WO2017126685A1 - スタータ - Google Patents

スタータ Download PDF

Info

Publication number
WO2017126685A1
WO2017126685A1 PCT/JP2017/002002 JP2017002002W WO2017126685A1 WO 2017126685 A1 WO2017126685 A1 WO 2017126685A1 JP 2017002002 W JP2017002002 W JP 2017002002W WO 2017126685 A1 WO2017126685 A1 WO 2017126685A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pinion gear
engine
starter
motor
ring gear
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/002002
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
山本　正和
Original Assignee
株式会社デンソー
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 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to US16/071,945 priority Critical patent/US10533528B2/en
Priority to DE112017000467.5T priority patent/DE112017000467T5/de
Publication of WO2017126685A1 publication Critical patent/WO2017126685A1/ja

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
    • F02N11/0803—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for initiating engine start or stop
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • 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
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • 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
    • 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
    • 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
    • F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • 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
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • 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
    • 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
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/18—Propelling the vehicle
    • B60Y2300/192—Power-up or power-down of the driveline, e.g. start up of a cold engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • 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
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F02N2011/0874—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches characterised by said switch being an electronic switch
    • 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
    • F02N2011/0881—Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F02N2011/0888—DC/DC converters
    • 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
    • F02N2011/0881—Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F02N2011/0896—Inverters for electric machines, e.g. starter-generators
    • 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
    • F02N2015/061—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 said axial displacement being limited, e.g. by using a stopper
    • 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
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • F02N2019/008—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation the engine being stopped in a particular position
    • 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
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/041—Starter speed
    • 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
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/042—Starter torque
    • 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
    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/061—Battery state of charge [SOC]
    • 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
    • F02N2200/08—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02N2200/0804—Temperature inside the vehicle cabin
    • 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
    • F02N2200/08—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02N2200/0811—Heating state
    • 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
    • F02N2200/10—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to driver demands or status
    • F02N2200/101—Accelerator pedal position
    • 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
    • F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/10—Control related aspects of engine starting characterised by the control output, i.e. means or parameters used as a control output or target
    • F02N2300/102—Control of the starter motor speed; Control of the engine speed during cranking
    • 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
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to a starter mounted on a vehicle and starting an engine.
  • Patent Document 1 describes a starter that independently performs energization of a solenoid that pushes a pinion gear in the direction of a ring gear connected to an output shaft of an engine and energization of a motor that rotates the pinion gear. Yes.
  • the starter engages the pinion gear and the ring gear by pushing the pinion gear from the initial position, and rotates the pinion gear by the motor, thereby rotating the ring gear and starting the engine.
  • the push-out and rotation of the pinion gear are controlled by adjusting the current supplied to the solenoid and the motor.
  • the engine is stopped during EV (Electric Vehicle) traveling, and the engine is started in response to an engine start command.
  • the engine start command includes, for example, a start command accompanying an acceleration request for the vehicle.
  • a start command accompanying a charging request for the secondary battery can be given.
  • These start commands have different urgency levels. If the startability of the engine is improved uniformly, the generation of noise in the starter becomes a problem. In addition, if the quietness of the starter is uniformly improved, the engine startability deteriorates.
  • This disclosure mainly aims to achieve both engine startability and starter noise reduction when there are types of start factors that generate engine start requests.
  • the current supplied to the motor is set based on the start time set by the unit (41) and the setting unit, thereby controlling at least one of the rotational speed of the motor and the output torque of the motor And a control unit (41).
  • the setting unit sets the start time according to the type of the start factor, and the control unit controls at least one of the rotational speed of the motor and the output torque based on the start time. It is possible to achieve both of quietness. For example, in the case of an emergency start, priority can be given to engine start by increasing at least one of the rotational speed and output torque of the motor. In addition, in the case of a start that does not require an emergency, priority can be given to the quietness of the starter by reducing at least one of the rotational speed and output torque of the motor.
  • the vehicle 100 is specifically a two-clutch parallel hybrid vehicle, and is mounted with an engine 110 and a motor generator 112 (corresponding to a rotating electric machine and a generator).
  • the output shaft of engine 110 and the output shaft of motor generator 112 are connected via a clutch 114.
  • the output shaft of the motor generator 112 is connected to the wheels 119 of the vehicle 100 via a transmission 117 provided with a clutch 116 and a differential 118.
  • a high voltage battery 44 is connected to the motor generator 112 via an inverter 120 for motor generator, and power is supplied from the high voltage battery 44 to drive the output shaft.
  • the output shaft is driven by the engine 110 to generate power and charge the high voltage battery 44.
  • the vehicle 100 is equipped with a low voltage battery 45 whose output voltage is lower than that of the high voltage battery 44.
  • the low voltage battery 45 supplies power to the auxiliary machines 104 other than the motor generator 112.
  • the high voltage battery 44 and the low voltage battery 45 are connected via the DCDC converter 102.
  • the high voltage battery 44 is an assembled battery of lithium ion secondary batteries having an output voltage of 200V
  • the low voltage battery 45 is a lead battery having an output voltage of 12V.
  • Other batteries may be used as the high voltage battery 44 and the low voltage battery 45.
  • a starter 10 is provided for the engine 110, and power is supplied to the starter 10 from a high-voltage battery 44 and a low-voltage battery 45.
  • the configuration of the starter 10 will be described in detail with reference to FIG.
  • the vehicle 100 includes a starter 10 and an electronic control device (hereinafter referred to as an engine ECU (Electronic Control Unit) 20) that controls the engine 110.
  • the starter 10 includes a motor 30, an inverter 40, a control circuit 41, and an electromagnetic solenoid 50.
  • the motor 30 is a three-phase AC rotating machine and includes a rotor 32 and U, V, and W phase stator coils 34U, 34V, and 34W. One end of each of the U, V, W phase stator coils 34U, 34V, 34W is connected to each other at a neutral point.
  • a permanent magnet synchronous motor (PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor) is used as the motor 30.
  • the connection point of the upper and lower arm switching elements S ⁇ p, S ⁇ n is opposite to the side connected to the neutral point 36 of both ends of the ⁇ phase stator coil 34 ⁇ / b> ⁇ phase terminal).
  • a MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • a diode D ⁇ # is connected in antiparallel to the switching element S ⁇ #.
  • a high voltage battery 44 is connected between a pair of input terminals of the inverter 40 via a capacitor 42. Further, a low voltage battery 45 is connected to one end of a solenoid coil 52 constituting an electromagnetic solenoid 50 (corresponding to a push member) through a DCDC converter 46. The other end of the solenoid coil 52 is grounded.
  • the DCDC converter 46 is controlled by the control circuit 41 to perform constant current control with the current I flowing through the solenoid coil 52 as a predetermined current.
  • the DCDC converter 46 may perform constant voltage control with the output voltage as a predetermined voltage.
  • the DCDC converter 46 is a known chopper circuit, for example.
  • the electromagnetic solenoid 50 includes a plunger 54 (movable iron core) in addition to the solenoid coil 52.
  • the engine ECU 20 acquires the rotation angle of the crankshaft 70 and the engine rotation speed (NE) by acquiring an output signal from a rotation angle sensor 76 provided for the crankshaft 70 of the engine 110.
  • the control circuit 41 (control unit) provided in the starter 10 operates on the inverter 40, that is, the upper and lower arm switching elements S ⁇ p, S ⁇ n.
  • the control circuit 41 controls the DCDC converter 46.
  • the control circuit 41 acquires the detected values of the V and W phase output currents iv and iw from the current sensors 72V and 72W that detect the output current of the inverter 40.
  • the control circuit 41 acquires the detected value of the input voltage VINV from the voltage sensor 74 that detects the input voltage of the inverter 40.
  • the engine rotational speed (NE) and the drive request signal (Sig) for the starter 10 are input from the engine ECU 20 to the control circuit 41 of the inverter 40.
  • the control circuit 41 controls the starter 10 by adjusting the output current and output voltage of the inverter 40 and the DCDC converter 46 based on the detected value of the engine speed (NE) and the drive request command for the starter 10.
  • the control circuit 41 includes a microcomputer including, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
  • the control circuit 41 supplies the motor 30 with a setting unit 41A for setting the starting time of the engine 110 and the starting time set by the setting unit 41A according to the type of the starting factor that generates the starting request for the engine 110.
  • a controller 41B that controls at least one of the rotational speed of the motor 30 and the output torque of the motor 30 by setting the current to be performed.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of the starter 10.
  • the starter 10 includes a one-way clutch 60, a pinion gear 62, a rotating shaft 64, a stop ring 65, and a shift lever 66.
  • the pinion gear 62 is connected to the motor 30 via a one-way clutch 60 and a connecting member 67.
  • the one-way clutch 60 transmits the rotational force from the motor 30 to the pinion gear 62 only when the relative rotational speed obtained by subtracting the rotational speed of the pinion gear 62 from the rotational speed of the output shaft 81 of the motor 30 is not negative.
  • the one-way clutch 60 is a one-way transmission mechanism that does not transmit rotational force between the motor 30 and the pinion gear 62 when the relative rotational speed is negative.
  • the pinion gear 62 is provided coaxially with the output shaft 81 of the motor 30. As shown in FIG. 2, the pinion gear 62 does not mesh with the ring gear 68 at a position indicated by a broken line that meshes with the ring gear 68 that is directly coupled to the crankshaft 70 of the engine 110 (hereinafter referred to as a coupling position (indicated by reference numeral 62a)). It is provided so as to be movable between a position indicated by a solid line (hereinafter referred to as an unconnected position or an initial position).
  • the pinion gear 62 is located at the non-connected position.
  • the solenoid coil 52 is energized by the power output of the DCDC converter 46, the plunger 54 is moved in a predetermined direction (direction toward the shift lever 66) by the electromagnetic force of the electromagnetic solenoid 50.
  • the pinion gear 62 is pushed out from the non-connection position toward the connection position that meshes with the ring gear 68 via the shift lever 66.
  • energizing the solenoid coil 52 may be described as driving the electromagnetic solenoid 50.
  • the pinion gear 62 is connected to a connecting member 67 (corresponding to a predetermined member) provided coaxially, and a helical spline (illustration is a spiral groove) on the inner periphery of the connecting member 67. Abbreviation) is provided. Further, the output shaft 81 of the motor 30 is provided with a helical tooth that fits with a helical spline provided on the inner periphery of the connecting member 67. The rotation of the output shaft 81 of the motor 30 is transmitted to the connecting member 67 and the pinion gear 62 via the helical spline.
  • the pinion gear 62 When the pinion gear 62 moves to the coupling position, the pinion gear 62 can be engaged with the ring gear 68. In a state where the pinion gear 62 is engaged with the ring gear 68, when the pinion gear 62 is rotationally driven by the motor 30, initial rotation is applied to the crankshaft 70 of the engine 110. That is, cranking is performed.
  • a stop ring 65 is provided on the rotating shaft 64.
  • the electromagnetic solenoid 50 is driven and the pinion gear 62 is pushed out, the pinion gear 62 comes into contact with the stop ring 65 after the meshing of the pinion gear 62 and the ring gear 68 is started.
  • a stop ring 65 (corresponding to a second restricting member) abuts on the pinion gear 62, thereby restricting the movement of the pinion gear 62 and fixing the position of the pinion gear 62 to the coupling position.
  • a spring 55 (corresponding to an urging member) is connected to the plunger 54.
  • the spring 55 applies a biasing force to the plunger 54 to move the plunger 54 in a direction opposite to the moving direction by the electromagnetic solenoid 50 (a direction away from the shift lever 66).
  • the energization to the solenoid coil 52 is stopped, and only the urging force by the spring 55 acts on the plunger 54.
  • the plunger 54 is moved in a direction away from the shift lever 66.
  • the pinion gear 62 is returned from the coupling position to the non-coupling position via the shift lever 66.
  • the ring gear 68 is directly connected to the crankshaft 70 as described above. For this reason, the rotation directions of the ring gear 68 and the crankshaft 70 are the same.
  • the rotation shaft 64 and the crankshaft 70 are provided such that the axis of the rotation center of the rotation shaft 64 and the axis of the rotation center of the crankshaft 70 are parallel to each other. For this reason, in a state where the pinion gear 62 is engaged with the ring gear 68, the rotation direction of the ring gear 68 is opposite to the rotation direction of the pinion gear 62.
  • FIG. 4 shows a pressing force FP by the electromagnetic solenoid 50 acting on the pinion gear 62 and an urging force FB by the spring 55.
  • the pushing force FP by the electromagnetic solenoid 50 acts to bring the pinion gear 62 closer to the ring gear 68.
  • the urging force FB by the spring 55 acts in the direction opposite to the pushing force FP by the electromagnetic solenoid 50, and acts to separate the pinion gear 62 from the ring gear 68.
  • the urging force FB is proportional to the displacement of the pinion gear 62 (plunger 54), and the pushing force FP is inversely proportional to the square of the distance between the solenoid coil 52 and the plunger 54.
  • the control circuit 41 of the present embodiment adjusts the current I (solenoid current I) flowing to the electromagnetic solenoid 50 by adjusting the output current of the DCDC converter 46, and is connected to the pinion gear 62 and the pinion gear 62.
  • the pushing force FP acting on the members is adjusted.
  • the impact between the pinion gear 62 and the ring gear 68 is reduced by reducing the solenoid current I immediately before the pinion gear 62 and the ring gear 68 abut. Further, during the period including the time point when the pinion gear 62 and the stop ring 65 abut, by reducing the solenoid current I, the impact between the pinion gear 62 and the stop ring 65 is reduced, and the plunger 54 and the stopper 56 Reduce the impact.
  • a predetermined current is passed as the solenoid current I so that the spring 55 is attached. The force FB is canceled out and the impact between the connecting member 67 connected to the pinion gear 62 and the stopper 82 is reduced.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the push-out process of the pinion gear 62. This process is performed by the control circuit 41 at predetermined intervals.
  • step S01 it is determined whether a starter drive request has occurred.
  • the starter drive request is specifically generated in the vehicle 100 when the engine 110 is requested to start.
  • the start request of the engine 110 is generated when an acceleration request is generated or when the motor generator 112 generates power in accordance with a decrease in SOC (State Of Charge) of the high voltage battery 44.
  • SOC State Of Charge
  • the starter drive request is input from the engine ECU 20.
  • the starter drive request is not generated (S01: NO)
  • the process is terminated.
  • step S02 If a starter drive request is generated (S01: YES), it is determined in step S02 whether or not the distance between the pinion gear 62 and the ring gear 68 is a predetermined distance or more. When the distance between the pinion gear 62 and the ring gear 68 is a predetermined distance or more (S02: YES), in step S03, the value of the current flowing to the electromagnetic solenoid 50 is set to I1, and the process ends. .
  • step S04 If the distance between the pinion gear 62 and the ring gear 68 is not a predetermined distance or more (S02: NO), it is determined in step S04 whether or not it is a period immediately before the pinion gear 62 and the ring gear 68 come into contact with each other. judge. If it is a period immediately before the pinion gear 62 and the ring gear 68 contact each other (S04: YES), the solenoid current I is decreased by a predetermined amount by setting the solenoid current I to I2 ( ⁇ I1) in step S05. The process is terminated.
  • step S06 If it is not the period immediately before the pinion gear 62 and the ring gear 68 contact each other (S04: NO), after the pinion gear 62 and the ring gear 68 contact each other in step S06, the pinion gear 62 is moved to the ring gear 68. It is determined whether or not it is a period for meshing. If it is a period during which the pinion gear 62 is engaged with the ring gear 68 (S06: YES), the solenoid current I is set to I1 in step S07, thereby increasing the solenoid current I by a predetermined amount, and the process ends.
  • step S08 If it is not a period for meshing the pinion gear 62 with the ring gear 68 (S06: NO), it is determined whether or not it is a period for the pinion gear 62 to contact the stop ring 65 in step S08. If it is a period during which the pinion gear 62 is in contact with the stop ring 65 (S08: YES), the solenoid current I is reduced to a predetermined amount by setting the solenoid current I to I3 ( ⁇ I1) in step S09. finish.
  • step S10 the solenoid current I is set to I4 (I1> I2> I4> I3), and the process ends.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the push-back process of the pinion gear 62. This process is performed by the control circuit 41 at predetermined intervals.
  • step S21 it is determined whether or not it is a period after the end of cranking.
  • the period after the end of cranking is a period after the starter drive request is stopped until the pinion gear 62 is returned to the initial position. If it is not the period after the end of cranking (S21: NO), the process ends.
  • step S22 If it is a period after the end of cranking (S21: YES), it is determined in step S22 whether or not the push-back process of the pinion gear 62 has been started. If the pinion gear 62 is not being pushed back (S22: NO), it is determined in step S23 whether or not the temporal change amount (dNE / dt) of the engine rotation speed is less than a predetermined value. When the engine speed change over time is equal to or greater than the predetermined value (S23: NO), the engagement of the pinion gear 62 and the ring gear 68 is maintained by setting the solenoid current I to I4 in step S24. When the temporal change amount of the engine rotation speed is less than the predetermined value (S23: YES), the push-back process of the pinion gear 62 is started in step S25, and the solenoid current I is set to 0 in step S26.
  • step S27 If the push-back process of the pinion gear 62 has been started (S22: YES), it is determined in step S27 whether or not it is a period immediately before the pinion gear 62 returns to the initial position. If it is not the period immediately before the pinion gear 62 returns to the initial position (S27: NO), the solenoid current I is set to 0 in step S29, and the process ends. When it is a period immediately before the pinion gear 62 returns to the initial position (S27: YES), in step S28, the solenoid current I is set to I5 (I4> I5), so that the predetermined current I5 flows through the electromagnetic solenoid 50, The process ends.
  • FIG. 7 is a timing chart showing a change in the current I flowing through the electromagnetic solenoid 50 and the position (displacement) of the pinion gear 62 when the control shown in FIGS.
  • the solenoid current I is changed from 0 to I1.
  • the solenoid current I is set to I1
  • the pinion gear 62 approaches the ring gear 68 while being accelerated.
  • the distance between the pinion gear 62 and the ring gear 68 becomes a predetermined distance, and a period immediately before the pinion gear 62 and the ring gear 68 come into contact with each other, so that the solenoid current I decreases from I1 to I2.
  • the pushing force FP acting on the pinion gear 62 becomes weaker than the biasing force FB, so that the moving speed of the pinion gear 62 in the axial direction decreases.
  • the moving speed of the pinion gear 62 becomes almost zero, and the solenoid current I increases from I2 to I1 at time t2, which is a time immediately before the pinion gear 62 and the ring gear 68 come into contact with each other.
  • the pushing force FP acting on the pinion gear 62 becomes stronger than the urging force FB
  • the pinion gear 62 is brought into contact with the ring gear 68
  • the engagement between the pinion gear 62 and the ring gear 68 starts at time t3. Is done.
  • the pinion gear 62 is pushed into the ring gear 68 so that the tooth portion of the pinion gear 62 is inserted into the groove portion of the ring gear 68.
  • the solenoid current I is set to I3 at time t4, which is the time immediately before the pinion gear 62 and the stop ring 65 abut. Thereby, the pushing force FP acting on the pinion gear 62 and the sum of the urging force FB and the frictional force become substantially equal, and the acceleration of the pinion gear 62 is weakened. Thereafter, at time t5, the pinion gear 62 comes into contact with the stop ring 65, and the pinion gear 62 is brought into the coupling position.
  • the solenoid current I is set to I4, and the pinion gear 62 and the ring gear 68 are fixed to the coupling position. And the cranking is carried out.
  • cranking is completed, the starter drive request is stopped, and the solenoid current I is set to 0 when the amount of change in the engine rotational speed with time becomes less than a predetermined value.
  • the solenoid current I is set to 0 when the amount of change in the engine rotational speed with time becomes less than a predetermined value.
  • the solenoid current I is set to I5 at time t11, which is a time immediately before the pinion gear 62 returns to the initial position. Thereby, the pushing force FP becomes stronger than the urging force FB, and the moving speed of the pinion gear 62 in the axial direction is reduced. Thereafter, at time t12, the pinion gear 62 is set to the initial position, and the connecting member 67 is brought into contact with the stopper 82. With the above operation, it is possible to mitigate the impact when pushing the pinion gear 62 to the ring gear 68 and the impact when pushing the pinion gear 62 back from the ring gear 68 to the initial position.
  • the engine 110 is set to have a start time depending on the type of start factor that generates a start request for the engine 110. Furthermore, the current supplied to the motor 30 is set based on the starting time, thereby controlling at least one of the rotational speed and the output torque of the motor 30.
  • a request for acceleration of vehicle 100 is included as a type of start factor that generates a start request for engine 110.
  • a power generation request in motor generator 112 accompanying a decrease in SOC (charge rate) of high voltage battery 44 is included.
  • an operation request for a heating device (not shown) that warms the interior of vehicle 100 using heat generated in engine 110 as a heat source is included.
  • a start request for engine 110 accompanying a decrease in the temperature of cooling water of engine 110 is included.
  • the engine start accompanying the acceleration request of the vehicle 100 requires a responsiveness as compared with other starting factors.
  • the engine 110 is set to have a shorter start time when the engine 110 is started when the vehicle 100 is requested to be accelerated than when the engine 110 is started due to another start factor. Further, when the engine 110 is started in response to the acceleration request of the vehicle 100, the start time is set based on the accelerator operation amount and the time change amount of the accelerator operation amount as the acceleration request.
  • FIG. 8 shows a map showing correspondence between the accelerator operation amount (%), the time change amount of the accelerator operation amount (% / sec), and the engine start time (msec).
  • the engine start time is set shorter as the accelerator operation amount is larger. Further, the engine start time is set shorter as the time change amount of the accelerator operation amount is larger.
  • the accelerator operation amount is expressed as a ratio of the actual value to the maximum value of the operation amount.
  • the control for reducing the rotation speed of the motor 30 and the control for reducing the output torque are performed. By performing such control, it is possible to suppress the generation of noise when the starter 10 is driven.
  • FIG. 9 is a timing chart showing the motor rotation speed and engine rotation speed when the starter is driven (cranking).
  • the combustion stroke of the engine 110 which is a four-stroke engine, is composed of four strokes: an intake stroke, a compression stroke, a combustion stroke, and an exhaust stroke.
  • starter driving cranking
  • the combustion stroke is started and the engine 110 is started.
  • the piston is stopped near the top dead center in any of the cylinders constituting the engine 110. Thereby, the startability of engine 110 improves.
  • FIG. 10 is a timing chart showing the rotation speed of the motor 30 and the engine rotation speed when the starter is driven when the set start time is short and the output torque of the motor 30 is large.
  • cranking is completed until the expansion stroke (compression stroke in FIG. 11) substantially starts, and the relative rotation speed of the motor 30 with respect to the crankshaft 70 is maintained negative. Then, control for preventing re-engagement of the one-way clutch 60 is performed. Specifically, by increasing the output torque of the motor 30, cranking by torque transmission from the pinion gear 62 to the ring gear 68 is completed until the expansion stroke (compression stroke in FIG. 11) substantially starts. .
  • completing the cranking means giving the crankshaft 70 energy necessary for completing the compression stroke in FIG. 11 and shifting to the combustion stroke. Thereby, it can transfer to a combustion stroke, maintaining the relative rotational speed of the motor 30 with respect to the rotational speed of the crankshaft 70 negative. That is, it is possible to suppress the generation of noise in the starter 10 and to shorten the life of the starter 10.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a process for setting the start time of the engine 110 and a process for setting the output torque and rotation speed of the motor 30. This process is performed at predetermined intervals in the control circuit 41 functionally including the “control unit 41B” and the “setting unit 41A”. The processing may be shared between the engine ECU 20 and the control circuit 41.
  • step S31 it is determined whether an engine start request has occurred. If no engine start request is generated (S31: NO), the process is terminated. If an engine start request has occurred (S31: YES), it is determined in step S32 whether or not the engine start request is a request for acceleration of the vehicle 100.
  • the engine start request is caused by a plurality of start factors, and the start factor includes a request for acceleration of the vehicle 100, the engine start request is an acceleration request of the vehicle 100. It is determined that this is a problem.
  • step S34 the setting unit 41A of the control circuit 41 sets the start time of the engine 110 based on the accelerator operation amount, the time change amount of the accelerator operation amount, and the map shown in FIG.
  • a start time is set based on the type of start factor in step S35.
  • the setting unit 41A sets the start time based on the start factor having the shortest start time among the plurality of start factors.
  • the control unit 41B of the control circuit 41 sets the current supplied to the motor 30 based on the start time of the engine 110 set in step S34 or step S35, whereby the output torque and rotation of the motor 30 are set.
  • Set the speed Specifically, the control unit 41B sets the rotation speed of the motor 30 to be smaller and sets the output torque to be smaller as the starting time is longer. In addition, you may set either one of the rotational speed of the motor 30, and an output torque small, so that starting time is long.
  • Step S37 it is determined whether or not the output torque set in Step S36 is larger than a predetermined value set in advance. If the output torque is greater than the predetermined value (S37: YES), the output torque is reset in step S38. Specifically, in any of the cylinders constituting the engine 110, the energy required to complete the compression stroke can be applied to the crankshaft 70 until the expansion stroke without combustion is substantially started. Increase the output torque and reset. Thereby, it can transfer to a combustion stroke, maintaining the relative rotational speed of the motor 30 with respect to the rotational speed of the crankshaft 70 negative.
  • step S39 After resetting the output torque in step S38, and when the output torque is equal to or less than a predetermined value in the determination in step S37 (S37: NO), in step S39, the start time is compared with a predetermined threshold time set in advance. To do. When the starting time is equal to or longer than the threshold time (S39: YES), the setting unit 41A sets in step S40 so as to perform noise reduction control (control shown in FIG. 5) when the pinion gear 62 is pushed out. Exit. If the start time is shorter than the threshold time (S39: NO), the noise reduction control (control shown in FIG. 5) when pushing the pinion gear 62 is set to be omitted (S41), and the process is terminated.
  • the silent control when pushing out the pinion gear 62 is omitted specifically means that the processing of steps S02 to S09 shown in FIG. 5 is omitted, and a drive request for the starter 10 is generated. After that, the solenoid current I is uniformly set to I1 until the pinion gear 62 and the stop ring 65 contact each other.
  • the control in steps S08 and S09 is performed when the noise reduction control (control shown in FIG. 5) is performed when the pinion gear 62 is pushed out in step S40. May be omitted. That is, when the pinion gear 62 and the ring gear 68 come into contact with each other, only control for reducing the solenoid current I from I1 to I2 is performed in a period in which the distance between the pinion gear 62 and the ring gear 68 is within a predetermined range. It is good.
  • step S40 when the start time is equal to or longer than the threshold time (S39: YES), in step S40, when the silence control at the time of pushing out the pinion gear 62 (control shown in FIG. 5) is performed, step S04, The control in S05 may be omitted. That is, when the pinion gear 62 and the stop ring 65 come into contact with each other, only control for reducing the solenoid current I from I1 to I3 is performed in a period in which the distance between the pinion gear 62 and the stop ring 65 is within a predetermined range. It is good.
  • the starter 10 can be secured and the starter 10 can be kept quiet by performing the noise reduction process when the pinion gear 62 is pushed out. It becomes possible.
  • the setting unit 41A sets the start time according to the type of the start factor, and the control unit 41B controls at least one of the rotational speed and the output torque of the motor 30 based on the start time.
  • the engine start can be prioritized by increasing at least one of the rotational speed and output torque of the motor 30.
  • priority can be given to the quietness of the starter 10 by reducing at least one of the rotational speed of the motor 30 and an output torque.
  • a specific example of the start command that requires an emergency is a start command that accompanies an acceleration request for the vehicle 100.
  • the setting unit 41A improves the startability of the engine 110 by setting the start time shorter than the start command other than the start command accompanying the acceleration request. can do.
  • the setting unit 41A sets the start time based on the accelerator operation amount (throttle opening rate) and the time change amount of the accelerator operation amount, so that the engine 110 can be started according to the degree of urgency. become.
  • the start command having a lower degree of urgency than the acceleration request is specifically a start command associated with a decrease in the SOC of the high voltage battery 44, a start command associated with a heating device operation request, and an engine.
  • 110 is a start command accompanying a decrease in the coolant temperature of 110.
  • the control unit 41B when the start time is long, performs at least one of the control for reducing the rotation speed of the motor 30 or the control for reducing the output torque of the motor 30, thereby reducing noise. realizable.
  • the one-way clutch 60 is at a timing when the relative rotational speed becomes negative ⁇ 0.
  • a big force is added to.
  • this force causes noise and shortens the life of the starter 10. Therefore, the output torque is increased so that the cranking is completed before the setting unit 41A substantially starts the expansion stroke in any cylinder constituting the engine 110, and the meshing between the ring gear 68 and the pinion gear 62 is performed. Release it.
  • the relative rotational speed of the pinion gear 62 with respect to the rotational speed of the crankshaft 70 is prevented from temporarily becoming negative. Thereby, generation
  • the motor 30 constituting the starter 10 is supplied with electric power from the same secondary battery (high voltage battery 44) as the motor generator 112 that is a power source of the vehicle 100, so that the output torque of the motor 30 is increased. Can be improved. Thereby, it is possible to shorten the start time of the engine 110.
  • the DCDC converter 46 may be omitted, and the function of adjusting the current I flowing through the solenoid coil 52 may be omitted.
  • a relay switch may be provided between the low voltage battery 45 and the solenoid coil 52, and the control circuit 41 may open and close the relay switch.
  • step S04 in FIG. 5 may be omitted, and the pinion gear 62 may be brought into contact with the ring gear 68 without being decelerated. Similarly, in step S08, the pinion gear 62 may be brought into contact with the stop ring 65 without being decelerated.
  • step S23 in FIG. 6 may be omitted, and the pinion gear 62 may be pushed back simultaneously with the end of cranking.
  • the start time of the engine 110 is set based on the accelerator operation amount and the time change amount of the accelerator operation amount, but this may be changed. In other words, the start time of the engine 110 may be set based only on the time change amount of the accelerator operation amount. Moreover, it is good also as a structure which sets the starting time of the engine 110 based only on the amount of accelerator operation.
  • steps S37 and S38 in FIG. 12 when the output torque is greater than a predetermined value, the output torque is further increased, so that an expansion stroke without a combustion stroke is substantially started in any of the cylinders constituting the engine 110. Up to this point, the cranking has been completed.
  • cranking is performed until the expansion stroke without any combustion stroke is substantially started in any of the cylinders constituting the engine 110.
  • the configuration may be completed. Even if it is a case where it changes to such a structure, it can suppress that the relative rotational speed of the pinion gear 62 with respect to the crankshaft 70 (ring gear 68) becomes 0-> negative. In other words, this makes it possible to shift to the combustion stroke while maintaining the relative rotational speed of the motor 30 with respect to the rotational speed of the crankshaft 70 negative.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

スタータ（１０）は、車両（１００）に搭載される。このスタータ（１０）では、クランク軸（７０）に連結されたリングギア（６８）とピニオンギア（６２）とが噛み合っている状態で、ピニオンギア（６２）を回転させるモータ（３０）によってクランク軸（７０）が駆動される。これにより、エンジン（１１０）が始動される。スタータ（１０）は、エンジン（１１０）の始動要求を発生させる始動要因の種類によって、その始動時間を設定し、設定された始動時間に基づいて、モータ（３０）に供給する電流を設定する。これにより、モータ（３０）の回転速度、及び、出力トルクの少なくとも一方が制御される。この制御は制御回路（４１）により行われる。

Description

スタータ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１６年１月２１日に出願された日本出願番号２０１６－００９５７６号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、車両に搭載され、エンジンを始動させるスタータに関する。
　特許文献１には、エンジンの出力軸に連結されたリングギアの方向にピニオンギアを押し出すソレノイドへの通電と、ピニオンギアを回転させるモータへの通電とをそれぞれ独立して行うスタータが記載されている。スタータは、ピニオンギアを初期位置から押し出すことでピニオンギアとリングギアとを噛み合わせ、ピニオンギアをモータで回転させることで、リングギアを回転させ、エンジンを始動させる。さらに、特許文献１に記載の構成では、ソレノイド及びモータに供給される電流を調整することで、ピニオンギアの押し出し及び回転を制御する。
特開２０１５－８６７２０号公報
　例えば、ハイブリッド車両では、ＥＶ(Electric　Vehicle)走行中において、エンジンは停止されており、エンジンの始動指令に応じて、エンジンを始動させる。ここで、エンジンの始動指令には、例えば、車両に対する加速要求に伴う始動指令が挙げられる。また、車両の動力源としての回転電機に対して電力を供給する二次電池の充電率が低下した場合に、その二次電池に対する充電要求に伴う始動指令が挙げられる。これらの始動指令は、緊急度が異なるものであり、一律にエンジンの始動性を向上させると、スタータにおける騒音の発生が問題となる。また、一律にスタータにおける静音性を向上させると、エンジンの始動性の低下が問題となる。
　本開示は、エンジンの始動要求を発生させる始動要因に種類がある場合に、エンジンの始動性とスタータの静音性との両立を図ることを主たる目的とする。
　本構成は、車両（１００）に搭載され、エンジン（１１０）の出力軸（７０）に連結されたリングギア（６８）とピニオンギア（６２）とが噛み合っている状態で、前記ピニオンギアを回転させるモータ（３０）によって前記出力軸を駆動することで、エンジンを始動するスタータ（１０）であって、前記エンジンの始動要求を発生させる始動要因の種類によって、前記エンジンの始動時間を設定する設定部（４１）と、前記設定部によって設定された前記始動時間に基づいて、前記モータに供給する電流を設定することで、前記モータの回転速度、及び、前記モータの出力トルクの少なくとも一方を制御する制御部（４１）と、を備える。
　設定部が始動要因の種類によって始動時間を設定する構成とし、さらに、制御部がその始動時間に基づいて、モータの回転速度及び出力トルクの少なくとも一方を制御することで、エンジンの始動性とスタータの静音性の両立を図ることができる。例えば、緊急を要する始動の場合には、モータの回転速度及び出力トルクの少なくとも一方を大きくすることで、エンジン始動を優先することができる。また、緊急を要しない始動の場合には、モータの回転速度及び出力トルクの少なくとも一方を小さくすることで、スタータの静音性を優先することができる。
ハイブリッド車両の構成を表す概略図であり、 スタータの電気的構成図であり、 スタータの機械的構成を表す概略図であり、 ピニオンギアに作用する押出力と付勢力とを表す図であり、 ピニオンギアの押し出し処理を表すフローチャートであり、 ピニオンギアの押し戻し処理を表すフローチャートであり、 ピニオンギアの押し出し処理及び押し戻し処理を表すタイミングチャートであり、 アクセル操作量及びアクセル操作量の時間変化量と、エンジン始動時間との対応を表すマップを示す図であり、 クランキング期間が長い場合のエンジン回転速度とモータ回転速度との時間変化を表すタイミングチャートであり、 クランキング期間が短い場合のエンジン回転速度とモータ回転速度との時間変化を表すタイミングチャートであり、 他気筒における膨張行程完了までに、クランキングを完了させる場合のエンジン回転速度とモータ回転速度との時間変化を表すタイミングチャートであり、 モータの出力トルク及び回転速度の設定処理を表すフローチャートである。
　以下、本発明にかかるエンジンの始動装置をハイブリッド車両に適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
　図１に示すように、車両１００は、具体的には２クラッチ方式のパラレルハイブリッド車両であり、エンジン１１０とモータジェネレータ１１２（回転電機、発電機に相当）とが搭載されている。エンジン１１０の出力軸とモータジェネレータ１１２の出力軸とはクラッチ１１４を介して接続されている。また、モータジェネレータ１１２の出力軸は、クラッチ１１６を備えた変速機１１７、及び、デフ１１８を介して、車両１００の車輪１１９へと接続されている。
　モータジェネレータ１１２には、モータジェネレータ用のインバータ１２０を介して、高電圧バッテリ４４が接続されており、高電圧バッテリ４４から電力が供給されて出力軸を駆動する。また、エンジン１１０によって出力軸が駆動されることで、発電を行い、高電圧バッテリ４４に対して充電を行う。
　車両１００には、高電圧バッテリ４４より出力電圧の低い低電圧バッテリ４５が搭載されている。低電圧バッテリ４５は、モータジェネレータ１１２以外の補機１０４に対して電力供給を行う。高電圧バッテリ４４と低電圧バッテリ４５とは、ＤＣＤＣコンバータ１０２を介して接続されている。具体的には、高電圧バッテリ４４は、出力電圧２００Ｖのリチウムイオン二次電池の組電池であり、低電圧バッテリ４５は、出力電圧１２Ｖの鉛バッテリである。なお、高電圧バッテリ４４及び低電圧バッテリ４５として他のものを用いてもよい。
　ここで、エンジン１１０に対して、スタータ１０が設けられており、スタータ１０には、高電圧バッテリ４４及び低電圧バッテリ４５から電力が供給される構成となっている。以下、図２を用いて、スタータ１０の構成を詳述する。
　図２に示すように、車両１００には、スタータ１０と、エンジン１１０を制御対象とする電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）２０）とが備えられている。スタータ１０は、モータ３０、インバータ４０、制御回路４１及び電磁ソレノイド５０を備えている。
　モータ３０は、３相交流回転機であり、ロータ３２と、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ステータコイル３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗとを備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相ステータコイル３４Ｕ，３４Ｖ，３４Ｗのそれぞれの一端は、中性点にて互いに接続されている。本実施形態では、モータ３０として、永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ：　Permanent　Magnet　Synchronous　Motor）を用いている。
　インバータ４０は、￥相上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ（￥＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）、及び￥相下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの直列接続体を３組備える３相インバータである。詳しくは、￥相上，下アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ，Ｓ￥ｎの接続点は、￥相ステータコイル３４￥の両端のうち中性点３６と接続された側とは反対側（モータ３０の￥相端子）に接続されている。ここで、本実施形態では、スイッチング素子Ｓ￥＃（＃＝ｐ，ｎ）として、半導体スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor　Field-Effect　Transistor）を用いている。また、スイッチング素子Ｓ￥＃には、ダイオードＤ￥＃が逆並列に接続されている。
　インバータ４０の一対の入力端子間には、コンデンサ４２を介して高電圧バッテリ４４が接続されている。また、電磁ソレノイド５０（押出部材に相当）を構成するソレノイドコイル５２の一端に、ＤＣＤＣコンバータ４６を介して、低電圧バッテリ４５が接続されている。ソレノイドコイル５２の他端は、接地されている。ＤＣＤＣコンバータ４６は、制御回路４１によって制御されることで、ソレノイドコイル５２に流れる電流Ｉを所定電流とする定電流制御を実施する。なお、ＤＣＤＣコンバータ４６は、出力電圧を所定電圧とする定電圧制御をするものであってもよい。ＤＣＤＣコンバータ４６は、例えば、周知のチョッパ回路である。また、電磁ソレノイド５０は、ソレノイドコイル５２に加えて、プランジャ５４（可動鉄心）を備えている。
　エンジンＥＣＵ２０は、エンジン１１０のクランク軸７０に対して設けられた回転角度センサ７６から出力信号を取得することで、クランク軸７０の回転角度、及び、エンジン回転速度（ＮＥ）を取得する。
　スタータ１０に設けられた制御回路４１（制御部）は、インバータ４０、即ち、￥相上，下アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ，Ｓ￥ｎを操作対象とする。また、制御回路４１は、ＤＣＤＣコンバータ４６を制御対象とする。制御回路４１は、インバータ４０の出力電流を検出する電流センサ７２Ｖ，７２ＷからＶ，Ｗ相の出力電流ｉｖ，ｉｗの検出値を取得する。制御回路４１は、インバータ４０の入力電圧を検出する電圧センサ７４から入力電圧ＶＩＮＶの検出値を取得する。また、インバータ４０の制御回路４１には、エンジンＥＣＵ２０からエンジン回転速度（ＮＥ）及びスタータ１０の駆動要求信号（Ｓｉｇ）が入力される。制御回路４１は、これらのエンジン回転速度（ＮＥ）検出値及びスタータ１０の駆動要求指令に基づいて、インバータ４０及びＤＣＤＣコンバータ４６の出力電流・出力電圧を調整し、スタータ１０の制御を行う。制御回路４１は、例えばＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）及びＲＡＭ（Random　Access　Memory）等を構成要素とするマイクロコンピュータを備える。制御回路４１は、エンジン１１０の始動要求を発生させる始動要因の種類によって、エンジン１１０の始動時間を設定する設定部４１Ａと、この設定部４１Ａによって設定された始動時間に基づいて、モータ３０に供給する電流を設定することで、モータ３０の回転速度、及びモータ３０の出力トルクの少なくとも一方を制御する制御部４１Ｂと、を備える。
　図３にスタータ１０の構造を表す概略図を示す。スタータ１０は、ワンウェイクラッチ６０、ピニオンギア６２、回転軸６４、ストップリング６５及びシフトレバー６６を備えている。ピニオンギア６２は、ワンウェイクラッチ６０及び連結部材６７を介してモータ３０に連結されている。ワンウェイクラッチ６０は、モータ３０の出力軸８１の回転速度からピニオンギア６２の回転速度を減算した相対回転速度が負でない場合にのみモータ３０からピニオンギア６２へと回転力を伝達させる。ワンウェイクラッチ６０は、上記相対回転速度が負となる場合にモータ３０とピニオンギア６２との間で回転力を伝達させない一方向伝達機構である。
　ピニオンギア６２は、モータ３０の出力軸８１と同軸上に設けられている。ピニオンギア６２は、図２に示すようにエンジン１１０のクランク軸７０に直結されたリングギア６８と噛み合う破線で示す位置（以下、連結位置（符号６２ａで示す））と、リングギア６８と噛み合わない実線で示す位置（以下、非連結位置、又は初期位置）との間で移動可能に設けられている。
　詳しくは、ＤＣＤＣコンバータ４６の電力出力が停止されソレノイドコイル５２に通電されない場合、ピニオンギア６２は、非連結位置に位置する。一方、ＤＣＤＣコンバータ４６の電力出力によってソレノイドコイル５２に通電される場合、電磁ソレノイド５０の電磁力により、プランジャ５４が所定方向（シフトレバー６６に向かう方向）へ移動させられる。これにより、シフトレバー６６を介して、ピニオンギア６２は、非連結位置からリングギア６８と噛み合う連結位置に向かって押し出されることとなる。以降、本明細書において、ソレノイドコイル５２に通電することを、電磁ソレノイド５０を駆動すると記載することもある。
　ピニオンギア６２は、図３に示すように同軸上に設けられた連結部材６７（所定部材に相当）と連結されており、連結部材６７の内周には螺旋状の溝であるヘリカルスプライン（図示略）が設けられている。また、モータ３０の出力軸８１には、連結部材６７の内周に設けられたヘリカルスプラインと嵌合する螺旋状の歯が設けられている。ヘリカルスプラインを介して、モータ３０の出力軸８１の回転が、連結部材６７及びピニオンギア６２へと伝達される。連結部材６７及びピニオンギア６２がシフトレバー６６によって押し出される際、連結部材６７のヘリカルスプラインに沿うように押し出される。なお、モータ３０の出力軸８１と、ピニオンギア６２の回転軸６４とは、別体であり、同軸上に設けられている。
　ピニオンギア６２が連結位置に移動することで、ピニオンギア６２はリングギア６８と噛み合うことが可能となる。ピニオンギア６２がリングギア６８と噛み合った状態において、ピニオンギア６２がモータ３０によって回転駆動されると、エンジン１１０のクランク軸７０に対して、初期回転が付与される。即ち、クランキングが行われる。
　また、ストップリング６５が、回転軸６４上に設けられている。電磁ソレノイド５０が駆動されてピニオンギア６２が押し出されると、ピニオンギア６２とリングギア６８との噛み合いの開始後に、ピニオンギア６２がストップリング６５に当接する。ストップリング６５（第２規制部材に相当）は、ピニオンギア６２に当接することで、ピニオンギア６２の移動を規制し、ピニオンギア６２の位置を連結位置に固定する。
　さらに、プランジャ５４には、バネ５５（付勢部材に相当）が連結されている。バネ５５は、プランジャ５４に対して付勢力を加えることで、電磁ソレノイド５０による移動方向とは逆方向（シフトレバー６６から離れる方向）にプランジャ５４を移動させる。クランキングが完了すると、ソレノイドコイル５２への通電が停止され、プランジャ５４に対して、バネ５５による付勢力のみが作用することになる。このため、プランジャ５４がシフトレバー６６から離れる方向に移動させられる。これにより、シフトレバー６６を介して、ピニオンギア６２は、連結位置から非連結位置へと戻されることになる。
　本実施形態では、上述したように、リングギア６８がクランク軸７０に直結されている。このため、リングギア６８及びクランク軸７０のそれぞれの回転方向は同じになる。また、本実施形態において、回転軸６４及びクランク軸７０は、回転軸６４の回転中心の軸線とクランク軸７０の回転中心の軸線とが平行となるように設けられている。このため、ピニオンギア６２がリングギア６８と噛み合った状態において、リングギア６８の回転方向と、ピニオンギア６２の回転方向とは逆となる。さらに、本実施形態では、ピニオンギア６２がリングギア６８に噛み合った状態でモータ３０の駆動によってロータ３２が回転している場合に、ピニオンギア６２及びリングギア６８のそれぞれが回転する方向を正回転方向と定義する。
　図４にピニオンギア６２に対して作用する電磁ソレノイド５０による押出力ＦＰとバネ５５による付勢力ＦＢとを示す。電磁ソレノイド５０による押出力ＦＰは、ピニオンギア６２をリングギア６８に近づけるように作用する。バネ５５による付勢力ＦＢは、電磁ソレノイド５０による押出力ＦＰと逆方向に作用し、ピニオンギア６２をリングギア６８から離すように作用する。また、付勢力ＦＢはピニオンギア６２（プランジャ５４）の変位に比例し、押出力ＦＰはソレノイドコイル５２とプランジャ５４との距離の二乗に反比例する。
　ここで、ピニオンギア６２の移動に伴う衝突によって生じる損傷や、騒音が問題となる。ピニオンギア６２の移動に伴う衝突について図３を用いて説明を行う。
　第１に、ピニオンギア６２が電磁ソレノイド５０によって押し出されることで、ピニオンギア６２がリングギア６８に当接する際に、ピニオンギア６２とリングギア６８とが衝突する。第２に、ピニオンギア６２とリングギア６８との噛み合いの開始後において、ピニオンギア６２の位置を連結位置に規制するストップリング６５と、ピニオンギア６２とが当接する。この際、ピニオンギア６２とストップリング６５とが衝突する。第３に、ピニオンギア６２の押し出し時において、プランジャ５４がプランジャ５４の移動を規制するストッパ５６に衝突する。第４に、ピニオンギア６２とリングギア６８との噛み合いの解除後、バネ５５によってピニオンギア６２が初期位置に戻される際、連結部材６７と、連結部材６７の移動を規制するストッパ８２（第１規制部材に相当）とが衝突する。
　本実施形態の制御回路４１は、ＤＣＤＣコンバータ４６の出力電流を調整することで、電磁ソレノイド５０に対して流れる電流Ｉ（ソレノイド電流Ｉ）を調整し、ピニオンギア６２及びピニオンギア６２に連結されている部材（プランジャ５４、シフトレバー６６及び連結部材６７）に作用する押出力ＦＰを調整する。
　具体的には、ピニオンギア６２とリングギア６８とが当接する直前において、ソレノイド電流Ｉを減少させることで、ピニオンギア６２とリングギア６８との衝撃を低減する。また、ピニオンギア６２とストップリング６５とが当接する時点を含む期間において、ソレノイド電流Ｉを減少させることで、ピニオンギア６２とストップリング６５との衝撃を低減し、また、プランジャ５４とストッパ５６との衝撃を低減する。また、ピニオンギア６２とリングギア６８との噛み合いの解除後、バネ５５の付勢力ＦＢによってピニオンギア６２が初期位置に戻される前において、ソレノイド電流Ｉとして所定電流を流すことで、バネ５５の付勢力ＦＢを打ち消し、ピニオンギア６２に連結されている連結部材６７とストッパ８２との衝撃を低減する。
　図５にピニオンギア６２の押し出し処理を表すフローチャートを示す。本処理は、制御回路４１によって所定周期毎に実施される。
　ステップＳ０１において、スタータ駆動要求が生じているか否かを判定する。ここで、スタータ駆動要求とは、具体的には、車両１００において、エンジン１１０の始動要求時に生じるものである。エンジン１１０の始動要求は、加速要求が生じた場合や、高電圧バッテリ４４のＳＯＣ（State Of Charge：充電率）の低下に伴いモータジェネレータ１１２において発電を行う場合に生じる。スタータ駆動要求は、エンジンＥＣＵ２０から入力される。スタータ駆動要求が生じていない場合（Ｓ０１：ＮＯ）、処理を終了する。
　スタータ駆動要求が生じている場合（Ｓ０１：ＹＥＳ）、ステップＳ０２において、ピニオンギア６２とリングギア６８との距離が所定距離以上離れている期間であるか否かを判定する。ピニオンギア６２とリングギア６８との距離が所定距離以上離れている期間である場合（Ｓ０２：ＹＥＳ）、ステップＳ０３において、電磁ソレノイド５０に対して流れる電流値をＩ１に設定し、処理を終了する。
　ピニオンギア６２とリングギア６８との距離が所定距離以上離れている期間でない場合（Ｓ０２：ＮＯ）、ステップＳ０４において、ピニオンギア６２とリングギア６８とが当接する直前の期間であるか否かを判定する。ピニオンギア６２とリングギア６８とが当接する直前の期間である場合（Ｓ０４：ＹＥＳ）、ステップＳ０５において、ソレノイド電流ＩをＩ２（＜Ｉ１）に設定することで、ソレノイド電流Ｉを所定量減少させ、処理を終了する。
　ピニオンギア６２とリングギア６８とが当接する直前の期間でない場合（Ｓ０４：ＮＯ）、ステップＳ０６において、ピニオンギア６２とリングギア６８とが当接した後であって、ピニオンギア６２をリングギア６８に噛み合わせる期間であるか否かを判定する。ピニオンギア６２をリングギア６８に噛み合わせる期間である場合（Ｓ０６：ＹＥＳ）、ステップＳ０７において、ソレノイド電流ＩをＩ１に設定することで、ソレノイド電流Ｉを所定量増加させ、処理を終了する。
　ピニオンギア６２をリングギア６８に噛み合わせる期間でない場合（Ｓ０６：ＮＯ）、ステップＳ０８において、ピニオンギア６２がストップリング６５に当接する期間であるか否かを判定する。ピニオンギア６２がストップリング６５に当接する期間である場合（Ｓ０８：ＹＥＳ）、ステップＳ０９において、ソレノイド電流ＩをＩ３（＜Ｉ１）に設定することで、ソレノイド電流Ｉを所定量減少させ、処理を終了する。
　ピニオンギア６２がストップリング６５に当接する期間でない場合（Ｓ０８：ＮＯ）、ピニオンギア６２とリングギア６８との噛み合いを保持し、ピニオンギア６２の回転をリングギア６８に伝達する期間である。このため、ステップＳ１０において、ソレノイド電流ＩをＩ４（Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ４＞Ｉ３）に設定し、処理を終了する。
　図６にピニオンギア６２の押し戻し処理を表すフローチャートを示す。本処理は、制御回路４１によって所定周期毎に実施される。
　ステップＳ２１において、クランキング終了後の期間であるか否かを判定する。ここで、クランキング終了後の期間とは、スタータ駆動要求が停止した後であって、ピニオンギア６２が初期位置に戻されるまでの期間である。クランキング終了後の期間でない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理を終了する。
　クランキング終了後の期間である場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、ピニオンギア６２の押し戻し処理が開始されているか否かを判定する。ピニオンギア６２の押し戻し中でない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、ステップＳ２３において、エンジン回転速度の時間変化量（ｄＮＥ／ｄｔ）が所定値未満であるか否かを判定する。エンジン回転速度の時間変化量が所定値以上である場合（Ｓ２３：ＮＯ）、ステップＳ２４において、ソレノイド電流ＩをＩ４に設定することで、ピニオンギア６２とリングギア６８との噛み合いを維持する。エンジン回転速度の時間変化量が所定値未満である場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２５において、ピニオンギア６２の押し戻し処理を開始し、ステップＳ２６において、ソレノイド電流Ｉを０に設定する。
　ピニオンギア６２の押し戻し処理が開始されている場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２７において、ピニオンギア６２が初期位置に戻る直前の期間であるか否かを判定する。ピニオンギア６２が初期位置に戻る直前の期間でない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、ステップＳ２９において、ソレノイド電流Ｉを０に設定し、処理を終了する。ピニオンギア６２が初期位置に戻る直前の期間である場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、ステップＳ２８において、ソレノイド電流ＩをＩ５（Ｉ４＞Ｉ５）に設定することで、電磁ソレノイド５０に所定電流Ｉ５を流し、処理を終了する。
　図７に、図５，６に示した制御を実施した場合の電磁ソレノイド５０に流れる電流Ｉの変化と、ピニオンギア６２の位置（変位）を表すタイミングチャートを示す。
　時刻ｔ０において、スタータ駆動要求が生じることで、ソレノイド電流Ｉが０からＩ１とされる。ソレノイド電流ＩがＩ１とされることで、ピニオンギア６２が加速されながらリングギア６８に近づく。時刻ｔ１において、ピニオンギア６２とリングギア６８との距離が所定距離となり、ピニオンギア６２とリングギア６８とが当接される直前の期間となるため、ソレノイド電流ＩがＩ１からＩ２に減少する。これにより、ピニオンギア６２に作用する押出力ＦＰが付勢力ＦＢより弱くなるため、ピニオンギア６２の軸方向の移動速度が減少する。
　ピニオンギア６２の移動速度がほぼ０となり、また、ピニオンギア６２とリングギア６８とが当接する直前の時点である時刻ｔ２において、ソレノイド電流ＩがＩ２からＩ１へと増加する。これにより、ピニオンギア６２に作用する押出力ＦＰが付勢力ＦＢより強くなり、リングギア６８に向かってピニオンギア６２が当接され、時刻ｔ３において、ピニオンギア６２とリングギア６８との噛み合いが開始される。時刻ｔ３～時刻ｔ４の期間において、リングギア６８の溝部に対して、ピニオンギア６２の歯部が挿入されるように、ピニオンギア６２がリングギア６８に押し込まれる。
　ピニオンギア６２とストップリング６５とが当接する直前の時点である時刻ｔ４において、ソレノイド電流ＩがＩ３とされる。これにより、ピニオンギア６２に作用する押出力ＦＰと、付勢力ＦＢ及び摩擦力の和とが、ほぼ等しくなり、ピニオンギア６２の加速が弱められる。その後、時刻ｔ５において、ピニオンギア６２がストップリング６５と当接し、ピニオンギア６２が連結位置とされる。
　ピニオンギア６２が連結位置とされた後、所定時間の経過後である時刻ｔ６において、ソレノイド電流ＩがＩ４とされ、ピニオンギア６２が連結位置に固定された状態で、ピニオンギア６２とリングギア６８との噛み合いが継続され、クランキングが実施される。
　時刻ｔ１０において、クランキングが終了し、スタータ駆動要求が停止するとともに、エンジン回転速度の時間変化量が所定値未満となると、ソレノイド電流Ｉが０にされる。これにより、ピニオンギア６２に対して押出力ＦＰと付勢力ＦＢとのうち付勢力ＦＢのみが作用することになり、ピニオンギア６２が初期位置に向かって押し戻される。
　ピニオンギア６２が初期位置に戻る直前の時点である時刻ｔ１１において、ソレノイド電流ＩがＩ５とされる。これにより、押出力ＦＰが付勢力ＦＢより強くなり、ピニオンギア６２の軸方向の移動速度が減少する。その後、時刻ｔ１２において、ピニオンギア６２が初期位置とされ、連結部材６７がストッパ８２に当接される。以上の動作によって、ピニオンギア６２をリングギア６８に押し出す際の衝撃、及び、ピニオンギア６２をリングギア６８から初期位置に押し戻す際の衝撃を緩和できる。
　また、本実施形態では、エンジン１１０の始動要求を発生させる始動要因の種類によって、エンジン１１０の始動時間を設定する構成とした。さらに、その始動時間に基づいて、モータ３０に供給する電流を設定することで、モータ３０の回転速度及び出力トルクの少なくとも一方を制御する構成とした。ハイブリッド自動車（車両１００）において、エンジン１１０の始動要求を発生させる始動要因の種類として、車両１００の加速要求が含まれる。また、高電圧バッテリ４４のＳＯＣ（充電率）低下に伴うモータジェネレータ１１２での発電要求が含まれる。また、エンジン１１０において発生する熱を熱源とし、車両１００の室内を暖める暖房装置（図示略）の作動要求が含まれる。また、エンジン１１０の冷却水の温度低下に伴うエンジン１１０の始動要求が含まれる。
　ここで、車両１００の加速要求に伴うエンジン始動は、他の始動要因と比較して、応答性が要求される。そこで、車両１００の加速要求に伴うエンジン１１０の始動時において、他の始動要因に伴うエンジン１１０の始動時と比較し、エンジン１１０の始動時間を短く設定する構成とした。さらに、車両１００の加速要求に伴うエンジン１１０の始動時において、加速要求としてのアクセル操作量及びアクセル操作量の時間変化量に基づいて、始動時間を設定する構成とした。
　図８に、アクセル操作量（％）と、アクセル操作量の時間変化量（％／ｓｅｃ）と、エンジン始動時間（ｍｓｅｃ）との対応を表すマップを示す。アクセル操作量が大きいほど、エンジン始動時間を短く設定する。また、アクセル操作量の時間変化量が大きいほど、エンジン始動時間を短く設定する。なお、本実施形態では、アクセル操作量は、その操作量の最大値に対する実際値の割合で表している。
　また、本実施形態では、エンジン始動時間が長いほど、モータ３０の回転速度を小さくする制御、及び、出力トルクを小さくする制御を実施する構成とした。このような制御を行うことで、スタータ１０の駆動時における騒音の発生を抑制することができる。
　図９にスタータ駆動時（クランキング時）におけるモータ回転速度と、エンジン回転速度とを表すタイミングチャートを示す。
　４ストローク機関であるエンジン１１０の燃焼行程は、吸入行程・圧縮行程・燃焼行程・排気行程の４行程から構成される。通常のエンジン始動時において、スタータ駆動（クランキング）は、吸入行程及び圧縮行程が終了するまで実施される。圧縮行程が終了した後、燃焼行程が開始され、エンジン１１０が始動する。図９に示すように、エンジン１１０の停止時において、エンジン１１０を構成する気筒のいずれかにおいて、ピストンを上死点近傍に停止させる構成としている。これにより、エンジン１１０の始動性が向上する。
　ここで、複数の気筒を有するエンジン（例えば、４気筒エンジン）の始動時に、第１の気筒において吸入行程が実施されている間に、第２の気筒において圧縮行程が実施される。その後、第１の気筒において圧縮行程が実施されている間に、第２の気筒において、燃焼を伴わない膨張行程が実施される。ここで、この膨張行程では、第２の気筒において実施された圧縮行程中に圧縮された空気が、第２の気筒において膨張する。この空気の膨張によって、エンジン１１０のクランク軸７０にトルクが付与される。このトルクの付与に伴って、エンジン１１０の回転速度（クランク軸７０の回転速度）が、モータ３０の回転速度を一時的に上回ることが懸念される。
　図１０に、設定された始動時間が短く、モータ３０の出力トルクが大きい場合の、スタータ駆動時におけるモータ３０の回転速度と、エンジン回転速度とを表すタイミングチャートを示す。
　エンジン１１０の始動時において、エンジン１１０を構成する気筒のいずれかにおいて膨張行程が開始されると、その気筒内部の圧力によって、クランク軸７０に対してトルクが付与される。始動時間が短い場合、及び、モータ３０の出力トルクが大きい場合、クランク軸７０の回転速度の変化が激しく、膨張行程（図１０中の圧縮行程）におけるクランク軸７０の回転速度の変化も激しくなる。これにより、膨張行程の開始に伴って、クランク軸７０の回転速度がモータ３０の回転速度を上回る状況が生じる。その後、膨張行程の終了に伴って、クランク軸７０の回転速度とモータ３０の回転速度とが、再度一致する。
　このようにクランク軸７０に対するモータ３０の相対的な回転速度が０→負→０と変化する場合に、相対的な回転速度が負→０となるタイミングで、ワンウェイクラッチ６０に大きな力が加わる。この力によって、騒音が生じ、また、ワンウェイクラッチ６０の寿命が短くなることが懸念される。
　そこで、図１１に示すように、膨張行程（図１１中の圧縮行程）が略開始するまでにクランキングを完了させ、クランク軸７０に対するモータ３０の相対的な回転速度を負に維持することで、ワンウェイクラッチ６０の再締結を防止する制御を行う。具体的には、モータ３０の出力トルクを増加させることで、膨張行程（図１１中の圧縮行程）が略開始するまでに、ピニオンギア６２からリングギア６８へのトルク伝達によるクランキングを完了させる。ここで、クランキングを完了させるとは、図１１の圧縮行程が完了し、燃焼行程に移行するまでに要するエネルギをクランク軸７０に付与することをいう。これにより、クランク軸７０の回転速度に対するモータ３０の相対的な回転速度を負に維持したまま燃焼行程に移行できる。即ち、スタータ１０における騒音の発生を抑制したり、スタータ１０の寿命が短くなったりすることを抑制できる。
　図１２にエンジン１１０の始動時間の設定処理及びモータ３０の出力トルク及び回転速度の設定処理を表すフローチャートを示す。本処理は、「制御部４１Ｂ」及び「設定部４１Ａ」を機能的に備える制御回路４１において所定周期毎に実施される。なお、エンジンＥＣＵ２０と制御回路４１とで処理を分担してもよい。
　ステップＳ３１において、エンジン始動要求が生じているか否かを判定する。エンジン始動要求が生じていない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、処理を終了する。エンジン始動要求が生じている場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２において、エンジン始動要求が車両１００の加速要求に伴うものであるか否かを判定する。ここで、エンジン始動要求が、複数の始動要因に伴って生じたものであり、その始動要因に車両１００の加速要求に伴うものを含んでいる場合には、エンジン始動要求が車両１００の加速要求に伴うものであると判定する。
　エンジン始動要求が車両１００の加速要求に伴うものである場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３３において、アクセル操作量及びアクセル操作量の時間変化量を取得する。ステップＳ３４において、制御回路４１の設定部４１Ａがアクセル操作量及びアクセル操作量の時間変化量と、図８に示したマップと、に基づいて、エンジン１１０の始動時間を設定する。
　また、エンジン始動要求が車両１００の加速要求に伴うものでない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、ステップＳ３５において、始動要因の種類に基づいて始動時間を設定する。ここで、エンジン始動要求が、複数の始動要因に伴って生じたものである場合、設定部４１Ａは、その複数の始動要因のうち最も始動時間が短くなるものに基づいて、始動時間を設定する。ステップＳ３６において、制御回路４１の制御部４１Ｂは、ステップＳ３４又はステップＳ３５で設定されたエンジン１１０の始動時間に基づいて、モータ３０に供給する電流を設定することで、モータ３０の出力トルク及び回転速度を設定する。具体的には、制御部４１Ｂは、始動時間が長いほど、モータ３０の回転速度を小さく設定し、出力トルクを小さく設定する。なお、始動時間が長いほど、モータ３０の回転速度及び出力トルクのいずれか一方を小さく設定してもよい。
　ステップＳ３７において、ステップＳ３６で設定された出力トルクがあらかじめ設定された所定値より大きいか否かを判定する。出力トルクが所定値より大きい場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、ステップＳ３８において、出力トルクを再設定する。具体的には、エンジン１１０を構成する気筒のいずれかにおいて、燃焼を伴わない膨張行程が略開始されるまでに、圧縮行程の完了に要するエネルギをクランク軸７０に付与することが可能な程度に出力トルクを増加させて再設定する。これにより、クランク軸７０の回転速度に対するモータ３０の相対的な回転速度を負に維持したまま燃焼行程に移行できる。
　ステップＳ３８における出力トルクの再設定の後、及び、ステップＳ３７の判定において出力トルクが所定値以下の場合（Ｓ３７：ＮＯ）、ステップＳ３９において、始動時間とあらかじめ設定された所定の閾値時間とを比較する。始動時間が閾値時間以上である場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、設定部４１Ａは、ステップＳ４０において、ピニオンギア６２の押し出し時における静音化制御（図５に示す制御）を実施するように設定し、処理を終了する。また、始動時間が閾値時間より短い場合（Ｓ３９：ＮＯ）、ピニオンギア６２の押し出し時における静音化制御（図５に示す制御）を省略するように設定し（Ｓ４１）、処理を終了する。ここで、「ピニオンギア６２の押し出し時における静音化制御を省略する」とは、具体的には、図５に示すステップＳ０２～Ｓ０９の処理を省略することであり、スタータ１０の駆動要求が生じた後、ピニオンギア６２とストップリング６５とが当接するまでの間、ソレノイド電流Ｉを一律にＩ１に設定する。
　また、始動時間が閾値時間以上である場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、ステップＳ４０において、ピニオンギア６２の押し出し時における静音化制御（図５に示す制御）を実施する場合に、ステップＳ０８，Ｓ０９の制御を省略してもよい。即ち、ピニオンギア６２とリングギア６８とが当接する際に、ピニオンギア６２とリングギア６８との距離が所定範囲となる期間において、ソレノイド電流ＩをＩ１からＩ２に減少させる制御のみを実施する構成としてもよい。同様に、また、始動時間が閾値時間以上である場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、ステップＳ４０において、ピニオンギア６２の押し出し時における静音化制御（図５に示す制御）を実施する場合に、ステップＳ０４，Ｓ０５の制御を省略してもよい。即ち、ピニオンギア６２とストップリング６５とが当接する際に、ピニオンギア６２とストップリング６５との距離が所定範囲となる期間において、ソレノイド電流ＩをＩ１からＩ３に減少させる制御のみを実施する構成としてもよい。
　始動時間が所定時間（閾値時間）以上の場合に、ピニオンギア６２の押し出しにおける静音化処理を実施することで、スタータ１０による始動性の確保と、始動時における静音性との両立を図ることが可能になる。
　以下、本実施形態の効果を述べる。
　本実施形態では、設定部４１Ａが始動要因の種類によって始動時間を設定する構成とし、さらに、制御部４１Ｂがその始動時間に基づいて、モータ３０の回転速度及び出力トルクの少なくとも一方を制御することで、エンジン１１０の始動性とスタータ１０の静音性の両立を図ることができる。例えば、緊急を要する始動の場合には、モータ３０の回転速度及び出力トルクの少なくとも一方を大きくすることで、エンジン始動を優先することができる。また、緊急を要しない始動の場合には、モータ３０の回転速度及び出力トルクの少なくとも一方を小さくすることで、スタータ１０の静音性を優先することができる。
　本実施形態では、緊急を要する始動指令の具体例は、車両１００の加速要求に伴う始動指令である。設定部４１Ａは、始動指令が、加速要求に伴う始動指令である場合に、加速要求に伴う始動指令以外の始動指令に比べて、始動時間を短く設定することで、エンジン１１０の始動性を向上することができる。
　さらに、本実施形態では、設定部４１Ａがアクセル操作量（スロットル開度率）及びアクセル操作量の時間変化量に基づいて始動時間を設定することで、緊急度に応じたエンジン１１０の始動が可能になる。
　本実施形態では、加速要求と比較して、緊急度の低い始動指令は、具体的には、高電圧バッテリ４４のＳＯＣ低下に伴う始動指令、暖房装置の作動要求に伴う始動指令、及び、エンジン１１０の冷却水温の低下に伴う始動指令である。
　本実施形態では、始動時間が長い場合に、制御部４１Ｂがモータ３０の回転速度を小さくする制御、又は、モータ３０の出力トルクを小さくする制御の少なくとも一方を実施することで、低騒音化を実現できる。
　本実施形態では、エンジン１１０を構成する気筒のいずれかにおいて膨張行程が開始されると、その気筒内部の圧力によって、クランク軸７０に対してトルクが付与される。モータ３０の出力トルクが所定値より大きい場合、クランク軸７０の回転速度の変化が激しく、膨張行程における回転速度の変化も激しくなる。これにより、膨張行程の開始に伴って、クランク軸７０（リングギア６８）の回転速度がピニオンギア６２の回転速度を上回る状況が生じる。その後、クランク軸７０の回転速度とピニオンギア６２の回転速度とが、再度一致する。
　このように本実施形態では、クランク軸７０に対するピニオンギア６２の相対的な回転速度が０→負→０と変化する場合に、相対的な回転速度が負→０となるタイミングで、ワンウェイクラッチ６０に大きな力が加わる。この力によって、騒音が生じ、また、スタータ１０の寿命が短くなることが懸念される。そこで、設定部４１Ａがエンジン１１０を構成するいずれかの気筒において膨張行程が略開始されるまでに、クランキングが完了するように出力トルクを大きくし、リングギア６８とピニオンギア６２との噛み合いを解除させる。これにより、クランク軸７０の回転速度に対する、ピニオンギア６２の相対的な回転速度が一時的に負になることを抑制する。これにより、スタータ１０における騒音の発生を抑制したり、スタータ１０の寿命が短くなったりすることを抑制できる。
　本実施形態では、スタータ１０を構成するモータ３０が、車両１００の動力源であるモータジェネレータ１１２と同一の二次電池（高電圧バッテリ４４）から電力を供給されることで、モータ３０の出力トルクを向上させることができる。これにより、エンジン１１０の始動時間を短くすることが可能となる。
　（他の実施形態）
　・ＤＣＤＣコンバータ４６を省略し、ソレノイドコイル５２に流れる電流Ｉを調整する機能を省略してもよい。この構成では、低電圧バッテリ４５とソレノイドコイル５２との間にリレースイッチを設け、制御回路４１がそのリレースイッチを開閉する構成とするとよい。
　・図５のステップＳ０４の処理を省略し、ピニオンギア６２を減速させずにリングギア６８と当接される構成としてもよい。同様に、ステップＳ０８において、ピニオンギア６２を減速させずにストップリング６５と当接させる構成としてもよい。
　・図６のステップＳ２３における処理を省略し、クランキングの終了と同時にピニオンギア６２を押し戻す構成としてもよい。
　・上記実施形態では、アクセル操作量及びアクセル操作量の時間変化量に基づいて、エンジン１１０の始動時間を設定する構成としたがこれを変更してもよい。即ち、アクセル操作量の時間変化量のみに基づいて、エンジン１１０の始動時間を設定する構成としてもよい。また、アクセル操作量のみに基づいてエンジン１１０の始動時間を設定する構成としてもよい。
　・図１２のステップＳ３７，Ｓ３８において、出力トルクが所定値より大きい場合に、出力トルクをさらに増加させることで、エンジン１１０を構成する気筒のいずれかにおいて燃焼行程を伴わない膨張行程が略開始するまでに、クランキングを完了させる構成とした。これを変更し、始動時間が所定値より短い場合に、出力トルクを増加させることで、エンジン１１０を構成する気筒のいずれかにおいて燃焼行程を伴わない膨張行程が略開始するまでに、クランキングを完了させる構成としてもよい。このような構成に変更した場合であっても、クランク軸７０（リングギア６８）に対するピニオンギア６２の相対的な回転速度が０→負となることを抑制することができる。つまり、これにより、クランク軸７０の回転速度に対するモータ３０の相対的な回転速度を負に維持したまま燃焼行程に移行できる。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
　１０…スタータ、３０…モータ、４１…制御回路、６２…ピニオンギア、６８…リングギア、７０…クランク軸、１００…車両、１１０…エンジン。

Claims (13)

  1. 　車両（１００）に搭載され、エンジン（１１０）の出力軸（７０）に連結されたリングギア（６８）とピニオンギア（６２）とが噛み合っている状態で、前記ピニオンギアを回転させるモータ（３０）によって前記出力軸を駆動することで、エンジンを始動するスタータ（１０）であって、
    　前記エンジンの始動要求を発生させる始動要因の種類によって、前記エンジンの始動時間を設定する設定部（４１Ａ）と、
    　前記設定部によって設定された前記始動時間に基づいて、前記モータに供給する電流を設定することで、前記モータの回転速度、及び、前記モータの出力トルクの少なくとも一方を制御する制御部（４１Ｂ）と、を備えるスタータ。
  2. 　前記設定部（４１Ａ）は、前記始動要因が、前記車両の加速要求に伴うものである場合に、その加速要求に伴う始動要因以外の前記始動要因に比べて、前記始動時間を短く設定する請求項１に記載のスタータ。
  3. 　前記設定部（４１Ａ）は、前記始動要因が前記加速要求に伴うものである場合に、前記加速要求としてのアクセル操作量及びアクセル操作量の時間変化量に基づいて、前記始動時間を設定する請求項２に記載のスタータ。
  4. 　前記車両は、前記車両の動力源としての回転電機（１１２）に電力を供給するとともに、前記出力軸の回転によって発電する発電機（１１２）から電力を供給される二次電池（４４）を備え、
    　前記二次電池の充電率が所定値より低下したことに伴う前記始動要因を、前記加速要求に伴う始動要因以外の前記始動要因に含む請求項２又は３に記載のスタータ。
  5. 　前記エンジンにおいて発生する熱を熱源とし、前記車両の室内を暖める暖房装置の作動要求に伴う前記始動要因を、前記加速要求に伴う始動要因以外の前記始動要因に含む請求項２乃至４のいずれか１項に記載のスタータ。
  6. 　前記エンジンの冷却水の温度低下に伴う前記始動要因を、前記加速要求に伴う始動要因以外の前記始動要因に含む請求項２乃至５のいずれか１項に記載のスタータ。
  7. 　前記設定部（４１Ａ）は、複数の前記始動要因が生じた場合に、その複数の始動要因のうち要求される始動時間が最も短くなる始動要因に基づいて、前記始動時間を設定する請求項1乃至６のいずれか１項に記載のスタータ。
  8. 　前記制御部（４１Ｂ）は、前記始動時間が長いほど、前記回転速度を小さくする制御、及び、前記出力トルクを小さくする制御の少なくとも一方を実施する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスタータ。
  9. 　前記設定部（４１Ａ）は、前記出力トルクが所定値より大きい場合、又は、前記始動時間が所定値より短い場合に、前記エンジンを構成する気筒のいずれかにおける燃焼行程を伴わない膨張行程が略開始するまでに、前記ピニオンギアから前記リングギアへのトルク伝達によるクランキングを完了させる請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスタータ。
  10. 　前記制御部（４１Ｂ）は、前記エンジンの停止時に、前記エンジンを構成する気筒のいずれかにおいて、ピストンを上死点近傍に停止させる請求項１乃至９のいずれか１項に記載のスタータ。
  11. 　前記車両は、前記エンジン及び回転電機（１１２）を動力源とするハイブリッド車両であって、
    　前記モータは、前記回転電機に電力を供給する二次電池（４４）から電力を供給されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のスタータ。
  12. 　前記リングギアに向けて、ソレノイド（５２）に電流が流れることで生じる磁力によって前記ピニオンギアを押し出すことで、前記リングギアと前記ピニオンギアとを噛み合わせる押出部材（５０）と、
    　前記押出部材が前記ピニオンギアを押し出す方向と逆方向に、前記ピニオンギアを付勢する付勢部材（５５）と、
    を備え、
    　前記制御部（４１Ｂ）は、前記設定部（４１Ａ）によって設定された前記始動時間が所定時間以上であることを条件として、前記ピニオンギアと前記リングギアとが当接する際に、前記ピニオンギアと前記リングギアとの距離が所定範囲となる期間において、前記ソレノイドに流れる電流を所定量減少させる制御を実施する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のスタータ。
  13. 　前記リングギアに向けて、ソレノイド（５２）に電流が流れることで生じる磁力によって前記ピニオンギアを押し出すことで、前記リングギアと前記ピニオンギアとを噛み合わせる押出部材（５０）と、
    　前記押出部材が前記ピニオンギアを押し出す方向と逆方向に、前記ピニオンギアを付勢する付勢部材（５５）と、
    　前記リングギアと前記ピニオンギアとが噛み合っている状態で、前記ソレノイドに電流が流れることで生じる磁力による前記ピニオンギアの移動を規制する第２規制部材（６５）と、を備え、
    　前記制御部（４１Ｂ）は、前記設定部（４１Ａ）によって設定された前記始動時間が所定時間以上であることを条件として、前記ピニオンギアと前記第２規制部材とが当接する際に、前記ピニオンギアと前記第２規制部材との距離が所定範囲となる期間において、前記ソレノイドに流れる電流を所定量減少させる制御を実施する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のスタータ。
PCT/JP2017/002002 2016-01-21 2017-01-20 スタータ WO2017126685A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/071,945 US10533528B2 (en) 2016-01-21 2017-01-20 Starter
DE112017000467.5T DE112017000467T5 (de) 2016-01-21 2017-01-20 Anlasser

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016009576A JP6399005B2 (ja) 2016-01-21 2016-01-21 スタータ
JP2016-009576 2016-01-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017126685A1 true WO2017126685A1 (ja) 2017-07-27

Family

ID=59362126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/002002 WO2017126685A1 (ja) 2016-01-21 2017-01-20 スタータ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10533528B2 (ja)
JP (1) JP6399005B2 (ja)
DE (1) DE112017000467T5 (ja)
WO (1) WO2017126685A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6764356B2 (ja) * 2017-03-02 2020-09-30 株式会社デンソー 始動装置、回転電機、及び始動用電動機
JP6333442B1 (ja) * 2017-05-18 2018-05-30 三菱電機株式会社 エンジン始動装置
JP7052387B2 (ja) * 2018-02-06 2022-04-12 株式会社ジェイテクト 電動ギヤポンプ
US11168657B2 (en) * 2020-02-28 2021-11-09 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for a stop/start vehicle
US11345326B2 (en) * 2020-03-25 2022-05-31 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for starting an internal combustion engine
US11473544B2 (en) * 2021-01-05 2022-10-18 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for starting an engine

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001227439A (ja) * 2000-02-15 2001-08-24 Mitsubishi Electric Corp 始動電動機
JP2002122059A (ja) * 2000-08-10 2002-04-26 Denso Corp スタータ制御方法
JP2006233977A (ja) * 2006-05-26 2006-09-07 Toyota Motor Corp 車両の制御装置およびモータジェネレータユニット
JP2007211713A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Toyota Motor Corp 車両の異常報知装置
JP2007231786A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Toyota Motor Corp 内燃機関の自動停止装置及びこの自動停止装置を備えた自動車用内燃機関
JP2007230321A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Toyota Motor Corp 車両用空調装置
JP2010265878A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Denso Corp 内燃機関の制御装置
WO2012063299A1 (ja) * 2010-11-08 2012-05-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
JP2013043572A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
WO2013038492A1 (ja) * 2011-09-13 2013-03-21 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置および制御方法
JP2013144534A (ja) * 2011-12-16 2013-07-25 Nippon Soken Inc 内燃機関の始動制御装置
JP2014224538A (ja) * 2014-07-22 2014-12-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 スタータ
JP2015104985A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2015231769A (ja) * 2014-06-09 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2749451B1 (fr) 1996-06-04 1998-08-21 Valeo Equip Electr Moteur Procede et dispositif de commande de demarreur de vehicule automobile
DE19841752A1 (de) * 1998-09-11 2000-03-16 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors
JP3541875B2 (ja) 1999-01-19 2004-07-14 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車のエンジン始動装置
JP2012144172A (ja) 2011-01-13 2012-08-02 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
GB2490109B (en) * 2011-04-14 2016-10-12 Ford Global Tech Llc A method and apparatus for controlling an engine of a motor vehicle
JP5854315B2 (ja) 2011-09-14 2016-02-09 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
US9068546B2 (en) * 2012-05-04 2015-06-30 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for engine cranking
JP5983581B2 (ja) 2013-10-28 2016-08-31 株式会社デンソー システム、及びシステムの制御装置
JP6090119B2 (ja) 2013-11-11 2017-03-08 株式会社デンソー エンジンの始動装置
GB2523080A (en) * 2014-02-12 2015-08-19 Ford Global Tech Llc An apparatus and method for starting an engine
JP6364974B2 (ja) * 2014-06-04 2018-08-01 株式会社デンソー エンジン始動装置
JP6247604B2 (ja) 2014-06-24 2017-12-13 日本航空電子工業株式会社 防水コネクタ
JP6589696B2 (ja) * 2016-03-03 2019-10-16 株式会社デンソー エンジン始動システム
JP6665734B2 (ja) * 2016-08-30 2020-03-13 株式会社デンソー エンジン始動装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001227439A (ja) * 2000-02-15 2001-08-24 Mitsubishi Electric Corp 始動電動機
JP2002122059A (ja) * 2000-08-10 2002-04-26 Denso Corp スタータ制御方法
JP2007211713A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Toyota Motor Corp 車両の異常報知装置
JP2007231786A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Toyota Motor Corp 内燃機関の自動停止装置及びこの自動停止装置を備えた自動車用内燃機関
JP2007230321A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Toyota Motor Corp 車両用空調装置
JP2006233977A (ja) * 2006-05-26 2006-09-07 Toyota Motor Corp 車両の制御装置およびモータジェネレータユニット
JP2010265878A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Denso Corp 内燃機関の制御装置
WO2012063299A1 (ja) * 2010-11-08 2012-05-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
JP2013043572A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
WO2013038492A1 (ja) * 2011-09-13 2013-03-21 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置および制御方法
JP2013144534A (ja) * 2011-12-16 2013-07-25 Nippon Soken Inc 内燃機関の始動制御装置
JP2015104985A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2015231769A (ja) * 2014-06-09 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動装置
JP2014224538A (ja) * 2014-07-22 2014-12-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 スタータ

Also Published As

Publication number Publication date
US10533528B2 (en) 2020-01-14
US20190040831A1 (en) 2019-02-07
JP6399005B2 (ja) 2018-10-03
DE112017000467T5 (de) 2018-09-27
JP2017129075A (ja) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017126685A1 (ja) スタータ
JP5875664B1 (ja) エンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法
RU2641405C2 (ru) Гибридное транспортное средство
US10000205B2 (en) Fail-safe control apparatus for hybrid vehicles
US8573174B2 (en) Engine starting device and engine starting method
US8554453B2 (en) Device and method for controlling starter, and vehicle
US8870710B2 (en) Vehicle drive control system
US8267061B2 (en) Engine starting device and engine starting method
JP2012215076A (ja) 内燃機関の制御装置、およびそれを搭載する車両
JP2017203435A (ja) エンジンの始動制御システム
US9109567B2 (en) Starter control device, starter control method, and engine starting device
KR102406142B1 (ko) 마일드 하이브리드 차량의 제어 방법
WO2017126674A1 (ja) スタータ
US8706387B2 (en) Control device and control method for engine, and vehicle
JP6891486B2 (ja) ハイブリッド車両の駆動制御装置
US11719211B2 (en) Vehicle engine starting method, series hybrid vehicle, and vehicle engine starting device
JP2021059265A (ja) ハイブリッド車両の充電制御方法及びハイブリッド車両の充電制御装置
JP3687368B2 (ja) 車両の始動制御装置
WO2012131845A1 (ja) スタータの制御装置および制御方法、ならびに車両
US20230083915A1 (en) Method and Device for Controlling Hybrid Vehicle
JP2018127953A (ja) エンジン始動装置
KR102451875B1 (ko) 차량의 제어 방법
JP5768628B2 (ja) 内燃機関のスタータ、それを備える内燃機関、内燃機関のスタータの制御方法、及びアイドリングストップシステムの制御方法
EP3315748B1 (en) Vehicle-mounted control device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17741562

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112017000467

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17741562

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1