JP2012021494A - Starting device of engine and vehicle mounted therewith - Google Patents

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Takanori Moriya
孝紀 守屋
Junpei Kakei
淳平 筧
Hashim Hasrul Sany Bin
ハシム ハスルル サニー ビン
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restart an engine without waiting for reduction of engine rotation speed while suppressing deterioration of an engagement state between a pinion gear and a ring gear, in a starting device of the engine having a starter capable of individually controlling engagement operation of the pinion gear and rotation operation of the pinion gear.SOLUTION: The starting device includes the starter 200 for staring the engine 100 and an ECU 300. The starter 200 includes the pinion gear 260, an actuator 232, and a motor 220 that can be controlled individually from the actuator 232 and rotates the pinion gear 260. The ECU 300 has a first mode for driving the motor 220 ahead of the actuator 232, and a second mode for driving the actuator 232 ahead of the motor 220, and when the first mode is selected, decides driving timing of the actuator 232 based on the rotation speed of the engine 100 and the voltage of a battery 120 for supplying power supply voltage to the actuator 232 and the motor 220.

Description

本発明は、エンジンの始動装置およびそれを搭載する車両に関し、より特定的には、ピニオンギヤをエンジンのリングギヤに係合させるアクチュエータと、ピニオンギヤを回転させるためのモータとが個別に制御可能な始動装置の制御に関する。   The present invention relates to an engine starting device and a vehicle on which the engine is mounted, and more specifically, an actuator that engages a pinion gear with an engine ring gear and a motor that rotates the pinion gear can be individually controlled. Related to control.

近年、エンジンなどの内燃機関を有する自動車においては、燃費向上や排気エミッション低減などを目的として、車両が停止し、かつ運転者によりブレーキペダルが操作された状態においてエンジンの自動停止を行なうとともに、たとえば、ブレーキペダルの操作量がゼロまで減少されるなどの、運転者による再発進の動作によって自動再始動をする、いわゆるアイドリングストップ機能を搭載したものがある。   In recent years, in an automobile having an internal combustion engine such as an engine, for the purpose of improving fuel efficiency and reducing exhaust emission, the vehicle is stopped and the engine is automatically stopped when the brake pedal is operated by the driver. Some have a so-called idling stop function that automatically restarts when the driver restarts, such as when the amount of brake pedal operation is reduced to zero.

このアイドリングストップにおいて、エンジンの回転速度が比較的高い状態で、エンジンの再始動が行なわれる場合がある。このような場合において、エンジンを回転させるためのピニオンギヤの係合とピニオンギヤの回転とが1つの駆動指令によって行なわれる従来のスタータでは、ピニオンギヤとエンジンのリングギヤとの係合が容易となるように、エンジンの回転速度が十分に低下するのを待ってスタータが駆動される。そうすると、エンジンの再始動要求から実際のエンジンのクランキングまでに時間遅れが発生してしまい、運転者に違和感を与えてしまうおそれがあった。   In this idling stop, the engine may be restarted while the engine speed is relatively high. In such a case, in the conventional starter in which the engagement of the pinion gear for rotating the engine and the rotation of the pinion gear are performed by one drive command, the engagement between the pinion gear and the ring gear of the engine is facilitated. The starter is driven after waiting for the engine speed to sufficiently decrease. If it does so, time delay will generate | occur | produce from the restart request | requirement of an engine to the cranking of an actual engine, and there existed a possibility of giving a driver uncomfortable feeling.

特開2005−330813号公報(特許文献1)には、このような課題を解決するために、ピニオンギヤの係合動作およびピニオンギヤの回転動作が個別に制御可能な構成を有するスタータを用いて、停止要求発生直後のエンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合に、ピニオンギヤの係合動作に先立ってピニオンギヤの回転動作を行なうとともに、ピニオンギヤの回転速度がエンジン回転速度に同期したときに、ピニオンギヤの係合動作を行なうことによってエンジンの再始動を行なう技術を開示する。   In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-330913 (Patent Document 1) uses a starter having a configuration in which the engagement operation of the pinion gear and the rotation operation of the pinion gear can be individually controlled. If a restart request occurs during the engine rotation descent period immediately after the request is generated, the pinion gear rotates before the pinion gear engaging operation, and the pinion gear rotates when the rotation speed of the pinion gear synchronizes with the engine rotation speed. A technique for restarting the engine by performing the engaging operation is disclosed.

特開2005−330813号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-330813 特開2009−529114号公報JP 2009-529114 A 特開2010−31851号公報JP 2010-31851 A 特開2000−97139号公報JP 2000-97139 A 特開2009−191843号公報JP 2009-191843 A

特開2005−330813号公報(特許文献1)に記載の技術によれば、停止要求発生直後のエンジン回転降下期間中に再始動要求が発生した場合においても、エンジン回転速度の低下を待つことなく、エンジンをクランキングすることが可能となる。   According to the technique described in Japanese Patent Laying-Open No. 2005-330813 (Patent Document 1), even when a restart request is generated during an engine rotation descent period immediately after a stop request is generated, it is not necessary to wait for a decrease in engine rotation speed. The engine can be cranked.

しかしながら、スタータを駆動するための電源電圧を供給するためのバッテリの蓄電量低下に伴う電圧低下や第2のギヤを回転動作させるためのモータの駆動によって、第2のギヤの係合動作を行なうアクチュエータに供給される電源電圧が低下する場合がある。そうすると、アクチュエータの駆動開始から実際に第2のギヤがエンジンの第1のギヤに係合するまでの時間が変化するので、第1のギヤと第2のギヤとの係合状態が悪くなり、結果として始動性が悪化するおそれがある。   However, the engagement operation of the second gear is performed by a voltage drop accompanying a decrease in the amount of charge of the battery for supplying a power supply voltage for driving the starter or by driving a motor for rotating the second gear. The power supply voltage supplied to the actuator may decrease. Then, since the time from the start of driving the actuator until the second gear is actually engaged with the first gear of the engine changes, the engagement state between the first gear and the second gear becomes worse, As a result, the startability may be deteriorated.

本発明は、このような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、第2のギヤの係合動作および第2のギヤの回転動作が個別に制御可能なスタータを有するエンジンの始動装置において、第1のギヤと第2のギヤとの係合状態の悪化を抑制しつつ、エンジン回転速度の低下を待つことなくエンジンの再始動を行なうことである。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an engine having a starter capable of individually controlling the engaging operation of the second gear and the rotating operation of the second gear. In this starting device, the engine is restarted without waiting for the engine speed to decrease while suppressing the deterioration of the engagement state between the first gear and the second gear.

本発明のエンジンの始動装置は、エンジンを始動させるスタータと、スタータを制御する制御装置とを備える。スタータは、エンジンのクランク軸に連結された第1のギヤと係合する第2のギヤと、バッテリにより駆動され、駆動状態において、第2のギヤを第1のギヤと係合する位置に移動させるアクチュエータと、第2のギヤを回転させるモータとを含む。制御装置は、アクチュエータおよびモータの各々を個別に制御可能である。そして、制御装置は、エンジンの回転速度と、アクチュエータおよびモータの両方に電源電圧を供給するためのバッテリの電圧とに基づいて、アクチュエータの駆動タイミングを決定する。   The engine starting device of the present invention includes a starter for starting the engine and a control device for controlling the starter. The starter is driven by a battery and a second gear engaged with the first gear connected to the crankshaft of the engine, and in the drive state, the second gear is moved to a position where it is engaged with the first gear. And an actuator for rotating the second gear. The control device can individually control each of the actuator and the motor. The control device determines the drive timing of the actuator based on the rotational speed of the engine and the voltage of the battery for supplying the power supply voltage to both the actuator and the motor.

このようなエンジンの始動装置によれば、バッテリにより駆動されるアクチュエータおよびモータの各々を個別に制御可能であり、エンジンの回転速度と、アクチュエータおよびモータの両方に電源電圧を供給するためのバッテリの電圧とに基づいて、アクチュエータの駆動タイミングが決定される。アクチュエータの動作時間は、バッテリ電圧によって変化するので、バッテリの電圧を考慮してアクチュエータの駆動タイミングを決定することで、バッテリ状態が変化しても、第1のギヤと第2のギヤとを滑らかに係合させることができる。   According to such an engine starting device, each of the actuator and the motor driven by the battery can be individually controlled, and the rotation speed of the engine and the battery for supplying the power supply voltage to both the actuator and the motor are controlled. The drive timing of the actuator is determined based on the voltage. Since the operating time of the actuator varies depending on the battery voltage, even if the battery state changes, the first gear and the second gear can be smoothly moved by determining the actuator driving timing in consideration of the battery voltage. Can be engaged.

好ましくは、制御装置は、アクチュエータによる係合動作完了予定時において、エンジンの回転速度とモータの回転速度との同期が成立すると判定された場合にアクチュエータを駆動して第2のギヤを第1のギヤに係合させる。そして、制御装置は、エンジンの回転速度の変化率と、バッテリの電圧とに基づいて、アクチュエータの駆動タイミングを決定する。   Preferably, the control device drives the actuator to move the second gear to the first gear when it is determined that the engine rotation speed and the motor rotation speed are synchronized when the engagement operation by the actuator is scheduled to be completed. Engage with gear. Then, the control device determines the drive timing of the actuator based on the rate of change of the rotation speed of the engine and the voltage of the battery.

このような構成とすることによって、エンジンの回転速度の変化率と、バッテリの電圧とに基づいて、アクチュエータによる係合動作完了予定時において、エンジンの回転速度とモータの回転速度とが同期する場合に第2のギヤを第1のギヤに係合させることができるので、第1のギヤと第2のギヤとを滑らかに係合させることができる。   With this configuration, when the engagement speed of the actuator is scheduled to be completed based on the rate of change of the engine speed and the battery voltage, the engine speed and the motor speed are synchronized. Since the second gear can be engaged with the first gear, the first gear and the second gear can be smoothly engaged.

好ましくは、制御装置は、アクチュエータの駆動に先立ってモータを駆動させる第1のモードを有する。そして、制御装置は、第1のモードが選択されている場合に、エンジンの回転速度の変化率と、バッテリの電圧に応じたアクチュエータの動作時間とに基づいて、アクチュエータの係合動作完了予定時におけるエンジンの回転速度を予測し、予測されたエンジンの回転速度と係合動作完了予定時のモータの回転速度との差が予め定められた範囲内であるときに、同期が成立すると判定する。   Preferably, the control device has a first mode in which the motor is driven prior to driving of the actuator. Then, when the first mode is selected, the control device determines when the engagement operation of the actuator is to be completed based on the rate of change of the rotation speed of the engine and the operation time of the actuator according to the battery voltage. When the difference between the predicted engine speed and the motor speed when the engagement operation is scheduled to be completed is within a predetermined range, it is determined that synchronization is established.

このような構成とすることによって、アクチュエータの駆動に先立ってモータを駆動させる第1のモードの場合には、エンジンの回転速度の変化率と、バッテリの電圧に応じたアクチュエータの動作時間とに基づいて予測されたアクチュエータの係合動作完了予定時におけるエンジンの回転速度と、係合動作完了予定時のモータの回転速度との差が予め定められた範囲内であるときに第2のギヤを第1のギヤに係合させることができる。これによって、係合時に第1のギヤと第2のギヤとの回転速度差が小さくなるので、第1のギヤと第2のギヤとを滑らかに係合させることができる。   With this configuration, in the first mode in which the motor is driven prior to driving the actuator, based on the rate of change of the rotational speed of the engine and the operating time of the actuator according to the battery voltage. When the difference between the predicted rotational speed of the engine when the engagement operation of the actuator is scheduled to be completed and the rotational speed of the motor when the engagement operation is scheduled to be completed is within a predetermined range, the second gear is Can be engaged with one gear. As a result, the difference in rotational speed between the first gear and the second gear is reduced during engagement, so that the first gear and the second gear can be smoothly engaged.

好ましくは、制御装置は、第1のモードが選択されている場合は、同期が成立する時点から、アクチュエータの動作時間を差し引いた時点において、アクチュエータの駆動を開始する。   Preferably, when the first mode is selected, the control device starts driving the actuator at the time when the operation time of the actuator is subtracted from the time when the synchronization is established.

このような構成とすることによって、アクチュエータの動作時間を考慮して、アクチュエータの駆動開始を決定できる。そのため、第1のギヤと第2のギヤとの回転速度の差をできるだけ小さくすることが可能になる。   By adopting such a configuration, it is possible to determine the start of driving of the actuator in consideration of the operation time of the actuator. Therefore, the difference in rotational speed between the first gear and the second gear can be made as small as possible.

好ましくは、制御装置は、モータの駆動に先立ってアクチュエータによって第1のギヤと第2のギヤとを係合させる第2のモードをさらに有する。そして、制御装置は、エンジンの始動要求を受けた場合に、エンジンの回転速度が第1の基準値を下回るときには第2のモードを選択し、エンジンの回転速度が第1の基準値と第1の基準値より大きい第2の基準値との間であるときには第1のモードを選択する。   Preferably, the control device further has a second mode in which the first gear and the second gear are engaged by the actuator prior to driving of the motor. When the engine start request is received, the control device selects the second mode when the engine speed is lower than the first reference value, and the engine speed is equal to the first reference value and the first reference value. The first mode is selected when the second reference value is greater than the second reference value.

このような構成とすることによって、エンジンの回転速度が第1の基準値を下回る場合、すなわち低回転の場合には、第2のギヤを停止したまま第1のギヤと係合させ(第2のモード)、エンジンの回転速度が第1の基準値と第1の基準値より大きい第2の基準値との間である場合、すなわち比較的回転速度が高い場合には、第2のギヤを回転させながら第1のギヤと係合させることができる(第1のモード)。これによって、回転速度が比較的高い場合に、第1のギヤと第2のギヤとの回転速度の差を小さくでき、回転速度が比較的高い場合であっても滑らかに第1のギヤと第2のギヤとを係合させることができる。   With this configuration, when the rotational speed of the engine is lower than the first reference value, that is, when the engine speed is low, the second gear is stopped and engaged with the first gear (the second gear). Mode), when the rotational speed of the engine is between the first reference value and the second reference value larger than the first reference value, that is, when the rotational speed is relatively high, the second gear is It can be engaged with the first gear while being rotated (first mode). Thus, when the rotational speed is relatively high, the difference in rotational speed between the first gear and the second gear can be reduced, and even when the rotational speed is relatively high, the first gear and the first gear smoothly The two gears can be engaged.

好ましくは、制御装置は、第2のモードが選択されている場合に、第1のギヤと第2のギヤとの係合が完了したことに基づいて、モータの駆動を開始する。   Preferably, when the second mode is selected, the control device starts driving the motor based on the completion of the engagement between the first gear and the second gear.

このような構成とすることによって、第2のモードの場合には、第1のギヤと第2のギヤとが係合した状態で、エンジンの始動を開始することができる。   With such a configuration, in the second mode, the engine can be started with the first gear and the second gear engaged.

好ましくは、制御装置は、第1のモードが選択されている場合に、アクチュエータの駆動タイミングが、モータの駆動開始から基準時間経過時より後となるときは、モータを停止させる。   Preferably, when the first mode is selected, the control device stops the motor when the drive timing of the actuator is after the reference time has elapsed from the start of driving of the motor.

このような構成とすることによって、第1のモードが選択されていても、アクチュエータの動作完了時にはすでに同期が成立しなくなる場合には、モータを停止し、第2のギヤを停止させた状態でエンジンを始動することができる。   By adopting such a configuration, even if the first mode is selected, when synchronization is no longer established when the operation of the actuator is completed, the motor is stopped and the second gear is stopped. The engine can be started.

好ましくは、制御装置は、エンジンの始動が完了した場合は、モータおよびアクチュエータの駆動を停止する。   Preferably, the control device stops driving the motor and the actuator when the start of the engine is completed.

このような構成とすることによって、エンジン始動完了後は、モータおよびアクチュエータの駆動を停止し、スタータによる電力消費を防止することができる。   By adopting such a configuration, it is possible to stop the driving of the motor and the actuator after the completion of the engine start and to prevent power consumption by the starter.

好ましくは、アクチュエータは、バッテリからの電源電圧を受けてプランジャを駆動するためのソレノイドをさらに含む。アクチュエータは、ソレノイドが励磁されると第2のギヤを待機位置から第1のギヤとの係合位置まで移動させ、ソレノイドが非励磁にされると第2のギヤを待機位置に戻す。   Preferably, the actuator further includes a solenoid for driving the plunger in response to a power supply voltage from the battery. The actuator moves the second gear from the standby position to the engagement position with the first gear when the solenoid is excited, and returns the second gear to the standby position when the solenoid is de-energized.

このような構成とすることによって、ソレノイドを励磁することによって第1のギヤと第2のギヤとを係合させ、ソレノイドを非励磁にすることによって係合状態を解除することができる。   With such a configuration, the first gear and the second gear can be engaged by exciting the solenoid, and the engaged state can be released by de-energizing the solenoid.

本発明による車両は、バッテリと、車両を走行させるための駆動力を生成するエンジンと、エンジンを始動させるスタータと、スタータを制御する制御装置とを備える。スタータは、エンジンのクランク軸に連結された第1のギヤと係合可能な第2のギヤと、バッテリにより駆動され、駆動状態において第2のギヤを第1のギヤと係合する位置に移動させるアクチュエータと、第2のギヤを回転させるモータとを含む。バッテリは、アクチュエータおよびモータの両方に電源電圧を供給する。制御装置は、アクチュエータおよびモータの各々を個別に制御可能である。そして、制御装置は、エンジンの回転速度とバッテリの電圧とに基づいて、アクチュエータの駆動タイミングを決定する。   The vehicle according to the present invention includes a battery, an engine that generates a driving force for running the vehicle, a starter that starts the engine, and a control device that controls the starter. The starter is driven by a battery and a second gear that can be engaged with the first gear connected to the crankshaft of the engine, and the second gear is moved to a position where the second gear is engaged with the first gear in a driving state. And an actuator for rotating the second gear. The battery supplies a power supply voltage to both the actuator and the motor. The control device can individually control each of the actuator and the motor. Then, the control device determines the drive timing of the actuator based on the rotation speed of the engine and the voltage of the battery.

このような車両によれば、バッテリにより駆動されるアクチュエータおよびモータの各々を個別に制御可能なスタータにおいて、エンジンの回転速度と、アクチュエータおよびモータの両方に電源電圧を供給するためのバッテリの電圧とに基づいて、アクチュエータの駆動タイミングが決定される。アクチュエータの動作時間は、バッテリ電圧によって変化するので、バッテリの電圧を考慮してアクチュエータの駆動タイミングを決定することで、バッテリ状態が変化しても、第1のギヤと第2のギヤとを滑らかに係合させることができる。   According to such a vehicle, in the starter capable of individually controlling each of the actuator and the motor driven by the battery, the rotational speed of the engine and the voltage of the battery for supplying the power supply voltage to both the actuator and the motor Based on the above, the drive timing of the actuator is determined. Since the operating time of the actuator varies depending on the battery voltage, even if the battery state changes, the first gear and the second gear can be smoothly moved by determining the actuator driving timing in consideration of the battery voltage. Can be engaged.

本発明によれば、ピニオンギヤの係合動作およびピニオンギヤの回転動作が個別に制御可能なスタータを有するエンジンの始動装置において、ピニオンギヤとリングギヤとの係合状態の悪化を抑制しつつ、エンジン回転速度の低下を待つことなくエンジンの再始動を行なうことが可能となる。   According to the present invention, in an engine starter having a starter that can individually control the engagement operation of the pinion gear and the rotation operation of the pinion gear, the deterioration of the engagement state between the pinion gear and the ring gear is suppressed, and the engine rotation speed is reduced. It becomes possible to restart the engine without waiting for the decrease.

本実施の形態に従うエンジンの始動装置を搭載する車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a vehicle equipped with an engine starter according to an embodiment. 本実施の形態におけるスタータの動作モードの遷移を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the transition of the operation mode of the starter in this Embodiment. 本実施の形態における、エンジン始動動作時の駆動モードを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the drive mode at the time of engine starting operation | movement in this Embodiment. 本実施の形態において、ECUで実行される基本的な動作モード設定制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。In this Embodiment, it is a flowchart for demonstrating the detail of the basic operation mode setting control process performed by ECU. 本実施の形態における、回転モードでのアクチュエータの駆動タイミング設定制御の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the drive timing setting control of the actuator in rotation mode in this Embodiment. 本実施の形態において、ECUで実行される回転モードでのアクチュエータの駆動タイミング設定制御処理の詳細を示すためのフローチャートである。4 is a flowchart for illustrating details of an actuator drive timing setting control process in a rotation mode executed by an ECU in the present embodiment. バッテリ電圧とピニオンギヤ当接時間との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a battery voltage and pinion gear contact time. モータ駆動時間とモータ回転速度との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between motor drive time and a motor rotational speed.

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り返さない。   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.

[エンジン始動装置の構成]
図1は、本実施の形態に従うエンジンの始動装置を搭載する車両10の全体ブロック図である。
[Configuration of engine starter]
FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle 10 equipped with an engine starting device according to the present embodiment.

図1を参照して、車両10は、エンジン100と、バッテリ120と、スタータ200と、制御装置(以下ECU(Electronic Control Unit)とも称する。)300と、リレーRY1,RY2とを備える。また、スタータ200は、プランジャ210と、モータ220と、ソレノイド230と、連結部240と、出力部材250と、ピニオンギヤ260とを含む。   Referring to FIG. 1, vehicle 10 includes an engine 100, a battery 120, a starter 200, a control device (hereinafter also referred to as an ECU (Electronic Control Unit)) 300, and relays RY1 and RY2. Starter 200 includes a plunger 210, a motor 220, a solenoid 230, a connecting portion 240, an output member 250, and a pinion gear 260.

エンジン100は、車両10を走行するための駆動力を発生する。エンジン100のクランク軸111は、クラッチや減速機などを含んで構成される動力伝達装置160を介して、駆動輪170に接続される。   Engine 100 generates a driving force for traveling vehicle 10. The crankshaft 111 of the engine 100 is connected to drive wheels 170 via a power transmission device 160 that includes a clutch, a speed reducer, and the like.

エンジン100には、回転速度センサ115が設けられる。回転速度センサ115は、エンジン100の回転速度Neを検出し、その検出結果をECU300へ出力する。   The engine 100 is provided with a rotation speed sensor 115. The rotational speed sensor 115 detects the rotational speed Ne of the engine 100 and outputs the detection result to the ECU 300.

バッテリ120は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。バッテリ120は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電などの二次電池を含んで構成される。また、バッテリ120は、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子により構成されてもよい。   The battery 120 is a power storage element configured to be chargeable / dischargeable. The battery 120 includes a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or a lead battery. Moreover, the battery 120 may be comprised by electrical storage elements, such as an electric double layer capacitor.

バッテリ120は、ECU300によって制御されるリレーRY1,RY2を介して、スタータ200に接続される。そして、バッテリ120は、リレーRY1,RY2が閉成されることによって、スタータ200に駆動用の電源電圧を供給する。なお、バッテリ120の負極は車両10のボディアースに接続される。   Battery 120 is connected to starter 200 via relays RY1, RY2 controlled by ECU 300. The battery 120 supplies the drive power supply voltage to the starter 200 by closing the relays RY1 and RY2. The negative electrode of battery 120 is connected to the body ground of vehicle 10.

バッテリ120には、電圧センサ125が設けられる。電圧センサ125は、バッテリ120の出力電圧VBを検出し、その検出値をECU300へ出力する。   The battery 120 is provided with a voltage sensor 125. Voltage sensor 125 detects output voltage VB of battery 120 and outputs the detected value to ECU 300.

リレーRY1の一方端はバッテリ120の正極に接続され、リレーRY1の他方端はスタータ200内のソレノイド230の一方端に接続される。リレーRY1は、ECU300からの制御信号SE1により制御され、バッテリ120からソレノイド230への電源電圧の供給と遮断とを切替える。   One end of relay RY 1 is connected to the positive electrode of battery 120, and the other end of relay RY 1 is connected to one end of solenoid 230 in starter 200. The relay RY1 is controlled by a control signal SE1 from the ECU 300, and switches between supply and interruption of the power supply voltage from the battery 120 to the solenoid 230.

リレーRY2の一方端はバッテリ120の正極に接続され、リレーRY2の他方端はスタータ200内のモータ220に接続される。リレーRY2は、ECU300からの制御信号SE2により制御され、バッテリ120からモータ220へ電源電圧の供給と遮断とを切替える。また、リレーRY2とモータ220とを結ぶ電力線には、電圧センサ130が設けられる。電圧センサ130は、モータ電圧VMを検出して、その検出値をECU300へ出力する。   One end of relay RY2 is connected to the positive electrode of battery 120, and the other end of relay RY2 is connected to motor 220 in starter 200. Relay RY <b> 2 is controlled by a control signal SE <b> 2 from ECU 300, and switches between supply and interruption of power supply voltage from battery 120 to motor 220. Further, a voltage sensor 130 is provided on a power line connecting relay RY2 and motor 220. Voltage sensor 130 detects motor voltage VM and outputs the detected value to ECU 300.

上述のように、スタータ200内のモータ220およびソレノイド230への電源電圧の供給は、リレーRY1,RY2によってそれぞれ個別に制御することが可能である。   As described above, supply of power supply voltage to motor 220 and solenoid 230 in starter 200 can be individually controlled by relays RY1 and RY2.

出力部材250は、モータ内部のロータ(図示せず)の回転軸と、たとえば直線スプラインなどで結合される。また、出力部材250のモータ220とは反対側の端部には、ピニオンギヤ260が設けられる。リレーRY2が閉成されることによって、バッテリ120から電源電圧が供給されてモータ220が回転すると、出力部材250は、ロータの回転動作をピニオンギヤ260に伝達して、ピニオンギヤ260を回転させる。   The output member 250 is coupled to a rotating shaft of a rotor (not shown) inside the motor by, for example, a linear spline. A pinion gear 260 is provided at the end of the output member 250 opposite to the motor 220. When the power supply voltage is supplied from the battery 120 and the motor 220 is rotated by closing the relay RY <b> 2, the output member 250 transmits the rotation operation of the rotor to the pinion gear 260 to rotate the pinion gear 260.

ソレノイド230の一方端は上述のようにリレーRY1に接続され、ソレノイド230の他方端はボディアースに接続される。リレーRY1が閉成されソレノイド230が励磁されると、ソレノイド230はプランジャ210を矢印の方向に吸引する。すなわち、ソレノイド230とプランジャ210とでアクチュエータ232を構成する。   As described above, one end of the solenoid 230 is connected to the relay RY1, and the other end of the solenoid 230 is connected to the body ground. When relay RY1 is closed and solenoid 230 is excited, solenoid 230 attracts plunger 210 in the direction of the arrow. In other words, the solenoid 230 and the plunger 210 constitute an actuator 232.

プランジャ210は、連結部240を介して出力部材250と結合される。ソレノイド230が励磁されてプランジャ210が矢印の方向に吸引される。これにより、支点245が固定された連結部240によって、出力部材250が、図1に示された待機位置から、プランジャ210の動作方向とは逆の方向、すなわちピニオンギヤ260がモータ220の本体から遠ざかる方向に、リングギヤ110との係合位置まで動かされる。また、プランジャ210は、図示しないばね機構によって、図1中の矢印とは逆向きの力が付勢されており、ソレノイド230が非励磁となると、待機位置に戻される。   Plunger 210 is coupled to output member 250 through connecting portion 240. The solenoid 230 is excited and the plunger 210 is attracted in the direction of the arrow. As a result, the output member 250 moves away from the standby position shown in FIG. 1 from the standby position shown in FIG. 1, that is, the pinion gear 260 moves away from the main body of the motor 220 by the connecting portion 240 to which the fulcrum 245 is fixed. In the direction to the engagement position with the ring gear 110. The plunger 210 is biased by a spring mechanism (not shown) in the direction opposite to the arrow in FIG. 1, and is returned to the standby position when the solenoid 230 is de-energized.

このように、ソレノイド230が励磁されることによって、出力部材250が軸方向に動作すると、ピニオンギヤ260が、エンジン100のクランク軸111に取付けられたリングギヤ110と係合する。そして、ピニオンギヤ260とリングギヤ110とが係合した状態で、ピニオンギヤ260が回転動作することによって、エンジン100がクランキングされ、エンジン100が始動される。リングギヤ110は、たとえばエンジンのフライホイールの外周に設けられる。   Thus, when the output member 250 moves in the axial direction by exciting the solenoid 230, the pinion gear 260 is engaged with the ring gear 110 attached to the crankshaft 111 of the engine 100. Then, with the pinion gear 260 and the ring gear 110 engaged, the pinion gear 260 rotates, whereby the engine 100 is cranked and the engine 100 is started. The ring gear 110 is provided, for example, on the outer periphery of the engine flywheel.

なお、図1には図示しないが、リングギヤ110の回転動作によって、モータ220のロータが回転されないように、出力部材250とモータ220のロータ軸の間にワンウェイクラッチが設けられてもよい。   Although not shown in FIG. 1, a one-way clutch may be provided between the output member 250 and the rotor shaft of the motor 220 so that the rotor of the motor 220 is not rotated by the rotation operation of the ring gear 110.

また、図1におけるアクチュエータ232は、ピニオンギヤ260の回転をリングギヤ110に伝達でき、かつピニオンギヤ260およびリングギヤ110が係合した状態と、両方が非係合の状態とを切替えることができる機構であれば、上記のような機構に限られるものではなく、たとえば、出力部材250の軸を、ピニオンギヤ260の径方向に動かすことによってピニオンギヤ260とリングギヤ110とが係合するような機構であってもよい。   Further, the actuator 232 in FIG. 1 is a mechanism that can transmit the rotation of the pinion gear 260 to the ring gear 110 and can switch between a state in which the pinion gear 260 and the ring gear 110 are engaged and a state in which both are not engaged. The mechanism is not limited to the above-described mechanism. For example, a mechanism in which the pinion gear 260 and the ring gear 110 are engaged by moving the shaft of the output member 250 in the radial direction of the pinion gear 260 may be used.

ECU300は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、記憶装置と、入出力バッファとを含み、各センサの入力や各機器への制御指令の出力を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、一部を専用のハードウェア(電子回路)で構築して処理することも可能である。   Although not shown, ECU 300 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an input / output buffer, and inputs each sensor and outputs a control command to each device. Note that these controls are not limited to software processing, and a part of them can be constructed and processed by dedicated hardware (electronic circuit).

ECU300は、アクセルペダル140に設けられたセンサ(図示せず)からのアクセルペダル140の操作量を表わす信号ACCを受ける。ECU300は、ブレーキペダル150に設けられたセンサ(図示せず)からのブレーキペダル150の操作を表わす信号BRKを受ける。また、ECU300は、運転者によるイグニッション操作などによる始動操作信号IG−ONを受ける。ECU300は、これらの情報に基づいて、エンジン100の始動要求信号および停止要求信号を生成し、それに従って制御信号SE1,SE2を出力してスタータ200の動作を制御する。   ECU 300 receives a signal ACC representing an operation amount of accelerator pedal 140 from a sensor (not shown) provided on accelerator pedal 140. ECU 300 receives signal BRK representing the operation of brake pedal 150 from a sensor (not shown) provided on brake pedal 150. ECU 300 also receives a start operation signal IG-ON due to an ignition operation by the driver. Based on these pieces of information, ECU 300 generates a start request signal and a stop request signal for engine 100, and outputs control signals SE1 and SE2 in accordance therewith to control the operation of starter 200.

この際、ECU300は、エンジン100の回転速度Neおよびバッテリ120の電圧VBに基づいて、後述するように、アクチュエータ232の駆動タイミングを制御する。   At this time, the ECU 300 controls the drive timing of the actuator 232 based on the rotational speed Ne of the engine 100 and the voltage VB of the battery 120, as will be described later.

[スタータの動作モードの説明]
図2は、本実施の形態におけるスタータ200の動作モードの遷移を説明するための図である。図1および図2を参照して、本実施の形態におけるスタータ200の動作モードには、待機モード410、係合モード420、回転モード430、および全駆動モード440が含まれる。
[Description of starter operation mode]
FIG. 2 is a diagram for explaining the transition of the operation mode of starter 200 in the present embodiment. Referring to FIGS. 1 and 2, the operation mode of starter 200 in the present embodiment includes a standby mode 410, an engagement mode 420, a rotation mode 430, and a full drive mode 440.

待機モード410は、スタータ200のアクチュエータ232およびモータ220の両方が駆動されていないモード、すなわちスタータ200へのエンジン始動要求が出力されていないモードである。待機モード410は、スタータ200の初期状態に相当し、エンジン100の始動動作前、エンジン100が始動完了した後、およびエンジン100の始動が失敗したときなどにおいて、スタータ200の駆動が不要となった場合に選択される。   The standby mode 410 is a mode in which both the actuator 232 and the motor 220 of the starter 200 are not driven, that is, a mode in which an engine start request to the starter 200 is not output. The standby mode 410 corresponds to the initial state of the starter 200, and driving of the starter 200 becomes unnecessary before the start operation of the engine 100, after the start of the engine 100, or when the start of the engine 100 fails. Selected when.

全駆動モード440は、スタータ200のアクチュエータ232およびモータ220の両方が駆動されているモードである。この全駆動モード440においては、ピニオンギヤ260とリングギヤ110が係合した状態で、モータ220によってピニオンギヤ260の回転動作が行なわれる。これによって、実際にエンジン100がクランキングされて始動動作が開始される。   Full drive mode 440 is a mode in which both actuator 232 and motor 220 of starter 200 are driven. In the full drive mode 440, the pinion gear 260 is rotated by the motor 220 while the pinion gear 260 and the ring gear 110 are engaged. As a result, the engine 100 is actually cranked and the starting operation is started.

本実施の形態におけるスタータ200は、上述のように、アクチュエータ232およびモータ220の各々を、個別に駆動することができる。そのため、待機モード410から全駆動モード440に遷移する過程において、モータ220の駆動に先立ってアクチュエータ232を駆動する場合(すなわち、係合モード420に相当)と、アクチュエータ232の駆動に先立ってモータ220を駆動する場合(すなわち、回転モード430に相当)とがある。   Starter 200 in the present embodiment can drive each of actuator 232 and motor 220 individually as described above. Therefore, in the process of transition from the standby mode 410 to the full drive mode 440, when the actuator 232 is driven prior to the driving of the motor 220 (ie, equivalent to the engagement mode 420), the motor 220 prior to the driving of the actuator 232 is performed. Is driven (that is, corresponding to the rotation mode 430).

係合モード420は、アクチュエータ232のみが駆動され、モータ220が駆動されていないモードである。このモードは、ピニオンギヤ260が停止した状態においても、ピニオンギヤ260とリングギヤ110とが係合可能である場合に選択される。具体的には、エンジン100が停止している状態、あるいはエンジン100の回転速度Neが十分に低下した状態(Ne≦第1の基準値α1)の場合に、この係合モード420が選択される。   The engagement mode 420 is a mode in which only the actuator 232 is driven and the motor 220 is not driven. This mode is selected when the pinion gear 260 and the ring gear 110 can be engaged even when the pinion gear 260 is stopped. Specifically, the engagement mode 420 is selected when the engine 100 is stopped or when the rotational speed Ne of the engine 100 is sufficiently reduced (Ne ≦ first reference value α1). .

そして、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が完了したことに応じて、動作モードが係合モード420から全駆動モード440に遷移する。   Then, in response to the completion of the engagement between the pinion gear 260 and the ring gear 110, the operation mode changes from the engagement mode 420 to the full drive mode 440.

なお、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が完了したか否かの判定については、出力部材250の位置を検出するセンサ(図示せず)を設けて、その検出信号によって判定することも可能である。しかしながら、エンジン100の回転あるいはピニオンギヤ260の回転のために、ある期間の間に係合する可能性が高いので、センサを用いなくてもアクチュエータ232の駆動開始から予め定められた時間が経過したことに基づいて、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が完了したと判定することも可能である。このようにすることによって、出力部材250の位置を検出するセンサの配置を省略して、システムの複雑さおよびコストを低減することができる。   Note that whether or not the engagement between the pinion gear 260 and the ring gear 110 has been completed can be determined using a detection signal provided with a sensor (not shown) that detects the position of the output member 250. is there. However, since there is a high possibility of engaging during a certain period due to the rotation of the engine 100 or the rotation of the pinion gear 260, a predetermined time has elapsed since the start of driving of the actuator 232 without using a sensor. Based on the above, it is also possible to determine that the engagement between the pinion gear 260 and the ring gear 110 has been completed. By doing in this way, arrangement | positioning of the sensor which detects the position of the output member 250 can be abbreviate | omitted, and the complexity and cost of a system can be reduced.

一方、回転モード430は、モータ220のみが駆動され、アクチュエータ232が駆動されていないモードである。このモードは、たとえば、エンジン100の停止要求直後に、エンジン100の再始動要求が出力されたような場合に、エンジン100の回転速度Neが相対的に高いとき(α1<Ne≦第2の基準値α2)に選択される。   On the other hand, the rotation mode 430 is a mode in which only the motor 220 is driven and the actuator 232 is not driven. In this mode, for example, when a restart request for the engine 100 is output immediately after the stop request for the engine 100, the rotational speed Ne of the engine 100 is relatively high (α1 <Ne ≦ second reference). The value α2) is selected.

このように、エンジン100の回転速度Neが高いときには、ピニオンギヤ260を停止したままの状態では、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との間の速度差が大きく、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が困難となる可能性がある。そのため、回転モード430においては、アクチュエータ232の駆動に先立ってモータ220のみが駆動され、リングギヤ110の回転速度とピニオンギヤ260の回転速度とを同期させる。そして、リングギヤ110の回転速度とピニオンギヤ260の回転速度との差が十分に小さくなったことに応じてアクチュエータ232が駆動され、リングギヤ110とピニオンギヤ260との係合が行なわれる。そして、動作モードが回転モード430から全駆動モード440へ遷移する。   Thus, when the rotational speed Ne of the engine 100 is high, the speed difference between the pinion gear 260 and the ring gear 110 is large in a state where the pinion gear 260 is stopped, and the engagement between the pinion gear 260 and the ring gear 110 is difficult. There is a possibility. Therefore, in rotation mode 430, only motor 220 is driven prior to driving actuator 232, and the rotation speed of ring gear 110 and the rotation speed of pinion gear 260 are synchronized. Then, when the difference between the rotation speed of ring gear 110 and the rotation speed of pinion gear 260 becomes sufficiently small, actuator 232 is driven, and engagement between ring gear 110 and pinion gear 260 is performed. Then, the operation mode transitions from the rotation mode 430 to the full drive mode 440.

なお、リングギヤ110の回転速度とピニオンギヤ260の回転速度との同期ができなかった場合には、モータ駆動時間が所定時間(T1)経過後に、動作モードが待機モード410に戻される。その後、そのときのエンジン100の回転速度Neに応じて、係合モード420または回転モード430が選択され、再度始動動作が実行される。   If the rotation speed of ring gear 110 and the rotation speed of pinion gear 260 cannot be synchronized, the operation mode is returned to standby mode 410 after a predetermined time (T1) has elapsed. Thereafter, the engagement mode 420 or the rotation mode 430 is selected according to the rotational speed Ne of the engine 100 at that time, and the starting operation is executed again.

また、全駆動モード440の場合に、エンジン100の始動が完了し、エンジン100が自立運転を開始したことに応じて、運転モードは全駆動モード440から待機モード410へ戻される。   Further, in the case of the full drive mode 440, the operation mode is returned from the full drive mode 440 to the standby mode 410 in response to the completion of the start of the engine 100 and the start of the engine 100.

図3は、本実施の形態において、エンジン始動動作時の2つの駆動モード(係合モード,回転モード)を説明するための図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining two drive modes (engagement mode and rotation mode) during the engine start operation in the present embodiment.

図3の横軸には時間が示され、縦軸には、エンジン100の回転速度Ne、回転モード使用時および係合モード使用時における、アクチュエータ232およびモータ220の駆動状態が示される。   In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the rotational speed Ne of the engine 100 and the driving state of the actuator 232 and the motor 220 when using the rotation mode and when using the engagement mode.

図1および図3を参照して、時刻t0において、たとえば車両が停止し、かつ運転者によりブレーキペダル150が操作されているという条件が満たされたことによってエンジン100の停止要求が生成され、エンジン100の燃焼が停止された場合を考える。この場合に、エンジン100が再始動されなければ、実線の曲線W0のように、徐々にエンジン100の回転速度Neが低下し、最終的にエンジン100の回転が停止する。   Referring to FIGS. 1 and 3, at time t0, for example, when a condition that the vehicle is stopped and the brake pedal 150 is operated by the driver is satisfied, a stop request for engine 100 is generated, and the engine Consider the case where 100 combustion is stopped. In this case, if the engine 100 is not restarted, the rotational speed Ne of the engine 100 gradually decreases as indicated by a solid curve W0, and finally the rotation of the engine 100 stops.

次に、エンジン100の回転速度Neの低下中に、たとえば、運転者によるブレーキペダル150の操作量がゼロになったことによってエンジン100の再起動要求が生成された場合について考える。この場合には、エンジン100の回転速度Neによって3つの領域に分類される。   Next, consider a case where a restart request for the engine 100 is generated while the amount of operation of the brake pedal 150 by the driver becomes zero while the rotational speed Ne of the engine 100 is decreasing. In this case, it is classified into three regions according to the rotational speed Ne of the engine 100.

第1の領域(領域1)は、エンジン100の回転速度Neが第2の基準値α2よりも高い場合であり、たとえば、図3中の点P0において再起動要求が生成されたような状態である。   The first region (region 1) is a case where the rotational speed Ne of the engine 100 is higher than the second reference value α2, for example, in a state where a restart request is generated at a point P0 in FIG. is there.

この領域1は、エンジン100の回転速度Neが十分に高いので、燃料噴射および点火動作によって、スタータ200を用いなくともエンジン100が始動可能な領域、すなわち自立復帰可能な領域である。したがって、領域1においては、スタータ200の駆動が禁止される。なお、上述の第2の基準値α2については、モータ220の最高回転速度によって制限される場合もある。   This region 1 is a region where the engine 100 can be started without using the starter 200 by the fuel injection and ignition operation, that is, a region where the engine 100 can return independently, because the rotational speed Ne of the engine 100 is sufficiently high. Therefore, in region 1, driving of starter 200 is prohibited. Note that the second reference value α2 may be limited by the maximum rotation speed of the motor 220.

第2の領域は(領域2)は、エンジン100の回転速度Neが第1の基準値α1および第2の基準値α2の間にある場合であり、図3中の点P1において再起動要求が生成されたような状態である。   The second region (region 2) is a case where the rotational speed Ne of the engine 100 is between the first reference value α1 and the second reference value α2, and a restart request is made at a point P1 in FIG. It is as if it was created.

この領域2は、エンジン100は自立復帰できないが、エンジン100の回転速度Neが比較的高い状態の領域である。この領域においては、図2で説明したように、回転モードが選択される。   This region 2 is a region where the engine 100 cannot return independently but the rotational speed Ne of the engine 100 is relatively high. In this area, the rotation mode is selected as described with reference to FIG.

時刻t2において、エンジン100の再始動要求が生成されると、まずモータ220が駆動される。これによって、ピニオンギヤ260が回転し始める。そして、係合完了予定時においてエンジン100の回転速度Neと、クランク軸111に換算したピニオンギヤ260の回転速度とが同期すると判定される時刻t3において、アクチュエータ232が駆動される。そして、リングギヤ110とピニオンギヤ260とが係合されると(時刻t3*)、エンジン100がクランキングされて、破線の曲線W1のようにエンジン100の回転速度Neが増加する。その後、エンジン100が自立運転を再開すると、アクチュエータ232およびモータ220の駆動が停止される。   When a restart request for engine 100 is generated at time t2, first, motor 220 is driven. As a result, the pinion gear 260 starts to rotate. Then, at the time t3 when it is determined that the rotational speed Ne of the engine 100 and the rotational speed of the pinion gear 260 converted to the crankshaft 111 are synchronized when the engagement is scheduled to be completed, the actuator 232 is driven. When the ring gear 110 and the pinion gear 260 are engaged (time t3 *), the engine 100 is cranked, and the rotational speed Ne of the engine 100 increases as indicated by a dashed curve W1. Thereafter, when engine 100 resumes self-sustaining operation, driving of actuator 232 and motor 220 is stopped.

第3の領域(領域3)は、エンジン100の回転速度Neが第1の基準値α1よりも低い場合であり、たとえば、図3中の点P2において再起動要求が生成されたような状態である。   The third region (region 3) is a case where the rotational speed Ne of the engine 100 is lower than the first reference value α1, for example, in a state where a restart request is generated at a point P2 in FIG. is there.

この領域3は、エンジン100の回転速度Neが低く、ピニオンギヤ260を同期させなくても、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が可能な領域である。この領域においては、図2で説明したように、係合モードが選択される。   This region 3 is a region where the rotational speed Ne of the engine 100 is low, and the pinion gear 260 and the ring gear 110 can be engaged without synchronizing the pinion gear 260. In this region, the engagement mode is selected as described with reference to FIG.

時刻t4において、エンジン100の再始動要求が生成されると、まずアクチュエータ232が駆動される。これによって、ピニオンギヤ260がリングギヤ110側に押し出される。その後、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が完了、あるいは所定の時間が経過したことに応じて、モータ220が駆動される(図3中の時刻t5)。これによってエンジン100がクランキングされて破線の曲線W2のように、エンジン100の回転速度Neが増加する。その後、エンジン100が自立運転を再開すると、アクチュエータ232およびモータ220の駆動が停止される。   When a restart request for engine 100 is generated at time t4, actuator 232 is first driven. Thereby, the pinion gear 260 is pushed out to the ring gear 110 side. Thereafter, when the engagement between the pinion gear 260 and the ring gear 110 is completed or a predetermined time has elapsed, the motor 220 is driven (time t5 in FIG. 3). As a result, the engine 100 is cranked, and the rotational speed Ne of the engine 100 increases as indicated by a dashed curve W2. Thereafter, when engine 100 resumes self-sustaining operation, driving of actuator 232 and motor 220 is stopped.

このように、アクチュエータ232とモータ220とが個別に駆動可能なスタータ200を用いて、エンジン100の再始動制御を行なうことによって、従来のスタータでは、エンジン100の自立復帰が不可能となる回転速度(図3中の時刻t1)から、エンジン100が停止するまで(図3中の時刻t6)の期間(Tinh)中エンジン100の再始動動作が禁止されていた場合に比べて、より短時間でエンジン100を再始動することが可能となる。これによって、運転者に対して、エンジン再始動が遅れてしまうことによる違和感を低減することができる。   Thus, by performing restart control of engine 100 using starter 200 in which actuator 232 and motor 220 can be individually driven, the rotation speed at which self-recovery of engine 100 is impossible with the conventional starter is possible. Compared to the case where the restart operation of the engine 100 is prohibited during the period (Tinh) from (time t1 in FIG. 3) until the engine 100 stops (time t6 in FIG. 3), in a shorter time. The engine 100 can be restarted. Thereby, it is possible to reduce a sense of incongruity caused by a delay in engine restart for the driver.

図4は、本実施の形態において、ECU300で実行される基本的な動作モード設定制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図4および以降に説明する図6に示すフローチャートは、ECU300に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア(電子回路)を構築して処理を実現することも可能である。   FIG. 4 is a flowchart for explaining details of basic operation mode setting control processing executed by ECU 300 in the present embodiment. The flowchart shown in FIG. 4 and FIG. 6 described below is realized by executing a program stored in advance in ECU 300 at a predetermined cycle. Alternatively, for some steps, it is also possible to construct dedicated hardware (electronic circuit) and realize processing.

図1および図4を参照して、ECU300は、ステップ(以下、ステップをSと略す。)100において、エンジン100の始動要求があるか否かを判定する。すなわち、エンジン100を始動するか否かが判定される。   Referring to FIGS. 1 and 4, ECU 300 determines in step (hereinafter abbreviated as “S”) 100 whether or not there is a request for starting engine 100. That is, it is determined whether or not engine 100 is to be started.

エンジン100の始動要求がない場合(S100にてNO)は、エンジン100の始動動作は不要であるので、処理がS180に進められて、ECU300は、待機モードを選択する。   If there is no request for starting engine 100 (NO in S100), the engine 100 does not need to be started, so the process proceeds to S180, and ECU 300 selects the standby mode.

エンジン100の始動要求がある場合(S100にてYES)は、処理がS110に進められ、ECU300は、次にエンジン100の回転速度Neが第2の基準値α2以下であるか否かを判定する。   If there is a request to start engine 100 (YES in S100), the process proceeds to S110, and ECU 300 next determines whether or not rotation speed Ne of engine 100 is equal to or smaller than second reference value α2. .

エンジン100の回転速度Neが第2の基準値α2より大きい場合(S110にてNO)は、エンジン100の自立復帰が可能な図3における領域1に対応するので、ECU300は、処理をS180に進めて待機モードを選択する。   If rotational speed Ne of engine 100 is greater than second reference value α2 (NO in S110), ECU 300 proceeds to S180 because it corresponds to region 1 in FIG. Select the standby mode.

エンジン100の回転速度Neが第2の基準値α2以下の場合(S110にてYES)は、ECU300は、さらにエンジン100の回転速度Neが第1の基準値α1以下であるか否かを判定する。   When engine speed Ne of engine 100 is equal to or smaller than second reference value α2 (YES in S110), ECU 300 further determines whether or not engine speed Ne of engine 100 is equal to or smaller than first reference value α1. .

エンジン100の回転速度Neが第1の基準値α1以下の場合(S120にてYES)は、図3における領域1に対応するので、処理がS135に進められ、ECU300は、係合モードを選択する。そして、ECU300は、制御信号SE1を出力してリレーRY1を閉成することによってアクチュエータ232を駆動する。このとき、モータ220は駆動されない。   If rotational speed Ne of engine 100 is equal to or lower than first reference value α1 (YES in S120), this corresponds to region 1 in FIG. 3, so the process proceeds to S135, and ECU 300 selects the engagement mode. . ECU 300 then outputs actuator 232 by outputting control signal SE1 and closing relay RY1. At this time, the motor 220 is not driven.

そして、ECU300は、S145にて、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が完了したか否かを判定する。この判定は、上述のようにセンサを用いた位置検出によって判定してもよいし、所定時間の経過によって判定してもよい。   In S145, ECU 300 determines whether or not the engagement between pinion gear 260 and ring gear 110 has been completed. This determination may be made by position detection using a sensor as described above, or may be made by elapse of a predetermined time.

ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が完了していない場合(S145にてNO)は、処理がS145に戻されて、ECU300は、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が完了するのを待つ。   If engagement between pinion gear 260 and ring gear 110 has not been completed (NO in S145), the process returns to S145, and ECU 300 waits for the engagement between pinion gear 260 and ring gear 110 to be completed.

一方、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との係合が完了した場合(S145にてYES)は、S160に処理が進められ、ECU300は、全駆動モードを選択する。そして、スタータ200によって、エンジン100のクランキングが開始される。   On the other hand, when engagement between pinion gear 260 and ring gear 110 is completed (YES in S145), the process proceeds to S160, and ECU 300 selects the full drive mode. Then, cranking of the engine 100 is started by the starter 200.

次に、ECU300は、S170にて、エンジン100の始動が完了したか否かを判定する。エンジン100の始動完了の判定は、たとえば、モータ220の駆動開始から所定時間が経過した後のエンジン回転数が、自立運転を示すしきい値γより大きいか否かによって判定するようにしてもよい。   Next, in S170, ECU 300 determines whether or not engine 100 has been started. The determination of the completion of the start of the engine 100 may be made based on, for example, whether or not the engine speed after a predetermined time has elapsed from the start of driving of the motor 220 is greater than a threshold value γ indicating self-sustained operation. .

エンジン100の始動が完了していない場合(S170にてNO)は、S160に処理が戻され、エンジン100のクランキングが継続される。   If engine 100 has not been started (NO in S170), the process returns to S160, and cranking of engine 100 is continued.

エンジン100の始動が完了した場合(S170にてYES)は、S180に処理が進められて、ECU300は、待機モードを選択する。   When engine 100 has been started (YES in S170), the process proceeds to S180, and ECU 300 selects the standby mode.

一方、エンジン100の回転速度Neが第1の基準値α1より大きい場合(S120にてNO)は、図3における領域2に対応するので、処理がS130に進められ、ECU300は、回転モードを選択する。そして、ECU300は、制御信号SE2を出力してリレーRY2を閉成することによってモータ220を駆動する。このとき、アクチュエータ232は駆動されない。   On the other hand, if rotation speed Ne of engine 100 is greater than first reference value α1 (NO in S120), this corresponds to region 2 in FIG. 3, so the process proceeds to S130, and ECU 300 selects the rotation mode. To do. Then, ECU 300 drives motor 220 by outputting control signal SE2 and closing relay RY2. At this time, the actuator 232 is not driven.

そして、ECU300は、S140にて、モータ220の駆動継続時間が所定時間T1を経過したか否かを判定する。   In step S140, the ECU 300 determines whether or not the drive duration time of the motor 220 has passed the predetermined time T1.

モータ220の駆動継続時間が所定時間T1を経過した場合(S140にてYES)は、ECU300は、ピニオンギヤ260とリングギヤ110との同期が成立せずエンジン100の始動ができなかったと判断し、S180に処理を進めて、一旦待機モードを選択する。その後、再度S100からの処理が実行され、エンジン始動処理が実行される。   If the drive duration time of motor 220 has exceeded predetermined time T1 (YES in S140), ECU 300 determines that synchronization between pinion gear 260 and ring gear 110 has not been established and engine 100 has not been started, and the process proceeds to S180. Proceed with the process and temporarily select the standby mode. Thereafter, the processing from S100 is executed again, and the engine start processing is executed.

モータ220の駆動継続時間が所定時間T1を経過していない場合(S140にてNO)は、S150に処理が進められ、ECU300は、アクチュエータ232の動作完了予定時における、エンジン100の回転速度Ne1と、クランク軸換算のモータ220の回転速度Nm1との同期が成立するか否かを判定する。同期の成立の判定としては、具体的には、エンジン100の回転速度Ne1とクランク軸換算のモータ220の回転速度Nm1との相対回転速度Ndiff(Ne1−Nm1)が所定のしきい値の範囲内となっているか否かによって行なう(0≦β1≦Ndiff<β2)。なお、同期の成立の判定を、相対回転速度Ndiffの絶対値がしきい値βより小さいか否か(|Ndiff|<β)によって判定することも可能であるが、エンジン100の回転速度Ne1のほうがモータ220の回転速度Nm1より高い状態で係合させるほうがより好ましい。   If drive duration time of motor 220 has not passed predetermined time T1 (NO in S140), the process proceeds to S150, and ECU 300 determines the rotational speed Ne1 of engine 100 when the operation of actuator 232 is scheduled to be completed. Then, it is determined whether or not synchronization with the rotational speed Nm1 of the crankshaft converted motor 220 is established. Specifically, the determination of the establishment of synchronization is made such that the relative rotational speed Ndiff (Ne1-Nm1) between the rotational speed Ne1 of the engine 100 and the rotational speed Nm1 of the crankshaft-converted motor 220 is within a predetermined threshold value range. (0 ≦ β1 ≦ Ndiff <β2). It is possible to determine whether synchronization is established by determining whether the absolute value of the relative rotational speed Ndiff is smaller than the threshold value β (| Ndiff | <β). It is more preferable to engage with the motor 220 in a state higher than the rotational speed Nm1 of the motor 220.

同期が成立しないと判断される場合(S150にてNO)は、S140に処理が戻され、ECU300は、同期が成立するのを待つ。   If it is determined that synchronization is not established (NO in S150), the process returns to S140, and ECU 300 waits for synchronization to be established.

同期が成立すると判断される場合(S150にてYES)は、ECU300は、処理をS160に進め、全駆動モードを選択する。これによって、アクチュエータ232が駆動されて、ピニオンギヤ260とリングギヤ110とが係合し、エンジン100がクランキングされる。   If it is determined that synchronization is established (YES in S150), ECU 300 advances the process to S160 and selects the full drive mode. Thus, actuator 232 is driven, pinion gear 260 and ring gear 110 are engaged, and engine 100 is cranked.

なお、図4には示さないが、S160においてエンジンのクランキングを実行中に、たとえば燃料の不足や点火装置の不具合などで、所定時間が経過してもエンジンの自立運転がされない場合は、異常の可能性があるとして待機モードに動作モードを戻すようにしてもよい。   Although not shown in FIG. 4, if the engine is not operated autonomously even after a predetermined period of time due to, for example, a lack of fuel or a malfunction of the ignition device, during engine cranking in S160, Therefore, the operation mode may be returned to the standby mode.

[アクチュエータの駆動タイミング設定制御]
上述の回転モードにおいて、モータの駆動を開始してから、モータが最高回転速度に到達するまでの過渡的な期間は、モータの回転速度の上昇に伴って、モータ駆動電圧が変化し得る。そのため、バッテリの蓄電量が低下していたような場合では、モータの駆動によってバッテリ電圧が変動することが考えられる。
[Actuator drive timing setting control]
In the above-described rotation mode, the motor drive voltage can change with an increase in the rotation speed of the motor during a transient period from the start of the motor drive until the motor reaches the maximum rotation speed. For this reason, when the amount of power stored in the battery has decreased, it is conceivable that the battery voltage fluctuates due to driving of the motor.

一方で、アクチュエータはソレノイドによって駆動されるが、ソレノイドの吸引力はソレノイドに印加される電圧にほぼ比例する。そのため、バッテリ電圧の低下によってソレノイドに印加される電圧が低下すると、それにともなってソレノイドの吸引力も低下するため、アクチュエータの動作時間が遅くなってしまうおそれがある。   On the other hand, the actuator is driven by a solenoid, but the attractive force of the solenoid is substantially proportional to the voltage applied to the solenoid. For this reason, if the voltage applied to the solenoid decreases due to a decrease in the battery voltage, the attracting force of the solenoid also decreases accordingly, and the operation time of the actuator may be delayed.

モータ先駆動装置モードにおいては、低下するエンジンの回転速度に対して、増加するモータの回転速度を同期させる際に、アクチュエータの動作時間を考慮することが必要となる。しかしながら、上述のように、バッテリ電圧によってアクチュエータの動作時間が変動してしまうと、同期が成立すると予測される時間に適切にピニオンギヤの係合動作が完了せず、ピニオンギヤとリングギヤとの係合ができないためにエンジンのクランキングができなくなるおそれがある。   In the motor front drive device mode, it is necessary to consider the operating time of the actuator when synchronizing the increasing motor rotation speed with the decreasing engine rotation speed. However, as described above, if the operation time of the actuator fluctuates due to the battery voltage, the engagement operation of the pinion gear is not properly completed at the time when synchronization is expected to be established, and the engagement between the pinion gear and the ring gear is not achieved. Otherwise, the engine may not be cranked.

そこで、本実施の形態においては、モータ先駆動装置モードが選択された場合に、モータ駆動開始後のバッテリ電圧の変化に基づいて、アクチュエータの駆動タイミング設定制御を行なう。   Therefore, in the present embodiment, when the motor-first drive device mode is selected, the actuator drive timing setting control is performed based on the change in the battery voltage after the motor drive is started.

図5は、本実施の形態における、モータ先駆動装置モードでのアクチュエータ232の駆動タイミング設定制御の概要を説明するための図である。図5の横軸には時間が示され、縦軸にはエンジン100の回転速度Ne、クランク軸換算したモータ回転速度Nm1、およびバッテリ120の電圧VBが示される。   FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the drive timing setting control of the actuator 232 in the motor front drive apparatus mode in the present embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the rotational speed Ne of the engine 100, the motor rotational speed Nm1 converted to the crankshaft, and the voltage VB of the battery 120.

図1および図5を参照して、時刻t11においてエンジン100の始動要求があり、エンジン100の回転速度Neに基づいて、回転モードが選択された状態を考える。このとき、エンジン100の回転速度Neは、再始動がないとした場合には、たとえば図5中の曲線W11のように時間とともに減少する。   Referring to FIG. 1 and FIG. 5, consider a state where there is a request to start engine 100 at time t11 and the rotation mode is selected based on the rotation speed Ne of engine 100. At this time, when there is no restart, the rotational speed Ne of the engine 100 decreases with time as indicated by a curve W11 in FIG. 5, for example.

また、回転モードが選択されたことによって、スタータ200のモータ220が時刻t11で駆動が開始される。そして、モータ220は時間とともに回転速度が上昇する。図5においては、出力部材250の回転速度を、ピニオンギヤ260とリングギヤ110とのギヤ比に基づいて、エンジン100のクランク軸111の回転速度に換算した回転速度Nm1が、図5中の曲線W10で示される。   In addition, when the rotation mode is selected, the motor 220 of the starter 200 starts to be driven at time t11. The rotational speed of the motor 220 increases with time. In FIG. 5, the rotation speed Nm1 obtained by converting the rotation speed of the output member 250 into the rotation speed of the crankshaft 111 of the engine 100 based on the gear ratio between the pinion gear 260 and the ring gear 110 is represented by a curve W10 in FIG. Indicated.

そして、時刻t13において、エンジン100の回転速度Neと、クランク軸換算のモータの回転速度Nm1が同期する。アクチュエータ232は、ソレノイド230への電圧印加からの動作時間を考慮して、時刻t13においてピニオンギヤ260がリングギヤ110との係合位置に到達するように、たとえば、時刻t13より前の時刻t12において駆動が開始される。   At time t13, the rotational speed Ne of the engine 100 and the rotational speed Nm1 of the crank-converted motor are synchronized. For example, the actuator 232 is driven at a time t12 before the time t13 so that the pinion gear 260 reaches the engagement position with the ring gear 110 at a time t13 in consideration of an operation time from the voltage application to the solenoid 230. Be started.

一方、モータ220の駆動が開始後、回転速度が安定するまでの過渡領域においては、モータ220の消費電力が変動するので、これにともなって、図5中の曲線W12のように、バッテリ120の電圧がモータ220の回転速度に応じて変化し得る。このとき、バッテリ120の蓄電量が低下していた場合や、バッテリ120から電源電圧が供給される図示しない他の電気負荷による消費電力が大きい場合には、図5中の曲線W13やW14のように、さらに電圧が低下してしまうおそれがある。   On the other hand, since the power consumption of the motor 220 fluctuates in the transitional region until the rotational speed is stabilized after the driving of the motor 220 is started, the power of the battery 120 is changed as shown by a curve W12 in FIG. The voltage can change according to the rotational speed of the motor 220. At this time, when the storage amount of the battery 120 is reduced, or when the power consumption due to another electric load (not shown) to which the power supply voltage is supplied from the battery 120 is large, the curves W13 and W14 in FIG. In addition, the voltage may further decrease.

ここで、上述のように。アクチュエータ232の動作開始から完了までの動作時間は、ソレノイド230に印加される電圧に依存するが、バッテリ120の電圧VBが変動してしまうと、たとえば、曲線W13やW14の場合には曲線W12の場合に比べて同じ時刻における電圧VBが低いので、アクチュエータ232の動作時間が曲線W12の場合の動作時間T12よりも長くなってしまう(動作時間T13,T14)。   Here, as described above. The operation time from the start to the completion of the operation of the actuator 232 depends on the voltage applied to the solenoid 230, but when the voltage VB of the battery 120 changes, for example, in the case of the curves W13 and W14, the curve W12 Since the voltage VB at the same time is lower than the case, the operation time of the actuator 232 becomes longer than the operation time T12 in the case of the curve W12 (operation times T13 and T14).

そうすると、時刻t12においてアクチュエータ232の駆動を開始した場合には、アクチュエータ232の動作完了時間が、同期が成立する時刻t13よりも遅い時刻t13A,t13Bとなってしまう。その結果として、アクチュエータ232の動作完了時における、エンジン100の回転速度Neとクランク軸換算のモータの回転速度Nm1との乖離が大きくなり、適切に係合できない状態となるおそれがある。   Then, when driving of the actuator 232 is started at time t12, the operation completion time of the actuator 232 becomes times t13A and t13B later than the time t13 at which synchronization is established. As a result, when the operation of the actuator 232 is completed, the difference between the rotation speed Ne of the engine 100 and the rotation speed Nm1 of the motor converted to the crankshaft becomes large, and there is a possibility that the engagement cannot be properly performed.

したがって、このようにバッテリ120の電圧VBが低下している場合には、バッテリ電圧VBに応じて、アクチュエータ232の駆動開始タイミングを時刻t12より早くすることによって(図5中の破線矢印)、回転速度が同期する時刻t13において、ピニオンギヤ260とリングギヤ110とを係合させることができる。   Therefore, when the voltage VB of the battery 120 is reduced in this way, the drive start timing of the actuator 232 is made earlier than the time t12 in accordance with the battery voltage VB (broken line arrow in FIG. 5) to rotate the battery 120. At time t13 when the speeds are synchronized, the pinion gear 260 and the ring gear 110 can be engaged.

図6は、本実施の形態において、ECU300で実行される回転モードでのアクチュエータ232の駆動タイミング設定制御処理の詳細を示すためのフローチャートである。図6は、前述の図4のフローチャートにおいて、破線で囲まれたステップS150,S160の部分を詳細に記載したものに相当する。   FIG. 6 is a flowchart for illustrating details of the drive timing setting control process of the actuator 232 in the rotation mode executed by the ECU 300 in the present embodiment. 6 corresponds to a detailed description of steps S150 and S160 surrounded by a broken line in the flowchart of FIG.

図1および図6を参照して、ECU300は、S200にて、まず回転モードが選択されているか否かを判定する。   Referring to FIGS. 1 and 6, ECU 300 first determines whether or not the rotation mode is selected in S200.

回転モードが選択されていない場合(S200にてNO)は、アクチュエータ232の駆動タイミングを調整する必要はないので、本処理を終了しメインルーチンに処理が戻される。   If the rotation mode has not been selected (NO in S200), there is no need to adjust the drive timing of actuator 232, so this process ends and the process returns to the main routine.

回転モードが選択されている場合(S200にてYES)は、ECU300は、現在のバッテリ電圧VBを取得するとともに(S210)、現在のエンジン回転速度Neを取得する(S220)。   If the rotation mode is selected (YES in S200), ECU 300 acquires current battery voltage VB (S210) and also acquires current engine rotation speed Ne (S220).

そして、ECU300は、図7に示すような、予め実験等によって定められたマップに基づいて、バッテリ電圧VBからピニオンギヤ当接時間(すなわち、アクチュエータ動作時間)Tcを演算する。   Then, ECU 300 calculates pinion gear contact time (that is, actuator operating time) Tc from battery voltage VB based on a map previously determined by experiments or the like as shown in FIG.

次に、ECU300は、S240にて、取得したエンジン回転速度Neから、エンジン回転速度の時間変化率ΔNeを演算する。この時間変化率ΔNeは、S220で取得したエンジン回転速度Neと直前の処理サイクル時のエンジン回転速度に基づいて、または現在のエンジン回転速度を含む直前複数処理サイクルのエンジン回転速度に基づいて演算される。   Next, in S240, ECU 300 calculates a time change rate ΔNe of the engine rotation speed from the acquired engine rotation speed Ne. This time change rate ΔNe is calculated based on the engine rotational speed Ne acquired in S220 and the engine rotational speed at the previous processing cycle, or based on the engine rotational speeds of the immediately preceding multiple processing cycles including the current engine rotational speed. The

ECU300は、S250にて、演算したピニオンギヤ当接時間Tcおよびエンジン回転速度の時間変化率ΔNeを用いて、ピニオンギヤ当接時のエンジン回転速度Ne1を、式(1)によって予測する。   In S250, ECU 300 predicts engine rotation speed Ne1 at the time of pinion gear contact using equation (1) using calculated pinion gear contact time Tc and engine speed change rate ΔNe.

Ne1=Ne+ΔNe・Tc … (1)
そして、ECU300は、図8に示すようなマップに基づいて、現在時刻(図7中の時刻t21)から、上述のピニオンギヤ当接時間Tc経過後(時刻t22)の、クランク軸換算のモータ回転速度Nm1を演算するとともに(S260)、ピニオンギヤ当接時のエンジン回転速度Ne1とクランク軸換算のモータ回転速度Nm1との相対回転速度Ndiffを、式(2)のように演算する(S270)。
Ne1 = Ne + ΔNe · Tc (1)
Then, ECU 300, based on the map as shown in FIG. 8, the motor rotational speed in terms of crankshaft after the elapse of the pinion gear contact time Tc (time t22) from the current time (time t21 in FIG. 7). Nm1 is calculated (S260), and the relative rotation speed Ndiff between the engine rotation speed Ne1 when the pinion gear is in contact with the motor rotation speed Nm1 converted to the crankshaft is calculated as shown in Expression (2) (S270).

Ndiff=Ne1−Nm1 … (2)
その後、ECU300は、S280にて、相対回転速度Ndiffが、予め定められたしきい値の範囲内であるか否か(β1≦Ndiff<β2)、すなわちピニオンギヤ当接時間Tc経過後に、エンジン回転速度Ne1とクランク軸換算のモータ回転速度Nm1とが同期するか否かを判定する。
Ndiff = Ne1-Nm1 (2)
Thereafter, in S280, ECU 300 determines whether or not relative rotational speed Ndiff is within a predetermined threshold range (β1 ≦ Ndiff <β2), that is, after elapse of pinion gear contact time Tc, engine rotational speed. It is determined whether Ne1 and the motor rotation speed Nm1 in terms of crankshaft are synchronized.

相対回転速度Ndiffがしきい値の範囲外である場合(S280にてNO)は、ECU300は、同期が成立しないと判定して、処理をメインルーチンに戻し、次回の処理サイクルにて再び本処理を実行する。   If relative rotational speed Ndiff is outside the range of the threshold value (NO in S280), ECU 300 determines that synchronization is not established, returns the process to the main routine, and performs this process again in the next processing cycle. Execute.

相対回転速度Ndiffがしきい値の範囲内である場合(S280にてYES)は、S290に処理が進められ、ECU300は、全駆動モードに動作モードを遷移させ、リレーRY1を閉成させることによってアクチュエータ232を駆動する。   If relative rotation speed Ndiff is within the threshold value range (YES in S280), the process proceeds to S290, and ECU 300 transitions the operation mode to the full drive mode and closes relay RY1. Actuator 232 is driven.

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、回転モードにおいて、バッテリ電圧の変動を考慮して、アクチュエータの駆動タイミングを制御することができる。これによって、バッテリ電圧が変動した場合であっても、ピニオンギヤとリングギヤとの速度が同期した状態で確実に係合させることができる。そして、ピニオンギヤとリングギヤとの係合状態の悪化を抑制しつつ、従来のピニオンギヤの係合と回転を同時に行なう場合と比較して、エンジン回転速度の低下を待つことなく、再始動要求から短時間でエンジンの再始動を行なうことが可能となる。   By performing the control according to the processing as described above, it is possible to control the drive timing of the actuator in the rotation mode in consideration of the fluctuation of the battery voltage. Thus, even when the battery voltage fluctuates, the pinion gear and the ring gear can be reliably engaged in a state where the speeds of the pinion gear and the ring gear are synchronized. Then, while suppressing deterioration of the engagement state between the pinion gear and the ring gear, compared with the conventional case where the engagement and rotation of the pinion gear are simultaneously performed, a short time from the restart request can be obtained without waiting for a decrease in the engine rotation speed. This makes it possible to restart the engine.

なお、図6のフローチャートにおいて、ピニオンギヤ当接時間Tcの演算(S240)、および、ピニオンギヤ当接時のモータ回転速度Nm1の演算(S260)については、個別のマップを用いて演算する例について説明したが、取得したバッテリ電圧VBとエンジン回転速度Neとをパラメータとした1つのマップによって、相対回転速度Ndiffを直接演算するようにしてもよい。   In the flowchart of FIG. 6, the calculation of the pinion gear contact time Tc (S240) and the calculation of the motor rotation speed Nm1 at the time of pinion gear contact (S260) have been described using the individual maps. However, the relative rotational speed Ndiff may be directly calculated by one map using the acquired battery voltage VB and engine rotational speed Ne as parameters.

また、バッテリ電圧VBの変動は、さらにモータ220の回転速度にも影響を及ぼす場合がある。そのため、ピニオンギヤ当接時のモータ回転速度Nm1を演算する際に、電圧センサ130によって検出したモータ電圧VMを用いてモータ回転速度Nm1をさらに補正するようにしてもよい。   Further, the fluctuation of the battery voltage VB may further affect the rotational speed of the motor 220. Therefore, when calculating the motor rotation speed Nm1 when the pinion gear is in contact, the motor rotation speed Nm1 may be further corrected using the motor voltage VM detected by the voltage sensor 130.

なお、本実施の形態における「リングギヤ110」および「ピニオンギヤ260」は、それぞれ本発明における「第1のギヤ」および「第2のギヤ」の一例である。また、本実施の形態における「回転モード」および「係合モード」は、それぞれ本発明における「第1のモード」および「第2のモード」の一例である。   In addition, “ring gear 110” and “pinion gear 260” in the present embodiment are examples of “first gear” and “second gear” in the present invention, respectively. The “rotation mode” and the “engagement mode” in the present embodiment are examples of the “first mode” and the “second mode” in the present invention, respectively.

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.

10 車両、100 エンジン、110 リングギヤ、111 クランク軸、115 回転速度センサ、120 バッテリ、125,130 電圧センサ、140 アクセルペダル、150 クラッチペダル、160 動力伝達装置、170 駆動輪、200 スタータ、210 プランジャ、220 モータ、230 ソレノイド、232 アクチュエータ、240 連結部、245 支点、250 出力部材、260 ピニオンギヤ、300 ECU、410 待機モード、420 係合モード、430 回転モード、440 全駆動モード、RY1,RY2 リレー。   10 vehicle, 100 engine, 110 ring gear, 111 crankshaft, 115 rotation speed sensor, 120 battery, 125, 130 voltage sensor, 140 accelerator pedal, 150 clutch pedal, 160 power transmission device, 170 driving wheel, 200 starter, 210 plunger, 220 motor, 230 solenoid, 232 actuator, 240 connecting part, 245 fulcrum, 250 output member, 260 pinion gear, 300 ECU, 410 standby mode, 420 engagement mode, 430 rotation mode, 440 full drive mode, RY1, RY2 relay.

Claims (10)

エンジンの始動装置であって、
前記エンジンを始動させるスタータと、
前記スタータを制御する制御装置とを備え、
前記スタータは、
前記エンジンのクランク軸に連結された第1のギヤと係合可能な第2のギヤと、
バッテリにより駆動され、駆動状態において、前記第2のギヤを前記第1のギヤと係合する位置まで移動させるアクチュエータと、
前記第2のギヤを回転させるモータとを含み、
前記制御装置は、前記アクチュエータおよび前記モータの各々を個別に制御可能であり、前記エンジンの回転速度と前記アクチュエータおよび前記モータの両方に電源電圧を供給するための前記バッテリの電圧とに基づいて、前記アクチュエータの駆動タイミングを決定する、エンジンの始動装置。
An engine starter,
A starter for starting the engine;
A control device for controlling the starter,
The starter is
A second gear engageable with a first gear coupled to the crankshaft of the engine;
An actuator that is driven by a battery and moves the second gear to a position that engages with the first gear in a driving state;
A motor for rotating the second gear,
The controller is capable of individually controlling each of the actuator and the motor, and based on the rotational speed of the engine and the voltage of the battery for supplying a power supply voltage to both the actuator and the motor, An engine starter that determines drive timing of the actuator.
前記制御装置は、前記アクチュエータによる係合動作完了予定時において、前記エンジンの回転速度と前記モータの回転速度との同期が成立すると判定された場合に前記アクチュエータを駆動して前記第2のギヤを前記第1のギヤに係合させ、前記エンジンの回転速度の変化率と前記バッテリの電圧とに基づいて、前記アクチュエータの駆動タイミングを決定する、請求項1に記載のエンジンの始動装置。   The control device drives the actuator to drive the second gear when it is determined that synchronization between the rotational speed of the engine and the rotational speed of the motor is established when the engagement operation by the actuator is scheduled to be completed. 2. The engine starting device according to claim 1, wherein the engine starting device is engaged with the first gear, and the drive timing of the actuator is determined based on a rate of change of a rotation speed of the engine and a voltage of the battery. 前記制御装置は、前記アクチュエータの駆動に先立って前記モータを駆動させる第1のモードを有し、
前記制御装置は、前記第1のモードが選択されている場合に、前記エンジンの回転速度の変化率と前記バッテリの電圧に応じた前記アクチュエータの動作時間とに基づいて、前記アクチュエータの前記係合動作完了予定時における前記エンジンの回転速度を予測し、予測された前記エンジンの回転速度と前記係合動作完了予定時の前記モータの回転速度との差が予め定められた範囲内であるときに、前記同期が成立すると判定する、請求項2に記載のエンジンの始動装置。
The control device has a first mode for driving the motor prior to driving the actuator;
When the first mode is selected, the control device performs the engagement of the actuator based on the rate of change of the rotation speed of the engine and the operation time of the actuator according to the voltage of the battery. When the rotational speed of the engine when the operation is scheduled to be predicted is predicted, and the difference between the predicted rotational speed of the engine and the rotational speed of the motor when the engagement operation is scheduled to be completed is within a predetermined range The engine starting device according to claim 2, wherein it is determined that the synchronization is established.
前記制御装置は、前記第1のモードが選択されている場合は、前記同期が成立する時点から、前記アクチュエータの前記動作時間を差し引いた時点において、前記アクチュエータの駆動を開始する、請求項3に記載のエンジンの始動装置。   The said control apparatus, when the said 1st mode is selected, starts the drive of the said actuator at the time of subtracting the said operation time of the said actuator from the time when the said synchronization is materialized. The engine starting device as described. 前記制御装置は、前記モータの駆動に先立って前記アクチュエータによって前記第1のギヤと前記第2のギヤとを係合させる第2のモードをさらに有し、
前記制御装置は、前記エンジンの始動要求を受けた場合に、前記エンジンの回転速度が第1の基準値を下回るときには前記第2のモードを選択し、前記エンジンの回転速度が前記第1の基準値と前記第1の基準値より大きい第2の基準値との間であるときには前記第1のモードを選択する、請求項3または4のいずれか1項に記載のエンジンの始動装置。
The control device further includes a second mode in which the actuator engages the first gear and the second gear prior to driving the motor.
When receiving the engine start request, the control device selects the second mode when the engine rotation speed falls below a first reference value, and the engine rotation speed is set to the first reference value. 5. The engine starter according to claim 3, wherein the first mode is selected when a value is between a value and a second reference value greater than the first reference value. 6.
前記制御装置は、前記第2のモードが選択されている場合に、前記第1のギヤと前記第2のギヤとの係合が完了したことに基づいて、前記モータの駆動を開始する、請求項5に記載のエンジンの始動装置。   The control device starts driving the motor based on the completion of engagement between the first gear and the second gear when the second mode is selected. Item 6. The engine starting device according to Item 5. 前記制御装置は、前記第1のモードが選択されている場合に、前記アクチュエータの駆動タイミングが、前記モータの駆動開始から基準時間経過時より後となるときは、前記モータを停止させる、請求項5に記載のエンジンの始動装置。   The control device, when the first mode is selected, stops the motor when the drive timing of the actuator is after a reference time has elapsed from the start of driving the motor. 5. The engine starting device according to 5. 前記制御装置は、前記エンジンの始動が完了した場合は、前記モータおよび前記アクチュエータの駆動を停止する、請求項5に記載のエンジンの始動装置。   6. The engine starter according to claim 5, wherein the control device stops driving the motor and the actuator when the engine start is completed. 前記アクチュエータは、
前記バッテリからの前記電源電圧を受けてプランジャを駆動するためのソレノイドをさらに含み、
前記アクチュエータは、前記ソレノイドが励磁されると前記第2のギヤを待機位置から前記第1のギヤとの係合位置まで移動させ、前記ソレノイドが非励磁にされると前記第2のギヤを前記待機位置に戻す、請求項1〜8のいずれか1項に記載のエンジンの始動装置。
The actuator is
A solenoid for driving the plunger in response to the power supply voltage from the battery;
The actuator moves the second gear from a standby position to an engagement position with the first gear when the solenoid is excited, and moves the second gear to the engagement position with the first gear. The engine starting device according to any one of claims 1 to 8, wherein the engine starting device is returned to the standby position.
車両であって、
バッテリと、
前記車両を走行させるための駆動力を生成するエンジンと、
前記エンジンを始動させるスタータと、
前記スタータを制御する制御装置とを備え、
前記スタータは、
前記エンジンのクランク軸に連結された第1のギヤと係合可能な第2のギヤと、
前記バッテリにより駆動され、駆動状態において前記第2のギヤを前記第1のギヤと係合する位置に移動させるアクチュエータと、
前記第2のギヤを回転させるモータとを含み、
前記バッテリは、前記アクチュエータおよび前記モータの両方に電源電圧を供給し、
前記制御装置は、前記アクチュエータおよび前記モータの各々を個別に制御可能であり、前記エンジンの回転速度と前記バッテリの電圧とに基づいて、前記アクチュエータの駆動タイミングを決定する、車両。
A vehicle,
Battery,
An engine for generating a driving force for running the vehicle;
A starter for starting the engine;
A control device for controlling the starter,
The starter is
A second gear engageable with a first gear coupled to the crankshaft of the engine;
An actuator that is driven by the battery and moves the second gear to a position that engages with the first gear in a driving state;
A motor for rotating the second gear,
The battery supplies a power supply voltage to both the actuator and the motor;
The control device is capable of individually controlling each of the actuator and the motor, and determines a drive timing of the actuator based on a rotation speed of the engine and a voltage of the battery.
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