JP2016169695A - Starting device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To promptly start an internal combustion engine even when a pinion is separated from a ring gear after execution of a preset mode, in a starting device 1 executing the preset mode.SOLUTION: In the starting device 1, a microcomputer 40 executes a preset mode to engage a pinion with a ring gear after stopping supply of a fuel to an internal combustion engine 7. Then the microcomputer 40 monitors whether the pinion is separated from the ring gear or not, and executes the preset mode again when the separation of the pinion from the ring gear is determined. Thus the internal combustion engine can be promptly started by executing the preset mode and engaging the pinon with the ring gear, even when the pinion is separated from the ring gear after the execution of the preset mode.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、内燃機関の始動装置（以下、略して始動装置と呼ぶことがある。）に関する。   The present invention relates to a starting device for an internal combustion engine (hereinafter sometimes referred to as a starting device for short).

近年、車両において、二酸化炭素の削減および燃費向上等を目的として、内燃機関の停止および始動を自動制御するアイドルストップ装置を搭載するものが公知となっている。
アイドルストップ装置は、例えば、交差点での停止や渋滞等による停止の後に、内燃機関への燃料の供給を停止して内燃機関を停止させ、その後、ユーザにより発進操作（例えば、ブレーキの解除操作、Ｄレンジへのシフト操作等）が行われて再始動条件が成立すると、スタータを自動的に起動して内燃機関を再始動させる。 In recent years, vehicles equipped with an idle stop device that automatically controls stop and start of an internal combustion engine for the purpose of reducing carbon dioxide and improving fuel efficiency have become known.
The idle stop device, for example, after stopping at an intersection or due to traffic jam, stops the supply of fuel to the internal combustion engine to stop the internal combustion engine, and then starts a start operation (for example, a brake release operation, When the restart condition is established by performing a shift operation to the D range or the like, the starter is automatically activated to restart the internal combustion engine.

また、アイドルストップ装置では、再始動時に内燃機関を迅速に始動することが必要と考えられている。そして、この必要性を満たすべく、再始動に先立ち、スタータのピニオンを予め内燃機関のリングギヤに噛み合せておく制御モード（以下、プリセットモードと呼ぶ。）が公知となっている（例えば、特許文献１、２参照。）。   Further, in the idle stop device, it is considered necessary to start the internal combustion engine quickly at the time of restart. In order to satisfy this need, a control mode (hereinafter referred to as a preset mode) in which a starter pinion is meshed with a ring gear of an internal combustion engine in advance prior to restarting is known (for example, Patent Document 1). 2).

そして、プリセットモードでは、電磁ソレノイドの磁気力によりピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせるが、燃費低減の要請から、噛み合わせた後、電磁ソレノイドへの通電をオフにする要求がある。例えば、特許文献１では、内燃機関が燃料供給停止後に惰性回転しているときに、電磁ソレノイドに通電して磁気力を発生させ、ピニオンを押し出すとともにリングギヤに噛み合わせ、その後、電磁ソレノイドを非通電に保つ。また、特許文献２では、リングギヤにピニオンを噛み合わせた後、内燃機関の惰性回転の方向が正転から逆転に変わったことを条件として電磁ソレノイドへの通電を停止する。   In the preset mode, the pinion is pushed out by the magnetic force of the electromagnetic solenoid and meshed with the ring gear. However, there is a request to turn off the energization of the electromagnetic solenoid after meshing because of a request for reducing fuel consumption. For example, in Patent Document 1, when the internal combustion engine is inertially rotated after stopping fuel supply, the electromagnetic solenoid is energized to generate a magnetic force, pushes out the pinion and meshes with the ring gear, and then deenergizes the electromagnetic solenoid. Keep on. Further, in Patent Document 2, energization of the electromagnetic solenoid is stopped on the condition that the direction of inertial rotation of the internal combustion engine is changed from normal rotation to reverse rotation after the pinion is engaged with the ring gear.

ところで、ピニオンは、電磁ソレノイドのリターンスプリングにより、常に、リングギヤから離脱する方向に付勢されており、電磁ソレノイドへの通電停止後は、ヘリカルスプラインによる移動抵抗によってピニオンの離脱が抑制されている。このため、例えば、振動等の外乱によりリングギヤがヘリカルスプラインのピッチ分だけ動くと、ピニオンがリングギヤから離脱してしまう。この結果、内燃機関の再始動時に、ピニオンを押し出してリングギヤに噛み合わせる操作を行う必要が生じ、内燃機関を迅速に始動する必要性が満たせなくなる可能性がある。   By the way, the pinion is always urged in the direction of separation from the ring gear by the return spring of the electromagnetic solenoid, and after the energization to the electromagnetic solenoid is stopped, the separation of the pinion is suppressed by the movement resistance by the helical spline. For this reason, for example, if the ring gear moves by the pitch of the helical spline due to disturbance such as vibration, the pinion is detached from the ring gear. As a result, when the internal combustion engine is restarted, it is necessary to perform an operation of pushing out the pinion and meshing with the ring gear, which may make it impossible to satisfy the need to start the internal combustion engine quickly.

特許第５２５１６８７号公報Japanese Patent No. 5251687 特許第５３１６７１５号公報Japanese Patent No. 5316715

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、プリセットモードを実行する始動装置において、プリセットモードの実行後にピニオンがリングギヤから離脱しても、内燃機関の迅速な始動を可能にすることにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to quickly start the internal combustion engine in a starter that executes the preset mode even if the pinion is detached from the ring gear after the preset mode is executed. It is to enable a simple start.

本願の第１発明によれば、内燃機関の始動装置は、次のスタータ、制御手段および判定手段を備える。
まず、スタータは、レバーを介して電磁ソレノイドの磁気力をピニオンに機械的に伝達するとともに、ヘリカルスプラインによりピニオンを回転させながら直進させてリングギヤに噛み合わせる。さらに、スタータは、ヘリカルスプラインを経由して電動モータのトルクをピニオンに伝達することで、リングギヤを回転駆動して内燃機関を始動する。 According to the first invention of the present application, an internal combustion engine starter includes the following starter, control means, and determination means.
First, the starter mechanically transmits the magnetic force of the electromagnetic solenoid to the pinion via the lever, and also advances straight while rotating the pinion by the helical spline and meshes with the ring gear. Furthermore, the starter transmits the torque of the electric motor to the pinion via the helical spline, thereby rotating the ring gear to start the internal combustion engine.

また、制御手段は、以下のようなプリセットモードを有し、スタータを制御する。すなわち、プリセットモードとは、内燃機関への燃料の供給を停止した後、次の内燃機関の始動までの待機期間に実行される制御モードであり、電磁ソレノイドに通電して磁気力を発生させ、ピニオンをリングギヤに噛み合わせるとともに、噛み合わせた後に電磁ソレノイドへの通電を停止するものである。   The control means has a preset mode as described below, and controls the starter. That is, the preset mode is a control mode that is executed during a standby period until the start of the next internal combustion engine after stopping the supply of fuel to the internal combustion engine, and energizes the electromagnetic solenoid to generate a magnetic force, The pinion is engaged with the ring gear, and energization to the electromagnetic solenoid is stopped after the engagement.

さらに、判定手段は、待機期間にピニオンがリングギヤから離脱したか否かを判定する。
そして、制御手段は、内燃機関への燃料の供給を停止した後、プリセットモードを実行してピニオンをリングギヤに噛み合わせ、その後、判定手段によりピニオンがリングギヤから離脱したと判定されたときに、プリセットモードを、再度、実行する。 Further, the determination means determines whether or not the pinion has detached from the ring gear during the standby period.
Then, after stopping the fuel supply to the internal combustion engine, the control means executes the preset mode to engage the pinion with the ring gear, and then when the determination means determines that the pinion has detached from the ring gear, Run the mode again.

これにより、プリセットモードの実行後、判定手段によって、ピニオンがリングギヤから離脱したか否かを監視することができる。また、ピニオンがリングギヤから離脱したと判定された場合には、プリセットモードを、再度、実行することで、ピニオンをリングギヤに噛み合わせることができる。このため、プリセットモードを実行する始動装置において、プリセットモードの実行後にピニオンがリングギヤから離脱しても、内燃機関の迅速な始動が可能になる。   Thereby, after execution of preset mode, it can be monitored by the determination means whether the pinion has detached from the ring gear. Further, when it is determined that the pinion is detached from the ring gear, the pinion can be engaged with the ring gear by executing the preset mode again. Therefore, in the starter that executes the preset mode, the internal combustion engine can be started quickly even if the pinion is detached from the ring gear after the preset mode is executed.

本願の第２発明によれば、内燃機関の始動装置は、電磁ソレノイドに流れる電流、または、電磁ソレノイドに印加される電圧を検出するセンサを備える。そして、判定手段は、電磁ソレノイドに電圧または電流のパルス入力を与えるとともに、パルス入力を与えている最中、または、与えた後のセンサの出力（以下、出力応答と呼ぶ。）に基づき、ピニオンがリングギヤから離脱したか否かを判定する。   According to the second invention of the present application, an internal combustion engine starter includes a sensor that detects a current flowing through an electromagnetic solenoid or a voltage applied to the electromagnetic solenoid. Then, the determination means gives a voltage or current pulse input to the electromagnetic solenoid, and based on the output of the sensor (hereinafter referred to as an output response) during or after giving the pulse input. It is determined whether or not is detached from the ring gear.

電磁ソレノイドにおける磁気力の出力部品（例えば、磁性体製のプランジャ）とピニオンとはレバーを介して機械的に連結しているので、ピニオンがリングギヤから離脱すると、プランジャも変位する。このため、ピニオンがリングギヤから離脱すると、電磁ソレノイドへの通電により生じる磁気回路の磁路長が変動し、コイルのインダクタンスが変化する。この結果、ピニオンがリングギヤから離脱すると出力応答が変動するので、出力応答に基づき、ピニオンがリングギヤから離脱したか否かを判定することができる。   Since the magnetic force output component (for example, a magnetic plunger) and the pinion are mechanically connected via a lever in the electromagnetic solenoid, the plunger is also displaced when the pinion is disengaged from the ring gear. For this reason, when the pinion is detached from the ring gear, the magnetic path length of the magnetic circuit generated by energization of the electromagnetic solenoid changes, and the inductance of the coil changes. As a result, the output response fluctuates when the pinion is disengaged from the ring gear. Therefore, based on the output response, it can be determined whether or not the pinion has disengaged from the ring gear.

本願の第３発明によれば、判定手段がパルス入力を与える周期は、３００Ｈｚ以下である。
通常のピニオン押し出し操作において電磁ソレノイドに流れる電流は直流なので、交流鉄損が生じない。このため、プランジャ等の磁気回路を構成する部品の素材には、鍛造鋼等の安価な塊状鉄心材料が採用され、鉄損抑制効果がある積層鋼板は採用されていない。 According to the third invention of the present application, the period for which the determination means gives the pulse input is 300 Hz or less.
Since the current flowing through the electromagnetic solenoid in a normal pinion pushing operation is a direct current, no AC iron loss occurs. For this reason, inexpensive lump core materials such as forged steel are used as the material of the parts constituting the magnetic circuit such as the plunger, and laminated steel sheets that have an iron loss suppressing effect are not used.

この結果、パルス入力を繰り返し電磁ソレノイドに与えると、渦電流が発生してコイルのインダクタンスに影響を与えるようになり、判定手段の判定精度が低下する。また、渦電流の影響は、パルス入力の周波数が高いほど顕著になって判定精度が低下する。そこで、パルス入力を与える周期を３００Ｈｚ以下にすることで、プランジャの素材が塊状鉄心材料でも、渦電流がインダクタンスに及ぼす影響を緩和して判定手段の判定精度を高精度に保つことができる。   As a result, when pulse input is repeatedly applied to the electromagnetic solenoid, an eddy current is generated to affect the inductance of the coil, and the determination accuracy of the determination means is lowered. Further, the influence of eddy current becomes more prominent as the pulse input frequency is higher, and the determination accuracy is lowered. Therefore, by setting the pulse input period to 300 Hz or less, even if the plunger material is a massive core material, the influence of eddy currents on the inductance can be alleviated and the determination accuracy of the determination means can be maintained with high accuracy.

本願の第４発明によれば、パルス入力のパルス幅はセンサの検出分解能である。
これにより、ピニオンがリングギヤから離脱したか否かを判定するために必要な消費電力を低減することができる。 According to the fourth invention of the present application, the pulse width of the pulse input is the detection resolution of the sensor.
As a result, it is possible to reduce the power consumption necessary for determining whether or not the pinion has detached from the ring gear.

内燃機関の始動装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a starter for an internal combustion engine. スタータの要部を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the principal part of a starter. 内燃機関の始動装置の回路図である。It is a circuit diagram of the starting device of an internal combustion engine. （ａ）はピニオンがリングギヤから離脱した状態におけるプランジャの位置を示す説明図であり、（ｂ）はピニオンがリングギヤに噛み合っている状態におけるプランジャの位置を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the position of the plunger in the state which the pinion removed from the ring gear, (b) is explanatory drawing which shows the position of the plunger in the state where the pinion has meshed with the ring gear. （ａ）はプランジャの位置が９ｍｍ、０ｍｍのそれぞれであるときのコイルの通電量の経時変化を示すタイムチャートであり、（ｂ）は（ａ）の時間スケールを細かくしたタイムチャートである。(A) is a time chart which shows a time-dependent change of the energization amount of a coil when the position of a plunger is 9 mm and 0 mm, respectively, (b) is a time chart which made the time scale of (a) fine. プランジャの位置が９ｍｍ、６ｍｍ、３ｍｍ、０ｍｍのそれぞれであるときのパルス入力の周波数とインダクタンスとの相関を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the correlation with the frequency of a pulse input and inductance when the position of a plunger is 9 mm, 6 mm, 3 mm, and 0 mm, respectively. （ａ）はパルス入力の周波数が１０Ｈｚであるときの磁束が通りやすい領域を示す説明図であり、（ｂ）はパルス入力の周波数が１ｋＨｚであるときの磁束が通りやすい領域を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the area | region where magnetic flux easily passes when the frequency of pulse input is 10 Hz, (b) is explanatory drawing which shows the area | region where magnetic flux easily passes when the frequency of pulse input is 1 kHz. is there.

実施形態の内燃機関の始動装置を、以下の実施例に基づき説明する。なお、実施例は具体例を開示するものであり、本願発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。   An internal combustion engine starter according to an embodiment will be described based on the following examples. In addition, an Example discloses a specific example, and it cannot be overemphasized that this invention is not limited to an Example.

〔実施例の構成〕
実施例の始動装置１の構成を、図１〜図３を用いて説明する。始動装置１は、以下に説明するスタータ２、電力変換器３およびＥＣＵ４等から構成される（図１参照。）。
スタータ２は、ピニオン６を内燃機関７のリングギヤ８に噛み合わせてリングギヤ８を回転駆動することで内燃機関７を始動するものであり、主に、電磁ソレノイド９と電動モータ１０とを備える。なお、スタータ２では、電磁ソレノイド９と電動モータ１０とは異軸であり、各々の軸は互いに平行である。 [Configuration of Example]
The structure of the starting device 1 of an Example is demonstrated using FIGS. 1-3. The starting device 1 includes a starter 2, a power converter 3 and an ECU 4 described below (see FIG. 1).
The starter 2 is configured to start the internal combustion engine 7 by meshing the pinion 6 with the ring gear 8 of the internal combustion engine 7 and rotationally driving the ring gear 8, and mainly includes an electromagnetic solenoid 9 and an electric motor 10. In the starter 2, the electromagnetic solenoid 9 and the electric motor 10 are different axes, and the respective axes are parallel to each other.

電磁ソレノイド９は、通電により発生する磁気力により、ピニオン６を軸方向一方側に直進させてリングギヤ８に噛みあわせるものである。より具体的に、電磁ソレノイド９は、レバー１２を介して磁気力をピニオン６に機械的に伝達するとともに、ヘリカルスプライン１３によりピニオン６を回転させながら直進させてリングギヤ８に噛み合わせる（図１および図２参照。）。   The electromagnetic solenoid 9 is engaged with the ring gear 8 by causing the pinion 6 to advance straight in one axial direction by a magnetic force generated by energization. More specifically, the electromagnetic solenoid 9 mechanically transmits the magnetic force to the pinion 6 via the lever 12, and moves straight forward while rotating the pinion 6 by the helical spline 13 and meshes with the ring gear 8 (see FIG. 1 and FIG. 1). (See FIG. 2).

また、電磁ソレノイド９は、図２に示すように、磁性体製のケース１４の内部に収容されるコイル１５、コイル１５への通電によって磁化される固定コア１６、固定コア１６に対向配置され、固定コア１６により磁気的に吸引されて軸方向に移動するプランジャ１７、プランジャ１７の動きをレバー１２に伝達するジョイント１８等より構成される。
コイル１５は、図３に示すように、一方の端子がスイッチ２０を介して車載電源２１に接続するとともに他方の端子がアースに接続しており、スイッチ２０のオンオフにより車載電源２１から電力の供給を受けて磁気力を発生させる。 Further, as shown in FIG. 2, the electromagnetic solenoid 9 is disposed opposite to the coil 15 housed in the magnetic case 14, the fixed core 16 magnetized by energizing the coil 15, and the fixed core 16. A plunger 17 that is magnetically attracted by the fixed core 16 and moves in the axial direction, a joint 18 that transmits the movement of the plunger 17 to the lever 12, and the like.
As shown in FIG. 3, one terminal of the coil 15 is connected to the in-vehicle power source 21 via the switch 20 and the other terminal is connected to the ground. When the switch 20 is turned on / off, power is supplied from the in-vehicle power source 21. And generate magnetic force.

固定コア１６は、コイル１５の内周で軸方向他方側に固定配置される。
プランジャ１７は、略円筒状に設けられ、コイル１５の内周で固定コア１６の軸方向一方側に配置される。そして、プランジャ１７は、コイル１５への通電により発生する磁束により、軸方向他方側に磁気吸引されて移動する。また、固定コア１６とプランジャ１７との間には、リターンスプリング２２が軸方向にセットされており、プランジャ１７は、リターンスプリング２２の付勢力により軸方向一方側に付勢されている。 The fixed core 16 is fixedly arranged on the other side in the axial direction on the inner periphery of the coil 15.
The plunger 17 is provided in a substantially cylindrical shape, and is disposed on one side in the axial direction of the fixed core 16 on the inner periphery of the coil 15. The plunger 17 is magnetically attracted and moved to the other side in the axial direction by the magnetic flux generated by energizing the coil 15. A return spring 22 is set in the axial direction between the fixed core 16 and the plunger 17, and the plunger 17 is urged to one side in the axial direction by the urging force of the return spring 22.

ジョイント１８は、棒状に設けられてプランジャ１７の円筒孔２３に挿入され、軸方向一端が円筒孔２３から突き出てレバー１２の一方のアーム１２ａに係合する。なお、円筒孔２３は、プランジャ１７の軸方向一方側に開口しており、軸方向他方側は閉塞して底面を形成している。   The joint 18 is provided in a rod shape and is inserted into the cylindrical hole 23 of the plunger 17. One end in the axial direction protrudes from the cylindrical hole 23 and engages with one arm 12 a of the lever 12. The cylindrical hole 23 opens on one side of the plunger 17 in the axial direction, and the other side in the axial direction is closed to form a bottom surface.

また、ジョイント１８は、ドライブスプリング３０とともに円筒孔２３に挿入され、ドライブスプリング３０は、ジョイント１８の軸方向他端、および、円筒孔２３の開口周辺それぞれに設けられたバネ座により軸方向にセットされている。ここで、ドライブスプリング３０とは、ピニオン６がリングギヤ８に当接した後、レバー１２を介して、さらに、ピニオン６を軸方向一方側に付勢してピニオン６をリングギヤ８に噛み合わせる付勢力を発生するものである。すなわち、ドライブスプリング３０は、プランジャ１７の軸方向他方側への移動によりピニオン６がリングギヤ８に当接した後、引き続き、プランジャ１７が軸方向他方側に移動する間に圧縮され、ピニオン６をリングギヤ８に噛み込ませるための反力を蓄える。   The joint 18 is inserted into the cylindrical hole 23 together with the drive spring 30, and the drive spring 30 is set in the axial direction by spring seats provided at the other axial end of the joint 18 and around the opening of the cylindrical hole 23. Has been. Here, the drive spring 30 is an urging force that urges the pinion 6 toward one side in the axial direction and further engages the pinion 6 with the ring gear 8 via the lever 12 after the pinion 6 contacts the ring gear 8. Is generated. That is, the drive spring 30 is compressed while the plunger 17 moves to the other side in the axial direction after the pinion 6 abuts against the ring gear 8 by the movement of the plunger 17 to the other side in the axial direction. The reaction force for biting 8 is stored.

電動モータ２は、例えば、図３に示すように、３相のコイル２６への通電を制御することでトルクを発生する周知の同期モータである。そして、電動モータ２のトルクは、ヘリカルスプライン１３を経由してピニオン６に伝達され、リングギヤ８を回転駆動するために利用される。   For example, as shown in FIG. 3, the electric motor 2 is a well-known synchronous motor that generates torque by controlling energization of a three-phase coil 26. The torque of the electric motor 2 is transmitted to the pinion 6 via the helical spline 13 and used to drive the ring gear 8 to rotate.

また、電動モータ２からピニオン６に至るトルクの伝達経路には、ドライブシャフト２７および一方向クラッチ２８等が介在する（図２参照。）。
ドライブシャフト２７は、電動モータ１０の回転子と同軸に組み付けられ、電動モータ１０のトルクにより回転駆動される。 In addition, a drive shaft 27, a one-way clutch 28, and the like are interposed in a torque transmission path from the electric motor 2 to the pinion 6 (see FIG. 2).
The drive shaft 27 is assembled coaxially with the rotor of the electric motor 10 and is driven to rotate by the torque of the electric motor 10.

一方向クラッチ２８は、周知の機能を有するアウタ２９、インナ３０およびローラ３１等を具備する。そして、一方向クラッチ２８は、電磁ソレノイド９の磁気力によりピニオン６とともに軸方向一方側に押し出され、電動モータ２のトルクによりピニオン６とともに回転し、内燃機関７の始動後、空転して内燃機関７のトルクが電動モータ１０の回転子に伝わるのを遮断する。   The one-way clutch 28 includes an outer 29, an inner 30, a roller 31 and the like having known functions. The one-way clutch 28 is pushed together with the pinion 6 by the magnetic force of the electromagnetic solenoid 9, and rotates together with the pinion 6 by the torque of the electric motor 2. 7 is blocked from being transmitted to the rotor of the electric motor 10.

また、アウタ２９の軸方向他方側にはスプラインバレル３３が一体に設けられている。そして、スプラインバレル３３の内周にドライブシャフト２７が嵌合しており、スプラインバレル３３の内周とドライブシャフト２７の外周との間にヘリカルスプライン１３の噛み合いが形成されている。   A spline barrel 33 is integrally provided on the other axial side of the outer 29. The drive shaft 27 is fitted to the inner periphery of the spline barrel 33, and the meshing of the helical spline 13 is formed between the inner periphery of the spline barrel 33 and the outer periphery of the drive shaft 27.

また、インナ３０の軸方向一方側にはインナチューブ３４が一体に設けられ、ドライブシャフト２７は、軸受３５を介してインナチューブ３４に対し相対回転自在となるように嵌合している。そして、インナチューブ３４の外周にはピニオン６が一体成形されている。   An inner tube 34 is integrally provided on one side of the inner 30 in the axial direction, and the drive shaft 27 is fitted via a bearing 35 so as to be relatively rotatable with respect to the inner tube 34. A pinion 6 is integrally formed on the outer periphery of the inner tube 34.

なお、レバー１２は、電磁ソレノイド９から出力される磁気力およびリターンスプリング２２の付勢力により軸方向に揺動自在となるように組み付けられている。
すなわち、レバー１２は、支点部１２ｂを中心として回転自在に支持され、支点部１２ｂから一方に伸びるアーム１２ａがジョイント１８に連結され、他方に伸びるアーム１２ｃがホルダ３６に保持されている。ここで、ホルダ３６は、スプラインバレル３３に固定される円環板状の金属部品と、一方向クラッチ２８の一部（アウタ２９とスプラインバレル３３とを接続する部分）とにより構成されている。 The lever 12 is assembled so as to be swingable in the axial direction by the magnetic force output from the electromagnetic solenoid 9 and the urging force of the return spring 22.
That is, the lever 12 is supported so as to be rotatable about the fulcrum part 12 b, an arm 12 a extending from the fulcrum part 12 b to one side is connected to the joint 18, and an arm 12 c extending to the other is held by the holder 36. Here, the holder 36 is configured by an annular plate-shaped metal part fixed to the spline barrel 33 and a part of the one-way clutch 28 (a portion connecting the outer 29 and the spline barrel 33).

そして、磁気力によりレバー１２が回転すると、アーム１２ａ、アーム１２ｃは、それぞれ軸方向他方側、一方側に揺動し、リターンスプリング２２の付勢力によりレバー１２が回転すると、アーム１２ａ、アーム１２ｃは、それぞれ軸方向一方側、他方側に揺動する。   When the lever 12 is rotated by the magnetic force, the arm 12a and the arm 12c swing to the other side in the axial direction, respectively, and when the lever 12 is rotated by the biasing force of the return spring 22, the arm 12a and the arm 12c are Oscillate to one side and the other side in the axial direction, respectively.

電力変換器３は、図３に示すように、電磁ソレノイド９のコイル１５への通電を行うための駆動回路３８、電動モータ１０のコイル２６への通電を行うための駆動回路３９、ならびに、駆動回路３８、３９に制御信号を出力するマイコン４０等を有する。また、電力変換器３は、ＥＣＵ４とは別体に設けられてスタータ２の近傍に配置されている。   As shown in FIG. 3, the power converter 3 includes a drive circuit 38 for energizing the coil 15 of the electromagnetic solenoid 9, a drive circuit 39 for energizing the coil 26 of the electric motor 10, and a drive. The circuit includes a microcomputer 40 that outputs control signals to the circuits 38 and 39. The power converter 3 is provided separately from the ECU 4 and is disposed in the vicinity of the starter 2.

まず、駆動回路３８は、スイッチ２０を有しており、スイッチ２０に制御信号が入力すると車載電源２１からコイル１５に電力が供給されるように設けられている。また、駆動回路３９は、周知のインバータ回路４１を有し、インバータ回路４１を構成するスイッチのオンオフが制御されてコイル２６への通電が制御される。なお、駆動回路３８では、スイッチ２０およびコイル１５を保護するためのコンデンサ４２がスイッチ２０およびコイル１５と並列に接続しており、駆動回路３９では、インバータ回路４１を保護するためのコンデンサ４３がインバータ回路４１と並列に接続している。   First, the drive circuit 38 includes the switch 20, and is provided so that power is supplied from the in-vehicle power source 21 to the coil 15 when a control signal is input to the switch 20. In addition, the drive circuit 39 includes a known inverter circuit 41, and on / off of the switches constituting the inverter circuit 41 is controlled to control energization to the coil 26. In the drive circuit 38, a capacitor 42 for protecting the switch 20 and the coil 15 is connected in parallel with the switch 20 and the coil 15. In the drive circuit 39, a capacitor 43 for protecting the inverter circuit 41 is an inverter. The circuit 41 is connected in parallel.

また、マイコン４０は、入力された信号を処理する入力回路、入力された信号に基づき制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、制御処理や演算処理に必要なデータやプログラム等を記憶して保持する各種のメモリ、ＣＰＵの処理結果に基づき必要な信号を出力する出力回路等を有する周知の構造である。そして、マイコン４０は、ＥＣＵ４から入力される信号に応じて、各種の制御処理を実行するとともに駆動回路３８、３９に制御信号を出力し、電磁ソレノイド９や電動モータ１０を制御する。   The microcomputer 40 also includes an input circuit that processes an input signal, a CPU that performs control processing and arithmetic processing based on the input signal, and various types of data that are stored and held such as data and programs necessary for control processing and arithmetic processing. The memory has a well-known structure having an output circuit for outputting a necessary signal based on the processing result of the CPU. The microcomputer 40 executes various control processes in accordance with signals input from the ECU 4 and outputs control signals to the drive circuits 38 and 39 to control the electromagnetic solenoid 9 and the electric motor 10.

ＥＣＵ４は、入力された信号を処理する入力回路、入力された信号に基づき制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、制御処理や演算処理に必要なデータやプログラム等を記憶して保持する各種のメモリ、ＣＰＵの処理結果に基づき必要な信号を出力する出力回路等を有するマイコン（マイコン４０とは別に設けられたもの）を備えて構成され、燃料噴射制御や点火制御等、内燃機関７の動作を制御する。   The ECU 4 includes an input circuit that processes an input signal, a CPU that performs control processing and arithmetic processing based on the input signal, various memories that store and hold data and programs necessary for control processing and arithmetic processing, Constructed with a microcomputer (provided separately from the microcomputer 40) having an output circuit that outputs necessary signals based on the processing result of the CPU, and controls the operation of the internal combustion engine 7 such as fuel injection control and ignition control To do.

また、ＥＣＵ４は、内燃機関７の停止および始動を自動制御するアイドルストップ装置として機能する。すなわち、ＥＣＵ４は、例えば、交差点での停止や渋滞等による停止の後に、内燃機関７への燃料の供給を停止して内燃機関７を停止させる。その後、ＥＣＵ４は、ユーザにより発進操作（例えば、ブレーキの解除操作、Ｄレンジへのシフト操作等）が行われて再始動条件が成立すると、電力変換部３に指令してスタータ２を起動し、内燃機関７を再始動させる。   The ECU 4 functions as an idle stop device that automatically controls stop and start of the internal combustion engine 7. That is, the ECU 4 stops the supply of fuel to the internal combustion engine 7 and stops the internal combustion engine 7 after, for example, a stop at an intersection or a stop due to traffic congestion. Thereafter, the ECU 4 starts the starter 2 by instructing the power conversion unit 3 when a restart operation is established by the user performing a start operation (for example, a brake release operation, a shift operation to the D range, etc.), The internal combustion engine 7 is restarted.

つまり、ＥＣＵ４には、ユーザによる発進操作を検知することができる信号が入力されている。そして、ＥＣＵ４は、これらの信号に基づき発進操作を検知したときに、電力変換器３に内燃機関７の始動を要求する始動要求信号を出力し、マイコン４０は、始動要求信号に基づき、電磁ソレノイド９や電動モータ１０を動作させて内燃機関７を始動する。   That is, the ECU 4 receives a signal that can detect a start operation by the user. When the ECU 4 detects a start operation based on these signals, the ECU 4 outputs a start request signal for requesting the power converter 3 to start the internal combustion engine 7, and the microcomputer 40 generates an electromagnetic solenoid based on the start request signal. 9 and the electric motor 10 are operated to start the internal combustion engine 7.

なお、発進操作を検知することができる信号として、以下のようなものを例示することができる。
すなわち、アクセルペダルの操作量を表わす信号、ブレーキペダルの操作量を表わす信号、イグニッション操作などによる始動操作信号、および、自動変速機におけるＤレンジへのシフト操作を検知する信号等を例示することができる。また、図１には、アクセルペダルの操作量を表わす信号、および、ブレーキペダルの操作量を表わす信号を、それぞれ出力するアクセル開度センサ４５、および、ブレーキセンサ４６を図示した。 In addition, the following can be illustrated as a signal which can detect start operation.
That is, examples include a signal indicating the amount of operation of the accelerator pedal, a signal indicating the amount of operation of the brake pedal, a start operation signal by an ignition operation, a signal for detecting a shift operation to the D range in an automatic transmission, and the like. it can. FIG. 1 also shows an accelerator opening sensor 45 and a brake sensor 46 for outputting a signal representing the accelerator pedal operation amount and a signal representing the brake pedal operation amount, respectively.

以上の構成により、始動要求信号がＥＣＵ４から電力変換器３に出力されると、マイコン４０は、スイッチ２０に制御信号を出力してコイル１５への通電をオンする。これにより、電磁ソレノイド９において磁気力が発生し、ピニオン６が回転しながら軸方向一方側に直進してリングギヤ８に噛み合う。引き続き、マイコン４０は、インバータ回路４１への制御信号の出力を開始して電動モータ１０にトルクを発生させ、さらに、コイル２６への通電を制御する。これにより、内燃機関７が始動する。   With the above configuration, when the start request signal is output from the ECU 4 to the power converter 3, the microcomputer 40 outputs a control signal to the switch 20 to turn on the coil 15. As a result, a magnetic force is generated in the electromagnetic solenoid 9, and the pinion 6 moves straight in one axial direction while meshing with the ring gear 8. Subsequently, the microcomputer 40 starts outputting a control signal to the inverter circuit 41 to generate torque in the electric motor 10 and further controls energization to the coil 26. Thereby, the internal combustion engine 7 is started.

〔実施例の特徴〕
実施例の始動装置１の特徴を、図面に基づき説明する。
まず、始動装置１によれば、電力変換器３のマイコン４０は、スタータ２を制御する制御手段として機能し、以下のようなプリセットモードを有する。
プリセットモードとは、内燃機関７への燃料の供給を停止した後、次の内燃機関７の始動までの待機期間に実行される制御モードであり、電磁ソレノイド９に通電して磁気力を発生させ、ピニオン６をリングギヤ８に噛み合わせるとともに、噛み合わせた後に電磁ソレノイド９への通電を停止するものである。 [Features of Examples]
Features of the starting device 1 of the embodiment will be described with reference to the drawings.
First, according to the starter 1, the microcomputer 40 of the power converter 3 functions as a control unit that controls the starter 2, and has the following preset mode.
The preset mode is a control mode that is executed during a standby period from when the fuel supply to the internal combustion engine 7 is stopped until the next start of the internal combustion engine 7. The electromagnetic solenoid 9 is energized to generate a magnetic force. The pinion 6 is engaged with the ring gear 8 and the energization of the electromagnetic solenoid 9 is stopped after the engagement.

ここで、プリセットモードは、アイドルストップ装置の機能により内燃機関７への燃料の供給が停止された後に内燃機関７を迅速に再始動する必要性を満たすべく、再始動に先立ち、ピニオン６を予めリングギヤ８に噛み合せておくことを目的とする。さらに、プリセットモードでは、燃費低減の要請から、噛み合わせ後に、電磁ソレノイド９の通電をオフする。   Here, in the preset mode, in order to satisfy the necessity of restarting the internal combustion engine 7 quickly after the fuel supply to the internal combustion engine 7 is stopped by the function of the idle stop device, the pinion 6 is previously set in advance. The purpose is to mesh with the ring gear 8. Further, in the preset mode, energization of the electromagnetic solenoid 9 is turned off after meshing in response to a request for reducing fuel consumption.

そこで、ＥＣＵ４は、内燃機関７への燃料の供給を停止したときに、内燃機関７の停止を示す機関停止信号を電力変換器３に出力し、マイコン４０は、機関停止信号が入力されると、プリセットモードを開始する。つまり、マイコン４０は、機関停止信号が入力されると、スイッチ２０に制御信号を出力してコイル１５への通電をオンする。これにより、ピニオン６が回転しながら軸方向一方側に直進してリングギヤ８に噛み合う。   Therefore, the ECU 4 outputs an engine stop signal indicating the stop of the internal combustion engine 7 to the power converter 3 when the fuel supply to the internal combustion engine 7 is stopped, and the microcomputer 40 receives the engine stop signal. Start preset mode. That is, when the engine stop signal is input, the microcomputer 40 outputs a control signal to the switch 20 to turn on the coil 15. As a result, the pinion 6 moves straight to one side in the axial direction while rotating and meshes with the ring gear 8.

その後、マイコン４０は、制御信号の出力を停止してコイル１５への通電をオフする。この結果、ピニオン６は、リターンスプリング２２によりリングギヤ８から離脱する方向に付勢されるものの、ヘリカルスプライン１３による移動抵抗によってリングギヤ８からの離脱が抑制され、リングギヤ８との噛み合いを維持する。   Thereafter, the microcomputer 40 stops outputting the control signal and turns off the energization to the coil 15. As a result, although the pinion 6 is urged in the direction away from the ring gear 8 by the return spring 22, the separation from the ring gear 8 is suppressed by the movement resistance by the helical spline 13, and the engagement with the ring gear 8 is maintained.

なお、プリセットモードにおいて、ピニオン６がリングギヤ８に当接する前に内燃機関７の惰性回転が停止した場合、ピニオン６は、リングギヤ８に当接した後、噛み合うことが難しくなる。このため、ピニオン６がリングギヤ８に当接する前に予め電動モータ１０を動作させ、ピニオン６を回転させておく必要がある。そこで、例えば、ＥＣＵ４からマイコン４０に、内燃機関７の回転数を示す信号を出力させ、内燃機関７の回転数に応じて電動モータ１０を動作させるか否かをマイコン４０に判断させるようにしてもよい。なお、内燃機関の回転数を示す信号は、クランク角センサ７ａから得ることができる（図１参照。）。   In the preset mode, if the inertial rotation of the internal combustion engine 7 stops before the pinion 6 contacts the ring gear 8, it becomes difficult for the pinion 6 to mesh after contacting the ring gear 8. For this reason, before the pinion 6 comes into contact with the ring gear 8, it is necessary to operate the electric motor 10 in advance to rotate the pinion 6. Therefore, for example, a signal indicating the rotational speed of the internal combustion engine 7 is output from the ECU 4 to the microcomputer 40 so that the microcomputer 40 determines whether to operate the electric motor 10 according to the rotational speed of the internal combustion engine 7. Also good. A signal indicating the rotational speed of the internal combustion engine can be obtained from the crank angle sensor 7a (see FIG. 1).

次に、マイコン４０は、待機期間にピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定する判定手段として機能する。
ここで、ピニオン６は、ヘリカルスプライン１３による移動抵抗によってピニオン６の離脱が抑制されるものの、振動等の外乱によりリングギヤ８がヘリカルスプライン１３のピッチ分だけ動くと、リングギヤ８から離脱してしまう。この結果、内燃機関７の再始動時に、ピニオン６を押し出してリングギヤ８に噛み合わせる操作を行う必要が生じ、内燃機関７を迅速に始動する必要性が満たせなくなる可能性がある。 Next, the microcomputer 40 functions as a determination unit that determines whether or not the pinion 6 has detached from the ring gear 8 during the standby period.
Here, the pinion 6 is separated from the ring gear 8 when the ring gear 8 moves by the pitch of the helical spline 13 due to a disturbance such as vibration, although the separation of the pinion 6 is suppressed by the movement resistance by the helical spline 13. As a result, when the internal combustion engine 7 is restarted, the pinion 6 needs to be pushed out and meshed with the ring gear 8, so that there is a possibility that the need to start the internal combustion engine 7 quickly cannot be satisfied.

そこで、始動装置１は、電磁ソレノイド９のコイル１５に流れる電流を検出するセンサ４８を備え（図３参照。）、マイコン４０は、センサ４８の出力を利用することで、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定する。そして、マイコン４０は、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したと判定したときに、プリセットモードを、再度、実行してピニオン６をリングギヤ８に噛み合わせる。   Therefore, the starter 1 includes a sensor 48 that detects a current flowing through the coil 15 of the electromagnetic solenoid 9 (see FIG. 3), and the microcomputer 40 uses the output of the sensor 48 so that the pinion 6 is moved from the ring gear 8. It is determined whether it has left. When the microcomputer 40 determines that the pinion 6 has detached from the ring gear 8, the microcomputer 40 executes the preset mode again to engage the pinion 6 with the ring gear 8.

ここで、センサ４８は、駆動回路３８においてコイル１５と並列に接続しているシャント抵抗であり、マイコン４０は、センサ４８の出力により、コイル１５の通電量を、常時、把握することができる（なお、センサ４８には、還流ダイオード４９が直列に接続している。）。   Here, the sensor 48 is a shunt resistor connected in parallel with the coil 15 in the drive circuit 38, and the microcomputer 40 can always grasp the energization amount of the coil 15 from the output of the sensor 48 ( Note that a reflux diode 49 is connected to the sensor 48 in series.

そして、マイコン４０は、待機期間中、所定の周期でスイッチ２０に制御信号を出力してスイッチ２０をオンすることで、電磁ソレノイド９のコイル１５に繰り返し電圧のパルス入力を与える。これにより、マイコン４０は、パルス入力を与えている最中、または、与えた後のセンサ４８の出力（以下、出力応答と呼ぶ。）に基づき、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定する。   Then, during the standby period, the microcomputer 40 outputs a control signal to the switch 20 at a predetermined cycle to turn on the switch 20, thereby repeatedly applying voltage pulse input to the coil 15 of the electromagnetic solenoid 9. Thereby, the microcomputer 40 determines whether or not the pinion 6 has been detached from the ring gear 8 based on the output of the sensor 48 (hereinafter referred to as an output response) during or after applying the pulse input. judge.

つまり、電磁ソレノイド９のプランジャ１７とピニオン６とはレバー１２を介して機械的に連結しているので、ピニオン６がリングギヤ８から離脱するとプランジャ１７も軸方向に変位する（図４参照。）。このため、ピニオン６がリングギヤ８から離脱すると、コイル１５への通電により生じる磁気回路の磁路長が変動し、コイル１５のインダクタンスが変化する。この結果、ピニオン６がリングギヤ８から離脱すると出力応答が変動するので、出力応答に基づき、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定することができる。   That is, since the plunger 17 and the pinion 6 of the electromagnetic solenoid 9 are mechanically connected via the lever 12, when the pinion 6 is detached from the ring gear 8, the plunger 17 is also displaced in the axial direction (see FIG. 4). For this reason, when the pinion 6 is detached from the ring gear 8, the magnetic path length of the magnetic circuit generated by energizing the coil 15 fluctuates, and the inductance of the coil 15 changes. As a result, when the pinion 6 is detached from the ring gear 8, the output response fluctuates. Therefore, it can be determined whether the pinion 6 has detached from the ring gear 8 based on the output response.

例えば、ピニオン６がリングギヤ８に噛み合っている状態におけるプランジャ１７の位置（図４（ｂ）参照。）と、ピニオン６がリングギヤ８から離脱した状態におけるプランジャ１７の位置（図４（ａ）参照。）との軸方向の距離が９ｍｍとする。
なお、以下の説明では、プランジャ１７の軸方向の位置に関し、図４（ｂ）のプランジャ１７の位置を基準位置（０ｍｍ）とし、さらに、軸方向一方側をプラス側として、基準位置との距離によってプランジャ１７の位置を表すものとする。 For example, the position of the plunger 17 when the pinion 6 is engaged with the ring gear 8 (see FIG. 4B) and the position of the plunger 17 when the pinion 6 is detached from the ring gear 8 (see FIG. 4A). ) And the axial distance of 9 mm.
In the following description, regarding the position of the plunger 17 in the axial direction, the position of the plunger 17 in FIG. 4B is the reference position (0 mm), and further, the one side in the axial direction is the plus side and the distance from the reference position. The position of the plunger 17 is represented by

そして、例えば、パルス入力の周波数を１００Ｈｚ（周期１０ｍｓｅｃ）とし、パルス入力のパルス幅を０．２ｍｓｅｃとしたとき、図５に示すように、コイル１５の通電量（つまり、センサ４８の出力）の経時変化に関し、プランジャ１７の位置が０ｍｍのときと９ｍｍのときとで、インダクタンスの差に起因する差が明確に表れる。   For example, when the frequency of the pulse input is 100 Hz (period 10 msec) and the pulse width of the pulse input is 0.2 msec, as shown in FIG. 5, the energization amount of the coil 15 (that is, the output of the sensor 48) Regarding the change over time, the difference due to the difference in inductance clearly appears when the position of the plunger 17 is 0 mm and 9 mm.

そこで、例えば、図５の特性に基づき、スイッチ２０をオフする０．０２ｍｓｅｃ前における出力応答に関し、今回の数値が前回の数値よりも０．１５Ａ以上大きければ、ピニオン６がリングギヤ８から離脱しているものと判定させる。または、スイッチ２０をオフしてから０．１ｍｓｅｃ後における出力応答に関し、今回の数値が前回の数値よりも０．７５Ａ以上大きければ、ピニオン６がリングギヤ８から離脱しているものと判定させる。   Therefore, for example, based on the characteristics shown in FIG. 5, regarding the output response 0.02 msec before turning off the switch 20, if the current value is 0.15 A or more than the previous value, the pinion 6 is disengaged from the ring gear 8. Let them be judged. Alternatively, regarding the output response 0.1 msec after the switch 20 is turned off, if the current numerical value is 0.75 A or more larger than the previous numerical value, it is determined that the pinion 6 is detached from the ring gear 8.

なお、パルス幅として選択した数値（０．２ｍｓｅｃ）は、センサ４８の検出分解能である。
また、パルス入力を与える周期は、以下に説明する渦電流の影響を抑制するため、３００Ｈｚ以下が好ましく、さらに、１００Ｈｚ以下がより好ましい。 The numerical value (0.2 msec) selected as the pulse width is the detection resolution of the sensor 48.
Further, the period for applying the pulse input is preferably 300 Hz or less, and more preferably 100 Hz or less in order to suppress the influence of eddy current described below.

ここで、図６は、プランジャ１７の位置を０、３、６、９ｍｍで変化させてパルス入力の周波数とインダクタンスとの相関を測定した結果を示すものである。これによれば、パルス入力の周波数が高いほど、プランジャ１７の位置の違いによるインダクタンスの差が小さくなり、３００Ｈｚを超えると、プランジャ１７の位置が０ｍｍから９ｍｍの間で変化しても、インダクタンスの数値に明確な差が見られなくなる。   Here, FIG. 6 shows the result of measuring the correlation between the frequency of the pulse input and the inductance by changing the position of the plunger 17 at 0, 3, 6, and 9 mm. According to this, as the frequency of the pulse input is higher, the difference in inductance due to the difference in the position of the plunger 17 becomes smaller. When the frequency exceeds 300 Hz, even if the position of the plunger 17 changes between 0 mm and 9 mm, the inductance No clear difference can be seen in the numbers.

この現象は、パルス入力の繰り返しに伴い発生する渦電流に起因している。
つまり、通常のピニオン６の押し出し操作においてコイル１５に流れる電流は直流なので、交流鉄損が生じない。このため、プランジャ１７の素材には、鍛造鋼等の安価な塊状鉄心材料が採用され、鉄損抑制効果がある積層鋼板は採用されていない。 This phenomenon is caused by an eddy current generated with repeated pulse input.
That is, since the current flowing through the coil 15 in a normal push-out operation of the pinion 6 is a direct current, no AC iron loss occurs. For this reason, cheap lump core materials, such as forged steel, are employ | adopted for the raw material of the plunger 17, and the laminated steel plate which has an iron loss suppression effect is not employ | adopted.

この結果、パルス入力を繰り返しコイル１５に与えると、渦電流が発生して磁性体に磁束が通りにくくなり、このような渦電流の影響はパルス入力の周波数が高いほど顕著になる。すなわち、図７に示すように、パルス入力の周波数が高いほど、磁束は、磁性体の内部を通りにくくなり、コイル１５に近い表面近傍しか通ることができなくなる（なお、図７では、磁性体の内、磁束が通りやすい領域にハッチングを施した。）。この結果、パルス入力の周波数が高いほど判定精度が低下するので、パルス入力の周波数を３００Ｈｚ以下とし、さらにより好ましい数値として１００Ｈｚに設定する。   As a result, when pulse input is repeatedly applied to the coil 15, eddy currents are generated, making it difficult for magnetic flux to pass through the magnetic material. That is, as shown in FIG. 7, the higher the pulse input frequency is, the more difficult the magnetic flux passes through the inside of the magnetic body, and only the vicinity of the surface close to the coil 15 can be passed. Among them, hatching was applied to the area where magnetic flux easily passes.) As a result, since the determination accuracy decreases as the pulse input frequency increases, the pulse input frequency is set to 300 Hz or less, and more preferably set to 100 Hz.

〔実施例の効果〕
実施例の始動装置１によれば、電力変換器３のマイコン４０は、プリセットモードを有し、スタータ２を制御する。ここで、プリセットモードとは、内燃機関７への燃料の供給を停止した後、次の内燃機関７の始動までの待機期間に実行される制御モードであり、電磁ソレノイド９のコイル１５に通電して磁気力を発生させ、ピニオン６をリングギヤ８に噛み合わせるとともに、噛み合わせた後にコイル１５への通電を停止するものである。 [Effects of Examples]
According to the starting device 1 of the embodiment, the microcomputer 40 of the power converter 3 has a preset mode and controls the starter 2. Here, the preset mode is a control mode that is executed during a standby period from when the supply of fuel to the internal combustion engine 7 is stopped to when the internal combustion engine 7 is started, and the coil 15 of the electromagnetic solenoid 9 is energized. Thus, a magnetic force is generated to engage the pinion 6 with the ring gear 8 and stop energization to the coil 15 after the engagement.

さらに、マイコン４０は、待機期間にピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定する機能を有する。そして、マイコン４０は、内燃機関７への燃料の供給を停止した後、プリセットモードを実行してピニオン６をリングギヤ８に噛み合わせ、その後、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したと判定したときに、プリセットモードを、再度、実行する。   Further, the microcomputer 40 has a function of determining whether or not the pinion 6 has detached from the ring gear 8 during the standby period. The microcomputer 40 stops the fuel supply to the internal combustion engine 7 and then executes the preset mode to engage the pinion 6 with the ring gear 8. Thereafter, when the microcomputer 40 determines that the pinion 6 has detached from the ring gear 8, Execute preset mode again.

これにより、プリセットモードの実行後、マイコン４０によって、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを監視することができる。また、マイコン４０によりピニオン６がリングギヤ８から離脱したと判定された場合には、プリセットモードを、再度、実行することで、ピニオン６をリングギヤ８に噛み合わせることができる。このため、プリセットモードの実行後にピニオン６がリングギヤ８から離脱しても、内燃機関７の迅速な始動が可能になる。   Thereby, after execution of the preset mode, the microcomputer 40 can monitor whether or not the pinion 6 is detached from the ring gear 8. When the microcomputer 40 determines that the pinion 6 has detached from the ring gear 8, the pinion 6 can be engaged with the ring gear 8 by executing the preset mode again. For this reason, even if the pinion 6 is detached from the ring gear 8 after execution of the preset mode, the internal combustion engine 7 can be started quickly.

また、始動装置１は、コイル１５に流れる電流を検出するセンサ４８を備え、マイコン４０は、コイル１５に電圧のパルス入力を与えるとともに、パルス入力を与えている最中、または、与えた後のセンサ４８の出力（出力応答）に基づき、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定する。   The starter 1 also includes a sensor 48 that detects a current flowing through the coil 15. The microcomputer 40 provides a voltage pulse input to the coil 15, and during or after the pulse input is applied. Based on the output (output response) of the sensor 48, it is determined whether or not the pinion 6 has detached from the ring gear 8.

プランジャ１７とピニオン６とはレバー１２を介して機械的に連結しているので、ピニオン６がリングギヤ８から離脱すると、プランジャ１７も変位する。このため、ピニオン６がリングギヤ８から離脱すると、コイル１５への通電により生じる磁気回路の磁路長が変動し、コイル１５のインダクタンスが変化する。この結果、ピニオン６がリングギヤ８から離脱すると出力応答が変動するので、出力応答に基づき、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定することができる。   Since the plunger 17 and the pinion 6 are mechanically connected via the lever 12, when the pinion 6 is detached from the ring gear 8, the plunger 17 is also displaced. For this reason, when the pinion 6 is detached from the ring gear 8, the magnetic path length of the magnetic circuit generated by energizing the coil 15 fluctuates, and the inductance of the coil 15 changes. As a result, when the pinion 6 is detached from the ring gear 8, the output response fluctuates. Therefore, it can be determined whether the pinion 6 has detached from the ring gear 8 based on the output response.

また、マイコン４０がパルス入力を与える周期は、３００Ｈｚ以下である。
通常のピニオン６の押し出し操作において電磁ソレノイド９に流れる電流は直流なので、交流鉄損が生じない。このため、プランジャ１７等の磁気回路を構成する部品の素材には、鍛造鋼等の安価な塊状鉄心材料が採用され、鉄損抑制効果がある積層鋼板は採用されていない。 Moreover, the period in which the microcomputer 40 gives the pulse input is 300 Hz or less.
Since the current flowing through the electromagnetic solenoid 9 in a normal push-out operation of the pinion 6 is a direct current, no AC iron loss occurs. For this reason, cheap lump core materials, such as forged steel, are employ | adopted for the raw material of components which comprise magnetic circuits, such as the plunger 17, and the laminated steel plate which has an iron loss suppression effect is not employ | adopted.

この結果、パルス入力を繰り返しコイル１５に与えると、渦電流が発生してコイル１５のインダクタンスに影響を与えるようになり、マイコン４０の判定精度が低下する。また、渦電流の影響は、パルス入力の周波数が高いほど顕著になって判定精度が低下する。そこで、パルス入力を与える周期を３００Ｈｚ以下にすることで、プランジャ１７の素材が塊状鉄心材料でも、渦電流がインダクタンスに及ぼす影響を緩和して判定精度を高精度に保つことができる。   As a result, when pulse input is repeatedly applied to the coil 15, an eddy current is generated and affects the inductance of the coil 15, and the determination accuracy of the microcomputer 40 is lowered. Further, the influence of eddy current becomes more prominent as the pulse input frequency is higher, and the determination accuracy is lowered. Thus, by setting the period for applying the pulse input to 300 Hz or less, even if the material of the plunger 17 is a massive core material, the influence of eddy current on the inductance can be alleviated and the determination accuracy can be kept high.

さらに、パルス入力のパルス幅はセンサ４８の検出分解能である。
これにより、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定するために必要な消費電力を低減することができる。 Further, the pulse width of the pulse input is the detection resolution of the sensor 48.
As a result, it is possible to reduce the power consumption necessary for determining whether or not the pinion 6 has detached from the ring gear 8.

〔変形例〕
始動装置１の態様は実施例に限定されず、種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例の始動装置１は、コイル１５に流れる電流を検出するセンサ４８を備え、判定手段としてのマイコン４０は、コイル１５に電圧のパルス入力を与えるとともに出力応答に基づき、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定していたが、判定手段の態様は、このようなものに限定されない。 [Modification]
The aspect of the starter 1 is not limited to the embodiment, and various modifications can be considered.
For example, the starting device 1 according to the embodiment includes a sensor 48 that detects a current flowing through the coil 15, and the microcomputer 40 as a determination unit applies a voltage pulse input to the coil 15 and the pinion 6 is connected to the ring gear based on the output response. Although it has been determined whether or not it has departed from 8, the mode of the determination means is not limited to this.

例えば、プランジャ１７の位置を検出するポジションセンサを設けて、プランジャ１７の位置を、直接、検出することで、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定してもよい。
また、始動装置１に、コイル１５に印加される電圧を検出するセンサを設け、マイコン４０には、コイル１５に電流のパルス入力を与えさせ、電圧の出力応答に基づき、ピニオン６の離脱を判定するようにしてもよい。 For example, a position sensor that detects the position of the plunger 17 may be provided, and the position of the plunger 17 may be directly detected to determine whether or not the pinion 6 has detached from the ring gear 8.
Further, the starter 1 is provided with a sensor for detecting the voltage applied to the coil 15, and the microcomputer 40 is supplied with a current pulse input to the coil 15, and the separation of the pinion 6 is determined based on the voltage output response. You may make it do.

また、実施例の始動装置１によれば、プランジャ１７等の磁気回路を構成する部品の素材には、鍛造鋼等の安価な塊状鉄心材料が採用されていたが、これらの部品の素材として、鉄損抑制効果がある積層鋼板や圧粉鉄心等を採用してもよい。この場合、例えば、コイル１５の通電量を数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚの周波数でＰＷＭ制御し、通電量の時間変化率に基づき、ピニオン６がリングギヤ８から離脱したか否かを判定してもよい。   Moreover, according to the starting device 1 of the embodiment, an inexpensive lump core material such as forged steel has been adopted as the material of the parts constituting the magnetic circuit such as the plunger 17, but as the material of these parts, A laminated steel plate or a dust core having an iron loss suppressing effect may be employed. In this case, for example, the energization amount of the coil 15 may be PWM controlled at a frequency of several kHz to several tens of kHz, and it may be determined whether or not the pinion 6 has detached from the ring gear 8 based on the time change rate of the energization amount. .

また、実施例の始動装置１によれば、電動モータ１０は同期モータであったが、電動モータ１０として直流モータを採用し、インバータ回路４１に変えてチョッパ回路を設け、チョッパ回路により電動モータ１０の通電量を変化させてもよい。
また、実施例の始動装置１によれば、コイル１５への通電量はシャント抵抗により検出していたが、ホール素子型の電流センサにより通電量を検出してもよい。
さらに、実施例の始動装置１によれば、電力変換器３が有するマイコン４０は１つであり、１つのマイコン４０が電磁ソレノイド９および電動モータ１０の両方を制御していたが、電磁ソレノイド９、電動モータ１０の制御用に個別にマイコンを設けてもよい。 Further, according to the starting device 1 of the embodiment, the electric motor 10 is a synchronous motor. However, a DC motor is adopted as the electric motor 10, a chopper circuit is provided instead of the inverter circuit 41, and the electric motor 10 is provided by the chopper circuit. The energization amount may be changed.
According to the starting device 1 of the embodiment, the energization amount to the coil 15 is detected by the shunt resistance, but the energization amount may be detected by a Hall element type current sensor.
Furthermore, according to the starting device 1 of the embodiment, the power converter 3 has one microcomputer 40, and one microcomputer 40 controls both the electromagnetic solenoid 9 and the electric motor 10, but the electromagnetic solenoid 9 A microcomputer may be separately provided for controlling the electric motor 10.

１ 始動装置 ２ スタータ ６ ピニオン ７ 内燃機関 ８ リングギヤ ９ 電磁ソレノイド １０ 電動モータ １２ レバー １３ ヘリカルスプライン ４０ マイコン（制御手段、判定手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Starter 2 Starter 6 Pinion 7 Internal combustion engine 8 Ring gear 9 Electromagnetic solenoid 10 Electric motor 12 Lever 13 Helical spline 40 Microcomputer (control means, determination means)

Claims (4)

レバー（１２）を介して電磁ソレノイド（９）の磁気力をピニオン（６）に機械的に伝達するとともに、ヘリカルスプライン（１３）により前記ピニオン（６）を回転させながら直進させてリングギヤ（８）に噛み合わせ、さらに、前記ヘリカルスプライン（１３）を経由して電動モータ（１０）のトルクを前記ピニオン（６）に伝達することで、前記リングギヤ（８）を回転駆動して内燃機関（７）を始動するスタータ（２）と、
前記内燃機関（７）への燃料の供給を停止した後、次の前記内燃機関（７）の始動までの待機期間に実行される制御モードであって、前記電磁ソレノイド（９）に通電して磁気力を発生させ、前記ピニオン（６）を前記リングギヤ（８）に噛み合わせるとともに、噛み合わせた後に前記電磁ソレノイド（９）への通電を停止するプリセットモードを有し、前記スタータ（２）を制御する制御手段（４０）と、
前記待機期間に前記ピニオン（６）が前記リングギヤ（８）から離脱したか否かを判定する判定手段（４０）とを備え、
前記制御手段（４０）は、前記内燃機関（７）への燃料の供給を停止した後、前記プリセットモードを実行して前記ピニオン（６）を前記リングギヤ（８）に噛み合わせ、その後、前記判定手段（４０）により前記ピニオン（６）が前記リングギヤ（８）から離脱したと判定されたときに、前記プリセットモードを、再度、実行することを特徴とする内燃機関（７）の始動装置（１）。 The magnetic force of the electromagnetic solenoid (9) is mechanically transmitted to the pinion (6) via the lever (12), and the pinion (6) is rotated straight by the helical spline (13) to be moved forward. Further, the torque of the electric motor (10) is transmitted to the pinion (6) via the helical spline (13), so that the ring gear (8) is rotationally driven to drive the internal combustion engine (7). A starter (2) for starting
This is a control mode that is executed during a standby period after the fuel supply to the internal combustion engine (7) is stopped and until the next start of the internal combustion engine (7), and the electromagnetic solenoid (9) is energized. A preset mode in which a magnetic force is generated to engage the pinion (6) with the ring gear (8) and stop energization to the electromagnetic solenoid (9) after engaging the starter (2); Control means (40) for controlling;
Determination means (40) for determining whether or not the pinion (6) has detached from the ring gear (8) during the waiting period;
The control means (40) stops the fuel supply to the internal combustion engine (7) and then executes the preset mode to mesh the pinion (6) with the ring gear (8), and then the determination When the means (40) determines that the pinion (6) has detached from the ring gear (8), the preset mode is executed again, and the internal combustion engine (7) starter (1) ). 請求項１に記載の内燃機関（７）の始動装置（１）において、
前記電磁ソレノイド（９）に流れる電流、または、前記電磁ソレノイド（９）に印加される電圧を検出するセンサ（４８）を備え、
前記判定手段（４０）は、前記電磁ソレノイド（９）に電圧または電流のパルス入力を与えるとともに、このパルス入力を与えている最中、または、与えた後の前記センサ（４８）の出力に基づき、前記ピニオン（６）が前記リングギヤ（８）から離脱したか否かを判定することを特徴とする内燃機関（７）の始動装置（１）。 In the starting device (1) for an internal combustion engine (7) according to claim 1,
A sensor (48) for detecting a current flowing through the electromagnetic solenoid (9) or a voltage applied to the electromagnetic solenoid (9);
The determination means (40) gives a voltage or current pulse input to the electromagnetic solenoid (9), and based on the output of the sensor (48) during or after giving the pulse input. A starting device (1) for an internal combustion engine (7), wherein it is determined whether or not the pinion (6) is detached from the ring gear (8). 請求項２に記載の内燃機関（７）の始動装置（１）において、
前記判定手段（４０）が前記パルス入力を与える周期は、３００Ｈｚ以下であることを特徴とする内燃機関（７）の始動装置（１）。 In the starting device (1) for an internal combustion engine (7) according to claim 2,
A starter (1) for an internal combustion engine (7), wherein the period for which the determination means (40) provides the pulse input is 300 Hz or less. 請求項２または請求項３に記載の内燃機関（７）の始動装置（１）において、
前記パルス入力のパルス幅は前記センサ（４８）の検出分解能であることを特徴とする内燃機関（７）の始動装置（１）。 In a starting device (1) for an internal combustion engine (7) according to claim 2 or claim 3,
The starter (1) for an internal combustion engine (7), wherein the pulse width of the pulse input is a detection resolution of the sensor (48).
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