JP5316369B2 - エンジン始動装置 - Google Patents

エンジン始動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5316369B2
JP5316369B2 JP2009246460A JP2009246460A JP5316369B2 JP 5316369 B2 JP5316369 B2 JP 5316369B2 JP 2009246460 A JP2009246460 A JP 2009246460A JP 2009246460 A JP2009246460 A JP 2009246460A JP 5316369 B2 JP5316369 B2 JP 5316369B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
speed
pinion gear
crank angle
starter
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009246460A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011094488A (ja
Inventor
弘明 北野
正彦 栗重
光一郎 亀井
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 JP2009246460A priority Critical patent/JP5316369B2/ja
Priority to US13/499,827 priority patent/US9243599B2/en
Priority to DE112010004155T priority patent/DE112010004155T5/de
Priority to CN201080048577.XA priority patent/CN102597490B/zh
Priority to PCT/JP2010/006276 priority patent/WO2011052174A1/ja
Publication of JP2011094488A publication Critical patent/JP2011094488A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5316369B2 publication Critical patent/JP5316369B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0844Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop with means for restarting the engine directly after an engine stop request, e.g. caused by change of driver mind
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851Circuits 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
    • F02N11/0855Circuits 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/067Gearing 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/20Control related aspects of engine starting characterised by the control method
    • F02N2300/2002Control related aspects of engine starting characterised by the control method using different starting modes, methods, or actuators depending on circumstances, e.g. engine temperature or component wear
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine 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)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (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、その後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、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において、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ものがある(特許文献1参照)。
また、所定時間T(s)経過後のエンジン回転数NEを予測し、NEが制御可能なピニオンの最小回転数Neminより小さければ、極低回転状態であるとして、通常再始動を行っているものがある(特許文献2参照)。
特開2007−107527号公報 特開2005−330813号公報
上記特許文献1においては、プランジャコイルに通電し、ピニオンギアを押し出しているが、押し出してからピニオンギアとリングギアが当接するまでの間のエンジン回転数変化を予測していないために、ピニオンギア押し出し後にエンジンの回転数が上昇し、エンジン回転数とピニオンギア回転数の差が大きくなり、騒音が発生する恐れがあった。
また、上記特許文献2の装置においては、ピニオンギアとリングギアが当接する際のエンジン回転数NEを予測してピニオンギアを同期回転させているものの、正確に予測するには、エンジンECUに大きな演算負荷がかかる他、必ずしもスタータに通電させてピニオン回転数を同期させずともエンジン回転数が上昇し、燃料供給再開により再始動できる場合にもスタータモータへ通電させるので、無駄なエネルギを消費させスタータの劣化を早めるという課題があった。
この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、エンジンECUに大きな演算負荷をかけたり、不要なスタータ回転を行うことなく、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、速やかに、かつ静粛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目的とする。
この発明は、エンジン始動装置において、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、その後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、前記エンジンのクランク角を検出するクランク角センサと、前記エンジンのクランク軸に連結するリングギアと、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記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、前記自動アイドルストップシステムによるエンジン惰性回転中に前記再始動条件が成立した時に、前記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数により、複数の制御モードのうちいずれを実行するかが定められているスタータ制御手段と、を備え、前記複数の制御モードのうち少なくとも一つは、前記エンジン回転数が第一の所定回転数Nr 以上である場合には、前記エンジンへの燃料供給を再開し、燃料の燃焼のみで前記エンジンを再始動させ、前記複数の制御モードのうち少なくとも一つは、前記エンジン回転数が第二の所定回転数Nr 以下かつ第三の所定回転数Nr 以上である場合には、前記スタータモータに通電し、前記ピニオンギアを回転させた後に、前記ピニオンギア押し出し手段により、前記リングギアと前記ピニオンギアを噛み合わせ、クランキングにより前記エンジンを再始動させ、前記複数の制御モードのうち少なくとも一つは、前記エンジン回転数が第四の所定回転数Nr 以下である場合には、前記ピニオンギア押し出し手段により前記ピニオンギアを押し出し開始した後に、前記スタータモータに通電し、クランキングにより前記エンジンを再始動させ、前記エンジン回転数が前記第一の所定回転数Nr 未満かつ前記第二の所定回転数Nr より大きい領域、および前記エンジン回転数が前記第三の所定回転数Nr 未満かつ前記第四の所定回転数Nr より大きい領域である時には、前記制御モードを実行しない不感帯を設けていることを特徴とするものである。
本発明では、ピニオンギアとリングギアとの噛み合わせを速やか、かつ静粛に行うことで、ドライバに違和感を与えず、さらにピニオンギアとリングギアとの噛みあわせ時の騒音低減および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におけるエンジン回転数検出手段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におけるピニオン押し出し手段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におけるエンジン再始動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、エンジン回転数およびクランク角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吸気量によるエンジン回転数降下特性の違いおよび不感帯の設定を示す図である。
本発明では、アイドルストップによるエンジン惰性回転中に再始動条件が成立した時に、以下に示す複数の制御モード(a)〜(c)からエンジン回転数を閾値として、実行する制御モードを決定するエンジンの再始動において、エンジン回転数が所定の範囲内である場合に制御モードを実行しない不感帯を設けている。
(a)スタータによりクランキングを行わず燃料供給の再開のみでエンジンを再始動させる制御モード。
(b)スタータモータを回転させてピニオンギア回転数とエンジン回転数を同期させて噛み合わせてクランキングによりエンジンを再始動させる制御モード。
(c)スタータモータを回転させずにピニオンギアを押し出し噛み合わせてからクランキングによりエンジンを再始動させる制御モード。
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により、制御モードが切り替わった後にエンジン回転数が上昇し、一旦実行された制御モードによるエンジンの再始動が働かないことや、エンジンとピニオンギアとの回転数差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(例えば車速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20のコントローラ13へと入力する。エンジン始動装置20は、エンジンの(図示しない)クランク軸に連結しているリングギア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19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19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と、ピニオンギア14の回転数を検出することのできるピニオンギア回転数センサ18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への通電を独立して制御することができる。
また、エンジン回転数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、代わりに回転エンコーダやリングギアの歯のパルスを検出できるパルス発生器等を備え、これらからの信号のFV(周波数−電圧)変換等による、別の手段を用いてエンジン回転数Nrを検出してもよい。
また、ピニオンギア回転数Nstに関しても、ホール素子等によるピニオンギア回転数センサで検出しているが、ピニオンギア回転数センサ以外にもスタータモータ17に印加される電圧または電流に対応した回転数テーブル等、別の手段を用いてピニオンギア回転数Nstを検出してもよい。
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20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もしくはどちらか一方がエンジン回転数検出手段21とスタータ制御手段22を構成し(図2参照)、コントローラ13およびエンジンECU10もしくはどちらか一方とプランジャ15とソレノイド16がピニオンギア押し出し手段22(図3参照)を構成する。
また、通常、ピニオンギア14はリングギア11に比して歯数が少ないが、混乱を避けるため、本実施の形態でのピニオンギア回転数、エンジン回転数は、ピニオンギアとリングギアの歯数比を考慮して、リングギアでの回転数に換算したものを用いることとする。
次に実施の形態1の動作について説明する。図4、図5は実施の形態1におけるコントローラ13およびエンジンECU10での処理を示すフローチャートである。
まずエンジンECU10において、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エンジン回転数が降下する間に、エンジンECU10への信号でエンジン再始動条件(例えばドライバがブレーキペダルから足を離す等)が成立しているか否かを判定する(S112)。再始動条件が成立している場合には、ステップS113に進み、再始動条件が成立していない場合には、次の制御周期へと進む。ステップS113では、エンジンが回転中か否かを判定し、エンジンが回転中であると判定された場合には、ステップS114へと進み、エンジン再始動制御を開始する。また、エンジンが回転していない、つまり完全に停止していると判断されたならば、次の制御周期へと進む。ここでエンジンが回転中か否かの判定は、例えば一定期間の間、クランク角センサ12へ入力が来なければエンジンが完全に停止していると判定すればよい。
次に図4を用いて、エンジン再始動制御について説明する。
まずステップS120においてエンジン回転数Nrがエンジン自己復帰可能回転数Nr(例えば700rpm)以上か否かの判定を行う。
なお、エンジン自己復帰可能とは、スタータ19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できることであり、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ので、ここでは詳細説明は行わない。
ステップS120においてエンジン回転数Nrがエンジン自己復帰回転数Nr1以上と判定されたならば、ステップS121に進み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S120においてエンジン回転数がエンジン自己復帰可能回転数Nr1より小さかった場合は、ステップS122へと進む。
ステップS122では、エンジン回転数Nrが、エンジン自己復帰回転数Nr1から所定回転数(例えば50rpm)低いNr2以下かつ、エンジンの気筒の膨張・圧縮トルクによる回転数変動の影響を考慮した、後述するNr4より高い回転数Nr3(例えば250rpm)以上か否かの判定を行い、エンジン回転数Nrが上記Nr2以下かつNr3以上であるならば、ステップS123へと進み、スタータモータ17への通電によりピニオンギア14の回転を開始する。
ステップS124において、エンジン回転数Nrとピニオンギア回転数Nstとの回転数差と、噛み合い可能な所定回転数差Ndiffとを比較し、Ndiffより小さければ、ステップS125へと進み、ソレノイド16への通電によりプランジャ15を可動させ、ピニオンギア14を押し出し、ピニオンギアとリングギアを噛み合わせる。
そして、ステップS126においてクランキングによりエンジンを再始動させる。また、ステップS124において、エンジン回転数Nrとピニオンギア回転数Nstとの回転数差がNdiff以上であるならば、Ndiffより小さくなるまでステップS124を繰り返す。
次に実施の形態1の効果を説明する。
まず、ステップS122で用いるNr2をエンジン自己復帰回転数Nr1より低くし、不感帯を設けた理由について説明する。ここでは、不感帯はエンジン回転数Nr1〜Nr2の領域に設定されている。
図6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、上死点直前ではいずれかの気筒が圧縮行程後半かつ別のいずれかの気筒では膨張行程後半となっている。圧縮行程では後半になるほど圧縮により、エンジンの順方向回転を妨げるトルクが大きく、膨張行程は後半になるほど圧縮により、エンジンの順方向回転を助長するトルクが小さくなる。よって、上死点直前では、エンジン回転数の低下が他のクランク角領域に比べて大きくなる。
逆に、上死点直後ではいずれかの気筒が圧縮行程前半かつ別のいずれかの気筒では膨張行程前半となっている。圧縮行程前半では、エンジンの順方向回転を妨げるトルクが小さく、膨張行程後半では、エンジンの順方向回転を助長するトルクが小さくなる
よって、上死点直後では、エンジン回転数の低下が他のクランク角領域に比べて小さくなり、場合によっては回転数が上昇することもある。このような理由により、上死点近傍のクランク角ではエンジン回転数の脈動が発生する(図7参照)。
よって、図7に示すように、例えばエンジン回転数Nrがエンジン自己復帰回転数Nr1を下回った直後に再始動条件が成立した場合に、前記トルク変動によりエンジン回転数Nrが上昇し、再びエンジン自己復帰回転数Nr1を上回る可能性がある。
よって、前記トルク変動によりエンジン回転数Nrが上昇したとしても、エンジン自己復帰回転数Nr1を上回らない回転数Nr2まで図7のハッチング部分に不感帯を設け、次の制御モードに入らないようにしている。これにより、できる限りエンジンの自己復帰による再始動の機会を多くし、スタータモータ17を回転させてピニオンギア14を噛み合わせる回数を減らし、スタータ19の長寿命化、クランキングを省略することによる静粛化、および燃料再供給だけでの再始動による再始動の迅速化という利点がある。
次にステップS122において、エンジン回転数NrがNr3より小さいと判断されたならば、ステップS127へと進み、エンジン回転数Nrが、ピニオンギア14を回転させずに噛み合い可能なエンジン回転数Nr4(例えば50rpm)以下か否かを判定する。
エンジン回転数NrがNr4以下であるならば、ステップS125へと進み、前述の手順と同様にピニオンギアとリングギアを噛み合わせ、クランキングによりエンジンを再始動する。また、ステップS127において、エンジン回転数NrがNr4より大きいと判定された場合には次の制御周期へと進む。
ここで、ステップS127で用いるNr4をエンジン自己復帰回転数Nr3より低くし、不感帯を設けた理由について説明する。
前述のようにピストンの運動による膨張・圧縮トルクにより、脈動を発生させながらエンジン回転数Nrは低下していき、前記Nr3より小さく、前記Nr4より大きい場合に再始動要求があった場合に直ぐにピニオンギア14を押し出し噛み合わせようとした場合に、前記トルク変動によりエンジン回転数Nrが上昇し、噛み合い可能な回転数Nr4になるまで時間を要し、ギア磨耗や騒音を発生させる可能性がある。
よって、前記トルク変動によりエンジン回転数Nrが上昇したとしても、Nr3を上回らない回転数Nr4まで図7のハッチング部分に不感帯を設け、次の制御モードに入らないようにしている。これにより、ピニオンギア14を噛み合わせる際のリングギアとピニオンギアの回転数差を小さくし、リングギアおよびピニオンギアの磨耗低減、噛み合い時の騒音低減等の利点がある。
このように、燃料再供給によりエンジンを自己復帰させる制御モード、スタータモータ17を回転させ、リングギアとピニオンギアの回転数を同期させてギアを噛み合わせ、エンジンを再始動する制御モード、ピニオン押し出し開始後、スタータモータ17を回転させ、エンジンを再始動する制御モードのそれぞれが実行されるエンジン回転数範囲を決定する回転数Nr1、Nr2、Nr3、Nr4を異なる値に設定し、各制御モードの間に不感帯を設けることで、エンジン回転数の脈動によりギア当接時の回転数差が大きくなり、ギアの磨耗や騒音の発生を防ぐ。
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20は、エンジンのクランク軸に連結するリングギア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19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、スタータ19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と、ピニオンギア14の回転数を検出することのできるピニオンギア回転数センサ18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4、図5のフローチャートに従い、再始動条件が成立している際のエンジン回転数Nrによって制御モードを変更し、エンジンの再始動を行う。
以上のように、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、各制御モードを実行するエンジン回転数範囲の間に不感帯を設けて、トルク脈動に起因するエンジン回転数の上昇による制御モードの切り替わりを防ぐことにより、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、この実施の形態においてNr1、Nr2、Nr3、Nr4は定数として説明したが、上記トルク脈動の発生はクランク角によってほぼ定まっているため、その制御周期におけるクランク角CangによりNr1、Nr2、Nr3、Nr4を、図7に示す大小関係(Nr1>Nr2>Nr3>Nr4)が入れ替わらない範囲において、可変にしてもよく、例えばエンジンのいずれかの気筒で上死点近傍に相当するクランク角(図6のハッチング部)である時に、上死点直前の圧縮行程であれば、前記不感帯の上限を決定するエンジン回転数(Nr1またはNr3)を高く設定する、もしくは上死点直後の膨張行程であれば、下限を決定するエンジン回転数(Nr2またはNr4)を低く設定してもよい。
これにより、トルク脈動によりエンジン回転数Nrが変化する期間にのみ、不感帯の範囲を広げ、それ以外の時には不感帯の範囲を狭めることにより、エンジン再始動制御が実行されない期間を短縮し、より早期のエンジン再始動を実現することができる。
また、この実施の形態において、3つの制御モードと2つの不感帯で説明を行ったが、必ずしも全ての制御モードの間に不感帯を設ける必要はなく、例えばNr1およびNr2により決定される不感帯を設けず、Nr3およびNr4により決定される不感帯のみを設けてもよい。
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、エンジンに吸入される吸気量を検出するエアフローセンサ23(吸気量検出手段を構成する)を備え、この吸気量に基づき、実施の形態1において、不感帯を決定していたエンジン回転数Nr1、Nr2、Nr3、Nr4を設定してもよい。図8では、コントローラはコントローラ24と表記している。
図9はアイドルストップによるエンジン惰性回転中の吸気量の違いによるエンジン回転数降下特性を示している。図9に示すように、吸気量により膨張・圧縮トルクが変化し、吸気量が多いほど、膨張・圧縮トルクも大きくなり、エンジン回転数の脈動も大きくなる。そのため例えばエアフローセンサ23により検出された吸気量が予め定められた標準的な吸気量に対して多い場合には、図9(a)に示すように、前記標準的な吸気量に対して定められている不感帯の幅よりも大きくなるようにNr1、Nr2、Nr3、Nr4を設定し、上記検出された吸気量が前記標準的な吸気量に対して低い場合には、図9(b)に示すように、前記標準的な吸気量に対して定められている不感帯の幅よりも小さくなるようにNr1、Nr2、Nr3、Nr4を設定する。
これにより、アイドルストップ時の吸気量が変化する場合においても、エンジン回転数の脈動の大きさに合わせて、不感帯の幅を変更することが可能となり、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。
10 エンジンECU、11 リングギア、12 クランク角センサ、13,24 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 ピニオンギア回転数センサ、19 スタータ、20、25 エンジン始動装置、21 エンジン回転数検出手段、22 ピニオンギア押し出し手段、23 エアフローセンサ。

Claims (4)

  1. 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、その後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、
    前記エンジンのクランク角を検出するクランク角センサと、
    前記エンジンのクランク軸に連結するリングギアと、
    前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
    前記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、
    前記自動アイドルストップシステムによるエンジン惰性回転中に前記再始動条件が成立した時に、前記エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数により、複数の制御モードのうちいずれを実行するかが定められているスタータ制御手段と、を備え、
    前記複数の制御モードのうち少なくとも一つは、前記エンジン回転数が第一の所定回転数Nr 以上である場合には、前記エンジンへの燃料供給を再開し、燃料の燃焼のみで前記エンジンを再始動させ、
    前記複数の制御モードのうち少なくとも一つは、前記エンジン回転数が第二の所定回転数Nr 以下かつ第三の所定回転数Nr 以上である場合には、前記スタータモータに通電し、前記ピニオンギアを回転させた後に、前記ピニオンギア押し出し手段により、前記リングギアと前記ピニオンギアを噛み合わせ、クランキングにより前記エンジンを再始動させ、
    前記複数の制御モードのうち少なくとも一つは、前記エンジン回転数が第四の所定回転数Nr 以下である場合には、前記ピニオンギア押し出し手段により前記ピニオンギアを押し出し開始した後に、前記スタータモータに通電し、クランキングにより前記エンジンを再始動させ、
    前記エンジン回転数が前記第一の所定回転数Nr 未満かつ前記第二の所定回転数Nr より大きい領域、および前記エンジン回転数が前記第三の所定回転数Nr 未満かつ前記第四の所定回転数Nr より大きい領域である時には、前記制御モードを実行しない不感帯を設けていることを特徴とするエンジン始動装置。
  2. 前記不感帯の範囲を決定するエンジン回転数は前記クランク角により、変更されることを
    特徴とする請求項1に記載のエンジン始動装置。
  3. 前記クランク角が、前記エンジンのいずれかの気筒で圧縮行程後半となるクランク角である時に前記第一の所定回転数Nr または前記第三の所定回転数Nr を高く設定する、もしくは前記クランク角が前記エンジンのいずれかの気筒で膨張行程前半となるクランク角である時に、前記第二の所定回転数Nr または前記第四の所定回転数Nr を低く設定す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. 前記エンジンに吸入される空気量を検出する、吸気量検出手段を備え、前記吸気量検出手段により検出された吸気量により、前記不感帯の範囲を決定するエンジン回転数を変更することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のエンジン始動装置。
JP2009246460A 2009-10-27 2009-10-27 エンジン始動装置 Expired - Fee Related JP5316369B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009246460A JP5316369B2 (ja) 2009-10-27 2009-10-27 エンジン始動装置
US13/499,827 US9243599B2 (en) 2009-10-27 2010-10-22 Engine starting device
DE112010004155T DE112010004155T5 (de) 2009-10-27 2010-10-22 Motor-startvorrichtung
CN201080048577.XA CN102597490B (zh) 2009-10-27 2010-10-22 发动机起动装置
PCT/JP2010/006276 WO2011052174A1 (ja) 2009-10-27 2010-10-22 エンジン始動装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009246460A JP5316369B2 (ja) 2009-10-27 2009-10-27 エンジン始動装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013140966A Division JP5534088B2 (ja) 2013-07-04 2013-07-04 エンジン始動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011094488A JP2011094488A (ja) 2011-05-12
JP5316369B2 true JP5316369B2 (ja) 2013-10-16

Family

ID=43921609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009246460A Expired - Fee Related JP5316369B2 (ja) 2009-10-27 2009-10-27 エンジン始動装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9243599B2 (ja)
JP (1) JP5316369B2 (ja)
CN (1) CN102597490B (ja)
DE (1) DE112010004155T5 (ja)
WO (1) WO2011052174A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5094889B2 (ja) * 2010-01-14 2012-12-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料消費節約型車両制御装置
DE112010005184B4 (de) 2010-01-26 2019-10-10 Mitsubishi Electric Corp. Motorstartvorrichtung
JP5464095B2 (ja) * 2010-08-02 2014-04-09 株式会社デンソー エンジン停止始動制御装置
WO2012120632A1 (ja) 2011-03-08 2012-09-13 トヨタ自動車株式会社 エンジンの制御装置および制御方法、エンジンの始動装置、ならびに車両
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
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
JP6504006B2 (ja) * 2015-09-29 2019-04-24 株式会社デンソー エンジンの制御装置
KR102348115B1 (ko) 2017-05-25 2022-01-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법
CN112859646B (zh) * 2021-02-08 2022-11-22 广西玉柴机器股份有限公司 双行星轮混合动力硬件在环仿真系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04171504A (ja) 1990-11-06 1992-06-18 Mitsubishi Electric Corp 産業ロボツト装置
JPH04188992A (ja) 1990-11-21 1992-07-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画面位置自動調整装置
JP4211208B2 (ja) 2000-08-23 2009-01-21 トヨタ自動車株式会社 燃料消費節約型自動車
US7079941B2 (en) * 2004-03-29 2006-07-18 Mazda Motor Corporation Engine starting system
JP4214401B2 (ja) * 2004-05-18 2009-01-28 株式会社デンソー エンジン自動停止再始動装置
JP4453536B2 (ja) * 2004-12-10 2010-04-21 トヨタ自動車株式会社 駆動装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動装置の制御方法
DE102005049092B4 (de) * 2005-10-13 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einspuren des Starterritzels eines Starters in den Anlasserzahnkreis einer Brennkraftmaschine beim Auslaufen der Brennkraftmaschine
JP4171504B2 (ja) * 2006-05-18 2008-10-22 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
JP4188992B2 (ja) 2006-11-22 2008-12-03 三菱電機株式会社 エンジン制御装置
FR2925615B1 (fr) * 2007-12-20 2017-07-28 Renault Sas Procede de commande pour demarreur d'un moteur a combustion et son application
US8561588B2 (en) * 2008-03-07 2013-10-22 GM Global Technology Operations LLC Engine stop/start system and method of operating same
JP5251751B2 (ja) 2008-07-04 2013-07-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動装置
JP5007839B2 (ja) * 2008-09-02 2012-08-22 株式会社デンソー エンジン自動停止始動制御装置
JP4737571B2 (ja) * 2008-09-08 2011-08-03 株式会社デンソー エンジン始動装置
DE102008042946A1 (de) 2008-10-20 2010-04-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung einer Start-Stopp-Steuerung für eine Brennkraftmaschine
EP3144520B1 (en) * 2009-01-21 2021-03-31 Denso Corporation System for restarting internal combustion engine when engine restart condition is met
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
JP5188627B2 (ja) 2009-08-27 2013-04-24 三菱電機株式会社 エンジン始動装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9243599B2 (en) 2016-01-26
WO2011052174A1 (ja) 2011-05-05
CN102597490A (zh) 2012-07-18
JP2011094488A (ja) 2011-05-12
DE112010004155T5 (de) 2013-01-10
CN102597490B (zh) 2014-09-24
US20120199090A1 (en) 2012-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5316369B2 (ja) エンジン始動装置
JP5188627B2 (ja) エンジン始動装置
JP5258980B2 (ja) エンジン始動装置
US8825346B2 (en) Method and device for start/stop control of an internal combustion engine
JP5052684B1 (ja) エンジン自動停止再始動装置
JP5214006B2 (ja) エンジン制御装置およびエンジン制御方法
JP5566530B2 (ja) エンジン始動装置およびエンジン始動方法
JP5901763B2 (ja) エンジン始動装置およびエンジン始動方法
JP2011074912A (ja) エンジン停止始動制御装置
JP5321524B2 (ja) エンジン自動停止始動制御装置
WO2014156320A1 (ja) 車載制御装置
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
JP6447339B2 (ja) エンジン制御装置
JP5221711B2 (ja) 内燃機関自動停止再始動制御装置
JP5413325B2 (ja) エンジン停止始動制御装置
JP5056836B2 (ja) エンジン自動停止始動制御装置
JP5534088B2 (ja) エンジン始動装置
JP2014074363A (ja) エンジン始動装置および始動方法
JP2016136015A (ja) 車両制御装置
JP5554436B1 (ja) エンジン始動装置
JP2018080638A (ja) エンジン再始動装置
JP6203653B2 (ja) アイドルストップシステムの制御装置
JP2016142173A (ja) エンジン始動装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111017

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121127

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: 20130611

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130624

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5316369

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

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

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees