JP5188627B2 - エンジン始動装置 - Google Patents

エンジン始動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5188627B2
JP5188627B2 JP2011528677A JP2011528677A JP5188627B2 JP 5188627 B2 JP5188627 B2 JP 5188627B2 JP 2011528677 A JP2011528677 A JP 2011528677A JP 2011528677 A JP2011528677 A JP 2011528677A JP 5188627 B2 JP5188627 B2 JP 5188627B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
ring gear
gear
pinion gear
crank angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011528677A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011024511A1 (ja
Inventor
弘明 北野
正彦 栗重
大輔 水野
光一郎 亀井
史郎 米澤
一浩 小田原
直人 金田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2011528677A priority Critical patent/JP5188627B2/ja
Publication of JPWO2011024511A1 publication Critical patent/JPWO2011024511A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5188627B2 publication Critical patent/JP5188627B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
    • F02N11/0855—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear during engine shutdown or after engine stop before start command, e.g. pre-engagement of pinion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/067—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement the starter comprising an electro-magnetically actuated lever
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022—Engine speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

この発明は、所定のアイドルストップ条件が成立するとエンジンのアイドルストップを行い、再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン始動装置に関するものである。
従来、自動車の燃費改善・環境負荷低減等を目的として、所定の条件が満たされると自動でアイドルストップを行う自動アイドルストップシステムが開発されてきた。例えば、下記特許文献１に記載のスタータピニオンをリングギアに噛み合わせるための方法およびスタータ制御装置では、リングギアの回転数が所定の範囲内かつ回転方向が順方向である場合にピニオンギアをリングギアに噛み合わせており、早期のピニオンギアとリングギアとの噛み合い状態を実現している。
また、下記特許文献２においては、一度逆転したリングギアがまた正転方向に移行するときにピニオンギアを噛み合わせている。
特開２００７−１０７５２７号公報 特開２００５−３１５１９７号公報
しかしながら、上記特許文献１においてはピストンの圧縮・膨張によるトルク変動を考慮しているとは言えず、例えば所定範囲の最大回転数を下回った直後に、膨張行程に入った気筒が存在すればリングギア回転数が上昇し、ピニオンギアがリングギアに当接する時点になると、所定の回転数範囲を超えており、噛み合い性が低下する場合があった。
また上記特許文献２においては、逆回転中にドライバからの再始動要求が来た場合に、逆回転しているリングギアが正回転となるまで待つ必要があり、ドライバが再始動時に違和感を感じる可能性があった。
この発明は係る問題を解決するためになされたものであり、自動アイドルストップシステムにおけるエンジンの惰性回転中のピニオンギアとリングギアとの噛み合わせを、スムーズ(噛み合い性良く)にかつ速やかに行うことを可能にしたエンジン始動装置を提供することを可能にする。
この発明は、所定のアイドルストップ条件が成立するとアイドルストップを行い再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン始動装置であって、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサと、エンジンのクランク軸に連結しエンジンの回転を伝達するリングギアと、前記リングギアの回転数を検出するリングギア回転数検出手段と、エンジンを始動するためのスタータモータと、前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、前記ピニオンギアを押し出し前記リングギアと噛み合わせるピニオンギア押し出し手段と、前記リングギア回転数検出手段のリングギア回転数が所定の閾値を下回ったときに前記ピニオン押し出し手段を駆動して前記ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせるピニオンギア押し出し制御手段を備え、前記所定の閾値は、クランク角、ギアレンジのうち少なくとも一つにより、決定されることを特徴とするエンジン始動装置にある。
この発明では、ピニオンギアとリングギアとの噛み合わせをスムーズかつ速やかに行うことで、ドライバに違和感を与えず、さらに部品の長寿命化を達成できる。
この発明の実施の形態１によるエンジン始動装置の概略構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１におけるアイドルストップ制御の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１におけるピニオンギア押し出し制御の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１におけるクランク角と４気筒エンジンにおける各気筒の吸排気行程を示すイメージ図である。 この発明の実施の形態１におけるアイドルストップ開始からエンジンが惰性回転により回転数が降下していく際の、リングギア回転数およびクランク角を示すイメージ図である。 エンジン惰性回転中のリングギア回転数、クランク角および一定の閾値とした場合のそれぞれの時間的変化を示すイメージ図である。 この発明の実施の形態１におけるエンジン惰性回転中のリングギア回転数、クランク角およびクランク角毎に設定した閾値とした場合のそれぞれの時間的変化を示すイメージ図である。 この発明の実施の形態２によるエンジン始動装置の概略構成を示すブロック図である。 アイドルストップによるエンジン惰性回転中のギアレンジ毎のリングギア回転数降下特性の違いを示す図である。 クランク角のパルスとリングギア回転数の時間的変化を示す図である。
この発明では、ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせるタイミングを、エンジンのピストンの圧縮、膨張動作が反映されているクランク角毎に設定された閾値、トランスミッションのギアレンジ毎に設定された閾値、再始動条件を考慮して設定された閾値、さらにはこれらのうちの所望の複数を組み合わせて考慮した閾値に基づきを決めている。これにより、例えばクランク角毎に発生するピストンの圧縮・膨張によるトルク変動を予測することができ、それに合わせてピニオンギア押し出し制御手段によりピニオンギア押し出し手段を駆動することにより、ピニオンギア押し出し開始後に、リングギア回転数が上昇に転じ、ピニオンギアとリングギアとが実際に当接する時点において、リングギア回転数が噛み合い可能な範囲外となることを防ぎ、ピニオンギアとリングギアをスムーズに噛み合わせることが可能となる。
以下この発明によるエンジン始動装置を各実施の形態に従って図を用いて説明する。なお各図において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し重複する説明は省略する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエンジン始動装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、エンジンＥＣＵ１０はアイドルストップ条件(例えば時速５ｋｍ／ｈ以下かつドライバがブレーキを踏んでいる等)が成り立つか否かを判定し、これをエンジン始動装置１９のコントローラ１３へと入力する。エンジン始動装置１９は、エンジンのクランク軸(図示省略)に連結しエンジンの回転を伝えるリングギア１１と、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサ１２と、スタータ１８と、スタータモータ１７とソレノイド１６への通電を制御するコントローラ１３とを備える。スタータ１８は、スタータモータ１７の回転を伝えるピニオンギア１４と、ピニオンギア１４を押し出しリングギア１１と噛み合わせるためのプランジャ１５と、通電することによりプランジャ１５を可動させることができるソレノイド１６を備える。コントローラ１３による通電の制御は、スタータモータ１７への通電とソレノイド１６への通電を制御することができる。
なお、図１ではコントローラ１３とエンジンＥＣＵ１０を別々のものとして示しているが、コントローラ１３を備える代わりに、エンジンＥＣＵ１０が処理を行っても良い。従ってエンジン始動装置１９はエンジンＥＣＵ１０を含み得る。また、コントローラ１３およびエンジンＥＣＵ１０がリングギア回転数検出手段とピニオンギア押し出し制御手段を構成し、プランジャ１５とソレノイド１６がピニオンギア押し出し手段を構成する。
ここで図２、図３のフローチャートを参照しながら、この発明におけるコントローラ１３およびエンジンＥＣＵ１０での処理を説明する。まず図２を用いてピニオンギア１４とリングギア１１を噛み合せる前までのアイドルストップ制御の動作を説明する。エンジンＥＣＵ１０へ入力される信号でアイドルストップ条件が成立しているか否かを判定する(Ｓ１１０)。成立していなければ次の制御周期へと進む。ステップＳ１１０でアイドルストップ条件が成立していたならば、アイドルストップ制御を開始し(Ｓ１１１)、エンジンＥＣＵ１０の制御によりエンジンへの燃料供給をストップさせる。そして、エンジンの惰性回転によりリングギア回転数が降下する間に、エンジンＥＣＵ１０への信号でドライバからのエンジン再始動要求(例えばブレーキペダルから足を離す等)があるかを判定する(Ｓ１１２)。再始動要求があった場合には、ステップＳ１１３に進み、リングギア回転数Ｎｒがエンジン自己復帰可能回転数(例えば５００ｒｐｍ)以上か判定を行う。
ここでリングギア回転数Ｎｒは、クランク角センサ１２からのセンサ入力周期よりコントローラ１３で演算しているが、代わりにエンコーダやパルス発生器からの信号のＦＶ(周波数−電圧)変換等による、別の手段を用いてリングギア回転数Ｎｒを検出してもよい。
なお、エンジン自己復帰可能回転数とは、スタータ１８によるクランキングを行わずに、燃料を噴射し着火するだけで再始動可能な回転数のことであり、例えば燃料を多めに噴射することで、燃焼させやすくする等の制御があるが、エンジン自己復帰の制御の詳細に関しては、この発明の範囲ではない。
ステップＳ１１３においてリングギア回転数がエンジン自己復帰回転数以上と判定されたならば、ステップＳ１１４に進みエンジンをエンジン自己復帰制御を行い、エンジンを再始動させる。また、ステップＳ１１２においてドライバからの再始動要求がなかった場合、およびステップＳ１１３においてリングギア回転数がエンジン自己復帰可能回転数より小さかった場合は、ステップＳ１１５へと進み、ピニオンギア１４をリングギア１１と噛み合わせる制御を行う。
次に図３を用いて、ピニオンギアを押し出してピニオンギア１４とリングギア１１とを噛み合わせる制御の説明を行う。アイドルストップ条件が成立してアイドルストップによりエンジンの回転が降下していく。そしてまず再始動要求があるか否かを判定する(Ｓ１２０)。再始動要求がないと判定された場合は、ステップＳ１２２へと進み、リングギア回転数Ｎｒと閾値Ｔｒ1との比較を行う。リングギア回転数Ｎｒの方が小さいならば、ステップＳ１２３へと進む。ステップＳ１２３では、ソレノイド１６へと通電を開始して、プランジャ１５を駆動させ、ピニオンギア１４とリングギア１１とを噛み合せる(Ｓ１２４)。また、ステップＳ１２２においてリングギア回転数Ｎｒが閾値Ｔｒ1以上であった場合には、ステップＳ１２０へと戻り、リングギア回転数Ｎｒが閾値Ｔｒ1より小さくなるまでステップＳ１２０〜ステップＳ１２２を繰り返す。
ここでＴｒ1について簡単に説明する。一般的にソレノイド１６へと通電を開始してから、実際にリングギア１１とピニオンギア１４が当接するまでには時間遅れがあり、その時間遅れの間にもリングギア回転数Ｎｒは変化する。そこで、この時間遅れの間のリングギア回転数Ｎｒの変化量を閾値Ｔｒ1として、エンジン特性より予め設定しておくことにより、ギア当接時のリングギア回転数を小さくし、静粛に噛み合わせることが可能となる。
リングギア回転数Ｎｒが閾値Ｔｒ1を下回るまでの間にステップＳ１２０で再始動要求があるならばステップＳ１２１に進み、リングギア回転数Ｎｒと閾値Ｔｒ2との比較を行い、リングギア回転数Ｎｒの方が小さいならば、ステップＳ１２３へと進む。ステップＳ１２３では、ソレノイド１６へと通電を開始して、プランジャ１５を駆動して、ピニオンギア１４とリングギア１１とを噛み合せる(Ｓ１２４)。また、ステップＳ１２１においてリングギア回転数Ｎｒが閾値Ｔｒ2以上であった場合には、リングギア回転数Ｎｒが低下し、閾値Ｔｒ2より小さくなるまで待機する。
ここで、閾値Ｔｒ1、Ｔｒ2について４気筒のエンジンを例に説明する。図４に例として４気筒エンジンにおける１サイクル中の各気筒の行程を示す。各気筒ともに２回転(７２０ｄｅｇ)で１サイクル(圧縮、膨張、排気、吸気の４行程)となっているが、ハッチングの部分で示したように、各気筒の上死点付近では１つの気筒のみ吸気弁と排気弁が閉じている。さらに、この両弁とも閉じている期間は、上死点を通過する際の膨張、圧縮によるトルク変動が最も大きい期間であり、この上死点近傍のクランク角ではリングギア回転数の脈動が大きくなる。
そこで閾値Ｔｒ1、Ｔｒ2は、クランク角センサ１２により検出されたクランク角Ｃang毎に設定されており、この閾値Ｔｒ1、Ｔｒ2はエンジンが複数の気筒を有する場合は、膨張行程によるリングギア回転数を上昇させようとするトルクが摩擦等に起因するリングギア回転数を下降させようとするトルクより大きくなるクランク角から、膨張行程によるリングギア回転数を上昇させようとするトルクより摩擦等に起因するリングギア回転数を下降させようとするトルクの方が大きくなるクランク角までの期間(角度領域)(例えば、図４において気筒１のＢＴＤＣ(上死点前)１０ｄｅｇから気筒１のＡＴＤＣ(上死点後)３０ｄｅｇ(気筒２のＢＴＤＣ１５０ｄｅｇ)まで)はその他のクランク角での閾値よりもリングギア回転数閾値Ｔｒ(Ｔｒ1，Ｔｒ2も含む、以下同様)を低くしてもよい。
また、上述の上死点近傍のクランク角度領域は、エンジン回転の角加速度が増加傾向であるクランク角度領域としてもよい。
アイドルストップによる惰性回転中のリングギア回転数Ｎｒは、吸排気行程等のトルク変動により、図５に示すようにクランク角毎に周期的に脈動を起こしながら降下する。図５の(ａ)はクランク角、(ｂ)はその時のリングギア回転数を示す。図６はエンジン惰性回転中のリングギア回転数、クランク角および一定の閾値とした場合のそれぞれの時間的変化を示すイメージ図である。(ａ)にはクランク角、(ｂ)にはリングギア回転数および一定閾値(”一定回転数閾値”および”噛み合い可能回転数”参照)を示す。クランク角度毎に閾値Ｔｒを決めず、閾値Ｔｒを一定としていたとすると、図６に示すようにピニオンギア１４とリングギア１１とを噛み合わせるためにピニオンギア１４を押し出した後、実際にピニオンギア１４とリングギア１１とが当接する時点で、膨張行程による回転数を上昇させるトルクが発生し、リングギア回転数Ｎｒ(図６の(ｂ)参照)が噛み合い可能な回転数より大きくなってしまう場合があり、スムーズに噛み合わず部品の寿命を縮めたり、ギア同士の衝突音が発生することがある。
図７はこの発明の実施の形態１におけるエンジン惰性回転中のリングギア回転数、クランク角およびクランク角毎に設定した閾値とした場合のそれぞれの時間的変化を示すイメージ図である。(ａ)にクランク角、(ｂ)にリングギア回転数および可変閾値(”本発明における回転数閾値”および”噛み合い可能回転数”参照)を示す。図７に示すようにクランク角Ｃang毎に回転数閾値を変化させることで、ピニオンギア１４を押し出した後、回転数が上昇し、実際にピニオンギア１４とリングギア１１が当接する時に、噛み合い可能な範囲外となることを防ぐことができる。
また、閾値Ｔｒ2をＴｒ1より高い回転数に設定することにより、再始動要求があった場合にはより早くピニオンギア１４とリングギア１１とを噛み合わせることができ、再始動要求がない場合にはより小さい回転数で噛み合わせることにより、静かに噛み合わせることが可能となる。
このように、クランク角Ｃang毎に閾値Ｔｒを設定し、上死点近傍のクランク角においては閾値Ｔｒを低く設定することにより、ピニオン押し出し開始後に、リングギア回転数Ｎｒが上昇に転じ、ピニオンギア１４とリングギア１１とが実際に当接する時点において、リングギア回転数Ｎｒが噛み合い可能な範囲外となることを防ぐ。
以上のように、この発明の実施の形態１に係るエンジン始動装置は、エンジン始動装置１９は、エンジンの回転を伝えるリングギア１１と、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサ１２と、スタータ１８と、スタータ１８とソレノイド１６への通電を制御するコントローラ１３とを備え、スタータ１８はスタータモータ１７の回転を伝えるピニオンギア１４と、ピニオンギア１４を押し出しリングギア１１と噛み合わせるためのプランジャ１５と、通電することによりプランジャ１５を可動させることができるソレノイド１６を備えており、コントローラ１３による通電の制御は、スタータモータ１７への通電とソレノイド１６への通電を制御することができる。
コントローラ１３およびエンジンＥＣＵ１０は、図２、図３のフローチャートに従い、クランク角センサ１２により検出されるクランク角毎に閾値を有し、上記クランク角から求められるリングギア回転速度が上記閾値より低くなった時点でソレノイド１６への通電を行い、ピニオンの押し出しを開始する。
このようにこの実施の形態によれば、エンジンＥＣＵ１０によりアイドルストップ条件の成立がコントローラ１３に入力され、エンジンが惰性回転により回転数が降下していく際に、クランク角毎に閾値を設定し、上死点近傍のクランク角においては閾値を低く設定することにより、ピニオンギア押し出し開始後に、リングギア回転数が上昇に転じ、ピニオンギア１４とリングギア１１とが実際に当接する時点において、リングギア回転数が噛み合い可能な範囲外となることを防ぐことにより、リングギア１１とピニオンギア１４の噛み合い音を小さくし、さらに衝撃を低減することにより部品の寿命をも伸ばすことができる。
また、この実施の形態では上死点近傍に相当するクランク角Ｃangにおいて、閾値Ｔｒを低く設定するとしたが、代わりにピニオンの押し出しを禁止してもよい。また、図１ではコントローラ１３とエンジンＥＣＵ１０を別々のものとしているが、コントローラ１３を備える代わりに、エンジンＥＣＵ１０が処理を行っても良い。また、この実施の形態における上死点近傍の角度とは、ピストンの吸気弁および排気弁が両方とも閉まっている気筒が１つだけとなっているクランク角度としてもよい。
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２によるエンジン始動装置の概略構成を示すブロック図である。図８のエンジン始動装置では、さらにトランスミッションのギアレンジがどこに設定されているかを検出するギアレンジセンサ２０(ギアレンジ検出手段を構成する)を備え、このギアレンジ毎に各閾値Ｔｒ(Ｔｒ1，Ｔｒ2を含む、以下同様)を設定してもよい。これによりコントローラはコントローラ１３Ａとなっている。
図９はアイドルストップによるエンジン惰性回転中のギアレンジ毎のリングギア回転数降下特性を示している。図９に示すように、Ｄ(ドライブ)レンジにギアを入れている場合には、Ｎ(ニュートラル)レンジに入れている場合に比べて、Ｄレンジ選択によりエンジンと駆動系への接続がなされているため、タイヤや変速機等からの摩擦トルクや粘性トルクが伝達され、惰性回転中のエンジン回転数の降下が早くなる場合がある。そのためギアレンジセンサ２０によりＤレンジであると検出された場合には、Ｎレンジにある場合に比して閾値Ｔｒを高く設定する。
これにより、Ｄレンジにおいてアイドルストップする場合においても、目標とするリングギア回転数の範囲内で噛み合いを行うことが可能となり、よりスムーズにピニオンギア１４とリングギア１１を噛み合わせることが可能となる。
実施の形態３．
また、上記クランク角センサ１２で検出するパルスは、クランク角やカム角の基準位置を見つけるためにパルスが出力されない角度域、いわゆる歯欠けの角度がある。図１０の(ａ)に歯欠け角度域を含むクランク角パルスの時間的変化、(ｂ)その際のリングギア回転数の時間的変化を示す。図１０に示すように、通常の２倍あるいは３倍の角度分だけクランク角によるパルスが検出されず、その間リングギア回転数Ｎｒが変化してしまい、場合によってはエンジンが完全に停止するまでパルスが入力されず、リングギア回転数が更新されないことが起こりうる。
そこで、上記歯欠けとなる角度域の直前の角度域における閾値Ｔｒ(Ｔｒ1，Ｔｒ2を含む、以下同様)を高く設定し、ピニオンギアを早期に押し出しても良い。これにより、歯欠けの角度域でクランク角からのパルス信号が入力されず待ち状態にある時に、実際のリングギア回転数Ｎｒが大きく変化しているもしくは完全に停止することを防ぐことができる。
また、バッテリ電圧や車速に応じて上述の各閾値を変更してもよく、例えばバッテリ電圧が低い場合にはソレノイド１６に流れる電流が小さくなるためピニオンギア１４を移動させる力が弱くなり、ソレノイド１６への通電開始からリングギアとピニオンギアが当接するまでの時間が長くなる。よって、バッテリ電圧が低い場合に閾値を高く設定することにより、ギア当接時のリングギア回転数を小さくすることができる。
これは例えばピニオンギア押し出し制御手段を構成するコントローラ１３およびエンジンＥＣＵ１０が電源電圧検出手段も構成し、通常のエンジン制御のために外部のバッテリ電圧センサ等(図示省略)からエンジンＥＣＵ１０に入力される電源電圧信号からバッテリ電圧を得て、バッテリ電圧に従って上述のように各閾値を設定する。
一方、車速が高い場合には、例えばギアレンジがＤレンジに設定されている場合に、タイヤの回転等から順回転方向のトルクがエンジンに伝わり、リングギア回転数の変化量が小さくなる場合がある。よって、車速が高い場合に上述の各閾値を小さく設定することにより、ギア当接時のリングギア回転数を小さくすることができる。
これは例えばピニオンギア押し出し制御手段を構成するコントローラ１３およびエンジンＥＣＵ１０が車速検出手段も構成し、通常のエンジン制御のために外部の車速センサ等(図示省略)からエンジンＥＣＵ１０に入力される車速信号から車速、またはさらにギアレンジセンサ２０からギアレンジ信号を得て、車速またはさらにギアレンジに従って上述のように各閾値を設定する。
なお、この発明は上記個々の実施の形態に限定されるものではなく、これらの可能な組み合わせを全て含むことは云うまでもない。従ってピニオンギアとリングギアとを噛み合わせるタイミングを決める閾値は、クランク角毎に設定するものとする、トランスミッションのギアレンジを考慮する、再始動条件の有無を考慮する、クランク角センサの歯欠け角度域を考慮する、のうちの所望の複数を考慮して設定された閾値とする。例えば全てを考慮した場合、閾値は、クランク角毎に設定し、かつトランスミッションのギアレンジ毎に設定し、さらにそれぞれ再始動条件の有無に従ってそれぞれ設定し、かつクランク角センサの歯欠け角度域を考慮して設定したものとなる。
１０ エンジンＥＣＵ、１１ リングギア、１２ クランク角センサ、１３，１３Ａ コントローラ、１４ ピニオンギア、１５ プランジャ、１６ ソレノイド、１７ スタータモータ、１８ スタータ、１９ エンジン始動装置、２０ ギアレンジセンサ。

Claims (12)

  1. 所定のアイドルストップ条件が成立するとアイドルストップを行い再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン始動装置であって、
    エンジンのクランク角を検出するクランク角センサと、
    エンジンのクランク軸に連結しているリングギアと、
    前記リングギアの回転数を検出するリングギア回転数検出手段と、
    エンジンを始動するためのスタータモータと、
    前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、
    前記ピニオンギアを押し出し前記リングギアと噛み合わせるピニオンギア押し出し手段と、
    前記リングギア回転数検出手段のリングギア回転数が所定の閾値を下回ったときに前記ピニオン押し出し手段を駆動して前記ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせるピニオンギア押し出し制御手段を備え、
    前記所定の閾値は、クランク角、ギアレンジのうち少なくとも一つにより、決定されることを特徴とするエンジン始動装置。
  2. 前記ピニオンギア押し出し制御手段が、アイドルストップ条件が成立してアイドルストップによりエンジンの回転が降下していき、前記リングギア回転数が第１の閾値を下回った時に前記ピニオン押し出し手段を駆動して前記ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせ、リングギア回転数が前記第１の閾値を下回るまでの間に、前記再始動条件が成立した時に、リングギア回転数が前記第１の閾値より高い第２の閾値より下回る時に再始動のために前記ピニオン押し出し手段を駆動して前記ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせることを特徴とする請求項１記載のエンジン始動装置。
  3. エンジンのためのトランスミッションのギアレンジの現在設定位置を検出するギアレンジ検出手段をさらに備え、前記ピニオンギア押し出し制御手段の前記閾値又は前記第１及び第２の閾値が、前記ギアレンジ検出手段により検出されたギアレンジ毎に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン始動装置。
  4. 前記ピニオンギア押し出し制御手段の前記閾値又は前記第１及び第２の閾値が、エンジンの各気筒の上死点近傍の所定のクランク角度領域では、値を下げて設定されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
  5. 前記ピニオンギア押し出し制御手段が、エンジンの各気筒の上死点近傍の所定のクランク角度領域では、前記ピニオンギア押し出し手段を駆動しないことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
  6. 前記上死点近傍の所定のクランク角度領域が、エンジン回転の角加速度が増加傾向であるクランク角度領域であることを特徴とする請求項４または５に記載のエンジン始動装置。
  7. 前記上死点近傍の所定のクランク角度領域が、エンジンのピストンの吸気弁および排気弁が両方とも閉まっている気筒に対応するクランク角度領域であることを特徴とする請求項４または５に記載のエンジン始動装置。
  8. クランク角の基準のためのクランク角センサのパルスが検出されない角度域が存在する場合に、前記パルスが検出されない角度域の直前の角度域での前記閾値又は前記第１及び第２の閾値がより高く設定されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
  9. 電源電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、前記ピニオンギア押し出し制御手段が、前記電源電圧検出手段により検出された電源電圧が所定の電圧よりも低い場合に、前記閾値又は前記第１及び第２の閾値を高く設定することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
  10. 車速を検出する車速検出手段を備え、前記ピニオンギア押し出し制御手段が、前記車速検出手段により検出された車速により、前記閾値又は前記第１及び第２の閾値を変更することを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のエンジン始動装置。
  11. 所定のアイドルストップ条件が成立するとアイドルストップを行い再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン始動装置であって、
    エンジンのクランク角を検出するクランク角センサと、
    エンジンのクランク軸に連結しているリングギアと、
    前記リングギアの回転数を検出するリングギア回転数検出手段と、
    エンジンを始動するためのスタータモータと、
    前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、
    前記ピニオンギアを押し出し前記リングギアと噛み合わせるピニオンギア押し出し手段と、
    前記リングギア回転数検出手段のリングギア回転数が所定の閾値を下回ったときに前記ピニオン押し出し手段を駆動して前記ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせるピニオンギア押し出し制御手段を備え、
    前記所定の閾値は、再始動条件により決定されるエンジン始動装置において、
    電源電圧を検出する電源電圧検出手段を備え、前記ピニオンギア押し出し制御手段が、前記電源電圧検出手段により検出された電源電圧が所定の電圧よりも低い場合に、前記閾値を高く設定することを特徴とするエンジン始動装置。
  12. 所定のアイドルストップ条件が成立するとアイドルストップを行い再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動アイドルストップシステムのためのエンジン始動装置であって、
    エンジンのクランク角を検出するクランク角センサと、
    エンジンのクランク軸に連結しているリングギアと、
    前記リングギアの回転数を検出するリングギア回転数検出手段と、
    エンジンを始動するためのスタータモータと、
    前記スタータモータの回転を前記リングギアに伝達するピニオンギアと、
    前記ピニオンギアを押し出し前記リングギアと噛み合わせるピニオンギア押し出し手段と、
    前記リングギア回転数検出手段のリングギア回転数が所定の閾値を下回ったときに前記ピニオン押し出し手段を駆動して前記ピニオンギアとリングギアとを噛み合わせるピニオンギア押し出し制御手段を備え、
    前記所定の閾値は、再始動条件により決定されるエンジン始動装置において、
    車速を検出する車速検出手段を備え、前記ピニオンギア押し出し制御手段が、前記車速検出手段により検出された車速により、前記閾値を変更することを特徴とするエンジン始動装置。
JP2011528677A 2009-08-27 2010-04-15 エンジン始動装置 Active JP5188627B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011528677A JP5188627B2 (ja) 2009-08-27 2010-04-15 エンジン始動装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009196695 2009-08-27
JP2009196695 2009-08-27
JP2011528677A JP5188627B2 (ja) 2009-08-27 2010-04-15 エンジン始動装置
PCT/JP2010/056746 WO2011024511A1 (ja) 2009-08-27 2010-04-15 エンジン始動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011024511A1 JPWO2011024511A1 (ja) 2013-01-24
JP5188627B2 true JP5188627B2 (ja) 2013-04-24

Family

ID=43627625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011528677A Active JP5188627B2 (ja) 2009-08-27 2010-04-15 エンジン始動装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8757120B2 (ja)
JP (1) JP5188627B2 (ja)
CN (1) CN102472232B (ja)
DE (1) DE112010003384B4 (ja)
WO (1) WO2011024511A1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5235757B2 (ja) * 2009-04-03 2013-07-10 三菱電機株式会社 アイドリングストップ車両のためのエンジン始動装置
JP5316369B2 (ja) 2009-10-27 2013-10-16 三菱電機株式会社 エンジン始動装置
CN104595083B (zh) * 2010-01-26 2016-07-27 三菱电机株式会社 发动机起动装置
CN103443443B (zh) * 2011-03-29 2016-03-09 三菱电机株式会社 发动机启动装置
WO2012131942A1 (ja) * 2011-03-30 2012-10-04 トヨタ自動車株式会社 スタータの制御装置および制御方法、ならびに車両
JP5221711B2 (ja) * 2011-06-10 2013-06-26 三菱電機株式会社 内燃機関自動停止再始動制御装置
JP5276697B2 (ja) * 2011-06-15 2013-08-28 三菱電機株式会社 車載エンジンの始動制御装置
DE112012002763B4 (de) * 2011-08-30 2019-11-21 Mitsubishi Electric Corp. Motorstartvorrichtung und Motorstartverfahren
JP5214004B2 (ja) * 2011-09-27 2013-06-19 三菱電機株式会社 エンジン自動停止再始動装置およびエンジン自動停止再始動方法
JP5852932B2 (ja) * 2012-07-06 2016-02-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジン再始動制御装置
BE1021133B1 (nl) * 2013-02-21 2016-01-05 Cnh Industrial Belgium Nv Landbouwbalenpers met vliegwielremsturing
CN103696893B (zh) * 2013-12-05 2016-02-17 郑州宇通客车股份有限公司 汽车及其怠速起停系统起动机的布置结构
US9376104B2 (en) * 2014-02-05 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Engine autostart source selection
JP6350058B2 (ja) 2014-07-17 2018-07-04 スズキ株式会社 モータの制御装置
JP6319148B2 (ja) * 2015-03-17 2018-05-09 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の制御装置
JP6657818B2 (ja) * 2015-11-10 2020-03-04 株式会社デンソー 車両制御装置
GB2580096B (en) * 2018-12-21 2021-10-27 Jaguar Land Rover Ltd Controller and method for operating starter motor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330813A (ja) * 2004-05-18 2005-12-02 Denso Corp エンジン自動停止再始動装置
JP2007107527A (ja) * 2005-10-13 2007-04-26 Robert Bosch Gmbh 内燃機関の惰性回転時にスタータのスタータピニオンを内燃機関のリングギヤに噛み合わせるための方法および内燃機関のスタータ制御装置
JP2008106720A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Toyota Motor Corp エンジンシステム
JP2010236533A (ja) * 2008-09-02 2010-10-21 Denso Corp エンジン自動停止始動制御装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003065191A (ja) 2001-08-28 2003-03-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動制御装置
JP3800226B2 (ja) 2004-04-30 2006-07-26 マツダ株式会社 エンジンの始動装置
JP2008163818A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Hitachi Ltd スタータ
JP5235757B2 (ja) 2009-04-03 2013-07-10 三菱電機株式会社 アイドリングストップ車両のためのエンジン始動装置
JP4926272B1 (ja) * 2010-10-29 2012-05-09 三菱電機株式会社 エンジン自動停止再始動装置
JP5052684B1 (ja) * 2011-05-17 2012-10-17 三菱電機株式会社 エンジン自動停止再始動装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330813A (ja) * 2004-05-18 2005-12-02 Denso Corp エンジン自動停止再始動装置
JP2007107527A (ja) * 2005-10-13 2007-04-26 Robert Bosch Gmbh 内燃機関の惰性回転時にスタータのスタータピニオンを内燃機関のリングギヤに噛み合わせるための方法および内燃機関のスタータ制御装置
JP2008106720A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Toyota Motor Corp エンジンシステム
JP2010236533A (ja) * 2008-09-02 2010-10-21 Denso Corp エンジン自動停止始動制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011024511A1 (ja) 2013-01-24
WO2011024511A1 (ja) 2011-03-03
US8757120B2 (en) 2014-06-24
CN102472232A (zh) 2012-05-23
CN102472232B (zh) 2013-06-26
DE112010003384B4 (de) 2018-01-04
US20120103294A1 (en) 2012-05-03
DE112010003384T5 (de) 2012-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5188627B2 (ja) エンジン始動装置
JP5566530B2 (ja) エンジン始動装置およびエンジン始動方法
JP5251751B2 (ja) 内燃機関の始動装置
US9115683B2 (en) Engine starting device
JP5901763B2 (ja) エンジン始動装置およびエンジン始動方法
JP5214006B2 (ja) エンジン制御装置およびエンジン制御方法
JP5316369B2 (ja) エンジン始動装置
JP5442042B2 (ja) エンジン始動装置およびエンジン始動方法
JP5624065B2 (ja) 内燃機関の回転速度予測制御装置及びアイドルストップ制御装置
WO2016071968A1 (ja) エンジン始動装置
JP5413325B2 (ja) エンジン停止始動制御装置
WO2013021812A1 (ja) エンジン始動装置およびエンジン始動方法
JP2010190208A (ja) エンジン自動停止始動制御装置
US20130255614A1 (en) Engine automatic stop and start device, and engine automatic stop and start control method
JP5548102B2 (ja) 車両の制御装置
JP5534088B2 (ja) エンジン始動装置
JP5554436B1 (ja) エンジン始動装置
JP6071736B2 (ja) エンジン始動装置
JP6203653B2 (ja) アイドルストップシステムの制御装置
JP6070491B2 (ja) アイドリングストップ制御装置
JP2013060887A (ja) 内燃機関のアイドリングストップの制御方法及びアイドリングストップシステム
JP2015190462A (ja) 車載用始動制御装置
JP2015055217A (ja) アイドリングストップ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130122

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160201

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5188627

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250