DE112012002763B4

DE112012002763B4 - Motorstartvorrichtung und Motorstartverfahren

Info

Publication number: DE112012002763B4
Application number: DE112012002763.9T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kitano; Daisuke Mizuno; Yuhei Tsukahara; Osamu Ishikawa; Takeru Okabe; Koichiro Kamei
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: WO2013031432A1; US20130289855A1; JP5566530B2; JPWO2013031432A1; DE112012002763T5; US9267479B2

Abstract

Motorstartvorrichtung (10) für ein Automatikleerlaufstoppsystem zum Ausführen eines Leerlaufstopps eines Motors, wenn eine vorgegebene Leerlaufstoppbedingung etabliert ist, und dann Wiederstarten des Motors, wenn eine Wiederstartbedingung etabliert ist, wobei die Motorstartvorrichtung (10) umfasst:
einen Anlasser;
einen mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelten Zahnkranz (12);
einen Anlassermotor (14) zum Starten des Motors;
ein Ritzelzahnrad (15) zum Übertragen einer Rotation des Anlassermotors (14) auf den Zahnkranz (12); und
ein Anlassersteuermittel (11) zum Veranlassen, wenn die Wiederstartbedingung für den Motor während einer Periode etabliert ist, in welcher eine Verzahnungsgestattungsbedingung für den Zahnkranz (12) und das Ritzelzahnrad (15) etabliert ist, das Ritzelzahnrad (15) und den Zahnkranz (12) miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird, und zum Hemmen, wenn die Wiederstartbedingung etabliert ist während eines Zeitraums, in dem eine Verzahnungshemmbedingung für den Zahnkranz (12) und das Ritzelzahnrad (15) etabliert ist, der Verzahnung des Ritzelzahnrads (15) und des Zahnkranzes (12), so dass die Verzahnung des Ritzelzahnrads (15) und des Zahnkranzes (12) am Auftreten außerhalb eines Verzahnungsgestattungsbereichs gehindert wird, und nachdem die Verzahnungshemmbedingung aufgehoben ist, das Ritzelzahnrad (15) und den Zahnkranz (12) zu veranlassen, miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird,
wobei das Anlassersteuermittel (11) die Verzahnungsgestattungsbedingung und die Verzahnungshemmbedingung basierend auf zumindest einer Motordrehzahl bestimmt, und das Aufheben der Verzahnungshemmbedingung bestimmt, bevor der Motor komplett stoppt, basierend auf einer verstrichenen Zeit seit Etablierung der Verzahnungshemmbedingung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorstartvorrichtung und ein Motorstartverfahren für ein automatisches Leerlaufstoppsystem zum Durchführen eines Motorleerlaufstopps, wenn eine vorgegebene Leerlaufstoppbedingung erfüllt ist, und danach Wiederstarten des Motors, wenn eine Neustartbedingung erfüllt ist.
Stand der Technik
Bislang sind für die Zwecke des Verbesserns der Kraftstoffeffizienz und Reduzierens einer Umweltbelastung von Automobilen und für andere solche Zwecke automatische Leerlaufstoppsysteme zum automatischen Durchführen eines Leerlaufstopps bei Erfüllung einer vorgegebenen Bedingung entwickelt worden. Jedoch erfordert es für die Motorrotation Zeit, bis sie vollständig durch eine Reibungskraft gestoppt ist, und ein konventionelles Leerlaufstoppsystem kann während dieses Zeitraums den Wiederstart nicht ausführen.
Somit gibt es beispielsweise als ein Verfahren zum Lösen dieses Problems ein Verfahren, das in einer Startsteuervorrichtung für einen Innenverbrennungsmotor, wenn ein Startdrehzahlbestimmungsmittel bestimmt, dass die Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) des Innenverbrennungsmotors abnimmt auf eine Drehzahl, die ein Engagement eines Rotationsantriebsmechanismus mit dem Innenverbrennungsmotor gestattet, den Eingriff des Rotationsantriebsmechanismus mit dem Innenverbrennungsmotor involviert, wodurch der Innenverbrennungsmotor rotational angetrieben wird (siehe beispielsweise PTL 1).
Darüber hinaus gibt es eine Motorautomatikstopp-Steuervorrichtung, die einen Anlasser beinhaltet, der zum individuellen Betreiben eines Motors zum rotationalen Antrieb eines Ritzels in der Lage ist, und einen Aktuator zum Veranlassen des Ritzels, mit einem mit einer Kurbelwelle eines Motors gekoppelten Zahnkranz zu verzahnen. Falls in einem Motorrotationsabnahmezeitraum, in welchem die Motordrehzahl aufgrund eines automatischen Stopps des Motors abnimmt, eine Motorwiederstartanforderung erzeugt wird, wenn die Motordrehzahl in einem vorgegebenen Drehzahlfeld ist, nachdem oder während die Motorautomatikstopp-Steuervorrichtung veranlasst oder beim Veranlassen ist, den Ritzel mit dem Zahnkranz durch den Aktuator zu verzahnen, rotiert die Motorautomatikstopp-Steuervorrichtung den Ritzel durch den Elektromotor, wodurch das Ankurbeln durch den Anlasser gestartet wird, und startet den Motor neu (siehe beispielsweise PTL 2).
Darüber hinaus ist eine Motorstartvorrichtung bekannt zum Ausführen einer Bestimmungsverarbeitung der Bestimmung, wenn eine Neustartanforderung für einen Motor auftritt, ob eine Motordrehzahl gleich oder niedriger einer vorgegebenen Verzahnungsermöglichungsdrehzahl ist oder nicht, erster elektrischer Stromversorgungsverarbeitung des Versorgens eines Solenoids mit elektrischem Strom, wenn die Bestimmungsverarbeitung feststellt, dass die Motordrehzahl gleich oder niedriger der Verzahnungsfreigabedrehzahl ist, Bedingungsbestimmungsverarbeitung des Bestimmens, ob eine vorgegebene Bedingung nach der ersten elektrischen Stromversorgungsverarbeitung etabliert ist oder nicht, und einer zweiten elektrischen Stromversorgungsverarbeitung des Speisens des Anlassermotors mit elektrischem Strom, wenn die Bedingungsbestimmungsverarbeitung feststellt, dass die Bedingung eingestellt ist (siehe beispielsweise PTL 3).
DE 102005049092 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einspuren eines Starterritzels eines Starters in einen Anlasserzahnkranz einer Brennkraftmaschine beim Auslaufen der Brennkraftmaschine. Das Starterritzel wird in den Anlasserzahnkranz eingespurt, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine unterhalb einer maximalen Drehzahl und oberhalb einer minimalen Drehzahl liegt und wenn die Drehrichtung der Vorwärtsdrehrichtung der Kurbelwelle entspricht.
DE 102010060712 A1 beschreibt einen Zahnkranz welcher mit einer Kurbelwelle einer Maschine verbunden ist. Eine ECU löst den Eingriffzustand des Zahnkranzes und des Ritzels nach Abschluss des Anlassens der Maschine. Wobei durch Verwendung einer Dispersionsteuerung ein weiterer Abrieb und weitere Defekte des Eingriffsabschnitts des Zahnkranzes und des Eingriffsabschnitts des Ritzels verhindert werden.
DE 102010001773 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ansteuern einer Startvorrichtung welche ein Andrehritzel aufweist, welches dazu vorgesehen ist in einen Zahnkranz einer Brennkraftmaschine eingespurt zu werden. Basierend auf einer Drehzahl einer Antriebswelle wird das Andrehritzel wird in Richtung zum Zahnkranz vorgespurt.
Zitateliste
Patentliteratur

[PTL 1]: JP 2003-65191 A
[PTL 2]: JP 2011-99455 A
[PTL 3]: JP 2010-84754 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch haben die konventionellen Technologien die folgenden Probleme.
Gemäß PTL 1 kann ein Motor früher sicher wiedergestartet werden als in einem Fall, bei dem ein vollständiger Stopp des Motors erwartet wird und der Motor wird wieder gestartet, indem das Ritzelzahnrad und der Zahnkranz veranlasst werden, miteinander in Eingriff zu kommen. Jedoch wiederholt allgemein der Motor eine Vorwärtsrotation und eine Rückwärtsrotation um 0 Umdrehungen pro Minute während einer Trägheitsrotation und wenn der Motor rückwärts rotiert, verzahnt möglicherweise der Ritzelzahnrad mit dem Ritzelzahnkranz.
Darüber hinaus kann gemäß PTL 2 der Wiederstart des Motors auch früher als in dem Fall realisiert werden, wo ein kompletter Stopp des Motors erwartet wird. Jedoch erwähnt PTL 2 nichts über das Verzahnen während der Rückwärtsrotation. Darüber hinaus, obwohl es eine Beschreibung der Verzahnung durch den Aktuator mit dem Ritzelzahnrad vor der Rückwärtsrotation gibt, ist eine Struktur zum individuellen Betreiben des Elektromotors und des Aktuators eine Voraussetzung. Daher entsteht ein solches Problem, dass die Anzahl von Komponenten, Abmessungen, das Gewicht und dergleichen im Vergleich mit denen konventioneller Anlasser steigen.
Darüber hinaus wird die Verzahnung jedesmal ausgeführt, wenn der Motor stoppt, und daher wird ein Verzahnungsgeräusch unabhängig von einem Betrieb durch einen Fahrer erzeugt, was den Fahrer dazu bringen kann, ein unangenehmes Gefühl zu empfinden.
Darüber hinaus wird in der Vorrichtung gemäß PTL 3 die Verzahnung nicht während der Rückwärtsrotation des Motors gehemmt und eine solche Struktur, dass der Elektromotor und der Aktuator individuell betrieben werden, wird angenommen. Darüber hinaus kann diese Lösung nicht auf einen Anlasser angewendet werden, bei dem die Bewegung des Ritzelzahnrads und der Rotation des Anlassermotors nicht individuell ausgeführt werden können und es ist damit notwendig, präzise das Rückwärtsrotationsverhalten des Motors abzuschätzen.
Darüber hinaus wird beispielsweise eine solche Einstellung erwogen, dass, wenn die Verzahnung während der Rückwärtsrotation gehemmt wird, falls die Motordrehzahl eine Drehzahl niedriger als eine vorgegebene Drehzahl (auf einer Minusseite in Bezug auf die vorgegebene Drehzahl) erreicht, und dann wieder zu einer Drehzahl gleich oder höher der vorgegebenen Drehzahl ansteigt, die Hemmung der Verzahnung gelöst wird. In diesem Fall, falls ein Betrag einer Rückwärtsrotation nach der Hemmung der Verzahnung groß ist, die Motordrehzahl auf eine Drehzahl niedriger als eine vorgegebenen Drehzahl absinkt und sie dann wieder auf eine Drehzahl gleich oder größer der vorgegebenen Drehzahl ansteigt, wird die Hemmung der Verzahnung aufgehoben, aber falls der Betrag der Rückwärtsrotation klein ist, nach der Hemmung der Verzahnung, nimmt die Motordrehzahl nicht auf eine Drehzahl niedriger als die vorgegebene Drehzahl ab und die Hemmung der Verzahnung kann nicht aufgehoben werden. Daher kann nur der Vergleich zwischen der Motordrehzahl und der vorgegebenen Drehzahl die Hemmung der Verzahnung nicht aufheben.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben erwähnten Probleme zu lösen und hat als Aufgabe, eine Motorsteuervorrichtung und ein Motorsteuerverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, ein Schlag zwischen einem Ritzelzahnrad und einem Zahnkranz während des Verzahnens zu begrenzen, wodurch ein Motor während einer Trägheitsrotation in einem Automatikleerlaufstoppsystem rasch und ruhig wieder gestartet wird.
Problemlösung
Die genannten Probleme werden durch die technische Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. weitere bevorzugte Ausführungsformen werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.
Gemäß einem Aspekt wird eine Motorstartvorrichtung für ein Automatikleerlaufstoppsystem bereitgestellt, zum Ausführen eines Leerlaufstopps eines Motors, wenn eine vorgegebene Leerlaufstoppbedingung etabliert ist, und dann Wiederstarten des Motors, wenn eine Wiederstartbedingung etabliert ist, wobei die Motorstartvorrichtung beinhaltet: einen Anlasser; einen mit einer Kurbelwelle des Motors zu koppelnden Zahnkranz; einen Anlassermotor zum Starten des Motors; ein Ritzelzahnrad zum Übertragen einer Rotation des Anlassermotors auf den Zahnkranz; und ein Anlassersteuermittel zum Veranlassen, wenn die Wiederstartbedingung für den Motor während einer Periode etabliert ist, in welcher eine Verzahnungsgestattungsbedingung für den Zahnkranz und das Ritzelzahnrad etabliert ist, das Ritzelzahnrad und den Zahnkranz miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird, und zum Hemmen, wenn die Wiederstartbedingung etabliert ist während eines Zeitraums, in dem eine Verzahnungshemmbedingung für den Zahnkranz und das Ritzelzahnrad etabliert ist, der Verzahnung des Ritzelzahnrads und des Zahnkranzes, so dass die Verzahnung des Ritzelzahnrads und des Zahnkranzes am Auftreten außerhalb eines Verzahnungsgestattungsbereichs gehindert wird, und nachdem die Verzahnungshemmbedingung aufgehoben ist, das Ritzelzahnrad und den Zahnkranz zu veranlassen, miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird, wobei das Anlassersteuermittel die Verzahnungsgestattungsbedingung und die Verzahnungshemmbedingung basierend auf zumindest einer Motordrehzahl bestimmt, und das Aufheben der Verzahnungshemmbedingung bestimmt, bevor der Motor komplett stoppt, basierend auf der Motordrehzahl und/oder der verstrichenen Zeit seit Etablierung der Verzahnungshemmbedingung.
Weiterhin wird gemäß einem Aspekt ein Motorstartverfahren für ein automatisches Leerlaufstoppsystem zum Ausführen eines Leerlaufstopps eines Motors bereitgestellt, wenn eine vorgegebene Leerlaufstoppbedingung etabliert ist, und dann Wiederstarten des Motors, wenn eine Wiederstartbedingung etabliert ist, wobei das Motorstartverfahren auf eine Motorstartvorrichtung angewendet wird, welche beinhaltet: einen Anlasser; einen mit einer Kurbelwelle des Motors zu koppelnden Zahnkranz; einen Anlassermotor zum Starten des Motors; einen Ritzelzahnkranz zum Übertragen einer Rotation des Anlassermotors auf den Zahnkranz; und ein Anlassersteuermittel, um, wenn die Wiederstartbedingung für den Motor während eines Zeitraums etabliert ist, in welchem die Verzahnungsgestattungsbedingung für den Zahnkranz und das Ritzelzahnrad etabliert ist, das Ritzelzahnrad und den Zahnkranz zu veranlassen, miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird, und um, wenn die Wiederstartbedingung während eines Zeitraums etabliert ist, in welchem eine Verzahnungshemmbedingung für den Zahnkranz und das Ritzelzahnrad etabliert ist, das Verzahnen des Ritzelzahnrads und des Zahnkranzes so zu hemmen, dass die Verzahnung des Ritzelzahnrads und des Zahnkranzes am Auftreten außerhalb eines Verzahnungsgestattungsbereichs gehindert wird, und nachdem die Verzahnungshemmbedingung aufgehoben ist, das Ritzelzahnrad und den Zahnkranz zu veranlassen, miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird; wobei das Motorstartverfahren beinhaltet: Bestimmen, durch das Anlassersteuermittel, der Verzahnungsgestattungsbedingung und der Verzahnungshemmbedingung, basierend zumindest auf einer Motordrehzahl, und Bestimmen, durch das Anlassersteuermittel, des Aufhebens der Verzahnungshemmbedingung, bevor der Motor komplett stoppt, basierend auf der Motordrehzahl und/oder der verstrichenen Zeit nach Etablierung der Verzahnungshemmbedingung.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Motorstartvorrichtung und das Motorstartverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, den Aufschlag zwischen dem Ritzelzahnrad und dem Zahnkranz während der Verzahnung zu begrenzen, durch Bestimmen der Verzahnungsgestattungsbedingung und der Verzahnungshemmbedingung, basierend auf zumindest der Motordrehzahl und Bestimmen der Aufhebung der Verzahnungshemmbedingung, basierend auf der Motordrehzahl und/oder der verstrichenen Zeit nach Etablierung der Verzahnungshemmbedingung, wodurch der Motor während der Trägheitsrotation im Automatikleerlaufstoppsystem rasch und ruhig wieder gestartet wird.
Figurenliste

1 Ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Motorstartvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
2 Eine Querschnittsansicht, die einen Anlasser der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 Ein Graph, der ein Verhalten einer Motordrehzahl während einer Trägheitsrotation gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 Ein Flussdiagramm, das eine Sequenz der Prozessierung illustriert, die sich auf einen Motorneustart gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht.
5 Ein Flussdiagramm, das eine Sequenz der Prozessierung illustriert, die sich auf die Anlassersteuerung bezieht, wenn eine Wiederstartbedingung etabliert ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 Eine Konzeptansicht, die einen Verzahnungshemmzeitraum gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 Eine Konzeptansicht, die einen Fall zeigt, bei dem eine erste vorbestimmte Drehzahl ein Konstantwert ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 Eine Konzeptansicht gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen Fall zeigt, bei dem die erste vorbestimmte Drehzahl abhängig von einem Kurbelwinkel des Motors sich ändert.
9 Eine Konzeptansicht, die einen Fall zeigt, bei dem eine zweite vorbestimmte Drehzahl ein Konstantwert ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 Eine Konzeptansicht, die einen Fall zeigt, bei dem sich die zweite vorbestimmte Drehzahl abhängig vom Kurbelwinkel des Motors ändert, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 Ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsabfolge illustriert, die sich auf die Anlassersteuerung bezieht, wenn die Wiederstartbedingung etabliert ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 Eine Konzeptansicht, die einen Rückwärtsrotationspeak des Motors zeigt, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 Ein Flussdiagramm, das eine Prozessierungsabfolge illustriert, welche sich auf die Anlassersteuerung bezieht, wenn die Wiederstartbedingung etabliert ist, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsformen
Bezug nehmend auf die Zeichnungen wird nunmehr eine Beschreibung einer Motorstartvorrichtung und eines Motorstartverfahrens für einen Vier-Zylindermotor gegeben, als ein Beispiel gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration einer Motorstartvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Darüber hinaus ist 2 eine Querschnittsansicht eines Anlassers der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Motorstartvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform, die in 1 illustriert ist, beinhaltet ein Anlassersteuermittel 11, einen Zahnkranz 12, einen Kurbelwinkelsensor 13, einen Anlassermotor 14, ein Ritzelzahnrad 15, eine Durchrutschkupplung 16, einen Stößel 17 und ein Solenoid 18.
Das Anlassersteuermittel 11 steuert die Stromzufuhr an das Solenoid 18. Die Stromzufuhr an das Solenoid 18 führt zu einem Heranziehen des Stößels 17, wodurch das Ritzelzahnrad 15 über einen Hebel 19 (siehe 2) bewegt wird und als Ergebnis das Ritzelzahnrad 15 und der Zahnkranz 12 miteinander verzahnen. Darüber hinaus schließt die Bewegung des Stößels 17 einen Kontakt und somit wird der elektrische Strom dem Anlassermotor 14 zugeführt und als Ergebnis wird das Ritzelzahnrad 15 rotiert.
Darüber hinaus verzahnt der Zahnkranz 12 mit dem Ritzelzahnrad 15, wodurch eine Antriebskraft auf den Motor übertragen wird. Darüber hinaus detektiert der Kurbelwinkelsensor 13 einen Kurbelwinkel des Motors. Weiterhin ist die Durchrutschkupplung 16 mit einer Ausgangswelle des Anlassermotors 14 verbunden und rotiert frei, falls ein Drehmoment aus dem Zahnkranz 12 eingegeben wird.
Dann kann das Anlassersteuermittel 11 eine Motordrehzahl basierend auf einem Zyklus eines Rotationsimpulses der Kurbelwelle, der aus dem Kurbelwinkelsensor 13 ausgegeben wird, berechnen.
Nunmehr wird eine Beschreibung eines Motorträgheitsrotationsverhaltens gegeben, wenn eine Leerlaufstoppbedingung in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform etabliert wird.
Wenn eine Automatikstoppbedingung (beispielsweise eine solche Bedingung, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder niedriger als 15 km/h ist und der Fahrer eine Bremse drückt) während eines Fahrens eines Fahrzeugs etabliert wird, wird die Kraftstoffzufuhr an den Motor gestoppt, wodurch der Motor in einen Trägheitsrotationszustand gebracht wird.
3 ist ein Graph, der ein Verhalten einer Motordrehzahl während der Trägheitsrotation gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Spezifisch zeigt 3 ein Motordrehzahlverhalten, wenn die Leerlaufstoppbedingung etabliert ist, die Kraftstoffzufuhr zum Motor somit gestoppt ist und der Motor in einem Trägheitsrotationszustand ist. Als Ergebnis der Trägheitsrotation erzeugen die Verdichtungs- und Expansionszyklen von Kolben im Motor eine Drehmomentfluktuation und die Motordrehzahl nimmt ab, während er Pulsation zeigt.
Die vorliegende Erfindung hat ein technisches Merkmal dahingehend, dass, wenn eine Wiederstartbedingung etabliert ist und die Motordrehzahl außerhalb eines Verzahnungsgestattungsbereichs liegt, der durch unterbrochene Linien von 3 repräsentiert ist, das Ritzelzahnrad 15 und der Zahnkranz 12 daran gehindert werden, miteinander zu verzahnen. Bezug nehmend auf 6 bis 10 werden N1 und N2 später beschrieben.
Bezug nehmend auf 4 wird nunmehr eine detaillierte Beschreibung einer spezifischen Operation der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gegeben.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozessierungssequenz illustriert, welche sich auf den Motorneustart gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht. Zuerst bestimmt in Schritt S110 das Anlassersteuermittel 11, ob die Leerlaufstoppbedingung etabliert ist oder nicht. Dann, wenn das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass in Schritt S110 die Leerlaufstoppbedingung nicht etabliert ist, beendet das Anlassersteuermittel 11 die Prozessierungssequenz und schreitet zum nächsten Steuerzyklus fort.
Wenn auf der anderen Seite in Schritt S110 das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass die Leerlaufstoppbedingung etabliert ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S111 fort und das Anlassersteuermittel 11 führt eine Motorstoppsteuerung aus. Spezifisch stoppt das Anlassersteuermittel 11 die Kraftstoffzufuhr an den Motor und reduziert die Drehzahl mittels der Trägheitsrotation.
Dann bestimmt in Schritt S112 das Anlassersteuermittel 11, ob der Motor komplett gestoppt ist oder nicht. Die Bestimmung davon, ob der Motor komplett gestoppt ist oder nicht, wird gemacht, indem ein Impuls für den Kurbelwinkel über einen vorgegebenen Zeitraum detektiert wird oder nicht (etwa 300 ms). Somit, wenn der Impuls für den Kurbelwinkel nicht über einen vorgegebenen Zeitraum detektiert wird, stellt das Anlassersteuermittel 11 fest, dass der Motor komplett gestoppt ist, beendet die Verarbeitung und schreitet zum nächsten Zyklus fort.
Wenn andererseits in Schritt S112 das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass der Motor nicht komplett gestoppt ist, schreitet die Prozessierung zu Schritt S113 fort und das Anlassersteuermittel 11 bestimmt, ob die Wiederstartbedingung etabliert ist oder nicht.
Wenn das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass die Wiederstartbedingung etabliert ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S114 fort und das Anlassersteuermittel 11 führt Motorwiederstartsteuerung aus. Wenn andererseits das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass die Wiederstartbedingung nicht etabliert ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S112 zurück.
Nunmehr wird eine detaillierte Beschreibung der Motorwiederstartsteuerung in Schritt S114 gegeben. 5 ist ein Flussdiagramm, das eine Abfolge der Verarbeitung illustriert, welche sich auf die Startersteuerung bezieht, wenn die Wiederstartbedingung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung etabliert ist.
Zuerst bestimmt in Schritt S210 das Anlassersteuermittel 11, ob die Verzahnungshemmbedingung etabliert ist oder nicht. Bei dieser Gelegenheit wird die Etablierung der Verzahnungshemmbedingung bestimmt dadurch, ob eine Motordrehzahl NE, wenn der Strom dem Solenoid 18 zugeführt wird und das Ritzelzahnrad 15 mit dem Zahnkranz 12 verzahnt, gleich oder niedriger einer zweiten vorgegebenen Drehzahl N2 ist oder nicht.
Nun wird eine Beschreibung der Verzahnung des Anlassermotors 14 und des Zahnkranzes 12 miteinander gegeben. Falls ein Unterschied bei der Drehzahl zwischen dem Ritzelzahnrad 15 und dem Zahnkranz 12 groß ist, werden während einer Verzahnung ein Aufschlag und ein Geräusch erzeugt und somit müssen das Ritzelzahnrad 15 und der Zahnkranz 12 miteinander in einem Drehzahldifferenzbereich verzahnen (-150 U/min bis 150 U/min), der durch einen oberen Grenzwert der Drehzahl von Verzahnungsgestattungsbereich (wie etwa 150 U/min) und einem unteren Grenzwert der Drehzahl von Verzahnungsgestattungsbereich (wie etwa -150 U/min) beschrieben ist.
Darüber hinaus erzeugt die Verzahnung des Ritzelzahnrads 15 und des Zahnkranzes 12 miteinander als Ergebnis der Stromversorgung an das Solenoid 18 eine Verzögerungszeit Td (wie etwa 10 ms) ab dem Start der Stromversorgung an das Solenoid 18 bis zum Abschluss der Verzahnung, und es ist somit notwendig, die Verzögerungszeit beim Verzahnen der Zahnräder miteinander zu berücksichtigen. Daher wird die zweite vorgegebene Drehzahl N2 durch Berücksichtigen der oben erwähnten Bedingung eingestellt. Spezifisch ist die zweite vorgegebene Drehzahl N2 eine um die Verzögerungszeit Td vor einer Zeit liegende Motordrehzahl, wenn die Motordrehzahl die Untergrenzdrehzahl des Verzahnungsgestattungsbereichs erreicht.
Diese Einstellung ermöglicht es, die Stromversorgung an das Solenoid 18 bei einer höheren Motordrehzahl als der zweiten vorgegebenen Drehzahl N2 zu starten und wenn die Verzahnung auftritt, nachdem die Verzögerungszeit Td verstrichen ist, erreicht die Motordrehzahl eine Drehzahl gleich oder höher als der Untergrenzwertdrehzahl des Gestattungsbereichs und daher wird ein sanftes Verzahnen realisiert.
Falls die Verzahnung bei einer Drehzahl gleich oder niedriger einer zweiten vorbestimmten Drehzahl N2 beginnt, liegt die Drehzahl, wenn die Zahnräder tatsächlich miteinander verzahnen, außerhalb des gestatteten Bereichs, ein Aufschlagdrehmoment und ein Geräusch entsprechend der Drehzahl werden erzeugt und die Haltbarkeit des Anlassers kann gesenkt werden, was nicht bevorzugt ist.
Somit, wenn in Schritt S210 das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass die Motordrehzahl NE höher als die zweite vorbestimmte Drehzahl ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S211 fort, und das Anlassersteuermittel 11 bestimmt, ob die Verzahnungsgestattungsbedingung etabliert ist.
Bei dieser Gelegenheit wird die Etablierung der Verzahnungsgestattungsbedingung bestimmt dadurch, ob die Motordrehzahl NE gleich oder niedriger als die erste vorgegebene Drehzahl N1 ist oder nicht (vorausgesetzt, dass N1>N2). Wenn das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass die Verzahnungsgestattungsbedingung etabliert ist (NE≤N1), schreitet die Verarbeitung zu Schritt S213 fort und das Anlassersteuermittel 11 versorgt das Solenoid 18 mit elektrischem Strom, wodurch das Ritzelzahnrad 15 und der Zahnkranz 12 veranlasst werden, miteinander zu verzahnen.
Bei dieser Gelegenheit wird die erste vorgegebene Drehzahl N1 unter Berücksichtigung der Obergrenzdrehzahl des Verzahnungsgestattungsbereichs (wie etwa 150 U/min) und der Verzögerungszeit Td eingestellt. Spezifisch ist die erste vorgegebene Drehzahl N1 eine Motordrehzahl zur Verzögerungszeit Td vor einer Zeit, wenn die Motordrehzahl die Obergrenzdrehzahl des Verzahnungsgestattungsbereichs erreicht. Diese Einstellung ermöglicht es, die Stromversorgung an das Solenoid 18 bei einer Motordrehzahl gleich oder niedriger als der ersten vorbestimmten Drehzahl N1 zu starten und wenn die Verzahnung auftritt, nachdem die Verzögerungszeit Td verstrichen ist, ist die Motordrehzahl gleich oder niedriger als die Obergrenzdrehzahl des gestatteten Bereichs und daher wird eine sanfte Verzahnung realisiert.
Wenn darüber hinaus in Schritt S211 die Motordrehzahl NE höher als die erste vorbestimmte Drehzahl N1 ist, wartet das Anlassersteuermittel 11, bis die Motordrehzahl NE durch Reibung auf eine Drehzahl gleich oder niedriger N1 abnimmt und dann schreitet die Verarbeitung zu Schritt S213 fort.
Darüber hinaus, wenn die Motordrehzahl NE gleich oder niedriger der vorbestimmten zweiten Drehzahl N2 im oben beschriebenen Schritt S210 ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S212 fort.
Dann bestimmt im Schritt S212 das Anlassersteuermittel 11, ob die Verzahnungshemmbedingung aufzuheben ist, abhängig davon, ob eine verstrichene Zeit T, nachdem die Verzahnungshemmbedingung etabliert ist (NE≤N2) länger als eine vorbestimmte Zeit T1 ist. Bei dieser Gelegenheit wird die vorbestimmte Zeit T1 auf eine Zeit eingestellt, wenn die Rückwärtsrotation des Motors N wird, oder die Motordrehzahl innerhalb des für die Verzahnung ausreichenden Drehzahlbereichs fällt.
Bezug nehmend auf 6, wird nunmehr eine Beschreibung der vorbestimmten Zeit T1 gegeben. 6 ist eine Konzeptansicht, die einen Verzahnungshemmzeitraum gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 6 gezeigt, während eines Zeitraums von einer Zeit ta, wenn die Motordrehzahl NE eine Motordrehzahl gleich oder niedriger der zweiten vorbestimmten Drehzahl N2 erreicht, bis zu einer Zeit tb, wenn die vorbestimmte Zeit T1 nach ta verstrichen ist, selbst falls die Wiederstartbedingung etabliert ist, hemmt das Anlassersteuermittel 11 die Verzahnung des Ritzelzahnrads 15 und des Zahnkranzes 12 miteinander und beliefert das Solenoid 18 mit dem elektrischen Strom, wenn die vorbestimmte Zeit T1 verstrichen ist, wodurch das Ritzelzahnrad 15 und der Zahnkranz 12 veranlasst werden, miteinander zu verzahnen.
Darüber hinaus ist die verstrichene Zeit T eine verstrichene Zeit, nachdem die Motordrehzahl NE eine Drehzahl gleich oder niedriger der vorbestimmten Drehzahl N2 erreicht, unabhängig davon, ob die Wiederstartbedingung etabliert ist oder nicht. Dann, wenn das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass die verstrichene Zeit T, nachdem die Verzahnungshemmbedingung etabliert ist, länger als die vorbestimmte Zeit T1 ist, gibt das Anlassersteuermittel 11 die Etablierung der Verzahnungshemmbedingung auf und die Verarbeitung schreitet zu Schritt S213 fort.
Dann versorgt in Schritt S213 das Anlassersteuermittel 11 das Solenoid 18 mit elektrischem Strom, wodurch Ritzelzahnrad 15 und Zahnkranz 12 veranlasst werden, miteinander zu verzahnen. Als Ergebnis kann die Verzahnung von Zahnrädern miteinander bei einer Drehzahl außerhalb des Verzahnungsgestattungsbereichs während der Rückwärtsrotation des Motors sicher vermieden werden, um dadurch ruhiges und sanftes Verzahnen der Zahnräder zu realisieren.
Dann schreitet die Verarbeitung zu Schritt S214 fort und das Anlassersteuermittel 11 veranlasst das Ritzelzahnrad 15 und den Zahnkranz 12, miteinander zu verzahnen, und startet den Motor wieder durch Ankurbeln.
Wie oben beschrieben, bestimmt die Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, basierend auf zumindest der Motordrehzahl, ob die Verzahnungsgestattungsbedingung und die Verzahnungshemmbedingung etabliert sind, und bestimmt weiter, ob die Etablierung der Verzahnungshemmbedingung aufzuheben ist oder nicht, basierend auf der verstrichenen Zeit, nachdem die Hemmbedingung etabliert ist.
Als Ergebnis kann die Verzahnung des Ritzelzahnrads und des Zahnkranzes miteinander rasch und sicher ausgeführt werden und daher kann die Verzahnung der Zahnräder innerhalb des Verzahnungsgestattungsbereichs ausgeführt werden, ohne dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl zu vermitteln und es kann die Reduktion bei Lärm und Rückhalt des Aufschlagdrehmoments zum Zeitpunkt der Verzahnung des Ritzelzahnrads und des Zahnkranzes miteinander und ein Ansteigen bei der Lebenszeit der Komponenten erzielt werden.
Man beachte, dass gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die Verzahnungshemmbedingung etabliert ist, wenn die Motordrehzahl NE eine Drehzahl gleich oder niedriger der zweiten vorbestimmten Drehzahl N2 erreicht, aber die Etablierung der Hemmbedingung nicht auf diesen Fall beschränkt ist. Wenn die Verzahnungshemmbedingung einmal etabliert ist und die Etablierung der Hemmbedingung aufgehoben wird, nachdem die vorgegebene Zeit T1 verstrichen ist, startet der Motor wieder und die Hemmbedingung kann bis zum nächsten Leerlaufstopp daran gehindert werden, etabliert zu werden.
Dies liegt daran, dass die zweite und späteren Rückwärtsrotationsbeträge klein sind und diese Steuerung kann verhindern, dass die Verzahnungshemmbedingung etabliert wird, wenn der Motor einmal rückwärts rotiert und dann vorwärts rotiert und die Motordrehzahl NE wieder auf eine Drehzahl gleich oder kleiner der zweiten vorbestimmten Drehzahl N2 abnimmt. Als Ergebnis kann eine unnötige Verzahnungshemmung verhindert werden, und es kann ein rasches Wiederstarten des Motors realisiert werden.
Darüber hinaus wird allgemein die Motordrehzahl oft basierend auf dem Zyklus eines Impulses berechnet, der jedes Mal erzeugt wird, wenn der Motor um einen vorgegebenen Kurbelwinkel rotiert, aber die Motordrehzahl kann unter Berücksichtigung eines Zeitraums, in welchem der Impuls des Kurbelwinkels nicht vorliegt, ebenfalls berechnet werden.
Das Berechnungsverfahren, das nur auf dem Kurbelwinkel basiert, aktualisiert die Motordrehzahl nicht, während der Kurbelwinkelimpuls nicht vorliegt, und es gibt einen Fall, bei dem eine Verzögerung in Bezug auf die tatsächliche Motordrehzahl erzeugt wird. Andererseits wird durch Berücksichtigen der Periode, in welcher der Kurbelwinkelimpuls auch nicht vorliegt, die Aufhebung der Verzahnungshemmung basierend auf einer Motordrehzahl entsprechend der tatsächlichen Motordrehzahl bestimmt werden.
Darüber hinaus ist in der oben erwähnten ersten Ausführungsform als ein Beispiel eine Beschreibung des Anlassers (entsprechend einem weit verbreiteten Einzelsolenoidtypanlasser) gegeben worden, der die Stromversorgung operational mit dem Solenoid 18 assoziiert, und die Stromversorgung mit dem Anlassermotor 14. Das Motorstartverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf diesen Anlasser angewendet werden und erfordert keine Änderungen beim Motor-Layout und Änderungen bei den Fabrikationslinien.
Jedoch ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Anlasser beschränkt und die vorliegende Erfindung kann auf einen Anlasser angewendet werden, der die Stromversorgung an das Solenoid und die Stromversorgung an den Anlassermotor unabhängig steuern kann, und die oben erwähnten Effekte können auch in diesem Fall erhalten werden.
Zweite Ausführungsform
In der oben erwähnten ersten Ausführungsform werden die erste vorgegebene Drehzahl N1 und die zweite vorbestimmte Drehzahl N2 als konstante Drehzahlen eingestellt. Jedoch sind diese vorbestimmten Drehzahlen nicht notwendigerweise Konstantwerte und die Werte können für jeden Kurbelwinkel beispielsweise abhängig von einer Motorpulsation eingestellt werden.
Somit wird gemäß einer zweiten Ausführungsform, Bezug nehmend auf die 7 bis 10, eine Beschreibung eines Falls gegeben, bei dem die erste vorbestimmte Drehzahl N1 und die zweite vorbestimmte Drehzahl N2 abhängig vom Kurbelwinkel des Motors definiert sind.
7 ist eine Konzeptansicht, die einen Fall zeigt, bei dem die erste vorbestimmte Drehzahl N1 ein Konstantwert ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Andererseits ist 8 eine Konzeptansicht, die einen Fall zeigt, bei dem die erste vorbestimmte Drehzahl sich abhängig vom Kurbelwinkel des Motors ändert, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Während der Trägheitsrotation des Motors, vor und nach dem oberen Kompressionstotpunkt, werden der Kompressionstakt und der Ausdehnungstakt umgeschaltet und daher wird das Vorzeichen der Drehbeschleunigung invertiert. Somit, wie in 7 gezeigt, falls die Beziehung von NE≤N1 unmittelbar vor oder nach dem Kompressionstotpunkt (Zeit tc) als wahr gilt, und die Stromversorgung an das Solenoid 18 somit startet, kann die Motordrehzahl ansteigen und den Verzahnungsgestattungsbereich zu einem Zeitpunkt (Zeit td) übersteigen, wenn das Ritzelzahnrad 15 mit dem Zahnkranz 12 verzahnt.
Somit, wie in 8 gezeigt, falls die erste vorbestimmte Drehzahl N1 mit dem Kurbelwinkel assoziiert ist, und die Stromversorgung an das Solenoid 18 zu einem Zeitpunkt (Zeit te) startet, wenn die Beziehung von NE≤N1 als wahr gilt, steigt die Motordrehzahl nachfolgend nicht an, bis die Zahnräder miteinander verzahnen und die Motordrehzahl NE innerhalb des Verzahnungsgestattungsbereichs zu einem Zeitpunkt (Zeit tf) fällt, wenn das Ritzelzahnrad 15 mit dem Zahnkranz 12 verzahnt.
Auf diese Weise kann gemäß der zweiten Ausführungsform eine Steuerung zum Ändern der ersten vorbestimmten Drehzahl N1 abhängig vom Kurbelwinkel vorgesehen sein, wodurch das Solenoid 18 mit dem elektrischen Strom so versorgt wird, dass die Motordrehzahl NE, wenn das Ritzelzahnrad 15 mit dem Zahnkranz 12 verzahnt, sicher innerhalb des Verzahnungsgestattungsbereichs fällt.
Nunmehr wird eine Beschreibung eines Falls gegeben, bei dem die zweite vorbestimmte Drehzahl N2 sich abhängig vom Kurbelwinkel ändert. 9 ist eine Konzeptansicht, die den Fall zeigt, bei dem die zweite vorbestimmte Drehzahl N2 ein konstanter Wert ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Andererseits ist 10 eine Konzeptansicht, die einen Fall zeigt, bei dem die zweite vorbestimmte Drehzahl N2 abhängig vom Kurbelwinkel des Motors geändert wird, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie oben beschrieben, werden während der Trägheitsrotation des Motors vor und nach dem oberen Kompressionstotpunkt der Kompressionstakt und der Expansionstakt umgeschaltet. Daher gilt, wie in 9 gezeigt, falls N2 ein Konstantwert ist, zu einer Zeit tg, die Beziehung von NE≤N2 und daher wird die Verzahnungshemmbedingung etabliert. Dann wird die Verzahnung über einen vorgegebenen Zeitraum T1 gehemmt (bis zu einer Zeit th). Jedoch wird der obere Kompressionstotpunkt unmittelbar nach einer Zeit tg passiert und damit steigt die Motordrehzahl an, und daher kann die Verzahnung nicht während eines beabsichtigten Zeitraums (Zeitraum, in dem die Verzahnung bei einer Drehzahl gleich oder niedriger als die Untergrenzdrehzahl des Verzahnungsgestattungsbereichs auftritt) gehemmt werden.
Somit, wie in 10 gezeigt, indem die zweite vorbestimmte Drehzahl N2 abhängig vom Kurbelwinkel geändert wird, falls die Verzahnung zu einem Zeitpunkt (Zeit ti) gehemmt wird, wenn die Beziehung von NE≤N2 gilt, kann die Verzahnung korrekt unter Berücksichtigung der Verzögerungszeit vom Start der Stromversorgung an das Solenoid 18 bis zur tatsächlichen Verzahnung des Ritzelzahnrads 15 mit dem Zahnkranz 12 nur in einem Zeitraum (Zeit ti-tj), in welchem die Verzahnungshemmung notwendig ist, gehemmt werden.
Auf diese Weise kann gemäß der zweiten Ausführungsform eine Steuerung des Änderns der zweiten vorbestimmten Drehzahl N2 abhängig vom Kurbelwinkel bereitgestellt werden, wodurch die Verzahnung in dem Fall sicher gehemmt wird, bei dem die Motordrehzahl NE zu einer Zeit, wenn das Solenoid 18 mit elektrischem Strom versorgt wird, um so das Ritzelzahnrad 15 zu veranlassen, mit dem Zahnkranz 12 zu verzahnen, gleich dem oder niedriger als der Verzahnungsgestattungsbereich ist.
Bezug nehmend auf ein in 11 illustriertes Flussdiagramm wird eine detaillierte Beschreibung von Spezifika einer Verarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform entsprechend der oben erwähnten Verarbeitung der Motorwiederstartsteuerung in dem in 4 illustrierten Schritt S114 gegeben. 11 ist ein Flussdiagramm, das eine Sequenz der Verarbeitung illustriert, die sich auf die Anlassersteuerung bezieht, wenn die Wiederstartbedingung etabliert ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wenn die Wiederstartbedingung etabliert ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S310 fort und das Anlassersteuermittel 11 vergleicht die Motordrehzahl NE und die zweite vorbestimmte Drehzahl N2 miteinander. Dann, wenn NE gleich oder niedriger N2, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S314 fort und wenn NE höher als N2, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S312 fort.
Bei dieser Gelegenheit wird die zweite vorbestimmte Drehzahl N2 in Schritt S311 eingestellt. Spezifisch wird eine Tabelle, auf der der Entsprechungswert von N2 für jeden Kurbelwinkel des Motors eingestellt ist, vorab gespeichert, und es wird ein angemessener Wert als N2 abhängig vom Kurbelwinkel des Motors im Steuerzyklus eingestellt.
Als Ergebnis, wie oben beschrieben, wenn Kompression und Ausdehnung aufgrund einer Änderung beim Kurbelwinkel wiederholt werden und die Motordrehzahl während dem Präsentieren von Pulsation abnimmt, kann verhindert werden, dass die Verzahnungshemmbedingung in einem unbeabsichtigten Zeitraum etabliert wird (entsprechend den oben erwähnten Zeiten tg bis th von 9).
In Schritt S310, wenn das Anlassersteuermittel 11 bestimmt, dass NE≤N2, wie im Fall, bei dem das Anlassersteuermittel 11 in Schritt S210 von 5 in der oben erwähnten ersten Ausführungsform bestimmt, dass NE≤N2, hemmt das Anlassersteuermittel 11 die Verzahnung einen vorbestimmten Zeitraum T1 lang und nachdem der vorbestimmte Zeitraum T1 verstrichen ist, versorgt es das Solenoid 18 mit dem elektrischen Strom, wodurch die Zahnräder veranlasst werden, miteinander zu verzahnen, und startet den Motor wieder (Schritt S314 bis S316).
Darüber hinaus, wenn in Schritt S310 das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass NE>N2, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S312 fort. Bei dieser Gelegenheit wird die erste vorbestimmte Drehzahl N1 in Schritt S313 eingestellt. Spezifisch, wie bei N2, wird eine Tabelle, auf der der Entsprechungswert von N1 für jeden Kurbelwinkel des Motors eingestellt ist, vorab gespeichert, und es wird ein geeigneter Wert als N1 abhängig vom Kurbelwinkel des Motors im Steuerzyklus eingestellt.
Als Ergebnis, wie oben beschrieben, wenn Kompression und Ausdehnung wiederholt werden aufgrund einer Änderung beim Kurbelwinkel und die Motordrehzahl abnimmt, während Pulsation präsentiert wird, kann verhindert werden, dass die Verzahnungsgestattungsbedingung zu einem unbeabsichtigten Zeitpunkt etabliert wird (entsprechend den Zeiten tc bis td von 7).
Im Schritt S312, wenn das Anlassersteuermittel 11 bestimmt, dass NE≤N1, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S315 fort und das Anlassersteuermittel 11 versorgt das Solenoid 18 mit dem elektrischen Strom, wodurch das Ritzelzahnrad 15 veranlasst wird, mit dem Zahnkranz 12 zu verzahnen. Dann schreitet die Verarbeitung zu Schritt S316 fort und das Anlassersteuermittel 11 startet den Motor durch Kurbeln wieder.
Wie oben beschrieben, kann die Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform durch Ändern von N1 und N2 abhängig vom Kurbelwinkel die Verzahnungsgestattung zu angemessenen Zeitpunkten und die Verzahnungshemmung in geeigneten Zeiträumen ausführen.
Gemäß der zweiten oben beschriebenen Ausführungsform ist eine Beschreibung des Falls gegeben worden, bei dem sowohl N1 als auch N2 abhängig vom Kurbelwinkel geändert werden, aber es werden nicht notwendigerweise sowohl N1 als auch N2 geändert und irgendeiner von N1 und N2 kann geändert werden.
Dritte Ausführungsform
In den oben erwähnten ersten und zweiten Ausführungsformen ist eine Beschreibung des Falls gegeben worden, bei dem die Aufhebung der Verzahnungshemmbedingung basierend darauf festgestellt wird, ob die verstrichene Zeit T, nachdem die Verzahnungshemmbedingung etabliert wird, länger als eine vorgegebene Zeit T1 wird. Im Gegensatz dazu wird gemäß einer dritten Ausführungsform eine Beschreibung eines Falls gegeben, bei dem basierend auf der Motordrehzahl festgestellt wird, ob die Verzahnungshemmbedingung aufzuheben ist oder nicht.
12 ist eine Konzeptansicht, die einen Rückwärtsrotationspeak des Motors gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Falls der Motor die Trägheitsrotation aufgrund des Leerlaufstopps präsentiert und der Motor rückwärts rotiert, während die Verzahnungshemmbedingung etabliert wird, kann eine Spitze (Zeit tk in 12) der Rückwärtsrotation bestimmt werden, indem eine Änderung bei der Rate der Motordrehzahl für jeden Berechnungszeitpunkt oder jeden Winkel festgelegt wird. Somit wird gemäß der dritten Ausführungsform die Verzahnungshemmung aufgehoben, wenn festgestellt wird, dass die Spitze der Rückwärtsrotation passiert ist.
Wenn die Verzahnungshemmbedingung nicht einmal zu diesem Zeitpunkt etabliert worden ist, kann verhindert werden, dass die Verzahnungshemmbedingung während der Trägheitsrotation durch den Leerlaufstopp etabliert wird.
Dann, Bezug nehmend auf ein in 13 illustriertes Flussdiagramm, wird eine detaillierte Beschreibung von Spezifika der Verarbeitung gemäß einer dritten Ausführungsform entsprechend der oben erwähnten Verarbeitung der Motorwiederstartsteuerung im in 4 illustrierten Schritt S114 gegeben. 13 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsabfolge illustriert, welche sich auf die Anlassersteuerung bezieht, wenn die Wiederstartbedingung etabliert wird, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wenn entsprechende Schritte S310 bis S316, die im Flussdiagramm von 11 illustriert sind, gemäß der oben erwähnten zweiten Ausführungsform und entsprechende Schritte S410 bis S416, die im Flussdiagramm von 13 illustriert sind, gemäß der dritten Ausführungsform miteinander verglichen werden, unterscheiden sich nur die Prozessierungen in den Schritten S314 und S414 voneinander und die anderen ausgeführten Schritte sind dieselbe Verarbeitung. Daher wird nunmehr hauptsächlich eine Beschreibung der Verarbeitung in Schritt S414 gegeben, der eine von derjenigen in der oben erwähnten zweiten Ausführungsform abweichende Verarbeitung ausführt.
Wenn die Wiederstartbedingung etabliert wird, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S410 fort und das Anlassersteuermittel 11 vergleicht die Motordrehzahl NE und die zweite vorbestimmte Drehzahl N2 miteinander. Dann, wenn NE gleich oder niedriger als N2 ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S414 fort und wenn NE höher als N2 ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S412 fort.
Bei dieser Gelegenheit, wenn die Verarbeitung zu Schritt S412 fortschreitet, wird dieselbe Steuerung wie diejenige in dem Fall, bei dem die Verarbeitung zu Schritt S312 in 11 fortschreitet, gemäß der oben erwähnten zweiten Ausführungsform ausgeführt und deren Beschreibung wird daher weggelassen.
In Schritt S414 bestimmt das Anlassersteuermittel 11, ob eine Motordrehzahl-Änderungsrate dNE größer als 0 ist oder nicht. Wenn das Anlassersteuermittel 11 feststellt, dass dNE>0, bestimmt das Anlassersteuermittel 11, dass die Spitze der Rückwärtsrotation passiert worden ist und gibt die Verzahnungshemmbedingung frei und die Verarbeitung schreitet zu Schritt S415 fort. Dann versorgt das Anlassersteuermittel 11 das Solenoid 18 mit dem elektrischen Strom, wodurch das Ritzelzahnrad 15 und der Zahnkranz 12 veranlasst werden, miteinander zu verzahnen, und startet in Schritt S416 den Motor durch Ankurbeln.
Bei dieser Gelegenheit kann die Motordrehzahl-Änderungsrate dNE basierend auf beispielsweise einem vorherigen Wert und einem derzeitigen Wert zu einem Aktualisierungs-Timing der Motordrehzahl NE oder auf einem gleitenden Durchschnitt einer Mehrzahl von Datenstücken berechnet werden.
Auf diese Weise, wenn in Schritt S414 das Anlassersteuermittel 11 die Hemmbedingung durch Bestimmen aufhebt, ob die Spitze der Rückwärtsrotation passiert ist oder nicht, versorgt in Schritt S415 das Anlassersteuermittel 11 das Solenoid 18 mit dem elektrischen Strom und zu einer Zeit, wenn das Ritzelzahnrad 15 mit dem Zahnkranz 12 verzahnt, hat sich die Motordrehzahl NE bereits auf eine Motordrehzahl innerhalb des Verzahnungsgestattungsbereichs erhöht. Daher kann eine schonende Verzahnung ausgeführt werden.
Wie oben beschrieben, kann die Motorstartvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform die Verzahnungshemmbedingung durch Bestimmen aufheben, ob die Spitze der Rückwärtsrotation passiert ist oder nicht. Als Ergebnis muss die Verzahnungshemmung nicht basierend auf der verstrichenen Zeit T, nachdem die Hemmbedingung etabliert ist, wie oben in der ersten und zweiten erwähnten Ausführungsform beschrieben, aufgehoben werden und die Verzahnungshemmung kann basierend auf dem Motorrotationsverhalten aufgehoben werden.
In der obigen Beschreibung der dritten Ausführungsform wird die Aufhebung der Verzahnungshemmung basierend nur auf der Bedingung bestimmt, dass die Spitze der Rückwärtsrotation passiert ist oder nicht, sondern das Aufheben der Verzahnungshemmung kann unter Berücksichtigung der Motordrehzahl zusätzlich zur Änderungsrate der Motordrehzahl bestimmt werden.
Mittels dieser Bestimmung, wenn die Motordrehzahl NE innerhalb des Verzahnungsgestattungsbereichs bei der Spitze der Rückwärtsrotation fällt, wo die Änderungsrate der Motordrehzahl sich von einem negativen Wert zu einem positiven Wert ändert, sinkt die Motordrehzahl nicht oder weicht von dem Verzahnungsgestattungsbereich ab und daher kann die Verzahnungshemmung aufgehoben werden.
Wenn andererseits die Motordrehzahl NE außerhalb des Verzahnungsgestattungsbereichs liegt, wird die Verzahnungshemmung nicht aufgehoben und kann die Verzahnungshemmung zu einer Zeit aufgehoben werden, wenn die vorgegebene Zeit T1 verstrichen ist, oder wenn die Motordrehzahl den Verzahnungsgestattungsbereich betritt.
Auf diese Weise kann durch Berücksichtigen sowohl der Motordrehzahl als auch der Änderungsrate der Motordrehzahl im Steuerzyklus die Genauigkeit der Aufhebung der Verzahnungshemmung weiter verbessert werden.
Darüber hinaus kann durch Berücksichtigen der Verzögerungszeit, nachdem die Stromversorgung an das Solenoid 18 gestartet ist, bis das Ritzelzahnrad 15 mit dem Zahnkranz 12 verzahnt, und Verwenden der Änderungsrate der Motordrehzahl, die Motordrehzahl, wenn die Verzögerungszeit Td verstrichen ist, abgeschätzt werden, und wenn die abgeschätzte Motordrehzahl den Verzahnungsgestattungsbereich entert, kann die Verzahnungshemmung aufgehoben werden. Auf diese Weise kann durch Berücksichtigen der Änderungsrate der Motordrehzahl im Steuerzyklus die Genauigkeit der Aufhebung der Verzahnungshemmung weiter gesteigert werden.

Claims

Motorstartvorrichtung (10) für ein Automatikleerlaufstoppsystem zum Ausführen eines Leerlaufstopps eines Motors, wenn eine vorgegebene Leerlaufstoppbedingung etabliert ist, und dann Wiederstarten des Motors, wenn eine Wiederstartbedingung etabliert ist, wobei die Motorstartvorrichtung (10) umfasst: einen Anlasser; einen mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelten Zahnkranz (12); einen Anlassermotor (14) zum Starten des Motors; ein Ritzelzahnrad (15) zum Übertragen einer Rotation des Anlassermotors (14) auf den Zahnkranz (12); und ein Anlassersteuermittel (11) zum Veranlassen, wenn die Wiederstartbedingung für den Motor während einer Periode etabliert ist, in welcher eine Verzahnungsgestattungsbedingung für den Zahnkranz (12) und das Ritzelzahnrad (15) etabliert ist, das Ritzelzahnrad (15) und den Zahnkranz (12) miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird, und zum Hemmen, wenn die Wiederstartbedingung etabliert ist während eines Zeitraums, in dem eine Verzahnungshemmbedingung für den Zahnkranz (12) und das Ritzelzahnrad (15) etabliert ist, der Verzahnung des Ritzelzahnrads (15) und des Zahnkranzes (12), so dass die Verzahnung des Ritzelzahnrads (15) und des Zahnkranzes (12) am Auftreten außerhalb eines Verzahnungsgestattungsbereichs gehindert wird, und nachdem die Verzahnungshemmbedingung aufgehoben ist, das Ritzelzahnrad (15) und den Zahnkranz (12) zu veranlassen, miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird, wobei das Anlassersteuermittel (11) die Verzahnungsgestattungsbedingung und die Verzahnungshemmbedingung basierend auf zumindest einer Motordrehzahl bestimmt, und das Aufheben der Verzahnungshemmbedingung bestimmt, bevor der Motor komplett stoppt, basierend auf einer verstrichenen Zeit seit Etablierung der Verzahnungshemmbedingung.
Motorstartvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Anlassersteuermittel (11) eine Änderungsrate der Motordrehzahl bestimmt, um eine Spitze einer Rückwärtsrotation während einer Trägheitsrotation des Motors, die durch den Leerlaufstopp verursacht ist, zu detektieren, und ein Verhindern der Etablierung der Verzahnungshemmbedingung oder ein Aufheben der Verzahnungshemmbedingung, wenn festgestellt wird, dass die Spitze der Rückwärtsrotation passiert ist, durchführt.
Motorstartvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, wobei, wenn das Anlassersteuermittel feststellt, dass die Spitze der Rückwärtsrotation passiert ist, und dass die Motordrehzahl an der Spitze der Rückwärtsrotation innerhalb eines Verzahnungsgestattungsbereichs fällt, das Anlassersteuermittel (11) das Verhindern der Etablierung der Verzahnungshemmbedingung oder das Aufheben der Verzahnungshemmbedingung durchführt.
Motorstartvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, wobei, wenn das Anlassersteuermittel (11) feststellt, dass die Spitze der Rotation passiert ist, und die Änderungsrate der Motordrehzahl zum Abschätzen einer Motordrehzahl nach einer Verzögerungszeit, bis das Ritzelzahnrad (15) mit dem Zahnrad (12) verzahnt, verstrichen ist, verwendet, und feststellt, dass die geschätzte Motordrehzahl innerhalb eines Verzahnungsgestattungsbereichs fällt, das Anlassersteuermittel (11) das Verhindern der Etablierung der Verzahnungshemmbedingung oder das Aufheben der Verzahnungshemmbedingung durchführt.
Motorstartvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Anlassersteuermittel (11) die Verzahnungsgestattungsbedingung etabliert, wenn die Motordrehzahl gleich oder niedriger einer ersten vorgegebenen Drehzahl ist, und die Verzahnungshemmbedingung etabliert, wenn die Motordrehzahl gleich oder niedriger einer vorbestimmten zweiten Drehzahl ist, die niedriger als die erste vorbestimmte Drehzahl ist.
Motorstartvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, wobei die erste vorbestimmte Drehzahl und/oder die zweite vorbestimmte Drehzahl abhängig von einem Kurbelwinkel des Motors eingestellt wird/werden.
Motorstartvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn das Anlassersteuermittel (11) die Verzahnungshemmbedingung aufhebt, nachdem die Verzahnungshemmbedingung während einer Trägheitsrotation des Motors etabliert wird, das Anlassersteuermittel (11) das Etablieren der Verzahnungshemmbedingung wieder vermeidet, bis der Motor wieder startet.
Motorstartvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Anlasser ein Solenoid (18) zum Bewegen des Ritzelzahnrads (15) umfasst und eine solche Konfiguration aufweist, dass die Stromversorgung an den Anlassermotor (14) und die Stromversorgung an das Solenoid (18) miteinander betrieblich assoziiert sind.
Motorstartverfahren für ein automatisches Leerlaufstoppsystem zum Ausführen eines Leerlaufstopps eines Motors, wenn eine vorgegebene Leerlaufstoppbedingung etabliert ist, und dann Wiederstarten des Motors, wenn eine Wiederstartbedingung etabliert ist, wobei das Motorstartverfahren auf eine Motorstartvorrichtung (10) angewendet wird, welche umfasst: einen Anlasser; einen mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelten Zahnkranz (12); einen Anlassermotor (14) zum Starten des Motors; ein Ritzelzahnrad (15) zum Übertragen einer Rotation des Anlassermotors (14) auf den Zahnkranz (12); und ein Anlassersteuermittel (11), um, wenn die Wiederstartbedingung für den Motor während eines Zeitraums etabliert ist, in welchem die Verzahnungsgestattungsbedingung für den Zahnkranz (12) und das Ritzelzahnrad (15) etabliert ist, das Ritzelzahnrad (15) und den Zahnkranz (12) zu veranlassen, miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird, und um, wenn die Wiederstartbedingung während eines Zeitraums etabliert ist, in welchem eine Verzahnungshemmbedingung für den Zahnkranz (12) und das Ritzelzahnrad (15) etabliert ist, das Verzahnen des Ritzelzahnrads (15) und des Zahnkranzes (12) so zu hemmen, dass die Verzahnung des Ritzelzahnrads (15) und des Zahnkranzes (12) am Auftreten außerhalb eines Verzahnungsgestattungsbereichs gehindert wird, und nachdem die Verzahnungshemmbedingung aufgehoben ist, das Ritzelzahnrad (15) und den Zahnkranz (12) zu veranlassen, miteinander zu verzahnen, wodurch der Motor wieder gestartet wird; wobei das Motorstartverfahren umfasst: Bestimmen, durch das Anlassersteuermittel (11), der Verzahnungsgestattungsbedingung und der Verzahnungshemmbedingung, basierend zumindest auf einer Motordrehzahl, und Bestimmen, durch das Anlassersteuermittel (11), des Aufhebens der Verzahnungshemmbedingung, bevor der Motor komplett stoppt, basierend auf der verstrichenen Zeit nach Etablierung der Verzahnungshemmbedingung.