[go: up one dir, main page]

JP6589696B2 - エンジン始動システム - Google Patents

エンジン始動システム Download PDF

Info

Publication number
JP6589696B2
JP6589696B2 JP2016041053A JP2016041053A JP6589696B2 JP 6589696 B2 JP6589696 B2 JP 6589696B2 JP 2016041053 A JP2016041053 A JP 2016041053A JP 2016041053 A JP2016041053 A JP 2016041053A JP 6589696 B2 JP6589696 B2 JP 6589696B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
starter
crankshaft
engine
rotation
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016041053A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017155674A (ja
Inventor
卓郎 中岡
卓郎 中岡
彰宏 井村
彰宏 井村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2016041053A priority Critical patent/JP6589696B2/ja
Priority to US15/447,849 priority patent/US10288028B2/en
Priority to DE102017104393.4A priority patent/DE102017104393A1/de
Priority to CN201710124203.5A priority patent/CN107152364A/zh
Publication of JP2017155674A publication Critical patent/JP2017155674A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6589696B2 publication Critical patent/JP6589696B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0833Vehicle conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/006Starting of engines by means of electric motors using a plurality of electric motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0825Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to prevention of engine restart failure, e.g. disabling automatic stop at low battery state
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0844Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop with means for restarting the engine directly after an engine stop request, e.g. caused by change of driver mind
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10Safety devices
    • F02N11/101Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2250/00Problems related to engine starting or engine's starting apparatus
    • F02N2250/04Reverse rotation of the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/10Control related aspects of engine starting characterised by the control output, i.e. means or parameters used as a control output or target
    • F02N2300/104Control of the starter motor torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/20Control related aspects of engine starting characterised by the control method
    • F02N2300/2011Control involving a delay; Control involving a waiting period before engine stop or engine start
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

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

Description

本発明は、回転力を発生する二つの始動機のどちらか一方、あるいは両方を併用してエンジンの始動を行うエンジン始動システムに関する。
従来、自動車等の車両が交差点等で一時停止した際に、エンジンを自動的に停止させるアイドリングストップが知られている。このアイドリングストップの実施によりエンジン回転数が次第に低下して停止する直前になると、ピストンが圧縮上死点を乗り越えられずに押し戻されてクランク軸が逆回転することがある。
ところで、エンジンが完全に停止する前に始動要求が発生して、クランク軸が逆回転している間にスタータを作動させると、エンジンのリングギヤに噛み合うピニオンに過大な負荷が掛かるため、ピニオンを損傷することがある。
これに対し、特許文献1には、アイドリングストップによりエンジンが自動停止する過程で始動要求が発生した際に、クランク軸の逆回転が検出あるいは推定される間はクランキングを禁止する技術が開示されている。
特許第4228882号公報
しかし、特許文献1では、エンジン回転数が所定回転数を下回ってから逆回転する可能性が無くなるまでの間、言い換えると、クランク軸が逆回転を開始する手前から完全に回転を停止するまでの所定時間をクランキング禁止期間として設定している。このため、例えば、クランク軸が逆回転と正回転とを繰り返す際に、クランク軸が逆回転していない間、つまりクランク軸が正回転している間であってもクランキングを開始することができない。その結果、始動要求が発生してからクランキングを開始するまでのタイムロスが大きくなり、エンジンの始動が遅れるという問題が生じる。
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、エンジン始動要求の発生からクランキング開始までのタイムロスを小さくしてエンジンの始動時間を短縮できるエンジン始動システムを提供することにある。
請求項1に係る本発明は、エンジンのクランク軸に回転力を伝達してクランク軸を駆動する始動装置と、エンジンの始動要求に応答して始動装置の動作を制御する制御装置とを有するエンジン始動システムであって、クランク軸の回転方向を判別できる回転判別部を有し、エンジンが停止する過程でクランク軸が逆回転する期間を逆転期間と呼ぶとき、制御装置は、逆転期間の間を始動装置によるクランク軸の駆動を禁止するクランキング禁止期間として設定し、逆転期間の間に始動要求が発生した時は、回転判別部の情報を基に、クランク軸が逆回転から正回転へ移行したことを検出した時に始動装置を動作させてクランク軸を駆動することを特徴とする。
本発明のエンジン始動システムは、逆転期間の間だけクランキングを禁止している。すなわち、逆転期間の間に始動要求が発生した時は、クランク軸が逆回転から正回転へ移行したことを検出してクランキングを開始できる。これにより、クランク軸の回転が完全に停止するまでクランキング開始を待つ必要はなく、クランク軸が逆回転から正回転へ移行したことを検出した時にクランキングを開始できるので、始動要求が発生してからクランキングを開始するまでのタイムロスを小さくできる。
参考例に係るエンジン始動システムの構成図である。 参考例に係る制御装置(インバータ)の構成図である。 参考例の制御手順を示すフローチャートである。 参考例の制御に係るタイムチャートである。 従来技術の制御に係るタイムチャートである。 実施例1の制御手順を示すフローチャートである。 実施例1の制御に係るタイムチャートである。 実施例2の制御手順を示すフローチャートである。 実施例2の制御手順を示すフローチャートである。 実施例2の制御に係るタイムチャートである。 実施例2の制御に係るタイムチャートである。 実施例2の制御に係るタイムチャートである。 実施例3に係るエンジン始動システムの構成図である。 実施例4に係るエンジン始動システムの構成図である。 実施例5に係るエンジン始動システムの構成図である。
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
参考例
参考例のエンジン始動システムは、図1に示すように、エンジン1のクランク軸1aに常時連結される第1始動機2と、クランク軸1aに連結可能な第2始動機3と、第1始動機2および第2始動機3の動作を制御する制御装置4とを備える。
第1始動機2は、例えば、電動機及び発電機として機能するモータジェネレータであり、ロータ軸2aがベルト5を介してクランク軸1aに連結される。この第1始動機2は、ロータの回転角度を検出できる回転角センサ6を備える。回転角センサ6は、例えば、二つの検出コイルから出力される電圧信号によってロータの回転角度及び回転方向を検出できるレゾルバを使用できる。
第2始動機3は、例えば、ピニオン7を軸方向に押し出してエンジン1のリングギヤ8に噛み合わせるピニオン飛込み式スタータであり、ピニオン7を駆動するモータと、モータへの通電及びピニオン7の押し出しを行う電磁スイッチを含んで構成される。
電磁スイッチは、通電によって電磁力を発生するソレノイドを内蔵し、このソレノイドが発生する電磁力を利用してピニオン7を押し出す働きと、モータ回路に設けられるメイン接点を開閉してモータに流れる電流をオンオフする働きを有する。
リングギヤ8は、クランク軸1aに取り付けられるAT車のドライブプレートまたはMT車のフライホイールの外周に設けられてクランク軸1aと一体に回転する。
制御装置4は、直流を交流に変換できるインバータであり、図2に示すように、バッテリ9に接続される複数のスイッチング素子4aと、電流センサ10より第1始動機2へ流れる電流をフィードバックしてスイッチング素子4aのオンオフ動作を制御する制御回路4bとを有する。この制御装置4は、第1始動機2及び第2始動機3の駆動タイミングを管理すると共に、第1始動機2に印加する電圧及び周波数を調整することで第1始動機2の回転速度を任意に制御できる。なお、駆動タイミングとは、第1始動機2及び第2始動機3に駆動指令を出力して第1始動機2及び第2始動機3が動作を開始するタイミングを言う。また、制御装置4は、回転角センサ6の検出信号を入力して、第1始動機2の回転方向すなわちクランク軸1aの回転方向を判別する機能(以下、回転判別部11と呼ぶ)を有する。
以下、エンジン1の始動要求に応答してクランキングを実行する手順を図3に示すフローチャートに従って説明する。下記のステップS10〜S40は、図3に示すフローチャートの各ステップに付したS10〜S40に該当する。
ステップS10…アイドリングストップが実行された後、エンジン1の始動要求が入力された否かを判断する。始動要求が入力されるまでステップS10を繰り返し、始動要求が入力された後、ステップS20へ進む。エンジン1の始動要求は、例えば、運転者がブレーキペダルを緩める、シフトレバーをNレンジからDレンジに入れる等の動作が行われた時にエンジンECU12(図1参照)より出力される。エンジンECU12は、エンジン1の運転状態を制御する電子制御装置である。
ステップS20…クランク軸1aが逆回転しているか否かを判定する。クランク軸1aの逆回転は、回転角センサ6の情報を基に回転判別部11によって判定する。クランク軸1aが逆回転している間は、ステップS20を繰り返し、逆回転が検出されない時は、次のステップS30へ進む。
ステップS30…第1始動機2と第2始動機3のどちらか一方に駆動指令を出力する。第1始動機2と第2始動機3のどちらか一方を選択する条件は、例えば温度であり、具体例として、極低温の場合は第2始動機3を選択し、常温〜高温の場合は第1始動機2を選択する。第1始動機2あるいは第2始動機3に発生する回転力がクランク軸1aに伝達されてクランキングが開始された後、次のステップS40へ進む。
ステップS40…エンジン1が完爆したか否かを判定する。エンジン1が完爆するまでステップS40を繰り返し、完爆したと判定された後に本処理を終了する。エンジン1の完爆は、例えば、予め設定される完爆回転数によって判定できる。つまり、エンジン回転数が完爆回転数を超えた場合にエンジン1が完爆したと判定できる。
参考例の作用及び効果〕
参考例のエンジン始動システムは、クランク軸1aが逆回転している間にステップS
30へ進むことはない。つまり、クランク軸1aが逆回転している間をクランキング禁止
期間として設定している。
図4に示すように、エンジン1の停止要求に応じてアイドリングストップが実施される
と、エンジン回転数が次第に低下して完全に停止する前にクランク軸1aが逆回転するこ
とがある。このクランク軸1aが逆回転する間は、エンジン1の始動要求が発生しても、
直ちにクランキングを開始することはなく、逆回転から正回転へ移行したことが検出され
た時に第1始動機2と第2始動機3のどちらか一方を駆動してクランキングを開始する。
なお、「逆回転から正回転へ移行したことが検出された時」とは、ステップS20の判定
結果がYESからNOに変わった時である。
先の特許文献1に開示された従来技術では、図5に示すように、クランク軸1aが逆回転を開始する手前から完全に回転を停止するまでの間をクランキング禁止期間として設定している。つまり、クランキング禁止期間は、クランク軸1aが逆回転と正回転とを繰り返す逆転期間より長く設定される。このため、クランク軸1aが逆回転と正回転とを繰り返す間に始動要求が発生しても、クランキング禁止期間が終了するまではクランキングを開始できない。その結果、始動要求が発生してからクランキングを開始するまでのタイムロスが大きくなるため、エンジン1の始動時間が長くなる。
これに対し、参考例のエンジン始動システムでは、逆転期間の間に始動要求が発生すると、クランク軸1aの回転が完全に停止するまで待つ必要はなく、逆回転から正回転へ移行したことが検出された時にクランキングを開始できる。これにより、従来技術と比較して、始動要求が発生してからクランキングを開始するまでのタイムロスを小さくできるので、エンジン1の始動時間を短縮できる。
また、逆転期間の間に始動要求が発生した時に、その始動要求が発生する逆転期間が終了して正回転へ移行したことが検出された時にクランキングを開始する。つまり、最初の逆転期間中に始動要求が発生した時に、2回目以降の逆転期間が終了するまで待つ必要はなく、最初の逆転期間が終了して正回転へ移行したことが検出された時にクランキングを開始できるので、早期にエンジン1を再始動できる。
さらに、エンジン制御において、クランク軸1aの回転角を検出するクランク角センサを使用するが、ピックアップコイルを用いる汎用的なMPU型のクランク角センサではクランク軸1aの逆回転および極低速を検出することができない。クランク軸1aの逆回転および極低速を検出するためには、磁気抵抗素子を使用する高価なMRE型センサに変更する必要がある。これに対し、参考例のエンジン始動システムでは、第1始動機2が有する回転角センサ6(レゾルバ)の情報を基に、極低速でのクランク軸1aの逆回転を検出できるので、エンジン制御のために高価なMRE型センサを使用しなくても良い。
以下、本発明に係る実施例について説明する。
なお、参考例と共通する部品および構成を示すものは、参考例と同一の符号を付与して詳細な説明は省略(参考例を参照)する。
実施例1
実施例1は、第1始動機2と第2始動機3とを併用してクランキングを行う事例である。
以下、エンジン1の始動要求に応答してクランキングを実行する手順を図6に示すフローチャートに従って説明する。なお、ステップS10、S20、S40は、参考例と同じであり、参考例のステップS30に替えて、ステップS31、S32、S33を実行する。
ステップS31…第2始動機3を第1始動機2より先に駆動する。第2始動機3は、制御装置4より出力される駆動指令によって電磁スイッチのソレノイドに通電される。その結果、電磁力によって押し出されたピニオン7がリングギヤ8に噛み合うと共に、モータのトルクがピニオン7からリングギヤ8に伝達されてクランク軸1aを駆動する。
ステップS32…エンジン1のピストンが最初の圧縮行程の上死点(以下、圧縮上死点と言う)を乗り越したか否かを判断する。ピストンが圧縮上死点を乗り越したか否かは、クランク軸1aを介してクランク軸1aに常時連結されている第1始動機2の回転数、トルク、および電流の少なくとも一つの情報を基に判断できる。ピストンが圧縮上死点を乗り越したと判断できるまでステップS32を繰り返し、乗り越したと判断してからステップS33へ進む。
ステップS33…第2始動機3から第1始動機2に切り換えてクランク軸1aを駆動する。すなわち、ピストンが圧縮上死点を乗り越したと判断した時点で第2始動機3への駆動指令を停止し、且つ、第1始動機2に駆動指令を出力する。
これにより、図7のタイムチャートに示すように、ピストンが圧縮上死点を乗り越すまでは、第2始動機3からクランク軸1aにトルクが伝達されてクランク軸1aを駆動し、ピストンが圧縮上死点を乗り越した後は、第1始動機2からクランク軸1aにトルクが伝達されてクランク軸1aを駆動する。
この実施例1では、クランク軸1aが逆回転から正回転へ移行したことが検出されると、第2始動機3でクランク軸1aを駆動し、ピストンが圧縮上死点を乗り越してから第1始動機2を駆動するので、第1始動機2を小型化できる。つまり、ピストンが圧縮上死点を乗り越すのに必要なトルク(乗り越しトルクとも言う)より第1始動機2の設計トルクを小さくできるので、その分、第1始動機2の小型化が可能である。
また、クランク軸1aにベルト5で連結される第1始動機2に対し、ピニオン7をリングギヤ8に噛み合わせてクランク軸1aに連結される第2始動機3の方が減速比を大きくできる。すなわち、第1始動機2からクランク軸1aに伝達されるトルクより、第2始動機3からクランク軸1aに伝達されるトルクの方が大きく、その第2始動機3を第1始動機2より先に駆動させるので、エンジン1の始動時間を短縮できる。
さらに、第1始動機2は、ベルト5を介してクランク軸1aに連結されるので、ピストンが圧縮上死点を乗り越した後、静粛なエンジン始動ができる。
また、クランク軸1aが逆回転から正回転へ移行してから第2始動機3を駆動する、つまり、クランク軸1aの逆回転中に第2始動機3を駆動することはないので、ピニオン7に過大な負荷が掛かることはなく、ピニオン7の損傷を回避できる。
実施例2
実施例2は、第1始動機2によりクランク軸1aの逆回転を抑制する事例である。
図8または図9のフローチャートに示すように、ステップS20の判定結果がYESの時に、ステップS21を実行する。なお、図8のフローチャートは、参考例と同様に、第1始動機2と第2始動機3のどちらか一方を駆動してクランキングを行う場合の手順を示す。図9のフローチャートは、実施例2と同様に、第1始動機2と第2始動機3を併用してクランキングを行う場合の手順を示す。
ステップS21…第1始動機2の動作を制御してクランク軸1aの逆回転を抑制する。
クランク軸1aの逆回転が検出された時にステップS21を実行して、第1始動機2によりクランク軸1aの逆回転を抑制することにより、図10〜図12の実線グラフ(エンジン回転数)で示すように、逆転方向の回転数を小さくできる。その結果、逆転期間が短くなるため、クランク軸1aの逆回転を抑制しない場合と比較して、始動要求の発生からクランキング開始までのタイムロスを小さくできるので、エンジン1の始動時間を更に短縮できる。
なお、図10〜図12は、第1始動機2のみでクランキングを行う場合(図10)、第2始動機3のみでクランキングを行う場合(図11)、第1始動機2と第2始動機3を併用してクランキングを行う場合(図12)のタイムチャートである。また、図10〜図12において、エンジン1の停止要求が発生する前は、第1始動機2がエンジン1に駆動されて発電機として働き、停止要求が発生した後は、第1始動機2が回生ブレーキとして機能することにより、第1始動機2のトルクが変化することを表している。
実施例3
実施例3は、第1始動機2に出力する駆動指令と第2始動機3に出力する駆動指令とを別系統に構成した事例である。
第2始動機3への駆動指令は、必ずしも制御装置4から出力する必要はなく、例えば、図13に示すように、エンジンECU12から制御装置4を経由することなく第2始動機3へ出力することもできる。
実施例4
実施例4は、制御装置4が第1始動機2の動作を制御するために管理している物理量(例えば、スイッチング素子4aあるいは電流センサ10等に流れる電流、もしくは電圧)を基に、回転判別部11がクランク軸1aの回転方向を判別する事例である。
この場合、図14に示すように、第1始動機2が回転角センサ6を有していない構成、つまり、回転角センサ6が無くてもクランク軸1aの逆回転を検出できるので、コストの低減が可能である。
実施例5
実施例5は、回転判別部11を制御装置4の外部に有する構成である。回転判別部11は、必ずしも制御装置4の一機能として設ける必要はなく、例えば、図15に示すように、制御装置4の外部に配置して、回転判別部11の情報を制御装置4へ出力する構成でも良い。
〔変形例〕
参考例では、温度を基準に第1始動機2と第2始動機3のどちらか一方を選択する事例を記載したが、温度に関わり無く、どちらか一方の始動機を優先して駆動することもできる。例えば、第1始動機2より伝達トルクの大きい第2始動機3を優先してクランキングを行うこともできる。あるいは、第1始動機2と第2始動機3の故障判定を行い、一方の始動機が故障と判断された場合は、他方の始動機でクランキングを行うこともできる。
実施例1及び実施例2では、ピストンが圧縮上死点を乗り越したと判断した後に第2始動機3から第1始動機2へ切り換えているが、ピストンが圧縮上死点に達する前に乗り越せると判断できる場合は、その判断に基づいて第2始動機3から第1始動機2へ切り換えても良い。すなわち、第2始動機3から第1始動機2へ切り換える前に、クランク軸1a及びリングギヤ8を含む回転系に慣性エネルギーが蓄積されているため、トルクが小さい第1始動機2でも圧縮上死点を乗り越せる場合がある。従って、ピストンが圧縮上死点を乗り越す前にエンジン回転数等から乗り越せると判断できる場合は、ピストンが圧縮上死点を乗り越したか否かに関わり無く、第2始動機3から第1始動機2へ切り換えることもできる。
1 エンジン 1a クランク軸
2 第1始動機 3 第2始動機
4 制御装置 4a スイッチング素子
4b 制御回路 5 ベルト
6 回転角センサ(回転角検出部)
7 ピニオン 8リングギヤ
11 回転判別部

Claims (11)

  1. エンジン(1)のクランク軸(1a)に回転力を伝達して前記クランク軸を駆動する始動装置(2、3)と、
    前記エンジンの始動要求に応答して前記始動装置の動作を制御する制御装置(4)とを有するエンジン始動システムであって、
    前記クランク軸の回転方向を判別できる回転判別部(11)を有し、
    前記エンジンが停止する過程で前記クランク軸が逆回転する期間を逆転期間と呼ぶとき、
    前記制御装置は、前記逆転期間の間を前記始動装置による前記クランク軸の駆動を禁止するクランキング禁止期間として設定し、前記逆転期間の間に前記始動要求が発生した時は、前記回転判別部の情報を基に、前記クランク軸が逆回転から正回転へ移行したことを検出した時に前記始動装置を動作させて前記クランク軸を駆動し、
    前記始動装置は、前記クランク軸に常時連結される第1始動機(2)と、前記クランク軸に連結できる連結機能を備えた第2始動機(3)とを有し、
    前記制御装置は、前記逆転期間の間に前記始動要求が発生した時に、前記第1始動機と前記第2始動機のどちらか一方、あるいは前記第1始動機と前記第2始動機の両方を併用して前記クランク軸を駆動し、
    前記回転判別部は、前記制御装置が前記第1始動機の動作を制御するために管理している物理量を基に前記クランク軸の回転方向を判別し、
    前記物理量は、前記第1始動機に流れる電流、または、電圧であることを特徴とするエンジン始動システム。
  2. エンジン(1)のクランク軸(1a)に回転力を伝達して前記クランク軸を駆動する始動装置(2、3)と、
    前記エンジンの始動要求に応答して前記始動装置の動作を制御する制御装置(4)とを有するエンジン始動システムであって、
    前記クランク軸の回転方向を判別できる回転判別部(11)を有し、
    前記エンジンが停止する過程で前記クランク軸が逆回転する期間を逆転期間と呼ぶとき、
    前記制御装置は、前記逆転期間の間を前記始動装置による前記クランク軸の駆動を禁止するクランキング禁止期間として設定し、前記逆転期間の間に前記始動要求が発生した時は、前記回転判別部の情報を基に、前記クランク軸が逆回転から正回転へ移行したことを検出した時に前記始動装置を動作させて前記クランク軸を駆動し、
    前記始動装置は、前記クランク軸に常時連結される第1始動機(2)と、前記クランク軸に連結できる連結機能を備えた第2始動機(3)とを有し、
    前記制御装置は、前記逆転期間の間に前記始動要求が発生した時に、前記第1始動機と前記第2始動機のどちらか一方、あるいは前記第1始動機と前記第2始動機の両方を併用して前記クランク軸を駆動し、
    前記制御装置は、前記第1始動機と前記第2始動機の両方を併用して前記クランク軸を駆動する場合に、前記第2始動機を前記第1始動機より先に動作させて前記クランク軸を駆動し、前記第1始動機の回転数、トルク、および電流の少なくとも一つの情報を基に、前記エンジンのピストンが最初の圧縮行程における上死点を乗り越せるか否かを判断し、乗り越せると判断した後、前記第2始動機から前記第1始動機へ切り換えて前記クランク軸を駆動することを特徴とするエンジン始動システム。
  3. エンジン(1)のクランク軸(1a)に回転力を伝達して前記クランク軸を駆動する始動装置(2、3)と、
    前記エンジンの始動要求に応答して前記始動装置の動作を制御する制御装置(4)とを有するエンジン始動システムであって、
    前記クランク軸の回転方向を判別できる回転判別部(11)を有し、
    前記エンジンが停止する過程で前記クランク軸が逆回転する期間を逆転期間と呼ぶとき、
    前記制御装置は、前記逆転期間の間を前記始動装置による前記クランク軸の駆動を禁止するクランキング禁止期間として設定し、前記逆転期間の間に前記始動要求が発生した時は、前記回転判別部の情報を基に、前記クランク軸が逆回転から正回転へ移行したことを検出した時に前記始動装置を動作させて前記クランク軸を駆動し、
    前記始動装置は、前記クランク軸に常時連結される第1始動機(2)と、前記クランク軸に連結できる連結機能を備えた第2始動機(3)とを有し、
    前記制御装置は、前記逆転期間の間に前記始動要求が発生した時に、前記第1始動機と前記第2始動機のどちらか一方、あるいは前記第1始動機と前記第2始動機の両方を併用して前記クランク軸を駆動し、
    前記制御装置は、前記第1始動機と前記第2始動機の両方を併用して前記クランク軸を駆動する場合に、前記第2始動機を前記第1始動機より先に動作させて前記クランク軸を駆動し、前記第1始動機の回転数、トルク、および電流の少なくとも一つの情報を基に、前記エンジンのピストンが最初の圧縮行程における上死点を乗り越したか否かを判断し、乗り越したと判断した後、前記第2始動機から前記第1始動機へ切り換えて前記クランク軸を駆動することを特徴とするエンジン始動システム。
  4. 請求項2または請求項3に記載したエンジン始動システムにおいて、
    前記第1始動機から前記クランク軸に伝達されるトルクより前記第2始動機から前記クランク軸に伝達されるトルクの方が大きいことを特徴とするエンジン始動システム。
  5. 請求項2ないし請求項4の内のいずれか1つに記載したエンジン始動システムにおいて、
    前記始動装置は、前記クランク軸に常時連結される第1始動機(2)と、前記クランク軸に連結できる連結機能を備えた第2始動機(3)とを有し、
    前記制御装置は、前記逆転期間の間に前記始動要求が発生した時に、前記第1始動機と前記第2始動機のどちらか一方、あるいは前記第1始動機と前記第2始動機の両方を併用して前記クランク軸を駆動し、
    前記回転判別部は、前記制御装置が前記第1始動機の動作を制御するために管理している物理量を基に前記クランク軸の回転方向を判別し、
    前記物理量は、前記第1始動機に流れる電流、または、電圧であることを特徴とするエンジン始動システム。
  6. 請求項1ないし請求項5の内のいずれか1つに記載したエンジン始動システムにおいて、
    前記制御装置は、前記クランク軸が1回目の逆回転から正回転へ移行したことを検出した時に前記始動装置を動作させて前記クランク軸を駆動することを特徴とするエンジン始動システム。
  7. 請求項1ないし請求項6の内のいずれか1つに記載したエンジン始動システムにおいて、
    前記制御装置は、前記回転判別部の情報を基に前記クランク軸の逆回転を検出した時に、前記第1始動機を動作させて前記クランク軸の逆回転を抑制することを特徴とするエンジン始動システム。
  8. 請求項2ないし請求項7の内のいずれか1つに記載したエンジン始動システムにおいて、
    前記第1始動機は、自身の回転位置を検出できる回転角検出部(6)を有し、
    前記回転判別部は、前記回転角検出部で検出される前記第1始動機の回転位置を入力して前記クランク軸の回転方向を判別することを特徴とするエンジン始動システム。
  9. 請求項1ないし請求項8の内のいずれか1つに記載したエンジン始動システムにおいて、
    前記第1始動機は、電源周波数に応じて回転速度を可変する交流機であり、
    前記制御装置は、前記交流機に印加する周波数をオンオフ動作に応じて可変するスイッチング素子(4a)と、このスイッチング素子のオンオフ動作を制御すると共に、前記第2始動機の駆動タイミングを管理する制御回路(4b)とを有するインバータであることを特徴とするエンジン始動システム。
  10. 請求項1ないし請求項9の内のいずれか1つ記載したエンジン始動システムにおいて、

    前記第2始動機の前記連結機能は、前記クランク軸に連結されるリングギヤ(8)に噛み合うことができるピニオン(7)と、前記制御装置より出力される駆動指令に応答して電磁力を発生するソレノイドとを含んで構成され、前記ソレノイドの電磁力を利用して前記ピニオンを前記リングギヤに向けて押し出すことを特徴とするエンジン始動システム。
  11. 請求項1ないし請求項10の内のいずれか1つに記載したエンジン始動システムにおいて、
    前記第1始動機は、ベルト(5)を介して前記クランク軸に連結されていることを特徴とするエンジン始動システム
JP2016041053A 2016-03-03 2016-03-03 エンジン始動システム Active JP6589696B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016041053A JP6589696B2 (ja) 2016-03-03 2016-03-03 エンジン始動システム
US15/447,849 US10288028B2 (en) 2016-03-03 2017-03-02 Engine starting system
DE102017104393.4A DE102017104393A1 (de) 2016-03-03 2017-03-02 Kraftmaschinenstartsystem
CN201710124203.5A CN107152364A (zh) 2016-03-03 2017-03-03 发动机启动系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016041053A JP6589696B2 (ja) 2016-03-03 2016-03-03 エンジン始動システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017155674A JP2017155674A (ja) 2017-09-07
JP6589696B2 true JP6589696B2 (ja) 2019-10-16

Family

ID=59650904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016041053A Active JP6589696B2 (ja) 2016-03-03 2016-03-03 エンジン始動システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10288028B2 (ja)
JP (1) JP6589696B2 (ja)
CN (1) CN107152364A (ja)
DE (1) DE102017104393A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11448146B2 (en) 2015-11-12 2022-09-20 Bombardier Recreational Products Inc. Method and system for starting an internal combustion engine
US10975824B2 (en) 2015-11-12 2021-04-13 Bombardier Recreational Products Inc. Method and system for starting an internal combustion engine
CA3197928A1 (en) * 2015-11-12 2017-05-18 Bombardier Recreational Products Inc. Method and system for starting an internal combustion engine
JP6399005B2 (ja) * 2016-01-21 2018-10-03 株式会社デンソー スタータ
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
US10190561B1 (en) * 2017-09-28 2019-01-29 GM Global Technology Operations LLC System and method for rapid engine start
WO2019159270A1 (ja) * 2018-02-15 2019-08-22 日産自動車株式会社 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置
GB2580096B (en) * 2018-12-21 2021-10-27 Jaguar Land Rover Ltd Controller and method for operating starter motor
DE102019201034B4 (de) * 2019-01-28 2023-10-12 Ford Global Technologies, Llc Abgassystem für einen Verbrennungsmotor mit SCR-Kühlung sowie Kraftfahrzeug
JP7314887B2 (ja) * 2020-09-03 2023-07-26 トヨタ自動車株式会社 エンジン装置
CN113175405A (zh) * 2021-05-11 2021-07-27 洛阳北方易初摩托车有限公司 一种用于大排量摩托车的双电启动控制方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3285531B2 (ja) 1998-03-20 2002-05-27 三菱電機株式会社 モータジェネレータ搭載エンジンの始動装置
JP2000064873A (ja) * 1998-08-17 2000-02-29 Mazda Motor Corp ハイブリッド車両のエンジン始動装置
JP2002027181A (ja) * 2000-07-05 2002-01-25 Canon Inc 画像形成システム
JPWO2002027181A1 (ja) 2000-09-28 2004-02-05 株式会社ミツバ エンジン始動装置
JP4228882B2 (ja) 2003-11-11 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動装置およびこれを備える自動車
JP4315287B2 (ja) 2004-03-08 2009-08-19 本田技研工業株式会社 エンジン始動制御装置
DE102005049092B4 (de) * 2005-10-13 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einspuren des Starterritzels eines Starters in den Anlasserzahnkreis einer Brennkraftmaschine beim Auslaufen der Brennkraftmaschine
US7949457B2 (en) * 2007-08-29 2011-05-24 Keihin Corporation Control apparatus for internal combustion engine
WO2012008049A1 (ja) * 2010-07-16 2012-01-19 トヨタ自動車株式会社 スタータの制御装置、スタータの制御方法およびエンジンの始動装置
JP5817136B2 (ja) 2011-02-16 2015-11-18 日産自動車株式会社 エンジンの始動装置の保護装置
JP5255712B1 (ja) * 2012-03-06 2013-08-07 三菱電機株式会社 エンジン自動停止再始動装置
WO2013150605A1 (ja) * 2012-04-03 2013-10-10 三菱電機株式会社 内燃機関の自動停止再始動装置
JP5566499B1 (ja) * 2013-05-01 2014-08-06 三菱電機株式会社 内燃機関の自動停止再始動装置および内燃機関の自動停止再始動方法
JP6236993B2 (ja) * 2013-08-27 2017-11-29 スズキ株式会社 エンジン制御装置
JP6128000B2 (ja) * 2014-02-04 2017-05-17 株式会社デンソー スタータ用電磁スイッチ装置
JP5875664B1 (ja) * 2014-11-25 2016-03-02 三菱電機株式会社 エンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法
JP6225932B2 (ja) * 2015-02-25 2017-11-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017104393A1 (de) 2017-09-07
JP2017155674A (ja) 2017-09-07
CN107152364A (zh) 2017-09-12
US10288028B2 (en) 2019-05-14
US20170254310A1 (en) 2017-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6589696B2 (ja) エンジン始動システム
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
RU2448270C2 (ru) Устройство с первой деталью механической передачи, вводимой в зацепление со второй деталью механической передачи, прежде всего стартер с шестерней, вводимой в зацепление с зубчатым венцом двигателя внутреннего сгорания, а также способ управления работой подобного устройства
US10865757B2 (en) Engine starting system and starter
JP6498880B2 (ja) 車両の駆動装置
JP5880098B2 (ja) エンジン始動装置およびエンジンの自動停止再始動制御装置
JP6547676B2 (ja) エンジンの始動制御システム
EP2818691A1 (en) Engine startup device of idling-stop vehicle
JP6195870B2 (ja) エンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法
CN104728015B (zh) 发动机起动设备
JP5413325B2 (ja) エンジン停止始動制御装置
US10082120B2 (en) Engine automatic stop and start device, and engine automatic stop and start control method
JP2010190208A (ja) エンジン自動停止始動制御装置
JP6669051B2 (ja) 始動制御装置、始動装置及び始動制御システム
JP6565618B2 (ja) エンジン始動装置
JP6633180B2 (ja) エンジン装置の駆動システム
JP2016136015A (ja) 車両制御装置
US20130019711A1 (en) Engine control device and control method, engine starting device, and vehicle
JP6351803B2 (ja) エンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法
JP6195871B2 (ja) エンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法
JP6113329B1 (ja) スタータ及びスタータ制御方法
WO2016136795A1 (ja) エンジン始動装置及びエンジン始動方法
WO2017217501A1 (ja) エンジン始動システム、及び、始動機
JP6409393B2 (ja) エンジン回転挙動予測装置及びエンジン始動装置
JP2016164409A (ja) エンジン始動装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180604

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190423

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190820

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190902

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6589696

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250