JP2005201213A - Control device of rotational electric machine for starting internal combustion engine - Google Patents

Control device of rotational electric machine for starting internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a rotational electric machine materializing good engine startability. <P>SOLUTION: An ECU executes a program including a step (S100) for outputting start command signal to a starter, a step (S200) determining whether an engine is ignited, a step (s500) detecting engine speed (S300) if the engine is not ignited (NO in S200) and outputting stop command signal to the starter when engine speed becomes an upper limit value or greater (YES in S400), and a step (S800) continuing engine ignition process until engine speed becomes a lower limit value or less (NO in S700) while the engine rotates by inertia after the stop command signal is output to the starter and determining ignition of the engine. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関を始動するための回転電機に関し、特に、回転電機を制御する装置に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine for starting an internal combustion engine mounted on a vehicle, and more particularly to an apparatus for controlling the rotating electrical machine.

車両に搭載される内燃機関（エンジン）は、一旦動作を開始するとその後は自身で発生した運動エネルギで動作を継続できるが、始動の際には混合気の吸入と圧縮のために、エンジンの外部から運動エネルギを与える必要がある。このため、スタータモータと呼ばれる始動装置を備える。   Once an internal combustion engine (engine) mounted on a vehicle starts operating, it can continue to operate with its own kinetic energy, but at the time of start-up, an external engine is used to suck and compress the air-fuel mixture. It is necessary to give kinetic energy from For this purpose, a starting device called a starter motor is provided.

このスタータモータの先端にはピニオンギヤ（外歯歯車）が設けられている。また、エンジンのクランクシャフト端部にはフライホイールが設けられ、このフライホイールの周囲には外歯の歯車が設けられている。このスタータモータのピニオンギヤとフライホイールの外歯の歯車とをマグネットスイッチを用いて噛み合わせて、二次電池の電力でスタータモータを作動させることによりクランクシャフトを回転（クランキング）させることができ、エンジンを始動させる。   A pinion gear (external gear) is provided at the tip of the starter motor. Further, a flywheel is provided at the end of the crankshaft of the engine, and external gears are provided around the flywheel. The crankshaft can be rotated (cranked) by meshing the pinion gear of the starter motor and the external gear of the flywheel using a magnet switch and operating the starter motor with the power of the secondary battery. Start the engine.

また、このようなピニオンギヤを用いないで、エンジンのクランクシャフトプーリとスタータモータの回転軸プーリとをベルトで接続させたスタータモータもある。エンジンの始動時には二次電池の電力でスタータモータを作動させて、ベルトを介してスタータモータの回転軸プーリからエンジンのクランクシャフトプーリに動力を伝達して、クランクシャフトを回転（クランキング）させることができ、エンジンを始動させる。   There is also a starter motor in which a crankshaft pulley of an engine and a rotating shaft pulley of a starter motor are connected by a belt without using such a pinion gear. When starting the engine, the starter motor is operated with the power of the secondary battery, and the power is transmitted from the rotation shaft pulley of the starter motor to the crankshaft pulley of the engine via the belt to rotate (crank) the crankshaft. And start the engine.

このようなエンジンの始動装置に関して、以下に示す公報に従来技術が開示されている。   Related arts are disclosed in the following publications regarding such an engine starter.

実開平１−８８０７６号公報（特許文献１）は、温間始動時において燃焼噴射式エンジンのインジェクタからの燃料漏れや気化器式エンジンの気化器からの燃料漏れによって吸気管内に燃料が膨張して存在することにより始動性が悪化することを解消するために膨張ガスを早期に掃気すべくスタータモータの回転数を高く設定することによる不具合を回避するエンジンのスタータ制御装置を開示する。このエンジンのスタータ制御装置は、スタータモータが切換機構を介してエンジンに連係されるものであって、エンジンの温度を検出する温度センサと、その温度センサの出力を受けてエンジン温度に応じて、切換機構を切換えて、始動時のクランキング回転数を変更する制御手段とを含む。   Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-88076 (patent document 1) discloses that during a warm start, fuel expands into the intake pipe due to fuel leakage from an injector of a combustion injection engine or fuel leakage from a carburetor of a carburetor engine. Disclosed is a starter control device for an engine that avoids problems caused by setting the rotation speed of a starter motor to be high in order to scavenge expansion gas early in order to eliminate the deterioration of startability due to the presence. In this engine starter control device, a starter motor is linked to the engine via a switching mechanism, and a temperature sensor that detects the temperature of the engine and an output of the temperature sensor according to the engine temperature, Control means for switching the switching mechanism to change the cranking rotational speed at the start.

このエンジンのスタータ制御装置によると、制御手段がエンジン温度に応じて、クランキング回転数が最適な回転数に変更され、高いクランキング回転数によりバッテリ電圧低下を起こすという不具合なく、エンジンを始動することができる。具体的には、温間始動時には、制御手段により切換手段が制御されてクランキング回転数が高められる。これにより吸気管内に充満する過濃混合気が即座に掃気されて始動性が向上する。一方、このような吸気管内に過濃混合気が充満していないその他の始動時においては、制御手段により切換手段が制御されてクランキング回転数が高められることなく、バッテリの電圧低下を回避することができる。   According to this engine starter control device, the control means changes the cranking rotational speed to the optimum rotational speed in accordance with the engine temperature, and starts the engine without a problem that the battery voltage decreases due to the high cranking rotational speed. be able to. Specifically, at the time of warm start, the switching means is controlled by the control means to increase the cranking rotation speed. As a result, the rich air-fuel mixture filling the intake pipe is immediately scavenged to improve the startability. On the other hand, at other start-up times when the intake pipe is not filled with the rich air-fuel mixture, the switching means is controlled by the control means so that the cranking rotation speed is not increased, and the battery voltage drop is avoided. be able to.

特開平５−１３３３０９号公報（特許文献２）は、バッテリを電源とするスタータモータによって、エンジンを起動させる際、スタータモータに過度の負担がかからないようにするとともに、バッテリが過放電しないようにして、適切な起動ができるようにするエンジンの起動装置を開示する。このエンジンの起動装置は、バッテリを電源として運転されるスタータモータを設け、このスタータモータの運転でエンジンを起動させるようにしたエンジンの起動装置において、スタータモータを所定時間以上に運転したのにかかわらずエンジンが所定回転数以下のとき、スタータモータをある所定時間を越えるまで休止させる第１処理と、この第１処理を繰り返すとともに、この繰り返しによってもエンジンが所定回転数以上にならないままで繰り返しの回数が所定回数以上になったとき、エンジンを起動の不可能な状態にさせる第２処理とを実行する制御装置を有する。   Japanese Patent Laid-Open No. 5-133309 (Patent Document 2) discloses that when a starter motor that uses a battery as a power source is used to start an engine, an excessive load is not applied to the starter motor and that the battery is not overdischarged. Disclosed is an engine starting device that enables appropriate starting. This engine starter is provided with a starter motor that is operated by using a battery as a power source. In the engine starter configured to start the engine by the operation of the starter motor, the starter motor is operated for a predetermined time or more. When the engine is below the predetermined speed, the first process for stopping the starter motor until a predetermined time is exceeded and the first process are repeated, and the repetition of the process is repeated while the engine does not exceed the predetermined speed. When the number of times becomes equal to or greater than the predetermined number, the control device executes a second process that makes the engine impossible to start.

このエンジンの起動装置によると、制御装置は、スタータモータを所定時間以上に運転したのにかかわらずエンジンが所定回転数以下のとき、スタータモータをある所定時間を越えるまで休止させる第１処理を実行する。このため、スタータモータの運転でエンジンが起動に至らなかったとき、スタータモータの運転を停止した直後にこれを再始動させていた従来に比べて、このスタータモータに過度の負担がかかることが防止され、かつ、バッテリが過放電になることも防止される。このような第１処理を繰り返すとともに、この繰り返しによってもエンジンが所定回転数以上にならないままで繰り返しの回数が所定回数以上になったとき、エンジンを起動の不可能な状態にさせる第２処理を実行する。このため、エンジンが起動の不可能な状態となったときには、その原因を除去するための点検、修理などの何らかの作業が強要されるのであって、無理な起動が防止される。
実開平１−８８０７６号公報 特開平５−１３３３０９号公報 According to this engine starting device, the control device executes the first process of pausing the starter motor until it exceeds a predetermined time when the engine is at a predetermined speed or less even though the starter motor has been operated for a predetermined time or longer. To do. For this reason, it is possible to prevent the starter motor from being overburdened compared to the conventional case where the starter motor is restarted immediately after the starter motor is stopped when the engine does not start. In addition, the battery can be prevented from being overdischarged. The first process is repeated, and the second process for making the engine impossible to start when the number of repetitions exceeds a predetermined number of times without the engine exceeding the predetermined number of rotations. Execute. For this reason, when the engine becomes incapable of starting, some work such as inspection and repair for removing the cause is compulsory, and unreasonable starting is prevented.
Japanese Utility Model Publication No. 1-88076 JP-A-5-133309

しかしながら、特許文献１に開示されたエンジンのスタータ制御装置では、以下に示す問題点がある。スタータモータでのクランキング中にはエンジンのオイルポンプが十分に機能していないこと等によりクランキング回転数を高めるとエンジンやトランスミッションのギヤや軸受の潤滑不良等で、エンジンやトランスミッションの耐久性を損なう可能性がある。このような場合には、エンジンの始動性と耐久性とを両立させるためにスタータモータによるクランキング回転数を狭い範囲で正確に制御することが必要になる。ところが、スタータモータによるクランキング回転数は、バッテリの充電状態やエンジンの回転抵抗の変動等の影響を受けるので大きくばらつくことがわかっており、狭い範囲で制御することが困難である。また、このような制御のためにスタータモータによるクランキング回転数の制御装置を搭載するとコストアップとなる。   However, the engine starter control device disclosed in Patent Document 1 has the following problems. During cranking with a starter motor, increasing the cranking speed due to the fact that the engine oil pump is not functioning sufficiently, etc., may cause engine and transmission durability due to poor lubrication of the engine and transmission gears and bearings. There is a possibility of damage. In such a case, it is necessary to accurately control the cranking rotation speed by the starter motor in a narrow range in order to achieve both startability and durability of the engine. However, it is known that the cranking rotation speed by the starter motor varies greatly because it is affected by the state of charge of the battery and the fluctuation of the rotation resistance of the engine, and it is difficult to control in a narrow range. In addition, if a control device for cranking rotation speed by a starter motor is mounted for such control, the cost increases.

特許文献２に開示されたエンジンの起動装置では、以下に示す問題点がある。制御装置は、第１処理として、スタータモータを所定時間以上に運転したのにかかわらずエンジンが所定回転数以下のとき、スタータモータをある所定時間を越えるまで休止させる。このとき、エンジンは、所定回転数以下であっても回転が完全に停止していてもエンジンの始動制御を停止してしまう。このため、第１処理に入ってしまうと、エンジンが惰性で回転しているにもかかわらずエンジンが始動することがなくなる。   The engine starting device disclosed in Patent Document 2 has the following problems. As a first process, the control device pauses the starter motor until it exceeds a predetermined time when the engine is at a predetermined speed or less regardless of whether the starter motor has been operated for a predetermined time or longer. At this time, the engine stops the engine start control even if the rotation is completely stopped even if it is equal to or lower than the predetermined rotation speed. For this reason, if it enters into the 1st processing, even if the engine is rotating with inertia, the engine will not start.

上述したようにクランキング回転数は、様々な理由により回転数が高い方がエンジン始動性が向上する。このため、スタータモータによるクランキングを停止させても、エンジンは始動可能な回転数以上で惰性で回転している時間が存在する。このエンジン惰性回転時間中にエンジン始動制御を中断してエンジンへの着火処理が行なわれなくなると、エンジンが始動可能な回転数であっても始動することがない。   As described above, the cranking rotational speed is higher for a variety of reasons, and the engine startability is improved. For this reason, even if the cranking by the starter motor is stopped, there is a time during which the engine is rotating at inertia at a rotational speed higher than the startable rotational speed. If the engine start control is interrupted during the engine inertia rotation time and the engine is not ignited, the engine will not start even if the engine speed can be started.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、特別に装置を組み込んでコストアップの要因を発生させることなく、良好な始動性を実現する、内燃機関を始動するための回転電機の制御装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that realizes a good startability without specially incorporating a device and causing an increase in cost. It is providing the control apparatus of the rotary electric machine for starting.

第１の発明に係る制御装置は、内燃機関を始動するための回転電機の制御装置である。この回転電機には蓄電機構から電力が供給される。この制御装置は、内燃機関の回転数を検知するための検知手段と、内燃機関が始動したことを検知するための始動検知手段と、回転電機により内燃機関がクランキングされて内燃機関の回転数が予め定められた回転数以上になったときに内燃機関が始動したことが検知されない場合に、回転電機への電力の供給を停止するとともに、内燃機関の始動処理を継続するように制御するための制御手段とを含む。   A control device according to a first invention is a control device for a rotating electrical machine for starting an internal combustion engine. Electric power is supplied to the rotating electrical machine from the power storage mechanism. This control device includes a detecting means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine, a start detecting means for detecting that the internal combustion engine has started, and the rotational speed of the internal combustion engine when the internal combustion engine is cranked by the rotating electrical machine. To stop the supply of electric power to the rotating electrical machine and to continue the starting process of the internal combustion engine when it is not detected that the internal combustion engine has started when the engine speed exceeds the predetermined rotational speed Control means.

第１の発明によると、たとえば、回転電機としてスタータモータやスタータジェネレータ（以下、スタータと記載する）が車両に搭載され、ベルトやギヤを介して内燃機関であるエンジンをクランキングする。このときスタータには、蓄電機構である二次電池から電力が供給される。スタータによりエンジンがクランキングされると、検知手段により検知されるエンジン回転数は上昇して、予め定められた回転数に到達する。この予め定められた回転数は、エンジンの燃焼室内の混合気が着火してエンジンが始動することなく、スタータによりクランキングした場合に、エンジンやトランスミッションの耐久性を保護するために設定される上限回転数である。この上限回転数に到達してもエンジンが始動したことが始動検知手段により検知されない場合には、スタータへの電力の供給を停止する。この始動検知手段は、エンジン回転数の急激な上昇等によりエンジンが始動したことを検知する。このようにすると、スタータへの通電時間が抑制されるので、スタータのモータブラシ等の摺動部の長寿命化、スタータの自己発熱による一時的な出力低下の抑制、省電力化が図れる。スタータへの電力供給が停止してもエンジンは直ちに停止するものではない。すなわち、エンジンのクランクシャフトに接続されたフライホイール等の作用により惰性で回転する時間が存在する。制御手段は、スタータへの電力供給を停止させても、エンジンの始動処理を継続して行なう。すなわち、エンジンの燃焼室内に導入された混合気への着火処理を継続する。惰性で回転している場合であっても、所定の回転数以上であるとエンジンは始動が可能である。このようなエンジン回転数の領域（予め定められた回転数より低くエンジン始動が可能な所定の回転数以上の領域）において着火処理を継続することにより、スタータへの電力供給を停止してもエンジンが始動することができる。これにより、スタータによりエンジンやトランスミッションの耐久性に問題が発生しないようにクランキング回転数を抑制できるとともに、スタータへの電力の供給を停止した場合であってもエンジンの惰性回転中にエンジンの燃焼室内の混合気を着火させてエンジンを始動させることもできる。その結果、特別に装置を組み込んでコストアップの要因を発生させることなく、良好なエンジン始動性を実現する、内燃機関を始動するための回転電機の制御装置を提供することができる。   According to the first invention, for example, a starter motor or a starter generator (hereinafter referred to as a starter) is mounted on a vehicle as a rotating electrical machine, and an engine that is an internal combustion engine is cranked via a belt or a gear. At this time, power is supplied to the starter from a secondary battery that is a power storage mechanism. When the engine is cranked by the starter, the engine speed detected by the detecting means increases and reaches a predetermined speed. This predetermined number of revolutions is the upper limit set to protect the durability of the engine and transmission when cranking is performed by the starter without the engine starting when the air-fuel mixture in the engine combustion chamber ignites. The number of revolutions. If the start detection means does not detect that the engine has started even when the upper limit rotational speed is reached, the supply of power to the starter is stopped. The start detection means detects that the engine has started due to a rapid increase in engine speed or the like. In this way, since the energization time to the starter is suppressed, it is possible to extend the life of the sliding portion such as the motor brush of the starter, to suppress temporary decrease in output due to self-heating of the starter, and to save power. Even if the power supply to the starter stops, the engine does not stop immediately. That is, there is time to rotate by inertia due to the action of a flywheel or the like connected to the crankshaft of the engine. The control means continues the engine starting process even if the power supply to the starter is stopped. That is, the ignition process for the air-fuel mixture introduced into the engine combustion chamber is continued. Even when the engine is rotating by inertia, the engine can be started when the engine speed exceeds a predetermined value. Even if the power supply to the starter is stopped by continuing the ignition process in such an engine speed range (a range that is lower than a predetermined speed and higher than a predetermined speed at which the engine can be started) Can be started. As a result, the cranking speed can be suppressed so that the starter does not cause a problem in the durability of the engine or transmission, and even if the power supply to the starter is stopped, It is also possible to start the engine by igniting the air-fuel mixture in the room. As a result, it is possible to provide a control device for a rotating electrical machine for starting an internal combustion engine that realizes good engine startability without specially incorporating the device to cause an increase in cost.

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、回転電機への電力の供給を停止しても内燃機関が惰性で回転している場合に、内燃機関の始動処理を継続するように制御するための手段を含む。   In the control device according to the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the control means is configured to control the internal combustion engine when the internal combustion engine is rotating by inertia even when the supply of power to the rotating electrical machine is stopped. Means are included for controlling the engine start-up process to continue.

第２の発明によると、制御手段が、たとえば、スタータへの電力の供給を停止してもエンジンが惰性で回転している場合に、エンジンの始動処理（着火処理）を継続するように制御するので、エンジンの惰性回転中にエンジンを始動させることができる。   According to the second aspect of the invention, the control means performs control so as to continue the engine start-up process (ignition process) when the engine is rotating by inertia even when the supply of power to the starter is stopped, for example. Therefore, the engine can be started during inertial rotation of the engine.

第３の発明に係る制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、制御手段は、内燃機関が惰性で所定の回転数以上で回転している場合に、内燃機関の始動処理を継続するように制御するための手段を含む。   In the control device according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the control means continues the starting process of the internal combustion engine when the internal combustion engine is coasting and rotating at a predetermined rotational speed or more. Means for controlling to do.

第３の発明によると、所定回転数として、たとえば、エンジンの始動に必要な最低回転数や、エンジンの着火性が良好な最低回転数が設定される。この所定回転数以上で惰性回転している場合には、始動処理（着火処理）を継続するので、スタータへの電力供給が停止していてもエンジンを始動させることができる。   According to the third invention, for example, the minimum number of revolutions required for starting the engine or the minimum number of revolutions with good engine ignitability is set as the predetermined number of revolutions. When the inertial rotation is performed at the predetermined number of revolutions or more, the starting process (ignition process) is continued, so that the engine can be started even when the power supply to the starter is stopped.

第４の発明に係る制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関の始動処理は、内燃機関において混合気を着火させるための処理である。   In the control device according to the fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the starting process of the internal combustion engine is a process for igniting the air-fuel mixture in the internal combustion engine.

第４の発明によると、始動処理として、エンジンの燃焼室内に導入された燃料と空気との混合気を着火させる処理を、スタータへの電力供給が停止された後も継続して、エンジンを始動させることができる。   According to the fourth invention, as the starting process, the process of igniting the mixture of fuel and air introduced into the combustion chamber of the engine is continued even after the power supply to the starter is stopped, and the engine is started. Can be made.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図１を参照して、本発明の実施の形態に係るスタータの制御装置であるＥＣＵを含む車両の制御ブロック図を示す。なお、本発明は、図１に示すベルト駆動式のスタータに限定されない。マグネットスイッチやピニオンギヤを用いてベルトを用いないものであってもよい。また、スタータは、エンジン始動用のモータに限定されず、エンジン始動と回生発電とを行なうスタータジェネレータであってもよい。また、車両は、エンジンのみを搭載した車両であっても、エンジンと車両走行用のモータ（モータジェネレータ）とを搭載したハイブリッド車両であってもよい。また、赤信号などで一時的に停止した場合にエンジンを自動的に停止させるアイドリングストップ車両であってもよい。   Referring to FIG. 1, a control block diagram of a vehicle including an ECU which is a starter control device according to an embodiment of the present invention is shown. The present invention is not limited to the belt-driven starter shown in FIG. A belt that does not use a belt by using a magnet switch or a pinion gear may be used. The starter is not limited to a motor for starting the engine, and may be a starter generator that performs engine starting and regenerative power generation. The vehicle may be a vehicle equipped with only an engine or a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor (motor generator) for running the vehicle. Further, it may be an idling stop vehicle that automatically stops the engine when it is temporarily stopped due to a red light or the like.

図１に示すように、この車両には、エンジン１００と、エンジン１００の出力軸に接続されたトランスミッション２００と、エンジン１００を始動するスタータ３００と、スタータに電力を供給する二次電池やキャパシタなどの蓄電機構である電源４００と、スタータ３００を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５００と、ＥＣＵ５００からの指令信号に基づいて電源４００からスタータ３００へ電源を供給および遮断させるスタータリレー３５０とを含む。   As shown in FIG. 1, the vehicle includes an engine 100, a transmission 200 connected to the output shaft of the engine 100, a starter 300 that starts the engine 100, a secondary battery that supplies power to the starter, a capacitor, and the like. Power supply 400, an ECU (Electronic Control Unit) 500 that controls starter 300, and a starter relay 350 that supplies and shuts off power from power supply 400 to starter 300 based on a command signal from ECU 500.

ＥＣＵ５００には、エンジン１００の回転数を検知するエンジン回転数センサ６００からエンジン回転数と、車両の運転者により操作されるイグニッションスイッチ等の信号に基づくエンジン始動信号とが入力される。また、ＥＣＵ５００からスタータリレー３５０へ起動指令信号（電源４００からスタータ３００に電力供給を開始）や停止指令信号（電源４００からスタータ３００への電力供給を停止）が出力される。   The ECU 500 receives an engine speed from an engine speed sensor 600 that detects the speed of the engine 100 and an engine start signal based on a signal from an ignition switch or the like operated by a driver of the vehicle. The ECU 500 outputs a start command signal (starts power supply from the power source 400 to the starter 300) and a stop command signal (stops power supply from the power source 400 to the starter 300) to the starter relay 350.

スタータ３００は、リレー３１０と、ベルト駆動式スタータ３２０とを有する。リレー３１０は、スタータリレー３５０に接続され、スタータリレー３５０の閉成時に給電されるスイッチ端子３６０を有する。リレー３１０は、スイッチ端子３６０へ給電されると、電源４００からベルト駆動式スタータ３２０への給電経路を閉じ、電源４００からベルト駆動式スタータ３２０へ給電する。ベルト駆動式スタータ３２０の回転軸には、スタータプーリ３３０が、ベルト３４０を介してエンジン１００のクランクシャフトプーリ１１０に動力を伝達できるように設けられる。   The starter 300 includes a relay 310 and a belt drive type starter 320. Relay 310 is connected to starter relay 350 and has a switch terminal 360 that is supplied with power when starter relay 350 is closed. When power is supplied to the switch terminal 360, the relay 310 closes the power supply path from the power supply 400 to the belt drive starter 320 and supplies power from the power supply 400 to the belt drive starter 320. A starter pulley 330 is provided on the rotating shaft of the belt-driven starter 320 so that power can be transmitted to the crankshaft pulley 110 of the engine 100 via the belt 340.

なお、スタータ３００および電源４００とは、エンジン１００の着火性が良好な回転数までクランキングできる能力を十分に有するものと想定する。すなわち、電源４００の充電状態やエンジン１００の回転抵抗の変動等によりクランキング回転数のばらつく場合があっても、その下限が十分に高いと想定する。   It is assumed that starter 300 and power supply 400 have sufficient ability to crank the engine 100 to a rotational speed with good ignitability. That is, even if the cranking rotational speed varies depending on the state of charge of the power supply 400 or the rotational resistance of the engine 100, the lower limit is assumed to be sufficiently high.

また、エンジン１００およびトランスミッション２００における潤滑性の悪化による耐久性に影響を与えないクランキング回転数の上限値がＥＣＵ５００のメモリに記憶されている。さらに、エンジン１００の惰性回転中であってもエンジン１００の始動が可能なエンジン回転数の下限値がＥＣＵ５００のメモリに記憶されている。   Further, the upper limit value of the cranking rotation speed that does not affect the durability due to the deterioration of the lubricity in the engine 100 and the transmission 200 is stored in the memory of the ECU 500. Further, the lower limit value of the engine speed at which engine 100 can be started even during inertial rotation of engine 100 is stored in the memory of ECU 500.

ＥＣＵ５００は、クランキング時に、エンジン１００が始動すると（エンジン１００の燃焼室内に導入された混合気が着火すると）スタータ３００への電力供給を停止させる。ただし、このクランキング回転数の上限値に到達してもエンジン１００が始動していない（着火していない）場合には、スタータ３００への電力供給を停止させる。このようなスタータ３００への電力供給を停止させた場合であっても、エンジン１００の燃焼室内へ導入された混合気への着火処理を継続する。ＥＣＵ５００においては、このような制御をプログラムにより実現する。   ECU 500 stops power supply to starter 300 when engine 100 starts (when the air-fuel mixture introduced into the combustion chamber of engine 100 ignites) during cranking. However, if the engine 100 is not started (not ignited) even when the upper limit value of the cranking rotation speed is reached, the power supply to the starter 300 is stopped. Even when such power supply to the starter 300 is stopped, the ignition process for the air-fuel mixture introduced into the combustion chamber of the engine 100 is continued. In ECU 500, such control is realized by a program.

図２のフローチャートを参照して、ＥＣＵ５００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このフローチャートは、ＥＣＵ５００にエンジン始動信号が入力された後の処理を示している。   A control structure of a program executed by ECU 500 will be described with reference to the flowchart of FIG. This flowchart shows processing after an engine start signal is input to ECU 500.

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ５００は、スタータ３００に起動指令信号を出力する。具体的には、ＥＣＵ５００は、スタータリレー３５０に起動指令信号を出力して、リレー接点がオン状態になり、電源４００からリレー３１０を介してベルト駆動式スタータ３２０に電力が供給される。   In step (hereinafter, step is referred to as S) 100, ECU 500 outputs a start command signal to starter 300. Specifically, ECU 500 outputs a start command signal to starter relay 350, the relay contact is turned on, and power is supplied from power supply 400 to belt-driven starter 320 via relay 310.

Ｓ２００にて、ＥＣＵ５００は、エンジン１００の燃焼室の混合気が着火したか否かを判断する。この判断は、たとえばエンジン回転数センサ６００により検知されるエンジン１００の回転数の急激な上昇や、別途設けられたエンジン１００の排気温を検知する温度センサからの信号に基づいて行なわれる。エンジン１００の燃焼室の混合気が着火すると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ３００に移される。   In S200, ECU 500 determines whether or not the air-fuel mixture in the combustion chamber of engine 100 has ignited. This determination is made based on, for example, a rapid increase in the rotational speed of engine 100 detected by engine rotational speed sensor 600 or a signal from a temperature sensor that detects the exhaust temperature of engine 100 provided separately. When the air-fuel mixture in the combustion chamber of engine 100 is ignited (YES in S200), this process ends. If not (NO in S100), the process proceeds to S300.

Ｓ３００にて、ＥＣＵ５００は、エンジン回転数センサ６００からの信号に基づいて、エンジン１００の回転数を検知する。Ｓ４００にて、ＥＣＵ５００は、エンジン１００の回転数がＥＣＵ５００のメモリに記憶された上限値以上であるか否かを判断する。エンジン１００の回転数が上限値以上であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻される。   In S300, ECU 500 detects the rotational speed of engine 100 based on a signal from engine rotational speed sensor 600. In S400, ECU 500 determines whether the rotational speed of engine 100 is equal to or greater than the upper limit value stored in the memory of ECU 500. If the rotational speed of engine 100 is equal to or greater than the upper limit value (YES in S400), the process proceeds to S500. If not (NO in S400), the process returns to S200.

Ｓ５００にて、ＥＣＵ５００は、スタータ３００に停止指令信号を出力する。具体的には、ＥＣＵ５００は、スタータリレー３５０に起動指令信号の出力を中止して、リレー接点がオフ状態になり、電源４００からリレー３１０を介してベルト駆動式スタータ３２０に供給されていた電力が遮断される。   In S500, ECU 500 outputs a stop command signal to starter 300. Specifically, ECU 500 stops the output of the start command signal to starter relay 350, the relay contact is turned off, and the electric power supplied from power supply 400 to belt-driven starter 320 via relay 310 is received. Blocked.

Ｓ６００にて、ＥＣＵ５００は、エンジン回転数センサ６００からの信号に基づいて、エンジン１００の回転数を検知する。Ｓ７００にて、ＥＣＵ５００は、エンジン１００の回転数がＥＣＵ５００のメモリに記憶された下限値以下であるか否かを判断する。エンジン１００の回転数が下限値以下であると（Ｓ７００にてＹＥＳ）、処理はＳ１００へ戻される。もしそうでないと（Ｓ７００にてＮＯ）、処理はＳ８００に移される。   In S600, ECU 500 detects the rotational speed of engine 100 based on the signal from engine rotational speed sensor 600. In S700, ECU 500 determines whether the rotational speed of engine 100 is equal to or lower than the lower limit value stored in the memory of ECU 500. If the rotational speed of engine 100 is equal to or lower than the lower limit value (YES in S700), the process returns to S100. If not (NO in S700), the process proceeds to S800.

Ｓ８００にて、ＥＣＵ５００は、エンジン１００の燃焼室の混合気が着火したか否かを判断する。エンジン１００の燃焼室の混合気が着火すると（Ｓ８００にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ８００にてＮＯ）、処理はＳ６００に戻される。   In S800, ECU 500 determines whether or not the air-fuel mixture in the combustion chamber of engine 100 has ignited. When the air-fuel mixture in the combustion chamber of engine 100 is ignited (YES in S800), this process ends. If not (NO in S800), the process returns to S600.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、スタータ３００の制御装置であるＥＣＵ５００を搭載した車両のエンジン１００の始動時の動作について説明する。   An operation at the time of starting engine 100 of a vehicle equipped with ECU 500 that is a control device of starter 300 based on the above-described structure and flowchart will be described.

車両の運転者がイグニッションスイッチをスタート位置にしたり、アイドリングストップ制御によるエンジン１００の一時停止中にエンジンの一時停止条件が不成立になると、ＥＣＵ５００にエンジン始動信号が入力される。   When the vehicle driver sets the ignition switch to the start position, or when the engine temporary stop condition is not satisfied during the temporary stop of the engine 100 by the idling stop control, an engine start signal is input to the ECU 500.

ＥＣＵ５００によりスタータリレー３５０に起動指令信号が出力され（Ｓ１００）、電源４００からベルト駆動式スタータ３２０に電力が供給され、ベルト駆動式スタータ３２０からスタータプーリ３３０、ベルト３４０およびクランクシャフトプーリ１１０を介して動力が伝達され、エンジン１００がクランキングされる。   The ECU 500 outputs a start command signal to the starter relay 350 (S100), and power is supplied from the power source 400 to the belt-driven starter 320. The belt-driven starter 320 passes through the starter pulley 330, the belt 340, and the crankshaft pulley 110. Power is transmitted and engine 100 is cranked.

エンジン１００が着火しないままの状態であると（Ｓ２００にてＮＯ）、エンジン１００の回転数が検知され（Ｓ３００）、エンジン１００の回転数が上限値以上であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、ＥＣＵ５００によりスタータリレー３５０に停止指令信号が出力され（Ｓ５００）、電源４００からベルト駆動式スタータ３２０への電力の供給が停止される。この状態においては、エンジン１００は惰性回転している。この状態においても、エンジン１００の回転数が下限値以下になるまでは（Ｓ７００にてＮＯ）、エンジン１００の着火処理を継続する。   If engine 100 is not ignited (NO in S200), the number of revolutions of engine 100 is detected (S300), and if the number of revolutions of engine 100 is equal to or greater than the upper limit (YES in S400), ECU 500 As a result, a stop command signal is output to the starter relay 350 (S500), and the supply of power from the power source 400 to the belt-driven starter 320 is stopped. In this state, engine 100 is coasting. Even in this state, the ignition process of engine 100 is continued until the rotational speed of engine 100 is equal to or lower than the lower limit (NO in S700).

このときの状態を図３に示す。図３は、エンジン１００の始動時におけるエンジン回転数の時間変化を示した図である。上述したように、ＥＣＵ５００のメモリには、上限値と下限値とが設定されている。   The state at this time is shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a change over time in the engine speed when the engine 100 is started. As described above, the upper limit value and the lower limit value are set in the memory of ECU 500.

クランキング時にエンジン１００の回転数が上限値よりも低い領域でエンジン１００が着火すると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、図３の太い点線のようにエンジン回転数が変化する。すなわち、スタータ３００への電力供給が停止される前にエンジン１００が着火してエンジン１００が始動した場合である。   If engine 100 ignites in a region where the rotational speed of engine 100 is lower than the upper limit value during cranking (YES in S200), the engine rotational speed changes as indicated by a thick dotted line in FIG. That is, the engine 100 is ignited and the engine 100 is started before the power supply to the starter 300 is stopped.

エンジン１００が着火しないまま、上限値以上になると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、スタータ３００への電力供給が停止されて（Ｓ５００）、図３の細い点線のようにエンジン１００の回転数が徐々に低下する。このとき、エンジン１００の回転数が下限値以下になるまでは（Ｓ７００にてＮＯ）、エンジン１００の着火処理が継続して行なわれ、図３の太い実線のようにエンジン１００が惰性回転中に着火する（Ｓ８００にてＹＥＳ）。   If engine 100 does not ignite and exceeds the upper limit value (YES in S400), power supply to starter 300 is stopped (S500), and the rotational speed of engine 100 gradually decreases as shown by the thin dotted line in FIG. To do. At this time, the ignition process of engine 100 is continued until the engine speed of engine 100 becomes equal to or lower than the lower limit (NO in S700), and engine 100 is in inertial rotation as indicated by the thick solid line in FIG. Ignite (YES at S800).

なお、図３の一点鎖線は、エンジン１００の回転数が上限値以上になってもスタータ３００への電力の供給を停止しなかった場合のエンジン１００の回転数の変化を示すものである。   Note that the alternate long and short dash line in FIG. 3 indicates a change in the rotational speed of engine 100 when the supply of power to starter 300 is not stopped even when the rotational speed of engine 100 exceeds the upper limit value.

以上のようにして、本実施の形態に係るスタータの制御装置によると、クランキング時に、エンジンが始動すると（エンジンの燃焼室内に導入された混合気が着火すると）スタータへの電力供給を停止させる。エンジン回転数がクランキング回転数の上限値に到達してもエンジンが始動していない（着火していない）場合には、スタータへの電力供給を停止させる。このようにスタータへの電力供給を停止させた場合であっても、エンジンの燃焼室内へ導入された混合気への着火処理を継続するようにする。スタータへの電力供給を停止してもエンジンは即座に停止することはなく、エンジンは惰性で回転を持続している。このときに着火処理をしてエンジンを始動させることができる。このため、クランキングによるエンジン回転数が高くなり過ぎて、エンジンやトランスミッションの耐久性に問題が発生するという問題点を回避できる。また、スタータへの通電時間が抑制されるので、スタータのモータブラシ等の摺動部の長寿命化、スタータの自己発熱による一時的な出力低下の抑制、省電力化が図れる。   As described above, according to the starter control device according to the present embodiment, when the engine starts (when the air-fuel mixture introduced into the combustion chamber of the engine ignites) during cranking, power supply to the starter is stopped. . If the engine has not started (not ignited) even if the engine speed reaches the upper limit value of the cranking speed, the power supply to the starter is stopped. Thus, even when the power supply to the starter is stopped, the ignition process for the air-fuel mixture introduced into the combustion chamber of the engine is continued. Even if the power supply to the starter is stopped, the engine does not stop immediately, and the engine continues to rotate with inertia. At this time, an ignition process can be performed to start the engine. For this reason, it is possible to avoid the problem that the engine speed due to cranking becomes too high, causing a problem in durability of the engine and transmission. In addition, since the energization time to the starter is suppressed, it is possible to extend the life of the sliding portion such as the motor brush of the starter, to suppress a temporary decrease in output due to self-heating of the starter, and to save power.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本実施の形態に係るスタータの制御装置であるＥＣＵを含む車両の制御ブロック図である。It is a control block diagram of a vehicle including an ECU that is a starter control device according to the present embodiment. 図１のＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program performed with ECU of FIG. 図１の制御ブロック図を有する車両の始動時におけるエンジン回転数の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the engine speed at the time of starting of the vehicle which has the control block diagram of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１００ エンジン、１１０ クランクシャフトプーリ、２００ トランスミッション、３００ スタータ、３１０ リレー、３２０ ベルト駆動式スタータ、３３０ スタータプーリ、３４０ ベルト、３５０ スタータリレー、３６０ スイッチ端子、４００ 電源、５００ ＥＣＵ、６００ エンジン回転数センサ。   100 Engine, 110 Crankshaft pulley, 200 Transmission, 300 Starter, 310 Relay, 320 Belt drive starter, 330 Starter pulley, 340 Belt, 350 Starter relay, 360 Switch terminal, 400 Power supply, 500 ECU, 600 Engine speed sensor.

Claims (4)

内燃機関を始動するための回転電機の制御装置であって、前記回転電機には蓄電機構から電力が供給され、
前記内燃機関の回転数を検知するための検知手段と、
前記内燃機関が始動したことを検知するための始動検知手段と、
前記回転電機により前記内燃機関がクランキングされて前記内燃機関の回転数が予め定められた回転数以上になったときに前記内燃機関が始動したことが検知されない場合に、前記回転電機への電力の供給を停止するとともに、前記内燃機関の始動処理を継続するように制御するための制御手段とを含む、制御装置。 A control device for a rotating electrical machine for starting an internal combustion engine, wherein the rotating electrical machine is supplied with electric power from a power storage mechanism,
Detection means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine;
Start detection means for detecting that the internal combustion engine has started; and
When it is not detected that the internal combustion engine has started when the internal combustion engine is cranked by the rotating electrical machine and the rotational speed of the internal combustion engine becomes equal to or higher than a predetermined rotational speed, power to the rotating electrical machine is detected. And a control means for controlling so as to continue the starting process of the internal combustion engine. 前記制御手段は、前記回転電機への電力の供給を停止しても前記内燃機関が惰性で回転している場合に、前記内燃機関の始動処理を継続するように制御するための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。   The control means includes means for controlling to continue the starting process of the internal combustion engine when the internal combustion engine is rotating by inertia even when the supply of power to the rotating electrical machine is stopped. The control device according to claim 1. 前記制御手段は、前記内燃機関が惰性で所定の回転数以上で回転している場合に、前記内燃機関の始動処理を継続するように制御するための手段を含む、請求項２に記載の制御装置。   3. The control according to claim 2, wherein the control means includes means for controlling the start processing of the internal combustion engine to be continued when the internal combustion engine is inertial and is rotating at a predetermined rotational speed or more. apparatus. 前記内燃機関の始動処理は、前記内燃機関において混合気を着火させるための処理である、請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。
The control device according to claim 1, wherein the starting process of the internal combustion engine is a process for igniting an air-fuel mixture in the internal combustion engine.
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