專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在規(guī)定的怠速停止條件成立時(shí)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速停止，之后在再起動(dòng)條件成立時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
以往，開發(fā)出了以改善機(jī)動(dòng)車的耗油量、降低環(huán)境負(fù)荷等作為目的，在滿足規(guī)定的條件時(shí)自動(dòng)進(jìn)行怠速停止的自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)。例如，在用于使起動(dòng)機(jī)小齒輪嚙合于環(huán)形齒輪的方法和起動(dòng)機(jī)控制裝置中，具有通過在環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)且旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎虻那闆r下使小齒輪嚙合于環(huán)形齒輪，實(shí)現(xiàn)小齒輪與環(huán)形齒輪的提前的嚙合狀態(tài)的技術(shù)方案(參照專利文獻(xiàn)1)。此外，具有如下的裝置，即，預(yù)測經(jīng)過規(guī)定時(shí)間T (s)后的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE，若NE比能夠控制的小齒輪的最小轉(zhuǎn)速Nemin小，則作為極低旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，通常進(jìn)行再起動(dòng)(參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-107527號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-330813號(hào)公報(bào)在上述專利文獻(xiàn)1中，對(duì)鐵芯線圈通電，推出小齒輪，但是由于未預(yù)測從推出起直到小齒輪與環(huán)形齒輪抵接為止的期間的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，所以小齒輪推出后發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與小齒輪轉(zhuǎn)速之差變大，有可能產(chǎn)生噪音。此外，在上述專利文獻(xiàn)2的裝置中，雖然通過預(yù)測小齒輪與環(huán)形齒輪抵接時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE，使小齒輪同步旋轉(zhuǎn)，但是為了準(zhǔn)確地預(yù)測，除了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU (在這里“ECU”是Electronic Control Unit的簡稱。以下相同)施加大的運(yùn)算負(fù)荷之外，即使不對(duì)起動(dòng)機(jī)通電而使小齒輪轉(zhuǎn)速同步，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，通過恢復(fù)燃料供給而能夠再起動(dòng)的情況下也向起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)通電，所以存在消耗不必要的能量，加快了起動(dòng)機(jī)的劣化這樣的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的課題而提出的，其目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，能夠不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU施加大的運(yùn)算負(fù)荷或進(jìn)行不必要的起動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，迅速且安靜地進(jìn)行自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性旋轉(zhuǎn)中的小齒輪與環(huán)形齒輪的嚙合。本發(fā)明是一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，用于在怠速停止條件成立時(shí)進(jìn)行怠速停止，之后，在再起動(dòng)條件成立時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置包括環(huán)形齒輪，連結(jié)于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測部件，檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；小齒輪，向上述環(huán)形齒輪傳遞上述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；小齒輪移動(dòng)部件，使上述小齒輪移動(dòng)，并使該小齒輪與上述環(huán)形齒輪嚙合；以及起動(dòng)機(jī)控制部件，在上述再起動(dòng)條件成立時(shí)，執(zhí)行多種控制模式中的任一種控制模式，上述起動(dòng)機(jī)控制部件設(shè)置在規(guī)定條件成立的期間不執(zhí)行上述控制模式的死區(qū)。在本發(fā)明中，通過迅速且安靜地進(jìn)行小齒輪與環(huán)形齒輪的嚙合，能夠不對(duì)駕駛員帶來不舒適感地進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小齒輪與環(huán)形齒輪嚙合時(shí)的噪音降低以及零件的長壽命化。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測部件的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的小齒輪移動(dòng)部件的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的怠速停止控制的流程的流程圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制的流程的流程圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的曲柄角和4氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的各氣缸的吸排氣行程的影像圖。圖7是表示從本發(fā)明的實(shí)施方式1的怠速停止開始起發(fā)動(dòng)機(jī)由于慣性旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下降時(shí)的、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲柄角的影像圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖9是表示因怠速停止的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性旋轉(zhuǎn)中的吸氣量而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降特性的不同和死區(qū)的設(shè)定的圖。附圖標(biāo)記的說明10發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶、11環(huán)形齒輪、12曲柄角傳感器、13J4控制器、14小齒輪、15鐵芯、16螺線管、17起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、18小齒輪轉(zhuǎn)速傳感器、19起動(dòng)機(jī)、20、25發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置、21發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測部件、22小齒輪移動(dòng)部件、23氣流傳感器。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，在怠速停止的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性旋轉(zhuǎn)中，再起動(dòng)條件成立時(shí)，在通過以下所示的多種控制模式(a) (c)，以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為閾值決定所執(zhí)行的控制模式的發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)中，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為規(guī)定范圍內(nèi)的情況下不執(zhí)行控制模式的死區(qū)。(a)不利用起動(dòng)機(jī)進(jìn)行曲柄起動(dòng)而只通過恢復(fù)燃料供給使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的控制模式。(b)使起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而使小齒輪轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速同步并嚙合，通過曲柄起動(dòng)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的控制模式。(c)不使起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而使小齒輪移動(dòng)，嚙合后通過曲柄起動(dòng)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的控制模式。由此，例如能夠防止由于每個(gè)曲柄角產(chǎn)生的活塞的壓縮、膨脹而引起的扭矩變動(dòng)，控制模式變換后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，暫時(shí)所執(zhí)行的控制模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)失效的情況、發(fā)動(dòng)機(jī)與小齒輪的轉(zhuǎn)速差脫離能夠嚙合的范圍的情況，使小齒輪與環(huán)形齒輪平滑地嚙合。以下，按照各實(shí)施方式，用圖說明本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置。另外，在各圖中，相同或相當(dāng)部分用相同附圖標(biāo)記表示，省略重復(fù)的說明。實(shí)施方式1圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO判斷怠速停止條件(例如車速為5km/h以下且駕駛員踩剎車等)是否成立，將其結(jié)果輸入發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置20的控制器13。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置20包括連結(jié)于發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)的曲柄軸的環(huán)形齒輪11 ；檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角的曲柄角傳感器12 ；起動(dòng)機(jī)19 ；以及控制對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17和螺線管16通電的控制器13。起動(dòng)機(jī)19包括傳遞起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17的旋轉(zhuǎn)的小齒輪14 ；用于使小齒輪14移動(dòng)，并與環(huán)形齒輪11嚙合的鐵芯15 ；通過通電能夠使鐵芯15可動(dòng)的螺線管16 ；以及能夠檢測小齒輪14的轉(zhuǎn)速的小齒輪轉(zhuǎn)速傳感器18?？刂破?3對(duì)通電的控制能夠獨(dú)立地控制對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17的通電和對(duì)螺線管16的通電。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr由控制器13通過來自曲柄角傳感器12的傳感器輸入周期進(jìn)行運(yùn)算，但是也可以取而代之，包括旋轉(zhuǎn)編碼器、能夠檢測環(huán)形齒輪的齒的脈沖的脈沖產(chǎn)生器等，使用利用來自上述旋轉(zhuǎn)編碼器、脈沖產(chǎn)生器等的信號(hào)的FV (頻率-電壓)變換等的另外的部件來檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr。此外，關(guān)于小齒輪轉(zhuǎn)速Nst，由利用霍爾元件等的小齒輪轉(zhuǎn)速傳感器檢測，但是除了小齒輪轉(zhuǎn)速傳感器以外，也可以使用與施加于起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17的電壓或與電流相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速表等另外的部件來檢測小齒輪轉(zhuǎn)速Nst。另外，在圖1中，將控制器13和發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO表示為不同的構(gòu)件，但是也可以代替包括控制器13，而由發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10進(jìn)行處理。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置20能夠包含發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO。此外，起動(dòng)機(jī)控制部件由上述控制器13和發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10的雙方或任一方構(gòu)成。此外，控制器13和發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO中的雙方或任一方與曲柄角傳感器12和環(huán)形齒輪11構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測部件21 (參照?qǐng)D2)，控制器13和發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO中的雙方或任一方與鐵芯15和螺線管16構(gòu)成小齒輪移動(dòng)部件22 (參照?qǐng)D3)。此外，通常，小齒輪14比環(huán)形齒輪11齒數(shù)少，為了避免混亂，考慮到小齒輪與環(huán)形齒輪的齒數(shù)比，本實(shí)施方式中的小齒輪轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速使用換算成環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)速。接著，說明實(shí)施方式1的動(dòng)作。圖4、圖5是表示實(shí)施方式1的控制器13和發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10中的處理的流程圖。首先，在發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10中，判斷怠速停止條件是否成立(SllO)。若不成立，則進(jìn)入下一個(gè)控制周期。在步驟SllO中，若怠速停止條件成立，則開始怠速停止控制(Slll)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO的控制停止向發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃料。然后，在由于發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性旋轉(zhuǎn)而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低的期間，利用供給ECUlO的信號(hào)來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)條件(例如駕駛員將腳從剎車踏板挪開等)是否成立(SlU)。在再起動(dòng)條件成立的情況下，進(jìn)入步驟S113，在再起動(dòng)條件不成立的情況下，進(jìn)入下一個(gè)控制周期。在步驟S113中，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否正在旋轉(zhuǎn)，在判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)正在旋轉(zhuǎn)的情況下，進(jìn)入步驟S114，開始發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制。此外，若判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)不旋轉(zhuǎn)、即完全停止，則進(jìn)入下一個(gè)控制周期。在這里，發(fā)動(dòng)機(jī)是否正在旋轉(zhuǎn)的判斷，例如只要在一定期間沒有向曲柄角傳感器12輸入，就可以判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)完全停止。接著，用圖3說明發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制。首先，在步驟S120中，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr是否為發(fā)動(dòng)機(jī)能夠自行恢復(fù)的轉(zhuǎn)速Nr1 (例如700rpm)以上。另外，所謂發(fā)動(dòng)機(jī)能夠自行恢復(fù)，是指不利用起動(dòng)機(jī)19進(jìn)行曲柄起動(dòng)，僅通過噴射燃料并點(diǎn)火而能夠再起動(dòng)的情況，例如具有通過較多地噴射燃料而使燃料容易燃燒等的控制，但是關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)的控制的詳細(xì)情況，因?yàn)椴皇潜景l(fā)明的范圍，所以在這里不進(jìn)行詳細(xì)地說明。
在步驟S120中，若判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr為發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)轉(zhuǎn)速Nr1以上，則進(jìn)入步驟S121，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。此外，在步驟S120中，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于發(fā)動(dòng)機(jī)能夠自行恢復(fù)轉(zhuǎn)速Nr1的情況下，進(jìn)入步驟S122。在步驟S122中，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr是否為比發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)轉(zhuǎn)速Nr1低規(guī)定轉(zhuǎn)速(例如50rpm)的Nr2以下且考慮到由發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的膨脹、壓縮扭矩造成的轉(zhuǎn)速變動(dòng)的影響的、高于后述的Nr4的轉(zhuǎn)速Nr3 (例如250rpm)以上，若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr為上述Nr2以下且Nr3以上，則進(jìn)入步驟S123，通過對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17通電而開始小齒輪14的旋轉(zhuǎn)。在步驟SlM中，比較發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr與小齒輪轉(zhuǎn)速Nst的轉(zhuǎn)速差和能夠嚙合的規(guī)定轉(zhuǎn)速差Ndiff，若小于Ndiff，則進(jìn)入步驟S125，通過對(duì)螺線管16通電使鐵芯15可動(dòng)，使小齒輪14移動(dòng)，使小齒輪與環(huán)形齒輪嚙合。然后，在步驟SU6中，通過曲柄起動(dòng)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。此外，在步驟SlM中，若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr與小齒輪轉(zhuǎn)速Nst的轉(zhuǎn)速差為Ndiff以上，則重復(fù)步驟SlM直到小于NdifT為止。接著，說明實(shí)施方式1的效果。首先，說明使在步驟S122中所用的Nr2低于發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)轉(zhuǎn)速Nr1,并設(shè)置死區(qū)的理由。在這里，死區(qū)被設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr1 Nr2的區(qū)域。在圖6中，作為例子表示4氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的1個(gè)循環(huán)中的各氣缸的行程。各氣缸均以旋轉(zhuǎn)2周(720deg)為1個(gè)循環(huán)(壓縮、膨脹、排氣、吸氣的4行程)，但是如陰影的部分所示那樣，在即將成為上止點(diǎn)之前，任一氣缸為壓縮行程后半程且另外任一氣缸為膨脹行程后半程。在壓縮行程中，越到后半程，通過壓縮妨礙發(fā)動(dòng)機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)的扭矩越大，在膨脹行程中，越到后半程，通過壓縮促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)的扭矩越小。由此，即將成為上止點(diǎn)之前與其他的曲柄角區(qū)域相比，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低增大。相反，在剛剛成為上止點(diǎn)之后，任一氣缸為壓縮行程前半程且另外任一氣缸為膨脹行程前半程。在壓縮行程前半程，妨礙發(fā)動(dòng)機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)的扭矩小，在膨脹行程后半程，促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)的扭矩大。由此，剛剛成為上止點(diǎn)之后與其他的曲柄角區(qū)域相比，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低減小，依情況的不同，轉(zhuǎn)速有時(shí)也上升。由于這樣的理由，上止點(diǎn)附近的曲柄角產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)(參照?qǐng)D7)。由此，如圖7所示，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr剛剛低于發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)轉(zhuǎn)速Nr1之后再起動(dòng)條件成立的情況下，由于上述扭矩變動(dòng)而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr上升，有可能再次超過發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)轉(zhuǎn)速Niv由此，即使由于上述扭矩變動(dòng)而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr上升，到不超過發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)轉(zhuǎn)速Nr1的轉(zhuǎn)速Nr2在圖7的陰影部分設(shè)置死區(qū)，防止進(jìn)入下一個(gè)控制模式。由此，盡可能地增多由發(fā)動(dòng)機(jī)的自行恢復(fù)帶來的再起動(dòng)的機(jī)會(huì)，減少通過使起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17旋轉(zhuǎn)而使小齒輪14嚙合的次數(shù)，具有起動(dòng)機(jī)19的長壽命化、省略曲柄起動(dòng)帶來的安靜化、和僅通過再供給燃料的再起動(dòng)帶來的再起動(dòng)的迅速化這樣的優(yōu)點(diǎn)。接著，在步驟S122中，若判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr小于Nr3,則進(jìn)入步驟S127，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr是否為能夠不使小齒輪14旋轉(zhuǎn)而嚙合的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr4(例如50rpm)以下。若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr為Nr4以下，則進(jìn)入步驟S125，與上述的順序相同，使小齒輪與環(huán)形齒輪嚙合，通過曲柄起動(dòng)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。此外，在步驟S127中，在判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr大于Nr4的情況下，進(jìn)入下一個(gè)控制周期。在這里，說明使在步驟S127中所用的Nr4低于發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)轉(zhuǎn)速Nr3,并設(shè)置死
區(qū)的理由。如上所述，由于活塞的運(yùn)動(dòng)帶來的膨脹、壓縮扭矩，產(chǎn)生脈動(dòng)的同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr降低，在小于上述Nr3、大于上述Nr4的情況下，在具有再起動(dòng)要求時(shí)欲立即使小齒輪14移動(dòng)并嚙合的情況下，由于上述扭矩變動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr上升，直到成為能夠嚙合的轉(zhuǎn)速Nr4為止需要時(shí)間，有可能產(chǎn)生齒輪磨損、噪音。由此，即使由于上述扭矩變動(dòng)而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr上升，到不超過Nr3的轉(zhuǎn)速Nr4為止在圖7的陰影部分設(shè)置死區(qū)，防止進(jìn)入下一個(gè)控制模式。由此，減小使小齒輪14嚙合時(shí)的環(huán)形齒輪與小齒輪的轉(zhuǎn)速差，具有環(huán)形齒輪和小齒輪的磨損降低、嚙合時(shí)的噪音降低等優(yōu)點(diǎn)。這樣，將轉(zhuǎn)速Nr1, Nr2, Nr3> Nr4設(shè)定為不同的值，通過在各控制模式之間設(shè)置死區(qū)，防止由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)，齒輪抵接時(shí)的轉(zhuǎn)速差增大，產(chǎn)生齒輪的磨損、噪音，該轉(zhuǎn)速Nr1, Nr2, Nr3, Nr4決定分別執(zhí)行通過燃料再供給使發(fā)動(dòng)機(jī)自行恢復(fù)的控制模式、使起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17旋轉(zhuǎn)，使環(huán)形齒輪與小齒輪的轉(zhuǎn)速同步地使齒輪嚙合，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制模式、在小齒輪開始移動(dòng)后使起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17旋轉(zhuǎn)，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制模式的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍。如以上那樣，本發(fā)明的實(shí)施方式1的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置20包括連結(jié)于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸的環(huán)形齒輪11 ；檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角的曲柄角傳感器12 ；起動(dòng)機(jī)19 ；控制對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17和螺線管16通電的控制器13，起動(dòng)機(jī)19包括傳遞起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17的旋轉(zhuǎn)的小齒輪14 ；用于使小齒輪14移動(dòng)并與環(huán)形齒輪11嚙合的鐵芯15 ；通過通電能夠使鐵芯15可動(dòng)的螺線管16 ；以及能夠檢測小齒輪14的轉(zhuǎn)速的小齒輪轉(zhuǎn)速傳感器18，控制器13對(duì)通電的控制能夠控制對(duì)起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)17通電和對(duì)螺線管16通電?？刂破?3和發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10依照?qǐng)D4、圖5的流程圖，根據(jù)再起動(dòng)條件成立時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr而變更控制模式，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)。如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，怠速停止條件的成立由發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO輸入控制器13，發(fā)動(dòng)機(jī)由于慣性旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)速下降時(shí)，在執(zhí)行各控制模式的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍之間設(shè)置死區(qū)，通過防止因扭矩脈動(dòng)引起的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升而造成的控制模式的切換，減小環(huán)形齒輪11與小齒輪14的嚙合音，進(jìn)一步降低沖擊，由此也能夠延長零件的壽命。 此外，在本實(shí)施方式中，Nr1、Nr2、Nr3、Nr4作為常數(shù)進(jìn)行了說明，但是由于上述扭矩脈動(dòng)的產(chǎn)生由曲柄角大致決定，所以也可以根據(jù)其控制周期中的曲柄角Cang在不變換圖7所示的大小關(guān)系(Nr1 > Nr2 > Nr3 > Nr4)的范圍內(nèi)使NrpNivNivNr4可變，例如對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的任一氣缸，在成為相當(dāng)于上止點(diǎn)附近的曲柄角(圖6的陰影部)時(shí)，也可以進(jìn)行如下的設(shè)定，即，若是即將成為上止點(diǎn)之前的壓縮行程，則較高地設(shè)定決定上述死區(qū)的上限的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Nr1或Nr3)，或者，若是剛剛成為上止點(diǎn)之后的膨脹行程，則較低地設(shè)定決定下限的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Nr2或Nr4)。 由此，僅在由于扭矩脈動(dòng)而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr變化的期間擴(kuò)大死區(qū)的范圍，該期間以外時(shí)縮窄死區(qū)的范圍，由此，縮短不執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制的期間，能更提早實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。
此外，在本實(shí)施方式中，以3個(gè)控制模式和2個(gè)死區(qū)進(jìn)行了說明，但是沒有必要在所有的控制模式之間設(shè)置死區(qū)，例如也可以不設(shè)置由Nr1和Nr2決定的死區(qū)，而僅設(shè)置由Nr3和Nr4決定的死區(qū)。此外，在本實(shí)施方式中，利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制模式的決定，然而，代替發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而使用曲柄角、開始怠速停止起的時(shí)間等與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)的值也能夠獲得同樣的效果。實(shí)施方式2圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。在圖8的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置中，包括檢測被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣量的氣流傳感器(吸氣量檢測部件)23，也可以基于該吸氣量，設(shè)定在實(shí)施方式1中決定死區(qū)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ΝΓι、Νι·2、ΝΙ·3、ΝΙ·4。在圖8中，控制器表記為控制器24。圖9表示因怠速停止的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性旋轉(zhuǎn)中的吸氣量的不同而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降特性。如圖9所示，膨脹、壓縮扭矩根據(jù)吸氣量而變化，吸氣量越多，膨脹、壓縮扭矩也越大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)也越大。因此，例如在由氣流傳感器23檢測到的吸氣量高于預(yù)先決定的標(biāo)準(zhǔn)的吸氣量的情況下，如圖9(a)所示，以比相對(duì)于上述標(biāo)準(zhǔn)的吸氣量所決定的死區(qū)的寬度大的方式設(shè)定Nri、Nr2、Nr3、Nr4,在上述檢測到的吸氣量低于上述標(biāo)準(zhǔn)的吸氣量的情況下，如圖9(b)所示，以比相對(duì)于上述標(biāo)準(zhǔn)的吸氣量所決定的死區(qū)的寬度小的方式設(shè)定Nr1^ Nr2> Nr3>Nr4o由此，即使在怠速停止時(shí)的吸氣量變化的情況下，能夠?qū)?yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)的大小地變更死區(qū)的寬度，能夠使小齒輪14與環(huán)形齒輪11更加平滑地嚙合。此外，在上述實(shí)施方式2中，吸氣量檢測部件不必是氣流傳感器23，使用節(jié)流閥開度也能夠獲得同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，用于在怠速停止條件成立時(shí)進(jìn)行怠速停止，之后，在再起動(dòng)條件成立時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)，其特征在干，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置包括環(huán)形齒輪，連結(jié)于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸；起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；小齒輪，向上述環(huán)形齒輪傳遞上述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；小齒輪移動(dòng)部件，使上述小齒輪移動(dòng)，并使該小齒輪與上述環(huán)形齒輪嚙合；以及起動(dòng)機(jī)控制部件，在上述再起動(dòng)條件成立時(shí)，執(zhí)行多種控制模式中的任ー種控制模式，上述起動(dòng)機(jī)控制部件設(shè)置在規(guī)定條件成立的期間不執(zhí)行上述控制模式的死區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在干， 該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置包括檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測部件， 上述規(guī)定條件在上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是規(guī)定范圍的情況下成立。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在干，上述控制模式中的至少ー種控制模式在上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為第一規(guī)定轉(zhuǎn)速以上的情況下，恢復(fù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給，僅通過燃燒燃料使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在干，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置包括檢測上述小齒輪的轉(zhuǎn)速的小齒輪轉(zhuǎn)速檢測部件， 上述控制模式中的至少ー種控制模式在上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為第二規(guī)定轉(zhuǎn)速以下且第三規(guī)定轉(zhuǎn)速以上的情況下，對(duì)上述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)通電，使上述小齒輪旋轉(zhuǎn)后，利用上述小齒輪推出部件使環(huán)形齒輪與小齒輪嚙合，通過曲柄起動(dòng)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在干，上述控制模式中的至少ー種控制模式在上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為第四規(guī)定轉(zhuǎn)速以下的情況下，利用上述小齒輪推出部件開始推出小齒輪后，對(duì)上述起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)通電，通過曲柄起動(dòng)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在干， 該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置包括檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角的曲柄角傳感器， 決定上述死區(qū)的范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)上述曲柄角而被變更。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在干，在上述曲柄角在發(fā)動(dòng)機(jī)的任ー氣缸中是成為壓縮行程后半程的曲柄角時(shí)，較高地設(shè)定作為成為上述死區(qū)的規(guī)定范圍的上限的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，或者在上述曲柄角在發(fā)動(dòng)機(jī)的任ー氣缸中是成為膨脹行程前半程的曲柄角時(shí)，較低地設(shè)定作為成為上述死區(qū)的規(guī)定范圍的下限的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在干，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置包括檢測被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量的吸氣量檢測部件，根據(jù)由上述吸氣量檢測部件檢測到的吸氣量，變更決定上述死區(qū)的范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置迅速且安靜地進(jìn)行自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性旋轉(zhuǎn)中的小齒輪與環(huán)形齒輪的嚙合。該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置包括連結(jié)于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸的環(huán)形齒輪；用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)；向環(huán)形齒輪傳遞起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的小齒輪；使小齒輪移動(dòng)，并使該小齒輪與環(huán)形齒輪嚙合的小齒輪移動(dòng)部件；以及執(zhí)行多種控制模式中的任一種控制模式的起動(dòng)機(jī)控制部件。
文檔編號(hào)F02D29/02GK102597490SQ20108004857
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者北野弘明, 小田原一浩, 栗重正彥, 金田直人, 龜井光一郎 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社