DE102010037324B4

DE102010037324B4 - System zum Neustart einer internen Verbrennungsmaschine wenn eine Voraussetzung zum Maschinenneustart erfüllt ist

Info

Publication number: DE102010037324B4
Application number: DE102010037324.9A
Authority: DE
Inventors: Hideya NOTANI
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2030-09-04
Also published as: US20110056450A1; CN102011667A; JP2011074912A; US8671903B2; CN102011667B; JP4835774B2; DE102010037324A1

Abstract

System zur Veranlassung eines Anlassers (10) mit einem Ritzel (16), einen Verbrennungsmotor (20) mit einer Ausgangswelle (21) mit angekuppeltem Zahnkranz (22) anzukurbeln, ansprechend darauf, daß nach einem automatischen Motorstopp des Verbrennungsmotors (20) eine Bedingung zu Motorneustart erfüllt ist, wobei das System umfaßt:eine Ritzelverschiebungseinheit, die eingerichtet ist, die Verschiebung des Ritzels (16) zum Zahnkranz (22) hin zu starten, um das Ritzel (16) mit dem Zahnkranz (22) während eines Nachlaufs des Verbrennungsmotors (20) in einer Vorwärtsrichtung nach dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors (20) in Eingriff zu bringen;eine Eingriffsbestimmungseinheit, die eingerichtet ist, um zu bestimmen, ob das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) zwischen sich eine erste oder eine zweite Lagebeziehung aufweisen, wobei die erste Lagebeziehung bedeutet, daß das Ritzel (16) zumindest teilweise mit dem Zahnkranz (22) in Eingriff ist, und die zweite Lagebeziehung, daß das Ritzel (16) am Zahnkranz (22) anliegt; undeine Rotationseinstelleinheit, die eingerichtet ist, um, wenn die Bedingung für den Motorneustart erfüllt ist, bevor von der Eingriffsbestimmungseinheit bestimmt wurde, daß nach dem Start der Verschiebung des Ritzels (16) zum Zahnkranz (22) das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich eingenommen haben, einen Startzeitpunkt für die Rotation des Ritzels (16) einzustellen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme zum Neustart interner Verbrennungsmaschinen, wenn wenigstens eine der Bedingungen für einen Neustart der Maschine erfüllt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In letzter Zeit wurden Stopp-und-Start-Systeme für Motoren, wie Steuersysteme für die Leerlaufreduzierung entwickelt. Solche Stopp-und-Start-Systeme für Motoren sind dafür entwickelt, einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs automatisch, ansprechend auf die Feststellung bzw. Bestimmung einer Motorstoppaktion des Fahrers, wie die Betätigung eines Fahrpedals, zu stoppen. Diese Stopp-und-Start-Systeme für Motoren sind auch so gestaltet, dass sie ansprechend auf die Bestimmung einer Motorstartaktion des Fahrers, wie die Betätigung eines Fahrpedals, den Verbrennungsmotor neu starten. Diese Stopp-und-Start-Systeme für Motoren streben eine Reduzierung der Kraftstoffkosten, der Abgasemissionen und dergleichen an.
Der Neustart einer internen Verbrennungsmaschine, einfach als „Verbrennungsmotor“ bezeichnet, erfordert eine Anfangsrotation einer Ausgangswelle, wie einer Kurbelwelle, des Verbrennungsmotors, wie auch das normale Starten des Verbrennungsmotors ansprechend auf die Aktion eines Zündschlüssels. Diese Stopp-und-Start-Systeme für Motoren verwenden zur Erzeugung der Anfangsdrehung der Motorkurbelwelle einen Anlasser. Insbesondere um die Anfangsdrehung der Motorkurbelwelle herbeizuführen, verschieben diese Stopp-und-Start-Systeme für Motoren ein Ritzel des Anlassers gegen einen mit der Kurbelwelle gekuppelten Zahnkranz. Danach setzen diese Systeme den Anlasser unter Spannung, um das Ritzel zusammen mit dem Zahnkranz in Drehung zu versetzen und die Kurbelbewegung des Verbrennungsmotors zu starten und den Neustart des Motors zu bewirken.
Ein Beispiel der Steuerung des Anlasserbetriebs zum Neustart eines Verbrennungsmotors ist im US-Patent US 7 275 509 B2 offenbart, das der deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 049 092 A1 und der japanischen Patentanmeldung JP 2007-107 527 A entspricht. Die in diesen Patentveröffentlichungen offenbarte Steuerung des Anlasserbetriebs bringt nach dem automatischen Stopp des Motors zur Vorbereitung des Neustarts das Anlasserritzel mit dem mit der Kurbelwelle des Motors gekuppelten Zahnkranz in Vorabeingriff, während die Kurbelwelle sich im Leerlauf bewegt (ohne Unterstützung durch den Motor in Drehung ist). Dieser Vorabeingriff des Ritzels in den Zahnkranz ermöglicht den Neustart des Motors unmittelbar ansprechend auf die Aktion des Fahrers zum Neustart des Motors und kann das Geräusch reduzieren, das erzeugt wird, wenn das Ritzel mit dem Zahnkranz in Eingriff kommt.
Analog ist aus der DE 10 2006 011 644 A1 eine Vorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine in einem automatischen Start-Stopp-System eines Fahrzeugs bekannt. Bei der in der DE 10 2006 011 644 A1 offenbarten Vorrichtung wird ein erstes Getriebeteil (ein Ritzel) in ein zweites Getriebeteil (einen Zahnkranz) eingespurt, woraufhin der weitere Startvorgang der Brennkraftmaschine erfolgen kann, wobei ein Bewegungszustand des ersten Getriebeteils und ein Bewegungszustand des zweiten Getriebeteils ermittelt wird. Gleichwohl berücksichtigt die DE 10 2006 011 644 A1 nicht, ob eine Bedingung für den Neustart der Brennkraftmaschine erfüllt ist bevor bestimmt wurde, dass nach dem Start der Verschiebung des Ritzels zum Zahnkranz eine vorgegebene Lagebeziehung erfüllt ist.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
Die Erfinder haben entdeckt, dass es bei der in diesen Patentveröffentlichungen offenbarten Steuerung des Anlasserbetriebs ein Problem gibt.
Bei normalen Anlassern ist ein Ritzel entfernt von einem mit einer Kurbelwelle eines Motors gekuppelten Zahnkranz positioniert, ausgenommen für das Verfahren des normalen Starts oder des Neustarts des Motors, so dass es eine gewisse Zeit erfordert, bis seit dem Start des Ritzels in Richtung Zahnkranz der Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz vollendet ist.
Weil die in diesen Patentveröffentlichungen offenbarte Steuerung des Anlasserbetriebs so gestaltet ist, dass der Vorabeingriff des Ritzels in den Zahnkranz erfolgt, bevor eine Anforderung zum Motorneustart erfolgt, kann eine Aufforderung zum Motorneustart auch in dem Intervall zwischen dem Start der Verschiebung des Ritzels in den Zahnkranz und der Vollendung des Eingriffs des Ritzels in den Zahnkranz auftreten.
In diesem Falle kann das sich drehende Ritzel gerade dann in den Zahnkranz eingreifen, bevor er seine Drehung stoppt, was eine Zunahme des Lärms aufgrund des Schlags und/oder der Reibung zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz während des Eingriffs des Ritzels in den Zahnkranz zur Folge hat. Dieser Fall kann auch zu einem nicht sanften Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz führen.
Angesichts dieser oben dargelegten Umstände versucht die vorliegende Erfindung Systeme für den Neustart eines Verbrennungsmotors zur Verfügung zu stellen, die zur Lösung eines solchen, oben genannten Problems gestaltet sind.
Insbesondere strebt die vorliegende Erfindung an, Systeme zum Neustart eines Verbrennungsmotors anzubieten, die eingerichtet bzw. geeignet sind, den Eingriff des Ritzels eines Anlassers in einen Zahnkranz zu einem geeigneten Zeitpunkt durchzuführen, der den durch den Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz verursachten Lärm reduziert und/oder den Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz sanfter macht. Diese Gestaltung kann den Verbrennungsmotor passend anwerfen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System vorgesehen, um einen Anlasser mit einem Ritzel zu veranlassen, einen Verbrennungsmotor mit einer Ausgangswelle mit angekuppeltem Zahnkranz anzukurbeln, darauf ansprechend, dass nach einem automatischen Motorstopp des Verbrennungsmotors eine Bedingung zum Motorneustart erfüllt ist. Das System umfaßt eine Ritzelverschiebungseinheit, die geeignet ist, nach dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors die Verschiebung des Ritzels zum Zahnkranz hin zu starten, um das Ritzel mit dem Zahnkranz während eines Nachlaufs des Verbrennungsmotors in einer Vorwärtsrichtung nach dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors in Eingriff zu bringen. Das System umfaßt weiter eine Eingriffsbestimmungseinheit, die geeignet ist, um zu bestimmen, ob das Ritzel und der Zahnkranz zwischen sich eine erste oder eine zweite Lagebeziehung aufweisen. Die erste Lagebeziehung bedeutet, dass das Ritzel zumindest teilweise mit dem Zahnkranz in Eingriff ist, und die zweite Lagebeziehung, dass das Ritzel am Zahnkranz anliegt. Außerdem umfaßt das System eine Rotationseinstelleinheit, die geeignet ist, um einen Startzeitpunk für die Rotation des Ritzels einzustellen, wenn die Bedingung für den Motorneustart erfüllt ist, bevor von der Eingriffsbestimmungseinheit bestimmt ist, dass nach dem Start der Verschiebung des Ritzels zum Zahnkranz das Ritzel und der Zahnkranz entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich eingenommen haben.
Bei einer normalen Leerlaufabsenkungssteuerung (idle reduction control) während des Nachlaufs eines Verbrennungsmotors wird vorab, bevor eine Bedingung zum Motorneustart erfüllt ist, ein Ritzel eines Anlassers verschoben, um mit einem Zahnkranz in Eingriff zu gelangen, der mit der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist. Beim Anlasser ist das Ritzel vom Zahnkranz entfernt angeordnet, mit Ausnahme des normalen Starts oder Neustarts des Verbrennungsmotors, so dass es seit dem Start der Verschiebung des Ritzels gegen den Zahnkranz eine gewisse Zeitspanne in Anspruch nimmt, bis der Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz vollendet ist. Außerdem kann, wenn die Bedingung für den Motorneustart in dem Intervall zwischen dem Start der Verschiebung des Ritzels zum Zahnkranz und der Vollendung des Eingriffs des Ritzels in den Zahnkranz erfüllt wird, das rotierende Ritzel in Eingriff mit dem Zahnkranz gebracht werden, gerade bevor es seine Rotation stoppt, was zu einer Geräuschzunahme infolge des Schlags und/oder der Reibung zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz während des Eingriffs des Ritzels in den Zahnkranz führt. Dieser Fall kann auch den sanften Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz vereiteln.
Jedoch ist der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung geeignet, einen Startzeitpunkt der Rotation des Ritzels einzustellen, wenn die Bedingung für den Motorneustart erfüllt wird, bevor durch die Eingriffsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass nach dem Start der Verschiebung des Ritzels zum Zahnkranz das Ritzel und der Zahnkranz entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich aufweisen. Die erste Lagebeziehung bedeutet, dass das Ritzel zumindest teilweise mit dem Zahnkranz in Eingriff ist, und die zweite Lagebeziehung, dass das Ritzel am Zahnkranz anliegt.
Somit ist der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung geeignet, den Startzeitpunkt der Rotation des Ritzels nach dem vollständigen oder zumindest teil weisen Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz zu verzögern. Das ermöglicht es, das Ritzel zuverlässig mit dem Zahnkranz in Eingriff zu bringen, während das Geräusch aufgrund des Eingriffs des Ritzels in den Zahnkranz reduziert wird, selbst falls eine Bedingung für den Motorneustart während eines Verfahrens zum Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz erfüllt wird. Demgemäß bringt dieser eine Aspekt der vorliegenden Erfindung das Ritzel zuverlässig in Eingriff mit dem Zahnkranz, wodurch der Verbrennungsmotor zuverlässig angeworfen wird.
Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung ist geeignet, den Startzeitpunkt der Rotation des Ritzels nach dem Anschlagen des Ritzels am Zahnkranz zu verzögern. Selbst vor der Vervollständigung des Eingriffs des Ritzels in den Zahnkranz, wenn das Ritzel am Zahnkranz anliegt, wird der Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz unmittelbar nach dem Anschlagen des Ritzels am Zahnkranz durchgeführt. Aus diesem Grunde ermöglicht es der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung, das Ritzel zuverlässig mit dem Zahnkranz in Eingriff zu bringen und das durch den Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz verursachte Geräusch zu reduzieren.
Figurenliste
Andere Aufgaben und Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in welchen:

1 eine schematische Ansicht der gesamten Hardware-Struktur eines Systems zum Starten eines Verbrennungsmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Ablaufdiagramm ist, das schematisch eine Routine zum automatischen Motorstopp zeigt, die gemäß der ersten Ausführungsform durch eine in 1 gezeigte ECU ausgeführt wird;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das schematisch eine Routine zum automatischen Neustart des Motors zeigt, die gemäß der ersten Ausführungsform durch eine in 1 gezeigte ECU ausgeführt wird;
4 eine Kurve zeigt, die schematisch eine Beziehung zwischen einer Temperaturvariablen des Motorkühlmittels und einer für den Eingriff erforderlichen Zeit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
5 ein Diagramm ist, das schematisch eine erste Kurve darstellt, die kennzeichnend ist für ein Veränderungsbeispiel einer Motordrehzahl mit einer Reduzierungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl bzw. Motordrehzahlverringerungsrate gemäß der ersten Ausführungsform, und eine zweite Kurve, die kennzeichnend ist für ein Veränderungsbeispiel einer Motordrehzahl mit einer Reduzierungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl bzw. Motordrehzahlverringerungsrate, die geringer ist als die der ersten Kurve, gemäß der ersten Ausführungsform;
6A eine Zeittafel ist, die schematisch die Aktionen des Motorsteuerungssystems im Verhältnis zur zeitlichen Veränderung der Motordrehzahl zeigt, wenn der Vorgang des Eingriffs eines Ritzels in einen Zahnkranz während einer Vorwärtsdrehung eines in 1 dargestellten Motors gemäß der ersten Ausführungsform vollendet wird;
6B eine Zeittafel ist, die schematisch die Aktionen des Motorsteuerungssystems im Verhältnis zur zeitlichen Veränderung der Motordrehzahl zeigt, wenn der Vorgang des Eingriffs eines Ritzels in einen Zahnkranz während einer gegenläufigen Drehung des Motors gemäß der ersten Ausführungsform vollendet wird;
7A ein Querschnitt durch das Ritzel und einen Teil des Zahnkranzes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
7B eine Draufsicht sowohl auf das Ritzel als auch einen Teil des Zahnkranzes in Richtung des in 7A gezeigten Pfeils A ist;
8 eine Zeittafel ist, die schematisch den Vorgang des Eingriffs des Ritzels in den Zahnkranz gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
9 eine Ansicht ist, die schematisch eine Reihe von Aktionen des Ritzels und des Zahnkranzes im Verlauf des Eingriffs zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
10 ein Ablaufdiagramm ist, das schematisch die Routine zum Neustart des Motors zeigt, die von der ECU gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird und
11 eine Kurve zeigt, die schematisch eine Beziehung zwischen einer Variablen der Anzahl der Motorstarts durch einen in 1 dargestellten Anlasser und der für den Eingriff erforderlichen Zeit gemäß einer achten Modifikation sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahe auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Bei diesen Ausführungsformen werden gleiche Teile der Ausführungsformen, denen gleiche Bezugszeichen zugewiesen sind, zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen weggelassen odervereinfacht.
Erste Ausführungsform
Bei der ersten Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung bei einem System zum Starten eines Verbrennungsmotors angewandt, gestaltet als Teil eines Motorsteuerungssystems CS, das in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist. Das Motorsteuerungssystem CS umfaßt eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 als einen zentralen Bestandteil und dient dazu, die Menge des einzuspitzenden Kraftstoffs und den Zündzeitpunkt zu steuern, und die Aufgabe wahrzunehmen, einen (nachfolgend kurz als Motor bezeichneten) internen Verbrennungsmotor 20 automatisch zu stoppen und ihn neu zu starten. Ein Beispiel der Gesamtstruktur des Motorsteuerungssystems CS ist in 1 gezeigt.
Bezugnehmend auf 1 hat der Motor 20 als eine Ausgangswelle eine Kurbelwelle 21, mit deren einem Ende ein Zahnkranz 22 direkt oder indirekt gekuppelt ist.
Der Motor 20 wirkt derart, dass er eine Luft-Kraftstoff-Mischung oder Luft durch einen beweglichen Kolben in jedem Zylinder verdichtet und die komprimierte Luft-Kraftstoff-Mischung oder die Mischung aus komprimierter Luft und Kraftstoff in jedem Zylinder verbrennt, um die Kraftstoffenergie in mechanische Energie, wie Rotationsenergie, umzuwandeln und dadurch die Kurbelwelle 21 anzutreiben. Die Drehung der Kurbelwelle 21 wird über einen im Kraftfahrzeug installieren Getriebezug auf die Antriebsräder übertragen, wodurch das Kraftfahrzeug angetrieben wird. In jedem Zylinder befindet sich Öl (Motoröl), um jegliche zwei Teile, die innerhalb des Motors 20 mit einander in Kontakt stehen, wie der bewegliche Kolben und jeder Zylinder, zu schmieren.
Der Motor 20 ist beispielsweise mit einer Zündanlage 51 und einem Kraftstoffeinspritzsystem 53 ausgerüstet.
Die Zündanlage 51 schließt Wechselstrom-Aktuatoren, wie Zündvorrichtungen, ein und veranlaßt die Wechselstrom-Aktuatoren, einen elektrischen Strom oder Funken zur Zündung eines Luft-Kraftstoffgemischs in jedem Zylinder des Motors 20 zu liefern und dadurch das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu verbrennen.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 53 schließt Aktuatoren wie eine Wechselstrom-Kraftstoffeinspritzvorrichtung, ein und veranlaßt die Wechselstrom-Aktuatoren Kraftstoff entweder direkt in jeden Zylinder des Motors 20 oder in einen Luftverteiler (Einlaßkanal) gerade stromauf von jedem der Zylinder einzusprühen, um dadurch das Luft-Kraftstoffgemisch in jedem der Zylinder des Motors 20 zu verbrennen. Wenn der Motor als Dieselmotor ausgelegt ist, kann die Zündanlage entfallen.
Zusätzlich ist im Kraftfahrzeug ein Bremssystem 55 eingebaut, um das Kraftfahrzeug zu verzögern oder zu stoppen.
Das Bremssystem 55 schließt beispielsweise Scheiben- oder Trommelbremsen als Wechselstrom-Aktuatoren an jedem Rad des Kraftfahrzeugs ein. Das Bremssystem 55 wird ansprechend auf das Niederdrücken eines Bremspedals des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer aktiv, um an jede der Bremsen ein Verzögerungssignal zu senden, das anzeigt, dass von jeder der Bremsen auf eines zugeordneten der Räder eine Bremskraft ausgeübt werden soll. Das veranlaßt jede Bremse die Drehung eines zugeordneten Rades des Fahrzeugs auf der Basis des zugesandten Verzögerungssignals zu verzögern oder zu stoppen.
Zusätzlich sind im Kraftfahrzeug Sensoren 57 zum Messen der Betriebsbedingungen des Motors 20 und der Antriebsbedingungen des Kraftfahrzeugs eingebaut.
Jeder der Sensoren 57 ist aktiv zum Messen eines Augenblickswertes eines einzigen entsprechenden, den Betriebsbedingungen des Motors 20 und/oder des Kraftfahrzeugs zugeordneten Parameters und zur Ausgabe eines den gemessenen Wert eines zugeordneten Parameters anzeigenden Signals an die ECU 30.
Insbesondere schließen die Sensoren 57 beispielsweise einen Kurbelwinkelsensor (Kurbelwellensensor) 25, einen Kühlmitteltemperatursensor 27, einen Fahrpedalsensor (Drosselpositionssensor) und einen Bremsensensor ein, welche elektrisch mit dem ECU 30 verbunden sind.
Der Kurbelwinkelsensor 25 ist aktiv, um jedesmal, wenn die Kurbelwelle 21 um einen vorgegebenen Winkel, beispielsweise 30 Grad, gedreht ist, an die ECU 30 ein Impulssignal auszugeben.
Der Kühlmitteltemperatursensor 27 ist aktiv, um an die ECU 30 ein Signal auszugeben, das die Temperatur des Kühlmittels anzeigt.
Der Fahrpedalsensor ist aktiv:

um eine aktuelle Position oder den Betätigungswinkel eines vom Fahrer zu betätigenden, Fahrpedals zu messen, das mit einem Drosselventil zur Steuerung der in den Luftverteiler einströmenden Luftmenge gekoppelt ist, und
um ein Signal an die ECU 30 auszugeben, das den gemessenen aktuellen Betätigungswinkel oder die Position des Fahrpedals anzeigt.

Der Bremssensor ist aktiv, um eine aktuelle Position oder den Betätigungswinkel des vom Fahrer zu betätigenden Bremspedals des Fahrzeugs zu messen und ein Signal auszugeben, das den gemessenen aktuellen Betätigungswinkel oder die Position des Bremspedals anzeigt.
Bezugnehmend auf 1 schließt das Motorsteuerungssystem CS einen Anlasser 10, eine ladefähige Batterie 12, eine erstes Antriebsrelais 18, ein zweites Antriebsrelais 13, eine erste Diode D1 und eine zweite Diode D2 ein.
Der Anlasser 10 besteht aus einem Anlassermotor (Elektromotor) 11, einer Ritzelwelle 14, einem beweglichen Ritzelelement PM, einem Motorschalter SL1 und einem Solenoidaktuator SL2.
Der Elektromotor 11 besteht aus einer mit der Ritzelwelle 14 gekuppelten Ausgangswelle und einem mit der Ausgangswelle gekuppelten und elektrisch mit dem Motorschalter SL1 verbundenen Anker. Der Motorschalter SL1 besteht aus einer Zylinderspule 61, einem Paar stationärer Kontakte 63a und 63b und einem beweglichen Kontakt 65. Der stationäre Kontakt 63a ist elektrisch mit einer positiven Klemme der Batterie 12 verbunden, deren negative Klemme an Masse liegt, und der stationäre Kontakt 63b ist elektrisch mit dem Anker des Elektromotors 11 verbunden.
Das bewegliche Ritzelelement PM besteht aus einer Einwegkupplung 17 und einem Ritzel 16.
Wie in 1 gezeigt, steht die Einwegkupplung 17 in schraubenförmigem Eingriff mit dem äußeren Umfang der Ritzelwelle 14.
Die Einwegkupplung 17 besteht aus einem mit der Ritzelwelle 14 gekuppelten Kupplungsaußenteil und einem Kupplungsinnenteil, an dem das Ritzel 16 angebracht ist, wobei diese Kupplungsinnen- und -außenteile miteinander in schraubenförmigem Eingriff stehen.
Die Konstruktion der Einwegkupplung 17 gestattet es dem Ritzel 16 in der axialen Richtung der Ritzelwelle 14 zusammen mit dem Kupplungsinnenteil der Einwegkupplung 17 verschoben und mit ihm gedreht zu werden.
Die Einwegkupplung 17 ist derart gestaltet, dass sie eine vom Motor 11 zugeführte Drehbewegung auf das Kupplungsinnenteil (Ritzel 16) überträgt, ohne eine vom Kupplungsinnenteil (Ritzel 16) zugeführte Drehbewegung auf das Kupplungsaußenteil (Motor 11) zu übertragen.
Insbesondere würde, selbst wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors 20 (Zahnkranz 22) größer wäre als jene des Ritzels 16, während das Ritzel 16 mit dem Zahnkranz 22 in Eingriff steht, die Einwegkupplung 17 außer Eingriff kommen, so dass das Ritzel 16 und die Einwegkupplung 17 leer laufen würden. Das könnte verhindern, dass die Drehung des Zahnkranzes 22 (Ritzel (16) auf den Anlassermotor 11 übertragen würde.
Der Anlassermotor 11 ist so angeordnet, dass er dem Verbrennungsmotor 20 derart gegenüberliegt, dass das Verschieben des Ritzels 16 in der axialen Richtung der Ritzelwelle 14 gegen den Motor 20 einem verzahnten Bereich des Ritzels 16 gestattet, an einem verzahnten Bereich des Zahnkranzes 22 des Verbrennungsmotors 20 anzuschlagen und mit diesem in Eingriff zu kommen.
Der Solenoidaktuator SL2 besteht beispielsweise aus einer um die Ritzelwelle 14 gewickelten Zylinderspule 15. Ein Ende der Zylinderspule 15 ist über das erste Antriebsrelais 18 elektrisch mit der positiven Klemme der Batterie 12 verbunden, das andere Ende liegt an Masse.
Das erste Antriebsrelais 18 besteht beispielsweise aus einer Zylinderspule1 18a und einem Schalter 18b. Als das erste Antriebsrelais 18 kann ein Halbleiterrelais benutzt werden. Ein Ende der Zylinderspule 18a ist elektrisch mit einem Ausgangsanschluß P2 der ECU 30 und über die Diode D1 mit einem Zündschalter 19 verbunden, und das andere Ende liegt an Masse. Der Zündschalter 19 ist im Kraftfahrzeug vorgesehen und besteht aus einem durch den Fahrer zu betätigenden Zündschlüssel K, einem mit der ECU 30 verbundenen Zündung-EIN-Kontakt (bzw. einer Zündung-EIN Stellung) IG und einem mit der ersten Diode verbundenen Anlasser-AN-Kontakt (eine Anlasser-AN-Stellung) ST. Der Zündschalter 19 ist elektrisch mit der positiven Klemme der Batterie 12 verbunden.
Wenn der Zündschlüssel K durch den Fahrer in einen Schlüsselzylinder des Kraftfahrzeugs eingesetzt und durch den Fahrer in die Zündung-EIN Stellung IG betätigt wird, wird elektrische Leistung von der Batterie 12 der ECU 30 zugeleitet, so dass die ECU 30 aktiviert wird.
Wenn der Zündschlüssel K im Schlüsselzylinder durch den Fahrer aus der Zündung-EIN-Stellung IG in die Anlasser-AN-Stellung ST gedreht wird, wird elektrische Leistung aus der Batterie 12über die erste Diode D1 als ein Motorstartsignal der Zylinderspule 18a zugeführt, so dass die Zylinderspule 18a erregt wird.
Zusätzlich wird die Zylinderspule 18a erregt, wenn ein elektrisches EIN-Signal von der ECU 30 über den Ausgangsanschluß P2 der Zylinderspule 18a zugeleitet wird.
Der Schalter 18b ist elektrisch zwischen der positiven Klemme der Batterie 12 und der Zylinderspule 15 angeschlossen. Der Schalter 18b wird durch eine Magnetkraft auf EIN geschaltet (geschlossen), wenn die Zylinderspule 18a erregt wird, so dass die Zylinderspule 15 erregt wird.
Im erregten Zustand schiebt die Zylinderspule 15 die Ritzelwelle 14 gegen die Kraft einer (nicht gezeigten) Rückstellfeder zum Zahnkranz 22. Das Verschieben der Ritzelwelle 14 zum Zahnkranz 22 ermöglicht es dem Ritzelelement PM gegen den Zahnkranz 22 geschoben zu werden. Das ermöglicht es dem Ritzel 16 zum Anwerfen des Verbrennungsmotors 20 mit dem Zahnkranz 22 in Eingriff gebracht zu werden.
Andernfalls wird die Zylinderspule 18a aberregt, so dass der Schalter 18b abgeschaltet und dadurch die Zylinderspule 15 aberregt wird, wenn kein elektrisches EIN-Signal von der ECU 30 über den Ausgangsanschluß P2 an die Zylinderspule 18a gesandt wird.
Im aberregten Zustand führt die Rückstellfeder des Solenoidaktuators SL2 die Ritzelwelle 14 in ihre in 1 gezeigte Ausgangsposition zurück, so dass in ihren Ausgangszuständen das Ritzel 16 außer Eingriff mit dem Zahnkranz 22 ist. Während der Zündschalter 19 auf AUS steht oder nicht auf der Anlasser-AN-Stellung ST, befindet sich das erste Relais 18 im ausgeschalteten Zustand.
Es ist zu beachten, dass beim Anlasser 10, um das Ritzel 16 sanft in Eingriff mit dem Zahnkranz 22 zu bringen, als Schmiermittel eine große Menge Fett auf die in Gleitkontakt stehenden Abschnitte einiger Teile des Anlassers 10 aufgebracht ist; diese Teile schließen die Ritzelwelle 14, die in Schraubengewindeeingriff stehenden Abschnitte und so fort ein. In ähnlicher Weise ist beim Verbrennungsmotor 20 als Schmiermittel eine große Menge Fett auf die in Gleitkontakt stehenden Abschnitte einiger Teile des Verbrennungsmotors 20 aufgebracht, wobei diese Teile jeden Zylinder und die darin eingebauten Kolben umfassen.
Das zweite Antriebsrelais 13 besteht beispielsweise aus einer Zylinderspule 13a und einem Schalter 13. Als zweites Antriebsrelais 13 kann auch ein Halbleiterrelais benutzt werden.
Ein Ende der Zylinderspule 13a ist elektrisch mit einem Ausgangsanschluß P1 der ECU 30 und über die zweite Diode D2 mit der Position ST des Zündschalters 19 verbunden und das andere Ende liegt an Masse.
Wenn der in den Schlüsselzylinder K eingeführte Zündschlüssel K durch den Fahrer aus der Zündung-EIN-Stellung IG in die Anlasser-AN-Stellung ST gedreht wird, wird elektrische Leistung aus der Batterie 12 über die zweite Diode D2 der Zylinderspule 13a zugeleitet, wodurch die Zylinderspule 13a erregt wird. Zusätzlich wird die Zylinderspule 12a erregt, wenn ein elektrisches EIN-Signal von der ECU 30 der Zylinderspule 13a über den Ausgangsanschluß P1 zugeleitet wird.
Der Schalter 13b ist elektrisch zwischen der positiven Klemme der Batterie 12 und einem Ende der Zylinderspule 61 angeschlossen, dessen anderes Ende an Masse liegt. Der Schalter 13b wird durch eine Magnetkraft auf EIN gedreht (geschlossen), wenn die Zylinderspule 13a erregt wird, so dass die Zylinderspule 61 erregt wird.
Wenn die Zylinderspule 61 erregt wird, schlägt der bewegliche Kontakt 65 an dem Paar fester Kontakte 63a und 63b derart an, dass der Anker des Elektromotors 11 durch die Batterie 12 erregt wird. Das veranlaßt den Motor 11, die Ausgangswelle zusammen mit der Ritzelwelle 14 zu drehen, was das Ritzel 16 (das bewegliche Ritzelelement PM) dreht.
Andernfalls, wenn kein elektrisches EIN-Signal von der ECU 30 über den Ausgangsanschluß P2 an die Zylinderspule 13a gesandt wird, wird die Zylinderspule 13a aberregt, so dass der Schalter 13b abgeschaltet wird, was dazu führt, dass die Zylinderspule 61 aberregt wird. Während der Zündschalter 19 abgeschaltet ist oder sich nicht in der Anlasser-AN-Stellung ST befindet, ist das zweite Antriebsrelais 13 im abgeschalteten Zustand.
Aberregt ist der bewegliche Kontakt 65 von dem Paar beweglicher Kontakte 63a und 63b getrennt, so dass der Anker des Motors 11 aberregt wird. Das veranlaßt den Motor 11 die Drehung der Ausgangswelle und der Ritzelwelle 14 abzustoppen und damit die Drehung des Ritzels 16 (bewegliches Ritzelelement PM) zu stoppen.
Beispielsweise wird als Kurbelwinkelsensor 23 ein normaler Winkelsensor mit magnetischer Abtastung benutzt. Insbesondere schließt der Kurbelwinkelsensor 23 eine mit der Kurbelwelle 21 gekuppelte, gemeinsam mit ihr in Drehung versetztbare Impulsgeberscheibe 24 ein. Der Kurbelwinkelsensor 23 schließt auch einen in der Nähe der Impulsgeberscheibe 24 angeordneten elektromagnetischen Meßgeber (einfach als „Meßgeber“ bezeichnet) 25 ein.
Die Impulsgeberscheibe 24 besitzt Zähne 26, die in vorgegebenen Kurbelwinkelintervallen, beispielsweise 30°-Intervallen (im Winkelmaß Intervalle von π/6) um den äußeren Umfang der Scheibe 24 verteilt sind. Die rechtwinklige Scheibe 24 besitzt beispielsweise einen Abschnitt MP mit einer Verzahnungslücke, bei der eine Anzahl von Zähnen, etwa zwei Zähne, fehlt. Die vorgegebenen Kurbelwinkelintervalle definieren die Auflösungsfähigkeit des Kurbelwinkelsensors 23 für den Kurbelwinkel. Wenn beispielsweise die Zähne 26 in Intervallen von 30 Grad angeordnet sind, ist die Auflösungsfähigkeit der Kurbelwinkelmessung auf 30 Grad eingestellt.
Der Meßgeber 25 ist so gestaltet, dass er entsprechend der Drehbewegung der Zähne 26 der Impulsgeberscheibe 24 eine Veränderung in einem vorab ausgebildeten Magnetfeld bestimmt, um dadurch einen Impuls zu erzeugen, der ein Übergang von einem Basissignalniveau auf ein voreingestelltes Signalniveau ist.
Insbesondere ist der Meßgeber 25 aktiv, um jedesmal, wenn ein Zahn 26 der sich drehenden Impulsgeberscheibe 24 vor dem Meßgeber 25 vorbeiwandert, einen Impuls auszugeben.
Die vom Meßgeber 25 ausgegebene Impulsfolge, die als „NE-Signal“ bezeichnet wird, wird an die ECU 30 übermittelt, die dieses NE-Signal benutzt, um die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 20 zu ermitteln.
Die ECU 30 ist beispielsweise als normale Computerschaltung gestaltet, die beispielsweise aus einer CPU, einem Speichermedium 30a einschließlich eines ROM (Festwertspeicher), wie eines wiederbeschreibbaren ROM, eines RAM (Direktzugriffsspeicher) und dergleichen, einer IO- (Eingabe und Ausgabe)-Schnittstelle usw. besteht.
Das Speichermedium 30a speichert vorab verschiedene Motorsteuerungsprogramme.
Die ECU ist aktiv um:

die von den Sensoren 57 ausgegebenen Signale zu empfangen und
auf der Basis der durch wenigstens einige der von den Sensoren 27 empfangenen Signale bestimmten Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 20 verschiedene im Verbrennungsmotor 20 eingebaute Wechselstrom-Aktuatoren (actuators AC) zu steuern, um dadurch verschiedene gesteuerte Variablen des Verbrennungsmotors 20 einzustellen.

Beispielsweise ist die ECU 30 programmiert, um:

die Menge der in jeden Zylinder angesaugten Luft einzustellen;
einen geeigneten Zündzeitpunkt und eine geeignete Einspritzmenge für die Wechselstrom-Einspritzvorrichtung (fuel injector AC) eines jeden Zylinders zu berechnen;
die Wechselstrom-Einspritzvorrichtung eines jeden Zylinders anzuweisen, zu einem entsprechenden, berechneten, geeigneten Zeitpunkt eine berechnete, geeignete Kraftstoffmenge in jeden Zylinder einzusprühen und
die Wechselstrom-Einspritzvorrichtung eines jeden Zylinders anzuweisen, das komprimierte Luft-Kraftstoffgemisch oder die Mischung aus komprimierter Luft und Brennstoff in jedem Zylinder zu einem entsprechend berechneten, geeigneten Zündzeitpunkt zu zünden.

Zusätzlich schließen die im Speichermedium 30a gespeicherten Motorsteuerungsprogramme eine Routine (Programm) R1 für den automatischen Motorstopp ein. Während sie mit Energie versorgt wird, arbeitet die ECU 30 wiederholt in einem voreingestellten Zyklus die Routine R1 für den automatischen Motorstopp ab.
Insbesondere stellt die ECU 30 in Übereinstimung mit der Routine R1 für den automatischen Motorstopp wiederholt auf der Basis der von den Sensoren 57 ausgegebenen Signale fest, ob wenigstens eine von vorgegebenen Bedingungen für den automatischen Motorstopp erfüllt ist.
Nachdem bestimmt wurde, dass wenigstens eine der vorgegebenen Bedingungen für den automatischen Motorstopp erfüllt ist, führt die ECU 30 eine Funktion T1 zum automatischen Motorstopp aus. Die Funktion T1 zum automatischen Motorstopp besteht beispielsweise darin, die Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder des Verbrennungsmotors 20 zu sperren.
Die vorgegebenen Bedingungen für den automatischen Motorstopp schließen beispielsweise die folgenden Bedingungen ein, dass:

der Betätigungswinkel des Fahrpedals des Fahrers Null ist (der Fahrer gibt das Fahrpedal völlig frei), so dass das Drosselventil sich in seiner der Leerlaufdrehzahl zugeordneten Position befindet;
der Fahrer das Bremspedal drückt und
die Motordrehzahl gleich ist einer oder niedriger ist als eine vorgegebene Drehzahl (Drehzahl zur Durchführung einer Leerlaufabsenkung).

Nach dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors 20 stellt die ECU 30 gemäß einer Routine R2 zum Neustart des Verbrennungsmotors auf der Basis der von den Sensoren 57 ausgegebenen Signale fest, ob wenigstens eine der vorgegebenen Bedingungen für den Neustart des Motors erfüllt ist.
Wenn auf der Basis der von den Sensoren 57 ausgegebenen Signale bestimmt wird, dass wenigstens eine der vorgegebenen Bedingungen für den Neustart des Motors erfüllt ist, führt die ECU 30 eine Funktion zum Neustart des Verbrennungsmotors aus. Die Funktion zum Neustart des Motors besteht darin:

den Anlasser 10 in Betrieb zu setzen, um den Motor 20 anzukurbeln, so dass die Kurbelwelle 21 mit einer Anfangsdrehzahl (Leerlaufdrehzahl) dreht;
die Wechselstrom-Einspritzvorrichtung für jeden Zylinder anzuweisen, Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder einzusprühen und
die Wechselstrom-Zündvorrichtung für jeden Zylinder anzuweisen, die Zündung des Luft-Kraftstoffgemischs in einem entsprechenden Zylinder wieder zu beginnen.

Die vorgegebenen Bedingungen für den Neustart des Motors schließen beispielsweise die folgenden Bedingungen ein dass:

das Fahrpedal gedrückt wird (das Drosselventil ist geöffnet);
der Betätigungswinkel des Bremspedals ist Null (der Fahrer hat das Bremspedal vollständig freigegeben) und
der Ladezustand (SOC) der Batterie 12, der die verfügbare Kapazität in der Batterie 12 bedeutet und als ein Prozentsatz der Nennkapazität ausgedrückt wird, gleich oder geringer wird wie bzw. als ein vorgegebener Schwellenprozentsatz.

Um den Verbrennungsmotor 20 nach der Funktion zum automatischen Motorstopp anzukurbeln, überwacht die ECU 30 gemäß dem vom Kurbelwinkelsensor 23 ausgegebenen NE-Signal die Drehzahl der Kurbelwelle 21 des Motors 20 in UpM (Umdrehungen pro Minute), einfach als „Motordrehzahl“ bezeichnet.
Wenn wenigstes eine der Bedingungen für den Neustart des Motors erfüllt ist, veranlaßt die ECU 30 den Anlasser 10 den Motor 20 anzukurbeln, solang die Motordrehzahl, die zum Zeitpunkt des wenigstens einen Neustarts des Motors angetroffen wird, gleich einem vorgegebenen Schwellenwert ist oder geringer als dieser. Insbesondere nach der Erfüllung der wenigstens einen Bedingung für den Neustart des Motors sendet die ECU 30 das elektrische EIN-Signal an die Zylinderspule 18a des ersten Antriebsrelais 18 über den Ausgangsanschluß P2, um dadurch die Zylinderspule 15 zu erregen. Die Erregung der Zylinderspule 15 schiebt die Ritzelwelle 14 gegen die Kraft der Rückstellfeder zum Zahnkranz 22, so dass das Ritzel 16 in Eingriff mit dem Zahnkranz 22 gelangt.
Danach sendet die ECU 30 das elektrische EIN-Signal an das zweite Antriebsrelais 13, um die Energieversorgung des Elektromotors 11 zu beginnen. Dieser dreht das Ritzel 16 zusammen mit dem Zahnkranz 22 und wirft damit den Verbrennungsmotor 20 an.
Es wird bevorzugt, dass der Neustart des Verbrennungsmotors 20 nach seinem automatischen Stopp so bald wie möglich erfolgt, sobald wenigstens eine der Bedingungen für den Neustart erfüllt ist. Dagegen kann das Geräusch aufgrund des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 zunehmen, falls das Ritzel in den Zahnkranz eingreift, wenn seine Motordrehzahl hoch ist. Diese Zunahme eines solchen Geräuschs kann für den oder die Insassen irritierend und unangenehm sein. Das Geräusch des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 wird nachfolgend als „Eingriffsgeräusch“ bezeichnet.
Um ein gutes Gleichgewicht zwischen dem alsbaldigen Motorneustart und der Reduzierung des Eingriffsgeräuschs zu erreichen, ist die ECU 30 aktiv, um das Ritzel 16 mit dem Zahnkranz 22 in Eingriff zu bringen, bevor der Verbrennungsmotor 20 vollständig gestoppt ist, das heißt, während die Kurbelwelle 21 nach der Funktion zum automatischen Stopp des Motors 20 nachläuft.
Insbesondere schließt die ECU 30 ansprechend auf das Auftreten einer Anforderung zum automatischen Motorstopp wenigstens entweder die Kraftstoffeinspritzung in jeden der Zylinder des Motors 20 oder die Zündung des Luft-Kraftstoffgemischs in jedem Zylinder, oder aber beides, mit dem Ergebnis, dass der Motor 20 sich im automatischen Stoppzustand befindet, wobei diese Anforderung zum automatischen Motorstopp auftritt, wenn wenigstens eine der Bedingungen zum automatischen Motorstopp erfüllt ist. Nach dem automatischen Stopp des Motors 20 läuft die Kurbelwelle 21 nach (sie dreht sich ohne Unterstützung durch den Verbrennungsmotor 20). Während des Nachlaufs der Kurbelwelle 21 gibt die ECU 30 das elektrische EIN-Signal an die Zylinderspule 18a des ersten Antriebsrelais 18 über den Ausgangsanschluß P2 aus, und startet dadurch die Erregung des Zylinderspule 15, wenn die Relativgeschwindigkeit des Ritzels 16 in Bezug auf den Zahnkranz 22 (die Kurbelwelle 21) innerhalb eines vorgegebenen niedrigen Bereichs der Relativdrehzahl liegt, wie etwa der Bereich von - 100 UpM bis + 100 UpM (0 ± 100 UpM). Die Erregung des der Zylinderspule 15 schiebt die Ritzelwelle 14 gegen die Kraft der Rückstellfeder zum Zahnkranz 22, so dass zur Vorbereitung für das nächste Auftreten wenigstens einer Anforderung zum Neustart des Motors das Ritzel 16 mit dem Zahnkranz 22 in Eingriff steht.
Während das Ritzel 16 in Voreingriff mit dem Zahnkranz 22 steht, schickt die ECU 30, wenn wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart erfüllt ist, so dass die Aufforderung zum Motorneustart ergeht, das elektrische EIN-Signal an das zweite Antriebsrelais 13, um die Energieversorgung des Elektromotors 11 zu starten,. Dies dreht das Ritzel 16 zusammen mit dem Zahnkranz 22, wodurch der Verbrennungsmotor 20 angeworfen wird.
Die Voreingriffsstruktur, die das Ritzel 16 in Voreingriff mit dem Zahnkranz 22 bringt, während die Kurbelwelle 21 nach der Funktion zum automatischen Stopp des Motors 20 nachläuft, kann eine Möglichkeit aufweisen, dass während des Intervalls zwischen dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 und der Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 eine Aufforderung zum Motorneustart auftritt. Beispielsweise besitzen das Ritzel 16 und der Zahnkranz 22 eine erste Relativposition zueinander, wenn das Ritzel 16 vollständig mit dem Zahnkranz 22 in Eingriff ist. Der Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 bedeutet den Beginn eines Verfahrens zum Eingriff des Ritzels in den Zahnkranz 22. Das heißt, zum Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 ist es erforderlich, das Ritzel 16 zum Zahnkranz 22 zu verschieben. Es benötigt eine gewisse Zeitspanne, wie etwa 300 Millisekunden, bis seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 der Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 vollendet ist. Somit kann eine Neustartanforderung während der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 erfolgen.
Falls das Ritzel 16 ansprechend auf das Auftreten einer Neustartanforderung vor der Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 in Rotation versetzt würde, könnte sich ein Nachteil beim Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz ergeben. Insbesondere könnte das mit einer ausreichend hohen Drehzahl rotierende Ritzel 16 mit dem Zahnkranz 22 unmittelbar vor dessen Stopp in Eingriff gelangen. Das könnte zu einer Lärmsteigerung aufgrund des Schlags und der Reibung zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während des Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Zahnkranz 22 führen und könnte es erschweren, das Ritzel 16 sanft in Eingriff mit dem Zahnkranz 22 zu bringen. Die oben dargelegten Punkte können sich nachteilig auf das Anwerfen des Verbrennungsmotors 20 durch den Anlasser 10 auswirken.
Es ist zu beachten, dass, wenn das Ritzel 16 gegen den Zahnkranz geschoben wird, es wenigstens einem Zahn des Ritzels 16 nicht gelingen könnte, in einen Zahnzwischenraum des Zahnkranzes einzugreifen, sondern dass er an einem Zahn des Zahnkranzes 22 anschlägt. In diesem Falle wird nach dem Anschlag des wenigstens einen Zahns des Ritzels 16 an dem Zahn des Zahnkranzes 22 das Ritzel 16 um einen Winkel gedreht, der dem Versatz zwischen dem wenigstens einen Zahn des Ritzels 16 und einem Zahnzwischenraum des Zahnkranzes 22 entspricht; wobei dieser Zahnzwischenraum der dem wenigstens einen Zahn des Ritzels 16 in der Drehrichtung des Ritzels 16 am nächsten gelegene ist. Nach Vollendung der dem Versatz entsprechenden Drehung des Ritzels 16, ermöglicht es die durch die Zylinderspule 15 ausgeübte, gegen den Zahnkranz 22 gerichtete Schubkraft des Ritzels 16, dass der wenigstens eine Zahn des Ritzels 16 in Eingriff mit dem Zahnzwischenraum des Zahnkranzes 22 gelangt, so dass das Ritzel 16 vollständig in Eingriff mit dem Zahnkranz 22 ist.
Angesichts der oben dargestellten Umstände, ist das Motorsteuerungssystem CS gemäß der ersten Ausführungsform so gestaltet, dass es bestimmt, ob das Eingriffsverfahren zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 vollendet ist, wenn während des Nachlaufs der Kurbelwelle 21 nach der automatischen Stoppfunktion des Verbrennungsmotors 20 wenigstens eine Motorneustartanforderung auftritt. Das Motorsteuerungssystem CS ist auch derart gestaltet, dass die Drehung des Ritzels 16 gestartet wird, wenn bestimmt wird, dass das Eingriffsverfahren zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 vollendet ist.
Als Nächstes wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 die gemäß der Routine R1 für den automatischen Motorstopp von der ECU 30 durchgeführte automatische Stoppfunktion T1 beschrieben. Die automatische Stoppfunktion T1 schließt eine Funktion zur Verschiebung des Ritzels 16 gegen den Zahnkranz 22 nach dem Auftreten einer Motorneustartanforderung ein. Die ECU 30 arbeitet in einem vorgegebenen Zyklus wiederholt die Routine R1 für den automatischen Motorstopp ab, während sie angesteuert wird, um die Funktion T1 für den automatischen Motorstopp auszuführen.
Wenn sie die Routine R1 für den automatischen Motorstopp startet; stellt die ECU 30 fest, ob wenigstens eine der Bedingungen für den automatischen Motorstopp erfüllt ist, mit anderen Worten, eine Motorneustartanforderung tritt auf basierend auf den beim Schritt S101 von den Sensoren 57 ausgegebenen Signalen.
Nachdem auf der Basis der von den Sensoren 57 ausgegebenen Signale bestimmt wurde, dass keine Bedingungen für den automatischen Motorstopp erfüllt sind (NEIN beim Schritt S101), verläßt die ECU 30 die Routine R1 für den automatischen Motorstopp.
Andernfalls, wenn bestimmt wird, dass wenigstens eine der Bedingungen für den automatischen Motorstopp erfüllt ist (JA beim Schritt S101), führt die ECU 30 beim Schritt S102 die Steuerung des automatischen Stopps des Motors 20 aus. Insbesondere steuert die ECU 30 das Zündsystem 51 und/oder das Kraftstoffeinspritzsystem 53, um die Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemischs in jedem Zylinder zu stoppen. Der Stopp der Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemischs in jedem Zylinder des Motors 20 bedeutet den automatischen Stopp des Motors 20. Wegen des automatischen Stopps des Motors 20 läuft die Kurbelwelle 20 beispielsweise aufgrund ihrer Trägheit nach.
Beim Schritt S103 stellt die ECU 30 fest, ob die aktuelle Zeit mit einem vorgegebenen Zeitpunkt für den Start der Verschiebung des Ritzels 16 gegen den Zahnkranz 22 übereinstimmt. Wie oben beschrieben, ist es, um die Größe des Eingriffsgeräusches zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz so weit wie möglich zu reduzieren, für die ECU 30 erforderlich, das Ritzel 16 mit dem Zahnkranz 22 unmittelbar vor dem Stopp des Nachlaufs der Kurbelwelle 21 des Motors 20 in Eingriff zu bringen. Insbesondere, um die Größe des Eingriffsgeräusches zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz so weit wie möglich zu reduzieren, ist es für die ECU 30 erforderlich, das Ritzel 16 mit dem Zahnkranz 22 in Eingriff zu bringen, wenn die Relativdrehgeschwindigkeit des Ritzels 16 gegenüber dem Zahnkranz 22 (der Kurbelwelle 21) innerhalb des vorgegebenen niedrigen Drehzahlbereichs liegt. Der Grund dafür ist, dass die Wirksamkeit der Reduzierung der Größe des Eingriffsgeräuschs zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 um so höher ist, je weiter die Drehzahl reduziert wird.
Beispielsweise stellt die ECU 30 bei Schritt S103 auf der Basis des vom Kurbelwellensensor 23 ausgegebenen NE-Signals fest, ob die Motordrehzahl während des Leerlaufs des Motors 20 eine vorgegebene niedrige Drehzahl NE1 erreicht, wie etwa 100 UpM, und stellt fest, dass zu dem Zeitpunkt, zu dem bestimmt wird, dass die Motordrehzahl die vorgegebene niedrige Drehzahl NE1 erreicht, die aktuelle Zeit mit einem vorgegebenen Zeitpunkt für den Start der Verschiebung des Ritzels 16 gegen den Zahnkranz 22 übereinstimmt. Dann steuert die ECU 30 den Anlasser 10 auf der Basis des elektrischen EIN-Signals, um dadurch die Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 zu starten.
Es ist zu beachten, dass, wie oben beschrieben, das Motorsteuerungssystem CS als Kurbelwinkelsensor 23 einen normalen Sensor für magnetischen Abgriff verwendet. Der normale Sensor für magnetischen Abgriff ist so gestaltet, dass er eine der Drehbewegung der Zähne der Impulsgeberscheibe 24 entsprechende Änderung eines vorher ausgebildeten Magnetfelds aufnimmt, um dadurch das NE-Signal zu erzeugen. Das heißt, während des Leerlaufs des Motors 20 (der automatisch ausläuft), stellt die ECU 30 fest, ob die bestimmte Motordrehzahl die vorher festgelegte niedrige Drehzahl NE1 erreicht, Dann steuert die ECU 30 auf der Basis des elektrischen EIN-Signals den Anlasser 10, um dadurch die Verschiebung des Ritzels 16 gegen den Zahnkranz 22 zu starten.
Jedoch ist, wie oben beschrieben, die Auflösung des Kurbelwinkelsensors für magnetischen Abgriff abhängig von der Zahnteilung begrenzt. Das kann es dem Kurbelwinkelsensor für magnetischen Abgriff erschweren, mit großer Genauigkeit die Motordrehzahl zu berechnen, wenn sie sich innerhalb eines oder unter einem Niedrigdrehzahlbereich von beispielsweise 200 bis 300 UpM befindet.
Um sich mit einer derartigen Berechnung der Motordrehzahl mit niedriger Genauigkeit zu befassen, kann die ECU 30:

eine augenblickliche Motordrehzahl auf der Basis der Zeit berechnen, die dafür benötigt wurde, um die Kurbelwelle 21 um jeden vorgegebenen Kurbelwinkel von beispielsweise 30 Grad zu drehen;
auf der Basis der augenblicklichen Motordrehzahl den nachfolgenden Bewegungsablauf (trajectory) der Drehung der Kurbelwelle 21 während des Nachlaufs des Motors 20 abschätzen;
auf der Basis des geschätzten Bewegungsablaufs der Drehung der Kurbelwelle 21 bestimmen, ob die Motordrehzahl die vorgegebene Drehzahl NE1 erreicht.

Um sich mit einer derartigen Berechnung der Motordrehzahl mit niedriger Genauigkeit zu befassen, kann die ECU 30 außerdem:

auf der Basis wenigstens eines Parameters, wie der Temperatur des Motorkühlmittels oder der Position des Drosselventils, in Verbindung mit dem Grad des Drehzahlabfalls während des Nachlaufs des Motors 20, den folgenden Bewegungsablauf der Drehung der Kurbelwelle 21 während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors abschätzen und
auf der Basis des geschätzten folgenden Bewegungsablaufs der Drehung der Kurbelwelle 21 bestimmen, ob die Motordrehzahl die vorgegebene niedrige Drehzahl NE1 erreicht.

Insbesondere nach der Bestimmung, dass die aktuelle Zeit nicht dem vorgegebenen Zeitpunkt der Ritzelverschiebung entspricht, zu dem das Ritzel 16 gegen den Zahnkranz 22 verschoben wird (NEIN beim Schritt S103), verläßt die ECU 30 die Routine R1 für den automatischen Motorstopp.
Andernfalls schreitet die ECU 30 nach der Bestimmung, dass die aktuelle Zeit dem vorgegebenen Zeitpunkt der Ritzelverschiebung zum Starten der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 (JA beim Schritt S102) entspricht, zum Schritt S104 fort und sendet über den Ausgangsanschluß P2 das elektrische EIN-Signal an die Zylinderspule 18a des ersten Antriebsrelais 18, um dadurch die Erregung der Zylinderspule 15 beim Schritt S104 zu starten. Die Erregung der Zylinderspule 15 schiebt die Ritzelwelle 14 entgegen der Kraft der Rückstellfeder gegen den Zahnkranz 22. Danach verläßt die ECU 30 die Routine R1 für den automatischen Motorstopp.
Nun wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 eine durch die ECU 30 gemäß der Routine R2 für den automatischen Motorstopp auszuführende Funktion T2 für den Neustart des Motors beschrieben. Die ECU 30 arbeitet in einem vorgegebenen Zyklus wiederholt die Routine R2 für den automatischen Motorstopp ab, während sie angesteuert wird, um die Funktion T2 für den automatischen Motorstopp auszuführen.
Wenn sie die Routine R2 für den Motorneustart startet, stellt die ECU 30 basierend auf den von den Sensoren 57 beim Schritt S201 ausgegebenen Signalen fest, ob wenigstens eine der vorgegebenen Bedingungen für den Motorneustart erfüllt ist.
Nachdem basierend auf den von den Sensoren 57 ausgegebenen Signalen bestimmt wurde, dass keine vorgegebene Bedingung für den Motorneustart erfüllt wurde (NEIN beim Schritt S201), verläßt die ECU 30 die Routine R2 zum Motorneustart.
Andernfalls berechnet die ECU 30, nachdem bestimmt wurde, dass wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart erfüllt wurde (JA bei Schritt S201), eine erforderliche Eingriffszeit (ERT in 3) auf der Basis der aktuellen Betriebsbedingungen des Anlassers 10 und ermittelt beim Schritt S202, ob die berechnete, erforderliche Eingriffszeit gleich dem oder geringer als der vorgegebene Schwellenwert (TH in 3) ist.
Die für de Eingriff erforderliche Zeit stellt eine Zeitspanne dar, die vom Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 an erforderlich ist, mit anderen Worten, von der Ausgabe des elektrischen EIN-Signals an das erste Antriebsrelais 18 bis zum effektiven Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22, bei welchem die Drehkraft vom Ritzel 16 auf den Zahnkranz 22 übertragen werden kann. Somit verändert sich die erforderliche Eingriffszeit in Abhängigkeit vom den aktuellen Betriebsbedingungen des Anlassers 10.
Bei der ersten Ausführungsform führt die ECU 30 auf der Basis der Temperatur des Motorkühlmittels die Berechnung der erforderlichen Eingriffszeit und die Bestimmung durch, ob die geschätzte, erforderliche Eingriffzeit gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist oder geringer als dieser. Die Temperatur des Motorkühlmittels ist ein Parameter, der der Temperatur des Verbrennungsmotors 20 zugeordnet ist. Die Temperatur von Fett (Schmiermittel) kann als der Motortemperatur zugeordneter Parameter benutzt werden.
Insbesondere ist zu beachten, dass die Viskosität des Fetts, das auf einige in gleitendem Kontakt stehende Teile des Anlassers aufgetragen ist, um so höher ist, je geringer die Temperatur des Motorkühlmittels (die Temperatur des Verbrennungsmotors 20) ist. Das bedeutet, dass die Aktionsgeschwindigkeit (Verschiebegeschwindigkeit) des Ritzels 16 um so langsamer ist, je niedriger die Temperatur des Motorkühlmittels ist. Das heißt, die erforderliche Eingriffszeit ist eine Funktion der Temperatur des Motorkühlmittels.
Beispielsweise speichert die ECU 30 im Speichermittel 30a eine Information F3, die beispielsweise als Tafeln (Datentafeln, Programme) und/oder Formeln gestaltet ist. Die Information F3 stellt die Funktion (Beziehung) zwischen einer Temperaturvariablen des Motorkühlmittels und einer Variablen der erforderlichen Eingriffszeit dar (siehe 4)
Basierend auf der Information F3 stellt die ECU 30 einen Wert der erforderlichen Eingriffszeit fest; dieser Wert der erforderlichen Eingriffszeit entspricht einem aktuellen Wert der Temperatur des Motorkühlmittels.
Dann ermittelt die ECU 30 beim Schritt S202, ob der Wert der erforderlichen Eingriffszeit gleich dem oder geringer als der vorgegebene Schwellenwert ist.
Nach der Bestimmung, dass der Wert der erforderlichen Eingriffszeit größer ist als der vorgegebene Schwellenwert (die Bestimmung bei Schritt S202 ist NEIN), schreitet die ECU 30 zum Schritt S203 fort. Beim Schritt S203 berechnet die ECU 30 die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors 20 und stellt fest, ob die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl gleich dem oder größer als der vorgegebene Schwellenwert TH1 ist. Die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl bedeutet während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors 20 die Geschwindigkeit der Reduzierung pro Zeiteinheit, in anderen Worten den absoluten Wert des Abfalls der Motordrehzahl während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors 20.Die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl wird als positiver Wert ausgedrückt.
Wie in 5 gezeigt, ändert sich die Motordrehzahl negativ und positiv, wenn die Motordrehzahl während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors 20 nach dem automatischen Stopp des Motors auf Null reduziert wird, weil die Drehbewegung der Kurbelwelle 21 in gleicher Weise wie ein Pendel zwischen einer Rückwärtsrichtung und einer Vorwärtsrichtung schwingt und sich dann die Motordrehzahl aufgrund der Reibung zwischen jeweils zwei im Motor 20 angeordneten und mit einander in Kontakt stehenden Teilen, wie etwa der bewegliche Kolben und jeder Zylinder, der Null annähert.
Es ist zu beachten, dass die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors 20 sich entsprechend dessen aktuellen Betriebsbedingungen verändert. Beispielsweise nimmt, wenn die Temperatur des Motorkühlmittels niedrig ist, die Reibung zwischen in Gleitkontakt stehenden Abschnitten eines jeden Zylinders und des darin angeordneten Kolbens im Vergleich mit dem Zustand, in dem die Temperatur des Motorkühlmittels hoch ist, zu, was dazu führt, dass die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors 20 zunimmt. Zusätzlich erhöht eine Zunahme der Öffnung des Drosselventils das Pulsieren im Lufteinlaß des Motors 20, was eine Zunahme der Kompressionslast in jedem Zylinder zur Folge hat. Je größer die Kompressionslast in jedem Zylinder ist, desto größer ist die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl während des Nachlaufs des Motors 20. Somit wird die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors 20 erhöht, wenn die Öffnung des Drosselventils erhöht wird.
Die 5 zeigt schematisch ein erstes Diagramm, das die Veränderung der Motordrehzahl mit einem ersten Wert des Ausmaßes ΔN der Reduzierung der Motordrehzahl während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors 20 darstellt, und ein zweites Diagramm der Veränderung der Motordrehzahl mit einem zweiten Wert des Ausmaßes ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl während des Nachlaufs des Verbrennungsmotors 20, wobei der erste Wert größer ist als der zweite.
Die 5 zeigt deutlich, dass, je größer die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl ist, der Grad des Absinkens der Motordrehzahl während des Zeitintervalls zwischen dem Start des Verfahrens zum Eingriff des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 und seiner Vollendung um so größer ist. Das bedeutet, dass, weil der erste Wert des Ausmaßes ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl (siehe ausgezogene Linie L1) größer ist als der zweite Wert des Ausmaßes ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl (siehe unterbrochene Linie L1), der auf dem ersten Wert des Ausmaßes ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl basierende Graf des Absinkens der Motordrehzahl größer ist als jener des Absinkens der Motordrehzahl basierend auf dem zweiten Wert des Ausmaßes ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl.
Aus diesem Grunde kann das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während der rückwärts gewandten Drehung des Motors 20 vollendet werden, wenn die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl relativ hoch ist, wie in der ausgezogenen Linie L1 dargestellt. In diesem Falle könnte, wenn der Elektromotor 11 angetrieben würde, um das Ritzel 16 unmittelbar nach der Vollendung des Verfahrens zum Eingriff des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 in Drehung zu versetzen, die Last am Motor 11 erhöht werden, aufgrund der Notwendigkeit, die rückläufig gerichtete Drehung der Kurbelwelle 21 in deren Vorwärtsdrehung umzuformen. Die schwere Belastung des Elektromotors 11 könnte einen Nachteil haben, wie etwa eine Zunahme der vom Motor 11 verbrauchten Leistung.
Insbesondere besteht ein starkes Bedürfnis, die Drehung des Ritzels 16 durch den Elektromotor 11 innerhalb einer Spanne T1 zu verhindern, bis die Motordrehzahl nach dem Nulldurchgang während der gegenläufigen Drehung der Kurbelwelle 21 einen negativen Spitzenwert erreicht hat. Dies ist der Fall, weil eine große Drehkraft erforderlich ist um die rückläufige Drehung der Kurbelwelle 21 in deren Vorwärtsdrehung zurückzuführen.
Angesichts der oben dargelegten Anforderungen ist die ECU 30 gemäß der ersten Ausführungsform dazu programmiert:

auf die Drehung des Ritzels 16 nach der Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 zu warten, wenn basierend auf dem Ausmaß ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl abgeschätzt wird, dass das Eingriffsverfahren zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während der gegenläufigen Drehung durchgeführt wird und
zu starten, das Ritzel 16 in Rotation zu versetzen, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne seit der Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 verstrichen ist.

Insbesondere vergleicht beim Schritt S203 die ECU 30 die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl mit der vorgegebenen Schwelle TH1 und stellt auf der Basis eines Vergleichsergebnisses fest, ob der Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während der gegenläufigen Drehung der Kurbelwelle 21 vollendet wird.
Nach der Bestimmung, dass die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl geringer ist als die vorgegebene Schwelle TH1, das heißt, dass der Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während der Vorwärtsdrehung der Kurbelwelle 21 vollendet wird (die Bestimmung bei Schritt S203 ist NEIN), schreitet die ECU 30 zum Schritt S204 fort.
Beim Schritt S204 stellt die ECU 30 fest, ob das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 vollendet ist. Bei der ersten Ausführungsform stellt die ECU 30 basierend auf der Information F3 einen Wert für die zum Eingriff erforderliche Zeit fest; dieser Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit entspricht einem aktuellen Wert der Temperatur des Motorkühlmittels, und stellt fest, ob der festgelegte Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist.
Nach der Bestimmung, dass der festgelegte Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist (JA bei Schritt S204), stellt die ECU 30 zum Schritt S207 fortschreitend fest, dass das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 vollendet ist.
Anderseits verläßt die ECU 30 die Routine R2 zum Motorneustart, nachdem sie bestimmt hat, dass die für den Eingriff festgelegte Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 nicht abgelaufen ist (NEIN beim Schritt S204). Somit werden die Aktionen der Schritte S201 bis S204 im vorgegebenen Zyklus wiederholt ausgeführt bis der festgelegte Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist. Das heißt, die ECU 30 verhindert die Drehung des Ritzels 16 durch den Elektromotor 11 bis der festgelegte Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist. Das bedeutet, dass nach der Bestimmung, dass der festgelegte Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist (JA beim Schritt S204), die ECU 30, zum Schritt S207 fortschreitend bestimmt, dass das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 vollendet ist.
Andernfalls schreitet die ECU 30 zum Schritt S205 fort, wenn bestimmt wird, dass die die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl gleich bis größer ist als der vorgegebene Schwellenwert TH1, mit anderen Worten, der Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 wird während der gegenläufigen Bewegung der Kurbelwelle 21 vollendet (die Bestimmung beim Schritt S203 ist JA).
Beim Schritt S205 stellt die ECU 30 eine die Rotationssperrzeitdauer bzw. Rotationssperrzeitdauer ein, die als eine Periode bzw. Zeitdauer definiert ist, während welcher eine Drehung des Ritzels 16 durch den Elektromotor 11 nach der Vollendung des Verfahrens zur Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 verhindert ist. Insbesondere wird die Ezeitdauer der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 als eine Ezeitdauer eingestellt, die eine erste gegenläufige Ezeitdauer FRP enthält, während welcher die Kurbelwelle 21 nach dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors 20 zunächst in der gegenläufigen Richtung gedreht wird (siehe 5). Beispielsweise stellt die ECU 30 beim Schritt S205 auf der Basis der Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl die Rotationssperrzeitdauer derart ein, dass die Rotationssperrzeitdauer mit einer Zunahme der Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl zunimmt.
Beim Schritt S206 stellt die ECU 30 fest, ob die Rotationssperrzeitdauer seit dem Ablauf der für den Eingriff erforderlichen Zeit abgelaufen ist.
Nach der Bestimmung, dass die Rotationssperrzeitdauer seit dem Ablauf der für den Eingriff erforderlichen Zeit abgelaufen ist (die Bestimmung bei Schritt S26 ist NEIN), verläßt die ECU beim aktuellen Zyklus die Routine R2 zum Neustart des Verbrennungsmotors. Somit werden die Aktionen in den Schritten S201 bis S203 und S206 bei den dem aktuellen Zyklus nächsten Zyklen wiederholt ausgeführt, bis die Rotationssperrzeitdauer seit dem Ablauf der für den Eingriff erforderlichen Zeit abgelaufen ist. Es ist zu beachten, dass bei den sich wiederholenden Aktionen die Aktion des Schritts S205 ausgelassen ist, weil die Rotationssperrzeitdauer durch den aktuellen Zyklus der Routine R2 zum Neustart des Verbrennungsmotors festgelegt wurde.
Nach der Bestimmung, dass die Rotationssperrzeitdauer seit dem Ablauf der für den Eingriff erforderlichen Zeit abgelaufen ist (die Bestimmung bei Schritt S206 ist JA), schreitet die ECU 30 zum Schritt S207 fort. Beim Schritt S207 sendet die ECU 30 das elektrische EIN-Signal über den Ausgangsanschluß P1 an die Zylinderspule 13a, um den Schalter 13b zu betätigen, so dass die Zylinderspule 61 erregt wird. Diese Erregung der Zylinderspule 61 erregt den Elektromotor 11, um dadurch die Drehung des Ritzels 16 beim Schritt S207 zu starten.
Insbesondere wenn geschätzt wird, dass das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während der gegenläufigen Drehung des Verbrennungsmotors 20 (der Kurbelwelle 21) vollendet ist, wartet die ECU 30 auf den Ablauf der die Drehung verhindernden Ezeitdauer seit der Vollendung des Verfahrens zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 und setzt dann den Elektromotor 11 in Gang, um das Ritzel 16 in Rotation zu versetzen.
Andererseits schreitet die ECU 30 zum Schritt S207 fort, nachdem bestimmt wurde, dass der Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit gleich dem oder geringer ist als der vorgegebene Schwellenwert (die Bestimmung beim Schritt S202 ist JA). Beim Schritt S207 sendet die ECU 30 das elektrische EIN-Signal über den Ausgangsanschluß P1 an die Zylinderspule 13a, um den Schalter 13b zu betätigen, so dass die Zylinderspule 61 erregt wird. Diese Erregung der Zylinderspule 61 erregt den Elektromotor 11, um dadurch die Rotation des Ritzels 16 beim Schritt S207 zu starten. Die Rotation des Ritzels 16 beim Schritt S207 dreht den Zahnkranz 22 des Motors 20, um dadurch den Motor 20 anzukurbeln.
Der Grund, warum die ECU 30 den Elektromotor 11 in Gang setzt, wenn der Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit gleich dem oder geringer ist als der vorgegebene Schwellenwert, nachdem wenigstens eine der Bedingungen für den Neustart des Verbrennungsmotors erfüllt ist, ist der folgende:
Insbesondere ändert sich, wie oben beschrieben, die für den Eingriff erforderliche Zeit in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsbedingungen des Anlassers 10. Aus diesem Grunde wird die Zeit zwischen dem Auftreten der wenigstens einen Anforderung des Motorneustarts und der Vollendung des Verfahrens zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 reduziert, mit einer Reduzierung der für den Eingriff erforderlichen Zeit, wenn die Zeit vom Beginn der Verschiebung des Ritzels 16 bis zum Auftreten der wenigstens einen Anforderung zum Motorneustart konstant ist. Zusätzlich können die Auswirkungen der Rotation des Ritzels 16 auf den Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 um so mehr reduziert werden, je kürzer die Zeit zwischen dem Auftreten der wenigstens einen Anforderung des Motorneustarts und der Vollendung des Verfahrens zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 ist, selbst wenn das Ritzel 16 gedreht wird, ohne auf die Vollendung des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 zu warten.
Angesichts dieser oben dargelegten Umstände ist die ECU 30 gemäß der ersten Ausführungsform so programmiert, dass sie den Elektromotor 11 zum Anwerfen des Verbrennungsmotors 20 sofort in Gang setzt, wenn die für den Eingriff erforderliche Zeit relativ kurz ist.
Die Aktionen zum Motorneustart durch das Motorsteuerungssystem CS werden spezieller unter Bezugnahe auf die 6A und 6B beschrieben. Die 6A ist eine Zeittafel, die schematisch die Aktionen des Motorsteuerungssystems CS im Verhältnis zur zeitlichen Veränderung der Motordrehzahl zeigt, wenn das Verfahren des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während der Vorwärtsdrehung des Verbrennungsmotors 20 vollendet wird. Im Gegensatz dazu ist die 6B eine Zeittafel, die schematisch die Aktionen des Motorsteuerungssystems CS im Verhältnis zur zeitlichen Veränderung der Motordrehzahl zeigt, wenn das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während einer gegenläufigen Drehung des Motors 20 vollendet wird.
Zunächst werden nachfolgend die Aktionen des Motorsteuerungssystems CS beschrieben, wenn das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während der Vorwärtsdrehung des Verbrennungsmotors 20 vollendet wird.
Wenn, wie in 6A gezeigt, die Motordrehzahl zum Zeitpunkt t11 gleich der oder geringer als die vorgegebene niedrige Drehzahl NE1 wird, während der Verbrennungsmotor 20 nach seinem automatischen Stopp nachläuft, wird das elektrische EIN-Signal von der ECU 30 an das erste Antriebsrelais 18 ausgegeben, so dass die Verschiebung des Ritzels 16 gestartet wird.
Danach wird, selbst wenn wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart zum Zeitpunkt t12 erfüllt ist, vor der Vollendung des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 das Anwerfen des Verbrennungsmotors 20 nicht zum Zeitpunkt t12 gestartet, so dass der Elektromotor 11 inaktiv bleibt (siehe die Schritte S201 bis S204 in 3).
Wenn die für den Eingriff erforderliche Zeitspanne TA seit dem Zeitpunkt t11 abgelaufen ist, so dass bestimmt wird, dass der Eingriff des Ritzels 16 mit dem Zahnkranz 22 zum Zeitpunkt t13 vollendet ist (siehe Ja beim Schritt S204), wird von der ECU 30 das elektrisch EIN-Signal zum Zeitpunkt t13 an das zweite Antriebsrelais 13 ausgegeben, so dass der Elektromotor 11 in Drehung versetzt wird, Die Rotation des Elektromotors 11 startet das Anwerfen des Verbrennungsmotors 20.
Als Nächstes werden nachfolgend die durch das Motorsteuerungssystem CS durchgeführten Aktionen zum Neustart des Verbrennungsmotors beschrieben, wenn basierend auf der Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl geschätzt wird, dass während der gegenläufigen Drehung des Verbrennungsmotors 20 das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 vollendet wurde.
Wenn, wie in 6B dargestellt, die Motordrehzahl zum Zeitpunkt t21 gleich der oder niedriger wird als die vorgegebene niedrige Drehzahl NE1 während des Nachlaufs des Motors 20 nach dessen automatischem Stopp, wird das elektrische EIN-Signal von der ECU 30 an das erste Antriebsrelais 18 ausgegeben, so dass die Verschiebung des Ritzels 16 gestartet wird.
Danach wird, selbst wenn wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart zum Zeitpunkt t22 erfüllt ist, das Anwerfen des Verbrennungsmotors 20 nicht zum Zeitpunkt t22 gestartet, , so dass der Elektromotor 11 inaktiv bleibt (siehe die Schritte S201 bis S203 und S205 in 3).
Zusätzlich wird, selbst wenn die erforderliche Eingriffszeit TB seit dem Zeitpunkt t21 abgelaufen ist, so dass bestimmt ist, dass der Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 zum Zeitpunkt t23 vollendet ist, das Anwerfen des Verbrennungsmotors 20 nicht zum Zeitpunkt t23 gestartet, so dass der Elektromotor 11 inaktiv bleibt (siehe Schritt S206).
Danach wird, wenn die Rotationssperrzeitdauer TC seit dem Zeitpunkt t23 abgelaufen ist (JA beim Schritt S206), das elektrische EIN-Signal von der ECU 30 zum Zeitpunkt t24 an das zweite Antriebsrelais 13 ausgegeben, so dass der Elektromotor 11 in Drehung versetzt wird. Diese Drehung des Motors 11 startet das Anwerfen des Verbrennungsmotors 20.
Es ist zu beachten, dass der Startzeitpunkt des Elektromotors 11, in anderen Worten der Endzeitpunkt der Rotationssperrzeitdauer TC, während der gegenläufigen Drehung des Motors 20 (siehe 6B) oder während der Vorwärtsdrehung des Motors 20 nach dessen gegenläufiger Drehung bestimmt werden kann, so lange die Motordrehzahl ihren negativen Scheitel durchläuft.
Das Motorsteuerungssystem CS gemäß der oben geschilderten ersten Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile.
Zunächst ist das Motorsteuerungssystem CS so gestaltet, dass es selbst dann, wenn während des Verfahrens zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart erfüllt ist, auf die Drehung des Ritzels 16 wartet, bis das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 vollendet ist, und den Elektromotor 11 in Tätigkeit setzt, um das Ritzel 16 zu drehen, nachdem der Eingriff zwischen ihnen vollendet ist.
Diese Gestaltung ermöglicht es, selbst wenn während des Verfahrens zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart erfüllt ist, das Ritzel 16 durch den Elektromotor 11 in Drehung zu versetzen, nachdem der Eingriff des Ritzels 16 mit dem Zahnkranz 22 zuverlässig vollendet ist. Diese Gestaltung macht es möglich, das Ritzel 16 mit dem Zahnkranz 22 in Eingriff zu bringen, wenn die Drehzahl des Ritzels 16 geringer ist als jene des Zahnkranzes 22.
Somit ergibt diese Gestaltung die unerwartete Wirkung, dass der durch den Eingriff des Ritzels 16 mit dem Zahnkranz 22 verursachte Lärm reduziert wird, während zugleich der Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 sanfter wird.
Zweitens ist das Motorsteuerungssystem CS so gestaltet, dass es, wenn beim Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 abgeschätzt wird, dass wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart während der gegenläufigen Drehung des Verbrennungsmotors 20 erfüllt ist, die ansprechend auf die Vollendung des Verfahrens zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 stattfindende Rotation des Ritzels 16 durch den Elektromotor 11 verhindert. Diese Gestaltung macht es möglich, die Zunahme der Last des Elektromotors 11 zu reduzieren, wodurch die Zunahme des Leistungsverbrauchs des Anlassers 10 verringert wird.
Drittens ist das Motorsteuerungssystem CS geeignet, auf der Basis der Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl nach dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors 20 abzuschätzen, ob das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während der gegenläufigen Drehung des Verbrennungsmotors 20 vollendet ist. Diese Konfiguration macht es möglich, genau zu bestimmen, ob das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 während der gegenläufigen Drehung des Verbrennungsmotors 20 oder während dessen Vorwärtsbewegung vollendet wurde. Diese genaue Bestimmung verhindert wirkungsvoll, dass das Ritzel 16 während der Rotationssperrzeitdauer vom Elektromotor 11 gedreht wird.
Viertens ist das Motorsteuerungssystem CS geeignet, dass es, falls die für den Eingriff erforderliche Zeitspanne gleich der oder geringer als der vorgegebene Schwellenwert ist, den Elektromotor 11 in Gang setzt, um ansprechend auf eine Anforderung zum Motorneustart das Ritzel zu drehen ohne auf die Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 zu warten. Dies ist der Fall, weil, falls die erforderliche Zeitspanne für den Eingriff gleich dem oder geringer ist als der vorgegebene Schwellenwert, die Drehung des Ritzels 16 einen geringen Einfluß auf den Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 hat.
Somit macht es diese Gestaltung möglich, dass der Neustart des Verbrennungsmotors 20 spontaner erfolgt, während er den Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 genau ausführt.
Fünftens ist das Motorsteuerungssystem CS so gestaltet, dass es bestimmt, ob die für den Eingriff erforderliche Zeitspanne gleich dem oder geringer ist als der auf der Temperatur des Motorkühlmittels basierende, vorgegebene Schwellenwert. Diese Gestaltung ermöglicht es, die Bestimmung genauer auszuführen, ob auf die Vollendung des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 gewartet werden soll.
Zweite Ausführungsform
Ein Motorsteuerungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 7A bis 10 beschrieben.
Die Konstruktion und/oder die Funktionen des Motorsteuerungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheiden sich vom Motorsteuerungssystem CS durch die folgenden Punkte. Deshalb werden verschiedene Punkte im wesentlichen nachfolgend beschrieben.
Das Motorsteuerungssystem CS gemäß der ersten Ausführungsform ist so ausgelegt, dass es auf die Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Zahnkranz 22 nach dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 wartet und danach den Elektromotor 11 in Gang setzt.
Im Gegensatz dazu ist das Motorsteuerungssystem nach der zweiten Ausführungsform derart gestaltet, dass es nach dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 den Elektromotor 11 in dem Augenblick in Gang setzt, in dem das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anschlägt (mit ihm in Kontakt gelangt). Wenn das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anschlägt, haben das Ritzel 16 und der Zahnkranz 22 eine zweite positionsbedingte Beziehung zu einander.
Als Nächstes wird der Unterschied zwischen der Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz und der Bedingung, in welcher das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anschlägt in vollem Umfang unter Bezugnahe auf die 7A bis 9 beschrieben.
Zunächst wird die Konstruktion des Zahnabschnitts sowohl des Ritzels 16 als auch des Zahnkranzes 22 unter Bezugnahe auf die 7A und 7B beschrieben. Die 7A und 7B zeigen die Konstruktion des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22. Insbesondere ist die 7A eine Seitenansicht des Ritzels 16 und eines Teils des Zahnkranzes 22 und die 7B eine Draufsicht sowohl auf das Ritzel als auch einen Teil des Zahnkranzes in einer in 7A mit A bezeichneten Richtung.
Wie in 7A dargestellt, sind das Ritzel 16 und der Zahnkranz 22 derart angeordnet, dass ihre Drehachsen parallel zu einander verlaufen. Wie in 1 gezeigt, sind das Ritzel 16 und der Zahnkranz 22 in ihrer anfänglichen Position von einander entfernt. Das Ritzel 16 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen oder ringförmigen Element, das an seinem äußeren Umfang mit einer Mehrzahl von in regelmäßiger Teilung angeordneten Zähnen 16a versehen ist. In ähnlicher Weise besteht der Zahnkranz 22 aus einem, im wesentlichen im wesentlichen zylindrischen oder ringförmigen Element, das an seinem äußeren Umfang mit einer Mehrzahl von in regelmäßiger Teilung angeordneten Zähnen 22a versehen ist.
Wie oben beschrieben ist der Anlassermotor 11 derart angeordnet, dass er dem Verbrennungsmotor 20 so gegenüberliegt, dass es die Verschiebung des Ritzels 16 in der Achsrichtung der Ritzelwelle 14 gegen den Verbrennungsmotor 20 ermöglicht, den Zahnabschnitt des Ritzels 16 gegen den Zahnabschnitt des Zahnkranzes 22 zu legen und mit ihm in Eingriff zu gelangen.
Jeder der Zähne 16a besitzt eine abgefaste Kante 16b und in ähnlicher Weise besitzt jeder der Zähne 22a eine abgefaste Kante 22b. Die abgefaste Kante 16b eines Zahns 16a wird beispielsweise durch Abtrennen einer rechtwinkligen Kante einer im wesentlichen rechteckigen, dem Zahnkranz 22 zugewandten Endfläche 16c des einen Zahns 16a ausgebildet. In ähnlicher Weise wird die abgefaste Kante 22b eines Zahns 22a beispielsweise durch Abtrennen einer rechtwinkligen Kante einer im wesentlichen rechteckigen, dem Ritzel 16 zugewandten Endfläche 22c des einen Zahns 22a ausgebildet.
Die eine rechtwinklige Kante der Endfläche 22c eines jeden Zahns 22a, an der die abgefaste Kante 22b ausgebildet ist, ist eine in der Vorwärtsrichtung der Drehbewegung der Kurbelwelle 21 vorauslaufende Kante. Im Gegensatz hierzu ist die eine rechtwinklige Kante der Endfläche 16c eines jeden Zahns 16a, an der die abgefaste Kante 16b ausgebildet ist, eine bezogen auf die Vorwärtsrichtung der Drehbewegung der Kurbelwelle 21 nachlaufende Kante.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 8 und 9 eine Reihe von Aktionen des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 im Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 beschrieben. Die 8 ist eine Zeittafel, die schematisch den Vorgang des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 darstellt und (a) bis (e) der 9 ist eine Ansicht, die schematisch eine Reihe von Aktionen des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 im Verlauf des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 darstellt. In den 8 und 9 wird das Verfahren zum Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 beispielsweise während der Vorwärtsdrehung der Kurbelwelle 21 nach dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors 20 ausgeführt.
Jede der Darstellungen (a) bis (e) der 9 ist eine Ansicht sowohl des Ritzels 16 als auch eines Teils des Zahnkranzes 22 gesehen in der in 7A mit A bezeichneten Richtung. Jeder der in 9 dargestellten unterbrochenen Pfeile zeigt die Drehrichtung des Ritzels 16 oder des Zahnkranzes 22 an und jeder der nicht unterbrochenen Pfeile in 9 zeigt die Bewegung des Ritzels an, ausgenommen die Bewegung in seiner Drehrichtung. (a) bis (e) in 8 entsprechen jeweils (a) bis (e) in 9.
Vor der in Fig. gezeigten Zeit t31 befinden sich das erste Antriebsrelais 18 und das zweite Antriebsrelais 13 im AUS-Zustand, so dass das Ritzel 16 und der Zahnkranz 22 von einander entfernt sind. Zu der Zeit dreht sich der Zahnkranz 22 zusammen mit der Kurbelwelle in der Vorwärtsrichtung, wobei sich das Ritzel im gestoppten Zustand befindet.
Danach wird, wenn das erste Antriebsrelais 18 zum Zeitpunkt t31 von AUS nach EIN geschaltet wird, die Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 gestartet (siehe (a) in 9). Nach dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 schlägt zum Zeitpunkt t32 die Endfläche des einen Zahns 16a des Ritzels 16 an der Endfläche 22c des entsprechenden Zahns 22a des Zahnkranzes 22 an (gelangt mit ihm in Kontakt) (siehe (b) in 9). Dieser bei (b) in 9 dargestellte Zustand stellt den Kontaktzustand zwischen de Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 dar, und die Position des Ritzels 16 im Kontaktzustand stellt die Kontaktposition des Ritzels 16 mit dem Zahnkranz 22 dar.
Das Intervall zwischen dem Zeitpunkt t31 und dem Zeitpunkt t32 stellt eine Zeitspanne dar, die für das Ritzel erforderlich ist, um aus seiner ursprünglichen Stellung am Zahnkranz 22 anzuschlagen. Diese Zeitspanne wird als „für den Anschlag erforderliche Zeit“ bezeichnet.
Nach dem Zeitpunkt t32 wird das Ritzel 16 allmählich in seiner Vorwärtsrichtung beschleunigt (siehe (c) in 9), weil die Endflächen 16c der Zähne 16a des Ritzels 16 aufeinanderfolgend in Kontakt mit den Endflächen 22c einiger Zähne 22a des Zahnkranzes 22 gelangen, insbesondere gelangen die abgefasten Kanten 16b einiger Zähne 16a aufeinanderfolgend mit den abgefasten Kanten 22b einiger Zähne 22a in Kontakt. Zu jener Zeit gelangt die Einwegkupplung 17 außer Eingriff mit dem Zahnkranz 22, weil die Drehzahl (NEp in 8) des Ritzels 16 niedriger ist als die Drehzahl (NEr in 8) des Zahnkranzes 22, so dass das Ritzel 16 und die Einwegkupplung 17 im Leerlauf sind.
Die Beschleunigung des Ritzels 16 in seiner Vorwärtsrichtung erhöht die Drehzahl NEp des Ritzels 16, so dass der Unterschied zwischen der Drehzahl NEp des Ritzels 16 und der Drehzahl NEr des Zahnkranzes 22 allmählich abnimmt. Somit ist die Drehzahl Nep des Ritzels 16 im wesentlichen in Übereinstimmung mit der Drehzahl Ner des Zahnkranzes 22 zum Zeitpunkt t33 (siehe (d) in 9). Danach wird, weil die Drehzahl Ner des Zahnkranzes 22 während des Nachlaufs des Motors 20 reduziert ist, ein Zahn 16a des Ritzels 16, dessen abgefaste Kante 16b mit der abgefasten Kante 22b eines zugeordneten Zahns 22a des Zahnkranzes 22 übereinstimmt, längs dessen abgefaster Kante 22b so geführt, dass der eine Zahn 16a des Ritzels 16 sich lose in einen dem einen Zahn 22a in der Vorwärtsrichtung des Zahnkranzes 22 benachbarten Zahnzwischenraum einfügt. Dies gestattet es jedem Zahn 16a des Zahnabschnitts des Ritzels 16 sich lose in einen entsprechenden Zahnzwischenraum des Zahnkranzes 22 einzufügen, während sie in Drehung sind, was dazu führt, da der Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 vollendet wird.
Das Motorsteuerungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform ist so gestaltet, dass es, wenn wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart erfüllt ist, bevor das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anschlägt, auf den Anschlag des Ritzels 16 am Zahnkranz 22 wartet und die Drehung des Ritzels 16 startet, wenn das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anliegt. Selbst vor dem Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 wird der Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 sofort ausgeführt, sobald das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anliegt. Aus diesem Grunde ermöglicht es die Gestaltung, das Ritzel 16 zuverlässig mit dem Zahnkranz 22 in Eingriff zu bringen und das vom Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 erzeugte Geräusch zu reduzieren. Zusätzlich erlaubt es der Start der Ritzeldrehung in dem Augenblick, in dem das Ritzel 16 zur Anlage am Zahnkranz 22 kommt, den Verbrennungsmotor 20 früher anzukurbeln als wenn die Ritzeldrehung beginnt, wenn der Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 vollendet ist. Dies führt den Neustart des Motors 20 unmittelbar ansprechend auf das Auftreten einer Anforderung zum Motorneustart aus.
Andererseits kann die Drehzahl des Ritzels 16 höher sein als jene des Zahnkranzes 22 und die relative Differenz zwischen ihnen kann groß sein, wenn der Elektromotor 11 angetrieben würde, bevor das Ritzel 16 in den Zahnkranz eingreift. In diesem Zustand könnte die führende Oberfläche 16d (siehe 7B) eines Zahns 16a des Ritzels 16, die als Leistungsübertragungsfläche dient, auf die nachlaufende Oberfläche 22d (siehe 7B) eines zugeordneten Zahns 22a des Zahnkranzes 22 aufschlagen, die als Fläche dient, auf die die Leistung übertragen werden soll. Dies könnte das Geräusch erhöhen, das durch den Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 erzeugt wird und/oder könnte einen Verschleiß der Zähne 16a des Ritzels 16 verursachen.
Als Nächstes wird nachfolgend unter Bezugnahe auf 10 die Funktion T2 zum Motorneustart beschrieben, die gemäß der Routine R2 zum Motorneustart ausgeführt wird. Die ECU 30 arbeitet beim aktuellen Zyklus wiederholt die Routine R2 zum Motorneustart ab, während sie zur Durchführung der Funktion zum Motorneustart aktiviert ist. Gleiche Schritte bei den in den 3 und 10 dargestellten Routinen zum Motorneustart, denen gleiche Bezugszeichen zugewiesen sind, bleiben in der Beschreibung unerwähnt oder werden vereinfacht beschrieben.
Wenn die Routine R2 zum Motorneustart begonnen wird, stellt die ECU 30 basierend auf den von den Sensoren 57 beim dem Schritt S210 in 3 gleichenden Schritt S301 ausgegebenen Signalen fest, ob wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart erfüllt ist.
Nach der Bestimmung, dass wenigstens eine der Bedingungen zum Motorneustart erfüllt ist (JA bei Schritt S301), schreitet die ECU 30 zum Schritt S303 fort und stellt beim Schritt S303 fest, ob während der gegenläufigen Drehung der Kurbelwelle 21 ein Anschlag des Ritzels 16 am Zahnkranz 22 erfolgt.
Insbesondere stellt die ECU 30 fest, ob die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl gleich dem oder größer als der vorgegebene Schwellenwert TH2 ist. Der Schwellenwert TH2 kann so eingestellt werden, dass er gleich dem Schwellenwert TH1 ist oder von diesem verschieden.
Nach der Bestimmung, dass die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl gleich dem oder größer als der Schwellenwert TH2 ist, das heißt, dass der Anschlag des Ritzels 16 am Zahnkranz 22 während der gegenläufigen Drehung der Kurbelwelle 21 eintreten wird (die Bestimmung beim Schritt S303 ist JA), führt die ECU 30 bei den Schritten S305 bis S307 Aktionen aus, die jenen bei den Schritten S205 bis S207 in 3 gleichen.
Andernfalls, wenn bestimmt wird, dass die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl niedriger ist als der vorgegebene Schwellenwert TH2, mit anderen Worten der Anschlag des Ritzels 16 am Zahnkranz 22 während der Vorwärtsdrehung der Kurbelwelle 21 auftreten wird (die Bestimmung beim Schritt S303 ist NEIN), schreitet die ECU 30 zum Schritt S304 fort.
Beim Schritt S304 stellt die ECU 30 fest, ob die Endfläche 16c eines Zahns 16a des Ritzels 16 an der Endfläche 2c eines entsprechenden Zahns 22a des Zahnkranzes 22 anliegt.
Bei der zweiten Ausführungsform speichert die ECU 30 im Speichermedium 30a eine Information F4, die beispielsweise als Tafeln (Datentabellen), Programme und/oder Formeln gestaltet sind. Die Information F4 stellt die Funktion (Beziehung) zwischen einer Temperaturvariablen des Motorkühlmittels und einer Variablen der für den Anschlag erforderlichen Zeitspanne dar.
Die für den Anschlag erforderliche Zeitspanne stellt die Zeit dar, die vom Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22, mit anderen Worten, die Ausgabe des elektrischen EIN-Signals an das erste Antriebsrelais 18, an vergeht bis zum aktuellen Anschlag des Ritzels 16 am Zahnkranz 22.
Insbesondere legt die ECU 30 beim Schritt S304 auf der Basis der Information F4 einen Wert der für den Anschlag erforderlichen Zeit fest, wobei dieser Wert der für den Anschlag erforderlichen Zeit einem aktuellen Wert der Temperatur des Motorkühlmittels entspricht, und stellt fest, ob der festgelegte Wert der für den Anschlag erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist.
Nach der Bestimmung, dass der festgelegte Wert der für den Anschlag erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist (JA beim Schritt S 304), stellt die ECU 30 fest, dass die Endfläche 16c eines Zahns 16a des Ritzels 15 an der Endfläche 22c eines entsprechenden Zahns 22a des Zahnkranzes 22 anliegt und schreitet zu Schritt S307 fort,
Andernfalls verläßt, wenn bestimmt wird, dass der festgelegte Wert der für den Anschlag erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 nicht abgelaufen ist (NEIN beim Schritt S 304), die ECU 30 die Routine zum Motorneustart. Somit werden die Aktionen in den Schritten S301 bis S304 beim vorgegebenen Zyklus wiederholt ausgeführt, bis der festgelegte Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist. Das heißt, die ECU 30 verhindert die Drehung des Ritzels 16 durch den Elektromotor 11, bis der festgelegte Wert der für den Anschlag erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist. Das heißt, nach der Bestimmung, dass der festgelegte Wert der für den Eingriff erforderlichen Zeit seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 abgelaufen ist (JA bei Schritt S304), entscheidet die ECU 30, dass die Endfläche 16c eines Zahns 16a des Ritzels 16 an der Endfläche 22c eines entsprechenden Zahns 22a des Zahnkranzes 22 anliegt und schreitet zum Schritt S307 fort.
Beim Schritt S307 sendet die ECU 30 das elektrische EIN-Signal über den Ausgangsanschluß P1 an die Zylinderspule 13a, um den Schalter 13b einzuschalten und damit die Zylinderspule 61 zu erregen. Diese Erregung der Zylinderspule 61 aktiviert den Elektromotor 11, um dadurch beim Schritt S307 die Drehung des Ritzels 16 zu starten. Die Drehung des Ritzels 16 bei Schritt S307 dreht den Zahnkranz 22 des Verbrennungsmotors 20 und wirft diesen an.
Es ist zu beachten, dass beim Schritt 304 die ECU 30 bestimmt, ob die Endfläche 16c eines Zahns 16a des Ritzels 16 an der Endfläche 22c eines entsprechenden Zahns 22a des Zahnkranzes 22 anliegt, aber die ECU 30 bestimmen kann, ob seit dem Anliegen des Ritzels 16a am Zahnkranz 22 eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist. Diese Modifikation gestattet die Rotation des Ritzels 16, wenn die Zähne 16a wenigstens teilweise in Eingriff mit den entsprechenden Zähnen 22a sind. Das ermöglicht es, wirkungsvoller das durch den Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 erzeugte Geräusch zu reduzieren.
Wie oben beschrieben, ist das Motorsteuerungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform derart gestaltet, dass es, wenn wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart innerhalb der Zeitspanne vom Start der Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22 erfüllt ist, auf den Anschlag des Ritzels 16 am Zahnkranz 22 wartet und die Drehung des Ritzels 16 startet, wenn das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anliegt.
Diese Gestaltung ermöglicht es, den Verbrennungsmotor 20 früher anzukurbeln als die Gestaltung, die die Drehung des Ritzels 16 zu de Zeitpunkt beginnt, zu dem der Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz vollendet ist. Dies führt den Neustart des Verbrennungsmotors 20 unmittelbar ansprechend auf das Auftreten einer Anforderung zum Motorneustart durch.
Diese Gestaltung ermöglicht es auch, die relative Differenz zwischen der Drehzahl des Ritzels 16 und der des Zahnkranzes 22 stärker zu reduzieren im Vergleich mit der Konstruktion, die den Elektromotor 11 in Gang setzt, bevor das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anliegt. Das verhindert eine übermäßige Lärmentwicklung beim Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 und bringt das Ritzel 16 sanfter in Eingriff mit dem Zahnkranz 22.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben geschilderten ersten und zweiten Ausführungsformen beschränkt und kann deshalb wie folgt modifiziert werden,
Das Motorsteuerungssystem gemäß einer ersten Modifikation sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform kann so gestaltet werden, dass es, wenn die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl (Drehzahlverringerungsrate) größer ist als der erste oder der zweite Schwellenwert TH1 oder TH2, den Start des Verfahrens zum Eingriff des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 vorverlegt. Insbesondere, wenn abgeschätzt wird, dass das Verfahren zum Eingriff zwischen de Ritzel 16 und de Zahnkranz 22 während der gegenläufigen Drehung des Verbrennungsmotors 20 vollendet wird, verlegt das Motorsteuerungssystem gemäß der ersten Modifikation den Start des Verfahrens zum Eingriff des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 vor, so dass das Verfahren vollendet wird, bevor die Vorwärtsdrehung des Motors 20 in die gegenläufige Drehung geändert wird.
Insbesondere schätzt das Motorsteuerungssystem gemäß der ersten Modifikation auf der Basis der die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl ab, ob das Verfahren zum Eingriff des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 während der gegenläufigen Drehung des Motors 20 vollendet werden wird, wenn das Verfahren zu dem Zeitpunkt gestartet wird, zu dem die Motordrehzahl gleich der oder geringer ist als die niedrige Drehzahl NE1 beim Schritt S103.
Dann, wenn auf der Basis der Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl abgeschätzt wird, dass das Verfahren zum Eingriff des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 während der gegenläufigen Bewegung des Motors 20 vollendet werden wird, startet das Motorsteuerungssystem gemäß der ersten Modifikation die Verschiebung des Ritzels 16 zum Zahnkranz 22, wenn die Motordrehzahl während des Nachlaufs des Motors 20 eine vorgegebene niedrige Drehzahl NE2 erreicht, die höher ist als die niedrige Drehzahl NE1 beim Schritt S103. Diese Gestaltung macht es möglich, das Verfahren zum Eingriff des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 während der Vorwärtsdrehung des Motors 20 zu vollenden, wodurch der Motor 20 wirkungsvoll angeworfen wird. Diese Gestaltung ermöglicht es auch, den Motor 20 im Vergleich mit dem Falle der Einstellung der Rotationssperrzeitdauer unverzüglicher anzukurbeln.
Das Motorsteuerungssystem gemäß sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform ist so gestaltet, dass die Rotationssperrzeitdauer eingestellt wird, wenn abgeschätzt wird, dass während der gegenläufigen Drehung des Verbrennungsmotors 20 das Verfahren zum Eingriff des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 vollendet wird, um dadurch die Drehung des Ritzels 16 innerhalb der Rotationssperrzeitdauer zu verhindern, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Insbesondere kann das Motorsteuerungssystem gemäß einer zweiten Modifikation sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform so gestaltet werden, dass es die Periode zur Verhinderung der Drehbewegung bzw. Rotationssperrzeitdauer nicht einstellt. Diese Gestaltung ermöglicht es, das Ritzel 16 durch den Elektromotor 11 sofort nach der Vollendung des Verfahrens zum Eingriff des Ritzels 16 und des Zahnkranzes 22 unabhängig von der Drehrichtung des Motors 20 in Drehung zu versetzen.
Das Motorsteuerungssystem sowohl nach der ersten als auch nach der zweiten Ausführungsform ist so gestaltet, dass die Rotationssperrzeitdauer eingerichtet wird, nachdem wenigstens eine der Bedingungen für den Motorneustart erfüllt ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konstruktion beschränkt.
Insbesondere das Motorsteuerungssystem nach einer dritten Modifikation sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform kann so gestaltet werden, dass die Periode zur Verhinderung der Drehung beim Schritt S205 eingerichtet wird, bevor wenigstens eine der Bedingungen zum Motorneustart erfüllt ist. Beispielsweise kann das Motorsteuerungssystem gemäß der dritten Modifikation so gestaltet sein, dass die Periode zur Verhinderung der Drehung beim Schritt S205 vor der Aktion beim Schritt S104 oder nach der Aktion beim Schritt S104 in 2 eingerichtet wird.
Das Motorsteuerungssystem gemäß einer vierten Modifikation sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform kann so gestaltet werden, dass sie variabel die Rotationssperrzeitdauer basierend auf der Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl während des Naschlaufs des Verbrennungsmotors 20 einrichtet. Beispielsweise kann das Motorsteuerungssystem gemäß der vierten Modifikation so gestaltet sein, dass es die Periode zur Verhinderung der Drehung mit der Zunahme der Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl erweitert.
Das Motorsteuerungssystem gemäß der fünften Modifikation sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform kann so gestaltet sein, dass es die Rotationssperrzeitdauer einrichtet, wenn die Motordrehzahl (ES beim Schritt 203 in 3) bei der Vollendung des Eingriffs des Ritzels 1 mit dem Zahnkranz 22, die auf der Basis von beispielsweise der momentanen Drehzahl des Motors 20 abgeschätzt wird, gleich einem oder niedriger als ein vorgegebener Wert (V1 beim Schritt S203) ist, wobei dieser vorgegebene Wert auf Null oder einen gegebenen negativen Wert beim Schritt S203 (siehe t23 in 6B) eingestellt wird. Das heißt, es ist zu beachten, dass je größer die Motordrehzahl bei Vollendung des Eingriffs zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 in ihrer negativen Richtung ist, desto größer ist die erforderliche Drehkraft, um die gegenläufige Drehung der Kurbelwelle 21 in deren Vorwärtsdrehung zurückzuführen. Somit verhindert die Gestaltung des Motorsteuerungssystems gemäß der fünften Modifikation effektiv die Aktion des Elektromotors 11 nach der Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22.
Insbesondere schätzt das Motorsteuerungssystem gemäß der fünften Modifikation die Motordrehzahl bei Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 auf der Basis beispielsweise der momentanen Drehzahl des Motors 20 beim Schritt S203 ab. Dann richtet das Motorsteuerungssystem gemäß der fünften Ausführungsform die Periode zur Verhinderung der Drehung ein, wenn die geschätzte Motordrehzahl bei der Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 mit dem Zahnkranz 22 gleich dem oder niedriger als der vorgegebene Wert ist, der gleich Null oder niedriger eingestellt ist. Vorzugsweise richtet das Motorsteuerungssystem gemäß der fünften Modifikation die Rotationssperrzeitdauer so ein, dass sie länger ist, wenn die geschätzte Motordrehzahl in ihrer negativen Richtung größer ist.
Das Motorsteuerungssystem gemäß einer sechsten Modifikation sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform kann so gestaltet sein, dass sie beim Schritt S205 die Rotationssperrzeitdauer einrichtet auf der Basis wenigstens eines der Motordrehzahl zugeordneten Parameters, anstelle von oder zusätzlich zur Motordrehzahl. Dies erfolgt, weil die Geschwindigkeit ΔNE der Reduzierung der Motordrehzahl sich abhängig von den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 20 und/oder jenen des in das Kraftfahrzeug eingebauten Zubehörs 70 ändert.
Insbesondere kann als der wenigstens eine Parameter wie oben beschrieben die Position des Drosselventils und ein den Betriebsbedingungen wenigstens eines der Zubehörteile 70 zugeordneter Parameter benutzt werden.
Das Motorsteuerungssystem gemäß sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform ist so gestaltet, dass auf der Basis der für den Eingriff erforderlichen Zeit die Bestimmung getroffen wird, ob der Eingriff des Ritzels 16 mit dem Zahnkranz 22 vollendet ist, oder die Bestimmung auf der Basis der für den Anschlag erforderlichen Zeit, ob das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anliegt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Insbesondere das Motorstartsystem gemäß einer siebten Ausführungsform sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform kann mit einem Sensor 71 ausgestattet werden, der in unterbrochenen Linien in Fig: 1 gezeigt ist; dieser Sensor 71 ist elektrisch mit der ECU 30 verbunden und so angeordnet, dass er bestimmt, dass der Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 vollendet ist oder das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anliegt. Das heißt, das Motorstartsystem gemäß der siebten Modifikation kann so gestaltet werden, dass es auf der Basis eines Ermittlungsergebnisses des Sensors 71 die Bestimmung trifft, ob der Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 vollendet ist oder die Bestimmung ob das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anliegt. Das Motorstartsystem gemäß der siebten Modifikation kann so gestaltet sein, dass es einen Strom erzeugt, der zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 über diese fließt, wenn sie miteinander in Kontakt stehen, und dass es die Bestimmung trifft, ob der Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 vollendet ist oder die Bestimmung ob das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anliegt, darauf basierend ob der Strom zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 über diese fließt.
Das Motorsteuerungssystem gemäß sowohl der ersten Ausführungsform als auch der zweiten Ausführungsform ist so gestaltet, dass es bestimmt, ob die erforderliche Eingriffszeit gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist oder geringer als dieser, basierend auf der Temperatur des Motorkühlmittels beim Schritt S202, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Insbesondere kann das Motorstartsystem gemäß einer achten Modifikation sowohl der ersten Ausführungsform als auch der zweiten Ausführungsform derart gestaltet sein, dass es basierend auf der Zahl der Motorstarts durch den Anlasser 10 bestimmt, ob die erforderliche Eingriffszeit gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist oder geringer als dieser. Das heißt, je größer die Zahl der Motorstarts durch den Anlasser 10 ist, um so mehr verschleißen der Zahnabschnitt des Ritzels 16 und jener des Zahnkranzes 22, mit der Folge, dass es für das Ritzel 16 schwieriger wird, mit de Zahnkranz 22 in Eingriff zu gelangen. Aus diesem Grunde ist, wie in 11 dargestellt, die erforderliche Eingriffszeit um so länger, je größer die Anzahl der Motorstarts ist.
Angesichts dieser Umstände kann das Motorstartsystem gemäß der achten Modifikation so gestaltet werden, dass es basierend auf der Zahl der Motorstarts durch den Anlasser 10 bestimmt, ob die erforderliche Eingriffszeit gleich einem vorgegebenen Schwellenwert ist oder geringer als dieser. Das Motorstartsystem gemäß der achten Modifikation kann so gestaltet werden, dass es auf der Basis der Nutzungsdauer des Anlassers 10 ausgehend von seinem Anfangszustand oder dem Kilometerstand des Kraftfahrzeugs die Anzahl der Motorstarts durch den Anlasser 10 erfaßt.
Das Motorsteuerungssystem sowohl gemäß der ersten als auch der zweiten Ausführungsform ist so gestaltet, dass es das Ritzel 16 in Drehung versetzt, ohne auf die Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 zu warten, wenn die erforderliche Eingriffszeit gleich dem vorgegebenen Schwellenwert oder geringer als dieser ist, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.
Insbesondere kann das Motorsteuerungssystem gemäß einer neunten Modifikation so gestaltet sein, dass es auf die Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 wartet, unabhängig davon, ob die für den Eingriff erforderliche Zeit gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist oder geringer, worauf das Ritzel 16 durch den Elektromotor 11 in Drehung versetzt wird.
Das Motorstartsystem gemäß einer zehnten Modifikation sowohl der ersten Ausführungsform als auch der zweiten Ausführungsform kann so gestaltet sein, dass der Elektromotor 11 zu dem Zeitpunkt in Betrieb genommen wird, zu dem das Ritzel 16 am Zahnkranz 22 anschlägt, wenn bestimmt wird, dass die für den Eingriff erforderliche Zeit gleich dem vorgegebenen Schwellenwert ist oder geringer. Diese zehnte Modifikation führt den Motorneustart zuverlässig so unverzüglich wie möglich durch.
Das Motorstartsystem gemäß einer elften Modifikation sowohl der ersten Ausführungsform als auch der zweiten Ausführungsform kann so gestaltet sein, dass es das Ritzel 16 in Drehung versetzt, ohne darauf zu warten, dass der Eingriff zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 vollendet ist, wenn wenigstens ein Teil des Verfahrens zum Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 durchgeführt ist und abgeschätzt wird, dass der Verbrennungsmotor 20 in der Vorwärtsrichtung dreht. Wenn wenigstens ein Teil des Verfahrens zum Eingriff des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 durchgeführt ist und der Verbrennungsmotor 20, gehört die lagemäßige Beziehung zwischen dem Ritzel 16 und dem Zahnkranz 22 zur ersten lagemäßigen Beziehung zwischen ihnen.
Insbesondere wenn die Forderung nach einem Motorneustart auftritt, nachdem ein vorgegebenes Verhältnis zwischen der seit dem Start der Verschiebung des Ritzels 16 abgelaufenen, für den Eingriff erforderlichen Zeit und der Motordrehzahl beim Auftreten der Forderung nach einem Motorneustart als ein positiver Wert abgeschätzt wird, kann das Motorstartsystem derart gestaltet werden, dass die Drehung des Ritzels 16 gestartet wird, ohne auf die Vollendung des Eingriffsverfahrens bei den Schritten S104a und S207 in 4 zu warten. Bei dieser elften Modifikation kann die Motordrehzahl beim Auftreten einer Anforderung zum Motorneustart auf der Basis der momentanen, durch den Kurbelwinkelsensor 23 gemessenen Drehzahl des Verbrennungsmotors 20 abgeschätzt werden. Wenn beim Auftreten einer Anforderung zum Motorneustart die verbleibende Zeitspanne bis zur Vollendung des Eingriffs des Ritzels 16 in den Zahnkranz 22 kurz ist und der Motor 20 in der Vorwärtsrichtung dreht, ist es möglich, das Ritzel 16 genau mit dem Zahnkranz 22 in Eingriff zu bringen, während der Motor 20 unverzüglich auf die Anforderung zum Neustart gestartet wird.
Das Motorsteuersystem gemäß sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform und seine Modifikation ist so gestaltet dass, wenn der in den Schlüsselzylinder eingesetzte Zündschlüssel K durch den Fahrer von der Zündung-EIN-Stellung IG in die Anlasser-EIN-Stellung ST gedreht wird, der als Anlasserschalter dienende Zündschalter 19 eingeschaltet wird, so dass elektrische Leistung aus der Batterie 12 der Zylinderspule 18a und der Zylinderspule 13a zugeführt wird, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konstruktion beschränkt.
Insbesondere kann im Kraftfahrzeug ein vom Fahrer zu bedienender Anlasserschalter, wie ein Druckknopfschalter, vorgesehen werden. Bei dieser Modifikation wird, wenn der vom Fahrer zu betätigende Anlasserschalter von diesem betätigt wird, elektrisehe Leistung aus der Batterie 12 der Zylinderspule 18a und der Zylinderspule 13a zugeführt, um den Anlasser 10 zu aktivieren.
Beispielsweise entsprechen sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsform und ihren Modifikationen der Anlasser 10, das erste Antriebsrelais 18 und die Aktionen bei den Schritten S101 und S104 einer Ritzelverschiebeeinheit, wobei die Aktion bei den Schritten S203 oder S303 einer Eingriffsbestimmungseinheit entspricht und die Aktionen bei den Schritten S204, S206 und S207 oder jene bei den Schritten S303, S305 und S307 einer Rotationseinstelleinheit entsprechen.
Während beschrieben wurde, was derzeit als die Ausführungsformen und ihre Modifikationen der vorliegenden Erfindung angesehen wird, ist doch zu verstehen, dass verschiedene, jedoch nicht beschriebene Modifikationen ausgeführt werden können, und es ist beabsichtigt, mit den angefügten Ansprüchen alle solchen Modifikationen als in den Bereich der Erfindung fallend abzudecken.

Claims

System zur Veranlassung eines Anlassers (10) mit einem Ritzel (16), einen Verbrennungsmotor (20) mit einer Ausgangswelle (21) mit angekuppeltem Zahnkranz (22) anzukurbeln, ansprechend darauf, daß nach einem automatischen Motorstopp des Verbrennungsmotors (20) eine Bedingung zu Motorneustart erfüllt ist, wobei das System umfaßt: eine Ritzelverschiebungseinheit, die eingerichtet ist, die Verschiebung des Ritzels (16) zum Zahnkranz (22) hin zu starten, um das Ritzel (16) mit dem Zahnkranz (22) während eines Nachlaufs des Verbrennungsmotors (20) in einer Vorwärtsrichtung nach dem automatischen Stopp des Verbrennungsmotors (20) in Eingriff zu bringen; eine Eingriffsbestimmungseinheit, die eingerichtet ist, um zu bestimmen, ob das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) zwischen sich eine erste oder eine zweite Lagebeziehung aufweisen, wobei die erste Lagebeziehung bedeutet, daß das Ritzel (16) zumindest teilweise mit dem Zahnkranz (22) in Eingriff ist, und die zweite Lagebeziehung, daß das Ritzel (16) am Zahnkranz (22) anliegt; und eine Rotationseinstelleinheit, die eingerichtet ist, um, wenn die Bedingung für den Motorneustart erfüllt ist, bevor von der Eingriffsbestimmungseinheit bestimmt wurde, daß nach dem Start der Verschiebung des Ritzels (16) zum Zahnkranz (22) das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich eingenommen haben, einen Startzeitpunkt für die Rotation des Ritzels (16) einzustellen.
System nach Anspruch 1, bei welchem die Rotationseinstelleinheit eingerichtet ist, um, wenn die Bedingung für den Motorneustart erfüllt ist, bevor von der Eingriffsbestimmungseinheit bestimmt wurde, daß nach dem Start der Verschiebung des Ritzels (16) zum Zahnkranz (22) das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich eingenommen haben, auf einen Start der Rotation des Ritzels (16) solange zu warten, bis von der Eingriffsbestimmungseinheit bestimmt wurde, daß das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich eingenommen haben, und dann die Rotation des Ritzels (16) zu starten.
System nach Anspruch 2, weiter umfassend: eine Zeitdauereinstelleinheit, die eingerichtet ist, um eine Rotationssperrzeitdauer einzustellen, wenn durch die Eingriffsbestimmungseinheit bestimmt wird, daß während der Rotation der Ausgangswelle (21) des Verbrennungsmotors (20) in einer gegenläufigen Richtung das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich eingenommen haben, wobei die Zeitdauereinstelleinheit innerhalb der Rotationssperrzeitdauer die Rotation des Ritzels (16) sperrt, wobei die Rotationseinstelleinheit eingerichtet ist, um auf den Ablauf der Rotationssperrzeitdauer zu warten, wenn die Rotationssperrzeitdauer von der Zeitdauereinstelleinheit eingerichtet ist, und danach die Rotation des Ritzels (16) zu starten.
System nach Anspruch 3, bei welchem die Eingriffsbestimmungseinheit eine Bestimmungseinheit besitzt, die eingerichtet ist, um auf der Basis wenigstens einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (20) und eines der Drehzahl des Verbrennungsmotors (20) zugeordneten Parameters zu bestimmen, ob das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) während der Drehung der Ausgangswelle (21) des Verbrennungsmotors (20) in gegenläufiger Richtung entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich aufweisen, und die Zeitdauereinstelleinheit eingerichtet ist, um die Rotationssperrzeitdauer einzurichten, wenn durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, daß das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) während der Drehung der Ausgangswelle (21) des Verbrennungsmotors (20) in gegenläufiger Richtung entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich aufweisen.
System nach Anspruch 4, bei welchem die Bestimmungseinheit eingerichtet ist, um auf der Basis einer Verringerungsrate der Drehzahl des Verbrennungsmotors (20) zu bestimmen, ob das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) während der Drehung der Ausgangswelle (21) des Verbrennungsmotors (20) in gegenläufiger Richtung entweder die erste oder die zweite Lagebeziehung zwischen sich aufweisen.
System nach Anspruch 2, bei welchem die Rotationseinstelleinheit eingerichtet ist, um den Startzeitpunkt der Rotation des Ritzels(16) früher einzustellen, wenn eine Verringerungsrate der Drehzahl des Verbrennungsmotors (20) nach dem Stopp des Verbrennungsmotors (20) größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 1, bei welchem die erste Lagebeziehung bedeutet, daß das Ritzel (16) vollständig mit dem Zahnkranz (22) in Eingriff ist, und das weiter eine Einheit zur Bestimmung der erforderlichen Zeit umfaßt, die eingerichtet ist, um zu bestimmen, ob eine für den Eingriff benötigte Zeitspanne kleiner oder gleich einem zweiten vorgegebenen Schwellenwert ist, wobei die für den Eingriff benötigte Zeit eine Zeitspanne ist, die sich vom Start der Verschiebung des Ritzels (16) zum Zahnkranz (22) bis zur Vollendung des Eingriffs zwischen Ritzel (16) und Zahnkranz (22) erstreckt, wobei die Rotationseinstelleinheit eingerichtet ist, um die Rotation des Ritzels (16) zu starten, ohne auf die Bestimmung zu warten, daß das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) die erste Lagebeziehung zwischen sich aufweisen, wenn nach dem Start der Verschiebung des Ritzels (16) zum Zahnkranz (22) und der Bestimmung, daß die für den Eingriff benötigte Zeitspanne kleiner oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, die Bedingung zum Motorneustart erfüllt wird, bevor durch die Eingriffsbestimmungseinheit bestimmt wird, daß das Ritzel (16) und der Zahnkranz (22) die erste Lagebeziehung zwischen sich aufweisen.
System nach Anspruch 7, bei welchem die Rotationseinstelleinheit eingerichtet ist, um die Rotation des Ritzels (16) zu einem Zeitpunkt zu starten, zu dem das Ritzel (16) zur Anlage am Zahnkranz (22) verschoben wird, wenn die Bedingung für den Motorneustart erfüllt ist, bevor das Ritzel (16) am Zahnkranz (22) anliegt.
System nach Anspruch 7, bei welchem die Einheit zur Bestimmung der erforderlichen Zeit eingerichtet ist, um auf der Basis eines der Temperatur des Verbrennungsmotors (20) zugeordneten Parameters zu bestimmen, ob die für den Eingriff benötigte Zeit kleiner oder gleich dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 7, bei welchem die Einheit zur Bestimmung der erforderlichen Zeit eingerichtet ist, um auf der Basis der Anzahl der Starts des Verbrennungsmotors (20) durch den Anlasser (10) zu bestimmen, ob die für den Eingriff benötigte Zeit kleiner oder gleich dem vorgegebenen zweiten Schwellenwert ist.