車両用エンジン始動装置の制御装置
【課題】スターター電動機に連結されたスターターリングギヤが非回転部材へ固着することを防止する車両用エンジン始動装置の制御装置を提供する。
【解決手段】Ｓ１２０乃至Ｓ１４０にて、スターターリングギヤ３６の非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が判断され、その予め定められた判断条件が満たされた場合には、Ｓ１５０にて、スターター電動機３２によりスターターリングギヤ３６をエンジン回転速度Ｎeよりも低い回転速度Ｎgrで回転させるスターター回転制御が実行される。従って、スターターリングギヤ３６の収容部へ砂、水、雪等が入ったとしても、スターターリングギヤ３６の回転により、スターターリングギヤ３６が前記非回転部材へ固着することを防止することが可能である。
【解決手段】Ｓ１２０乃至Ｓ１４０にて、スターターリングギヤ３６の非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が判断され、その予め定められた判断条件が満たされた場合には、Ｓ１５０にて、スターター電動機３２によりスターターリングギヤ３６をエンジン回転速度Ｎeよりも低い回転速度Ｎgrで回転させるスターター回転制御が実行される。従って、スターターリングギヤ３６の収容部へ砂、水、雪等が入ったとしても、スターターリングギヤ３６の回転により、スターターリングギヤ３６が前記非回転部材へ固着することを防止することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エンジンを電動機で回転させて始動する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の燃費向上を図るために、エンジンのアイドリング時にそのエンジンを停止させ走行開始時にはそのエンジンを再始動する所謂エコランシステムが実用化されている。そのようなエコランシステムのエンジン始動装置が、例えば特許文献１に開示されている。その特許文献１のエンジン始動装置は、出力用のピニオンギヤを有するスターター電動機と、前記エンジンのクランク軸（出力軸）と同軸に設けられそのクランク軸に対しベアリングを介して支持されたリングギヤと、そのリングギヤからクランク軸へは動力伝達可能である一方でクランク軸からリングギヤへは動力伝達しない一方向クラッチとを備えている。そして、前記ピニオンギヤとリングギヤとは常時噛み合っている。
【０００３】
このエンジン始動装置の制御装置は、前記エンジンの停止状態においてそのエンジンを始動する場合には、前記スターター電動機を駆動することによりエンジン回転速度を引き上げて前記エンジンを始動する。そのとき、具体的には、上記スターター電動機の出力トルク（以下、「スタータートルク」という）は前記ピニオンギヤからリングギヤへと伝達され、そのスタータートルクにより前記一方向クラッチが係合状態になり、スタータートルクがその一方向クラッチを介して上記リングギヤから前記クランク軸へと伝達される。その結果、そのスタータートルクによりエンジン回転速度が引き上げられ、前記エンジンが始動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２０４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１のエンジン始動装置では、前記リングギヤ等がエンジン始動時には外部環境に影響されずに滑らかに回転できる必要があるので、例えば前記スターター電動機を含めトランスミッションハウジング内に収容されるなどして、外部と遮断されて設けられているのが理想的である。しかし、近年では変速機の小型化が進んできているので、前記トランスミッションハウジング内に前記スターター電動機が収まらないなどの理由により、前記リングギヤ等の収容部がその一部分で外部と連通する構成も考え得る。また、前記トランスミッションハウジングには水抜き穴が設けられるので、これによっても外部と連通する構成となる。そのような構成では、上記収容部への砂利の混入などが生じ得る。そして、前記エンジン作動中には、前記制御装置は前記スターター電動機を駆動せず、前記リングギヤは基本的に回転しないので、そのリングギヤはそれの回転中と比較して、例えば砂利の混入などにより非回転部材に固着し易い。例えば、そのリングギヤが非回転部材に固着した場合には、それにより、エンジン停止後の再始動時に、前記スターター電動機によるエンジンのクランキングが困難になることが想定される。なお、このような課題は未公知のことである。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、スターター電動機に連結されたリングギヤが非回転部材へ固着することを防止する車両用エンジン始動装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、請求項１に係る発明では、（ａ）エンジンを始動するためのスターター電動機と、そのスターター電動機に連結され前記エンジンの出力軸と同軸に設けられたスターターリングギヤと、そのエンジンの回転速度がそのスターターリングギヤの回転速度を上回ることを許容する一方向クラッチとを、備えた車両用エンジン始動装置の制御装置であって、（ｂ）前記エンジンの回転速度が予め定められた回転速度判定値以上であり、且つ、前記スターターリングギヤの非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が満たされた場合には、前記スターター電動機により前記スターターリングギヤを前記エンジンの回転速度よりも低い回転速度で回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、（ａ）エンジンを始動するためのスターター電動機と、そのスターター電動機に連結され前記エンジンの出力軸と同軸に設けられたスターターリングギヤと、そのエンジンの回転速度がそのスターターリングギヤの回転速度を上回ることを許容する一方向クラッチとを、備えた車両用エンジン始動装置の制御装置であって、（ｂ）前記エンジンの回転速度が予め定められた回転速度判定値以上であり、且つ、前記スターターリングギヤの非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が満たされた場合には、前記スターター電動機により前記スターターリングギヤを前記エンジンの回転速度よりも低い回転速度で回転させる。従って、上記スターターリングギヤの収容部への砂利の混入などが生じたとしても、そのスターターリングギヤの回転により、スターターリングギヤが非回転部材へ固着することを防止することが可能である。また、上記スターターリングギヤの回転速度が前記エンジンの回転速度よりも低い限り、前記一方向クラッチは動力伝達を遮断する非係合状態とされるので、上記スターターリングギヤの回転が前記エンジンの作動に悪影響を及ぼすことがない。
【０００９】
なお、前記非回転部材は、エンジンブロック、トランスミッションハウジングなどで例示される車両の回転しない構成部材である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用される車両用エンジン始動装置の要部を表す断面図である。
【図２】図１の車両用エンジン始動装置に備えられた変速機がエンジンに連結されていない状態において、その変速機のエンジンブロックへの取付面を示した図である。
【図３】図１の車両用エンジン始動装置を制御する電子制御装置を示した図であり、その車両用エンジン始動装置に備えられたスターター電動機を表した骨子図である。
【図４】図３の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、エンジンの作動中にスターターリングギヤ等が非回転部材に固着することを防止するための制御作動を説明するフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートにおいて、具体的な車両の走行状態とスターター回転制御が実行されるか否かとの関係を例示した図表である。
【図６】図４のフローチャートに示す制御作動を説明するためのタイムチャートであって、スリップ判定中ではないが悪路判定中であり、且つ、外気温が外気温判定値以下である場合の車両走行を例とするものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明が適用される車両用エンジン始動装置１０（以下、「エンジン始動装置１０」という）の要部を表す断面図である。この図１の断面図では、本発明の特徴についての理解を容易にするため、本発明の特徴には拘わりの無い周知の部分および部材を省略して図示している。
【００１３】
図１は、エンジン１２のエンジンブロック１４から突き出した出力軸であるクランク軸１６と、入力側にトルクコンバータを含むＣＶＴなどの変速機１８の入力回転部材２０との連結部分を表している。変速機１８はその入力側にトルクコンバータを含んでいるので、詳細に言えば、入力回転部材２０は、そのトルクコンバータのポンプインペラーに連結されている。
【００１４】
図１では、クランク軸１６にボルト２２でリヤスペーサ２３と共に固定されたドライブプレート２４が入力回転部材２０にボルト２６で固定されることにより、クランク軸１６と入力回転部材２０とがクランク軸１６の軸心Ｃまわりに一体回転する構成となっている。そして、エンジンブロック１４と変速機１８のトランスミッションハウジング２８とが相互にボルト止めなどにより固定され、一体として、前記クランク軸１６と入力回転部材２０との連結部分を収容する筐体を構成している。
【００１５】
エンジン始動装置１０は、エンジン１２を始動するためのクランキング装置であって、例えば、車両が一時停止した時などにアイドリングストップを行い走行開始時にはエンジン１２を再始動する所謂エコランシステムに用いられる。エンジン始動装置１０は、上記エコランシステムに用いられるものとしては一般的な構成である。具体的に、エンジン始動装置１０は、エンジン１２を始動するためのスターター電動機３２（図３参照）と、スターターリングギヤ３６と、スターターリングギヤ３６からエンジン１２へスターター電動機３２の出力トルクＴm（以下、「スタータートルクＴm」という）を伝達するための一方向クラッチ３８とを備えている。そして、そのスターターリングギヤ３６及び一方向クラッチ３８は、エンジンブロック１４とトランスミッションハウジング２８とから構成された前記筐体内で、前記クランク軸１６の軸心Ｃと同軸に設けられている。
【００１６】
スターター電動機３２は、通常のエンジン始動用の電動機であり、そのスターター出力軸３３（図３参照）に、前記スタータートルクＴmをスターターリングギヤ３６に伝達するためのピニオンギヤ３４（図３参照）を備えている。そして、図１に直接示されてはいないが、スターター電動機３２は、例えば、エンジンブロック１４とトランスミッションハウジング２８とから構成された前記筐体の外に設けられている。
【００１７】
スターターリングギヤ３６は、前記軸心Ｃまわりに回転可能であって、軸受４０を介してクランク軸１６に支持されている。更に、スターターリングギヤ３６は、スターター電動機３２のピニオンギヤ３４と常時噛み合っている。つまり、スターターリングギヤ３６は、常時、スターター電動機３２と連結されている。
【００１８】
一方向クラッチ３８は、ワンウェイクラッチとも称される周知の一方向クラッチであり、図１に示すように、クランク軸１６とスターターリングギヤ３６との間の動力伝達経路に介装されている。そして、一方向クラッチ３８は、エンジン１２の回転速度Ｎe（以下、「エンジン回転速度Ｎe」という）がスターターリングギヤ３６の回転速度Ｎgr（以下、「リングギヤ回転速度Ｎgr」という）を上回ることを許容する。すなわち、一方向クラッチ３８は、スターターリングギヤ３６からクランク軸１６へはトルク伝達が可能であるが、クランク軸１６からスターターリングギヤ３６へはトルク伝達しない係合装置である。なお、エンジン回転速度Ｎeとは、具体的に言えば、エンジン１２の出力軸であるクランク軸１６の回転速度である。
【００１９】
このように構成されたエンジン始動装置１０において、エンジン１２の停止状態からエンジン１２が始動される場合には、スターター電動機３２に電力が供給されそのスターター電動機３２の駆動によりエンジン回転速度Ｎeがエンジン始動可能な所定回転速度以上に引き上げられてエンジン点火され、エンジン１２が始動される。そのエンジン回転速度Ｎeの引き上げの際には、具体的に、スタータートルクＴmはピニオンギヤ３４からスターターリングギヤ３６へと伝達され、そのスタータートルクＴmにより一方向クラッチ３８が係合状態になる。そして、一方向クラッチ３８の係合により、スタータートルクＴmが一方向クラッチ３８を介してスターターリングギヤ３６からクランク軸１６へと伝達され、スターターリングギヤ３６とクランク軸１６とが一体として回転する。
【００２０】
また、エンジン１２の作動中には、スターター電動機３２及びスターターリングギヤ３６は基本的に停止しており、一方向クラッチ３８は非係合状態とされて、クランク軸１６とスターターリングギヤ３６との間の相対回転を許容する。なお、本実施例では、エンジン１２の作動中にスターター電動機３２及びスターターリングギヤ３６が回転させられることがあるが、この点については後述する。
【００２１】
図２は、変速機１８がエンジン１２に連結されていない状態において、変速機１８のエンジンブロック１４への取付面４４を示した図である。
【００２２】
図２では、判り易くするため、取付面４４を斜線部で図示している。スターターリングギヤ３６等の収容された空間への砂、雪、水等の混入を防止するために、変速機１８の取付面４４はクランク軸１６の軸心Ｃ（図１参照）まわりの全周に渡って途切れなく設けられているのが望ましいが、実際の車両ではそのように構成することは、困難な場合が多い。本実施例の変速機１８の取付面４４は、図２の破線部Ａ１，Ａ２に示すように、その一部において途切れている。そのため、図１に示すエンジンブロック１４とトランスミッションハウジング２８とから構成されたスターターリングギヤ３６等を収容する筐体は、その一部分に外部に開口した箇所（図２の破線部Ａ１，Ａ２を参照）を有し、その開口した箇所にて図２の矢印（３本）に示すような経路で、外部からその内部に、砂、雪、水等が浸入し得る構造となっている。
【００２３】
本実施例の車両には、エンジン始動装置１０を制御するための制御装置である電子制御装置６０（図３参照）が設けられている。その電子制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン１２の駆動制御や変速機１８の変速制御等を実行するものである。
【００２４】
例えば、図３の電子制御装置６０は、よく知られたエコラン制御を実行する。具体的に説明すると、そのエコラン制御では、エンジン１２のアイドリング時に所定の条件のもとでエンジン１２の作動が停止されるアイドリングストップが行われ、車両発進時にはエンジン１２が再始動される。このエコラン制御の実行により、燃費の向上が図られる。なお、本実施例で例えば、燃費とは単位燃料消費量当たりの走行距離等であり、燃費の向上とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が長くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率（＝燃料消費量／駆動輪出力）が小さくなることである。逆に、燃費の低下とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が短くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率が大きくなることである。
【００２５】
また、電子制御装置６０は、エンジン１２の作動中において、スターターリングギヤ３６等がエンジンブロック１４やトランスミッションハウジング２８等の非回転部材に固着することを防止する目的で、図４に示すような制御を実行する。以下に、図４に示される制御作動について説明する。
【００２６】
図４は、電子制御装置６０の制御作動の要部、すなわち、エンジン１２の作動中にスターターリングギヤ３６等が前記非回転部材に固着することを防止するための制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００２７】
先ず、ステップ（以下、「ステップ」を省略する）Ｓ１１０においては、エンジン回転速度Ｎeが予め定められた回転速度判定値Ｎ１e以上であるか否かが判断される。その回転速度判定値Ｎ１eは、エンジン回転速度Ｎeがそれ以上であれば、後述のスターター回転制御の実行によりスターターリングギヤ３６を回転させても、その回転から生じる音や振動がエンジン１２からの音や振動に紛れて運転者に違和感を感じさせないと考えられる実験的に求められた判定値である。このＳ１１０の判断が肯定された場合、すなわち、エンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e以上である場合には、Ｓ１２０に移る。一方、このＳ１１０の判断が否定された場合には、本フローチャートは終了する。
【００２８】
Ｓ１２０においては、スリップ判定中であるか否かが判断される。何れかの車輪のスリップが検知された場合には、スリップ判定中になる。各車輪のスリップは、例えば、各車輪に設けられた車輪速センサからの信号に基づき検知される。このＳ１２０の判断が肯定された場合、すなわち、スリップ判定中である場合には、上記車輪のスリップにより、ドライブシャフトや車輪等が高速回転し雪、砂等が、スターターリングギヤ３６の収容されているトランスミッションハウジング２８内に入る可能性が高いので、換言すれば、スターターリングギヤ３６の収容部に入る可能性が高いので、Ｓ１５０に移る。一方、このＳ１２０の判断が否定された場合には、Ｓ１３０に移る。
【００２９】
Ｓ１３０においては、外気温TEMPOUTが予め定められた外気温判定値TEMP1OUT以下であるか否かが判断される。その外気温判定値TEMP1OUTは、外気温TEMPOUTがそれ以下であれば、前記スターターリングギヤ３６の収容部で氷結が生じ易くなると考えられる実験的に求められた判定値である。このＳ１３０の判断が肯定された場合、すなわち、外気温TEMPOUTが外気温判定値TEMP1OUT以下である場合には、前記スターターリングギヤ３６の収容部で氷結が生じ易くなると考えられるので、Ｓ１４０に移る。一方、このＳ１３０の判断が否定された場合には、本フローチャートは終了する。
【００３０】
Ｓ１４０においては、悪路判定中であるか否かが判断される。例えば、車両走行中に、加速度センサや振動センサからの信号に基づき所定の大きさを超えた振動が所定時間以上継続していることが検知された場合には、悪路を走行中であるとして悪路判定中になる。このＳ１４０の判断が肯定された場合、すなわち、悪路判定中である場合には、水、雪、砂等が、前記スターターリングギヤ３６の収容部に入り易いので、Ｓ１５０に移る。一方、このＳ１４０の判断が否定された場合には、本フローチャートは終了する。
【００３１】
Ｓ１５０においては、スターター電動機３２に電力供給して、そのスターター電動機３２によりスターターリングギヤ３６をエンジン回転速度Ｎeよりも低い回転速度Ｎgrで回転させるスターター回転制御が実行される。そのスターター回転制御において、リングギヤ回転速度Ｎgrがエンジン回転速度Ｎeよりも低くされるのは、スタータートルクＴmがエンジン１２の回転に干渉しないように、一方向クラッチ３８の非係合状態を維持するためである。上記スターター回転制御時のスターターリングギヤ３６の回転速度Ｎgrは一定値である必要は無いが、本実施例のスターター回転制御では、スターターリングギヤ３６は、エンジン回転速度Ｎeよりも常に低くなるように予め定められた制御回転速度Ｎ１grで回転させられる。この制御回転速度Ｎ１grは、例えばエンジン１２のアイドル回転速度よりも充分に低い一定値であって、前記スターター回転制御の実行による電力消費をできるだけ抑え且つスターターリングギヤ３６等の前記非回転部材への固着を防止するために実験的に求められ設定されたスターターリングギヤ３６の回転速度Ｎgrである。
【００３２】
ここで、上記Ｓ１２０乃至Ｓ１４０で判断される条件は、スターターリングギヤ３６の前記非回転部材への固着を防止するために予め定められたものであり、本発明の予め定められた判断条件に対応する。すなわち、その予め定められた判断条件とは、図４では、（ａ）前記スリップ判定中であること、或いは、（ｂ）外気温TEMPOUTが外気温判定値TEMP1OUT以下であって前記悪路判定中であることという判断条件である。そして、その予め定められた判断条件が満たされた場合とは、図４のＳ１２０の判断が肯定された場合、或いは、Ｓ１３０及びＳ１４０の両方の判断が肯定された場合である。
【００３３】
図５は、図４のフローチャートにおいて、具体的な車両の走行状態と前記スターター回転制御が実行されるか否かとの関係を例示した図表である。なお、図５の説明では、前記回転速度判定値Ｎ１eは２０００rpmに設定されているものとする。
【００３４】
図５のパターン１，パターン２，パターン２’，パターン５，パターン６，パターン９，パターン１０では、エンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１eよりも低いので、図４のＳ１１０の判断が否定される。従って、前記スターター回転制御は実行されない。これらの走行パターンでスターター回転制御が実行されない主な理由としては、エンジン回転速度Ｎeが低いため、上記スターター回転制御の実行により生じるスターター電動機３２やスターターリングギヤ３６等からの駆動音、振動が、エンジン１２からの音、振動に紛れずに、車両走行中の騒音及び振動が全体として悪化するおそれがあることが挙げられる。また、パターン２’は、凍結路（アイスバーン）上での減速であるが、このパターン２’では、仮にエンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e以上であったとしても、前記スリップ判定中でもなく悪路判定中でもないので、Ｓ１５０の前記スターター回転制御は実行されない。雪、砂等が前記スターターリングギヤ３６の収容部に入りにくいと考えられるからである。
【００３５】
図５のパターン３，パターン７，パターン１１は、前記エコラン制御中の走行パターンである。これらの走行パターンでは、エンジン回転速度Ｎe（＝０rpm）が回転速度判定値Ｎ１eよりも低いので、図４のＳ１１０の判断が否定される。従って、前記スターター回転制御は実行されない。
【００３６】
図５のパターン４，パターン１２では、エンジン回転速度Ｎe（＝２３００rpm）が回転速度判定値Ｎ１e以上であるので、図４のＳ１１０の判断が肯定される。次に、前記スリップ判定中であるので、図４のＳ１２０にて、その判断が肯定される。従って、Ｓ１５０にて前記スターター回転制御が実行される。これらの走行パターンで上記スターター回転制御が実行されても、エンジン回転速度Ｎeが高いため、上記スターター回転制御の実行により生じるスターター電動機３２やスターターリングギヤ３６等からの駆動音、振動が、エンジン１２からの音、振動に紛れて、車両走行中の騒音及び振動が悪化することはないと考えられる。
【００３７】
図５のパターン８では、エンジン回転速度Ｎe（＝２３００rpm）が回転速度判定値Ｎ１e以上であるので、図４のＳ１１０の判断が肯定される。しかし、前記スリップ判定中でもなく悪路判定中でもないので、Ｓ１５０の前記スターター回転制御は実行されない。
【００３８】
図６は、図４のフローチャートに示す制御作動を説明するためのタイムチャートであって、前記スリップ判定中ではないが前記悪路判定中であり、且つ、外気温TEMPOUTが外気温判定値TEMP1OUT以下である場合の車両走行を例とするものである。なお、図６の説明では、前記回転速度判定値Ｎ１eは２０００rpmに設定されているものとする。
【００３９】
図６のt1時点からt2時点までは、車両の停止に向けた減速中であり、車速Ｖが低下している。そして、車両停止後しばらくして、t2時点から前記エコラン制御が実行されるので、t2時点で、エンジン１２が停止されエンジン回転速度Ｎeが０rpmになる。
【００４０】
次に、t3時点の少し前において、例えばフットブレーキペダルの踏込みが解除されたことにより、エンジン１２を再始動させるためスターター電動機３２が駆動され、そのスターター電動機３２の回転速度Ｎm（以下、「スターター回転速度Ｎm」という）が上昇している。そして、t3時点で、エンジン１２の再始動がなされ前記エコラン制御が終了する。それと同時に、t3時点からエンジン回転速度Ｎeが上昇している。なお、t3時点からt4時点までは、エンジン１２は作動中であるが、依然として車速Ｖは零であり車両は停止したままである。
【００４１】
t4時点の少し前の期間にＮ制御中とあるが、このＮ制御中とは、車両停止中に変速機１８をニュートラル状態にして動力伝達経路を遮断するニュートラル制御の実行中を意味している。
【００４２】
t4時点では車両が発進し、t4時点からは車両が加速しており、車速Ｖと共に、エンジン回転速度Ｎeも上昇している。そして、t5時点で、エンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e（＝２０００rpm）に到達して、t5時点以降では、図４のＳ１１０の判断が肯定される。更に、この図６のタイムチャートでは、外気温TEMPOUTが外気温判定値TEMP1OUT以下であり、前記悪路判定中であるので、図４のフローチャートでは、Ｓ１３０及びＳ１４０の判断が何れも肯定されてＳ１５０に移る。従って、t5時点以降の期間は、上記Ｓ１５０にて前記スターター回転制御が実行される制御実行範囲となる。そのスターター回転制御は、スターターリングギヤ３６等の前記非回転部材への固着を防止する目的で実行されるものであるので、その制御実行範囲において、連続的に実行されてもよいし、間欠的に実行されてもよい。具体的に言えば、その制御実行範囲において、連続的にスターターリングギヤ３６が回転させられてもよいし、間欠的にスターターリングギヤ３６が回転させられてもよいということである。図６では、間欠的な前記スターター回転制御の実行により、スターターリングギヤ３６が間欠的に回転させられている。すなわち、t5時点以降の上記制御実行範囲内の全体ではなく一部の期間で、スターター電動機３２が駆動されスターター回転速度Ｎmが零から上昇している。
【００４３】
以上のことから、本実施例によれば、図４のＳ１２０乃至Ｓ１４０にて、スターターリングギヤ３６の前記非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が判断される。そして、その予め定められた判断条件が満たされた場合には、他の条件具備のもと、図４のＳ１５０にて、スターター電動機３２によりスターターリングギヤ３６をエンジン回転速度Ｎeよりも低い回転速度Ｎgrで回転させる前記スターター回転制御が実行される。従って、前記スターターリングギヤ３６の収容部へ砂、水、雪等が入ったとしても、スターターリングギヤ３６の回転により、スターターリングギヤ３６が前記非回転部材へ固着することを防止することが可能である。また、前記スターター回転制御の実行中におけるリングギヤ回転速度Ｎgrはエンジン回転速度Ｎeよりも低いので、一方向クラッチ３８は動力伝達を遮断する非係合状態のままとされ、スターターリングギヤ３６の回転がクランク軸１６の回転に干渉することが無く、すなわち、上記スターター回転制御の実行がエンジン１２の作動に悪影響を及ぼすことがない。
【００４４】
また、本実施例によれば、図４のＳ１１０にてエンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e以上であると判断された場合に、他の条件具備のもと、図４のＳ１５０にて前記スターター回転制御が実行されるので、そのスターター回転制御の実行により生じるスターター電動機３２やスターターリングギヤ３６等からの駆動音、振動を、エンジン１２からの音や振動に紛れさせることができる。その結果として、上記スターター回転制御の実行により生じる駆動音、振動に対し運転者が違和感を感じることを回避できる。
【００４５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【００４６】
例えば、前述の実施例において、図４のフローチャートのＳ１１０にて、エンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e以上であるか否かが判断されるが、このＳ１１０の判断は必須ではなく、図４のフローチャートは、Ｓ１２０から開始するものであってもよい。
【００４７】
また、前述の実施例において、図４のＳ１２０乃至Ｓ１４０で判断される条件が、本発明の予め定められた判断条件に対応すると説明されているが、その予め定められた判断条件は、スリップ判定、外気温TEMPOUT、悪路判定に基づくものに限定されるわけではない。
【符号の説明】
【００４８】
１０：エンジン始動装置（車両用エンジン始動装置）
１２：エンジン
１４：エンジンブロック（非回転部材）
１６：クランク軸（出力軸）
２８：トランスミッションハウジング（非回転部材）
３２：スターター電動機
３６：スターターリングギヤ
３８：一方向クラッチ
６０：電子制御装置（制御装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エンジンを電動機で回転させて始動する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の燃費向上を図るために、エンジンのアイドリング時にそのエンジンを停止させ走行開始時にはそのエンジンを再始動する所謂エコランシステムが実用化されている。そのようなエコランシステムのエンジン始動装置が、例えば特許文献１に開示されている。その特許文献１のエンジン始動装置は、出力用のピニオンギヤを有するスターター電動機と、前記エンジンのクランク軸（出力軸）と同軸に設けられそのクランク軸に対しベアリングを介して支持されたリングギヤと、そのリングギヤからクランク軸へは動力伝達可能である一方でクランク軸からリングギヤへは動力伝達しない一方向クラッチとを備えている。そして、前記ピニオンギヤとリングギヤとは常時噛み合っている。
【０００３】
このエンジン始動装置の制御装置は、前記エンジンの停止状態においてそのエンジンを始動する場合には、前記スターター電動機を駆動することによりエンジン回転速度を引き上げて前記エンジンを始動する。そのとき、具体的には、上記スターター電動機の出力トルク（以下、「スタータートルク」という）は前記ピニオンギヤからリングギヤへと伝達され、そのスタータートルクにより前記一方向クラッチが係合状態になり、スタータートルクがその一方向クラッチを介して上記リングギヤから前記クランク軸へと伝達される。その結果、そのスタータートルクによりエンジン回転速度が引き上げられ、前記エンジンが始動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２０４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１のエンジン始動装置では、前記リングギヤ等がエンジン始動時には外部環境に影響されずに滑らかに回転できる必要があるので、例えば前記スターター電動機を含めトランスミッションハウジング内に収容されるなどして、外部と遮断されて設けられているのが理想的である。しかし、近年では変速機の小型化が進んできているので、前記トランスミッションハウジング内に前記スターター電動機が収まらないなどの理由により、前記リングギヤ等の収容部がその一部分で外部と連通する構成も考え得る。また、前記トランスミッションハウジングには水抜き穴が設けられるので、これによっても外部と連通する構成となる。そのような構成では、上記収容部への砂利の混入などが生じ得る。そして、前記エンジン作動中には、前記制御装置は前記スターター電動機を駆動せず、前記リングギヤは基本的に回転しないので、そのリングギヤはそれの回転中と比較して、例えば砂利の混入などにより非回転部材に固着し易い。例えば、そのリングギヤが非回転部材に固着した場合には、それにより、エンジン停止後の再始動時に、前記スターター電動機によるエンジンのクランキングが困難になることが想定される。なお、このような課題は未公知のことである。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、スターター電動機に連結されたリングギヤが非回転部材へ固着することを防止する車両用エンジン始動装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、請求項１に係る発明では、（ａ）エンジンを始動するためのスターター電動機と、そのスターター電動機に連結され前記エンジンの出力軸と同軸に設けられたスターターリングギヤと、そのエンジンの回転速度がそのスターターリングギヤの回転速度を上回ることを許容する一方向クラッチとを、備えた車両用エンジン始動装置の制御装置であって、（ｂ）前記エンジンの回転速度が予め定められた回転速度判定値以上であり、且つ、前記スターターリングギヤの非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が満たされた場合には、前記スターター電動機により前記スターターリングギヤを前記エンジンの回転速度よりも低い回転速度で回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、（ａ）エンジンを始動するためのスターター電動機と、そのスターター電動機に連結され前記エンジンの出力軸と同軸に設けられたスターターリングギヤと、そのエンジンの回転速度がそのスターターリングギヤの回転速度を上回ることを許容する一方向クラッチとを、備えた車両用エンジン始動装置の制御装置であって、（ｂ）前記エンジンの回転速度が予め定められた回転速度判定値以上であり、且つ、前記スターターリングギヤの非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が満たされた場合には、前記スターター電動機により前記スターターリングギヤを前記エンジンの回転速度よりも低い回転速度で回転させる。従って、上記スターターリングギヤの収容部への砂利の混入などが生じたとしても、そのスターターリングギヤの回転により、スターターリングギヤが非回転部材へ固着することを防止することが可能である。また、上記スターターリングギヤの回転速度が前記エンジンの回転速度よりも低い限り、前記一方向クラッチは動力伝達を遮断する非係合状態とされるので、上記スターターリングギヤの回転が前記エンジンの作動に悪影響を及ぼすことがない。
【０００９】
なお、前記非回転部材は、エンジンブロック、トランスミッションハウジングなどで例示される車両の回転しない構成部材である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用される車両用エンジン始動装置の要部を表す断面図である。
【図２】図１の車両用エンジン始動装置に備えられた変速機がエンジンに連結されていない状態において、その変速機のエンジンブロックへの取付面を示した図である。
【図３】図１の車両用エンジン始動装置を制御する電子制御装置を示した図であり、その車両用エンジン始動装置に備えられたスターター電動機を表した骨子図である。
【図４】図３の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、エンジンの作動中にスターターリングギヤ等が非回転部材に固着することを防止するための制御作動を説明するフローチャートである。
【図５】図４のフローチャートにおいて、具体的な車両の走行状態とスターター回転制御が実行されるか否かとの関係を例示した図表である。
【図６】図４のフローチャートに示す制御作動を説明するためのタイムチャートであって、スリップ判定中ではないが悪路判定中であり、且つ、外気温が外気温判定値以下である場合の車両走行を例とするものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明が適用される車両用エンジン始動装置１０（以下、「エンジン始動装置１０」という）の要部を表す断面図である。この図１の断面図では、本発明の特徴についての理解を容易にするため、本発明の特徴には拘わりの無い周知の部分および部材を省略して図示している。
【００１３】
図１は、エンジン１２のエンジンブロック１４から突き出した出力軸であるクランク軸１６と、入力側にトルクコンバータを含むＣＶＴなどの変速機１８の入力回転部材２０との連結部分を表している。変速機１８はその入力側にトルクコンバータを含んでいるので、詳細に言えば、入力回転部材２０は、そのトルクコンバータのポンプインペラーに連結されている。
【００１４】
図１では、クランク軸１６にボルト２２でリヤスペーサ２３と共に固定されたドライブプレート２４が入力回転部材２０にボルト２６で固定されることにより、クランク軸１６と入力回転部材２０とがクランク軸１６の軸心Ｃまわりに一体回転する構成となっている。そして、エンジンブロック１４と変速機１８のトランスミッションハウジング２８とが相互にボルト止めなどにより固定され、一体として、前記クランク軸１６と入力回転部材２０との連結部分を収容する筐体を構成している。
【００１５】
エンジン始動装置１０は、エンジン１２を始動するためのクランキング装置であって、例えば、車両が一時停止した時などにアイドリングストップを行い走行開始時にはエンジン１２を再始動する所謂エコランシステムに用いられる。エンジン始動装置１０は、上記エコランシステムに用いられるものとしては一般的な構成である。具体的に、エンジン始動装置１０は、エンジン１２を始動するためのスターター電動機３２（図３参照）と、スターターリングギヤ３６と、スターターリングギヤ３６からエンジン１２へスターター電動機３２の出力トルクＴm（以下、「スタータートルクＴm」という）を伝達するための一方向クラッチ３８とを備えている。そして、そのスターターリングギヤ３６及び一方向クラッチ３８は、エンジンブロック１４とトランスミッションハウジング２８とから構成された前記筐体内で、前記クランク軸１６の軸心Ｃと同軸に設けられている。
【００１６】
スターター電動機３２は、通常のエンジン始動用の電動機であり、そのスターター出力軸３３（図３参照）に、前記スタータートルクＴmをスターターリングギヤ３６に伝達するためのピニオンギヤ３４（図３参照）を備えている。そして、図１に直接示されてはいないが、スターター電動機３２は、例えば、エンジンブロック１４とトランスミッションハウジング２８とから構成された前記筐体の外に設けられている。
【００１７】
スターターリングギヤ３６は、前記軸心Ｃまわりに回転可能であって、軸受４０を介してクランク軸１６に支持されている。更に、スターターリングギヤ３６は、スターター電動機３２のピニオンギヤ３４と常時噛み合っている。つまり、スターターリングギヤ３６は、常時、スターター電動機３２と連結されている。
【００１８】
一方向クラッチ３８は、ワンウェイクラッチとも称される周知の一方向クラッチであり、図１に示すように、クランク軸１６とスターターリングギヤ３６との間の動力伝達経路に介装されている。そして、一方向クラッチ３８は、エンジン１２の回転速度Ｎe（以下、「エンジン回転速度Ｎe」という）がスターターリングギヤ３６の回転速度Ｎgr（以下、「リングギヤ回転速度Ｎgr」という）を上回ることを許容する。すなわち、一方向クラッチ３８は、スターターリングギヤ３６からクランク軸１６へはトルク伝達が可能であるが、クランク軸１６からスターターリングギヤ３６へはトルク伝達しない係合装置である。なお、エンジン回転速度Ｎeとは、具体的に言えば、エンジン１２の出力軸であるクランク軸１６の回転速度である。
【００１９】
このように構成されたエンジン始動装置１０において、エンジン１２の停止状態からエンジン１２が始動される場合には、スターター電動機３２に電力が供給されそのスターター電動機３２の駆動によりエンジン回転速度Ｎeがエンジン始動可能な所定回転速度以上に引き上げられてエンジン点火され、エンジン１２が始動される。そのエンジン回転速度Ｎeの引き上げの際には、具体的に、スタータートルクＴmはピニオンギヤ３４からスターターリングギヤ３６へと伝達され、そのスタータートルクＴmにより一方向クラッチ３８が係合状態になる。そして、一方向クラッチ３８の係合により、スタータートルクＴmが一方向クラッチ３８を介してスターターリングギヤ３６からクランク軸１６へと伝達され、スターターリングギヤ３６とクランク軸１６とが一体として回転する。
【００２０】
また、エンジン１２の作動中には、スターター電動機３２及びスターターリングギヤ３６は基本的に停止しており、一方向クラッチ３８は非係合状態とされて、クランク軸１６とスターターリングギヤ３６との間の相対回転を許容する。なお、本実施例では、エンジン１２の作動中にスターター電動機３２及びスターターリングギヤ３６が回転させられることがあるが、この点については後述する。
【００２１】
図２は、変速機１８がエンジン１２に連結されていない状態において、変速機１８のエンジンブロック１４への取付面４４を示した図である。
【００２２】
図２では、判り易くするため、取付面４４を斜線部で図示している。スターターリングギヤ３６等の収容された空間への砂、雪、水等の混入を防止するために、変速機１８の取付面４４はクランク軸１６の軸心Ｃ（図１参照）まわりの全周に渡って途切れなく設けられているのが望ましいが、実際の車両ではそのように構成することは、困難な場合が多い。本実施例の変速機１８の取付面４４は、図２の破線部Ａ１，Ａ２に示すように、その一部において途切れている。そのため、図１に示すエンジンブロック１４とトランスミッションハウジング２８とから構成されたスターターリングギヤ３６等を収容する筐体は、その一部分に外部に開口した箇所（図２の破線部Ａ１，Ａ２を参照）を有し、その開口した箇所にて図２の矢印（３本）に示すような経路で、外部からその内部に、砂、雪、水等が浸入し得る構造となっている。
【００２３】
本実施例の車両には、エンジン始動装置１０を制御するための制御装置である電子制御装置６０（図３参照）が設けられている。その電子制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン１２の駆動制御や変速機１８の変速制御等を実行するものである。
【００２４】
例えば、図３の電子制御装置６０は、よく知られたエコラン制御を実行する。具体的に説明すると、そのエコラン制御では、エンジン１２のアイドリング時に所定の条件のもとでエンジン１２の作動が停止されるアイドリングストップが行われ、車両発進時にはエンジン１２が再始動される。このエコラン制御の実行により、燃費の向上が図られる。なお、本実施例で例えば、燃費とは単位燃料消費量当たりの走行距離等であり、燃費の向上とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が長くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率（＝燃料消費量／駆動輪出力）が小さくなることである。逆に、燃費の低下とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が短くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率が大きくなることである。
【００２５】
また、電子制御装置６０は、エンジン１２の作動中において、スターターリングギヤ３６等がエンジンブロック１４やトランスミッションハウジング２８等の非回転部材に固着することを防止する目的で、図４に示すような制御を実行する。以下に、図４に示される制御作動について説明する。
【００２６】
図４は、電子制御装置６０の制御作動の要部、すなわち、エンジン１２の作動中にスターターリングギヤ３６等が前記非回転部材に固着することを防止するための制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００２７】
先ず、ステップ（以下、「ステップ」を省略する）Ｓ１１０においては、エンジン回転速度Ｎeが予め定められた回転速度判定値Ｎ１e以上であるか否かが判断される。その回転速度判定値Ｎ１eは、エンジン回転速度Ｎeがそれ以上であれば、後述のスターター回転制御の実行によりスターターリングギヤ３６を回転させても、その回転から生じる音や振動がエンジン１２からの音や振動に紛れて運転者に違和感を感じさせないと考えられる実験的に求められた判定値である。このＳ１１０の判断が肯定された場合、すなわち、エンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e以上である場合には、Ｓ１２０に移る。一方、このＳ１１０の判断が否定された場合には、本フローチャートは終了する。
【００２８】
Ｓ１２０においては、スリップ判定中であるか否かが判断される。何れかの車輪のスリップが検知された場合には、スリップ判定中になる。各車輪のスリップは、例えば、各車輪に設けられた車輪速センサからの信号に基づき検知される。このＳ１２０の判断が肯定された場合、すなわち、スリップ判定中である場合には、上記車輪のスリップにより、ドライブシャフトや車輪等が高速回転し雪、砂等が、スターターリングギヤ３６の収容されているトランスミッションハウジング２８内に入る可能性が高いので、換言すれば、スターターリングギヤ３６の収容部に入る可能性が高いので、Ｓ１５０に移る。一方、このＳ１２０の判断が否定された場合には、Ｓ１３０に移る。
【００２９】
Ｓ１３０においては、外気温TEMPOUTが予め定められた外気温判定値TEMP1OUT以下であるか否かが判断される。その外気温判定値TEMP1OUTは、外気温TEMPOUTがそれ以下であれば、前記スターターリングギヤ３６の収容部で氷結が生じ易くなると考えられる実験的に求められた判定値である。このＳ１３０の判断が肯定された場合、すなわち、外気温TEMPOUTが外気温判定値TEMP1OUT以下である場合には、前記スターターリングギヤ３６の収容部で氷結が生じ易くなると考えられるので、Ｓ１４０に移る。一方、このＳ１３０の判断が否定された場合には、本フローチャートは終了する。
【００３０】
Ｓ１４０においては、悪路判定中であるか否かが判断される。例えば、車両走行中に、加速度センサや振動センサからの信号に基づき所定の大きさを超えた振動が所定時間以上継続していることが検知された場合には、悪路を走行中であるとして悪路判定中になる。このＳ１４０の判断が肯定された場合、すなわち、悪路判定中である場合には、水、雪、砂等が、前記スターターリングギヤ３６の収容部に入り易いので、Ｓ１５０に移る。一方、このＳ１４０の判断が否定された場合には、本フローチャートは終了する。
【００３１】
Ｓ１５０においては、スターター電動機３２に電力供給して、そのスターター電動機３２によりスターターリングギヤ３６をエンジン回転速度Ｎeよりも低い回転速度Ｎgrで回転させるスターター回転制御が実行される。そのスターター回転制御において、リングギヤ回転速度Ｎgrがエンジン回転速度Ｎeよりも低くされるのは、スタータートルクＴmがエンジン１２の回転に干渉しないように、一方向クラッチ３８の非係合状態を維持するためである。上記スターター回転制御時のスターターリングギヤ３６の回転速度Ｎgrは一定値である必要は無いが、本実施例のスターター回転制御では、スターターリングギヤ３６は、エンジン回転速度Ｎeよりも常に低くなるように予め定められた制御回転速度Ｎ１grで回転させられる。この制御回転速度Ｎ１grは、例えばエンジン１２のアイドル回転速度よりも充分に低い一定値であって、前記スターター回転制御の実行による電力消費をできるだけ抑え且つスターターリングギヤ３６等の前記非回転部材への固着を防止するために実験的に求められ設定されたスターターリングギヤ３６の回転速度Ｎgrである。
【００３２】
ここで、上記Ｓ１２０乃至Ｓ１４０で判断される条件は、スターターリングギヤ３６の前記非回転部材への固着を防止するために予め定められたものであり、本発明の予め定められた判断条件に対応する。すなわち、その予め定められた判断条件とは、図４では、（ａ）前記スリップ判定中であること、或いは、（ｂ）外気温TEMPOUTが外気温判定値TEMP1OUT以下であって前記悪路判定中であることという判断条件である。そして、その予め定められた判断条件が満たされた場合とは、図４のＳ１２０の判断が肯定された場合、或いは、Ｓ１３０及びＳ１４０の両方の判断が肯定された場合である。
【００３３】
図５は、図４のフローチャートにおいて、具体的な車両の走行状態と前記スターター回転制御が実行されるか否かとの関係を例示した図表である。なお、図５の説明では、前記回転速度判定値Ｎ１eは２０００rpmに設定されているものとする。
【００３４】
図５のパターン１，パターン２，パターン２’，パターン５，パターン６，パターン９，パターン１０では、エンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１eよりも低いので、図４のＳ１１０の判断が否定される。従って、前記スターター回転制御は実行されない。これらの走行パターンでスターター回転制御が実行されない主な理由としては、エンジン回転速度Ｎeが低いため、上記スターター回転制御の実行により生じるスターター電動機３２やスターターリングギヤ３６等からの駆動音、振動が、エンジン１２からの音、振動に紛れずに、車両走行中の騒音及び振動が全体として悪化するおそれがあることが挙げられる。また、パターン２’は、凍結路（アイスバーン）上での減速であるが、このパターン２’では、仮にエンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e以上であったとしても、前記スリップ判定中でもなく悪路判定中でもないので、Ｓ１５０の前記スターター回転制御は実行されない。雪、砂等が前記スターターリングギヤ３６の収容部に入りにくいと考えられるからである。
【００３５】
図５のパターン３，パターン７，パターン１１は、前記エコラン制御中の走行パターンである。これらの走行パターンでは、エンジン回転速度Ｎe（＝０rpm）が回転速度判定値Ｎ１eよりも低いので、図４のＳ１１０の判断が否定される。従って、前記スターター回転制御は実行されない。
【００３６】
図５のパターン４，パターン１２では、エンジン回転速度Ｎe（＝２３００rpm）が回転速度判定値Ｎ１e以上であるので、図４のＳ１１０の判断が肯定される。次に、前記スリップ判定中であるので、図４のＳ１２０にて、その判断が肯定される。従って、Ｓ１５０にて前記スターター回転制御が実行される。これらの走行パターンで上記スターター回転制御が実行されても、エンジン回転速度Ｎeが高いため、上記スターター回転制御の実行により生じるスターター電動機３２やスターターリングギヤ３６等からの駆動音、振動が、エンジン１２からの音、振動に紛れて、車両走行中の騒音及び振動が悪化することはないと考えられる。
【００３７】
図５のパターン８では、エンジン回転速度Ｎe（＝２３００rpm）が回転速度判定値Ｎ１e以上であるので、図４のＳ１１０の判断が肯定される。しかし、前記スリップ判定中でもなく悪路判定中でもないので、Ｓ１５０の前記スターター回転制御は実行されない。
【００３８】
図６は、図４のフローチャートに示す制御作動を説明するためのタイムチャートであって、前記スリップ判定中ではないが前記悪路判定中であり、且つ、外気温TEMPOUTが外気温判定値TEMP1OUT以下である場合の車両走行を例とするものである。なお、図６の説明では、前記回転速度判定値Ｎ１eは２０００rpmに設定されているものとする。
【００３９】
図６のt1時点からt2時点までは、車両の停止に向けた減速中であり、車速Ｖが低下している。そして、車両停止後しばらくして、t2時点から前記エコラン制御が実行されるので、t2時点で、エンジン１２が停止されエンジン回転速度Ｎeが０rpmになる。
【００４０】
次に、t3時点の少し前において、例えばフットブレーキペダルの踏込みが解除されたことにより、エンジン１２を再始動させるためスターター電動機３２が駆動され、そのスターター電動機３２の回転速度Ｎm（以下、「スターター回転速度Ｎm」という）が上昇している。そして、t3時点で、エンジン１２の再始動がなされ前記エコラン制御が終了する。それと同時に、t3時点からエンジン回転速度Ｎeが上昇している。なお、t3時点からt4時点までは、エンジン１２は作動中であるが、依然として車速Ｖは零であり車両は停止したままである。
【００４１】
t4時点の少し前の期間にＮ制御中とあるが、このＮ制御中とは、車両停止中に変速機１８をニュートラル状態にして動力伝達経路を遮断するニュートラル制御の実行中を意味している。
【００４２】
t4時点では車両が発進し、t4時点からは車両が加速しており、車速Ｖと共に、エンジン回転速度Ｎeも上昇している。そして、t5時点で、エンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e（＝２０００rpm）に到達して、t5時点以降では、図４のＳ１１０の判断が肯定される。更に、この図６のタイムチャートでは、外気温TEMPOUTが外気温判定値TEMP1OUT以下であり、前記悪路判定中であるので、図４のフローチャートでは、Ｓ１３０及びＳ１４０の判断が何れも肯定されてＳ１５０に移る。従って、t5時点以降の期間は、上記Ｓ１５０にて前記スターター回転制御が実行される制御実行範囲となる。そのスターター回転制御は、スターターリングギヤ３６等の前記非回転部材への固着を防止する目的で実行されるものであるので、その制御実行範囲において、連続的に実行されてもよいし、間欠的に実行されてもよい。具体的に言えば、その制御実行範囲において、連続的にスターターリングギヤ３６が回転させられてもよいし、間欠的にスターターリングギヤ３６が回転させられてもよいということである。図６では、間欠的な前記スターター回転制御の実行により、スターターリングギヤ３６が間欠的に回転させられている。すなわち、t5時点以降の上記制御実行範囲内の全体ではなく一部の期間で、スターター電動機３２が駆動されスターター回転速度Ｎmが零から上昇している。
【００４３】
以上のことから、本実施例によれば、図４のＳ１２０乃至Ｓ１４０にて、スターターリングギヤ３６の前記非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が判断される。そして、その予め定められた判断条件が満たされた場合には、他の条件具備のもと、図４のＳ１５０にて、スターター電動機３２によりスターターリングギヤ３６をエンジン回転速度Ｎeよりも低い回転速度Ｎgrで回転させる前記スターター回転制御が実行される。従って、前記スターターリングギヤ３６の収容部へ砂、水、雪等が入ったとしても、スターターリングギヤ３６の回転により、スターターリングギヤ３６が前記非回転部材へ固着することを防止することが可能である。また、前記スターター回転制御の実行中におけるリングギヤ回転速度Ｎgrはエンジン回転速度Ｎeよりも低いので、一方向クラッチ３８は動力伝達を遮断する非係合状態のままとされ、スターターリングギヤ３６の回転がクランク軸１６の回転に干渉することが無く、すなわち、上記スターター回転制御の実行がエンジン１２の作動に悪影響を及ぼすことがない。
【００４４】
また、本実施例によれば、図４のＳ１１０にてエンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e以上であると判断された場合に、他の条件具備のもと、図４のＳ１５０にて前記スターター回転制御が実行されるので、そのスターター回転制御の実行により生じるスターター電動機３２やスターターリングギヤ３６等からの駆動音、振動を、エンジン１２からの音や振動に紛れさせることができる。その結果として、上記スターター回転制御の実行により生じる駆動音、振動に対し運転者が違和感を感じることを回避できる。
【００４５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【００４６】
例えば、前述の実施例において、図４のフローチャートのＳ１１０にて、エンジン回転速度Ｎeが回転速度判定値Ｎ１e以上であるか否かが判断されるが、このＳ１１０の判断は必須ではなく、図４のフローチャートは、Ｓ１２０から開始するものであってもよい。
【００４７】
また、前述の実施例において、図４のＳ１２０乃至Ｓ１４０で判断される条件が、本発明の予め定められた判断条件に対応すると説明されているが、その予め定められた判断条件は、スリップ判定、外気温TEMPOUT、悪路判定に基づくものに限定されるわけではない。
【符号の説明】
【００４８】
１０：エンジン始動装置（車両用エンジン始動装置）
１２：エンジン
１４：エンジンブロック（非回転部材）
１６：クランク軸（出力軸）
２８：トランスミッションハウジング（非回転部材）
３２：スターター電動機
３６：スターターリングギヤ
３８：一方向クラッチ
６０：電子制御装置（制御装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを始動するためのスターター電動機と、該スターター電動機に連結され前記エンジンの出力軸と同軸に設けられたスターターリングギヤと、該エンジンの回転速度が該スターターリングギヤの回転速度を上回ることを許容する一方向クラッチとを、備えた車両用エンジン始動装置の制御装置であって、
前記エンジンの回転速度が予め定められた回転速度判定値以上であり、且つ、前記スターターリングギヤの非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が満たされた場合には、前記スターター電動機により前記スターターリングギヤを前記エンジンの回転速度よりも低い回転速度で回転させる
ことを特徴とする車両用エンジン始動装置の制御装置。
【請求項１】
エンジンを始動するためのスターター電動機と、該スターター電動機に連結され前記エンジンの出力軸と同軸に設けられたスターターリングギヤと、該エンジンの回転速度が該スターターリングギヤの回転速度を上回ることを許容する一方向クラッチとを、備えた車両用エンジン始動装置の制御装置であって、
前記エンジンの回転速度が予め定められた回転速度判定値以上であり、且つ、前記スターターリングギヤの非回転部材への固着を防止するために予め定められた判断条件が満たされた場合には、前記スターター電動機により前記スターターリングギヤを前記エンジンの回転速度よりも低い回転速度で回転させる
ことを特徴とする車両用エンジン始動装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１６８９３０（Ｐ２０１０−１６８９３０Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０３４２（Ｐ２００９−１０３４２）
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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