DE112011105103B4

DE112011105103B4 - Motorstartvorrichtung

Info

Publication number: DE112011105103B4
Application number: DE112011105103.4T
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Shimoji; Hiroaki Kitano; Daisuke Mizuno; Koichiro Kamei; Masami Abe; Kazuhiro Odahara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2017-08-10
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: CN103443443B; CN103443443A; JP5638690B2; JPWO2012132120A1; US20130276578A1; DE112011105103T5; WO2012132120A1; US9255561B2

Abstract

Motorstartvorrichtung für ein Leerlauf-Stopp-System zum Stoppen eines Motors, wenn eine Leerlauf-Stopp-Bedingung erfüllt ist, wobei die Motorstartvorrichtung aufweist: – einen Startermotor (1); – einen Ritzelabschnitt (5), der mit einer Ausgangswellenseite des Startermotors (1) in eine Keilverbindung bringbar und in einer axialen Richtung gleitbar ist; – einen Schiebemechanismus zum ein Ritzel (54, 55) des Ritzelabschnitts (5) in eine Position Schieben, bei der das Ritzel (54, 55) mit einem Zahnkranz (6) in kämmenden Eingriff gelangt; und – einen integrierten Schalter (4b, 4d) zum Betätigen eines Motorenergiezufuhrschalters zum Ziehen eines Kolbens, nachdem das Ritzel (54, 55) verschoben wurde, durch Konfigurieren eines Schalters zum Ansteuern des Schiebemechanismus und EIN/AUS-Schalten eines Erregerstroms zu dem Startermotor (1) mit einer einzelnen Taucherspule, wobei: – wenn eine Neustartanforderung ausgestellt wurde, nachdem ein Motorstopp angefordert wurde, und der integrierte Schalter (4b, 4d) daher in einen EIN-Zustand versetzt ist, Betätigungstiming des Schiebemechanismus und Spulenbetätigungs-Timing der Taucherspule so festgesetzt werden, dass der Startermotor (1) einer Betätigung vorbeugt, bis das Ritzel (54, 55) mit dem Zahnkranz (6) in Kontakt oder in kämmenden Eingriff gelangt; und – der Motor neu gestartet wird, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, selbst während einer Trägheitsdrehung des Motors dadurch gekennzeichnet, dass der Ritzelabschnitt (5), wenn der integrierte Schalter (4b, 4d) in den EIN-Zustand versetzt ist, einen distalen Endabschnitt mit einer Form zum Synchronisieren und eine ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorstartvorrichtung in einem Leerlauf-Stopp-System eines Fahrzeugs.
STAND DER TECHNIK
Bei den Erfindungen, die sich auf gängige Leerlauf-Stopp-Systeme beziehen, wird ein Neustart durchgeführt, indem ein Ritzel eines Starters und ein Zahnkranz miteinander während der Drehung eines Motors in kämmenden Eingriff gebracht werden, um die Neustartfähigkeit zu verbessern, nachdem eine Motorstoppbetätigung durchgeführt wurde. Die Drehung eines Startermotors wird beispielsweise in Reaktion auf eine Neustartanforderung für den Motor gestartet. Eine Drehgeschwindigkeit des Startermotors wird mit derjenigen des Motors durch Energiezufuhr mit Drehzahlregelung synchronisiert, wodurch der Startermotor und der Motor miteinander gekoppelt werden (s. z. B. Patentdokument 1).
Darüber hinaus werden, wenn der Motor gestoppt wird, selbst in dem Fall, in dem die Neustartanforderung nicht ausgestellt ist, das Ritzel und der Zahnkranz miteinander in kämmenden Eingriff gebracht, während sich der Motor dreht oder unmittelbar, bevor der Motor gestoppt wird, zum Vorbereiten der Neustartanforderung, die jederzeit ausgestellt werden kann (s. z. B. Patentdokument 2).
Zudem ist aus der DE 10 2004 054 367 A1 ein Anlasser mit einem Ritzel bekannt, das mit einem Schwungscheibenhohlrad in Eingriff gelangt, wobei der Anlasser mit einer Steuerlogikeinrichtung verbunden ist, die einer Verzögerung implementiert, so dass der Anlasser nicht bestromt wird, bis der Ritzel des Anlassers mit dem Schwungscheibenhohlrad in Eingriff gelangt ist.
ZITATENLISTE
PATENTLITERATUR

[PTL 1] JP 4 211 208 B2
[PTL 2] JP 2010-242555 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE PROBLEME
Beim Schaffen des kämmenden Eingriffs zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz während der Drehung des Motors ist aus dem Stand der Technik eine Steuerung eines Mechanismus zum Drehen des Ritzels und eine Startzeitgebung für die Drehung eines Motors, um die Zahnräder in kämmenden Eingriff zu bringen, bekannt. Daher müssen ein Mechanismus zum Drücken des Ritzels und ein Mechanismus zum Drehen des Motors separat bereitgestellt werden.
Im Ergebnis nimmt die Anzahl an Komponenten zu. Zusätzlich dazu muss, selbst was die Steuerung anbelangt, die Steuerung für jeden Fahrzeugtyp strikt festgelegt werden, und wird somit trotz einer Anstrengung zum Vereinfachen der Steuerung komplex. Daher nehmen die Kosten, um das Ritzel und der Zahnkranz während der Drehung miteinander in kämmenden Eingriff zu bringen, signifikant zu.
Darüber hinaus sind, wenn das Ritzel und der Zahnkranz während der Drehung des Motors miteinander in kämmenden Eingriff gebracht werden, die Phasen von beiden der Zahnräder nicht präzise bekannt. Daher stoßen, selbst wenn die Drehgeschwindigkeiten synchronisiert sind, Endflächen der Zahnräder gegeneinander, um einen erfolgreichen kämmenden Eingriff zu verhindern. Im Ergebnis wird Lärm erzeugt. Ferner ist, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors eigentlich durch Trägheitsdrehung reduziert wird, eine Geschwindigkeit der Reduktion der Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes höher, selbst wenn die Drehgeschwindigkeit des Startermotors durch das Stoppen der Energiezufuhr reduziert wird. Daher besteht, in dem Fall, in dem der kämmende Eingriff nicht erfolgreich erreicht wurde, wenn die Drehgeschwindigkeiten synchronisiert sind, das Problem, dass eine Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeiten größer wird, und es wird ferner schwierig, den kämmenden Eingriff herzustellen.
Um die Drehgeschwindigkeiten des Ritzels und des Motors durch Drehung des Motors zu synchronisieren, ist eine komplexe Steuerung inklusive Ritzelschiebesteuerung und Steuerung der Drehung des Motors notwendig. In einigen Fällen verschieben sich jedoch in Abhängigkeit der Zeitabstimmung des Schiebens Schiebezeitpunkte infolge eines Spannungsabfalls. Ferner wird, um das Ritzel und den Zahnkranz während der vorstehend beschriebenen Drehung in kämmenden Eingriff zu bringen, durch Kollision der Endflächen Lärm erzeugt, außer wenn die Phasen und UpM genau gleich gemacht werden.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu beseitigen, und eine Aufgabe besteht daher darin, eine Motorstartvorrichtung bereitzustellen, die dazu ausgebildet ist, einen Motor während der Drehung eines Zahnkranzes neu zu starten, selbst ohne, dass eine spezielle Steuerung für ein Ritzel eines Starters und des Zahnkranzes benötigt wird, und mit Eliminierung eines Relais und einer Steuerung zum auf separate Weise Schieben des Ritzels und Drehen eines Motors, um Kosten zu reduzieren.
LÖSUNG DER PROBLEME
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motorstartvorrichtung für ein Leerlauf-Stopp-System zum Stoppen eines Motors, wenn eine Start-Stopp Bedingung erfüllt ist, bereitgestellt, wobei die Motorstartvorrichtung aufweist: einen Startermotor; einen Ritzelabschnitt, der mit einer Ausgabewellenseite des Startermotors in eine Keilverbindung bringbar ist, und in einer axialen Richtung gleitbar ist; einen Schiebemechanismus zum Schieben eines Ritzels des Ritzelabschnitts in eine Position, bei der das Ritzel mit einem Zahnkranz in kämmenden Eingriff gelangt; und einen integrierten Schalter zum Betätigen eines Motorenergiezufuhrschalters zum Ziehen eines Kolbens, nachdem das Ritzel verschoben wurde, indem ein Schalter zum Ansteuern des Schiebemechanismus konfiguriert und ein Erregerstrom zu dem Startermotor mit einer einzelnen Taucherspule EIN/AUS-geschaltet wird, bei der: wenn eine Neustartanforderung ausgestellt wurde, nachdem ein Motorstopp angefordert wurde, und daher der integrierte Schalter in einen EIN-Zustand versetzt ist, Betätigungstiming des Schiebemechanismus und Spulenbetätigungstiming der Taucherspule so festgesetzt werden, dass der Startermotor einer Betätigung vorbeugt, bis das Ritzel mit dem Zahnkranz in Kontakt oder kämmenden Eingriff gelangt ist; und der Motor neu gestartet wird, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, selbst während einer Trägheitsdrehung des Motors. Wenn der integrierte Schalter (4b, 4d) in den EIN-Zustand versetzt ist, weist der Ritzelabschnitt (5) einen distalen Endabschnitt mit einer Form zum Synchronisieren und eine Einwegkupplung auf, sodass das Ritzel (54, 55) verschoben wird, um mit dem Zahnkranz (6) in Kontakt zu gelangen, um das Ritzel (54, 55) zu synchronisieren, um einen kämmenden Eingriff auf einer Drehmomentübertragungsfläche des Ritzels (54, 55) herzustellen, selbst während einer Drehung des Zahnkranzes (6). Der distale Endabschnitt weist bei einem distalen Ende des Ritzels (54) eine Form exklusiv zur Synchronisation, mit einer Zahndicke, die kleiner ist als diejenige der Drehmomentübertragungsfläche, auf.
VORTEILHAFTE WIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Neustartanforderung ausgestellt wurde, nachdem der Motorstopp angefordert wurde, der Startschalter in den EIN-Zustand geschaltet, um das Ritzel zu schieben. Gleichzeitig werden die Betätigung des Schiebemechanismus und die Spulenbetätigung der Taucherspule zum Drehen des Startermotors so festgesetzt, dass der Startermotor nicht betätigt wird, bis das Ritzel mit dem Zahnkranz in Kontakt oder in kämmenden Eingriff gelangt ist. Daher ist die Motorstartvorrichtung dazu ausgebildet, den Motor während der Drehung des Zahnkranzes neu zu starten, selbst ohne dass eine spezielle Steuerung des Ritzels des Starters und des Zahnkranzes benötigt werden, und unter Eliminierung des Relais und der Steuerung zum auf eine separaten Weise Schieben des Ritzels und Drehen des Motors, um Kosten zu reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[1] Schematische Ansicht einer Motorstartvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[2] Flussdiagramm, das eine Betätigungsreihe der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[3] Grafik, die einen Zustand zeigt, bei dem eine Motor-UpM nach einer Stoppbetätigung abnimmt, mit der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[4] Grafik, die eine Beziehung zwischen einer UpM-Differenz und Lärm zeigt, mit der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[5] Grafik, die einen Zustand der Motor-UpM zeigt, wenn ein kämmender Eingriff durch Neustart ausgeführt wird, nachdem die Motor-UpM nach der Stoppbetätigung abnimmt, mit der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[6] Aufbaudiagramm, das einen Ritzelabschnitt gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[7] Grafik, die eine Schalldruckpegelwellenform, wenn die Eingriffszeit lang ist, zeigt.
[8] Grafik, welche die Schalldruckpegelwellenform mit der Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[9] Weiteres Aufbaudiagramm, das den Ritzelabschnitt gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[10] Erklärendes Diagramm für eine spezifische Form eines distalen Endabschnitts eines in 9 gezeigten Ritzels gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[11] Erklärende Ansicht der spezifischen Form des distalen Endabschnitts des in 9 gezeigten Ritzels gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[12] Grafik, die ein Motor-Rückwärtsdrehungs-Phänomen, wenn eine Motorstoppbetätigung durchgeführt wird, zeigt.
[13] Flussdiagramm, das eine Betätigungsreihe einer Motorstartvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[14] Grafik, die einen Zustand einer Motor-UpM in Schritten, die in 13 gezeigt sind, zeigt, mit der Motorstartvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[15] Flussdiagramm, das eine Betätigungsreihe einer Motorstartvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[16] Flussdiagramm, das eine Betätigungsreihe einer Motorstartvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
[17] Schematisches Diagramm einer Motorstartvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zuerst wird das Konzept der vorliegenden Erfindung im Lichte der Probleme des Stands der Technik erklärt werden.
Wie vorstehend beschrieben kann, obwohl durch ein Ritzel und ein Zahnkranz erzeugter Lärm beim Stand der Technik unterdrückt wird, der Lärm nicht vollständig unterdrückt werden. Weiterhin hängt das Ausmaß des Lärms stark von dem Motortyp und der Form des Ritzels ab und ist im Einzelfall vorhanden. Daher ist es schwierig, das Ausmaß des Lärms klar zu definieren. Dementsprechend ist es schwierig, die Unterdrückung des Lärms als quantitativen numerischen Wert auszudrücken.
Als Fall, in dem der Lärm nicht ein Problem wird (im Speziellen bleibt der Lärm auf einem vernachlässigbaren niedrigen Niveau) zum Zeitpunkt des Neustarts, wird der folgende Fall berücksichtigt. Zum Zeitpunkt des Neustarts beginnt eine Motor-UpM nachdem ein kämmender Eingriff erreicht wird simultan zuzunehmen. Daher wird Anlasslärm erzeugt. Wenn zum Zeitpunkt des Neustarts erzeugter Eingriffslärm kleiner ist als der Anlasslärm, ist der Lärm daher vernachlässigbar.
Als Verfahren zum Unterdrücken von einem Eingriffslärm wird im Allgemeinen eine Einwegkupplung in einem Ritzelabschnitt montiert, unabhängig davon, ob es sich bei dem Fahrzeug um ein Leerlauf-Stopp Fahrzeug handelt, sodass kein Problem auftritt, selbst wenn eine Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes durch Anlassen zum Zeitpunkt, wenn die Motor-UpM zuzunehmen beginnt, größer wird. Daher wird, in dem Fall, in dem das Ritzel und der Zahnkranz miteinander in Kollision gebracht werden, während sich ein Motor dreht, der Lärm infolge einer Trägheitskraft des Motors im Vergleich zu dem Fall ohne die Drehung des Motors größer, selbst wenn eine UpM-Differenz zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz gleich ist.
Darüber hinaus ist, wenn die UpM-Differenz gleich ist, eine Geschwindigkeitsdifferenz beim Zentrum zwischen den Zahnrädern gleich. Für die Kollision bei einem Abschnitt, der sich von den vorstehend beschriebenen Abschnitten unterscheidet, kann eine Kollisionskraft jedoch nicht in UpM definiert werden. Die Kollisionskraft wird beispielsweise durch Drehung des Motors größer, selbst wenn die UpM-Differenz gleich ist.
Daher wird der Lärm unterdrückt, außer wenn sich der Motor nicht dreht, bis das Ritzel und der Zahnkranz miteinander in Kontakt kommen, um in kämmenden Eingriff gebracht zu werden. Eine Betätigung mit der Unterdrückung von Lärm ist eine einfache Betätigung zum Schieben des Ritzels und Drehen des Motors, nachdem das Ritzel mit dem Zahnkranz in Kontakt gelangt. Daher können im Vergleich mit einem gängigen Schaltmechanismus für kämmenden Eingriff während einer Drehung die Kosten reduziert werden.
Zusätzlich dazu kann eine gängige Schaltkonfiguration direkt für die vorstehend beschriebene Betätigung verwendet werden, wenn der Zeitpunkt zum Schieben des Ritzels zum Starten der Drehung des Motors passend eingestellt ist. Nicht nur der Schalter wird direkt verwendet, sondern auch die Betätigung wird unabhängig von einer Drehgeschwindigkeit ausgeführt. Daher ist eine komplexe Feineinstellung der Steuerung nicht notwendig. Daher kann eine Motorstartvorrichtung mit einem Lärmniveau, das so niedrig ist wie bei der Konventionellen, bei niedrigen Kosten erzeugt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Motorstartvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein schematisches Diagramm einer Motorstartvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, weist einen Startermotor 1, eine Batterie 2, einen Startschalter 3, und einen Starter 4 auf. Der Starter 4 weist eine Spule 4a, einen Spulenkern 4aa, einen Hebel 4ab, ein Hebeldrehzentrum 4ac, einen Schaltabschnitt 4b für die Spule, eine Spule 4c, einen Spulenkern 4ca, einen Motorenergiezufuhrschaltabschnitt 4d, und einen Ritzelabschnitt 5 auf.
Als nächstes wird jede der Komponenten beschrieben.
Der Startermotor 1 startet einen Motor. Die Batterie 2 ist ein Netzteil zum an den Startermotor 1 Zuführen von elektrischer Leistung. Der Startschalter 3 ist ein mit der Batterie 2 verbundener Schalter zum Aktivieren des Startermotors 1.
Die Spule 4a, die den Starter 4 bildet, ist mit einem Erdanschluss des Startermotors 1 und des Startschalters 3 verbunden. Der Hebel 4ab wird durch Bewegung des Spulenkerns 4aa der Spule 4a um das Drehzentrum 4ac gedreht, um den Ritzelabschnitt 5 in Richtung eines Zahnkranzes 6 zu drücken.
Mit der Bewegung des Ritzelabschnitts 5 wird der Schaltabschnitt 4b verbunden. Im Ergebnis wird die Spule 4c durch Zwischenschaltung des Startschalters 3 mit der Batterie 2 verbunden. Ferner wird der Motorenergiezufuhrschaltabschnitt 4d durch Bewegung des Kerns 4ca der Spule 4c verbunden.
Bei der Motorstartvorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration, wird der Startschalter 3 in Reaktion auf eine Motorstartanforderung geschlossen. Im Ergebnis wird die Antriebsspule 4a von der Batterie 2 durch den Startschalter 3 angeregt. Auf diese Weise wird der Kern 4aa betätigt, um den Ritzelabschnitt 5 gegen den Zahnkranz 6 zu drücken, während der Schaltabschnitt 4b der Spule verbunden ist.
Durch das Verbinden des Schaltabschnitts 4b der Spule, wird die Spule 4c angeregt, um den Motorenergiezufuhrschaltabschnitt 4d zu verbinden. Ferner wird durch das Verbinden des Motorenergiezufuhrschaltabschnitts 4d dem Startermotor 1 ein Strom zugeführt, um das Drehen des Startermotors 1 zu starten.
Spulenbetätigungen der Spulen 4a und 4c sind so festgelegt, dass die Betätigungszeit des Ritzelabschnitts 5 ermöglicht, dass der Ritzelabschnitt 5 in zuverlässiger Weise gegen den Zahnkranz 6 gedrückt wird oder damit in Kontakt gelangt, bevor sich der Startermotor 1 zu drehen beginnt. Spezifisch sind die Spulenbetätigungen, wenn der Start so ausgeführt wird, dass ein Ritzel und der Zahnkranz 6 in Reaktion auf die Motorneustartanforderung in kämmenden Eingriff gebracht werden, so festgesetzt, dass das Ritzel mit dem Zahnkranz 6 in zuverlässiger Weise ohne Drehung in Kontakt gebracht wird.
Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Motorstartvorrichtung wird eine Betätigung, die durch ein (nicht gezeigten) Steuerungsabschnitt, der in der Motorstartvorrichtung aufgenommen ist, wenn die Neustartanforderung auf Basis von Leerlaufstopp ausgestellt ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das eine Betätigungsreihe der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 ist eine Grafik, die einen Zustand zeigt, bei dem eine Motor-UpM abnimmt, nachdem eine Stoppbetätigung durchgeführt wurde, mit der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nachdem die Stoppbetätigung durchgeführt worden ist, bremst der Motor mit Schwingungen ab, die durch C10 angedeutet sind, wie in 3 gezeigt. Daher erwartet der Steuerungsabschnitt, wenn die Motordrehung durch Trägheitsdrehung abzunehmen beginnt, nachdem der Leerlauf gestoppt wurde, jederzeit eine Neustartanforderung (Schritt S10). Dann ermittelt ein (nicht gezeigtes) Zahnkranz-Drehgeschwindigkeit-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes (spezifisch der Motor-UpM entsprechend), wenn die Neustartanforderung ausgestellt wurde, ob die Motor-UpM sich in einem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet (siehe 3) (Schritt S20). Wenn sich die Motor-UpM in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet, spritzt der Steuerungsabschnitt wieder Kraftstoff ein, um den Motor zu starten (Schritt S50). Dann wird die Betätigungsreihe abgeschlossen.
Andererseits schaltet der Steuerungsabschnitt die Leistung zu dem Starter 4 AN, wenn sich die Motor-UpM nicht in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet, sodass der Motor durch den Starter 4 neu gestartet wird (Schritte S30 und S40).
Bei der ersten Ausführungsform wird der Startschalter 3 des Starters 4 eingeschaltet, wenn sich die Motor-UpM nicht in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet und die Neustartanforderung ausgestellt wurde, nachdem die Stoppbetätigung ausgeführt wurde, unabhängig von der UpM, um den Neustart durch den Startermotor 1 durchzuführen. Im Ergebnis gelangen das Ritzel und der Zahnkranz miteinander in Kontakt oder in kämmenden Eingriff, um den Motor neu zu starten.
Zum Zeitpunkt des kämmenden Eingriffs zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz wird, wenn das Ritzel verschoben wurde, um mit dem Zahnkranz in Kontakt zu gelangen, nachdem der Startschalter 3 eingeschaltet wird, irgendeine UpM-Differenz erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehung des Startermotors 1 noch nicht gestartet. Daher ist eine Zunahme im Lärmniveau nicht schädlich, selbst wenn ein Lärmwert infolge des Vorhandenseins der UpM-Differenz etwas größer wird als ein Lärmwert, wenn das Ritzel nicht durch den Startermotor 1 gedreht wird, um die Drehgeschwindigkeit zu synchronisieren, um das Ritzel mit dem Zahnkranz in kämmenden Eingriff zu bringen. Diese Zunahme des Lärmniveaus wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
4 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der UpM-Differenz und dem Lärm zeigt, mit der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Spezifisch ist 4 eine Grafik zum Vergleichen von Peakwerten von Lärm (die den 4 gezeigten Dreiecken entsprechen), wenn der Kontakt hergestellt wird, mit der Drehung des Motors, und von Peakwerten von Lärm (die in 4 gezeigten Kreisen entsprechen), wenn der Kontakt hergestellt ist, ohne die Drehung des Motors, in Bezug auf die UpM-Differenz. Wie in 4 gezeigt ist, kann der Lärm in dem Startermotor 1 ohne die Drehung unterdrückt werden, selbst bei derselben UpM-Differenz, obwohl ein Absolutwert sich in Abhängigkeit von Spezifikationen des Ritzels und des Zahnkranzes unterscheidet.
In dem Fall, in dem der Schaltermotor 1 gedreht wird, werden die Geschwindigkeiten, selbst wenn an Zentrallinien des Zahnkranzes und des Ritzels dieselben Geschwindigkeitsdifferenzen festgesetzt werden, bei Abschnitten, die sich von den Zentrallinien unterscheiden, infolge der Drehung des Ritzels unterschiedlich. Im Ergebnis wird die Geschwindigkeitsdifferenz zum Schock. Darüber hinaus nimmt als Ergebnis der Drehung der Lärm sogar durch Trägheit des Motors zu.
Daher kann, selbst wenn der Startermotor 1 nicht gedreht wird, der kämmende Eingriff mit einem Lärm erreicht werden, der zu einem gewissen Grad gering ist. Wenn der geringe Lärm geringer ist als der Anlasslärm, verspürt ein Fahrer ohne Problem keine Unbehaglichkeit.
5 ist eine Grafik, der einen Zustand der Motor-UpM zeigt, wenn der kämmende Eingriff durch Neustarten des Motors ausgeführt wird, nachdem die Motor-UpM nach der Stoppbetätigung abnimmt, mit der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Motor-UpM nimmt mit Schwingungen, wie durch C10 angedeutet, ab. Danach ist, wenn die Motorneustartanforderung bei C20 ausgestellt wird, die Motor-UpM gleich oder kleiner als eine selbstwiederherstellbare UpM. Die Spule 4a wird angeregt, um das Ritzel zu schieben. Im Ergebnis gelangen das Ritzel und der Zahnkranz miteinander bei C30 in Kontakt.
Die Festlegung wird so ausgeführt, dass der Startermotor 1 sich zu drehen beginnt, beispielsweise 40 ms nach dem Zeitpunkt des Schiebens des Ritzels, durch einen Schalter, der dazu ausgebildet ist, eine Abmessungsbeziehung aufzuweisen, welche erlaubt, dass sich der Startermotor 1 zu einem Zeitpunkt zu drehen beginnt, nachdem der Kontakt bei C30 erreicht wurde. Dann übermittelt der Startermotor 1 bei C40, bei dem die Motor-UpM und eine Motor-UpM miteinander identisch werden, ein Drehmoment, um den Motor zu starten. Ein Verhalten einer UpM des Ritzels (die der Motor-UpM entspricht) ist durch C50 angedeutet.
Ein Verlust in der Motor-UpM Zunahmezeitdauer wird erzeugt, indem der Startermotor 1 bei den vorstehend beschriebenen Betätigungen nicht gedreht wird. Die Zeitdauer des Verlusts ist jedoch kurz und daher auf einem vernachlässigbaren Niveau. Die wie vorstehend beschrieben ausgebildete Motorstartvorrichtung wird bei niedrigen Kosten erzeugt und ermöglicht die Betätigung, ohne dass sie infolge eines Neustartzeitpunkts und Lärms auftretende Unbehaglichkeit erzeugt.
Bei der ersten Ausführungsform wird der Startschalter, wie vorstehend beschrieben, in den EIN-Zustand gedreht, wenn die Neustartanforderung ausgestellt wird, nachdem der Motorstopp angefordert wurde. Auf diese Weise werden die Betätigungen des Schiebemechanismus und die Spulenbetätigung der Taucherspule zum Drehen des Startermotors so festgesetzt, dass das Ritzel verschoben wird und der Startermotor nicht betätigt wird, bis das Ritzel mit dem Zahnkranz in Kontakt oder in kämmenden Eingriff gelangt. Im Ergebnis kann die Motorstartvorrichtung bereitgestellt werden, die nicht eine spezielle Steuerung des Ritzels des Starters und des Zahnkranzes benötigt, ein Relais und eine Steuerung zum auf eine separate Weise Schieben des Ritzels und Drehen des Startermotors eliminiert, sodass Kosten reduziert werden, und dazu ausgebildet ist, den Motor während der Drehung des Ritzels neu zu starten.
Zweite Ausführungsform
Ein Peakwert des durch die Kollision erzeugten Lärms kann in Abhängigkeit der Form des Ritzels und des Ritzelabschnitts stark variieren. Es ist schwierig, definitive Bezugswerte des Lärmwertniveaus und der UpM-Differenz anzugeben. Daher wird die Form des Ritzelabschnitts wichtig. Darüber hinaus wird, wenn das Ritzel und der Zahnkranz eine UpM-Differenz aufweisen, nicht nur das Problem des Peakwerts des Kollisionslärms, sondern auch ein Problem eines Eingriffsverlusts erzeugt, weil das Ritzel und der Zahnkranz einander in dem Kontaktzustand kratzen. Darüber hinaus wird, in Abhängigkeit des Zeitpunkts des Eingriffsverlusts, Unbehaglichkeit bei der Wahrnehmung des Lärms erzeugt. Daher wird in der zweiten Ausführungsform eine Konfiguration zum Vermeiden der vorstehend beschriebenen Probleme beschrieben.
Eine Gesamtkonfiguration mit dem Schalter ist gleich wie diejenige der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Für den Ritzelabschnitt 5 wird ein spezifisches Beispiel unter Verwendung eines Ritzels zum Synchronisieren für den kämmenden Eingriff nachstehend beschrieben.
6 ist ein Aufbaudiagramm des Ritzelabschnitts 5 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Ritzelabschnitt 5 gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, weist eine Einwegkupplung 51, einen Wellenkern 52, eine Feder 53, ein Ritzel 54 für Drehmomentübertragung, ein Ritzel 55 exklusiv zur Synchronisation, und einen Stopper 56 auf.
Das Ritzel 55, das exklusiv zur Synchronisation für den kämmenden Eingriff ausgebildet ist, und das Drehmomentübertragungsritzel 54 werden, nachdem der kämmende Eingriff, wie in 6 gezeigt, hergestellt wurde, als Ritzel bereitgestellt, die in dem Ritzelabschnitt 5 aufgenommen sind, und können sich in axialer Richtung mittels der Feder bewegen. Der Ritzelabschnitt 5 weist ferner die Einwegkupplung 51 und weist einen Mechanismus auf, der sich in einer Richtung dreht, in der sich der Zahnkranz mit einer hohen Geschwindigkeit dreht.
7 ist eine Grafik, die eine Schalldruckpegelwellenform zeigt, wenn die Eingriffszeit lang ist. 8 ist eine Grafik, die eine Schalldruckwellenform zeigt, mit der Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wenn die UpM des Ritzels und des Zahnkranzes identisch sind oder größer sind als eine bestimmte UpM, sind das Ritzel und der Zahnkranz für eine lange Zeit in einem kratzenden Zustand platziert, bis die UpM-Differenz eine vorgegebene UpM-Differenz wird.
Der Peakwert des Lärms wird durch die Kollision in einer frühen Phase bestimmt. Die verlängerte Eingriffszeit gibt, wie vorstehend beschrieben, den Eindruck ab, dass der Lärm größer wird, was zur Unbehaglichkeit führt. Wenn die UpM-Differenz größer wird, nimmt diese Tendenz zu. Andererseits kann, wie in 6 gezeigt, bei der zweiten Ausführungsform, auf die vorstehend Bezug genommen wurde, gezeigt, durch Verwendung des Ritzelabschnitts 5 mit dem Ritzel 55, das exklusiv zur Synchronisation für den kämmenden Eingriff ausgebildet ist, der vorstehend beschriebene Situation vorgebeugt werden. Im Ergebnis kann der kämmende Eingriff schnell erreicht werden, wie in 8 gezeigt. Im Ergebnis kann das Problem der Unbehaglichkeit infolge der verlängerten Eingriffszeit eliminiert werden.
Der Ritzelabschnitt 5 kann problemlos verwendet werden, selbst wenn die UpM-Differenz bei einem Niveau besteht, das so hoch ist wie 500 UpM. Daher kann durch Verwendung des Ritzelabschnitts 5, der dieselbe Struktur aufweist, wie sie in 6 gezeigt ist, die Motorstartvorrichtung, die zum Neustarten des Motors bei niedrigen Kosten ausgebildet ist, selbst durch Verwendung eines integrierten Schalters mit derselben Steuerung realisiert werden, wie demjenigen der ersten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wurde. Ferner hat der vorstehend beschriebene Ritzelabschnitt 5 auch die Wirkung, den Lärmpeakwert, wie in 8 gezeigt, abzusenken. Daher können sowohl der Peakwert des Eingriffslärms und die Eingriffszeitdauer unterdrückt werden. Im Ergebnis kann eine komfortablere Motorstartvorrichtung realisiert werden.
Wie vorstehend beschrieben kann gemäß der zweiten Ausführungsform, neben den Wirkungen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, die Eingriffszeit durch Verwendung des Ritzelabschnitts mit dem Ritzel, das exklusiv für die Synchronisation für den kämmenden Eingriff ausgebildet ist, verkürzt werden. Daher kann eine weitere Reduktion des Lärms realisiert werden.
Das Ritzel zur Synchronisation ist nicht auf den vorstehend beschriebenen Typ beschränkt. 9 ist ein weiteres Aufbaudiagramm des Ritzelabschnitts 5 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 9 gezeigt, besteht ein Ritzel selbst aus einem Stück, wie durch das Bezugszeichen 54 angedeutet. Durch Gestaltung der Form eines distalen Endabschnitts des Ritzels 54 kann das Ritzel jedoch als ein Ritzel zur Synchronisation funktionieren.
Spezifische Beispiele hiervon werden unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben. 10 und 11 sind erklärende Diagramme, die jeweils eine spezifische Form des distalen Endabschnitts des Ritzels 54 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 9 gezeigt ist und auf die vorstehend Bezug genommen wurde, zeigen. Der distale Endabschnitt des Ritzels 54 kann beispielsweise, wie in 10 gezeigt, eine Form aufweisen, bei der eine Ritzeloberfläche 54b exklusiv zur Synchronisation mit einer Zahndicke, die kleiner ist als diejenige einer Ritzelfläche 54a zur Drehmomentübertragung, vorgesehen ist. Alternativ dazu kann der distale Endabschnitt des Ritzels 54, wie in 11 gezeigt, eine Form aufweisen, bei der ein Vorsprungsabschnitt 54c als ein Vorsprung exklusiv zur Synchronisation vorgesehen ist.
Obwohl das in beiden der 10 und 11 gezeigte Ritzel 54 als Beispiel angegeben wurde, welches den Abschnitt exklusiv zur Synchronisation aufweist, um den kämmenden Eingriff selbst während der Drehung des Zahnkranzes 6 zu ermöglichen, kann dieselbe Struktur auch nicht nur an dem Ritzel, sondern auch bei dem Zahnkranz 6 vorgesehen sein.
Dritte Ausführungsform
Es bestehen Fahrzeugtypen mit dem Motor, der während der Verzögerung mit Schwingungen exzessiv in einer Rückwärtsrichtung dreht. 12 ist eine Grafik, die ein Motor-Rückwärtsdrehungs-Phänomen, wenn die Motorstoppbetätigung ausgeführt wird, zeigt. Wenn das Ritzel und der Zahnkranz in einem exzessiven Rückwärtsdrehungsbereich miteinander in kämmenden Eingriff gebracht werden (C11 und 12 entsprechend), dreht sich die Struktur wie eine Einwegkupplung 51 nicht. Daher kann ein Untersetzungsgetriebe, das in dem Ritzelabschnitt 5 aufgenommen ist, in einigen Fällen beschädigt werden.
Daher wird mit einem solchen Fall umgegangen, indem die Menge der Einsaugluft durch ein Ventil angepasst wird oder indem an dem Ritzelabschnitt 5 selbst eine stoßdämpfende Kupplung bereitgestellt wird, um der Beschädigung vorzubeugen. Selbst durch Verwendung derselben Motorkonfigurationen wie diejenigen der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen und durch Veränderung der Betätigung ihrer Einstellung mit der Steuerung kann jedoch mit dem Motor-Rückwärtsdrehungs-Phänomen umgegangen werden. Daher wird bei einer dritten Ausführungsform die Betätigung der vorstehend beschriebenen Steuerung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
13 ist ein Flussdiagramm, das eine Betätigungsreihe einer Motorstartvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Während die Motordrehung, nachdem der Leerlauf gestoppt wurde, abnimmt, befindet sich der Steuerungsabschnitt, der in der Motorstartvorrichtung aufgenommen ist, in einem Wartezustand für die Neustartanforderung (Schritt S10).
Dann legt der Steuerungsabschnitt, wenn die Neustartanforderung ausgestellt wird, fest, ob sich die Motor-UpM in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet, wie im Fall der Betätigung der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform (Schritt S20). Wenn sich die Motor-UpM in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet, startet der Steuerungsabschnitt den Motor durch Wiedereinspritzen des Kraftstoffs (Schritt S50).
Andererseits schaltet der Steuerungsabschnitt, wenn sich die Motor-UpM nicht in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet, die Leistung zu dem Starter 4 AN, um den Motor durch den Starter 4 neu zu starten (Schritte S30 und S40).
Bei der Betätigung gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, wartet der Steuerungsabschnitt, bis die Neustartanforderung in Schritt S10 ausgestellt wird. Andererseits unterscheidet sich die Betätigung gemäß der dritten Ausführungsform, die in 13 gezeigt ist, darin, dass die Betätigung des Steuerungsabschnitts zum Schritt S60 und darauffolgenden Schritten übergeht, wenn die Neustartanforderung im Schritt S10 nicht ausgestellt wird. Daher wird die Betätigung beim und nach dem Schritt S60 nachstehend beschrieben.
Wenn die Neustartanforderung nicht in Schritt S10 in einem Zustand ausgestellt wird, in dem auf die Neustartanforderung gewartet wird, geht die Betätigung zu Schritt S60 über, bei dem der Steuerungsabschnitt festlegt, ob die Motor-UpM identisch ist mit oder kleiner ist als eine vorgegebene UpM Np (Schritt S60). Bei der dritten Ausführungsform wird als ein Beispiel eines Werts der Motor-UpM in der Nähe von 0 UpM, Np auf 100 UpM festgesetzt.
Im Schritt S60 schaltet der Steuerungsabschnitt, wenn die Motor-UpM identisch ist mit oder kleiner ist als 100 UpM in einem Zustand, in dem die Neustartanforderung nicht ausgestellt wurde, die Leistung zu dem Starter EIN, um das Ritzel zu verschieben, um das Ritzel mit dem Zahnkranz in kämmenden Eingriff zu bringen (Schritt S70).
Danach ermittelt der Steuerungsabschnitt, ob eine vorgegebene Zeitdauer ist, d. h. ob T Sekunde(n) verstrichen sind, nachdem die Leistung an den Starter 4 EIN-geschaltet wurde (Schritt S80). Wenn die T Sekunde(n), die der vorgegebenen Zeitdauer entsprechen, nicht verstrichen sind, geht die Betätigung zu Schritt S100 über, bei welcher der Steuerungsabschnitt ermittelt, ob die Neustartanforderung ausgestellt wurde. Hier entspricht die vorgegebene Zeitdauer, d. h. T Sekunde(n), einer Zeitdauer von dem Start des Verschiebens des Ritzels bis zu dem Start der Betätigung des Motors (spezifisch die Zeitdauer, die benötigt wird, um das Ritzel durch Verschieben des Ritzels mit dem Zahnkranz in Kontakt zu bringen).
Andererseits schaltet der Steuerungsabschnitt im vorstehend beschrieben Schritt S80, wenn die T Sekund(n), die der vorgegebenen Zeitdauer entsprechen, verstrichen sind, die Leistung zu dem Starter AUS (Schritt S90). Dann geht die Betätigung zu Schritt S100 über und ermittelt, ob die Neustartanforderung ausgestellt wurde oder nicht.
Dann kehrt die Betätigung, wenn der Steuerungsabschnitt in Schritt S100 ermittelt, dass die Neustartanforderung nicht ausgestellt wurde, zu Schritt S80 zurück, bei dem der Steuerungsabschnitt ermittelt, ob T Sekunde(n), die der vorgegebenen Zeitdauer entsprechen, nach dem Start der Anregung des Starters verstrichen sind oder nicht. Andererseits geht die Betätigung zu Schritt S30 über, bei dem die Leistung zu dem Starter EIN-geschaltet wird, wenn der Steuerungsabschnitt in Schritt S100 ermittelt, dass die Neustartbedingung ausgestellt wurde. Ferner wird der Motor in Schritt S40 durch den Starter neugestartet.
Im Speziellen wird bei der dritten Ausführungsform der Startermotor 1 nach der Motorstoppanforderung angeregt, wenn die Neustartanforderung nicht ausgestellt wurde, selbst wenn die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes identisch wird mit oder kleiner wird als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit Mp. Dann wird die Leistung an dem Startermotor 1 AUS-geschaltet, wenn die Neustartanforderung nicht ausgestellt wurde, bis die T Sekunde(n), die der vorgegebenen Zeitdauer entsprechen, die benötigt wird, um das Ritzel zu verschieben, um das Ritzel mit dem Zahnkranz in Kontakt zu bringen, nach dem Starten der Anregung verstrichen sind. Danach wird zu einem Zeitpunkt, bei dem die Neustartanforderung ausgestellt wurde, die Anregung des Startermotors neugestartet, um den Motor durch den Startermotor neu zu starten. Andererseits wird der Startermotor 1 kontinuierlich mit Energie versorgt, um den Motor durch den Startermotor 1 neu zu starten, wenn die Neustartanforderung ausgestellt wurde, bevor die T Sekunde(n) verstrichen sind, die der vorgegebenen Zeitdauer nach dem Starten der Anregung entsprechen.
14 ist eine Grafik, die einen Zustand einer Motor-UpM in Schritten S70, S80, und S90 zeigt, die in 13 gezeigt sind, auf die vorstehend Bezug genommen wurde, mit der Motorstartvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Zustand, in dem die Leistung an den Starter AUS-geschaltet ist (Zustand in Schritt S90), wird dagegen vorgebeugt, dass sich der Motor durch die Trägheit des Ritzels zu einem Zeitpunkt (der T31 entspricht), zu dem das Ritzel und der Zahnkranz miteinander in Kontakt gelangen, übermäßig in der Rückwärtsrichtung dreht.
Daher können das Ritzel und der Zahnkranz jederzeit wieder in einen kämmenden Eingriff gebracht werden, wenn die Neustartanforderung ausgestellt wird. Durch die vorstehend beschriebene Betätigung kann die Motorstartvorrichtung bei niedrigen Kosten realisiert werden, welche den Motor während der Drehung des Zahnkranzes neu starten kann, während das Problem des Lärms unterdrückt wird, selbst ohne separates Steuern der Betätigung des Verschiebens des Ritzels und der Drehung des Motors.
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der dritten Ausführungsform, selbst wenn die Neustartanforderung nicht ausgestellt wurde, das Ritzel verschoben, um mit dem Zahnkranz in Kontakt zu gelangen, bevor sich der Motor in der Nähe von 0 UpM in der Rückwärtsrichtung zu drehen beginnt. Wenn die Neustartanforderung bis zu der vorgegebenen Zeitdauer, bei welcher der Startermotor nicht gedreht wird oder sich bei einer niedrigen Geschwindigkeit dreht, nach dem Start der Drehung nicht ausgestellt wurde, wird die Leistung an den Startermotor AUS-geschaltet. Im Ergebnis wird die Motorstartvorrichtung bereitgestellt, die dazu ausgebildet ist, die exzessive Rückwärtsbewegung zu eliminieren und das Ritzel und der Zahnkranz jederzeit in kämmenden Eingriff zu bringen, wenn die Neustartanforderung ausgestellt wird.
Vierte Ausführungsform
Eine Quelle der Lärmerzeugung ist ein Ton, der von dem Zahnkranz durch die Kollision des Ritzels abgegeben wird. Einige Fahrzeugtypen weisen einen Zahnkranz auf, der wahrscheinlich Lärm erzeugt. In einem solchen Fall wird unvorteilhafterweise zum Zeitpunkt eines Neustarts Unbehaglichkeit erzeugt, wenn die UpM-Differenz groß ist. Daher beschreibt eine vierte Ausführungsform den Fall, bei dem das Problem der Unbehaglichkeit eliminiert wird, indem der kämmende Eingriff bei UpM identisch mit oder kleiner als UpM Ng erreicht wird, bei welcher der Lärm geringer wird als der Anlasslärm.
15 ist ein Flussdiagramm, das eine Betätigungsreihe einer Motorstartvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Basisstruktur der Motorstartvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform ist dieselbe wie die vorstehend beschriebene Konfiguration bei der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist.
Im Vergleich mit dem Flussdiagramm von 2 gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, unterscheidet sich das Flussdiagramm von 15 gemäß der vierten Ausführungsform darin, dass ferner der Schritt S21 vorgesehen ist. Daher wird nachstehend hauptsächlich der sich unterscheidende Schritt beschrieben.
In Schritt S20 bei der vierten Ausführungsform geht die Betätigung des Steuerungsabschnitts, wenn die Motor-UpM sich nicht in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet, zu Schritt S21 über. Dann ermittelt der Steuerungsabschnitt in Schritt S21, ob die Motor-UpM identisch ist mit oder kleiner ist als eine vorgegebene UpM Ng. Bei der vierten Ausführungsform ist Ng, als ein Beispiel eines Werts der Motor-UpM in der Nähe von 0 UpM, auf 100 UpM festgesetzt.
In Schritt S21 wird, nachdem der Steuerungsabschnitt wartet, bis die Motor-UpM identisch wird mit oder kleiner wird als Ng (100 UpM), die Leistung an den Starter EIN-geschaltet, um den Motor durch den Starter neu zu starten (Schritte S30 und S40).
Wie vorstehend beschrieben, wird ein Verlust zwischen der Motor-UpM Ng und der UpM in dem selbstwiederherstellbaren Bereich erzeugt. Die Motorstartvorrichtung mit reduzierten Kosten kann jedoch realisiert werden, ohne signifikante Veränderung wie einer Veränderung des Zahnkranzes und dergleichen.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Motor gemäß der vierten Ausführungsform durch den Starter neu gestartet, nachdem die UpM-Differenz identisch wird mit oder kleiner wird als ein vorgegebener Wert. Im Ergebnis kann die Motorstartvorrichtung ohne Unbehaglichkeit mit der Unterdrückung von Lärm bereitgestellt werden.
Bei der vierten Ausführungsform wurde der Fall, bei dem Schritt S21 zu dem Flussdiagramm von 2 gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform hinzugefügt wurde, beschrieben. S21 kann jedoch auch zu dem Flussdiagramm von 13 gemäß der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform hinzugefügt werden, und dieselben Wirkungen können dadurch erreicht werden.
Fünfte Ausführungsform
Bei einer fünften Ausführungsform wird eine Betätigung in dem Fall beschrieben, in dem der Motor bei den vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen nicht neu gestartet werden kann, wenn sich die Motor-UpM in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet. Eine Basisstruktur einer Motorstartvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform ist dieselbe wie die Konfiguration der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist.
16 ist ein Flussdiagramm, das eine Betätigungsreihe der Motorstartvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Im Vergleich mit dem Flussdiagramm von 2 gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, unterscheidet sich das Flussdiagramm von 16 gemäß der fünften Ausführungsform darin, dass ferner Schritte S51 und S52 vorgesehen sind. Daher werden nachstehend hauptsächlich die sich unterscheidenden Schritte beschrieben.
In Schritt S50 der fünften Ausführungsform geht die Betätigung des Steuerungsabschnitts zu Schritt S51 über, nachdem der Motor durch das Wiedereinspritzen des Kraftstoffs gestartet wurde, wenn sich die Motor-UpM in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet. Dann ermittelt der Steuerungsabschnitt in Schritt S51, ob sich die Motor-UpM noch in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet oder nicht.
Ferner geht die Betätigung des Steuerungsabschnitts zu Schritt S52 über, wo ermittelt wird, ob die Motor-UpM um eine vorgegebene Menge oder mehr erhöht wird, wenn die Motor-UpM in dem selbstwiederherstellbaren Bereich aufrechterhalten wird. Wenn die Motor-UpM um die vorgegebene Menge oder mehr erhöht wurde, wird festgestellt, dass der Neustart abgeschlossen ist und die Verarbeitungsreihe wird beendet. Andererseits geht die Betätigung des Steuerungsabschnitts zurück zu Schritt S51, bei dem ermittelt wird, ob sich die Motor-UpM noch in dem selbstwiederherstellbaren Bereich befindet oder nicht, wenn die Motor-UpM in Schritt S52 nicht mit der vorgegebenen Menge oder mehr erhöht wurde.
Wenn der Steuerungsabschnitt in Schritt S51 ermittelt, dass die Motor-UpM niedriger wird als der selbstwiederherstellbare Bereich, geht die Betätigung des Steuerungsabschnitts zu Schritt S30 über, bei dem die Leistung an den Starter EIN-geschaltet wird. Ferner wird der Motor in Schritt S40 durch den Starter neu gestartet.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der fünften Ausführungsform, selbst wenn die Motor-UpM nicht auf eine vorgegebene UpM erhöht wird und die Selbstwiederherstellung unmöglich ist (neu starten kann nicht durchgeführt werden), nachdem der Kraftstoff zum Starten des Motors wieder eingespritzt wurde, der Motor neu gestartet werden, indem die Steuerung durchgeführt wird, um den Motor durch den Starter neu zu starten.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration kann selbst bei den vorstehend beschriebenen zweiten bis vierten Ausführungsformen eingesetzt werden. Im Speziellen werden Schritt S51 und S52 zu einem Teil des Flussdiagramms nach dem Motorstart durch das Wiedereinspitzen des Kraftstoffs in ähnlicher Weise hinzugefügt.
Sechste Ausführungsform
Bei den vorstehend beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsformen wurde der Fall, bei dem die Schaltungsanordnung wie in 1 gezeigt ausgebildet ist, auf die vorstehend Bezug genommen wurde, als Beispiel beschrieben. Im Speziellen wird der Motor 1 bei der in 1 gezeigten Struktur nicht gedreht, wenn das Ritzel durch den Spulenkern 4a durch das Anregen des Schalters zum Verbinden des Schaltabschnitts 4b vollständig verschoben wird. Andererseits wird bei einer sechsten Ausführungsform der Fall mit einer Schaltungsanordnung, die sich von der in 1 gezeigten unterscheidet, beschrieben.
17 ist ein schematisches Diagramm einer Motorstartvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 17 gezeigt, ist eine Struktur vorgesehen, bei welcher der Motor durch den Spulenkern 4aa zum vollständigen Verschieben des Ritzels simultan angeregt werden kann. Eine Schaltungsanordnung kann so ausgebildet sein, dass sich der Motor 1 bei voller Geschwindigkeit dreht, wenn der Schalter vollständig geschlossen ist.
Mit der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung wird das Starten der Drehung des Motors, wenn ein Strom auf einem Niveau fließt, welches den Motor 1 nicht zu drehen erlaubt, sanft vorgezogen, um die Wirkung des Vorziehens des Neustartzeitpunkts zu schaffen. Darüber hinaus dreht sich das Ritzel, wenn sich der Motor 1 bei einem Niveau dreht, welches kein Problem bei dem kämmenden Eingriff erzeugt, um die Wirkung des Vorziehens des Neustartzeitpunkts oder des Verschiebens der Phasen bereitzustellen, um den kämmenden Eingriff in einem Fall eines normalen Starts in einfacher Weise zu erreichen.
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der sechsten Ausführungsform die Struktur bereitgestellt, bei welcher der Motor durch den Spulenkern zum vollständigen Verschieben des Ritzels simultan angeregt werden kann. Die Schaltanordnung ist so ausgebildet, dass der Motor bei voller Geschwindigkeit gedreht wird, wenn der Schalter vollständig geschlossen ist. Im Ergebnis kann zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Wirkungen bei den vorstehend beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsformen ferner die Reduktion der Neustartzeitdauer und die Verbesserung der Eingriffsleistung erreicht werden.

Claims

Motorstartvorrichtung für ein Leerlauf-Stopp-System zum Stoppen eines Motors, wenn eine Leerlauf-Stopp-Bedingung erfüllt ist, wobei die Motorstartvorrichtung aufweist: – einen Startermotor (1); – einen Ritzelabschnitt (5), der mit einer Ausgangswellenseite des Startermotors (1) in eine Keilverbindung bringbar und in einer axialen Richtung gleitbar ist; – einen Schiebemechanismus zum ein Ritzel (54, 55) des Ritzelabschnitts (5) in eine Position Schieben, bei der das Ritzel (54, 55) mit einem Zahnkranz (6) in kämmenden Eingriff gelangt; und – einen integrierten Schalter (4b, 4d) zum Betätigen eines Motorenergiezufuhrschalters zum Ziehen eines Kolbens, nachdem das Ritzel (54, 55) verschoben wurde, durch Konfigurieren eines Schalters zum Ansteuern des Schiebemechanismus und EIN/AUS-Schalten eines Erregerstroms zu dem Startermotor (1) mit einer einzelnen Taucherspule, wobei: – wenn eine Neustartanforderung ausgestellt wurde, nachdem ein Motorstopp angefordert wurde, und der integrierte Schalter (4b, 4d) daher in einen EIN-Zustand versetzt ist, Betätigungstiming des Schiebemechanismus und Spulenbetätigungs-Timing der Taucherspule so festgesetzt werden, dass der Startermotor (1) einer Betätigung vorbeugt, bis das Ritzel (54, 55) mit dem Zahnkranz (6) in Kontakt oder in kämmenden Eingriff gelangt; und – der Motor neu gestartet wird, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, selbst während einer Trägheitsdrehung des Motors dadurch gekennzeichnet, dass der Ritzelabschnitt (5), wenn der integrierte Schalter (4b, 4d) in den EIN-Zustand versetzt ist, einen distalen Endabschnitt mit einer Form zum Synchronisieren und eine Einwegkupplung aufweist, sodass das Ritzel (54, 55) verschoben wird, um mit dem Zahnkranz (6) in Kontakt zu gelangen, um das Ritzel (54, 55) zu synchronisieren, um einen kämmenden Eingriff auf einer Drehmomentübertragungsfläche des Ritzels (54, 55) herzustellen, selbst während einer Drehung des Zahnkranzes (6), wobei der distale Endabschnitt bei einem distalen Ende des Ritzels (54) eine Form exklusiv zur Synchronisation, mit einer Zahndicke, die kleiner ist als diejenige der Drehmomentübertragungsfläche, aufweist.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Zahnkranz-Drehgeschwindigkeits-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes (6) aufweist, wobei: in einem Fall, in dem sich die Neustartanforderung ausgestellt wurde, wenn die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes (6), die durch das Zahnkranz-Drehgeschwindigkeits-Erfassungsmittel erfasst wird, in einem selbstwiederherstellbaren Bereich des Motors befindet, wieder ein Kraftstoff eingespritzt wird, um den Motor zur Selbstwiederherstellung des Motors neu zu starten, ohne den Startermotor (1) anzuregen; und wenn die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes (6), die mit dem Zahnkranz-Drehgeschwindigkeits-Erfassungsmittel erfasst wird, niedriger ist als der selbstwiederherstellbare Bereich des Motors, der integrierte Schalter (4b, 4d) in den EIN-Zustand versetzt wird, um eine Betätigung des Schiebemechanismus und eine Spulenbetätigung der Taucherspule auszuführen, um den Motor mittels des Startermotors (1) neu zu starten.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 2, bei der, wenn die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes (6) von dem selbstwiederherstellbaren Bereich abweicht, ohne um eine vorgegebene Menge erhöht zu werden, und abgesenkt wird, nachdem der Motor durch das Wiedereinspritzen von Kraftstoff neu gestartet wird, der integrierte Schalter (4b, 4d) in den EIN-Zustand versetzt wird, um die Betätigung des Schiebemechanismus und die Spulenbetätigung der Taucherspule auszuführen, um den Motor mittels des Startermotors (1) neu zu starten.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der, wenn die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes (6), die durch das Zahnkranz-Drehgeschwindigkeits-Erfassungsmittel erfasst wird, niedriger ist als der selbstwiederherstellbare Bereich des Motors, der Startermotor (1) angeregt wird, nachdem die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes (6) gleich oder niedriger wird als eine erste vorgegebene Drehgeschwindigkeit.
Motorstartvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–4, bei der: in einem Fall, in dem das Ausstellen einer Neustartanforderung selbst wenn die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes (6) gleich oder niedriger wird als eine zweite vorgegebene Drehgeschwindigkeit, nachdem der Motorstopp angefordert wurde, fehlschlägt, der Startermotor (1) angeregt wird; in einem Fall, in dem das Ausstellen der Neustartanforderung fehlschlägt, bis eine vorgegebene Zeitdauer nach einem Starten der Anregung, die zum Verschieben des Ritzels (54, 55), um das Ritzel (54, 55) mit dem Zahnkranz (6) in Kontakt zu bringen, verstreicht, Leistungszufuhr an den Startermotor (1) AUS-geschaltet wird, und die Anregung des Startermotors (1) danach zu einem Zeitpunkt neu gestartet wird, zu dem die Neustartanforderung zum Neustarten des Motors mittels des Startermotors (1) ausgestellt wurde; und in einem Fall, in dem die Neustartanforderung ausgestellt wurde, bevor die vorgegebene Zeitdauer nach dem Starten der Anregung verstrichen ist, die Anregung des Starters zum Neustarten des Motors mittels des Startermotors (1) fortgesetzt wird.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die zweite vorgegebene Geschwindigkeit eine Drehgeschwindigkeit von 100 UpM bis 0 UpM aufweist.
Motorstartvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Ritzelabschnitt (5) ein exklusiv zur Synchronisation für einen kämmenden Eingriff ausgebildetes Ritzel (54, 55), welches das distale Ende mit der Form zur Synchronisation aufweist, und ein Ritzel (54, 55) zur Drehmomentübertragung nach dem kämmenden Eingriff aufweist, die einzeln vorgesehen sind.
Motorstartvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Motorstartvorrichtung eine Schaltanordnung aufweist, bei welcher der Startermotor (1) simultan oder mit einer Zeitverschiebung anregbar ist, wenn der integrierte Schalter (4b, 4d) in den EIN-Zustand versetzt ist, mittels eines Stroms auf einem Niveau, das dagegen vorbeugt, dem Startermotor (1) das Drehen zu erlauben, oder eines Stroms auf einem Niveau, das dagegen vorbeugt, dem Startermotor (1) zu erlauben, sich bei voller Geschwindigkeit zu drehen.