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)明涉及一種自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)用發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，該自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)在規(guī)定的怠速停止(idle-stop)條件成立時(shí)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速停止并在再起動(dòng)條件成立時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。
背景技術(shù)：
以往，以汽車的耗油量改善、環(huán)境負(fù)荷降低等為目的，開發(fā)出了在滿足規(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，在下述專利文獻(xiàn)1所述的用于使起動(dòng)機(jī)齒輪與齒圈(ring gear)嚙合的方法及起動(dòng)機(jī)控制裝置中，在齒圈的轉(zhuǎn)速在規(guī)定的范圍內(nèi)且旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向時(shí)，使小齒輪(Pinion gear)與齒圈嚙合，實(shí)現(xiàn)了初期的小齒輪與齒圈的嚙合的狀態(tài)。另外，在下述專利文獻(xiàn)2中，在暫時(shí)反轉(zhuǎn)的齒圈再次轉(zhuǎn)變成正轉(zhuǎn)方向時(shí)，使小齒輪嚙合。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2005-315197號(hào)公報(bào)但是，在上述專利文獻(xiàn)1中，沒有考慮由活塞的壓縮、膨脹引起的扭矩變動(dòng)，例如， 如果存在在低于規(guī)定范圍的最大轉(zhuǎn)速之后立即進(jìn)入膨脹沖程的氣缸，則齒圈轉(zhuǎn)速上升，在小齒輪與齒圈抵接的時(shí)點(diǎn)，超過規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍，而存在嚙合性降低的情況。另外，在上述專利文獻(xiàn)2中，當(dāng)在反轉(zhuǎn)過程中接收到來自駕駛員的再起動(dòng)要求的情況下，需要等待正在反轉(zhuǎn)的齒圈成為正轉(zhuǎn)狀態(tài)，駕駛員在再起動(dòng)時(shí)有可能感到不舒適。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其能夠提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置能夠順利(嚙合性良好)且快速地進(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)中的小齒輪與齒圈的嚙合。本發(fā)明是用于自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，該自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)在規(guī)定的怠速停止條件成立時(shí)進(jìn)行怠速停止并在再起動(dòng)條件成立時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置包括曲軸轉(zhuǎn)角傳感器，其用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角；齒圈，其與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸連結(jié)，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；齒圈轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)上述齒圈的轉(zhuǎn)速；起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；小齒輪，其向上述齒圈傳遞上述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；小齒輪推出機(jī)構(gòu)，其推出上述小齒輪并使該小齒輪與上述齒圈嚙合；小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)，其在由上述齒圈轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的齒圈轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的閾值時(shí)驅(qū)動(dòng)上述小齒輪推出機(jī)構(gòu)，使上述小齒輪與齒圈嚙合，上述規(guī)定的閾值由曲軸轉(zhuǎn)角、檔位級(jí)別(gear range)、再起動(dòng)條件中的至少一方?jīng)Q定。在本發(fā)明中，通過順利且快速地進(jìn)行小齒輪與齒圈之間的嚙合，不會(huì)給駕駛員帶來不舒適感，而且能夠?qū)崿F(xiàn)零件的長(zhǎng)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的怠速停止控制的流程的流程圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的小齒輪推出控制的流程的流程圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的曲軸轉(zhuǎn)角和4個(gè)氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的各氣缸的進(jìn)排氣沖程的圖像圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的從怠速停止開始到發(fā)動(dòng)機(jī)由于慣性旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)速下降時(shí)的齒圈轉(zhuǎn)速及曲軸轉(zhuǎn)角的圖像圖。圖6是表示發(fā)動(dòng)機(jī)慣性旋轉(zhuǎn)中的齒圈轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角及在為一定的閾值時(shí)的各自的隨著時(shí)間的變化的圖像圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性旋轉(zhuǎn)中的齒圈轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角及在為按照每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角設(shè)定的閾值時(shí)的各自的隨著時(shí)間的變化的圖像圖。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是表示怠速停止的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性旋轉(zhuǎn)中的每個(gè)檔位級(jí)別的齒圈轉(zhuǎn)速下降特性的區(qū)別的圖。圖10是表示曲軸轉(zhuǎn)角的脈沖和齒圈轉(zhuǎn)速隨著時(shí)間的變化的圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，小齒輪與齒圈嚙合的時(shí)點(diǎn)基于如下閾值決定，S卩按照反映發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞的壓縮、膨脹動(dòng)作的每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角設(shè)定的閾值；按照變速器(transmission)的每個(gè)檔位級(jí)別設(shè)定的閾值；結(jié)合再起動(dòng)條件設(shè)定的閾值；以及，組合上述因素中的所希望的多個(gè)因素而進(jìn)行考慮的閾值。由此，例如能夠預(yù)測(cè)在每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角所產(chǎn)生的由活塞的壓縮、膨脹引起的扭矩變動(dòng)，與之匹配地利用小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小齒輪推出機(jī)構(gòu)，由此，在開始推出小齒輪之后，齒圈轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙?，在小齒輪與齒圈實(shí)際上抵接的時(shí)點(diǎn)，能夠防止齒圈轉(zhuǎn)速在能夠嚙合的范圍之外，能夠使小齒輪與齒圈順利地嚙合。以下，利用附圖并根據(jù)各實(shí)施方式說明本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置。另外，在各附圖中，對(duì)同一部分或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注同一附圖標(biāo)記并省略重復(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(例如時(shí)速為5km/h以下且駕駛員踩住制動(dòng)器等)是否成立，將該判斷結(jié)果輸入發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置19的控制器13。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置19包括齒圈11， 其與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸(圖示省略)連結(jié)，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；曲軸轉(zhuǎn)角傳感器12，其檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角；起動(dòng)機(jī)18 ；控制器13，其控制向起動(dòng)電動(dòng)機(jī)17、螺線管(solenoid) 16的通電。起動(dòng)機(jī)18包括小齒輪14，其傳遞起動(dòng)電動(dòng)機(jī)17的旋轉(zhuǎn)；柱塞(plunger) 15，其用于推出小齒輪14并使該小齒輪14與齒圈11嚙合；螺線管16，其能夠通過通電使柱塞15可動(dòng)。 通過控制器13進(jìn)行的通電的控制能夠控制向起動(dòng)電動(dòng)機(jī)17的通電和向螺線管16的通電。另外，在圖1中圖示了控制器13與發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10彼此獨(dú)立的情況，但也可以不具有控制器13，作為替代，由發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10進(jìn)行處理。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置19能夠包括發(fā)動(dòng)機(jī)ECU10。另外，控制器13和發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO構(gòu)成齒圈轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)和小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)，柱塞15和螺線管16構(gòu)成小齒輪推出機(jī)構(gòu)。在此，參照?qǐng)D2、圖3的流程圖說明本發(fā)明的控制器13及發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10的處理。首先，利用圖2說明到小齒輪14與齒圈11嚙合之前為止的怠速停止控制的動(dòng)作。由輸入發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10的信號(hào)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。 若在步驟SllO判斷為怠速停止條件成立，則開始怠速停止控制(Slll)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10 的控制停止向發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃料。之后，在由于發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性旋轉(zhuǎn)而齒圈轉(zhuǎn)速下降的期間，由輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO的信號(hào)判斷是否存在來自駕駛員的發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)要求(例如腳離開制動(dòng)踏板等)(S1U)。在存在再起動(dòng)要求的情況下，進(jìn)入步驟S113，判斷齒圈轉(zhuǎn)速Nr是否為發(fā)動(dòng)機(jī)自身能夠恢復(fù)的轉(zhuǎn)速(例如500rpm)以上。在此，齒圈轉(zhuǎn)速Nr根據(jù)來自曲軸轉(zhuǎn)角傳感器12的傳感器輸入周期由控制器13進(jìn)行演算，但作為替代，也可以利用來自編碼器、脈沖發(fā)生器的信號(hào)的FV(頻率-電壓)轉(zhuǎn)換等其他方法檢測(cè)齒圈轉(zhuǎn)速Nr。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)自身能夠恢復(fù)的轉(zhuǎn)速是指不利用起動(dòng)機(jī)18轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)而僅通過噴射燃料并點(diǎn)火就能夠再起動(dòng)的轉(zhuǎn)速，例如有通過較多地噴射燃料使燃燒容易等的控制，但發(fā)動(dòng)機(jī)自身恢復(fù)的控制的詳細(xì)說明不在本發(fā)明的范圍內(nèi)。若在步驟S113中判斷為齒圈轉(zhuǎn)速為發(fā)動(dòng)機(jī)自身恢復(fù)轉(zhuǎn)速以上，則進(jìn)入步驟S114， 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)自身恢復(fù)控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。另外，在步驟S112中沒有來自駕駛員的再起動(dòng)要求的情況下及在步驟S113中齒圈轉(zhuǎn)速低于發(fā)動(dòng)機(jī)自身能夠恢復(fù)的轉(zhuǎn)速的情況下，進(jìn)入步驟S115，進(jìn)行使小齒輪14與齒圈11嚙合的控制。接下來，利用圖3說明推出小齒輪使小齒輪14與齒圈11嚙合的控制。怠速停止條件成立，由于怠速停止而發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低。之后，首先判斷是否存在再起動(dòng)要求(S120)。 在判斷為沒有再起動(dòng)要求的情況下，進(jìn)入步驟S122，比較齒圈轉(zhuǎn)速Nr和閾值Tiv若齒圈轉(zhuǎn)速Nr較小，則進(jìn)入步驟S123。在步驟S123中，開始向螺線管16通電，驅(qū)動(dòng)柱塞15，使小齒輪14與齒圈11嚙合(S124)。另外，在步驟S122中，在齒圈轉(zhuǎn)速Nr為閾值Tr1以上的情況下，返回到步驟S120，反復(fù)執(zhí)行步驟S120 步驟S122直到齒圈轉(zhuǎn)速Nr小于閾值Tr1為止。在此，簡(jiǎn)單地說明Tr115通常，從開始向螺線管16通電開始，到實(shí)際上齒圈11與小齒輪14抵接為止，具有時(shí)間延遲，在該時(shí)間延遲的期間內(nèi)，齒圈轉(zhuǎn)速Nr變化。因此，將該時(shí)間延遲的期間內(nèi)的齒圈轉(zhuǎn)速Nr的變化量作為閾值Tr1，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性預(yù)先設(shè)定，由此能夠減小齒輪抵接時(shí)的齒圈轉(zhuǎn)速，能夠安靜地嚙合。在齒圈轉(zhuǎn)速Nr低于閾值Tr1之前的期間，若在步驟S120存在再起動(dòng)要求，則進(jìn)入步驟S121，比較齒圈轉(zhuǎn)速Nr與閾值Tr2，若齒圈轉(zhuǎn)速Nr較小，則進(jìn)入步驟S123。在步驟S123 中，開始向螺線管16通電，驅(qū)動(dòng)柱塞15，使小齒輪14與齒圈11嚙合(S124)。另外，在步驟 S121中，在齒圈轉(zhuǎn)速Nr為閾值Tr2以上的情況下，齒圈轉(zhuǎn)速Nr降低，在變?yōu)樾∮陂撝?^2之前進(jìn)行待機(jī)。在此，關(guān)于閾值ΤΓι、Tr2,以4個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行說明。圖4例示了 4個(gè)氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)循環(huán)中的各氣缸的沖程。各氣缸都以曲軸旋轉(zhuǎn)兩周(720deg)為一個(gè)循環(huán) (壓縮、膨脹、排氣、進(jìn)氣共4個(gè)沖程)，但如影線部分所示那樣，在各氣缸的上止點(diǎn)附近僅一個(gè)氣缸的進(jìn)氣閥和排氣閥關(guān)閉。此外，該兩閥都關(guān)閉的期間為通過上止點(diǎn)時(shí)的膨脹、壓縮所引起的扭矩變動(dòng)最大的期間，在該上止點(diǎn)附近的曲軸轉(zhuǎn)角，齒圈轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)變大。因此，閾值Tr1Jr2按照由曲軸轉(zhuǎn)角傳感器12檢測(cè)到的每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角Cang設(shè)定，在發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)氣缸的情況下，關(guān)于該閾值TrpTr2,在如下期間，齒圈轉(zhuǎn)速閾值Tr (也包括 TrpTr2，以下同樣)也可以低于在其他的曲軸轉(zhuǎn)角的閾值，上述期間為從由于膨脹沖程所引起的欲使齒圈轉(zhuǎn)速上升的扭矩變得比由于摩擦等引起的欲使齒圈轉(zhuǎn)速下降的扭矩大的曲軸轉(zhuǎn)角開始，到摩擦等引起的欲使齒圈轉(zhuǎn)速下降的扭矩變得比由于膨脹沖程所引起的欲使齒圈轉(zhuǎn)速上升的扭矩大的曲軸轉(zhuǎn)角為止的期間(角度區(qū)域)(例如，在圖4中，從氣缸1 的BTDC (上止點(diǎn)前)IOdeg到氣缸1的ATDC (上止點(diǎn)后)30deg (氣缸2的BTDC150deg)為止的區(qū)域)。另外，上述的上止點(diǎn)附近的曲軸轉(zhuǎn)角角度區(qū)域也可以是發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的角加速度為增大趨勢(shì)的曲軸轉(zhuǎn)角角度區(qū)域。怠速停止所導(dǎo)致的慣性旋轉(zhuǎn)過程中的齒圈轉(zhuǎn)速Nr由于進(jìn)氣、排氣沖程等的扭矩變動(dòng)而如圖5所示那樣按照每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角周期性地產(chǎn)生脈動(dòng)并且下降。圖5(a)表示曲軸轉(zhuǎn)角，(b)表示此時(shí)的齒圈轉(zhuǎn)速。圖6是表示發(fā)動(dòng)機(jī)慣性旋轉(zhuǎn)中的齒圈轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角及在為一定的閾值時(shí)的各自的隨時(shí)間的變化的圖像圖。(a)表示曲軸轉(zhuǎn)角，(b)表示齒圈轉(zhuǎn)速及一定閾值(參照“一定轉(zhuǎn)速閾值”及“能夠嚙合的轉(zhuǎn)速”)。若不按照每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角決定閾值Tr而是將閾值Tr設(shè)為一定，則如圖6所示那樣存在如下情況在為了使小齒輪14與齒圈11嚙合而推出小齒輪14之后，在小齒輪14與齒圈11實(shí)際抵接的時(shí)點(diǎn)，產(chǎn)生由膨脹沖程引起的使轉(zhuǎn)速上升的扭矩，齒圈轉(zhuǎn)速Nr(參照?qǐng)D6的(b))大于能夠嚙合的轉(zhuǎn)速，沒有順利地嚙合而使零件的壽命縮短，或者產(chǎn)生齒輪彼此的碰撞聲。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性旋轉(zhuǎn)中的齒圈轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角及在為按照每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角設(shè)定的閾值時(shí)的各自的隨時(shí)間的變化的圖像圖。(a)表示曲軸轉(zhuǎn)角， (b)表示齒圈轉(zhuǎn)速及可變閾值(參照“本發(fā)明的轉(zhuǎn)速閾值”及“能夠嚙合的轉(zhuǎn)速”)。如圖7 所示，通過按照每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角CangH轉(zhuǎn)速閾值發(fā)生變化，在推出小齒輪14之后，轉(zhuǎn)速上升， 在小齒輪14與齒圈11實(shí)際抵接時(shí)，能夠防止轉(zhuǎn)速在能夠嚙合的范圍之外。另外，通過將閾值Tr2設(shè)定為比Tr1高的轉(zhuǎn)速，在存在再起動(dòng)要求的情況下能夠更快地使小齒輪14與齒圈11嚙合，在沒有再起動(dòng)要求的情況下，以相對(duì)較小的轉(zhuǎn)速嚙合，從而能夠安靜地嚙合。像這樣，按照每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角Cang設(shè)定閾值Tr，在上止點(diǎn)附近的曲軸轉(zhuǎn)角，將閾值Tr 設(shè)定得較低，由此，在開始推出小齒輪之后，齒圈轉(zhuǎn)速Nr轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙?，在小齒輪14與齒圈11 實(shí)際上抵接的時(shí)點(diǎn)，防止齒圈轉(zhuǎn)速Nr在能夠嚙合的范圍之外。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、即發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置19包括 齒圈11，其傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；曲軸轉(zhuǎn)角傳感器12，其檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角；起動(dòng)機(jī)18 ； 控制器13，其控制向起動(dòng)機(jī)18、螺線管16的通電，起動(dòng)機(jī)18包括小齒輪14，其傳遞起動(dòng)電動(dòng)機(jī)17的旋轉(zhuǎn)；柱塞15，其用于推出小齒輪14并使該小齒輪14與齒圈11嚙合；螺線管 16，其能夠通過通電使柱塞15可動(dòng)，控制器13進(jìn)行的通電的控制能夠控制向起動(dòng)電動(dòng)機(jī)17 的通電和向螺線管16的通電。根據(jù)圖2、圖3的流程圖，控制器13及發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10按照由曲軸轉(zhuǎn)角傳感器12檢測(cè)到的每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角而具有閾值，在根據(jù)上述曲軸轉(zhuǎn)角求得的齒圈轉(zhuǎn)速低于上述閾值的時(shí)點(diǎn)向螺線管16通電，開始小齒輪的推出。像這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，利用發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10將怠速停止條件成立的信息輸入到控制器13，在發(fā)動(dòng)機(jī)由于慣性旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)速下降時(shí)，按照每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角設(shè)定閾值，在上止點(diǎn)附近的曲軸轉(zhuǎn)角，將閾值設(shè)定得低，由此，在開始推出小齒輪之后，齒圈轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙谛↓X輪14與齒圈11實(shí)際上抵接的時(shí)點(diǎn)，防止齒圈轉(zhuǎn)速在能夠嚙合的范圍之外，由此降低齒圈 11與小齒輪14之間的嚙合聲，而且降低沖擊，從而能夠延長(zhǎng)零件的壽命。另外，在本實(shí)施方式中，在與上止點(diǎn)附近相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角Cang處，將閾值Tr設(shè)定得較低，但作為替代，也可以禁止小齒輪的推出。另外，在圖1中使控制器13與發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO 彼此獨(dú)立，但也可以不具有控制器13，作為替代，由發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO進(jìn)行處理。另外，本實(shí)施方式中的上止點(diǎn)附近的角度也可以為活塞的進(jìn)氣閥及排氣閥這兩者都關(guān)閉的氣缸僅為一個(gè)的曲軸轉(zhuǎn)角。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，還包括檢測(cè)變速器的檔位級(jí)別被設(shè)定在何處的檔位級(jí)別傳感器20 (構(gòu)成檔位級(jí)別檢測(cè)機(jī)構(gòu))，也可以針對(duì)每個(gè)該檔位級(jí)別設(shè)定各閾值Tr (包括ΤΓι、Tr2,以下同樣)。由此，控制器成為控制器13Α。圖9表示怠速停止導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性旋轉(zhuǎn)中的每個(gè)檔位級(jí)別的齒圈轉(zhuǎn)速下降特性。如圖9所示，與進(jìn)入N(空檔)檔位的情況相比，在齒輪進(jìn)入D(前進(jìn)檔)檔位的情況下，通過選擇D檔位而使發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，因此，來自輪胎、變速器等的摩擦扭矩、粘性扭矩被傳遞，有時(shí)，慣性旋轉(zhuǎn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降加快。因此，在利用檔位級(jí)別傳感器 20檢測(cè)到為D檔位的情況下，與在N檔位的情況相比將閾值Tr設(shè)定得較高。由此，即使在D檔位進(jìn)行怠速停止的情況下，也能夠在作為目標(biāo)的齒圈轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)進(jìn)行嚙合，能夠更順利地使小齒輪14與齒圈11嚙合。實(shí)施方式3另外，利用上述曲軸轉(zhuǎn)角傳感器12檢測(cè)到的脈沖具有為了發(fā)現(xiàn)曲軸轉(zhuǎn)角、凸輪轉(zhuǎn)角的基準(zhǔn)位置而不輸出脈沖的角度區(qū)域、所謂的缺齒角度。圖10(a)表示包括缺齒角度區(qū)域的曲軸轉(zhuǎn)角脈沖的隨時(shí)間的變化，(b)表示此時(shí)的齒圈轉(zhuǎn)速的隨時(shí)間的變化。如圖10所示，僅通常的2倍或3倍的角度量沒有檢測(cè)到曲軸轉(zhuǎn)角產(chǎn)生的脈沖，在該期間齒圈轉(zhuǎn)速Nr 發(fā)生變化，根據(jù)情況的不同有時(shí)到發(fā)動(dòng)機(jī)完全停止為止不輸入脈沖，能夠產(chǎn)生齒圈轉(zhuǎn)速不更新的情況。因此，將即將成為上述缺齒的角度區(qū)域之前的角度區(qū)域的閾值Tr (包括ΤΓι、Tr2, 以下同樣)設(shè)定得較高，提前推出小齒輪也可以。由此，在缺齒角度區(qū)域，在來自曲軸轉(zhuǎn)角的脈沖信號(hào)未被輸入的等待狀態(tài)時(shí)，能夠防止實(shí)際的齒圈轉(zhuǎn)速Nr發(fā)生大的變化或完全停止。另外，也可以根據(jù)電池(battery)電壓、車速來變更上述的各閾值，例如在電池電壓低的情況下，在螺線管16內(nèi)流動(dòng)的電流變小，因此，使小齒輪14移動(dòng)的力減弱，從開始向螺線管16通電到齒圈與小齒輪抵接為止的時(shí)間變長(zhǎng)。因此，通過在電池電壓低的情況下將閾值設(shè)定得高，能夠降低齒輪抵接時(shí)的齒圈轉(zhuǎn)速。對(duì)于這樣的情況，例如構(gòu)成小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)的控制器13及發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10也構(gòu)成電源電壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)，為了進(jìn)行通常的發(fā)動(dòng)機(jī)控制，根據(jù)從外部的電池電壓傳感器等(圖示省略)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO的電源電壓信號(hào)得到電池電壓，根據(jù)電池電壓如上述那樣設(shè)定各閾值。另一方面，在車速高的情況下，例如在檔位級(jí)別被設(shè)定在D檔位的情況下，從輪胎的旋轉(zhuǎn)等向發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的扭矩，存在齒圈轉(zhuǎn)速的變化量變小的情況。因此， 通過在車速高的情況下將上述的各閾值設(shè)定得小，能夠降低齒輪抵接時(shí)的齒圈轉(zhuǎn)速。對(duì)于這樣的情況，例如構(gòu)成小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)的控制器13及發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶10也構(gòu)成車速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)通常的發(fā)動(dòng)機(jī)控制，根據(jù)從外部的車速傳感器等(圖示省略)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECUlO的車速信號(hào)得到車速，或者還從檔位級(jí)別傳感器20得到檔位級(jí)別信號(hào)，根據(jù)車速或者還根據(jù)檔位級(jí)別如上述那樣設(shè)定各閾值。另外，本發(fā)明并不限定于上述各實(shí)施方式，當(dāng)然包括上述各實(shí)施方式的可能的所有的組合。因此決定使小齒輪與齒圈嚙合的時(shí)點(diǎn)的閾值為考慮下述因素中的所希望的多個(gè)因素而設(shè)定的閾值，上述因素為按照每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角進(jìn)行設(shè)定、考慮變速器的檔位級(jí)別、考慮再起動(dòng)條件的有無、考慮曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的缺齒角度區(qū)域。例如在考慮所有條件的情況下，閾值按照每個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角設(shè)定，且針對(duì)變速器的每個(gè)檔位級(jí)別設(shè)定，而且根據(jù)各再起動(dòng)條件的有無分別設(shè)定，且考慮曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的缺齒角度區(qū)域設(shè)定。附圖標(biāo)記說明10發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶，11齒圈，12曲軸轉(zhuǎn)角傳感器，13、13A控制器，14小齒輪，15柱塞， 16螺線管，17起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，18起動(dòng)機(jī)，19發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，20檔位級(jí)別傳感器。
9
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，用于自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)，該自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)在規(guī)定的怠速停止條件成立時(shí)進(jìn)行怠速停止并在再起動(dòng)條件成立時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)，其特征在于，具有曲軸轉(zhuǎn)角傳感器，該曲軸轉(zhuǎn)角傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角；齒圈，該齒圈與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸連結(jié)；齒圈轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該齒圈轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)上述齒圈的轉(zhuǎn)速；起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，該起動(dòng)電動(dòng)機(jī)用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；小齒輪，該小齒輪向上述齒圈傳遞上述起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；小齒輪推出機(jī)構(gòu)，該小齒輪推出機(jī)構(gòu)推出上述小齒輪并使該小齒輪與上述齒圈嚙合；小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)，該小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)在上述齒圈轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)的齒圈轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的閾值時(shí)驅(qū)動(dòng)上述小齒輪推出機(jī)構(gòu)，并使上述小齒輪與齒圈嚙合，上述規(guī)定的閾值由曲軸轉(zhuǎn)角、檔位級(jí)別、再起動(dòng)條件中的至少一方?jīng)Q定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在于，上述小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)在怠速停止條件成立、由于怠速停止而發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)下降且上述齒圈轉(zhuǎn)速低于第1閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)上述小齒輪推出機(jī)構(gòu)并使上述小齒輪與齒圈嚙合，在齒圈轉(zhuǎn)速低于上述第1閾值之前的期間，在上述再起動(dòng)條件成立時(shí)，在齒圈轉(zhuǎn)速低于比上述第1閾值高的第2閾值時(shí)，為了再起動(dòng)而驅(qū)動(dòng)上述小齒輪推出機(jī)構(gòu)并使上述小齒輪與齒圈嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置還包括檔位級(jí)別檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該檔位級(jí)別檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)用變速器的檔位級(jí)別的當(dāng)前設(shè)定位置，上述小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)的上述閾值或上述第1及第2閾值針對(duì)由上述檔位級(jí)別檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的每個(gè)檔位級(jí)別設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在于，在發(fā)動(dòng)機(jī)的各氣缸的上止點(diǎn)附近的規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角角度區(qū)域中，以使值減小的方式設(shè)定上述小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)的上述閾值或上述第1及第2閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在于，在發(fā)動(dòng)機(jī)的各氣缸的上止點(diǎn)附近的規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角角度區(qū)域中，上述小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)不驅(qū)動(dòng)上述小齒輪推出機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在于，上述上止點(diǎn)附近的規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角角度區(qū)域是發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的角加速度為增加趨勢(shì)的曲軸轉(zhuǎn)角角度區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在于，上述上止點(diǎn)附近的規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角角度區(qū)域是與發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞的進(jìn)氣閥及排氣閥這兩者都關(guān)閉的氣缸相對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角角度區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在于，在存在用于獲得曲軸轉(zhuǎn)角的基準(zhǔn)的、沒有檢測(cè)到曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的脈沖的角度區(qū)域的情況下，將未檢測(cè)到上述脈沖的角度區(qū)域近前的角度區(qū)域內(nèi)的上述閾值或上述第1及第2 閾值設(shè)定得更高。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在于，具有檢測(cè)電源電壓的電源電壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在由上述電源電壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的電源電壓低于規(guī)定的電壓的情況下，上述小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)將上述閾值或上述第1及第2閾值設(shè)定得高。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其特征在于， 具有檢測(cè)車速的車速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，上述小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)根據(jù)由上述車速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的車速而改變上述閾值或上述第1及第2閾值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置使自動(dòng)怠速停止系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性旋轉(zhuǎn)中的小齒輪與齒圈之間的嚙合順利且快速地進(jìn)行，該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置包括曲軸轉(zhuǎn)角傳感器(12)，其用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角；齒圈(11)，其與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸連結(jié)，用于傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；齒圈轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)(13、10)，其用于檢測(cè)齒圈(11)的轉(zhuǎn)速；起動(dòng)電動(dòng)機(jī)(17)，其用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；小齒輪(14)，其用于向齒圈傳遞起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；小齒輪推出機(jī)構(gòu)(15、16)，其用于推出小齒輪使該小齒輪與齒圈嚙合；小齒輪推出控制機(jī)構(gòu)(13、10)，其在由齒圈轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的齒圈轉(zhuǎn)速低于由曲軸轉(zhuǎn)角、檔位級(jí)別、再起動(dòng)條件中的至少一方?jīng)Q定的閾值時(shí)驅(qū)動(dòng)小齒輪推出機(jī)構(gòu)使小齒輪與齒圈嚙合。
文檔編號(hào)F02D29/02GK102472232SQ201080032558
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者北野弘明, 小田原一浩, 栗重正彥, 水野大輔, 米澤史郎, 金田直人, 龜井光一郎 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社