專利名稱：起動機的控制裝置、起動機的控制方法以及發(fā)動機的起動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及起動機的控制裝置、起動機的控制方法以及發(fā)動機的起動裝置，尤其 涉及控制起動機的技術(shù)，在該起動機中，致動器(促動器)和馬達被分別單獨控制，所述致動 器使小齒輪移動以與設(shè)置于發(fā)動機的飛輪或者傳動板(drive plate)的外周的齒圈B齒合， 所述馬達使小齒輪旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
近年來，在具有發(fā)動機等內(nèi)燃機的汽車中，為了降低油耗、減少尾氣排放等，搭載 有所謂的怠速停止功能，即，在車輛停止且由駕駛員操作了制動踏板的狀態(tài)下，使發(fā)動機自 動停止，并且，通過駕駛員的再起步動作例如對制動踏板的操作量減少到零等，進行自動再 起動。
在該怠速停止中，有時在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速比較高的狀態(tài)下，進行發(fā)動機的再起動。在 這種情況下，在利用一個驅(qū)動指令來進行用于使發(fā)動機旋轉(zhuǎn)的小齒輪的推出和小齒輪的旋 轉(zhuǎn)的以往的起動機中，為了使小齒輪和發(fā)動機的齒圈的嚙合變得容易，等待發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 充分地下降后驅(qū)動起動機。這樣一來，從要求發(fā)動機的再起動開始至實際的發(fā)動機的起轉(zhuǎn) (cranking)為止產(chǎn)生時間延遲，而有可能給駕駛員造成不適感。
為了解決這樣的問題，在日本特開2005-330813號公報(專利文獻I)中公開了如 下技術(shù)，即，使用具有小齒輪的嚙合動作以及小齒輪的旋轉(zhuǎn)動作能夠獨立執(zhí)行的結(jié)構(gòu)的起 動機，在剛產(chǎn)生停止要求后的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)下降期間中產(chǎn)生了再起動要求的情況下，在小齒 輪的嚙合動作之前，使小齒輪進行旋轉(zhuǎn)動作，并在小齒輪的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速同步時，使小 齒輪進行嚙合動作，由此進行發(fā)動機的再起動。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻1:日本特開2005-330813號公報 發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
但是，如果如日本特開2005-330813號公報記載的技術(shù)那樣，根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 來決定是在小齒輪移動之前使小齒輪旋轉(zhuǎn)還是在小齒輪旋轉(zhuǎn)之前使小齒輪移動時，從滿足 發(fā)動機的再起動條件起到為使發(fā)動機起轉(zhuǎn)而驅(qū)動馬達為止的時間會發(fā)生變化。因而，難以 預(yù)測輔機電池的電壓因起轉(zhuǎn)而暫時下降的時期。其結(jié)果，用于維持向除起動機以外的輔機 以及EQJ (Electronic Control Unit :電子控制單元)等供給的電壓的、例如利用DC/DC轉(zhuǎn) 換器進行的升壓也會來不及。
本發(fā)明是為解決上述問題而提出的，其目的在于，抑制驅(qū)動馬達的時期的變動。
用于解決問題的手段
一種起動機的控制裝置，包括能夠與連接在發(fā)動機的曲軸上第I齒輪相嚙合的第2齒輪；致動器,在驅(qū)動狀態(tài)下使第2齒輪移動到第2齒輪與第I齒輪相嚙合的位置；馬 達，使第2齒輪旋轉(zhuǎn)。該控制裝置能夠分別獨立驅(qū)動致動器以及馬達，該控制裝置具有第 I模式，在驅(qū)動致動器之前驅(qū)動馬達；第2模式，在驅(qū)動馬達之前，利用致動器使第2齒輪與 第I齒輪相嚙合；判定單元，用于判定是否起動發(fā)動機。在第2模式中，在從判定為起動發(fā) 動機起經(jīng)過了預(yù)定的第I時間后，致動器被驅(qū)動，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過比第I時間 長的第2時間時，馬達被驅(qū)動。在第I模式中，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過第2時間時， 馬達被驅(qū)動。
一種起動機的控制方法，該起動機包括能夠與連接在發(fā)動機的曲軸上的第I齒 輪相嚙合的第2齒輪；致動器，在驅(qū)動狀態(tài)下，使第2齒輪移動到第2齒輪與第I齒輪相嚙 合的位置；馬達，使第2齒輪旋轉(zhuǎn)，致動器以及馬達能夠分別獨立進行驅(qū)動，該控制方法包 括以在驅(qū)動致動器之前驅(qū)動馬達的第I模式，驅(qū)動致動器以及馬達的步驟；以在驅(qū)動馬達 之前利用致動器使第2齒輪與第I齒輪相嚙合的第2模式，驅(qū)動致動器以及馬達的步驟；判 定是否起動發(fā)動機的步驟。在第2模式中，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過預(yù)定的第I時間 后，致動器被驅(qū)動致動器，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過比第I時間長的第2時間時，馬達 被驅(qū)動。在第I模式中，從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過第2時間時，馬達被驅(qū)動。
—種發(fā)動機的起動裝置,具有起動機和控制單元,該起動機包括能夠與連接在發(fā) 動機的曲軸上的第I齒輪相嚙合的第2齒輪；致動器，在驅(qū)動狀態(tài)下，使第2齒輪移動到第 2齒輪與第I齒輪相嚙合的位置；馬達，使第2齒輪旋轉(zhuǎn)，所述控制單元能夠?qū)χ聞悠饕约?馬達分別獨立進行驅(qū)動，該控制單元包括第I模式和第2模式，所述第I模式是在驅(qū)動致動 器之前驅(qū)動馬達的模式，所述第2模式是在驅(qū)動馬達之前利用致動器使第2齒輪與第I齒 輪相嚙合的模式，并且該控制單元判定是否起動發(fā)動機。在第2模式中，在從判定為起動發(fā) 動機起經(jīng)過了預(yù)定的第I時間后，致動器被驅(qū)動，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過比第I時間 長的第2時間時，馬達被驅(qū)動，在第I模式中，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過第2時間時，馬 達被驅(qū)動。
發(fā)明的效果
在驅(qū)動致動器之前驅(qū)動馬達的第I模式和在驅(qū)動馬達之前驅(qū)動致動器的第2模式 這兩種模式中，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過第2時間時，馬達被驅(qū)動。因而，能夠使驅(qū)動 馬達的時期大致恒定。其結(jié)果，能夠抑制驅(qū)動馬達的時期的變動。


圖1是車輛的整體框圖。
圖2是E⑶的功能框圖。
圖3是用于說明起動機的動作模式的過渡的圖。
圖4是用于說明發(fā)動機起動動作時的驅(qū)動模式的圖。
圖5是表示E⑶執(zhí)行的處理的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
標(biāo)號說明
10車輛，100發(fā)動機，110齒圈，111曲軸，115轉(zhuǎn)速傳感器，120電池，125、130電壓 傳感器，140加速踏板，150制動踏板，160動力傳遞裝置，170驅(qū)動輪，200起動機，210柱塞， 220馬達，230螺線管，232致動器，240連接部，245支點，250輸出構(gòu)件，260小齒輪，300ECU、302判定部，304控制部，410待機模式，420嚙合模式，430旋轉(zhuǎn)模式，440全驅(qū)動模式，RYl、 RY2繼電器。
具體實施方式
下面，參照附圖并說明本發(fā)明的實施方式。在以下的說明中，對同一部件標(biāo)注同一附圖標(biāo)記。它們的名稱以及功能也相同。因此不重復(fù)對它們進行詳細(xì)的說明。
[發(fā)動機起動裝置的結(jié)構(gòu)]
圖1是車輛10的整體框圖。參照圖1，車輛10具有發(fā)動機100、電池120、起動機 200、控制裝置(以下也稱為ECUO300、繼電器RY1、RY2。另外，起動機200包括柱塞210、馬達220、螺線管230、連接部240、輸出構(gòu)件250、小齒輪260。
發(fā)動機100產(chǎn)生用于使車輛10行駛的驅(qū)動力。發(fā)動機100的曲軸111經(jīng)由構(gòu)成為包括離合器、減速機等的動力傳遞裝置而與驅(qū)動輪相連接。
在發(fā)動機100上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器115。轉(zhuǎn)速傳感器115檢測發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速 Ne并將該檢測結(jié)果向ECU300輸出。
電池120是構(gòu)成為能夠進行充放電的電力儲存單元。電池120構(gòu)成為包括鋰離子電池、鎳氫電池或者鉛蓄電池等二次電池。另外，電池120可以由雙電荷層電容器等蓄電元件構(gòu)成
電池120經(jīng)由受E⑶300控制的繼電器RY1、RY2與起動機200相連接。并且，電池 120通過繼電器RY1、RY2的接通來向起動機200供給驅(qū)動用的電源電壓。此外，電池120的負(fù)極與車輛10的車身地線相連接。
在電池120上設(shè)置有電壓傳感器125。電壓傳感器125檢測電池120的輸出電壓 VB,并將該檢測值向E⑶300輸出。
電池120的電壓經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器127，供給到E⑶300以及空調(diào)裝置的變換器等的輔機。DC/DC轉(zhuǎn)換器127受E⑶300控制以維持供給到E⑶300等的電壓。例如，驅(qū)動馬達220使發(fā)動機100起轉(zhuǎn)，會導(dǎo)致電池120的電壓暫時下降，鑒于此，在驅(qū)動馬達220時控制DC/DC轉(zhuǎn)換器127以進行升壓。
如后面所述，將馬達200控制為在從輸出發(fā)動機100的起動要求信號開始起經(jīng)過預(yù)定的第2時間ΛΤ2時進行驅(qū)動，因此，將DC/DC轉(zhuǎn)換器127控制為在輸出發(fā)動機100的起動要求信號時開始升壓，并在經(jīng)過預(yù)定的第2時間ΛΤ2之前完成升壓。DC/DC轉(zhuǎn)換器127 的控制方法并不限定于此。
繼電器RYl的一端與電池120的正極相連接，繼電器RYl的另一端與起動機200 內(nèi)的螺線管230的一端相連接。繼電器RYl受來自E⑶300的控制信號SEl控制，在從電池 120向螺線管230供給電源電壓和切斷從電池120向螺線管230供給電源電壓之間切換。
繼電器RY2的一端與電池120的正極相連接，繼電器RY2的另一端與起動機200 內(nèi)的馬達220相連接。繼電器RY2受來自E⑶300的控制信號SE2控制，在從電池120向馬達220供給電源電壓和切斷從電池120向馬達220供給電源電壓之間進行切換。另外，在連接繼電器RY2和馬達220的電力線上設(shè)置有電壓傳感器130。電壓傳感器130檢測馬達電壓VM，并將該檢測值向ECU300輸出。
如上所述，能夠利用繼電器RYl、RY2分別獨立控制向起動機200內(nèi)的馬達220以及螺線管230供給電源電壓。
輸出構(gòu)件250利用例如直線花鍵等與馬達內(nèi)部的轉(zhuǎn)子(未圖示)的旋轉(zhuǎn)軸相結(jié)合。 另外，在輸出構(gòu)件250的與馬達220相反一側(cè)的端部設(shè)置有小齒輪260。當(dāng)通過接通繼電器 RY2，從電池120供給電源電壓而使馬達220旋轉(zhuǎn)時，輸出構(gòu)件250將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)動作傳遞至小齒輪260，以使小齒輪260旋轉(zhuǎn)。
螺線管230的一端如上所述與繼電器RYl相連接，螺線管230的另一端與車身地線相連接。當(dāng)繼電器RYl接通而對螺線管230進行勵磁時，螺線管230沿箭頭方向吸引柱塞210。S卩，由柱塞210和螺線管230構(gòu)成致動器232。
柱塞210經(jīng)由連接部240與輸出構(gòu)件250相結(jié)合。螺線管230被勵磁而沿箭頭方向吸引柱塞210。由此，利用固定有支點245的連接部240，輸出構(gòu)件250從圖1所示的待機位置向與柱塞210的動作方向相反的方向、即向小齒輪260離開馬達220的主體的方向移動。另外，柱塞210被未圖示的彈簧機構(gòu)施加與圖1中的箭頭相反的力，當(dāng)螺線管230未被勵磁時，返回至待機位置。
這樣，當(dāng)螺線管230被勵磁而使輸出構(gòu)件250在軸向動作時，小齒輪260與在安裝于發(fā)動機100的曲軸111的飛輪或者傳動板的外周設(shè)置的齒圈110相嚙合。并且，在小齒輪260和齒圈110相嚙合的狀態(tài)下，通過小齒輪260的旋轉(zhuǎn)動作，使發(fā)動機100起轉(zhuǎn)，由此發(fā)動機100被起動。
這樣，在本實施方式中，分別單獨控制致動器232和馬達220，該致動器232使小齒輪260移動以與在發(fā)動機100的飛輪或者傳動板的外周設(shè)置的齒圈110嚙合，該馬達200 使小齒輪260旋轉(zhuǎn)。
此外，雖然在圖1沒有圖示，但也可以在輸出構(gòu)件250和馬達220的轉(zhuǎn)子軸之間設(shè)置單向離合器，以不因齒圈110的旋轉(zhuǎn)動作而使馬達220的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
另外，圖1的致動器232只要是能夠?qū)⑿↓X輪260的旋轉(zhuǎn)傳遞至齒圈110且能夠在小齒輪260以及齒圈110相嚙合的狀態(tài)和兩者未嚙合的狀態(tài)之間切換的機構(gòu)即可，并不限于上述機構(gòu)，例如，也可以是通過使輸出構(gòu)件250的軸在小齒輪260的徑向移動來使小齒輪260和齒圈11 0嚙合那樣的機構(gòu)。
雖然都沒有圖示，但ECU300包括CPU(Central Processing Unit :中央控制單元)、 存儲裝置、輸入輸出緩沖器，來接收各傳感器的輸入和向各設(shè)備輸出控制指令。此外，就這些控制而言，并不限于軟件處理，也能夠用專用的硬件(電子電路)構(gòu)筑一部分來進行處理。
E⑶300接收來自設(shè)置于加速踏板140的傳感器(未圖示)的表示加速踏板140的操作量的信號ACC。ECU300接收來自設(shè)置于制動踏板150的傳感器(未圖示)的表示制動踏板150的操作量的信號BRK。另外，ECU300接收由駕駛員進行點火操作等產(chǎn)生的起動操作信號IG-ON。E⑶300基于這些信息生成發(fā)動機100的起動要求信號以及停止要求信號，并據(jù)此輸出控制信號SEl、SE2來控制起動機200的動作。
參照圖2，對E⑶300的功能進行說明。此外，以下說明的E⑶300的功能可以通過軟件來實現(xiàn)，可以通過硬件來實現(xiàn)，也可以通過軟件和硬件的協(xié)作來實現(xiàn)。
E⑶300具有判定部302和控制部304。判定部302判定是否起動發(fā)動機100。例如，當(dāng)駕駛員對制動踏板150的操作量減少至零時，判定為起動發(fā)動機100。例如在使發(fā)動機100停止的途中或者發(fā)動機100已停止的狀態(tài)下，駕駛員對制動踏板150的操作量減少至零時，判定為起動發(fā)動機100。判定是否起動發(fā)動機100的方法并不限于此。除此之外， 也可以在操作加速踏板140、用于選擇變速檔位或齒輪的變速桿或用于選擇車輛的行駛模式(例如動力模式或經(jīng)濟模式等)的開關(guān)時，判定為起動發(fā)動機100。在判定為起動發(fā)動機 100的情況下，E⑶300生成并輸出發(fā)動機100的起動要求信號。
控制部304在輸出了發(fā)動機100的起動要求信號的情況下即判定為起動發(fā)動機 100的情況下，以第I模式和第2模式中的任一模式來控制致動器232以及馬達220，在第 I模式中，控制致動器232以及馬達220，以在小齒輪260向齒圈110移動后，使小齒輪260 開始旋轉(zhuǎn)；在第2模式中，控制致動器232以及馬達220，以在小齒輪260開始旋轉(zhuǎn)后，使小齒輪260向齒圈110移動。
在第I模式中，從判定為起動發(fā)動機100起經(jīng)過了預(yù)定的第I時間Λ Tl后，致動器232被驅(qū)動以使小齒輪260向齒圈110移動，在從判定為起動發(fā)動機100起經(jīng)過了比第 I時間更長的第2時間時，馬達220被驅(qū)動以使小齒輪260旋轉(zhuǎn)。
在第2模式中，在從判定為起動發(fā)動機100起經(jīng)過了第2時間時，馬達220被驅(qū)動以使小齒輪260開始旋轉(zhuǎn)，在小齒輪260開始旋轉(zhuǎn)后，致動器232被驅(qū)動，以使小齒輪260 向齒圈110移動。
在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne在預(yù)定的第I基準(zhǔn)值α I以下時，控制部304以第I模式控制致動器232以及馬達220。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne大于第I基準(zhǔn)值α I時，控制部304以第2模式控制致動器232以及馬達220。
[起動機的動作模式的說明]
圖3是用于說明本實施方式中的起動機200的動作模式的過渡的圖。作為本實施方式中的起動機200的動作模式，包括待機模式410、嚙合模式420、旋轉(zhuǎn)模式430、以及全驅(qū)動模式440。
前述的第I模式是經(jīng)嚙合模式420轉(zhuǎn)移到全驅(qū)動模式440的模式。第2模式是經(jīng)旋轉(zhuǎn)模式430轉(zhuǎn)移到全驅(qū)動模式440的模式。
待機模式410表示起動機200的致動器232以及馬達220這兩方均未被驅(qū)動的狀態(tài)、即沒有向起動機200輸出發(fā)動機起動要求的狀態(tài)。待機模式410相當(dāng)于起動機200的初始狀態(tài)，在發(fā)動機100的起動動作前、發(fā)動機100起動完成后以及發(fā)動機100的起動失敗時等不需要驅(qū)動起動機200的情況下，選擇待機模式410。
全驅(qū)動模式440表示起動機200的致動器232以及馬達220這兩方均被驅(qū)動的狀態(tài)。在該全驅(qū)動模式440中，在小齒輪260和齒圈110相嚙合的狀態(tài)下，利用馬達220使小齒輪260旋轉(zhuǎn)。由此，發(fā)動機100起轉(zhuǎn)而實際開始起動動作。
如上所述，本實施方式中的起動機200能夠分別獨立驅(qū)動致動器232以及馬達 220。因此，在從待機模式410向全驅(qū)動模式440過渡的過程中，存在在驅(qū)動馬達220之前驅(qū)動致動器232的情況(即相當(dāng)于嚙合模式420)和在驅(qū)動致動器232之前驅(qū)動馬達220的情況(即相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)模式430)。
基本上，該嚙合模式420以及旋轉(zhuǎn)模式430的選擇是基于產(chǎn)生發(fā)動機100的再起動要求時的發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne來 進行的。
嚙合模式420是僅驅(qū)動致動器232而不驅(qū)動馬達220的狀態(tài)。即使在小齒輪260 停止的狀態(tài)下，在小齒輪260和齒圈110能夠嚙合的情況下也選擇該模式。具體地說，在發(fā)動機100停止的狀態(tài)、或發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne充分下降的狀態(tài)(Ne <第I基準(zhǔn)值α I)的情況下，選擇該嚙合模式420。
在從生成發(fā)動機100的起動要求信號起經(jīng)過了預(yù)定的第I時間Λ Tl時，以嚙合模式420控制致動器232以及馬達220。
并且，在從生成發(fā)動機100的起動要求信號起經(jīng)過了比第I時間Λ Tl長的第2時間Λ Τ2時，動作模式從嚙合模式420過渡到全驅(qū)動模式440。即，以全驅(qū)動模式440控制致動器232以及馬達220。
第I時間Λ Tl和第2時間Λ Τ2之差(Λ Τ2-Λ Tl)作為小齒輪260和齒圈110完成嚙合所需的時間而由開發(fā)者設(shè)定。即，在本實施方式中，基于從開始驅(qū)動致動器232起經(jīng)過預(yù)定的時間，來判定為小齒輪260和齒圈110完成嚙合。
另一方面，旋轉(zhuǎn)模式430是僅驅(qū)動馬達220而不驅(qū)動致動器232的狀態(tài)。例如在剛剛要求停止發(fā)動機100之后，輸出發(fā)動機100的再起動要求的情況下，在發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne相對高時(a l<Ne <第2基準(zhǔn)值α 2)，選擇該模式。
在從生成發(fā)動機100的起動要求信號起經(jīng)過第2時間Λ Τ2時，以旋轉(zhuǎn)模式430控制致動器232以及馬達220。
這樣，在發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne高時，若在保持小齒輪260停止的狀態(tài)下，則小齒輪 260和齒圈110之間的速度差變大，有可能使小齒輪260和齒圈110難以嚙合。因此，在旋轉(zhuǎn)模式430中，在驅(qū)動致動器232之前，僅驅(qū)動馬達220，以使齒圈110的轉(zhuǎn)速和小齒輪260 的轉(zhuǎn)速同步。并且，根據(jù)齒圈110的轉(zhuǎn)速和小齒輪260的轉(zhuǎn)速之差充分變小這一情況，驅(qū)動致動器232，使齒圈110和小齒輪260嚙合。并且，動作模式從旋轉(zhuǎn)模式430過渡至全驅(qū)動模式440。
在全驅(qū)動模式440的情況下，根據(jù)發(fā)動機100的起動完成，并且發(fā)動機100開始獨立運轉(zhuǎn)這一情況，運轉(zhuǎn)模 式從全驅(qū)動模式440返回到待機模式410。
這樣，在輸出了發(fā)動機100的起動要求信號的情況、即判定為起動發(fā)動機100的情況下，以經(jīng)嚙合模式420轉(zhuǎn)移到全驅(qū)動模式440的第I模式和經(jīng)旋轉(zhuǎn)模式430轉(zhuǎn)移到全驅(qū)動模式440的第2模式中的任一模式，控制致動器232以及馬達220。
圖4是用于說明本實施方式中的發(fā)動機進行起動動作時的2個驅(qū)動模式(第I模式、第2模式)的圖。
在圖4的橫軸上示出時間，在縱軸上示出發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne、第I模式時以及第 2模式時的致動器232以及馬達220的驅(qū)動狀態(tài)。
考慮在時刻t0，因滿足例如車輛停止且駕駛員操作制動踏板150這樣的條件而生成發(fā)動機100的停止要求，停止發(fā)動機100的燃燒的情況。在該情況下，如果發(fā)動機100沒有被再起動，則如實線的曲線WO那樣，發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne逐漸下降，最終發(fā)動機100的旋轉(zhuǎn)停止。
接著，考慮在發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne下降過程中，例如因駕駛員對制動踏板150的操作量變?yōu)榱愣砂l(fā)動機100的再起動要求的情況。在該情況下，根據(jù)發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne的不同，分為三個區(qū)域。
第I區(qū)域(區(qū)域I)是發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne高于第2基準(zhǔn)值α 2的情況，是例如在圖4中的點PO生成再起動要求那樣的狀態(tài)。
該區(qū)域I是由于發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne充分高，所以即使不使用起動機200也能夠利用燃料噴射以及點火動作使發(fā)動機100起動的區(qū)域。S卩，該區(qū)域是發(fā)動機100能夠獨立恢復(fù)的區(qū)域。因此，在該區(qū)域I中，禁止驅(qū)動起動機200。此外，也存在上述的第2基準(zhǔn)值 α 2被馬達220的最高轉(zhuǎn)速限制的情況。
第2區(qū)域(區(qū)域2)是發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne處于第I基準(zhǔn)值α I以及第2基準(zhǔn)值 α 2之間的情況，是如在圖4中的點Pl生成再起動要求那樣的狀態(tài)。
該區(qū)域2是發(fā)動機100無法獨立恢復(fù)但發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne比較高的狀態(tài)的區(qū)域。在該區(qū)域中，如用圖3所說明那樣，選擇旋轉(zhuǎn)模式。
若在時刻t2生成發(fā)動機100的再起動要求時，在經(jīng)過第2時間Λ Τ2后，首先驅(qū)動馬達220。由此小齒輪260開始旋轉(zhuǎn)。然后，在時刻t4驅(qū)動致動器232。然后，當(dāng)齒圈110 和小齒輪260嚙合時，發(fā)動機100起轉(zhuǎn)，如虛線的曲線Wl那樣使發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne增加。 然后，在發(fā)動機100再開始獨立運轉(zhuǎn)時，停止驅(qū)動致動器232以及馬達220。
第3區(qū)域(區(qū)域3)是發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne比第I基準(zhǔn)值α I低的情況，是例如在圖4中的點Ρ2生成再起動要求那樣的狀態(tài)。
該區(qū)域3是發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne低，并且即使小齒輪260不同步也能使小齒輪 260和齒圈110嚙合的區(qū)域。在該區(qū)域中，如用圖3所說明那樣，選擇嚙合模式。
當(dāng)在時刻t5生成發(fā)動機100的再起動要求時，在經(jīng)過第I時間Λ Tl后，首先驅(qū)動致動器232。由此，小齒輪260被向齒圈110側(cè)推出。在經(jīng)過第2時間ΛΤ2后，驅(qū)動馬達 220 (圖4中的時刻t7)。由此，發(fā)動機100起轉(zhuǎn)，如虛線曲線W2那樣，使發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速 Ne增加。然后，當(dāng)發(fā)動機100再開始獨立運轉(zhuǎn)時，停止驅(qū)動致動器232以及馬達220。
這樣，通過使用致動器232和馬達220能夠獨立進行驅(qū)動的起動機200對發(fā)動機 100進行再起動控制，與在以往的起動機中，在從發(fā)動機100無法獨立恢復(fù)的轉(zhuǎn)速(圖4中的時刻tl)到發(fā)動機100停止為止(圖4中的時刻t8)的期間(Tinh)中禁止發(fā)動機100的再起動動作的情況相比，能夠在更短的時間內(nèi)使發(fā)動機100再起動。由此，就駕駛員而言，能夠減少由發(fā)動機再起動延遲導(dǎo)致的不適感。
[動作模式設(shè)定控制的說明]
圖5是用于說明本實施方式中由ECU300執(zhí)行的動作模式設(shè)定控制處理的詳細(xì)內(nèi)容的流程圖。圖5所示的流程圖通過以預(yù)定周期執(zhí)行預(yù)先存儲于ECU300的程序來實現(xiàn)?；蛘?，對于一部分步驟，也能夠構(gòu)筑專用的硬件(電子電路)來實現(xiàn)處理。
參照圖1以及圖5，E⑶300在步驟(以下將步驟省略為S。)100中，判定是否存在發(fā)動機100的起動要求。即，判定是否起動發(fā)動機100。
在沒有發(fā)動機100的起動要求的情況下(在SlOO中為否)，由于不需要發(fā)動機100 的起動動作，所以處理前進至S190，E⑶300選擇待機模式。
在存在發(fā)動機100的起動要求的情況下(在SlOO中為是)，處理前進至S110， E⑶300接著判定發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne是否在第2基準(zhǔn)值α 2以下。
在發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne大于第2基準(zhǔn)值α 2的情況下(在SllO中為否)，由于對應(yīng)于發(fā)動機100能夠獨立恢復(fù)的圖4中的區(qū)域1，所以E⑶300使處理前進至S190而選擇待機模式。
在發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne在第2基準(zhǔn)值α 2以下的情況下(在SI 10中為是)，E⑶300進一步判定發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne是否在第I基準(zhǔn)值α I以下。
在發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne在第I基準(zhǔn)值α I以下的情況下(在S120中為是)，由于對應(yīng)于圖4中的區(qū)域1，所以處理前進至S145，E⑶300選擇嚙合模式。并且，E⑶300輸出控制信號SEl使繼電器RYl接通，由此驅(qū)動致動器232。此時，馬達220沒有被驅(qū)動。
然后，處理前進至S170，E⑶300選擇全驅(qū)動模式。并且，利用起動機200使發(fā)動機 100開始起轉(zhuǎn)。
接著，E⑶300在S180中判定發(fā)動機100的起動是否完成。就發(fā)動機100起動完成的判定而言，例如也可以通過在從馬達220的驅(qū)動開始起經(jīng)過了預(yù)定時間后，發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否大于表示獨立運轉(zhuǎn)的閾值Y來進行判定。
在發(fā)動機100的起動未完成的情況下(在S180中為否)，處理返回至S170，繼續(xù)發(fā)動機100的起動。
在發(fā)動機100的起動完成的情況下(在S180中為是)，處理前進至S190，E⑶300選擇待機模式。
另一方面，在發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速Ne大于第I基準(zhǔn)值α I的情況下(在S120中為否)， 處理前進至S140，E⑶300選擇旋轉(zhuǎn)模式。并且，E⑶300輸出控制信號SE2使繼電器RY2接通，由此驅(qū)動馬達220。此時，致動器232沒有被驅(qū)動。
然后，E⑶300在S170中選擇全驅(qū)動模式。由此，致動器232被驅(qū)動，小齒輪260和齒圈110相嚙合，發(fā)動機100起轉(zhuǎn)。
如上所述，在本實施方式中，在控制致動器232以及馬達220以在小齒輪260向齒圈110移動后使小齒輪260開始旋轉(zhuǎn)的第I模式與控制致動器232以及馬達220以在小齒輪260開始旋轉(zhuǎn)后使小齒輪260向齒圈110移動的第2模式這兩種模式中，在從判定為起動發(fā)動機100起經(jīng)過第2時間ΛΤ2時，驅(qū)動馬達220。因而，能夠使驅(qū)動馬達220的時期大致恒定。其結(jié)果，能夠抑制驅(qū)動馬達220的時期的變動。
應(yīng)該認(rèn)為本次公開的實施方式在所有方面都是例示而并不是限制性內(nèi)容。本發(fā)明的范圍并不是通過上述的說明來表示，而是通過權(quán)力要求來表示，與權(quán)利要求等同的意思以及權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變更都包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種起動機的控制裝置， 所述起動機(200)包括 能夠與連接在發(fā)動機(100)的曲軸上的第I齒輪(110)相嚙合的第2齒輪(260)；致動器(232)，在驅(qū)動狀態(tài)下，使所述第2齒輪(260)移動到所述第2齒輪(260)與所述第I齒輪(110)相嚙合的位置；和 馬達(220)，使所述第2齒輪(260)旋轉(zhuǎn)， 所述控制裝置能夠分別獨立驅(qū)動所述致動器(232)以及所述馬達(220)， 所述控制裝置具有 第I模式，在驅(qū)動所述致動器(232)之前驅(qū)動所述馬達(220)； 第2模式，在驅(qū)動所述馬達(220)之前，利用所述致動器(232)使所述第2齒輪(260)與所述第I齒輪(I 10)相嚙合；和 判定單元，用于判定是否起動所述發(fā)動機(100)， 在所述第2模式中，在從判定為起動所述發(fā)動機(100)起經(jīng)過了預(yù)定的第I時間后，所述致動器(232)被驅(qū)動，在從判定為起動所述發(fā)動機(100)起經(jīng)過比所述第I時間長的第2時間時，所述馬達(220 )被驅(qū)動， 在所述第I模式中，在從判定為起動所述發(fā)動機(100)起經(jīng)過所述第2時間時，所述馬達(220)被驅(qū)動。
2.如權(quán)利要求1所述的起動機的控制裝置，其中， 在所述發(fā)動機(100)的轉(zhuǎn)速在預(yù)定的轉(zhuǎn)速以下時，所述致動器(232)以及所述馬達(220)以所述第2模式被驅(qū)動，在所述發(fā)動機(100)的轉(zhuǎn)速大于所述預(yù)定的轉(zhuǎn)速時，所述致動器(232)以及所述馬達(220)以所述第I模式被驅(qū)動。
3.如權(quán)利要求1所述的起動機的控制裝置，其中， 所述發(fā)動機(100)搭載在車輛上， 所述判定單元基于駕駛員的操作來判定是否起動所述發(fā)動機(100)。
4.一種起動機的控制方法， 所述起動機(200)包括 能夠與連接在發(fā)動機(100)的曲軸上的第I齒輪(I 10)相嚙合的第2齒輪(260);致動器(232)，在驅(qū)動狀態(tài)下，使所述第2齒輪(260)移動到所述第2齒輪(260)與所述第I齒輪(I 10)相嚙合的位置；和 馬達(220)，使所述第2齒輪(260)旋轉(zhuǎn)， 所述致動器(232)以及所述馬達(220)能夠分別獨立被驅(qū)動， 所述控制方法包括 以在驅(qū)動所述致動器(232)之前驅(qū)動所述馬達(220)的第I模式，驅(qū)動所述致動器(232)以及所述馬達(220)的步驟； 以在驅(qū)動所述馬達(220)之前利用所述致動器(232)使所述第2齒輪與所述第I齒輪相嚙合的第2模式，驅(qū)動所述致動器(232)以及所述馬達(220)的步驟；和判定是否起動所述發(fā)動機(100)的步驟， 在所述第2模式中，在從判定為起動所述發(fā)動機(100)起經(jīng)過了預(yù)定的第I時間后，所述致動器(232)被驅(qū)動，在從判定為起動所述發(fā)動機(100)起經(jīng)過比所述第I時間長的第2時間時，所述馬達(220 )被驅(qū)動， 在所述第I模式中，在從判定為起動所述發(fā)動機(100)起經(jīng)過所述第2時間時，所述馬達(220)被驅(qū)動。
5.如權(quán)利要求4所述的起動機的控制方法，其中， 在所述發(fā)動機(100)的轉(zhuǎn)速在預(yù)定的轉(zhuǎn)速以下時，所述致動器(232)以及所述馬達(220)以所述第I模式被驅(qū)動， 在所述發(fā)動機(100)的轉(zhuǎn)速大于所述預(yù)定的轉(zhuǎn)速時，所述致動器(232)以及所述馬達(220)以所述第2模式被驅(qū)動。
6.如權(quán)利要求4所述的起動機的控制方法，其中， 所述發(fā)動機(100)搭載在車輛上， 判定是否起動所述發(fā)動機(100)的步驟包括基于駕駛員的操作來判定是否起動所述發(fā)動機(100)的步驟。
7.一種發(fā)動機的起動裝置，具有起動機(200 )和控制單元(300 )， 所述起動機(200)包括 能夠與連接在發(fā)動機(100)的曲軸上的第I齒輪(110)相嚙合的第2齒輪(260)；致動器(232)，在驅(qū)動狀態(tài)下，使所述第2齒輪(260)移動到所述第2齒輪(260)與所述第I齒輪(110)相嚙合的位置；和 馬達(220)，使所述第2齒輪(260)旋轉(zhuǎn)， 所述控制單元(300 )能夠分別獨立驅(qū)動所述致動器(232 )以及所述馬達(220 )，且包括第I模式和第2模式，所述第I模式是在驅(qū)動所述致動器(232)之前驅(qū)動所述馬達(220)的模式，所述第2模式是在驅(qū)動所述馬達(220)之前利用所述致動器(232)使所述第2齒輪與所述第I齒輪相嚙合的模式，并且所述控制單元(300)判定是否起動發(fā)動機(100)， 在所述第2模式中，在從判定為起動所述發(fā)動機(100)起經(jīng)過了預(yù)定的第I時間后，所述致動器(232)被驅(qū)動，在從判定為起動所述發(fā)動機(100)起經(jīng)過比所述第I時間長的第2時間時，所述馬達(220 )被驅(qū)動， 在所述第I模式中，在從判定為起動所述發(fā)動機(100)起經(jīng)過所述第2時間時，所述馬達(220)被驅(qū)動。
全文摘要
起動機包括小齒輪；致動器，在驅(qū)動狀態(tài)下，使小齒輪移動到小齒輪與齒圈相嚙合的位置；馬達，使小齒輪旋轉(zhuǎn)。ECU包括在驅(qū)動致動器之前驅(qū)動馬達的旋轉(zhuǎn)模式和驅(qū)動馬達之前驅(qū)動致動器的嚙合模式。在嚙合模式中，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過了預(yù)定的第1時間后，致動器被驅(qū)動致動器，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過比第1時間長的第2時間時，馬達被驅(qū)動。在旋轉(zhuǎn)模式中，在從判定為起動發(fā)動機起經(jīng)過第2時間時，馬達被驅(qū)動。
文檔編號F02N15/00GK103026050SQ20108006808
公開日2013年4月3日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者守屋孝紀(jì), 筧淳平, H·S·本哈希姆 申請人:豐田自動車株式會社