DE102010017025B4

DE102010017025B4 - System zum Starten einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102010017025B4
Application number: DE102010017025.9A
Authority: DE
Inventors: Hideya NOTANI; Akira Kato; Takashi Senda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: DE102010017025A1; JP2011001949A; JP5029680B2

Abstract

Maschinenstartsystem zum Bewirken, dass ein Starter (10) mit einem Ritzel (16) das Ritzel (16) mit einem Hohlrad (22), das mit einer Ausgangswelle (21) einer Verbrennungsmaschine (20) gekoppelt ist, ansprechend darauf in Eingriff bringt, dass eine Maschinenneustartbedingung nach einem automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine (20) erfüllt ist (S10; S30), sodass die Verbrennungsmaschine (20) gekurbelt wird, mit:einer Drehungsstarteinheit (SL1), die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) eine Drehung des Ritzels (16) ansprechend auf eine Zeit (t1; 111) eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung startet;einer Drehgeschwindigkeitsmesseinheit (23), die konfiguriert ist, um als eine Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) eine Drehgeschwindigkeit (NE) der Verbrennungsmaschine (20) zu der Zeit (t1; 111) eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung zu messen;einer Zeitbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) eine Zeit (TP) zu bestimmen (S18; S40), die von dem Start einer Drehung des Ritzels (16) durch die Drehungsstarteinheit (SL1) zu einem Eingriff des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) erforderlich ist, wobei eine Drehgeschwindigkeit (Nep) des Ritzels (16) mit einer Drehgeschwindigkeit des Hohlrads (22) synchronisiert ist; undeiner Eingriffssteuereinheit, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) den Eingriff des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) gemäß der Zeit (TP), die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, steuert.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maschinenstartsysteme, die entworfen sind, um ein Ritzel eines Starters mit einem Hohlrad von Verbrennungsmaschinen in Eingriff zu bringen, und das Ritzel zusammen mit dem Hohlrad zu drehen, um dadurch die Verbrennungsmaschinen zu kurbeln.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Einige Typen von Fahrzeugen, in die ein Maschinen-Stopp- und Start-System, wie zum Beispiel ein Leerlaufreduzierungssteuersystem, eingebaut ist, sind für eine Reduzierung des Kraftstoffaufwands, der Abgasemission und dergleichen entwickelt. Solche Maschinen-Stopp- und Start-Systeme sind entworfen, um ansprechend auf einen Maschinenstoppbetrieb eines Fahrers, wie zum Beispiel ein Niederdrücken des Bremspedals durch den Fahrer, den Kraftstoff, mit dem eine Verbrennungsmaschine eines Fahrzeugs versorgt wird, zu sperren, um dieselbe automatisch zu stoppen. Nach dem Stopp der Verbrennungsmaschine sind diese Maschinen-Stopp- und Start-Systeme so entwickelt, um ansprechend auf eine Tätigkeit eines Fahrers, um das Fahrzeug neu zu starten, wie zum Beispiel ein Niederdrücken des Maschinenpedals durch den Fahrer, zu bewirken, dass ein Starter die Verbrennungsmaschine kurbelt, sodass die Verbrennungsmaschine, auf die einfach als „Maschine“ Bezug genommen ist, neu gestartet wird.
Um die Maschine neu zu starten, liefert der Starter auf die gleiche Art und Weise wie bei einem normalen Starten der Maschine ansprechend auf den Betrieb eines Zündschlüssels durch den Fahrer eine Anfangsdrehung einer Ausgangswelle, wie zum Beispiel einer Kurbelwelle, der Maschine. Der Starter stellt genauer gesagt ein Ritzel, das an einer Ausgangswelle eines Motors angebracht ist, zu einem Hohlrad, das mit der Kurbelwelle der Maschine gekoppelt ist, sodass das Ritzel mit dem Hohlrad in Eingriff gebracht wird.
Der Starter dreht danach den Motor, um dadurch das Hohlrad zu drehen. Die Drehung des Hohlrads startet ein Kurbeln der Maschine, sodass dieselbe gestartet wird.
Angesichts eines Verbesserns einer Fahrbarkeit ist es erforderlich, dass solche Stopp- und Start-Systeme die Maschine ansprechend auf das Auftreten einer Maschinenneustartanfrage so unverzüglich wie möglich neu starten. Verschiedene Verfahren wurden vorgeschlagen, um ein solches Erfordernis zu erfüllen, wobei ein Beispiel derselben in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. JP 2005 - 330 813 A offenbart ist.
Die Patenveröffentlichung offenbart ein Maschinen-Stopp- und Start-System, das entworfen ist, um, wenn eine Maschinenneustartanfrage auftritt, während die Drehung der Maschine abfällt, zu bewirken, dass der Starter das Kurbeln vor dem Stopp der Drehung der Kurbelwelle der Maschine startet.
Nach dem automatischen Stopp der Maschine bewirkt genauer gesagt, wenn eine Maschinenneustartanfrage auftritt, bevor die Drehung der Kurbelwelle null ist, das Maschinen-Stopp- und Start-System, dass der Starter das Ritzel hinauf zu einer Position nahe dem Hohlrad stellt und das Ritzel dreht, während das Ritzel bei der Position gehalten wird. Wenn bestimmt wird, dass die Drehgeschwindigkeit des Ritzels, die durch eine erfassende Einrichtung, wie zum Beispiel einen Sensor, gemessen wird, mit derselben des Hohlrads (der Kurbelwelle der Maschine) synchronisiert ist, bewirkt das Maschinen-Stopp- und Start-System, dass der Starter das Ritzel mit dem Hohlrad in Eingriff bringt, um die Maschine zu kurbeln.
Der Starter weist genauer gesagt eine Nebenschlussspule zusätzlich zu einer Reihenspule auf; diese Spulen sind um den Anker des Motors des Starters gewickelt. Das Maschinen-Stopp- und Start-System ist adaptiert, um die Drehgeschwindigkeit des Ritzels durch Anpassen des Tastverhältnisses der Nebenschlussspule zu steuern. Zum Synchronisieren der Drehgeschwindigkeit des Ritzels mit derselben des Hohlrads bestimmt das Maschinen-Stopp- und Start-System gemäß dem Strom gegen die Ritzel-UpM-Charakteristiken des Starters das Tastverhältnis der Nebenschlussspule und versorgt die Nebenschlussspule gemäß den Charakteristiken mit einem Strom, um dadurch die UpM des Ritzels bis zu Ziel-UpM zu erhöhen.
Das Maschinen-Stopp- und Start-System ist ferner adaptiert, um die Stellgeschwindigkeit des Ritzels durch Anpassen des Tastverhältnisses einer Solenoid-Betätigungsvorichtung zum Stellen des Ritzels zu steuern. Das Maschninen-Stopp- und Start-System erregt genauer gesagt gemäß einem voreingestellten Wert des Tastverhältnisses die Solenoid-Betätigungsvorrichtung, um dadurch das Ritzel langsam zu dem Hohlrad zu stellen. Wenn die UpM des Ritzels, die durch die erfassende Einrichtung gemessen werden, mit derselben des Hohlrads synchronisiert sind, ändert das Maschinen-Stopp- und Start-System den voreingestellten Wert des Tastverhältnisses der Solenoid-Betätigungsvorrichtung auf einen maximalen Wert desselben, um die Stellkraft des Ritzels zu maximieren, sodass das Ritzel mit dem Hohlrad rasch in Eingriff gebracht wird. Diese Steuerung des Starters ermöglicht dem Ritzel, mit dem Hohlrad unverzüglich in dem Moment verzahnt zu werden, wenn die Synchronisation eingerichtet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder haben entdeckt, dass es einen Punkt gibt, der bei dem Maschinen-Stopp- und Start-System, das in der Patentveröffentlichung offenbart ist, verbessert werden sollte.
Das Maschinen-Stopp- und Start-System, das in der Patentveröffentlichung offenbart ist, erfordert genauer gesagt eine Steuerung der UpM des Ritzels gemäß dem Tastverhältnis der Nebenschlussspule und eine Steuerung des Stellzeitpunkts des Ritzels zu dem Hohlrad gemäß dem Tastverhältnis der Solenoid-Betätigungsvorrichtung, um dem Zeitpunkt eines Eingriffs des Ritzels mit dem Hohlrad anzupassen.
Diese Erfordernisse resultieren in einer Verkomplizierung einer Steuerung des Starters zum Neustarten der Maschine. Das Maschine-Stopp- und Start-System, das in der Patentveröffentlichung offenbart ist, erfordert zusätzlich eine spezifische Struktur des Starters, wie zum Beispiel die Nebenschlussspule zusätzlich zu der Reihenspule, zum Implementieren der komplizierten Steuerung des Starters.
Angesichts der Umstände, die im Vorhergehenden dargelegt sind, strebt die vorliegende Erfindung danach, Maschinenstartsysteme zu schaffen, die entworfen sind, um sich dem Punkt, der bei dem herkömmlichen Maschinen-Stopp- und Start-System, das im Vorhergehenden dargelegt ist, verbessert werden sollte, zu widmen.
Die vorliegende Erfindung zielt genauer gesagt darauf ab, Maschinenstartsysteme zu schaffen, von denen jedes entworfen ist, um das Ritzel mit dem Hohlrad zu einem geeigneten Zeitpunkt in Eingriff zu bringen, ohne eine solch komplizierte Steuerung eines Starters und eine solch spezifische Struktur des Starters zum Implementieren der komplizierten Steuerung derselben zu verwenden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Maschinenstartsystem geschaffen, um zu bewirken, dass ein Starter mit einem Ritzel das Ritzel mit einem Hohlrad, das mit einer Ausgangswelle einer Verbrennungsmaschine gekoppelt ist, ansprechend darauf in Eingriff bringt, dass eine Maschinenneustartbedingung nach einem automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine erfüllt ist, sodass die Verbrennungsmaschine gekurbelt wird. Das Maschinenstartsystem weist eine Drehungsstarteinheit auf, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter eine Drehung des Ritzels ansprechend auf eine Zeit eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung startet. Das Maschinenstartsystem weist eine Drehgeschwindigkeitsmesseinheit auf, die konfiguriert ist, um als eine Startdrehgeschwindigkeit eine Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine zu der Zeit eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung zu messen. Das Maschinenstartsystem weist eine Zeitbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit eine Zeit zu bestimmen, die von dem Start einer Drehung des Ritzels durch die Drehungsstarteinheit bis zu einem Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad erforderlich ist, wobei eine Drehgeschwindigkeit des Ritzels mit einer Drehgeschwindigkeit des Hohlrads synchronisiert ist, auf. Das Maschinenstartsystem weist eine Eingriffssteuereinheit, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter den Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad gemäß der Zeit, die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, steuert, auf.
Wenn eine Maschinenneustartbedingung nach einem automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine erfüllt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Ritzels mit der Drehgeschwindigkeit des Hohlrads nicht synchronisiert war, wird das Ritzel mit dem Hohlrad nicht ruhig in Eingriff gebracht, was darin resultiert, dass eine längere Zeit, bis ein Kurbeln der Verbrennungsmaschine gestartet wird, benötigt wird und/oder ein Stoß aufgrund eines Eingriffs dazwischen erzeugt wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben sich auf die Tatsache konzentriert, dass sich die Zeit, die von dem Start einer Drehung des Ritzels zu einem Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad, wobei ihre Drehgeschwindigkeiten miteinander synchronisiert werden, abhängig von der Drehgeschwindigkeit (Startdrehgeschwindigkeit) der Verbrennungsmaschine zu der Zeit eines Erfüllens einer Maschinenneustartbedingung ändert.
Das heißt, der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung bestimmt gemäß der Startdrehgeschwindigkeit eine Zeit, die von dem Start einer Drehung des Ritzels durch die Drehungsstarteinheit zu einem Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad, wobei die Drehgeschwindigkeit des Ritzels mit der Drehgeschwindigkeit des Hohlrads synchronisiert wird, erforderlich ist. Somit ermöglicht der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad zu einen geeigneten Zeitpunkt gemäß der Startdrehgeschwindigkeit. Zusätzlich bestimmt der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung die Zeit, die von dem Start einer Drehung des Ritzels durch die Drehungsstarteinheit zu dem Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad erforderlich ist, durch hauptsächlich Berechnen der Startdrehgeschwindigkeit. Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung bringt somit das Ritzel mit dem Hohlrad in Eingriff, wobei ihre Drehgeschwindigkeiten miteinander synchronisiert werden, ohne eine komplizierte Steuerung des Starters und spezifische Strukturen des Starters zum Implementieren der komplizierten Steuerung desselben zu verwenden. Dies macht es möglich, Nachteile bei dem Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad zu verhindern.
Gemäß einem alternativen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Maschinenstartsystem geschaffen, um zu bewirken, dass ein Starter mit einem Ritzel das Ritzel mit einem Hohlrad, das mit einer Ausgangswelle einer Verbrennungsmaschine gekoppelt ist, ansprechend darauf in Eingriff bringt, dass eine Maschinenneustartbedingung nach einem automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine erfüllt wird, sodass die Verbrennungsmaschine gekurbelt wird. Das Maschinenstartsystem weist eine Drehungsstarteinheit, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter eine Drehung des Ritzels ansprechend auf eine Zeit eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung startet, und eine Drehgeschwindigkeitsmesseinheit, die konfiguriert ist, um, als eine Startdrehgeschwindigkeit, eine Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine zu der Zeit eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung zu messen, auf. Das Maschinenstartsystem weist eine Zeitbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit eine Zeit zu bestimmen ist, die dafür erforderlich ist, dass ein Unterschied zwischen einer Drehgeschwindigkeit des Ritzels und einer Drehgeschwindigkeit des Hohlrads nach dem Start der Drehung des Ritzels innerhalb eines voreingestellten Bereichs ist, und eine Eingriffssteuereinheit auf, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter den Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad gemäß der Zeit, die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, steuert.
Der alternative Aspekt der vorliegenden Erfindung bestimmt gemäß der Starterdrehgeschwindigkeit eine Zeit, die dafür erforderlich ist, dass der Unterschied zwischen der Drehgeschwindigkeit des Ritzels und der Drehgeschwindigkeit des Hohlrads nach dem Start einer Drehung des Ritzels innerhalb eines voreingestellten Bereichs ist, anstelle der Zeit, die von dem Start einer Drehung des Ritzels durch die Drehungsstarteinheit zu einem Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Wenn beispielsweise der Unterschied zwischen der Drehgeschwindigkeit des Ritzels und der Drehgeschwindigkeit des Hohlrads nach dem Start einer Drehung des Ritzels innerhalb des voreingestellten Bereichs sein soll, wird die Drehgeschwindigkeit des Ritzels mit der Drehgeschwindigkeit des Hohlrads synchronisiert.
Der alternative Aspekt der vorliegenden Erfindung erreicht somit die gleichen Vorteile, die durch den einen Aspekt der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts ist die Eingriffssteuereinheit konfiguriert, um zu bewirken, dass der Starter gemäß der Zeit, die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, einen Zeitpunkt steuert, um den Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad nach dem Start einer Drehung des Ritzels durch die Drehungsstarteinheit zu starten.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts wird die Verbrennungsmaschine durch eine Drehung des Ritzels mit einer ersten Drehgeschwindigkeit, wobei das Ritzel mit dem Hohlrad in Eingriff gebracht ist, ansprechend auf ein Einschalten eines Starterschalters gekurbelt, und die Drehungsstarteinheit ist konfiguriert, um zu bewirken, dass der Starter eine Drehung des Ritzels mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit ansprechend auf die Zeit eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung kurbelt, wobei die erste Drehgeschwindigkeit identisch zu der zweiten Drehgeschwindigkeit ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts ist die Eingriffssteuereinheit konfiguriert, um zu bewirken, dass der Starter den Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad gemäß der Zeit, die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, wenn die Zeit gleich oder länger als eine Zeit ist, die von einem Start des Eingriffs des Ritzels mit dem Hohlrad zu einem Abschluss des Eingriffs des Ritzels mit dem Hohlrad erforderlich ist, steuert.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts ist die Eingriffssteuereinheit konfiguriert, um ein Steuern des Eingriffs des Ritzels mit dem Hohlrad gemäß der Zeit, die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, wenn die Zeit kürzer als eine Zeit ist, die von einem Start des Eingriffs des Ritzels mit dem Hohlrad zu einem Abschluss des Eingriffs des Ritzels mit dem Hohlrad erforderlich ist, abzuschalten.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts weist der Starter eine Kupplung auf, die eine Übertragung einer Drehung des Ritzels hin zu dem Starter sperrt, wenn die Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine höher als eine Drehgeschwindigkeit des Ritzels ist, und die Zeitbestimmungseinheit ist konfiguriert, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit die Zeit zu bestimmen, sodass der Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad ausgeführt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine höher als die Drehgeschwindigkeit des Ritzels ist und ein Unterschied zwischen der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine und der Drehgeschwindigkeit des Ritzels gleich oder niedriger als ein voreingestellter Wert ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts ist die Zeitbestimmungseinheit konfiguriert, um die Zeit gemäß der Drehgeschwindigkeit und gemäß mindestens einer Betriebsbedingung der Verbrennungsmaschine oder einer Betriebsbedingung eines Zubehörs, das durch die Verbrennungsmaschine getrieben ist, zu bestimmen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts weist ferner eine Bereitschaftszeit-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist um eine Bereitschaftszeit von der Zeit eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung zu dem Start einer Drehung des Ritzels gemäß der Startdrehgeschwindigkeit, die durch die Drehgeschwindigkeitsmesseinheit gemessen wird, zu bestimmen. Die Drehungsstarteinheit ist konfiguriert, um zu bewirken, dass der Starter die Drehung des Ritzels gemäß der Bereitschaftszeit, die durch die Bereitschaftszeit-Bestimmungseinheit bestimmt wird, startet.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts wird die Bereitschaftszeit auf einen Wert bestimmt, bei dem der Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad in einem frühen Stadium des Starts einer Drehung des Ritzels innerhalb einer Dauer, während der die Drehgeschwindigkeit ansteigt, ausgeführt wird, wobei das frühe Stadium des Starts einer Drehung des Ritzels eine Anstiegszeit der Drehgeschwindigkeit des Ritzels aufweist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts ist die Bereitschaftszeit-Bestimmungseinheit konfiguriert, um die Bereitschaftszeit gemäß einem Parameter, der einer Betriebsbedingung des Starters zugeordnet ist, zu bestimmen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts weist eine Speicherungseinheit, die konfiguriert ist, um darin Informationen, die eine Funktion zwischen einer Variablen der Zeit, die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, und einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit angibt, zu speichern. Die Zeitbestimmungseinheit ist konfiguriert, um auf die Informationen, die in der Speicherungseinheit gespeichert sind, Bezug zu nehmen und einen Wert der Zeit, der einem Wert der Startdrehgeschwindigkeit entspricht, als die Zeit, die dadurch bestimmt wird, wiederzugewinnen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des einen oder alternativen Aspekts weist eine Speicherungseinheit, die konfiguriert ist, um darin Informationen, die eine Funktion zwischen einer Variablen der Zeit, die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, und einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit angeben, zu speichern, auf, dadurch charakterisiert, dass die Zeitbestimmungseinheit konfiguriert ist, um auf die Informationen, die in der Speicherungseinheit gespeichert sind, Bezug zu nehmen und einen Wert der Zeit, der einem Wert der Startdrehgeschwindigkeit entspricht, als die Zeit, die dadurch bestimmt wird, wiederzugewinnen, und dass die Informationen, die in der Speicherungseinheit gespeichert sind, konfiguriert sind, um abhängig von mindestens einer Betriebsbedingung der Verbrennungsmaschine oder einer Betriebsbedingung eines Zubehörs, das durch die Verbrennungsmaschine getrieben ist, geändert zu werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Aufgaben und Aspekte der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:

1 ein schematisches Systemkonfigurationsdiagramm eines Maschinensteuersystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Zeitdiagramm, das ein Übergangsbeispiel einer Maschinengeschwindigkeit (einer Hohlraddrehgeschwindigkeit) über der Zeit und ein Übergangsbeispiel einer Ritzeldrehgeschwindigkeit über der Zeit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
3 ein Flussdiagramm, das eine Starter-Treibroutine, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
4 eine Ansicht, die ein Beispiel von Informationen, die eine Funktion (Beziehung) zwischen einer Variablen der Maschinengeschwindigkeit zu der Zeit des Auftretens einer Maschinenneustartanfrage und einer Variablen einer Stellungsbereitschaftszeit in einem Abbildungsformat gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellen, schematisch darstellt;
5 eine Ansicht, die ein Beispiel von Anstiegscharakteristiken der Ritzeldrehgeschwindigkeit durch eine Drehung eines Motors über der Zeit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
6 ein Flussdiagramm, das eine Starter-Treibroutine, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
7 eine Ansicht, die ein Beispiel von Informationen, die eine Funktion (Beziehung) zwischen einer Variablen der Maschinengeschwindigkeit zu der Zeit des Auftretens einer Maschinenneustartanfrage und einer Variablen einer Drehungsverzögerungszeit in einem Abbildungsformat gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellen, schematisch darstellt; und
8 ein Zeitdiagramm, das ein Übergangsbeispiel der Maschinengeschwindigkeit (der Hohlraddrehgeschwindigkeit) über der Zeit und ein Übergangsbeispiel der Ritzeldrehgeschwindigkeit über der Zeit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Bei den Ausführungsbeispielen sind zwischen den Ausführungsbeispielen gleiche Teile, denen gleiche Bezugszeichen zugewiesen sind, weggelassen oder in einer redundanten Beschreibung vereinfacht.
Erstes Ausführungsbeispiel
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung auf ein Maschinenstartsystem angewendet, das als ein Teil eines Maschinensteuersystems CS (= engine control system), das in einem Motorfahrzeug eingebaut ist, entworfen ist. Das Maschinensteuersystem weist eine elektronische Steuereinheit (ECU; ECU = electronic control unit) 30 als eine zentrale Vorrichtung derselben auf und ist betriebsfähig, um die Quantität eines Kraftstoffs, der zu spritzen ist, und den Zeitpunkt einer Zündung zu steuern und eine Aufgabe eines automatischen Stoppens einer Verbrennungsmaschine (auf die einfach als Maschine Bezug genommen ist) 20 und eine Aufgabe eines Neustartens der Maschine 20 auszuführen. Ein Beispiel der Gesamtstruktur des Maschinensteuersystems CS ist in 1 dargestellt.
Bezug nehmend auf 1 hat die Maschine 20 eine Kurbelwelle 21 als eine Ausgangswelle derselben, an deren einem Ende ein Hohlrad 22 direkt oder indirekt gekoppelt ist.
Die Maschine 20 arbeitet, um eine Luft-Kraftstoff-Mischung oder Luft durch einen sich bewegenden Kolben innerhalb jedes Zylinders zu verdichten und die verdichtete Luft-Kraftstoff-Mischung oder die Mischung der verdichteten Luft und des Kraftstoffs innerhalb jedes Zylinders zu verfeuern, um die Kraftstoffenergie in eine mechanische Energie, wie zum Beispiel eine Rotationsenergie, zu ändern, sodass die Kurbelwelle 21 gedreht wird. Die Drehung der Kurbelwelle 21 wird durch einen Antriebsstrang, der in dem Motorfahrzeug eingebaut ist, zu Antriebsrädern übertragen, um dadurch das Motorfahrzeug anzutreiben. Öl (Maschinenöl) ist innerhalb jedes Zylinders, um zwei Teile, die in der Maschine 20 platziert sind, um miteinander in Berührung zu sein, wie zum Beispiel der sich bewegende Kolben und jeder Zylinder, zu schmieren.
Die Maschine 20 ist mit beispielsweise einem Zündsystem 51 und einem Kraftstoffeinspritzsystem 53 eingebaut.
Das Zündsystem 51 weist Betätigungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Zünder, AC auf und bewirkt, dass die Betätigungsvorrichtungen AC einen elektrischen Strom oder einen Funken liefern, um eine Luft-Kraftstoff-Mischung in jedem Zylinder der Maschine 20 zu zünden, sodass die Luft-Kraftstoff-Mischung verfeuert wird.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 53 weist Betätigungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Kraftstoffeinspritzer, AC auf und bewirkt, dass die Betätigungsvorrichtungen AC Kraftstoff entweder direkt in jeden der Zylinder der Maschine 20 oder in eine Ansaugsammelleitung (oder ein Einlasstor) unmittelbar vor jedem Zylinder derselben spritzen, um dadurch die Luft-Kraftstoff-Mischung in jedem Zylinder der Maschine 20 zu verfeuern. Wenn die Verbrennungsmaschine als eine Dieselmaschine entworfen ist, kann das Zündsystem 51 eliminiert sein.
Bei dem Motorfahrzeug ist zusätzlich zum Verlangsamen oder Stoppen des Motorfahrzeugs ein Bremsensystem 55 eingebaut.
Das Bremsensystem 55 weist beispielsweise Scheiben oder Trommelbremsen als Betätigungsvorrichtungen AC bei jedem Rad des Motorfahrzeugs auf. Das Bremsensystem 55 ist betriebsfähig, um zu jeder der Bremsen ein Abbremsungssignal, das eine Bremskraft, die von jeder der Bremsen auf ein entsprechendes der Räder anzuwenden ist, angibt, ansprechend darauf, dass ein Bremspedal des Motorfahrzeugs durch den Fahrer niedergedrückt wird, zu senden. Dies bewirkt, dass jede Bremse die Drehung eines entsprechenden der Räder des Fahrzeugs basierend auf dem gesendeten Abbremsungssignal verlangsamt oder stoppt.
Bei dem Motorfahrzeug sind zusätzlich zum Messen der Betriebsbedingungen der Maschine 20 und der Antriebsbedingungen des Motorfahrzeugs Sensoren 57 in dem Motorfahrzeug eingebaut.
Jeder der Sensoren 57 ist betriebsfähig, um einen augenblicklichen Wert eines entsprechenden Parameters, der den Betriebsbedingungen der Maschine 20 und/oder des Motorfahrzeugs zugeordnet ist, zu messen, und um ein Signal, das den gemessenen Wert eines entsprechenden Parameters angibt, zu der ECU 30 auszugeben.
Die Sensoren 57 weisen genauer gesagt beispielsweise einen Kurbelwinkelsensor (Kurbelwellensensor) 23, einen Kühlmitteltemperatursensor 24, einen Beschleunigersensor (Drosselpositionssensor) und einen Bremsensensor auf; diese Sensoren sind mit der ECU 30 elektrisch verbunden.
Der Kurbelwinkelsensor 23 ist betriebsfähig, um jedes Mal ein Pulssignal zu der ECU 30 auszugeben, wenn die Kurbelwelle 21 um einen voreingestellten Winkel von beispielsweise 30 Grad gedreht wird.
Der Kühlmitteltemperatursensor 24 ist betriebsfähig, um ein Signal, das die Temperatur eines Maschinenkühlmittels angibt, zu der ECU 30 auszugeben.
Der Beschleunigersensor ist betriebsfähig, um
eine tatsächliche Position oder einen Hub eines Fahrer betreibbaren Beschleunigerpedals bzw. Gaspedals des Motorfahrzeugs, das mit einem Drosselventil zum Steuern der Menge einer Luft, die in die Ansaugsammelleitung eintritt, verknüpft ist, zu messen, und
ein Signal, das den gemessenen tatsächlichen Hub oder eine Position des Beschleunigerpedals angibt, zu der ECU 30 auszugeben.
Der Bremsensensor ist betriebsfähig, um eine tatsächliche Position oder einen Hub des Bremspedals des Fahrzeugs, das durch den Fahrer betreibbar ist, zu messen und ein Signal, das den gemessenen tatsächlichen Hub oder eine Position des Bremspedals angibt, auszugeben.
Bezug nehmend auf 1 weist das Maschinensteuersystem CS einen Starter 10, eine ladbare Batterie 12, ein erstes Treib-Relais 18, ein zweites Treib-Relais 13, eine erste Diode D1 und eine zweite Diode D2 auf.
Der Starter 10 weist einen Startermotor (Motor) 11, eine Ritzelwelle 14, ein bewegbares Ritzelglied PM (= pinion member), einen Motorschalter SL1 und eine Solenoid-Betätigungsvorrichtung SL2 auf.
Der Motor 11 ist aus einer Ausgangswelle, die mit der Ritzelwelle 14 gekoppelt ist, und einem Anker, der mit der Ausgangswelle gekoppelt ist und mit dem Motorschalter SL1 elektrisch verbunden ist, gebildet. Der Motorschalter SL1 weist ein Solenoid 61, ein Paar von stationären Kontakten 63a und 63b und einen bewegbaren Kontakt 65 auf. Der stationäre Kontakt 63a ist mit einem positiven Anschluss der Batterie 12 elektrisch verbunden, deren negativer Anschluss an Masse gelegt ist, und der stationäre Kontakt 63b ist mit dem Anker des Motors 11 elektrisch verbunden.
Das bewegbare Ritzelglied PM besteht aus einer Ein-Weg-Kupplung 17 und einem Ritzel 16.
Wie in 1 dargestellt ist, ist die Ein-Weg-Kupplung 17 mit einem Eingriff einer schraubenförmigen Nut mit einer äußeren Peripherie eines Endes der Ritzelwelle 14 vorgesehen.
Die Ein-Weg-Kupplung 17 weist ein Kupplungsäußeres, das mit der Ritzelwelle 14 gekoppelt ist, und ein Kupplungsinneres, an dem das Ritzel 16 angebracht ist, auf; dieses Kupplungsinnere und Kupplungsäußere sind in einem Eingriff einer schraubenförmigen Nut miteinander vorgesehen.
Die Struktur der Ein-Weg-Kupplung 17 ermöglicht, dass das Ritzel 16 in der axialen Richtung der Ritzelwelle 14 zusammen mit dem Kupplungsinneren der Ein-Weg-Kupplung 17 verstellbar und damit drehbar ist.
Die Ein-Weg-Kupplung 17 ist entworfen, um eine Drehbewegung, mit der das Kupplungsinnere (das Ritzel 16) von dem Motor 11 versorgt wird, zu übertragen, ohne eine Drehbewegung, mit der das Kupplungsäußere (der Motor 11) von dem Kupplungsinneren (dem Ritzel 16) versorgt wird, zu übertragen.
Selbst wenn die Drehgeschwindigkeit der Maschine 20 (des Hohlrads 22) höher als dieselbe des Ritzels 16 ist, während das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 verzahnt ist, wird genauer gesagt die Ein-Weg-Kupplung 17 außer Eingriff gebracht, sodass das Ritzel 16 und die Ein-Weg-Kupplung 17 leerlaufen. Dies verhindert, dass die Drehung des Hohlrads 22 (des Ritzels 16) zu dem Statormotor 11 übertragen wird.
Der Startermotor 11 ist gegenüber der Maschine 20 derart angeordnet, dass die Stellung des Ritzels 16 in der axialen Richtung der Ritzelwelle 14 zu der Maschine 20 ermöglicht, dass das Rad des Ritzels 16 an das Hohlrad 22 der Maschine 20 stößt und damit verzahnt.
Die Solenoid-Betätigungsvorrichtung SL2 weist beispielsweise ein Solenoid 15, das um die Ritzelwelle 14 gewickelt ist, auf. Ein Ende des Solenoids 15 ist über das erste Treib-Relais 18 mit dem positiven Anschluss der Batterie 12 elektrisch verbunden, und das andere Ende desselben ist an Masse gelegt.
Das erste Treib-Relais 18 weist beispielsweise ein Solenoid 18a und einen Schalter 18b auf. Als das erste Treib-Relais 18 kann ein Halbleiter-Relais verwendet sein. Ein Ende des Solenoids 18a ist durch die erste Diode D 1 mit einem Ausgangstor P2 der ECU 30 und mit einem Zündschalter 19 verbunden, und das andere Ende ist an Masse gelegt. Der Zündschalter 19 ist in dem Motorfahrzeug vorgesehen und weist einen Fahrer betreibbaren Zündschlüssel K, einen Zündungs-EIN-Kontakt (-Position) IG, der mit der ECU 30 elektrisch verbunden ist, und einen Starter-EIN-Kontakt (-Position) ST, der mit der ersten Diode D1 elektrisch verbunden ist, auf. Der Zündschalter 19 ist mit dem positiven Anschluss der Batterie 12 elektrisch verbunden.
Wenn der Zündschlüssel K durch den Fahrer in einen Schlüsselzylinder des Motorfahrzeugs eingeführt wird und durch den Fahrer zu der Zündung-EIN-Position IG betrieben wird, wird die ECU 30 mit einer elektrischen Leistung der Batterie 12 versorgt, sodass die ECU 30 aktiviert wird.
Wenn der Zündschlüssel K, der in den Schlüsselzylinder eingeführt ist, durch den Fahrer von der Zündung-EIN-Position IG zu der Starter-EIN-Position ST gedreht wird, wird das Solenoid 18a über die erste Diode D1 mit einer elektrischen Leistung der Batterie 12 als ein Maschinenstartsignal versorgt, sodass das Solenoid 18a erregt wird.
Wenn das Solenoid 18a zusätzlich über das Ausgangstor P2 mit einem elektrischen EIN-Signal von der ECU 30 versorgt wird, wird das Solenoid 18a erregt.
Der Schalter 18b ist zwischen den positiven Anschluss der Batterie 12 und das Solenoid 15 elektrisch geschaltet, wobei das andere Ende desselben an Masse gelegt ist. Der Schalter 18b wird durch eine magnetische Kraft, die erzeugt wird, wenn das Solenoid 18a erregt wird, eingeschaltet (geschlossen), sodass das Solenoid 15 erregt wird.
Wenn das Solenoid 15 erregt ist, stellt dasselbe die Ritzelwelle 14 gegen die Kraft einer Rückstellfeder (nicht gezeigt) zu dem Hohlrad 22. Die Stellung der Ritzelwelle 14 zu dem Hohlrad 22 ermöglicht, dass das bewegbare Ritzelglied PM zu dem Hohlrad 22 gestellt wird. Dies ermöglicht, dass das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 zum Kurbeln der Maschine 20 verzahnt wird.
Wenn sonst kein elektrisches EIN-Signal von der ECU 30 zu dem Solenoid 18a über das Ausgangstor P2 gesendet wird, wird das Solenoid 18a entregt, sodass der Schalter 18b ausgeschaltet wird, was darin resultiert, dass das Solenoid 15 entregt wird.
Wenn dasselbe entregt ist, stellt die Rückstellfeder der Solenoid-Betätigungsvorrichtung SL2 die Ritzelwelle zu ihrer Ursprungsposition, die in 1 dargestellt ist, zurück, sodass das Ritzel 16 aus einer Verzahnung mit dem Hohlrad 22 ist. Während der Zündschalter 19 aus ist oder nicht bei der Starter-EIN-Position ST positioniert ist, ist das erste Treib-Relais 18 in einem Aus-Zustand.
Es sei bemerkt, dass in dem Starter 10, um das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 ruhig in Eingriff zu bringen, eine große Menge Fett als Schmiermittel auf verschiebbare Berührungsabschnitte von einigen Teilen des Starters 10 gesetzt ist; diese Teile weisen die Ritzelwelle 14, die Passabschnitte einer schraubenförmigen Nut und so weiter auf. Bei der Maschine 20 ist ähnlicherweise eine große Menge Fett als Schmiermittel auf verschiebbare Berührungsabschnitte einiger Teile der Maschine 20 gesetzt; diese Teile weisen jeden Zylinder und den Kolben, der darin eingebaut ist, auf.
Das zweite Treib-Relais 13 weist beispielsweise ein Solenoid 13a und einen Schalter 13b auf. Als das zweite Treib-Relais 13 kann ein Halbleiter-Relais verwendet sein.
Ein Ende des Solenoids 13a ist durch die zweite Diode D2 mit einem Ausgangstor P1 der ECU 30 und mit der Starter-EIN-Position ST des Zündschalters 19 elektrisch verbunden, und das andere Ende ist an Masse gelegt.
Wenn der Zündschlüssel K, der in den Schlüsselzylinder eingeführt ist, durch den Fahrer von der Zündung-EIN-Position IG zu der Starter-EIN-Position ST gedreht wird, wird das Solenoid 13a über die zweite Diode D2 mit einer elektrischen Leistung der Batterie 12 versorgt, was darin resultiert, dass das Solenoid 13a erregt wird. Wenn zusätzlich das Solenoid 13a über das Ausgangstor P1 von der ECU 30 mit einem elektrischen EIN-Signal versorgt wird, wird das Solenoid 13a erregt.
Der Schalter 13b ist zwischen den positiven Anschluss der Batterie 12 und ein Ende des Solenoids 61, dessen anderes Ende an Masse gelegt ist, elektrisch geschaltet. Der Schalter 13b wird durch eine magnetische Kraft, die erzeugt wird, wenn das Solenoid 13a erregt ist, eingeschaltet (geschlossen), sodass das Solenoid 61 erregt wird.
Wenn das Solenoid 61 erregt ist, stößt der bewegbare Kontakt 65 an das Paar von stationären Kontakten 63a und 63b, sodass der Anker des Motors 11 durch die Batterie 12 erregt wird. Dies bewirkt, dass der Motor 11 die Ausgangswelle zusammen mit der Ritzelwelle 14 dreht, sodass das Ritzel 16 (das bewegbare Ritzelglied PM) gedreht wird.
Wenn sonst kein elektrisches EIN-Signal von der ECU 30 zu dem Solenoid 13a über das Ausgangstor P2 gesendet wird, wird das Solenoid 13a entregt, sodass der Schalter 13b ausgeschaltet wird, was darin resultiert, dass das Solenoid 61 entregt wird. Während der Zündschalter 19 aus ist oder nicht bei der Starter-EIN-Position ST positioniert ist, ist das zweite Treib-Relais 13 in einem Aus-Zustand.
Wenn derselbe entregt ist, ist der bewegbare Kontakt 65 von dem Paar von stationären Kontakten 63a und 63b getrennt, sodass der Anker des Motors 11 entregt ist. Dies bewirkt, dass der Motor 11 die Drehung der Ausgangswelle und der Ritzelwelle 14 stoppt, sodass die Drehung des Ritzels 16 (bewegbaren Ritzelglieds PM) gestoppt wird.
Die ECU 30 ist beispielsweise als eine normale Mikrocomputerschaltung, die beispielsweise aus einer CPU, einem Speicherungsmedium 30a, das einen ROM (= Read Only Memory = Nur-Lese-Speicher), wie zum Beispiel einen neu beschreibbaren ROM, einen RAM (= Random Access Memory = Zufallszugriffsspeicher) und dergleichen, aufweist, einer IO- (= Input and output = Eingangs- und Ausgangs-) Schnittstelle usw. besteht, entworfen.
Das Speicherungsmedium 30a speichert darin vorher verschiedene Maschinensteuerprogramme.
Die ECU 30 ist betriebsfähig, um
die Signale, die aus den Sensoren 57 ausgegeben werden, zu empfangen, und
basierend auf den Betriebsbedingungen der Maschine 20, die durch mindestens einige der empfangenen Signale von den Sensoren 57 bestimmt werden, verschiedene Betätigungsvorrichtungen AC, die in der Maschine 20 eingebaut sind, zu steuern, um dadurch verschiedene gesteuerte Variablen der Maschine 20 anzupassen.
Die ECU 30 ist beispielsweise programmiert, um
eine Quantität einer Ansaugluft in jedem Zylinder anzupassen;
einen geeigneten Zündzeitpunkt für die Zünder-AC für jeden Zylinder und einen geeigneten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und eine geeignete Einspritzquantität für die Kraftstoffeinspritzer- bzw. die Kraftstoffinjektor-AC für jeden Zylinder auszurechnen;
die Kraftstoffinjektor-AC für jeden Zylinder anzuweisen, um zu einem entsprechenden ausgerechneten geeigneten Zeitpunkt eine entsprechende ausgerechnete geeignete Quantität eines Kraftstoffs in jeden Zylinder zu spritzen; und
die Zünder-AC für jeden Zylinder anzuweisen, die verdichtete Luft-Kraftstoff-Mischung oder die Mischung der verdichteten Luft und des Kraftstoffs in jedem Zylinder zu einem entsprechenden ausgerechneten geeigneten Zündzeitpunkt zu zünden.
Die Maschinensteuerprogramme, die in dem Speicherungsmedium 30a gespeichert sind, weisen zusätzlich eine Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine (ein Programm) R1 auf. Die ECU 30 lässt wiederholt die Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1 in einem gegebenen Zyklus, während dieselbe erregt ist, laufen.
Gemäß der automatischen Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1 bestimmt die ECU 30 genauer gesagt basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 57 ausgegeben werden, wiederholt, ob mindestens eine der vorbestimmten automatischen Maschinenstoppbedingungen erfüllt ist.
Nach einem Bestimmen, dass mindestens eine der vorbestimmten automatischen Maschinenstoppbedingungen erfüllt ist, führt die ECU 30 eine automatische Maschinenstoppaufgabe T aus. Die automatische Maschinenstoppaufgabe T besteht beispielsweise darin, die Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder der Maschine 20 zu sperren.
Die vorbestimmten automatischen Maschinenstoppbedingungen weisen beispielsweise die folgenden Bedingungen auf, dass
der Hub des Beschleunigerpedals des Fahrers null ist (der Fahrer lässt das Beschleunigerpedal vollständig los), sodass das Drosselventil in seiner Leerlaufgeschwindigkeitsposition positioniert ist,
der Fahrer das Bremspedal niederdrückt, und
die Maschinengeschwindigkeit gleich oder niedriger als eine voreingestellte Geschwindigkeit (Leerlauf-Reduzierungs-Ausführungsgeschwindigkeit) ist.
Nach dem automatischen Stopp der Maschine 20 gemäß einer Starter-Treib-Unterroutine R2, die die automatische Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1 in sich aufweist, bestimmt die ECU 30 basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 57 ausgegeben werden, ob mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist.
Wenn basierend auf den Signalen, die aus den Sensoren 57 ausgegeben werden, bestimmt wird, dass mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist, führt die ECU 30 eine Maschinenneustartaufgabe aus. Die Maschinenneustartaufgabe besteht darin, um
den Starter 10 zu treiben, die Maschine 20 zu kurbeln, sodass die Kurbelwelle 21 mit einer Anfangsgeschwindigkeit (Leerlaufgeschwindigkeit) gedreht wird,
die Injektor-AC für jeden Zylinder anzuweisen, ein Spritzen von Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder neu zu starten, und
die Zünder-AC für jeden Zylinder anzuweisen, ein Zünden der Luft-Kraftstoff-Mischung in einem entsprechenden Zylinder neu zu starten.
Die vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen weisen beispielsweise die folgenden Bedingungen auf, dass
das Beschleunigerpedal niedergedrückt ist (das Drosselventil geöffnet ist),
der Hub des Bremspedals des Fahrers null ist (der Fahrer lässt das Bremspedal vollständig los), und
der Ladungszustand (SOC; SOC = state of charge) der Batterie 12, der die verfügbare Kapazität in der Batterie 12 bedeutet und als ein Prozentsatz der Nennkapazität ausgedrückt ist, gleich oder kleiner als ein voreingestellter Schwellenprozentsatz wird.
Um die Maschine 20 zu kurbeln, ist die ECU 30 programmiert, um basierend auf der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 21 der Maschine in UpM (Umdrehungen pro Minute), auf die einfach als „Maschinengeschwindigkeit“ Bezug genommen ist, nach dem automatischen Stopp der Maschine 20 einen vorbestimmten ersten oder zweiten Neustartsteuermodus auszuwählen.
Die ECU 30 überwacht genauer gesagt gemäß den Signalen, die von dem Kurbelwinkelsensor 23 ausgegeben werden, die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 20.
Wenn mindestens eine der Maschinenneustartbedingungen erfüllt wird, während die Maschine 20 im Wesentlichen gestoppt ist, d. h. ein Wert der Maschinengeschwindigkeit zu der Zeit eines Erfüllens von mindestens einer der Maschinenneustartbedingungen null oder sehr nahe zu null ist, ist die ECU 30 in dem ersten Steuermodus in Betrieb, um das elektrische EIN-Signal über das Ausgangstor P2 zu dem Solenoid 18a des ersten Treib-Relais 18 zu senden, um dadurch eine Erregung des Solenoids 15 zu starten. Die Erregung des Solenoids 15 stellt die Ritzelwelle 14 gegen die Kraft der Rückstellfeder unverzüglich nach dem Erfüllen von mindestens einer der Maschinenneustartbedingungen zu dem Hohlrad 22, sodass das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 verzahnt wird.
Die ECU 30 sendet danach das elektrische EIN-Signal zu dem zweiten Treib-Relais 13, um die Erregung des Motors 11 zu starten, sodass das Ritzel 16 zusammen mit dem Hohlrad 22 gedreht wird. Um genauer gesagt die Maschine 20 neu zu starten, wobei die Maschine 20 gestoppt ist, stellt die ECU 30 das Ritzel 16 zu dem Hohlrad 22, sodass das Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 verzahnt wird, und bewirkt danach, dass der Motor 11 das Ritzel 16 dreht, um die Maschine 20 zu kurbeln, was in einem Neustarten der Maschine 20 resultiert.
Wenn mindestens eine der Maschinenneustartbedingungen erfüllt wird, während die Maschinengeschwindigkeit abgebremst wird, ist die ECU 30 in dem zweiten Steuermodus im Betrieb, um eine Drehung des Ritzels 16 zu starten, und um danach das drehende Ritzel 16 zu dem Hohlrad 22 für einen Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 zu stellen.
Wenn genauer gesagt mindestens eine der Maschinenneustartbedingungen erfüllt wird, während die Maschinengeschwindigkeit abgebremst wird, ist die ECU 30 in dem zweiten Steuermodus in Betrieb, um das elektrische EIN-Signal zu dem zweiten Treib-Relais 13 zu senden, um eine Erregung des Motors 11 zu starten. Die Erregung des Motors 11 startet eine Drehung des Ritzels 16. Die ECU 30 sendet als Nächstes das elektrische EIN-Signal zu dem ersten Treib-Relais 18, um eine Erregung des Solenoids 15 zu starten. Der Betrieb der ECU 30 in dem zweiten Steuermodus ermöglicht einen Eingriff des Ritzels 16 und des Hohlrads 22, wobei die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 mit der Maschinengeschwindigkeit (der Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 22) synchronisiert wird.
Es sei bemerkt, dass bei der Beschreibung die Synchronisation zwischen der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 und der Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 22 bedeutet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Hohlrads 22 (die Umfangsgeschwindigkeit der Zähne des Hohlrads 22) und die Umfangsgeschwindigkeit des Ritzels 16 (die Umfangsgeschwindigkeit der Zähne des Ritzels 16) eine vorbestimmte Beziehung zueinander haben.
Der Ausdruck, dass die Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 22 gleich derselben des Rietzels 16 ist, bedeutet somit die Tatsache, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Hohlrads 22 gleich derselben des Ritzels 16 ist. Wenn daher die Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 22 gleich derselben des Ritzels 16 ist, haben die tatsächliche Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 22 und dieselbe des Ritzels 16 ein Verhältnis zwischen dem Durchmesser (beispielsweise dem Durchmesser eines Teilkreises) des Hohlrads 22 und dem Durchmesser (beispielsweise dem Durchmesser eines Teilkreises) des Ritzels 16.
Unter der Annahme, dass die vorbestimmte Beziehung darstellt, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Hohlrads 22 gleich derselben des Ritzels 16 ist, und dass der Durchmesser des Hohlrads 22 zehn Mal derselbe des Ritzels 16 ist, ist, wenn die Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 22 mit derselben des Ritzels 16 synchronisiert ist, beispielsweise die tatsächliche Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 zehn Mal derselben des Hohlrads 22.
Es sei bemerkt, dass bei dem zweiten Steuermodus, wenn das Ritzel 16 zu einem unpassenden Zeitpunkt für einen Eingriff mit dem sich drehenden Hohlrad 22 gestellt wird, das Ritzel 16 mit dem sich drehenden Hohlrad 22 nicht ruhig in Eingriff gebracht wird. Dies resultiert darin, dass eine längere Zeit benötigt wird, bis der vollständige Eingriff des Ritzels 16 mit dem sich drehenden Hohlrad 22 benötigt wird und/oder ein Stoß aufgrund des Unterschieds zwischen der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 und der Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 22 erzeugt wird. Auf die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 ist als „Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep“ Bezug genommen, und auf die Drehgeschwindigkeit des Hohlrads 22 ist als „Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner“ Bezug genommen.
Der Zeitpunkt, um die Stellung des Ritzels 16 zu dem Hohlrad 22 zu starten, sollte somit ordnungsgemäß für den Zweck eines in Eingriff Bringens des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 bestimmt werden, wobei die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert ist.
Um die ordnungsgemäße Bestimmung des Zeitpunkts zu erreichen, um die Stellung des Ritzels 16 zu starten, haben sich die Erfinder der vorliegenden Erfindung auf die Tatsache konzentriert, dass sich eine Zeit TP, die von dem Starter der Drehung des Ritzels 16 zu dem Start eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 erforderlich ist, wobei ihre Drehgeschwindigkeiten miteinander synchronisiert sind, abhängig von der Maschinengeschwindigkeit zu der Zeit eines Erfüllens von mindestens einer der Maschinenneustartbedingungen ändert. Die Erfinder haben sich mit anderen Worten auf die Tatsache konzentriert, dass sich die Zeit TP, die von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu dem Start eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 erforderlich ist, wobei ihre Drehgeschwindigkeiten miteinander synchronisiert sind, abhängig von der Maschinengeschwindigkeit zu der Zeit eines Auftretens einer Maschinenneustartanfrage ändert. Auf die Zeit TP, die von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu dem Start eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22, wobei ihre Drehgeschwindigkeiten miteinander synchronisiert sind, erforderlich ist, ist im Folgenden als „erforderliche Synchronisationszeit“ Bezug genommen.
Je höher die Maschinengeschwindigkeit zu der Zeit des Auftretens einer Maschinenneustartanfrage ist, desto länger ist genauer gesagt eine Zeit, die für die Synchronisation der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 mit derselben des Hohlrads 22 erforderlich ist, was in einem Erhöhen der erforderlichen Synchronisationszeit TP resultiert.
Die Erfinder haben somit erkannt, dass eine Zuordnung einer Variablen der Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 20 zu einer Variablen der erforderlichen Synchronisationszeit TP eine Berechnung eines Werts der erforderlichen Synchronisationszeit TP durch lediglich eine Berechnung eines Werts der Maschinengeschwindigkeit zu der Zeit des Auftretens einer Maschinenneustartanfrage ermöglicht.
Ein Betrieb des Ritzels 16 von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu dem Start eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 ist genauer gemäß 2 beschrieben; 2 stellt ein Übergangsbeispiel der Maschinengeschwindigkeit NE (der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner) über der Zeit und ein Übergangsbeispiel der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep über der Zeit dar. In 2 stellt eine lang kurz gestrichelte Linie das Übergangsbeispiel der Maschinengeschwindigkeit Ne dar, und eine durchgezogene Linie stellt die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep dar. Es sei bemerkt, dass in 2 die Umfangsgeschwindigkeit des Hohlrads 22 als die Maschinengeschwindigkeit NE (die Hohlraddrehgeschwindigkeit) verwendet ist, und die Umfangsgeschwindigkeit des Ritzels 16 als die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep verwendet ist.
Wenn eine Maschinenneustartanfrage zu einer Zeit T1 auftritt (wenigstens eine der Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist), während die Maschinengeschwindigkeit Ne vor Null nach dem automatischen Stopp der Maschine 20 abgebremst wird, wird das elektrische EIN-Signal zu dem zweiten Treib-Relais 13, was in 2 gezeigt ist, ausgegeben, sodass der Motor 11 gedreht wird. Die Drehung des Motors 11 erhöht die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep, sodass der Unterschied zwischen der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep und der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner allmählich reduziert wird.
Wenn danach die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep einen Wert, der einem vorbestimmten Ritzelstellungszeitpunkt tp entspricht, erreicht, wird das erste Treib-Relais 18 eingeschaltet, wie in 2 dargestellt ist, sodass das Ritzel 16 zu dem Hohlrad 22 gestellt wird.
Nachdem eine Ritzelstellzeit TA seit dem Start der Stellung des Ritzels 16 verstrichen ist, ist beispielsweise das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 zu einer Zeit t2 vollständig in Eingriff gebracht. Es sei bemerkt, dass bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn der Unterschied ΔNE zwischen der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner und der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep einen voreingestellten Wert erreicht, wobei die Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner höher als die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep ist, ein Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 gestartet wird. Das heißt, wenn der Unterschied zwischen der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner und der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep den voreingestellten Wert ΔNE erreicht, wobei die Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner höher als die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep ist, wird bestimmt, dass die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert ist.
Wenn das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 in Eingriff ist, wird das Ritzel 16 zusammen mit dem Hohlrad 22 gedreht, sodass ein Kurbeln der Maschine 20 gestartet wird. Wenn danach die Maschinendrehgeschwindigkeit NE gleich oder höher als eine vorbestimmte Schwelle Neth ist, wird das elektrische AUS-Signal zu dem zweiten Treib-Relais 13 ausgegeben, sodass der Motor 11 entregt wird. Die Entregung des Motors 11 stoppt die Drehung des Ritzels 16. Danach schaltet der Stopp des elektrischen Ein-Signals von der ECU 30 zu dem ersten Treib-Relais 18 das erste Treib-Relais 18 aus, was darin resultiert, dass das Ritzel 16 aus einer Verzahnung mit dem Hohlrad 22 ist.
Bezug nehmend auf 2 wird der Ritzelstellzeitpunkt tp als um die Ritzelstellzeit TA früher als der Zeitpunkt t2, zu dem die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert ist, bestimmt. Die erforderliche Synchronisationszeit TP ist mit anderen Worten als die Summe einer Stellungsbereitschaftszeit TSL2 von der Ritzeldrehungsstartzeit t1 zu dem Start eines Stellens des Ritzels 16 und der Ritzelstellzeit TA dargestellt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass die Ritzelstellzeit TA ein Parameter mit einem eindeutigen Wert ist, der durch den Starter 10 unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit NE definiert ist. Eine variable Anpassung der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 abhängig von einem Wert der Maschinengeschwindigkeit NE zu der Zeit eines Auftretens einer Maschinenneustartanfrage ermöglicht somit, dass die erforderliche Synchronisationszeit TP für den Zweck eines in Eingriff Bringens des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 ordnungsgemäß bestimmt wird, wobei die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert wird.
Um das Konzept zu implementieren, um die erforderliche Synchronisationszeit TP ordnungsgemäß zu bestimmen, speichert das Speicherungsmedium 30a der ECU 30 darin Informationen F 1, die als beispielsweise Abbildungen (Datentabellen), Programme und/oder Formeln entworfen sind. Die Informationen F1 stellen eine Funktion (Beziehung) zwischen einer Variablen der Maschinengeschwindigkeit Ne zu der Zeit eines Auftretens einer Maschinenneustartanfrage und einer Variablen der erforderlichen Synchronisationszeit TP dar. Die Funktion kann basierend auf Daten, die durch Tests unter Verwendung der Maschine 20 oder ihres äquivalenten Computermodells erhalten wurden, bestimmt worden sein. Die Funktion kann ferner basierend auf Entwurfsdaten der Maschine 20 bestimmt worden sein.
Das heißt, das Maschinensteuersystem CS ist entworfen, um gemäß den Informationen F1 einen geeigneten Wert der erforderlichen Synchronisationszeit TP zu bestimmen, wenn eine Maschinenneustartanfrage auftritt, und ein Stellen des Ritzels 16 basierend auf der bestimmten erforderlichen Synchronisationszeit TP auszuführen.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel stellen insbesondere die Informationen F1 eine Funktion (Beziehung) zwischen einer Variablen der Maschinengeschwindigkeit NE zu der Zeit des Auftretens einer Maschinenneustartanfrage und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 dar.
3 stellt schematisch die Starter-Treib-Unterroutine R2, die die automatische Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1 in sich aufweist, dar. Die ECU 30 lässt genauer gesagt die Starter-Treib-Unterroutine R2 nach dem automatischen Stopp der Maschine 20 in der Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1 wiederholt laufen.
Nach dem automatischen Stopp der Maschine 20 durch die automatische Maschinenstoppaufgaben T bestimmt die ECU 30 basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 57 ausgegeben werden, bei dem Schritt S 10, ob mindestens eine der Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist.
Nach einem Bestimmen, dass keine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist (NEIN bei Schritt S10), verlässt die ECU 30 die Starter-Treib-Unterroutine R2 und wiederholt die Starter-Treib-Unterroutine R2.
Nach einem Bestimmen, dass mindestens eine der Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist (JA bei Schritt S10), bestimmt die ECU 30 sonst, ob bei dem Schritt S11 der Ritzelstellzeitpunkt tp bestimmt wurde. Nach einem Bestimmen, dass der Ritzelstellzeitpunkt tp noch nicht bestimmt wurde (NEIN bei Schritt S 11), schreitet die ECU 30 zu einem Schritt S12 und sonst zu einem Schritt S19 fort.
Bei dem Schritt S12 speichert die ECU 30 in dem Speicherungsmedium 30a einen Wert der Maschinengeschwindigkeit NE zu der Zeit eines Erfüllens von mindestens einer der Maschinenneustarbedingungen bei dem Schritt S 10 als eine Startdrehgeschwindigkeit NESTA und bestimmt, ob die Startdrehgeschwindigkeit NESTA gleich oder höher als eine voreingestellte Maschinenstoppschwelle NE1 ist.
Bei dem Schritt S12 wird die Maschinenstoppschwelle NE1 vorher als eine untere Grenze der Maschinengeschwindigkeit NE eingestellt; das Ritzel 16 kann nach dem Start der Drehung des Ritzels 16, um die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner zu synchronisieren, gestellt werden, bis ein Wert der Maschinengeschwindigkeit NE die Maschinenstoppschwelle NE1 erreicht. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise die Maschinenstoppschwelle NE1 als 200 UpM voreingestellt.
Die Maschinenstoppschwelle NE1 wird genauer gesagt als die untere Grenze der Startdrehgeschwindigkeit NESTA bestimmt, wenn die erforderliche Synchronisationszeit TP gleich oder länger als eine gegebene Zeit, wie zum Beispiel 30 Millisekunden ist, die von dem Start eines Stellens des Ritzels 16 zu dem Start eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 erforderlich ist.
Nach einem Bestimmen, dass die Startdrehgeschwindigkeit NESTA niedriger als die voreingestellte Maschinenstoppschwelle NE1 (NEIN bei Schritt S12) ist, ist die ECU 30 in dem ersten Steuermodus (normaler Starter-Treibmodus) bei dem Schritt S13 in Betrieb. Die ECU 30 sendet genauer gesagt über das Ausgangstor P2 das elektrische EIN-Signal zu dem Solenoid 18a des ersten Treib-Relais 18, um dadurch bei dem Schritt S13 eine Erregung des Solenoids 15 zu starten. Die Erregung des Solenoids 15 stellt die Ritzelwelle 14 zu dem Hohlrad 22, sodass das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 verzahnt wird.
Danach sendet die ECU 30 bei dem Schritt S13 das elektrische EIN-Signal zu dem zweiten Treib-Relais 13, um eine Erregung des Motors 11 zu starten, sodass das Ritzel 16 zusammen mit dem Hohlrad 22 gedreht wird. Die ECU 30 verlässt danach die Starter-Treib-Unterroutine R2 und die automatische Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1.
Nach einem Bestimmen, dass die Startdrehgeschwindigkeit NESTA gleich oder höher als die voreingestellte Maschinenstoppschwelle NE1 ist (JA bei Schritt S12), ist sonst die ECU 30 in dem zweiten Steuermodus im Betrieb, um zu einem Schritt S14 fortzuschreiten. Bei dem Schritt S14 bestimmt die ECU 30, ob die Startdrehgeschwindigkeit NESTA gleich oder niedriger als eine Selbstneustartschwelle NE2 ist. Es sei bemerkt, dass die Selbstneustartschwelle NE2 vorher als eine untere Grenze der Startdrehgeschwindigkeit NESTA eingestellt ist; die ECU 30 kann, wenn ein Wert der Startdrehgeschwindigkeit NESTA höher als die Selbstneustartschwelle NE2 ist, die Maschine 20 durch Verfeuern der verdichteten Luft-Kraftstoff-Mischung oder der Mischung der verdichteten Luft und des Kraftstoffs innerhalb jedes Zylinders, ohne den Starter 10 zu verwenden, neu starten, um dadurch die Maschinengeschwindigkeit NE zu erhöhen. Die Maschine 20 kann mit anderen Worten sich selbst unter einer Steuerung der ECU 30 neu starten, ohne den Starter 10 zu verwenden, wenn ein Wert der Startdrehgeschwindigkeit NESTA höher als die Selbstneustartschwelle NE2 ist. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise die Selbstneustartschwelle NE2 als ein Wert innerhalb des Bereichs von 500 UpM bis 600 UpM voreingestellt.
Nach einem Bestimmen, dass die Startdrehgeschwindigkeit NESTA höher als die Selbstneustartschwelle NE2 ist (NEIN bei Schritt S14), steuert die ECU 30 die Kraftstoffinjektor-AC und die Zünder-AC für jeden Zylinder, um das Verfeuern der verdichteten Luft-Kraftstoff-Mischung oder der Mischung der verdichteten Luft und des Kraftstoffs in jedem Zylinder neu zu starten, ohne den Starter 10 zu verwenden, sodass die Maschine 20 bei einem Schritt S15 neu gestartet wird. Die ECU 30 verlässt danach die Starter-Treib-Unterroutine R2 und die automatische Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1.
Nach einem Bestimmen, dass die Startdrehgeschwindigkeit NESTA gleich oder niedriger als die Selbstneustartschwelle NE2 ist (JA bei Schritt S14), sendet sonst die ECU 30 das elektrische EIN-Signal zu dem zweiten Treib-Relais 13, um bei einem Schritt S16 eine Erregung des Motors 11 zu starten. Die Erregung des Motors 11 startet eine Drehung des Ritzels 16, sodass die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep erhöht wird.
Die ECU 30 liest bei dem Schritt S17 als Nächstes die Startdrehgeschwindigkeit NESTA, die in dem Speicherungsmedium 30a gespeichert ist, aus und berechnet bei einem Schritt S18 gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA den Stellzeitpunkt tp.
Bei dem Schritt S18 nimmt genauer gesagt die ECU 30 auf die Informationen F1 unter Verwendung der ausgelesenen Startdrehgeschwindigkeit NESTA als ein Schlüssel Bezug. Basierend auf einem Resultat der Bezugnahme gewinnt die ECU 30 einen Wert der Stellungsbereitschaftszeit TSL2, der der ausgelesenen Startdrehgeschwindigkeit NESTA entspricht, wieder. Bei dem Schritt S18 bestimmt die ECU 30 den Ritzelstellzeitpunkt tp zu dem Punkt der Zeit, zu dem der ausgelesene Wert der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 seit dem Startzeitpunkt einer Drehung des Ritzels 16 verstrichen ist.
4 stellt schematisch ein Beispiel der Informationen F1 in einem Abbildungsformat dar. Wie in 4 dargestellt ist, ist die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 auf null eingestellt, wenn die Startdrehgeschwindigkeit NESTA die Maschinenstoppschwelle NE1 (200 UpM bei dem ersten Ausführungsbeispiel) ist, und je höher die Startdrehgeschwindigkeit NESTA ist, desto länger ist die Stellungsbereitschaftszeit TSL2.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt die ECU 30 den Ritzelstellzeitpunkt tp, derart, dass ein Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 gestartet wird, wenn der Unterschied ΔNE zwischen der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner und der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep gleich oder niedriger als der voreingestellte Wert von beispielsweise mehreren Hundert UpM wird (siehe 2).
Der Grund für die Bestimmung des Ritzelstellzeitpunkts tp ist der folgende.
Wenn genauer gesagt das Ritzel 16 und das Hohlrad 22 miteinander in Eingriff gebracht wurden, wobei die Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner niedriger als die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep ist, würde sich die Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner durch die Drehung des Ritzels 16 rasch erhöhen, was in einem Erzeugen eines Stoßes resultieren würde.
Von diesem Gesichtspunkt wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel, da die Ein-Weg-Kupplung 17 mit dem Ritzel 16 integriert ist, selbst wenn das Hohlrad 22 mit dem Ritzel 16 verzahnt ist, wobei die Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner höher als die Ritzeldrehgeschwindigkeit Ner ist, die Ein-Weg-Kupplung 17 außer Eingriff gebracht, sodass das Ritzel 16 und die Ein-Weg-Kupplung 17 leerlaufen. Dies verhindert, dass die Drehung des Hohlrads 22 (des Ritzels 16) zu der Ritzelwelle 14 und dem Motor 11 übertragen wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist somit das Maschinensteuersystem CS entworfen, um das Ritzel 16 in einen Eingriff mit dem Hohlrad 22 zu bringen, wobei die Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner um den voreingestellten Wert ΔNE höher als die Ritzeldrehgeschwindigkeit Ner ist, was es möglich macht, einen Stoß aufgrund des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Hohlrad 22 zu reduzieren.
Wenn der Unterschied ΔNE zwischen der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner und der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep übermäßig größer würde, würde die Übertragung der Drehung des Ritzels 16 zu dem Hohlrad 22 später geschehen, was in einem Reduzieren der Startleistungsfähigkeit der Maschine 20 resultieren würde.
Zurückkehrend zu 3 bestimmt die ECU 30 nach dem Betriebsvorgang bei dem Schritt S18 bei dem Schritt S19, ob die gegenwärtige Zeit dem bestimmten Ritzelstellzeitpunkt tp entspricht, ob mit anderen Worten die gegenwärtige Zeit einen Punkt der Zeit darstellt, zu dem der ausgelesene Wert der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 seit dem Startzeitpunkt einer Drehung des Ritzels 16 verstrichen ist.
Nach einem Bestimmen, dass die gegenwärtige Zeit nicht dem bestimmten Ritzelstellzeitpunkt tp entspricht (NEIN bei Schritt S 19), verlässt die ECU 30 die Starter-Treib-Unterroutine R2 und wiederholt dieselbe.
Nach einem Bestimmen, dass die gegenwärtige Zeit dem bestimmten Ritzelstellzeitpunkt tp entspricht (JA bei Schritt S19), sendet die ECU 30 sonst das elektrische EIN-Signal zu dem ersten Treib-Relais 18, um bei einem Schritt S20 eine Erregung des Solenoids 15 zu starten, und verlässt danach die Starter-Treib-Unterroutine R2 und die automatische Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1.
Die Erregung des Solenoids 15 stellt das Ritzel 16 zu dem Hohlrad 22, sodass das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 in Eingriff ist. Zu dieser Zeit wird das Stellen des Ritzels 16 zu dem Hohlrad 22 zu dem Zeitpunkt tp ausgeführt, der für den Zweck eines in Eingriff Bringens des Ritzes 16 mit dem Hohlrad 22 ordnungsgemäß bestimmt wird, wobei die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert ist. Aus diesem Grund ist es möglich, den Stoß aufgrund des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Hohlrad 2 zu reduzieren.
Das Maschinensteuersystem CS gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das im Vorhergehenden dargelegt ist, erreicht die folgenden Vorteile.
Das Maschinensteuersystem CS ist erstens konfiguriert, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA die erforderliche Synchronisationszeit tp zu bestimmen, die von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu dem Start eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 erforderlich ist, wobei ihre Drehgeschwindigkeiten miteinander synchronisiert sind, und um das Stellen des Ritzels 16 zu dem Hohlrad 22 gemäß der bestimmten erforderlichen Synchronisationszeit TP auszuführen. Das Maschinensteuersystem CS ermöglicht somit einen Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 zu einem Zeitpunkt, der gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA für den Zweck eines in Eingriff Bringens des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 ordnungsgemäß bestimmt wird, wobei die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert ist. Die Konfiguration des Maschinensteuersystems CS ermöglicht durch eine Berechnung der Startdrehgeschwindigkeit NESTA, die dem Auftreten einer gegenwärtigen Maschinenneustartanfrage entspricht, eine Bestimmung der erforderlichen Synchronisationszeit TP.
Das Maschinensteuersystem CS ist zusätzlich konfiguriert, um das Stellen des Ritzels 16 zu dem Hohlrad 22 durch Schalten einer Erregung und einer Entregung von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Treib-Relais 18 und 13 zu steuern. Diese Konfiguration verhindert, dass die Steuerung, um die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner zu synchronisieren, kompliziert ist, was es möglich macht, das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 zu einem ordnungsgemäßen Zeitpunkt in Eingriff zu bringen, ohne eine komplizierte Steuerung des Starters 10 und spezifische Strukturen des Starters 10 zum Implementieren der komplizierten Steuerung desselben zu verwenden.
Das Maschinensteuersystem CS ist zweitens konfiguriert, um den Ritzelstellzeitpunkt tp gemäß der erforderlichen Synchronisationszeit TP zu steuern. Diese Konfiguration erleichtert die Bestimmung eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 zu einem passenden Zeitpunkt. Das Maschinensteuersystem CS ist ferner konfiguriert, um einen Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 gemäß der erforderlichen Synchronisationszeit TP durch eine Steuerung des Ritzelstellzeitpunkts tp zu steuern. Diese Konfiguration erleichtert die Steuerung eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22. Das heißt, es ist möglich, zu verhindern, dass die Steuerung eines Startens eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 kompliziert ist.
Das Maschinensteuersystem CS ist drittens konfiguriert, um die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner durch Bestimmen der erforderlichen Synchronisationszeit TP, die von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu dem Start eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 erforderlich ist, zu synchronisieren. Diese Konfiguration eliminiert eine komplizierte Steuerung, wie zum Beispiel eine Steuerung von Tastverhältnissen von Schaltelementen zum Synchronisieren der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner. Das heißt, die Konfiguration ermöglicht, dass die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep die Maschine 20 neustartet, um identisch zu der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 zu sein, um die Maschine 20 ansprechend auf den Betrieb des Zündschlüssels 19 durch den Fahrer normal zu starten.
Das Maschinensteuersystem CS ist viertens konfiguriert, um das Ritzel 16 zu dem Hohlrad 22 zu stellen, nachdem das Ritzel 16 gedreht wurde, wenn die erforderliche Synchronisationszeit TP gleich oder länger als die Ritzelstellzeit TA ist. Dies kurbelt die Maschine 20 so unverzüglich wie möglich und reduziert einen Stoß aufgrund des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Hohlrad 22. Wenn somit die erforderliche Synchronisationszeit TP gleich oder länger als die Ritzelstellzeit TA ist, verhindert eine Steuerung der erforderlichen Synchronisationszeit TP gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA eine komplizierte Steuerung des Starters 10.
Das Maschinensteuersystem CS ist fünftens konfiguriert, um das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 in Eingriff zu bringen, und danach das Ritzel 16 zusammen mit dem Hohlrad 22 zu drehen, wenn die erforderliche Synchronisationszeit TP kürzer als die Ritzelstellzeit TA ist. Diese Konfiguration eliminiert eine komplizierte Steuerung des Starters 10 für einen Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 zu der Zeit einer Synchronisation zwischen der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep und der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner.
Das Maschinensteuersystem CS ist sechstens konfiguriert, um das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 lediglich in Eingriff zu bringen, wenn die Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner höher als die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep ist, und der Unterschied ΔNE zwischen der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner und der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep gleich oder niedriger als der voreingestellte Wert wird. Diese Konfiguration reduziert einen Stoß aufgrund des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Hohlrad 22.
Zu dieser Zeit wird, selbst wenn das Hohlrad 22 mit dem Ritzel 16 verzahnt ist, wobei die Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner höher als die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep ist, die Ein-Weg-Kupplung 17 außer Eingriff gebracht, sodass das Ritzel 16 und die Ein-Weg-Kupplung 17 leerlaufen. Dies verhindert, dass die Drehung des Hohlrads 22 (des Ritzels 16) zu der Ritzelwelle 14 und dem Motor 11 übertragen wird, was es möglich macht, zu verhindern, dass die Maschine 20 den Starter 10 antreibt. Der Unterschied ΔNE zwischen der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner und der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep ist zusätzlich eingestellt, um eine Drehung des Ritzels 16 zu dem Hohlrad 22 so unverzüglich wie möglich zu übertragen, was die Reduzierung der Startleistungsfähigkeit der Maschine 20 aufgrund des Unterschieds ΔNE zwischen der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner und er Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep verhindert.
Zweites Ausführungsbeispiel
Ein Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 5 bis 8 geschrieben.
Die Struktur und/oder Funktionen des Maschinensteuersystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von dem Maschinensteuersystem CS durch die folgenden Punkte. Die unterschiedlichen Punkte sind somit hauptsächlich im Folgenden beschrieben.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA eine Bereitschaftszeit zwischen dem Zeitpunkt t1 eines Auftretens einer Maschinenneustartanfrage und dem Startzeitpunkt einer Drehung des Ritzels 16 vorzusehen; das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich in diesem Punkt von dem Maschinensteuersystem CS.
Der Grund, warum das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Bereitschaftszeit (Drehungsverzögerungszeit TD) gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA vorsieht, ist der folgende.
Nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage wird ein Wert der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner, die mit der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep synchronisiert ist, abhängig von der Startdrehgeschwindigkeit NESTA geändert. Je höher beispielsweise die Startdrehgeschwindigkeit NESTA ist, desto höher ist ein Wert der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep, die mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert ist. Je höher somit die Startdrehgeschwindigkeit NESTA ist, desto länger ist die Zeit einer Drehung des Ritzels 16. Dies resultiert in einem Erhöhen des Leistungsverbrauchs des Motors 11.
Die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 durch die Drehung des Motors 11 hat zusätzlich eine obere Grenze. Wenn daher die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 in Eingriff gebracht wird, nachdem sich die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 16 erhöht hat, um die obere Grenze zu erreichen, wird eine Zeit von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu der Synchronisation der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner erhöht. Dies kann ferner einen Leistungsverbrauch des Motors 11 erhöhen.
5 stellt schematisch ein Beispiel der Anstiegscharakteristiken der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep durch die Drehung des Motors 11 über die Zeit dar. In 5 stellt die horizontale Achse eine seit dem Start einer Drehung des Ritzels 16 verstrichene Zeit dar, und die vertikale Achse stellt die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep dar.
Wie durch eine durchgezogene Linie in 5 dargestellt ist, steigt die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit einer Erhöhung der seit dem Start einer Drehung des Ritzels 16 verstrichenen Zeit unverzüglich nach dem Start einer Drehung des Ritzels 16 scharf an. Die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep steigt danach allmählich mit einer Erhöhung der seit dem Start einer Drehung des Ritzels 16 verstrichenen Zeit allmählich an. Nachdem eine gegebene Zeit seit dem Start einer Drehung des Ritzels 16 verstrichen ist, wird die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep bei der oberen Grenze, die höher als die Startdrehgeschwindigkeit NESTA ist, im Wesentlichen konstant.
Wenn somit ein Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 während einer Dauer, während der die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep bei der oberen Grenze gehalten wird, ausgeführt wird, kann es eine verschwendete Leistung der Batterie 12 geben, die innerhalb der Dauer, während der die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep bei der oberen Grenze gehalten wird, bis die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert ist, verbraucht wird.
Die Kurve der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep, die in 5 dargestellt ist, wird außerdem abhängig von verschiedenen Parametern, die den Betriebsbedingungen des Starters 10 zugeordnet sind, geändert; diese Parameter weisen die Temperatur des Starters 10, die Temperatur der Batterie 12 und/oder den SOC der Batterie 12 auf.
Wie durch eine durchgezogene Linie und gestrichelte Linien in 5 dargestellt ist, ist genauer gesagt die obere Grenze der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep umso niedriger, je niedriger die Batteriespannung VB ist oder je höher die Temperatur der Batterie 12 oder des Starters 10 ist. Es sei bemerkt, dass der Grund, warum die obere Grenze der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit einer Erhöhung der Temperatur des Starters 10 oder der Batterie 12 reduziert wird, an der Tatsache liegt, dass sich ein elektrischer Widerstand, der den Spulenwiderstand des Motors 11 und den Innenwiderstand der Batterie 12 aufweist, mit einer Erhöhung der Temperatur des Starters 10 oder der Batterie 12 erhöht.
Die Empfindlichkeit der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep gegenüber verschiedeneb Faktoren, die die Störung aufweisen, variiert abhängig von der von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 (der Zeit einer Drehung des Ritzels 16) verstrichenen Zeit.
Bezug nehmend auf 5 ist genauer gesagt unverzüglich nach dem Start einer Drehung des Ritzels 16 die Empfindlichkeit der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep gegenüber verschiedenen Faktoren relativ niedrig, sodass die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep unabhängig von den verschiedenen Faktoren ansteigt. Die Empfindlichkeit der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep gegenüber verschiedenen Faktoren variiert danach mit einer Erhöhung der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep breit.
Von diesem Gesichtspunkt aus sei betrachtet, dass ein Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 während einer Dauer, während der die Empfindlichkeit der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep gegenüber den verschiedenen Faktoren breit variiert, wie zum Beispiel der Dauer, während der die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep bei der oberen Grenze gehalten wird, ausgeführt wird.
In diesem Fall kann, selbst wenn das Ritzel 16 zu dem Hohlrad 22 zu dem Punkt der Zeit gestellt wird, wenn ein Wert der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 unter Verwendung der Informationen F1, die in 4 dargestellt sind, berechnet wird, die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep möglicherweise nicht mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert werden. Es ist somit vorzuziehen, dass ein Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 innerhalb einer Dauer, während der der Anstieg der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep weniger anfällig für die verschiedenen Faktoren ist, um eine Robustheit der Synchronisation zwischen den Drehgeschwindigkeiten des Ritzels 16 und des Hohlrads 22 zu verbessern, ausgeführt wird. Es ist genauer gesagt vorzuziehen, dass ein Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 in einem frühen Stadium des Starts einer Drehung des Ritzels 16 ausgeführt wird.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist somit konfiguriert, um eine Drehung des Motors 11 zu steuern, sodass ein Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 in einem frühen Stadium des Starts einer Drehung des Ritzels 16 ausgeführt wird. Das frühe Stadium des Starts einer Drehung des Ritzels 16 entspricht einem ersten Stadium T1 innerhalb einer Gesamtdauer T2, die erforderlich ist, sodass die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep die obere Grenze seit dem Start einer Drehung des Ritzels 16 erreicht; dieses erste Stadium T 1 weist die Anstiegszeit der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep auf.
Das Speicherungsmedium 30a der ECU 30 speichert genauer gesagt darin Informationen F2, die beispielsweise als Abbildungen (Datentabellen), Programme und/oder Formeln entworfen sind; diese Informationen F2 sind durch Phantomlinien in 1 dargestellt. Die Informationen F2 stellen eine Funktion (Beziehung) zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Drehungsverzögerungszeit TD dar. Die Funktion kann basierend auf Daten, die durch Tests unter Verwendung der Maschine 20 oder ihres äquivalenten Computermodells erhalten wurden, bestimmt worden sein. Die Funktion kann ferner basierend auf Entwurfsdaten der Maschine 20 bestimmt worden sein.
Das heißt, das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um gemäß den Informationen F2 einen Wert der Drehungsverzögerungszeit TD von dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage zu dem Start einer Drehung des Ritzels 16 (zu der Erregung des Motors 11) zu bestimmen und eine Erregung des Motors 11 gemäß der Drehungsverzögerungszeit TD zu steuern.
6 zeigt schematisch die Start-Treib-Unterroutine R2, die die automatische Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1 in sich aufweist. Zwischen den Starter-Treib-Unterroutinen, die in 3 und 6 dargestellt sind, ähnliche Schritte sind in der Beschreibung weggelassen oder vereinfacht.
Nach dem automatischen Stopp der Maschine 20 durch die automatische Maschinenstoppaufgabe T führt die ECU 30 Betriebsvorgänge bei Schritten S30 und S31 ähnlich zu den Betriebsvorgängen bei den Schritten S10 und S 11 von 3 aus. Nach einem Bestimmen, dass die Ritzelstellzeit tp noch nicht bestimmt wurde (NEIN bei Schritt S31), schreitet die ECU 30 zu einem Schritt S32 fort, und schreitet sonst zu einem Schritt S41 fort.
Die ECU 30 bestimmt danach, ob die Drehungsverzögerungszeit TD bei dem Schritt S32 bestimmt wurde. Nach einem Bestimmen, dass die Drehungsverzögerungsdauer TD noch nicht bestimmt wurde (NEIN bei Schritt S32), schreitet die ECU 30 zu einem Schritt S33 und sonst zu einem Schritt S38 fort.
Die ECU 30 führt als Nächstes bei den Schritten S33 bis S36 Betriebsvorgänge ähnlich zu den Betriebsvorgängen bei den Schritten S 12 bis S15 von 3 aus.
Nach einem Bestimmen, dass die Startdrehgeschwindigkeit NESTA gleich oder niedriger als die Selbstneustartschwelle NE2 ist (JA bei Schritt S35), bestimmt die ECU 30 bei einem Schritt S37 gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und den Informationen F2 die Drehungsverzögerungszeit TD.
Bei dem Schritt S37 nimmt genauer gesagt die ECU 30 unter Verwendung der Startdrehgeschwindigkeit NESTA als einen Schlüssel auf Informationen F2 Bezug. Basierend auf einem Resultat der Bezugnahme gewinnt die ECU 30 einen Wert der Drehungsverzögerungszeit TD, der der Startdrehgeschwindigkeit NESTA entspricht, wieder, und bestimmt den Wert der Drehungsverzögerungszeit TD.
7 stellt schematisch ein Beispiel der Informationen F2 in einem Abbildungsformat dar. Wie in 7 dargestellt ist, ist die Drehungsverzögerungszeit TD auf null eingestellt, wenn die Startdrehgeschwindigkeit NESTA gleich oder niedriger als eine obere Grenze NE3 bei dem Start einer Drehung des Ritzels 16 ist; diese obere Grenze NE3 ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auf 400 UpM eingestellt. Wenn die Startdrehgeschwindigkeit NESTA höher als die obere Grenze NE3 ist, ist die Drehungsverzögerungszeit TD umso länger, je höher die Startdrehgeschwindigkeit NESTA ist.
In 7 ist, um einen Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 in einem frühen Stadium des Starts einer Drehung des Ritzels 16 auszuführen, das heißt vor dem Zeitpunkt, der einer Zeitkonstanten des Anstiegs der Ritzeldrehungsgeschwindigkeit Nep entspricht, die Drehungsverzögerungszeit TD eingestellt, um positiv zu sein, wenn die Startdrehgeschwindigkeit NESTA höher als die obere Grenze NE3 ist. Der Zeitpunkt, der der Zeitkonstante des Anstiegs der Ritzeldrehungsgeschwindigkeit Nep entspricht, stellt einen Zeitpunkt dar, zu dem das erste Stadium T 1 seit dem Start einer Drehung des Ritzels 16 verstrichen ist.
Das Motorsteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist mit anderen Worten konfiguriert, um, wenn die Startdrehgeschwindigkeit NESTA höher als die obere Grenze NE3 ist, eine Drehung des Motors 11 abzuschalten, bis der bestimmte Wert der Drehungsverzögerungszeit TD seit der Zeit eines Erfüllens von mindestens einer der Maschinenneustartbedingungen verstrichen ist.
Zurückkehrend zu 6 bestimmt nach dem Betriebsvorgang bei dem Schritt S37 die ECU 30, ob der bestimmte Wert der Drehungsverzögerungszeit TD seit dem Zeitpunkt des Auftretens einer Maschinenneustartanfrage bei dem Schritt S30 verstrichen ist.
Nach einem Bestimmen, dass der bestimmte Wert der Drehungsverzögerungszeit TD noch nicht verstrichen ist (NEIN bei Schritt S38), verlässt die ECU 30 die Starter-Treib-Unterroutine R2 und wiederholt dieselbe, während das Abschalten einer Drehung des Motors 11 beibehalten wird.
Nach einem Bestimmen, dass der bestimmte Wert der Drehungsverzögerungszeit TD verstrichen ist (JA bei Schritt S38), schreitet die ECU 30 sonst zu einem Schritt S39 fort und sendet das elektrische EIN-Signal zu dem zweiten Treib-Relais 13, um bei dem Schritt S39 eine Erregung des Motors 11 zu starten. Die Erregung des Motors 11 startet eine Drehung des Ritzels 16, sodass die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep erhöht wird.
Die ECU 30 nimmt als Nächstes unter Verwendung der Startdrehgeschwindigkeit NESTA als ein Schlüssel auf die Informationen F1 Bezug. Basierend auf einem Resultat der Bezugnahme gewinnt die ECU 30 einen Wert der Stellungsbereitschaftszeit TSL2, der der Startdrehgeschwindigkeit NESTA entspricht, wieder. Bei einem Schritt S40 bestimmt die ECU 30 an dem Punkt der Zeit, zu dem der ausgelesene Wert der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 seit dem Startzeitpunkt einer Drehung des Ritzels 16 verstrichen ist, den Ritzelstellzeitpunkt tp.
Die ECU 30 führt danach bei Schritten S41 und S42 Betriebsvorgänge ähnlich zu den Betriebsvorgängen bei den Schritten S19 und S20 von 3 aus und verlässt danach die Starter-Treib-Unterroutine R2 und die automatische Maschinen-Stopp- und Start-Steuerroutine R1.
Betriebsvorgänge des Ritzels 16 von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu dem Start eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 stellt ein Übergangsbeispiel der Maschinengeschwindigkeit NE (der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner) über der Zeit und ein Übergangsbeispiel der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep dar. In 8 ist angenommen, dass die Startdrehgeschwindigkeit NESTA höher als die obere Grenze NE3 ist. In 8 stellt die lang gestrichelte, kurz gestrichelte Linie das Übergangsbeispiel der Maschinengeschwindigkeit NE dar, und eine durchgezogene Linie stellt die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep dar. Es sei bemerkt, dass in 8 die Umfangsgeschwindigkeit des Hohlrads 22 als die Maschinengeschwindigkeit NE (die Hohlraddrehgeschwindigkeit) verwendet ist, und die Umfangsgeschwindigkeit des Ritzels 16 als die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep verwendet ist.
Wenn eine Maschinenneustartanfrage (mindestens eine der Maschinenneustartbedingungen ist erfüllt) zu einer Zeit t11 auftritt, während die Maschinengeschwindigkeit NE vor null nach dem automatischen Stopp der Maschine 20 abgebremst wird, da die Startdrehgeschwindigkeit NESTA höher als die obere Grenze NE3 ist, wird das Treiben des Motors 11 zu der Zeit t11 abgeschaltet.
Nachdem der bestimmte Wert der Drehungsverzögerungszeit TD gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA seit der Zeit t11 verstrichen ist, wird das elektrische EIN-Signal zu einer Zeit tm1, die in 8 dargestellt ist, zu dem zweiten Treib-Relais 13 ausgegeben, sodass sich der Motor 11 dreht. Die Drehung des Motors 11 erhöht die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep, sodass der Unterschied zwischen der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep und der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner allmählich reduziert wird.
Nachdem die Stellungsbereitschaftszeit TSL2, die gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA bestimmt wurde, seit der Zeit tm1 verstrichen ist, wird das erste Treib-Relais 18 zu einer Zeit tp1, die in 8 dargestellt ist, eingeschaltet, sodass das Ritzel 16 zu dem Hohlrad 22 gestellt wird.
Nachdem die Ritzelstellzeit TA seit dem Start der Stellung des Ritzels 16 verstrichen ist, wird das Ritzel 16 zu der Zeit t12 mit dem Hohlrad 22 in Eingriff gebracht.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das im Vorhergehenden dargelegt ist, erreicht zusätzlich zu den im Vorhergehenden erwähnten Vorteilen, die durch das Maschinensteuersystem CS gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden, die folgenden Vorteile.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA die Drehungsverzögerungszeit TD von dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage zu dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu bestimmen und eine Erregung des Motors 11 abzuschalten, bis die bestimmte Drehungsverzögerungszeit TD seit dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage verstrichen ist. Diese Konfiguration reduziert eine verschwendete Leistung der Batterie 12, die während der Dauer, während der die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep bei der oberen Grenze gehalten wird, bis die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner synchronisiert ist, verbraucht wird.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich konfiguriert, um das Ritzel 16 mit dem Hohlrad 22 zu einem geeigneten Zeitpunkt, der gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA bestimmt wird, genauer gesagt in dem frühen Stadium des Starts einer Drehung des Ritzels 16 innerhalb der Dauer eines Anstiegs der Ritzeldrehgeschwindigkeit, in Eingriff zu bringen; dieses frühe Stadium weist die Anstiegszeit der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep auf. Diese Konfiguration verbessert die Robustheit der Synchronisation zwischen den Drehgeschwindigkeiten des Ritzels 16 und des Hohlrads 22.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die ersten und zweiten Ausführungsbeispiele begrenzt und kann daher auf verschiedene Modifikationen von mindestens einem der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele angewendet sein.
Das Maschinensteuersystem gemäß jedem der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele ist konfiguriert, um die Stellungsbereitschaftszeit TSL2, die der Startdrehgeschwindigkeit NESTA entspricht, gemäß der Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 zu bestimmen, und den Ritzelstellzeitpunkt tp gemäß der bestimmten Stellungsbereitschaftszeit TSL2 auszurechnen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Konfiguration begrenzt.
Das Maschinensteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann genauer gesagt konfiguriert sein, um die erforderliche Synchronisationszeit TP, die der Startdrehgeschwindigkeit NESTA entspricht, gemäß der Beziehung zwischen einer Variablen der erforderlichen Synchronisationszeit TP und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 zu bestimmen, und den Ritzelstellzeitpunkt tp gemäß der bestimmten erforderlichen Synchronisationszeit TP auszurechnen. Bei dieser Modifikation kann, da die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 durch Subtrahieren der Stellzeit TA von der erforderlichen Synchronisationszeit TP erhalten wird, das Maschinensteuersystem konfiguriert sein, um die Ritzelstellzeit TP zu einem Punkt der Zeit zu bestimmen, zu dem die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 seit dem Start der Drehung des Ritzels 16 verstrichen ist.
Das Maschinensteuersystem gemäß jedem der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele ist konfiguriert, um als die erforderliche Synchronisationszeit TP eine Zeit zu bestimmen, die von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu dem Start eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 erforderlich ist, kann jedoch konfiguriert sein, um als die erforderliche Synchronisationszeit TP eine Zeit zu definieren, die von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu dem Abschluss eines Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 erforderlich ist.
Die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 kann als eine Funktion der Betriebsbedingungen der Maschine 20 und/oder der Betriebsbedingungen von Zubehör 20, das in dem Motor 20 eingebaut ist, wobei dieses Zubehör 20 durch Phantomlinien in 1 dargestellt ist, definiert sein.
Der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage wird genauer gesagt abhängig von den Betriebsbedingungen der Maschine 20 geändert. Wenn beispielsweise genauer gesagt die Temperatur des Maschinenkühlmittels niedrig ist, erhöht sich die Reibung von verschiebbaren Berührungsabschnitten jedes Zylinders und des darin eingebauten Kolbens im Vergleich zu dem, wenn die Temperatur des Maschinenkühlmittels hoch ist, was darin resultiert, dass der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage erhöht ist.
Die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 kann somit derart bestimmt werden, dass die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 mit einer Reduzierung der Temperatur des Maschinenkühlmittels reduziert wird (der Ritzelstellzeitpunkt tp wird früher gelegt). Es sei bemerkt, dass zusätzlich, je größer verdichtende Lasten in jedem Zylinder sind, desto mehr wird der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage erhöht. Aus diesem Grund kann die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 derart bestimmt sein, dass die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 mit der Erhöhung der verdichtenden Lasten in jedem Zylinder reduziert wird (der Ritzelstellzeitpunkt tp wird früher gelegt).
Der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage wird zusätzlich abhängig von den Betriebsbedingungen von mindestens einem Zubehör 70 geändert; dieses mindestens eine Zubehör 70 wird durch die Drehung der Kurbelwelle 21 getrieben. Wenn beispielsweise genauer gesagt ein Luftkonditionierer bzw. eine Klimaanlage und/oder ein Wechselstromgenerator zum Laden der Batterie 12, die in dem Zubehör 70 umfasst sind, aktiviert werden, ist der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage im Vergleich zu dem erhöht, wenn der Luftkonditionierer und/oder der Wechselstromgenerator deaktiviert sind.
Die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 kann somit derart bestimmt werden, dass die Stellungsbereitschaftszeit TSL2, wenn der Luftkonditionierer und/oder der Wechselstromgenerator aktiviert werden, im Vergleich zu dem reduziert wird (der Ritzelstellzeitpunkt tp früher gelegt wird), wenn der Luftkonditionierer und/oder der Wechselstromgenerator deaktiviert sind.
Angesichts der Tatsache, dass der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage abhängig von den Betriebsbedingungen der Maschine 20 geändert wird, können die Informationen F1, die die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 darstellen, abhängig von den Betriebsbedingungen der Maschine 20 bestimmt werden.
Wenn beispielsweise der SOC der Batterie 12 niedrig ist, wird die Erhöhung der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep im Vergleich zu dem reduziert, wenn der SOC der Batterie 12 hoch ist, was darin resultiert, dass die Zeit von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu der Synchronisation der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner länger werden kann. Die Informationen F 1 können somit derart bestimmt werden, dass, je größer der SOC der Batterie 12 ist, desto länger die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 ist (desto früher der Ritzelstellzeitpunkt tp ist).
Wenn außerdem die Temperatur der Maschine 20 niedrig ist, ist die Viskosität des Fetts, das auf die verschiebbaren Berührungsabschnitte von einigen Teilen der Maschine 20 gesetzt ist, im Vergleich zu dem erhöht, wenn die Temperatur der Maschine 20 hoch ist, was darin resultiert, dass die Erhöhung der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep reduziert ist. Dies kann bewirken, dass die Zeit von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 zu der Synchronisation der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep mit der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner länger wird. Wenn zusätzlich die Temperatur jedes Relais des Starters 10 hoch ist, wird die Erhöhung der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep im Vergleich zu dem reduziert, wenn die Temperatur jedes Relais des Starters 10 niedrig ist, was darin resultiert, dass die Erhöhung der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep reduziert ist.
Die Informationen F1 können somit abhängig von der Änderung der Temperatur der Maschine 20 und/oder derselben des Starters 10 bestimmt sein.
Die Informationen F1, die die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 darstellen, können abhängig von dem Grad eines Verschleißes des Motors 11 bestimmt sein. Dies liegt daran, dass, je mehr der Grad eines Verschleißes des Motors 11 erhöht ist, desto mehr die Erhöhung der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage reduziert ist, sodass der Zeitpunkt einer Synchronisation des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 verzögert wird. Das Maschinensteuersystem kann den Grad eines Verschleißes des Motors 11 gemäß beispielsweise der Zeitdauer einer Verwendung des Motors 11 schätzen.
Das Maschinensteuersystem jedes der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele kann konfiguriert sein, um gemäß den Betriebsbedingungen der Maschine 20 und/oder den Betriebsbedingungen des Zubehörs 70 die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 oder den Ritzelstellzeitpunkt tp, die basierend auf den Informationen F1, die in 4 dargestellt sind, berechnet werden, zu korrigieren.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, werden der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit und die Erhöhung der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage abhängig von den Betriebsbedingungen der Maschine 20 und/oder den Betriebsbedingungen des Zubehörs 70 geändert.
Die ECU 30 kann somit programmiert sein, um die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 oder den Ritzelstellzeitpunkt tp, die gemäß den Informationen F1 berechnet wurden, mit einem voreingestellten Korrekturkoeffizienten bei dem Schritt S18 oder S40 zu multiplizieren, um dadurch die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 oder den Ritzelstellzeitpunkt tp gemäß den Betriebsbedingungen der Maschine 20 und/oder den Betriebsbedingungen des Zubehörs 70 zu ändern.
Bei jedem der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele ist die Ritzelstellzeit TA ein eindeutiger Wert, der durch den Starter 10 unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit NE definiert ist, kann jedoch eine Variable gemäß den Betriebsbedingungen der Maschine 20 sein. Bei dieser Modifikation sowie bei den Modifikationen, die im Vorhergehenden dargelegt sind, kann die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 länger eingestellt werden, sowie der SOC der Batterie 12 niedriger wird oder die Temperatur des Maschinenkühlmittels niedriger wird.
Die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep bei dem normalen Start der Maschine 20 ansprechend auf den Betrieb des Zündschlüssels 19 durch den Fahrer ist identisch zu derselben bei dem Neustart der Maschine 20, die Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep bei dem normalen Start der Maschine 20 ansprechend auf den Betrieb des Zündschlüssels 19 durch den Fahrer kann sich jedoch von derselben bei dem Neustart der Maschine 20 unterscheiden.
Das Maschinensteuersystem gemäß jedem der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele ist konfiguriert, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 von der Ritzeldrehungsstartzeit t1 (tm1) zu dem Start eines Stellens des Ritzels 16 zu bestimmen und einen Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 gemäß der bestimmten Stellungsbereitschaftszeit TSL2 auszuführen, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Konfiguration begrenzt.
Das Maschinensteuersystem gemäß jedem der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele kann konfiguriert sein, um bei dem Schritt S18 oder S40 gemäß der Startdrehgeschwindigkeit NESTA eine Zeit als die Stellungsbereitschaftszeit TSL2 zu bestimmen, die erforderlich ist, sodass der Unterschied zwischen der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep und der Hohlraddrehgeschwindigkeit Ner nach dem Start der Drehung des Ritzels 16 innerhalb eines voreingestellten Bereichs ist, und um einen Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 gemäß der bei dem Schritt S18 oder S40 bestimmten Stellungsbereitschaftszeit TSL2 auszuführen. Bei diesen Modifikationen können die Informationen F1, die die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 darstellen, in dem Speicherungsmedium 30a gespeichert sein. Das Maschinensteuersystem kann unter Verwendung der Startdrehgeschwindigkeit NESTA als einen Schlüssel auf die Informationen F 1 Bezug nehmen. Basierend auf einem Resultat der Bezugnahme kann das Maschinensteuersystem einen Wert der Stellungsbereitschaftszeit TSL2, der der ausgelesenen Startdrehgeschwindigkeit NESTA entspricht, wiedergewinnen und den Ritzelstellzeitpunkt tp zu dem Punkt der Zeit bestimmen, zu dem der ausgelesene Wert der Stellungsbereitschaftszeit TSL2 seit dem Startzeitpunkt einer Drehung des Ritzels 16 verstrichen ist. Das Maschinensteuersystem kann ein Stellen des Ritzels 16 zu dem Hohlrad 22 ausführen, wenn die gegenwärtige Zeit dem bestimmten Ritzelstellzeitpunkt tp entspricht.
Die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Drehungsverzögerungszeit TD kann als eine Funktion der Betriebsbedingungen des Starters 10, wie zum Beispiel der Temperatur des Starters 10, der Temperatur der Batterie 12 zum Versorgen des Starters 10 mit einer Leistung und/oder des SOC der Batterie 12, definiert sein. Diese Modifikation adsorbiert die Änderung der Ritzeldrehgeschwindigkeit Nep von dem Start einer Drehung des Ritzels 16 abhängig von Parametern der Betriebsbedingungen des Starters 10.
Die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Drehungsverzögerungszeit TD kann genauer gesagt derart bestimmt sein, dass die Drehungsverzögerungszeit TD mit einer Erhöhung der Batteriespannung VB und/oder mit einer Reduzierung der Temperatur des Starters 10 oder der Batterie 12 unter Berücksichtigung der in 5 dargestellten Beziehung reduziert wird. Diese Modifikation führt einen Eingriff des Ritzels 16 mit dem Hohlrad 22 aus, wobei ihre Drehgeschwindigkeiten miteinander selbst dann synchronisiert sind, wenn diese Parameter geändert werden.
Die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Drehungsverzögerungszeit TD kann derart bestimmt sein, dass die Drehungsverzögerungszeit TD mit einer Änderung der Temperatur des Starters 10 unter Berücksichtigung der Tatsache geändert wird, dass, wenn die Temperatur des Starters niedrig ist, die Viskosität des Fetts, das auf die verschiebbaren Berührungsabschnitte einiger Teile des Starters 10 gesetzt ist, im Vergleich zu dem erhöht ist, wenn die Temperatur des Starters 10 hoch ist.
Es sei bemerkt, dass die Temperatur des Starters 10 und/oder der Batterie 12 durch einen Temperatursensor, die die Sensoren 57 aufweisen, direkt gemessen werden kann oder basierend auf der Temperatur des Maschinenkühlmittels, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 24 gemessen wird, indirekt gemessen werden kann.
Die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Drehungsverzögerungszeit TD kann als eine Funktion der Betriebsbedingungen der Maschine 20 und/oder des Zubehörs 70, das durch die Maschine 20 getrieben ist, definiert sein.
Wenn beispielsweise genauer gesagt die Temperatur in dem Maschinenkühlmittel niedrig ist, wird die Reibung der verschiebbaren Berührungsabschnitte jedes Zylinders und des Kolbens, der darin eingebaut ist, im Vergleich zu dem erhöht, wenn die Temperatur des Maschinenkühlmittels hoch ist, was darin resultiert, dass der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit NE nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage erhöht wird. Die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Drehungsverzögerungszeit TD kann somit derart bestimmt sein, dass die Drehungsverzögerungszeit TD mit einer Reduzierung der Temperatur des Maschinenkühlmittels reduziert wird.
Es sei zusätzlich bemerkt, dass, je größer verdichtende Lasten in jedem Zylinder sind, desto mehr der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit NE nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage erhöht ist. Aus diesem Grund kann die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Drehungsverzögerungszeit TD derart bestimmt sein, dass die Drehungsverzögerungszeit TD mit der Erhöhung der verdichtenden Lasten in jedem Zylinder reduziert wird.
Wenn ein Luftkonditionierer und/oder ein Wechselstromgenerator zum Laden der Batterie 12, die das Zubehör 70 umfasst, aktiviert werden, wird der Grad (die Neigung) eines Abfalls der Maschinendrehgeschwindigkeit nach dem Auftreten einer Maschinenneustartanfrage im Vergleich zu dem erhöht, wenn der Luftkonditionierer und/oder der Wechselstromgenerator deaktiviert sind.
Die Beziehung zwischen einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit NESTA und einer Variablen der Drehungsverzögerungszeit TD kann somit derart bestimmt sein, dass die Drehungsverzögerungszeit TD, wenn der Luftkonditionierer und/oder der Wechselstromgenerator aktiviert sind, im Vergleich zu dem, wenn der Luftkonditionierer und/oder der Wechselstromgenerator deaktiviert sind, reduziert ist.
Bei jedem der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele wird, wenn der Zündschlüssel K, der in den Schlüsselzylinder eingeführt ist, durch den Fahrer von der Zündung-EIN-Position-IG zu der Starter-EIN-Position-ST gedreht wird, der Zündschalter 19, der als ein Starterschalter dient, eingeschaltet, sodass das Solenoid 18a und das Solenoid 13a mit einer elektrischen Leistung der Batterie 12 versorgt werden, um den Starter 10 zu aktivieren, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Struktur begrenzt.
Ein Fahrer betreibbarer Starterschalter, wie zum Beispiel ein Druckknopfschalter, kann genauer gesagt in dem Motorfahrzeug vorgesehen sein. Bei dieser Modifikation werden das Solenoid 18a und das Solenoid 13a mit einer elektrischen Leistung der Batterie 12 versorgt, um den Starter 10 zu aktivieren, wenn der Fahrer betreibbare Starterschalter durch den Fahrer betrieben wird.
Obwohl beschrieben wurde, was gegenwärtig als die Ausführungsbeispiele und ihre Modifikationen der vorliegenden Erfindung betrachtet ist, versteht es sich von selbst, dass verschiedene Modifikationen, die noch nicht beschrieben sind, daran vorgenommen sein können, und es ist beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche alle solche Modifikationen, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, abdecken.

Claims

Maschinenstartsystem zum Bewirken, dass ein Starter (10) mit einem Ritzel (16) das Ritzel (16) mit einem Hohlrad (22), das mit einer Ausgangswelle (21) einer Verbrennungsmaschine (20) gekoppelt ist, ansprechend darauf in Eingriff bringt, dass eine Maschinenneustartbedingung nach einem automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine (20) erfüllt ist (S10; S30), sodass die Verbrennungsmaschine (20) gekurbelt wird, mit: einer Drehungsstarteinheit (SL1), die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) eine Drehung des Ritzels (16) ansprechend auf eine Zeit (t1; 111) eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung startet; einer Drehgeschwindigkeitsmesseinheit (23), die konfiguriert ist, um als eine Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) eine Drehgeschwindigkeit (NE) der Verbrennungsmaschine (20) zu der Zeit (t1; 111) eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung zu messen; einer Zeitbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) eine Zeit (TP) zu bestimmen (S18; S40), die von dem Start einer Drehung des Ritzels (16) durch die Drehungsstarteinheit (SL1) zu einem Eingriff des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) erforderlich ist, wobei eine Drehgeschwindigkeit (Nep) des Ritzels (16) mit einer Drehgeschwindigkeit des Hohlrads (22) synchronisiert ist; und einer Eingriffssteuereinheit, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) den Eingriff des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) gemäß der Zeit (TP), die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, steuert.
Maschinenstartsystem zum Bewirken, dass ein Starter (10) mit einem Ritzel (16) das Ritzel (16) mit einem Hohlrad (22), das mit einer Ausgangswelle (21) einer Verbrennungsmaschine (20) gekoppelt ist, ansprechend darauf in Eingriff bringt, dass eine Maschinenneustartbedingung nach einem automatischen Stopp der Verbrennungsmaschine (20) erfüllt ist (S10; S30), sodass die Verbrennungsmaschine (20) gekurbelt wird, mit: einer Drehungsstarteinheit (SL1), die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) eine Drehung des Ritzels (16) ansprechend auf eine Zeit (t1; 111) eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung startet; einer Drehgeschwindigkeitsmesseinheit (23), die konfiguriert ist, um als eine Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) eine Drehgeschwindigkeit (NE) der Verbrennungsmaschine (20) zu der Zeit (t1; 111) eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung zu messen; einer Zeitbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) eine Zeit (TSL2) zu bestimmen (S18; S40), die erforderlich ist, so dass ein Unterschied zwischen einer Drehgeschwindigkeit (Nep) des Ritzels (16) und einer Drehgeschwindigkeit des Hohlrads (22) nach dem Start einer Drehung des Ritzels (16) innerhalb eines voreingestellten Bereichs ist; und einer Eingriffssteuereinheit, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) den Eingriff des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) gemäß der Zeit (TSL2), die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, steuert.
Maschinenstartsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffssteuereinheit konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) gemäß der Zeit (TP; TSL2), die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, einen Zeitpunkt (tp; tp1) steuert, um den Eingriff des Ritzels mit dem Hohlrad (22) nach dem Start einer Drehung des Ritzels (16) durch die Drehungsstarteinheit (SL1) zu starten (S20; S42).
Maschinenstartsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsmaschine (20) durch eine Drehung des Ritzels (16) mit einer ersten Drehgeschwindigkeit gekurbelt wird, wobei das Ritzel (16) mit dem Hohlrad (22) ansprechend auf ein Einschalten eines Starterschalters (19) in Eingriff gebracht wird, und die Drehungsstarteinheit (SL1) konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) eine Drehung des Ritzels (16) mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit ansprechend auf die Zeit (t1; 111) eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung startet, wobei die erste Drehgeschwindigkeit identisch zu der zweiten Drehgeschwindigkeit ist.
Maschinenstartsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffssteuereinheit konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) den Eingriff des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) gemäß der Zeit (TP; TSL2), die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, wenn die Zeit (TP; TSL2) gleich oder länger als eine Zeit (TA) ist, die von einem Start des Eingriffs des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) bis zu einem Abschluss des Eingriffs des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) erforderlich ist, steuert.
Maschinenstartsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffssteuereinheit konfiguriert ist, um ein Steuern des Eingriffs des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) gemäß der Zeit (TP; TSL2), die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, abzuschalten, wenn die Zeit (TP; TSL2) kürzer als eine Zeit (TA) ist, die von einem Start des Eingriffs des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) zu einem Abschluss des Eingriffs des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) erforderlich ist.
Maschinenstartsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Starter (10) eine Kupplung (17) aufweist, die eine Übertragung einer Drehung des Ritzels (16) hin zu dem Starter (10) sperrt, wenn die Drehgeschwindigkeit (NE) der Verbrennungsmaschine (20) höher als eine Drehgeschwindigkeit (Nep) des Ritzels (16) ist, und dass die Zeitbestimmungseinheit konfiguriert ist, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) die Zeit (t2) zu bestimmen, sodass der Eingriff des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) ausgeführt ist, wenn die Drehgeschwindigkeit (NE) der Verbrennungsmaschine (20) höher als die Drehgeschwindigkeit (Nep) des Ritzels (16) ist und ein Unterschied zwischen der Drehgeschwindigkeit (NE) der Verbrennungsmaschine (20) und der Drehgeschwindigkeit (Nep) des Ritzels (16) gleich oder niedriger als ein voreingestellter Wert (ΔNE) ist.
Maschinenstartsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitbestimmungseinheit konfiguriert ist, um gemäß der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) und mindestens einer Betriebsbedingung der Verbrennungsmaschine (20) oder einer Betriebsbedingung eines Zubehörs (70), das durch die Verbrennungsmaschine (20) getrieben ist, die (TP; TSL2) Zeit zu bestimmen.
Maschinenstartsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit ferner: einer Bereitschaftszeit-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Bereitschaftszeit (TD) von der Zeit (t1 1) eines Erfüllens der Maschinenneustartbedingung zu dem Start (tm1) einer Drehung des Ritzels (16) gemäß der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA), die durch die Drehgeschwindigkeitsmesseinheit (23) gemessen wird, zu bestimmen (S37), dadurch gekennzeichnet, dass die Drehungsstarteinheit (SL1) konfiguriert ist, um zu bewirken, dass der Starter (10) die Drehung des Ritzels (16) gemäß der Bereitschaftszeit (TD), die durch die Bereitschaftszeit-Bestimmungseinheit bestimmt, startet (S39).
Maschinenstartsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitschaftszeit (TD) auf einen Wert bestimmt wird, bei dem der Eingriff des Ritzels (16) mit dem Hohlrad (22) in einem frühen Stadium (T1) des Starts einer Drehung des Ritzels (16) innerhalb einer Dauer (T2), während der die Drehgeschwindigkeit (Nep) des Ritzels (16) ansteigt, ausgeführt wird, wobei das frühe Stadium (T1) des Starts einer Drehung des Ritzels (16) eine Anstiegszeit der Drehgeschwindigkeit (Nep) des Ritzels (16) aufweist.
Maschinenstartsystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitschaftszeit-Bestimmungseinheit konfiguriert ist, um die Bereitschaftszeit (TD) gemäß einem Parameter (F2, NESTA), der einer Betriebsbedingung des Starters (10) zugeordnet ist, zu bestimmen.
Maschinenstartsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit ferner: einer Speicherungseinheit (30a), die konfiguriert ist, um darin Informationen (F1; F2), die eine Funktion zwischen einer Variablen der Zeit (TP; TSL2), die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, und einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) angeben, zu speichern, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitbestimmungseinheit konfiguriert ist, um auf die Informationen (F1; F2), die in der Speicherungseinheit (30a) gespeichert sind, Bezug zu nehmen und einen Wert der Zeit (TP; TSL2), der einem Wert der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) entspricht, als die Zeit (TP; TSL2), die dadurch bestimmt wird, wiederzugewinnen.
Maschinenstartsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9 bis 11, mit ferner: einer Speicherungseinheit (30a), die konfiguriert ist, um darin Informationen (F1, F2), die eine Funktion zwischen einer Variablen der Zeit (TP; TSL2), die durch die Zeitbestimmungseinheit bestimmt wird, und einer Variablen der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) angeben, zu speichern, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitbestimmungseinheit konfiguriert ist, um auf die Informationen (F1, F2), die in der Speicherungseinheit (30a) gespeichert sind, Bezug zu nehmen und einen Wert der Zeit, (TP; TSL2) der einem Wert der Startdrehgeschwindigkeit (NESTA) entspricht, als die Zeit (TP; TSL2), die dadurch bestimmt wird, wiederzugewinnen, und dass die Informationen (F1; F2), die in der Speicherungseinheit (30a) gespeichert sind, konfiguriert sind, um abhängig von mindestens entweder einer Betriebsbedingung der Verbrennungsmaschine (20) oder einer Betriebsbedingung eines Zubehörs (70), das durch die Verbrennungsmaschine (20) getrieben ist, geändert zu sein.