JP4259499B2

JP4259499B2 - Starter for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4259499B2
Application number: JP2005220101A
Authority: JP
Inventors: 俊昭浅田; 誠石川; 智章鈴木; 利光芝; 和人酒井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: JP2007032493A

Description

本発明は、内燃機関の始動装置に関する。 The present invention relates to a starter for an internal combustion engine.

内燃機関の始動装置であって、スタータモータのピニオンギヤがクランクシャフト側のリングギヤに常時噛み合わされている常時噛合式の始動装置が知られている（例えば特許文献１等）。 2. Description of the Related Art There is known a starter for an internal combustion engine, which is a constantly meshed starter in which a pinion gear of a starter motor is always meshed with a ring gear on the crankshaft (for example, Patent Document 1).

同文献に記載の始動装置は、出力軸にピニオンギヤを有する始動用電動機（いわゆるスタータモータ）と、クランクシャフトに固定されたフライホイールに組み付けられて前記ピニオンギヤに噛み合うリングギヤとを備えている。このリングギヤはクラッチ機構、より詳しくは始動用電動機側からクランクシャフト側への駆動力の伝達のみを許容するワンウェイクラッチを介して前記フライホイールに組み付けられている。 The starter described in the document includes a starter motor (so-called starter motor) having a pinion gear on an output shaft, and a ring gear that is assembled to a flywheel fixed to a crankshaft and meshes with the pinion gear. This ring gear is assembled to the flywheel via a clutch mechanism, more specifically, a one-way clutch that only allows transmission of driving force from the starter motor side to the crankshaft side.

このように構成される同文献に記載の始動装置では、機関始動時にあって始動用電動機が駆動されるとワンウェイクラッチが係合し、同始動用電動機の駆動力はそのワンウェイクラッチを介してフライホイールに、すなわちクランクシャフトに伝達される。そして、機関が完爆する、換言すれば始動用電動機の力を借りることなく機関が自立回転するようになると、ワンウェイクラッチは空転するようになり、これによってクランクシャフトと始動用電動機との駆動連結は解除される。
特開２０００−２７４３３７号公報 In the starter described in the same document configured as described above, when the engine is started and the starting motor is driven, the one-way clutch is engaged, and the driving force of the starting motor is transmitted via the one-way clutch. It is transmitted to the wheel, i.e. to the crankshaft. When the engine is completely detonated, in other words, when the engine rotates independently without borrowing the power of the starter motor, the one-way clutch starts to idle, which causes the drive connection between the crankshaft and the starter motor. Is released.
JP 2000-274337 A

ところで、機関停止中における車両の後退時などでは、クランクシャフトが逆回転する。このようにクランクシャフトが逆回転すると上記ワンウェイクラッチが係合し、スタータモータは機関始動時とは逆の方向に回転される、すなわち逆回転される。 Incidentally, the crankshaft rotates in the reverse direction when the vehicle is moving backward while the engine is stopped. When the crankshaft rotates in the reverse direction in this way, the one-way clutch is engaged, and the starter motor rotates in the direction opposite to that at the time of engine start, that is, reversely rotates.

ここで、通常、スタータモータの回転速度は減速されてクランクシャフトに伝達される。そのため、クランクシャフトが逆回転するときには、同クランクシャフトの回転速度が増速された状態でスタータモータに伝達される。従って、クランクシャフトの逆回転によってスタータモータが逆回転されるときの同スタータモータの逆回転速度は、始動時における同スタータモータの正回転速度よりも高い回転速度になる。このようにしてスタータモータの回転速度が過度に高くなると、遠心力によるアマーチャの破損や、過度な高速回転による軸受の摩耗あるいは破損等々が生じやすくなり、スタータモータは破損してしまうおそれがある。 Here, the rotation speed of the starter motor is usually reduced and transmitted to the crankshaft. Therefore, when the crankshaft rotates in the reverse direction, the crankshaft is transmitted to the starter motor in a state where the rotational speed of the crankshaft is increased. Therefore, the reverse rotation speed of the starter motor when the starter motor is reversely rotated by the reverse rotation of the crankshaft is higher than the normal rotation speed of the starter motor at the time of starting. If the rotation speed of the starter motor becomes excessively high in this manner, the starter motor is likely to be damaged due to breakage of the armature due to centrifugal force, wear or damage of the bearing due to excessive high speed rotation, and the like.

なお、こうしたスタータモータの破損は、クランクシャフトの逆回転がスタータモータに伝達されることで生じる。従って、上記ワンウェイクラッチを用いた常時噛合式の始動装置に限らず、他の機構を用いた常時噛合式の始動装置であっても同様な破損は生じるおそれがある。また、常時噛み合いの始動装置に限らず、始動時にのみピニオンギヤとリングギヤとが噛み合う始動装置においても、場合によっては同様な破損は生じるおそれがある。例えば、機関始動に失敗してスタータモータの駆動が一旦中止されたときに車両が後退し、この後退中にあってピニオンギヤとリングギヤとの噛み合い解除が遅れている場合には、クランクシャフトの逆回転がスタータモータに伝達されてしまい、同様な破損が生じてしまう可能性がある。 Note that such a starter motor breakage occurs when the reverse rotation of the crankshaft is transmitted to the starter motor. Therefore, not only the always-meshing starter using the one-way clutch but also the always-meshing starter using another mechanism may cause similar damage. Further, not only the always-meshing starter but also the starter in which the pinion gear and the ring gear are engaged only at the time of starting, there is a possibility that the same damage may occur depending on circumstances. For example, if the start of the starter motor is stopped due to engine start failure and the vehicle moves backward, and the release of meshing between the pinion gear and the ring gear is delayed during this backward movement, the crankshaft rotates backward. May be transmitted to the starter motor, and similar damage may occur.

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クランクシャフトの逆回転時における始動用電動機の破損を好適に抑制することのできる内燃機関の始動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a starting device for an internal combustion engine that can suitably suppress breakage of the starting motor during reverse rotation of the crankshaft. .

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関を始動させる始動用電動機と、当該始動用電動機の駆動力をクランクシャフトに伝達する駆動力伝達機構とを備える内燃機関の始動装置において、前記クランクシャフトが実際に逆回転していることを検出したときに、当該クランクシャフトの逆回転に伴う前記始動用電動機の逆回転を抑制する逆回転抑制処理を実行する制御手段を備えることをその要旨とする。 In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
According to one aspect of the present invention, a starting motor to start the internal combustion engine, the starting system for an internal combustion engine and a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force of the starter motor to a crankshaft, said crankshaft The gist of the invention is that it comprises a control means for executing a reverse rotation suppression process for suppressing reverse rotation of the starting motor when reverse rotation of the crankshaft is detected .

同構成によれば、クランクシャフトの逆回転に伴って始動用電動機が逆回転したとしても、同始動用電動機の逆回転は逆回転抑制処理によって抑制される。そのため、始動用電動機の過回転を抑制することができ、もってクランクシャフトの逆回転時における始動用電動機の破損を好適に抑制することができるようになる。 According to this configuration, even if the starter motor rotates reversely with the reverse rotation of the crankshaft, the reverse rotation of the starter motor is suppressed by the reverse rotation suppression process. For this reason, it is possible to suppress over-rotation of the starter motor, and it is possible to suitably suppress breakage of the starter motor during reverse rotation of the crankshaft.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の始動装置において、前記制御手段は、前記逆回転抑制処理として、前記始動用電動機の逆回転を抑制するトルクが当該始動用電動機から発生するように同始動用電動機の駆動を制御することをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the starter for an internal combustion engine according to the first aspect, the control means has a torque that suppresses the reverse rotation of the starter motor as the reverse rotation suppression process. The gist thereof is to control the driving of the starting motor so as to be generated from the above.

同構成よれば、始動用電動機の駆動トルクを利用して当該始動用電動機の逆回転を抑制することができるようになる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の始動装置において、前記逆回転抑制処理として前記始動用電動機の正回転駆動が実行されることをその要旨とする。 According to this configuration, the reverse rotation of the starting motor can be suppressed using the driving torque of the starting motor.
The gist of a third aspect of the invention is that the starter motor is driven to rotate forward as the reverse rotation suppression process in the internal combustion engine starter according to the second aspect.

なお、上記正回転駆動とは、始動用電動機を機関始動時の回転方向と同一の方向に回転駆動させることをいう。この構成によれば、始動用電動機の逆回転方向に対して反対方向に作用するトルクが始動用電動機から発生されるため、同始動用電動機の逆回転速度を確実に低下させることができるようになる。 The positive rotation drive means that the starter motor is rotationally driven in the same direction as the rotation direction at the time of engine start. According to this configuration, since the torque that acts in the opposite direction to the reverse rotation direction of the starter motor is generated from the starter motor, the reverse rotation speed of the starter motor can be reliably reduced. Become.

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の始動装置において、前記逆回転抑制処理として前記始動用電動機の回生制御が実行されることをその要旨とする。
同構成によれば、始動用電動機の逆回転に対して制動がかけられるようになるため、同始動用電動機の逆回転速度を確実に低下させることができるようになる。 The gist of the invention according to claim 4 is that, in the starting device for the internal combustion engine according to claim 2, regenerative control of the starting motor is executed as the reverse rotation suppression processing.
According to this configuration, braking can be applied to the reverse rotation of the starter motor, so that the reverse rotation speed of the starter motor can be reliably reduced.

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の始動装置において、前記制御手段は、前記始動用電動機の逆回転速度が所定値以上となった場合に、前記逆回転抑制処理を実行することをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the internal combustion engine starter according to any one of the first to fourth aspects, the control means is configured such that the reverse rotation speed of the starter motor exceeds a predetermined value. Further, the gist is to execute the reverse rotation suppression process.

逆回転中の始動用電動機にあってその回転速度が過度に高くなければ、同始動用電動機の破損は生じにくい。そこで同構成では、始動用電動機の逆回転速度が所定値以上となった場合に前記逆回転抑制処理を実行するようにしており、同構成によれば、始動用電動機が破損するおそれのあるときにだけ逆回転抑制処理は実行されるようになる。従って、同逆回転抑制処理をより適切に実行することができるようになる。なお、同構成における上記所定値としては、例えば始動用電動機の許容回転速度、あるいは同許容回転速度に対してある程度の余裕をみこんだ値を設定するとよい。 If the rotation speed is not excessively high in the reverse rotation motor, the starter motor is not easily damaged. Therefore, in the same configuration, when the reverse rotation speed of the starter motor becomes equal to or higher than a predetermined value, the reverse rotation suppression process is executed. According to the same configuration, the starter motor may be damaged. Only when the reverse rotation suppression process is executed. Therefore, the reverse rotation suppression process can be executed more appropriately. As the predetermined value in the same configuration, for example, an allowable rotational speed of the starting motor or a value with a certain margin for the allowable rotational speed may be set.

このような始動用電動機の逆回転速度は、センサなどを用いて直接検出する他、請求項６に記載の発明によるように、クランクシャフトの回転速度及び前記駆動力伝達機構の減速比に基づいて算出することも可能であり、同構成によれば、センサを設けることなく始動用電動機の逆回転速度を検出することができるようになる。 Such a reverse rotation speed of the starting motor is directly detected by using a sensor or the like, and based on the rotation speed of the crankshaft and the reduction ratio of the driving force transmission mechanism, as described in claim 6. It is also possible to calculate, and according to this configuration, the reverse rotation speed of the starting motor can be detected without providing a sensor.

請求項７に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の始動装置において、前記制御手段は、前記クランクシャフトの逆回転速度が所定値以上となった場合に、前記逆回転抑制処理を実行することをその要旨とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the internal combustion engine starter according to any one of the first to fourth aspects, the control means is configured such that the reverse rotation speed of the crankshaft becomes a predetermined value or more. The gist is to execute the reverse rotation suppression process.

上述したように、逆回転中の始動用電動機にあってその回転速度が過度に高くなければ、同始動用電動機の破損は生じにくい。換言すれば、逆回転しているクランクシャフトの回転速度が過度に高くなければ、始動用電動機の破損は生じにくい。そこで同構成では、クランクシャフトの逆回転速度が所定値以上となった場合に前記逆回転抑制処理を実行するようにしており、同構成によっても、請求項５に記載の構成と同様な作用効果を得ることができる。なお、同構成における上記所定値としては、例えば始動用電動機の許容回転速度及び駆動力伝達機構の減速比から算出されたクランクシャフトの回転速度、あるいは同許容回転速度に対してある程度の余裕をみこんだ値及び駆動力伝達機構の減速比から算出されたクランクシャフトの回転速度を設定するとよい。 As described above, if the rotation speed is not excessively high in the reverse rotation motor, the starter motor is not easily damaged. In other words, if the rotational speed of the crankshaft rotating in reverse is not excessively high, the starting motor is not easily damaged. Therefore, in the same configuration, the reverse rotation suppression process is executed when the reverse rotation speed of the crankshaft becomes equal to or higher than a predetermined value, and the same effect as the configuration according to claim 5 is also achieved by the same configuration. Can be obtained. The predetermined value in the configuration includes, for example, a certain margin for the rotational speed of the crankshaft calculated from the allowable rotational speed of the starting motor and the reduction ratio of the driving force transmission mechanism, or the allowable rotational speed. The crankshaft rotation speed calculated from the value and the reduction ratio of the driving force transmission mechanism may be set.

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の始動装置において、前記駆動力伝達機構は、前記始動用電動機の駆動力を前記クランクシャフトに伝達するワンウェイクラッチを備え、同始動用電動機の出力軸に設けられるピニオンギヤと同クランクシャフトに設けられるリングギヤとが常時噛み合わされてなることをその要旨とする。 The invention described in 請 Motomeko 8, conveyed in the starting apparatus of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the driving force transmission mechanism, the driving force of the starter motor to the crankshaft The gist of the present invention is that a one-way clutch is provided, and a pinion gear provided on the output shaft of the starting motor and a ring gear provided on the crankshaft are always meshed with each other.

同構成における始動装置では、前記駆動力伝達機構にワンウェイクラッチが設けられており、ピニオンギヤとリングギヤとが常時噛み合わされている。そのため、始動時にのみそれら各ギヤが噛み合う始動装置と比べて、クランクシャフトの逆回転がスタータモータに伝達される可能性は高くなる。この点、同構成では、そのような常時噛合式の始動装置において上記逆回転抑制処理が実行される。そのため、始動用電動機の逆回転が生じやすい始動装置であっても、過回転による当該始動用電動機の破損を抑制することができるようになる。 In the starting device having the same configuration, a one-way clutch is provided in the driving force transmission mechanism, and the pinion gear and the ring gear are always meshed. Therefore, the possibility that the reverse rotation of the crankshaft is transmitted to the starter motor is higher than in a starter device in which these gears mesh with each other only at the start. In this regard, in the same configuration, the reverse rotation suppression process is executed in such a constantly meshing starter. Therefore, even if the starter is likely to cause reverse rotation of the starter motor, the starter motor can be prevented from being damaged due to excessive rotation.

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の始動装置を具体化した第１の実施形態について、図１〜図５を併せ参照して説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a starter for an internal combustion engine according to the present invention is embodied will be described with reference to FIGS.

図１に、本発明にかかる始動装置が適用された内燃機関にあって、同内燃機関の下方に設けられたオイルパン２の後端部分周辺における部分断面図を示す。
この図１に示すように、オイルパン２の後端の上方には、ラダービーム４に回転可能に支持されたクランクシャフト６の後端が配置されている。 FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of a periphery of a rear end portion of an oil pan 2 provided in an internal combustion engine to which a starter according to the present invention is applied and provided below the internal combustion engine.
As shown in FIG. 1, a rear end of the crankshaft 6 that is rotatably supported by the ladder beam 4 is disposed above the rear end of the oil pan 2.

クランクシャフト６の後端にはフライホイール８、アウターレース支持プレート１０及びリングギヤ１２が取り付けられている。
アウターレース支持プレート１０は、フライホイール８と共にクランクシャフト６の後端にボルトにて締結固定され、クランクシャフト６と共に回転する。 A flywheel 8, an outer race support plate 10 and a ring gear 12 are attached to the rear end of the crankshaft 6.
The outer race support plate 10 is fastened and fixed to the rear end of the crankshaft 6 together with the flywheel 8 by a bolt, and rotates together with the crankshaft 6.

リングギヤ１２は、クランクシャフト６の後端の外周部分にあって、ワンウェイクラッチ１４のインナーレース１６とベアリング１８とを介して取り付けられており、ワンウェイクラッチ１４が非係合状態にある時には、このリングギヤ１２はクランクシャフト６の回転とは独立して回転可能である。さらに、同リングギヤ１２の周縁部にはリング状のギヤ部１２ａが形成されている。このギヤ部１２ａは、スタータモータ３０の出力軸３４に設けられたピニオンギヤ３５に常時噛み合わされており、スタータモータ３０からの回転力を受けることによりリングギヤ１２を回転させる。 The ring gear 12 is located on the outer peripheral portion of the rear end of the crankshaft 6 and is attached via the inner race 16 of the one-way clutch 14 and the bearing 18. When the one-way clutch 14 is in a non-engaged state, the ring gear 12 12 can rotate independently of the rotation of the crankshaft 6. Further, a ring-shaped gear portion 12 a is formed on the peripheral edge portion of the ring gear 12. The gear portion 12 a is always meshed with a pinion gear 35 provided on the output shaft 34 of the starter motor 30, and rotates the ring gear 12 by receiving a rotational force from the starter motor 30.

このスタータモータ３０の内部には、電磁コイル３１ａとシャフト３１ｂから構成されるアマーチャ３１が軸受によって回転可能に支持されている。シャフト３１ｂの端部には、摩擦板にて構成されるクラッチ機構３３が設けられており、このクラッチ機構３３には、ピニオンギヤ３５が設けられた上記出力軸３４の一端が接続されている。このクラッチ機構３３により、アマーチャ３１とピニオンギヤ３５とが相対回転可能に係合される。そして、このスタータモータ３０の駆動制御は制御装置５０によって行われる。 Inside the starter motor 30, an armature 31 including an electromagnetic coil 31a and a shaft 31b is rotatably supported by a bearing. A clutch mechanism 33 composed of a friction plate is provided at the end of the shaft 31b, and one end of the output shaft 34 provided with a pinion gear 35 is connected to the clutch mechanism 33. By this clutch mechanism 33, the armature 31 and the pinion gear 35 are engaged so as to be relatively rotatable. The drive control of the starter motor 30 is performed by the control device 50.

この制御装置５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路、及び外部出力回路等から構成されている。そして、各種センサからの信号等に基づいて内燃機関の運転状態等を検出し、その検出結果に応じた機関制御を実行する。 The control device 50 includes a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a backup RAM, an external input circuit, an external output circuit, and the like. Based on signals from various sensors, the operating state of the internal combustion engine is detected, and engine control corresponding to the detection result is executed.

前記ワンウェイクラッチ１４のアウターレース２２は、アウターレース支持プレート１０の外周部分にあって、リングギヤ１２の内周部分に取り付けられたインナーレース１６に対向するように取り付けられている。こうして、リングギヤ１２とアウターレース支持プレート１０との間にワンウェイクラッチ１４が設けられている。 The outer race 22 of the one-way clutch 14 is attached to the outer race support plate 10 so as to face the inner race 16 attached to the inner periphery of the ring gear 12. Thus, the one-way clutch 14 is provided between the ring gear 12 and the outer race support plate 10.

そうしたワンウェイクラッチ１４、ベアリング１８、アウターレース支持プレート１０、リングギヤ１２、ピニオンギヤ３５等によって、スタータモータ３０の駆動力をクランクシャフト６に伝達する駆動力伝達機構が構成されている。また、ピニオンギヤ３５の歯数とリングギヤ１２の歯数とによって、当該駆動力伝達機構の減速比αが決定されている。 The one-way clutch 14, the bearing 18, the outer race support plate 10, the ring gear 12, the pinion gear 35, and the like constitute a driving force transmission mechanism that transmits the driving force of the starter motor 30 to the crankshaft 6. Further, the reduction ratio α of the driving force transmission mechanism is determined by the number of teeth of the pinion gear 35 and the number of teeth of the ring gear 12.

機関始動時にスタータモータ３０がピニオンギヤ３５を介してリングギヤ１２を回転させる時、すなわちリングギヤ１２側からトルクが伝達される場合には、ワンウェイクラッチ１４によってアウターレース支持プレート１０とリングギヤ１２とが係合状態にされる。これにより、スタータモータ３０によってクランクシャフト６は回転される、すなわちクランキングが行われる。 When the starter motor 30 rotates the ring gear 12 via the pinion gear 35 when the engine is started, that is, when torque is transmitted from the ring gear 12 side, the outer race support plate 10 and the ring gear 12 are engaged by the one-way clutch 14. To be. Thereby, the crankshaft 6 is rotated by the starter motor 30, that is, cranking is performed.

そして、機関が完爆する、換言すればスタータモータ３０の力を借りることなく内燃機関が自立回転するようになると、クランクシャフト６に連動するアウターレース支持プレート１０の回転速度がリングギヤ１２の回転速度よりも速くなり、ワンウェイクラッチ１４の係合が解除される、すなわちワンウェイクラッチ１４は空転するようになる。そして、これによりクランクシャフト６とスタータモータ３０との駆動連結は解除される。 When the engine completes explosion, in other words, when the internal combustion engine rotates independently without borrowing the power of the starter motor 30, the rotational speed of the outer race support plate 10 linked to the crankshaft 6 is the rotational speed of the ring gear 12. And the one-way clutch 14 is disengaged, that is, the one-way clutch 14 is idling. As a result, the drive connection between the crankshaft 6 and the starter motor 30 is released.

ベアリング１８やワンウェイクラッチ１４には、シリンダブロックやクランクシャフト６内の油路等を介してオイルが供給されており、これにより同ベアリング１８や同ワンウェイクラッチ１４の潤滑がなされる。ここで、アウターレース支持プレート１０とリングギヤ１２との間に配置されたワンウェイクラッチ１４からのオイル漏れを抑えるためにリング状の第１シール部材２４が、ワンウェイクラッチ１４のアウターレース２２とリングギヤ１２との間に配置されている。この第１シール部材２４は、リングギヤ１２の中間に形成された円筒状の段差部１２ｂの内周面１２ｃに嵌合された状態でリングギヤ１２側に固定されている。この第１シール部材２４の内周側に形成されているシールリップ２４ａは、アウターレース２２の外周面に摺動可能に接触し、オイルのシールを行っている。 Oil is supplied to the bearing 18 and the one-way clutch 14 via an oil passage or the like in the cylinder block or the crankshaft 6, whereby the bearing 18 and the one-way clutch 14 are lubricated. Here, in order to suppress oil leakage from the one-way clutch 14 disposed between the outer race support plate 10 and the ring gear 12, the ring-shaped first seal member 24 is connected to the outer race 22 and the ring gear 12 of the one-way clutch 14. It is arranged between. The first seal member 24 is fixed to the ring gear 12 while being fitted to an inner peripheral surface 12c of a cylindrical step portion 12b formed in the middle of the ring gear 12. A seal lip 24a formed on the inner peripheral side of the first seal member 24 is slidably in contact with the outer peripheral surface of the outer race 22 to seal oil.

段差部１２ｂを挟んで第１シール部材２４の反対側には、第１シール部材２４よりも大径の第２シール部材２６が配置されている。この第２シール部材２６は、クランクシャフト６より下方側では主にオイルパン２の後端２ａの内周面２ｂに、クランクシャフト６より上方側では主にシリンダブロックの後端の内周面に嵌合されている。この第２シール部材２６の内周側に形成されているシールリップ２６ａは、段差部１２ｂの外周面１２ｄに摺動可能に接触し、オイルのシールを行っている。 A second seal member 26 having a larger diameter than the first seal member 24 is disposed on the opposite side of the first seal member 24 across the stepped portion 12b. The second seal member 26 is mainly on the inner peripheral surface 2b of the rear end 2a of the oil pan 2 below the crankshaft 6, and mainly on the inner peripheral surface of the rear end of the cylinder block above the crankshaft 6. It is mated. The seal lip 26a formed on the inner peripheral side of the second seal member 26 is slidably in contact with the outer peripheral surface 12d of the stepped portion 12b and seals oil.

このように、本実施形態における始動装置は、ピニオンギヤ３５とリングギヤ１２のギヤ部１２ａとが常時噛み合っている、いわば常時噛合式の始動装置となっている。そして、機関始動時におけるクランクシャフト６とスタータモータ３０との駆動連結、及び機関完爆後におけるクランクシャフト６とスタータモータ３０との駆動連結の解除は、ワンウェイクラッチ１４によって行われる。 Thus, the starting device in the present embodiment is a so-called always-meshing type starting device in which the pinion gear 35 and the gear portion 12a of the ring gear 12 are always meshed. The one-way clutch 14 releases the drive connection between the crankshaft 6 and the starter motor 30 at the start of the engine and the release of the drive connection between the crankshaft 6 and the starter motor 30 after the complete explosion of the engine.

他方、クランクシャフト６の前端には、図２に示すクランクロータ４１が一体回転可能に取り付けられており、このクランクロータ４１の近傍には、機関回転速度を検出するクランク角センサ４０が配設されている。クランクロータ４１は円盤形状をなしており、その外周縁には複数の歯４１ａが設けられている。これら複数の歯４１ａは、一部の欠歯部４１ｂを除いて等間隔に設けられている。なお、以下では、隣り合う歯４１ａと歯４１ａとの間を谷部４１ｃという。 On the other hand, a crank rotor 41 shown in FIG. 2 is attached to the front end of the crankshaft 6 so as to be integrally rotatable, and a crank angle sensor 40 for detecting the engine rotational speed is disposed in the vicinity of the crank rotor 41. ing. The crank rotor 41 has a disk shape, and a plurality of teeth 41a are provided on the outer peripheral edge thereof. The plurality of teeth 41a are provided at equal intervals except for some of the missing tooth portions 41b. In the following, a space between adjacent teeth 41a and teeth 41a is referred to as a trough 41c.

前記クランク角センサ４０には、図３に示すように、第１検出素子４０ａ及び第２検出素子４０ｂといった２つの検出素子が設けられている。第１検出素子４０ａに対する第２検出素子４０ｂの配設位置は、クランクロータ４１の回転方向に対して平行となるように
設定されており、クランクシャフト６の正回転時において第１検出素子４０ａが歯４１ａの通過を検出した後に、第２検出素子４０ｂでも同じ歯４１ａの通過を検出するようにしている。すなわち、同一の歯４１ａの検出タイミングが若干ずれるように、第１検出素子４０ａ及び第２検出素子４０ｂは配設されている。 As shown in FIG. 3, the crank angle sensor 40 is provided with two detection elements such as a first detection element 40a and a second detection element 40b. The arrangement position of the second detection element 40b with respect to the first detection element 40a is set so as to be parallel to the rotation direction of the crank rotor 41. When the crankshaft 6 is rotated forward, the first detection element 40a is After the passage of the tooth 41a is detected, the second detection element 40b detects the passage of the same tooth 41a. That is, the first detection element 40a and the second detection element 40b are arranged so that the detection timing of the same tooth 41a is slightly shifted.

そして第１検出素子４０ａが歯４１ａの通過を検出すると、その検出信号はＡ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）等によってパルス信号に変換され、制御装置５０に入力される。この第１検出素子４０ａの検出信号がパルス信号に変換された第１信号に基づいて機関回転速度ＮＥやクランク角等が算出される。同様に、第２検出素子４０ｂが歯４１ａの通過を検出すると、その検出信号もＡ／Ｄ変換器等によってパルス信号に変換され、制御装置５０に入力される。この第２検出素子４０ｂの検出信号がパルス信号に変換された第２信号、及び前記第１信号に基づいてクランクシャフト６の回転方向が検出される。 When the first detection element 40a detects the passage of the tooth 41a, the detection signal is converted into a pulse signal by an A / D converter (analog / digital converter) or the like and input to the control device 50. Based on the first signal obtained by converting the detection signal of the first detection element 40a into a pulse signal, the engine speed NE, the crank angle, and the like are calculated. Similarly, when the second detection element 40b detects the passage of the tooth 41a, the detection signal is also converted into a pulse signal by an A / D converter or the like and input to the control device 50. The rotation direction of the crankshaft 6 is detected based on the second signal obtained by converting the detection signal of the second detection element 40b into a pulse signal and the first signal.

なお、本実施形態では、第１及び第２検出素子４０ａ、４０ｂの検出信号をパルス信号に変換する際、歯４１ａ（山部）を検出しているときには「Ｌｏ」信号となり、谷部４１ｃを検出しているときには「Ｈｉ」信号となるように変換を行っている。ちなみに、歯４１ａ（山部）を検出しているときには「Ｈｉ」信号となり、谷部４１ｃを検出しているときには「Ｌｏ」信号となるように変換してもよい。 In the present embodiment, when the detection signals of the first and second detection elements 40a and 40b are converted into pulse signals, the “Lo” signal is detected when the tooth 41a (peak portion) is detected, and the valley portion 41c is detected. When the signal is detected, the conversion is performed so that the signal becomes a “Hi” signal. Incidentally, it may be converted so that it becomes a “Hi” signal when the tooth 41 a (mountain portion) is detected and becomes a “Lo” signal when the valley portion 41 c is detected.

次に、図４を併せ参照して、上述したクランクシャフト６の回転方向検出について説明する。なお、図４には、クランク角センサ４０が谷部４１ｃを検出していたときにクランクシャフト６が逆回転したときの回転方向の検出態様を示す。 Next, the above-described detection of the rotation direction of the crankshaft 6 will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a detection mode of the rotation direction when the crankshaft 6 rotates in the reverse direction when the crank angle sensor 40 detects the valley 41c.

クランクシャフト６の正回転中には、複数の歯４１ａの内の任意の歯Ａが第１検出素子４０ａによって検出された後、第２検出素子４０ｂによっても同じ歯Ａの検出がなされる。従って、同図４に示されるように、クランクシャフト６の正回転中には、第１信号の出力レベルが「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に変化した後、第２信号の出力レベルも「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に変化する。そのため、第１信号の出力レベルが変化した直後において、第１信号の出力レベルと第２信号の出力レベルとが異なっていれば、クランクシャフト６は正回転しているといえる。そこで、制御装置５０は、第１信号の出力レベルが変化した直後において、第１信号の出力レベルと第２信号の出力レベルとが異なっている場合には、クランクシャフト６が正回転していると判断し、クランクシャフト６の回転方向を示す正逆転識別フラグＦＬの値を、正回転用の値である「１」に設定する。 During the forward rotation of the crankshaft 6, any tooth A among the plurality of teeth 41a is detected by the first detection element 40a, and then the same tooth A is detected by the second detection element 40b. Therefore, as shown in FIG. 4, during the forward rotation of the crankshaft 6, after the output level of the first signal changes from “Hi” to “Lo”, the output level of the second signal also becomes “Hi”. To “Lo”. Therefore, if the output level of the first signal and the output level of the second signal are different immediately after the output level of the first signal is changed, it can be said that the crankshaft 6 is rotating forward. Therefore, immediately after the output level of the first signal is changed, the control device 50 rotates the crankshaft 6 in the forward direction when the output level of the first signal is different from the output level of the second signal. And the value of the forward / reverse identification flag FL indicating the rotation direction of the crankshaft 6 is set to “1”, which is a value for forward rotation.

一方、クランク角センサ４０が谷部４１ｃを検出しているときにクランクシャフト６が逆回転すると、第２検出素子４０ｂによって歯Ｂの検出がなされた後、第１検出素子４０ａによってその歯Ｂの検出がなされる。従って、クランクシャフト６の逆回転中には、第２信号の出力レベルが「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に変化した後、第１信号の出力レベルも「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に変化する。そのため、第１信号の出力レベルが変化した直後において、同第１信号の出力レベルと第２信号の出力レベルとが一致していれば、クランクシャフト６は逆回転しているといえる。そこで、制御装置５０は、第１信号の出力レベルが変化した直後において、第１信号の出力レベルと第２信号の出力レベルとが一致している場合には、クランクシャフト６が逆回転していると判断し、クランクシャフト６の回転方向を示す正逆転識別フラグＦＬの値を、逆回転用の値である「０」に設定する。 On the other hand, if the crankshaft 6 rotates in reverse while the crank angle sensor 40 detects the valley 41c, the tooth B is detected by the second detection element 40b, and then the tooth B is detected by the first detection element 40a. Detection is made. Accordingly, during reverse rotation of the crankshaft 6, after the output level of the second signal changes from “Hi” to “Lo”, the output level of the first signal also changes from “Hi” to “Lo”. Therefore, immediately after the output level of the first signal changes, if the output level of the first signal matches the output level of the second signal, it can be said that the crankshaft 6 is rotating in the reverse direction. Therefore, immediately after the output level of the first signal changes, the control device 50 causes the crankshaft 6 to rotate in the reverse direction when the output level of the first signal matches the output level of the second signal. The value of the forward / reverse identification flag FL indicating the rotation direction of the crankshaft 6 is set to “0”, which is a value for reverse rotation.

なお、図４には、クランク角センサ４０が谷部４１ｃを検出していたときにクランクシャフト６が逆回転したときの回転方向の検出態様を示したが、クランク角センサ４０が歯４１ａ（山部）を検出していたときにクランクシャフト６が逆回転した場合であっても、同様な態様でクランクシャフト６の回転方向を検出することができる。 FIG. 4 shows a detection mode of the rotation direction when the crankshaft 6 rotates in the reverse direction when the crank angle sensor 40 has detected the valley 41c, but the crank angle sensor 40 has teeth 41a (peaks). Even if the crankshaft 6 rotates in the reverse direction when the part) is detected, the rotation direction of the crankshaft 6 can be detected in the same manner.

このように本実施形態では、第１信号の出力レベルと第２信号の出力レベルとの対応関係に基づいてクランクシャフト６の回転方向を検出するようにしている。
ところで、本実施形態における始動装置では、ピニオンギヤ３５とリングギヤ１２のギヤ部１２ａとが常時噛み合っており、機関始動時におけるクランクシャフト６とスタータモータ３０との駆動連結、及び機関完爆後におけるクランクシャフト６とスタータモータ３０との駆動連結の解除はワンウェイクラッチ１４によって行われる。 Thus, in this embodiment, the rotation direction of the crankshaft 6 is detected based on the correspondence between the output level of the first signal and the output level of the second signal.
By the way, in the starting device in the present embodiment, the pinion gear 35 and the gear portion 12a of the ring gear 12 are always meshed with each other, the drive connection between the crankshaft 6 and the starter motor 30 at the start of the engine, and the crankshaft after the complete explosion of the engine. The drive connection between the starter motor 30 and the starter motor 30 is released by the one-way clutch 14.

ここで、機関停止中にあって車両が後退などすると、クランクシャフト６は逆回転する。このようにクランクシャフト６が逆回転すると上記ワンウェイクラッチ１４が係合し、クランクシャフト６の回転がリングギヤ１２を介してピニオンギヤ３５に伝達される。その結果、ピニオンギヤ３５やアマーチャ３１は、換言すればスタータモータ３０は、機関始動時とは逆の方向に回転する、すなわち逆回転する。 Here, when the engine is stopped and the vehicle moves backward, the crankshaft 6 rotates in the reverse direction. Thus, when the crankshaft 6 rotates in the reverse direction, the one-way clutch 14 is engaged, and the rotation of the crankshaft 6 is transmitted to the pinion gear 35 via the ring gear 12. As a result, the pinion gear 35 and the armature 31, in other words, the starter motor 30 rotates in the direction opposite to that when the engine is started, that is, reversely rotates.

通常、スタータモータ３０の回転速度は減速された状態でクランクシャフト６に伝達される。そのため、クランクシャフト６が逆回転するときには、同クランクシャフト６の回転速度が増速された状態でスタータモータ３０に伝達される。従って、クランクシャフト６の逆回転によってスタータモータ３０が逆回転されるときの同スタータモータ３０の逆回転速度は、始動時における同スタータモータ３０の正回転速度よりも高い回転速度になる。このような態様でスタータモータ３０の回転速度が過度に高くなると、スタータモータ３０は破損してしまうおそれがある。例えば、アマーチャ３１が遠心力によって破損したり、アマーチャ３１や出力軸３４の軸受が過度な高速回転によって摩耗あるいは破損したりするおそれがある。 Usually, the rotation speed of the starter motor 30 is transmitted to the crankshaft 6 in a decelerated state. Therefore, when the crankshaft 6 rotates in the reverse direction, the rotation speed of the crankshaft 6 is transmitted to the starter motor 30 in an increased state. Accordingly, the reverse rotation speed of the starter motor 30 when the starter motor 30 is reversely rotated by the reverse rotation of the crankshaft 6 is higher than the normal rotation speed of the starter motor 30 at the time of starting. If the rotational speed of the starter motor 30 becomes excessively high in such a manner, the starter motor 30 may be damaged. For example, the armature 31 may be damaged by centrifugal force, or the armature 31 and the bearing of the output shaft 34 may be worn or damaged by excessive high-speed rotation.

そこで、本実施形態では、以下に説明する逆回転抑制制御を実行することにより、クランクシャフト６の逆回転時におけるスタータモータ３０の破損を抑制するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, the reverse rotation suppression control described below is executed to suppress damage to the starter motor 30 during reverse rotation of the crankshaft 6.

図５に、上記逆回転抑制制御の処理手順を示す。なお、本処理は制御装置５０によって、所定期間毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されると、まず、クランクシャフト６が逆回転しているか否かが判定される（Ｓ１００）。ここでは、前記正逆転識別フラグＦＬの値に基づいてクランクシャフト６の回転方向が判定され、同正逆転識別フラグＦＬが「１」に設定されている場合には、クランクシャフト６は正回転していると判定されて（Ｓ１００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。 FIG. 5 shows a processing procedure of the reverse rotation suppression control. This process is repeatedly executed by the control device 50 every predetermined period.
When this process is started, it is first determined whether or not the crankshaft 6 is rotating in reverse (S100). Here, the rotation direction of the crankshaft 6 is determined based on the value of the forward / reverse rotation identification flag FL, and when the forward / reverse rotation identification flag FL is set to “1”, the crankshaft 6 rotates forward. (S100: NO), the process is temporarily terminated.

一方、正逆転識別フラグＦＬが「０」に設定されている場合には、クランクシャフト６は逆回転していると判定され（Ｓ１００：ＹＥＳ）、機関回転速度ＮＥが読み込まれる（Ｓ１１０）。 On the other hand, when the forward / reverse rotation identification flag FL is set to “0”, it is determined that the crankshaft 6 is rotating in the reverse direction (S100: YES), and the engine speed NE is read (S110).

次に、読み込まれた機関回転速度ＮＥ及び前記減速比αに基づいてアマーチャ３１の回転速度であるアマーチャ回転速度ＮＡが算出される（Ｓ１２０）。なお、ステップＳ１００においてクランクシャフト６が逆回転している旨判定されているため、ステップＳ１２０においては、アマーチャ３１の逆回転速度が算出されることになる。 Next, an armature rotation speed NA which is the rotation speed of the armature 31 is calculated based on the read engine speed NE and the reduction ratio α (S120). Since it is determined in step S100 that the crankshaft 6 is rotating in the reverse direction, the reverse rotation speed of the armature 31 is calculated in step S120.

次に、算出されたアマーチャ回転速度ＮＡが限界速度ＮＡＬ以上であるか否かが判定される（Ｓ１３０）。この限界速度ＮＡＬとしては、スタータモータ３０の許容回転速度に対してある程度の余裕をみこんだ値が設定されている。なお、スタータモータ３０の許容回転速度を限界速度ＮＡＬとして設定してもよい。 Next, it is determined whether or not the calculated armature rotation speed NA is greater than or equal to the limit speed NAL (S130). The limit speed NAL is set to a value with a certain margin with respect to the allowable rotation speed of the starter motor 30. Note that the allowable rotational speed of the starter motor 30 may be set as the limit speed NAL.

そして、アマーチャ回転速度ＮＡが限界速度ＮＡＬ以上である場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、クランクシャフト６の逆回転に伴うスタータモータ３０の逆回転を抑制するために逆回転抑制処理が実行され（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。この逆回転抑制処理では、スタータモータ３０の逆回転を抑制するトルクが当該スタータモータ３０から発生するように同スタータモータ３０の駆動が制御される。より具体的には、スタータモータ３０の正回転駆動が実行される。なお、上記正回転駆動とは、スタータモータ３０を機関始動時の回転方向と同一の方向に回転駆動させることをいう。 If the armature rotation speed NA is equal to or higher than the limit speed NAL (S130: YES), a reverse rotation suppression process is executed to suppress reverse rotation of the starter motor 30 accompanying reverse rotation of the crankshaft 6 (S140). ), This process is temporarily terminated. In this reverse rotation suppression process, the drive of the starter motor 30 is controlled so that torque that suppresses reverse rotation of the starter motor 30 is generated from the starter motor 30. More specifically, the forward rotation drive of the starter motor 30 is executed. The forward rotation drive means that the starter motor 30 is driven to rotate in the same direction as the rotation direction when the engine is started.

一方、先のステップＳ１３０において、アマーチャ回転速度ＮＡが限界速度ＮＡＬ未満である旨判定される場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、上記逆回転抑制処理の実行が禁止される（Ｓ１５０）。すなわち、スタータモータ３０の正回転駆動の実行が禁止されて、本処理は一旦終了される。なお、ステップＳ１３０において否定判定される状態としては、例えば、逆回転抑制処理の実行によってアマーチャ回転速度ＮＡが限界速度ＮＡＬ未満になった状態、あるいはクランクシャフト６の逆回転速度が低く、もってアマーチャ回転速度ＮＡが限界速度ＮＡＬ未満となっている状態などが挙げられる。 On the other hand, when it is determined in step S130 that the armature rotation speed NA is less than the limit speed NAL (S130: NO), the execution of the reverse rotation suppression process is prohibited (S150). That is, the execution of the forward rotation drive of the starter motor 30 is prohibited, and this process is temporarily terminated. Note that the negative determination in step S130 is, for example, a state where the armature rotation speed NA is less than the limit speed NAL due to the execution of the reverse rotation suppression process, or the reverse rotation speed of the crankshaft 6 is low, thereby causing the armature rotation. For example, the speed NA is less than the limit speed NAL.

以上説明した本実施形態の始動装置によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の始動装置では、クランクシャフト６とスタータモータ３０との駆動連結、及び機関完爆後におけるクランクシャフト６とスタータモータ３０との駆動連結の解除がワンウェイクラッチ１４によって行われる。そのため、機関停止中にあって車両が後退するなどしてクランクシャフト６が逆回転すると、その回転はワンウェイクラッチ１４を介してリングギヤ１２に伝達され、さらにそのリングギヤ１２の逆回転はピニオンギヤ３５にも伝達されてスタータモータ３０は逆回転してしまう。このときのスタータモータ３０の逆回転速度は、リングギヤ１２とピニオンギヤ３５との減速比αに応じて増速されるため、遠心力によるアマーチャ３１の破損や、過度な高速回転による軸受の摩耗あるいは破損等々が生じやすくなり、スタータモータ３０は破損してしまうおそれがある。 According to the starting device of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the starting device of the present embodiment, the one-way clutch 14 releases the drive connection between the crankshaft 6 and the starter motor 30 and the drive connection between the crankshaft 6 and the starter motor 30 after the complete explosion of the engine. For this reason, when the crankshaft 6 rotates in reverse because the vehicle is moving backward while the engine is stopped, the rotation is transmitted to the ring gear 12 via the one-way clutch 14, and the reverse rotation of the ring gear 12 is also transmitted to the pinion gear 35. As a result, the starter motor 30 rotates in the reverse direction. Since the reverse rotation speed of the starter motor 30 at this time is increased according to the reduction ratio α between the ring gear 12 and the pinion gear 35, the armature 31 is damaged due to centrifugal force, or the bearing is worn or damaged due to excessive high-speed rotation. Etc., and the starter motor 30 may be damaged.

この点、本実施形態では、クランクシャフト６の逆回転に伴ってスタータモータ３０が逆回転したとしても、同スタータモータ３０の逆回転速度が限界速度ＮＡＬ以上になると、当該スタータモータ３０の逆回転を抑制する逆回転抑制処理が実行される。そのため、スタータモータ３０の過回転が抑制され、もってクランクシャフト６の逆回転時におけるスタータモータ３０の破損を好適に抑制することができるようになる。 In this regard, in the present embodiment, even if the starter motor 30 rotates in reverse with the reverse rotation of the crankshaft 6, when the reverse rotation speed of the starter motor 30 exceeds the limit speed NAL, the starter motor 30 rotates in reverse. A reverse rotation suppression process for suppressing the rotation is executed. For this reason, over-rotation of the starter motor 30 is suppressed, so that damage to the starter motor 30 during reverse rotation of the crankshaft 6 can be suitably suppressed.

（２）上記逆回転抑制処理として、スタータモータ３０の逆回転を抑制するトルクが当該スタータモータ３０から発生するように同スタータモータ３０の駆動を制御するようにしている。そのため、スタータモータ３０の駆動トルクを利用して当該スタータモータ３０の逆回転を確実に抑制することができるようになる。 (2) As the reverse rotation suppression process, the drive of the starter motor 30 is controlled so that torque that suppresses reverse rotation of the starter motor 30 is generated from the starter motor 30. Therefore, the reverse rotation of the starter motor 30 can be reliably suppressed using the drive torque of the starter motor 30.

（３）上記逆回転抑制処理におけるスタータモータ３０の駆動制御態様として、同スタータモータ３０の正回転駆動を実行するようにしている。従って、同逆回転抑制処理の実行時には、スタータモータ３０の逆回転方向に対して反対方向に作用するトルクを同スタータモータ３０から発生させることができ、もって当該スタータモータ３０の逆回転速度を確実に低下させることができるようになる。 (3) As a drive control mode of the starter motor 30 in the reverse rotation suppression process, forward rotation drive of the starter motor 30 is executed. Therefore, when the reverse rotation suppression process is executed, a torque acting in the opposite direction to the reverse rotation direction of the starter motor 30 can be generated from the starter motor 30, thereby ensuring the reverse rotation speed of the starter motor 30. Can be lowered to.

（４）逆回転中のスタータモータ３０にあってその回転速度が過度に高くなければ、同スタータモータ３０の破損は生じにくい。そこで上記逆回転抑制制御では、スタータモータ３０の逆回転速度（アマーチャ回転速度ＮＡ）が所定値（限界速度ＮＡＬ）以上となった場合に上記逆回転抑制処理を実行するようにしている。従って、スタータモータ３０が破損するおそれのあるときにだけ逆回転抑制処理は実行されるようになり、その逆回転抑制処理をより適切に実行することができるようになる。 (4) If the rotation speed of the starter motor 30 in the reverse rotation is not excessively high, the starter motor 30 is not easily damaged. Therefore, in the reverse rotation suppression control, the reverse rotation suppression process is executed when the reverse rotation speed (armature rotation speed NA) of the starter motor 30 is equal to or higher than a predetermined value (limit speed NAL). Therefore, the reverse rotation suppression process is executed only when the starter motor 30 may be damaged, and the reverse rotation suppression process can be more appropriately executed.

（５）クランクシャフト６の回転速度（機関回転速度ＮＥ）及び前記駆動力伝達機構の減速比αに基づいてスタータモータ３０の逆回転速度を算出するようにしているため、回転速度検出用のセンサを設けることなく、同スタータモータ３０の逆回転速度を検出することができるようになる。 (5) Since the reverse rotational speed of the starter motor 30 is calculated based on the rotational speed of the crankshaft 6 (engine rotational speed NE) and the reduction ratio α of the driving force transmission mechanism, a sensor for detecting the rotational speed. It is possible to detect the reverse rotation speed of the starter motor 30 without providing the.

（６）上記逆回転抑制処理では、クランクシャフト６によって逆回転されるスタータモータ３０の回転に対して、その回転を抑える処理が実行されるため、同スタータモータ３０や前記駆動力伝達機構などに大きな負荷がかかるおそれがある。この点、本実施形態では、アマーチャ３１とピニオンギヤ３５とを相対回転可能に係合する係合機構、より詳細には摩擦板にて構成されるクラッチ機構３３がスタータモータ３０には備えられており、このクラッチ機構３３によってアマーチャ３１とピニオンギヤ３５との相対回転が許容される。そのため、逆回転抑制処理実行時の上記負荷に起因するスタータモータ３０、あるいは駆動力伝達機構の破損を抑えることができるようになる。 (6) In the reverse rotation suppression process, a process for suppressing the rotation of the starter motor 30 that is reversely rotated by the crankshaft 6 is executed. Therefore, the starter motor 30 and the driving force transmission mechanism, etc. There is a risk of applying a heavy load. In this regard, in the present embodiment, the starter motor 30 is provided with an engagement mechanism that engages the armature 31 and the pinion gear 35 so as to be relatively rotatable, more specifically, a clutch mechanism 33 that includes a friction plate. The clutch mechanism 33 allows relative rotation between the armature 31 and the pinion gear 35. For this reason, it is possible to suppress damage to the starter motor 30 or the driving force transmission mechanism due to the load during execution of the reverse rotation suppression process.

（７）本実施形態の始動装置では、前記駆動力伝達機構にワンウェイクラッチ１４が設けられており、ピニオンギヤ３５とリングギヤ１２とが常時噛み合わされている。そのため、始動時にのみそれら各ギヤが噛み合う始動装置と比べて、クランクシャフト６の逆回転がスタータモータ３０に伝達される可能性が高くなる。この点、本実施形態では、そのような常時噛合式の始動装置において上記逆回転抑制処理が実行される。そのため、スタータモータ３０の逆回転が生じやすい始動装置であっても、過回転による当該スタータモータ３０の破損を抑制することができるようになる。
（第２の実施形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の始動装置を具体化した第２の実施形態について、図６を併せ参照して説明する。 (7) In the starting device of the present embodiment, the one-way clutch 14 is provided in the driving force transmission mechanism, and the pinion gear 35 and the ring gear 12 are always meshed. Therefore, there is a higher possibility that reverse rotation of the crankshaft 6 is transmitted to the starter motor 30 as compared with a starting device in which these gears mesh with each other only at the time of starting. In this regard, in the present embodiment, the reverse rotation suppression process is executed in such a constantly meshing starter. For this reason, even if the starter device is likely to cause reverse rotation of the starter motor 30, damage to the starter motor 30 due to excessive rotation can be suppressed.
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the internal combustion engine starter according to the present invention will be described with reference to FIG.

上述したように、逆回転中のスタータモータ３０にあってその回転速度が過度に高くなければ、同スタータモータ３０の破損は生じにくい。換言すれば、逆回転しているクランクシャフト６の回転速度が過度に高くなければ、スタータモータ３０の破損は生じにくい。そこで、前記第１の実施形態では、スタータモータ３０の逆回転速度が所定値以上となった場合に逆回転抑制処理を実行するようにしたが、本実施形態では、クランクシャフト６の逆回転速度が所定値以上となった場合に逆回転抑制処理を実行するようにしている。すなわち、逆回転抑制処理の実行を判断する際の参照回転速度が第１の実施形態とは異なっており、第１の実施形態における逆回転抑制制御の処理手順についてその一部のみが異なっている。そこで、以下では、その相違点を中心に本実施形態における逆回転抑制制御を説明する。 As described above, if the rotation speed of the starter motor 30 in the reverse rotation is not excessively high, the starter motor 30 is not easily damaged. In other words, the starter motor 30 is not easily damaged unless the rotational speed of the crankshaft 6 rotating in the reverse direction is excessively high. Therefore, in the first embodiment, the reverse rotation suppression process is executed when the reverse rotation speed of the starter motor 30 is equal to or higher than a predetermined value. In the present embodiment, the reverse rotation speed of the crankshaft 6 is executed. The reverse rotation suppression process is executed when the value becomes equal to or greater than a predetermined value. That is, the reference rotational speed when determining execution of the reverse rotation suppression process is different from that of the first embodiment, and only a part of the processing procedure of the reverse rotation suppression control in the first embodiment is different. . Therefore, hereinafter, the reverse rotation suppression control in the present embodiment will be described focusing on the difference.

図６に、本実施形態における逆回転抑制制御の処理手順を示す。なお、本処理も制御装置５０によって、所定期間毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されると、まず、クランクシャフト６が逆回転しているか否かが判定される（Ｓ２００）。ここでも、前記正逆転識別フラグＦＬの値に基づいてクランクシャフト６の回転方向が判定され、同正逆転識別フラグＦＬが「１」に設定されている場合には、クランクシャフト６は正回転していると判定されて（Ｓ２００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。 In FIG. 6, the process sequence of the reverse rotation suppression control in this embodiment is shown. This process is also repeatedly executed by the control device 50 at predetermined intervals.
When this process is started, it is first determined whether or not the crankshaft 6 is rotating in reverse (S200). Again, if the direction of rotation of the crankshaft 6 is determined based on the value of the forward / reverse rotation identification flag FL and the forward / reverse rotation identification flag FL is set to “1”, the crankshaft 6 rotates forward. (S200: NO), this process is temporarily terminated.

一方、正逆転識別フラグＦＬが「０」に設定されている場合には、クランクシャフト６は逆回転していると判定され（Ｓ２００：ＹＥＳ）、機関回転速度ＮＥが読み込まれる（Ｓ２１０）。なお、ステップＳ２００において、クランクシャフト６が逆回転している旨判定されているため、ステップＳ２１０においては、クランクシャフト６の逆回転速度が読み込まれることになる。 On the other hand, when the forward / reverse rotation identification flag FL is set to “0”, it is determined that the crankshaft 6 is rotating in the reverse direction (S200: YES), and the engine speed NE is read (S210). Since it is determined in step S200 that the crankshaft 6 is rotating in reverse, the reverse rotation speed of the crankshaft 6 is read in step S210.

次に、読み込まれた機関回転速度ＮＥが限界速度ＮＥＬ以上であるか否かが判定される（Ｓ２２０）。この限界速度ＮＥＬとしては、スタータモータ３０の許容回転速度対してある程度の余裕をみこんだ値及び前記駆動力伝達機構の減速比αから算出されたクランクシャフト６の回転速度が設定されている。なお、スタータモータ３０の許容回転速度対及び前記駆動力伝達機構の減速比αから算出されたクランクシャフト６の回転速度を限界速度ＮＥＬとして設定してもよい。 Next, it is determined whether or not the read engine speed NE is greater than or equal to a limit speed NEL (S220). As the limit speed NEL, a value with a certain margin with respect to the allowable rotation speed of the starter motor 30 and the rotation speed of the crankshaft 6 calculated from the reduction ratio α of the driving force transmission mechanism are set. Note that the rotational speed of the crankshaft 6 calculated from the allowable rotational speed pair of the starter motor 30 and the reduction ratio α of the driving force transmission mechanism may be set as the limit speed NEL.

そして、機関回転速度ＮＥが限界速度ＮＥＬ以上である場合には（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、クランクシャフト６の逆回転に伴うスタータモータ３０の逆回転を抑制するために逆回転抑制処理が実行され（Ｓ２３０）、本処理は一旦終了される。この逆回転抑制処理では、第１の実施形態と同様に、スタータモータ３０の正回転駆動が実行される。 If the engine speed NE is equal to or higher than the limit speed NEL (S220: YES), a reverse rotation suppression process is executed to suppress reverse rotation of the starter motor 30 accompanying reverse rotation of the crankshaft 6 (S230). ), This process is temporarily terminated. In this reverse rotation suppression process, the forward rotation drive of the starter motor 30 is executed as in the first embodiment.

一方、ステップＳ２２０において、機関回転速度ＮＥが限界速度ＮＥＬ未満である旨判定される場合には（Ｓ２２０：ＮＯ）、上記逆回転抑制処理の実行が禁止される（Ｓ２４０）。すなわち、スタータモータ３０の正回転駆動の実行が禁止されて、本処理は一旦終了される。なお、ステップＳ２２０において否定判定される状態としては、例えば、逆回転抑制処理の実行によってアマーチャ回転速度ＮＡが低下し、もって機関回転速度ＮＥが限界速度ＮＥＬ未満になった状態、あるいはクランクシャフト６の逆回転速度がもともと低く、機関回転速度ＮＥが限界速度ＮＥＬ未満となっている状態などが挙げられる。 On the other hand, when it is determined in step S220 that the engine speed NE is less than the limit speed NEL (S220: NO), the execution of the reverse rotation suppression process is prohibited (S240). That is, the execution of the forward rotation drive of the starter motor 30 is prohibited, and this process is temporarily terminated. Note that the negative determination in step S220 includes, for example, a state where the armature rotational speed NA has decreased due to the execution of the reverse rotation suppression process, and the engine rotational speed NE has become less than the limit speed NEL, or the crankshaft 6 For example, the reverse rotation speed is originally low and the engine rotation speed NE is less than the limit speed NEL.

以上説明したように、本実施形態の始動装置では、クランクシャフト６の逆回転速度が所定値（限界速度ＮＥＬ）以上となった場合に、前述したような逆回転抑制処理が実行される。従って、本実施形態においてもスタータモータ３０が破損するおそれのあるときにだけ逆回転抑制処理は実行されるようになり、その逆回転抑制処理をより適切に実行することができるようになる。 As described above, in the starting device of the present embodiment, when the reverse rotation speed of the crankshaft 6 becomes equal to or higher than a predetermined value (limit speed NEL), the reverse rotation suppression process as described above is executed. Therefore, also in this embodiment, the reverse rotation suppression process is executed only when the starter motor 30 may be damaged, and the reverse rotation suppression process can be executed more appropriately.

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・第１の実施形態では、逆回転抑制処理におけるスタータモータ３０の駆動制御態様として、同スタータモータ３０の正回転駆動を実行するようにしたが、これに代えて同スタータモータ３０の回生制御を実行するようにしてもよい。この場合には、スタータモータ３０の逆回転に対して制動をかけることができるようになり、同スタータモータ３０の逆回転速度を確実に低下させることができるようになる。 In addition, each said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the first embodiment, as the drive control mode of the starter motor 30 in the reverse rotation suppression process, the forward rotation drive of the starter motor 30 is executed. Instead, the regeneration control of the starter motor 30 is performed. You may make it perform. In this case, braking can be applied to the reverse rotation of the starter motor 30, and the reverse rotation speed of the starter motor 30 can be reliably reduced.

なお、この変形例は、先の図５に示した逆回転抑制制御の処理手順を、図７に示すごとく一部変更することにより実施可能である。すなわち、先のステップＳ１３０にて、アマーチャ回転速度ＮＡが限界速度ＮＡＬ以上である旨判定される場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、逆回転抑制処理としてスタータモータ３０の回生制御を実行する（Ｓ３４０）。一方、ステップＳ１３０にて、アマーチャ回転速度ＮＡが限界速度ＮＡＬ未満である旨判定される場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、ステップＳ３５０にて逆回転抑制処理の実行を禁止する、すなわちスタータモータ３０の回生制御を禁止するようにすればよい。 This modification can be implemented by partially changing the processing procedure of the reverse rotation suppression control shown in FIG. 5 as shown in FIG. That is, when it is determined in step S130 that the armature rotation speed NA is equal to or higher than the limit speed NAL (S130: YES), regeneration control of the starter motor 30 is executed as reverse rotation suppression processing (S340). . On the other hand, if it is determined in step S130 that the armature rotation speed NA is less than the limit speed NAL (S130: NO), execution of the reverse rotation suppression process is prohibited in step S350, that is, the starter motor 30 Regeneration control should be prohibited.

また、同様に、第２の実施形態での逆回転抑制処理におけるスタータモータ３０の駆動制御態様として、同スタータモータ３０の回生制御を実行するようにしてもよい。この場合の変形例も、先の図６に示した逆回転抑制制御の処理手順を、上述したような態様で一部変更することにより実施可能である。すなわち、先のステップＳ２２０にて、機関回転速度ＮＥが限界速度ＮＥＬ以上である旨判定される場合には（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、逆回転抑制処理としてスタータモータ３０の回生制御を実行する（Ｓ３４０）。一方、ステップＳ２２０にて、機関回転速度ＮＥが限界速度ＮＥＬ未満である旨判定される場合には（Ｓ２２０：ＮＯ）、ステップＳ３５０にて逆回転抑制処理の実行を禁止する、すなわちスタータモータ３０の回生制御を禁止するようにすればよい。 Similarly, as a drive control mode of the starter motor 30 in the reverse rotation suppression process in the second embodiment, regenerative control of the starter motor 30 may be executed. The modification in this case can also be implemented by partially changing the processing procedure of the reverse rotation suppression control shown in FIG. 6 in the manner described above. That is, when it is determined in the previous step S220 that the engine speed NE is equal to or higher than the limit speed NEL (S220: YES), regeneration control of the starter motor 30 is executed as reverse rotation suppression processing (S340). . On the other hand, if it is determined in step S220 that the engine speed NE is less than the limit speed NEL (S220: NO), the execution of the reverse rotation suppression process is prohibited in step S350, that is, the starter motor 30 Regeneration control should be prohibited.

・第１の実施形態では、クランクシャフト６が逆回転しており、かつアマーチャ回転速度ＮＡが限界速度ＮＡＬ以上である場合に上記逆回転抑制処理を実行するようにした。また、第２の実施形態では、クランクシャフト６が逆回転しており、かつ機関回転速度ＮＥが限界速度ＮＥＬ以上である場合に上記逆回転抑制処理を実行するようにしたが、各実施形態において、クランクシャフト６が逆回転している旨判定される場合には、直ちに逆回転抑制処理を実行するようにしてもよい。 In the first embodiment, the reverse rotation suppression process is executed when the crankshaft 6 rotates in the reverse direction and the armature rotation speed NA is equal to or higher than the limit speed NAL. In the second embodiment, the reverse rotation suppression process is executed when the crankshaft 6 rotates in the reverse direction and the engine speed NE is equal to or higher than the limit speed NEL. When it is determined that the crankshaft 6 is rotating in the reverse direction, the reverse rotation suppressing process may be executed immediately.

・第１の実施形態では、アマーチャ回転速度ＮＡを機関回転速度ＮＥ及び駆動力伝達機構の減速比αから算出するようにしたが、同アマーチャ回転速度ＮＡをセンサにて直接検出するようにしてもよい。 In the first embodiment, the armature rotation speed NA is calculated from the engine rotation speed NE and the reduction ratio α of the driving force transmission mechanism. However, the armature rotation speed NA may be directly detected by a sensor. Good.

・アマーチャ３１とピニオンギヤ３５とを相対回転可能に係合する係合機構として、摩擦板にて構成されるクラッチ機構３３を備えるようにしたが、同係合機構はこのようなものに限られるものではなく、アマーチャ３１とピニオンギヤ３５とを相対回転可能に係合する機構であれば、他の機構を採用することもできる。 -As an engagement mechanism for engaging the armature 31 and the pinion gear 35 so as to be relatively rotatable, a clutch mechanism 33 constituted by a friction plate is provided, but the engagement mechanism is limited to such a mechanism. Instead, any other mechanism may be employed as long as it is a mechanism that engages the armature 31 and the pinion gear 35 so as to be relatively rotatable.

・スタータモータ３０や駆動力伝達機構の強度等が十分に確保されている場合には、上述したようにクラッチ機構３３を省略することも可能である。
・クランクシャフト６の回転方向を第１信号の出力レベルと第２信号の出力レベルとの対応関係に基づいて検出するようにしたが、この他の態様でクランクシャフト６の回転方向を検出する場合であっても、本発明は同様に適用することができる。 If the strength of the starter motor 30 and the driving force transmission mechanism is sufficiently secured, the clutch mechanism 33 can be omitted as described above.
-Although the rotation direction of the crankshaft 6 is detected based on the correspondence between the output level of the first signal and the output level of the second signal, the rotation direction of the crankshaft 6 is detected in another manner. Even so, the present invention can be similarly applied.

・各実施形態の始動装置において、スタータモータ３０の駆動力をクランクシャフト６に伝達する駆動力伝達機構は、ワンウェイクラッチ１４、ベアリング１８、アウターレース支持プレート１０、リングギヤ１２、ピニオンギヤ３５等によって構成されていたが、これは一例である。この他、スタータモータの駆動力をクランクシャフトに伝達する駆動力伝達機構にあって、クランクシャフトの逆回転に伴いスタータモータが逆回転する構成を有していれば本発明は同様に適用することができ、その場合にも上述したような効果を得ることができる。 In the starting device of each embodiment, the driving force transmission mechanism that transmits the driving force of the starter motor 30 to the crankshaft 6 includes the one-way clutch 14, the bearing 18, the outer race support plate 10, the ring gear 12, the pinion gear 35, and the like. This is just an example. In addition, if the driving force transmission mechanism transmits the driving force of the starter motor to the crankshaft, and the starter motor has a configuration that rotates reversely with the reverse rotation of the crankshaft, the present invention is similarly applied. In this case, the above-described effects can be obtained.

・上述したようなスタータモータ３０の破損は、クランクシャフト６の逆回転がスタータモータ３０に伝達されることで生じる。従って、上記ワンウェイクラッチ１４を用いた各実施形態の常時噛合式の始動装置に限らず、他の機構を用いた常時噛合式の始動装置であっても同様な破損は生じるおそれがある。 The breakage of the starter motor 30 as described above occurs when the reverse rotation of the crankshaft 6 is transmitted to the starter motor 30. Therefore, not only the always-meshing starter of each embodiment using the above-described one-way clutch 14, but also a constantly-meshing-type starter using another mechanism may cause the same damage.

また、常時噛み合いの始動装置に限らず、始動時にのみピニオンギヤとリングギヤとが噛み合う始動装置においても、場合によっては同様な破損は生じるおそれがある。例えば、機関始動に失敗してスタータモータの駆動が一旦中止されたときに車両が後退し、この後退中にあってピニオンギヤとリングギヤとの噛み合い解除が遅れている場合には、クランクシャフトの逆回転がスタータモータ伝達されてしまい、同様な破損が生じてしまう可能性がある。 Further, not only the always-meshing starter but also the starter in which the pinion gear and the ring gear are engaged only at the time of starting, there is a possibility that the same damage may occur depending on circumstances. For example, if the start of the starter motor is stopped due to engine start failure, the vehicle moves backward, and if the release of meshing between the pinion gear and the ring gear is delayed during this backward movement, the crankshaft rotates backward. May be transmitted to the starter motor, and similar damage may occur.

この点、本発明は、そのような他の機構を用いた常時噛合式の始動装置や、始動時にのみピニオンギヤとリングギヤとが噛み合う始動装置にも適用可能であり、それら各始動装置において上述したような効果を得ることができる。 In this respect, the present invention can be applied to a constantly meshing starter using such other mechanisms, or a starter in which a pinion gear and a ring gear are engaged only at the time of start. Effects can be obtained.

本発明にかかる始動装置の第１の実施形態について、その構成を示す概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic which shows the structure about 1st Embodiment of the starter concerning this invention. 同実施形態におけるクランク角センサとクランクロータとの配置を示す構成図。The block diagram which shows arrangement | positioning of the crank angle sensor and crank rotor in the embodiment. クランク角センサが有する検出素子についてその配設態様を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement | positioning aspect about the detection element which a crank angle sensor has. 同実施形態においてクランクシャフトの回転方向の検出態様を例示する模式図。The schematic diagram which illustrates the detection aspect of the rotation direction of a crankshaft in the same embodiment. 同実施形態における逆回転抑制制御の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the reverse rotation suppression control in the embodiment. 第２の実施形態における逆回転抑制制御の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of reverse rotation suppression control in 2nd Embodiment. 第１の実施形態の変形例における逆回転抑制制御についてその処理手順の一部を示すフローチャート。The flowchart which shows a part of the process sequence about the reverse rotation suppression control in the modification of 1st Embodiment.

Explanation of symbols

２…オイルパン、２ａ…後端、２ｂ…周面、４…ラダービーム、６…クランクシャフト、８…フライホイール、１０…アウターレース支持プレート、１２…リングギヤ、１２ａ…ギヤ部、１２ｂ…段差部、１２ｃ…内周面、１２ｄ…外周面、１４…ワンウェイクラッチ、１６…インナーレース、１８…ベアリング、２２…アウターレース、２４…第１シール部材、２４ａ…シールリップ、２６…第２シール部材、２６ａ…シールリップ、３０…スタータモータ、３１…アマーチャ、３１ａ…電磁コイル、３１ｂ…シャフト、３３…クラッチ機構、３４…出力軸、３５…ピニオンギヤ、４０…クランク角センサ、４０ａ…第１検出素子、４０ｂ…第２検出素子、４１…クランクロータ、４１ａ…歯、４１ｂ…欠歯部、４１ｃ…谷部、５０…制御装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Oil pan, 2a ... Rear end, 2b ... Circumferential surface, 4 ... Ladder beam, 6 ... Crankshaft, 8 ... Flywheel, 10 ... Outer race support plate, 12 ... Ring gear, 12a ... Gear part, 12b ... Step part 12c ... inner peripheral surface, 12d ... outer peripheral surface, 14 ... one-way clutch, 16 ... inner race, 18 ... bearing, 22 ... outer race, 24 ... first seal member, 24a ... seal lip, 26 ... second seal member, 26a ... seal lip, 30 ... starter motor, 31 ... armature, 31a ... electromagnetic coil, 31b ... shaft, 33 ... clutch mechanism, 34 ... output shaft, 35 ... pinion gear, 40 ... crank angle sensor, 40a ... first detection element, 40b ... second detection element, 41 ... crank rotor, 41a ... teeth, 41b ... missed tooth part, 41c ... valley part, 50 ... control Location.

Claims

In a starter for an internal combustion engine, comprising: a starter motor that starts the internal combustion engine; and a drive force transmission mechanism that transmits the drive force of the starter motor to the crankshaft;
When it is detected that the crankshaft is actually rotating in the reverse direction, there is provided control means for executing a reverse rotation suppressing process for suppressing the reverse rotation of the starter motor accompanying the reverse rotation of the crankshaft. An internal combustion engine starter.

2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the control unit controls the driving of the starter motor as the reverse rotation suppression process so that a torque that suppresses reverse rotation of the starter motor is generated from the starter motor. Starting device.

The starter for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the starter motor is driven to rotate forward as the reverse rotation suppression process.

The starter for an internal combustion engine according to claim 2, wherein regenerative control of the starter motor is executed as the reverse rotation suppression process.

The starter for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means executes the reverse rotation suppression process when the reverse rotation speed of the starter motor becomes a predetermined value or more.

The starter for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the reverse rotation speed of the starter motor is calculated based on a rotation speed of a crankshaft and a reduction ratio of the driving force transmission mechanism.

The starter for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means executes the reverse rotation suppression process when the reverse rotation speed of the crankshaft becomes equal to or higher than a predetermined value.

The driving force transmission mechanism includes a one-way clutch that transmits the driving force of the starting motor to the crankshaft, and a pinion gear provided on the output shaft of the starting motor and a ring gear provided on the crankshaft are always meshed with each other. Become
The starter for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7.