JP2012021499A

JP2012021499A - Starter

Info

Publication number: JP2012021499A
Application number: JP2010161568A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2012-02-02

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly engage a pinion gear with a ring gear provided on an outer circumference of a fly wheel.SOLUTION: A starter includes a motor, the pinion gear 260 rotated by the motor and chamfered at a side end 262 of a tooth surface 264 thereof on a forward rotation direction side, and an actuator for moving the pinion gear 260 to be engaged with the ring gear provided on the outer circumference of the fly wheel, toward the ring gear from the chamfered side end 262.

Description

本発明は、スタータに関し、特に、歯面に面取り加工が施されたピニオンを備えたスタータに関する。 The present invention relates to a starter, and more particularly, to a starter provided with a pinion whose tooth surface is chamfered.

一般的に、エンジンの始動は、たとえば実開昭５６−９２７５０号公報（特許文献１）に記載されているようなスタータを用いてクランキングすることによって行なわれる。実開昭５６−９２７５０号公報は、逆転方向側の歯面に面取り加工が施されたピニオンギヤを備えるスタータを開示する。 Generally, the engine is started by cranking using a starter as described in Japanese Utility Model Publication No. 56-92750 (Patent Document 1). Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-92750 discloses a starter provided with a pinion gear in which a tooth surface on the reverse rotation direction is chamfered.

しかしながら、実開昭５６−９２７５０号公報に記載のように、ピニオンギヤの押し出し動作によってピニオンギヤを回転させるモータのスイッチがオンにされるスタータでは、ピニオンギヤを押し出す時点ではピニオンギヤの回転速度が零であるため、ピニオンギヤと、フライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤとの係合を確実にするには、エンジンの回転速度が十分に低下するのを待つ必要がある。 However, as described in Japanese Utility Model Publication No. 56-92750, in a starter in which a motor for rotating a pinion gear is turned on by pushing out the pinion gear, the rotation speed of the pinion gear is zero when the pinion gear is pushed out. In order to ensure the engagement between the pinion gear and the ring gear provided on the outer periphery of the flywheel or the drive plate, it is necessary to wait for the engine speed to sufficiently decrease.

したがって、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零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車両において、エンジンを自動停止している途中の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要求されても、エンジンを再始動することができない。そのため、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。 Therefore, while the vehicle is stopped and the brake pedal is operated by the driver, the engine is automatically stopped, and for example, the amount of operation of the brake pedal is reduced to zero. In a vehicle equipped with a so-called idling stop function that automatically restarts when the engine is automatically stopped, the engine is restarted even if the engine is required to restart while the engine speed is relatively high. Cannot start. For this reason, there is a possibility that a time delay occurs between the engine restart request and the actual engine cranking, which may give the driver a sense of discomfort.

特開２００５−３３０８１３号公報（特許文献２）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独立して実行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 Laid-Open No. 2005-330813 (Patent Document 2) 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 performed independently. When a restart request is generated during the engine rotation drop period immediately after the stop request is generated, the pinion gear is rotated prior to the engagement operation of the pinion gear, and when the rotation speed of the pinion gear is synchronized with the engine rotation speed, Disclosed is a technique for restarting an engine by engaging a pinion gear.

実開昭５６−９２７５０号公報Japanese Utility Model Publication No. 56-92750 特開２００５−３３０８１３号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-330813

しかしながら、ピニオンギヤの逆転方向側の歯面に面取り加工が施されていると、リングギヤの歯の速度がピニオンギヤの歯の速度よりも高い場合、ピニオンギヤの面取り部において、ピニオンギヤをリングギヤから退ける方向に力が作用し得る。その結果、ピニオンギヤとリングギヤとが係合し難くなり得る。 However, if the tooth surface on the reverse direction side of the pinion gear is chamfered, if the tooth speed of the ring gear is higher than the tooth speed of the pinion gear, force is exerted in the direction of retracting the pinion gear from the ring gear at the chamfered portion of the pinion gear. Can act. As a result, the pinion gear and the ring gear may not be easily engaged.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ピニオンギヤと、エンジンのリングギヤの外周に設けられたリングギヤとを円滑に係合することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to smoothly engage a pinion gear and a ring gear provided on the outer periphery of an engine ring gear.

第１の発明に係るスタータは、エンジンのクランク軸に連結された第１のギヤを回転させるスタータである。スタータは、モータと、モータにより回転されるとともに、正転方向側の歯面の側端部に面取り加工が施された第２のギヤと、面取り加工が施された側端部から第１のギヤと係合するように第２のギヤを第１のギヤに向かって移動させるアクチュエータとを備える。 A starter according to a first aspect of the present invention is a starter that rotates a first gear connected to a crankshaft of an engine. The starter is rotated by the motor, the second gear having a chamfered side edge on the tooth surface on the forward rotation direction side, and the first end from the chamfered side end. An actuator for moving the second gear toward the first gear so as to engage with the gear.

この構成によると、第２のギヤは、面取り加工が施された側端部から第１のギヤと係合するように第１のギヤに向かって移動する。第２のギヤの正転方向側の歯面の側端部に面取り加工が施される。そのため、第１のギヤの歯の正転方向への速度が第２のギヤの歯の正転方向への速度よりも高い状態において、第２のギヤが面取り部で第１のギヤに対して滑りながら、第２のギヤと第１のギヤとの係合が進行する。よって、第２のギヤと第１のギヤとを円滑に係合することができる。 According to this configuration, the second gear moves toward the first gear so as to be engaged with the first gear from the side end portion that has been chamfered. Chamfering is performed on the side end portion of the tooth surface on the forward rotation direction side of the second gear. Therefore, in a state where the speed of the teeth of the first gear in the forward rotation direction is higher than the speed of the teeth of the second gear in the forward rotation direction, the second gear is chamfered with respect to the first gear. While sliding, the engagement between the second gear and the first gear proceeds. Therefore, the second gear and the first gear can be smoothly engaged.

第２の発明に係るスタータにおいては、アクチュエータは、エンジンの正転方向への出力軸回転速度が零よりも大きい状態において、第２のギヤが第１のギヤに向かって移動するように作動する。 In the starter according to the second aspect of the invention, the actuator operates so that the second gear moves toward the first gear when the output shaft rotational speed in the forward rotation direction of the engine is greater than zero. .

この構成によると、エンジンが完全に停止する前に、第２のギヤを第１のギヤに係合せしめることができる。そのため、たとえばアイドリングストップ機能によってエンジンを自動停止している途中であっても、エンジンの再始動のためのクランキングを速やかに行なうことができる。 According to this configuration, the second gear can be engaged with the first gear before the engine is completely stopped. Therefore, for example, cranking for restarting the engine can be performed quickly even when the engine is automatically stopped by the idling stop function.

第３の発明に係るスタータにおいては、エンジンの正転方向への回転速度が予め定められた回転速度より大きいと、モータは、第２のギヤが回転を開始するように作動する。第２のギヤが回転を開始するようにモータが作動した後、アクチュエータは、第２のギヤが第１のギヤに向かって移動するように作動する。エンジンの正転方向への回転速度が予め定められた回転速度以下であると、アクチュエータは、第２のギヤが第１のギヤに向かって移動するように作動する。第２のギヤが第１のギヤに向かって移動するようにアクチュエータが作動した後、モータは、第２のギヤが回転を開始するように作動する。 In the starter according to the third aspect of the invention, when the rotational speed in the forward rotation direction of the engine is higher than a predetermined rotational speed, the motor operates so that the second gear starts to rotate. After the motor is operated so that the second gear starts to rotate, the actuator operates so that the second gear moves toward the first gear. When the rotational speed in the forward rotation direction of the engine is equal to or lower than a predetermined rotational speed, the actuator operates so that the second gear moves toward the first gear. After the actuator is actuated so that the second gear moves toward the first gear, the motor is actuated so that the second gear starts to rotate.

この構成によると、エンジンの正転方向への回転速度が比較的高い場合には、第２のギヤと第１のギヤとの速度差を小さくした後で、第２のギヤが第１のギヤに向けて移動される。これにより、第２のギヤと第１のギヤとをより円滑に係合することができる。エンジンの正転方向への回転速度が比較的低い場合は、既に第２のギヤと第１のギヤとの速度差が小さいため、直ちに第２のギヤが第１のギヤに向けて移動される。その後、第２のギヤが回転される。これにより、エンジンを始動するためのクランキングを行なうことができる。 According to this configuration, when the rotational speed in the forward rotation direction of the engine is relatively high, after the speed difference between the second gear and the first gear is reduced, the second gear is moved to the first gear. Moved towards. Thereby, a 2nd gear and a 1st gear can be engaged more smoothly. When the rotational speed in the forward rotation direction of the engine is relatively low, the speed difference between the second gear and the first gear is already small, so the second gear is immediately moved toward the first gear. . Thereafter, the second gear is rotated. Thus, cranking for starting the engine can be performed.

第４の発明に係るスタータは、第２のギヤの逆転方向に回転しながら、アクチュエータによって第１のギヤに向かって移動せしめられるとともに、第１のギヤに向かう方向とは逆方向に第２のギヤが摺動可能であるように第２のギヤを支持する支持部材と、第１のギヤに向かって第２のギヤを付勢するように第２のギヤと支持部材との間に設けられた付勢部材とをさらに備える。 The starter according to the fourth aspect of the invention is moved toward the first gear by the actuator while rotating in the reverse direction of the second gear, and the second direction is opposite to the direction toward the first gear. A support member that supports the second gear so that the gear is slidable, and is provided between the second gear and the support member so as to bias the second gear toward the first gear. And a biasing member.

この構成によると、第２のギヤの歯の側面と第１のギヤの歯の側面とが当接し、第２のギヤと第１のギヤとが係合しなかった場合、第２のギヤの歯の側面と第１のギヤの歯の側面とが当接した位置で第２のギヤが逆転する。そのため、第２のギヤの歯の側面と第１のギヤの歯の側面との当接が解除される。その結果、第２のギヤと第１のギヤとが係合する。 According to this configuration, when the side surface of the tooth of the second gear contacts the side surface of the tooth of the first gear, and the second gear and the first gear are not engaged, The second gear reverses at a position where the side surface of the tooth and the side surface of the tooth of the first gear abut. Therefore, the contact between the side surface of the tooth of the second gear and the side surface of the tooth of the first gear is released. As a result, the second gear and the first gear are engaged.

車両の全体ブロック図である。1 is an overall block diagram of a vehicle. ピニオンギヤの側面図である。It is a side view of a pinion gear. ピニオンギヤの斜視図である。It is a perspective view of a pinion gear. ピニオンギヤの歯およびリングギヤの歯を示す平面図（その１）である。It is a top view (the 1) which shows the teeth of a pinion gear and the teeth of a ring gear. ピニオンギヤの歯およびリングギヤの歯を示す平面図（その２）である。It is a top view (the 2) which shows the teeth of a pinion gear and the teeth of a ring gear. ＥＣＵの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of ECU. 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 a starter. 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. ＥＣＵが実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the process which ECU performs. ピニオンギヤの歯およびリングギヤの歯を示す平面図（その３）である。It is a top view (the 3) which shows the teeth of a pinion gear and the teeth of a ring gear. ピニオンギヤの歯およびリングギヤの歯を示す平面図（その４）である。FIG. 8 is a plan view (No. 4) showing the teeth of the pinion gear and the teeth of the ring gear.

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.

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、レバー２４０と、駆動軸２５０と、スリーブ２５２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 ECU) 300, and relays RY1 and RY2. Starter 200 includes a plunger 210, a motor 220, a solenoid 230, a lever 240, a drive shaft 250, a sleeve 252, 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を介して、駆動輪に接続される。 Engine 100 generates a driving force for traveling vehicle 10. The crankshaft 111 of the engine 100 is connected to drive wheels via a power transmission device 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。本実施の形態において、エンジン回転速度Ｎｅは、エンジン１００の正転方向への出力軸回転速度を示す。 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. In the present embodiment, the engine rotation speed Ne indicates the output shaft rotation speed in the normal rotation direction of the engine 100.

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によってそれぞれ独立に制御することが可能である。 As described above, the supply of the power supply voltage to the motor 220 and the solenoid 230 in the starter 200 can be controlled independently by the relays RY1 and RY2.

駆動軸２５０は、モータ内部のロータ（図示せず）の回転軸と、たとえば減速機などを介して連結される。スリーブ２５２は、駆動軸２５０と同心軸で、軸方向に摺動可能であるように設けられる。駆動軸２５０とスリーブ２５２とは、駆動軸２５０の外周面に形成されたヘリカルスプライン２５４を介して係合する。ヘリカルスプライン２５４は、スリーブ２５２がエンジン１００のフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ１１０の方向に移動しながら、スリーブ２５２がモータ２２０の逆転方向、すなわちピニオンギヤ２６０の逆転方向に回転するように形成される。 The drive shaft 250 is connected to a rotation shaft of a rotor (not shown) inside the motor via, for example, a speed reducer. The sleeve 252 is provided so as to be concentric with the drive shaft 250 and to be slidable in the axial direction. The drive shaft 250 and the sleeve 252 are engaged via a helical spline 254 formed on the outer peripheral surface of the drive shaft 250. The helical spline 254 moves the sleeve 252 in the reverse direction of the motor 220, that is, the reverse direction of the pinion gear 260, while the sleeve 252 moves in the direction of the ring gear 110 provided on the outer periphery of the flywheel or drive plate of the engine 100. Formed.

スリーブ２５２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。ピニオンギヤ２６０は、スリーブ２５２と同心軸で、軸方向に摺動可能であるように設けられる。より具体的には、ピニオンギヤ２６０は、リングギヤ１１０に向かう方向とは逆方向に摺動可能であるように、スリーブ２５２によって支持される。 A pinion gear 260 is provided at the end of the sleeve 252 opposite to the motor 220. The pinion gear 260 is provided so as to be slidable in the axial direction on a concentric shaft with the sleeve 252. More specifically, the pinion gear 260 is supported by the sleeve 252 so as to be slidable in the direction opposite to the direction toward the ring gear 110.

ピニオンギヤ２６０の歯面の側端部２６２には、面取り加工が施される。スリーブ２５２とピニオンギヤ２６０とは、スリーブ２５２の外周面に形成されたストレートスプライン２５６を介して係合する。さらに、スリーブ２５２とピニオンギヤ２６０との間には、リングギヤ１１０に向かってピニオンギヤ２６０を付勢するスプリング２５８が設けられる。 The side end portion 262 of the tooth surface of the pinion gear 260 is chamfered. The sleeve 252 and the pinion gear 260 are engaged via a straight spline 256 formed on the outer peripheral surface of the sleeve 252. Furthermore, a spring 258 that biases the pinion gear 260 toward the ring gear 110 is provided between the sleeve 252 and the pinion gear 260.

図２〜４を参照して、面取り加工は、ピニオンギヤ２６０の正転方向側の歯面２６４の側端部２６２に施される。図２〜４においては、面取り加工が施された部分を面取り部２６６として示す。図２および図３における矢印は、ピニオンギヤ２６０の正転方向を示す。図４における矢印は、ピニオンギヤ２６０の正転方向に加えて、リングギヤ１１０（エンジン１００の出力軸）の正転方向を示す。 2 to 4, the chamfering process is performed on the side end portion 262 of the tooth surface 264 on the forward rotation direction side of the pinion gear 260. 2 to 4, a chamfered portion is shown as a chamfered portion 266. The arrows in FIGS. 2 and 3 indicate the normal rotation direction of the pinion gear 260. 4 indicates the normal rotation direction of the ring gear 110 (the output shaft of the engine 100) in addition to the normal rotation direction of the pinion gear 260.

図４に示すように、リングギヤ１１０の逆転方向側の歯面１１２の側端部１１４に面取り加工が施され、ピニオンギヤ２６０の面取り部２６６と対応するように面取り部１１６が形成される。なお、図５に示すように、面取り加工を施さなくてもよい。 As shown in FIG. 4, the side end portion 114 of the tooth surface 112 on the reverse rotation direction side of the ring gear 110 is chamfered to form a chamfered portion 116 so as to correspond to the chamfered portion 266 of the pinion gear 260. In addition, as shown in FIG. 5, it is not necessary to chamfer.

図１に戻って、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、駆動軸２５０およびスリーブ２５２を介して、ロータの回転動作がピニオンギヤ２６０に伝達され、ピニオンギヤ２６０が回転される。 Returning to FIG. 1, when the relay RY <b> 2 is closed and the power supply voltage is supplied from the battery 120 to rotate the motor 220, the rotation operation of the rotor is transmitted to the pinion gear 260 via the drive shaft 250 and the sleeve 252. Then, the pinion gear 260 is rotated.

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、プランジャ２１０とソレノイド２３０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. That is, the actuator 210 is composed of the plunger 210 and the solenoid 230.

プランジャ２１０は、レバー２４０を介してスリーブ２５２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が固定されたレバー２４０によって、スリーブ２５２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動かされる。また、プランジャ２１０は、図示しないスプリングによって、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 sleeve 252 via lever 240. The solenoid 230 is excited and the plunger 210 is attracted in the direction of the arrow. Thus, the lever 240 to which the fulcrum 245 is fixed causes the sleeve 252 to move from the standby position shown in FIG. Moved. Further, the plunger 210 is urged by a spring (not shown) in a 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、スリーブ２５２が軸方向にリングギヤ１１０に向かって移動すると、ピニオンギヤ２６０が、エンジン１００のクランク軸１１１に取付けられたフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ１１０と係合する。すなわち、アクチュエータ２３２は、面取り加工が施された側端部２６２からリングギヤ１１０と係合するようにピニオンギヤ２６０をリングギヤ１１０に向かって移動させる。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。 As described above, when the sleeve 252 moves in the axial direction toward the ring gear 110 by exciting the solenoid 230, the pinion gear 260 is provided on the outer periphery of the flywheel or drive plate attached to the crankshaft 111 of the engine 100. The ring gear 110 is engaged. That is, the actuator 232 moves the pinion gear 260 toward the ring gear 110 so as to engage with the ring gear 110 from the side end portion 262 that has been chamfered. When the pinion gear 260 and the ring gear 110 are engaged, the pinion gear 260 rotates, whereby the engine 100 is cranked and the engine 100 is started.

このように、本実施の形態においては、エンジン１００のフライホイールまたはドライブプレートの外周に設けられたリングギヤ１１０と係合するようにピニオンギヤ２６０（スリーブ２５２）を移動させるアクチュエータ２３２と、ピニオンギヤ２６０を回転させるモータ２２０とが個別に制御される。 Thus, in the present embodiment, actuator 232 that moves pinion gear 260 (sleeve 252) to engage with ring gear 110 provided on the outer periphery of flywheel or drive plate of engine 100, and pinion gear 260 are rotated. The motor 220 to be controlled is individually controlled.

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、スリーブ２５２と駆動軸２５０と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 sleeve 252 and the drive shaft 250 so that the rotor of the motor 220 is not rotated by the rotation operation of the ring gear 110.

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の操作量を表わす信号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 a signal BRK representing the operation amount 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.

図６を参照して、ＥＣＵ３００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ３００の機能は、ソフトウェアにより実現してもよく、ハードウェアにより実現してもよく、ソフトウェアとハードウェアの協働により実現してもよい。 The function of ECU 300 will be described with reference to FIG. The functions of ECU 300 described below may be realized by software, may be realized by hardware, or may be realized by cooperation of software and hardware.

ＥＣＵ３００は、判定部３０２と、制御部３０４とを備える。判定部３０２は、エンジン１００を始動するか否かを判定する。たとえば、運転者によるブレーキペダル１５０の操作量が零まで減少すると、エンジン１００を始動すると判定される。より具体的には、エンジン１００および車両が停止した状態において、運転者によるブレーキペダル１５０の操作量が零まで減少すると、エンジン１００を始動すると判定される。エンジン１００を始動するか否かを判定する方法はこれに限らない。エンジン１００を始動すると判定した場合、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の始動要求信号を生成し、出力する。 ECU 300 includes a determination unit 302 and a control unit 304. Determination unit 302 determines whether to start engine 100. For example, when the amount of operation of brake pedal 150 by the driver decreases to zero, it is determined that engine 100 is started. More specifically, it is determined that the engine 100 is started when the amount of operation of the brake pedal 150 by the driver is reduced to zero in a state where the engine 100 and the vehicle are stopped. The method for determining whether or not to start engine 100 is not limited to this. When it is determined that engine 100 is to be started, ECU 300 generates and outputs a start request signal for engine 100.

制御部３０４は、エンジン１００の始動要求信号が出力された場合、すなわち、エンジン１００を始動すると判定された場合、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動した後、ピニオンギヤ２６０が回転を開始するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される第１のモードと、ピニオンギヤ２６０が回転を開始した後、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１１０に向かって移動するようにアクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される第２のモードとのうちのいずれか一方のモードで、アクチュエータ２３２およびモータ２２０を制御する。 When the start request signal of engine 100 is output, that is, when it is determined to start engine 100, control unit 304 causes pinion gear 260 to start rotating after pinion gear 260 moves toward ring gear 110. A first mode in which the actuator 232 and the motor 220 are controlled, and a second mode in which the actuator 232 and the motor 220 are controlled so that the pinion gear 260 moves toward the ring gear 110 after the pinion gear 260 starts rotating. The actuator 232 and the motor 220 are controlled in any one of the modes.

制御部３０４は、エンジン回転速度Ｎｅが予め定められた第１の基準値α１（α１＞０）以下であると、第１のモードでアクチュエータ２３２およびモータ２２０を制御する。エンジン回転数Ｎｅが零より大きくても、エンジン回転速度Ｎｅが第１の基準値α１以下であれば、第１のモードでアクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御され得る。また、制御部３０４は、エンジン回転速度Ｎｅが第１の基準値α１より大きいと、第２のモードでアクチュエータ２３２およびモータ２２０を制御する。 The control unit 304 controls the actuator 232 and the motor 220 in the first mode when the engine rotation speed Ne is equal to or lower than a predetermined first reference value α1 (α1> 0). Even if the engine speed Ne is greater than zero, the actuator 232 and the motor 220 can be controlled in the first mode if the engine speed Ne is equal to or less than the first reference value α1. The control unit 304 controls the actuator 232 and the motor 220 in the second mode when the engine rotational speed Ne is greater than the first reference value α1.

［スタータの動作モードの説明］
図７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。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. 7 is a diagram for explaining the transition of the operation mode of the starter 200 in the present embodiment. The operation modes of the starter 200 in the present embodiment include a standby mode 410, an engagement mode 420, a rotation mode 430, and a full drive mode 440.

前述した第１のモードは、係合モード４２０を経て、全駆動モード４４０に移行するモードである。第２のモードは、回転モード４３０を経て、全駆動モード４４０に移行するモードである。 The first mode described above is a mode in which the mode is shifted to the full drive mode 440 through the engagement mode 420. The second mode is a mode for shifting to the full drive mode 440 through the rotation mode 430.

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状態、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状態を表わす。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 represents a state where both the actuator 232 and the motor 220 of the starter 200 are not driven, that is, the 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状態を表わす。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が回転される。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 represents a state 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、独立して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 independently 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).

この係合モード４２０および回転モード４３０の選択は、基本的には、エンジン１００の再始動要求が発生したときの、エンジン１００の回転速度Ｎｅに基づいて行なわれる。 The selection of the engagement mode 420 and the rotation mode 430 is basically performed based on the rotation speed Ne of the engine 100 when a restart request for the engine 100 is generated.

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状態である。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。 Engagement mode 420 is a state in which only actuator 232 is driven and 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). .

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状態である。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 state 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.

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。 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.

このように、エンジン１００の始動要求信号が出力された場合、すなわち、エンジン１００を始動すると判定された場合、係合モード４２０を経て、全駆動モード４４０に移行する第１のモードと、回転モード４３０を経て、全駆動モード４４０に移行する第２のモードとのうちのいずれか一方のモードで、アクチュエータ２３２およびモータ２２０が制御される。 As described above, when the start request signal of the engine 100 is output, that is, when it is determined to start the engine 100, the first mode for shifting to the full drive mode 440 through the engagement mode 420, and the rotation mode Through 430, the actuator 232 and the motor 220 are controlled in any one of the second modes that shift to the full drive mode 440.

図８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（第１のモード，第２のモード）を説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining two drive modes (first mode and second mode) during engine start operation in the present embodiment.

図８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、第１のモード時および第２のモード時における、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. 8, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the rotational speed Ne of the engine 100 and the driving states of the actuator 232 and the motor 220 in the first mode and the second mode.

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。 Consider a case where at time t0, for example, a request for stopping engine 100 is generated and the combustion of engine 100 is stopped by satisfying the condition that the vehicle is stopped and brake pedal 150 is operated by the driver. . 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の操作量が零になったことによってエンジン１００の再始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８中の点Ｐ０において再始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が始動な領域である。すなわち、エンジン１００が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 fuel injection and ignition operation because the rotational speed Ne of the engine 100 is sufficiently high. That is, it is an area where the engine 100 can return independently. 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８中の点Ｐ１において再始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７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、時刻ｔ３において、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、時刻ｔ４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、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, motor 220 is driven at time t3. As a result, the pinion gear 260 starts to rotate. At time t4, the actuator 232 is driven. When the ring gear 110 and the pinion gear 260 are engaged, 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８中の点Ｐ２において再始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７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ｔ５において、エンジン１００の再始動要求が生成されると、時刻ｔ６において、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、モータ２２０が駆動される（図８中の時刻ｔ７）。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 t5, actuator 232 is driven at time t6. Thereby, the pinion gear 260 is pushed out to the ring gear 110 side. Thereafter, the motor 220 is driven (time t7 in FIG. 8). 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とが独立して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８中の時刻ｔ１）から、エンジン１００が停止するまで（図８中の時刻ｔ８）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。すなわち、本実施の形態においては、エンジン回転速度Ｎｅが零よりも大きい状態において、ピニオンギヤ２６０がリングギヤ１００に向かって移動するようにアクチュエータ２３２が作動し、エンジン回転速度Ｎｅが零になる前にピニオンギヤ２６０をリングギヤ１００と係合せしめてクランキングを開始することができる。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 the engine 100 using the starter 200 in which the actuator 232 and the motor 220 can be driven independently, the conventional starter cannot rotate the engine 100 independently. Compared to the case where the restart operation of the engine 100 is prohibited during the period (Tinh) from the speed (time t1 in FIG. 8) until the engine 100 stops (time t8 in FIG. 8), it is shorter. Thus, the engine 100 can be restarted. That is, in the present embodiment, in a state where the engine rotational speed Ne is greater than zero, the actuator 232 operates so that the pinion gear 260 moves toward the ring gear 100, and before the engine rotational speed Ne becomes zero, the pinion gear Cranking can be started by engaging 260 with the ring gear 100. Thereby, it is possible to reduce a sense of incongruity caused by a delay in engine restart for the driver.

［動作モード設定制御の説明］
図９は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される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９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。 [Description of operation mode setting control]
FIG. 9 is a flowchart for illustrating details of the operation mode setting control process executed by ECU 300 in the present embodiment. The flowchart shown in FIG. 9 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.

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。 In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, ECU 300 determines whether there is a request for starting engine 100 or not. 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Ｓ１９０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 S190, 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８における領域１に対応するので、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１９０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 S190 because it corresponds to region 1 in FIG. 8 where engine 100 can return independently. 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８における領域３に対応するので、処理がＳ１４５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 rotation speed Ne of engine 100 is equal to or lower than first reference value α1 (YES in S120), this corresponds to region 3 in FIG. 8, and thus the process proceeds to S145, 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.

その後、Ｓ１７０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。 Thereafter, the process proceeds to S170, and ECU 300 selects the full drive mode. Then, cranking of the engine 100 is started by the starter 200.

次に、ＥＣＵ３００は、Ｓ１８０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の始動完了の判定については、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に、エンジン回転速度が、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, ECU 300 determines in S180 whether or not start of engine 100 has been completed. The determination of the completion of the start of the engine 100 is made, for example, by determining whether or not the engine rotation speed is greater than a threshold value γ indicating a self-sustained operation after a predetermined time has elapsed from the start of driving of the motor 220. Good.

エンジン１００の始動が完了していない場合（Ｓ１８０にてＮＯ）は、Ｓ１７０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 S180), the process returns to S170, and cranking of engine 100 is continued.

エンジン１００の始動が完了した場合（Ｓ１８０にてＹＥＳ）は、Ｓ１９０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 S180), the process proceeds to S190, 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、処理がＳ１４０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, when rotation speed Ne of engine 100 is greater than first reference value α1 (NO in S120), the process proceeds to S140, and ECU 300 selects the rotation mode. 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、Ｓ１７０にて、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が係合し、エンジン１００がクランキングされる。 Then, ECU 300 selects all drive modes in S170. As a result, the actuator 232 is driven, the pinion gear 260 and the ring gear 110 are engaged, and the engine 100 is cranked.

［スタータの作用の説明］
以下、本実施の形態に係るスタータ２００の作用について説明する。図１０を参照して、エンジン１００が停止する前、すなわち、エンジン回転速度Ｎｅが零よりも大きい場合を想定する。このような場合、図１０に示すように、リングギヤ１１０の歯の移動速度が、ピニオンギヤ２６０の歯の移動速度よりも相対的に大きくなり得る。この状態で、ピニオンギヤ２６０をリングギヤ１１０と係合せしめるべく、ピニオンギヤ２６０をリングギヤ１１０に向かって移動させると、面取り部２６６がピニオンギヤ２６０の正回転側の歯面２６４の側端部２６２に設けられているため、ピニオンギヤ２６０が面取り部２６６においてリングギヤ１１０に対して滑りながら、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が進行する。 [Description of starter action]
Hereinafter, the operation of the starter 200 according to the present embodiment will be described. Referring to FIG. 10, it is assumed that engine 100 is stopped, that is, a case where engine speed Ne is larger than zero. In such a case, as shown in FIG. 10, the moving speed of the teeth of the ring gear 110 can be relatively higher than the moving speed of the teeth of the pinion gear 260. In this state, when the pinion gear 260 is moved toward the ring gear 110 in order to engage the pinion gear 260 with the ring gear 110, the chamfered portion 266 is provided at the side end portion 262 of the tooth surface 264 on the positive rotation side of the pinion gear 260. Therefore, the engagement between the pinion gear 260 and the ring gear 110 proceeds while the pinion gear 260 slides with respect to the ring gear 110 at the chamfered portion 266.

一方、たとえば、エンジン回転速度Ｎｅが零である場合、すなわちリングギヤ１１０が停止している場合を想定する。また、ピニオンギヤ２６０の回転速度も零であると想定する。この場合、図１１に示すように、ピニオンギヤ２６０をリングギヤ１１０と係合せしめるべく、ピニオンギヤ２６０をリングギヤ１１０に向かって移動させる際、ピニオンギヤ２６０の位相とリングギヤ１１０の位相とが一致していないと、ピニオンギヤ２６０の歯が側端部２６２においてリングギヤ１１０の側端部１１４と当接し得る。 On the other hand, for example, a case where the engine rotation speed Ne is zero, that is, a case where the ring gear 110 is stopped is assumed. It is also assumed that the rotation speed of the pinion gear 260 is zero. In this case, as shown in FIG. 11, when the pinion gear 260 is moved toward the ring gear 110 in order to engage the pinion gear 260 with the ring gear 110, the phase of the pinion gear 260 and the phase of the ring gear 110 do not match. The teeth of the pinion gear 260 can abut the side end portion 114 of the ring gear 110 at the side end portion 262.

ピニオンギヤ２６０の歯が側端部２６２においてリングギヤ１１０の側端部１１４と当接した場合、スリーブ２５２のストレートスプライン２５６において、リングギヤ１１０に向かう方向とは逆方向にピニオンギヤ２６０が摺動することにより、スリーブ２５２がリングギヤ１１０に向かってさらに移動しつつ、ピニオンギヤ２６０はリングギヤ１１０と当接した位置に留まる。 When the teeth of the pinion gear 260 come into contact with the side end portion 114 of the ring gear 110 at the side end portion 262, the pinion gear 260 slides in the direction opposite to the direction toward the ring gear 110 in the straight spline 256 of the sleeve 252. The pinion gear 260 remains in contact with the ring gear 110 while the sleeve 252 further moves toward the ring gear 110.

一方、スリーブ２５２がリングギヤ１１０に向かってさらに移動するため、駆動軸２５０のヘリカルスプライン２５４によりスリーブ２５２がピニオンギヤ２６０の逆転方向に回転せしめられる。そのため、ピニオンギヤ２６０が逆転方向に回転する。 On the other hand, since the sleeve 252 further moves toward the ring gear 110, the sleeve 252 is rotated in the reverse direction of the pinion gear 260 by the helical spline 254 of the drive shaft 250. Therefore, the pinion gear 260 rotates in the reverse direction.

このとき、面取り部２６６がピニオンギヤ２６０の正回転側の歯面２６４の側端部２６２に設けられているため、ピニオンギヤ２６０が面取り部２６６においてリングギヤ１１０に対して滑りながら、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が進行する。 At this time, since the chamfered portion 266 is provided at the side end portion 262 of the tooth surface 264 on the positive rotation side of the pinion gear 260, the pinion gear 260 and the ring gear 110 are slipped with respect to the ring gear 110 at the chamfered portion 266. The engagement proceeds.

このように、いずれの場合においても、ピニオンギヤ２６０が面取り部２６６でリングギヤ１１０に対して滑りながら、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０との係合が進行する。よって、ピニオンギヤ２６０とリングギヤ１１０とを円滑に係合することができる。 Thus, in any case, the engagement between the pinion gear 260 and the ring gear 110 proceeds while the pinion gear 260 slides with respect to the ring gear 110 at the chamfered portion 266. Therefore, the pinion gear 260 and the ring gear 110 can be smoothly engaged.

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、１１２歯面、１１４側端部、１１５回転速度センサ、１１６面取り部、１２０バッテリ、１２５，１３０電圧センサ、１４０アクセルペダル、１５０ブレーキペダル、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レバー、２４５支点、２５０駆動軸、２５２スリーブ、２５４ヘリカルスプライン、２５６ストレートスプライン、２５８スプリング、２６０ピニオンギヤ、２６２側端部、２６４歯面、２６６面取り部、３００ＥＣＵ、３０２判定部、３０４制御部、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, 112 tooth surface, 114 side end, 115 rotational speed sensor, 116 chamfered portion, 120 battery, 125, 130 voltage sensor, 140 accelerator pedal, 150 brake pedal, 160 power Transmission device, 170 drive wheel, 200 starter, 210 plunger, 220 motor, 230 solenoid, 232 actuator, 240 lever, 245 fulcrum, 250 drive shaft, 252 sleeve, 254 helical spline, 256 straight spline, 258 spring, 260 pinion gear, 262 Side end portion, 264 tooth surface, 266 chamfered portion, 300 ECU, 302 determination portion, 304 control portion, 410 standby mode, 420 engagement mode, 430 rotation mode 440 all drive mode, RY1, RY2 relay.

Claims

A starter for rotating a first gear coupled to an engine crankshaft;
A motor,
A second gear that is rotated by the motor and chamfered on the side end of the tooth surface on the forward rotation direction side;
A starter comprising: an actuator that moves the second gear toward the first gear so as to engage with the first gear from the side end portion that has been chamfered.

2. The actuator according to claim 1, wherein the actuator operates so that the second gear moves toward the first gear in a state where an output shaft rotation speed in a forward rotation direction of the engine is larger than zero. Starter.

When the rotational speed of the engine in the forward rotation direction is greater than a predetermined rotational speed, the motor operates so that the second gear starts to rotate, and the second gear starts to rotate. After the motor is actuated, the actuator is actuated so that the second gear moves toward the first gear;
When the rotational speed in the forward rotation direction of the engine is equal to or lower than the predetermined rotational speed, the actuator operates so that the second gear moves toward the first gear, and the first gear The starter according to claim 2, wherein after the actuator is actuated so that a second gear moves toward the first gear, the motor is actuated so that the second gear starts to rotate.

The actuator is moved toward the first gear by the actuator while rotating in the reverse direction of the second gear, and the second gear slides in a direction opposite to the direction toward the first gear. A support member that supports the second gear as possible;
The starter according to claim 1, further comprising a biasing member provided between the second gear and the support member so as to bias the second gear toward the first gear. .