JP2001193614A - ターボチャージャーを持つエンジンの始動装置及び始動方法 - Google Patents
ターボチャージャーを持つエンジンの始動装置及び始動方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N9/00—Starting of engines by supplying auxiliary pressure fluid to their working chambers
- F02N9/04—Starting of engines by supplying auxiliary pressure fluid to their working chambers the pressure fluid being generated otherwise, e.g. by compressing air
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 始動中のエンジンの出力を増大させる。
【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、スターター／オルタネーター42に接続された制
御器54を持つ。エンジン12は、クランクシャフト50とタ
ーボチャージャー24を持つ。制御器54は、クランクシャ
フト50を回転させることにより、エンジン12の始動を開
始する。クランクシャフト50を回転させることで、エン
ジン12のシリンダー14から、ある程度の量の空気を移動
して、ターボチャージャー21のローターシャフトを回転
させる。ターボチャージャー25は、空気を吸引し、空気
を圧縮し、そして圧縮空気をシリンダー14へ供給する。
エンジンが始動させられると、圧縮空気故に初期動力が
増大させられる。
ム40が、スターター／オルタネーター42に接続された制
御器54を持つ。エンジン12は、クランクシャフト50とタ
ーボチャージャー24を持つ。制御器54は、クランクシャ
フト50を回転させることにより、エンジン12の始動を開
始する。クランクシャフト50を回転させることで、エン
ジン12のシリンダー14から、ある程度の量の空気を移動
して、ターボチャージャー21のローターシャフトを回転
させる。ターボチャージャー25は、空気を吸引し、空気
を圧縮し、そして圧縮空気をシリンダー14へ供給する。
エンジンが始動させられると、圧縮空気故に初期動力が
増大させられる。
Description
【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。
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。スターターとして機能する間、
スターター／オルタネーターはエンジンのクランクシャ
フトを回転させ、その間にシリンダーが着火される。
モーターとオルタネーターの両方が備えられるのが、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。スターターとして機能する間、
スターター／オルタネーターはエンジンのクランクシャ
フトを回転させ、その間にシリンダーが着火される。
【０００３】エンジンが始動された後で、スターター／
オルタネーターは、車両の電気システムを充電するため
に、発電機として機能する。
オルタネーターは、車両の電気システムを充電するため
に、発電機として機能する。
【０００４】多くの車両は、エンジンに組込まれたター
ボチャージャーを持つ。これらターボチャージャーは、
排気ターボチャージャーと呼ばれるのが普通である。タ
ーボチャージャーは２つの機械からなる。すなわち、共
通のシャフトに取付けられたタービンとコンプレッサー
である。タービンは、排気システムに接続され、排気シ
ステムの流れで得られるエネルギーをコンプレッサーを
駆動するのに用いる。コンプレッサーは次に、外の空気
を吸い、それを圧縮してシリンダーへ供給する。圧縮さ
れた空気が、エンジンの出力を増大する。
ボチャージャーを持つ。これらターボチャージャーは、
排気ターボチャージャーと呼ばれるのが普通である。タ
ーボチャージャーは２つの機械からなる。すなわち、共
通のシャフトに取付けられたタービンとコンプレッサー
である。タービンは、排気システムに接続され、排気シ
ステムの流れで得られるエネルギーをコンプレッサーを
駆動するのに用いる。コンプレッサーは次に、外の空気
を吸い、それを圧縮してシリンダーへ供給する。圧縮さ
れた空気が、エンジンの出力を増大する。
【０００５】排気ターボチャージャーは、排気の質量空
気流を用いて、動作する。それで、ターボチャージャー
の出力部において圧縮を起こすのに充分な速度で、ター
ボチャージャーを回転させるのに充分な排気を発生する
には、ある程度の時間がかかる。その様な時間は、ター
ボ・ラグと呼ばれるのが、一般的である。ターボ・ラグ
中に、エンジン出力は、ターボチャージャーが動作する
時のそれを、下回る。
気流を用いて、動作する。それで、ターボチャージャー
の出力部において圧縮を起こすのに充分な速度で、ター
ボチャージャーを回転させるのに充分な排気を発生する
には、ある程度の時間がかかる。その様な時間は、ター
ボ・ラグと呼ばれるのが、一般的である。ターボ・ラグ
中に、エンジン出力は、ターボチャージャーが動作する
時のそれを、下回る。
【０００６】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。
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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】それで、ターボ・ラグ
の量を低減し、そして始動中のエンジンの動力量を増大
させることが、望ましい。
の量を低減し、そして始動中のエンジンの動力量を増大
させることが、望ましい。
【０００８】本発明の目的は、始動中のエンジンの出力
を増大させることである。
を増大させることである。
【０００９】
【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、内燃機関のクランクシャフトに結合されたスター
ター及びターボチャージャーを持つ、上記内燃機関の始
動を制御する方法が、上記ターボチャージャーのシャフ
トを所定の速度まで回転させる工程及び、上記ターボチ
ャージャーが所定の速度に到達した時に、上記内燃機関
を始動させる工程、を有する。
いて、内燃機関のクランクシャフトに結合されたスター
ター及びターボチャージャーを持つ、上記内燃機関の始
動を制御する方法が、上記ターボチャージャーのシャフ
トを所定の速度まで回転させる工程及び、上記ターボチ
ャージャーが所定の速度に到達した時に、上記内燃機関
を始動させる工程、を有する。
【００１０】本発明の更なる観点において、自動車用シ
ステムが、ピストンに結合されたクランクシャフトを持
つ内燃機関を有する。ターボチャージャーが上記ピスト
ンに流体的に接続されたローターを持つ。スターター／
オルタネーターが、上記内燃機関のクランクシャフトに
結合される。上記ピストンから空気を移動させて、上記
ターボチャージャーのローターを回転させるために、上
記クランクシャフトの回転を開始させるための制御器が
上記スターター／オルタネーターに接続される。上記制
御器は、上記ローターが所定の速度に到達した際に、上
記内燃機関を始動させる。
ステムが、ピストンに結合されたクランクシャフトを持
つ内燃機関を有する。ターボチャージャーが上記ピスト
ンに流体的に接続されたローターを持つ。スターター／
オルタネーターが、上記内燃機関のクランクシャフトに
結合される。上記ピストンから空気を移動させて、上記
ターボチャージャーのローターを回転させるために、上
記クランクシャフトの回転を開始させるための制御器が
上記スターター／オルタネーターに接続される。上記制
御器は、上記ローターが所定の速度に到達した際に、上
記内燃機関を始動させる。
【００１１】
【発明の効果】本発明の効果は、始動時において、内燃
機関からの出力が増大され得る、ということである。
機関からの出力が増大され得る、ということである。
【００１２】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。
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。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、スターター／オルタネ
ーターの特定の構成に関して記載される。しかしなが
ら、本発明の内容は、内燃機関用の種々のスターターに
対し利用し得るものである。
ーターの特定の構成に関して記載される。しかしなが
ら、本発明の内容は、内燃機関用の種々のスターターに
対し利用し得るものである。
【００１４】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に接続された点火プ
ラグ20などの点火源を有する。パワートレイン制御ユニ
ット（powertrain control unit略してPCU）22が、通常
の態様で点火時期と燃料ポンプ18の作動を制御するが、
それは、本発明による改良の対象である。
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に接続された点火プ
ラグ20などの点火源を有する。パワートレイン制御ユニ
ット（powertrain control unit略してPCU）22が、通常
の態様で点火時期と燃料ポンプ18の作動を制御するが、
それは、本発明による改良の対象である。
【００１５】エンジン12は、その排気システム（図２に
示される）に接続されたターボチャージャー24を持つ。
それで、ターボチャージャー24は、排気ターボチャージ
ャーと呼ばれるのが、普通である。また、本発明は、同
じくスーパーチャージャーにも適用出来る。ここで用い
られている「ターボチャージャー」とは、両方を指すも
のである。
示される）に接続されたターボチャージャー24を持つ。
それで、ターボチャージャー24は、排気ターボチャージ
ャーと呼ばれるのが、普通である。また、本発明は、同
じくスーパーチャージャーにも適用出来る。ここで用い
られている「ターボチャージャー」とは、両方を指すも
のである。
【００１６】エンジン12は変速機26に接続される。変速
機26は、自動変速機、手動変速機又は無段変速機のいず
れであっても良い。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とエンジン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と共に電気負荷への供
給を行う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、変速機の締結に先立ち、スター
ター／オルタネーター42がエンジンを始動するのを可能
とする。
機26は、自動変速機、手動変速機又は無段変速機のいず
れであっても良い。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とエンジン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と共に電気負荷への供
給を行う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、変速機の締結に先立ち、スター
ター／オルタネーター42がエンジンを始動するのを可能
とする。
【００１７】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とパワーインバータ
ー56とへ接続されるシステム制御器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。
は、パワートレイン制御ユニット22とパワーインバータ
ー56とへ接続されるシステム制御器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。
【００１８】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。
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。
【００１９】ここで図２を参照すると、ターボチャージ
ャー24が、シリンダー14及びピストン16を持つ内燃機関
12の排気システム70に接続されるのが、示されている。
簡略にするために、シリンダー14及びピストン16が一つ
だけ示されている。ピストン16がクランクシャフト50へ
接続される。気体は、弁71によりシリンダー14へ入れら
れ、そして弁72により排出される。２つの弁が図示され
ているものの、本発明は多弁機関にも適用出来る。ター
ボチャージャー24はまた、吸気システム74に接続され
る。ピストン78を持つウエスト・ゲート76が、この分野
で一般的に知られている様に、ある量の排気を迂回させ
ることにより、ターボチャージャー24への圧力を制御す
るのに、用いられ得る。ウエスト・ゲート76は、ターボ
チャージャー24回りのバイパスである。
ャー24が、シリンダー14及びピストン16を持つ内燃機関
12の排気システム70に接続されるのが、示されている。
簡略にするために、シリンダー14及びピストン16が一つ
だけ示されている。ピストン16がクランクシャフト50へ
接続される。気体は、弁71によりシリンダー14へ入れら
れ、そして弁72により排出される。２つの弁が図示され
ているものの、本発明は多弁機関にも適用出来る。ター
ボチャージャー24はまた、吸気システム74に接続され
る。ピストン78を持つウエスト・ゲート76が、この分野
で一般的に知られている様に、ある量の排気を迂回させ
ることにより、ターボチャージャー24への圧力を制御す
るのに、用いられ得る。ウエスト・ゲート76は、ターボ
チャージャー24回りのバイパスである。
【００２０】ターボチャージャー24は、タービン部分82
をターボチャージャー24のコンプレッサー部分84に接続
する共通ローター・シャフト80を持つ。気体がシリンダ
ー14内から排気システム70を通り移動すると、タービン
部分82が回転させられて、それがローター80を介してコ
ンプレッサー部分84を回転させる。コンプレッサー部分
84は、空気導入システムのフィルター・エレメント86を
介して外気を吸引し、その空気を圧縮してシリンダー14
内に押込む。この圧縮により、エンジンの出力が増大す
る。しかしながら、排気システム70を通る空気流の量が
充分になるまでは、動力は増大されない。従来のシステ
ムにおいて、空気流は、排気であった。
をターボチャージャー24のコンプレッサー部分84に接続
する共通ローター・シャフト80を持つ。気体がシリンダ
ー14内から排気システム70を通り移動すると、タービン
部分82が回転させられて、それがローター80を介してコ
ンプレッサー部分84を回転させる。コンプレッサー部分
84は、空気導入システムのフィルター・エレメント86を
介して外気を吸引し、その空気を圧縮してシリンダー14
内に押込む。この圧縮により、エンジンの出力が増大す
る。しかしながら、排気システム70を通る空気流の量が
充分になるまでは、動力は増大されない。従来のシステ
ムにおいて、空気流は、排気であった。
【００２１】自動車のある動作状態において、始動に際
してエンジンからの動力量を高めることが望まれる場合
がある。本発明は、停止信号における様に、車両が停車
している時に、エンジンが完全に停止されるシステム
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・ペダルの即時の踏み込みに対し、大きな量の
動力が必要とされる。スターター／オルタネーターは、
かなり短い時間で必要とされる動力を発生し、それから
エンジンが着火する。
してエンジンからの動力量を高めることが望まれる場合
がある。本発明は、停止信号における様に、車両が停車
している時に、エンジンが完全に停止されるシステム
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・ペダルの即時の踏み込みに対し、大きな量の
動力が必要とされる。スターター／オルタネーターは、
かなり短い時間で必要とされる動力を発生し、それから
エンジンが着火する。
【００２２】作動中においては、車両の始動に際して動
力を発生するために、ターボチャージャー24のローター
・シャフト80が回転させられる。ターボチャージャー24
のローター・シャフト80は、コンプレッサー部分84が内
燃機関の動力を増大するのを可能とする所定の速度ま
で、回転させられる。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3
00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、弁71, 72は、弁を駆動するカムシャ
フト（不図示）に接続されるクランクシャフトの位置に
応じて、開位置と閉位置に交互に置かれる。クランクシ
ャフト50の回転及びそれによるピストン16の動きは、あ
る量の空気を排気システム70へ移動させる。
力を発生するために、ターボチャージャー24のローター
・シャフト80が回転させられる。ターボチャージャー24
のローター・シャフト80は、コンプレッサー部分84が内
燃機関の動力を増大するのを可能とする所定の速度ま
で、回転させられる。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3
00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、弁71, 72は、弁を駆動するカムシャ
フト（不図示）に接続されるクランクシャフトの位置に
応じて、開位置と閉位置に交互に置かれる。クランクシ
ャフト50の回転及びそれによるピストン16の動きは、あ
る量の空気を排気システム70へ移動させる。
【００２３】スターター／オルタネーター42は、ターボ
チャージャー24のタービン部分82の回転により、ロータ
ー・シャフト80を回転させるのに充分な量の空気（質量
空気流）を移動するために、用いられる。コンプレッサ
ー部分84は次に、吸気を圧縮して、それをシリンダー14
へ供給する。ローター・シャフト80が回転するので、エ
ンジン12へ入る動力が、エンジンの始動に際して、増大
させられることになる。ターボチャージャー24のロータ
ー80が所定の速度に到達すると、エンジン12は、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
燃料を供給し、そして点火プラグ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。そし
て、エンジンが始動されると、ターボチャージャーがエ
ンジン12への動力を増大していく。ローター80の速度
は、シャフト80へ接続されるセンサー90を用いること
で、直接計測され得る。それで、ローター80が充分な速
度に到達すると、制御器54がエンジン内での燃焼過程を
開始させることが出来る。
チャージャー24のタービン部分82の回転により、ロータ
ー・シャフト80を回転させるのに充分な量の空気（質量
空気流）を移動するために、用いられる。コンプレッサ
ー部分84は次に、吸気を圧縮して、それをシリンダー14
へ供給する。ローター・シャフト80が回転するので、エ
ンジン12へ入る動力が、エンジンの始動に際して、増大
させられることになる。ターボチャージャー24のロータ
ー80が所定の速度に到達すると、エンジン12は、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
燃料を供給し、そして点火プラグ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。そし
て、エンジンが始動されると、ターボチャージャーがエ
ンジン12への動力を増大していく。ローター80の速度
は、シャフト80へ接続されるセンサー90を用いること
で、直接計測され得る。それで、ローター80が充分な速
度に到達すると、制御器54がエンジン内での燃焼過程を
開始させることが出来る。
【００２４】ローター80の速度を判定する別の方法は、
エンジンひいてはピストン16が排気システム70へ空気を
移動させていた期間により、速度を推論するものであ
る。シリンダー14には所定容積が入るので、ターボチャ
ージャー24のタービン部分82への空気の容積ひいては質
量空気量を推論することが出来る。その期間は、システ
ム制御器54により計測され得る。
エンジンひいてはピストン16が排気システム70へ空気を
移動させていた期間により、速度を推論するものであ
る。シリンダー14には所定容積が入るので、ターボチャ
ージャー24のタービン部分82への空気の容積ひいては質
量空気量を推論することが出来る。その期間は、システ
ム制御器54により計測され得る。
【００２５】ターボチャージャーのローターが充分な速
度で回転し、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。
度で回転し、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。
【００２６】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。
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。
システムを持つ自動車の概略図である。
【図２】ピストンに流体連通状態とされたターボチャー
ジャーを持つエンジンのピストンの概略図である。
ジャーを持つエンジンのピストンの概略図である。
10 内燃機関 14 シリンダー 16 ピストン 18 燃料ポンプ 24 ターボチャージャー 42 スターター 50 クランクシャフト 80 ローター・シャフト
───────────────────────────────────────────────────── 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 (12)
- 【請求項１】 内燃機関のクランクシャフトに結合され
たスターター及び、ローターを持つターボチャージャー
を備えた上記内燃機関の始動を制御する方法であって、 上記ターボチャージャーのローターを所定の速度まで回
転させる工程及び、 上記ターボチャージャーが上記所定の速度に到達した時
に、上記内燃機関を始動させる工程、 を有する方法。 - 【請求項２】 上記所定速度がターボチャージャーが機
能する速度である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 上記ローター・シャフトを回転させる工
程は、上記内燃機関からの質量空気流を発生し、該質量
空気流を上記ターボチャージャーのローター・シャフト
に連結する工程、を有する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 上記ローター・シャフトを回転させる工
程は、上記車両のクランクシャフトをスターターで回転
させる工程を有し、上記質量空気流を発生する工程は、
上記クランクシャフトに結合されて運動するピストンに
より空気を移動させる工程を有する、請求項３に記載の
方法。 - 【請求項５】 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、燃料を上記機関のシリンダーに供給
する工程、を有する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 上記ターボチャージャーのローター・シ
ャフトの速度を上記エンジンのクランクシャフトから推
量する工程を、更に有する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 上記内燃機関を始動させる工程の後で、
上記スターターから電力を発生する工程を、更に有す
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 スターター及び内燃機関を持つ車両を始
動させる方法であって、 上記車両のクランクシャフトを上記スターターで回転さ
せる工程、 それぞれの気筒のピストンを動かす工程、 上記ピストンで空気を排気システム内へ移動させる工
程、 該移動された空気でターボチャージャーのシャフトを機
能する速度まで回転させる工程、及び上記ターボチャー
ジャーが始動速度に到達した時点で上位機関を始動させ
る工程、 を有する、方法。 - 【請求項９】 上記ローター・シャフトを回転させる工
程は、上記エンジンから質量空気流を発生し、該質量空
気流を上記ターボチャージャーのローター・シャフトへ
連結する工程、を有する、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 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、燃料を上記内燃機関の
シリンダーへ供給する工程、を有する、請求項８に記載
の方法。 - 【請求項１１】 上記ターボチャージャーの上記ロータ
ー・シャフトの速度を上記機関のクランクシャフトから
推量する工程、を更に有する、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１２】 上記機関を始動させる工程の後で、上
記スターターから電力を発生する工程、を更に有する、
請求項８に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/455,686 US6233935B1 (en) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | Method and apparatus for starting an engine having a turbocharger |
| US09/455686 | 1999-12-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001193614A true JP2001193614A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=23809856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000368018A Pending JP2001193614A (ja) | 1999-12-07 | 2000-12-04 | ターボチャージャーを持つエンジンの始動装置及び始動方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6233935B1 (ja) |
| EP (1) | EP1106822B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001193614A (ja) |
| DE (1) | DE60005914T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102678284A (zh) * | 2012-05-03 | 2012-09-19 | 上海交通大学 | 机械调节式涡轮放气系统 |
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| ITCE20020009A1 (it) * | 2002-09-30 | 2002-12-30 | Giuseppe Ferraro | Dispositivo a girante palettata reversibile con motore/generatore elettrico "senza spazzole" per la gestione dell'aria di sovralimentazione |
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| CN103444048B (zh) | 2011-04-08 | 2015-09-23 | 三菱电机株式会社 | 车辆用电源系统 |
| US8374742B2 (en) * | 2011-09-16 | 2013-02-12 | Ford Global Technologies, Llc | Turbocharger launch control |
| CN102678283A (zh) * | 2012-05-03 | 2012-09-19 | 上海交通大学 | 发动机废气旁通装置 |
| US9174525B2 (en) | 2013-02-25 | 2015-11-03 | Fairfield Manufacturing Company, Inc. | Hybrid electric vehicle |
| US9731609B2 (en) | 2014-04-04 | 2017-08-15 | Dg Systems Llc | Vehicle power sharing and grid connection system for electric motors and drives |
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| CN104895668A (zh) * | 2015-06-28 | 2015-09-09 | 钱蔚鑫 | 通孔流动型废气旁通系统 |
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1999
- 1999-12-07 US US09/455,686 patent/US6233935B1/en not_active Ceased
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2000
- 2000-12-01 DE DE60005914T patent/DE60005914T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-01 EP EP00310675A patent/EP1106822B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-04 JP JP2000368018A patent/JP2001193614A/ja active Pending
-
2001
- 2001-09-25 US US09/962,992 patent/USRE38671E1/en not_active Expired - Fee Related
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| DE60005914T2 (de) | 2004-08-19 |
| DE60005914D1 (de) | 2003-11-20 |
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