JP2010525777A - 自動車の停止している内燃機関のクランクシャフトの位置決め方法 - Google Patents
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Abstract
Description
内燃機関を始動させるためには一般的にスタータモータが使用され、このスタータモータは定常状態の内燃機関においていわゆるスタータピニオンがクランクシャフトのリングギヤと噛み合わされ、そのようにして生じたピニオン−リングギヤ噛み合わせを介してクランクシャフトの回転を開始する。この場合、クランクシャフトは最初の点火が行われる前に回転運動に移行される。内燃機関の停止後では、クランクシャフトは安定した回転角位置にある。しかしながらこの回転角位置は、状況によっては、例えば内燃機関のシリンダ内に支承されているピストンが点火にとって好適な位置にない場合には、内燃機関の後続の始動にとって不利となる。
本発明によれば、所定の動作ケースに関して、スタータモータに正規化された持続時間のパルス電流が印加された場合の回転角位置とクランクシャフトが回転して進む距離との関係を表す少なくとも1つの特性曲線および/または特性値が求められ、クランクシャフトの目下の回転角位置が求められ、クランクシャフトの求められた回転角位置ならびに目標位置および特性曲線/特性値に依存して、少なくとも1つの見積もられた持続時間でのパルス電流の電気的なスタータモータへの印加が行われる。すなわち本発明による方法においては、先ず少なくとも1つの特性曲線および/または特性値が求められ、この特性曲線および/または特性値は、所定の動作ケースに関してスタータモータに正規化された持続時間のパルス電流が印加された場合の、クランクシャフトが回転して進む距離と、クランクシャフトが回転して進んだ距離にある回転角位置との関係を求める。すなわちより簡単に表現すれば、所定の動作ケースに関して、正規化された持続時間のパルス電流が印加される場合に所定の回転角位置からクランクシャフトがどれほど移動もしくは回転しているかが求められる。有利には、クランクシャフトの複数の回転角位置に関して上述の関係か求められ、殊にクランクシャフトの安定した位置の領域における回転角位置が考慮される。考察する回転角位置の数を多く選択するほど、より正確にクランクシャフトを位置決めすることができる。特性曲線および/または特性値は有利には一度だけ事前に求められる。特性曲線および/または特性値は有利には、スタータモータを駆動制御する制御装置の不揮発性メモリに格納されるので、いつでも実行することができる。クランクシャフトを所望の目標位置に回転させるために、先ず、内燃機関が停止ないし静止した際にクランクシャフトの目下の回転角位置が求められる。このことは簡単に慣用のセンサを用いて行うことができる。もちろん、内燃機関の既存の相応のセンサの信号を利用することもできる。クランクシャフトの回転角位置に依存して、目標位置、殊に次の目標位置に到達するために進まねばならない距離が決定される。続いて、求められた値に依存して電気的なスタータモータには目標位置に達するために見積もられた少なくとも1つの持続時間のパルス電流が印加される。すなわちスタータモータには、求められた目下の回転角位置ならびに(次の)目標位置および事前に求められたクランクシャフトの「既知の」特性(特性曲線/特性値)に依存するパルス電流が印加され、殊に特性曲線/特性値を用いてパルス電流の持続時間を見積もることができる。有利には少なくとも1つの別のパラメータに依存して見積もりが行われる。事前に求められた特性曲線(および/または特性値)によって、回転角位置に依存するクランクシャフトのトルクも一緒に考慮される。これによって、スタータモータに必要とされるパルス電流持続時間を簡単に見積もり、クランクシャフトを所望の目標位置に移動させることができる。好適には、所望の目標位置はクランクシャフトの安定領域内にある。
図1は、噛み合わせ可能および/または事前噛み合わせ可能な駆動ピニオン2を有する、自動車の駆動装置における内燃機関のスタータモータ1の斜視図を例示的に示したものである。スタータモータ1にはこのスタータモータ1を駆動制御する制御装置3が配置されている。制御装置3は、ここでは図示していない駆動装置の制御装置を接続することができる接続装置4を有する。さらに制御装置3は、スタータモータ1によって駆動される内燃機関のクランクシャフト6の回転角位置を検出するためのセンサを接続することができる接続装置5を有する。図1に示されているように、駆動ピニオンが噛み合わされた状態では、この駆動ピニオンが相対回動不能にクランクシャフト6と結合されているリングギヤ7と協働するので、駆動ピニオン2の回転運動をクランクシャフト6に伝達することができる。スタータモータ1ないし駆動ピニオン2はワンウェイクラッチを有するので、駆動ピニオン2は1つの回転方向にのみ力を伝達することができる。
Claims (11)
- 自動車の停止している内燃機関のクランクシャフトの位置決め方法であって、
前記クランクシャフトは、ワンウェイクラッチを有する電気的なスタータモータを用いて内燃機関の後続の始動のための所望の目標位置へと回転される、クランクシャフトの位置決め方法において、
所定の動作ケースに関して、スタータモータに正規化された持続時間のパルス電流が印加された場合に、クランクシャフトが回転して進む距離と回転角位置との関係を表す少なくとも1つの特性曲線および/または特性値を求め、
前記クランクシャフトの目下の回転角位置を求め、
前記クランクシャフトの求められた回転角位置ならびに目標位置および前記特性曲線/特性値に依存して、少なくとも1つの見積もられた持続時間でのパルス電流の電気的なスタータモータへの印加を行うことを特徴とする、クランクシャフトの位置決め方法。 - 第1のパルス電流持続時間を、前記目標位置に到達させるためには前記電気的なスタータモータに少なくとも1つの別のパルス電流を印加する必要があるように見積もる、請求項1記載の方法。
- 前記電気的なスタータモータにパルス電流を印加した後に、静止状態になった前記クランクシャフトの別の回転角位置を求める、請求項1または2記載の方法。
- 前記別の回転角位置および前記特性曲線/特性値に依存して、別のパルス電流持続時間を見積もる、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 前記目標位置に達するために最大で3つの持続時間の電流パルスを前記電気的なスタータモータに印加する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- パルス電流の持続時間を見積もるために、前記電気的なスタータモータに電気的なエネルギを供給するエネルギ蓄積器の電圧を考慮する、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- パルス電流の持続時間を見積もるために内燃機関の目下の温度を考慮する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- パルス電流の持続時間を見積もるために評価係数を考慮し、該評価係数を前記目標位置までの前記クランクシャフトの距離に依存して決定する、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- 前記内燃機関の動作ケースとしてスタート・ストップ運転モードに関する特性曲線/特性値を求める、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
- 前記スタータモータ、例えば該スタータモータの駆動ピニオンを事前に噛み合わせる、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
- ワンウェイクラッチを有する、少なくとも1つの電気的なスタータモータと、該スタータモータを駆動制御する制御装置と、内燃機関のクランクシャフトの目下の回転角位置を検出するセンサとを備えた、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法を実施する装置において、
前記制御装置は、電流制限器を備え、且つメイン回路に並列に接続されているバイパス回路を有することを特徴とする、装置。
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