JP2010133258A - Engine starter - Google Patents

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Yutaka Hayashi
裕 林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine starter appropriately determining idling of a starter motor. <P>SOLUTION: This engine starter 1 starting an engine 110 provided with a crankshaft, rotation signal output means 13, 14 outputting signals according to rotation of the crankshaft, and a rotation detection means 10 detecting the signals output from the rotation signal outputting means includes: the starter motor 30 rotatively driving the crankshaft; and an idling determination means determining the idling of the starter motor when the signals output from the rotation signal outputting means are not detected for more than a predetermined idling determination time by the rotation detection means during operation of the starter motor. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンのクランクシャフトを回転駆動してエンジンを始動させるスタータモータを有するエンジン始動装置に関し、特にスタータモータの空転を判定するものに関する。   The present invention relates to an engine starter having a starter motor that starts an engine by rotationally driving a crankshaft of the engine, and more particularly to a device that determines idling of a starter motor.

自動車等の車両に搭載されるエンジンは、スタータモータによってクランクシャフトを回転駆動（クランキング）することによってその始動を行う。スタータモータはピニオンギアを駆動し、このピニオンギアによりフライホイールの外周縁部に形成されたリングギアを駆動することによってクランキングを行う。ピニオンギアは、その回転軸方向に移動可能とされている。ピニオンギアは、通常時はリングギアから離間するよう軸方向に引き込まれ、エンジン始動時のみ突き出されてリングギアと噛合うようになっている。   An engine mounted on a vehicle such as an automobile is started by rotationally driving (cranking) a crankshaft by a starter motor. The starter motor drives a pinion gear, and performs cranking by driving a ring gear formed on the outer peripheral edge of the flywheel by the pinion gear. The pinion gear is movable in the rotation axis direction. The pinion gear is normally drawn in the axial direction so as to be separated from the ring gear, and protrudes only when the engine is started so as to mesh with the ring gear.

また、エンジン始動装置において、ドライバが例えばプッシュスイッチ等のいわゆるワンタッチ操作によってクランキング開始操作のみを行い、クランキングの停止は自動的に行われるようにした自動始動制御（オートクランキング）を行うものが提案されている。
例えば、特許文献１には、スタータスイッチがオン状態とされることによりセルモータ回転時間制御手段に電気信号が入力されるエンジン始動装置において、スタータスイッチの操作状態とは関係なく予め設定されたセルモータ回転時間又は始動エンジン回転数になるまでセルモータに通電するものが記載されている。
また、特許文献２には、エンジン始動装置において、スタータスイッチ信号の入力後、エンジンの完爆判定が成立するまでクランキングを行うとともに、エンジン回転数が異常な回転数まで上昇した場合やクランキング許容時間を超過した場合にはクランキングを中止することが記載されている。
また、特許文献３には、内燃機関の自動始動制御装置において、クラッチ系、ブレーキ系、シフトレバー位置の検出系の異常診断を行い、異常発生時には自動始動制御を禁止したものが記載されている。
特開平１１−３０１７２号公報 特開２００７−２５５３８３号公報 特開２００７−１１３３９７号公報 Also, in an engine starter, a driver performs an automatic start control (auto cranking) in which a driver only performs a cranking start operation by a so-called one-touch operation such as a push switch and the cranking is automatically stopped. Proposed.
For example, in Patent Document 1, in an engine starting device in which an electric signal is input to the cell motor rotation time control means when the starter switch is turned on, the cell motor rotation set in advance regardless of the operation state of the starter switch. It describes what energizes the cell motor until the time or starting engine speed is reached.
Further, in Patent Document 2, in the engine starting device, cranking is performed until an engine complete explosion determination is established after the starter switch signal is input, and when the engine speed increases to an abnormal speed or cranking is performed. It is described that the cranking is stopped when the allowable time is exceeded.
Patent Document 3 describes an automatic start control device for an internal combustion engine in which abnormality diagnosis of a clutch system, a brake system, and a shift lever position detection system is performed, and automatic start control is prohibited when an abnormality occurs. .
Japanese Patent Laid-Open No. 11-30172 JP 2007-255383 A JP 2007-113397 A

上述した従来技術のように、オートクランキングを行うエンジン始動装置においては、一般にクランク角センサ等から求めたエンジン回転数が所定値以上となった場合等に、エンジン完爆と判定してスタータモータを停止している。
しかし、スタータモータのピニオンギアは、リングギアとの噛合に失敗して空転を生じる場合がある。こうした空転が生じた場合、スタータモータ駆動中であってもエンジンのクランクシャフトは停止したままであるので、完爆判定が成立せず、空転状態が継続される。また、空転が生じると、乗員等にとって不快なギア鳴り騒音を生じさせるとともに、ギアやスタータモータが損傷する場合がある。このような空転は、例えば、ドライバがクラッチを踏み込んだ状態でプッシュスイッチを押してクランキング開始後、エンジンの完爆前にドライバがクラッチを戻し、その後すぐに踏み直す操作をすると発生する場合がありうる。この場合、エンジンが完全に停止する前にスタータモータのピニオンが突き出し、噛み合わないままスタータモータが空転し、その後すぐにエンジン側は圧縮反力により停止する。このような場合には、ピニオンギアとリングギアとが噛合わない状態でスタータモータの回転が上昇してしまう。
これに対し、エンジンが始動できない場合に、所定時間でスタータモータを停止することも考えられるが、この時間はエンジンが始動しにくい最悪条件を想定して設定する必要があり、長時間にわたって空転が継続してしまう。
本発明の課題は、スタータモータの空転を適切に判定可能なエンジン始動装置を提供することである。 As in the prior art described above, in an engine starter that performs auto-cranking, in general, when the engine speed obtained from a crank angle sensor or the like exceeds a predetermined value, it is determined that the engine has been completely exploded and the starter motor is installed. It has stopped.
However, the pinion gear of the starter motor may fail to mesh with the ring gear and cause idling. When such idling occurs, the crankshaft of the engine remains stopped even while the starter motor is being driven, so that the complete explosion determination is not established and the idling state is continued. Further, when idling occurs, gear noise that is uncomfortable for passengers and the like may be generated, and the gear and starter motor may be damaged. Such idling may occur, for example, when the driver depresses the push switch while the clutch is depressed and starts cranking, then the driver returns the clutch before the engine completes explosion and then immediately depresses the clutch. sell. In this case, the starter motor pinion protrudes before the engine is completely stopped, the starter motor idles without being engaged, and immediately thereafter, the engine side is stopped by the compression reaction force. In such a case, the rotation of the starter motor is increased in a state where the pinion gear and the ring gear are not meshed with each other.
In contrast, if the engine cannot be started, it may be possible to stop the starter motor at a predetermined time.However, this time must be set assuming the worst condition in which the engine is difficult to start. It will continue.
An object of the present invention is to provide an engine starter capable of appropriately determining idling of a starter motor.

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、クランクシャフトと、該クランクシャフトの回転に応じた信号を出力する回転信号出力手段と、該回転信号出力手段から出力された信号を検出する回転検出手段とを備えたエンジンを始動するエンジン始動装置であって、前記クランクシャフトを回転駆動するスタータモータと、該スタータモータの作動時に、前記回転信号出力手段から出力される信号が、前記回転検出手段によって所定の空転判定時間以上にわたって検出されなかった際に、前記スタータモータの空転が生じていると判定する空転判定手段とを備えることを特徴とするエンジン始動装置である。 The present invention solves the above-described problems by the following means.
The invention of claim 1 is an engine comprising a crankshaft, a rotation signal output means for outputting a signal corresponding to the rotation of the crankshaft, and a rotation detection means for detecting a signal output from the rotation signal output means. A starter motor that rotationally drives the crankshaft, and a signal that is output from the rotation signal output means when the starter motor is operated is a predetermined idling determination time by the rotation detection means. An engine starting device comprising: an idling judging means for judging that idling of the starter motor has occurred when no start has been detected.

請求項２の発明は、前記回転信号出力手段は、前記クランクシャフトの回転により前記信号を出力するクランク角センサ、及び、前記クランクシャフトと連動して回転するカムシャフトの回転により前記信号を出力するカム角センサを有し、前記空転判定手段は、前記クランク角センサ及び前記カム角センサから出力される前記信号がともに、前記回転検出手段によって前記空転判定時間以上にわたって検出されなかった際に、前記スタータモータの空転が生じていると判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置である。
請求項３の発明は、前記回転検出手段は、前記信号が所定の異常判定時間以上にわたって検出されなかった際に、装置に異常が生じていると判定する異常診断手段を備え、前記空転判定手段における前記空転判定時間は、前記異常判定時間よりも短く設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン始動装置である。
請求項４の発明は、前記空転判定手段によって、前記スタータモータの空転が生じていると判定された際に、前記スタータモータを停止させるスタータモータ停止手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置である。 According to a second aspect of the invention, the rotation signal output means outputs the signal by rotation of a crank angle sensor that outputs the signal by rotation of the crankshaft and a camshaft that rotates in conjunction with the crankshaft. A cam angle sensor, and the idling determination means, when both the signals output from the crank angle sensor and the cam angle sensor are not detected by the rotation detection means for more than the idling determination time, 2. The engine starter according to claim 1, wherein it is determined that the starter motor is idling.
According to a third aspect of the present invention, the rotation detection means includes abnormality diagnosis means for determining that an abnormality has occurred in the apparatus when the signal is not detected for a predetermined abnormality determination time or longer, and the idling determination means. The engine start device according to claim 1 or 2, wherein the idling determination time in is set shorter than the abnormality determination time.
The invention according to claim 4 further comprises starter motor stop means for stopping the starter motor when the idling determination means determines that the starter motor is idling. It is an engine starting device given in any 1 paragraph to Claim 3.

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）スタータモータの作動時に、回転信号出力手段から出力される信号が所定の空転判定時間以上にわたって検出されなかった際に、スタータモータの空転が生じていると判定することによって、簡単な構成の装置によりスタータモータの空転有無を確実に判定することができる。
（２）空転判定手段は、クランク角センサ及びカム角センサの信号がともに空転判定時間以上にわたって検出されなかった際に、スタータモータの空転が生じていると判定することによって、クランク角センサ、カム角センサのいずれかに故障や断線等の異常が生じた場合であっても空転判定を行うことができる。一方、実際に空転が生じている場合には、クランク角センサ及びカム角センサからの信号がともに検出されないため、これをもって空転判定を行うことができる。
（３）空転判定時間を回転検出手段に設けられる異常診断手段の異常判定時間よりも短く設定することによって、空転が生じた場合に、異常判定が誤って成立する前に空転判定を成立させることができ、スタータモータの空転判定と異常診断手段による異常判定とを両立させることができる。
（４）スタータモータの空転が生じていると判定された際に、スタータモータを停止させることによって、ピニオンギア、リングギア等の各種部品を保護することができ、また、不快なギア鳴り音の発生を防止できる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) When the starter motor is operated, a simple configuration is obtained by determining that the starter motor is idling when a signal output from the rotation signal output means is not detected for a predetermined idling determination time or more. With this device, it is possible to reliably determine whether the starter motor is idling.
(2) The idling determination means determines that the idling of the starter motor has occurred when neither the crank angle sensor nor the cam angle sensor signal is detected for more than the idling determination time. The idling determination can be performed even when an abnormality such as a failure or disconnection occurs in any of the angle sensors. On the other hand, when idling actually occurs, since the signals from the crank angle sensor and the cam angle sensor are not detected, the idling determination can be performed with this.
(3) By setting the idling determination time to be shorter than the malfunction determination time of the abnormality diagnosis means provided in the rotation detecting means, when idling occurs, the idling determination is established before the malfunction determination is erroneously established. Thus, it is possible to achieve both the idling determination of the starter motor and the abnormality determination by the abnormality diagnosis means.
(4) By stopping the starter motor when it is determined that the starter motor is idling, various parts such as pinion gears and ring gears can be protected, and unpleasant gear noise can be generated. Occurrence can be prevented.

本発明は、スタータモータの空転を適切に判定可能なエンジン始動装置を提供する課題を、スタータモータの通電中にエンジンのクランク角センサ及びカム角センサからの信号が所定の空転判定時間以上にわたって検出されなかった場合にスタータモータの空転を判定することによって解決した。   The present invention detects a problem of providing an engine starter capable of appropriately determining idling of a starter motor over a predetermined idling judging time or more while signals from an engine crank angle sensor and a cam angle sensor are energized to the starter motor. If not, the problem was solved by determining idling of the starter motor.

以下、本発明を適用したエンジン始動装置の実施例について説明する。
図１は、実施例のエンジン始動装置のシステム構成を示す図である。
エンジン始動装置１は、エンジンＥＣＵ１０、電源ＥＣＵ２０、スタータモータ３０、スタータリレー４０、クラッチスタートスイッチ５０、スタータカットリレー６０、ＩＧ１リレー７０、ＩＧ１Ｓリレー８０、バッテリ９０等を備えて構成されている。
図２は、実施例のエンジン始動装置１を備えた車両のパワートレーンの配置を示す図である。車両１００は、エンジン１１０及びトランスミッション１２０を備えている。 Embodiments of an engine starter to which the present invention is applied will be described below.
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of an engine starter according to an embodiment.
The engine starter 1 includes an engine ECU 10, a power supply ECU 20, a starter motor 30, a starter relay 40, a clutch start switch 50, a starter cut relay 60, an IG1 relay 70, an IG1S relay 80, a battery 90, and the like.
FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement of a power train of a vehicle including the engine starter 1 according to the embodiment. The vehicle 100 includes an engine 110 and a transmission 120.

車両１００は、例えば、乗用車等の自動車であって、前端部にエンジンルームを備えている。
エンジン１１０は、例えば、車両１００に対して縦置き搭載される水平対向エンジンである。
トランスミッション１２０は、エンジン１１０の後方側に接続される縦置きの手動変速機である。トランスミッション１２０のケース内には、ドライバからの変速操作に応じて選択されるギア列によって減速又は増速を行う変速機に加え、前輪に駆動力を伝達するフロントディファレンシャル及び後輪側へ駆動力を伝達するＡＷＤトランスファが内蔵されている。なお、このようなパワートレーンのレイアウトは本発明の一実施例に過ぎず、特に限定されるものではない。 The vehicle 100 is an automobile such as a passenger car, for example, and includes an engine room at the front end.
The engine 110 is, for example, a horizontally opposed engine mounted vertically on the vehicle 100.
Transmission 120 is a vertical manual transmission connected to the rear side of engine 110. In the case of the transmission 120, in addition to a transmission that decelerates or increases speed by a gear train selected according to a shift operation from the driver, a front differential that transmits driving force to the front wheels and a driving force to the rear wheels side. An AWD transfer for transmission is incorporated. Note that such a power train layout is merely an example of the present invention and is not particularly limited.

エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１１０及びその補器類を統括的に制御する情報処理装置である。
また、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１１０の電子制御スロットル開度、燃料噴射時期及び噴射量、点火時期等を制御する。 The engine ECU 10 is an information processing apparatus that comprehensively controls the engine 110 and its auxiliary devices.
In addition, the engine ECU 10 controls the electronically controlled throttle opening, fuel injection timing and injection amount, ignition timing, and the like of the engine 110.

エンジンＥＣＵ１０は、エンジン回転数に応じたＮｅパルス出力を、電源ＥＣＵ２０及び図示しないメータユニットに伝達する。
また、エンジンＥＣＵ１０は、電源ＥＣＵ２０からスタータスイッチ信号が入力されると、これに応じてスタータリレー４０にスタータモータ３０への通電を開始させる制御電流（スタータリレー出力）を出力する。また、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１１０の完爆を、例えばエンジン１１０の回転数等に基づいて判定し、完爆判定が成立した場合には、スタータカットリレー６０にスタータモータ３０への通電をカットさせる制御電流（スタータカットリレー出力）を出力する。
また、スタータモータ３０の駆動時には、エンジンＥＣＵ１０は、電源ＥＣＵ２０に対してアクセサリ（ＡＣＣ）電源カット要求を出力する。これを受けて電源ＥＣＵ２０は、アクセサリ電源の供給を停止してスタータモータ３０駆動用の電力を確保する。 The engine ECU 10 transmits a Ne pulse output corresponding to the engine speed to the power supply ECU 20 and a meter unit (not shown).
In addition, when a starter switch signal is input from the power supply ECU 20, the engine ECU 10 outputs a control current (starter relay output) that causes the starter relay 40 to start energizing the starter motor 30 in response thereto. Further, the engine ECU 10 determines the complete explosion of the engine 110 based on, for example, the rotation speed of the engine 110, and when the complete explosion determination is established, causes the starter cut relay 60 to cut off the energization to the starter motor 30. Outputs control current (starter cut relay output).
When the starter motor 30 is driven, the engine ECU 10 outputs an accessory (ACC) power supply cut request to the power supply ECU 20. In response to this, the power supply ECU 20 stops the supply of the accessory power supply and secures power for driving the starter motor 30.

エンジンＥＣＵ１０には、ＩＤコードボックス１１、ニュートラルスイッチ１２、クランク角センサ１３、カム角センサ１４等が接続されている。
ＩＤコードボックス１１は、図示しないアクセスキーの照合を行うとともに、照合結果に応じて防盗装置のセット、アンセット信号を出力するものである。
ニュートラルスイッチ１２は、トランスミッション１２０がニュートラル状態であるときにオンされるスイッチである。 The engine ECU 10 is connected to an ID code box 11, a neutral switch 12, a crank angle sensor 13, a cam angle sensor 14, and the like.
The ID code box 11 collates an access key (not shown) and outputs a set / unset signal for the anti-theft device according to the collation result.
The neutral switch 12 is a switch that is turned on when the transmission 120 is in the neutral state.

クランク角センサ１３は、エンジン１１０のシリンダブロック前端部に設けられ、クランクシャフトに固定されたスプロケットと隣接して配置されている。クランク角センサ１３は、クランクシャフトの回転時に、例えばクランクシャフトの１０°回転毎に発信されるパルス信号であるクランク角信号を出力する。
エンジンＥＣＵ１０は、クランク角信号の有無によりクランクシャフトの回転有無を判別することができる。また、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角信号の周期によりクランクシャフトの回転数（回転速度）を検出することができる。また、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角信号をカウントすることによって、クランクシャフトの角度位置を検出することができる。 The crank angle sensor 13 is provided at the front end portion of the cylinder block of the engine 110 and is disposed adjacent to a sprocket fixed to the crankshaft. The crank angle sensor 13 outputs a crank angle signal, which is a pulse signal transmitted every 10 ° rotation of the crankshaft, for example, when the crankshaft rotates.
The engine ECU 10 can determine whether the crankshaft is rotating based on the presence / absence of a crank angle signal. Further, the engine ECU 10 can detect the rotational speed (rotational speed) of the crankshaft based on the cycle of the crank angle signal. The engine ECU 10 can detect the angular position of the crankshaft by counting the crank angle signal.

カム角センサ１４は、エンジン１１０のシリンダヘッドのカムシャフトサポートに設けられている。カムシャフトは、例えばタイミングベルト、タイミングチェーン等によってクランクシャフトの１／２の回転数で駆動され、動弁系の開閉駆動を行うものである。
カム角センサ１４は、カムスプロケットに設けられたボスがセンサ近傍を通過する際にパルス状の信号であるカム角信号を出力する。
エンジンＥＣＵ１０は、カム角信号の有無によりカムシャフトの回転有無を判別することができる。また、エンジンＥＣＵ１０は、カム角信号に基づいて、カムシャフトの角度位置を検出することができる。
なお、上述したクランク角センサ１３及びカム角センサ１４は、本発明にいう回転信号出力手段として機能し、エンジンＥＣＵ１０は、各センサの信号検出結果に基づいてエンジン１１０の回転を検出する回転検出手段、及び、スタータモータ３０の空転を判定する空転判定手段として機能する。エンジンＥＣＵ１０は、この空転判定のため、スタータモータ３０への通電中であるにも関わらずクランク角信号及びカム角信号がともに入力されない場合にカウントアップされるカウンタを備えている。この点については、後に詳しく説明する。 The cam angle sensor 14 is provided on the camshaft support of the cylinder head of the engine 110. The camshaft is driven at a half rotation speed of the crankshaft by a timing belt, a timing chain or the like, for example, and opens and closes the valve system.
The cam angle sensor 14 outputs a cam angle signal which is a pulse signal when a boss provided on the cam sprocket passes near the sensor.
The engine ECU 10 can determine whether the camshaft is rotating based on the presence or absence of a cam angle signal. Further, the engine ECU 10 can detect the angular position of the camshaft based on the cam angle signal.
The crank angle sensor 13 and the cam angle sensor 14 described above function as a rotation signal output unit according to the present invention, and the engine ECU 10 detects a rotation of the engine 110 based on a signal detection result of each sensor. And, it functions as an idling judging means for judging idling of the starter motor 30. The engine ECU 10 includes a counter for counting up when the crank angle signal and the cam angle signal are not input in spite of energization of the starter motor 30 for the idling determination. This point will be described in detail later.

また、エンジンＥＣＵ１０は、メインスイッチの状態がエンジンオンであるにも関わらず、クランク角信号、カム角信号が所定の異常診断時間以上にわたって入力されなかった場合に、各センサに設けられた配線の断線、センサ自体の故障等の異常を検出する異常診断機能を備えている。すなわち、エンジンＥＣＵ１０は、本発明にいう異常診断手段としても機能する。   Further, the engine ECU 10 detects the wiring of the sensors provided when the crank angle signal and the cam angle signal are not input for a predetermined abnormality diagnosis time or more even though the main switch is in the engine-on state. An abnormality diagnosis function is provided for detecting an abnormality such as disconnection or failure of the sensor itself. That is, the engine ECU 10 also functions as an abnormality diagnosis means according to the present invention.

電源ＥＣＵ２０は、車両１００の電装系を統括的に制御する情報処理装置である。
電源ＥＣＵ２０には、プッシュエンジンスイッチ２１が接続されている。
プッシュエンジンスイッチ２１は、例えば車室内のインストルメントパネル等に設けられ、ドライバがエンジン１１０の始動操作を入力する押しボタンスイッチである。
アクセスキーを携帯するドライバは、クラッチペダルを踏込んだ状態でプッシュエンジンスイッチ２１を押すことによって、エンジンの始動操作を行う。このときの操作はいわゆるワンプッシュ操作でよく、エンジン１１０が完爆するまでプッシュエンジンスイッチ２１を押し続ける必要はない。
また、電源ＥＣＵ２０は、ドライバによって選択される車両１００の電源状態がイグニッション状態である場合には、各種電装品（ＩＧ１負荷）への電力供給を可能とするため、ＩＧ１リレー７０に制御電流（ＩＧ１リレー出力）を出力する。 The power supply ECU 20 is an information processing apparatus that comprehensively controls the electrical system of the vehicle 100.
A push engine switch 21 is connected to the power supply ECU 20.
The push engine switch 21 is a push button switch that is provided, for example, on an instrument panel or the like in the passenger compartment, and a driver inputs a start operation of the engine 110.
A driver carrying the access key performs an engine start operation by pressing the push engine switch 21 while the clutch pedal is depressed. The operation at this time may be a so-called one-push operation, and it is not necessary to keep pushing the push engine switch 21 until the engine 110 is completely exploded.
In addition, when the power supply state of the vehicle 100 selected by the driver is the ignition state, the power supply ECU 20 allows the IG1 relay 70 to supply a control current (IG1) to enable power supply to various electrical components (IG1 load). Relay output).

スタータモータ３０は、エンジン１１０の始動時にクランクシャフトを回転駆動（クランキング）するものである。スタータモータ３０は、小型の高速型モータを利用し、アーマチュアの回転をギア列で減速し、ピニオンギアを駆動するリダクション式のものである。スタータモータ３０のピニオンギアは、クランクシャフトの後端部に固定されたフライホイールの外周縁部に形成されたリングギアと噛合し、これを駆動する。
スタータモータ３０は、アクチュエータを用いてピニオンギアをその軸方向に移動する機能を備えている。ピニオンギアは、スタータモータ３０への非通電時には、軸方向に引き込まれてリングギアと噛合しない待機状態となっている。一方、スタータモータ３０への通電時には、ピニオンギアはアクチュエータによって繰出され、リングギアと噛合し、リングギアの駆動を行う。そして、エンジン１１０の完爆後にスタータモータ３０への通電が停止されると、ピニオンギアは引き込まれ、再び待機状態に戻る。 The starter motor 30 rotates (cranks) the crankshaft when the engine 110 is started. The starter motor 30 is a reduction type motor that uses a small high-speed motor, decelerates the rotation of the armature with a gear train, and drives a pinion gear. The pinion gear of the starter motor 30 meshes with and drives a ring gear formed on the outer peripheral edge portion of the flywheel fixed to the rear end portion of the crankshaft.
The starter motor 30 has a function of moving the pinion gear in the axial direction using an actuator. When the starter motor 30 is not energized, the pinion gear is in a standby state where it is pulled in the axial direction and does not mesh with the ring gear. On the other hand, when the starter motor 30 is energized, the pinion gear is extended by the actuator, meshes with the ring gear, and drives the ring gear. When the energization to the starter motor 30 is stopped after the engine 110 has completely exploded, the pinion gear is pulled in and returns to the standby state.

スタータリレー４０は、エンジンＥＣＵ１０からの制御電流（スタータリレー出力）に応じて、バッテリ９０からスタータモータ３０へ電力を供給する配線に設けられた接点を閉じ、スタータモータ３０を作動させるものである。   The starter relay 40 operates the starter motor 30 by closing a contact provided in a wiring for supplying electric power from the battery 90 to the starter motor 30 in accordance with a control current (starter relay output) from the engine ECU 10.

クラッチスタートスイッチ５０は、スタータリレー４０に制御電流を供給する配線に設けられ、ドライバによるクラッチ操作時（クラッチペダル踏込み時）にのみ接点を閉じて、スタータリレー４０への制御電流を通電させるものである。
クラッチスタートスイッチ５０は、クラッチが接続された状態でスタータモータ３０が作動し、車両が動き出すことを防止するものである。 The clutch start switch 50 is provided in a wiring for supplying a control current to the starter relay 40, and closes the contact point only when the driver operates the clutch (when the clutch pedal is depressed), and supplies the control current to the starter relay 40. is there.
The clutch start switch 50 prevents the starter motor 30 from operating with the clutch engaged and the vehicle starting to move.

スタータカットリレー６０は、エンジンＥＣＵ１０からの制御電流（スタータカットリレー出力）に基づいて、バッテリ９０からスタータリレー４０を介してスタータモータ３０へ電力を供給する配線に設けられた接点を開き、スタータモータ３０に供給される電力をカットするものである。   The starter cut relay 60 opens a contact provided in a wiring for supplying electric power from the battery 90 to the starter motor 30 via the starter relay 40 based on a control current (starter cut relay output) from the engine ECU 10. The power supplied to 30 is cut.

ＩＧ１リレー７０は、電源ＥＣＵ２０からのＩＧ１リレー出力を制御電流として、バッテリ９０からＩＧ１負荷へ電力を供給する配線に設けられた接点を閉じ、ＩＧ１負荷への電極供給を開始するものである。また、ＩＧ１リレー７０の出力電流は、ＩＧ１Ｓリレー８０の制御電流としても用いられる。   The IG1 relay 70 uses an IG1 relay output from the power supply ECU 20 as a control current, closes a contact provided in a wiring for supplying power from the battery 90 to the IG1 load, and starts supplying electrodes to the IG1 load. The output current of the IG1 relay 70 is also used as the control current of the IG1S relay 80.

ＩＧ１Ｓリレー８０は、ＩＧ１リレー７０の出力電流を制御電流としてバッテリ９０からスタータモータ３０へ電力を供給する配線に設けられた接点を閉じ、スタータカットリレー６０及びスタータリレー４０を介してスタータモータ３０へ電力を供給するものである。   The IG1S relay 80 closes a contact provided in a wiring for supplying power from the battery 90 to the starter motor 30 using the output current of the IG1 relay 70 as a control current, and is connected to the starter motor 30 via the starter cut relay 60 and the starter relay 40. It supplies power.

バッテリ９０は、例えば鉛蓄電池等の２次電池である。バッテリ９０は、エンジン１１０によって駆動される図示しないオルタネータによって充電されるとともに、スタータモータ３０を含む各種電装品に電力を供給するものである。   The battery 90 is a secondary battery such as a lead storage battery. The battery 90 is charged by an alternator (not shown) driven by the engine 110 and supplies power to various electrical components including the starter motor 30.

以下、本実施例におけるスタータモータ３０の空転判定方法について説明する。
図３は、実施例のエンジン始動装置１における空転判定時の動作を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
＜ステップＳ０１：クランキング中判断＞
エンジンＥＣＵ１０は、スタータモータ３０の通電状態を検出し、スタータモータ３０が通電中である場合はクランキング中であると判断し、ステップＳ０２に進む。具体的には、スタータリレー出力がオンであり、スタータカットリレー出力がオフである場合、又はスタータスイッチ２がオンである場合に通電中（クランキング中）であると判断する。
一方、スタータモータ３０が通電中でない場合には、クランキング中ではないものと判断し、再びステップＳ０１を繰り返す。 Hereinafter, the idling determination method of the starter motor 30 in the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing an operation at the time of idling determination in the engine starter 1 of the embodiment. Hereinafter, the steps will be described step by step.
<Step S01: Determination during cranking>
The engine ECU 10 detects the energization state of the starter motor 30, determines that the starter motor 30 is energized, determines that cranking is in progress, and proceeds to step S02. Specifically, when the starter relay output is on and the starter cut relay output is off, or when the starter switch 2 is on, it is determined that power is being supplied (during cranking).
On the other hand, if the starter motor 30 is not energized, it is determined that cranking is not being performed, and step S01 is repeated again.

＜ステップＳ０２：クランク角センサ・カム角センサ入力判断＞
エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ１３からのクランク角信号、及び、カム角センサ１４からのカム角信号がともに入力されない場合は、スタータモータ３０の空転が生じている可能性があるものとしてステップＳ０４に進む。一方、クランク角信号、カム角信号の少なくとも一方が入力されている場合は、スタータモータ３０は空転していないものとして、ステップＳ０３に進む。 <Step S02: Crank Angle Sensor / Cam Angle Sensor Input Determination>
If neither the crank angle signal from the crank angle sensor 13 nor the cam angle signal from the cam angle sensor 14 is input, the engine ECU 10 determines that the idling of the starter motor 30 may have occurred and proceeds to step S04. move on. On the other hand, if at least one of the crank angle signal and the cam angle signal is input, it is determined that the starter motor 30 is not idling and the process proceeds to step S03.

＜ステップＳ０３：カウンタリセット＞
エンジンＥＣＵ１０は、上述したカウンタのカウンタ値を０としてリセットする。
その後、ステップＳ０１に戻り、それ以降の処理を繰り返す。 <Step S03: Counter reset>
The engine ECU 10 resets the counter value of the counter described above to 0.
Thereafter, the process returns to step S01, and the subsequent processing is repeated.

＜ステップＳ０４：カウンタインクリメント＞
エンジンＥＣＵ１０は、上述したカウンタのカウンタ値をインクリメント（カウントアップ）する。
その後、ステップＳ０５に進む。 <Step S04: Counter increment>
The engine ECU 10 increments (counts up) the counter value of the counter described above.
Thereafter, the process proceeds to step S05.

＜ステップＳ０５：スタータモータ空転判定＞
エンジンＥＣＵ１０は、カウンタのカウンタ値（クランク角信号及びカム角信号が検出されなかった時間）が予め設定された所定値である空転判定値（空転判定時間）以上であるか判断する。
そして、カウンタ値が空転判定値以上である場合は、所定の空転判定時間以上にわたってクランク角信号及びカム角信号の入力がなく、スタータモータ３０の空転が生じているものと判定し、ステップＳ０６に進む。
一方、カウンタ値が空転判定値未満である場合は、スタータモータ３０の空転が生じていないものと判定し、ステップＳ０１に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
なお、ここで用いる空転判定時間は、上述した各センサの異常診断時間よりも短く設定されている。 <Step S05: Determination of idling of starter motor>
The engine ECU 10 determines whether the counter value of the counter (the time when the crank angle signal and the cam angle signal are not detected) is equal to or greater than the idling determination value (idling determination time) that is a predetermined value set in advance.
If the counter value is equal to or greater than the idling determination value, it is determined that the crank angle signal and the cam angle signal are not input for a predetermined idling determination time or more and the idling of the starter motor 30 has occurred, and the process proceeds to step S06. move on.
On the other hand, if the counter value is less than the idling determination value, it is determined that idling of the starter motor 30 has not occurred, the process returns to step S01, and the subsequent processing is repeated.
The idling determination time used here is set shorter than the abnormality diagnosis time of each sensor described above.

＜ステップＳ０６：スタータオフ＞
エンジンＥＣＵ１０は、スタータカットリレー出力を出力し、スタータカットリレー６０の接点を開き、スタータリレー４０を介したスタータモータ３０への通電を停止させ、スタータモータ３０を停止させて一連の処理を終了する。 <Step S06: Starter off>
The engine ECU 10 outputs a starter cut relay output, opens a contact of the starter cut relay 60, stops energization of the starter motor 30 via the starter relay 40, stops the starter motor 30, and ends a series of processes. .

以上説明した実施例によると、以下の効果を得ることができる。
（１）スタータモータ３０の作動時に、クランク角信号及びカム角信号が入力されない期間にカウントされたカウンタ値が、所定の空転判定値以上であるときに、スタータモータ３０の空転が生じていると判定することによって、簡単な構成の装置によりスタータモータ３０の空転有無を確実に判定することができる。
（２）エンジンＥＣＵ１０は、クランク角信号及びカム角信号がともに空転判定時間以上にわたって検出されなかった際にスタータモータ３０の空転が生じていると判定することによって、クランク角センサ１３、カム角センサ１４のいずれかに故障や断線等の異常が生じた場合であっても空転判定を行うことができる。一方、実際に空転が生じている場合には、クランク角センサ１３及びカム角センサ１４からの信号がともに検出されないため、これをもって空転判定を行うことができる。
（３）カウンタによる空転判定値の蓄積に要する空転判定時間を、クランク角センサ１３及びカム角信号１４の異常診断時間よりも短く設定することによって、空転が生じた場合に、異常判定が誤って成立する前に空転判定を成立させることができ、スタータモータ３０の空転判定と各センサの診断機能とを両立させることができる。
（４）スタータモータ３０の空転が生じていると判定された際に、スタータモータ３０を停止させることによって、ピニオンギア、リングギア等の各種部品を保護することができ、また、不快なギア鳴り音の発生を防止できる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) When the starter motor 30 is operating, when the counter value counted during a period in which the crank angle signal and the cam angle signal are not input is equal to or greater than a predetermined idling determination value, the idling of the starter motor 30 occurs. By determining, the presence or absence of idling of the starter motor 30 can be reliably determined by a device having a simple configuration.
(2) The engine ECU 10 determines that the idling of the starter motor 30 has occurred when neither the crank angle signal nor the cam angle signal has been detected over the idling determination time. Even if an abnormality such as a failure or a disconnection occurs in any of 14, the idling determination can be performed. On the other hand, when idling actually occurs, since the signals from the crank angle sensor 13 and the cam angle sensor 14 are not detected, the idling determination can be performed with this.
(3) When the idling determination time required for accumulating the idling judgment value by the counter is set to be shorter than the abnormality diagnosis time of the crank angle sensor 13 and the cam angle signal 14, when the idling occurs, the abnormality determination is erroneously performed. The idling determination can be established before the establishment, and the idling determination of the starter motor 30 and the diagnostic function of each sensor can be made compatible.
(4) By stopping the starter motor 30 when it is determined that the starter motor 30 is idling, various parts such as the pinion gear and the ring gear can be protected, and unpleasant gear ringing Generation of sound can be prevented.

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。例えば、本発明が適用されるパワートレーンの構成やレイアウトは上述した実施例に限定されず、適宜変更することができる。例えば、エンジンはガソリン、ディーゼルその他の内燃機関を用いることができ、搭載方向（縦置き、横置き）も特に限定されない。また、実施例では変速機はドライバによって操作されるクラッチを有する手動変速機であったが、自動変速機であってもスタータモータの空転が問題となりうる場合には適用できる。また、本発明は、ドライバの一時的なスイッチ操作によりスタータモータの駆動を行ういわゆるプッシュスタート式のエンジン始動装置に適用することが特に効果的であるが、ドライバがスイッチ操作を継続している場合にのみスタータモータを駆動する既存のエンジン始動装置にも適用は可能である。 (Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the technical scope of the present invention. For example, the configuration and layout of the power train to which the present invention is applied are not limited to the above-described embodiments, and can be changed as appropriate. For example, gasoline, diesel and other internal combustion engines can be used as the engine, and the mounting direction (vertical installation, horizontal installation) is not particularly limited. In the embodiment, the transmission is a manual transmission having a clutch operated by a driver. However, even if the transmission is an automatic transmission, the transmission can be applied when idling of the starter motor can be a problem. In addition, the present invention is particularly effective when applied to a so-called push start type engine starter that drives a starter motor by a temporary switch operation of the driver, but the driver continues the switch operation. The present invention can also be applied to an existing engine starter that drives a starter motor only.

本発明を適用したエンジン始動装置の実施例のシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of the Example of the engine starting apparatus to which this invention is applied. 図１のエンジン始動装置を備える車両のパワートレーンの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the power train of a vehicle provided with the engine starting apparatus of FIG. 図１のエンジン始動装置における空転判定時の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement at the time of the idling determination in the engine starting apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ エンジン始動装置
１０ エンジンＥＣＵ １１ ＩＤコードボックス
１２ ニュートラルスイッチ １３ クランク角センサ
１４ カム角センサ
２０ 電源ＥＣＵ ２１ プッシュエンジンスイッチ
３０ スタータモータ ４０ スタータリレー
５０ クラッチスタートスイッチ ６０ スタータカットリレー
７０ ＩＧ１リレー ８０ ＩＧ１Ｓリレー
９０ バッテリ １００ 車両
１１０ エンジン １２０ トランスミッション DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine starter 10 Engine ECU 11 ID code box 12 Neutral switch 13 Crank angle sensor 14 Cam angle sensor 20 Power supply ECU 21 Push engine switch 30 Starter motor 40 Starter relay 50 Clutch start switch 60 Starter cut relay 70 IG1 relay 80 IG1S relay 90 Battery 100 Vehicle 110 Engine 120 Transmission

Claims (4)

クランクシャフトと、該クランクシャフトの回転に応じた信号を出力する回転信号出力手段と、該回転信号出力手段から出力された信号を検出する回転検出手段とを備えたエンジンを始動するエンジン始動装置であって、
前記クランクシャフトを回転駆動するスタータモータと、
該スタータモータの作動時に、前記回転信号出力手段から出力される信号が、前記回転検出手段によって所定の空転判定時間以上にわたって検出されなかった際に、前記スタータモータの空転が生じていると判定する空転判定手段と
を備えることを特徴とするエンジン始動装置。 An engine starter for starting an engine, comprising: a crankshaft; a rotation signal output means for outputting a signal corresponding to the rotation of the crankshaft; and a rotation detection means for detecting a signal output from the rotation signal output means. There,
A starter motor that rotationally drives the crankshaft;
When the starter motor is in operation, it is determined that the starter motor is idling when a signal output from the rotation signal output means is not detected by the rotation detection means for a predetermined idling determination time or more. An engine starter comprising: an idling determination unit. 前記回転信号出力手段は、前記クランクシャフトの回転により前記信号を出力するクランク角センサ、及び、前記クランクシャフトと連動して回転するカムシャフトの回転により前記信号を出力するカム角センサを有し、
前記空転判定手段は、前記クランク角センサ及び前記カム角センサから出力される前記信号がともに、前記回転検出手段によって前記空転判定時間以上にわたって検出されなかった際に、前記スタータモータの空転が生じていると判定すること
を特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。 The rotation signal output means includes a crank angle sensor that outputs the signal by rotation of the crankshaft, and a cam angle sensor that outputs the signal by rotation of a camshaft that rotates in conjunction with the crankshaft,
The idling determination means detects that the starter motor is idling when both the signals output from the crank angle sensor and the cam angle sensor are not detected by the rotation detection means for more than the idling determination time. The engine starter according to claim 1, wherein it is determined that the engine is started. 前記回転検出手段は、前記信号が所定の異常判定時間以上にわたって検出されなかった際に、装置に異常が生じていると判定する異常診断手段を備え、
前記空転判定手段における前記空転判定時間は、前記異常判定時間よりも短く設定されること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン始動装置。 The rotation detection means includes abnormality diagnosis means for determining that an abnormality has occurred in the apparatus when the signal is not detected over a predetermined abnormality determination time.
The engine start device according to claim 1 or 2, wherein the idling determination time in the idling determination means is set shorter than the abnormality determination time. 前記空転判定手段によって、前記スタータモータの空転が生じていると判定された際に、前記スタータモータを停止させるスタータモータ停止手段を有すること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。 The starter motor stop means for stopping the starter motor when the idling determination means determines that the starter motor is idling. 4. The engine starter according to item 1.
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