JP5477239B2 - Engine stop / start control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン停止始動制御装置に関するものである。 The present invention relates to an engine stop / start control device.
従来、例えばアクセル操作やブレーキ操作などといった停車又は発進のための動作等を検知してエンジンの自動停止及び自動再始動を行う、所謂アイドルストップ機能を備えるエンジン制御システムが知られている。このアイドルストップ制御により、エンジンの燃費低減等の効果を図っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an engine control system having a so-called idle stop function that detects an operation for stopping or starting such as an accelerator operation or a brake operation to automatically stop and restart an engine. By this idle stop control, effects such as engine fuel consumption reduction are achieved.
エンジンの再始動要求が生じた場合には、ドライバビリティ向上等の観点からすると、再始動要求後できるだけ速やかにエンジンを再始動させるのが望ましく、そのための技術が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、エンジンの燃焼停止後におけるエンジン回転速度の降下中に再始動要求が生じた場合、ピニオンを回転させてピニオンの回転速度をリングギヤの回転速度に同期させ、同期した時点でピニオンをリングギヤに噛み合わせることが開示されている。また、両者の噛み合わせに際して、特許文献1では、将来のリングギヤ回転速度を予測することによりピニオン回転速度がリングギヤ回転速度に同期する時点を予測し、その時点に合わせてピニオンをリングギヤに噛み合わせるようにピニオンの押出しタイミングを制御している。
When an engine restart request occurs, it is desirable to restart the engine as soon as possible after the restart request from the viewpoint of improving drivability, and various techniques have been proposed (for example, patents). Reference 1). In
燃焼停止に伴うエンジン回転降下中においてエンジン回転速度の降下態様は、例えば変速段の切り替えや補機類の駆動のオン/オフの切り替えといった種々の要因によって変動し得る。また、このような変動要因が生じた場合には、それ以前に算出した予測エンジン回転速度は適正でなくなる。そのため、エンジン回転降下中にエンジン回転速度の変動が生じた場合には、予測エンジン回転速度に基づく噛み合わせを適正に実施できないことがある。その一方で、適正な噛み合わせを行うのが難しい場合であっても、エンジン回転降下中にピニオンとリングギヤとの噛み合わせを行った方が好ましい状況もある。 While the engine speed is decreasing due to the stop of combustion, the manner in which the engine speed decreases can vary depending on various factors, such as switching of the gear position and switching on / off of the driving of the auxiliary machinery. Further, when such a variation factor occurs, the predicted engine speed calculated before that is not appropriate. For this reason, when the engine speed fluctuates during the engine speed drop, the meshing based on the predicted engine speed may not be properly performed. On the other hand, even when it is difficult to perform proper meshing, there are situations where it is preferable to mesh the pinion and the ring gear during the engine rotation drop.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その時の状況に応じた適切な態様でスタータを駆動できるエンジン停止始動制御装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide an engine stop / start control device capable of driving a starter in an appropriate manner according to the situation at that time.
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
本発明は、エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに向けてピニオンを移動させて前記リングギヤに前記ピニオンを噛み合わせる噛み合い手段と、前記ピニオンに回転力を付与するモータとを備えるスタータを用いてクランキングが実施されるとともに、所定の自動停止条件が成立したときに自動停止され、前記自動停止条件の成立後、所定の再始動条件が成立したときに前記スタータにより再始動されるエンジンに適用され、エンジン自動停止に際してエンジンの回転降下が生じる回転降下期間において、現時点よりも後のエンジン回転速度である予測エンジン回転速度を算出する回転予測手段と、前記回転降下期間において前記再始動条件が成立した場合に、噛み合わせ時点において前記ピニオンが回転された状態となるように前記モータを制御するとともに、前記回転予測手段により算出した予測エンジン回転速度に基づいて、前記噛み合わせ時点において前記ピニオンと前記リングギヤとが噛み合うように前記噛み合い手段を制御するスタータ制御手段と、を備えるエンジン停止始動制御装置に関する。そして、請求項1に記載の発明は、前記回転降下期間において、前記スタータ制御手段に基づく前記ピニオンの移動開始前か否かを判定する移動開始判定手段と、前記回転降下期間において、前記再始動条件の成立後にエンジン回転速度の降下態様が変化したことを検出する回転変化検出手段と、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下態様が変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を中止する第1制御手段と、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下態様が変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始後であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を継続する第2制御手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention provides a clutch using a starter including engagement means for moving a pinion toward a ring gear connected to an output shaft of an engine and meshing the pinion with the ring gear, and a motor for applying a rotational force to the pinion. Applies to an engine that is automatically ranked when a predetermined automatic stop condition is satisfied and restarted by the starter when a predetermined restart condition is satisfied after the automatic stop condition is satisfied. A rotation prediction means for calculating a predicted engine rotation speed that is an engine rotation speed after the current time in a rotation drop period in which the engine rotation drop occurs when the engine is automatically stopped, and the restart condition is satisfied in the rotation drop period The pinion is rotated so that the pinion is rotated at the time of meshing. And a starter control means for controlling the meshing means so that the pinion and the ring gear mesh at the time of meshing based on the predicted engine speed calculated by the rotation predicting means. The present invention relates to a stop / start control device. In the first aspect of the present invention, the movement start determination means for determining whether or not the start of the movement of the pinion based on the starter control means is performed in the rotation drop period, and the restart is performed in the rotation decrease period. Rotation change detecting means for detecting that the engine speed decrease mode has changed after the condition is satisfied, and the rotation change detecting means detects that the engine speed decrease mode has been changed, and the movement start determining means When it is determined that the movement of the pinion is not yet started, it is detected that the first control means for stopping the engine restart by the starter control means and the engine speed decrease mode is changed by the rotation change detecting means. And when it is determined by the movement start determining means that the movement of the pinion is after the starter Characterized in that it comprises a second control means for continuing the engine restart by.
エンジン自動停止時のエンジン回転降下中において、例えばエアコンやオルタネータ等の補機類の駆動の切り替えが生じると、その駆動に伴いエンジン出力軸の負荷が変化し、その結果、エンジン回転速度の降下態様が変化する。この場合、それ以前に算出したエンジン回転速度の予測値(予測エンジン回転速度)が適正でなくなり、予測エンジン回転速度に基づいて実施されるスタータ制御において、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを適正に実施できないおそれがある。これに鑑み、エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化したときには、エンジン回転降下中の噛み合わせを中止することが考えられる。 When the drive of auxiliary equipment such as an air conditioner or alternator is switched during the engine rotation drop when the engine is automatically stopped, the load on the engine output shaft changes with the drive, resulting in a decrease in the engine rotation speed. Changes. In this case, the predicted value of the engine rotational speed (predicted engine rotational speed) calculated before that is not appropriate, and in the starter control performed based on the predicted engine rotational speed, the engagement between the pinion and the ring gear cannot be performed properly. There is a fear. In view of this, when the restart condition is satisfied during the rotation drop during the automatic engine stop, the meshing during the engine rotation drop is stopped when the engine speed decrease mode is changed after the restart condition is satisfied. It is possible.
ただし、上記において、再始動条件の成立後にエンジン回転速度の降下態様が変化した場合であっても、その変化があった時点でピニオンのリングギヤ側への移動が開始されているときには、現時点でピニオンとリングギヤとの位置関係がどのようであるか(噛み合っているかどうか)を特定し難い。また、両者の噛み合い状態においてピニオンを元の位置に戻そうとしても、ピニオンとリングギヤとの両者が一体に回転した状態の場合には、ピニオンをリングギヤから引き抜くことができないことがある。したがって、ピニオンの移動を中止したとしても、ピニオンとリングギヤとの噛み合いが生じているか、それとも噛み合いが解除されたかを特定できず、不確定な状態が生じることとなる。 However, in the above, even if the engine speed reduction mode changes after the restart condition is satisfied, if the pinion starts to move toward the ring gear at the time of the change, the pinion is currently It is difficult to specify the positional relationship between the ring gear and the ring gear (whether they are meshed). Even if the pinion is returned to the original position in the meshed state, the pinion may not be pulled out of the ring gear when both the pinion and the ring gear are rotated together. Therefore, even if the movement of the pinion is stopped, it cannot be determined whether the engagement between the pinion and the ring gear has occurred or whether the engagement has been released, and an indeterminate state occurs.
その点に鑑み、本発明では、エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化しても、その変化がピニオンの移動開始後であれば、噛み合い手段によるピニオンのリングギヤ側への移動を継続する。このように、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを積極的に行わせることにより、ピニオンのリングギヤに対する位置関係が不確定な状態になるのを回避することができる。したがって、その時の状況に応じた適切な態様でスタータを駆動できる。 In view of this point, in the present invention, when the restart condition is satisfied during the rotation descent at the time of the engine automatic stop, even if the engine speed reduction mode changes after the restart condition is satisfied, the change is not pinion. If the movement is started, the movement of the pinion toward the ring gear by the meshing means is continued. In this way, by positively engaging the pinion and the ring gear, it is possible to avoid an indefinite state of the positional relationship between the pinion and the ring gear. Accordingly, the starter can be driven in an appropriate manner according to the situation at that time.
請求項2に記載の発明では、前記回転変化検出手段が、前記降下態様の変化として、エンジン回転速度の降下度合いが大きくなる側への変化か、又はエンジン回転速度の降下度合いが小さくなる側若しくはエンジン回転速度が上昇する側への変化があったことを検出する。そして、前記第1制御手段は、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下度合いが大きくなる側に変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を中止し、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下度合いが小さくなる側又はエンジン回転速度が上昇する側に変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を継続する。 In the invention according to claim 2, the rotation change detecting means is a change to the side in which the degree of decrease in the engine rotational speed increases or the side in which the degree of decrease in the engine rotational speed decreases as the change in the descending mode or Detects that the engine speed has changed to the increasing side. Then, the first control means detects that the degree of decrease in the engine rotational speed has been increased by the rotation change detecting means, and determines that the pinion movement is not yet started by the movement start determining means. When the engine restart is stopped by the starter control means, it is detected by the rotation change detection means that the degree of decrease in the engine rotation speed decreases or the engine rotation speed increases. When it is determined by the movement start determination means that the movement of the pinion is not yet started, the engine restart by the starter control means is continued.
噛み合い時点においてピニオンの回転速度よりもリングギヤの回転速度が低い場合には、噛み合い後においてリングギヤの回転速度がピニオンの回転力によって急速に上昇することによりショックが生じることが考えられる。したがって、噛み合い時点においては、リングギヤの回転速度の方が高い状態で両者の噛み合いが実施されるのが望ましい。 If the rotational speed of the ring gear is lower than the rotational speed of the pinion at the time of meshing, it is conceivable that a shock occurs due to the rapid increase of the rotational speed of the ring gear by the rotational force of the pinion after meshing. Therefore, at the time of meshing, it is desirable that the meshing of both be performed with the rotational speed of the ring gear being higher.
ここで、実際のエンジン回転速度が予測エンジン回転速度からずれる場合であっても、エンジン回転速度の降下率が小さくなる側に変化する場合や、エンジン回転速度が上昇側に変化する場合には、噛み合い時点では予測エンジン回転速度よりも実際のエンジン回転速度の方が高くなる。この場合、リングギヤの回転速度の方が高い状態で、ピニオンとリングギヤとを噛み合わせることが可能である。これに対し、エンジン回転速度の降下率が大きくなる側に変化する場合には、噛み合い時点では予測エンジン回転速度よりも実際のエンジン回転速度の方が低くなり、リングギヤの回転速度の方が高い状態で両者を噛み合わせることができないおそれがある。その点に鑑み、本構成では、前者の場合にはエンジン回転降下中の噛み合わせを継続し、後者の場合にはエンジン回転降下中の噛み合わせを中止することにより、速やかなエンジン再始動を図りつつ、ショック発生を抑制できる。 Here, even when the actual engine rotation speed deviates from the predicted engine rotation speed, when the rate of decrease in engine rotation speed changes to a smaller side, or when the engine rotation speed changes to an increase side, At the time of meshing, the actual engine speed is higher than the predicted engine speed. In this case, the pinion and the ring gear can be engaged with each other while the rotational speed of the ring gear is higher. On the other hand, when the rate of decrease in engine rotation speed changes, the actual engine rotation speed is lower than the predicted engine rotation speed and the ring gear rotation speed is higher at the time of meshing. There is a possibility that they cannot be engaged with each other. In view of this point, in this configuration, in the former case, the meshing during the engine rotation drop is continued, and in the latter case, the meshing during the engine rotation drop is stopped, thereby promptly restarting the engine. However, the occurrence of shock can be suppressed.
以下、本発明を具体化した実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、エンジン制御システムのエンジン停止始動制御装置に具体化している。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット(以下、ECUという)を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御、アイドルストップ制御等を実施する。この制御システムの全体概略を示す構成図を図1に示す。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is embodied in an engine stop / start control device of an engine control system. In the control system, fuel injection amount control, ignition timing control, idle stop control, and the like are performed with an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) as a center. FIG. 1 is a block diagram showing the overall outline of this control system.
図1において、スタータ10にはモータ11が設けられており、バッテリ12からの電力供給によりモータ11が回転駆動されるようになっている。モータ11の回転軸13には、ピニオン14が回転軸13の軸方向に摺動可能に設けられており、ピニオン14において、回転軸13とピニオン14との間で動力の伝達を断続するワンウエイクラッチ15と一体になっている。
In FIG. 1, a
また、スタータ10には、コイル18及びプランジャ19により構成される第1ソレノイドSL1が設けられており、コイル18の通電/非通電によりピニオン14が回転軸13の軸方向に往復動されるようになっている。詳しくは、コイル18の非通電状態では、ピニオン14が、エンジン20の出力軸(クランク軸)21に連結されたリングギヤ22に対して非接触の状態で配置される。この非接触状態においてバッテリ12からコイル18に通電されると、プランジャ19がその軸方向に移動してレバー16が作動され、ピニオン14がリングギヤ22に向かって押し出される。これにより、ピニオン14の歯部とリングギヤ22の歯部との噛み合いが生じ、ピニオン14からリングギヤ22への動力伝達が可能な状態になる。
Further, the
ピニオン14とリングギヤ22との噛み合い状態においてコイル18の通電が遮断されると、図示しないスプリングの付勢力により、ピニオン14が、リングギヤ22に向かう方向とは反対方向に移動する。これにより、ピニオン14とリングギヤ22との噛み合いが解除され、両者が非接触の状態になる。
When the energization of the
スタータ10とバッテリ12との間にはIGスイッチ23が設けられており、ドライバの操作に基づくIGスイッチ23のオンにより、バッテリ12からスタータ10への通電が可能になる。また、コイル18とバッテリ12との間には、制御信号に基づいて第1ソレノイドSL1の通電/非通電を切り替えるSL1駆動リレー24が設けられており、モータ11とバッテリ12との間には、モータ11の電磁子に接続され接点の開閉により通電/非通電が切り替えられる第2ソレノイドSL2と、制御信号に基づいて第2ソレノイドSL2の通電/非通電を切り替えるSL2駆動リレー25とが設けられている。
An
その他、本システムには、エンジン20の所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ31や、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ32などの各種センサが設けられている。また、図示は省略するが、クランク軸21と車軸との間にはクラッチ装置を介して手動変速機が接続されている。
In addition, the present system includes a
ECU40は、周知のマイクロコンピュータ等を備えてなる電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等を入力し、それに基づいて燃料噴射量制御や点火時期制御、アイドルストップ制御などの各種エンジン制御や、スタータ10の駆動制御等を実施する。
The
上記のシステム構成において実施されるアイドルストップ制御について詳述する。アイドルストップ制御は、エンジン20のアイドル運転時に所定の停止条件が成立すると当該エンジン20を自動停止させるとともに、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジン20を再始動させるものである。エンジン停止条件としては、例えば、アクセル操作量がゼロになったこと(アイドル状態になったこと)、ブレーキペダルの踏込み操作が行われたこと、車速が所定値以下まで低下したこと等の少なくともいずれかが含まれる。
The idle stop control performed in the above system configuration will be described in detail. The idle stop control is to automatically stop the
また、エンジン再始動条件としては、クラッチペダルの踏み込み解除操作(クラッチリリース操作)の開始が含まれ、エンジン回転停止の状態においてドライバがクラッチペダルを完全に踏み込んだ状態からその踏み込みを解除し始めるとエンジン再始動条件が成立する。その他、エンジン再始動条件としては、例えばアクセルの踏込み操作が行われたこと、ブレーキ操作量がゼロになったこと等が含まれる。 Further, the engine restart condition includes the start of a clutch pedal depressing release operation (clutch release operation), and when the driver starts depressing the depressing from the state where the driver fully depresses the clutch pedal in the engine rotation stopped state. The engine restart condition is met. In addition, the engine restart condition includes, for example, that the accelerator is depressed, the brake operation amount is zero, and the like.
次に、スタータ10の駆動制御について説明する。本実施形態において、ECU40は、SL1駆動リレー24のオン/オフ信号を出力する出力ポートP1と、SL2駆動リレー25のオン/オフ信号を出力する出力ポートP2とを備えている。この出力ポートP1,P2からの制御信号により、スタータ10の通電状態の切り替えを行うことが可能であるとともに、モータ11及びコイル18の通電状態をそれぞれ個別に切り替え可能になっている。
Next, drive control of the
本実施形態では、自動停止条件の成立に伴いエンジン燃焼を停止し、その燃焼停止後においてエンジン回転速度が降下する回転降下期間にエンジン再始動条件が成立した場合、エンジン出力軸21が回転停止するのを待たずに、スタータ10によりエンジン20のクランキングを行うこととしている。その一つの態様として、ECU40は、再始動条件成立時のエンジン回転速度が比較的高い場合、ピニオン14がモータ11によって回転された状態でピニオン14とリングギヤ22との噛み合いが行われるようにモータ11及びコイル18の通電を制御する「モータ先駆動制御」を実施することとしている。
In the present embodiment, engine combustion is stopped when the automatic stop condition is satisfied, and the
モータ先駆動制御について詳しくは、ECU40は、エンジン自動停止の際の回転降下期間において、クランク角センサ31の検出信号に基づいて算出した現時点及びそれ以前のエンジン回転速度を用いて、現時点よりも後のエンジン回転速度Ne(予測エンジン回転速度)を算出しており、その予測エンジン回転速度を用いてピニオン14とリングギヤ22との噛み合いタイミングを制御している。具体的には、再始動条件の成立後、所定タイミングでモータ11の通電を開始し、ピニオン14の回転速度を上昇させる。また、予測エンジン回転速度を用いて、ピニオン14とリングギヤ22との各歯部の通過速度差(噛み合い場所における各歯の速度差)が所定値以下になるタイミングを算出する。そして、その算出タイミングよりも、コイル18の通電開始からピニオン14がリングギヤ22との接触位置まで移動するのに要する時間(噛み合い所要時間)だけ前のタイミングでピニオン14とリングギヤ22との噛み合いが行われるようにコイル18の通電を制御する。なお、モータ11の通電開始タイミングについては、例えば再始動条件の成立タイミングであってもよいし、あるいは、予測エンジン回転速度に基づいて算出したタイミングとしてもよい。
For details on the motor tip drive control, the
ところで、エンジン20の燃焼停止後のエンジン回転速度の降下態様は種々の要因によって変動することがあり、例えば、
・エアコンやオルタネータなどの補機類がオフからオンに切り替わった場合
・ドライバによりブレーキペダルが急速に踏み込まれ、車輪(図示略)がロックした場合
・クラッチリリース操作に伴いエンジン20を再始動させるとき、クラッチリリース操作の開始後においてクラッチ繋ぎ操作が急速に行われた場合
といった事象がエンジン回転降下中に生じた場合には、エンジン出力軸21の回転負荷が増大側に変化し、その結果、エンジン回転速度の降下率が大きくなる側に変化することがある。また、再始動条件の成立に伴い燃焼噴射及び点火を開始するシステムでは、エンジン20の回転降下中に燃焼が生じることがあり、エンジン回転速度が上昇側に変化するか又はエンジン回転速度の降下率が小さくなることがある。また、補機類がオンからオフに切り替わった場合に、エンジン回転速度の降下率が小さくなることがある。
By the way, the engine speed reduction mode after the combustion of the
・ When accessories such as air conditioners and alternators are switched from OFF to ON ・ When the brake pedal is rapidly depressed by the driver and the wheels (not shown) are locked ・ When the
エンジン自動停止の際のエンジン回転降下中において、ECU40の意図しないエンジン回転速度の変動が生じた場合、それ以前に算出した予測エンジン回転速度は適正でなくなる。そのため、予測エンジン回転速度に基づいて実施されるスタータ制御において、ピニオン14の押出しタイミングやモータ11の駆動タイミングを適正に制御できないおそれがある。
If the engine speed that is not intended by the
そこで、本実施形態では、エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化したときには、原則として、モータ先駆動制御によるエンジン再始動を中止することとしている。したがって、エンジン回転速度の降下態様が変化した時点で例えばモータ11の通電が開始されていれば、モータ11を通電オフ状態に切り替える。 Therefore, in this embodiment, when the restart condition is satisfied during the rotation descent at the time of the engine automatic stop, when the engine speed decrease mode changes after the restart condition is satisfied, as a rule, the motor drive control is performed. The engine restart will be stopped. Therefore, for example, if energization of the motor 11 is started at the time when the engine speed reduction mode is changed, the motor 11 is switched to the energization off state.
ただし、エンジン回転降下中に再始動条件が成立し、その後、エンジン回転速度の降下態様が変化した場合であっても、その変化があった時点でコイル18の通電を開始しているとき、つまりピニオン14の押出しを開始しているときには、例外として、コイル18の通電を継続することとしている。
However, even if the restart condition is satisfied during the engine rotation drop and the engine speed decrease mode thereafter changes, when the
その理由は以下のとおりである。すなわち、スタータ10では、コイル18の通電タイミングを制御することでピニオン14とリングギヤ22との噛み合わせが行われる。具体的には、コイル18の通電開始によりピニオン14がリングギヤ22に向かって押し出され、ピニオン14の端面がリングギヤ22の端面に当接し、その当接後においてリングギヤ22がエンジン20の回転方向へ動くことによりピニオン14とリングギヤ22とが噛み合わされる。この場合、コイル18の通電開始から、ピニオン14がリングギヤ22に当接するまでの時間はピニオン14の押出し毎にほぼ同じであるのに対し、両者が噛み合うまでに要する時間は都度異なる。そのため、エンジン回転速度の降下態様が変化した場合、その変化の時点において、今現在、ピニオン14とリングギヤ22とが噛み合っているかそうでないかは特定し難い。
The reason is as follows. That is, in the
また、スタータ10では、ピニオン14のリングギヤ22側への押出しはコイル18の通電制御によって行われる。これに対し、ピニオン14をリングギヤ22側から戻す際にはスプリング力を利用して行われ、より具体的には、ピニオン14の歯部とリングギヤ22の歯部とが噛み合った状態において、両者の歯部の間に隙間ができると、スタータ10側のスプリング力によってピニオン14が押出し前の元の位置に戻される。この場合、ピニオン14とリングギヤ22との噛み合い後においてピニオン14とリングギヤ22との両者が一体に回転した状態であると、コイル18を通電オフにしたとしても両者の歯部の間に隙間が形成されにくく、その結果、ピニオン14をリングギヤ22から引き抜くことができないことがある。このようなピニオン14のリングギヤ22に対する位置関係が不確定な状態は、エンジン20の再始動を確実に行う観点からすると回避するのが望ましい。
In the
これに鑑み、本実施形態では、エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化したときであっても、その変化の時点で既にコイル18の通電を行っている場合には、例外として、コイル18の通電をそのまま継続し、モータ先駆動によるエンジン再始動を行うこととしている。
In view of this, in the present embodiment, when the restart condition is satisfied during the rotation descent at the time of the engine automatic stop, even if the engine speed reduction mode changes after the restart condition is satisfied, When the
以下、本実施形態のモータ先駆動制御の具体的態様を図2及び図3のフローチャートを用いて説明する。 Hereinafter, a specific aspect of the motor tip drive control of this embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 2 and 3.
図2は、モータ先駆動によるエンジン再始動の実施の許否を判定するための処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ECU40により所定周期毎に実行される。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure for determining whether or not to execute engine restart by driving the motor ahead. This process is executed by the
図2において、ステップS11では、自動停止条件の成立後におけるエンジン回転降下中か否かを判定する。ステップS11がYESの場合、ステップS12へ進み、モータ先駆動の実行許可条件が成立しているか否かを判定する。該実行許可条件としては、予測エンジン回転速度を算出可能な状態であること、及びピニオン14とリングギヤ22との噛み合い時点におけるエンジン回転速度を判定値以上にできる期間であること(再始動条件成立時のエンジン回転速度が比較的高いこと)、を含む。ステップS12がYESの場合、ステップS13へ進み、モータ先駆動許可フラグFmに1をセットするとともに、予測エンジン回転速度無効判定フラグFrを0にリセットする。
In FIG. 2, in step S <b> 11, it is determined whether or not the engine speed is decreasing after the automatic stop condition is satisfied. When step S11 is YES, it progresses to step S12, and it is determined whether the execution permission conditions of motor tip drive are satisfied. The execution permission condition is that the predicted engine speed can be calculated, and that the engine speed at the time of engagement of the
続くステップS14では、再始動条件が成立した後か否かを判定する。ステップS14がYESの場合、ステップS15へ進み、再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化したか否かを判定する。本実施形態では、エンジン回転速度の降下態様が変化したか否かの判定をエンジン20のロスエネルギに基づいて行うこととしている。補機類の駆動の切り替え等は、エンジン出力軸21にとってはエンジン20のロスエネルギの増減に相当し、特に燃料カット状態でエンジン回転速度が降下する場合には、そのロスエネルギの増減がエンジン回転速度の変動に顕著に現れるからである。
In a succeeding step S14, it is determined whether or not the restart condition is satisfied. When step S14 is YES, it progresses to step S15, and it is determined whether the fall mode of engine speed changed after the restart conditions were satisfied. In the present embodiment, it is determined based on the loss energy of the
ステップS15がYESの場合、ステップS16へ進み、予測エンジン回転速度無効判定フラグFrに1をセットする。また、ステップS17では、コイル18の通電開始後であるか(ピニオン14の押出し開始後であるか)否かを判定する。ここでは、ピニオン押出しフラグFpに基づいて判定するものとし、Fp=1の場合にコイル18の通電開始後であると判定する。
When step S15 is YES, it progresses to step S16, and 1 is set to the prediction engine rotational speed invalid determination flag Fr. In step S17, it is determined whether or not it is after the start of energization of the coil 18 (after the start of pushing out the pinion 14). Here, the determination is made based on the pinion extrusion flag Fp, and when Fp = 1, it is determined that the energization of the
Fp=0の場合にはステップS18へ進み、モータ先駆動許可フラグFmを0にリセットする。一方、Fp=1の場合にはステップS19へ進み、モータ先駆動許可フラグFmを1のままにし、本ルーチンを終了する。 When Fp = 0, the process proceeds to step S18, and the motor destination drive permission flag Fm is reset to 0. On the other hand, if Fp = 1, the process proceeds to step S19, the motor destination drive permission flag Fm is kept at 1, and this routine is finished.
次に、モータ先駆動によるスタータ制御について、図3のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ECU40により所定周期毎に実行される。
Next, starter control by motor tip drive will be described using the flowchart of FIG. This process is executed by the
図3において、ステップS21では、モータ先駆動許可フラグFmに1がセットされているか否かを判定する。ステップS21がNOの場合にはそのまま本ルーチンを終了する。ただし、モータ先駆動許可フラグFmが1から0への切り替え直後であって、SL2駆動リレー25がオンになっているときには(モータ通電が開始されているときには)、SL2駆動リレー25をオフに切り替えた後、本ルーチンを終了する。
In FIG. 3, in step S <b> 21, it is determined whether 1 is set in the motor destination drive permission flag Fm. When step S21 is NO, this routine is finished as it is. However, when the motor drive permission flag Fm is immediately after switching from 1 to 0 and the
ステップS21がYESの場合、ステップS22に進み、予測エンジン回転速度無効判定フラグFrが0にリセットされているか否かを判定する。ステップS22がYESの場合、ステップS23へ進み、再始動条件の成立後か否かを判定する。このとき、再始動条件の成立後であればステップS24へ進み、ピニオン押出しフラグFpが0でリセットされているか、又はモータ11が通電オフ状態であるか否かを判定する。ステップS24がYESの場合、ステップS25へ進み、モータ11の通電タイミングか否かを判定する。そして、ステップS25がYESとなったときに、ステップS26においてSL2駆動リレー25をオンに切り替え、モータ11の通電を開始する。
When step S21 is YES, it progresses to step S22 and it is determined whether the prediction engine speed invalid determination flag Fr is reset to 0. When step S22 is YES, it progresses to step S23 and it is determined whether it is after the restart conditions are satisfied. At this time, if the restart condition is satisfied, the process proceeds to step S24, and it is determined whether the pinion push-out flag Fp is reset to 0 or whether the motor 11 is in the energized off state. When step S24 is YES, it progresses to step S25 and it is determined whether it is an energization timing of the motor 11. FIG. When step S25 becomes YES, the
ステップS27では、ピニオン14の押出しタイミングか否かを判定し、ステップS27がYESとなったときに、ステップS28においてSL1駆動リレー24をオンに切り替え、コイル18の通電を開始する。また、ステップS29において、ピニオン押出しフラグFpに1をセットし、ステップS30以降の処理へ進む。
In step S27, it is determined whether or not it is the push-out timing of the
また、モータ先駆動許可フラグFmに1がセットされ、かつ予測エンジン回転速度無効判定フラグFrに1がセットされている場合、ステップS22で否定判定される。この場合、ステップS30以降の処理へ進む。 On the other hand, if 1 is set in the motor destination drive permission flag Fm and 1 is set in the predicted engine rotation speed invalid determination flag Fr, a negative determination is made in step S22. In this case, it progresses to the process after step S30.
ステップS30では、エンジン回転速度Neが始動回転速度Nef(例えば400〜500rpm)以上であるか否かを判定する。この始動回転速度Nefは、クランキング回転速度よりも所定速度だけ高い値に設定してある。そして、エンジン回転速度が始動回転速度Nef以上であることを条件にステップS31へ進み、SL1駆動リレー24及びSL2駆動リレー25にオフ信号を出力する。これにより、ピニオン14とリングギヤ22との噛み合わせが解除され、モータ11の回転が停止される。また、ここでは、モータ先駆動許可フラグFm、予測エンジン回転速度無効判定フラグFr、及びピニオン押出しフラグFpを値0にリセットする。
In step S30, it is determined whether or not the engine rotational speed Ne is equal to or higher than the starting rotational speed Nef (for example, 400 to 500 rpm). This starting rotational speed Nef is set to a value higher by a predetermined speed than the cranking rotational speed. Then, the process proceeds to step S31 on condition that the engine rotational speed is equal to or higher than the starting rotational speed Nef, and an off signal is output to the
図4及び図5は、本実施形態のモータ先駆動処理の具体的態様を示すタイムチャートである。以下、図4を用いてモータ先駆動処理における原則を説明し、図5を用いてその例外を説明する。なお、図中、(a)は再始動条件の成否の推移を示し、(b)はモータ先駆動許可フラグFmの推移を示し、(c)は予測エンジン回転速度無効判定フラグFrの推移を示し、(d)はSL1駆動リレー24のオン/オフの推移を示し、(e)はSL2駆動リレー25のオン/オフの推移を示す。また、図5における一点鎖線は、原則における処理を示す。
4 and 5 are time charts showing a specific aspect of the motor tip drive processing of the present embodiment. In the following, the principle of the motor tip drive process will be described with reference to FIG. 4, and the exception will be described with reference to FIG. In the figure, (a) shows the transition of success or failure of the restart condition, (b) shows the transition of the motor drive permission flag Fm, and (c) shows the transition of the predicted engine speed invalidity determination flag Fr. (D) shows the on / off transition of the
エンジン自動停止時のエンジン回転降下中において、モータ先駆動許可フラグFm=1であって予測エンジン回転速度無効判定フラグFr=0の場合に再始動条件が成立すると、図4に示すように、例えばその成立タイミングt11でSL2駆動リレー25がオフからオンに切り替えられる。これにより、ピニオン14の回転が開始される。その後、SL1駆動リレー24のオンへの切り替え前において、例えば補機類の駆動切り替えや車輪ロック等に起因してエンジン回転速度の降下態様が変化すると、そのタイミングt12で予測エンジン回転速度無効判定フラグFrが0から1に切り替えられるとともに、モータ先駆動許可フラグFmが1から0に切り替えられる。また、モータ先駆動許可フラグFmの切り替えに伴い、SL2駆動リレー25がオン→オフに切り替えられる。これにより、モータ11の駆動が停止され、モータ先駆動制御によるエンジン再始動が中止される。
If the restart condition is satisfied when the motor front drive permission flag Fm = 1 and the predicted engine rotation speed invalid determination flag Fr = 0 during the engine rotation drop during the automatic engine stop, as shown in FIG. At the establishment timing t11, the
これに対し、図5に示すように、再始動条件の成立後において、タイミングt21でSL1駆動リレー24をオンに切り替えた後、エンジン回転速度の降下態様が変化した場合には、その変化のタイミングt22で、予測エンジン回転速度無効判定フラグFrは0から1に切り替えられるが、モータ先駆動許可フラグFmについては1のまま保持される。これにより、モータ先駆動処理によるスタータ制御が続行される。
On the other hand, as shown in FIG. 5, after the restart condition is established, when the
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
エンジン自動停止時の回転降下中に再始動条件が成立した場合、その再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化し、かつその変化があった時点でコイル18の通電を開始している場合、つまりピニオン14の押出しを開始している場合には、モータ先駆動制御によるエンジン再始動を中止するのに対し、再始動条件の成立後においてエンジン回転速度の降下態様が変化した場合であっても、その変化があった時点でコイル18の通電を開始している場合には、コイル18の通電を継続する構成としたため、ピニオン14のリングギヤ22に対する位置関係が不確定な状態になるのを回避することができる。その結果、その時の状況に応じた適切な態様でスタータ10を駆動できる。
If the restart condition is satisfied during the rotation descent at the time of the engine automatic stop, after the restart condition is satisfied, the mode of decrease in the engine rotation speed is changed, and the energization of the
(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・再始動条件の成立後においてピニオン14の押出し開始前であって、かつエンジン回転速度の降下態様が変化した場合、その降下態様の変化が、エンジン回転速度の降下率が大きくなる側への変化である場合に、モータ先駆動によるエンジン再始動を中止し、エンジン回転速度の降下率が小さくなる側への変化やエンジン回転速度の上昇側への変化である場合には、モータ先駆動によるエンジン再始動を継続する構成とする。実際のエンジン回転速度が予測エンジン回転速度からずれる場合であっても、エンジン回転速度の降下率が小さくなる側に変化する場合や、エンジン回転速度が上昇側に変化する場合には、噛み合い時点では予測エンジン回転速度よりも実際のエンジン回転速度の方が高くなり、リングギヤの回転速度の方がピニオンの回転速度よりも高い状態でピニオンとリングギヤとの噛み合わせを行うことが可能である。これに対し、エンジン回転速度の降下率が大きくなる側に変化する場合には、噛み合い時点では予測エンジン回転速度よりも実際のエンジン回転速度の方が低くなり、リングギヤの回転速度の方が高い状態で両者を噛み合わせることができない場合がある。これに鑑み、本構成では、エンジン回転速度の降下度合いが大きくなる側に変化する場合にはモータ先駆動によるエンジン再始動を中止し、エンジン回転速度の降下度合いが小さくなる側に変化する場合や、エンジン回転速度が上昇側に変化する場合にはモータ先駆動によるエンジン再始動を継続することにより、速やかなエンジン再始動を図りつつ、ショック発生を抑制できる。
-When the restart condition is established and before the push-out of the
・上記実施形態では、コイル18の通電/非通電を制御するSL1駆動リレー24と、モータ11の通電/非通電を制御するSL2駆動リレー25とを有するスタータ10を本発明に適用する場合について説明したが、ピニオン14とリングギヤ22との噛み合わせ解除とモータ11の回転停止とを独立して制御可能なスタータであればよく、例えば従来のスタータにおいてモータ通電制御用のリレーを設けたものを本発明に適用してもよい。すなわち、この構成では、図1のスタータ10における第2ソレノイドSL2に代えて、プランジャ19において、レバー16とは反対側の端部にモータ通電用の接点が設けられている。また、本構成では、モータ11とバッテリ12との間において、ECU40からの制御信号に基づいてオン/オフの切り替え可能なモータ通電制御用のリレーが設けられている。この構成においても、SL1駆動リレー24とモータ通電制御用のリレーとを個別に制御することにより、ピニオン14とリングギヤ22との噛み合わせ動作とモータ11の回転動作とを独立して制御可能である。
In the above embodiment, the case where the
・ガソリンエンジンを適用する場合について説明したが、ディーゼルエンジンを本発明に適用する構成であってもよい。 -Although the case where a gasoline engine was applied was demonstrated, the structure which applies a diesel engine to this invention may be sufficient.
10…スタータ、11…モータ、14…ピニオン、18…コイル(噛み合い手段)、20…エンジン、21…クランク軸、22…リングギヤ、24…SL1駆動リレー、25…SL2駆動リレー、40…ECU(回転予測手段、スタータ駆動手段、回転変化検出手段、移動開始判定手段、第1制御手段、第2制御手段)、SL1…第1ソレノイド(噛み合い手段)、SL2…第2ソレノイド。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
所定の自動停止条件が成立したときに自動停止され、前記自動停止条件の成立後、所定の再始動条件が成立したときに前記スタータにより再始動されるエンジンに適用され、
エンジン自動停止に際してエンジンの回転降下が生じる回転降下期間において、現時点よりも後のエンジン回転速度である予測エンジン回転速度を算出する回転予測手段と、
前記回転降下期間において前記再始動条件が成立した場合に、噛み合わせ時点において前記ピニオンが回転された状態となるように前記モータを制御するとともに、前記回転予測手段により算出した予測エンジン回転速度に基づいて、前記噛み合わせ時点において前記ピニオンと前記リングギヤとが噛み合うように前記噛み合い手段による前記ピニオンの移動を制御するスタータ制御手段と、を備えるエンジン停止始動制御装置であって、
前記回転降下期間において、前記スタータ制御手段に基づく前記ピニオンの移動開始前か否かを判定する移動開始判定手段と、
前記回転降下期間において、前記再始動条件の成立後にエンジン回転速度の降下態様が変化したことを検出する回転変化検出手段と、
前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下態様が変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を中止する第1制御手段と、
前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下態様が変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始後であると判定された場合に、前記噛み合い手段による前記ピニオンの移動を継続する第2制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジン停止始動制御装置。 Cranking is performed using a starter that includes a meshing means for meshing the pinion with the ring gear by moving the pinion toward a ring gear connected to the output shaft of the engine, and a motor for applying a rotational force to the pinion. And
Applied to an engine that is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and is restarted by the starter when a predetermined restart condition is satisfied after the automatic stop condition is satisfied;
A rotation prediction means for calculating a predicted engine rotation speed that is an engine rotation speed after the current time in a rotation decrease period in which an engine rotation decrease occurs when the engine is automatically stopped;
When the restart condition is satisfied during the rotation descent period, the motor is controlled so that the pinion is rotated at the time of meshing, and based on the predicted engine rotation speed calculated by the rotation prediction means. A starter control means for controlling movement of the pinion by the meshing means so that the pinion and the ring gear mesh with each other at the time of meshing,
In the rotation descent period, movement start determination means for determining whether or not the movement of the pinion is based on the starter control means;
A rotation change detecting means for detecting a change in a lowering mode of the engine rotation speed after the restart condition is satisfied in the rotation drop period;
The engine restart by the starter control means when it is detected by the rotation change detection means that the engine speed reduction mode has changed and the movement start determination means determines that the pinion movement is not yet started. First control means for canceling
The movement of the pinion by the meshing means when it is detected by the rotation change detecting means that the mode of decrease in the engine rotational speed has changed and the movement start determining means determines that it is after the start of movement of the pinion. Second control means for continuing
An engine stop / start control device comprising:
前記第1制御手段は、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下度合いが大きくなる側に変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を中止し、前記回転変化検出手段によりエンジン回転速度の降下度合いが小さくなる側又はエンジン回転速度が上昇する側に変化したことが検出され、かつ前記移動開始判定手段により前記ピニオンの移動開始前であると判定された場合に、前記スタータ制御手段によるエンジン再始動を継続する請求項1に記載のエンジン停止始動制御装置。 The rotation change detecting means may change the lowering mode to a side where the degree of decrease in the engine rotational speed increases, or a side where the degree of decrease in the engine rotational speed decreases or the side where the engine rotational speed increases. Detect that there was a change,
The first control means is detected by the rotation change detecting means to have changed to a side where the degree of decrease in engine rotation speed is increased, and is determined by the movement start determining means to be before the start of movement of the pinion. In this case, the engine restart by the starter control means is stopped, and it is detected by the rotation change detecting means that the degree of decrease in the engine rotational speed is reduced or the engine rotational speed is increased and the movement is detected. The engine stop / start control device according to claim 1, wherein the engine restart by the starter control means is continued when it is determined by the start determination means that the movement of the pinion is not started.
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