JP6328301B1 - Engine starter - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジン始動時における発電電動機およびスタータの使用方法を統一することにより、簡素な構成かつ低コストで、エンジン始動性を確保することができるエンジン始動装置を得る。【解決手段】エンジンのクランク軸に連結された発電電動機と、エンジンの始動時に、クランク軸に設けられたリングギヤにピニオンを噛合させるスタータと、エンジンが始動したか否かを判定する判定部と、を備え、エンジンの始動開始時に、発電電動機およびスタータのいずれか一方でエンジンをクランキングするとともに、エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、判定部によりエンジンが始動していないと判定された場合に、発電電動機およびスタータの両方でエンジンを併用クランキングする。【選択図】図1An engine starter capable of ensuring engine startability with a simple configuration and low cost is obtained by unifying the usage methods of a generator motor and a starter at engine start. A generator motor connected to a crankshaft of an engine, a starter that meshes a pinion with a ring gear provided on the crankshaft when the engine is started, a determination unit that determines whether or not the engine has started, The engine is cranked by either the generator motor or the starter at the start of engine start, and when the set time has elapsed from the start of engine start, the determination unit determines that the engine has not started. If this happens, the engine is cranked with both the generator motor and starter. [Selection] Figure 1
Description
この発明は、エンジンのクランク軸に連結された発電電動機と、エンジン始動時にピニオンをリングギヤに噛合させるスタータとを備え、発電電動機およびスタータの少なくとも一方を起動してエンジンをクランキングするエンジン始動装置に関する。 The present invention relates to an engine starter that includes a generator motor connected to a crankshaft of an engine and a starter that meshes a pinion with a ring gear when the engine is started, and cranks the engine by starting at least one of the generator motor and the starter. .
従来から、エンジンの停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、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エンジン自動停止再始動制御を行う車両において、エンジン始動時にエンジンのクランキングを行う発電電動機およびスタータが搭載されているものが知られている。 Conventionally, a generator motor that performs engine cranking when starting an engine in a vehicle that performs engine automatic stop / restart control that automatically stops the engine when the engine stop condition is satisfied and then restarts the engine when the restart condition is satisfied And what is equipped with a starter is known.
このような車両では、エンジン始動時のクランキングにおいて、発電電動機とスタータとを状況に応じて使い分けるか、または発電電動機とスタータとを併用して、エンジンを始動するようになっている。 In such a vehicle, in cranking when starting the engine, the generator motor and the starter are selectively used according to the situation, or the generator motor and the starter are used together to start the engine.
ここで、エンジンの水温等に関する情報に基づいて、歯車伝動装置を介してエンジンを始動するスタータである第一の始動装置と、ベルト伝動装置を介してエンジンを始動する発電電動機である第二の始動装置とを、それぞれ単独で使用するか、または併用するかを選択してエンジンをクランキングするエンジンの始動制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Here, based on information on the engine water temperature and the like, a first starter that is a starter that starts the engine via a gear transmission and a second generator that is a generator motor that starts the engine via a belt transmission 2. Description of the Related Art An engine start control device is known that cranks an engine by selecting whether the start device is used alone or in combination (see, for example, Patent Document 1).
なお、特許文献1に記載のエンジン始動制御装置では、第一の始動装置と第二の始動装置とを併用してエンジンをクランキングする場合に、第一の始動装置を駆動させるとともに、その後第二の始動装置を駆動させ、ついで第一の始動装置を停止した後も第二の始動装置の駆動を継続させている。 In the engine start control device described in Patent Document 1, when the engine is cranked using both the first start device and the second start device, the first start device is driven, and then the first start device is driven. The second starter is driven and then the second starter is continuously driven even after the first starter is stopped.
また、キーの操作によるエンジンの始動時にスタータであるスタータモータで起動するとともに、発電電動機である電動発電機によって常時アシストする車両において、エンジンの再始動時に、スタータモータと電動発電機とを、それぞれ単独で使用するか、または併用するかを選択してエンジンをクランキングするハイブリッド車両の制御装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, in a vehicle that is started by a starter motor that is a starter when the engine is started by operating a key and is always assisted by a motor generator that is a generator motor, the starter motor and the motor generator are There is known a control device for a hybrid vehicle that cranks an engine by selecting whether to use it alone or in combination (see, for example, Patent Document 2).
なお、特許文献2に記載のハイブリッド車両の制御装置では、スタータモータと電動発電機とを併用してエンジンをクランキングする場合に、スタータモータを駆動させるとともに、その後エンジン回転数が設定回転数以上になったら、電動発電機の駆動を開始させている。また、電動発電機のみでエンジンを再始動する場合には、電動発電機のモータ出力値を、定格性能を越えた値に設定している。 In the hybrid vehicle control device described in Patent Document 2, when the engine is cranked using both the starter motor and the motor generator, the starter motor is driven, and then the engine speed is equal to or higher than the set speed. When it becomes, the drive of the motor generator is started. When the engine is restarted with only the motor generator, the motor output value of the motor generator is set to a value exceeding the rated performance.
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、従来のエンジン始動装置では、エンジンの各始動状況において、発電電動機によるエンジンのクランキングと、スタータによるエンジンのクランキングと、発電電動機およびスタータの両方によるエンジンのクランキングとを、エンジンの水温や電源電圧等に基づいて、選択することになっている。
However, the prior art has the following problems.
That is, in the conventional engine starter, in each engine start situation, the engine cranking by the generator motor, the engine cranking by the starter, and the engine cranking by both the generator motor and the starter are combined with the engine water temperature. It is to be selected based on the power supply voltage or the like.
例えば、特許文献1に記載されたエンジンの始動制御装置では、エンジンの水温に応じて、エンジン始動方法を選択している。つまり、運転者の始動操作によりエンジンを始動する初期始動においても、エンジンの水温をモニタして、発電電動機でクランキングするか、スタータでクランキングするか、または発電電動機とスタータとを併用してクランキングするかを選択することになる。 For example, in the engine start control device described in Patent Document 1, an engine start method is selected according to the engine water temperature. In other words, even at the initial start when the engine is started by the driver's start operation, the engine water temperature is monitored and cranked with a generator motor, cranked with a starter, or a generator motor and a starter are used in combination. You will choose whether to crank.
そのため、エンジンの始動前に始動方法を判断する制御が必要になるとともに、判断材料となる水温等を検知するセンサ等が必要になり、エンジン始動装置が複雑化し、高コスト化するという問題がある。 Therefore, it is necessary to perform control for determining a starting method before starting the engine, and a sensor for detecting a water temperature or the like as a determination material is required, which causes a problem that the engine starting device becomes complicated and the cost is increased. .
また、特許文献2に記載されたハイブリッド車両の制御装置では、初期始動の場合には、スタータで起動するとともに発電電動機によって常時アシストすることになっているが、エンジンの再始動時には、エンジンの水温や電源電圧に基づいて、スタータと発電電動機とを、それぞれ単独で使用するか、または併用するかを選択することになる。 In the hybrid vehicle control device described in Patent Document 2, in the case of initial start, the starter is started and the motor is always assisted by the generator motor. Whether the starter and the generator motor are used alone or in combination is selected based on the power supply voltage.
そのため、エンジンの再始動前に始動方法を判断する制御が必要になるとともに、判断材料となる水温等を検知するセンサ等が必要になり、エンジン始動装置が複雑化し、高コスト化するという問題がある。 For this reason, it is necessary to perform control for determining the starting method before restarting the engine, and a sensor for detecting the water temperature or the like as a determination material is required, which complicates the engine starting device and increases costs. is there.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン始動時における発電電動機およびスタータの使用方法を統一することにより、簡素な構成かつ低コストで、エンジン始動性を確保することができるエンジン始動装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By unifying the method of using the generator motor and starter at the time of starting the engine, the engine startability can be secured with a simple structure and at a low cost. It is an object of the present invention to obtain an engine starter that can be used.
この発明に係るエンジン始動装置は、エンジンのクランク軸に連結された発電電動機と、エンジンの始動時に、クランク軸に設けられたリングギヤにピニオンを噛合させるスタータと、エンジンが始動したか否かを判定する判定部と、を備え、エンジンの始動開始時に、発電電動機およびスタータのいずれか一方でエンジンをクランキングするとともに、エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、判定部によりエンジンが始動していないと判定された場合に、発電電動機およびスタータの両方でエンジンを併用クランキングするものである。 An engine starter according to the present invention determines a generator motor connected to a crankshaft of an engine, a starter that meshes a pinion with a ring gear provided on the crankshaft when the engine is started, and whether the engine has started A determination unit configured to crank the engine at one of the generator motor and the starter at the start of engine start, and when the set time has elapsed from the start of engine start, the engine is started by the determination unit. When it is determined that the engine is not in use, both the generator motor and the starter crank the engine together.
この発明に係るエンジン始動装置によれば、エンジンの始動開始時に、発電電動機およびスタータのいずれか一方でエンジンをクランキングするとともに、エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、判定部によりエンジンが始動していないと判定された場合に、発電電動機およびスタータの両方でエンジンを併用クランキングする。
そのため、エンジン始動時における発電電動機およびスタータの使用方法を統一することにより、簡素な構成かつ低コストで、エンジン始動性を確保することができる。
According to the engine starter of the present invention, at the start of engine start, the engine is cranked by either the generator motor or the starter, and when the set time has elapsed from the start of engine start, When it is determined that the engine has not started, the engine is combined and cranked by both the generator motor and the starter.
Therefore, by unifying the usage methods of the generator motor and the starter at the time of starting the engine, the engine startability can be ensured with a simple configuration and low cost.
以下、この発明に係るエンジン始動装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an engine starter according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置が搭載された車両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1は、エンジン自動停止再始動制御のエンジン停止、またはエンジン再始動を判断する機能を含み、エンジン1の制御を行うエンジン制御装置5により駆動制御されている。以下、エンジン制御装置5のことをエンジンECU5と称する。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle on which an engine starter according to Embodiment 1 of the present invention is mounted. In FIG. 1, the engine 1 includes a function of determining engine stop or engine restart of engine automatic stop / restart control, and is driven and controlled by an engine control device 5 that controls the engine 1. Hereinafter, the engine control device 5 is referred to as an engine ECU 5.
エンジン1のクランク軸11には、ベルト12を介して発電電動機2が常時連結されている。また、スタータ3の回転トルクの出力部となるピニオン31は、クランク軸11と一体となったリングギヤ13に着脱可能な状態で設けられ、回転トルクを伝達する。
A generator motor 2 is always connected to the
発電電動機2には、電力変換装置21が接続されている。また、電力変換装置21は、バッテリ4と、発電電動機2の回生および力行の制御を行う発電電動機制御回路22とに接続されている。以下、発電電動機制御回路22のことをMG制御回路22と称する。
A
スタータ3は、スタータ3に電力の供給を行うための電気接点の開閉機能を持った電磁スイッチ32を備えている。また、電磁スイッチ32は、バッテリ4に接続されている。なお、MG制御回路22の入力端子および電磁スイッチ32の励磁端子には、それぞれエンジン始動時の信号が入力される。
The
さらに、エンジン1は、クランク軸11の回転角度を検出する図示しないクランク角センサを備えており、クランク角センサからのクランク角信号は、エンジンECU5に送信され演算されて、エンジン1のクランク軸11の回転速度を導出する。
Further, the engine 1 includes a crank angle sensor (not shown) that detects the rotation angle of the
次に、発電電動機2の機能について説明する。発電電動機2は、回生である発電の機能と、力行であるモータ駆動の機能との2つの機能を有している。ここで、回生時は、エンジン1が稼働状態の場合であり、発電電動機2は、エンジン1の回転トルクにより、クランク軸11からベルト12を介して常時回転している状態で、MG制御回路22によって制御される電力変換装置21で発電電力を整流して、バッテリ4に充電を行っている。
Next, the function of the generator motor 2 will be described. The generator motor 2 has two functions: a power generation function that is regenerative and a motor drive function that is power running. Here, the regeneration is a case where the engine 1 is in an operating state, and the generator motor 2 is constantly rotating from the
また、力行時は、エンジン1に回転トルクを供給する場合であり、発電電動機2は、バッテリ4の電力を使用し、MG制御回路22によって制御される電力変換装置21を介して電力供給を受け、モータとして駆動される。さらに、ベルト12を介してクランク軸11に回転トルクが伝達され、エンジン1が駆動される。
The power running is a case where rotational torque is supplied to the engine 1, and the generator motor 2 uses the power of the battery 4 and receives power supply via the
なお、発電電動機2は、エンジン1の始動が完了した後には、力行から回生へと切り替わる。また、エンジン1に回転トルクを供給する場合には、エンジン1のクランキング時と、稼働状態のエンジン1の発生トルクを補うトルクアシスト時と、エンジン1が停止していても発電電動機2のみで車両を移動させる電動走行時とがある。 The generator motor 2 is switched from power running to regeneration after the start of the engine 1 is completed. In addition, when the rotational torque is supplied to the engine 1, only the generator motor 2 is used when the engine 1 is cranked, when the torque assist is made up for the generated torque of the engine 1 in an operating state, and even when the engine 1 is stopped. There are times when the vehicle travels electrically.
続いて、スタータ3の機能について説明する。スタータ3は、エンジン1のクランキング時に使用され、電磁スイッチ32の励磁端子に電圧が印加されることにより、電磁スイッチ32の電気接点が閉路されて、スタータ3のモータ部に電力が供給されるとともに、ピニオン31がリングギヤ13側へ移動する。その後、リングギヤ13とピニオン31とが噛み合うことにより、スタータ3のモータ部で発生する回転トルクが、クランク軸11に伝達され、エンジン1を駆動する。
Next, the function of the
なお、モータ部の出力軸とピニオン31を含むピニオン移動体とは、モータ部が回転駆動したときに、ピニオン移動体が静止位置からリングギヤ13側への推進力が発生する角度を持ったヘリカルスプラインで係合されている。
The pinion moving body including the output shaft of the motor unit and the
また、エンジン1側でスタータ3の回転トルクが不要となった場合には、励磁端子の電圧の印加が解消される。これにより、ピニオン31がリングギヤ13と噛み合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ32の電気接点が開路されて、スタータ3のモータ部への電力供給がなくなる。
Further, when the rotational torque of the
次に、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置において、発電電動機2およびスタータ3の両方でエンジン1を併用クランキングして、エンジン1を始動させる一連の動作について説明する。
Next, in the engine starter according to Embodiment 1 of the present invention, a series of operations for starting the engine 1 by cranking the engine 1 together with both the generator motor 2 and the
発電電動機2およびスタータ3の両方でエンジン1を始動する場合には、所定の電気信号により、電磁スイッチ32の励磁端子に電圧が印加され、電磁スイッチ32を駆動して電気接点を閉路する。この結果、モータ回路に通電がなされることにより、電流がスタータ3のモータ部に供給され、モータ部に回転トルクが発生してスタータ3が起動される。
When the engine 1 is started by both the generator motor 2 and the
また、電磁スイッチ32を駆動することによって、ピニオン31が、リングギヤ13に噛み合う位置に移動する。その結果、モータ部の回転トルクが、噛み合ったピニオン31とリングギヤ13とを介してクランク軸11に伝達され、エンジン1をクランキングすることとなる。その後、燃料噴射が開始される。
Further, by driving the
さらに、MG制御回路22へも電気信号が伝送され、MG制御回路22は、発電電動機2を力行で起動するために、バッテリ4の電力を使用し、MG制御回路22によって制御される電力変換装置21を介して、発電電動機2に電力を供給する。この結果、発電電動機2は、力行駆動され、ベルト12を介してクランク軸11に回転トルクを伝達することで、エンジン1をクランキングする。
Furthermore, an electric signal is also transmitted to the MG control circuit 22, and the MG control circuit 22 uses the power of the battery 4 to start the generator motor 2 by powering and is controlled by the MG control circuit 22. Electric power is supplied to the generator motor 2 via 21. As a result, the generator motor 2 is driven by power running and transmits the rotational torque to the
このようなエンジン1のクランキング中、エンジンECU5は、クランク角センサからのクランク角信号により得られる現在のクランク角度、およびクランク角信号の周期に基づいて、エンジン1の回転速度、つまりリングギヤ13の回転速度を演算して、監視している。
During the cranking of the engine 1, the engine ECU 5 determines the rotational speed of the engine 1, that is, the
このとき、エンジンECU5は、エンジン1の回転速度に基づいて、エンジン1の回転速度があらかじめ設定された回転速度以上となり、エンジン1が完爆したか否か、すなわちエンジン1が稼働状態になり始動が完了したか否かの判定を行う。エンジン1が完爆していない場合には、エンジンECU5は、エンジン1の完爆の判定が行われるまで、状態を維持して待機する。 At this time, the engine ECU 5 starts based on the rotational speed of the engine 1 to determine whether or not the rotational speed of the engine 1 is equal to or higher than a predetermined rotational speed and the engine 1 has completely exploded, that is, the engine 1 is in an operating state and started. It is determined whether or not is completed. If the engine 1 is not completely exploded, the engine ECU 5 stands by while maintaining the state until the determination of the complete explosion of the engine 1 is made.
一方、判定の結果、エンジン1が完爆している場合には、エンジンECU5は、スタータ3を停止させる。すなわち、ピニオン31がリングギヤ13と噛み合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ32の電気接点が開路されて、スタータ3のモータ部への電力供給がなくなる。また同時に、エンジンECU5は、MG制御回路22による発電電動機2への電力供給を停止し、力行を停止させる。
On the other hand, as a result of the determination, when the engine 1 is completely exploded, the engine ECU 5 stops the
これら一連の動作により、発電電動機2およびスタータ3の両方でエンジン1を併用クランキングして、エンジン1を始動させる処理が終了する。
With these series of operations, the process of cranking the engine 1 together with both the generator motor 2 and the
なお、発電電動機2およびスタータ3の両方でエンジン1を併用クランキングする場合に、1つの電気信号を発電電動機2およびスタータ3に直列に伝送してもよいし、並列に伝送してもよい。発電電動機2およびスタータ3に電気信号を送信するタイミングを同時にできれば、運転者の始動操作によりエンジン1を始動する初期始動においても、スタータ3の電磁スイッチ32へ印加する電圧を、電気信号として他の制御機能を介さずMG制御回路22に送信することにより、併用クランキングを実施することが可能となる。
When cranking the engine 1 with both the generator motor 2 and the
さらに、ピニオン31のリングギヤ13側端面と、非トルク伝達側の歯面との間には、歯面に沿った曲面形状として歯面面取り部を設け、さらに、ピニオン31の歯先外径部には、歯先外径に沿って、歯先面取り部が設けた機構であってもよい。この場合、歯面面取り部は、非トルク伝達側の歯面に沿った曲面で形成されているため、軸方向に垂直な断面で見たときには、リングギヤ13の歯と、ピニオン31の歯とが、常にかみ合った状態と同じである。
Further, a tooth chamfered portion is provided as a curved shape along the tooth surface between the end surface of the
歯同士が噛み合った状態と同じでない場合には、リングギヤ13とピニオン31のそれぞれの歯の速度ベクトルが異なる。このため、結果として、接触位置が軸方向へ振れることになり、安定した回転力を伝えられないだけでなく、はじかれる力になる場合もあり、不安定な噛合い状態となる。
When the teeth are not the same as the meshed state, the tooth speed vectors of the
つまり、ピニオン31のリングギヤ13側端面と、非トルク伝達側の歯面との間に、歯面に沿った曲面形状として歯面面取り部を設けることにより、先に発電電動機2が回転を開始しても、安定した噛合いが可能になる。
That is, by providing a tooth chamfered portion as a curved surface shape along the tooth surface between the
続いて、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置において、スタータ3でエンジン1をクランキングして、エンジン1を始動させる一連の動作について説明する。
Next, a series of operations for starting the engine 1 by cranking the engine 1 with the
スタータ3でエンジン1を始動する場合に、例えば運転者による始動操作が実施されると、所定の電気信号により、電磁スイッチ32の励磁端子に電圧が印加され、電磁スイッチ32を駆動して電気接点を閉路する。この結果、モータ回路に通電がなされることにより、電流がスタータ3のモータ部に供給され、モータ部に回転トルクが発生してスタータ3が起動される。
When starting the engine 1 with the
また、電磁スイッチ32を駆動することによって、ピニオン31が、リングギヤ13に噛み合う位置に移動する。その結果、モータ部の回転トルクが、噛み合ったピニオン31とリングギヤ13とを介してクランク軸11に伝達され、エンジン1をクランキングすることとなる。その後、燃料噴射が開始される。
Further, by driving the
このようなエンジン1のクランキング中、エンジンECU5は、クランク角センサからのクランク角信号により得られる現在のクランク角度、およびクランク角信号の周期に基づいて、エンジン1の回転速度、つまりリングギヤ13の回転速度を演算して、監視している。
During the cranking of the engine 1, the engine ECU 5 determines the rotational speed of the engine 1, that is, the
このとき、エンジンECU5は、エンジン1の回転速度に基づいて、エンジン1の回転速度があらかじめ設定された回転速度以上となり、エンジン1が完爆したか否か、すなわちエンジン1が稼働状態になり始動が完了したか否かの判定を行う。エンジン1が完爆していない場合には、エンジンECU5は、エンジン1の完爆の判定が行われるまで、状態を維持して待機する。 At this time, the engine ECU 5 starts based on the rotational speed of the engine 1 to determine whether or not the rotational speed of the engine 1 is equal to or higher than a predetermined rotational speed and the engine 1 has completely exploded, that is, the engine 1 is in an operating state and started. It is determined whether or not is completed. If the engine 1 is not completely exploded, the engine ECU 5 stands by while maintaining the state until the determination of the complete explosion of the engine 1 is made.
一方、判定の結果、エンジン1が完爆している場合には、エンジンECU5は、スタータ3を停止させる。すなわち、ピニオン31がリングギヤ13と噛み合っている状態が解消されるとともに、電磁スイッチ32の電気接点が開路されて、スタータ3のモータ部への電力供給がなくなる。
On the other hand, as a result of the determination, when the engine 1 is completely exploded, the engine ECU 5 stops the
なお、完爆の判定を待って、状態を維持した状態が、任意の設定時間以上継続した場合には、エンジンECU5は、スタータ3でのクランキングを停止し、発電電動機2およびスタータ3の両方でエンジン1を併用クランキングして、エンジン1を始動させる。
If the state of maintaining the state after waiting for the determination of complete explosion continues for an arbitrary set time or longer, the engine ECU 5 stops the cranking in the
つまり、スタータ3でのクランキングで、設定時間内にエンジン1が稼働状態にならなかった場合には、その要因に関係なく、発電電動機2およびスタータ3の両方を用いた併用クランキングのみを実施する。
In other words, if the engine 1 is not in operation within the set time by cranking with the
次に、この発明の実施の形態1に係るエンジン始動装置において、発電電動機2でエンジン1をクランキングして、エンジン1を始動させる一連の動作について説明する。 Next, a series of operations for starting the engine 1 by cranking the engine 1 with the generator motor 2 in the engine starting device according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
エンジン自動停止再始動制御によりエンジン1への燃料供給が停止され、その後再始動条件が成立すると、エンジンECU5は、起動の電気信号をMG制御回路22に送信する。起動の電気信号を受けたMG制御回路22は、バッテリ4の電力を使用し、電力変換装置21を介して、発電電動機2に電力を供給する。この結果、発電電動機2は、力行駆動され、ベルト12を介してクランク軸11に回転トルクを伝達することで、エンジン1をクランキングする。
When the fuel supply to the engine 1 is stopped by the engine automatic stop / restart control and then the restart condition is satisfied, the engine ECU 5 transmits an electric signal for starting to the MG control circuit 22. The MG control circuit 22 that has received the activation electrical signal uses the power of the battery 4 and supplies power to the generator motor 2 via the
このようなエンジン1のクランキング中、初期始動と同様に、エンジンECU5は、クランク角センサからのクランク角信号により得られる現在のクランク角度、およびクランク角信号の周期に基づいて、エンジン1の回転速度、つまりリングギヤ13の回転速度を演算して、監視している。
During cranking of the engine 1, as in the initial start, the engine ECU 5 rotates the engine 1 based on the current crank angle obtained from the crank angle signal from the crank angle sensor and the cycle of the crank angle signal. The speed, that is, the rotational speed of the
このとき、エンジンECU5は、エンジン1の回転速度に基づいて、エンジン1の回転速度があらかじめ設定された回転速度以上となり、エンジン1が完爆したか否か、すなわちエンジン1が稼働状態になり始動が完了したか否かの判定を行う。エンジン1が完爆していない場合には、エンジンECU5は、エンジン1の完爆の判定が行われるまで、状態を維持して待機する。 At this time, the engine ECU 5 starts based on the rotational speed of the engine 1 to determine whether or not the rotational speed of the engine 1 is equal to or higher than a predetermined rotational speed and the engine 1 has completely exploded, that is, the engine 1 is in an operating state and started. It is determined whether or not is completed. If the engine 1 is not completely exploded, the engine ECU 5 stands by while maintaining the state until the determination of the complete explosion of the engine 1 is made.
一方、判定の結果、エンジン1が完爆している場合には、エンジンECU5は、MG制御回路22による発電電動機2への電力供給を停止し、力行を停止させる。 On the other hand, as a result of the determination, when the engine 1 is completely exploded, the engine ECU 5 stops the power supply to the generator motor 2 by the MG control circuit 22 and stops the power running.
なお、完爆の判定を待って、状態を維持した状態が、任意の設定時間以上継続した場合には、エンジンECU5は、発電電動機2でのクランキングを停止し、発電電動機2およびスタータ3の両方でエンジン1を併用クランキングして、エンジン1を始動させる。
When the state of maintaining the state after waiting for the complete explosion is continued for an arbitrary set time or longer, the engine ECU 5 stops the cranking in the generator motor 2 and the generator motor 2 and the
つまり、発電電動機2でのクランキングで、設定時間内にエンジン1が稼働状態にならなかった場合には、その要因に関係なく、発電電動機2およびスタータ3の両方を用いた併用クランキングのみを実施する。
That is, if the engine 1 is not in operation within the set time by cranking with the generator motor 2, only the combined cranking using both the generator motor 2 and the
このように構成されたエンジン始動装置によれば、発電電動機2とスタータ3とをそれぞれ単独で使用してエンジン始動を実施し、設定時間内にエンジン1が始動しなかった場合には、エンジン1の始動に失敗したと判断して、その要因に関係なく、発電電動機2およびスタータ3の両方を用いた併用クランキングのみを実施することになる。
According to the engine starter configured as described above, the engine 1 is started using the generator motor 2 and the
つまり、エンジン始動に失敗した場合の次の始動を、発電電動機2およびスタータ3の両方を用いた併用クランキングとすることで、発電電動機2のみまたはスタータ3のみでのクランキングから、発電電動機2およびスタータ3の両方の回転トルクでのクランクキングとなり、良好な始動性を確保することができる。
That is, the next start when the engine start fails is the combined cranking using both the generator motor 2 and the
本来、エンジン1の各始動状況に応じて、発電電動機2やスタータ3の仕様が決められているため、エンジン1の始動前に、始動方法の選択を行わず、発電電動機2とスタータ3とをそれぞれ単独で用いてエンジン1を始動するか、または発電電動機2およびスタータ3の両方を用いてエンジン1を始動するかを固定化することで、仮にエンジン始動に失敗した場合であっても、次の始動の始動性を確保することができる。
Originally, the specifications of the generator motor 2 and the
また、始動方法の選択を行わないことにより、始動方法の選択を行うための複雑な制御や判断材料となるセンサを必要とせず、低コストでエンジン始動性を確保することができる。さらに、エンジン1の各始動状況に応じて、始動するときの駆動力が固定化されているため、運転者への違和感も軽減される。 Further, by not selecting the starting method, complicated starting control for selecting the starting method and a sensor as a judgment material are not required, and the engine startability can be ensured at low cost. Further, since the driving force at the time of starting is fixed in accordance with each starting state of the engine 1, the uncomfortable feeling to the driver is also reduced.
なお、エンジン自動停止再始動制御によるエンジン自動停止後の再始動においては、発電電動機2でのクランキングを実施することとしてもよい。つまり、エンジン1の暖機状態である再始動では、エンジン1の始動に必要なフリクショントルクが低温時に比べて小さいため、毎回始動方法を判断するのではなく、発電電動機2のみでのクランキングを行い、再始動に失敗したときにのみ、再々始動として併用クランキングを実施するとしてもよい。 In the restart after the engine automatic stop by the engine automatic stop / restart control, cranking by the generator motor 2 may be performed. In other words, when the engine 1 is in a warm-up state, the friction torque required to start the engine 1 is smaller than when the engine 1 is at a low temperature. Therefore, instead of determining the starting method every time, the cranking only with the generator motor 2 is performed. It is possible to perform combined cranking as re-starting only when restarting fails.
この場合には、再始動において、発電電動機2のみの決まった再始動を実施するため、複雑な制御が不要となり、迅速にエンジン始動を実施することができる。また、発電電動機2は、スタータ3に比べて高回転までクランキングすることが可能であるため、迅速に、かつ静かにエンジン1を始動することができる。
In this case, since only the generator motor 2 is restarted in the restart, complicated control is not required, and the engine can be started quickly. Moreover, since the generator motor 2 can crank up to a higher speed than the
以上のように、実施の形態1によれば、エンジン1の始動開始時に、発電電動機2およびスタータ3のいずれか一方でエンジン1をクランキングするとともに、エンジン1の始動開始から設定時間が経過した時点で、判定部によりエンジン1が始動していないと判定された場合に、発電電動機2およびスタータ3の両方でエンジン1を併用クランキングする。
そのため、エンジン始動時における発電電動機2およびスタータ3の使用方法を統一することにより、簡素な構成かつ低コストで、エンジン始動性を確保することができる。
As described above, according to the first embodiment, at the start of starting the engine 1, the engine 1 is cranked by either the generator motor 2 or the
Therefore, by unifying the usage methods of the generator motor 2 and the
実施の形態2.
この発明の実施の形態2では、複数のバッテリを搭載した車両におけるバッテリの使用方法について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment of the present invention, a method of using a battery in a vehicle equipped with a plurality of batteries will be described.
上記実施の形態1では、車両の電源であるバッテリ4を1つのバッテリとして説明してきたが、これに限定されず、複数のバッテリで構成されていてもよい。また、発電電動機2およびスタータ3のそれぞれに別のバッテリが接続されていてもよく、始動用のバッテリとは別に、車両に搭載された電気機器用のバッテリが設けられていてもよい。さらに、例えば発電電動機2の動作電圧が24Vでスタータ3の動作電圧が12Vとなるような、異なる電圧系のバッテリが設けられていてもよく、バッテリの構成は規制されるものではない。
In the first embodiment, the battery 4 as the power source of the vehicle has been described as one battery. However, the present invention is not limited to this, and the battery 4 may be composed of a plurality of batteries. Further, a separate battery may be connected to each of the generator motor 2 and the
これにより、エンジン1の始動開始から設定時間内にエンジン1が稼働状態にならなかった場合には、そのとき使用していた電力よりも多くの電力で発電電動機2およびスタータ3を起動させて、エンジン1をクランキングすることができる。
Thereby, when the engine 1 is not in an operating state within a set time from the start of starting the engine 1, the generator motor 2 and the
なお、複数個のバッテリがすべて同じ電圧系である場合には、最大容量のバッテリの電力を使用して始動してもよいし、複数個のバッテリを使用して始動してもよい。複数個のバッテリの中に最大容量のバッテリを含めると、さらに始動性を向上させることができる。 When all of the plurality of batteries have the same voltage system, the battery may be started using the maximum capacity battery power, or may be started using a plurality of batteries. When a battery with the maximum capacity is included in the plurality of batteries, the startability can be further improved.
また、複数個のバッテリの電圧系が2種類以上ある場合、例えば発電電動機2が24Vや48V系であり、スタータ3が12V系であるときには、高電圧のバッテリの電力をスタータ3に使用してエンジン1を始動してもよいし、高電圧のバッテリを含み、複数個のバッテリの電力を一度に使用してもよい。
Further, when there are two or more voltage systems of a plurality of batteries, for example, when the generator motor 2 is a 24V or 48V system and the
このとき、複数個のバッテリを使用する場合は、DC/DCコンバータ等の電圧変換装置を介して、低電圧のバッテリを同時に使用することも可能である。 At this time, when using a plurality of batteries, it is also possible to use low voltage batteries simultaneously through a voltage converter such as a DC / DC converter.
このような始動方法とすることで、例えば発電電動機2の出力トルクの低下や発電電動機2が使用できない状態になっていたとしても、可能な限り多くの電力でスタータ3を駆動することにより、スタータ3が定格出力を超えた出力を発生することができ、エンジン1の始動性を確保することができる。また、逆にスタータ3が同様の状態であった場合でも、発電電動機2が定格出力を超えた出力を発生することができ、エンジン1の始動性を確保することができる。
By adopting such a starting method, for example, even if the output torque of the generator motor 2 is reduced or the generator motor 2 cannot be used, the
ここで、この発明の実施の形態2は、発電電動機2およびスタータ3をそれぞれ単独で使用する場合だけでなく、発電電動機2およびスタータ3を両方使用する場合にエンジン始動に失敗したときにも適用することができる。
Here, the second embodiment of the present invention is applied not only when the generator motor 2 and the
なお、上記実施の形態1、2において、発電電動機2は、エンジン1のクランク軸11にベルト12で常時連結され、回生および力行の機能を合わせ持った発電電動機2として説明してきたが、クランク軸11に直結していてもよいし、電磁クラッチ等を介して連結していてもよく、エンジン1をクランキングできる電動機の機能をもったものであれば、同様の効果を得ることができる。
In the first and second embodiments, the generator motor 2 has been described as the generator motor 2 that is always connected to the
1 エンジン、2 発電電動機、3 スタータ、4 バッテリ、5 エンジン制御装置(エンジンECU)、11 クランク軸、12 ベルト、13 リングギヤ、21 電力変換装置、22 発電電動機制御回路(MG制御回路)、31 ピニオン、32 電磁スイッチ。 1 engine, 2 generator motor, 3 starter, 4 battery, 5 engine control device (engine ECU), 11 crankshaft, 12 belt, 13 ring gear, 21 power converter, 22 generator motor control circuit (MG control circuit), 31 pinion , 32 Electromagnetic switch.
Claims (5)
前記エンジンの始動時に、前記クランク軸に設けられたリングギヤにピニオンを噛合させるスタータと、
前記エンジンが始動したか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記エンジンの始動開始時に、前記発電電動機および前記スタータのいずれか一方で前記エンジンをクランキングするとともに、
前記エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、前記判定部により前記エンジンが始動していないと判定された場合に、前記発電電動機および前記スタータの両方で前記エンジンを併用クランキングする
エンジン始動装置。 A generator motor connected to the crankshaft of the engine;
A starter that meshes a pinion with a ring gear provided on the crankshaft when starting the engine;
A determination unit for determining whether or not the engine has started;
With
At the start of starting the engine, the engine is cranked by either the generator motor or the starter,
When the set time has elapsed from the start of the engine start, and when the determination unit determines that the engine has not been started, the engine is jointly cranked by both the generator motor and the starter. apparatus.
前記エンジンの再始動において、前記発電電動機で前記エンジンをクランキングする
請求項1に記載のエンジン始動装置。 The engine starter is mounted on a vehicle that performs engine automatic stop / restart control that automatically stops the engine when the engine stop condition is satisfied, and then restarts the engine when the restart condition is satisfied,
The engine starter according to claim 1, wherein the engine is cranked by the generator motor when the engine is restarted.
請求項1または請求項2に記載のエンジン始動装置。 The engine starter according to claim 1 or 2, wherein when the engine is jointly cranked by both the generator motor and the starter, one electric signal is transmitted in series or in parallel to the generator motor and the starter. .
前記始動用バッテリとは別の電気機器用バッテリと、をさらに備え、
前記エンジンの始動開始時に、前記始動用バッテリの電力により前記エンジンをクランキングするとともに、
前記エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、前記判定部により前記エンジンが始動していないと判定された場合に、前記始動用バッテリと前記電気機器用バッテリの電力により前記エンジンをクランキングする
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のエンジン始動装置。 A starting battery for starting the engine;
A battery for electric equipment different from the starting battery,
Cranking the engine by the power of the starting battery at the start of the engine,
When the set time has elapsed from the start of the engine start and the determination unit determines that the engine has not been started, the engine is cranked by the power of the starter battery and the battery for the electric device. The engine starter according to any one of claims 1 to 3 .
前記スタータに電力を供給するスタータ用バッテリと、をさらに備え、
前記発電電動機用バッテリの電源電圧は、前記スタータ用バッテリの電源電圧よりも高電圧であり、
前記エンジンの始動開始から設定時間が経過した時点で、前記判定部により前記エンジンが始動していないと判定された場合に、前記発電電動機用バッテリの電力を前記スタータに供給して前記エンジンをクランキングする
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のエンジン始動装置。 A generator motor battery for supplying power to the generator motor;
A starter battery for supplying power to the starter,
The power supply voltage of the generator motor battery is higher than the power supply voltage of the starter battery,
When the determination unit determines that the engine has not started when a set time has elapsed from the start of the engine start, the power of the generator motor battery is supplied to the starter to start the engine. The engine starting device according to any one of claims 1 to 3, wherein ranking is performed.
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