专利名称：发动机起动方法以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在车辆行驶中使用的由电动机进行的发动机起动方法、以及使用该方法的装置。
背景技术：
近年来，在全世界范围内强化用于改善环境的汽车排放物限制和实现降低CO2的燃料消耗限制的基础上，开发了一种并行式混合动力型车辆，其作为车辆的驱动源，与发动机一起搭载电动机，可以将电动机的输出和发动机的输出进行组合而行驶。一般地，在上述的并行式混合动力型车辆中形成为，在低转速区域中，取代汽车排放物低效的发动机，由加速响应较好的电动机进行驱动，在中高转速区域中，主要由汽车排放物效率良好的发动机进行驱动。在记载有该并行式混合动力型车辆的非专利文献I中记载了具有下述部分 的并行式混合动力型车辆，如图11所示，具有柴油机(Diesel Engine) 201 ;扁平型电动机(Moter) 202，其与该柴油机201的曲轴直接连接；逆变器(Inverter) 203，其对扁平型电动机202进行控制；电池(Battery) 204，其积蓄扁平型电动机202的再生电力；变速器(Transmission) 205，其使扁平型电动机202的输出轴的旋转变速，并向驱动轴207传递；离合器(Clutoh)206，其设置在扁平型电动机202和变速器205之间；以及差动齿轮210，其将驱动轴207的旋转向车轮208的车轴209传递。通过如上所述构成的并行式混合动力型车辆，可以同时减少车辆所产生的汽车排放物和CO2。非专利文献I : ’03自動車技術会春季学術講演会20035246小型卜9 夕用八9 Jl· 4 7" V 'y開発
发明内容
但是，在非专利文献I的并行式混合动力型车辆中，在发动机的起动中不是使用专用的起动装置，而利用在混合动力中所使用的扁平型电动机。因此，该电动机必须具有以下电动机性能，即，可以输出使发动机点火所需的扭矩。作为该所需的扭矩，是指使曲轴(发动机输出轴)等旋转的起动扭矩、以及使曲轴等的旋转加速的加速扭矩，由于为较大的扭矩，因此存在下述问题，即，需要马力大的电动机，导致大型化。因此，本发明是鉴于上述的情况而提出的，其目的在于，提供一种发动机起动方法以及使用该方法的装置，在并行式混合动力型车辆行驶时所使用的电动机装置中，可以在车辆的发动机起动时产生较大的起动扭矩，且可以将装置小型化。为了解决上述的课题，技术方案I所涉及的发明的结构上的特征在于，具有下述工序电动机反转驱动工序，在该工序中，向电动机通入反转电流，从所述电动机开始旋转的初始旋转位置开始，向与所述电动机连结的电动机输出轴的正转方向相反的反转方向，使所述电动机输出轴驱动旋转，通过该反转方向的驱动，从与发动机输出轴连结的第I部件和与所述电动机输出轴连结的第2部件在圆周方向上对齐的中立位置，朝向反转方向，使所述第2部件相对于所述第I部件位移，使弹性部件弹性变形，在所述弹性部件中积蓄将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力；施压正转工序，在该工序中，使所述电动机的通电停止，使所述弹性部件的施压力释放而使所述电动机输出轴向所述正转方向旋转，以使得相对于所述第I部件从所述中立位置朝向反转方向位移的所述第2部件，向所述中立位置复位；电动机正转驱动工序，在该工序中，向所述电动机通入正转电流，使所述电动机输出轴向所述正转方向驱动旋转；以及发动机起动点火工序，在该工序中，通过所述电动机正转驱动工序的旋转，使所述发动机输出轴旋转，使发动机点火。技术方案2所涉及的发明的结构上的特征在于，在技术方案I中，在所述电动机输出轴复位至所述初始旋转位置附近时、且具有所述正转方向的动能时，开始所述电动机正转驱动工序中的所述电动机输出轴的驱动旋转。技术方案3所涉及的发明的结构上的特征在于，在技术方案I或者2中，在通过所述发动机起动点火工序无法起动发动机的情况下，具有下述工序施压再次正转工序，在该工序中，使流向所述电动机的正转电流停止，然后，利用所述弹性部件的复位力向反转方向旋转的第2部件相对于所述第I部件，超过所述中立位置而进行位移，从而在所述弹性部件中积蓄将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力，利用该积蓄的所述施压力，使所述 电动机输出轴向正转方向旋转；电动机再次正转驱动工序，在该工序中，向所述电动机通入与之前的电动机正转驱动工序相比更大的正转电流，使所述电动机输出轴向正转方向驱动旋转；以及发动机再次起动点火工序，在该工序中，通过所述电动机再次正转驱动工序的旋转，使所述发动机输出轴旋转，使发动机点火。技术方案4所涉及的结构上的特征在于，在技术方案3中，具有积蓄判断工序，在该工序中，判断在使通入所述电动机的正转电流停止后，所述发动机输出轴和所述电动机输出轴从所述中立位置进行相对位移的扭转角度，是否达到将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力积蓄在所述弹性部件中的阈值，在基于所述积蓄判断工序，将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力达到所述阈值的情况下，执行所述施压再次正转工序，在基于所述积蓄判断工序，将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力未达到所述阈值的情况下，以规定次数执行所述电动机反转驱动工序、所述施压再次正转工序、所述电动机正转驱动工序以及所述发动机起动点火工序。技术方案5所涉及的发明的结构上的特征在于，在技术方案I至4的任一项中，具有旋转位置检测工序，在该工序中，判断在执行所述施压正转工序后，向所述正转方向旋转的所述电动机输出轴的旋转角度是否达到所述初始旋转位置附近。技术方案6所涉及的发明的构造上的特征在于，具有发动机输出轴以及电动机输出轴，它们设置在用于车辆驱动而设置的发动机和电动机之间；以及缓冲器，其具有弹性部件，该弹性部件吸收所述发动机输出轴以及所述电动机输出轴的旋转的变动，所述缓冲器具有与所述发动机输出轴连结的第I部件、和与所述电动机输出轴连结的第2部件，所述弹性部件处于所述第I部件和所述第2部件之间，该发动机起动装置具有旋转位置检测部，其对所述电动机输出轴相对于所述发动机输出轴的旋转位置进行检测；反转驱动控制机构，其向所述电动机通入反转电流，使所述电动机输出轴从所述电动机开始旋转的初始旋转位置，朝向与所述正转方向相反的反转方向旋转驱动，通过该电动机输出轴的反转方向的驱动，使所述第2部件从所述第I部件与所述第2部件在圆周方向上对齐的中立位置，朝向所述电动机的反转方向位移，使所述弹性部件积蓄将电动机输出轴向正转方向施压的施压力；施压力释放控制机构，其通过所述旋转位置检测部对通过所述反转驱动控制机构向所述反转方向旋转的电动机输出轴的规定的驱动旋转停止位置进行检测，基于该检测信号使反转电流的通电停止，使所述弹性部件的施压力释放，从而将从所述中立位置向所述反转方向位移后的第2部件复位至所述中立位置；以及正转驱动控制机构，其通过所述旋转位置检测部对通过所述弹性部件的施压力向发动机输出轴的正转方向旋转的电动机输出轴的规定的驱动旋转开始位置进行检测，基于该检测信号，向所述电动机通入正转电流，从而使所述电动机输出轴向所述正转方向旋转驱动。技术方案7所涉及的发明的结构上的特征在于，在技术方案6中，在所述缓冲器和所述电动机之间设置有离合器，其执行所述缓冲器和所述电动机之间的扭矩的传递·切断。技术方案8所涉及的结构上的特征在于，在技术方案6中，在使所述电动机断续且累加地产生正转方向、反转方向的扭矩，使所述缓冲器产生振动以使得所述缓冲器的弹性振动增大之后，在所述电动机输出轴复位至初始旋转位置附近、且具有正转方向的动能时， 开始所述正转方向的所述电动机输出轴的驱动。发明的效果根据技术方案I所涉及的发明，通过利用电动机反转驱动工序，使电动机输出轴向反转方向驱动，从而缓冲器的第2部件相对于第I部件，从中立位置向反转方向相对位移，使弹性部件弹性变形，积蓄将电动机输出轴向正转方向施压的力，将所积蓄的施压力释放，使电动机输出轴向正转方向旋转。并且，在通过该施压力，电动机输出轴向正转方向旋转期间，通过利用电动机正转驱动工序，使电动机输出轴向正转方向驱动旋转，从而在发动机起动点火工序中，使电动机以及发动机的转速上升至发动机点火所需的转速。如上所述，使用缓冲器的弹性部件，将电动机输出轴向正转方向施压并旋转，与该施压产生的旋转相应地，使电动机负担的起动扭矩减小，可以实现电动机的小型化。并且，通过实现电动机的小型化，从而可以实现材料费的降低、制作设备的小型化、组装工序的缩短，实现低成本化。根据技术方案2所涉及的发明，在电动机输出轴反转后进行正转，复位至初始旋转位置附近时，是与电动机输出轴的反转相伴的弹性部件的弹性变形的能量全部转换为电动机输出轴的动能的定时。因此，通过在该初始旋转位置附近使电动机正转驱动，从而可以最有效地利用由施压产生的电动机输出轴的动能，可以以较小的起动扭矩使电动机输出轴驱动旋转。根据技术方案3所涉及的发明，在发动机没有起动时，在施压再次正转工序中，通过使向电动机的通电停止，从而电动机输出轴将正转驱动停止，但通过停止前的正转，与电动机输出轴连结的第2部件相对于与发动机输出轴连结的第I部件，从中立位置向正转方向相对位移，在弹性部件中产生将电动机输出轴向反转方向施压的弹性变形。因此，通过该反转方向的施压力，使电动机输出轴反转。通过利用进行该反转的电动机输出轴的惯性力，电动机输出轴超过所述中立位置，进一步进行反转，从而所述第2部件相对于所述第I部件向反转方向相对位移，在弹性部件中再次积蓄将电动机输出轴向正转方向施压的力。并且，通过再次积蓄的施压力，使电动机输出轴向正转方向旋转。在通过该施压力向正转方向旋转期间，在电动机再次正转驱动工序中，通过向电动机通入正转电流，使电动机输出轴向正转方向驱动旋转，从而使电动机以及发动机的转速上升至发动机点火所需的转速，在发动机再次起动点火工序中进行发动机点火。在该情况下，通过进行反转的电动机输出轴的惯性力而积蓄的使电动机输出轴向正转方向旋转的施压力，与通过所述电动机的反转驱动而积蓄的施压力相比较小，另外，在上次通电中的电动机扭矩被认为不足以使发动机起动，因此，必须向电动机正转驱动中通入更大的正转电流。因此，施加与之前的电动机正转驱动工序中通入的电流相比较大的电流，从而使电动机负担的扭矩成分增加，可以提高发动机点火的可靠性。根据技术方案4所涉及的发明，即使在电动机输出轴的旋转中存在衰减，也对是否达到被认为弹性部件可以积蓄有效的施压力的阈值进行判断，在达到所述阈值的情况下，执行施压再次正转工序，利用弹性部件的施压力，使电动机输出轴向正转方向旋转。在判断为没有达到上述阈值的情况下，以规定次数执行电动机反转驱动工序、施压再次正转工序、电动机正转驱动工序以及发动机起动点火工序。根据技术方案5所涉及的发明，如果在执行施压再次正转工序后，通过旋转位置检测工序，检测出向正转方向旋转的电动机输出轴的旋转角度位于初始旋转位置附近，则通过电动机正转驱动工序，使电动机输出轴向正转方向驱动旋转。 根据技术方案6所涉及的发明，通过利用反转驱动控制机构向电动机通入反转电流，使电动机输出轴反转，从而缓冲器的第2部件相对于第I部件向反转方向位移，使弹性部件弹性变形，积蓄将电动机输出轴向正转方向施压的力。在通过所述旋转位置检测部检测出规定的驱动旋转停止位置的情况下，通过利用施压力释放控制机构使通入电动机的反转电流停止，从而使所述电动机输出轴的反转驱动停止，通过积蓄在所述弹性部件中的施压力，使电动机输出轴向正转方向旋转。并且，在利用该施压力使电动机输出轴向正转方向旋转期间，在通过所述旋转位置检测部检测出电动机输出轴的旋转位置达到规定的驱动旋转开始位置的情况下，通过正转驱动控制机构，向电动机中通入正转电流。由此，使电动机输出轴向所述正转方向进行驱动旋转的动作开始，使电动机以及发动机的转速上升至发动机的点火所需的转速。与利用缓冲器的弹性部件向正转方向将电动机输出轴施压的起动扭矩相应地，使电动机负担的起动扭矩减小，如上所述，可以提供实现小型化的电动机。根据技术方案7所涉及的发明，在利用小型化的电动机实现发动机起动的基础上，在通过车辆减速、来自车轮侧的传递扭矩，使电动机输出轴旋转的再生时，利用离合器，将向发动机输出轴传递的旋转切断，从而去除通过发动机输出轴旋转而产生的阻力，可以高效地积蓄由于电动机输出轴的旋转而产生的再生动力。根据技术方案8所涉及的发明，通过使电动机在正转方向以及反转方向中的某个方向上断续且累加地产生扭矩，从而第2部件相对于第I部件超过中立位置，产生向正转方向以及反转方向位移的振动。在向所述正转方向位移的情况下，在弹性部件中积蓄将电动机输出轴向反转方向施压的力，在向所述反转方向位移的情况下，在弹性部件中积蓄将电动机输出轴向正转方向施压的力。并且，在电动机输出轴复位至初始旋转位置附近、且具有正转方向的动能的定时下，开始电动机输出轴的正转方向的驱动，从而与弹性部件将电动机输出轴施压的起动扭矩相应地，使电动机负担的起动扭矩减小。
图I是表示本发明的实施方式的安装有发动机起动装置的并行式混合驱动系统的概略图。图2是表不发动机起动时的同一电动机输出轴和发动机输出轴的旋转角度的随时间变化的图。图3是表示该发动机再次点火起动的情况下的电动机输出轴和发动机输出轴的旋转角度的随时间变化的图。图4是在该并行式混合驱动系统中使用的缓冲器的正面图。图5是表示该缓冲器的初始旋转位置的图。 图6是表示该缓冲器的反转状态的图。图7是表示该缓冲器的正转状态的图。图8是表示该缓冲器的正转状态的图。图9是表示该发动机起动控制的流程的图。图10是表示该发动机起动控制的流程的图。图11是现有的并行式混合驱动系统的概略图。标号的说明2发动机起动装置4发动机6 电动机8发动机输出轴10电动机输出轴12缓冲器14离合器30第2部件(惯性轮)32第I部件(中间旋转部件)38弹性部件(螺旋弹簧)48旋转位置检测部(发动机旋转位置检测传感器)50旋转位置检测部(电动机旋转位置检测传感器)52逆旋转驱动控制机构、施压力释放控制机构、正旋转驱动控制机构(MCU)
具体实施例方式实施例I基于附图，说明将本发明的所涉及的发动机起动装置使用在并行式混合驱动系统中的实施例。图I是表示并行式混合驱动系统的概要的概略结构图，图2是表示发动机起动时的电动机输出轴以及发动机输出轴的旋转角度Θ的随时间变化的图。并行式混合驱动系统I如图I所示,具有发动机起动装置。发动机起动装置具有作为驱动力源起作用的发动机4、和也作为发电机起作用的电动机6。发动机4的发动机输出轴8经由缓冲器12以及离合器14与电动机6的电动机输出轴10连接。电动机输出轴10与减变速装置16连接，减变速装置16与驱动轴18连接。驱动轴18经由差动齿轮20与车轴22连接，车轴22的两端，与作为驱动轮的一对车轮24连接。发动机4例如为水冷式汽油发动机，具备使车轮24行驶所需的输出。如图Γ图8所示，缓冲器12具有两个惯性轮30，其作为第2部件，与电动机输出轴10连结；以及中间旋转部件32，其作为第I部件，夹在两个惯性轮30之间，与发动机输出轴8连结。惯性轮30具有4个第I安装部34，它们在圆周方向上隔着等间隔配置。中间旋转部件32具有4个第2安装部36，它们在圆周方向上隔着等间隔配置。如图5所示，作为弹性部件的螺旋弹簧38，在第I安装部34以及第2安装部36重合的状态下，配置在第I安装部34以及第2安装部36内部。通过螺旋弹簧38对第I安装部34以及第2安装部36各自的两端缘部在圆周方向上施压，从而将第I安装部34和第2安装部36保持在圆周方向上重合的中立位置处。利用螺旋弹簧38，吸收由于发动机输出轴8以及电动机输出轴10之间的旋转变动而引起的冲击。如果惯性轮30相对于中间旋转部件32从中立位置发生位移，则第I安装部34和第2安装部36在圆周方向上彼此错位，使螺旋弹簧38压缩，在电动机输出轴10和发动机输出轴8之间，螺旋弹簧38向复位方向施压，换言之，进行施压以使得第I安装部34和第2安装部36在圆周方向上彼此对齐。离合器14通过电动机6侧的离合器板14a和发动机4侧的离合器板14b进行接近/远离，从而使传递扭矩接合/断开。 电动机6内的未图示的转子具有永磁铁等，定子线圈(励磁线圈 图略)包围未图示的转子的周围。电动机6通过向所述定子线圈通电，产生旋转磁场，从而作为使所述转子旋转的电动机起作用。电动机6还作为发电机起作用，S卩，利用经由驱动轴18传递的来自车轮24的外力，使所述转子旋转，产生交替磁场，从而使定子线圈产生电流。另外，在本实施方式中，发动机起动装置2构成为具有I个电动机6，但也可以成为分别设置发动机和发电机的结构。电动机6经由电动机控制单元以及逆变器(motor control unit简称MCU)52,与电池46连接。电动机6在作为电动机起作用时，由电池46施加使转子旋转的电流。另一方面，电动机6在作为发电机起作用时，使在所述定子线圈中发生的发电电力充电并储存。在缓冲器12的发动机输出轴8侧，设置有检测发动机输出轴8的旋转位置的发动机旋转位置传感器(例如回转式编码器)48。在缓冲器12的电动机输出轴10侧，设置有检测电动机输出轴10的旋转位置的电动机旋转位置检测传感器(例如回转式编码器)50。发动机输出轴8以及电动机输出轴10的旋转位置以初始旋转位置为基准进行检测。初始旋转位置对于电动机输出轴10,是指通过电动机反转驱动而使电动机6开始旋转之前的旋转位置，对于发动机输出轴8，是指起动旋转之前的旋转位置。通过上述的发动机旋转位置检测传感器48以及电动机旋转位置检测传感器50，构成用于检测与初始旋转位置相对应的旋转位置(旋转角度Θ )的旋转位置检测部。在这里，如后述的发动机起动工序中无法进行发动机4的点火的情况所示，如果发动机输出轴8旋转，则无法以初始旋转位置0°为基准，进行将施压力积蓄在缓冲器12中的控制。因此，在如上所述的情况下，使用缓冲器12中的发动机输出轴8和电动机输出轴10从所述中立位置相对位移后的扭转角度α进行该控制。该扭转角度α是利用电动机旋转位置检测传感器50和发动机旋转位置传感器48检测的各旋转角度的差值而求出的。如果将电动机输出轴的旋转角度设为θπι，将发动机输出轴的旋转角度设为06，则存在0 =Θ m — Θ e的关系。电动机输出轴10的旋转通过MCU 52进行控制。通过该MCU52，构成反转驱动控制机构、施压力释放控制机构以及正转驱动控制机构。下面，基于图I至图10对于如上所述构成的发动机起动装置2的动作进行说明。首先，如图9所示，从发动机停止状态向发动机起动模式转换，利用MCU 52开始发动机起动控制(S100)。在电动机输出轴10开始旋转之前的初始旋转位置处，如图2的(I)以及图5所示，旋转角度Θ为O。，该旋转角度Θ，在缓冲器12中发动机输出轴8开始旋转之前，与电动机输出轴10相对于发动机输出轴8的相对旋转角度(扭转角度)α相同。并且，MCU 52将表示发动机起动控制的循环重复次数N，设定为N = O (SlOl)0然后，通过来自MCU 52的指令，开始向电动机6通入使电动机输出轴10向反转方向(与发动机输出轴8的旋转方向相反的方向)驱动的反转电流，电动机输出轴10向反转方向旋转(S102)。此时，在发动机输出轴8停止的状态下，与电动机输出轴10连结的惯性轮30在图5中围绕逆时针方向旋转，仅电动机输出轴IO进行反向旋转，因此，在负方向上相对于初始旋转位置0°产生相对的旋转角度Θ。并且，缓冲器12的螺旋弹簧38在被压缩的 方向上弹性变形(电动机反转驱动工序)。通过该弹性变形，使螺旋弹簧38积蓄将电动机输出轴10向正转方向(发动机输出轴8的旋转方向)施压的力。然后，如果通过电动机旋转位置检测传感器50检测出电动机输出轴10的旋转角度θπι达到规定的驱动旋转停止位置即一 Θ1 (S103)，则通过MCU 52的指令，将通入电动机6的反转电流切断,使电动机输出轴10的反转方向的驱动旋转停止(S104)。通过该反转驱动停止，电动机输出轴10成为旋转阻力较小的可自由旋转的状态。因此，如图2的(2广
(3)所示，使积蓄在螺旋弹簧38中的施压力释放，电动机输出轴10向正转方向旋转(施压正转工序，S105)。在电动机输出轴10向正转方向旋转的情况下，惯性轮30如图6所示，相对于中间旋转部件32进行围绕顺时针的旋转。然后，如图7所示，如果通过电动机旋转位置检测传感器50检测出向正转方向旋转的电动机输出轴10的旋转角度0 m位于作为规定的驱动旋转开始位置的初始旋转位置O。附近(例如，图2中的tl的范围，图2的⑷)(旋转位置检测工序，S106)，则通过MCU52的指令，向电动机6通入正转电流，电动机输出轴10向正转方向驱动(电动机正转驱动工序，S107)。通过电动机6的驱动旋转，使发动机输出轴8旋转(S108，图2的(5))，直至发动机4的起动所需的转速、即例如50(T600rpm为止使发动机输出轴8旋转，使发动机点火(发动机起动点火工序，S109,图2的(6))。发动机旋转位置检测传感器48对发动机4是否已起动进行检测(SI 10)。通过发动机旋转位置检测传感器48检测出发动机4已起动时，MCU 52结束发动机起动控制(S111)。在通过发动机旋转位置检测传感器48检测出发动机4无法起动时，如图10所示，MCU 52将处理跳转至S112。另外，如上所述，由于发动机输出轴8即使无法起动也稍微进行旋转，因此，无法以初始旋转位置0°为基准进行控制。在如上所述的情况下，也可以将电动机输出轴10的停止位置作为新的初始旋转位置0°进行复位，但在本实施例中，使用表示发动机输出轴8和电动机输出轴10之间的相对位移的所述扭转角度α，进行控制。首先，将向电动机6通入的的正转电流切断，使电动机输出轴10向正转方向驱动旋转的动作停止(S112,图3的(6))。在该电动机输出轴10停止之前,如图8所示，电动机输出轴10和发动机输出轴8以扭转角度α进行相对位移,使螺旋弹簧38成为被压缩的状态。另一方面，通过该正转驱动停止，电动机输出轴10成为旋转阻力较小的可自由旋转的状态。因此，螺旋弹簧38所积蓄的施压力被释放，使电动机输出轴10向反转方向旋转(S113)。在电动机输出轴10向反转方向旋转的情况下，惯性轮30相对于中间旋转部件32，在图8中围绕逆时针方向旋转。并且，电动机输出轴10超过中立位置(图3的(7))而进一步进行反转，从而使螺旋弹簧38积蓄将电动机输出轴10向正转方向施压的力。电动机输出轴10的反转由于螺旋弹簧38的正转方向的施压力而停止，但由于电动机输出轴10的旋转存在衰减，因此MCU 52判断扭转角度α是否达到被认为可以积蓄有效的施压力的阈值一 α (积蓄判断工序，S114)。在扭转角度α达到阈值一 α I的情况下，电动机输出轴10的反转停止后，处于可自由旋转状态的电动机输出轴10通过所积蓄的螺旋弹簧38的正转方向的施压力，向正转方向进行旋转(施压再次正转工序，S115，图3的(8) (9))。然后，在通过所述施压力而电动机输出轴10向正转方向旋转期间，如果被电动机旋转位置检测传感器50以及发动机旋转位置检测传感器84检测出扭转角度α位于中立 位置的α = O附近(图3中的t2的范围)(S116)，则通过MCU 52的指令，向电动机6通入正转电流，使电动机输出轴10向正转方向驱动旋转(电动机再次正转驱动工序，S117，图3的(9)、(10)、(11))。通过该电动机输出轴10的驱动旋转，旋转至发动机输出轴8所需的转速(S118，图3的(12))，使发动机点火(发动机再次起动点火工序，S119)。发动机旋转位置检测传感器48对发动机4是否起动进行检测(S120)。检测出发动机4起动后，MCU 52结束发动机起动控制(S121)。发动机4没有起动时，MCU 52将处理向S112跳转，切断向电动机6通入的正转电流，执行SI 12之后的控制。在所述SI 14中，扭转角度α没有达到阈值一 α I的情况下，MCU52将处理向S122跳转，通过计数器，将发动机起动控制的重复次数N加I (S122)。并且，MCU 52对发动机起动控制的重复次数N是否达到例如3进行判断(S123)。在重复次数N没有达到3的情况下，MCU 52将处理跳转至S102，执行其之后的控制。但是，在该情况下，不进行使用以初始旋转位置0°为基准的电动机旋转角度0m的控制，而进行使用扭转角度α的控制。在重复次数N达到3的情况下，MCU 52停止发动机起动控制(S124)。根据如上所述构成的发动机起动装置2中的发动机起动方法，电动机反转驱动工序使缓冲器12的螺旋弹簧38弹性变形，积蓄将电动机输出轴10向正转方向施压的力，施加的施压力通过施压正转工序释放，使电动机输出轴10向正转方向旋转。并且，在通过该施压力，电动机输出轴10向正向旋转方向旋转期间，通过电动机正向旋转驱动工序，使电动机输出轴10向正向旋转方向驱动旋转，从而在发动机起动点火工序中，使电动机以及发动机的转速上升至发动机4点火所需的转速。如上所述，与使用螺旋弹簧38向正转方向施压相应地，可以减小电动机6所负担的起动扭矩，可以实现电动机6的小型化。并且，通过实现电动机6的小型化，从而可以实现材料费的降低，制作设备的小型化，组装工序的缩短，可以实现低成本化。另外，在电动机输出轴10反转后进行正转，复位至初始旋转位置0°附近(例如图2中的tl的范围)时，是螺旋弹簧38的弹性变形的能量全部转换为电动机输出轴10的动能的定时。因此，通过在该初始旋转位置0°处使电动机6驱动，从而可以最有效地利用通过施压产生的电动机输出轴10的动能，可以以较小的起动扭矩使电动机输出轴10驱动旋转。另外,在所述发动机起动点火工序中,在发动机4没有起动时,使向电动机6通入的正转电流停止。因此，电动机输出轴10的正转驱动停止，但通过所述电动机输出轴10的正转，与电动机输出轴10连结的惯性轮30相对于与发动机输出轴8连结的中间旋转部件32，从中立位置向正转方向进行相对位移。在螺旋弹簧38中产生将电动机输出轴10向反转方向施压的弹性变形。因此，通过螺旋弹簧38的反转方向的施压力，电动机输出轴10进行反转。进行反转的电动机输出轴10由于其惯性力，超过中立位置(α =0)，进一步进行反转，从而惯性轮30相对于中间旋转部件32向反转方向进行相对位移，再次积蓄将电动机输出轴10向正转方向施压的力。通过再次积蓄的施压力，电动机输出轴10向正转方向进行旋转(施压再次正转工序)。在通过该施压力，电动机输出轴10向正转方向旋转期间，向电动机6通入正转电流，使电动机输出轴10向正转方向驱动旋转(电动机再次正转驱动工序)，使电动机输出轴10以及发动机输出轴8的转速上升至发动机4的点火所需的转速(发动机再次起动点火工 序)。在该情况下，通过进行反转的电动机输出轴10的惯性力而使螺旋弹簧38积蓄的施压力，与通过电动机6的反转驱动而积蓄的施压力相比较小，另外，认为上次通电中的电动机扭矩不够使发动机起动，因此，在电动机6的正转驱动中，需要与在所述之前的电动机正转驱动工序中通电的电流值相比较大的电流值。因此，通过施加更大的正转电流，从而使电动机6负担的扭矩量增加，可以提高发动机4的起动的可靠性。在如上所述发动机4无法起动的情况持续多次时，通过将发动机6的通电电流与之前的该通电电流相比不断累积增力口，从而提高发动机4的起动的可靠性。另外，在由于车辆的减速，利用来自车轮24侧的传递扭矩而使电动机输出轴10旋转的再生时，向发动机输出轴8传递的扭矩被离合器14切断。因此，可以消除由发动机输出轴8产生的旋转阻力，可以更多地积蓄再生能量。另外，在缓冲器中，使弹性部件为螺旋弹簧，但不限于此，例如，也可以使用绕线弹簧、扭簧、橡胶部件等。另外，旋转位置检测部是通过由回转式编码器构成的发动机旋转位置检测传感器48、和由相同的回转式编码器构成的电动机旋转位置检测传感器50的组合而形成的，但不限于此，例如，也可以是检测电动机输出轴相对于电动机输出轴的相对角度的电位计。因此，上述的实施方式中所述的具体的结构仅表示本发明的一个例子，本发明不限定于如上所述的具体的结构，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以采用各种方式。工业实用性可以应用于将在行驶时使用的电动机装置也在发动机起动时使用的并行式混合动力型车辆中。
权利要求
1.一种发动机起动方法，其特征在于，具有下述工序 电动机反转驱动工序，在该工序中，向电动机通入反转电流，从所述电动机开始旋转的初始旋转位置开始，向与所述电动机连结的电动机输出轴的正转方向相反的反转方向，使所述电动机输出轴驱动旋转，通过该反转方向的驱动，从与发动机输出轴连结的第I部件和与所述电动机输出轴连结的第2部件在圆周方向上对齐的中立位置，朝向反转方向，使所述第2部件相对于所述第I部件位移，使弹性部件弹性变形，在所述弹性部件中积蓄将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力； 施压正转工序，在该工序中，使所述电动机的通电停止，使所述弹性部件的施压力释放而使所述电动机输出轴向所述正转方向旋转，以使得相对于所述第I部件从所述中立位置朝向反转方向位移的所述第2部件，向所述中立位置复位； 电动机正转驱动工序，在该工序中，向所述电动机通入正转电流，使所述电动机输出轴向所述正转方向驱动旋转；以及 发动机起动点火工序，在该工序中，通过所述电动机正转驱动工序的旋转，使所述发动机输出轴旋转，使发动机点火。
2.根据权利要求I所述的发动机起动方法，其特征在于， 在所述电动机输出轴复位至所述初始旋转位置附近时、且具有所述正转方向的动能时，开始所述电动机正转驱动工序中的所述电动机输出轴的驱动旋转。
3.根据权利要求I或者2所述的发动机起动方法，其特征在于， 在通过所述发动机起动点火工序无法起动发动机的情况下，具有下述工序 施压再次正转工序，在该工序中，使流向所述电动机的正转电流停止，然后，利用所述弹性部件的复位力向反转方向旋转的第2部件相对于所述第I部件，超过所述中立位置而进行位移，从而在所述弹性部件中积蓄将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力，利用该积蓄的所述施压力，使所述电动机输出轴向正转方向旋转； 电动机再次正转驱动工序，在该工序中，向所述电动机通入与之前的电动机正转驱动工序相比更大的正转电流，使所述电动机输出轴向正转方向驱动旋转；以及 发动机再次起动点火工序，在该工序中，通过所述电动机再次正转驱动工序的旋转，使所述发动机输出轴旋转，使发动机点火。
4.根据权利要求3所述的发动机起动方法，其特征在于， 具有积蓄判断工序，在该工序中，判断在使通入所述电动机的正转电流停止后，所述发动机输出轴和所述电动机输出轴从所述中立位置进行相对位移的扭转角度，是否达到将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力积蓄在所述弹性部件中的阈值， 在基于所述积蓄判断工序，将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力达到所述阈值的情况下，执行所述施压再次正转工序，在基于所述积蓄判断工序，将所述电动机输出轴向所述正转方向施压的力未达到所述阈值的情况下，以规定次数执行所述电动机反转驱动工序、所述施压再次正转工序、所述电动机正转驱动工序以及所述发动机起动点火工序。
5.根据权利要求I至4中任一项的发动机起动方法，其特征在于， 具有旋转位置检测工序，在该工序中，判断在执行所述施压正转工序后，向所述正转方向旋转的所述电动机输出轴的旋转角度是否达到所述初始旋转位置附近。
6.一种发动机起动装置，其特征在于，具有发动机输出轴以及电动机输出轴，它们设置在用于车辆驱动而设置的发动机和电动机之间；以及 缓冲器，其具有弹性部件，该弹性部件吸收所述发动机输出轴以及所述电动机输出轴的旋转的变动， 所述缓冲器具有与所述发动机输出轴连结的第I部件、和与所述电动机输出轴连结的第2部件，所述弹性部件处于所述第I部件和所述第2部件之间， 该发动机起动装置具有 旋转位置检测部，其对所述电动机输出轴相对于所述发动机输出轴的旋转位置进行检测； 反转驱动控制机构，其向所述电动机通入反转电流，使所述电动机输出轴从所述电动机开始旋转的初始旋转位置，朝向与所述正转方向相反的反转方向旋转驱动，通过该电动机输出轴的反转方向的驱动，使所述第2部件从所述第I部件与所述第2部件在圆周方向上对齐的中立位置，朝向所述电动机的反转方向位移，使所述弹性部件积蓄将电动机输出轴向正转方向施压的施压力； 施压力释放控制机构，其通过所述旋转位置检测部对通过所述反转驱动控制机构向所述反转方向旋转的电动机输出轴的规定的驱动旋转停止位置进行检测，基于该检测信号使反转电流的通电停止，使所述弹性部件的施压力释放，从而将从所述中立位置向所述反转方向位移后的第2部件复位至所述中立位置；以及 正转驱动控制机构，其通过所述旋转位置检测部对通过所述弹性部件的施压力向发动机输出轴的正转方向旋转的电动机输出轴的规定的驱动旋转开始位置进行检测，基于该检测信号，向所述电动机通入正转电流，从而使所述电动机输出轴向所述正转方向旋转驱动。
7.根据权利要求6所述的发动机起动装置，其特征在于， 在所述缓冲器和所述电动机之间设置有离合器，其执行所述缓冲器和所述电动机之间的扭矩的传递·切断。
8.根据权利要求6所述的发动机起动装置，其特征在于， 在使所述电动机断续且累加地产生正转方向、反转方向的扭矩，使所述缓冲器产生振动以使得所述缓冲器的弹性振动增大之后，在所述电动机输出轴复位至初始旋转位置附近、且具有正转方向的动能时，开始所述正转方向的所述电动机输出轴的驱动。
全文摘要
提供一种发动机起动方法以及用于该方法的装置，在并行式混合动力型车辆的行驶时使用的电动机装置中，可以在车辆的发动机起动时产生较大的起动扭矩，可以将装置小型化。具有下述工序电动机反转驱动工序，在该工序中，通入反转电流，使电动机输出轴向发动机输出轴的反转方向驱动旋转，使缓冲器的弹性部件弹性变形，积蓄使电动机输出轴向正转方向施压的力；施压正转工序，在该工序中，停止通电，将电动机反转驱动工序中的施压力释放，使电动机输出轴向正转方向旋转；电动机正转驱动工序，在该驱动中，通入正转电流，使电动机输出轴向正转方向驱动旋转；以及发动机起动点火工序，在该工序中，通过电动机正转驱动工序的旋转，使发动机输出轴旋转，使发动机点火。
文档编号F02N11/08GK102792010SQ20118000873
公开日2012年11月21日 申请日期2011年2月14日 优先权日2010年2月25日
发明者佐久间昌史 申请人:爱信精机株式会社