JP2001165021A - エンジンに匹敵するトルクを持つスターターを用いたエンジン始動方法及び装置 - Google Patents

エンジンに匹敵するトルクを持つスターターを用いたエンジン始動方法及び装置

Info

Publication number
JP2001165021A
JP2001165021A JP2000368017A JP2000368017A JP2001165021A JP 2001165021 A JP2001165021 A JP 2001165021A JP 2000368017 A JP2000368017 A JP 2000368017A JP 2000368017 A JP2000368017 A JP 2000368017A JP 2001165021 A JP2001165021 A JP 2001165021A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
torque
starter
alternator
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000368017A
Other languages
English (en)
Inventor
Gurinder Singh Kahlon
シン カーロン ギュリンダー
Riu Nin
リウ ニン
Josef Mohan Robert
ジョセフ モーハン ロバート
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Visteon Global Technologies Inc
Original Assignee
Visteon Global Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Visteon Global Technologies Inc filed Critical Visteon Global Technologies Inc
Publication of JP2001165021A publication Critical patent/JP2001165021A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N2011/0881Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F02N2011/0885Capacitors, e.g. for additional power supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N2011/0881Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F02N2011/0888DC/DC converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N2011/0881Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F02N2011/0896Inverters for electric machines, e.g. starter-generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/10Control related aspects of engine starting characterised by the control output, i.e. means or parameters used as a control output or target
    • F02N2300/104Control of the starter motor torque

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 始動中にエンジンのクランクシャフトにおけ
る差動トルクの量を低減すると共に、車両に即時の加速
を与える。 【解決手段】 自動車10の内燃機関12を始動するシステ
ム40が、内燃機関12のクランクシャフト50の回転を開始
するために用いられるスターター/オルタネーター42に
接続される制御器54を持つ。制御器54は、スターター/
オルタネーター42が発生するトルク量を制御する。クラ
ンクシャフトの速度ひいてはクランクシャフト50のトル
クが所望の範囲にある時に、エンジンが始動される。ス
ターター/オルタネーター42のトルクは、エンジンのト
ルクカーブに合致するのが好ましい。スターター/オル
タネーター42は、始動に際してトルクを増大するため
に、用いられ得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、概略的には、自動
車用内燃機関に関し、より具体的には、内燃機関に接続
されたスターター/オルタネーター及びターボチャージ
ャーを持つ自動車に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関を持つ自動車には、スターター
・モーターとオルタネーターの両方が備えられているの
が、一般的である。近年、オルタネーターとスターター
・モーターを組合わせたものが、提案されている。その
様なシステムは、エンジンのクランクシャフトに直接取
付けられたローター及び、エンジン・ブロックと変速機
のベル形ハウジングとの間に挟まれたステーターを持
つ。車両の初期始動中に、スターター/オルタネーター
は、スターターとして機能する。スターター/オルタネ
ーターは、スターターとして機能する間、シリンダーが
着火される前にエンジンのクランクシャフトを回転させ
るのに充分な量の始動トルクを発生する。エンジンが着
火された後では、シリンダー内での燃焼過程から、ある
量のエンジン・トルクがクランクシャフトへ与えられ
る。始動トルク及びエンジン・トルクの両方がクランク
シャフトに作用する期間は、限られたものである。トル
クの差動量が過剰である場合には、エンジンがラフな動
きをしている様に見えることがあり得る。トルク差動が
大きくなると、クランクシャフトの様なエンジン部品に
対する損傷が発生する場合がある。
【0003】エンジンが始動された後では、オルタネー
ター/スターターは、車両の電気システムを充電するた
めに、発電機として用いられる。
【0004】自動車用途においては、エンジンが(例え
ば赤信号において)停車中に停止される場合があるもの
が、知られている。アクセル・ペダルが踏み込まれる
と、スターター/オルタネーターがモーターを動かし、
エンジンが着火を再開することになる。そして、走行す
るにつれて、多くの始動動作が起こり得る。その様なシ
ステムにおける加速は、始動時のトルク・レベルが低い
ので、本来的に小さく、あまり影響のないものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】始動中のクランクシャ
フトへの応力を低減するために、スターター/オルタネ
ーターのトルクとクランクシャフトに存在するトルクと
の間の差動トルクを低減することが望ましい。また、車
両に即時の加速を与えるために始動中にエンジン・トル
クが増大され得るものとするシステムを提供することが
望ましい。
【0006】それで、本発明の目的の一つは、始動中に
エンジンのクランクシャフトにおける差動トルクの量を
低減することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の観点の一つにお
いて、内燃機関が、そのクランクシャフトに接続された
スターターを持つ。上記内燃機関が所定の動作トルクカ
ーブを持ち、上記方法が、上記内燃機関を上記スタータ
ーを用いて回転させる工程、上記スターターのトルクを
所定トルクまで増大させる工程、及び、上記スターター
の所定トルクが目標トルクに到達した時に上記内燃機関
を始動する工程、を有する。
【0008】本発明の更なる観点において、自動車用シ
ステムがクランクシャフトとトルクカーブを持つ内燃機
関に接続される。システムは、上記クランクシャフトに
接続されたスターターを持つ。制御器が、クランクシャ
フトの回転を上記トルクカーブに対応する所定のトルク
まで起こすスターターに接続される。上記制御器は、上
記スターターが上記トルクカーブ上の所定のトルク及び
速度に到達した時に、上記内燃機関の始動を制御する。
【0009】
【発明の効果】本発明の効果の一つは、より迅速な加速
が得られる様に、内燃機関を高いトルクにおいて始動さ
せるのに適している、ということである。そして、始動
中のエンジン・トルクを増大して、車両に即時の加速を
与えることが出来る。
【0010】本発明の他の目的及び構成は、添付の図面
及び請求項と関連付けて好ましい実施形態の詳細な説明
を読むことにより、明らかとなろう。
【0011】
【発明の実施の形態】ここで図1を参照すると、シリン
ダー14をその中に位置するピストン16と共に持つ内燃機
関(エンジン)12を持つ自動車10が、示されている。各
シリンダー14は、燃料ライン及び燃料噴射弁(不図示)
などの燃料輸送システムを介して燃料ポンプ18へ接続さ
れる。各シリンダー14はまた、パワートレイン制御ユニ
ット(powertrain control unit略してPCU)に接続され
た点火プラグ20などの着火源を持つ。パワートレイン制
御ユニット22は、点火時期及び燃料ポンプ18の作動を通
常の態様で制御するが、それは、本発明による改良の対
象でもある。
【0012】エンジン12は、変速機26へ接続される。変
速機26は、自動変速機であっても手動変速機であっても
良い。変速機26は、車輪32へ動力を供給するため車軸30
を駆動するのにディファレンシャル・ギア28へ接続され
る。勿論、本発明はまた、車輪32の全てが駆動される四
輪駆動システムに適用可能である。スターター/オルタ
ネーター42及びそれに付随する制御用電子機器を含むス
ターター/オルタネーター・システム40が、エンジン12
に接続される。本発明において、スターター/オルタネ
ーター42は、変速機26のハウジング44とエンジン12との
間に配置される。スターター/オルタネーター42は、ベ
ル形ハウジング44に固定的に取付けられたステーター及
び、エンジン12のクランクシャフト50に接続されたロー
ター48、を持つ。クラッチ52が、変速機26と内燃機関12
を締結及び解放するのに用いられる。更に後述される様
に、ステーター/オルタネーター42は、エンジン始動中
にはスターターとして用いられ、一方で、車両のバッテ
リーを充電するため電力を供給するオルタネーターとし
て用いられる。クラッチ52は、変速機26との締結に先立
ち、スターター/オルタネーター42が内燃機関を始動す
るのを可能とする。
【0013】クランクシャフト50は、その相対速度を判
定するために、そこに結合されたセンサー53を持つ。エ
ンジンのトルクは、クランクシャフト速度から導くこと
が出来る。当業者であれば、点火システムの信号の監視
を含む、クランクシャフト速度を判定する種々の方法を
認識するであろう。
【0014】スターター/オルタネーター・システム40
は、パワートレイン制御ユニット22及びパワーインバー
ター56へ接続されたシステム制御器54を持つ。実用に際
しては、パワーインバーター56とシステム制御器54を、
単一のパッケージに入れても良い。インバーター56は、
更に後述される様に、始動モードでDC電力をAC電力に変
換し、発電モードでAC電力をDC電力へ変換するのに、用
いられる。
【0015】パワーインバーター56は、ウルトラ・キャ
パシターの様なエネルギー貯蔵機器58、第1DC/DCコン
バーター60及び第2DC/DCコンバーター62へ、接続され
る。DC/DCコンバーター60は、36ボルトのバッテリー64
に接続される。DC/DCコンバーター62は、12ボルトのバ
ッテリー66へ接続される。勿論、実際のバッテリー電圧
は、それが取付けられる特定のシステムに応じて変るも
のである。
【0016】ここで図2を参照すると、エンジンについ
てのトルクカーブ70及びパワーカーブ72が示されてい
る。エンジンは、種々のエンジン速度に対し、エンジン
の構成に基く所定のトルクで動作する。エンジン速度
は、通常、クランクシャフトの回転速度である。
【0017】自動車のある動作条件において、始動に際
しエンジンからのトルク量を高めることが望ましいこと
があり得る。本発明は、車両が赤信号などで停車した時
にエンジンが完全に停止させられるシステムに特に適用
可能である。その様なシステムにおいて、アクセル・ペ
ダルの即時の踏込みに際し、車両がより迅速に加速する
のを補助するために、トルクの量を増大するのに、スタ
ーター/オルタネーターを用いることが出来る。
【0018】動作中において、スターター/オルタネー
ター42は、制御可能なトルクを持つ。エンジン12のクラ
ンクシャフト50は所定速度まで回転させられ、そして所
定トルクが始動時におけるエンジンのトルクに実質的に
合致する。それで、スターター/オルタネーター・シス
テム40のインバーター56は、エンジンのトルク出力カー
ブに実質的に合致する能力を持つ。
【0019】内燃機関12の始動過程は、キーがイグニッ
ション位置に置かれるか、アクセル・ペダル(不図示)
が踏込まれるかにより、開始させられる。36ボルトのバ
ッテリー64は、DC/DCコンバーター60により300ボルトま
で高められるスターター/オルタネーター42用の電力
を、発生する。300ボルトは、エネルギー貯蔵機器58を
充電するのに用いられる。インバーター56は、DC電力を
三相AC電力に変換する。AC電力は、ステーター/オルタ
ネーター42のステーター46へ供給される。スターター/
オルタネーター42はローター48を回転させ、次にそれが
エンジン12のクランクシャフト50を回転させる。始動過
程の間、スターター/オルタネーター42は、システム制
御器54により制御される所定のトルクを持つ。
【0020】スターター/オルタネーターのローターひ
いてはエンジンのクランクシャフトが所定トルクに到達
した時に、パワートレイン制御ユニット22を用いて、燃
料ポンプ16を介して燃料を供給し、点火プラグ20を介し
て点火時期を制御することにより、エンジン12が始動さ
れる。それで、エンジンが始動されると、エンジン12の
目標トルク及び速度が合致され得る。クランクシャフト
50の速度は、センサー53を用いて直接計測されても、点
火システムを介して間接的に計測されても良い。それ
で、ローター80が充分なトルクに到達すると、制御器54
が、エンジン内の燃焼過程を開始させる。
【0021】スターター/オルタネーター42が制御され
たトルクを持つので、始動時に目標トルクを得るために
エンジンを補助するのにオルタネーター/スターター42
が用いられ得る。トルクを増大させることにより、車両
の即時の加速度が高められる。
【0022】クランクシャフトが目標トルクに到達し、
エンジンの燃焼過程が開始されると、スターター/オル
タネーター42は発電モードで用いられる。発電モードに
おいて、エネルギー貯蔵機器58及びバッテリー64, 66
は、完全に充電されたか否かを判断するために監視され
る。エネルギー貯蔵源のいずれかが所定の範囲を下回る
場合には、スターター・オルタネーター42からの三相電
力が、電力インバーター56により直流300ボルトへ変換
される。DC/DCコンバーター60, 62はそれぞれ、直流300
ボルトを42ボルトと14ボルトへ変換するのに用いられ
る。エネルギー貯蔵機器58のウルトラ・キャパシター
は、電力コンバーター56により直接充電されることに、
留意すべきである。
【0023】本発明の特定の実施形態が示され、記載さ
れたが、当業者には、多くの変更案及び代替実施形態が
想到されるであろう。従って、本発明は請求項の文言に
よってのみ限定されることが、意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による、スターター/オルタネーター・
システムを持つ自動車の概略図である。
【図2】自動車の内燃機関用トルクカーブのグラフであ
る。
【符号の説明】
12 内燃機関 14 シリンダー 18 燃料ポンプ 42 スターター/オルタネーター 50 クランクシャフト 70 トルクカーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニン リウ アメリカ合衆国 ミシガン州 48375,ノ ヴィ 3003 ロシュライズン ウェイ 43200 (72)発明者 ロバート ジョセフ モーハン アメリカ合衆国 ミシガン州 48187,カ ントン クラフツバリー コート 44212

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のトルクカーブを持つ内燃機関のク
    ランクシャフトに接続されたスターターを持つ上記内燃
    機関の始動を制御する方法であって、 上記内燃機関を上記スターターを用いて回転させる工
    程、 上記スターターのトルクを所定トルクまで増大させる工
    程、及び上記スターターの上記所定トルクが目標トルク
    に到達した時に上記内燃機関を始動させる工程、 を有する方法。
  2. 【請求項2】 上記目標トルクは上記内燃機関のトルク
    カーブに実質的に対応する、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 上記内燃機関を始動させる工程は、燃料
    ポンプを作動させる工程及び、上記内燃機関にシリンダ
    ーへ燃料を供給する工程、を有する、請求項1に記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 上記始動工程は、所定速度及び上記所定
    トルクへ到達した時に上記内燃機関を始動させる工程、
    を含む、請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 トルクカーブを持つエンジンへ接続され
    たスターター/オルタネーターで車両を動作させる方法
    であって、 上記エンジンの始動を開始する工程、 上記車両のクランクシャフトを上記スターター/オルタ
    ネーターで回転させる工程、 トルクが上記トルク曲線に到達した時に上記エンジンへ
    燃料及び火花を供給する工程、及び増大したトルク出力
    を得るために、上記スターター/オルタネーターで上記
    エンジンを補助する工程、 を有する方法。
  6. 【請求項6】 上記燃料及び火花を供給する工程は、燃
    料ポンプを作動させる工程及び、上記エンジンのシリン
    ダーへ燃料を供給する工程、を有する、請求項5に記載
    の方法。
  7. 【請求項7】 所定の速度に到達した時に燃料及び火花
    を上記エンジンへ供給する工程を、更に有する、請求項
    5に記載の方法。
JP2000368017A 1999-12-07 2000-12-04 エンジンに匹敵するトルクを持つスターターを用いたエンジン始動方法及び装置 Pending JP2001165021A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US45568799A 1999-12-07 1999-12-07
US09/455687 1999-12-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001165021A true JP2001165021A (ja) 2001-06-19

Family

ID=23809863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000368017A Pending JP2001165021A (ja) 1999-12-07 2000-12-04 エンジンに匹敵するトルクを持つスターターを用いたエンジン始動方法及び装置

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1106824A1 (ja)
JP (1) JP2001165021A (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6580178B1 (en) * 2000-09-21 2003-06-17 Ford Global Technologies, Inc. Pulsed charge starter/alternator control system
DE10100525A1 (de) * 2001-01-08 2002-07-18 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Steuerung von Startmoment und Startleistung einer Verbrennungskraftmaschine
US6962135B2 (en) * 2002-01-31 2005-11-08 Visteon Global Technologies, Inc. Use of integrated starter alternator to prevent engine stall
JP4696765B2 (ja) * 2005-08-05 2011-06-08 日産自動車株式会社 エンジンの始動方法及びエンジンの始動装置
FR2928503B1 (fr) * 2008-03-04 2010-05-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Vehicule automobile et procede d'alimentation d'une machine electrique tournante reversible.
DE102012203374B4 (de) * 2012-03-05 2019-09-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Vorbereiten des Startens eines Verbrennungsmotors durch einen riemengetriebenen Startergenerator

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3610687B2 (ja) * 1995-12-12 2005-01-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動制御装置およびその制御方法
JP3379439B2 (ja) * 1997-09-17 2003-02-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1106824A1 (en) 2001-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6688411B2 (en) Hybrid electric vehicle and a method for operating a hybrid electric vehicle
US7925417B2 (en) Control apparatus and method for internal combustion engine
US6781252B2 (en) Method and apparatus for starting an engine using a starter/alternator and an accessory drive
US6904342B2 (en) Control apparatus for energy storage device in motor vehicle
WO2012046324A1 (ja) パワートレーン、パワートレーンの制御方法および制御装置
JP2009527411A (ja) 直結スタートを支援する分離クラッチを備えたハイブリッド駆動部
EP0916539A3 (en) Transient driveline shock reduction for hybrid vehicle drive system
EP1106822B1 (en) Method and apparatus for starting an engine having a turbocharger
JP2002206438A (ja) ハイブリッド電気自動車システム
JPH10325346A (ja) 車両用内燃機関の自動停止始動装置
JP2001292504A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
KR20180129198A (ko) 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법
US6382163B1 (en) Starter alternator with variable displacement engine and method of operating the same
KR101776766B1 (ko) 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 및 방법
JP2000204999A (ja) ハイブリッド車のエンジン始動装置
JP4411811B2 (ja) ハイブリッド車の制御装置
US6322476B1 (en) Method and apparatus to provide power assistance to an engine with a starter alternator during gear shifts
JP2001165021A (ja) エンジンに匹敵するトルクを持つスターターを用いたエンジン始動方法及び装置
US20070142165A1 (en) Method for operating a drive system
JP2001336466A (ja) ハイブリッド車
JP3838188B2 (ja) 車両のエンジン自動停止装置
JP3094859B2 (ja) 内燃機関の振動抑制装置
JP2001098968A (ja) 車両の制御装置
JP3975767B2 (ja) エンジン自動停止・自動再始動装置
JP2017116019A (ja) エンジンの再始動制御システム、ハイブリッド車両及びエンジンの再始動制御方法