专利名称：发动机的起动装置以及发动机的起动方法
技术领域：
本发明关于发动机的起动装置以及发动机的起动方法，特别是关于控制起动机的技术，该起动机个别控制移动小齿轮使得和在发动机的飞轮或传动板(drive plate)的外周上设置的齿圈接合的致动器和使小齿轮旋转的马达。
背景技术：
近年，在具有发动机等内燃机的汽车中，以削减燃耗以及排气排放降低等为目的， 存在搭载所谓怠速熄火(idling stop)功能的车辆，该怠速熄火功能是车辆停止、且由驾驶者操作了制动踏板的状态下进行发动机的自动停止，并且，例如，通过制动踏板的操作量减少到零等的驾驶者操作的再发动的动作，进行自动再起动。关于此怠速熄火，存在发动机的旋转速度比较高的状态下进行发动机的再起动的情况。如此的情况下，通过1个驱动指令进行用于旋转发动机的小齿轮的压出和小齿轮旋转的现有的致动器中，为了小齿轮和发动机的齿圈的接合变得容易，等待发动机的旋转速度充分降低再驱动起动机。如此的话，从发动机的再起动要求到实际的发动机的起转会发生时间延迟，就会有给予驾驶者不适感。特开2005-330813号公报(特许文献1)，公开了如下的技术为了解决此问题，使用具有能够独立的实行小齿轮的接合动作和小齿轮的旋转动作的结构的起动器，在紧接着停止要求发生之后发动机旋转下降期间中，再起动要求发生了的情况下，小齿轮的接合动作之前，进行小齿轮的旋转动作，并且在小齿轮的旋转速度和发动机的旋转速度同步时，进行小齿轮的接合动作，由此进行发动机的再起动。在先技术文献特许文献特许文献1 特开2005-330813号公报
发明内容
发明解决的问题但是，按照特开2005-330813号公报记载的技术，小齿轮的旋转速度和发动机的旋转速度同步的时候，进行小齿轮的接合动作的情况下，存在小齿轮的接合动作之前发动机的旋转速度急变动的话，小齿轮的旋转速度和发动机的旋转速度难以同步的问题。因此， 存在发动机的起动性会恶化的情况。本发明是为了解决上述的问题，目的在于提供抑制发动机的起动性的恶化的发动机的起动装置以及发动机的起动方法。 用于解决问题的技术手段 本发明中的一种发动机的起动装置，具备使发动机起动的起动机；连结于发动机的曲轴、使发动机的负荷变动的设备；和起动机的控制装置。起动机包括能够与连结于发动机的曲轴的第一齿轮接合的第二齿轮；在驱动状态下，使第二齿轮移动到与第一齿轮接合的位置的致动器；和使第二齿轮旋转的马达。控制装置能够分别独立地驱动致动器和马达。控制装置具有在致动器的驱动之前使马达驱动的旋转模式。在旋转模式的执行时， 在致动器的驱动之前抑制发动机以及设备的负荷变动。优选的，控制装置，在第一齿轮与第二齿轮的接合完成了的情况下解除负荷的变动的抑制。进一步优选的，设备包括空调压缩机以及交流发电机中的至少任一方。控制装置， 在从起动要求后的第一时刻到使致动器工作的第二时刻为止的期间，保持设备的工作状态。进一步优选的，控制装置，在从起动要求后的第一时刻到使致动器工作的第二时刻为止的期间，保持发动机的工作状态。进一步优选的，控制装置，在从起动要求后的第一时刻到使致动器工作的第二时刻为止的期间，控制发动机以及设备中的任一方，使得禁止发动机的负荷的变动。进一步优选的，设备包括空调压缩机以及交流发电机中的至少任一方。控制装置， 在从起动要求后的第一时刻到使致动器工作的第二时刻为止的期间，禁止设备的工作。进一步优选的，控制装置，在从起动要求后的第一时刻到使致动器工作的第二时刻为止的期间，禁止对发动机的控制值的变化。进一步优选的，控制装置基于发动机的旋转速度选择多个控制模式中的任一个， 控制致动器和马达使得发动机起动。多个控制模式包括第一控制模式和第二控制模式，第一控制模式用于使致动器工作，使得在旋转模式的执行后第二齿轮朝向第一齿轮移动，第二控制模式用于在开始了致动器的工作后使马达工作。本发明中的一种发动机的起动方法，使发动机起动的起动机；连结于发动机的曲轴、使发动机的负荷变动的设备；和起动机的控制装置设置于发动机。起动机包括能够与连结于发动机的曲轴的第一齿轮接合的第二齿轮；在驱动状态下，使第二齿轮移动到与第一齿轮接合的位置的致动器；和使第二齿轮旋转的马达。致动器和马达分别能够独立地驱动。起动方法包括以在致动器的驱动之前使马达驱动的旋转模式，驱动致动器和马达的步骤；以及在旋转模式的执行时，在致动器的驱动之前抑制发动机以及设备的负荷变动的步马聚ο发明的效果存在发动机的起动要求的情况下，通过控制发动机100或者设备，使得在使致动器动作的时刻之前抑制发动机的负荷的变动，能够抑制发动机的旋转速度的急变动。因此， 在马达的驱动后使致动器动作的情况下，能够高精度的预测发动机的旋转速度。此结果是， 能够高精度的设定用于同步发动机的旋转速度和马达的旋转速度的马达的驱动开始定时。 如此，能够提供抑制发动机的起动性的恶化的起动装置以及发动机的起动方法。
图1是车辆的全体框图；图2是E⑶的功能框图；图3是用于说明起动机的动作模式的转变的图；图4是用于说明发动机起动动作时的驱动模式的图5是表示E⑶实行的处理的控制结构的流程图(之一)；图6是表示E⑶实行的处理的控制结构的流程图(之二)。
具体实施例方式以下，参照附图同时，关于本发明的实施方式进行说明。以下的说明中，同一部件标记同一符号。它们的名称和功能都一样。因此，不再重复关于它们的详细说明。发动机起动装置的结构图1是车辆10的全体框图。参照图1，车辆10包括发动机100、电池120、起动机200、控制装置(以下也称为ECU (Electronic Control Unit，电子控制单元))300、继电器RY1，RY2。并且，起动机200包含马达220、致动器232、连结部M0、输出部件250、小齿轮沈0。并且，致动器232包含动铁芯210和螺线管线圈230。发动机100产生用于车辆10行驶的驱动力。作为发动机100的输出轴的曲轴111， 经由包含离合器和减速器等构成的动力传递装置，连接于驱动轮。在发动机100设置了向发动机100供给空气的进气通路166。进气通路166中，设置用于调整在进气通路166流通的空气的流量的节气门164。节气门164，通过节气门马达 160动作。节气门马达160，基于来自E⑶300的控制信号THC驱动。节气门164的位置，也就是，节气门开度通过节气门位置传感器162检测出。节气门位置传感器162，向E⑶300输出检测值TH。在发动机100设置用于驱动进气阀以及排气阀的阀门驱动用致动器172也是可以的。阀门驱动用致动器172，例如，可以是通过直接驱动进气阀以及排气阀调整各开阀量的致动器，也可以是用于变更进气阀以及排气阀的关闭定时以及提升量的致动器。阀门驱动用致动器172，基于来自E⑶的控制信号VB驱动。在发动机100设置了旋转速度传感器115。旋转速度传感器115，检测出发动机 100的旋转速度Ne，向E⑶300输出此检测出的结果。电池120是能够充放电的构成的电力贮藏单元。电池120包含锂离子电池、镍氢电池或者铅蓄电池等的二次电池而构成。并且，电池120通过电双层电容等的蓄电元件构成也是可以的。进一步的，发动机100中，作为使发动机100的负荷变动的设备，设置交流发电机 132和空调压缩机134。交流发电机132的输入轴上设置滑轮136。并且，空调压缩机134 的输入轴上设置滑轮138。发动机100的曲轴111上设置滑轮168。滑轮136，138，168，使用带170连结。如此，发动机100的曲轴111的旋转力，经由滑轮168和带170传达到滑轮 136，138。交流发电机132，基于来自E⑶300的控制信号ALT对内置的电磁线圈励磁使用向滑轮136传达的旋转力发电。交流发电机132，将发电得到的电力经由未图示的变换器和转换器等供给到电池120，从而对电池120充电。并且，交流发电机132，将交流发电机132 中发电得到的电力经由未图示的变换器和DC/DC转换器127向电池120供给而对电池120 充电也是可以的。交流发电机132的发电量由E⑶300控制。空调压缩机134，基于来自E⑶300的控制信号AC动作。在空调压缩机134内置有电磁离合器142。电磁离合器142，基于来自ECU的控制信号AC处于接合状态或处于释放状态。电磁离合器142的状态处于接合状态的情况下，来自曲轴111经由带170向滑轮 138传达的旋转力，向空调压缩机134的输入轴传达。因此，通过滑轮138和空调压缩机134 的输入轴一体的旋转，空调压缩机134动作。并且，电磁离合器142的状态处于释放状态的情况下，来自曲轴111经由带170向滑轮138传达的旋转力，不向空调压缩机134的输入轴传达。因此，此情况下，滑轮138和空调压缩机134的输入轴之中仅仅滑轮138旋转。本实施方式中发动机100的起动装置，包括使发动机100起动的起动机200 ；连结于发动机100的曲轴111、使发动机100的负荷变动的设备(交流发电机132，空调压缩机134)；和起动机200的控制装置即E⑶300。电池120，经由由ECU300控制的继电器RY1，RY2，连接于起动机200。然后，电池 120，通过继电器RY1，RY2的闭合，向起动机200供给驱动用的电源电压。并且，电池120的负极连接到车辆10的车体地线。在电池120设置电压传感器125。电压传感器125，检测出电池120的输出电压 VB,向E⑶300输出此检测出的值。电池120的电压，经由DC/DC转换器127，向E⑶300、以及空调装置的逆变器等等的辅助设备供给。DC/DC转换器127，由E⑶300控制，使得维持向E⑶300等等供给的电压。 例如，鉴于由于驱动马达220起转发动机100使得电池120的电压暂时降低，控制为在驱动马达220时升压。如后所述，马达220被控制为在发动机100的起动要求信号输出的情况下驱动， DC/DC转换器127控制为在发动机100的起动要求信号输出的情况下升压。DC/DC转换器 127的控制方法不限定为此。继电器RYl的一端连接到电池120的正极，继电器RYl的另一端连接到起动机200 内的螺线管线圈230的一端。继电器RYl，通过来自E⑶300的控制信号SEl控制，切换来自电池120向螺线管线圈230的电源电压的供给和切断。继电器RY2的一端连接到电池120的正极，继电器RY2的另一端连接到起动机200 内的马达220。继电器RY2，通过来自E⑶300的控制信号SE2控制，切换来自电池120向马达220的电源电压的供给和切断。并且，在连结继电器RY2和马达220的电力线上，设置电压传感器130。电压传感器130，检测到马达电压VM，向E⑶300输出此检测出的值。本实施方式中，起动机200包含能够与连结于发动机100的曲轴111的第一齿轮接合的第二齿轮；在驱动状态下，使第二齿轮移动到与第一齿轮接合的位置的致动器232 ； 和使第二齿轮旋转的马达220。本实施方式中的“第一齿轮”是，连接到发动机100的曲轴 111的齿圈110、“第二齿轮”是小齿轮260。如上所述，向起动机200内的马达以及螺线管线圈230的电源电压的供给，能够由继电器RYl，RY2各自独立的控制。输出部件250，和马达内部的转子(未图示)的旋转轴通过例如直线花键结合。并且，在输出部件250的与马达220的相反侧的端部上，设置小齿轮沈0。通过继电器RY2的闭合，从电池120供给电源电压旋转马达220时，输出部件250向小齿轮沈0传达转子的旋转动作，旋转小齿轮260。
螺线管线圈230的一端如上所述的连接到继电器RY1，螺线管线圈230的另一端连接到车体地线。继电器RYl闭合，励磁螺线管线圈230，螺线管线圈230向箭头的方向吸引动铁芯210。动铁芯210，通过连结部240和输出部件250结合。螺线管线圈230被励磁而向箭头的方向吸引动铁芯210。如此，通过支点245被固定的连结部M0，使得输出部件250，从图1所示的待机位置，向着与动铁芯210的动作方向相反的方向，也就是小齿轮260从马达 220的本体远离的方向运动。并且，动铁芯210，通过未图示的弹簧机构施加与图1中的箭头反向的力，在螺线管线圈230为非励磁时，被返回待机位置。如此，通过对螺线管线圈230励磁，输出部件250在轴向上动作时，小齿轮260与安装在发动机100的曲轴111上的飞轮或者传动板的外周上设置的齿圈110接合。然后， 在小齿轮260和齿圈110接合的状态下，通过小齿轮260旋转动作，起转发动机100，对发动机100进行起动。如此，本实施方式中，分别控制移动小齿轮260使得与发动机100的飞轮或者传动板的外周上设置的齿圈110接合的致动器232，和使小齿轮260旋转的马达220。并且，图1中未图示，可以在输出部件250和马达220的转子轴之间设置单向离合器，使得马达220的转子不由于齿圈110的旋转动作旋转。并且，图1中的致动器232，如果是能够向齿圈110传达小齿轮260的旋转、并且能够切换小齿轮260和齿圈110接合的状态与两者非接合的状态的结构的话，不限于上述的机构，例如，将输出部件250的轴在小齿轮沈0的径向上移动，如此小齿轮260和齿圈110 接合的结构也是可以的。任意图中都未图示，ECU300包含CPU(中央处理单元)(Central Processing Unit)，和存储装置，和输入输出缓存，进行各个传感器的输入和向各设备的控制信号的输出。并且，关于上述的控制，不限于软件处理，使用专用的硬件(电子电路)构建一部分来处理也是可以的。E⑶300，接受来自设置于加速踏板140的传感器(未图示)的表示加速踏板140 的操作量的信号ACC。ECU300，接受来自设置于制动踏板150的传感器(未图示)的表示制动踏板150的操作量的信号BRK。并且，E⑶300，接受通过由于驾驶者进行点火操作等得到的起动操作信号IG-ON。E⑶300，基于上述的信息，生成发动机100的起动要求信号以及停止要求信号，按照此输出控制信号SE1，SE2控制起动机200的动作。E⑶300，能够分别的单独驱动致动器232以及马达220。并且，具有在致动器232 的驱动之前驱动马达220的旋转模式。本实施方式中，ECU300，旋转模式实行时，在致动器 232的驱动之前，抑制发动机100以及上述的设备(也就是，交流发电机132以及空调压缩机134)的负荷变动。参照图2，关于E⑶300的功能，进行说明。并且，以下说明的E⑶300的功能，通过软件实现也可以，硬件实现也可以，软件和硬件的协同来实现也可以。E⑶300，包括判定部302，和起动机控制部304，和变动抑制控制部306。判定部 302，判定是否有起动发动机100的要求。判定部302，例如，在驾驶者的制动踏板150的操作量减少到零时，判定为存在发动机100的起动要求。更加具体的，判定部302，在发动机 100以及车辆10为停止了的状态下，在驾驶者的制动踏板150的操作量减少到零时，判定为存在发动机100的起动要求。判定部302判定是否有起动发动机100的要求的判定方法不限于此。E⑶300，在判定为有起动发动机100的要求的情况下，生成发动机100的起动要求信号，据此输出控制信号SE1，SE2。本实施方式中，起动机控制部304，在发动机100的起动要求信号被生成了的情况下，也就是判定为有发动机100的起动要求的情况下，基于发动机100的旋转速度Ne在多个的控制模式中选择其中之一，控制致动器232和马达220使得发动机100起动。多个的控制模式，包含以在小齿轮沈0向齿圈110移动之后开始小齿轮260的旋转的方式控制致动器232以及马达220的第一模式，和以在开始了小齿轮沈0的旋转之后小齿轮沈0向齿圈110移动的方式控制致动器232以及马达220的第二模式。并且，起动机控制部304，在判定为有发动机100的起动要求的情况下，不在多个的控制模式中选择其中之一，以在开始了小齿轮沈0的旋转之后，小齿轮沈0向齿圈110移动的方式控制致动器232以及马达220也是可以的。起动机控制部304，在选择了第一模式的情况下，在由判定部302判定有发动机 100的起动要求的时候，控制致动器232使得小齿轮沈0向着齿圈110移动，在小齿轮沈0 向着齿圈110移动了之后，控制马达220使得小齿轮260旋转。起动机控制部304，在选择了第二模式的情况下，在由判定部302判定有发动机 100的起动要求的时候，控制马达220使得小齿轮沈0开始旋转，在开始了小齿轮260旋转之后，控制致动器232使得小齿轮250向着齿圈110移动。起动机控制部304，在发动机100的旋转速度Ne为预定的第一基准值α 1以下的情况下，选择第一模式。起动机控制部304，在发动机100的旋转速度Ne大于预定的第一基准值α 1的情况下，选择第二模式。变动抑制控制部306，在选择了第二模式的情况下，在通过起动机控制部304使致动器232动作的时刻之前，控制发动机100和连结到发动机100的通过动作变动发动机100 的负荷的设备中的至少一方，使得抑制发动机100的负荷的变动。具体的，变动抑制控制部306，由起动机控制部304选择第二模式，由判定部32判定有发动机100的起动要求的时候，从起动要求后的第一时刻直到致动器232动作的第二时刻之间，控制发动机100或者通过动作变动发动机100的负荷的设备，使得抑制发动机 100的负荷的变动。第一时刻是，判定为有起动要求的时刻也可以，开始马达220的动作的时刻也可以，至少是设定为使得在致动器232动作之前，发动机100的旋转速度Ne不急变的时刻。本实施方式中，作为变动发动机100的负荷的设备是，交流发电机132以及空调压缩机134中的一方进行说明，但是，除了交流发电机132以及空调压缩机134之外，只要是连结到带170的设备，并不是特别的限定于此。例如，设备是，按照来自ECU300的控制信号使用发动机100的动力动作的用于产生动力转向的油压的泵也是可以的。变动抑制控制部306，选择了第二模式的情况下，从起动要求后的第一时刻直到动作致动器232的第二时刻的期间，通过保持设备的动作状态，抑制发动机100的负荷的变动。变动抑制控制部306，例如，选择了第二模式的情况下，并且，起动要求后的第一时刻交流发电机132正在动作的情况下，控制交流发电机132，使得从第一时刻直到第二时刻
9之间，保持交流发电机132中的发电量。变动抑制控制部306，例如，选择了第二模式的情况下，并且，起动要求后的第一时刻电磁离合器142的状态为接合状态，空调压缩机134正在动作的情况下，控制空调压缩机 134，使得从第一时刻直到第二时刻之间，保持电磁离合器142的接合状态以及空调压缩机 134的动作量。进一步的，变动抑制控制部306，例如，选择了第二模式的情况下，并且，起动要求后的第一时刻交流发电机132和空调压缩机134中的都在动作的情况下，控制交流发电机 132以及空调压缩机134，使得从第一时刻直到第二时刻之间，保持交流发电机132的动作量，电磁离合器142的接合状态以及空调压缩机134的动作量。进一步的，变动抑制控制部306，选择了第二模式的情况下，从起动要求后的第一时刻直到致动器232动作的第二时刻之间，保持发动机100的动作状态。变动抑制控制部 306，例如，控制节气门160使得保持节气门的开度、或者控制阀门驱动用致动器172使得分别保持进气阀以及排气阀的各开阀量或者提升量以及关闭定时也是可以的。或者，变动抑制控制部306，选择了第二模式的情况下，控制发动机100以及设备中的任意一方，使得从起动要求后的第一时刻直到致动器232动作的第二时刻之间，禁止发动机100的负荷的变动也是可以的。变动抑制控制部306，例如，选择了第二模式的情况下，从起动要求后的第一时刻直到致动器232动作的第二时刻之间，禁止设备的动作。变动抑制控制部306，例如，空调装置动作的操作或者有用于自动的调整室内的温度动作空调装置的要求的情况下，也禁止电磁离合器142成为接合状态。或者，变动抑制控制部306，例如，存在交流发电机132的动作要求的情况下，也禁止交流发电机132的动作。并且，变动抑制控制部306，例如，选择了第二模式的情况下，从起动要求后的第一时刻直到动作致动器232的第二时刻之间，禁止对于发动机100的控制值的变化。对于发动机100的控制值，例如，节气门的开度控制值、各个进气阀以及排气阀的各开阀量的控制值或者进气阀以及排气阀的提升量以及关闭定时的控制值。变动抑制控制部306，在选择了第二模式的情况下，从起动要求后的第一时刻直到致动器232动作的第二时刻之间，例如， 禁止节气门164全闭，或者禁止进气阀以及排气阀全闭。变动抑制控制部306，在完成了齿圈110和小齿轮沈0的接合的情况下，解除负荷的变动的抑制或者禁止。变动抑制控制部306，例如，到螺线管线圈230的电流值是表示正在驱动螺线管线圈230的值的情况下，判定为完成了齿圈110和小齿轮260的接合也可以。 或者，变动抑制控制部306，例如，从马达220以及致动器232动作开始直到经过预定的时间，马达220的旋转速度Nm和发动机100的旋转速度Ne的差的绝对值在预定值以下的状态持续了的情况下，判定为完成了齿圈110和小齿轮沈0的接合也是可以的。起动器的动作模式的说明图3是用于说明起动机200的动作模式的转变的图。本实施方式中，起动机200 的动作模式中，包含待机模式410，接合模式420，旋转模式430，以及全驱动模式440。如前所述的第一模式是经过接合模式420转变到全驱动模式440的模式。如前所述的第二模式是经过旋转模式430移变到全驱动模式440的模式。
待机模式410是停止起动机200的致动器232以及马达220的两者的驱动的模式， 是没有发动机100的起动要求的情况下选择的模式。待机模式410，相当于起动机200的初始状态，发动机100的起动动作前，发动机100的起动完成之后，以及发动机100的起动失败的时候等等，不需要起动机200的驱动的情况下选择。全驱动模式440是驱动起动机200的致动器232以及马达220的两者的模式。选择此全驱动模式440的情况下，控制马达220以及致动器232，使得在小齿轮260和齿圈110 接合的状态下，小齿轮260旋转。如此，实际的起转发动机100，开始起动动作。本实施方式中的起动机220，如上所述，能够各自独立的驱动致动器232和起动机 220。因此，在从待机模式410过渡到全驱动模式440的过程中，有早于马达220的驱动而驱动致动器232的情况(也就是，相当于接合模式420)，和早于驱动致动器232而驱动马达 220的情况(也就是，相当于旋转模式430)。此接合模式420以及旋转模式430的选择，基本上基于发动机100的再起动要求发生时的发动机100的旋转速度Ne进行。接合模式420是，仅仅驱动致动器232和起动机220中的致动器232，不驱动马达 220的状态。此模式是，在即使是停止了小齿轮沈0的状态也能够接合小齿轮260和齿圈 110的情况下选择。具体的，发动机100停止的状态，或者发动机100的旋转速度Ne充分低的状态(Ne <第一基准值α 1)的情况下，选择此接合模式420。生成发动机100的起动要求之后，致动器232和起动机220选择接合模式420。然后，作为动作模式选择接合模式420之后，从接合模式420向全驱动模式440转变动作模式。也就是说，选择全驱动模式440控制致动器232和起动机220。也就是说，本实施方式中，基于致动器232的驱动开始经过了预定的时间，判定为小齿轮260和齿圈110 的接合完成了。另一方面，旋转模式430是仅仅驱动致动器232和起动机220中的马达220，不驱动致动器232的状态。此模式是，例如，在紧接着发动机100的停止要求之后，输出发动机 100的再起动要求的情况下，发动机100的旋转速度Ne相对的高(α 1 < Ne <第二基准值 α 2)的时候选择。生成了发动机100的起动要求信号的情况下，以旋转模式430控制致动器232和起动机220。如此，在发动机100的旋转速度Ne高的时候，停止了小齿轮260的状态下，小齿轮 260和齿圈110之间的速度差大，存在小齿轮260和齿圈110的接合困难的可能性。因此， 旋转模式430中，在驱动致动器232之前仅仅驱动马达220，同步齿圈110的旋转速度Ne和小齿轮沈0的旋转速度。然后，对应于齿圈110的旋转速度Ne和小齿轮沈0的旋转速度的差变得充分小，判定为同步已经成立了时驱动致动器232，进行齿圈110和小齿轮沈0的接合。然后，将动作模式从旋转模式430向全驱动模式440转变。本实施方式中，作为同步的成立的判定，具体的，通过发动机100的旋转速度Ne和小齿轮沈0的旋转速度(曲轴换算的马达220的旋转速度Nm)的相对旋转速度NdifT (= Ne-Nm)是否到了预定的阈值的范围内，进行判定(0彡β 1 ^ Ndiff < β 2)。并且，虽然能够通过相对旋转速度Ndiff的绝对值是否小于阈值β (I Ndiff < β)判定同步的成立的判定，但是，在发动机的旋转速度Ne比小齿轮沈0的旋转速度更高的状态下接合是更加理术目的
Μ J O全驱动模式440的情况下，对应于完成发动机100的起动，发动机100开始了独立运转的时候，运转模式从全驱动模式440返回待机模式410。如此，在输出了发动机100的起动要求信号的情况下，也就是说，判定为起动发动机100的情况下，在经过接合模式420移到全驱动模式440的第一模式和经过旋转模式430 移到全驱动模式440的第二模式中的任意一方的模式下，控制致动器232以及马达220。图4是说明本实施方式中，通过在发动机的起动动作时选择的2个驱动模式(第一模式、第二模式)进行发动机的起动控制以及和发动机的起动控制并行实行的变动抑制控制的图。图4的横轴表示时间，纵轴表示发动机100的旋转速度Ne，第一模式时以及第二模式时的致动器232以及马达220的驱动状态。时刻t0中，预想为例如车辆10停止，并且，满足作为由驾驶者操作制动踏板150 的条件，由此，生成发动机100的停止要求，停止发动机100的燃烧的情况。此情况下，如果不再起动发动机100的话，如实线的曲线W0，慢慢的降低发动机100的旋转速度Ne，最终停止发动机100的旋转。接着，在发动机100的旋转速度Ne的降低中，例如，考虑由于驾驶者对制动踏板 150的操作量变为零，生成了发动机100的再起动要求的情况。此情况下，按照发动机100 的旋转速度Ne分类为3个区域。第一区域(区域1)是，发动机100的旋转速度Ne比第二基准值α 2高的情况，例如，在图4中的点PO中，生成再起动要求那样的状态。此区域1，由于发动机100的旋转速度Ne充分高，通过燃料喷射以及点火动作，不使用起动机200也能够起动发动机100的区域。也就是说，区域1是发动机100能够独立恢复的区域。如此，区域1中，禁止起动机200的驱动。并且，关于上述的第二基准值α 2， 也有由马达220的最高旋转速度限制的情况。第二区域(区域2、是，发动机100的旋转速度Ne在第一基准值α 1和第二基准值α 2之间的情况，是在图4中的点Pl中生成再起动要求那样的状态。此区域2是，发动机100不能独立恢复，但发动机100的旋转速度Ne比较高的状态的区域。此区域中，如图3中说明的，选择旋转模式(第二模式)。时刻t2中，生成发动机100的再起动要求时，起动机控制部304，首先驱动马达 220。如此，开始小齿轮260旋转。并且，变动抑制控制部306，伴随着马达220的驱动实行变动抑制控制。关于变动抑制控制，因为在上面进行了描述，不再反复详细的说明。通过实行变动抑制控制，抑制发动机100的旋转速度Ne的急变动。时刻t3中，驱动致动器232。时刻t4中，通过驱动致动器232完成了齿圈110和小齿轮沈0的接合时，解除变动抑制控制的实行。然后，齿圈110和小齿轮260接合时，对发动机100起转，如虚线的曲线Wl那样发动机100的旋转速度Ne增加。之后，再开始发动机100的独立运转，停止致动器232和马达220的驱动。第三区域(区域幻是，发动机100的旋转速度Ne低于第一基准值α 1的情况，例如，是在图4中的点Ρ2中生成再起动要求那样的状态。此区域3是，发动机100的旋转速度Ne低，即使不同步小齿轮沈0，也能够接合齿圈110和小齿轮沈0的区域。此区域中，如图3所说明的，选择接合模式。时刻t5中，生成发动机100的再起动要求时，起动机控制部304，首先驱动致动器 232。如此，向齿圈110侧压出小齿轮沈0。时刻t6中，在驱动致动器232之后完成了齿圈 110和小齿轮沈0的接合时，驱动马达220。如此，对发动机100起转，如虚线的曲线W2那样发动机100的旋转速度增加。之后，再开始发动机100的独立运转时，停止致动器232和马达220的驱动。如此，使用能够独立的驱动致动器232和马达220的起动机200，进行发动机100 的再起动控制，如此，相比于现有的起动机中在从发动机100的独立恢复不可能的旋转速度(图4中的时刻tl)到发动机100停止(图4中的时刻t7)的期间(Tinh)中禁止发动机100的再起动动作的情况，变得能够更短时间的再起动发动机100。如此，对于驾驶者，能够减低由于发动机再起动延迟产生的不适感。动作模式设定控制的说明图5是用于说明本实施方式中ECU300的起动机控制部304实行的动作模式设定控制处理的详细的流程图。如图5所示的流程图通过以预定周期实行ECU300的存储器预先存储的程序实现。或者关于一部分的步骤，构建专用的硬件(电子电路)实现处理也是可以的。参照图1和图5，步骤(以下，步骤省略为S) 100中，起动机控制部304，判定是否有发动机100的起动要求。没有发动机100的起动要求的情况下(S100为否)，起动机控制部304，因为不需要发动机100的起动动作，向S190进行处理，选择待机模式。有发动机100的起动要求的情况下(S100为是)，向Sl 10进行处理，起动机控制部 304，接着判定发动机100的旋转速度Ne是否在第二基准值α 2以下。发动机100的旋转速度Ne大于第二基准值α 2的情况(S110为否)，因为对应着发动机100能够独立恢复的图4中的区域1，起动机控制部304，向S190进行处理，选择待机模式。发动机100的旋转速度Ne在第二基准值α 2以下的情况(S110为是)，起动机控制部304，进一步判定发动机100的旋转速度Ne是否在第一基准值α 1以下。发动机100的旋转速度Ne在第一基准值α 1以下的情况(S120为是)，因为对应着图4中的区域1，所以向S145进行处理，起动机控制部304，选择接合模式。然后，起动机控制部304，通过输出控制信号SEl闭合继电器RY1，驱动致动器232。此时，不驱动马达 220。然后，向S170进入处理，起动机控制部304，选择全驱动模式。然后，通过起动机 200，开始发动机100的起转。接着，起动机控制部30，在S180中，判定是否完成了发动机100的起动。关于发动机100的起动完成的判定，例如，可以从马达220的驱动开始经过预定时间之后，通过发动机的旋转速度是否大于表示独立运转的阈值Y判定。发动机100的起动没有完成的情况下(S180为否)，返回处理到S170，继续发动机 100的起转。发动机100的起动完成了的情况下(S180为是)，进行处理到S190，E⑶300选择待机模式。另一方面，发动机100的旋转速度Ne比第一基准值α 1大的情况下(S120为否)， 进行处理到S140，ECU300，选择旋转模式。然后，ECU300输出控制信号SE2，闭合继电器RY2， 如此驱动马达220。此时，不驱动致动器232。然后，E⑶300，在S170，选择全驱动模式。如此，驱动致动器232，小齿轮260和齿圈110接合，起转发动机100。变动抑制控制的说明图6是用于说明本实施方式中ECU300的变动抑制控制部306实行的变动抑制控制处理的详细的流程图。如图6所示的流程图，通过以预定周期实行在ECU300的存储器预先存储的程序实现。或者关于一部分的步骤，构建专用的硬件(电子电路)实现处理也是可以的。参照图1和图6，S200中，变动抑制控制部306，判定是否有发动机100的起动要求。没有发动机100的起动要求的情况下(S100为否)，处理返回到S200。有发动机 100的起动要求的情况下(S100为是)，向S210进行处理，变动抑制控制部306，判定是否选择了全驱动模式。变动抑制控制部306，例如，在马达220和致动器232两者都在动作中的情况下判定为选择了全驱动模式。并且，变动抑制控制部306，例如，在致动器232的动作停止了的状态下马达220动作的情况下，或者马达220和致动器232两者都停止动作的状态，判定为没有选择全驱动模式。判定为没有选择全驱动模式的情况下(S210为否)，进行处理到S220，判定马达 220是否在驱动中。马达220在驱动中的情况下(S220中是)，变动抑制控制部306，实行变动抑制控制。也就是说，变动抑制控制部306，通过保持发动机100、交流发电机132以及空调压缩机 134中的至少一方的动作状态，抑制发动机100的负荷的变动。马达220没有在驱动中的情况下(S220中否)，变动抑制控制部306是，完成此处理。并且，判定为选择了全驱动模式的情况(S210中是)，进行处理到SM0，变动抑制控制部306，判定小齿轮260和齿圈110的接合是否完成了。判定为小齿轮260和齿圈110的接合完成了的情况(S230中是)，进行处理到 S250，变动抑制控制部306解除变动抑制控制。判定小齿轮260和齿圈110的接合没有完成的情况(S230中否)，变动抑制控制部306，完成此处理。如此，本实施方式中，对应于发动机100的起动要求选择了旋转模式的情况下，通过以在致动器232动作的时刻之前抑制发动机100的负荷的变动的方式控制发动机100、交流发电机132以及空调压缩机134中的至少任一方，能够抑制发动机100的旋转速度Ne的急变动。因此，旋转模式的选择时的马达220的驱动中，能够避免以发动机100的旋转速度 Ne变动为起因导致的马达220的旋转速度Nm和发动机100的旋转速度Ne不能同步的问题。也就是说，马达220的驱动后致动器232动作的情况下，能够高精度的预测发动机100 的旋转速度Ne。此结果是，能够高精度的设定用于同步发动机100的旋转速度Ne和马达220的旋转速度Nm的马达220的驱动开始定时。如此，能够提供抑制发动机的起动性的恶化的起动装置以及发动机的起动方法。并且，在齿圈110和小齿轮260接合完成了的情况下解除负荷的变动的抑制时，因为能够使发动机100的负荷变动的设备动作、或也能够停止动作，因此，将车辆的状态控制为期望的状态。进一步的，从起动要求后的第一时刻直到致动器232动作的第二时刻之间，保持变动发动机100的负荷的设备(空调压缩机134和交流发电机13 的动作状态的情况下， 能够直到致动器232动作之前抑制发动机100的负荷变动，能够抑制起动性的恶化。并且，从发动机100的起动要求后的第一时刻直到致动器232动作的第二时刻之间，保持发动机100的动作状态的情况下，能够直到致动器232动作之前抑制发动机100的负荷变动，能够抑制起动性的恶化。并且，以从发动机100的起动要求后的第一时刻直到致动器232动作的第二时刻之间，禁止发动机100的负荷变动的方式控制发动机100或者变动发动机100的负荷的设备的情况下，能够直到致动器232动作之前抑制发动机100的负荷变动，能够抑制起动性的
T^ O进一步的，从发动机100的起动要求后的第一时刻直到致动器232动作的第二时刻之间，禁止变动发动机100的负荷的设备的动作的情况下，能够直到致动器232动作之前抑制发动机100的负荷变动，能够抑制起动性的恶化。然后，从发动机100的起动要求后的第一时刻直到动作致动器232的第二时刻之间，禁止对于发动机100的控制值的变化的情况下，能够直到致动器232动作之前抑制发动机100的负荷变动，能够抑制起动性的恶化。本实施方式中，E⑶300，基于发动机100的旋转速度，选择第一模式和第二模式中的任一方的模式，控制致动器232和马达220使得起动发动机100。如此对应于发动机100 的旋转速度选择合适的模式。如此，在选择了第二模式的情况下，能够更可靠的起动发动机 100。此处展示的实施方式，所有的点均为示例，绝对不能认为是对本发明的限制。本发明的范围，不是由上述的说明表示，而是根据权利要求的范围表示，与权利要求的范围均等的意义以及范围内的所有变更均包含其中。符号说明10车辆，100发动机，110齿圈，111曲轴，115旋转速度传感器，120电池，125电压传感器，127DC/DC转换器，130电压传感器，132交流发电机，134空调压缩机，136，138， 168滑轮，140加速踏板，142电磁离合器，150制动踏板，160节气门马达，162节气门位置传感器，164节气门，166进气通路，170带，172阀门驱动用致动器，200起动机，210动铁芯， 220马达，230螺线管线圈，232致动器，240连结部，245支点，250输出部件，260小齿轮， 300ECU，302判定部，304起动机控制部，306变动抑制控制部。
1权利要求
1.一种发动机的起动装置，具备使所述发动机(100)起动的起动机O00)；连结于所述发动机(100)的曲轴(111)、使所述发动机(100)的负荷变动的设备(132， 134)；和所述起动机O00)的控制装置(300)，所述起动机(200)包括能够与连结于所述发动机(100)的所述曲轴(111)的第一齿轮(110)接合的第二齿轮 (260)；在驱动状态下，使所述第二齿轮(260)移动到与所述第一齿轮(110)接合的位置的致动器032)；和使所述第二齿轮(260)旋转的马达020)，所述控制装置(300)能够分别独立地驱动所述致动器(23 和所述马达(220)，所述控制装置(300)具有在所述致动器032)的驱动之前使所述马达(220)驱动的旋转模式，在所述旋转模式的执行时，在所述致动器032)的驱动之前抑制所述发动机(100)以及所述设备(132，134)的负荷变动。
2.根据权利要求1所述的发动机的起动装置，其中，所述控制装置(300)，在所述第一齿轮(110)与所述第二齿轮(沈0)的接合完成了的情况下解除所述负荷的变动的抑制。
3.根据权利要求1所述的发动机的起动装置，其中，所述设备包括空调压缩机(134)以及交流发电机(13 中的至少任一方，所述控制装置(300)，在从所述起动要求后的第一时刻到使所述致动器(23 工作的第二时刻为止的期间，保持所述设备(132，134)的工作状态。
4.根据权利要求1所述的发动机的起动装置，其中，所述控制装置(300)，在从所述起动要求后的第一时刻到使所述致动器(23 工作的第二时刻为止的期间，保持所述发动机(100)的工作状态。
5.根据权利要求1所述的发动机的起动装置，其中，所述控制装置(300)，在从所述起动要求后的第一时刻到使所述致动器(23 工作的第二时刻为止的期间，控制所述发动机(100)以及所述设备(132，134)中的任一方，使得禁止所述发动机(100)的负荷的变动。
6.根据权利要求5所述的发动机的起动装置，其中，所述设备包括空调压缩机(134)以及交流发电机(13 中的至少任一方，所述控制装置(300)，在从所述起动要求后的第一时刻到使所述致动器(23 工作的第二时刻为止的期间，禁止所述设备的工作。
7.根据权利要求5所述的发动机的起动装置，其中，所述控制装置(300)，在从所述起动要求后的第一时刻到使所述致动器(23 工作的第二时刻为止的期间，禁止对所述发动机(100)的控制值的变化。
8.根据权利要求1所述的发动机的起动装置，其中，所述控制装置(300)基于所述发动机(100)的旋转速度选择多个控制模式中的任一个，控制所述致动器(23 和所述马达(220)使得所述发动机(100)起动，所述多个控制模式包括第一控制模式和第二控制模式，所述第一控制模式用于使所述致动器(23 工作，使得在所述旋转模式的执行后所述第二齿轮(沈0)朝向所述第一齿轮 (110)移动，所述第二控制模式用于在开始了所述致动器(23 的工作后使所述马达O20)工作。
9. 一种发动机的起动方法，使所述发动机(100)起动的起动机O00)；连结于所述发动机(100)的曲轴(111)、使所述发动机(100)的负荷变动的设备(132，134)；和所述起动机(200)的控制装置(300)设置于所述发动机，所述起动机(200)包括能够与连结于所述发动机(100)的所述曲轴(111)的第一齿轮(110)接合的第二齿轮O60)；在驱动状态下，使所述第二齿轮(沈0)移动到与所述第一齿轮(110)接合的位置的致动器032)；和使所述第二齿轮060)旋转的马达020)， 所述致动器(23 和所述马达(220)分别能够独立地驱动， 所述起动方法包括以在所述致动器032)的驱动之前使所述马达(220)驱动的旋转模式，驱动所述致动器(23 和所述马达Q20)的步骤；以及在所述旋转模式的执行时，在所述致动器032)的驱动之前抑制所述发动机(100)以及所述设备(132，134)的负荷变动的步骤。
全文摘要
ECU，实行包含如下步骤的程序有发动机的起动要求的情况下(S200为是)，选择旋转模式的情况下的马达的驱动中(S210为否，S220为是)，实行变动抑制控制的步骤(S230)、和选择全驱动模式的情况下(S210为是)并且齿圈和小齿轮接合完成了的情况下(S240为是)解除变动抑制控制的步骤(S250)。
文档编号F02N15/06GK102472230SQ20108003021
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者哈希姆 H·S·本, 守屋孝纪, 笕淳平 申请人:丰田自动车株式会社