DE102017110243B4 - System zum Steuern des Startens einer Maschine - Google Patents

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Abstract

Maschinenstartsystem (100) zum Steuern einer ersten Startvorrichtung (11), die über eine Zahnradverbindung (12) mit einer Drehwelle (13) einer Brennkraftmaschine (10) eines Fahrzeugs verbunden ist, und einer zweiten Startvorrichtung (21) mit einem Rotor (21a), der über eine Riemenverbindung (16) mit der Drehwelle (13) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, wobei eine Drehung der Drehwelle (13) der Brennkraftmaschine (10) einen Kolben (P) in einem Zylinder (10C) auf- und abbewegt, um ein Gemisch von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder (10C) zu verdichten, wobei das Maschinenstartsystem (100) aufweist:eine erste Steuerung (30), die konfiguriert ist, um, als Antwort auf eine Startanforderung eines Fahrers, die erste Startvorrichtung (11) zu aktivieren, um die Drehwelle (13) der Brennkraftmaschine (10) zu drehen; undeine zweite Steuerung (22), die kommunikationsfähig mit der ersten Steuerung (30) verbunden ist und konfiguriert ist, um:eine Drehung des Rotors (21a) der zweiten Startvorrichtung (21) resultierend aus einer Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) zu erkennen; undeine Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) zum Drehen des Rotors (21a) basierend auf der Erkennung der Drehung des Rotors (21a) zu starten,wobei die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um:zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde; undwenn bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation gestartet wurde, die erste Startvorrichtung (11) zu deaktivieren, bevor eine Drehwinkelposition der Drehwelle (13) der Brennkraftmaschine (10) eine Position entsprechend einem oberen Totpunkt der Verdichtung der Brennkraftmaschine (10) erreicht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systeme zum Steuern eines Startens einer Maschine, d.h. einer Brennkraftmaschine.
  • HINTERGRUND
  • Integrierte Startergenerator-(ISG-)Systeme werden weit verbreitet verwendet, um ein Moment an die Drehwelle einer Maschine bei dem Start der Maschine anzulegen.
  • Ein ISG-System umfasst einen Motorgenerator, der mit der Drehwelle einer Maschine über einen Riemen gekoppelt ist, und bewirkt den Motorgenerator als einen Starter, um ein Moment an die Drehwelle der Maschine über den Riemen anzulegen, wodurch die Maschine gestartet, d.h. angekurbelt, wird. Das ISG-System umfasst ebenso einen Starter, zusätzlich zum Motorgenerator, zum Anlegen eines Moments an die Drehwelle der Maschine bei niedrigen Temperaturen, während sich das Ritzel des Starters in Eingriff mit dem Zahnkranz der Drehwelle der Maschine befindet. Dies liegt daran, dass es schwierig sein kann, den Riemen bei den niedrigen Temperaturen zu bewegen, was zu Schwierigkeiten eines sanften Anlegens eines Moments an die Drehwelle der Maschine über den Riemen führen kann.
  • Je größer das an den Riemen angelegte Moment ist, desto stärker und haltbarer muss der Riemen sein. Das an den Riemen angelegte größere Moment führt dazu, dass ein Riemenspanner zum Absorbieren von Momentschwankungen bereitgestellt ist.
  • Die DE 10 2015 108 249 A1 offenbart ein Maschinenstartsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Startvorrichtung, die abhängig vom Drehwellen-Totpunkt der Verdichtung der Brennkraftmaschine den Motoranlasser ansteuert.
  • Ferner ist ein Anlaufstromreduzierer bereitgestellt, der dazu dient, einen Anlaufstrom, der durch den elektrischen Motor fließt, wenn er erregt wird, zu reduzieren. Ein Anlassermodusschalter ändert eine Anlasserkennlinie, die eine Ausgangsleistungskennlinie des Anlassers ist, kontinuierlich oder wahlweise zumindest zwischen einem Modus mit niedrigem Drehmoment/hoher Geschwindigkeit und einem Modus mit hohem Drehmoment/niedriger Geschwindigkeit, wobei der Anlassermodusschalter zumindest zu einer Zeit, zu der ein Kolben einer Maschine einen oberen Totpunkt zum ersten Mal durchlauft und eine Maschinenreibung gerade maximiert worden ist nachdem der Anlasser betätigt wird, um die Maschine anzukurbeln, den Anlasser in den Modus mit hohem Drehmoment/niedriger Geschwindigkeit versetzt.
  • Ferner offenbart die japanische Patentveröffentlichung JP 4 421 567 B2 , auf die sich als ein veröffentlichtes Patentdokument bezogen wird, ein solches ISG-System, das sowohl einen Starter als auch einen Motorgenerator umfasst. Das in dem veröffentlichten Patentdokument offenbarte ISG-System umfasst ein elektronisches Steuerungssystem (ECU), das programmiert ist, um den Starter zu bewirken, ein erstes Moment an die Drehwelle einer Maschine anzulegen, bis ein erstes Zünden in der Maschine auftritt. Anschließend ist die ECU des ISG-Systems programmiert, um den Motorgenerator zu bewirken, ein zweites Moment, das niedriger ist als das erste Moment, an die Drehwelle der Maschine anzulegen, bis die Maschine angesprungen ist, was der Drehwelle ermöglicht, durch Verbrennungsoperationen der Maschine selbst gedreht zu werden. Dies ermöglicht, dass der Motorgenerator zum Starten der Maschine eine relativ niedrigere maximale Ausgabe benötigt, wodurch Herstellungskosten des ISG-Systems reduziert werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein solches ISG-System verwendet sowohl einen ersten Starter, der über eine Zahnradverbindung mit einer Maschine verbunden ist, und einen zweiten Starter, d.h. einen Motorgenerator, der über eine Riemenverbindung mit der Maschine verbunden ist, zum Ankurbeln der Maschine.
  • Das ISG-System kann daher bewirken, dass Geräusche erzeugt werden, wenn sich das Ritzel des ersten Starters mit dem Zahnkranz der Drehwelle der Maschine in Eingriff befindet.
  • Zusätzlich sei ein Fall betrachtet, in dem der erste Starter ein erstes Moment an die Drehwelle einer Maschine anlegt, und daher der Motorgenerator, d.h. der zweite Starter, einen Betrieb im Leistungsbetriebsmodus startet, um ein zweites Moment an die Drehwelle der Maschine anzulegen.
  • Dies kann zu einer Überlappungsperiode zwischen der Periode, die als eine Starterantriebsperiode bezeichnet wird, in der der erste Starter betrieben wird, und der Periode, die als eine Leistungsbetriebsperiode bezeichnet wird, in der der Motorgenerator in dem Leistungsbetriebsmodus betrieben wird, führen. Eine überlange Überlappungsperiode zwischen der Starterantriebsperiode und der Leistungsbetriebsperiode kann dazu führen, dass sich der Kraftstoffverbrauch der Maschine aufgrund einer redundanten Aktivierung des Starters verschlechtert. Im Gegensatz dazu kann eine übermäßig kurze Überlappungsperiode zwischen der Starterantriebsperiode und der Leistungsbetriebsperiode ebenso dazu führen, dass sich der Kraftstoffverbrauch der Maschine aufgrund eines Anstiegs des Ausgabemoments des Motorgenerators verschlechtert.
  • In Anbetracht der vorstehend genannten Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, Systeme zum Steuern eines Startens einer Maschine bereitzustellen, die jeweils darauf abzielen, diese Probleme zu lösen.
  • Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Maschinenstartsystem nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gezeigt.
  • Insbesondere zielt ein alternativer Aspekt der vorliegenden Offenbarung darauf ab, solche Steuerungssysteme bereitzustellen. Jedes der Steuerungssysteme ist konfiguriert, um effizient eine Maschine unter Verwendung sowohl einer ersten Startvorrichtung, die über eine Zahnradverbindung mit einer Drehwelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist, als auch einer zweiten Startvorrichtung, die über eine Riemenverbindung mit der Drehwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, zu starten, während die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Maschine auf einem höheren Niveau gehalten wird.
  • Im Folgenden werden Lösungen bezüglich der Probleme, sowie durch die Lösungen erzielte vorteilhafte Effekte beschrieben.
  • Gemäß einem ersten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Maschinenstartsystem bereitgestellt. Das Maschinenstartsystem ist konfiguriert, um eine erste Startvorrichtung, die über eine Zahnradverbindung mit einer Drehwelle einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs verbunden ist, und eine zweite Startvorrichtung umfassend einen über eine Riemenverbindung mit der Drehwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Rotor zu steuern. Eine Drehung der Drehwelle der Brennkraftmaschine bewirkt eine reziproke Bewegung eines Kolbens in einem Zylinder, um ein Gemisch von Luft und Kraftstoff im Zylinder zu komprimieren. Das Maschinenstartsystem umfasst eine erste Steuerung, die konfiguriert ist, um, als Antwort auf eine Startanforderung eines Fahrers, die erste Startvorrichtung zu aktivieren, um die Drehwelle der Brennkraftmaschine zu drehen. Das Maschinenstartsystem umfasst eine zweite Steuerung, die kommunikationsfähig mit der ersten Steuerung verbunden ist und konfiguriert ist, um
    1. 1. eine Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung resultierend aus einer Aktivierung der ersten Startvorrichtung zu erkennen
    2. 2. eine Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung, um den Rotor zu drehen, basierend auf der Erkennung der Drehung des Rotors zu starten.
  • Die erste Steuerung ist konfiguriert, um
    1. 1. zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet ist
    2. 2. wenn bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation gestartet ist, die erste Startvorrichtung zu deaktivieren, bevor eine Drehwinkelposition der Drehwelle der Brennkraftmaschine einen oberen Totpunkt der Verdichtung der Brennkraftmaschine erreicht.
  • Die erste Steuerung des ersten exemplarischen Aspekts der vorliegenden Offenbarung aktiviert, als Antwort auf eine Startanforderung eines Fahrers, die erste Startvorrichtung, um die Drehwelle der Brennkraftmaschine, vereinfacht als Maschine bezeichnet, zu drehen. Weil die zweite Startvorrichtung über einen Riemen mit der Drehwelle der Maschine verbunden ist, erkennt die zweite Steuerung eine Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung. Anschließend startet die zweite Steuerung die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung basierend auf der Erkennung der Drehung des Rotors. Andererseits bestimmt die erste Steuerung, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde. Anschließend deaktiviert die erste Steuerung die erste Startvorrichtung, wenn bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation gestartet wurde, und bevor die Drehwinkelposition der Drehwelle der Brennkraftmaschine den oberen Totpunkt der Verdichtung der Brennkraftmaschine erreicht.
  • Das heißt, dass die erste Startvorrichtung, die über eine Zahnradverbindung mit einer Drehwelle der Maschine verbunden ist, ein Geräusch, d.h. Zahnradgeräusch, aufgrund eines Eingriffs der Zahnradverbindung zwischen der ersten Startvorrichtung und der Drehwelle der Maschine erzeugen kann. Insbesondere kann ein solches Zahnradgeräusch größer werden, wenn die Drehwinkelposition der Drehwelle einen oberen Totpunkt (TDC) des Zylinders aufgrund einer Verdichtungsreaktionskraft im Zylinder annähert. Andererseits ist es notwendig, die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung zu starten, bis die erste Startvorrichtung ausgeschaltet wird, um die Startfähigkeit der Maschine ausreichend sicherzustellen.
  • Hinsichtlich dessen wird gemäß dem ersten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung die erste Startvorrichtung deaktiviert, wenn bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, und bevor die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 den Verdichtungs-TDC erreicht. Dies ermöglicht sowohl eine Reduktion eines Zahnradgeräusches als auch ein ausreichendes Sicherstellen der Startfähigkeit der Maschine. Der erste exemplarische Aspekt der vorliegenden Offenbarung ermöglicht, dass die erste Steuerung ein Starten der Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung erkennt, um dadurch die erste Startvorrichtung zu deaktivieren. Dies ermöglicht, dass die erste Startvorrichtung zuverlässig zu einem gewünschten Zeitpunkt deaktiviert wird, während eine angemessene Überlappungsperiode zwischen der Aktivierungsperiode der ersten Startvorrichtung und der Leistungsbetriebsperiode der zweiten Startvorrichtung sichergestellt wird. Dies führt zu einem effizienten Starten der Maschine unter Verwendung von sowohl der ersten als auch der zweiten Startvorrichtung.
  • Gemäß einem zweiten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die zweite Steuerung konfiguriert, um an die erste Steuerung ein Statussignal zu senden, nachdem die Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung erkannt wurde. Das Statussignal repräsentiert die Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung und/oder einen Start der Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung.
  • Die erste Steuerung ist konfiguriert, um das Statussignal zu empfangen und um zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, basierend auf dem empfangenen Statussignal.
  • Nachdem die Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung erkannt wurde, sendet die zweite Steuerung an die erste Steuerung das Statussignal. Das Statussignal repräsentiert die Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung und/oder einen Start der Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung. Dies führt dazu, dass die erste Steuerung bestimmt, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, basierend auf dem Statussignal. Dies ermöglicht, dass die erste Steuerung zuverlässig erkennt, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde.
  • Gemäß einem dritten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die zweite Startvorrichtung eine Vielzahl von Spulen, die den Rotor bei Erregung drehen. Die zweite Steuerung ist konfiguriert, um ein Rotationserkennungssignal und/oder ein Phasenerkennungssignal und/oder ein Leistungsbetriebsoperationsstartsignal als das Statussignal an die erste Steuerung zu senden, nachdem die Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung erkannt wurde. Das Rotationserkennungssignal repräsentiert, dass die Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung erkannt wurde. Das Phasenerkennungssignal repräsentiert eine Phase von einer der Vielzahl von Spulen, die erregt werden sollte. Das Leistungsbetriebsoperationsstartsignal repräsentiert, dass der Start der Leistungsbetriebsoperation des zweiten Starters erkannt wurde. Die erste Steuerung ist konfiguriert, um das Rotationserkennungssignal und/oder das Phasenerkennungssignal und/oder das Leistungsbetriebsoperationsstartsignal zu empfangen. Ferner ist die erste Steuerung konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der Startvorrichtung gestartet wurde, basierend auf dem Rotationserkennungssignal und/oder dem Phasenerkennungssignal und/oder dem Leistungsbetriebsoperationsstartsignal.
  • Nachdem die Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung erkannt wurde, ist die zweite Steuerung dazu fähig, aufeinanderfolgend die nachfolgenden vordefinierten Startsituationen zu erkennen.
    • (1) Drehung des Rotors der zweiten Startvorrichtung resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung wurde erkannt
    • (2) Die Phase von einer der Vielzahl von Spulen, die erregt werden sollte
    • (3) Start der Leistungsbetriebsoperation des zweiten Starters wurde erkannt.
  • Die zweite Steuerung sendet an die erste Steuerung das Rotationserkennungssignal, das Phasenerkennungssignal oder das Leistungsbetriebsoperationsstartsignal, das jeweils die Situationen (1), (2) oder (3) repräsentiert, als das Statussignal. Dies ermöglicht der ersten Steuerung, zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, basierend auf dem Rotationserkennungssignal und/oder dem Phasenerkennungssignal und/oder dem Leistungsbetriebsoperationsstartsignal.
  • Das heißt, dass das Rotationserkennungssignal und/oder das Phasenerkennungssignal und/oder das Leistungsbetriebsoperationsstartsignal an die erste Steuerung von der zweiten Steuerung gesendet wird, was der ersten Steuerung ermöglicht, zu wissen, wie die zweite Startvorrichtung angetrieben wird. Dies trägt zu einer geeigneten Bestimmung des Deaktivierungszeitpunkts der ersten Startvorrichtung bei.
  • Gemäß einem vierten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Steuerung konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine vorbestimmte Verzögerungszeit seit Empfang des Rotationserkennungssignals und/oder des Phasenerkennungssignals und/oder des Leistungsbetriebsoperationsstartsignals verstrichen ist. Die erste Steuerung ist ebenso konfiguriert, um die erste Startvorrichtung nach Bestimmen, dass die vorbestimmte Verzögerungszeit seit Empfang des Rotationserkennungssignals und/oder des Phasenerkennungssignals und/oder Leistungsbetriebsoperationsstartsignals verstrichen ist, zu deaktivieren.
  • Kommunikationen zwischen der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung können zu einer Kommunikationsverzögerung zwischen diesen führen. Weil die erste Steuerung eine größere Verarbeitungslast während einer frühen Stufe eines Startens der Maschine aufweist, gilt, dass je früher die Stufe des Startens der Maschine ist, desto länger die Kommunikationsverzögerung zwischen der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung ist.
  • Bezüglich dessen wartet die erste Steuerung, bis die vorbestimmte Verzögerungszeit seit Empfang des Rotationserkennungssignals und/oder des Phasenerkennungssignals und/oder des Leistungsbetriebsoperationsstartsignals verstrichen ist. Nach dem Warten deaktiviert die erste Steuerung die erste Startvorrichtung. Dies ermöglicht, dass der Deaktivierungszeitpunkt der ersten Startvorrichtung abhängig von der Kommunikationsverzögerung bestimmt wird.
  • Das heißt, dass ein Anpassen der Verzögerungszeit abhängig von der Kommunikationsverzögerung ermöglicht, dass der Deaktivierungszeitpunkt der ersten Startvorrichtung angemessen bestimmt wird.
  • Vorzugsweise verzögert die erste Steuerung, relativ zum Empfangszeitpunkt des Rotationserkennungssignals oder des Phasenerkennungssignals, den Deaktivierungszeitpunkt der ersten Startvorrichtung auf einen gewünschten Zeitpunkt, der sich vor der Ankunft der Drehwinkelposition der Drehwelle am Verdichtungs-TDC befindet. Weil die zweite Steuerung aufeinanderfolgend die vorbestimmten Startsituationen (1), (2) und (3) wie vorstehend beschrieben erkennt, ermöglicht ein Erkennen der ersten Situation (1) oder der zweiten Situation (2), dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung aufeinanderfolgend von der ersten Situation (1) oder der zweiten Situation (2) erkannt wird. Dies ermöglicht, dass der Deaktivierungszeitpunkt der ersten Startvorrichtung relativ zum Erkennungszeitpunkt der ersten Situation (1) oder der zweiten Situation (2) bestimmt wird. Dies ermöglicht, die Deaktivierung der ersten Startvorrichtung früher zu bestimmen, wodurch weiterhin nachteilige Effekte aufgrund der Kommunikationsverzögerung reduziert werden.
  • Gemäß einem fünften exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind die erste und die zweite Startvorrichtung mit einer in dem Fahrzeug installierten Energiequelle verbunden. Die erste und die zweite Vorrichtung sind konfiguriert, um von der Energiequelle zugeführte Energie aufzunehmen. Die erste Steuerung ist konfiguriert, um zu überwachen, wie sich ein Zustandsänderungsparameter seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung geändert hat. Der Zustandsänderungsparameter umfasst eine Entladungsmenge von der Energiequelle und/oder eine Energiezufuhrmenge zu der ersten Startvorrichtung. Die erste Steuerung ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, basierend darauf, wie sich der Zustandsänderungsparameter seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung geändert hat.
  • Wenn die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung zusätzlich zu der Operation der ersten Startvorrichtung gestartet wurde, ändert sich die Entladungsmenge von der Energiequelle, oder die Energiezufuhrmenge zu der ersten Startvorrichtung wird geändert. Die erste Steuerung verwendet diese Änderung der Entladungsmenge von der Energiequelle oder die Energiezufuhrmenge zu der ersten Startvorrichtung, um zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung ohne Verwenden von Informationen von der zweiten Steuerung gestartet wurde.
  • Gemäß einem sechsten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die zweite Steuerung eine Steuerungsschaltung und einen Treiber umfassend eine Vielzahl von Schaltelementen. Die Steuerungsschaltung ist konfiguriert, um Ein-Aus-Schaltoperationen der Schaltelemente des Treibers zu steuern, um eine Drehzahl des Rotors der zweiten Startvorrichtung zu steuern. Die erste Steuerung ist konfiguriert, um zu überwachen, wie sich eine Temperatur von zumindest einem der Schaltelemente seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung erhöht hat. Ferner ist die erste Steuerung konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, basierend darauf, wie sich die Temperatur des mindestens einen der Schaltelemente seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung erhöht hat.
  • Die Ein-Aus-Schaltoperationen der Schaltelemente des Treibers werden ausgeführt, wenn die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung die Temperatur von zumindest einem der Schaltelemente erhöht. Die erste Steuerung verwendet diesen Temperaturanstieg, um zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung ohne Verwenden von Informationen von der zweiten Steuerung gestartet wurde.
  • Gemäß einem siebten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Steuerung konfiguriert, um zu überwachen, ob sich eine Durchflussrate von Ansaugluft in den Zylinder der Maschine seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung erhöht hat. Die erste Steuerung ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, basierend darauf, wie sich die Durchflussrate von Ansaugluft in den Zylinder der Maschine seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung erhöht hat.
  • Die Drehzahl der Drehwelle der Maschine, die als eine Maschinendrehzahl bezeichnet wird, steigt an, wenn die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, sodass die Durchflussrate von Ansaugluft in den Zylinder der Maschine ansteigt. Die erste Steuerung verwendet diesen Durchflussratenanstieg von Ansaugluft, um zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung ohne Verwenden von Informationen von der zweiten Steuerung gestartet wurde.
  • Gemäß einem achten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Steuerung konfiguriert, um, nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, einen Zeitpunkt zum Deaktivieren der ersten Startvorrichtung einzustellen, um vor einem maximalen Verdichtungsdruckzeitpunkt, bei dem ein Verdichtungsdruck im Zylinder maximal ist, zu sein.
  • Wenn die Drehwinkelposition der Drehwelle sich an einer Position befindet, wo der Druck im Zylinder maximal ist, wird ein Übertragungsmoment durch den Eingriff der Zahnradverbindung zwischen der ersten Startvorrichtung und der Drehwelle der Maschine maximiert. Diesbezüglich stellt die Konfiguration der ersten Steuerung gemäß dem achten exemplarischen Aspekt den Zeitpunkt zum Deaktivieren der Startvorrichtung ein, um vor dem maximalen Verdichtungsdruckzeitpunkt, bei dem der Verdichtungsdruck im Zylinder maximiert wird, zu liegen. Dies führt daher zu weniger Zahnradgeräuschen.
  • Gemäß einem neunten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Steuerung konfiguriert, um, nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, ein in der Maschine installiertes Kraftstoffeinspritzsystem zu steuern, um ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder der Maschine zu starten, bevor die Maschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereichs liegt. Der Maschinenresonanzdrehzahlbereich entspricht einem vorbestimmten Resonanzfrequenzbereich der Maschine.
  • Die Maschine weist den vorbestimmten Resonanzfrequenzbereich entsprechend dem vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereich auf, der gewöhnlich niedriger ist als eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl. Um Vibrationen der Maschine während eines Anstiegs der Maschinendrehzahl zu vermeiden, ist es gewünscht, die Maschinendrehzahl zu bewirken, den Maschinenresonanzdrehzahlbereich so schnell wie möglich zu durchlaufen.
  • Diesbezüglich steuert die Konfiguration der ersten Steuerung gemäß dem neunten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung das Kraftstoffeinspritzsystem, um ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder der Maschine zu starten, bevor die Maschinendrehzahl innerhalb des Maschinenresonanzdrehzahlbereichs liegt. Dies ermöglicht, dass sowohl das Verbrennungsmoment basierend auf einer Verbrennung des Kraftstoffs als auch ein von der zweiten Startvorrichtung an die Drehwelle angelegtes Moment die Maschinendrehzahl erhöhen. Dies ermöglicht, dass die Maschinendrehzahl in kürzerer Zeit durch den Maschinenresonanzdrehzahlbereich verläuft, was zu weniger Maschinenvibration führt. Diese Konfiguration, die das Kraftstoffeinspritzen in den Zylinder der Maschine nach Start der Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung startet, ermöglicht, dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Maschine verbessert wird.
  • Gemäß einem zehnten exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Steuerung konfiguriert, um
    • (1) zu bestimmen, nachdem bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde, ob eine Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl niedriger ist als eine vorbestimmte Schwellenwertrate
    • (2) das Kraftstoffeinspritzsystem zu steuern, um ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder der Maschine zu starten, bevor die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereichs liegt, nach Bestimmen, dass die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl niedriger ist als die vorbestimmte Schwellenwertrate
    • (3) das Kraftstoffeinspritzsystem zu steuern, um ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder der Maschine zu starten, nachdem die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereichs liegt, nach Bestimmen, dass die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl größer oder gleich der vorbestimmten Schwellenwertrate ist.
  • Die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl nach Start der Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung kann sich abhängig von verschiedenen Faktoren ändern. Beispielsweise kann die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl nach Start der Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung niedrig sein, wenn eines der Folgenden vorliegt
    • (1) Der Ladungszustand (SOC) der Energiequelle ist niedrig
    • (2) Die Maschine befindet sich in einem Niedrigtemperaturzustand
    • (3) Die zweite Steuerung führt eine Strombegrenzungstätigkeit durch, um einen Stromfluss durch diese abhängig von der Temperatur davon zu begrenzen.
  • Diesbezüglich steuert die erste Steuerung das Kraftstoffeinspritzsystem, um ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder der Maschine zu starten, bevor die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereichs liegt, nach Bestimmen, dass die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl niedriger ist als die vorbestimmte Schwellenwertrate.
  • Dies ermöglicht, dass die Drehwinkelposition der Drehwelle der Maschine schnell den vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereich durchläuft.
  • Zusätzlich steuert die erste Steuerung das Kraftstoffeinspritzsystem, um ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder der Maschine zu starten, nachdem die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereichs liegt, nach Bestimmen, dass die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl größer oder gleich der vorbestimmten Schwellenwertrate ist.
  • Dies ermöglicht, dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Maschine verbessert wird.
  • Gemäß einem elften exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Steuerung mit einem in der Brennkraftmaschine installierten Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus verbunden. Der Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus ist konfiguriert, um eine Ansaugluftmenge in den Zylinder der Brennkraftmaschine zu steuern. Die erste Steuerung ist konfiguriert, um den Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus zu steuern, um eine Begrenzung der Ansaugluftmenge in den Zylinder der Maschine auf eine vorbestimmte begrenzte Menge zu begrenzen, bevor bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde.
  • Je höher die Verdichtungsreaktionskraft im Zylinder ist, desto stärker ist das Zahnradgeräusch aufgrund eines Zahnradeingriffs zwischen der ersten Startvorrichtung und der Drehwelle der Maschine, wenn die Maschine durch die erste Startvorrichtung angekurbelt wird. Diesbezüglich steuert die erste Steuerung den Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus, um eine Begrenzung der Ansaugluftmenge in dem Zylinder der Maschine auf die vorbestimmte begrenzte Menge zu begrenzen, bevor bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde. Dies reduziert die Verdichtungsreaktionskraft im Zylinder, was zu weniger Zahnradgeräusch führt. Auch wenn ein Ankurbeln der Drehwelle der Maschine durch die erste Startvorrichtung kontinuierlich aufgrund einer Verzögerung eines Starts der Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung durchgeführt wird, führt die erste Steuerung zu weniger Zahnradgeräusch.
  • Gemäß einem zwölften exemplarischen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Steuerung konfiguriert, um den Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus zu steuern, um die Begrenzung der Ansaugluftmenge in den Zylinder der Brennkraftmaschine aufzuheben, nachdem bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde.
  • Diese Konfiguration verhindert nachteilige Effekte bezüglich der Verbrennung von Kraftstoff in dem Zylinder nach der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine, wodurch die Startfähigkeit der Maschine verbessert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen ersichtlich, in denen gilt:
    • 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das schematisch eine Gesamtstruktur eines Maschinenstartsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 2 ist ein Ablaufdiagramm, das schematisch eine erste Startroutine, die periodisch durch eine in 1 veranschaulichte ECU ausgeführt wird, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
    • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das schematisch eine zweite Startroutine, die periodisch durch einen in 1 veranschaulichten Steuerungs-IC ausgeführt wird, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
    • 4 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch veranschaulicht, wie die ECU und der Steuerungs-IC die jeweilige erste und zweite Startroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchführen;
    • 5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Schwankung der Erhöhungsrate einer Maschinendrehzahl und der entsprechenden Schwankung eines Ladungszustands einer in 1 veranschaulichten Batterie veranschaulicht;
    • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das schematisch eine erste Startroutine, die periodisch durch die in 1 veranschaulicht ECU ausgeführt wird, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 7 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch veranschaulicht, wie die ECU und der Steuerungs-IC die jeweilige erste und zweite Startroutine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchführen;
    • 8 ist ein Ablaufdiagramm, das schematisch eine erste Startroutine, die periodisch durch die in 1 veranschaulichte ECU ausgeführt wird, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
    • 9 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch veranschaulicht, die die ECU und der Steuerungs-IC die jeweilige erste und zweite Startroutine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchführen; und
    • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das schematisch eine erste Startroutine, die periodisch durch die in 1 veranschaulichte ECU ausgeführt wird, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsbeispielen sind gleiche Teile in den jeweiligen Ausführungsbeispielen, denen gleiche Bezugszeichen zugewiesen sind, weggelassen oder vereinfacht, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Ein Maschinenstartsystem 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist in einem Fahrzeug V installiert, das mit einer bekannten Vierzylinderbrennkraftmaschine, d.h. einer Maschine 10, ausgestattet ist.
  • Insbesondere umfasst die Maschine 10, die als eine Mehrzylindermaschine ausgelegt ist, eine Drehwelle, wie etwa eine Kurbelwelle, 13 mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden. Die Maschine 10 wirkt, um das Gemisch von Ansaugluft und Kraftstoff oder Ansaugluft durch einen Kolben P innerhalb der Brennkammer jedes Zylinders 10C zu verdichten, und das verdichtete Luft-Kraftstoff-Gemisch oder das Gemisch der verdichteten Luft und Kraftstoff innerhalb der Brennkammer jedes Zylinders 10C zu verbrennen. Die bewirkt eine Auf- und Ab-Bewegung des Kolbens in jedem Zylinder 10C über einen oberen Totpunkt (TDC) des Zylinders 10C, um dadurch die Drehwelle 13 in einer Vorwärtsrichtung zu drehen. Dies ändert die Kraftstoffenergie in Rotationsenergie der Kurbelwelle 13, wodurch ein Drehmoment der Drehwelle 13 basierend auf der mechanischen Energie erzeugt wird.
  • Es sei angemerkt, dass die in jeden Zylinder 10C der Maschine 10 eingebrachte Ansaugluftmenge durch ein für den jeweiligen Zylinder 10C bereitgestelltes Einlassventil gesteuert wird.
  • Zusätzlich repräsentiert die Vorwärtsrichtung einer Rotation der Drehwelle 13 die Drehrichtung der Drehwelle 13, wenn das Fahrzeug V vorwärtsfährt.
  • Bezug nehmend auf 1 umfasst die Maschine 10 ein Kraftstoffeinspritzsystem 10a und ein Zündungssystem 10b.
  • Das Kraftstoffeinspritzsystem 10a umfasst Stellglieder, wie etwa Kraftstoffstellglieder, sowie Zündeinrichtungen, die für die jeweiligen Zylinder 10C bereitgestellt sind. Das Kraftstoffeinspritzsystem 10a bewirkt, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung Kraftstoff entweder direkt in jeden Zylinder 10C der Maschine 10 oder in eine Einlasssammelleitung (oder einen Einlassanschluss) direkt oberhalb jedes Zylinders 10C davon einspritzt, um dadurch das Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder 10C der Maschine 10 zu verbrennen.
  • Das Zündungssystem 10b umfasst Stellglieder, wie etwa Zündeinrichtungen, und bewirkt die Stellglieder, einen elektrischen Strom oder einen Funken bereitzustellen, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder 10C der Maschine 10 zu zünden, wodurch das Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird.
  • Die Maschine 10 umfasst einen Starter 11 als ein Beispiel von rotierenden Elektromaschinen. Der Starter 11, der beispielsweise als eine erste Startvorrichtung dient, weist eine Drehwelle 11a mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden auf. Der Starter 11 umfasst eine Antriebseinheit, die mit dem ersten Ende der Drehwelle 11a gekoppelt ist. Die Antriebseinheit des Starters 11 ist dazu fähig, die Drehwelle 11a zu drehen.
  • Der Starter 11 umfasst ebenso einen Solenoidmechanismus 15 umfassend ein Magnetventil; wobei der Solenoidmechanismus 15 die Drehwelle 11a in deren Axialrichtung reziprok versetzt. An dem zweiten Ende der Drehwelle 11a ist ein Ritzel 12 montiert. An dem ersten Ende der Drehwelle 13 ist ein Zahnkranz 14 montiert.
  • Das Maschinenstartsystem 100 umfasst eine Batterie bzw. einen Akkumulator 31, die bzw. der ein Beispiel einer Gleichstrom-(DC-)Energiequelle ist, die elektrisch mit dem Starter 11 über einen Schalter 32 verbunden ist, sowie elektrisch mit dem Magnetventil des Solenoidmechanismus 15 über ein Relais 33 verbunden ist. Der Starter 11 ist angeordnet, um dem Zahnkranz 14 derart gegenüberzustehen, dass die Versatzoperation der Drehwelle 11a zu dem Zahnkranz 14 über den Solenoidmechanismus 15 dem Ritzel 12 ermöglicht, mit dem Zahnkranz 14 in Eingriff zu sein. Dieser Eingriff des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz 14 ermöglicht, dass ein Moment, d.h. positives Moment, des Starters 11 an die Drehwelle 13 der Maschine 10 übertragen wird.
  • Das Maschinenstartsystem 100 umfasst eine Motorgeneratorvorrichtung 20 als ein Beispiel von rotierenden Elektromaschinen. Die Maschine 10 umfasst einen Leistungsübertragungsmechanismus 16, der beispielsweise aus einer Rolle und einem Riemen besteht. Der Leistungsübertragungsmechanismus 16 dient zum Übertragen eines Moments, d.h. Rotationskraft, der Drehwelle 13 der Maschine 10 an die Motorgeneratorvorrichtung 20.
  • Die Motorgeneratorvorrichtung 20 dient als eine Lichtmaschine, d.h. ein Leistungsgenerator, die bzw. der das Moment der Drehwelle 13 der Maschine 10, das von der Maschine 10 übertragen wird, in elektrische Energie umwandelt. Die Motorgeneratorvorrichtung 20 dient ebenso als ein Motor, der Rotationsenergie, d.h. ein Moment, an die Drehwelle 13 der Maschine 10 über den Leistungsübertragungsmechanismus 16 zuführt.
  • Insbesondere ist der Starter 11 als eine Startvorrichtung ausgelegt, die extern ein- oder ausgeschaltet werden kann, und ist als ein Niedrigdrehzahl-(U/min-) Motor ausgelegt, der dazu fähig ist, ein relativ hohes Moment in einem niedrigen U/min-Bereich zu erzeugen. Die Motorgeneratorvorrichtung 20 ist als eine Startvorrichtung ausgelegt, die in einem Motormodus, d.h. einem Leistungsbetriebsmodus, arbeitet, und ist als ein Hochdrehzahl-(U/min-)Motor ausgelegt, der dazu fähig ist, in einem höheren U/min-Bereich zu rotieren.
  • Die Motorgeneratorvorrichtung 20 umfasst eine Lichtmaschine, d.h. einen Motorgenerator, 21, eine integrierte Steuerungsschaltung (IC) 22, einen Rotationsparameterdetektor 23 und einen Treiber 24.
  • Die Lichtmaschine 21 ist beispielsweise als eine rotierende dreiphasige Wechselstrom-(AC-)Elektromaschine ausgelegt, die beispielsweise aus einem Stator, einem Rotor 21a, einer Rotorspule und dergleichen besteht. Der Stator umfasst beispielsweise einen Statorkern und dreiphasige Statorspulen. Der Rotor 21a ist mit einer Ausgangswelle gekoppelt, mit der der Leistungsübertragungsmechanismus 16 gekoppelt ist, und ist konfiguriert, um relativ zu dem Statorkern zusammen mit der Ausgangswelle drehbar zu sein. Die dreiphasigen Statorspulen sind beispielsweise in Schlitzen des Statorkerns und um den Statorkern gewickelt. Die Rotorspule ist um den Rotor 21a gewickelt und dient zum Erzeugen eines magnetischen Feldes in dem Rotor 21a bei Erregung.
  • Das heißt, dass die Lichtmaschine 21 dazu fähig ist, im Motormodus, d.h. dem Leistungsbetriebsmodus, zu arbeiten, um den Rotor 21a basierend auf magnetischen Interaktionen zwischen dem in dem Rotor 21a erzeugten Magnetfeld und einem durch die dreiphasigen Statorspulen erzeugten rotierenden Magnetfeld zu drehen. Dies ermöglicht, dass die Drehwelle 13 der Maschine 10 über den Leistungsübertragungsmechanismus 16 rotiert. Mit anderen Worten führt die Lichtmaschine 21 ein Moment an die Drehwelle 13 der Maschine 10 über den Leistungsübertragungsmechanismus 16 zu, wodurch die Drehwelle 13 der Maschine 10 gedreht bzw. rotiert wird.
  • Zusätzlich ist die Lichtmaschine 21 dazu fähig, in einem Generatormodus zu arbeiten, um elektrische Energie in den Statorspulen basierend auf einer durch Drehung des Rotors 21a induzierten elektromotorischen Kraft zu erzeugen; wobei die Drehung des Rotors 21a auf einer Drehung der Drehwelle 13 der Maschine 10 über den Leistungsübertragungsmechanismus 16 basiert.
  • Beispielsweise wird der Starter 11 basierend auf einer Starterantriebsanweisung mit einem hohen Pegel, d.h. einem EIN-Pegel, aktiviert, d.h. eingeschaltet. Der Starter 11 wird ebenso basierend auf der Starterantriebsanweisung mit einem niedrigen Pegel, d.h. einem AUS-Pegel, deaktiviert, d.h. ausgeschaltet. Die Lichtmaschine 21 wird aktiviert, um im Leistungsbetriebsmodus zu arbeiten, um ein Moment an die Drehwelle 13 der Maschine 10 anzulegen, während die Drehzahl des Rotors 21a geändert wird.
  • Der Treiber 24 umfasst eine bekannte Inverterschaltung umfassend eine Vielzahl von Schaltelementen, wie etwa MOSFETs, die beispielsweise an einer Inverterplatine montiert sind; wobei diese Schaltelemente beispielsweise in einer Brückenkonfiguration verbunden sind. Der Treiber 24 ist zwischen der Lichtmaschine 21 und der Batterie 31 verbunden.
  • Der Treiber 24 weist eine Funktion des Umwandelns der von der Batterie 31 zugeführten DC-Energie in Wechselstrom-(AC-)Energie auf, wodurch die AC-Energie an die dreiphasigen Statorspulen angelegt wird.
  • Der Treiber 24 weist ebenso eine zweite Funktion des Umwandelns der von der Lichtmaschine 21 zugeführten AC-Energie in DC-Energie und des Zuführens der DC-Energie an die Batterie 21 auf.
  • Der Rotationsparameterdetektor 23 ist wirksam, um mindestens einen Parameter verknüpft mit der Rotation bzw. Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 zu messen.
  • Insbesondere ist der Rotationsparameterdetektor 23 wirksam, um Ströme, d.h. Dreiphasenströme, die durch die entsprechenden dreiphasigen Statorspulen fließen, wenn die Lichtmaschine 21 als der Motor arbeitet, zu messen, und die dreiphasigen Ströme an den Steuerungs-IC 22 auszugeben. Der Rotationsparameterdetektor 23 ist ebenso wirksam, um die in die Lichtmaschine 21 induzierte elektromotorische Kraft zu messen, wenn die Lichtmaschine 21 als der Leistungsgenerator arbeitet, und die induzierte elektromotorische Kraft an den Steuerungs-IC 22 auszugeben.
  • Der Steuerungs-IC 22, der beispielsweise aus einem Mikrocomputer und einer Speichereinheit besteht, dient als eine Steuerung zum Steuern der Lichtmaschine 21.
  • Insbesondere gilt, dass wenn die Lichtmaschine 21 im Motormodus arbeitet, der Steuerungs-IC 22 den Treiber 24 steuert, um die von der Batterie 31 zugeführte DC-Energie in dreiphasige AC-Energie umzuwandeln, und dadurch die dreiphasige AC-Energie an die dreiphasigen Statorspulen der Lichtmaschine 21 anzulegen. Dies ermöglicht den dreifarbigen Statorspulen, das vorstehend genannte rotierende Magnetfeld zu erzeugen, wodurch der Rotor 21a gedreht wird. Insbesondere steuert der Steuerungs-IC 22 basierend auf den durch den Rotationsparameterdetektor 23 gemessenen dreiphasigen Strömen Ein-Aus-Schaltoperationen der Schaltelemente des Treibers 24, sodass die Drehzahl des Rotors 21a einer vorbestimmten Solldrehzahl folgt.
  • Zusätzlich, wenn die Lichtmaschine 21 im Generatormodus arbeitet, erhält der Steuerungs-IC 22 die durch den Rotationsparameterdetektor 23 gemessene induzierte elektromotorische Kraft. Dies ermöglicht, dass der Steuerungs-IC 22 Informationen erhält, die die Drehung bzw. Rotation des Rotors 21 a angeben, d.h. die Drehzahl des Rotors 21a, weil die Frequenz der induzierten elektromotorischen Kraft von der Drehzahl, d.h. der Anzahl von Drehungen des Rotors 21a pro Zeiteinheit, der Lichtmaschine 21 abhängt.
  • Das heißt, dass die Motorgeneratorvorrichtung 20 als ein sensorloser Motorgenerator mit keinen Rotationssensoren zum direkten Messen der Drehzahl des Rotors 21a ausgelegt ist.
  • Insbesondere ist der Rotationsparameterdetektor 23 dazu fähig, eine Spannung oder einen in der Lichtmaschine 21 induzierten Strom zu messen, während sich der Rotor 21a der Lichtmaschine 21 dreht. Das heißt, dass der Rotationsparameterdetektor 23 dazu fähig ist, den Drehwinkel des Rotors 21a, d.h. der Lichtmaschine 21, relativ zu einer vorbestimmten Position basierend auf der gemessenen induzierten Spannung oder induzierten Strom zu messen.
  • Der Steuerungs-IC 22 ist daher fähig, um
    • (1) zu bestimmen, ob die Lichtmaschine 21 in Betrieb ist, basierend auf der induzierten Spannung oder dem induzierten Strom, die durch den Rotationsparameterdetektor 23 erfasst werden
    • (2) die Phase von einer der dreiphasigen Spulen, die der Treiber 14 erregen sollte, d.h. einen AC-Strom daran anlegen sollte, zu identifizieren, basierend auf der induzierten Spannung oder dem induzierten Strom, die durch den Rotationsparameterdetektor 23 erfasst werden.
  • Das heißt, dass der Steuerungs-IC 22 basierend auf der Phase der dreiphasigen Spulen, die der Treiber 14 erregen sollte, Ein-Aus-Schaltoperationen der Schaltelemente des Treibers 24 steuert, wodurch eine der dreiphasigen Spulen mit der vorbestimmten Phase erregt wird.
  • Zusätzlich ist der Rotationsparameterdetektor 23 oder der Steuerungs-IC 22 dazu fähig, die Drehzahl Ne der Drehwelle 13 der Maschine 10 basierend auf der Drehzahl des Rotors 21a, d.h. der Lichtmaschine 21, um ein vorbestimmtes Untersetzungsverhältnis des Leistungsübertragungsmechanismus 16 zu berechnen. Die Drehzahl Ne der Drehwelle 13 der Maschine 10 wird nachstehend vereinfacht als Maschinendrehzahl NE bezeichnet. Es sei angemerkt, dass die Drehzahl der Lichtmaschine 21 um das Untersetzungsverhältnis des Leistungsübertragungsmechanismus 16 höher ist als die Drehzahl Ne der Drehwelle 13.
  • Die Drehwelle 13 der Maschine 10 ist mit einer Antriebsachse, an deren beiden Enden sich Antriebsräder befinden, über eine Kupplung und einen Zahnradmechanismus, wie etwa ein Getriebe, gekoppelt. Weil diese Komponenten der Antriebsachse, Antriebsräder, Kupplung und Getriebemechanismus des Fahrzeugs V bekannte Komponenten sind, werden spezifische Beschreibungen dieser Komponenten weggelassen.
  • Das Maschinenstartsystem 100 umfasst ebenso eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 30, die beispielsweise als eine Hauptsteuerung zum Durchführen einer Gesamtsteuerung des Maschinenstartsystems 100 dient. Die ECU 30 ist eine bekannte elektronische Steuerungseinheit, die einen Mikrocomputer und eine Speichereinheit aufweist. Die ECU 30 ist wirksam, um die Maschine 10 basierend auf durch verschiedene Sensoren SS, die im Fahrzeug V installiert sind, gemessenen Messwerten zu steuern.
  • Die ECU 30 ist elektrisch mit der Batterie 31 verbunden und arbeitet basierend auf von der Batterie 31 zugeführter DC-Energie. Die Batterie 31 ist ebenso elektrisch mit dem Starter 11 über den Schalter 32 verbunden und ist elektrisch mit dem Magnetventil des Solenoidmechanismus 15 über ein Relais 33 verbunden. Das Relais 33 ist steuerbar mit der ECU 30 verbunden. Das heißt, dass die ECU 30 das Relais 33 steuert, um das Relais 33 zu öffnen oder zu schließen. Der Schalter 32 ist mit dem Ritzel 12 verknüpft, sodass die Versatzoperation des Ritzels 12 zu oder von dem Zahnkranz 14 dem Solenoidmechanismus 15 ermöglicht, den Schalter 32 ein- oder auszuschalten.
  • Insbesondere schaltet die ECU 30 das Relais 33 ein, um dadurch das Magnetventil des Solenoidmechanismus 15 basierend auf der von der Batterie 31 zugeführten DC-Energie zu erregen. Dies bewirkt den Solenoidmechanismus 15, das Ritzel 12 von einer vorbestimmten Ausgangsposition zu dem Zahnkranz 14 zu versetzen, sodass sich das Ritzel 12 in Eingriff mit dem Zahnkranz 14 befindet. Die Versatzoperation des Ritzels 12 zu dem Zahnkranz 14 bewirkt den Schalter 32, eingeschaltet zu werden, was dazu führt, dass der Starter 11 basierend auf der von der Batterie 31 zugeführten DC-Energie aktiviert wird. Weil sich das Ritzel 12 in Eingriff mit dem Zahnkranz 14 befindet, startet der Starter 11 ein Drehen der Drehwelle 13 der Maschine 10, wodurch ein Ankurbeln der Maschine 10 gestartet wird.
  • Wenn beispielsweise die Drehzahl der Drehwelle 13 eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, schaltet die ECU 30 das Relais 33 aus, um dadurch das Magnetventil des Solenoidmechanismus 15 stromlos zu setzen. Dies unterbricht die DC-Energiezufuhr von der Batterie 31 an das Magnetventil des Solenoidmechanismus 16, was den Solenoidmechanismus 16 bewirkt, das Ritzel 12 von dem Zahnkranz 14 auf die vorbestimmte Ausgangsposition zu versetzen. Dies führt dazu, dass das Ritzel 12 von dem Zahnkranz 14 abgetrennt wird.
  • Die Versatzoperation des Ritzels 12 weg von dem Zahnkranz 14 auf die vorbestimmte Ausgangsposition bewirkt Schalter 32, ausgeschaltet zu werden, was dazu führt, dass der Starter 11 deaktiviert wird.
  • Die ECU 30 ist ebenso kommunikationsfähig mit dem Steuerungs-IC 22 gekoppelt. Die ECU 30 dient beispielsweise als eine erste Steuerung und der Steuerungs-IC 22 dient beispielsweise als eine zweite Steuerung.
  • Zusätzlich umfasst das Maschinenstartsystem 100 verschiedene Sensoren SS, umfassend beispielsweise einen Beschleunigersensor 42, einen Bremssensor 44, einen Drehzahlsensor 45 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46.
  • Der Beschleunigersensor 42 ist wirksam, um wiederholt die gegenwärtige Position oder Hub eines Fahrpedals, das ein Beispiel von Beschleunigerbetätigungselementen ist, 41, das durch einen Fahrer des Fahrzeugs V bedienbar ist, zu messen, und wiederholt an die ECU 30 ein Messsignal, das den gemessenen gegenwärtigen Hub oder die Position des Beschleunigerpedals 41 angibt, auszugeben. Das Beschleuniger- bzw. Fahrpedal ist über ein Drosselventilsystem TV mit einem beispielsweise in der Einlasssammelleitung montierten Drosselventil verknüpft. Das heißt, dass das Drosselventilsystem TV konfiguriert ist, um eine Winkelposition des Drosselventils zu ändern, um die Ansaugluftmenge in die Maschine 10 gemäß der gegenwärtigen Position oder dem Hub des durch einen Fahrer betätigten Beschleunigerpedals zu steuern.
  • Der Bremssensor 44 ist wirksam, um wiederholt die gegenwärtige Position oder den Hub eines Bremspedals 43, das durch einen Fahrer des Fahrzeugs V betätigbar ist, zu messen, und wiederholt an die ECU 30 ein Messsignal, das den gemessenen gegenwärtigen Hub oder die Position des Bremspedals 43 angibt, auszugeben.
  • Der Drehzahlsensor 45 ist wirksam, um wiederholt die Drehzahl der Drehwelle 13 der Maschine 10 zu messen, und wiederholt an die ECU 30 ein Messsignal, das die gemessene Drehzahl der Drehwelle 13 der Maschine 10 angibt, auszugeben. Der Drehzahlsensor 45 ist ebenso wirksam, um wiederholt die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 der Maschine 10 bezüglich des nächstgelegenen, d.h. des nächsten, Verdichtungs-TDC des entsprechenden Zylinders 10C zu messen. Ferner ist der Drehzahlsensor 45 wirksam, um wiederholt an die EUC 30 ein Messsignal, das die gemessene Drehwinkelposition der Drehwelle 13 bezüglich des nächsten Verdichtungs-TDC angibt, auszugeben.
  • Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 ist wirksam, um wiederholt die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs V als eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu messen, und wiederholt an die ECU 30 ein Messsignal, das die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit angibt, auszugeben.
  • Die ECU 30 ist beispielsweise als eine typische Mikrocomputerschaltung ausgelegt, die beispielsweise eine CPU, ein Speichermedium umfassend ein ROM und ein RAM, und eine Eingabe/Ausgabe (I/O) aufweist.
  • Die ECU 30 empfängt die Messsignale, die von den Sensoren SS ausgegeben werden, und bestimmt die Betriebsbedingungen der Maschine 10. Anschließend führt die ECU 30 gemäß einem oder mehreren Steuerprogrammen, d.h. Routinen, die in dem Speichermedium gespeichert sind, verschiedene Tätigkeiten zum Steuern der Maschine 10 durch, unter Verwendung
    • (1) der bestimmten Betriebsbedingungen der Maschine 10
    • (2) verschiedener in dem Speichermedium gespeicherter Datenelemente.
  • Beispielsweise umfassen die verschiedenen Tätigkeiten eine Verbrennungstätigkeit T1 (siehe 1) mit einer Kraftstoffeinspritzsteuerungstätigkeit und einer Zündzeitpunktsteuerungstätigkeit.
  • Die Kraftstoffeinspritzsteuerungstätigkeit ist ausgelegt, um den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für jeden Zylinder 10C auf einen angemessenen Zeitpunkt anzupassen, und steuert das Kraftstoffeinspritzsystem 10a, um die Einspritzmenge für die Kraftstoffeinspritzeinrichtung für jeden Zylinder 10C auf eine geeignete Menge anzupassen. Ferner ist die Kraftstoffeinspritzsteuerungstätigkeit ausgelegt, um das Kraftstoffeinspritzsystem 10a zu bewirken, eine geeignete Einspritzmenge von Kraftstoff in einen sequentiell ausgewählten Zylinder oder die Einlasssammelleitung der Maschine 10 zu dem geeigneten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt einzuspritzen.
  • Die Zündzeitpunktsteuerungstätigkeit ist ausgelegt, um das Zündungssystem 10b zu steuern, um den Zündzeitpunkt jeder Zündeinrichtung zum Zünden des verdichteten Luft-Kraftstoff-Gemisches oder des Gemisches der verdichteten Luft und Kraftstoff in einen entsprechenden der Zylinder 10C zu einem angemessenen Zeitpunkt zu zünden. Der Zündzeitpunkt für jeden Zylinder 10C wird beispielsweise als ein Kurbelwinkel der Drehwelle 13 für den entsprechenden Zylinder 10C bezüglich des oberen Totpunkts (TDC) des entsprechenden Zylinders 10C repräsentiert.
  • Zusätzlich umfassen die verschiedenen Tätigkeiten eine Leerlaufreduktionssteuerungstätigkeit. Die Leerlaufreduktionssteuerungstätigkeit ist konfiguriert, um das Kraftstoffeinspritzsystem 10a zu steuern, wenn eine vorbestimmte Automatikstoppbedingung erfüllt ist, um zu verhindern, dass das Kraftstoffeinspritzsystem 10a Kraftstoff von den entsprechenden Einspritzeinrichtungen in die jeweiligen Zylinder 10C oder die Einlasssammelleitung der Maschine 10 eingespritzt. Dies führt dazu, dass die Maschine 10 in einen Leerlaufreduktionszustand gesetzt wird, was zu einem Segelbetrieb des Fahrzeugs V führt.
  • Die Leerlaufreduktionssteuerungstätigkeit ist ebenso konfiguriert, um automatisch die Maschine 10 neu zu starten, wenn eine Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, während sich die Maschine 10 im Leerlaufreduktionszustand befindet.
  • Beispielsweise umfasst die Automatikstoppbedingungen zum Beispiel, dass der durch den Fahrer betätigte Hub des Beschleunigerpedals 41 Null ist, d.h. ein Fahrer des Fahrzeugs V vollständig das Beschleunigerpedal 41 löst, das Bremspedal 43 durch den Fahrer herabgedrückt wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich einer voreingestellten Geschwindigkeit ist.
  • Beispielsweise umfasst Maschinenneustartbedingung zum Beispiel, dass das Beschleunigerpedal 41 durch den Fahrer herabgedrückt wird oder der Hub des durch den Fahrer betätigten Bremspedals 43 Null ist, d.h. der Fahrer vollständig das Bremspedal 43 löst. Diese Fahreroperationen werden als Maschinenneustartanforderungen des Fahrers bezeichnet.
  • Es sei angemerkt, dass eine initiale Maschinenstartbedingung ist, dass ein Starterschalter als Antwort auf beispielsweise die Operation eines Fahrers eines Zündschalters auf eine Starter-EIN-Position eingeschaltet wird. Die Operation des Fahrers wird als Maschinenstartanforderung des Fahrers bezeichnet.
  • Die Maschinenneustartbedingung und die initiale Maschinenstartbedingung bilden Maschinenstartbedingungen.
  • Das Maschinenstartsystem 100 ist konfiguriert, um initial die Maschine 10 zu starten oder automatisch die Maschine 10 neu zu starten, basierend auf der Kombination des Starters 11 und der Lichtmaschine 21. Insbesondere ist das Maschinenstartsystem 100 konfiguriert, um
    • (1) den Starter 11 zu aktivieren, d.h. einzuschalten, um die Maschine 10 in einer frühen Stufe des Startens der Maschine 10 anzukurbeln
    • (2) anschließend starten, die Lichtmaschine 21 im Leistungsbetriebsmodus zu betreiben, um die Maschine 10 anzukurbeln, während der Starter 11 deaktiviert wird
    • (3) den Starter 11 zu deaktivieren, d.h. auszuschalten, wenn die Lichtmaschine 21 gestartet hat, im Leistungsbetriebsmodus zu arbeiten.
  • Das heißt, dass das Maschinenstartsystem 100 den Starter 11 als Antwort darauf aktiviert, dass die initiale Startbedingung oder die automatische Neustartbedingung erfüllt ist. Dies führt dazu, dass sich der Rotor 21a der Lichtmaschine 21 basierend auf einer Drehung der Drehwelle 13 der Maschine 10 dreht. Zu diesem Zeitpunkt steuert der Steuerungs-IC 22 den Treiber 24, um die Lichtmaschine 21 zu bewirken, im Leistungsbetriebsmodus zu arbeiten, wenn eine Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 erkannt wird.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Lichtmaschine 21 gestartet wird, um im Leistungsbetriebsmodus zu arbeiten, deaktiviert die ECU 30 den Starter 11, bevor der Kolben P eines Zylinders 10C den unmittelbar nächsten Verdichtungs-TDC erreicht.
  • Im Folgenden wird eine erste Maschinenstartroutine, die wiederholt durch die ECU 30 in einer vorbestimmten ersten Steuerungsperiode ausgeführt wird, mit Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • In Schritt S101 bestimmt die ECU 30, ob ein Starten der Maschine 10 abgeschlossen ist, d.h. die Maschine 10 ins Laufen gesetzt wurde, was ermöglicht, dass die Drehwelle 13 durch Verbrennungsoperationen der Maschine 10 selbst gedreht bzw. rotiert wird. Beispielsweise, wenn ein Starten der Maschine 10 nicht nach einem automatischen Stopp der Maschine 10 abgeschlossen ist.
  • Wenn bestimmt wird, dass das Starten der Maschine 10 abgeschlossen ist (JA in Schritt S101), beendet die ECU 30 die erste Startroutine. Andererseits, wenn bestimmt wird, dass ein Starten der Maschine 10 nicht abgeschlossen ist (NEIN in Schritt S101), fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S102 fort. In Schritt S102 bestimmt die ECU 30, ob die Drehzahl Ne der Drehwelle 13 der Maschine 10, die vereinfacht nachstehend als Maschinendrehzahl NE bezeichnet wird, kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert TH1. Der Schwellenwert TH1 ist beispielsweise auf 500 U/min eingestellt, wo bestimmt wird, ob die Lichtmaschine 10 zu stoppen ist, im Leistungsbetriebsmodus zu arbeiten.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Maschinendrehzahl NE niedriger ist als der vorbestimmte Schwellenwert TH1 (JA in Schritt S102), fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S103 fort. Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Maschinendrehzahl NE größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert TH1 ist (NEIN in Schritt S102), fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S111 fort.
  • In Schritt S103 bestimmt die ECU 30, ob der Starter 11 in Betrieb ist. Insbesondere bestimmt die ECU 30, ob diese eine Starterantriebsanweisung erzeugt hat. Wenn bestimmt wird, dass der Starter 11 nicht in Betrieb ist (NEIN in Schritt S103), bestimmt die ECU 30 in Schritt S104, ob eine der Maschinenstartbedingungen erfüllt ist.
  • Wenn beispielsweise die Maschinenneustartbedingung nach einem automatischen Stopp der Maschine 10 erfüllt ist, führt die ECU 30 in Schritt S104 eine zustimmende Bestimmung durch, und die erste Maschinenstartroutine fährt zu Schritt S105 fort. Wenn andererseits die Maschinenneustartbedingung nach einem automatischen Stopp der Maschine 10 nicht erfüllt ist, führt die ECU 30 in Schritt S104 eine negative Bestimmung durch und beendet die erste Maschinenstartroutine.
  • In Schritt S105 erzeugt die ECU 30 die Starterantriebsanweisung und sendet die Starterantriebsanweisung an das Relais 33, wodurch das Relais 33 eingeschaltet wird. Dies bewirkt den Solenoidmechanismus 15, das Ritzel 12 von der vorbestimmten Ausgangsposition zu dem Zahnkranz zu versetzen, sodass sich das Ritzel 12 mit dem Zahnkranz 14 in Eingriff befindet. Die Versatzoperation des Ritzels 12 zum Zahnkranz 14 bewirkt, dass der Schalter 32 eingeschaltet wird. Dies startet eine Zufuhr von DC-Energie an den Starter 11. Wenn der Starter 11 basierend auf der zugeführten DC-Energie aktiviert wird, wird Rotationsenergie des Starters 11 zu der Drehwelle 13 der Maschine 10 übertragen.
  • Anschließend oder gleichzeitig erzeugt die ECU 30 eine Lichtmaschinenantriebsanweisung und sendet die Lichtmaschinenantriebsanweisung an den Steuerungs-IC 22, mit anderen Worten schaltet die Lichtmaschinenantriebsanweisung in Schritt S106 ein. Anschließend beendet die ECU 30 die erste Maschinenstartroutine.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Starter 11 in Betrieb ist (JA in Schritt S103), fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S107 fort. In Schritt S107 bestimmt die ECU 30, ob diese ein vorbestimmtes Statussignal von dem Steuerungs-IC 22 empfangen hat; wobei das Statussignal zumindest eines der Folgenden repräsentiert
    • (1) Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21
    • (2) Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21.
  • Beispielsweise wird ein Leistungsbetriebsmodusstartsignal, d.h. ein Leistungsbetriebsoperationsstartsignal, von dem Steuerungs-IC 22 als das Statussignal gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesendet. Wenn das Leistungsbetriebsmodusstartsignal empfangen wird, führt die ECU 30 in Schritt S107 eine zustimmende Bestimmung durch.
  • Anschließend bestimmt die ECU 30, ob sich die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 der Maschine 10 innerhalb eines vorbestimmten Hochdruckwinkelbereichs, wie etwa eines Bereichs von BTDC 45 Grad bis BTDC 5 Grad inklusive, befindet, unmittelbar vor dem nächsten Verdichtungs-TDC in Schritt S108. Es sei angemerkt, dass BTDC a Grad die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 vor dem nächsten Verdichtungs-TDC um α Grad repräsentiert. Die vorbestimmte Winkelposition der Drehwelle 13 unmittelbar vor dem nächsten Verdichtungs-TDC in einem entsprechenden Zylinder 10C repräsentiert einen Zeitpunkt unmittelbar vor dem maximalen Verdichtungsdruckzeitpunkt, bei dem der Verdichtungsdruck in dem entsprechenden Zylinder 10C maximal ist.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 der Maschine 10 innerhalb des vorbestimmten Hochdruckwinkelbereichs liegt, bestimmt die ECU 30, dass die Ist-Drehwinkelposition der Drehwelle 13 der Maschine 10 unmittelbar vor dem nächsten Verdichtungs-TDC liegt. Anschließend fährt die Maschinenstartroutine zu Schritt S109 fort.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass die ECU 30 das vorbestimmte Statussignal nicht von dem Steuerungs-IC 22 empfangen hat, oder dass die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 außerhalb des vorbestimmten Hochdruckwinkelbereichs liegt (NEIN in Schritt S107 oder S108), beendet die ECU 30 die erste Maschinenstartroutine, während kontinuierlich der Starter 11 aktiviert wird.
  • In Schritt S109 schaltet die ECU 30 die Starterantriebsanweisung aus, wodurch der Starter 11 deaktiviert, d.h. ausgeschaltet, wird. Insbesondere schaltet die ECU 30 in Schritt S109 das Relais 33 aus, um dadurch das Magnetventil bzw. Solenoid des Solenoidmechanismus 15 stromlos zu setzen. Dies unterbricht die DC-Energiezufuhr von der Batterie 31 zu dem Solenoid des Solenoidmechanismus 16, was den Solenoidmechanismus 16 bewirkt, das Ritzel 12 weg von dem Zahnkranz 14 auf die vorbestimmte Ausgangsposition zu versetzen. Dies führt dazu, dass das Ritzel 12 von dem Zahnkranz 14 abgetrennt wird. Die Versatzoperation des Ritzels 12 weg vom Zahnkranz 14 auf die vorbestimmte Ausgangsposition bewirkt, dass der Schalter 32 ausgeschaltet wird, was dazu führt, dass der Startermotor 11 deaktiviert wird.
  • Auf die Operation in Schritt S109 folgend startet die ECU 30 die Verbrennungstätigkeit T1 umfassend die Kraftstoffeinspritzsteuerungstätigkeit und Zündzeitpunktsteuerungstätigkeit für jeden Zylinder 10C nach dem gegenwärtigen Zeitpunkt in Schritt S110. Das heißt, dass die ECU 30 jede Kraftstoffeinspritzeinrichtung des Kraftstoffeinspritzsystems 10a bewirkt, Kraftstoff entweder direkt in die entsprechenden Zylinder 10C oder die Einlasssammelleitung während des Verdichtungszyklus des entsprechenden Zylinders 10C einzuspritzen. Dies führt dazu, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder 10C während des Verbrennungszyklus des entsprechenden Zylinders 10C verbrannt wird. Nach Abschluss der Operation in Schritt S110 beendet die ECU 30 die erste Maschinenstartroutine.
  • Wenn die Maschinendrehzahl NE basierend auf der Aktion der Lichtmaschine 21 angestiegen ist, sodass die Bestimmung in Schritt S102 zustimmend ist. Zu diesem Zeitpunkt fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S111 fort. In Schritt S111 schaltet die ECU 30 die Lichtmaschinenantriebsanweisung aus, mit anderen Worten sendet eine Lichtmaschinenstoppanweisung an den Steuerungs-IC 22, wodurch bewirkt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 20 gestoppt wird. Anschließend beendet die ECU 30 die erste Maschinenstartroutine.
  • Im Folgenden wird eine zweite Maschinenstartroutine beschrieben, die wiederholt durch den Steuerungs-IC 22 in einer vorbestimmten zweiten Steuerungsperiode ausgeführt wird, mit Bezugnahme auf 3. Die zweite Steuerungsperiode kann eingestellt sein, um identisch mit oder unterschiedlich zu der ersten Steuerungsperiode zu sein.
  • In Schritt S201 bestimmt der Steuerungs-IC 22, ob dieser die Lichtmaschinenantriebsanweisung von der ECU 30 empfangen hat, sodass eine Autorisierung der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 erhalten wurde. Wenn bestimmt wird, dass die Autorisierung der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 nicht erhalten wurde (NEIN in Schritt S201), bewirkt der Steuerungs-IC 22 nicht die Lichtmaschine 21, im Leistungsbetriebsmodus zu arbeiten, und beendet die zweite Maschinenstartroutine.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass eine Autorisierung der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 erhalten wurde (JA in Schritt S201), erhält der Steuerungs-IC 22 von dem Rotationsparameterdetektor 23 Rotationsinformationen, d.h. einen Rotationsparameter, der eine Rotation bzw. Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 angibt, in Schritt S202. Insbesondere misst der Rotationsparameterdetektor 23 wiederholt die Spannung oder den Strom, der in der Lichtmaschine 21 induziert wird, während sich der Rotor 21a der Lichtmaschine 21 dreht, und der Rotationsparameterdetektor 23 gibt wiederholt die induzierte Spannung oder den induzierten Strom an den Steuerungs-IC 22 aus.
  • Anschließend, in Schritt S202, erhält der Steuerungs-IC 22 als die Rotationsinformationen die induzierten Spannungen oder die induzierten Ströme, die sukzessive von dem Rotationsparameterdetektor 23 gesendet werden.
  • Auf die Operation in Schritt S202 folgend bestimmt der Steuerungs-IC 22, ob die Lichtmaschinenstoppanweisung von der ECU 30 empfangen wurde, d.h. ob die Lichtmaschinenantriebsanweisung ausgeschaltet wurde, in Schritt S203.
  • Wenn bestimmt wird, dass der Steuerungs-IC 22 die Lichtmaschinenstoppanweisung nicht empfangen hat (NEIN in Schritt S202), fährt die zweite Maschinenstartroutine zu Schritt S204a fort.
  • In Schritt S204a bestimmt der Steuerungs-IC 22, ob ein Lichtmaschinenstatus-Flag bzw. -markierungszeichen, das später beschrieben wird, auf 0 gesetzt ist.
  • Nach Bestimmen, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag auf 0 gesetzt ist (JA in Schritt S204a), bestimmt der Steuerungs-IC 22 basierend auf den in Schritt S202 erhaltenen Rotationsinformationen, ob dieser eine Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 seit Autorisierung der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 erkannt hat, in Schritt S204b.
  • Wenn bestimmt wird, dass der Steuerungs-IC 22 eine Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 erkannt hat (JA in Schritt S204b), fährt die zweite Maschinenstartroutine zu Schritt S205 fort. In Schritt S205 setzt der Steuerungs-IC 22 darin ein vorbestimmtes Lichtmaschinenstatus-Flag auf 1 und sendet, als das Statussignal, ein Rotationserkennungssignal, das angibt, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag 1 ist, an die ECU 30.
  • Es sei angemerkt, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag beispielsweise ein Bit mit vier unterschiedlichen logischen Werten repräsentiert durch 0, 1, 2 und 3 ist. Der Ausgangswert des Lichtmaschinenstatus-Flags ist auf 0 gesetzt, was repräsentiert, dass der Steuerungs-IC 22 eine Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 nicht erkannt hat. Das heißt, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag, das auf 1 gesetzt ist, repräsentiert, dass der Steuerungs-IC 22 eine Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 erkannt hat.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Steuerungs-IC 22 eine Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 nicht erkannt hat (NEIN in Schritt S204b), beendet der Steuerungs-IC 22 die zweite Maschinenstartroutine.
  • Zusätzlich, wenn bestimmt wird, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag nicht auf 0 gesetzt ist (NEIN in Schritt S204a), fährt die zweite Maschinenstartroutine zu Schritt S206a fort.
  • In Schritt S206a bestimmt der Steuerungs-IC 22, ob das Lichtmaschinenstatus-Flag auf 1 gesetzt ist.
  • Wenn bestimmt wird, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag auf 1 gesetzt ist (JA in Schritt S206a), fährt die erste Startroutine zu Schritt S206b fort.
  • In Schritt S206b bestimmt der Steuerungs-IC 22 basierend auf den in Schritt S202 erhaltenen Rotationsinformationen, ob dieser die Phase von einer der dreiphasigen Spulen, die der Treiber 14 erregen sollte, d.h. einen AC-Strom anlegen sollte, erkannt hat; wobei die Phase von einer der dreiphasigen Spulen nachstehend als eine Erregungsphase bezeichnet wird.
  • Wenn bestimmt wird, dass der Steuerungs-IC 22 die Erregungsphase erkannt hat (JA in Schritt S206b), fährt die zweite Maschinenstartroutine zu Schritt S207 fort. In Schritt S207 setzt der Steuerungs-IC 22 darin das Lichtmaschinenstatus-Flag auf 2 und sendet, als das Statussignal, ein Phasenerkennungssignal, das angibt, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag 2 beträgt, an die ECU 30. Das Lichtmaschinenstatus-Flag, das auf 2 gesetzt ist, repräsentiert, dass der Steuerungs-IC 22 die Erregungsphase erkannt hat.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Steuerungs-IC 22 die Erregungsphase nicht erkannt hat (NEIN in Schritt S206b), beendet der Steuerungs-IC 22 die zweite Maschinenstartroutine.
  • Zusätzlich, wenn bestimmt wird, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag nicht auf 1 gesetzt ist (NEIN in Schritt S206a), fährt die erste Startroutine zu Schritt S208a fort.
  • In Schritt S208a bestimmt der Steuerungs-IC 22, ob das Lichtmaschinenstatus-Flag auf 2 gesetzt ist.
  • Wenn bestimmt wird, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag auf 2 gesetzt wird (JA in Schritt S208a), fährt die zweite Startroutine zu Schritt S208b fort.
  • In Schritt S208b bestimmt der Steuerungs-IC 22, ob der Treiber 24 gestartet hat, eine Stromsteuerungstätigkeit durchzuführen, die die Lichtmaschine 21 bewirkt, im Leistungsbetriebsmodus zu arbeiten, um von der Batterie 31 zugeführte DC-Energie in AC-Energie zu wandeln, die einer der drei Phasenspulen mit der identifizierten Phase zuzuführen ist. Das heißt, dass der Steuerungs-IC 22 in Schritt S208b bestimmt, ob die Lichtmaschine 21 im Leistungsbetriebsmodus gearbeitet hat, basierend darauf, ob der Treiber 24 gestartet hat, die Stromsteuerungstätigkeit durchzuführen.
  • Wenn bestimmt wird, dass der Treiber 24 gestartet hat, die Stromsteuerungstätigkeit durchzuführen, sodass der Steuerungs-IC 22 bestimmt, dass die Lichtmaschine 21 im Leistungsbetriebsmodus gearbeitet hat (JA in Schritt 208b), fährt die zweite Maschinenstartroutine zu Schritt S209 fort. In Schritt S209 setzt der Steuerungs-IC 22 darin das Lichtmaschinenstatus-Flag auf 3 und sendet, als das Statussignal, das Leistungsbetriebsmodusstartsignal, das angibt, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag 3 beträgt, an die ECU 30. Das Lichtmaschinenstatus-Flag, das auf 3 gesetzt ist, repräsentiert, dass die Lichtmaschine 21 im Leistungsbetriebsmodus gearbeitet hat.
  • Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Treiber 24 nicht gestartet hat, die Stromsteuerungstätigkeit durchzuführen, sodass der Steuerungs-IC 22 bestimmt, dass die Lichtmaschine 21 nicht im Leistungsbetriebsmodus gearbeitet hat (NEIN in Schritt S208b), beendet der Steuerungs-IC 22 die zweite Maschinenstartroutine.
  • Zusätzlich, wenn bestimmt wird, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag nicht auf 2 gesetzt ist (NEIN in Schritt S208a), beendet der Steuerungs-IC 22 die zweite Maschinenstartroutine.
  • Wenn bestimmt wird, dass der Steuerungs-IC 22 die Lichtmaschinenstoppanweisung empfangen hat (JA in Schritt S203), fährt die zweite Maschinenstartroutine zu Schritt S210 fort. In Schritt S210 bewirkt der Steuerungs-IC 22 den Treiber 24, die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 zu stoppen, d.h. bewirkt den Treiber 24, die Lichtmaschine 21 zu deaktivieren, schaltet das Lichtmaschinenstatus-Flag auf 0 und sendet ein Lichtmaschinenstoppsignal an die ECU 30. Anschließend beendete der Steuerungs-IC 22 die zweite Maschinenstartroutine.
  • Im Folgenden wird insbesondere beschrieben, wie die ECU 30 und der Steuerungs-IC 22 die jeweilige erste und zweite Maschinenstartroutine zum Starten der Maschine 10, die automatisch gestoppt wurde, durchführen.
  • Bezug nehmend auf 4 ist die Maschine 10 vor dem Zeitpunkt t1 außer Betrieb. Ein Fahrer des Fahrzeugs V gibt eine der Maschinenneustartanforderungen zum Zeitpunkt t1 in die ECU 30 ein. Beispielsweise drückt ein Fahrer des Fahrzeugs V das Beschleunigerpedal 41 herab, oder der Fahrer löst vollständig das Bremspedal 43. Es sei angemerkt, dass wenn ein initiales Starten der Maschine 10 durchgeführt wird, ein Fahrer des Fahrzeugs V zum Zeitpunkt t1 den Zündungsschalter auf die Starter-EIN-Position bedient.
  • Wenn die Maschinenneustartanforderung in die ECU 30 eingeben wird, ist die Bestimmung in Schritt S104 zustimmend, sodass die ECU 30 die Starterantriebsanweisung und die Lichtmaschinenantriebsanweisung erzeugt, und sendet die Starterantriebsanweisung und die Lichtmaschinenantriebsanweisung an das entsprechende Relais 33 und den Steuerungs-IC 22 (siehe Schritte S105 und S106).
  • Die Starterantriebsanweisung bewirkt den Starter 11, aktiviert zu werden, sodass Rotationsenergie des Starters 11 an die Drehwelle 13 der Maschine 10 übertragen wird. Dies bewirkt die Drehwelle 13 der Maschine 10, ein Ankurbeln zu starten. Dies führt zu, dass die Maschinendrehzahl NE, die als eine durchgezogene Kurve veranschaulicht ist, einhergehend mit einem Anstieg der Drehzahl des Ritzels 12, die als gestrichelte Kurve veranschaulicht ist und als Ritzeldrehzahl NP bezeichnet wird, ansteigt. Die Drehung bzw. Rotation der Drehwelle 13 bewirkt den Rotor 21a der Lichtmaschine 21, der mit der Drehwelle 13 über einen Riemen verbunden ist, zu rotieren.
  • Die zu dem Steuerungs-IC 22 gesendete Lichtmaschinenantriebsanweisung bewirkt den Steuerungs-IC 22, zum Zeitpunkt t2, bei den eine Kommunikationsverzögerung zwischen der ECU 30 und dem Steuerungs-IC 22 seit dem Zeitpunkt t1 verstrichen ist, die Lichtmaschinenantriebsanweisung zu erkennen. Dies bewirkt den Steuerungs-IC 22, eine Autorisierung der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 zu erkennen (siehe Schritt S201). Nach dem Zeitpunkt t2 ist der Steuerungs-IC 22 dazu fähig, eine Rotation bzw. Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 zu erkennen.
  • Anschließend wird das Lichtmaschinenstatus-Flag zum Zeitpunkt t3 von 0 auf 1 gesetzt, was repräsentiert, dass eine Erkennung einer Rotation des Rotors 21a abgeschlossen ist (siehe Schritte S204a, S204b und S205). Anschließend, zum Zeitpunkt t4, wird das Lichtmaschinenstatus-Flag zum Zeitpunkt t4 von 1 auf 2 gesetzt, was repräsentiert, dass eine Erkennung der Erregungsphase abgeschlossen ist (siehe Schritte S206a, S206b und S207). Nach dem Zeitpunkt t4 wird das Lichtmaschinenstatus-Flag zum Zeitpunkt t5 von 2 auf 3 gesetzt, was repräsentiert, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde (siehe Schritte S208a, S208b und S209).
  • Das Statussignal, das das Lichtmaschinenstatus-Flag von 1 angibt, wird zum Zeitpunkt t3a, bei dem eine vorbestimmte Kommunikationsverzögerung seit dem Zeitpunkt t3 verstrichen ist, von der ECU 30 empfangen. Dies führt in der ECU 30 zum Erhalten des Lichtmaschinenstatus-Flags von 1 als ein Lichtmaschinenüberwachungs-Flag von 1. Gleichermaßen wird das Statussignal, das das Lichtmaschinenstatus-Flag von 2 angibt, zum Zeitpunkt t4a, bei dem eine vorbestimmte Kommunikationsverzögerung seit dem Zeitpunkt t4 verstrichen ist, von der ECU 30 empfangen. Dies führt in der ECU 30 zu einem Erhalten des Lichtmaschinenstatus-Flags von 2 als das Lichtmaschinenüberwachungs-Flag von 2. Zusätzlich wird das Startsignal, das das Lichtmaschinenstatus-Flag von 3 angibt, zum Zeitpunkt t6, bei dem eine vorbestimmte Kommunikationsverzögerung seit dem Zeitpunkt t5 verstrichen ist, von der ECU 30 empfangen. Dies führt in der ECU 30 zu einem Erhalten des Lichtmaschinenstatus-Flags von 3 als das Lichtmaschinenüberwachungs-Flag von 3.
  • Die Maschinendrehzahl NE erhöht sich basierend auf der Arbeit des Starters 11, und verringert sich, wenn die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 den nächsten Verdichtungs-TDC eines entsprechenden Zylinders 10C aufgrund einer Verdichtungsreaktionskraft in dem entsprechenden Zylinder 10C annähert. Wenn die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 den Verdichtungs-TDC durchlaufen hat, erhöht sich die Maschinendrehzahl NE basierend auf einer Expansion der Brennkammer des entsprechenden Zylinders 10C. Das heißt, dass wenn die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 den Verdichtungs-TDC durchlaufen hat, die Maschinendrehzahl NE, d.h. eine Drehzahl des Zahnkranzes 14, temporär höher wird als die Ritzeldrehzahl NP.
  • Zum Zeitpunkt t6 hat die ECU 30 erkannt, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet ist (siehe Schritt S107). Zu diesem Zeitpunkt, wenn sich die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 zum Zeitpunkt t6 innerhalb des Hochdruckwinkelbereichs befindet (siehe JA in Schritt S108), schaltet die ECU 30 die Starterantriebsanweisung aus, wodurch der Starter 11 gestoppt wird (siehe Schritt S109). Das heißt, dass der Deaktivierungszeitpunkt des Starters 11 eingestellt ist, um unmittelbar vor dem nächsten Verdichtungs-TDC zu liegen. Nach dem Zeitpunkt t6 legt die Lichtmaschine 21 nur ein Moment an die Drehwelle 13 der Maschine 10 an.
  • Auch wenn der Starter 11 aktiviert wird, sodass Geräusche aufgrund eines Eingriffs des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz 14 erzeugt werden, ist die ECU 30 konfiguriert, um den Starter 11 unmittelbar nach Erkennen des Starts der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 zu deaktivieren. Diese Konfiguration minimiert die Aktivierung des Starters 11, wodurch Geräusche, die durch einen Eingriff des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz 14 erzeugt werden, reduziert werden. Solche Geräusche werden nachstehend als Zahnradgeräusch bezeichnet.
  • Der Druck im Zylinder 10C ist maximal, wenn die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 sich am Verdichtungs-TDC befindet, was dazu führt, dass ein Übertragungsmoment durch den Eingriff des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz 14 maximal ist. Die vorstehende Konfiguration der ECU 30, die den Starter 11 unmittelbar vor dem Verdichtungs-TDC außer Betrieb setzt, führt zu weniger Zahnradgeräusch.
  • Ein Anstieg der Maschinendrehzahl NE über die Ritzeldrehzahl NP, nachdem der Starter 11 unmittelbar vor dem Verdichtungs-TDC außer Betrieb gesetzt wird, ermöglicht, dass das Ritzel 12 von dem Zahnkranz 14 abgetrennt wird, wodurch das Auftreten von Zahnradgeräusch nach Abtrennen des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz 14 verhindert wird.
  • Nachdem die ECU 30 den Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 zum Zeitpunkt t6 erkannt hat, startet die ECU 30 die Verbrennungstätigkeit T1 umfassend die Kraftstoffeinspritzsteuerungstätigkeit und Zündzeitpunktsteuerungstätigkeit für jeden Zylinder 10C (siehe Schritt S110). 4 veranschaulicht, dass die erste Kraftstoffeinspritzung in die Einlasssammelleitung oder einen entsprechenden Zylinder 10C während des Verdichtungszyklus zum Zeitpunkt t7 nach Erkennen der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 durchgeführt wird, sodass das Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder 10C gezündet wird. Dies führt dazu, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder 10C der Maschine 10 verbrannt wird, wodurch ein Verbrennungsmoment erzeugt wird. Das Verbrennungsmoment und von der Lichtmaschine 21 an die Drehwelle 13 der Maschine 10 angelegte Moment erhöhen die Maschinendrehzahl NE der Maschine 10. Dies ermöglicht, dass die Maschinendrehzahl NE schnell einen vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereich entsprechend einem vorbestimmten Resonanzfrequenzbereich der Maschine 10 durchläuft.
  • Das heißt, dass die Maschine 10 den vorbestimmten Resonanzfrequenzbereich entsprechend dem vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereich aufweist, der niedriger ist als eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl. Beispielsweise weist die Maschine 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel den vorbestimmten Resonanzfrequenzbereich entsprechend dem vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereich von 300 bis 400 U/min auf. Andererseits ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine Ankurbeldrehzahl der Drehwelle 13 durch nur das Ankurbeln des Starters 11 beispielsweise auf 200 U/min zum Zeitpunkt t6 eingestellt. Gemäß diesen Umständen startet die ECU 30 die Verbrennungstätigkeit T1 nach Erkennen eines Startens der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 zum Zeitpunkt t6, was ermöglicht, die Verbrennungstätigkeit T1 zu starten, bevor die Maschinendrehzahl NE den Maschinenresonanzdrehzahlbereich erreicht. Dies erlangt ein gewünschtes Verbrennungsmoment zum Erhöhen der Maschinendrehzahl NE.
  • Anschließend, wenn die Maschinendrehzahl NE zum Zeitpunkt t8 eine vorbestimmte Schwellenwertdrehzahl TH1 erreicht hat, schaltet die ECU 30, die diese Ankunft erkannt hat, die Lichtmaschinenantriebsanweisung aus, mit anderen Worten sendet die Lichtmaschinenstoppanweisung an den Steuerungs-IC 22 (siehe Schritt S111). Als Antwort auf die Lichtmaschinenstoppanweisung stoppt der Steuerungs-IC 22 die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 und sendet das Lichtmaschinenstoppsignal zum Zeitpunkt t9 an die ECU 30 (siehe Schritt S210).
  • Wie vorstehend beschrieben erlangt das Maschinenstartsystem 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die folgenden vorteilhaften Effekte.
  • Der Starter 11, der mit der Drehwelle 13 der Maschine 10 über Zahnräder verbunden ist, bewirkt ein Zahnradgeräusch aufgrund eines Eingriffs des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz 14. Ein solches Zahnradgeräusch kann größer werden, wenn die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 den nächsten Verdichtungs-TDC eines entsprechenden Zylinders 10C aufgrund der Verdichtungsreaktionskraft in dem entsprechenden Zylinder 10C annähert. Andererseits ist es notwendig, die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 20 zu starten, bis der Starter 11 ausgeschaltet wird, um ausreichend die Startfähigkeit der Maschine 10 sicherzustellen.
  • Diesbezüglich ist das Maschinenstartsystem 100 konfiguriert, um, wenn bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, den Starter 11 zu deaktivieren, bevor die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 den nächsten Verdichtungs-TDC erreicht. Diese Konfiguration ermöglicht sowohl eine Reduktion des Zahnradgeräusches als auch ein ausreichendes Sicherstellen der Startfähigkeit der Maschine 10. Diese Konfiguration führt ebenso zu weniger Verschleiß des Ritzels 12 und des Zahnkranzes 14.
  • Insbesondere ist die ECU 30 konfiguriert, um den Starter 11 außer Betrieb zu setzen, wenn die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 erkannt wurde. Diese Konfiguration ermöglicht dem Starter 11, zuverlässig deaktiviert zu werden, während eine angemessen Überlappungsperiode zwischen der Aktivierungsperiode des Starters 11 und der Leistungsbetriebsperiode der Lichtmaschine 21 sichergestellt wird. Diese Konfiguration führt zu einem effizienten Starten der Maschine 10 unter Verwendung sowohl des Starters 11 als auch der Lichtmaschine 21.
  • Das heißt, dass die vorstehende Konfiguration des Maschinenstartsystems 100 die Maschine 10 unter Verwendung sowohl des Starters 11 als auch der Lichtmaschine 21 ankurbelt, während angemessen ein Deaktivierungszeitpunkt des Starters 11 relativ zum nächsten Verdichtungs-TDC bestimmt wird. Dies ermöglicht, dass das maximale Ausgabemoment der Lichtmaschine 21 reduziert wird, während eine redundante Aktivierung des Starters 11 reduziert wird, was es ermöglicht, eine Generatorvorrichtung 20 zu verwenden, die ausreichend verkleinert ist. Dies führt daher dazu, dass das Maschinenstartsystem 100 niedrigere Herstellungskosten aufweist.
  • Der Steuerungs-IC 22 ist konfiguriert, um an die ECU 30, als das Statussignal, das Leistungsbetriebsmodusstartsignal, das einen Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 angibt, zu senden, während der Rotor 21a der Lichtmaschine 21 basierend auf einer Drehung der Drehwelle 13 durch den Starter 11 rotiert. Die ECU 30 ist konfiguriert, um basierend auf dem Leistungsbetriebsmodusstartsignal zu bestimmen, dass die Lichtmaschine 21 gestartet hat, im Leistungsbetriebsmodus zu arbeiten.
  • Diese Konfigurationen des Steuerungs-IC 22 und der ECU 30 ermöglichen der ECU 30, um
    1. 1. angemessen, basierend auf dem Leistungsbetriebsmodusstartsignal, einen Start des Leistungsbetriebsmodus der Lichtmaschine 21 zu bestimmen.
    2. 2. zu überwachen, wie die Lichtmaschine 21 angetrieben wird, wodurch angemessen der Zeitpunkt zum Deaktivieren des Starters 11 bestimmt wird.
  • Die ECU 30 ist konfiguriert, um, nachdem bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, den Zeitpunkt zum Deaktivieren des Starters 11 unmittelbar vor dem nächsten Verdichtungs-TDC in einem entsprechenden Zylinder 10C zu bestimmen, mit anderen Worten unmittelbar vor dem Zeitpunkt, wenn der Verdichtungsdruck in dem entsprechenden Zylinder 10C maximal wird. Diese Konfiguration verhindert, dass der Starter 11 aktiviert wird, wenn sich die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 an dem nächsten Verdichtungs-TDC in einem entsprechenden Zylinder 10C befindet. Das heißt, dass diese Konfiguration verhindert, dass der Starter 11 kontinuierlich zu dem Zeitpunkt aktiviert wird, wenn das Übertragungsmoment durch den Eingriff des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz 14 maximal ist. Diese Konfiguration führt daher zu weniger Zahnradgeräusch.
  • Die ECU 30 ist konfiguriert, um, nachdem der Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 erkannt wird, die Verbrennungstätigkeit T1 umfassend die Kraftstoffeinspritzsteuerungstätigkeit und Zündzeitpunktsteuerungstätigkeit für jeden Zylinder 10C zu starten, bis die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 den vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereich entsprechend dem vorbestimmten Resonanzfrequenzbereich erreicht.
  • Diese Konfiguration ermöglicht, dass sowohl das Verbrennungsmoment basierend auf der Verbrennungstätigkeit T1 als auch das von der Lichtmaschine 21 an die Drehwelle 13 der Maschine 10 angelegte Moment die Maschinendrehzahl NE der Maschine 10 erhöhen. Dies ermöglicht, dass die Maschinendrehzahl NE den Maschinenresonanzdrehzahl entsprechend dem Resonanzfrequenzbereich der Maschine 10 in einer kürzeren Zeit durchläuft, was zu weniger Maschinenvibrationen führt. Diese Konfiguration, die die Verbrennungstätigkeit T1 nach Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 startet, ermöglicht, dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Maschine 10 verbessert wird und die Lichtmaschine 20 verkleinert werden kann. Zusätzlich führt die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 zu einem Anstieg der Maschinendrehzahl NE, um dadurch eine Trägheitskraft der Maschine 10 mit einem Anstieg der Maschinendrehzahl NE zu erhöhen. Dies führt daher dazu, dass eine kleinere Kraftstoffmenge benötigt wird, um ein erstes Zünden in einem Zylinder 10C zu bewirken.
  • Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels
  • Die ECU 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um den Starter 11 gemäß dem von dem Steuerungs-IC 22 als das Statussignal gesendeten Leistungsbetriebsmodusstartsignal außer Betrieb zu setzen (siehe Schritte S107 bis S109). Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
  • Insbesondere ist die ECU 30 gemäß einer ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels konfiguriert, um den Starter 11 gemäß dem von dem Steuerungs-IC 22 als das Statussignal gesendeten Rotationserkennungssignal außer Betrieb zu setzen. Zusätzlich ist die ECU 30 gemäß einer zweiten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels konfiguriert, um den Starter 11 gemäß dem von dem Steuerungs-IC 22 als das Statussignal gesendeten Phasenerkennungssignal außer Betrieb zu setzen.
  • Die ECU 30 weist eine größere Verarbeitungslast während eines Startens der Maschine 10 auf, was zu einer Kommunikationsverzögerung zwischen der ECU 30 und dem Steuerungs-IC 22 führen kann. Andererseits ist der Steuerungs-IC 22 programmiert, um sequentiell eine Erkennung einer Drehung des Rotors 21a, eine Erkennung der Phase von einer der dreiphasigen Spulen, die der Treiber 14 erregen sollte, und eine Erkennung der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 über die Zeit durchzuführen.
  • Das heißt, dass die erste Erkennung einer Drehung des Rotors 21a oder die zweite Erkennung der Phase von einer der dreiphasigen Spulen, die der Treiber 14 erregen sollte, ermöglicht, dass der Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 auf das erste Erkennen und zweite Erkennen folgend leicht abgeschätzt werden kann.
  • In Anbetracht dieser Umstände ist die ECU 30 gemäß der ersten oder zweiten Modifikation konfiguriert, um den Starter 11 gemäß dem von dem Steuerungs-IC 22 als das Statussignal gesendeten Rotationserkennungssignal oder dem Phasenerkennungssignal außer Betrieb zu setzen. Diese Konfiguration ermöglicht, dass nach Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 der Starter 11 früher abgeschaltet wird. Dies führt zu einem Abtrennen des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz 14 der Drehwelle 13, während die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 einen oder mehrere Verdichtungs-TDC früher als den Verdichtungs-TDC am nächsten am Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 durchläuft. Dies stellt eine ausreichende Deaktivierungsperiode vor der Ankunft des Verdichtungs-TDC am nächsten am Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 sicher, was weiterhin zu weniger Zahnradgeräusch führt.
  • In Schritt S110 kann die ECU 30 die Verbrennungstätigkeit T1 in der folgenden Prozedur umfassend die folgenden Schritte S110a bis S110c, die in 2 als Zweipunktlinien veranschaulicht sind, durchführen.
  • Insbesondere bestimmt die ECU 30 in Schritt S110a, ob die Erhöhungsrate, d.h. der Gradient des Anstiegs, der Maschinendrehzahl NE nach dem Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 niedriger ist als eine vorbestimmte Schwellenwertrate TH2. Insbesondere kann die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE nach dem Start der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 niedriger sein, wenn eines der Folgenden vorliegt
    • (1) der Ladungszustand (SOC) der Batterie 31, d.h. Ausgangsspannung der Batterie 31, ist niedrig
    • (2) die Maschine 10 befindet sich in einem Niedrigtemperaturzustand
    • (3) der Steuerungs-IC 22 führt eine Strombegrenzungstätigkeit zum Begrenzen des Stromflusses durch jedes Schaltelement des Treibers 24 abhängig von der Temperatur des Schaltelements durch.
  • Der SOC der Batterie 31, die Temperatur der Maschine 10 und die Temperatur jedes Schaltelements werden als Maschinenrotationsänderungsparameter bezeichnet.
  • Das heißt, dass die ECU 30 in deren Speichereinheit vorab Informationen 11 speichert, die die Beziehung zwischen der Variation der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE und der entsprechenden Variation von jedem der Maschinenrotationsänderungsparameter speichert. Anschließend erfasst die ECU 30 einen Wert von jedem der Maschinenrotationsänderungsparameter, beispielsweise unter Verwendung eines Entsprechenden der in den Sensoren SS enthaltenen Sensoren, und extrahiert aus den Informationen 11 Werte der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE, die mit den erfassten Werten der entsprechenden Maschinenrotationsänderungsparameter übereinstimmen. 5 veranschaulicht schematisch einen Graphen, der die Beziehung zwischen der Variation der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE und der entsprechenden Variation des SOC der Batterie 31 zeigt.
  • Auf der Grundlage der extrahierten Werte der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE berechnet die ECU 30 einen Schätzwert der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE. Anschließend bestimmt die ECU 30, ob der Schätzwert der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE niedriger ist als die vorbestimmte Schwellenwertrate TH2 in Schritt S110a.
  • Nach Bestimmen, dass der Schätzwert der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE niedriger ist als die vorbestimmte Schwellenwertrate TH2 (JA in Schritt S110a), startet die ECU 30 die Verbrennungstätigkeit T1, bevor die Maschinendrehzahl NE den Maschinenresonanzdrehzahlbereich erreicht, in Schritt S110b, wie vorstehend genannt. Der Maschinenresonanzdrehzahlbereich ist in 2 als RESONANZ-U/min-BEREICH veranschaulicht.
  • Andererseits, nach Bestimmen, dass der Schätzwert der Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE größer oder gleich der vorbestimmten Schwellenwertrate TH2 ist (NEIN in Schritt S110a), wartet die ECU 30 damit, die Verbrennungstätigkeit T1 zu starten, während die Maschinendrehzahl NE den Maschinenresonanzdrehzahlbereich durchläuft, in Schritt S110c. Anschließend startet die ECU 30 die Verbrennungstätigkeit T1, wenn die Maschinendrehzahl NE die Schwellenwertdrehzahl TH1 einer vorbestimmten Drehzahl unmittelbar vor der Schwellenwertdrehzahl TH1 in Schritt S110c erreicht hat.
  • Es sei angemerkt, dass die Schwellenwertrate TH2 erhalten werden kann, wenn das Maschinenstartsystem 100 unter den Bedingungen arbeitet, dass
    • (1) der SOC der Batterie 31 ein vorbestimmter Wert ist
    • (2) die Maschine 10 aufgewärmt ist
    • (3) die Strombegrenzungstätigkeit nicht durch den Steuerungs-IC 22 ausgeführt wird.
  • Die vorstehende Modifikation ist konfiguriert, um die Verbrennungstätigkeit T1 zu starten, bis die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 den vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereich erreicht, wenn bestimmt wird, dass die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE niedriger ist als die Schwellenwertrate TH2. Dies ermöglicht, vorzugsweise das schnelle Durchlaufen der Maschinendrehzahl NE durch den Maschinenresonanzdrehzahlbereich entsprechend dem Resonanzfrequenzbereich der Maschine 10 zu erlangen. Andererseits ist die vorstehende Modifikation konfiguriert, um die Verbrennungstätigkeit T1 zu starten, nachdem die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 den vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereich erreicht, wenn bestimmt wird, dass die Erhöhungsrate der Maschinendrehzahl NE größer oder gleich der Schwellenwertrate TH2 ist. Dies ermöglicht, vorzugsweise eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Maschine 10 zu erlangen.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird ein Maschinenstartsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Der Aufbau und/oder Funktionen des Maschinenstartsystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von dem Maschinenstartsystem 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in den folgenden Punkten. Daher werden im Folgenden hauptsächlich die Unterscheidungspunkte beschrieben.
  • Das Maschinenstartsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass die ECU 30 eine erste Maschinenstartroutine durchführt, die sich teilweise von der ersten Maschinenstartroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet.
  • Insbesondere ist die erste Maschinenstartroutine derart konfiguriert, dass die ECU 30, die das von dem Steuerungs-IC 22 als das Statussignal gesendete Phasenerkennungssignal empfangen hat, auf einen vorbestimmten Zeitpunkt wartet, bei dem ein ausgewählter Verbrennungs-TDC ankommt. Nach dem Warten stoppt die ECU 30 den Starter 11.
  • 6 veranschaulicht schematisch die erste Maschinenstartroutine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, die wiederholt durch die ECU 30 in der ersten Steuerungsperiode ausgeführt wird. Die Operationen in den Schritten S107 und S108, die in 2 veranschaulicht sind, sind durch die Operationen in den Schritten S301 bis S303, die in 6 veranschaulicht sind, ersetzt.
  • Wenn bestimmt wird, dass ein Starten der Maschine 10 nicht abgeschlossen ist (NEIN in Schritt S101), die Maschinendrehzahl NE niedriger ist als der vorbestimmte Schwellenwert TH1 (JA in Schritt S102), und der Starter 11 in Betrieb ist (JA in Schritt S103), fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S301 fort.
  • In Schritt S301 bestimmt die ECU 30, ob das Phasenerkennungssignal als das Statussignal empfangen wurde. Nach Bestimmen, dass die ECU 30 das Phasenerkennungssignal als das Statussignal empfangen hat (JA in Schritt S301), fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S302 fort.
  • In Schritt S302 stellt die ECU 30 eine Verzögerungszeit Td basierend auf der gegenwärtigen Drehwinkelposition der Drehwelle 13 auf den Empfangszeitpunkt des Phasenerkennungssignals ein. Die Verzögerungszeit Td ist derart konfiguriert, dass wenn die Verzögerungszeit Td seit dem Empfangszeitpunkt des Phasenerkennungssignals verstrichen ist, sich die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 innerhalb des Hochdruckwinkelbereichs unmittelbar vor einem ausgewählten Verbrennungs-TDC befindet.
  • Insbesondere speichert die ECU 30 in deren Speichereinheit die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 bei dem automatischen Stopp der Maschine 10 als eine Stoppwinkelposition. Auf der Grundlage der Stoppwinkelposition erfasst die ECU 30 die Drehwinkelposition der Drehwelle 13, wenn das Phasenerkennungssignal in Schritt S302 empfangen wurde. Anschließend stellt die ECU 30 basierend auf der erfassten Drehwinkelposition die Verzögerungszeit Td ein, um kürzer zu sein als eine vorbestimmte Zeit bis zu dem nächsten Verdichtungs-TDC in Schritt S302.
  • Anschließend bestimmt die ECU 30 in Schritt S303, ob die Verzögerungszeit Td seit dem Empfangszeitpunkt des Phasenerkennungssignals verstrichen ist. Nach Bestimmen, dass die Verzögerungszeit Td seit dem Empfangszeitpunkt des Phasenerkennungssignals nicht verstrichen ist (NEIN in Schritt S303), führt die ECU 30 wiederholt die Bestimmung in Schritt S303 durch.
  • Andererseits, nach Bestimmen, dass die Verzögerungszeit Td seit dem Empfangszeitpunkt des Phasenerkennungssignals verstrichen ist (JA in Schritt S303), schaltet die ECU 30 die Starterantriebsanweisung aus, wodurch der Starter 11 deaktiviert, d.h. ausgeschaltet, wird, in Schritt S109, wie vorstehend beschrieben.
  • 7 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch veranschaulicht, wie die ECU 30 und der Steuerungs-IC 22 die jeweilige erste und zweite Maschinenstartroutine zum Starten der Maschine 10, die automatisch gestoppt wurde, durchführen. Es sei angemerkt, dass weil einige Operationen in 7 bezüglich denen in 4 geändert sind, die Beschreibungen der verbleibenden Operationen in 7, die identisch zu jenen in 4 sind, weggelassen werden.
  • Bezug nehmend auf 7 wird die Maschine 10 vor dem Zeitpunkt t11 heruntergefahren bzw. außer Betrieb gesetzt. Ein Fahrer des Fahrzeugs V gibt eine der Maschinenneustartanforderungen zum Zeitpunkt t11 in die ECU 30 ein.
  • Wenn die Maschinenneustartanforderung in die ECU 30 eingeben wird, ist die Bestimmung in Schritt S104 zustimmend, sodass die ECU 30 die Starterantriebsanweisung an das Relais 33 (siehe Schritt S105) und die Lichtmaschinenantriebsanweisung an den Steuerungs-IC 22 zum Zeitpunkt t11 (siehe Schritte S105 und S106) sendet. Dies bewirkt, dass der Starter 11 aktiviert wird, um die Drehwelle 13 der Maschine 10 anzukurbeln.
  • Die Lichtmaschinenantriebsanweisung wird durch den Steuerungs-IC 22 zum Zeitpunkt t12 empfangen. Dies bewirkt, dass der Steuerungs-IC 22 eine Autorisierung der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 erkennt (siehe Schritt S201). Nach dem Zeitpunkt t12 ist der Steuerungs-IC 22 dazu fähig, eine Drehung bzw. Rotation des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 zu erkennen.
  • Anschließend wird das Lichtmaschinenstatus-Flag zum Zeitpunkt t13 von 0 auf 1 gesetzt, was repräsentiert, dass eine Erkennung einer Drehung des Rotors 21a abgeschlossen wurde (siehe Schritte S204a, S204b und S205). Anschließend wird das Lichtmaschinenstatus-Flag zum Zeitpunkt t14 von 1 auf 2 gesetzt, was repräsentiert, dass eine Erkennung der Erregungsphase abgeschlossen wurde (siehe Schritte S206a, S206b und S207). Nach dem Zeitpunkt t14 wird das Lichtmaschinenstatus-Flag zum Zeitpunkt t15 von 2 auf 3 gesetzt, was repräsentiert, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde (siehe Schritte S208a, S208b und S209).
  • Das Statussignal, das angibt, dass das Lichtmaschinenstatus-Flag 1 ist, wird zum Zeitpunkt t13 a, bei dem die vorbestimmte Kommunikationsverzögerung seit dem Zeitpunkt t13 verstrichen ist, durch die ECU 30 empfangen. Dies führt in der ECU 30 zu einem Erhalten des Lichtmaschinenstatus-Flags von 1 als das Lichtmaschinenüberwachungs-Flag von 1. Gleichermaßen wird das Statussignal, das das Lichtmaschinenstatus-Flag von 2 angibt, zum Zeitpunkt t14 a, bei dem die vorbestimmte Kommunikationsverzögerung seit dem Zeitpunkt t14 verstrichen ist, durch die ECU 30 empfangen (siehe Schritt S301). Dies führt in der ECU 30 zu einem Erhalten des Lichtmaschinenstatus-Flags von 2 als das Lichtmaschinenüberwachungs-Flag von 2.
  • Wenn das Statussignal, das das Lichtmaschinenstatus-Flag von 2 angibt, zum Zeitpunkt t14a empfangen wird, stellt die ECU 30 die Verzögerungszeit Td ein (siehe Schritt S302). Wenn die Verzögerungszeit Td seit dem Zeitpunkt t14a verstrichen ist, schaltet die ECU 30 die Starterantriebsanweisung aus, wodurch der Starter 11 zum Zeitpunkt t16 gestoppt wird (siehe Schritt S303 und S109). Dies führt dazu, dass der Deaktivierungszeitpunkt des Starters 11 eingestellt wird, um unmittelbar vor dem nächsten Verdichtungs-TDC zu liegen. Nach dem Zeitpunkt t16 legt die Lichtmaschine 21 nur ein Moment an die Drehwelle 13 der Maschine 10 an. Es sei angemerkt, dass das Statussignal, das das Lichtmaschinenstatus-Flag von 3 angibt, durch die ECU 30 zu einem Zeitpunkt empfangen wird, wenn die vorbestimmte Kommunikationsverzögerung seit dem Zeitpunkt t15 verstrichen ist. Dies führt in der ECU 30 zu einem Erhalten des Lichtmaschinenstatus-Flags von 3 als das Lichtmaschinenüberwachungs-Flag von 3. Es sei angemerkt, dass die ECU 30 das Lichtmaschinenüberwachungs-Flag von 2 auf 3 ändern kann, wenn die Verzögerungszeit Td seit dem Zeitpunkt t14a verstrichen ist.
  • Wenn das Phasenerkennungssignal zum Zeitpunkt t14a empfangen wird, wurde die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 20 durchgeführt, sodass ein Moment basierend auf der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 20 zum Ankurbeln der Maschine 10 unter Berücksichtigung der Kommunikationsverzögerung erzeugt wird. Ein Einstellen der Verzögerungszeit ermöglicht, dass ein Ankurbeln der Maschine 10 basierend auf dem Starter 11 sanft auf ein Ankurbeln der Maschine 10 basierend auf der Lichtmaschine 21 umgeschaltet wird. Das heißt, dass die ECU 30 den Zeitpunkt zum Stoppen des Starters 11 unter Berücksichtigung des Auftretens der Kommunikationsverzögerung bestimmt, wodurch der Starter 11 weiterhin angemessen deaktiviert wird. Zusätzlich deaktiviert die ECU 30 zuverlässig den Starter 11 unmittelbar vor einem gewünschten, d.h. einem ausgewählten, Verbrennungs-TDC. Diese Konfiguration ermöglicht weiterhin eine verbesserte Balance zwischen einer Reduktion des Zahnradgeräusches und ausreichendem Sicherstellen der Startfähigkeit der Maschine 10.
  • Anstatt des Einstellens der Verzögerungszeit Td relativ zum Empfang des Phasenerkennungssignals, kann die ECU 30 konfiguriert sein, um die Verzögerungszeit Td relativ zum Empfang des Rotationserkennungssignals einzustellen, und den Starter 11 deaktivieren, wenn die Verzögerungszeit Td seit Empfang des Rotationserkennungssignals verstrichen ist. Zusätzlich kann die ECU 30 konfiguriert sein, um die Verzögerungszeit Td relativ zum Empfang des Leistungsbetriebsmodusstartsignals, d.h. des Leistungsbetriebsmoduserkennungssignals, einzustellen, und den Starter 11 deaktivieren, wenn die Verzögerungszeit Td seit dem Empfang des Leistungsbetriebsmodusstartsignals verstrichen ist.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird ein Maschinenstartsystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Der Aufbau und/oder Funktionen des Maschinenstartsystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von dem Maschinenstartsystem 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch die folgenden Punkte. Daher werden im Folgenden hauptsächlich die sich unterscheidenden Punkte beschrieben.
  • Das Maschinenstartsystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass die ECU 30 eine erste Maschinenstartroutine, die sich teilweise von der ersten Maschinenstartroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, durchführt.
  • Insbesondere bewirkt die erste Maschinenstartroutine die ECU 30, um zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, ohne Verwenden von Kommunikationsinformationen, die von dem Steuerungs-IC 22 gesendet werden. Insbesondere erhält die ECU 30 einen Zustandsänderungsparameter, der repräsentiert, wie sich der Zustand des Maschinenstartsystems seit Start der Aktivierung des Starters 11 geändert hat. Der Zustandsänderungsparameter umfasst beispielsweise einen Parameter, der die Entladungsmenge von der Batterie 31 angibt, oder einen Parameter, der die Energiezufuhrmenge von der Batterie 31 zu dem Starter 11 angibt. Insbesondere misst mindestens ein in den Sensoren SS enthaltener Sensor wiederholt einen Wert des Zustandsänderungsparameters, und sendet wiederholt den gemessenen Wert des Zustandsänderungsparameters an die ECU 30. Beispielsweise ist ein in den Sensoren SS enthaltener Spannungssensor nahe an der positiven Klemme der Batterie 31 angebracht, und misst wiederholt die Klemmenspannung über die Batterie 31, und sendet wiederholt die gemessene Klemmenspannung über die Batterie 31 an die ECU 30. Als ein weiteres Beispiel ist ein in den Sensoren SS enthaltener Stromsensor nahe an einem Stromzufuhrpfad zwischen der Batterie 31 und dem Starter 11 angebracht, und misst wiederholt einen von der Batterie 31 zu dem Starter 11 zugeführten Strom, und sendet wiederholt den gemessenen Strom an die ECU 30.
  • Das heißt, dass die ECU 30 bestimmt, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, gemäß dessen, wie sich der Zustandsänderungsparameter seit Start der Aktivierung des Starters 11 geändert hat.
  • 8 veranschaulicht schematisch die erste Maschinenstartroutine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, die wiederholt durch die ECU 30 in der ersten Steuerungsperiode ausgeführt wird. Die Operation in Schritt S107, die in 2 veranschaulicht ist, ist durch die Operation in Schritt S401, der in 8 veranschaulicht ist, ersetzt.
  • Wenn bestimmt wird, dass ein Starten der Maschine 10 nicht abgeschlossen ist (NEIN in Schritt S101), die Maschinendrehzahl NE niedriger ist als der vorbestimmte Schwellenwert TH1 (JA in Schritt S102), und der Starter 11 in Betrieb ist (JA in Schritt S103), fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S401 fort.
  • In Schritt S401 erhält die ECU 30 sequentiell Werte des Zustandsänderungsparameters von dem entsprechenden Sensor, der in den Sensoren SS enthalten ist. Anschließend bestimmt die ECU 30, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, gemäß dessen, wie sich der Zustandsänderungsparameter seit Start der Aktivierung des Starters 11 geändert hat. Beispielsweise bestimmt die ECU 30, ob die Entladungsmenge von der Batterie 31 reduziert ist, um niedriger zu sein als ein vorbestimmter Schwellenwert, oder die Energiezufuhrmenge von der Batterie 31 zu dem Starter 11 reduziert ist, um niedriger zu sein als ein vorbestimmter Schwellenwert.
  • Das heißt, wenn die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet ist, während der Starter 11 in Betrieb ist, steigt die Anzahl von Zielen, zu denen von der Batterie 21 entladene Energie zugeführt werden sollte, von nur dem Starter 11 auf sowohl den Starter 11 als auch die Lichtmaschine 21 an. Dies bewirkt einen Abfall der Entladungsmenge von der Batterie 11, d.h. der Klemmenspannung über die Batterie 31. Zusätzlich, wenn die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wird, während der Starter 11 in Betrieb ist, nimmt die verbrauchte Energiemenge des Starters 11 ab, sodass die Energiezufuhrmenge von der Batterie 31 zu dem Starter 11, d.h. die zu dem Starter 11 zugeführte Strommenge, reduziert wird.
  • Diesbezüglich bestimmt die ECU 30, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, basierend darauf, ob die Klemmenspannung über die Batterie 31 abfällt, um niedriger zu sein als ein vorbestimmter Schwellenwert, oder der zum Starter elf von der Batterie 31 zugeführte Strom niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, in Schritt S401.
  • Nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde (JA in Schritt S401), bestimmt die ECU 30, ob die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 der Maschine 10 sich innerhalb des Hochdruckwinkelbereichs unmittelbar vor dem nächsten Verdichtungs-TDC befindet, in Schritt S108, wie vorstehend angemerkt.
  • Nach Bestimmen, dass die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 der Maschine 10 innerhalb des Hochdruckwinkelbereichs liegt, schaltet die ECU 30 in Schritt S109, wie vorstehend beschrieben, den Starter 11 aus. Es sei angemerkt, dass nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 nicht gestartet wurde (NEIN in Schritt S401), oder dass die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 der Maschine 10 sich nicht innerhalb des Hochdruckwinkelbereichs befindet (NEIN in Schritt S108), die ECU 30 die erste Maschinenstartroutine beendet.
  • 9 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch veranschaulicht, wie die ECU 30 und der Steuerungs-IC 22 die jeweilige erste und zweite Maschinenstartroutine zum Starten der Maschine 10, die automatisch gestoppt wurde, durchführen. Es sei angemerkt, dass weil einige Operationen in 9 bezüglich denen in 4 ausgetauscht sind, die Beschreibungen der verbleibenden Operationen in 9, die identisch zu jenen in 4 sind, weggelassen werden.
  • Bezug nehmend auf 9 wird die Maschine 10 vor dem Zeitpunkt t21 heruntergefahren bzw. außer Betrieb gesetzt. Ein Fahrer des Fahrzeugs V gibt eine der Maschineneustartanforderungen zum Zeitpunkt t21 in die ECU 30 ein. Wenn die Maschinenneustartanforderung in die ECU 30 eingeben wird, ist die Bestimmung in Schritt S104 zustimmend, sodass die ECU 30 die Starterantriebsanweisung an das Relais 33 (siehe Schritt S105) und die Lichtmaschinenantriebsanweisung an den Steuerungs-IC 22 zum Zeitpunkt t21 (siehe Schritte S105 und S106) sendet. Dies bewirkt, dass der Starter 11 zum Ankurbeln der Drehwelle 13 der Maschine 10 aktiviert wird.
  • Die Lichtmaschinenantriebsanweisung wird durch den Steuerungs-IC 22 empfangen. Dies bewirkt, dass der Steuerungs-IC 22 eine Autorisierung der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 erkennt (siehe Schritt S201). Anschließend ist der Steuerungs-IC 22 dazu fähig, eine Drehung bzw. Rotation des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 zu erkennen.
  • Wenn das Lichtmaschinenstatus-Flag zum Zeitpunkt t21a von 0 auf 1 gesetzt wird, was repräsentiert, dass eine Erkennung einer Drehung des Rotors 21a abgeschlossen wurde (siehe Schritte S204a, S204b und S205). Anschließend wird das Lichtmaschinenstatus-Flag zum Zeitpunkt t21b von 1 auf 2 gesetzt, was präsentiert, dass eine Erkennung der Erregungsphase abgeschlossen wurde (siehe Schritte S206a, S206b und S207).
  • Nach dem Zeitpunkt t21b wird das Lichtmaschinenstatus-Flag zum Zeitpunkt t22 von 2 auf 3 gesetzt, was repräsentiert, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde (siehe Schritte S208a, S208b und S209).
  • Die Arbeit von sowohl dem Starter 11 als auch der Lichtmaschine 21 führt dazu, dass die Entladungsmenge von der Batterie 31 schrittweise ansteigt, sodass die Klemmenspannung über die Batterie 31, die in 7 als BATTERIESPANNUNG veranschaulicht ist, zum Zeitpunkt t22a startet, abzufallen.
  • Wenn die Klemmenspannung über die Batterie 31 abfällt, um zum Zeitpunkt t23 niedriger zu sein als der vorbestimmte Schwellenwert (siehe JA in Schritt S401), und die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 zum Zeitpunkt t23 sich innerhalb des Hochdruckwinkelbereichs befindet (siehe JA in Schritt S108), schaltete die ECU 30 die Starterantriebsanweisung aus, wodurch der Starter 11 gestoppt wird (siehe Schritt S109).
  • Das Maschinenstartsystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass die ECU 30 bestimmt, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 31 gestartet wurde, ohne Verwenden von Kommunikationsinformationen, die von dem Steuerungs-IC 22 gesendet werden. Diese Konfiguration erlangt einen vorteilhaften Effekt des Verhinderns einer Verzögerung des Zeitpunkts zum Deaktivieren des Starters 11, auch wenn die ECU 30 eine große Kommunikationslast während eines Startens der Maschine 10 aufweist. Weil die ECU 30 normalerweise die Klemmenspannung über die Batterie 31 oder den zu dem Starter 11 zugeführten Strom überwacht, erlangt diese Konfiguration den vorteilhaften Effekt ohne Verwenden zusätzlicher Komponenten.
  • Im Folgenden werden modifizierte Konfigurationen beschriebenen, bei denen die ECU 30 bestimmt, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, ohne Verwenden von Kommunikationsinformationen, die von dem Steuerungs-IC 22 gesendet werden.
  • Zunächst wird im Folgenden die erste modifizierte Konfiguration beschrieben.
  • Wenn die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 20 startet, startet der Steuerungs-IC 22 Ein-Aus-Schaltoperationen der Schaltelemente des Treibers 24. Dies führt dazu, dass die Temperatur von zumindest einem der Schaltelemente ansteigt. Die erste modifizierte Konfiguration der ECU 30 bestimmt, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, als eine Funktion bezüglich dessen, wie die Temperatur von zumindest einem der Schaltelemente seit der Aktivierung der Starters 11 angestiegen ist.
  • Insbesondere umfassen die Sensoren SS einen Temperatursensor, der wiederholt, als den Zustandsänderungsparameter, die Temperatur des zumindest einen Schaltelements in dem Treiber 24 misst, und wiederholt die gemessene Temperatur von dem zumindest einen Schaltelemente an die ECU 30 sendet.
  • Das heißt, dass die ECU 30 die Temperatur von dem zumindest einen Schaltelement im Treiber 24 jedes Mal, wenn die Temperatur von dem Temperatursensor zu diesem gesendet wird, in Schritt S410 erhält. Anschließend bestimmt die ECU 30, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, basierend darauf, ob die erhaltene Temperatur des zumindest einen Schaltelements größer oder gleich einer vorbestimmten Schwellenwerttemperatur ist, in Schritt S401.
  • Nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet ist, nach Bestimmen, dass die gegenwärtig erhaltene Temperatur des mindestens einen Schaltelements größer oder gleich der Schwellenwerttemperatur ist (JA in Schritt S401), führt die ECU 30 die Operationen in den Schritten S109 und S110, wie vorstehend genannt, durch. Dies ermöglicht, den Starter 11 zu deaktivieren. Es sei angemerkt, dass der Temperatursensor an dem mindestens einen Schaltelement oder der Inverterplatine bereitgestellt sein kann.
  • Als Nächstes wird im Folgenden die zweite modifizierte Konfiguration beschrieben.
  • Wenn die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 20 gestartet wird, erhöht die Lichtmaschine 21 die Maschinendrehzahl NE, was dazu führt, dass die Ansaugluftmenge, mit anderen Worten die Durchflussrate von Ansaugluft, in die Maschine 10 ansteigt. Die zweite modifizierte Konfiguration der ECU 30 bestimmt, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, als eine Funktion bezüglich dessen, wie die Durchflussrate von Ansaugluft in die Maschine 10 seit Aktivierung des Starters 11 angestiegen ist.
  • Insbesondere umfassen die Sensoren SS einen Durchflussmeter, der beispielsweise in der Ansaugsammelleitung bereitgestellt ist, um wiederholt, als den Zustandsänderungsparameter, die Flussrate von Ansaugluft in die Maschine 10 zu messen, und wiederholt die gemessene Ansaugluftmenge an die ECU 30 zu senden.
  • Das heißt, dass die ECU 30 die Durchflussrate von Ansaugluft jedes Mal, wenn die Ansaugluftmenge von dem Durchflussmeter darin gesendet wird, in Schritt S410 erhält. Anschließend bestimmt die ECU 30, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, basierend darauf, ob die erhaltene Durchflussrate von Ansaugluft größer oder gleich einer vorbestimmten Schwellenwertrate ist, in Schritt S401.
  • Nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet ist, nach Bestimmen, dass die gegenwärtig erhaltene Durchflussrate von Ansaugluft größer oder gleich der Schwellenwertrate ist (JA in Schritt S401), führt die ECU 30 die Operationen in den Schritten S109 und S110, wie vorstehend genannt, durch. Dies ermöglicht, den Starter 11 zu deaktivieren.
  • Als Nächstes wird im Folgenden die dritte modifizierte Konfiguration beschrieben.
  • Wenn die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 20 gestartet wird, erhöht die Lichtmaschine 21 die Maschinendrehzahl NE. Die dritte modifizierte Konfiguration der ECU 30 bestimmt, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, als eine Funktion des Anstiegs der Maschinendrehzahl NE.
  • Insbesondere erhält die ECU 30 einen gegenwärtigen Wert der Maschinendrehzahl in Schritt S410. Anschließend bestimmt die ECU 30, ob die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, basierend darauf, ob der gegenwärtige Wert der Maschinendrehzahl NE größer oder gleich einer vorbestimmten Schwellenwert-U/min, in Schritt S401. Beispielsweise wird die Schwellenwert-U/min zuvor auf eine Drehzahl der Drehwelle 13 bestimmt, die durch das durch den Starter 11 oder die Summe von 10 U/min und der Ankurbeldrehzahl der Drehwelle 13 erzeugte Moment erhalten wird.
  • Nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde, nach Bestimmen, dass der gegenwärtige Wert der Maschinendrehzahl NE größer oder gleich der Schwellenwert-U/min ist (JA in Schritt S401), führt die ECU 30 die Operationen in den Schritten S109 und S110, wie vorstehend genannt, durch. Dies ermöglicht, den Starter 11 zu deaktivieren.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird ein Maschinenstartsystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Der Aufbau und/oder Funktionen des Maschinenstartsystems gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von dem Maschinenstartsystem 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch die folgenden Punkte. Daher werden im Folgenden hauptsächlich die sich unterscheidenden Punkte beschrieben.
  • Das Maschinenstartsystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass die ECU 30 eine erste Maschinenstartroutine durchführt, die sich teilweise von der ersten Maschinenstartroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet.
  • Insbesondere bewirkt die erste Maschinenstartroutine die ECU 30, eine Ansaugluftmengenbegrenzungstätigkeit durchzuführen, die die Ansaugluftmenge in die Maschine 10 auf eine vorbestimmte begrenzte Menge begrenzt, bevor bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde.
  • Das heißt, dass je höher die Verdichtungsreaktionskraft in jedem Zylinder 10C ist, desto größer ist ein Zahnradgeräusch aufgrund des Eingriffs des Ritzels 12 mit dem Zahnkranz 14, wenn die Maschine 10 durch den Starter 11 angekurbelt wird. Diesbezüglich begrenzt die ECU 30 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel die Ansaugluftmenge in die Maschine 10, um dadurch die Verdichtungsreaktionskraft in jedem Zylinder 10C zu reduzieren.
  • 10 veranschaulicht schematisch die erste Maschinenstartroutine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, die wiederholt durch die ECU 30 in der ersten Steuerungsperiode ausgeführt wird. Die Operationen in den Schritten S501 und S502 sind zu der ersten Maschinenstartroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in 2 veranschaulicht ist, hinzugefügt.
  • Wenn bestimmt wird, dass ein Starten der Maschine 10 nicht abgeschlossen ist (NEIN in Schritt S101), die Maschinendrehzahl NE niedriger ist als der vorbestimmte Schwellenwert TH1 (JA in Schritt S102), und der Starter 11 betätigt wird (JA in Schritt S103), fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S107 fort.
  • Zu diesem Zeitpunkt, wenn bestimmt wird, dass die ECU 30 das Leistungsbetriebsmodusstartsignal nicht empfangen hat oder sich die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 außerhalb des vorbestimmten Hochdruckwinkelbereichs befindet (NEIN in Schritt S107 oder S108), fährt die erste Maschinenstarttätigkeit zu Schritt S501 fort.
  • In Schritt S501 führt die ECU 30 die vorstehend genannte Ansaugluftmengenbegrenzungstätigkeit durch. Die Ansaugluftmengenbegrenzungstätigkeit ist konfiguriert, um beispielsweise die Winkelposition des Drosselventils des Drosselventilsystems TV relativ zu einer vollständig geschlossenen Position, bei der sich das Fahrzeug V bei der Leerlaufdrehzahl bewegen kann, anzupassen. Beispielsweise passt die ECU 30 die Winkelposition des Drosselventils des Drosselventilsystems TV relativ zu der vollständig geschlossenen Position an, wodurch die Ansaugluftmenge in die Maschine 10 begrenzt wird.
  • Als ein weiteres Beispiel ist die Ansaugluftmengenbegrenzungstätigkeit konfiguriert, um ein variables Ventilbetätigungssystem VAS, das in der Maschine 10 zum Anpassen des Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkts der Ansaugventile der entsprechenden Zylinder 10C bereitgestellt ist, zu steuern, um dadurch die Ansaugluftmenge in die Maschine 10 zu begrenzen. Beispielsweise ist das variable Ventilbetätigungssystem VAS normalerweise konfiguriert, um das Ansaugventil für jeden Zylinder 10C an dessen Einlass-unteren-Totpunkts (BDC) zu schließen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ansaugluftmengenbegrenzungstätigkeit konfiguriert, um das variable Ventilbetätigungssystem VAS zu steuern, um den Öffnungs- und/oder den Schließzeitpunkt des Ansaugventils jedes Zylinders 10C anzupassen, um früher zu sein als der Einlass-BDC, wodurch die Ansaugluftmenge in die Maschine 10 begrenzt wird.
  • Das Drosselventilsystem TV oder das variable Ventilbetätigungssystem VAS dienen als ein Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus.
  • Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass die ECU 30 das Leistungsbetriebsmodusstartsignal empfangen wird und dass sich die Drehwinkelposition der Drehwelle 13 innerhalb des vorbestimmten Hochdruckwinkelbereichs befindet (JA in Schritt S107 oder S108), fährt die erste Maschinenstartroutine zu Schritt S110 fort. In Schritt S110 startet die ECU 30 die Verbrennungstätigkeit T1 umfassend die Kraftstoffeinspritzsteuerungstätigkeit und Zündzeitpunktsteuerungstätigkeit für jeden Zylinder 10C nach dem gegenwärtigen Zeitpunkt.
  • Anschließend, in Schritt S502, hebt die ECU 30 die Begrenzung der Ansaugluftmenge in die Maschine 10 auf, d.h. beendet die Ansaugluftmengenbegrenzungstätigkeit, die in Schritt S501 ausgeführt wurde. Dies erhöht die Ansaugluftmenge in die Maschine 10, wodurch eine ausreichende Ansaugluftmenge in jedem Zylinder 10C der Maschine 10 sichergestellt wird, die für die Verbrennungstätigkeit T1 für den entsprechenden Zylinder 10C erforderlich ist.
  • Das heißt, dass die Operationen in den Schritten S501 und S502 die Ansaugluftmengenbegrenzungstätigkeit ermöglichen, die die Ansaugluftmenge in die Maschine 10 auf eine vorbestimmte kleine Menge begrenzt, die innerhalb der Periode von dem Start der Aktivierung des Starters 11 ausgeführt wird, bis die Verbrennungstätigkeit T1 ausgeführt wird.
  • Wie vorstehend beschrieben ist die ECU 30 konfiguriert, um die Ansaugluftmenge in die Maschine 10 zu begrenzen, bis die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde (JA in Schritt S107). Diese Konfiguration reduziert die Verdichtungsreaktionskraft in jedem Zylinder 10C, um dadurch ein auf die rutschend kontaktierten Flächen des Ritzels 12 und des Zahnkranzes 14 wirkendes Moment zu reduzieren, was zu weniger Zahnradgeräusch führt. Die ECU 30 ist ebenso konfiguriert, um die Begrenzung der Ansaugluftmenge in die Maschine 10 aufzuheben, nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 gestartet wurde. Diese Konfiguration verhindert negative Effekte bezüglich der Verbrennungstätigkeit T1 nach der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21, wodurch die Startfähigkeit der Maschine 10 verbessert wird.
  • Modifikationen
  • Die Maschinenstartsysteme gemäß jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind konfiguriert, um die Motorgeneratorvorrichtung 20 ohne rotierende Sensoren zu verwenden, jedoch eine Motorgeneratorvorrichtung mit einem Rotationssensor zu verwenden. Das heißt, dass der Rotationssensor konfiguriert sein kann, um wiederholt die Drehzahl des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 zu messen, und wiederholt die gemessene Drehzahl des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 auszugeben. Anschließend kann der Steuerungs-IC 22 basierend auf der von dem Rotationssensor gesendeten gemessenen Drehzahl bestimmen, ob dieser eine Rotation bzw. Drehung des Rotors 21a der Lichtmaschine 21 seit Autorisierung der Leistungsbetriebsoperation der Lichtmaschine 21 in Schritt S204b erkannt hat.
  • Gleichermaßen kann der Steuerungs-IC 22 bestimmen, ob die Lichtmaschine 21 im Leistungsbetriebsmodus betätigt wurde, als eine Funktion der von dem Rotationssensor gesendeten gemessenen Drehzahl. Das heißt, dass der Steuerungs-IC 22 bestimmen kann, dass die Lichtmaschine 21 im Leistungsbetriebsmodus betrieben wurde, wenn bestimmt wird, dass ein Schätzwert der Maschinendrehzahl NE basierend auf der von dem Rotationssensor gesendeten gemessenen Drehzahl ansteigt, um höher zu sein als die Ankurbeldrehzahl der Drehwelle 13.
  • Ein bekannter Tandemstarter umfassend ein erstes Solenoid zum Versetzen eines Ritzels und ein zweites Solenoid zum Drehen eines Motors kann als der Starter 11 verwendet werden.
  • Während die veranschaulichenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst beliebige und alle Ausführungsbeispiele mit Modifikationen, Weglassungen, Kombinationen (z. B. Aspekte über verschiedene Ausführungsbeispiele), Adaptionen und/oder Austauschungen, die dem Fachmann basierend auf der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sind. Die Begrenzungen in den Patentansprüchen sind basierend auf der in den Patentansprüchen verwendeten Sprache breit zu interpretieren, und sind nicht auf die in der vorliegenden Beschreibung oder während des Anmeldeverfahrens der Anmeldung beschriebenen Beispiele beschränkt, wobei die Beispiele als nicht exklusiv gedacht sind.
  • In einem Maschinenstartsystem aktiviert eine erste Steuerung als Antwort auf eine Startanforderung eines Fahrers eine erste Startvorrichtung, um die Drehwelle einer Maschine zu drehen. Eine zweite Steuerung ist kommunikationsfähig mit der ersten Steuerung verbunden. Die zweite Steuerung erkennt eine Drehung des Rotors einer zweiten Startvorrichtung resultierend aus einer Aktivierung der ersten Startvorrichtung. Die zweite Steuerung startet eine Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung basierend auf der Erkennung der Drehung des Rotors. Die erste Steuerung bestimmt, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung gestartet wurde. Die erste Steuerung deaktiviert, wenn bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation gestartet wurde, die erste Startvorrichtung, bevor eine Drehwinkelposition der Drehwelle der Maschine einen Verdichtungs-oberen-Totpunkt der Maschine erreicht.

Claims (12)

  1. Maschinenstartsystem (100) zum Steuern einer ersten Startvorrichtung (11), die über eine Zahnradverbindung (12) mit einer Drehwelle (13) einer Brennkraftmaschine (10) eines Fahrzeugs verbunden ist, und einer zweiten Startvorrichtung (21) mit einem Rotor (21a), der über eine Riemenverbindung (16) mit der Drehwelle (13) der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, wobei eine Drehung der Drehwelle (13) der Brennkraftmaschine (10) einen Kolben (P) in einem Zylinder (10C) auf- und abbewegt, um ein Gemisch von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder (10C) zu verdichten, wobei das Maschinenstartsystem (100) aufweist: eine erste Steuerung (30), die konfiguriert ist, um, als Antwort auf eine Startanforderung eines Fahrers, die erste Startvorrichtung (11) zu aktivieren, um die Drehwelle (13) der Brennkraftmaschine (10) zu drehen; und eine zweite Steuerung (22), die kommunikationsfähig mit der ersten Steuerung (30) verbunden ist und konfiguriert ist, um: eine Drehung des Rotors (21a) der zweiten Startvorrichtung (21) resultierend aus einer Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) zu erkennen; und eine Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) zum Drehen des Rotors (21a) basierend auf der Erkennung der Drehung des Rotors (21a) zu starten, wobei die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um: zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde; und wenn bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation gestartet wurde, die erste Startvorrichtung (11) zu deaktivieren, bevor eine Drehwinkelposition der Drehwelle (13) der Brennkraftmaschine (10) eine Position entsprechend einem oberen Totpunkt der Verdichtung der Brennkraftmaschine (10) erreicht.
  2. Maschinenstartsystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei: die zweite Steuerung (22) konfiguriert ist, um: ein Statussignal, nachdem die Drehung des Rotors (21a) der zweiten Startvorrichtung (21) resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) erkannt wurde, an die erste Steuerung (30) zu senden, wobei das Statussignal zumindest eines der Folgenden repräsentiert: die Drehung des Rotors (21a) der zweiten Startvorrichtung (21); und einen Start der Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21); und die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um: das Statussignal zu empfangen; und zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde, basierend auf dem empfangenen Statussig na l.
  3. Maschinenstartsystem (100) gemäß Anspruch 2, wobei: die zweite Startvorrichtung (21) eine Vielzahl von Spulen aufweist, die den Rotor (21a) bei Erregung drehen; wobei die zweite Steuerung (22) konfiguriert ist, um: ein Rotationserkennungssignal und/oder ein Phasenerkennungssignal und/oder ein Leistungsbetriebsoperationsstartsignal als das Statussignal, nachdem die Drehung des Rotors (21a) der zweiten Startvorrichtung (21) resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) erkannt wurde, an die erste Steuerung (30) zu senden, wobei das Rotationserkennungssignal repräsentiert, dass die Drehung des Rotors (21a) der zweiten Startvorrichtung (21) resultierend aus der Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) erkannt wurde, wobei das Phasenerkennungssignal eine Phase von einer der Vielzahl von Spulen repräsentiert, die erregt werden sollte, wobei das Leistungsbetriebsoperationsstartsignal repräsentiert, dass ein Start der Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) erkannt wurde; und die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um: das Rotationserkennungssignal und/oder das Phasenerkennungssignal und/oder das Leistungsbetriebsoperationsstartsignal zu empfangen; und zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde, basierend auf dem Rotationserkennungssignal und/oder dem Phasenerkennungssignal und/oder dem Leistungsbetriebsoperationsstartsignal.
  4. Maschinenstartsystem (100) gemäß Anspruch 3, wobei: die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um: zu bestimmen, ob eine vorbestimmte Verzögerungszeit seit Empfang des Rotationserkennungssignals und/oder des Phasenerkennungssignals und/oder des Leistungsbetriebsoperationsstartsignals verstrichen ist; und die erste Startvorrichtung (11) nach Bestimmen, dass die vorbestimmte Verzögerungszeit seit Empfang des Rotationserkennungssignals und/oder des Phasenerkennungssignals und/oder des Leistungsbetriebsoperationsstartsignals verstrichen ist, zu deaktivieren.
  5. Maschinenstartsystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei: die erste und die zweite Startvorrichtung (11, 21) mit einer in dem Fahrzeug installierten Energiequelle (31) verbunden sind, wobei die erste und die zweite Vorrichtung (11, 21) konfiguriert ist, um von der Energiequelle (31) zugeführte Energie aufzunehmen; und die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um: zu überwachen, wie sich ein Zustandsänderungsparameter seit Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) geändert hat, wobei der Zustandsänderungsparameter umfasst: eine Entladungsmenge von der Energiequelle (31); und/oder eine Energiezufuhrmenge an die erste Startvorrichtung (11); und zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde, basierend darauf, wie sich der Zustandsänderungsparameter seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) geändert hat.
  6. Maschinenstartsystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei: die zweite Steuerung (22) aufweist: eine Steuerungsschaltung; und einen Treiber (24) mit einer Vielzahl von Schaltelementen, wobei die Steuerungsschaltung konfiguriert ist, um Ein-Aus-Schaltoperationen der Schaltelemente des Treibers (24) zu steuern, um eine Drehzahl des Rotors (21a) der zweiten Startvorrichtung (21) zu steuern; und die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um: zu überwachen, wie eine Temperatur von zumindest einem der Schaltelemente seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) angestiegen ist; und zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde, basierend darauf, wie die Temperatur des mindestens einen der Schaltelemente seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) angestiegen ist.
  7. Maschinenstartsystem (100) gemäß Anspruch 1, wobei: die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um: zu überwachen, ob eine Durchflussrate von Ansaugluft in den Zylinder (10C) der Brennkraftmaschine (10) seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) angestiegen ist; und zu bestimmen, ob die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde, basierend darauf, wie die Durchflussrate von Ansaugluft in den Zylinder (10C) der Brennkraftmaschine (10) seit der Aktivierung der ersten Startvorrichtung (11) angestiegen ist.
  8. Maschinenstartsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um, nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde, einen Zeitpunkt zum Deaktivieren der ersten Startvorrichtung (11) einzustellen, um vor einem Zeitpunkt eines maximalen Verdichtungsdrucks, bei dem ein Verdichtungsdruck im Zylinder (10C) maximal wird, zu liegen.
  9. Maschinenstartsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um: nach Bestimmen, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde, ein Kraftstoffeinspritzsystem, das in der Brennkraftmaschine (10) installiert ist, zu steuern, um ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder (10C) der Brennkraftmaschine (10) zu starten, bevor eine Drehzahl der Drehwelle (13) innerhalb eines vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereichs liegt, wobei der Maschinenresonanzdrehzahlbereich einem vorbestimmten Resonanzfrequenzbereich der Brennkraftmaschine (10) entspricht.
  10. Maschinenstartsystem (100) gemäß Anspruch 9, wobei: die erste Steuerung (30) konfiguriert, um: zu bestimmen, nachdem bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde, ob eine Erhöhungsrate der Drehzahl der Drehwelle (13) niedriger ist als eine vorbestimmte Schwellenwertrate; das Kraftstoffeinspritzsystem zu steuern, um ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder (10C) der Brennkraftmaschine (10) zu starten, bevor die Drehzahl der Drehwelle (13) innerhalb des vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereichs liegt, nach Bestimmen, dass die Erhöhungsrate der Drehzahl der Drehwelle (13) niedriger ist als die vorbestimmte Schwellenwertrate; und das Kraftstoffeinspritzsystem zu steuern, um ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder (10C) der Brennkraftmaschine (10) zu starten, nachdem die Drehzahl der Drehwelle (13) innerhalb des vorbestimmten Maschinenresonanzdrehzahlbereichs liegt, nach Bestimmen, dass die Erhöhungsrate der Drehzahl der Drehwelle (13) größer oder gleich der vorbestimmten Schwellenwertrate ist.
  11. Maschinenstartsystem (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: die erste Steuerung (30) mit einem in der Brennkraftmaschine (10) installierten Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus verbunden ist, wobei der Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus konfiguriert ist, um eine Ansaugluftmenge in den Zylinder (10C) der Brennkraftmaschine (10) zu steuern, die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um den Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus zu steuern, um eine Begrenzung der Ansaugluftmenge in den Zylinder (10C) der Brennkraftmaschine (10) auf eine vorbestimmte begrenzte Menge zu begrenzen, bevor bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde.
  12. Maschinenstartsystem (100) gemäß Anspruch 11, wobei: die erste Steuerung (30) konfiguriert ist, um den Ansaugluftmengensteuerungsmechanismus zu steuern, um die Begrenzung der Ansaugluftmenge in den Zylinder (10C) der Brennkraftmaschine (10) aufzuheben, nachdem bestimmt wird, dass die Leistungsbetriebsoperation der zweiten Startvorrichtung (21) gestartet wurde.
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