DE112010005750T5

DE112010005750T5 - Maschinenstartvorrichtung und Maschinenstartverfahren

Info

Publication number: DE112010005750T5
Application number: DE112010005750T
Authority: DE
Inventors: Hasrul Sany BIN HASHIM; Jumpei KAKEHI; Kouki Moriya
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2013-06-20
Also published as: WO2012011167A1; US8267061B2; US20120017863A1; JPWO2012011167A1; CN102472229A

Abstract

Eine ECU führt ein Programm aus, welches die Schritte umfasst: Auswählen eines Eingriffsmodus (S145), wenn ein Start einer Maschine angefordert ist (S100) und wenn eine Maschinendrehzahl kleiner als α1 ist (JA in S110, JA in S120); Auswählen eines vollen Antriebsmodus (S170); Auswählen eines Bereitschaftsmodus (S190), wenn ein Start der Maschine vollendet ist (JA in S180); Auswählen eines Rotationsmodus (S140), wenn die Maschinendrehzahl kleiner oder gleich α2 ist (JA in S110) und größer als α1 ist (JA in S120), und Auswählen des vollen Antriebsmodus (S170), wenn eine Fluktuation vorhergesagt ist (JA in S160), auch wenn eine Differenz Ndiff zwischen einer Rotation eines Ringzahnrads und einer Rotation eines Ritzels größer als ein vorbestimmter Wert β2 ist (NEIN in S150).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschinenstartvorrichtung und ein Maschinenstartverfahren, und insbesondere eine Startsteuertechnologie, bei der ein Stellglied bzw. Aktuator zum Bewegen eines Ritzels, um so in Eingriff mit einem Ringzahnrad gebracht zu werden, das um einen Außenumfang eines Schwungrads der Maschine bereitgestellt ist, sowie ein Motor zum Drehen des Zahnrades individuell gesteuert werden.
Stand der Technik
In den vergangenen Jahren weisen einige Autos mit einer Verbrennungskraftmaschine, wie etwa ein Verbrennungsmotor, eine sogenannte Start-Stopp-Funktion bzw. Leerlaufstoppfunktion auf, um eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern oder Abgasemissionen zu reduzieren, bei der eine Maschine automatisch gestoppt wird, während ein Fahrzeug stoppt und ein Fahrer ein Bremspedal betätigt, und das Fahrzeug automatisch beispielsweise durch eine Operation durch den Fahrer zum Neustarten neugestartet wird, wie etwa ein Vermindern des Umfangs der Betätigung des Bremspedals auf null.
Bei diesem Leerlaufstopp kann die Maschine neu gestartet werden, während eine Maschinendrehzahl relativ hoch ist. In einem solchen Fall gilt bei einem herkömmlichen Starter bzw. Anlasser, bei dem ein Herausdrücken eines Zahnrads zum Drehen der Maschine und eine Drehung des Zahnrads durch einem Ansteuerbefehl bewirkt werden, dass der Starter nach Warten, bis die Maschinendrehzahl ausreichend vermindert wurde, angetrieben wird, um einen Eingriff zwischen dem Zahnrad und einem Ringzahnrad der Maschine zu vereinfachen. Dabei wird eine Zeitverzögerung zwischen der Ausgabe einer Anforderung zum Neustarten einer Maschine und einem tatsächlichen Maschinenanlassen verursacht, und der Fahrer kann sich unbehaglich fühlen.
Um ein solches Problem zu lösen, offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.: 2005-330813 (Patentdokument 1) eine Technologie zum Bewirken eines Zahnrads, um eine Rotationsoperation durch Verwenden eines Starters durchzuführen, der derart konfiguriert ist, dass eine Zahnradeingriffsoperation und eine Zahnradrotationsoperation unabhängig von der Zahnradeingriffsoperation durchgeführt werden kann, wenn eine Neustartanforderung ausgegeben wird, während eine Drehung einer Maschine unmittelbar, nachdem eine Stopp-Anforderung erzeugt wurde, vermindert wurde, und zum Neustarten der Maschine durch Bewirken der Zahnradeingriffsoperation, wenn sich eine Zahnraddrehzahl in Synchronisation mit einer Maschinendrehzahl befindet.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.: 2005-330813

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Wenn die Maschinendrehzahl plötzlich fluktuiert, beispielsweise wenn die Zahnradeingriffsoperation durchgeführt wird, dass wenn die Zahnraddrehzahl und die Maschinendrehzahl, wie in der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.: 2005-330813 offenbarten Technologie, in Synchronisation sind, es jedoch schwer wird, die Zahnraddrehzahl und die Maschinendrehzahl miteinander zu Synchronisieren, und die Start-Leistungsfähigkeit der Maschine wird schlecht.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maschinenstartvorrichtung und ein Maschinenstartverfahren zum Unterdrücken einer Verschlechterung der Startleistungsfähigkeit einer Maschine bereitzustellen.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine Maschinenstartvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Starter zum Starten einer Maschine und eine Steuervorrichtung für den Starter. Der Starter umfasst ein zweites Zahnrad, das in Eingriff mit einem mit einer Kurbelwelle der Maschine gekoppelten ersten Zahnrad gebracht werden kann, ein Stellglied bzw. Aktuator zum Bewegen des zweiten Zahnrads auf eine Eingriffsposition mit dem ersten Zahnrad in einem angetriebenen Zustand, und einen Motor zum Drehen des zweiten Zahnrads. Die Steuervorrichtung ist dazu fähig, um individuell sowohl das Stellglied als auch den Motor anzusteuern. Die Steuervorrichtung weist einen Rotationsmodus auf, bei dem der Motor vor dem Antreiben des Stellglieds angetrieben wird, und einen Eingriffsmodus auf, bei dem das Stellglied angetrieben wird, um so das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad vor dem Antrieb des Motors in Eingriff zu bringen. Die Steuervorrichtung führt einen Übergang zu dem Eingriffsmodus durch, wenn die Last der Maschine fluktuiert, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.
Vorzugsweise treibt die Steuervorrichtung das Stellglied an, wenn die Last der Maschine nach dem Start eines Betriebs des Motors und vor einem Abschätzzeitpunkt, wenn abgeschätzt wird, dass die Rotation des ersten Zahnrads und die Rotation des zweiten Zahnrads miteinander in Synchronisation sind, fluktuiert, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.
Weiterhin gilt vorzugsweise, dass die Steuervorrichtung das Stellglied antreibt, wenn eine Vorhersagebedingung, dass eine Fluktuation einer Drehzahl der Maschine vorhergesagt wird, nach einem Start des Betriebs des Motors und vor einem Abschätzzeitpunkt, wenn abgeschätzt wird, dass eine Rotation des ersten Zahnrads und eine Rotation des zweiten Zahnrads sich miteinander in Synchronisation befinden, erfüllt ist, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.
Weiterhin gilt vorzugsweise, dass eine Ausstattung, die eine Fluktuation der Last auf die Maschine als eine Folge auf einen Betrieb verursacht, mit der Kurbelwelle der Maschine gekoppelt ist. Die Vorhersagebedingung ist eine Bedingung, dass ein Befehl zum Ändern des Betriebszustands der Ausstattung empfangen wurde.
Weiterhin gilt vorzugsweise, dass die Ausstattung eine Kupplung ist. Die Vorhersagebedingung ist eine Bedingung, dass ein Befehl zum Ändern eines Betriebszustands der Kupplung empfangen wurde.
Weiterhin gilt vorzugsweise, dass die Vorhersagebedingung eine Bedingung ist, dass eine Operation zum Ändern der Kupplung von einem Freilaufzustand zu einem Eingriffszustand empfangen wurde.
Weiterhin gilt vorzugsweise, dass die Ausstattung ein Getriebe ist. Die Vorhersagebedingung ist eine Bedingung, dass ein Befehl zum Ändern des Getriebezustands des Getriebes empfangen wurde.
Weiterhin gilt vorzugsweise, dass die Vorhersagebedingung eine Bedingung ist, dass eine Operation zum Auswählen einer Gangposition des Getriebes empfangen wurde.
Weiterhin gilt vorzugsweise, dass die Ausstattung eine Lichtmaschine ist. Die Vorhersagebedingung ist eine Bedingung, dass ein beliebiger Befehl eines Befehls zum Betreiben der Lichtmaschine und ein Befehl zum Stoppen eines Betriebs der Lichtmaschine empfangen wurden.
Weiterhin gilt vorzugsweise, dass die Ausstattung ein Klimaanlagenkompressor ist. Die Vorhersagebedingung ist eine Bedingung, dass ein beliebiger Befehl eines Befehls zum Betätigen des Klimaanlagenkompressors und ein Befehl zum Stoppen eines Betriebs des Klimaanlagenkompressors empfangen wurden.
Weiterhin gilt vorzugsweise, dass die Steuervorrichtung das Stellglied und den Motor derart steuert, dass die Maschine bei sowohl dem Rotationsmodus als auch dem Eingriffsmodus gestartet wird, die basierend auf einer Drehzahl der Maschine ausgewählt werden.
In einem Maschinenstartverfahren gemäß einen weiterem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Maschine mit einem Starter bzw. Anlasser zum Starten der Maschine und einer Steuervorrichtung für den Starter ausgestattet. Der Starter umfasst ein zweites Zahnrad, dass mit einem mit einer Kurbelwelle der Maschine gekoppelten ersten Zahnrad in Eingriff gebracht werden kann, ein Stellglied zum Bewegen des zweiten Zahnrads auf eine Eingriffsposition mit dem ersten Zahnrad in einem angetriebenen Zustand, und einem Motor zum Drehen des zweiten Zahnrads. Sowohl das Stellglied als auch der Motor können individuell angetrieben werden. Das Startverfahren umfasst die Schritte: Antreiben des Stellglieds und des Motors in einem Rotationsmodus, in dem der Motor vor dem Antreiben des Stellglieds angetrieben wird; Antreiben des Stellglieds und des Motors in einem Eingriffsmodus, in dem das Stellglied derart angetrieben wird, um so das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad vor dem Antrieb des Motors in Eingriff zu bringen; und Durchführen eines Übergangs zu dem Eingriffsmodus, wenn die Last der Maschine fluktuiert, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.
Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung gilt, dass wenn eine Last der Maschine fluktuiert, nachdem der Motor angetrieben wird, und bevor der Abschätzzeitpunkt, wenn abgeschätzt wird, dass eine Rotation des Ringzahnrads der Maschine und eine Rotation des Zahnrads des Starters sich miteinander in Synchronisation befinden, während der Rotationsmodus ausgeführt wird, das Stellglied derart angetrieben wird, dass das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad miteinander in Eingriff gebracht werden. Daher gilt, dass auch wenn eine Maschinendrehzahl Ne plötzlich fluktuiert, die Maschine schnell gestartet werden kann, und dadurch kann eine Verschlechterung der Start-Leistungsfähigkeit unterdrückt werden. Daher können eine Maschinestartvorrichtung und ein Maschinestartverfahren zum Unterdrücken einer Verschlechterung einer Maschinenstart-Leistungsfähigkeit bereitgestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein allgemeines Blockdiagramm eines Fahrzeugs.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer ECU.
3 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Übergangs eines Operationsmodus eines Starts.
4 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Antriebsmodus in einer Maschinenstartoperation.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Steueraufbau einer durch die ECU durchgeführten Verarbeitung in einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Steueraufbau einer durch die ECU durchgeführten Verarbeitung in einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
Methoden zum Ausführung der Erfindung
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Deren Bezeichnung und Funktion sind ebenso identisch. Daher wird eine detaillierte Beschreibung von diesen nicht wiederholt.
<erstes Ausführungsbeispiel>
[Aufbau der Maschinenstartvorrichtung]
1 ist ein allgemeines Blockdiagramm eines Fahrzeugs 10. Bezugnehmend auf 1 umfasst das Fahrzeug 10 eine Maschine 100, eine Batterie 120, einen Starter 200, eine Steuervorrichtung (nachstehend ebenso als ECU bezeichnet) 300, und Relais RY1, RY2. Der Starter bzw. Anlasser 200 umfasst einen Motor 220, ein Stellglied bzw. Aktuator 232, einen Kopplungsabschnitt 240, ein Ausgabeelement 250 und ein Ritzel 260. Das Stellglied 232 umfasst einen Kolben 210 und ein Magnetventil 230. Eine Maschinenstartvorrichtung gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel umfasst einen Starter 200 zum Starten der Maschine und eine ECU 300, die als die Steuervorrichtung für den Starter 200 dient.
Die Maschine 100 erzeugt eine Antriebskraft zum Bewegen des Fahrzeugs 10. Eine Kurbelwelle 111, die als eine Antriebswelle der Maschine 100 dient, ist mit einem Antriebsrad verbunden, über einen Antriebsstrang der derart aufgebaut ist, um eine Kupplung 112, ein Getriebe 114, ein Untersetzungsgetriebe, oder dergleichen, das dazwischen geschoben ist, zu umfassen.
Die Maschine 100 ist mit einer Ansaugpassage 166 zum Zuführen von Luft zu der Maschine 100 ausgestattet. Die Ansaugpassage 166 ist mit einem Drosselventil 164 zum Regulieren einer Durchflussrate von durch die Ansaugpassage 166 strömenden Luft ausgestattet. Das Drosselventil 164 wird über einen Drosselmotor 160 betrieben. Der Drosselmotor 160 wird basierend auf einem Steuersignal THC von der ECU 300 angetrieben. Eine Position des Drosselventils 164, das heißt, eine Drosselposition, wird durch einen Drosselpositionssensor 162 erfasst. Der Drosselpositionssensor 162 gibt einen Erfassungswert TH an die ECU 300 aus.
Die Maschine 100 kann mit einem Ventilantriebsstellglied 172 zum Antreiben eines Ansaugventils und eines Auslassventils ausgestattet sein. Das Ventilantriebsstellglied 172 kann ein Stellglied zum Anpassen jeder Ventilöffnung sein, beispielsweise durch direktes Antreiben des Ansaugventils und des Auslassventils, oder kann ein Stellglied zum Ändern eines Zeitpunkts zum Schließen des Ansaugventils und des Auslassventils und eines Hubbetrags davon sein. Das Ventilantriebsstellglied 172 wird basierend auf einem Steuersignal VC von der ECU angetrieben.
Die Maschine ist mit einem Drehzahlsensor 115 ausgestattet. Der Drehzahlsensor 115 erfasst eine Drehzahl Ne der Maschine 100, und gibt ein Erfassungsergebnis an die ECU 300 aus.
Die Batterie 120 ist ein Speicherelement elektrischer Energie, die derart konfiguriert ist, dass diese geladen und entladen werden kann. Die Batterie 120 ist konfiguriert, um eine Sekundärbatterie, wie etwa eine Lithumionenbatterie, eine Nickelmetallhybridbatterie, eine Bleisäurebatterie, oder dergleichen, zu umfassen. Alternativ kann die Batterie 120 über ein Energiespeicherelement, wie etwa eine elektrische Doppelschichtkapazität, implementiert sein.
Zusätzlich ist eine Ausstattung, die eine Fluktuation einer Last der Maschine 100 bewirkt, wenn dieses betrieben wird, mit der Kurbelwelle 111 der Maschine 100 gekoppelt. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel umfasst die Ausstattung, die eine Fluktuation der Maschine 100 bewirkt, eine Kupplung 112, ein Getriebe 114, eine Lichtmaschine 132 und einen Klimaanlagenkompressor 134. Es sei angemerkt, dass die Ausstattung, die eine Fluktuation der Last der Maschine 100 bewirkt, eine Pumpe zum Erzeugen eines Hydraulikdrucks einer Servolenkung, die durch Bewegungsenergie der Maschine 100 als Antwort auf ein Steuersignal von der ECU 300 erzeugt, oder ein Drosselventil 164 der Maschine 100 anstatt oder zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Kupplung 112, der Lichtmaschine 132 und dem Klimaanlagenkompressor 134, umfassen kann.
Eine Riemenscheibe 136 ist an einer Eingangswelle der Lichtmaschine 132 bereitgestellt. Zusätzlich ist eine Riemenscheibe 138 an einer Eingangswelle des Klimaanlagenkompressors 134 bereitgestellt. Eine Riemenscheibe 168 ist an der Kurbelwelle 111 der Maschine 100 bereitgestellt. Die Riemenscheiben 136, 138 und 168 sind miteinander über einen Riemen 170 gekoppelt. Daher wird ein Moment der Kurbelwelle 111 der Maschine 100 zu der Riemenscheibe 168 und zu de Riemenscheiben 136 und 138 über den Riemen 179 übertragen.
Die Lichtmaschine 132 erzeugt elektrische Energie durch Verwenden eines zu der Riemenscheibe 136 übertragenen Moments durch Erregen einer enthaltenen elektromagnetischen Spule basierend auf einem Steuersignal ALT von der ECU 300. Die Lichtmaschine 132 lädt die Batterie 120 durch Zuführen von erzeugter elektrischer Energie an die Batterie 120 über einen Inverter, einen Konverter, oder dergleichen, der nicht gezeigt ist. Es sei angemerkt, dass die Lichtmaschine 132 die Batterie 120 durch Zuführen von elektrischer Energie, die durch die Lichtmaschine 132 erzeugt wird, zu der Batterie 120 über einen nicht gezeigten Inverter und einem DC/DC-Konverter 127 laden kann. Ein Betrag der Erzeugung von elektrischer Energie durch die Lichtmaschine 123 wird durch die ECU 300 gesteuert.
Der Klimaanlagen- bzw. A/C-Kompressor 134 wird basierend auf einem Steuersignal AC von der ECU 300 betrieben. Der Klimaanlagenkompressor 134 enthält eine elektromagnetische Kupplung 142. Die elektromagnetische Kupplung 142 befindet sich in einem Eingriffszustand oder einem gelösten Zustand, basierend auf einem Steuersignal AC von der ECU 300.
Wenn sich die elektromagnetische Kupplung 142 in dem Eingriffszustand befindet, wird ein von der Kurbelwelle 111 zu der Riemenscheibe 138 durch den Riemen 170 übertragenes Moment an die Eingangswelle des Klimaanlagenkompressors 134 übertragen. Daher wird, wenn sich die Riemenscheibe 138 und die Eingangswelle des Klimaanlagenkompressors 134 integral drehen, der Klimaanlagenkompressor 134 betätigt.
Alternativ gilt, dass wenn sich die elektromagnetische Kupplung 142 in dem gelösten Zustand befindet, das von der Kurbelwelle 111 zur Riemenscheibe 138 über den Riemen 170 übertragene Moment nicht zu der Eingangwelle des Klimaanlagenkompressors 134 übertragen wird. Daher dreht sich in diesem Fall nur die Riemenscheibe 138 aus der Riemenscheibe 138 und der Eingangswelle des Klimaanlagenkompressors 134.
Die Kupplung 112 und das Getriebe 114 sind mit der Maschine 100 gekoppelt. Die Kupplung 112 ist zwischen der Maschine 100 und dem Getriebe 114 bereitgestellt. Die Kupplung 112 wird von dem Eingriffszustand bzw. dem gelösten Zustand zu dem anderen Zustand geändert. Wenn sich die Kupplung 112 in dem Eingriffszustand befindet, wird Bewegungsenergie der Maschine 100 an das Getriebe 114 über die Kupplung 112 übertragen. Wenn sich andererseits die Kupplung 112 in dem gelösten Zustand befindet, wird eine Übertragung von Bewegungsenergie zwischen der Maschine 100 und dem Getriebe 114 angetrennt, und daher wird Bewegungsenergie der Maschine 100 nicht an das Getriebe 114 übertragen.
In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 112 eine Trockenkupplung, und deren betätigter Zustand wird als Antwort auf eine Operation durch den Fahrer eines Kupplungspedals 180 variiert. Ein Initialzustand der Kupplung 112 entsprechend einem Initialzustand (ein nicht betätigter Zustand) des Kupplungspedals 180 ist der Eingriffszustand. Wenn beispielsweise der Fahrer das Kupplungspedal 180 herabdrückt, begibt sich die Kupplung 112 durch Verwenden der Betätigungskraft durch den Fahrer in dem gelösten Zustand. Wenn dann der Fahrer das Herabdrücken des Kupplungspedals 180 löst, kehrt die Kupplung 112 zu dem Initialzustand (Eingriffszustand) durch Verwenden einer Federkraft eines Federelements (wie etwa eine Membranfeder), die in der Kupplung 112 bereitgestellt ist, zurück. Es sei angemerkt, dass die Kupplung 112 ein Umschalten auf den gelösten Zustand und den Eingriffszustand von einem Zustand zu dem anderen beispielsweise durch Verwenden eines Stellglieds durchführen kann. Dabei ändert das Stellglied den betätigten Zustand der Kupplung 112 als Antwort auf ein Empfangen eines Befehls zum Ändern des betätigten Zustands der Kupplung 112 von der ECU 300.
Das Kupplungspedal ist mit einem (nicht gezeigten) Kupplungspedalpositionssensor ausgestattet. Der Kupplungspositionssensor gibt ein Signal CLC, das einen Betätigungsumfang des Kupplungspedals 180 angibt, an die ECU 300 aus.
Wenn beispielsweise das Kupplungspedal 180 zu einem solchen Ausmaß herabdrückt wird, das ein Betätigungsumfang des Kupplungspedals 180 größer oder gleich einem vorbestimmten Betätigungsumfang ist, kann der Kupplungspositionssensor ein EIN-Signal an die ECU 300 ausgeben, und wenn das Herabdrücken auf ein solches Ausmaß vermindert wird, dass der Betätigungsumfang kleiner als der vorbestimmte Betätigungsumfang wird, kann dieser die Ausgabe des EIN-Signals stoppen, oder ein AUS-Signal ausgeben. Alternativ gilt, dass wenn das Kupplungspedal 180 auf ein solches Ausmaß herabgedrückt wird, dass ein Betätigungsumfang des Kupplungspedals 180 größer oder gleich einem ersten Betätigungsumfang ist, der Kupplungspositionssensor das EIN-Signal an die ECU 300 ausgeben kann, und wenn das Herabdrücken auf ein solches Ausmaß gelöst wird, dass der Betätigungsumfang kleiner oder gleich einem zweiten Betätigungsumfang an der Seite des Herabdrücklösens bezüglich des ersten Betätigungsumfangs ist, kann dieser die Ausgabe des EIN-Signals stoppen oder das AUS-Signal ausgeben.
In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird in der Beschreibung angenommen, dass das Getriebe 114 beispielsweise über ein manuelles Getriebe implementiert ist, jedoch ist dieses nicht insbesondere auf das manuelle Getriebe beschränkt. Das Getriebe 114 kann ein Automatikgetriebe sein, das eine beliebige Gangposition aus einer Vielzahl von Gangpositionen durch Verwenden des Stellglieds auswählt. Hier wählt das Stellglied eine Gangposition entsprechend einem Befehl als Antwort auf ein Empfangen des Befehls zum Auswählen einer Gangposition von der ECU 300 aus.
Eine Gangposition des Getriebes 114 wird durch Verwenden eines Schalthebels 190 ausgewählt. Der Schalthebel 190 ist mit einem (nicht gezeigten) Schaltpositionssensor ausgestattet. Der Schaltpositionssensor gibt ein Signal SP, das eine Position des Schalthebels 190 angibt, an die ECU 300 aus.
Beispielsweise umfasst das Signal SP, das eine Position des Schalthebels 190 angibt, Informationen, die einen beliebigen Betrag einer Fahrt bzw. eines Bewegens von einer Leerlaufposition (einer Initialposition in einem nicht betätigten Zustand) bezüglich einer Schaltrichtung und einer Auswahlrichtung orthogonal zueinander angeben.
Die Batterie 120 ist mit dem Starter 200 über Relais RY1, RY2 verbunden, die durch die zwischengeschobene ECU 300 gesteuert werden. Die Batterie 120 führt eine Zuführspannung zum Antreiben des Starters 200 zu, wenn die Relais RY1, RY2 geschlossen sind. Es sei angemerkt, dass eine negative Elektrode der Batterie 120 mit einem Massekörper des Fahrzeugs 10 verbunden ist.
Die Batterie 120 ist mit einem Spannungssensor 125 ausgestattet. Der Spannungssensor 125 erfasst eine Ausgangsspannung VB der Batterie 120, und gibt einen Erfassungswert an die ECU 300 aus.
Die Spannung der Batterie 120 wird der ECU 300 und Hilfseinheiten, wie etwa einem Inverter einer Klimaanlagenvorrichtung über den DC/DC-Konverter 127 zugeführt. Der DC/DC-Konverter 127 wird durch die ECU 300 gesteuert, um so eine der ECU 300 und dergleichen zugeführten Spannung beizubehalten. Beispielsweise gilt hinsichtlich der Tatsache, dass die Spannung der Batterie 120 als eine Folge eines Antriebs des Motors 220 zum Ankurbeln der Maschine 100 temporär vermindert wird, der DC/DC-Konverter 127 gesteuert wird, um die Spannung zu erhöhen, wenn der Motor 220 angetrieben wird.
Wie später beschrieben wird gilt, dass weil der Motor 220 gesteuert wird um betrieben zu werden, während ein Signal zum Anfordern des Starts der Maschine 100 ausgegeben wird, der DC/DC-Konverter 127 gesteuert wird um eine Spannung zu erhöhen, während das Signal zum Anfordern des Starts der Maschine 100 ausgegeben wird. Ein Verfahren zum Steuern des DC/DC-Konverters 127 ist nicht darauf beschränkt.
Das Relais RY1 besitzt ein Ende, das mit einer positiven Elektrode der Batterie 120 verbunden ist, wobei das andere Ende mit dem einen Ende des Magnetventils 230 innerhalb des Starters 200 verbunden ist. Das Relais RY1 wird über ein Steuersignal SEI von der ECU 300 gesteuert, um so zwischen einer Zufuhr und einem Abtrennen einer Zufuhrspannung von der Batterie 120 zu dem Magnetventil 230 umzuschalten.
Das Relais RY2 besitzt ein Ende, das mit der positiven Elektrode der Batterie 120 verbunden ist, wobei das andere Ende mit dem Motor 220 innerhalb des Starters 200 verbunden ist. Das Relais RY2 wird über ein Steuersignal SE2 von der ECU 300 gesteuert, um so zwischen einer Zufuhr und einem Abtrennen einer Zufuhrspannung von der Batterie 120 zu dem Motor 220 umzuschalten. Zusätzlich ist ein Spannungssensor 130 in einer Stromleitung, die das Relais RY2 und dem Motor 220 miteinander verbindet, bereitgestellt. Der Spannungssensor 130 erfasst eine Motorspannung VM, und gibt einen Erfassungswert an die ECU 300 aus.
In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel umfasst der Starter 200 ein zweites Zahnrad, das mit einem ersten Zahnrad, das mit der Kurbelwelle 111 der Maschine 100 gekoppelt ist, in Eingriff gebracht werden kann, ein Stellglied 232 zum Bewegen des zweiten Zahnrads auf eine Eingriffsposition mit dem ersten Zahnrad in einem Antriebszustand, und einen Motor 220 zum Drehen des zweiten Zahnrads. Das ”erste Zahnrad” in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist ein mit der Kurbelwelle 111 der Maschine 100 gekoppeltes Ringzahnrad, und das ”zweite Zahnrad” ist ein Ritzel 260.
Wie vorstehend beschrieben kann eine Zufuhr einer Zufuhrspannung zu dem Motor 220 und dem Magnetventil 230 innerhalb des Starters 200 unabhängig durch die Relais RY1, RY2 gesteuert werden.
Das Ausgabeelement 250 ist mit einer Drehwelle oder einem (nicht gezeigten) Rotor innerhalb des Motors beispielsweise über einen geraden Keil oder dergleichen gekoppelt. Zusätzlich ist das Ritzel 260 an einem Endabschnitt des Ausgabeelements 250 gegenüberliegend des Motors 220 bereitgestellt. Wenn das Relais RY2 geschlossen ist, wird die Zufuhrspannung von der Batterie 120 zugeführt, umso den Motor 220 zu drehen. Anschließend überträgt das Ausgabeelement 250 die Drehoperation des Rotors an das Ritzel 260, um dabei das Ritzel 260 zu drehen.
Wie vorstehend beschrieben besitzt das Magnetventil 230 ein Ende, das mit dem Relais RY1 verbunden ist, wobei das andere Ende mit der Erdung bzw. Maße verbunden ist. Wenn das Relais RY1 geschlossen wird, und das Magnetventil 230 erregt wird, zieht das Magnetventil 230 den Kolben 210 in der Pfeilrichtung an.
Der Kolben 210 ist mit dem Ausgabeelement 250 mit einem zwischengeschobenen Kopplungsabschnitt 240 gekoppelt. Wenn das Magnetventil 230 erregt wird, wird der Kolben 210 in der Richtung des Pfeils angezogen. Daher bewegt sich der Kopplungsabschnitt 240, dessen Drehachse 245 fixiert ist, das Ausgabeelement 250 von einer in 1 gezeigten Bereitschafts- bzw. Stand-by-Position in eine Richtung entgegengesetzt einer Richtung einer Betätigung des Kolbens 210, das heißt, eine Richtung, in der das Ritzel 260 sich von einem Hauptkörpers des Motors 220 wegbewegt. Zusätzlich wird eine Vorspannkraft entgegengesetzt zu dem Pfeil in 1 dem Kolben 210 über einen nicht gezeigten Federmechanismus angelegt, und wenn das Magnetventil 230 nicht mehr erregt wird, kehrt dieser auf die Bereitschaftsposition zurück.
Wenn das Ausgabeelement 250 daher als ein Ergebnis einer Erregung des Magnetventils 230 in einer Axialrichtung getrieben wird, wird das Ritzel 260 in Eingriff mit dem um einen Außenumfang eines an der Kurbelwelle 111 der Maschine 110 angebrachten Schwungrades bereitgestellten Ringzahnrads 110 gebracht. Dabei gilt, dass wenn das Ritzel 260 eine Drehoperation durchführt, während das Ritzel 260 und das Ringzahnrad 110 miteinander in Eingriff sind, die Maschine 100 angekurbelt und gestartet wird.
Daher gilt in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass das Stellglied 232 zum Bewegen des Ritzels 260, um mit dem um den Außenumfang des Schwungrades der Maschine 100 bereitgestellten Ringzahnrad 110 in Eingriff gebracht zu werden, und der Motor 220 zum Drehen des Ritzels 260, individuell gesteuert werden.
Obwohl nicht in 1 gezeigt, kann eine Einweg- bzw. Freilaufkupplung zwischen dem Ausgabeelement 250 und der Drehwelle des Motors 220 bereitgestellt sein, so dass sich der Rotor des Motors 220 nicht aufgrund der Drehoperation des Ringzahnrades 110 dreht.
Zusätzlich ist das Stellglied 232 in 1 nicht auf den obigen Mechanismus begrenzt, solange dieses ein Mechanismus ist, der dazu fähig ist, eine Drehung des Ritzels 260 an das Ringzahnrad 110 zu übertragen, und ein Schalten zwischen einem Zustand, dass das Ritzel 260 und das Ringzahnrad 110 miteinander im Eingriff stehen, und einem Zustand, dass diese nicht miteinander in Eingriff stehen, umzuschalten. Beispielsweise ist ein solcher Mechanismus, dass das Ritzel 260 und das Ringzahnrad 110 miteinander als ein Ergebnis einer Bewegung der Welle des Ausgabeelements 250 in einer Radialrichtung des Ritzels 260 in Eingriff gebracht werden, ist ebenso anwendbar.
Die ECU 300 umfasst eine CPU (zentrale Prozesseinheit), eine Speichervorrichtung und einen Eingabe/Ausgabe-Zwischenspeicher, wobei keiner von diesen gezeigt ist, und empfängt eine Eingabe von jedem Sensor oder stellt eine Ausgabe eines Steuerbefehls zu jeder Baugruppe der Ausstattung bereit. Es sei angemerkt, dass die Steuerung dieser Komponenten nicht auf eine Verarbeitung durch Software beschränkt ist, und ein Teil davon ebenso durch zugewiesene Hardware (elektronische Schaltung) aufgebaut und verarbeitet werden kann.
Die ECU 300 empfängt ein Signal ACC, das einen Betätigungsumfang eines Fahrpedals 140 von einem (nicht gezeigten) an dem Fahrpedal 140 bereitgestellten Sensor angibt. Die ECU 300 empfängt ein Signal BRK, das einen Betätigungsumfang eines Bremspedals 150 von einem (nicht gezeigten) an dem Bremspedal 150 bereitgestellten Sensor angibt. Zusätzlich empfängt die ECU 300 ein Startbetätigungssignal IG-ON, das als Antwort auf eine Zündoperation durch den Fahrer oder dergleichen ausgegeben wird. Basierend auf solchen Informationen erzeugt die ECU 300 ein Signal, das einen Start der Maschine 100 anfordert, und ein Signal, das einen Stopp von dieser anfordert, und gibt Steuersignale SE1, SE2 in Übereinstimmung damit aus, um so eine Operation des Starters 200 zu steuern.
Die ECU 300 kann individuell den Antrieb sowohl des Stellglieds 232 als auch des Motors 220 bewirken. Zusätzlich weist die ECU 300 einen Rotationsmodus auf, in dem der Motor 220 vor dem Antrieb des Stellglieds 232 angetrieben wird, und einen Eingriffsmodus auf, in dem das Stellglied 232 derart betrieben wird, um so das Ritzel 260 und das Ringzahnrad 110 vor dem Antreiben des Motors 220 miteinander in Eingriff zu bringen. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel bewirkt die ECU 300 einen Übergang auf den Eingriffsmodus, wenn die Last der Maschine 100 fluktuiert, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.
Bezugnehmend auf 2 wird eine Funktion ECU 300 beschrieben. Es sei angemerkt, dass eine nachstehend beschriebene Funktion der ECU 300 durch Software oder Hardware sowie durch ein Zusammenspiel von Software und Hardware implementiert werden kann.
Die ECU 300 umfasst eine Bestimmungseinheit 302 und eine Steuereinheit 304. Die Bestimmungseinheit 302 bestimmt, ob ein Start der Maschine 100 angefordert wurde oder nicht. Wenn beispielsweise ein Betätigungsumfang des Bremspedals 150 durch den Fahrer auf null abnimmt, bestimmt die Bestimmungseinheit 302, dass ein Start der Maschine 100 angefordert wurde. Insbesondere gilt, dass wenn der Betätigungsumfang des Bremspedals 150 durch den Fahrer auf null zurückgeht, während die Maschine 100 und das Fahrzeug 10 gestoppt verbleiben, die Bestimmungseinheit 302 bestimmt, dass ein Start der Maschine 100 angefordert wurde. Ein Verfahren einer Bestimmung, ob ein Start der Maschine 100 angefordert wurde oder nicht, das durch die Bestimmungseinheit 302 ausgeführt wird, ist nicht darauf beschränkt. Wenn die ECU 300 bestimmt, dass ein Start der Maschine 100 angefordert wurde, erzeugt die ECU 300 ein Signal, welches einen Start der Maschine 100 anfordert, und gibt ein Steuersignal SE1, SE2 in Übereinstimmung damit aus.
In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gilt, dass wenn ein Signal erzeugt wird, das einen Start der Maschine 100 anfordert, das heißt, wenn bestimmt wird, dass der Start der Maschine 100 angefordert wurde, die Steuereinheit 304 das Stellglied 232 und den Motor 220 steuert, um die Maschine 100 zu starten, durch Auswählen eines einer Vielzahl von Steuermodi basierend auf der Drehzahl Ne der Maschine 100. Die Vielzahl von Steuermodi umfasst einen ersten Modus, in dem das Stellglied 232 und der Motor 220 derart gesteuert werden, dass das Ritzel 260 zu rotieren beginnt, nachdem sich das Ritzel 260 in Richtung des Ringzahnrads 110 bewegt, und einen zweiten Modus, in dem das Stellglied 232 und der Motor 220 derart gesteuert werden, dass sich das Ritzel 260 in Richtung des Ringzahnrads 110 bewegt, nachdem das Ritzel 260 zu rotieren beginnt.
Es sei angemerkt, dass wenn bestimmt wird, dass ein Start der Maschine 100 angefordert wurde, die Steuereinheit 304 das Stellglied 232 und den Motor 220 steuern kann, so dass sich das Ritzel 260 in Richtung des Ringzahnrads 110 bewegt, nachdem das Ritzel 260 zu rotieren beginnt, ohne Auswählen eines aus der Vielzahl von Steuermodi.
Wenn die Steuereinheit 304 den ersten Modus ausgewählt hat, steuert die Steuereinheit 304 das Stellglied 232 derart, dass sich das Ritzel 260 in Richtung des Ringzahnrads 110 bewegt, wenn die Bestimmungseinheit 302 bestimmt hat, dass der Start der Maschine 100 angefordert wurde, und die Steuereinheit 304 steuert den Motor 220 derart, dass das Ritzel 260 rotiert, nachdem das Ritzel 260 in Richtung des Ringzahnrads 110 bewegt wurde.
Wenn die Steuereinheit 304 den zweiten Modus ausgewählt hat, steuert die Steuereinheit 304 den Motor 220 derart, dass das Ritzel 260 zu rotieren beginnt, wenn die Bestimmungseinheit 302 bestimmt hat, dass der Start der Maschine 100 angefordert wurde, und die Steuereinheit 304 steuert das Stellglied 232 derart, dass sich das Ritzel 260 in Richtung des Ringzahnrads 110 bewegt, nachdem das Ritzel 260 zu rotieren beginnt.
Wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 kleiner oder gleich einem ersten Referenzwert α1 ist, wählt die Steuereinheit 304 den ersten Modus aus. Wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 größer als der erste Referenzwert α1 ist, wählt die Steuereinheit 304 den zweiten Modus aus.
Zusätzlich steuert in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Steuereinheit 304 das Stellglied 232 und den Motor 220, um die Maschine 100 durch Betätigen des Stellglieds 232 zu starten derart, dass sich das Ritzel 260 in Richtung des Ringzahnrads 110 bewegt, wenn eine vorbestimmte Bedingung, dass eine Fluktuation einer Last der Maschine 100 vorhergesagt ist, nach dem Start der Betätigung des Motors 220 und vor einem Abschätzzeitpunkt, wenn abgeschätzt wird, das eine Rotation des Ringzahnrads 110 und eine Rotation des Ritzels 260 miteinander in Synchronisation sind, erfüllt ist, während der Rotationsmodus ausgeführt wird, der später beschrieben wird. Die vorbestimmte Bedingung ist eine Bedingung, dass ein Befehl zum Ändern eines betätigten Zustands der Ausstattung empfangen wurde. Wie vorstehend beschrieben ist die ”Ausstattung” eine Ausstattung, die eine Fluktuation der Last der Maschine 100 als ein Ergebnis einer Betätigung bewirt, und in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel bezieht sich diese auf die Kupplung 112, das Getriebe 114, die Lichtmaschine 132 und den Klimaanlagenkompressor 134.
In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel umfasst die Vorhersagebedingung eine Bedingung, dass ein Befehl zum Ändern eines betätigten Zustands der Kupplung 112 empfangen wurde. Insbesondere umfasst die Vorhersagebedingung eine Bedingung, dass eine Operation zum Ändern der Kupplung 112 von dem gelösten Zustand zu dem Eingriffszustand empfangen wurde. Die Steuereinheit 304 bestimmt, ob die Vorhersagebedingung erfüllt wurde oder nicht, basierend auf dem Erfassungswert von dem Kupplungspedalpositionssensor. Wenn beispielsweise die Steuereinheit 304 erfasst, dass die Operation des Kupplungspedals 180 von einem vollständig herabgedrückten Zustand in eine Richtung des Lösens eines Herabdrückens durch den Kupplungspositionssensor erfasst wird (beispielsweise wenn die Ausgabe des EIN-Signals gestoppt ist, oder wenn die Steuereinheit 304 das AUS-Signal empfängt), bestimmt die Steuereinheit 304, dass die Vorhersagebedingung erfüllt ist, unter der Annahme, dass die Operation zum Ändern der Kupplung 112 von dem gelösten Zustand zu dem Eingriffszustand empfangen wurde.
Alternativ umfasst die Vorhersagebedingung eine Bedingung, dass ein Befehl zum Ändern des Übertragungszustands des Getriebes 114 empfangen wurde. Insbesondere umfasst die Vorhersagebedingung eine Bedingung, dass eine Operation zum Auswählen einer Gangposition des Getriebes 114 empfangen wurde. Wenn beispielsweise die Steuereinheit 304 eine Bewegung des Schalthebels 190 von der Leerlaufposition auf eine Position entsprechend einer vorbestimmten Gangposition (beispielsweise eine erste Position) durch den Schaltpositionssensor erfasst, bestimmt die Steuereinheit 304, dass die Vorhersagebedingung erfüllt ist, unter der Annahme, dass die Operation zum Auswählen der Gangposition des Getriebes 114 empfangen wurde.
Alternativ umfasst die Vorhersagebedingung eine Bedingung, dass ein beliebiger eines Befehls aus einem Befehl zum Betätigen der Lichtmaschine 132 (das heißt, zum Erzeugen von elektrischer Energie), und einem Befehl zum Stoppen einer Betätigung der Lichtmaschine 132 empfangen wurde. Wenn beispielsweise ein Ladungszustand der Batterie niedriger als ein untere Grenzwert ist, während die Lichtmaschine 132 nicht betrieben wird, bestimmt die Steuereinheit 304, dass die Vorhersagebedingung erfüllt ist, unter der Annahme, dass ein Befehl zum Betätigen der Lichtmaschine 132 empfangen wurde.
Alternativ gilt, dass wenn ein Ladungszustand der Batterie höher als ein obere Grenzwert während einer Betätigung der Lichtmaschine 132 ist, die Steuereinheit 304 bestimmt, dass die Vorhersagebedingung erfüllt ist, unter der Annahme, dass ein Befehl zum Stoppen des Betriebs der Lichtmaschine 132 empfangen wurde.
Alternativ umfasst die Vorhersagebedingung eine Bedingung, dass ein beliebiger Befehl eines Befehls zum Betreiben des Klimaanlagenkompressors 134 und eines Befehls zum Stoppen eines Betriebs empfangen wurde. Wenn beispielweise ein Befehl zum Betreiben einer Kühlung zum automatischen Einstellen einer Temperatur in dem Innenraum auf eine vorbestimmte Temperatur, oder ein Befehl zum Stoppen eines Betriebs empfangen wurde, kann die Steuereinheit 304 bestimmen, dass die Vorhersagebedingung erfüllt ist, oder alternativ, wenn der Fahrer eine Operation zum Betätigen einer Kühlung durchgeführt hat, oder wenn der Fahrer eine Operation zum Stoppen einer Betätigung der Kühlung durchgeführt hat, kann die Steuereinheit 304 bestimmen, dass die Vorhersagebedingung erfüllt ist.
In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gilt, dass wenn eine beliebige Vorhersagbedingung aus einer Vielzahl von Vorhersagebedingungen für jede Baugruppe einer vorstehend beschriebenen Ausstattung erfüllt ist, die Steuereinheit 304 ein Fluktuationsvorhersagemarkierungszeichen (”flag”) einschaltet, und wenn keine der Vielzahl von vorstehend beschriebenen Vorhersagebedingungen erfüllt ist, schaltet diese das Fluktuationsvorhersagemarkierungszeichen aus.
[Beschreibung des Operationsmodus des Starters]
3 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Übergangs eines Betriebs- bzw. Operationsmodus des Starters 200 in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel. Der Operationsmodus des Starters 200 in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel umfasst einen Stand-by- bzw. Bereitschaftsmodus 410, einen Eingriffsmodus 420, einen Rotationsmodus 430 und einen vollen Antriebsmodus 440.
Der zuvor beschriebene erste Modus ist ein Modus, in dem ein Übergang auf den vollen Antriebsmodus 440 über den Eingriffsmodus 420 durchgeführt wird. Der zuvor beschriebene zweite Modus ist ein Modus, in dem ein Übergang auf den vollen Antriebsmodus 440 über den Rotationsmodus 430 durchgeführt wird.
Der Bereitschaftsmodus 410 ist ein Modus, in dem der Antrieb sowohl das Stellglied 232 als auch des Motors 220 in dem Starter 200 gestoppt sind, und ist ein ausgewählter Modus, wenn ein Start der Maschine 100 nicht angefordert ist. Der Bereitschaftsmodus 410 entspricht dem Initialzustand des Starters 200, und wird ausgewählt, wenn ein Antrieb des Starters 200 nicht notwendig ist, beispielsweise vor einer Operation zum Starten der Maschine 100, nach Beendigung des Starts der Maschine 100, einer Fehlfunktion beim Starten der Maschine 100, und dergleichen.
Der volle Antriebsmodus 440 ist ein Modus, in dem sowohl das Stellglied 232 als auch der Motor 220 in dem Starter 200 angetrieben werden. Wenn dieser volle Antriebsmodus 440 ausgewählt ist, werden der Motor 220 und das Stellglied 232 derart gesteuert, dass sich das Ritzel 260 dreht, während das Ritzel 260 und das Ringzahnrad 110 miteinander in Eingriff stehen. Daher wird die Maschine 100 tatsächlich angekurbelt und die Operation für einen Start wird gestartet.
Wie vorstehend beschrieben kann der Starter 200 in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel unabhängig sowohl das Stellglied 232 als auch den Motor 220 antreiben. Daher gilt in einem Prozess des Übergangs von dem Bereitschaftsmodus 410 zu dem vollen Antriebsmodus 440, dass ein Fall vorliegt, in dem das Stellglied 232 vor dem Antrieb des Motors 220 angetrieben wird (d. h., entsprechend dem Eingriffsmodus 420), und einen Fall, in dem der Motor 220 vor dem Antrieb des Stellglieds 232 angetrieben wird (d. h., entsprechend dem Rotationsmodus 430).
Eine Auswahl zwischen diesem Eingriffsmodus 420 und diesem Rotationsmodus 430 wird im Wesentlichen basierend auf der Drehzahl Ne der Maschine 100 getroffen, wenn ein Neustart der Maschine 100 angefordert ist.
Der Eingriffsmodus 420 betrifft einen Zustand, in dem nur das Stellglied 232 aus dem Stellglied 232 und dem Motor 220 angetrieben wird, und der Motor 220 nicht angetrieben wird, Dieser Modus wird ausgewählt, wenn das Ritzel 260 und das Ringzahnrad 110 miteinander in Eingriff gebracht werden können, auch während das Ritzel 260 gestoppt verbleibt. Insbesondere gilt, dass während die Maschine 100 gestoppt verbleibt, oder während eine Drehzahl Ne der Maschine 100 ausreichend niedrig ist (Ne ≤ erster Referenzwert α1), dieser Eingriffsmodus 420 ausgewählt wird.
Nachdem ein Signal zum Anfordern eines Starts der Maschine 100 erzeugt wird, wird der Eingriffsmodus 420 für das Stellglied 232 und den Motor 220 ausgewählt.
Dann, nachdem der Eingriffsmodus 420 als der Betriebsmodus bzw. Operationsmodus ausgewählt wurde, führt der Operationsmodus einen Übergang von dem Eingriffsmodus 420 zu dem vollen Antriebsmodus 440 durch. Das heißt, dass der volle Antriebsmodus 440 ausgewählt wird, und das Stellglied 232 und der Motor 220 gesteuert werden. Das heißt in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass basierend auf einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitperiode seit dem Start des Antriebs des Stellglieds 232 bestimmt wird, dass ein Eingreifen des Ritzels 260 und des Ringzahnrads 110 miteinander vollendet wurde.
Indessen betrifft der Rotationsmodus 430 einen Zustand, in dem nur der Motor 220 aus dem Stellglied 232 und dem Motor 220 angetrieben wird, und das Stellglied 232 nicht angetrieben wird. Dieser Modus wird beispielsweise ausgewählt, wenn eine Anforderung für einen Neustart der Maschine 100 unmittelbar nach einem Stopp der Maschine 100 ausgegeben wird, und wenn eine Drehzahl Ne der Maschine 100 relativ hoch ist (α1 < Ne ≤ zweiter Referenzwert α2).
Wenn ein Signal zum Anfordern eines Starts der Maschine 100 erzeugt wird, werden das Stellglied 232 und der Motor 220 in dem Rotationsmodus 430 gesteuert.
Daher gilt, dass wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 hoch ist, eine Differenz der Drehzahl zwischen dem Ritzel 260 und dem Ringzahnrad 110 groß ist, während das Ritzel 260 gestoppt verbleibt, und ein Eingriff zwischen dem Ritzel 260 und dem Ringzahnrad 110 kann schwierig werden. Daher wird in dem Rotationsmodus 430 nur der Motor 220 vor dem Antrieb des Stellglieds 232 angetrieben, so dass sich die Drehzahl Ne des Ringrades 110 und eine Drehzahl des Ritzels 260 miteinander in Synchronisation befinden. Wenn anschließend bestimmt wird, dass die Synchronisation als Antwort auf die Differenz zwischen der Drehzahl Ne des Ringzahnrads 110 und der Drehzahl des Ritzels 260, die ausreichend klein ist, erreicht wurde, wird das Stellglied 232 angetrieben, und das Ringzahnrad 110 und das Ritzel 260 werden miteinander in Eingriff gebracht. Anschließend führt der Operationsmodus den Übergang von dem Rotationsmodus 430 auf den vollen Antriebsmodus 440 durch.
In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird eine Bestimmung eines Erreichens der Synchronisation insbesondere basierend darauf getroffen, ob eine relative Drehzahl Ndiff zwischen der Drehzahl Ne der Maschine 100 und einer Drehzahl des Ritzels 260 (eine Drehzahl Nm des Motors, die in eine Kurbelwellendrehzahl konvertiert wurden) (= Ne – Nm) zwischen vorbestimmten Schwellenwerten (0 ≤ β1 ≤ Ndiff ≤ β2) liegt oder nicht. Obwohl eine Bestimmung des Erreichens der Synchronisation basierend darauf getroffen werden kann, ob ein Absolutwert der relativen Drehzahl Ndiff kleiner als ein Schwellenwert β (|Ndiff| < β) ist oder nicht, ein Eingreifen bevorzugt ausgeführt wird, während die Drehzahl Ne der Maschine 100 höher als die Drehzahl des Ritzels 260 ist.
Zusätzlich gilt in dem Rotationsmodus 430, dass wenn die vorstehend beschriebene Vorhersagebedingung erfüllt ist, und ein Vorhersage-Fluktuations-Markierungszeichen vor einem Abschätzzeitpunkt eingeschaltet wurde, wenn abgeschätzt wird, dass sich die Rotation des Ringzahnrades 110 und die Rotation des Ritzels 260 miteinander in Synchronisation befinden, das Stellglied 232 angetrieben wird, und das Ringzahnrad 110 und das Ritzel 260 miteinander in Eingriff gebracht werden, oder auch vor dem Abschätzzeitpunkt. Anschließend führt der Operationsmodus einen Übergang von dem Rotationsmodus 430 zu dem vollen Antriebsmodus 440 durch.
In dem Fall des vollen Antriebsmodus 440 kehrt der Operationsmodus von dem vollen Antriebsmodus 440 zu dem Bereitschaftsmodus 410 als Antwort auf ein Vollenden des Starts der Maschine 100 und einen Start einer selbst-anhaltenden Operation der Maschine 100 zurück.
Wenn daher ein Signal zum Anfordern des Starts der Maschine 100 ausgegeben wird, d. h., wenn bestimmt wird, dass die Maschine 100 zu starten ist, werden das Stellglied 232 und der Motor 220 in einem beliebigen Modus des ersten Modus, in dem ein Übergang zu dem vollen Antriebsmodus 440 über den Eingriffsmodus 420 durchgeführt wird, und dem zweiten Modus, in dem ein Übergang zu dem vollen Antriebsmodus 440 über dem Rotationsmodus 430 durchgeführt wird, gesteuert.
4 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen einer Variation einer Maschinenstartsteuerung und eines Fluktuations-Vorhersage-Markierungszeichens in zwei Antriebsmodi (dem ersten Modus, dem zweiten Modus), die bei einer Motorstartoperation in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ausgewählt werden.
In 4 stellt die Abszisse die Zeit dar, und die Ordinate stellt die Drehzahl Ne der Maschine 100 und einen Zustand eines Antriebs des Stellglieds 232 und des Motors 220 in dem ersten Modus und dem zweiten Modus dar.
Ein Fall, in dem beispielsweise zu einem Zeitpunkt t0 eine Bedingung vorliegt, dass das Fahrzeug 10 stoppt, und der Fahrer das Bremspedal 150 betätigt, erfüllt ist, und folglich wird eine Anforderung zum Stoppen der Maschine 100 erzeugt, und es wird erwartet, dass eine Verbrennung in der Maschine 100 gestoppt wird. Hier gilt, dass bis die Maschine 100 neu gestartet ward, sich die Drehzahl Ne der Maschine 100 schrittweise vermindert, wie anhand einer durchgezogenen Linie W0 gezeigt ist, und letztendlich die Drehung bzw. Rotation der Maschine 100 stoppt.
Anschließend liegt ein Fall vor, in dem beispielsweise ein Umfang der Operation des Fahrers des Bremspedals 150 0 erreicht, während die Drehzahl Ne der Maschine 100 vermindert wird, die in Betracht gezogen wird, und daher eine Anforderung für einen Neustart der Maschine 100 erzeugt wird. Hier wird eine Einteilung in Kategorien in drei Regionen basierend auf einer Drehzahl Ne der Maschine 100 durchgeführt.
Ein erster Bereich (Bereich 1) betrifft einen Fall, in dem die Drehzahl Ne der Maschine 100 höher als der zweite Referenzwert α2 ist, und beispielsweise wird ein solcher Zustand, in dem eine Anforderung für den Neustart erzeugt wird, zu einem Punkt P0 in 4 erlangt.
Dieser Bereich 1 ist ein Bereich, in dem die Maschine 100 über einen Kraftstoff-Einspritzvorgang und eine Zündoperation ohne Verwenden des Starters 200 gestartet werden kann, weil die Drehzahl Ne der Maschine 100 ausreichend hoch ist. Das heißt, dass dies ein Bereich ist, in dem die Maschine 100 selbst zurückkehren kann. Daher ist in dem Bereich 1 ein Antrieb des Starters 200 unterdrückt. Es sei angemerkt, dass der vorstehend beschriebene zweite Differenzwert α2 in Abhängigkeit auf eine maximale Drehzahl des Motors 220 begrenzt sein kann.
Ein zweiter Bereich (Bereich 2) betrifft einen Fall, in dem sich die Drehzahl Ne der Maschine 100 zwischen dem ersten Referenzwert α1 und dem zweiten Referenzwert α2 befindet, und ist ein solcher Zustand, in dem eine Anforderung für einen Neustart zu einem Punkt P1 in 4 erzeugt wird.
Dieser Bereich 2 ist ein Bereich, in dem die Drehzahl Ne der Maschine 100 relativ hoch ist, obwohl die Maschine 100 nicht selbst zurückkehren kann. In diesem Bereich wird der Rotationsmodus (der zweite Modus), wie mit Bezugnahme auf 3 beschrieben, ausgewählt.
Wenn eine Anforderung für einen Neustart der Maschine 100 zu einem Zeitpunkt t2 erzeugt wird, treibt die Steuereinheit 304 den Motor 220 initial an. Daher beginnt das Ritzel 260 zu rotieren.
Wie anhand einer gestrichelten Linie in 4 gezeigt ist gilt, dass wenn ein Abschätzzeitpunkt, bei dem abgeschätzt wird, dass sich eine Rotation des Ringzahnrads 110 und eine Rotation des Ritzels 260 in Synchronisation ineinander befinden, zu einem Zeitpunkt t4 erreicht wird, während das Fluktuations-Vorhersage-Markierungszeichen Aus verbleibt, das Stellglied 232 angetrieben wird. Wenn das Stellglied 232 angetrieben wird, so dass das Ringzahnrad 110 und das Ritzel 260 miteinander zum Zeitpunkt t4 in Eingriff gebracht werden, wird die Maschine 100 angekurbelt, und die Drehzahl Ne der Maschine 100 erhöht sich, wie anhand einer gestrichelten Linie W1 gezeigt ist. Anschließend, wenn die Maschine 100 die selbst-anhaltende Operation wieder aufnimmt, wird ein Antrieb des Stellglieds 232 und des Motors 220 gestoppt. Indessen gilt, dass wenn das Fluktuations-Vorhersage-Markierungszeichen zu einem Zeitpunkt t3 vor dem Zeitpunkt t4 eingeschaltet wird, beispielsweise durch Lösen eines Herabdrückens des Kupplungspedals 180, das Fluktuations-Vorhersage-Markierungszeichen eingeschaltet wird, und das Stellglied 232 angetrieben wird. Wenn das Stellglied 232 angetrieben wird, so dass das Ringzahnrad 110 und das Ritzel 280 miteinander zum Zeitpunkt t3 in Eingriff gebracht werden, wird die Maschine 100 angekurbelt, und die Drehzahl Ne der Maschine 100 erhöht sich, wie anhand einer gestrichelten Kurve W3 gezeigt ist. Wenn anschließend die Maschine 100 zu der selbst-anhaltenden Operation zurückkehrt, wird ein Antrieb des Stellglieds 232 und 220 gestoppt.
Ein dritter Bereich (Bereich 3) betrifft einen Fall, in dem die Drehzahl Ne der Maschine 100 niedriger als der erste Referenzwert α1 ist, und beispielsweise einen solchen Zustand, dass eine Anforderung für einen Neustart zu einem Zeitpunkt P2 in 4 erzeugt wird.
Dieser Bereich 3 ist ein Bereich, in dem die Drehzahl Ne der Maschine 100 niedrig ist, und das Ritzel 260 und das Ringzahnrad 110 miteinander in Eingriff gebracht werden können, ohne das Ritzel 260 zu synchronisieren. In diesem Bereich wird der Eingriffsmodus ausgewählt, wie mit Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde.
Wenn eine Anforderung für einen Neustart der Maschine 100 zu einem Zeitpunkt t5 erzeugt wird, betreibt die Steuereinheit 304 das Stellglied 232 initial. Daher wird das Ritzel 260 in Richtung des Ringzahnrads 110 gedrückt. Zu einem Zeitpunkt t6, wenn ein Eingriff zwischen dem Ringzahnrad 110 und dem Ritzel 260 miteinander nach dem Antrieb des Stellglieds 232 vollendet ist, wird der Motor 220 angetrieben. Daher wird die Maschine 100 angekurbelt, und die Drehzahl Ne der Maschine 100 erhöht sich, wie anhand einer gestrichelten Kurve W2 gezeigt ist. Wenn anschließend die Maschine 100 den selbst-anhaltenden Betrieb wieder aufnimmt, wird ein Antrieb des Stellglieds 232 und des Motors 220 gestoppt. Durch solches Steuern eines Neustarts der Maschine 100 durch Verwenden des Starters 200, der dazu fähig ist, unabhängig das Stellglied 232 und dem Motor 220 anzutreiben, kann die Maschine 100 in einer kürzeren Zeitperiode neu gestartet werden als in dem Fall eines herkömmlichen Starters, bei dem eine Operation zum Neustarten der Maschine 100 während einer Periode (Tinh) von einer Drehzahl, bei der eine Rückkehr der Maschine 100 durch diesen selbst unmöglich war (Zeitpunkt t1 in 4) unzulässig war, die Maschine 100 zu stoppen (Zeitpunkt t7 in 4). Daher kann das unangenehme Gefühl des Fahrers auf Grund eines verzögerten Neustarts der Maschine vermindert werden.
[Beschreibung der Operationsmodus-Einstellsteuerung]
5 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen von Details der Operationsmodus-Einstellsteuerverarbeitung, die in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel durch die Steuereinheit 304 der ECU 300 durchgeführt wird. Das in 5 gezeigte Flussdiagramm wird durch ein zuvor in einem Speicher der ECU 300 gespeicherten Programm bei einem vorbestimmten Zyklus realisiert. Alternativ kann bezüglich einigen Schritten eine Verarbeitung ebenso durch Auslegen von spezieller Hardware (elektronische Schaltung) durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf 1 und 5 bestimmt in Schritt (nachstehend wird der Schritt als S abgekürzt) 100 die Steuereinheit 304, ob ein Start der Maschine 100 angefordert wurde oder nicht.
Wenn ein Start der Maschine 100 nicht angefordert wurde (NEIN in S100) bewirkt die Steuereinheit 304, dass der Prozess mit S190 fortfährt, und wählt den Bereitschaftsmodus aus, weil eine Operation zum Starten der Maschine 100 nicht notwendig ist.
Wenn ein Start der Maschine 100 angefordert wurde (JA in S100) fährt der Prozess mit S110 fort, und die Steuereinheit 304 bestimmt, ob die Drehzahl Ne der Maschine 100 kleiner oder gleich dem zweiten Referenzwert α2 ist oder nicht.
Wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 größer als der zweite Referenzwert α2 ist (NEIN in S110), entspricht dieser Fall dem Bereich 1 der in 4, in dem die Maschine 100 durch diese selbst zurückkehren kann. Daher bewirkt die Steuereinheit 304, dass der Prozess mit Schritt S190 fortfährt, und wählt den Bereitschaftsmodus aus.
Wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 kleiner oder gleich dem zweiten Referenzwert α2 ist (JA in S110), bestimmt die Steuereinheit 304, ob die Drehzahl Ne der Maschine 100 kleiner oder gleich dem ersten Referenzwert α1 ist oder nicht.
Wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 kleiner oder gleich dem ersten Referenzwert α1 ist (JA in S120), entspricht dieser Fall dem Bereich 1 in 4. Daher fährt der Prozess mit S145 fort, und die Steuereinheit 304 wählt den Eingriffsmodus aus. Die Steuereinheit 304 gibt ein Steuersignal SE1 aus, um so das Relais RY1 zu schließen, und daher wird das Stellglied 232 angetrieben. Hier wird der Motor 220 nicht angetrieben.
Anschließend fährt der Prozess mit S170 fort, und die Steuereinheit 304 wählt den vollen Antriebsmodus aus. Anschließend startet der Starter 200 ein Kurbeln der Maschine 100.
Im S180 bestimmt die Steuereinheit 304, ob ein Start der Maschine 100 vollendet wurde oder nicht. Eine Bestimmung der Vollendung des Starts der Maschine 100 kann beispielsweise basierend darauf getroffen werden, ob die Maschinendrehzahl größer einem Schwellenwert γ ist oder nicht, welche die selbst-anhaltende Operation nach verstreichen einer vorbestimmten Zeitperiode T1 nach Start des Antriebs des Motors 220 angibt.
Wenn der Start der Maschine 100 nicht vollendet wurde (NEIN in S180), fährt der Prozess mit S190 fort und die Steuereinheit 304 wählt den Bereitschaftsmodus aus.
Wenn andererseits die Drehzahl Ne der Maschine 100 größer als der erste Referenzwert α1 (NEIN in S120) fährt der Prozess mit S140 fort, und die ECU 300 wählt den Rotationsmodus aus. Hier gibt die Steuereinheit 304 ein Steuersignal SE2 aus, um so das Relais RY2 zu schließen, und daher wird der Motor 220 angetrieben. Hier wird das Stellglied 232 nicht angetrieben.
Anschließend fährt der Prozess mit S150 fort, und die Steuereinheit 304 bestimmt, ob die Differenz Ndiff zwischen der Drehzahl Ne des Ringzahnrads 110 und die Drehzahl Nm des Motors 220 umgewandelt in eine Kurbelwellendrehzahl (die Drehzahl des Ritzels 260) (= Ne – Nm) größer oder gleich einem vorbestimmten Wert β1 und kleiner als ein vorbestimmter Wert β2 ist oder nicht. Wenn Ndiff größer oder gleich dem vorbestimmten Wert β1 und kleiner als der vorbestimmte Wert β2 ist (JA in S150), fährt der Prozess mit S170 fort. Andererseits (NEIN in S150) fährt der Prozess mit S160 fort.
In S160 bestimmt die Steuereinheit 304, ob eine Fluktuation vorhergesagt wird oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, dass eine Fluktuation vorhergesagt ist, wenn eine beliebige der Vielzahl von Vorhersagebedingungen für jedes vorstehend beschriebene Teil einer Ausstattung erfüllt ist. Hier schaltet die Steuereinheit 304 ein Fluktuations-Vorhersage-Bestimmungsmarkierungszeichen (”Flag”) ein. Wenn andererseits keine aus der vorstehend beschriebenen Vielzahl von Vorhersagebedingungen erfüllt ist, wird eine Bestimmung getroffen, dass eine Fluktuation nicht vorhergesagt ist. Wenn eine Bestimmung getroffen wird, dass eine Fluktuation vorhergesagt ist (JA in S160), fährt der Prozess mit S170 fort. Andererseits, (NEIN in S160) fährt der Prozess mit S150 fort.
Anschließend wählt die ECU 300 in S170 den vollen Antriebsmodus aus. Daher wird das Stellglied 232 angetrieben, das Ritzel 260 und das Ringzahnrad 110 miteinander in Eingriff gebracht, und die Maschine 100 wird angekurbelt.
Wie vorstehend beschrieben gilt in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass wenn der Rotationsmodus als Antwort auf eine Anforderung zum Starten der Maschine 100 ausgewählt ist, und wenn eine Bedingung, dass eine Fluktuation der Last der Maschine 100 vorhergesagt ist, erfüllt ist, bevor der Abschätzzeitpunkt, bei dem angenommen wird, dass die Rotation des Ringzahnrads 110 und die Rotation des Ritzels 260 miteinander in Synchronisation sind, erfüllt ist, wird das Stellglied 232 angetrieben, um so das Ringzahnrad 110 und das Ritzel 260 miteinander in Eingriff zu bringen. Daher gilt, dass auch wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 plötzlich fluktuiert bzw. schwankt, die Maschine 100 schnell gestartet werden kann, und daher kann eine Verschlechterung der Startleistungsfähigkeit unterdrückt werden. Daher können eine Maschinenstartvorrichtung und ein Maschinenstartverfahren zum Unterdrücken einer Verschlechterung einer Maschinenstartleistungsfähigkeit bereitgestellt werden.
Wenn beispielsweise die Drehzahl Ne der Maschine 100 plötzlich abfällt, während der Rotationsmodus ausgeführt wird, kann die Drehzahl des Ringzahnrades 110 kleiner werden als die Drehzahl des Ritzels 260 trotz des Antriebs des Stellglieds 232 zu dem Abschätzzeitpunkt. Hier nimmt eine Rotation des Ringzahnrads 110 ab, und eine Rotation des Ritzels 110 steigt an. Daher können eine Rotation des Ringzahnrads 110 und eine Rotation des Ritzels 260 nicht miteinander in Synchronisation sein. Folglich kann ein Eingriff zwischen dem Ringzahnrad 110 und dem Ritzel 260 nicht erreicht werden, und die Maschine 100 kann nicht gestartet werden.
Indessen gilt durch Antreiben des Stellglieds 232 zu dem Zeitpunkt, wenn die Vorhersagebedingung, dass die Last auf die Maschine fluktuiert, erfüllt ist, dass auch wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 plötzlich aufgrund einer Fluktuation der Last abnimmt, das Stellglied 232 angetrieben werden kann, während die Drehzahl des Ringzahnrads 110 größer als die Drehzahl des Ritzels 260 ist (d. h., während das Ringzahnrad 110 und das Ritzel 260 miteinander in Eingriff gebracht werden können). Daher gilt, dass wenn das Ringzahnrad 110 und das Ritzel 260 miteinander in Eingriff gebracht werden, die Maschine 100 schnell gestartet werden kann.
<Zweites Ausführungsbeispiel>
Nachstehend wird eine Maschinenstartvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Maschinenstartvorrichtung gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Maschinenstartvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch eine Operation der Steuereinheit 304, aber Merkmale davon sind andererseits die gleichen wie jene der Maschinenstartvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, und daher sind die gleichen Bezugszeichen zugewiesen. Funktionen davon sind ebenso identisch. Daher wird eine detaillierte Beschreibung davon hier nicht wiederholt.
In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel steuert die Steuereinheit 304 das Stellglied bzw. den Aktuator 232 und den Motor 220 derart, um die Maschine 100 durch Betätigen des Stellglieds 232 zu starten, so dass das Ritzel 260 in Richtung des Ringzahnrades 110 bewegt wird, wenn die Last der Maschine 100 nach Start der Betätigung des Motors 220 und vor dem Abschätzzeitpunkt, bei dem abgeschätzt wird, dass die Rotation des Ringzahnrads 110 und die Rotation des Ritzels 260 in Synchronisation miteinander sind, fluktuiert, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.
Die Steuereinheit 304 bestimmt, ob die Last der Maschine 100 fluktuiert oder nicht, basierend auf der Drehzahl Ne der Maschine 100, einer Menge von Ansaugluft, einer Drosselposition oder eines Betätigungsumfangs des Kupplungspedals 180. Beispielsweise kann die Steuereinheit 304 einen Änderungsbetrag über die Zeit von mindestens einer, der Drehzahl Ne der Maschine 100, der Menge von Ansaugluft, und einer Drosselposition berechnen, und anschließend bestimmen, dass die Last der Maschine 100 fluktuiert, wenn eine Schwankung größer oder gleich einem Schwellenwert im Vergleich mit dem zuvor berechneten Änderungsbetrag über die Zeit beobachtet wurde, oder bestimmen, dass die Last der Maschine 100 fluktuiert, wenn ein Betätigungsumfang des Kupplungspedals 80 einen Betätigungsumfang erreicht, bei dem die Kupplung 112 startet, einzugreifen.
Der Operationsmodus des Starters 200 in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Operationsmodus des mit Bezugnahme auf 3 in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Starters dadurch, dass eine Bedingung für einen Übergang von dem Rotationsmodus 430 zu dem vollen Antriebsmodus 440 eine Bedingung ist, dass die Rotation des Ringzahnrads 110 und die Rotation des Ritzels 260 in Synchronisation miteinander sind, anders als eine Bedingung, die bestimmt wurde, dass die Last der Maschine 100 fluktuiert. Weil der Operationsmodus des Starters 200 ansonsten gleich ist, wird eine detaillierte Beschreibung davon nicht wiederholt.
6 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen von Details der Operationsmodus-Einstellsteuerverarbeitung, die durch die Steuereinheit 304 der ECU 300 in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel durchgeführt wird. Es sei angemerkt, dass die Verarbeitung in dem in 6 gezeigten Flussdiagramm die gleiche ist, wie die zuvor in 5 beschriebene, die gleichen Schrittnummern zugewiesen sind, und die Verarbeitung darin ebenso identisch ist. Daher wird hier eine detaillierte Beschreibung davon nicht wiederholt.
In S150 gilt, dass wenn Ndiff bestimmt wird, um kleiner als der vorbestimmte Wert β1 oder größer oder gleich dem vorbestimmten Wert β2 zu sein (NEIN in S150), die Steuereinheit 304 in S200 bestimmt, ob die Last der Maschine 100 fluktuiert oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Last fluktuiert (JA in S200), fährt der Prozess mit S170 fort. Andererseits (NEIN in S200), fährt der Prozess mit S150 fort.
Wie vorstehend beschrieben gilt in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass wenn der Rotationsmodus als Antwort auf eine Anforderung zum Start der Maschine 100 ausgewählt ist, und wenn die Last der Maschine 100 vor dem Abschätzzeitpunkt fluktuiert, bei dem abgeschätzt wird, dass die Rotation des Ringzahnrads 110 und die Rotation des Ritzels 260 miteinander im Synchronisation sind, das Stellglied bzw. der Aktuator 232 derart angetrieben wird, um das Ringzahnrad 110 und das Ritzel 260 miteinander in Eingriff zu bringen. Daher gilt, dass auch wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 plötzlich fluktuiert, die Maschine 100 schnell gestartet werden kann, und daher kann eine Verschlechterung der Startleistungsfähigkeit unterdrückt werden. Daher können eine Maschinenstartvorrichtung und ein Maschinenstartverfahren zum Unterdrücken einer Verschlechterung der Maschinenstartleistungsfähigkeit bereitgestellt werden.
Es sollte verstanden sein, dass die hier offenbarten Ausführungsbeispiele in jeglicher Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ausdrücke der Patentansprüche anstatt der vorstehenden Beschreibung definiert, und es ist gewollt, dass jegliche Modifikationen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung von Äquivalenten zu den Ausdrücken der Patentansprüche enthalten sind.
Beschreibung der Bezugszeichen

10 Fahrzeug; 100 Maschine; 110 Ringzahnrad; 111 Kurbelwelle; 112 Kupplung; 114 Getriebe; 115 Drehzahlsensor; 120 Batterie; 125, 130 Spannungssensor; 127 DC/DC-Konverter; 132 Lichtmaschine; 134 Klimaanlagen bzw. A/C-Kompressor; 136, 138, 168 Riemenscheiben; 140 Fahrpedal; 142 elektromagnetische Kupplung; 150 Bremspedal; 160 Drosselmotor; 162 Drosselpositionssensor; 164 Drosselventil; 166 Ansaugpassage; 170 Riemen; 172 Ventilantriebsaktuator; 180 Kupplungspedal; 190 Schalthebel; 200 Starter; 210 Kolben; 220 Motor; 230 Magnetventil; 232 Aktuator bzw. Stellglied; 240 Kopplungsabschnitt; 245 Hebelpunkt; 250 Ausgabeelement; 260 Ritzel; 300 ECU; 302 Bestimmungseinheit; und 304 Steuereinheit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-330813 [0004, 0005, 0006]

Claims

Maschinenstartvorrichtung, mit einem Starter (200) zum Starten einer Maschine (100); und einer Steuervorrichtung (300) für den Starter (200), wobei der Starter (200) umfasst ein zweites Zahnrad (260), das mit einem mit einer Kurbelwelle (111) der Maschine (100) gekoppeltem erstem Zahnrad (110) in Eingriff gebracht werden kann, ein Stellglied (232) zum Bewegen des zweiten Zahnrads (260) zu einer Eingriffsposition mit dem ersten Zahnrad (110) in einem angetriebenem Zustand, und einen Motor (220) zum Drehen des zweiten Zahnrades (260), wobei die Steuervorrichtung (300) dazu fähig ist, sowohl das Stellglied (232) als auch den Motor (220) individuell anzutreiben, wobei die Steuervorrichtung (300) einen Rotationsmodus aufweist, in dem der Motor (220) vor dem Antrieb des Stellglieds (232) angetrieben wird, und einen Eingriffsmodus aufweist, in dem das Stellglied (232) derart angetrieben wird, um das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) vor dem Antrieb des Motors (220) in Eingriff zu bringen, und wobei die Steuervorrichtung (300) einen Übergang auf den Eingriffsmodus durchführt, wenn eine Last der Maschine (100) fluktuiert, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (300) das Stellglied (232) antreibt, wenn die Last der Maschine (100) nach Start eines Betreibens des Motors (220) und vor einem Abschätzzeitpunkt, wenn abgeschätzt wird, dass sich die Rotation des ersten Zahnrads (110) und die Rotation des zweiten Zahnrads (260) miteinander in Synchronisation befinden, fluktuiert, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (300) das Stellglied (232) antreibt, wenn eine Vorhersagebedingung, dass eine Fluktuation einer Drehzahl der Maschine (100) vorhergesagt ist, nach Start eines Betreibens des Motors (220) und vor einen Abschätzzeitpunkt, wenn abgeschätzt wird, dass sich die Rotation des ersten Zahnrads (110) und die Rotation des zweiten Zahnrads (260) miteinander in Synchronisation befinden, erfüllt ist, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei eine Ausstattung (112, 114, 132, 134), die eine Fluktuation der Last der Maschine (100) als ein Ergebnis einer Betätigung bewirkt, mit der Kurbelwelle (111) der Maschine (100) gekoppelt ist, und die Vorhersagebedingung eine Bedingung ist, dass ein Befehl zum Ändern eines Betriebszustands der Ausstattung empfangen wurde.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Ausstattung eine Kupplung (112) ist, und die Vorhersagebedingung eine Bedingung ist, dass ein Befehl zum Ändern eines Betriebszustands der Kupplung (112) empfangen wurde.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Vorhersagebedingung eine Bedingung ist, dass eine Operation zum Ändern der Kupplung (112) von einem gelösten Zustand in einen Eingriffszustand empfangen wurde.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Ausstattung ein Getriebe (114) ist, und die Vorhersagebedingung eine Bedingung ist, dass ein Befehl zum Ändern eines Übertragungszustands des Getriebes (114) empfangen wurde.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Vorhersagebedingung eine Bedingung ist, dass eine Operation zum Auswählen einer Gangstufenposition des Getriebes (114) empfangen wurde.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Ausstattung eine Lichtmaschine (132) ist, und die Vorhersagebedingung eine Bedingung ist, dass ein beliebiger Befehl eines Befehls zum Betreiben der Lichtmaschine (132) und eines Befehls zum Stoppen des Betriebs der Lichtmaschine (132) empfangen wurde.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Ausstattung ein Klimaanlagenkompressor (134) ist, und die Vorhersagebedingung eine Bedingung ist, dass ein beliebiger Befehl eines Befehls zum Betreiben des Klimaanlagenkompressors (134) und eines Befehls zum Stoppen des Betriebs des Klimaanlagenkompressors (134) empfangen wurde.
Maschinenstartvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (300) das Stellglied (232) und den Motor (220) derart steuert, dass die Maschine (100) startet, wenn ein beliebiger des Rotationsmodus und des Eingriffsmodus basierend auf einer Drehzahl der Maschine (100) ausgewählt ist.
Maschinenstartverfahren, wobei eine Maschine (100) mit einem Starter (200) zum Starten der Maschine (100) und einer Steuervorrichtung (300) für den Starter (200) ausgestattet ist, wobei der Starter (200) ein zweites Zahnrad (260), das mit einem mit einer Kurbelwelle (111) der Maschine (100) gekoppeltem ersten Zahnrad (110) in Eingriff gebracht werden kann, ein Stellglied (232) zum Bewegen des zweiten Zahnrads (260) auf eine Eingriffsposition mit dem ersten Zahnrad (110) in einem angetriebenem Zustand, und einen Motor (220) zum Drehen des zweiten Zahnrads (260) umfasst, wobei sowohl das Stellglied (232) als auch der Motor (220) dazu Fähig sind, um individuell angetrieben zu werden, mit den Schritten; Antreiben des Stellglieds (232) und des Motors (220) in einem Rotationsmodus, in dem der Motor (220) vor dem Antrieb des Stellglieds (232) angetrieben wird; Antreiben des Stellglieds (232) und des Motors (220) in einem Eingriffsmodus, in dem das Stellglied (232) angetrieben wird, um das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) vor dem Antrieb des Motors (220) in Eingriff zu bringen; und Durchführen eines Übergangs auf den Eingriffsmodus, wenn eine Last der Maschine (100) fluktuiert, während der Rotationsmodus ausgeführt wird.