DE112011102615B4 - Steuerungsvorrichtung und Steuerungsverfahren für Starter, und Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Steuerungsvorrichtung für einen Starter, wobei der Starter (200) ein zweites Zahnrad (260), welches mit einem ersten Zahnrad (110), das mit einer Kurbelwelle einer Maschine (100) gekoppelt ist, deren Drehzahl (Ne) durch einen Drehzahlsensor (115) erfasst wird und die einen VVT-Mechanismus (102) besitzt, in Eingriff gebracht werden kann, ein Stellglied (232), welches das zweite Zahnrad (260) in einem angetriebenen Zustand hin zu einer Position bewegt, bei welcher das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) in Eingriff steht, und einen Motor (220) enthält, welcher das zweite Zahnrad (260) rotiert, aufweisend: eine Steuerungseinheit (300), die derart ausgestaltet und konfiguriert ist, dass sie abhängig von der Drehzahl (Ne) der Maschine (100) einen Eingriffs-Modus (420) oder einen Rotations-Modus (430) ausführt, wobei im Rotations-Modus (430) der Motor (220) vor dem Stellglied (232) angetrieben wird, der Rotations-Modus (430) verhindert wird, wenn die Steuerungseinheit (300) feststellt, dass eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann, eine Phase eines Einlassventils der Maschine (100) durch den VVT-Mechanismus (102) vorgerückt wird, wenn die Steuerungseinheit (300) feststellt, dass eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann, und das Stellglied (232) und der Motor (220) im Eingriffs-Modus (420) angetrieben werden, bei welchem das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) in Eingriff gebracht wird, wenn eine Drehzahl der Maschine (100) gleich oder niedriger als ein oberer Grenzwert ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für einen Starter, und ein Fahrzeug, und insbesondere eine Technologie zum Beschränken der Rotation eines Ritzels vor dem Eingriff zwischen dem Ritzel und einem Zahnrad, welches um einen äußeren Umfang eines Schwungrades oder einer Antriebsplatte einer Maschine vorgesehen ist.
  • Stand der Technik
  • Um die Kraftstoff-Wirtschaftlichkeit zu verbessern oder die Abgasemission zu reduzieren, enthalten einige Fahrzeuge mit einer internen Verbrennungskraftmaschine als eine Maschine eine sogenannte Leerlauf-Stop(oder Wirtschaftlichkeits-Fahr)-Funktion, bei welcher eine Maschine automatisch angehalten wird, wenn ein Fahrzeug anhält und ein Fahrer ein Bremspedal betätigt, und bei welcher das Fahrzeug beispielsweise durch eine Betätigung des Fahrers für einen Neustart, wie eine Abnahme eines Betätigungsbetrages eines Bremspedals auf null, automatisch neu gestartet wird.
  • Bei diesem Leerlauf-Stop kann die Maschine neu gestartet werden, während eine Maschinendrehzahl relativ hoch ist. In solch einem Fall wird bei einem herkömmlichen Starter, bei welchem Herausschieben eines Ritzels zum Rotieren der Maschine und Rotieren des Ritzels durch einen Antriebsbefehl hervorgerufen werden, der Starter nach einem Warten, bis die Maschinendrehzahl ausreichend absinkt, angetrieben, um den Eingriff zwischen dem Ritzel und einem Zahnrad der Maschine zu erleichtern. Dann wird zwischen der Ausgabe einer Anforderung, um eine Maschine neu zu starten, und dem tatsächlichen Ankurbeln der Maschine ein Zeitverzug hervorgerufen und der Fahrer kann dies als unangenehm empfinden.
  • Um solch ein Problem zu lösen, offenbart die EP 2 159 410 (PTL 1) eine Technologie unter Verwendung eines Starters, welcher derart konfiguriert ist, dass ein Ritzel-Eingriffs-Vorgang und ein Ritzel-Rotations-Vorgang individuell durchgeführt werden können, um zu bewirken, dass ein Ritzel einen Rotations-Vorgang vor dem Ritzel-Eingriffs-Vorgang durchführt, wenn eine Neustart-Anforderung ausgegeben wird, während eine Drehzahl einer Maschine gesenkt wird.
  • Liste der zitierten Schriften
  • Patentliteratur
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Beispielsweise in einem Fall, bei dem eine Drehzahl einer Maschine oder eines Ritzels nicht erfasst werden kann, einem Fall, bei dem eine Zeit von einem Beginn eines Ritzel-Eingriffs-Vorganges bis zum Abschluss davon variiert, und dergleichen ist es jedoch schwierig, eine Synchronisation zwischen einer Drehzahl eines Zahnrades und einer Drehzahl des Ritzels zu erreichen. Wenn das Ritzel in solch einem Fall rotiert wird, kann entgegen der Absicht eine Differenz zwischen der Drehzahl des Ritzels und der Drehzahl des Zahnrades groß werden. Dadurch ist es wahrscheinlich, dass ein lautes Geräusch erzeugt wird, wenn das Ritzel und das Zahnrad miteinander in Eingriff gebracht werden. Zusätzlich kann das Ritzel in einer frühen Phase verschleißen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Geräusch, welches zur der Zeit des Ankurbelns einer Maschine erzeugt wird, zu senken und einen Betrag von Verschleiß eines Zahnrades zu reduzieren.
  • Lösung des Problems
  • Bei einer Ausführungsform enthält ein Starter ein zweites Zahnrad, welches mit einem ersten Zahnrad, das mit einer Kurbelwelle einer Maschine gekoppelt ist, in Eingriff gebracht werden kann, ein Stellglied, welches das zweite Zahnrad in einem angetriebenen Zustand hin zu einer Position bewegt, bei welcher das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, und einen Motor, welcher das zweite Zahnrad rotiert. Eine Steuerungsvorrichtung für einen Starter enthält eine Steuerungseinheit, welche das Stellglied und den Motor in einem Rotations-Modus antreibt, bei welchem der Motor vor dem Stellglied angetrieben wird. Der Rotations-Modus ist beschränkt, wenn eine Synchronisation zwischen einer Drehzahl des ersten Zahnrades und einer Drehzahl des zweiten Zahnrades beschränkt ist.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist, wenn eine Synchronisation zwischen der Drehzahl des ersten Zahnrades und der Drehzahl des zweiten Zahnrades beschränkt ist und somit eine Synchronisation schwierig zu erreichen ist, der Rotations-Modus beschränkt, bei welchem das zweite Zahnrad vor dem Antreiben des Stellgliedes zum Bewegen des zweiten Zahnrades zu der Position, wo das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, rotiert wird. Dadurch wird eine ungewünschte Zunahme der Differenz zwischen einer Drehzahl eines Ritzels und einer Drehzahl eines Zahnrades unterdrückt. Infolgedessen kann das Geräusch, welches zu dem Zeitpunkt der Kollision zwischen dem Ritzel und dem Zahnrad erzeugt werden kann, gesenkt werden und ein Betrag von Verschleiß eines Zahnrades kann gesenkt werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform werden das Stellglied und der Motor in einem Eingriffs-Modus angetrieben, bei welchem das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad in Eingriff gebracht wird, wenn die Synchronisation beschränkt ist.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird das zweite Zahnrad ohne Rotation des zweiten Zahnrades mit dem ersten Zahnrad in Eingriff gebracht. Dadurch kann die Maschine angekurbelt werden, um eine Start-Anforderung zu erfüllen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform werden das Stellglied und der Motor in dem Rotations-Modus angetrieben, wenn eine Drehzahl der Maschine höher als ein oberer Grenzwert ist. Wenn eine Drehzahl der Maschine gleich oder niedriger als der obere Grenzwert ist, werden das Stellglied und der Motor in dem Eingriffs-Modus angetrieben. Wenn die Synchronisation beschränkt ist, wird der obere Grenzwert in dem zweiten Zustand erhöht.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist der obere Grenzwert für die Maschinendrehzahl, bei welcher der Eingriffs-Modus ausgeführt wird, wenn die Synchronisation beschränkt ist, höher als der obere Grenzwert für die Maschinendrehzahl, bei welcher der Eingriffs-Modus ausgeführt wird, wenn die Synchronisation nicht beschränkt ist. Dadurch wird, obwohl der Rotations-Modus beschränkt ist, die Maschine schnell angekurbelt.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform werden das Stellglied und der Motor in dem Rotations-Modus angetrieben, wenn eine Drehzahl der Maschine höher als ein oberer Grenzwert ist. Wenn eine Drehzahl der Maschine gleich oder niedriger als der obere Grenzwert ist, werden das Stellglied und der Motor in dem Eingriffs-Modus angetrieben. Wenn die Synchronisation beschränkt ist, wird eine Rate des Absenkens der Drehzahl der Maschine in dem zweiten Zustand erhöht.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist eine Rate des Absenkens der Drehzahl der Maschine, wenn die Synchronisation beschränkt ist, höher als eine Rate des Absenkens der Drehzahl der Maschine, wenn die Synchronisation nicht beschränkt ist. Dadurch sinkt die Drehzahl der Maschine rasch auf den oberen Grenzwert für die Maschinendrehzahl, bei welcher der Eingriffs-Modus ausgeführt wird. Dadurch wird die Maschine rasch angekurbelt, obwohl der Rotations-Modus beschränkt ist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Wenn die Synchronisation zwischen einer Drehzahl des ersten Zahnrades und einer Drehzahl des zweiten Zahnrades beschränkt ist, ist der Rotations-Modus beschränkt, bei welchem das zweite Zahnrad vor dem Antreiben des Stellgliedes zum Bewegen des zweiten Zahnrades hin zu der Position, bei welcher das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, rotiert wird. Dadurch wird eine ungewünschte Zunahme der Differenz zwischen einer Drehzahl eines Ritzels und einer Drehzahl eines Zahnrades unterdrückt. Infolgedessen kann ein Geräusch, welches zu dem Zeitpunkt der Kollision zwischen dem Ritzel und dem Zahnrad erzeugt werden kann, gesenkt werden und ein Betrag von Verschleiß eines Zahnrades kann gesenkt werden.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1 ist ein Gesamt-Blockdiagramm eines Fahrzeuges.
  • 2 ist eine Abbildung zum Darstellen des Übergangs eines Betriebs-Modus eines Starters.
  • 3 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Antriebs-Modus bei einem Maschinen-Startvorgang.
  • 4 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Antriebs-Modus zu dem Zeitpunkt, wenn es unmöglich ist, eine Drehzahl einer Maschine zu spezifizieren.
  • 5 ist ein Diagramm zum Darstellen eines Antriebs-Modus zu dem Zeitpunkt, wenn es unmöglich ist, eine Drehzahl eines Motors zu bestimmen
  • 6 ist ein Flussdiagramm (Nr. 1), welches eine durch eine ECU durchgeführte Bearbeitung zeigt.
  • 7 ist ein Flussdiagramm (Nr. 2), welches eine durch die ECU durchgeführte Bearbeitung zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben. In der nachstehenden Beschreibung sind den gleichen Elementen die gleichen Bezugszeichen zugewiesen. Deren Bezeichnung und Funktion sind ebenso identisch. Dadurch wird eine detaillierte Beschreibung davon nicht wiederholt.
  • 1 ist eine Gesamt-Blockdiagramm eines Fahrzeugs 10. Unter Bezugnahme auf 1 enthält das Fahrzeug 10 eine Maschine 100, eine Batterie 120, einen Starter 200, eine ECU 300 und Relais RY1, RY2. Der Starter 200 enthält einen Kolben 210, einen Motor 220, eine Spule 230, einen Kopplungs-Abschnitt 240, ein Ausgangselement 250 und ein Ritzel 260.
  • Die Maschine 100 erzeugt eine Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs 10. Eine Kurbelwelle 111 der Maschine 100 ist über einen Antriebsstrang, welcher derart strukturiert ist, um eine Kupplung, ein Untersetzungsgetriebe oder dergleichen zu enthalten, mit einem Antriebsrad verbunden.
  • Die Maschine 100 besitzt einen VVT(variable Ventil-Steuertzeit)-Mechanismus 102. Der VVT-Mechanismus 102 verändert eine Phase eines Einlassventils oder eines Auslassventils. Die Maschine 100 ist mit einem Drehzahlsensor 115 vorgesehen. Der Drehzahlsensor 115 erfasst eine Drehzahl Ne der Maschine 100 und gibt ein Erfassungsergebnis an die ECU 300 aus.
  • Die Batterie 120 ist ein elektrisches Leistungs-Speicherelement, welche derart konfiguriert ist, dass diese geladen und entladen werden kann. Die Batterie 120 ist derart konfiguriert, um eine Sekundärbatterie, wie eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Nickel-Metallhydrid-Batterie, eine Blei-Säure-Batterie oder dergleichen, zu enthalten. Alternativ kann die Batterie 120 durch ein Leistung-Speicherelement, wie einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator, implementiert sein.
  • Die Batterie 120 ist mit dem Starter 200 über Relais RY1, RY2 verbunden, welche durch die dazwischen angeordnete ECU 300 gesteuert werden. Die Batterie 120 führt eine Zuführspannung zum Antreiben zu dem Starter 200 während die Relais RY1, RY2 geschlossen sind. Es ist anzumerken, dass eine negative Elektrode der Batterie 120 mit einer Masse des Fahrzeugs 10 verbunden ist.
  • Die Batterie 120 ist mit einem Spannungssensor 125 vorgesehen. Der Spannungssensor 125 erfasst eine Ausgangsspannung VB der Batterie 120 und gibt einen Erfassungswert an die ECU 300 aus.
  • Eine Spannung der Batterie 120 wird durch einen DC/DC-Wandler 127 zu der ECU 300 und solchen Hilfseinrichtungen, wie einem Wechselrichter einer Klimaanlage, geführt.
  • Das Relais RY1 besitzt ein Ende, welches mit einer positiven Elektrode der Batterie 120 verbunden ist, und das andere Ende ist mit einem Ende der Spule 230 innerhalb des Starters 200 verbunden. Das Relais RY1 wird durch ein Steuerungssignal SE1 von der ECU 300 gesteuert, um zwischen Zuführen und einem Unterbrechen einer Zuführung von Spannung bzw. einer Zuführspannung von der Batterie 120 zu der Spule 230 umzuschalten.
  • Das Relais RY2 besitzt ein Ende, welches mit der positiven Elektrode der Batterie 120 verbunden ist, und das andere Ende ist mit dem Motor 220 innerhalb des Starters 200 verbunden. Das Relais RY2 wird durch ein Steuerungssignal SE2 von der ECU 300 gesteuert, um zwischen Zuführen und einem Unterbrechen einer Zuführung von Spannung von der Batterie 120 zu dem Motor 220 umzuschalten. Zusätzlich ist ein Spannungssensor 130 in einer Stromleitung vorgesehen, welche das Relais RY2 und den Motor 220 miteinander verbindet. Der Spannungssensor 130 erfasst eine Motorspannung VM und gibt einen Erfassungswert an die ECU 300 aus.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann das Zuführen einer Zuführspannung zu dem Motor 220 und der Spule 230 innerhalb des Starters 200 durch die Relais RY1, RY2 unabhängig gesteuert werden.
  • Das Ausgangselement 250 ist mit einer Rotationswelle eines Motors (nicht gezeigt) innerhalb des Motors beispielsweise durch ein Linearprofil bzw. eine Kerbverzahnung (engl. straight spline) oder dergleichen gekoppelt. Zusätzlich ist an einem Endabschnitt des Ausgangselements 250, gegenüberliegend dem Motor 220, ein Ritzel 260 vorgesehen. Wenn das Relais RY2 geschlossen ist, wird die Zuführspannung von der Batterie 120 zugeführt, um den Motor 220 zu rotieren. Dann überträgt das Ausgangselement 250 den Rotationsbetrieb des Rotors zu dem Ritzel 260, um dadurch das Ritzel 260 anzutreiben.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, besitzt die Spule 230 ein Ende, welches mit dem Relais RY1 verbunden ist, und das andere Ende ist mit der Körpermasse verbunden. Wenn das Relais RY1 geschlossen ist und die Spule 230 erregt wird, zieht bzw. bewegt die Spule 230 den Kolben 210 in einer Richtung eines Pfeiles. Das heißt, der Kolben 210 und die Spule 230 bilden ein Stellglied 232.
  • Der Kolben 210 ist mit dem Ausgangselement 250 über den Kopplungs-Abschnitt 240 gekoppelt, welcher dazwischen angeordnet ist. Wenn die Spule 230 erregt wird, wird der Kolben 210 in der Richtung des Pfeiles gezogen bzw. bewegt. Daher bewegt der Kopplungs-Abschnitt 240, dessen Drehpunkt 245 festgelegt ist, das Ausgangselement 250 von einer in 1 gezeigten Bereitschafts-Position in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Bewegungsrichtung des Kolbens 210, d. h., einer Richtung, in welcher sich das Ritzel 260 von dem Hauptkörper des Motors 220 weg bewegt. Auf den Kolben 210 wird durch einen nicht gezeigten Federmechanismus zusätzlich eine Vorspannungskraft aufgebracht, welche zu dem in 1 gezeigten Pfeil entgegengesetzt orientiert ist, und wenn die Spule 230 nicht länger erregt wird, kehrt dieser zu der Bereitschafts-Position zurück.
  • Da das Ausgangselement 250 infolge der Erregung der Spule 230 in einer Axialrichtung arbeitet, wird das Ritzel 260 mit dem Zahnrad 110, welches um einen äußeren Umfang eines an einer Kurbelwelle 111 einer Maschine 100 angebrachten Schwungrades oder einer Antriebsplatte vorgesehen ist, in Eingriff gebracht. Dann wird, da das Ritzel 260 einen Rotationsbetrieb durchführt, während das Ritzel 260 und das Zahnrad 110 miteinander in Eingriff stehen, die Maschine 100 angekurbelt und gestartet.
  • Daher werden bei der vorliegenden Ausführungsform das Stellglied 232 zum Bewegen des Ritzels 260, um mit dem bei dem äußeren Umfang des Schwungrades oder der Antriebsplatte der Maschine 100 vorgesehenen Zahnrad 110 in Eingriff zu stehen, und der Motor 220 zum Rotieren des Ritzels 260 individuell gesteuert.
  • Obwohl in 1 nicht gezeigt, kann eine Einweg-Kupplung zwischen dem Ausgangselement 250 und einer Rotorwelle des Motors 220 derart vorgesehen sein, dass der Rotor des Motors 220 aufgrund des Rotationsbetriebs des Zahnrades 110 nicht rotiert.
  • Zusätzlich ist das Stellglied 232 in 1 nicht auf den vorstehend beschriebenen Mechanismus beschränkt, solange es sich um einen Mechanismus handelt, welcher in der Lage ist, eine Rotation des Ritzels 260 zu dem Zahnrad 110 zu übertragen und zwischen einem Zustand, bei welchem das Ritzel 260 und das Zahnrad 110 miteinander in Eingriff stehen, und einem Zustand, bei welchem diese nicht miteinander in Eingriff stehen, zu wechseln. Beispielsweise kann ebenso solch ein Mechanismus eingesetzt werden, bei dem das Ritzel 260 und das Zahnrad 110 infolge einer Bewegung der Welle des Ausgangselements 250 in einer Radialrichtung des Ritzels 260 in Eingriff gebracht werden.
  • Die ECU 300 enthält eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), eine Speichervorrichtung und einen Eingangs-/Ausgangspuffer, wobei keines von diesen gezeigt ist, und empfängt einen Eingang von jedem Sensor oder stellt einen Ausgang eines Steuerungsbefehls für jeden Teil der Ausrüstung bereit. Es ist anzumerken, dass die Steuerung dieser Komponenten nicht auf die Verarbeitung durch Software beschränkt ist und ein Teil davon kann ebenso durch dedizierte Hardware (elektronischer Schaltkreis) konstruiert und verarbeitet werden.
  • Die ECU 300 empfängt ein Signal ACC, welches einen Betätigungsbetrag eines Gaspedales 140 angibt, von einem Sensor (nicht gezeigt), welcher bei dem Gaspedal 140 vorgesehen ist. Die ECU 300 empfangt ein Signal BRK, welches einen Betätigungsbetrag eines Bremspedales 150 angibt, von einem Sensor (nicht gezeigt), welcher bei dem Bremspedal 150 vorgesehen ist. Die ECU 300 empfängt zusätzlich ein Start-Betätigungs-Signal IG-EIN, welches im Ansprechen auf eine Zündungs-Betätigung oder dergleichen durch den Fahrer ausgegeben wird. Basierend auf solchen Informationen erzeugt die ECU 300 ein Signal, welches den Start der Maschine 100 anfordert, und ein Signal, welches die Beendigung davon anfordert, und gibt demgemäß die Steuerungssignale SE1 und SE2 aus, um einen Betrieb des Starters 200 zu steuern.
  • Wenn beispielsweise solch eine Stop-Bedingung erfüllt ist, dass ein Fahrzeug stoppt, ein Bremspedal 150 durch einen Fahrer betätigt wird und ein Anhalten der Maschine 100 nicht beschränkt ist (zugelassen ist), wird ein Stop-Anforderungs-Signal erzeugt und die ECU 300 bewirkt, dass die Maschine 100 anhält. Das heißt, wenn eine Stop-Bedingung erfüllt ist, werden die Kraftstoffeinspritzung und die Verbrennung in die bzw. in der Maschine 100 beendet.
  • Danach, wenn solch eine Start-Bedingung erfüllt ist, dass ein Betätigungsbetrag des Bremspedals 150 durch den Fahrer null erreicht hat, wird ein Start-Anforderungs-Signal erzeugt und die ECU 300 treibt den Motor 220 an und kurbelt die Maschine 100 an. Alternativ kann die Maschine 100 angekurbelt werden, wenn das Gaspedal 140, ein Schalthebel zum Auswählen einer Schaltstufe oder eines Ganges, oder ein Schalter zum Auswählen eines Fahrzeug-Fahr-Modus (wie ein Leistungs-Modus oder ein ECO-Modus) betätigt wird.
  • Wenn eine Bedingung zum Starten der Maschine 100 erfüllt ist, steuert die ECU 300 das Stellglied 232 und den Motor 220 in irgendeinem Modus eines ersten Modus, bei welchem das Stellglied 232 und der Motor 220 derart gesteuert werden, dass das Ritzel 260 beginnt zu rotieren nachdem sich das Ritzel 260 in Richtung des Zahnrades 110 bewegte, oder eines zweiten Modus, bei welchem das Stellglied 232 und der Motor 220 derart gesteuert werden, dass sich das Ritzel 260 in Richtung des Zahnrades 110 bewegt, nachdem das Ritzel 260 begann zu rotieren.
  • Wie später beschrieben wird, steuert die ECU 300 das Stellglied 232 und den Motor 220 in dem ersten Modus, wenn die Maschinendrehzahl Ne gleich oder niedriger als ein vorbestimmter erster Referenzwert α1 ist. Wenn die Maschinendrehzahl Ne höher als der erste Referenzwert α1 ist, steuert die ECU 300 das Stellglied 232 und den Motor 220 in dem zweiten Modus.
  • 2 ist eine Abbildung zum Darstellen eines Überganges eines Betriebs-Modus des Starters 200 bei der vorliegenden Ausführungsform. Der Betriebs-Modus des Starters 200 bei der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Bereitschafts-Modus 410, einen Eingriffs-Modus 420, einen Rotations-Modus 430 und einen Gesamt-Antriebs-Modus 440.
  • Der zuvor beschriebene erste Modus ist ein Modus, bei welchem der Übergang zu dem Gesamt-Antriebs-Modus 440 über den Eingriffs-Modus 420 vorgenommen wird. Der zweite Modus ist ein Modus, bei welchem der Übergang zu dem Gesamt-Antriebs-Modus 440 über den Rotations-Modus 430 vorgenommen wird.
  • Der Bereitschafts-Modus 410 stellt solch einen Zustand dar, dass weder das Stellglied 232 noch der Motor 220 in dem Starter 200 angetrieben werden, das heißt, einen Zustand, dass eine Maschinen-Start-Anforderung zu dem Starter 200 nicht ausgegeben wird. Der Bereitschafts-Modus 410 entspricht dem Ausgangszustand des Starters 200 und wird ausgewählt, wenn ein Antreiben des Starters 200 nicht notwendig ist, beispielsweise vor einem Betrieb, um die Maschine 100 zu starten, nach dem Abschluss des Startens der Maschine 100, einem Fehler beim Starten der Maschine 100 und dergleichen.
  • Der Gesamt-Antriebs-Modus 440 stellt solch einem Zustand dar, dass sowohl das Stellglied 232 als auch der Motor 220 in dem Starter 200 angetrieben werden. Bei diesem Gesamt-Antriebs-Modus 440 rotiert der Motor 220 das Ritzel 260, während das Ritzel 260 und das Zahnrad 110 miteinander in Eingriff gebracht werden. Daher wird die Maschine 100 tatsächlich angekurbelt und der Betrieb zum Starten wird gestartet.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann der Starter 200 bei der vorliegenden Ausführungsform sowohl das Stellglied 232 als auch den Motor 220 unabhängig antreiben. Dadurch existieren bei einem Vorgang des Übergangs von dem Bereitschafts-Modus 410 zu dem Gesamt-Antriebs-Modus 440 ein Fall, bei dem das Stellglied 232 vor dem Motor 220 angetrieben wird (das heißt, entsprechend dem Eingriffs-Modus 420), und ein Fall, bei dem der Motor 220 vor dem Stellglied 232 angetrieben wird (das heißt, entsprechend dem Rotations-Modus 430).
  • Die Auswahl zwischen dem Eingriffs-Modus 420 und dem Rotations-Modus 430 wird im Wesentlichen basierend auf der Drehzahl Ne der Maschine 100 durchgeführt, wenn ein Neustart der Maschine 100 erforderlich ist.
  • Der Eingriffs-Modus 420 bezieht sich auf einen Zustand, bei welchem lediglich das Stellglied 232 angetrieben wird und der Motor 220 nicht angetrieben wird. Dieser Modus wird ausgewählt, wenn das Ritzel 260 und das Zahnrad 110 miteinander in Eingriff gebracht werden können, auch während das Ritzel 260 angehalten bleibt. Dieser Eingriffs-Modus 420 wird insbesondere ausgewählt, während die Maschine 100 angehalten bleibt oder während die Drehzahl Ne der Maschine 100 ausreichend niedrig ist (Ne < erster Referenzwert α1).
  • Der Rotations-Modus 430 bezieht sich hingegen auf einen Zustand, bei dem lediglich der Motor 220 angetrieben wird und das Stellglied 232 nicht angetrieben wird. Dieser Modus wird beispielsweise dann ausgewählt, wenn eine Anforderung zum Neustart der Maschine 100 ausgegeben wird unmittelbar nachdem ein Anhalten der Maschine 100 gefordert wird, und wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 relativ hoch ist (α1 < Ne ≤ ein zweiter Referenzwert α2).
  • Daher ist, wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 hoch ist, die Geschwindigkeitsdifferenz bzw. Drehzahldifferenz zwischen dem Ritzel 260 und dem Zahnrad 110 groß, während das Ritzel 260 angehalten bleibt, und ein Ineinandergreifen zwischen dem Ritzel 260 und dem Zahnrad 110 kann schwierig werden. Dadurch wird bei dem Rotations-Modus 430 lediglich der Motor 220 angetrieben, vor das Stellglied 232 angetrieben wird, so dass eine Drehzahl des Zahnrades 110 und eine Drehzahl des Ritzels 260 synchronisiert sind. Dann wird im Ansprechen darauf, dass eine Differenz zwischen der Drehzahl des Zahnrades 110 und der Drehzahl des Ritzels 260 ausreichend klein ist, das Stellglied 232 angetrieben und das Zahnrad 110 und das Ritzel 260 werden miteinander in Eingriff gebracht. Dann nimmt der Betriebs-Modus einen Übergang von dem Rotations-Modus 430 zu dem Gesamt-Antriebs-Modus 440 vor.
  • Im Falles des Gesamt-Antriebs-Modus 440 kehrt der Betriebs-Modus im Ansprechen auf einen Abschluss des Starts der Maschine 100 und dem Start eines Selbst-Erhaltungs-Betriebs der Maschine 100 von dem Gesamt-Antriebs-Modus 440 zu dem Bereitschafts-Modus 410 zurück.
  • Daher wird, wenn ein Signal ausgegeben wird, welches den Start der Maschine 100 fordert, d. h., wenn ermittelt wird, dass die Maschine 100 gestartet werden soll, werden das Stellglied 232 und der Motor 220 in irgendeinem Modus des ersten Modus, bei welchem der Übergang zu dem Gesamt-Antriebs-Modus 440 über den Eingriffs-Modus 420 vorgenommen wird, und des zweiten Modus, bei welchem der Übergang zu dem Gesamt-Antriebs-Modus 440 über den Rotations-Modus 430 vorgenommen wird, gesteuert.
  • 3 ist ein Diagramm zum Darstellen von zwei Antriebs-Modi (der erste Modus, der zweite Modus) bei einem Maschinen-Startvorgang in der vorliegenden Ausführungsform.
  • In 3 gibt die Abszisse die Zeit an und die Ordinate gibt die Drehzahl Ne der Maschine 100 und einen Zustand des Antreibens des Stellglieds 232 und des Motors 220 in dem ersten Modus und dem zweiten Modus an.
  • Es wird ein Fall betrachtet, bei dem beispielsweise zu einem Zeitpunkt t0 solch eine Stop-Bedingung erfüllt ist, dass das Fahrzeug anhält und der Fahrer das Bremspedal 150 betätigt, und infolgedessen eine Anforderung erzeugt wird, um die Maschine 100 anzuhalten, und die Maschine 100 angehalten wird (Kraftstoffeinspritzung und Zündung werden gestoppt). Hierbei nimmt, wenn nicht die Maschine 100 neu gestartet wird, die Drehzahl Ne der Maschine 100 allmählich ab, wie mit einer durchgehenden Kurse W0 gezeigt ist, und schließlich stoppt die Rotation der Maschine 100.
  • Anschließend wird ein Fall betrachtet, bei dem beispielsweise solch eine Start-Bedingung erfüllt ist, dass ein Betrag der Betätigung des Bremspedals 150 durch den Fahrer null erreicht, während die Drehzahl Ne der Maschine 100 absinkt, und daher eine Anforderung erzeugt wird, um die Maschine 100 neu zu starten. Hierbei wird basierend auf der Drehzahl Ne der Maschine 100 eine Kategorisierung in drei Bereiche vorgenommen.
  • Ein erster Bereich (Bereich 1) bezieht sich auf einen Fall, bei dem die Drehzahl Ne der Maschine 100 höher als der zweite Referenzwert α2 ist, und beispielsweise auf solch einen Zustand, dass die Start-Bedingung erfüllt ist und eine Anforderung zum Neustart zu einem Zeitpunkt P0 in 3 erzeugt wird.
  • Dieser Bereich 1 ist ein Bereich, in welchem die Maschine 100 durch eine Kraftstoffeinspritzung und einen Zündvorgang ohne Verwendung des Starters 200 gestartet werden kann, da die Drehzahl Ne der Maschine 100 ausreichend hoch ist. Mit anderen Worten, Bereich 1 ist ein Bereich, in welchem die Maschine 100 von selbst zurückkehren kann bzw. den Betrieb ohne Einsatz externer Vorrichtungen wieder aufnehmen kann. Dadurch ist im Bereich 1 ein Antreiben des Starters 200 beschränkt, oder genauer gesagt verhindert bzw. verboten. Es ist anzumerken, dass der vorstehend beschriebene zweite Referenzwert α2 in Abhängigkeit einer maximalen Drehzahl des Motors 220 beschränkt sein kann.
  • Ein zweiter Bereich (Bereich 2) bezieht sich auf einen Fall, bei dem die Drehzahl Ne der Maschine 100 zwischen dem ersten Referenzwert α1 und dem zweiten Referenzwert α2 angeordnet ist, und solch einen Zustand, dass die Start-Bedingung erfüllt ist und eine Anforderung zum Neustart zu einem Zeitpunkt P1 in 3 erzeugt wird.
  • Dieser Bereich 2 ist ein Bereich, in welchem die Drehzahl Ne der Maschine 100 relativ hoch ist, obwohl die Maschine 100 nicht von selbst zurückkehren kann. In diesem Bereich ist der Rotations-Modus ausgewählt, wie mit Bezug auf 2 beschrieben ist.
  • Wenn zu einem Zeitpunkt t2 eine Anforderung zum Neustart der Maschine 100 erzeugt wird, wird nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitphase zunächst der Motor 220 angetrieben. Daher beginnt das Ritzel 260 zu rotieren. Hierbei wird eine Drehzahl des Ritzels 260, das heißt, eine Drehzahl des Motors 220 basierend auf einer Zeitphase der Leitung oder dergleichen bestimmt. Eine Beziehung zwischen einer Drehzahl des Motors 220 und einer Zeitphase der Leitung wird im Vorhinein basierend auf Ergebnissen aus Experimenten, Simulation und dergleichen durch einen Entwickler spezifiziert.
  • Dann wird zu einem Zeitpunkt t4, wenn bestimmt wird, dass die Drehzahl des Zahnrades 110 mit der Drehzahl des Ritzels 260 synchronisiert ist, das Stellglied 232 angetrieben. Dann wird, wenn das Zahnrad 110 und das Ritzel 260 miteinander in Eingriff gebracht sind, die Maschine 100 angekurbelt und eine Drehzahl Ne der Maschine 100 steigt an, wie mit einer unterbrochenen Kurve W1 gezeigt ist. Danach, wenn die Maschine 100 den Selbst-Erhaltungs-Betrieb wiederaufnimmt, wird das Antreiben des Stellglieds 232 und des Motors 220 beendet.
  • Ein dritter Bereich (Bereich 3) bezieht sich auf einen Fall, bei dem die Drehzahl Ne der Maschine 100 niedriger als der erste Referenzwert α1 ist, und beispielsweise solch einen Zustand, dass die Start-Bedingung erfüllt ist und eine Anforderung zum Neustart zu einem Zeitpunkt P2 in 3 erzeugt wird.
  • Dieser Bereich 3 ist ein Bereich, in welchem die Drehzahl Ne der Maschine 100 niedrig ist und das Ritzel 260 und das Zahnrad 110 ohne Synchronisation des Ritzels 260 miteinander in Eingriff gebracht werden können. In diesem Bereich wird der Eingriffs-Modus ausgewählt, wie mit Bezug auf 2 beschrieben ist.
  • Wenn zu einem Zeitpunkt t5 eine Anforderung zum Neustart der Maschine 100 erzeugt wird, wird nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitphase zunächst das Stellglied 232 angetrieben. Dadurch wird das Ritzel 260 in Richtung des Zahnrades 110 geschoben. Danach wird der Motor 220 angetrieben (zu einem Zeitpunkt t7 in 3). Dadurch wird die Maschine 100 angekurbelt und die Drehzahl Ne der Maschine 100 steigt an, wie mit einer unterbrochenen Kurve W2 gezeigt ist. Danach, wenn die Maschine 100 den Selbst-Erhaltungs-Betrieb wiederaufnimmt, wird das Antreiben des Stellglieds 232 und des Motors 220 beendet.
  • Durch das Steuern des Neustarts der Maschine 100 auf diese Art und Weise unter Verwendung des Starters 200, bei welchem das Stellglied 232 und der Motor 220 unabhängig angetrieben werden können, kann die Maschine 100 im Vergleich zu einem Fall eines herkömmlichen Starters, bei dem ein Betrieb zum Neustarten der Maschine 100 während einer Phase (Tinh) von einer Drehzahl, bei der eine Rückkehr der Maschine 100 von selbst unmöglich war (ein Zeitpunkt t1 in 3), bis zum Stop der Maschine 100 (ein Zeitpunkt t8 in 3) unterbunden war, in einer kürzeren Zeitphase neu gestartet werden. Dadurch kann das unangenehme Gefühl des Fahrer aufgrund des verzögerten Neustarts der Maschine gemildert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, werden durch das Ausführen des Rotations-Modus in einem Bereich, in welchem sich die Drehzahl Ne der Maschine 100 zwischen dem ersten Referenzwert α1 und dem zweiten Referenzwert α2 befindet, das Zahnrad 110 und das Ritzel 260 in Synchronisation zueinander gebracht. In dem Fall, bei dem eine Drehzahl der Maschine 100 beispielsweise aufgrund eines Kommunikationsfehlers, eines Fehlers des Drehzahlsensors 115 oder dergleichen nicht spezifiziert werden kann, ist eine Synchronisation zwischen dem Zahnrad 110 und dem Ritzel 260 jedoch beschränkt. Mit anderen Worten, die Genauigkeit der Synchronisation zwischen dem Zahnrad 110 und dem Ritzel 260 kann abnehmen, die Synchronisation kann sich verkomplizieren oder die Synchronisation kann unmöglich werden.
  • Zusätzlich und in ähnlicher Weise ist in dem Fall, bei dem eine Drehzahl des Ritzels 260, das heißt, eine Drehzahl des Motors 220 aufgrund eines Kommunikationsfehlers, eines Fehlers von verschiedenen Sensoren oder dergleichen nicht genau bestimmt werden kann, eine Synchronisation zwischen dem Zahnrad 110 und dem Ritzel 260 beschränkt. Darüber hinaus kann in dem Fall, bei dem sich eine Relation zwischen einer Drehzahl des Motors 220 und einer Zeitphase der Leitung aufgrund einer Veränderung der Spannungscharakteristik der Batterie 120 oder der Ausgangscharakteristik des Motors 220 verändert, eine Steuerung der Synchronisation zwischen dem Zahnrad 110 und dem Ritzel 260 mangelhaft werden. Dadurch ist eine Synchronisation zwischen dem Zahnrad 110 und dem Ritzel 260 beschränkt.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Rotations-Modus in dem Fall beschränkt, in welchem die Synchronisation zwischen dem Zahnrad 110 und dem Ritzel 260 beschränkt ist. Der Rotations-Modus wird insbesondere verhindert. Wenn die Synchronisation zwischen dem Zahnrad 110 und dem Ritzel 260 beschränkt ist und infolgedessen der Rotations-Modus beschränkt ist, wie in 4 mit einer durchgehenden Linie gezeigt ist, wird eine Rate des Absenkens der Maschinendrehzahl Ne im Vergleich zu einer Rate des Absenkens der Maschinendrehzahl Ne während eines normalen Betriebs, welcher mit einer unterbrochenen Linie gezeigt ist, erhöht. Beispielsweise wird eine Phase eines Einlassventils durch den VVT-Mechanismus 102 hin zu einer Phase eines am weitest vorgerückten Winkels vorgerückt, um den Pumpverlust zu erhöhen. Alternativ kann eine Rate des Absenkens der Maschinendrehzahl Ne durch Erhöhen der Last, welche durch die Hilfseinrichtung aufgebracht wird, erhöht werden.
  • Insbesondere in dem Fall, bei dem eine Drehzahl der Maschine 100 nicht spezifiziert werden kann, wird zusätzlich oder anstatt der Zunahme der Rate des Absenkens der Drehzahl Ne der Eingriffs-Modus ausgewählt, wenn eine Zeit, welche seit dem Erfüllen einer Bedingung zum Anhalten der Maschine 100 verstrichen ist, oder eine Zeit, welche seit dem Beenden der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung verstrichen ist, eine vorgeschriebene Zeitphase Δt überschreitet.
  • Dadurch wird, wie in 4 gezeigt ist, wenn zu einem Zeitpunkt t10 eine Anforderung zum Neustarten der Maschine 100 erzeugt wird und wenn eine Zeit, welche seit dem Erfüllen einer Bedingung zum Anhalten der Maschine 100 verstrichen ist, oder eine Zeit, welche seit dem Beenden der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung verstrichen ist, zu einem Zeitpunkt t11 die vorgeschriebene Zeitphase Δt überschreitet, wird das Stellglied 232 angetrieben. Danach wird der Motor 220 angetrieben (ein Zeitpunkt t12 in 4). Die Maschine 100 wird auf diese Art und Weise angekurbelt und die Drehzahl Ne der Maschine 100 steigt an. Danach, wenn die Maschine 100 den Selbst-Erhaltungs-Betrieb wieder aufnimmt, wird das Antreiben des Stellgliedes 232 und des Motors 220 beendet. Die vorgeschriebene Zeitphase Δt wird basierend auf Experimenten und Simulation durch einen Entwickler als eine Zeitphase vorherbestimmt, welche erforderlich ist, bis die Maschinendrehzahl Ne ausreichend niedrig wird. Die vorgeschriebene Zeitphase Δt wird beispielsweise als eine Zeitphase ermittelt, welche erforderlich ist, bis die Maschinendrehzahl Ne auf den ersten Referenzwert α1 oder darunter abgesunken ist.
  • Andererseits wird insbesondere in einem Fall, bei dem die Drehzahl des Motors 220 nicht bestimmt werden kann, obwohl eine Drehzahl der Maschine 100 spezifiziert werden kann, zusätzlich oder anstatt der Zunahme der Rate des Absenkens der Maschinendrehzahl Ne der erste Referenzwert α1 erhöht, wie in 5 gezeigt ist.
  • Die durch die ECU 300 durchgeführte Bearbeitung zum Starten der Maschine 100, nachdem eine Bedingung zum Anhalten der Maschine 100 erfüllt ist, wird nachstehend mit Bezug auf 6 und 7 beschrieben. Die in 6 und 7 gezeigten Flussdiagramme werden durch Ausführen eines im Vorhinein in der ECU 300 gespeicherten Pragrammes in einem vorgeschriebenen Zyklus realisiert. Alternativ kann die Bearbeitung bezüglich einiger Schritte ebenso durch Erstellen von dedizierter Hardware (elektronischer Schaltkreis) durchgeführt werden.
  • Bei Schritt (nachfolgend wird Schritt mit S abgekürzt) 100 ermittelt die ECU 300, ob eine Bedingung zum Starten der Maschine 100 erfüllt wurde. Mit anderen Worten, ob ermittelt wird, dass die Maschine 100 gestartet werden soll. Wenn eine Bedingung zum Starten der Maschine 100 nicht erfüllt ist (NEIN in S100), schreitet der Ablauf zu S190 und die ECU 300 wählt den Bereitschafts-Modus als den Betriebs-Modus für den Starter 200 aus, da eine Betätigung, um die Maschine 100 zu starten, nicht notwendig ist.
  • Wenn eine Bedingung zum Starten der Maschine 100 erfüllt ist (JA in S100) schreitet der Ablauf zu S102. In S102 ermittelt die ECU 300, ob es unmöglich ist, die Drehzahl Ne der Maschine 100 zu spezifizieren. Wenn ein Kommunikationsfehler, ein Fehler des Drehzahlsensors 115 oder dergleichen erfasst wird, wird ermittelt, dass es unmöglich ist, eine Drehzahl der Maschine 100 zu spezifizieren. Es ist anzumerken, dass, da die Ermittlung ob es unmöglich ist, die Drehzahl Ne der Maschine 100 zu spezifizieren, lediglich unter Verwendung einer bekannten, allgemeinen Technologie durchgeführt werden sollte, eine detaillierte Beschreibung davon hier nicht wiederholt wird.
  • Wenn es unmöglich ist, die Drehzahl Ne der Maschine 100 zu spezifizieren (JA in S102), erhöht die ECU 300 in S104 eine Rate des Absenkens der Drehzahl Ne der Maschine 100. Danach, wenn eine Zeit, welche seit dem Erfüllen einer Stop-Bedingung verstrichen ist, oder eine Zeit, welche seit dem Beenden der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung verstrichen ist, die vorgeschriebene Zeitphase Δt überschreitet (JA in S104), schreitet der Ablauf zu S145.
  • In S145 wählt die ECU 300 den Eingriffs-Modus als den Betriebs-Modus für den Starter 200 aus. Dann gibt die ECU 300 ein Steuerungssignal SE1 aus, um das Relais RY1 zu schließen, und dadurch wird das Stellglied 232 angetrieben. Hierbei wird der Motor 220 nicht angetrieben.
  • Danach schreitet der Ablauf zu S170 und die ECU 300 wählt den Gesamt-Antriebs-Modus als den Betriebs-Modus für den Starter 200 aus. Dann startet der Starter 200 das Ankurbeln der Maschine 100.
  • Dann ermittelt die ECU 300 in S180, ob ein Start der Maschine 100 abgeschlossen wurde. Die Ermittlung des Abschlusses des Starts der Maschine 100 kann beispielsweise basierend darauf durchgeführt werden, ob die Maschinendrehzahl nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitphase seit dem Start des Antreibens des Motors 220 höher als ein Schwellenwert γ ist, welcher den Selbst-Erhaltungs-Betrieb angibt.
  • Wenn der Start der Maschine 100 nicht abgeschlossen wurde (NEIN in S180), kehrt der Ablauf zu S170 zurück und das Ankurbeln der Maschine 100 wird fortgeführt. Wenn der Start der Maschine 100 abgeschlossen wurde (JA in S180), schreitet der Ablauf zu S190 und die ECU 300 wählt den Bereitschafts-Modus als den Betriebs-Modus für den Starter 200 aus.
  • Wenn es möglich ist, die Drehzahl Ne der Maschine 100 zu spezifizieren (NEIN in S102), schreitet der Ablauf zu S110 und die ECU 300 ermittelt dann, ob die Drehzahl Ne der Maschine 100 gleich oder niedriger als der zweite Referenzwert α2 ist.
  • Wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 höher als der zweite Referenzwert α2 ist (NEIN in S110), entspricht die Maschinendrehzahl Ne dem Bereich 1 in 3, in welchem die Maschine 100 von selbst zurückkehren kann. Daher bewirkt die ECU 300, dass der Ablauf zu S190 voranschreitet und wählt den Bereitschafts-Modus aus. Danach nimmt die ECU 300 die Kraftstoffeinspritzung und die Verbrennung wieder auf, um die Maschine 100 neu zu starten.
  • Wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 gleich oder niedriger als der zweite Referenzwert α2 ist (JA in S110), schreitet der Ablauf zu S112. In S112 ermittelt die ECU 300, ob es unmöglich ist, eine Drehzahl des Motors 220 zu bestimmen. Wenn ein Kommunikationsfehler, ein Fehler von verschiedenen Sensoren (wie ein Stromsensor der Batterie 120) oder dergleichen erfasst wird, wird ermittelt, dass es unmöglich ist, eine Drehzahl des Motors 220 zu bestimmen. Es ist anzumerken, dass ein Verfahren zum Ermitteln, ob es unmöglich ist, eine Drehzahl des Motors 220 zu bestimmen, nicht darauf beschränkt ist.
  • Wenn es möglich ist, eine Drehzahl des Motors 220 zu bestimmen (NEIN in S112), ermittelt die ECU 300 in S120, ob die Drehzahl Ne der Maschine 100 gleich oder niedriger als der erste Referenzwert α1 ist.
  • Ein Fall, bei dem die Drehzahl Ne der Maschine 100 gleich oder niedriger als der erste Referenzwert α1 ist (JA in S120), entspricht dem Bereich 1 in 4 und dadurch schreitet der Ablauf zu S145 und die ECU 300 wählt den Eingriffs-Modus aus. Dann gibt die ECU 300 ein Steuerungssignal SE1 aus, um das Relais RY1 zu schließen, und auf diese Weise wird das Stellglied 232 angetrieben. Hierbei wird der Motor 220 nicht angetrieben.
  • Danach schreitet der Ablauf zu S170 und die ECU 300 wählt den Gesamt-Antriebs-Modus aus. Dann startet der Starter 200 das Ankurbeln der Maschine 100. Wenn der Start der Maschine 100 nicht abgeschlossen wurde (NEIN in S180), kehrt der Ablauf zu S170 zurück und das Ankurbeln der Maschine 100 wird fortgeführt. Wenn der Start der Maschine 100 abgeschlossen wurde (JA in S180), schreitet der Ablauf zu S190 und die ECU 300 wählt den Bereitschafts-Modus aus.
  • Andererseits, wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 höher als der erste Referenzwert α1 ist (NEIN in S120), schreitet der Ablauf zu S140 und die ECU 300 wählt den Rotations-Modus aus. Dann gibt die ECU 300 ein Steuerungssignal SE2 aus, um das Relais RY2 zu schließen, und auf diese Weise wird der Motor 220 angetrieben. Hierbei wird das Stellglied 232 nicht angetrieben.
  • Dann wählt die ECU 300 in S170 den Gesamt-Antriebs-Modus. Dadurch wird das Stellglied 232 angetrieben, das Ritzel 260 und das Zahnrad 110 werden miteinander in Eingriff gebracht und die Maschine 100 wird angekurbelt. Wenn der Start der Maschine 100 nicht abgeschlossen wurde (NEIN in S180), kehrt der Ablauf zu S170 zurück und das Ankurbeln der Maschine 100 wird fortgeführt. Wenn der Start der Maschine 100 abgeschlossen wurde (JA in S180), schreitet der Ablauf zu S190 und die ECU 300 wählt den Bereitschafts-Modus aus.
  • Wenn es unmöglich ist, eine Drehzahl des Motors 220 zu bestimmen (JA in S112), erhöht die ECU 300 in S114 eine Rate des Absenkens der Drehzahl Ne der Maschine 100. Zusätzlich erhöht die ECU 300 in S116 den ersten Referenzwert α1. Danach, wenn die Drehzahl Ne der Maschine 100 auf den ersten Referenzwert α1 absinkt oder diesen unterschreitet (JA in S118), wird in S145 der Eingriffs-Modus ausgewählt. Danach schreitet der Ablauf zu S170 und die ECU 300 wählt den Gesamt-Antriebs-Modus aus. Dann startet der Starter 200 das Ankurbeln der Maschine 100. Wenn der Start der Maschine 100 abgeschlossen wurde (JA in S180), schreitet der Ablauf zu S190 und die ECU 300 wählt den Bereitschafts-Modus.
  • Es ist anzumerken, dass, wenn es unmöglich ist, eine Drehzahl des Motors 220 zu bestimmen, lediglich der erste Referenzwert α1 verändert werden kann, zum Beispiel erhöht, ohne eine Rate des Absenkens der Drehzahl Ne der Maschine 100 zu verändern.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform in dem Fall, bei dem die Synchronisation zwischen dem Zahnrad 110 und dem Ritzel 260 beschränkt ist, der Rotations-Modus beschränkt, bei welchem das Ritzel 260 rotiert wird, bevor das Stellglied 232 zum Bewegen des Ritzels 260 hin zu der Position, bei welcher das Ritzel 260 mit dem Zahnrad 110 in Eingriff steht, angetrieben wird. Dadurch kann eine ungewünschte Zunahme der Differenz zwischen der Drehzahl des Zahnrades 110 und der Drehzahl des Ritzels 260 vermieden werden.
  • Es ist erkennbar, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen in jeglicher Hinsicht darstellend und nicht einschränkend sind. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird eher durch die Ausdrücke der Ansprüche als die vorstehende Beschreibung definiert und soll jegliche Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs und äquivalente Bedeutungen der Ausdrücke der Ansprüche enthalten.
  • Liste der Bezugszeichen
    • 10 Fahrzeug; 100 Maschine; 102 VVT-Mechanismus; 110 Zahnrad; 111 Kurbelwelle; 115 Drehzahlsensor; 120 Batterie; 125, 130 Spannungssensor; 140 Gaspedal; 150 Bremspedal; 160 Antriebsstrang; 170 Antriebsrad; 200, 202 Starter; 210 Kolben; 220 Motor; 230 Spule; 232 Stellglied; 240 Kopplungs-Abschnitt; 245 Drehpunkt; 250 Ausgangselement; 260 Ritzel; 270 Einweg-Kupplung; 300 ECU; 410 Bereitschafts-Modus; 420 Eingriffs-Modus; 430 Rotations-Modus; 440 Gesamt-Antriebs-Modus; und RY1, RY2 Relais.

Claims (6)

  1. Steuerungsvorrichtung für einen Starter, wobei der Starter (200) ein zweites Zahnrad (260), welches mit einem ersten Zahnrad (110), das mit einer Kurbelwelle einer Maschine (100) gekoppelt ist, deren Drehzahl (Ne) durch einen Drehzahlsensor (115) erfasst wird und die einen VVT-Mechanismus (102) besitzt, in Eingriff gebracht werden kann, ein Stellglied (232), welches das zweite Zahnrad (260) in einem angetriebenen Zustand hin zu einer Position bewegt, bei welcher das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) in Eingriff steht, und einen Motor (220) enthält, welcher das zweite Zahnrad (260) rotiert, aufweisend: eine Steuerungseinheit (300), die derart ausgestaltet und konfiguriert ist, dass sie abhängig von der Drehzahl (Ne) der Maschine (100) einen Eingriffs-Modus (420) oder einen Rotations-Modus (430) ausführt, wobei im Rotations-Modus (430) der Motor (220) vor dem Stellglied (232) angetrieben wird, der Rotations-Modus (430) verhindert wird, wenn die Steuerungseinheit (300) feststellt, dass eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann, eine Phase eines Einlassventils der Maschine (100) durch den VVT-Mechanismus (102) vorgerückt wird, wenn die Steuerungseinheit (300) feststellt, dass eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann, und das Stellglied (232) und der Motor (220) im Eingriffs-Modus (420) angetrieben werden, bei welchem das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) in Eingriff gebracht wird, wenn eine Drehzahl der Maschine (100) gleich oder niedriger als ein oberer Grenzwert ist.
  2. Steuerungsvorrichtung für einen Starter nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann, der obere Grenzwert erhöht wird.
  3. Verfahren zum Steuern eines Starters, wobei der Starter (200) ein zweites Zahnrad (260), welches mit einem ersten Zahnrad (110), das mit einer Kurbelwelle einer Maschine (100) gekoppelt ist, deren Drehzahl (Ne) durch einen Drehzahlsensor (115) erfasst wird und die einen VVT-Mechanismus (102) besitzt, in Eingriff gebracht werden kann, ein Stellglied (232), welches in einem angetriebenen Zustand das zweite Zahnrad (260) hin zu einer Position bewegt, bei welcher das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) in Eingriff steht, und einen Motor (220) enthält, welcher das zweite Zahnrad (260) rotiert, aufweisend die Schritte: Ausführen eines Eingriffs-Modus (420) oder eines Rotations-Modus (430) abhängig von der Drehzahl (Ne) der Maschine (100); Antreiben des Stellglieds (232) und des Motors (220) im Rotations-Modus (430), bei welchem der Motor (220) vor dem Antreiben des Stellglieds (232) angetrieben wird; Verhindern des Rotations-Modus (430), wenn festgestellt wird, dass eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann; Vorrücken einer Phase eines Einlassventils der Maschine (100) durch den VVT-Mechanismus (102), wenn festgestellt wird, dass eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann; und Antreiben des Stellglieds (232) und des Motors (220) im Eingriffs-Modus (420), bei welchem das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) in Eingriff gebracht wird, wenn eine Drehzahl der Maschine (100) gleich oder niedriger als ein oberer Grenzwert ist.
  4. Fahrzeug, aufweisend: eine Maschine (100) mit einem VVT-Mechanismus zum Einstellen einer Phase eines Einlassventils der Maschine; einen Starter (200) mit einem zweiten Zahnrad (260), welches mit einem ersten Zahnrad (110), das mit einer Kurbelwelle der Maschine (100) gekoppelt ist, in Eingriff gebracht werden kann, einem Stellglied (232), welches in einem angetriebenen Zustand das zweite Zahnrad (260) hin zu einer Position bewegt, bei welcher das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) in Eingriff steht, und einem Motor (220), welcher das zweite Zahnrad (260) rotiert; einen Drehzahlsensor (115), der eine Drehzahl (Ne) der Maschine (100) erfasst, und eine Steuerungseinheit (300), die derart ausgestaltet und konfiguriert ist, dass sie abhängig von der Drehzahl (Ne) der Maschine (100) einen Eingriffs-Modus (420) oder einen Rotations-Modus (430) ausführt, wobei im Rotations-Modus (430) der Motor (220) vor dem Stellglied (232) angetrieben wird, der Rotations-Modus (430) verhindert wird, wenn die Steuerungseinheit (300) feststellt, dass eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann, die Phase des Einlassventils der Maschine (100) durch den VVT-Mechanismus vorgerückt wird, wenn die Steuerungseinheit (300) feststellt, dass eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann, und das Stellglied (232) und der Motor (220) im Eingriffs-Modus (420) angetrieben werden, bei welchem das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) in Eingriff gebracht wird, wenn eine Drehzahl der Maschine (100) gleich oder niedriger als ein oberer Grenzwert ist.
  5. Steuerungsvorrichtung für einen Starter, wobei der Starter (200) ein zweites Zahnrad (260), welches mit einem ersten Zahnrad (110), das mit einer Kurbelwelle einer Maschine (100) gekoppelt ist, deren Drehzahl (Ne) durch einen Drehzahlsensor (115) erfasst wird, in Eingriff gebracht werden kann, ein Stellglied (232), welches das zweite Zahnrad (260) in einem angetriebenen Zustand hin zu einer Position bewegt, bei welcher das zweite Zahnrad (260) mit dem ersten Zahnrad (110) in Eingriff steht, und einen Motor (220) enthält, welcher das zweite Zahnrad (260) rotiert, aufweisend: eine Steuerungseinheit (300), die derart ausgestaltet und konfiguriert ist, dass sie abhängig von der Drehzahl (Ne) der Maschine (100) einen Eingriffs-Modus (420) oder einen Rotations-Modus (430) ausführt, wobei im Rotations-Modus (430) der Motor (220) vor dem Stellglied (232) angetrieben wird, wobei, wenn die Steuerungseinheit (300) feststellt, dass eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann, die Steuerungseinheit (300) eine Rate des Absenkens der Maschinendrehzahl derart erhöht, dass diese größer ist als eine Rate des Absenkens der Maschinendrehzahl, wenn eine Drehzahl der Maschine (100) ermittelt werden kann, und im Eingriffs-Modus (420) das Stellglied (232) vor dem Motor (220) angetrieben wird.
  6. Steuerungsvorrichtung für einen Starter nach Anspruch 5, wobei, wenn eine Drehzahl der Maschine (100) nicht ermittelt werden kann, der Eingriffs-Modus (420) ausgeführt wird, nachdem eine vorgeschriebene Zeitphase verstrichen ist.
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