装置,该发动机起动装置在使曲轴逆转了预定的逆转时间之后,使之正转而起动发动机,其中,前述逆转时间,根据发动机的旋转摩擦来设定,在该旋转摩擦大的场合设定得长些,在该旋转摩擦小的场合设定得短些。
(2)用发动机温度来代表前述旋转摩擦,在发动机温度高时把前述逆转时间设定得短些,在发动机温度低时把前述逆转时间设定得长些。
(3)前述逆转时间设定成超过在预定的发动机旋转摩擦时,曲轴转过压缩上死点与排气上死点间所需的时间。
(4)具备在车辆停止时使发动机停止,响应于驾驶员进行的起步操作而使发动机再次起动的发动机停止起动控制机构,该发动机的再次起动时的前述逆转时间,设定成短于初次发动机起动时的逆转时间。
(5)初次发动机起动时的前述逆转时间对再次起动时的前述逆转时间之比,前述旋转摩擦越小则设定得越大。
(6)前述曲轴的逆转时的转速和转矩,设定成小于跨越压缩上死点所需的转矩。
如果采用上述(1)~(6)项方案,则在使曲轴一度逆转之后使之正转而起动发动机的场合,按照根据发动机的旋转摩擦预先设定的逆转时间使曲轴逆转。因而,可以把逆转时间设定成使得逆转停止时的曲轴角位置,也就是正转开始位置,成为正转时以小的转矩跨越压缩上死点的位置。
通常,由于可以认为曲轴不停止在负载转矩大的压缩上死点附近,所以通过像(3)的方案那样把逆转时间设定成超过曲轴转过上死点所需的时间,可以使曲轴停止在排气上死点与其前面的压缩上死点之间。根据本发明者等的调查,此一位置是压缩上死点的跨越转矩小的范围,通过从这里使曲轴正转,可以可靠地起动。
此外,在车辆停止时使发动机自动停止,按驾驶员进行的起步操作使发动机再次起动的场合,因为暖机过程结束,故在(4)的方案中,与初次起动时相比把逆转时间缩短,能够进行短时间内的起动。这里,如果旋转摩擦减小,则由于认为未暖机的初次起动时和暖机后的再次起动时基于逆转时间的曲轴的转动量没有差异,所以像(5)的方案那样,减小了各自的逆转时间之差。
进而,如果采用(6)的方案,则由于减小了逆转时的马达的转速和转矩,所以逆转时不跨越压缩上死点。因而,即使逆转开始时的曲轴角度位置接近压缩上死点的场合,也使曲轴停止在此一压缩上死点的正转方向前方,可以从那里开始正转。
图1是根据本发明的一个实施例的起动装置的主要部分功能方框图。
图2是装设了运用本发明的发动机起动装置的踏板型两轮摩托车的总体侧视图。
图3是踏板型两轮摩托车的仪表盘周围的平面图。
图4是表示入座检测装置的概要的示意图。
图5是图2中所示的发动机沿A-A线剖切的剖视图。
图6是发动机的缸头周围的侧视剖视图。
图7是自动变速装置的驱动侧剖视图。
图8是自动变速装置的从动侧剖视图。
图9是表示机油循环装置的剖视图。
图10是表示曲轴传感器的配置的侧视剖视图。
图11是表示曲轴传感器的配置的主剖视图。
图12是表示作为本发明的一个实施例的起动停止控制系统的总体构成的方框图。
图13是表示主控制装置的功能的方框图(之1)。
图14是表示主控制装置的功能的方框图(之2)。
图15是作为一览表示出主控制装置的主要动作的图。
图16是表示动作模式和动作方案的切换条件的图。
图17是表示曲轴角度位置与跨越转矩的关系的图。
图18是表示逆转时间与水温的关系的图。
图19是起动控制的程序框图。
图20是发动机停止控制的程序框图。
下面参照附图详细地说明本发明。图2是装设了作为本发明的一个实施例的发动机起动装置的两轮摩托车的总体侧视图。在该图中,车体前部2与车体后部3经由低的踏板部4连接起来,成为车体的骨骼的车架,大体上由下行管6和主管7构成。燃油箱和行李箱(皆未画出)由主管7来支撑,在其上方配置着座位8。座位8可以兼作设在其下部的行李箱的盖子,为了行李箱的开闭,借助于设在其前部FR的未画出的铰链机构能够转动地支撑着。
另一方面,在车体前部2中在下行管6上设有转向立管5,由此一转向立管5轴支承着前叉12A。在从前叉12A向上延伸的部分上安装着车把11A,另一方面在向下延伸的部分的前端上轴支承着前轮13A。车把11A的上部覆盖着兼作仪表盘的车把罩33。
在主管7的中途上转动自如地轴支承着连杆构件(吊架)37,摆动部件17借助于此一吊架37摆动自如地连接支撑在主管7上。在摆动部件17上,在其前部装设着单气缸4冲程发动机200。从发动机200到后方构成皮带式无级变速机35,在此一无级变速机35上经由下文述及的离心离合机构连接着减速机构38。而且在减速机构38上轴支承着后轮21。在减速机构38的上端与主管7的上部弯曲部之间夹装着后缓冲器22。在摆动部件17的前部,连接着从发动机200的气缸头32伸出的吸气管23,进而在吸气管23上配置着化油器24和连接到该化油器24的空气滤清器25。
在从皮带式无级变速机35的传动箱盖36突出的脚踏起动器轴27上固定着脚踏起动器杆28的基端,在脚踏起动器杆28的前端设有起动脚蹬29。在设在摆动部件31的下部的枢轴18上铰接着主支架26,停车时把此一主车架26立起来(用点划线画出)。
图3是前述两轮摩托车的仪表盘周围的平面图,在车把罩33的仪表盘192内,与车速表193一起设有准备指示灯256和蓄电池指示灯276。准备指示灯256,像下文中详述的那样,在发动机的停止起动控制中的发动机停止时闪亮,警告驾驶员处于如果打开油门则发动机可以立即起动并起步的状态。蓄电池指示灯276在蓄电池电压降低时点亮以便警告驾驶员蓄电池的充电不足。
在车把罩33上,设有允许或限制怠速用的怠速开关253和起动起动马达(起动电机)用的起动机开关258。在车把11的右端部,设有油门转把194和制动器握把195。再者,在左右的油门转把的根部等上,虽然与现有的两轮车同样备有喇叭开关或转向指示灯开关,但是这里未画出。
下面,说明配置在开闭座位8用的铰链部和该铰链部附近的入座开关的构成。图4是表示座位8的开闭用的铰链部的结构的示意图。在该图中,兼作行李箱9a的盖子的座位8,对该行李箱9a沿箭头A的方向开闭自如地设置着。为了能够开闭座位8,在行李箱9a上设有铰链轴102和以铰链轴102为中心摆动自如的铰链构件100。另一方面,铰链构件100的另一端也就是与铰链轴102接合的一侧的相反侧的端部对设在座位8的框架8a上的第2铰链轴110转动自如地接合起来。因而,座位8可以以铰链轴102为中心沿箭头A的方向摆动,同时还能够以第2铰链轴110为中心沿箭头B的方向摆动。
在铰链构件100与前述框架8a之间夹装着弹簧103,以第2铰链轴110为中心沿图中顺时针方向给座位8加载。进而,在铰链构件100与前述框架8a之间设置入座开关254,在驾驶员入座而框架8a以第2铰链轴110为中心沿图中逆时针方向转动规定量时进行接通动作而检测到入座状态。
接下来,就前述发动机200进行详细说明。图5是与发动机的曲轴相连接的起动兼发电装置的剖视图,是沿图2中的A-A位置截取的剖视图。在图5中,在备有保持在前述主管7上的吊架37的摆动部件31上设有靠主轴承10、11旋转自如地支承的曲轴12,在此一曲轴12上经由曲柄销13连接着连杆14。在从曲轴室9伸出的曲轴12的一端部上设有起动兼发电装置的内转子15。
内转子15有着转子轮毂16和静配合于转子轮毂16的外周面的永久磁铁19。永久磁铁19,为例如钕铁硼系,以曲轴12为中心按等角度间隔设置在6个部位。转子轮毂16在其中心部配合于曲轴12的前端锥部。在转子轮毂16的一端(与曲轴12相反侧的一端)上配置着法兰构件39,转子轮毂16与此一法兰构件39一起靠螺栓20固定于曲轴12。
在转子轮毂16上,形成向前述法兰构件39一侧突出的小直径圆筒部40,在圆筒部40的外周上,对此一圆筒部40滑动自如地设置着电刷架41。电刷架41靠压缩螺旋弹簧42朝着前述法兰构件39方向加载。在电刷架41上设有靠压缩螺旋弹簧42加载的电刷44。在转子轮毂16上贯穿着与曲轴12的中心线平行地延伸的连接销45,其一端固定在前述电刷架41上,同时另一端连接于调速器(下文详细述及)的平板46。
配置在内转子15的外周的外定子47的定子铁心48借助于螺栓49固定于摆动部件壳体31。在此一定子铁心48的轭铁48a上,缠绕着发电线圈50和起动线圈51,从定子铁心48伸出的圆筒部48b覆盖着前述电刷架41。在圆筒部48b的端部上连接着整流子架52,在此一整流子架52上与前述电刷44滑动地固定着整流子片53。也就是说,整流子片53配置在与靠前述压缩螺旋弹簧42加载的电刷44对峙的位置上。
再者,虽然在图5中仅画出一个电刷44,但是当然不只这一个,而是沿着内转子15的旋转方向设置所需数量。电刷和整流子片的个数或形状之一例,在本申请人提出的前申请(日本专利申请公开特开平9-215292号)的说明书中描述。此外,电刷44的行程被限制成规定量,以便电刷架41借助于下文述及的调速器向曲轴12一侧偏倚时,电刷44离开整流子片53。为了行程限制而在电刷架41与电刷44之间设置未画出的止动机构。
在前述转子轮毂16的端部也就是与曲轴12的配合部一侧,设置着自动地切换起动方式和发电方式的调速器54。调速器54包括前述平板46,和使此一平板46朝着曲轴12的中心线方向偏倚用的作为调速器飞锤的滚子55。虽然滚子55最好是在金属制的芯子上设置树脂外皮者,但是也可以是未设置树脂外皮者,或者整个用树脂形成者。在转子轮毂16上形成收容前述滚子55的凹处56,此一凹处56如图所示制成在外定子47一侧收窄的圆锥形截面。
在前述法兰构件39上安装着散热器风扇57,对着此一散热器风扇57设有散热器58。此外,在曲轴12上,在内转子15与主轴承11之间固定着链轮59,在此一链轮59上挂着从曲轴12取得用来驱动凸轮轴(参照图6)的动力用的链条60。再者,链轮59与向使润滑油循环的泵传递动力用的齿轮61整体地形成。齿轮61向固定在下文述及的摆线泵的驱动轴上的齿轮传递动力。
在上述构成中,如果按压起动机开关而由蓄电池(未画出)向整流子片53施加电压,则电流经由电刷44流过起动线圈51,内转子15旋转。结果,与内转子15相结合的曲轴12被旋转而发动机200被起动。如果发动机200的转速提高,则调速器飞锤55受到离心力,在凹处56内朝着转子轮毂16的外周方向移动并达到图中点划线所示的位置。
如果调速器飞锤55移动,则平板46和与平板46相结合的连接销45也如点划线所示地偏倚。由于此一连接销45的另一端与电刷架41相结合,所以电刷架41也同样地偏倚。由于电刷44的行程如上所述受限制,所以如果电刷架41偏倚得比此一行程更大,则电刷44与整流子片53的接触被断绝。电刷44离开整流子片53之后,曲轴12靠发动机驱动而旋转,结果,借助于发电线圈51发电,向蓄电池供给电流。
接下来,说明发动机200的缸头周围的结构。图6是发动机的缸头周围的侧视剖视图。配置在气缸62内的活塞63,经由活塞销64连接到连杆14的小端侧。在缸头32上螺纹连接着火花塞65,其电极部向着活塞63的头与缸头32之间形成的燃烧室。气缸62的周围由水套66所包围。
在缸头32内的,前述气缸62的上方,设有由轴承67、68旋转自如地支承的凸轮轴69。在凸轮轴69上配合着连接物70,在此一连接物70上,借助于螺栓71固定着凸轮链轮72。在凸轮链轮72上挂着链条60。借助于此一链条60,前述链轮59(参照图5)的旋转也就是曲轴12的旋转传递到凸轮轴69。
在凸轮轴69的上部设有摇臂73,此一摇臂73随着凸轮轴69的旋转根据凸轮轴69的凸轮的形状而摇动。凸轮轴69的凸轮形状,根据4冲程发动机的规定冲程来确定,以便吸气阀95和排气阀96被开闭。吸气管23由吸气阀95来开闭,排气管97由排气阀96来开闭。
虽然在凸轮轴69上整体地形成排气凸轮和吸气凸轮,但是邻接这些凸轮,设有仅在逆转方向对凸轮轴69接合的减压凸轮98。减压凸轮98在凸轮轴69逆转时追踪凸轮轴69的旋转而转动到比排气凸轮的外周形状更突出的位置。
因而,在凸轮轴69正转时可以使排气阀96成为稍微提升的状态,可以减轻发动机压缩过程中的负载。由于借此可以减小起动曲轴时的转矩,所以作为4冲程发动机的起动机可以使用小型的。结果,存在着可以把曲轴周围小型化,可以加大倾斜角这样的优点。再者,通过凸轮正转不大一会,减压凸轮98的外形就恢复到排气凸轮的外周形状内。
在缸头32上形成由水泵座74和水泵壳体75围成的泵室76。在泵室76内配置着有着叶轮77的泵轴78。泵轴78配合在凸轮轴69的端部,借助于轴承79旋转自如地保持。泵轴78的驱动力借助于配合在凸轮链轮72的中心部的销子80而获得。
在头盖81上,设有引气阀94。此一引气阀94,在排气管97中产生负压时吸入空气而改善排放。再者,虽然在泵室76的周边的处处设有密封构件,但是省略各个的说明。
接下来,说明把发动机200的旋转变速并传递到后轮的自动变速机。图7、图8是发动机的自动变速机部分的剖视图,图7是驱动侧,图8是从动侧。在图7中,在曲轴12的,与设置前述起动兼发电装置的内转子15的一侧相反的一侧的端部上设有绕挂V形皮带82用的皮带轮83。皮带轮83由相对于曲轴12旋转方向和轴向的运动被固定的固定皮带轮片83a和相对于曲轴12沿轴向滑动自如的可动皮带轮片83b组成。在可动皮带轮片83b的背面也就是不接触V形皮带82的一面上安装着保持板84。保持板84相对于曲轴12沿旋转方向和轴向双方其运动被限制地整体地旋转。由保持板84和可动皮带轮片83b围成的空处形成收容作为调速器飞锤的滚子85的凹处。
另一方面,把动力连接到后轮21的离合器机构构成如下。在图8中,离合器的主轴125靠镶在壳体126中的轴承127和镶在齿轮箱128中的轴承129来支承。在此一主轴125上由轴承130和131支承着皮带轮132的固定皮带轮片132a。在主轴125的端部上靠螺母133固定着杯状的离合器板134。
在前述固定皮带轮片132a的轴套135上,沿主轴125的纵长方向滑动自如地设置着皮带轮132的可动皮带轮片132b。可动皮带轮片132b,在主轴125的周围可以整体地旋转地配合着圆盘136。在圆盘136和可动皮带轮片132b之间,设有沿着使两者间的距离扩张的方向作用反弹力的压缩螺旋弹簧137。此外,在圆盘136上设有由销子138摆动自如地支承的蹄铁139。蹄铁139在圆盘136的转速提高时因离心力作用而向外周方向摆动,接触离合器板134的内周。再者,设置弹簧140,以便在圆盘136达到规定的转速时蹄铁139接触离合器板134。
在主轴125上固定着小齿轮141,此一小齿轮141与固定在空转轴142上的齿轮143相啮合。进而,固定在空转轴142上的小齿轮144与输出轴145的齿轮146相啮合。后轮21由轮圈21a和套入轮圈21a周围的轮胎21b组成,轮圈21a固定于前述输出轴145。
在上述构成中,在发动机转速最低的场合,滚子85处于图7的实线所示的2位置,V形皮带82绕挂于皮带轮83的最小直径部分。皮带轮132的可动皮带轮片132b偏倚于压缩螺旋弹簧137所加载的图8的实线的位置,V形皮带绕挂于皮带轮132的最大直径部分。在此一状态下,因为离心离合器的主轴125以最低转速旋转,故施加于圆盘136的离心力最小,蹄铁139由于被弹簧140向内拉入,所以不接触离合器板134。也就是说,发动机的旋转未传递到主轴125,车轮21不旋转。
另一方面,在发动机转速高的场合滚子85靠离心力朝外周方向偏倚。图7的点划线所示的位置是最高转速时的滚子85的位置。如果滚子85朝外周方向偏倚,则因为可动皮带轮片83b向固定皮带轮片83a一侧推压,故V形皮带82向皮带轮83的最大直径移动。这样一来,在离心离合器一侧,可动皮带轮片132b克服压缩螺旋弹簧137而偏倚,V形皮带82向皮带轮132的最小直径移动。因而,加在圆盘136上的离心力增大,蹄铁139克服弹簧140而向外伸出,与离合器板134相接触。结果,发动机的旋转传递到主轴125,动力经由齿轮系传递到车轮21。于是,V形皮带82对曲轴12侧的皮带轮83和离心离合器侧的皮带轮132的绕挂直径随着发动机的转速而变化,发挥变速作用。
如上所述,虽然发动机起动时可以给起动线圈51通电而对发动机加载,但是在本实施例中,并用通过脚踏动作来起动发动机200的脚踏起动装置。进一步参照图7来说明脚踏起动装置。在前述固定皮带轮片83a的背面固定着脚踏起动用的从动牙嵌式齿轮86。另一方面,在盖子36一侧,旋转自如地支承着有着斜齿轮87的支承轴88。在支承轴88的端部固定着杯形物89,在此一杯形物89的端面上形成与前述从动牙嵌式齿轮86相啮合的驱动牙嵌式齿轮90。
进而,在盖子36上转动自如地支承着脚踏起动器轴27,在此一脚踏起动轴27上,焊接着与前述斜齿轮87相啮合的扇形斜齿轮91。在脚踏起动器轴27的端部也就是从盖子36向外突出的部分上形成花键,在此一花键上配合着设在脚踏起动器杆28(参照图8)上的花键。再者,标号92、93是复位弹簧。
在上述构成中,如果踏入起动脚蹬29,则脚踏起动器轴27和扇形斜齿轮91克服复位弹簧93而转动。斜齿轮87和扇形斜齿轮91,相互的螺旋方向设定成使得在扇形斜齿轮91由于起动脚蹬的踏入而转动的场合产生把支承轴87向皮带轮83一侧加载的推力。因而,如果踏入起动脚蹬29则支承轴87向皮带轮83一侧偏倚,杯形物89的端面上形成的驱动牙嵌式齿轮90与从动牙嵌式齿轮86相啮合。结果,使曲轴12旋转,发动机200的起动成为可能。如果发动机起动,则减弱起动脚蹬29的踏入,扇形斜齿轮91被复位弹簧92、93反转时,驱动牙嵌式齿轮90和从动牙嵌式齿轮91的啮合就解除。
下面,参照图9来说明润滑油的供给系统。机油供给部设在曲轴室9的下部。在油底壳147中,形成用来引入机油的管路148,机油按箭头D1被吸入摆线泵149。吸入摆线泵149的机油升高压力后被排出到管路150。按箭头D2、D3经由管路150输出到曲轴室内。
这里,在摆线泵149的泵轴151上结合着齿轮152,进而在此一齿轮152上啮合着结合在曲轴12上的齿轮61。也就是说,摆线泵149随着曲轴12的旋转被驱动,使润滑用的机油循环。
像以上说明的那样,在本实施例中,把驱动凸轮轴69用的链轮59或机油泵用驱动用的齿轮61,邻接支承曲轴12的轴承11地安装在曲轴12上。而且,在接近这些链轮59或齿轮61的位置,也就是离轴承11不远的位置上,配置了包括永久磁铁19的内转子15。特别是,接近轴承11配置了自动切换驱动和发电的调速器机构的调速器飞锤55。
下面,说明输出曲轴脉冲的传感器的配置。图10是表示发出曲轴脉冲的传感器(曲轴脉冲发生器)的配置的曲轴周围的侧视剖视图,图11是其主剖视图。在这些图中,曲轴箱由前曲轴箱99F和后曲轴箱99R组成,曲轴脉冲发生器153处于后曲轴箱99R一侧,与曲轴12垂直地设置。而且,其检测用端部153a对着左曲柄12L的外周缘配置。在前述左曲柄12L的外周上形成凸部也就是变磁阻器部154,曲轴脉冲发生器153与此一变磁阻器部154磁性上相结合而输出曲轴角的检测信号。
接下来,就发动机的停止起动系统进行说明。在此一系统中,备有限制怠速方式和允许怠速方式。具体地说,在限制怠速方式中一使车辆停止发动机就自动停止,在停止状态一操作油门发动机就自动地再次起动而车辆的起步成为可能(以下也称为“停止起步方式”)。此外,允许怠速方式有两种,其一中,以发动机起动时的热运行等为目的,在初次发动机起动后允许一时的怠速(以下称为“起动方式”)。在另一种中,按驾驶员的意图(开关进行的设定)始终允许怠速(以下称为“怠速开关方式”)。
图12是表示发动机200中的起动停止控制系统的总体构成的方框图。在该图中,与曲轴12同轴设置的起动兼发电装置250,由起动马达171和交流发电机(ACG)172构成,ACG 172产生的发电电力经由调节器·整流器167给蓄电池168充电。调节器·整流器167,把起动兼发电装置250的输出电压控制到12V至14.5V。蓄电池168,在起动机继电器162导通时向起动马达171供给驱动电流,同时经由主开关173把负载电流供给到各种一般的电器174和主控制装置160等。
在主控制装置160上,连接着检测发动机转速Ne用的Ne传感器(曲轴脉冲发生器)153,手动允许或限制发动机200的怠速用的怠速开关253,驾驶员一入座到座位就闭合触点而输出“H”电平的入座开关254,检测车速的车速传感器255,在停止起步方式中闪亮的准备指示灯256,检测油门开度θ的油门传感器257,驱动起动马达171而起动发动机200的起动机开关258,响应于制动器操作而输出“H”电平的停止开关259,蓄电池168的电压一低于预定值(例如10V)就点亮而向驾驶员警告充电不足的蓄电池指示灯276,以及水温传感器155。水温传感器155是检测发动机的冷却水温度的,根据此一检测结果可以判断发动机的暖机状态。
进而,在主控制装置160上,还连接着使火花塞65与曲轴12的旋转同步地点火的点火控制装置(包括点火线圈)161,把电力供给到起动马达171的起动机继电器162的控制端子,把电力供给到前照灯169的前照灯继电器163的控制端子,把电力供给到设置在化油器166上的副起动机165的副起动机继电器164的控制端子,以及在规定条件下产生警报声促使驾驶员注意的蜂鸣器175。
再者,向前照灯169的供电控制不限定于由前照灯继电器163进行的接通或切断切换。例如,可以代替前照灯继电器163而采用FET等开关元件,代替使供电切断,按规定的周期和占空比使开关元件断续从而实质上降低对前照灯169的施加电压,采用所谓斩波控制。
图13、图14是在功能上表示主控制装置160的构成的方框图(之1,之2),与图12相同的标号表示同一或同等部分。此外,图15中,一览表示下文述及的起动机继电器控制部400的控制内容,副起动机控制部900的控制内容,准备指示灯控制部600的控制内容,点火控制部700的控制内容,动作切换部300的控制内容,警告蜂鸣器控制部800的控制内容以及充电控制部500的控制内容。
图13的动作切换部300,在怠速开关253的状态和车辆的状态等为规定的条件时,切换到“起动方式”、“停止起步方式”和“怠速开关方式”中的某个方式,同时把“停止起步方式”进一步切换到完全禁止怠速的第1动作方案(以下称为“第1方案”),和在规定条件下例外地允许怠速的第2动作方案(以下称为“第2方案”)中的某个方案。第2方案,适合于作为防止在点亮前照灯169的状态下长时间停止发动机的场合的蓄电池耗尽的,蓄电池耗尽防止方式。
在动作切换部300的动作切换信号输出部301中,怠速开关253的状态信号被输入。怠速开关253的状态信号,在切断状态(限制怠速)下示出“L”电平,在接通状态(允许怠速)下示出“H”电平。车速持续判定部303备有定时器303a,在车速传感器255中如果检测到预定速度以上的车速持续超过预定时间则输出“H”电平的信号。
动作切换信号输出部301,如果怠速开关253和车速持续判定部303的输出信号,以及发动机的点火切断状态持续超过规定时间(在本实施例中为3分),则响应于成为“H”电平的点火切断信号S8021,输出切换主控制装置160的动作方式和动作方案用的信号S310a、S301b、S301c
图16是示意地表示动作切换信号输出部301产生的动作方式和动作方案的切换条件的图。在动作切换信号输出部301中,如果前述主开关173被投入而主控制装置160被复位,或者怠速开关253被置于接通(条件①成立),则“起动方式”由动作方式切换部301a起动。此时,动作方式切换部301a输出“L”电平的动作方式信号S301a
进而,在此一“起动方式”中如果检测到预定速度以上的车速持续超过预定时间(条件②成立),则动作方式由动作方式切换部301a从“起动方式”切换到“停止起步方式”。此时,动作方式切换部301a的动作方式信号S301a从“L”电平变成“H”电平。刚从前述“起动方式”过渡之后“第1方案”由动作方案切换部301b起动,怠速被禁止。此时,动作方案切换部301b的动作方案信号S301b成为“L”电平。
在“第1方案”中,如果由下文中详细述及的点火切断持续判定部802(图13)判定点火切断持续超过3分(条件③成立),则“停止起步方式”中的动作方案,由动作方案切换部301b从“第1方案”切换到“第2方案”。此时,从动作方案切换部301b输出的动作方案信号S301b从“L”电平变成“H”电平。
进而,如果在“第2方案”中前述条件②成立,则动作方案由动作方案切换部301b从“第2方案”切换到“第1方案”。此时,动作方案切换部301b的动作方案信号S301b从“H”电平变成“L”电平。
根据本发明者的调查,等待红绿灯或十字路口中的等待右转弯为30秒至2分左右,超过此一时间的停车是等待红绿灯或等待右转弯以外的停车,例如道路施工引起的单侧通行管制或者交通阻塞等的可能性很高。因此,在本实施例中,制成在按“停止起步方式”行进中如果强行使前照灯点亮着长时间(在本实施例中超过3分)停车也就是发动机停止,则把动作方案从“第1方案”切换到“第2方案”而允许怠速。因而,由于如果驾驶员把起动机开关258投入则可以再次起动发动机,在怠速状态下的停车成为可能,所以可以防止长时间持续点亮前照灯169产生的蓄电池耗尽。
另一方面,当主开关从切断切换到接通时,如果怠速开关为接通(条件⑥成立),则从怠速开关方式起动部301c输出的动作方式信号S301c从“L”电平变成“H”电平,“怠速开关方式”被起动。再者,在“停止起步方式”中不论“第1方案”和“第2方案”,如果怠速开关25被投入而条件④成立则“怠速开关方式”被起动。
此外,在“怠速开关方式”中如果使怠速开关253为切断(条件⑤成立),则从动作方式切换部301a输出的动作方式信号S301a成为“L”电平而“起动方式”被起动。
回到图13,在Ne判定部306中输入Ne传感器153的输出信号,如果发动机转速超过预定转速,则向前照灯控制部305输出“H”电平的信号。Ne判定部306,一旦发动机转速超过预定转速,则直到主开关173被切断都把该输出维持成“H”电平。前照灯控制部305根据前述各动作信号S301a、S301b、S301c,Ne判定部306的输出信号和行进判定部701的输出信号,把“H”电平或“L”电平的控制信号输出到前照灯继电器163的控制端子。如果“H”电平的信号输入到前照灯继电器163则前照灯169被点亮。
再者,在代替前照灯继电器163采用FET等开关元件的场合,前照灯控制部305不是输出“L”电平的控制信号,而是输出规定的周期和占空比的脉冲信号而斩波控制向前照灯169的供电。
前照灯控制部305,如图15中所示,除了“起动方式”以外始终输出接通信号。也就是说,在“起动方式”中,在由Ne判定部306检测到规定的设定转速(在本实施例中为1500rpm)以上的发动机转速,或者由行进判定部701判定车速大于0km时输出接通信号。
再者,在代替前照灯继电器163采用FET等开关元件的场合,在“停止起步方式”的“第1方案”中,可以通过根据下文中详述的点火控制来斩波控制开关元件的开闭而把蓄电池的放电抑制到最低限度。
也就是说,如果响应于车辆停止而点火控制被中断(切断),发动机自动停止,则前照灯控制部305,用规定的周期和占空比的脉冲信号斩波控制开关元件而使前照灯169减光,使得对前照灯169的施加电压从始终接通时的电压(例如13.1V)实质上降低到规定的减光电压(例如8.6V)。然后,如果根据起步操作再次开始点火控制,发动机再次起动,则前照灯控制部305向开关元件输出直流的“H”电平信号。
这样一来,在发动机的自动停止时不熄灭前照灯169,可以通过减光来抑制蓄电池的放电。因而,在以后的起步时可以减少从发电机向蓄电池的充电量,结果由于发电机的电负载减少所以起动时的加速性提高。
点火控制部700,针对前述各动作方式、动作方案,允许或禁止在规定的条件下由点火控制装置161进行的点火动作。行进判定部701根据从车速传感器255输入的检测信号来判别车辆是否处于行进状态,如果处于行进状态则输出“H”电平的信号。
‘或’电路702,输出行进判定部701的输出信号与油门传感器257的状态信号的逻辑和。‘或’电路704,输出前述动作方式信号S301a的翻转信号、动作方案信号S301b和动作方案信号S301c的逻辑和。‘或’电路703,向点火控制装置161输出前述各‘或’电路702、704的输出信号的逻辑和。点火控制装置161,如果输入信号为“H”电平则每隔规定的定时就实行点火动作,如果为“L”电平就中断点火动作。
点火控制部700,如图15中所示,由于如果是“起动方式”、“停止起步方式的第2方案”和“怠速开关方式”中的某一种,则‘或’电路704的输出信号成为“H”电平,所以从‘或’电路703始终输出“H”电平的信号。也就是说,在“起动方式”、“停止起步方式的第2方案”或“怠速开关方式”中,点火控制装置161始终动作。
与此相对照,由于在“停止起步方式的第1方案”中,‘或’电路704的输出信号为“L”电平,所以以由行进判定部701判定车辆正在行进中,或者油门打开而‘或’电路702的输出成为“H”电平为条件实行点火动作。与此相反,如果是停车状态,而且油门关闭,则中断点火动作。
警告蜂鸣器控制部800,在每种动作方式和动作方案中,根据车辆的行进状态或驾驶员的入座状态,作为促使驾驶员种种的注意用的警告,发出例如蜂鸣声。向未入座持续判定部801中输入入座传感器254的状态信号。未入座持续判定部801备有给驾驶员的未入座时间计时的定时器8012,定时器8012时间一结束就发出“H”电平的未入座持续信号S8012。再者,本实施例的定时器8012,预先设定成在1秒时使时间结束。
点火切断持续判定部802,备有给发动机的点火切断时间计时的定时器8021,一检测到点火切断状态后立即输出“H”电平的点火切断信号S8023同时使定时器8021起动。定时器8021时间一结束,就输出“H”电平的点火切断持续信号S8021。在本实施例中,定时器8021设定成在3分时使时间结束。
蜂鸣器控制部805,根据各动作方式(方案)信号S301a、S301b、S301c,未入座持续信号S8012,点火切断持续信号S8021,点火切断信号S8023,行进判定部701的输出信号以及油门传感器257的输出信号,来确定蜂鸣器175的接通/切断,在接通的场合向蜂鸣器驱动部814输出“H”电平的信号。
蜂鸣器控制部805,如图15中所示,如果动作方式为“起动方式”则使蜂鸣器175始终切断。在“停止起步方式的第1方案”中,如果点火切断状态下的未入座持续了定时器8012的过时时间(在本实施例中为1秒)以上,或者点火切断状态持续了定时器8021的过时时间(在本实施例中为3分)以上,则使蜂鸣器175为接通。在“停止起步方式的第2方案”中,在未点火(点火切断)时,如果根据来自油门传感器257的输入信号油门开度为“0”,而且行进判定部701根据来自车速传感器255的输入信号判定车速为0km,则使蜂鸣器175为接通。在“怠速开关方式”中,如果点火切断而且未入座持续1秒以上,则使蜂鸣器为接通。蜂鸣器驱动部814,如果蜂鸣器控制部805的输出信号成为“H”电平,则向蜂鸣器175输出反复0.2秒的接通和1.5秒的切断的蜂鸣器驱动信号。
这样一来,在本实施例的蜂鸣器控制中,在按“停止起步方式”行进中,如果例如道路施工引起的单侧交通管制等强行使前照灯点亮着长时间(在本实施例中超过3分)停车(发动机停止),则“停止起步方式”的动作方案从“第1方案”切换到“第2方案”,同时借助于蜂鸣器175把允许怠速的情况通知驾驶员。因而,驾驶员只要响应于蜂鸣器而把起动机开关258投入,就可以防止长时间持续点亮前照灯169产生的蓄电池耗尽。
在充电控制部500的加速操作检测部502中,根据来自油门传感器257的输入信号和来自车速传感器255的输入信号,如果车速大于0公里,而且油门从全闭状态开启到全开状态的时间,为例如0.3秒以内,则认为正在加速操作而产生一个加速操作检测脉冲。
起步操作检测部503,如果在车速0公里下发动机转速低于规定的设定转速(在本实施例中为2500rpm)时油门为“开”,则认为进行了起步操作而产生一个起步操作检测脉冲。充电限制部504,如果检测到前述加速检测脉冲信号则起动6秒定时器504a,直到该6秒定时器504a时间结束,控制调节器整流器167把蓄电池168的无电电压从平时的14.5V降低到12.0V。
如果用上述充电控制,则驾驶员急剧打开油门进行急加速时,或从停止状态起步时,充电电压降低,起动兼发电装置250的电负载暂时地降低。因而,由起动兼发电装置250带来的发动机200的机械负载也降低而加速性能提高。此外,如果在发动机自动停止时,对FET等开关元件进行斩波控制而把前照灯减光,把蓄电池的放电抑制到最低限度,则由于起动兼发电装置250的负载进一步降低所以加速性能进一步提高成为可能。
再者,充电限制部504,如图15中所示,如果6秒定时器504a时间结束,发动机转速超过设定转速(在本实施例中为7000rpm),或者油门开度减小,则停止充电控制而使充电电压恢复平时的14.5V。
在图14中,起动机继电器控制部400,根据前述各动作方式或动作方案,在规定的条件下起动起动机继电器162。Ne传感器153的检测信号向怠速以下判定部401供给。如果发动机转速低于规定的怠速转速(例如800rpm)则怠速以下判定部401输出“H”电平的信号。‘与’电路402输出怠速以下判定部401的输出信号、停止开关259的状态信号、以及起动机开关258的状态信号的逻辑积。‘与’电路404输出怠速以下判定部401的输出信号、油门传感器257的检测信号、以及入座开关254的状态信号的逻辑积。‘或’电路408输出前述各‘与’电路402、404的输出信号的逻辑和。
‘或’电路409输出动作方式信号S301c与动作方式信号S301a的翻转信号的逻辑和。‘与’电路403输出‘与’电路402的输出信号和‘或’电路409的输出信号的逻辑积。‘与’电路405输出前述‘与’电路404的输出信号、前述动作方式信号S301a、以及前述动作方案信号S301b的翻转信号的逻辑积。‘与’电路407输出前述动作方式信号S301a、动作方案信号S301b和‘或’电路408的输出信号的逻辑积。‘或’电路406向起动机继电器162输出前述各‘与’电路403、405、407的逻辑和。
如果用这种起动机继电器控制,则“起动方式”和“怠速开关方式”中由于‘或’电路409的输出信号为“H”电平所以‘与’电路403成为启用状态。因而,如果在发动机转速为怠速以下,而且停止开关259为接通状态(制动器正在操作)时起动机开关258被驾驶员接通而‘与’电路402的输出成为“H”电平,则起动机继电器162导通而起动马达171被起动。
此外,在“停止起步方式的第1方案”中,‘与’电路405成为启用状态。因而,如果发动机转速为怠速以下,入座开关254为接通状态(驾驶员正在入座到座位)而油门被打开,则‘与’电路404的输出成为“H”电平,起动机继电器162导通而起动马达171被起动。
进而,在“停止起步方式的第2方案”中,‘与’电路407成为启用状态。因而,如果前述各‘与’电路402、404中的某一个成为“H”电平,则起动机继电器162导通而起动马达171被起动。
停止时曲轴角控制部1000,在发动机停止时,使起动马达171逆转预先设定的时间使发动机停止在想要的曲轴角度位置。停止判定定时器1001监视Ne传感器153,在从Ne传感器153没有输出的状态持续预定时间Tx时输出时间结束信号(“H”电平)。此一时间结束信号表示发动机停止。停止判定定时器1001的时间结束信号输入到‘与’电路1002、‘与’电路1007、以及逆转许可定时器1004。
逆转许可定时器1004响应于来自停止判定定时器1001的时间结束信号把输出信号维持“H”电平直到时间Ty过去为止。时间Ty根据检测发动机冷却水的水温的水温传感器155的检测信号,水温越高则选择越短的时间。时间Ty与水温的关系在下文中针对图18述及。
在比较部1003中,设定成高于起动转速且低于怠速转速的基准转速Nref,与基于Ne传感器153的输出的发动机转速Ne进行比较。当发动机转速Ne高于基准转速Nref时输出表示发动机状态接通的信号“L”。此外,当发动机转速Ne低于基准转速Nref时输出表示发动机状态切断的信号“H”。来自比较部1003的信号输入到‘与’电路1002。
‘与’电路1002和逆转许可定时器1004的输出信号,以及凸轮传感器155的检测信号输入到‘与’电路1005,‘与’电路1005输出这些输出信号的逻辑和,此一逻辑和在逆变器1006中被翻转而供给到逆转继电器162a。
进而,逆转许可定时器1004的输出信号,输入到‘与’电路1007。‘与’电路1007的另一方的输入,连接停止判定定时器1001的时间结束信号。‘与’电路1007的输出输入到起动机继电器控制部400的‘或’电路406。再者,此一停止时曲轴角控制部1000的动作下文进一步述及。
在副起动机控制部900中,来自Ne传感器153的输出信号输入到Ne判定部901。如果发动机转速超过预定值则此一Ne判定部901输出“H”电平的信号而副起动机继电器164闭合。如果用这样的构成,则在任何动作方式中,都可以在发动机转速超过预定值时加浓燃料。
在指示灯控制部600中,来自Ne传感器153的输出信号输入到Ne判定部601,如果发动机转速超过预定值则Ne判定部601输出“H”电平的信号。‘与’电路602输出入座开关254的状态信号和Ne判定部601的输出信号的逻辑积。‘与’电路603把‘与’电路602的输出信号、前述动作方式信号S301a和动作方案信号S301b的翻转信号的逻辑积输出到准备指示灯256。准备指示灯256在输入信号为“L”电平时熄灭,在为“H”电平时闪亮。
也就是说,由于准备指示灯256在“停止起步方式”中的停车时闪亮,所以驾驶员可以认识到如果准备指示灯256正在闪亮,则即使发动机停止也只要打开油门就可以立即起步。
下面详细地说明起动时和停止时的起动马达171的控制。本实施例的发动机中,发动机起动时,使曲轴一度逆转到正转时的负载转矩小的位置之后,改为沿正转方向驱动起动马达使发动机起动。可是,仅靠使起动马达逆转一定时间,由于发动机的旋转摩擦的不同,无法从想要的曲轴角度开始正转。因此,像就图14说明的那样,制成在车辆停止时,按根据水温传感器155的输出确定的逆转时间使起动马达171逆转。借此,在一度停止时的再次起动时,可以避免负载转矩的影响而立即起动起步。
图17是表示起动马达171起动时的曲轴角度位置与跨越转矩也就是跨越上死点时所需的转矩的关系的图。在该图中,曲轴角度位置在压缩上死点C/T的前面450°~630°的范围也就是排气上死点O/T的前面90°~270°的范围(低负载范围)中跨越转矩小。另一方面,在压缩上死点C/T的前面90°~450°的范围(高负载范围)中跨越转矩大,特别是在压缩上死点C/T的前面180°处跨越转矩成为最大。也就是说,大体上在压缩上死点C/T的前面跨越转矩大,大体上在排气上死点的前面跨越转矩小。
因此,在本实施例中,在沿曲轴12的逆转方向给起动马达供能的场合,这样确定供能时间,即让曲轴12停止在前述低负载范围内。这样一来如果使曲轴12逆转到低负载范围,从该位置开始沿正转方向给起动马达171供能,则可以以小的跨越转矩跨越压缩上死点C/T。
可是,使发动机停止时,曲轴往往不停止在压缩上死点C/T附近(在逆转方向一侧从压缩上死点C/T到前面大约140°的范围)(施行调速不匀的范围)。因此,在使曲轴角度位置从压缩上死点C/T的前面大约140°变化到前述低负载范围的前端部,也就是排气上死点O/T的前面大约90°所需要的时间里,沿逆转方向给起动马达供能。
特别是,如果逆转超过曲轴12在压缩上死点C/T和排气上死点O/T之间旋转所需要的时间,也就是超过曲轴角度位置变化360°的时间,则无论在逆转开始时曲轴12处于什么位置,逆转超过360°之后的曲轴角度位置,包括在排气上死点O/T的前面,也就是低负载范围中。
图18,是表示起动马达171的逆转时间与发动机的冷却水温的关系的图,纵轴表示逆转时间Ty(秒),横轴表示水温。图中实线示出适用于起动机开关258产生的起动时的时间(第1时间)Ty1,点划线示出适用于根据油门传感器257的输出检测到起步操作而使发动机再次起动时的时间(第2时间)Ty2。这些第1时间和第2时间针对发动机的冷却水温也就是针对旋转摩擦而测定使曲轴逆转360°所需要的时间来确定。再者,逆转时的起动马达171的转速和转矩,设定成小于压缩上死点C/T的跨越转矩的值。
第1时间与第2时间的不同,是因为各自的起动形态而使暖机的程度不同,由于此一程度,即使发动机的冷却水温相同旋转摩擦也不同的缘故。由于借助于起动机开关258初次起动的场合,与根据油门传感器257的输出检测到起步操作而使发动机再次起动的场合相比,暖机不充分而摩擦大,所以逆转时间加长(Ty1>Ty2)。
再者,发动机冷却水温越高,也就是旋转摩擦越小,则第1时间对第2时间之比越小。这是因为如果水温变高而旋转摩擦变小,则未暖机的初次起动时,与暖机充分的再次起动时逆转时间产生的曲轴12的转动量差异不大的缘故。
下面,说明用于发动机停止时的起动马达171的动作的构成。图1是起动马达171的正逆转电路。在图1中,如果停止时曲轴角控制部1000根据Ne传感器153的检测信号判断成发动机停止,则把起动机继电器162(以下称为“继电器RyA”)接通,同时把逆转继电器162a(以下称为“继电器RyB”)切断。此一继电器切换状态,像针对图14说明的那样保持根据作为摩擦的检测机构的水温传感器155的水温检测结果所确定的时间Ty1或时间Ty2。此外,在起动机继电器400中输入起动机开关258和停止开关259等的接通·切断信号,如果满足起动条件则继电器RyA被切断。
另一方面,起动马达171经由继电器RyB的第1触点Ryb1连接到继电器RyA的触点Rya,同时经由继电器RyB的第2触点Ryb2和电阻R连接到继电器RyA的触点Rya。继电器RyA的触点Rya的另一端连接到蓄电池168的正端子,进而,蓄电池168的负端子连接到前述第1触点Ryb1的常闭(NC)侧和Ryb2的常开(NO)侧。
在此一构成中,在继电器RyB接通,继电器RyA切断的场合,电流沿着箭头RR方向流到起动马达171而马达171逆转。也就是说,发动机停止之后,曲轴12逆转到经过与发动机冷却水温相对应的时间Ty1或时间Ty2。另一方面,在继电器RyA接通,继电器RyB接通的场合,第1和第2触点Ryb1、Ryb2切换到与图示相反一侧,电流沿着箭头RF方向流到起动马达171而起动马达171正转。继电器RyA切断时不给起动马达171供电,曲轴12不旋转。
再者,起动马达171,为了减轻重量和小型化,使用小转矩马达,正转时使其为提前角而增大转矩。因而,逆转时因为成了滞后角故转矩仅有正转时的转矩的1/2至1/3。进而在逆转的场合,因为出于保护继电器触点的目的而使电流流过电阻R,故电流比正转的场合受限制,所以逆转时转速比正转时低得多。借助于这些相互促进的作用,假如,逆转的开始位置接近前述低负载范围,或者已经进入低负载范围,即使让曲轴逆转到压缩上死点C/T,也不会跨越此一压缩上死点C/T逆转到不希望的曲轴角度位置,也就是正转时跨越压缩上死点C/T时需要大的负载转矩的位置。因而,即使在逆转结束时曲轴角度位置达到压缩上死点C/T附近,停止通电时曲轴也从压缩上死点C/T沿正转方向转动而停止。
接下来,参照图19的程序框图来说明上述控制。此一程序框图中所示的处理,主开关173一被接通操作就实行,如果起动机开关258接通,而且停止开关259切断,则开始起动控制。首先,在步骤S1里,借助于水温传感器155的输出来检测发动机冷却水温。在步骤S2里,从前述表(参照图18)中读出与检测的前述水温相对应的逆转时间Ty1。在步骤S3里把继电器RyA接通,使把此一接通状态维持时间Ty1的定时器T1起动。此时,由于继电器RyB切断,所以曲轴12逆转。
在步骤S4里,判断定时器T1是否达到时间Ty1,如果此一判断为肯定则进到步骤S5。在步骤S5里把继电器RyB接通而开始曲轴的正转。与此同时把定时器T1清零。在步骤S6里判断起动机开关258是否切断,如果驾驶员切断起动机开关258,则此一判定为肯定而进到步骤S7。
在步骤S7里把继电器RyA切断,在步骤S8里使定时器Tp起动。在步骤S9里判断定时器Tp的值是否经过了继电器RyB的触点保护用的时间t1。如果经过了时间t1则在步骤S10里把继电器RyB切断。在步骤S11里把定时器Tp复位。
如果起动控制结束,则判别以下的控制种类(步骤S12),各自的控制,也就是点火控制(步骤S13),充电控制(步骤S14),前照灯控制(步骤S15),以及蜂鸣器控制(步骤S16)等被反复而车辆继续行进。在行进中,如果预定的条件成立,则为了起动控制而进到步骤S1,或者过渡到发动机停止控制(在下文中详细述及)。
下面,说明发动机停止控制的处理。在图20的程序框图中,在步骤S21里借助于水温传感器155的输出来检测发动机冷却水温度。在步骤S22里,从前述表(参照图18)中读出与检测的前述水温相对应的逆转时间Ty2。在步骤S23里把继电器RyA接通,使用于把此一接通状态维持时间Ty2的定时器T2起动。此时,由于继电器RyB切断,所以曲轴12逆转。
在步骤S24里,判断定时器T2是否达到时间Ty2,如果此一判断为肯定则进到步骤S25。在步骤S25里把定时器T2清零。在步骤S26里,把继电器RyA切断。如果继电器RyA切断,则起动马达171停止。
在步骤S27里发动机起动条件成立与否,也就是如果起动机开关258接通,而且停止开关259接通则发动机起动条件成立。如果发动机起动条件成立,则进到步骤S28而把继电器RyB接通。通过把继电器RyB接通,正转的准备完成。在步骤S29里使定时器Tp起动。在步骤S30里判断定时器Tp的值是否经过了继电器RyB的触点保护用的时间t1。如果经过了时间t1则在步骤S31里把定时器Tp复位,在步骤S32里把继电器RyA接通。借此曲轴12开始旋转。由于在步骤S28里继电器RyB成为接通,所以曲轴12的旋转方向为正转方向。在步骤S33里判别发动机是否起动,如果发动机起动了则进到步骤S7(图19)。
在步骤S33为否定的场合,也就是在虽然预先使曲轴12逆转,但是通过此后的正转动作发动机未能起动的场合,在步骤S34里把继电器RyA切断而使起动马达171一度停止,为了逆转,在步骤S35里把继电器RyB切断。在步骤S36里把继电器RyA接通,使把此一接通状态维持时间Ty1的定时器T1起动。在时间Ty1里,曲轴12逆转。
在步骤S37里,判断定时器T1是否达到时间Ty1,如果此一判断为肯定则进到步骤S38。在步骤S38里把继电器RyB接通而开始曲轴的正转。与此同时把定时器T1清零。在步骤S39里,判断发动机是否起动,如果发动机起动了则进到步骤S7。
这样地,使起动马达逆转之后,再使其正转也未能起动发动机时,不论曲轴角度位置处于什么位置,立即使曲轴12逆转之后,再次使其正转。
在本实施例中,采用冷却水温度作为代表成为曲轴12的负载的摩擦的参数,但是确定逆转时间的参数不限定于此。例如,也可以设置检测机油的温度的机构,根据此一温度来确定逆转时间。
像以上详细描述的那样,如果用技术方案1~6的发明,则不论旋转摩擦的大小,使曲轴逆转并停止时的曲轴角度位置,可以控制成从该位置正转时可以以小的负载转矩来起动的位置。特别是,由于不用判断曲轴角度处于容易起动的位置还是处于难以起动的位置,就可以进行上述控制,所以不需要例如凸轮脉冲发生器等,检测曲轴角度位置用的部件。因而,可以实现发动机的减轻重量、小型化、降低成本。
由于可以根据发动机的暖机程度来设定逆转时间,所以可以缩短暖机时的逆转时间而实现敏捷的起动性。特别是,在响应于驾驶员的起步操作而进行使发动机再次起动的控制的场合,不仅能缩短起步之前的时间,而且还可以通过取恰当的逆转时间而实现通电时间的缩短,可以减小电力损失。

Claims (6)

1.一种发动机起动装置,该发动机起动装置在使曲轴逆转了预定的逆转时间之后,使之正转而起动发动机,其特征在于,
前述逆转时间,根据发动机的旋转摩擦来设定,在该旋转摩擦大的场合设定得长些,在该旋转摩擦小的场合设定得短些。
2.权利要求1所述的发动机起动装置,其特征在于,用发动机温度来代表前述旋转摩擦,在发动机温度高时把前述逆转时间设定得短些,在发动机温度低时把前述逆转时间设定得长些。
3.权利要求1或2所述的发动机起动装置,其特征在于,前述逆转时间设定成超过在预定的发动机旋转摩擦时,曲轴转过压缩上死点与排气上死点间所需的时间。
4.权利要求1~3中的任何一项中所述的发动机起动装置,其特征在于,
具备在车辆停止时使发动机停止,响应于驾驶员进行的起步操作而使发动机再次起动的发动机停止起动控制机构,
该发动机的再次起动时的前述逆转时间,设定成短于初次发动机起动时的逆转时间。
5.权利要求1~4中的任何一项中所述的发动机起动装置,其特征在于,初次发动机起动时的前述逆转时间对再次起动时的前述逆转时间之比,设定成前述旋转摩擦越小则越大。
6.权利要求1~5中的任何一项中所述的发动机起动装置,其特征在于,前述曲轴的逆转时的转速和转矩,设定成小于跨越压缩上死点所需的转矩。
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