JP2001221139A - 内燃機関の始動方法及び装置 - Google Patents
内燃機関の始動方法及び装置Info
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- JP2001221139A JP2001221139A JP2000027691A JP2000027691A JP2001221139A JP 2001221139 A JP2001221139 A JP 2001221139A JP 2000027691 A JP2000027691 A JP 2000027691A JP 2000027691 A JP2000027691 A JP 2000027691A JP 2001221139 A JP2001221139 A JP 2001221139A
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- combustion engine
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来より小形のスタータモータを用いて内燃機
関を始動することができる内燃機関の始動方法を提供す
る。 【解決手段】内燃機関１の始動開始時にスタータモータ
２に平均値が制限された駆動電流を流すことによりスタ
ータモータ２を低速回転させて負荷トルクがピークに達
したことが検出されるまでの間内燃機関のクランク軸を
ゆっくりと回転させる。負荷トルクがピークに達したこ
とが検出されたときにスタータモータ２の駆動電流を増
大させて内燃機関を始動させる。
関を始動することができる内燃機関の始動方法を提供す
る。 【解決手段】内燃機関１の始動開始時にスタータモータ
２に平均値が制限された駆動電流を流すことによりスタ
ータモータ２を低速回転させて負荷トルクがピークに達
したことが検出されるまでの間内燃機関のクランク軸を
ゆっくりと回転させる。負荷トルクがピークに達したこ
とが検出されたときにスタータモータ２の駆動電流を増
大させて内燃機関を始動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スタータモータを
用いて内燃機関を始動する方法及び該方法を実施するた
めに用いる内燃機関始動装置に関するものである。
用いて内燃機関を始動する方法及び該方法を実施するた
めに用いる内燃機関始動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関を始動する方法として、機関の
始動時に機関のクランク軸をスタータモータにより駆動
する方法が一般的に用いられている。
始動時に機関のクランク軸をスタータモータにより駆動
する方法が一般的に用いられている。
【０００３】この種の始動方法により駆動される内燃機
関においては、クランク軸に取り付けたフライホイール
の外周にリングギアを固定して、機関の始動時にスター
タモータにより駆動されるピニオンギアを該リングギア
に噛み合わせることにより、クランク軸を回転させるよ
うにしている。
関においては、クランク軸に取り付けたフライホイール
の外周にリングギアを固定して、機関の始動時にスター
タモータにより駆動されるピニオンギアを該リングギア
に噛み合わせることにより、クランク軸を回転させるよ
うにしている。
【０００４】スタータモータを用いて内燃機関を始動す
る場合に、スタータモータの出力トルクが不足すると、
ピストンが上死点を越えることができないため、機関の
始動に失敗することになる。そのため、スタータモータ
としては、ピストンの上昇に伴って生じるシリンダ内の
圧力上昇に打勝つことができる程度に大きな出力トルク
を有するものを用いることが必要になる。
る場合に、スタータモータの出力トルクが不足すると、
ピストンが上死点を越えることができないため、機関の
始動に失敗することになる。そのため、スタータモータ
としては、ピストンの上昇に伴って生じるシリンダ内の
圧力上昇に打勝つことができる程度に大きな出力トルク
を有するものを用いることが必要になる。
【０００５】従来の始動方法では、始動開始時からスタ
ータモータに大きな駆動電流を流して、該モータを高速
回転させることにより、一気に機関を始動するという考
え方をとっていた。
ータモータに大きな駆動電流を流して、該モータを高速
回転させることにより、一気に機関を始動するという考
え方をとっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】内燃機関の始動開始時
からスタータモータを高速回転させると、ピストンが高
速で上死点に向けて変位するため、シリンダ内の圧力の
漏れが少なくなってシリンダ内の圧力が急上昇し、スタ
ータモータにかかる負荷トルクが大きくなる。従来は、
この大きな負荷トルクに打勝つだけの出力トルクを有す
るスタータモータを用いる必要があったため、該スター
タモータとして大形で大出力のものを用いることが必要
になり、このことが機関の小形軽量化を図る上でネック
となっていた。
からスタータモータを高速回転させると、ピストンが高
速で上死点に向けて変位するため、シリンダ内の圧力の
漏れが少なくなってシリンダ内の圧力が急上昇し、スタ
ータモータにかかる負荷トルクが大きくなる。従来は、
この大きな負荷トルクに打勝つだけの出力トルクを有す
るスタータモータを用いる必要があったため、該スター
タモータとして大形で大出力のものを用いることが必要
になり、このことが機関の小形軽量化を図る上でネック
となっていた。
【０００７】本発明の目的は、従来よりも出力トルクが
小さい小形のスタータモータを用いて機関を始動させる
ことができるようにした内燃機関の始動方法及び始動装
置を提供することにある。
小さい小形のスタータモータを用いて機関を始動させる
ことができるようにした内燃機関の始動方法及び始動装
置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、クランク軸を
駆動するスタータモータを備えた内燃機関の始動方法に
係わるものである。
駆動するスタータモータを備えた内燃機関の始動方法に
係わるものである。
【０００９】本発明においては、内燃機関からスタータ
モータに加わる負荷がピークに達したことを検出する手
段を設けておき、スタータモータを起動した後、負荷ト
ルクがピークを迎えたことが検出されるまでの間スター
タモータに流れる駆動電流の平均値を制限することによ
りスタータモータを低速回転させて内燃機関のクランク
軸をゆっくりと回転させる。内燃機関側からスタータモ
ータに加わる負荷トルクがピークに達したことが検出さ
れたときにスタータモータの駆動電流を増大させて内燃
機関を始動させる。
モータに加わる負荷がピークに達したことを検出する手
段を設けておき、スタータモータを起動した後、負荷ト
ルクがピークを迎えたことが検出されるまでの間スター
タモータに流れる駆動電流の平均値を制限することによ
りスタータモータを低速回転させて内燃機関のクランク
軸をゆっくりと回転させる。内燃機関側からスタータモ
ータに加わる負荷トルクがピークに達したことが検出さ
れたときにスタータモータの駆動電流を増大させて内燃
機関を始動させる。
【００１０】一般に内燃機関を停止する際には、機関を
失火させたり、機関への燃料の供給を停止させたりし
て、シリンダ内での燃焼を停止させる。シリンダ内で燃
焼が行なわれなくなると、機関は慣性によりしばらく回
転した後停止するが、この場合の機関の停止位置は、次
に機関を始動する際にスタータモータにかかる負荷トル
クがピークに達する位置の手前の位置であるのが一般的
である。そのため、機関を始動するためにスタータモー
タを駆動すると、その負荷トルクは最初ピークに向かっ
て増大していき、該負荷トルクがピークを過ぎると、ス
タータモータに加わる負荷が軽くなっていく。
失火させたり、機関への燃料の供給を停止させたりし
て、シリンダ内での燃焼を停止させる。シリンダ内で燃
焼が行なわれなくなると、機関は慣性によりしばらく回
転した後停止するが、この場合の機関の停止位置は、次
に機関を始動する際にスタータモータにかかる負荷トル
クがピークに達する位置の手前の位置であるのが一般的
である。そのため、機関を始動するためにスタータモー
タを駆動すると、その負荷トルクは最初ピークに向かっ
て増大していき、該負荷トルクがピークを過ぎると、ス
タータモータに加わる負荷が軽くなっていく。
【００１１】一般にスタータモータ（ＤＣモータ）は、
回転速度の上昇に伴って出力トルクが小さくなっていく
右下がりのトルク特性を有しているため、比較的小形の
モータでも、その回転速度が低い間は大きなトルクを発
生することができる。
回転速度の上昇に伴って出力トルクが小さくなっていく
右下がりのトルク特性を有しているため、比較的小形の
モータでも、その回転速度が低い間は大きなトルクを発
生することができる。
【００１２】また内燃機関を始動する際にそのピストン
を上死点に向けて高速で変位させると、シリンダ内の圧
力が高くなってスタータモータにかかる負荷トルクが大
きくなるが、始動時にピストンをゆっくりと変位させる
と、シリンダ内の圧力が余り高くならないため、スター
タモータにかかる負荷トルクが軽減される。
を上死点に向けて高速で変位させると、シリンダ内の圧
力が高くなってスタータモータにかかる負荷トルクが大
きくなるが、始動時にピストンをゆっくりと変位させる
と、シリンダ内の圧力が余り高くならないため、スター
タモータにかかる負荷トルクが軽減される。
【００１３】したがって、上記のように機関の始動開始
時にスタータモータをゆっくりと回転させると、出力ト
ルクが小さい比較的小形のスタータモータを用いてクラ
ンク軸を負荷トルクがピークを迎える位置まで回転させ
ることができる。スタータモータにかかる負荷トルクが
ピークを過ぎた後は、大きな出力トルクを要することな
くクランク軸の回転速度を上昇させることができ、また
クランク軸の回転速度が一旦上昇すれば、慣性によりそ
の回転速度を維持することができる。そのため、上記の
ように構成すると、従来より小形のモータを用いて、ク
ランク軸を機関の始動に必要な速度で回転させることが
できる。
時にスタータモータをゆっくりと回転させると、出力ト
ルクが小さい比較的小形のスタータモータを用いてクラ
ンク軸を負荷トルクがピークを迎える位置まで回転させ
ることができる。スタータモータにかかる負荷トルクが
ピークを過ぎた後は、大きな出力トルクを要することな
くクランク軸の回転速度を上昇させることができ、また
クランク軸の回転速度が一旦上昇すれば、慣性によりそ
の回転速度を維持することができる。そのため、上記の
ように構成すると、従来より小形のモータを用いて、ク
ランク軸を機関の始動に必要な速度で回転させることが
できる。
【００１４】制御の対象とする内燃機関が２以上の気筒
を有する多気筒内燃機関である場合には、一般には、機
関の全行程が完了するのに要する回転角度範囲（２サイ
クル機関の場合には３６０°、４サイクル機関の場合に
は７２０°）をクランク軸が回転する間に負荷トルクの
ピークが複数回発生する。このように、機関の全行程が
完了するのに要する回転角度範囲で負荷トルクのピーク
が複数回発生する場合には、スタータモータを起動した
後、負荷トルクが最初のピークを迎えるまでの間、スタ
ータモータに流す駆動電流の平均値を制限することによ
りスタータモータを低速回転させて内燃機関のクランク
軸をゆっくりと回転させ、負荷トルクが最初のピークを
迎えたことが検出されたときにスタータモータの駆動電
流を増大させて内燃機関を始動させる。
を有する多気筒内燃機関である場合には、一般には、機
関の全行程が完了するのに要する回転角度範囲（２サイ
クル機関の場合には３６０°、４サイクル機関の場合に
は７２０°）をクランク軸が回転する間に負荷トルクの
ピークが複数回発生する。このように、機関の全行程が
完了するのに要する回転角度範囲で負荷トルクのピーク
が複数回発生する場合には、スタータモータを起動した
後、負荷トルクが最初のピークを迎えるまでの間、スタ
ータモータに流す駆動電流の平均値を制限することによ
りスタータモータを低速回転させて内燃機関のクランク
軸をゆっくりと回転させ、負荷トルクが最初のピークを
迎えたことが検出されたときにスタータモータの駆動電
流を増大させて内燃機関を始動させる。
【００１５】負荷トルクが最初のピークを迎えた後、ス
タータモータの駆動転流を増大させて、クランク軸の回
転速度を上昇させれば、その後に生じる負荷トルクのピ
ークは問題なく乗り越えることができるため、機関の始
動は支障なく行わせることができる。
タータモータの駆動転流を増大させて、クランク軸の回
転速度を上昇させれば、その後に生じる負荷トルクのピ
ークは問題なく乗り越えることができるため、機関の始
動は支障なく行わせることができる。
【００１６】本発明の始動方法を実施する内燃機関始動
装置は、内燃機関のクランク軸を駆動するスタータモー
タと、該スタータモータに供給する駆動電流を制御する
駆動電流制御部とにより構成される。
装置は、内燃機関のクランク軸を駆動するスタータモー
タと、該スタータモータに供給する駆動電流を制御する
駆動電流制御部とにより構成される。
【００１７】本発明に係わる内燃機関始動装置において
は、内燃機関からスタータモータにかかる負荷トルクが
ピークを迎えたことを検出する負荷トルクピーク検出手
段と、内燃機関を始動することを指令する始動指令が与
えられたときにクランク軸を内燃機関の始動に必要な回
転速度よりも低い回転速度で回転させるべくスタータモ
ータに制限された大きさの駆動電流を供給し、負荷トル
クピーク検出手段により負荷トルクがピークを迎えたこ
とが検出されたときにクランク軸の回転速度を内燃機関
の始動に必要な速度まで上昇させるべく、スタータモー
タに供給する駆動電流を増大させるようにスタータモー
タの駆動電流を制御する駆動電流制御手段とが設けられ
る。
は、内燃機関からスタータモータにかかる負荷トルクが
ピークを迎えたことを検出する負荷トルクピーク検出手
段と、内燃機関を始動することを指令する始動指令が与
えられたときにクランク軸を内燃機関の始動に必要な回
転速度よりも低い回転速度で回転させるべくスタータモ
ータに制限された大きさの駆動電流を供給し、負荷トル
クピーク検出手段により負荷トルクがピークを迎えたこ
とが検出されたときにクランク軸の回転速度を内燃機関
の始動に必要な速度まで上昇させるべく、スタータモー
タに供給する駆動電流を増大させるようにスタータモー
タの駆動電流を制御する駆動電流制御手段とが設けられ
る。
【００１８】また内燃機関が２気筒以上の多気筒内燃機
関である場合には、内燃機関からスタータモータにかか
る負荷トルクがピークを迎えたことを検出する負荷トル
クピーク検出手段と、内燃機関を始動することを指令す
る始動指令が与えられたときにクランク軸を内燃機関の
始動に必要な回転速度よりも低い回転速度で回転させる
べくスタータモータに制限された大きさの駆動電流を供
給し、負荷トルクが最初のピークを迎えたことが検出さ
れたときにクランク軸の回転速度を内燃機関の始動に必
要な速度まで上昇させるべく、スタータモータに供給す
る駆動電流を増大させるようにスタータモータの駆動電
流を制御する駆動電流制御手段とが設けられる。
関である場合には、内燃機関からスタータモータにかか
る負荷トルクがピークを迎えたことを検出する負荷トル
クピーク検出手段と、内燃機関を始動することを指令す
る始動指令が与えられたときにクランク軸を内燃機関の
始動に必要な回転速度よりも低い回転速度で回転させる
べくスタータモータに制限された大きさの駆動電流を供
給し、負荷トルクが最初のピークを迎えたことが検出さ
れたときにクランク軸の回転速度を内燃機関の始動に必
要な速度まで上昇させるべく、スタータモータに供給す
る駆動電流を増大させるようにスタータモータの駆動電
流を制御する駆動電流制御手段とが設けられる。
【００１９】スタータモータの負荷トルクがピークに達
する位置は、機関の機械的構成により決まる。したがっ
て、スタータモータの負荷トルクがピークを迎える時の
クランク軸の回転角度位置を予め求めておいて、その位
置をセンサにより検出することにより、スタータモータ
の負荷トルクがピークを迎える位置を検出することがで
きる。
する位置は、機関の機械的構成により決まる。したがっ
て、スタータモータの負荷トルクがピークを迎える時の
クランク軸の回転角度位置を予め求めておいて、その位
置をセンサにより検出することにより、スタータモータ
の負荷トルクがピークを迎える位置を検出することがで
きる。
【００２０】またスタータモータの負荷トルクはその駆
動電流に反映され、負荷トルクの増大に伴ってモータの
駆動電流が増加し、負荷トルクの低下に伴って駆動電流
が減少するため、スタータモータの起動が完了した後に
流れる該モータの駆動電流がピークに達する位置を検出
することによっても負荷トルクがピークを迎えるタイミ
ングを検出することができる。
動電流に反映され、負荷トルクの増大に伴ってモータの
駆動電流が増加し、負荷トルクの低下に伴って駆動電流
が減少するため、スタータモータの起動が完了した後に
流れる該モータの駆動電流がピークに達する位置を検出
することによっても負荷トルクがピークを迎えるタイミ
ングを検出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる内燃機関始
動方法を実施するために用いる始動装置の構成例を示し
たもので、同図において１は内燃機関、２は内燃機関の
始動時にそのクランク軸を駆動するスタータモータ、３
はバッテリ、４はスタータモータ２の駆動電流をオンオ
フ制御するスイッチ手段であり、バッテリ３の出力電圧
がスイッチ手段４を通してスタータモータ２に印加され
ている。５は内燃機関を始動する際にスタータモータ２
にかかる負荷トルクがピークを迎える時のクランク軸の
回転角度位置を検出して負荷トルクピーク検出信号を出
力する負荷トルクピーク検出手段、６は始動指令発生手
段７から始動指令が与えられた時にスイッチ手段４を制
御するスイッチ制御手段である。
動方法を実施するために用いる始動装置の構成例を示し
たもので、同図において１は内燃機関、２は内燃機関の
始動時にそのクランク軸を駆動するスタータモータ、３
はバッテリ、４はスタータモータ２の駆動電流をオンオ
フ制御するスイッチ手段であり、バッテリ３の出力電圧
がスイッチ手段４を通してスタータモータ２に印加され
ている。５は内燃機関を始動する際にスタータモータ２
にかかる負荷トルクがピークを迎える時のクランク軸の
回転角度位置を検出して負荷トルクピーク検出信号を出
力する負荷トルクピーク検出手段、６は始動指令発生手
段７から始動指令が与えられた時にスイッチ手段４を制
御するスイッチ制御手段である。
【００２２】スタータモータにかかる負荷トルクがピー
クを迎える時のクランク軸の回転角度位置は、内燃機関
の気筒数等の機械的構成により決まる。例えば、単気筒
の内燃機関においては、図５に示すように、行程変化に
伴ってシリンダ内圧力が変化し、圧縮行程においてピス
トンが上死点に達した時にシリンダ内圧力がピークに達
する。この場合スタータモータにかかる負荷トルクはシ
リンダ内圧力の変化と同様に変化し、圧縮行程の終期に
おいてピークを迎える。
クを迎える時のクランク軸の回転角度位置は、内燃機関
の気筒数等の機械的構成により決まる。例えば、単気筒
の内燃機関においては、図５に示すように、行程変化に
伴ってシリンダ内圧力が変化し、圧縮行程においてピス
トンが上死点に達した時にシリンダ内圧力がピークに達
する。この場合スタータモータにかかる負荷トルクはシ
リンダ内圧力の変化と同様に変化し、圧縮行程の終期に
おいてピークを迎える。
【００２３】このように、機関の構成が決まれば、スタ
ータモータに加わる負荷トルクがピークを迎える時のク
ランク軸の回転角度位置を求めることができ、求められ
た回転角度位置をセンサにより検出することにより、負
荷トルクピーク位置検出信号を得ることができる。
ータモータに加わる負荷トルクがピークを迎える時のク
ランク軸の回転角度位置を求めることができ、求められ
た回転角度位置をセンサにより検出することにより、負
荷トルクピーク位置検出信号を得ることができる。
【００２４】例えば、２サイクル内燃機関が３つの気筒
を有していて、スタータモータにかかる負荷トルクのピ
ーク位置が１２０°間隔で３か所ある場合には、図４に
示すように、１２０°間隔で磁石８ａ〜８ｃを取り付け
たロータ９を機関のクランク軸１０に取り付け、このロ
ータの各磁石を適当な位置に設けたセンサ１１により検
出することによって負荷トルクピーク検出信号を得るこ
とができる。この場合、センサ１１としては例えばホー
ルＩＣを用いることができる。スタータモータにかかる
負荷トルクがピークを迎える時のクランク軸の回転角度
位置を検出するセンサとしては、フォトエンコーダ等を
用いることもできる。
を有していて、スタータモータにかかる負荷トルクのピ
ーク位置が１２０°間隔で３か所ある場合には、図４に
示すように、１２０°間隔で磁石８ａ〜８ｃを取り付け
たロータ９を機関のクランク軸１０に取り付け、このロ
ータの各磁石を適当な位置に設けたセンサ１１により検
出することによって負荷トルクピーク検出信号を得るこ
とができる。この場合、センサ１１としては例えばホー
ルＩＣを用いることができる。スタータモータにかかる
負荷トルクがピークを迎える時のクランク軸の回転角度
位置を検出するセンサとしては、フォトエンコーダ等を
用いることもできる。
【００２５】スイッチ手段４としては、バイポーラトラ
ンジスタやＭＯＳＦＥＴ等のオンオフ制御が可能なスイ
ッチ素子を用いることができる。
ンジスタやＭＯＳＦＥＴ等のオンオフ制御が可能なスイ
ッチ素子を用いることができる。
【００２６】始動指令発生手段７は、機関を始動するこ
とを指令する始動指令を発生するもので、この始動指令
発生手段としては、例えば機関の始動時に閉じられるキ
ースイッチを用いることができる。
とを指令する始動指令を発生するもので、この始動指令
発生手段としては、例えば機関の始動時に閉じられるキ
ースイッチを用いることができる。
【００２７】スイッチ制御手段６は、始動指令と負荷ト
ルクピーク検出信号とに応じてスイッチ手段４を制御す
るもので、この例では、スイッチ制御手段６とスイッチ
手段４とにより駆動電流制御手段が構成されている。
ルクピーク検出信号とに応じてスイッチ手段４を制御す
るもので、この例では、スイッチ制御手段６とスイッチ
手段４とにより駆動電流制御手段が構成されている。
【００２８】スイッチ制御手段６は、始動指令が与えら
れたときに機関のクランク軸を内燃機関の始動に必要な
回転速度よりも低い回転速度で回転させるべくスタータ
モータに制限された大きさの駆動電流を供給し、負荷ト
ルクピーク検出手段が負荷トルクピーク検出信号を出力
したとき（多気筒内燃機関の場合には、機関の始動操作
を開始した後負荷トルクピーク検出手段が最初のピーク
検出信号を発生したとき）にクランク軸の回転速度を内
燃機関の始動に必要な速度まで上昇させるべく、スター
タモータに供給する駆動電流を増大させるようにスイッ
チ手段４をオンオフ制御する。
れたときに機関のクランク軸を内燃機関の始動に必要な
回転速度よりも低い回転速度で回転させるべくスタータ
モータに制限された大きさの駆動電流を供給し、負荷ト
ルクピーク検出手段が負荷トルクピーク検出信号を出力
したとき（多気筒内燃機関の場合には、機関の始動操作
を開始した後負荷トルクピーク検出手段が最初のピーク
検出信号を発生したとき）にクランク軸の回転速度を内
燃機関の始動に必要な速度まで上昇させるべく、スター
タモータに供給する駆動電流を増大させるようにスイッ
チ手段４をオンオフ制御する。
【００２９】上記スイッチ制御手段６はマイクロコンピ
ュータに所定のプログラムを実行させることにより実現
することができる。制御の対象とする内燃機関が単気筒
内燃機関である場合に、スイッチ制御手段６を実現する
ためにマイクロコンピュータに実行させるプログラムの
アルゴリズムの一例を示すフローチャートを図３に示し
た。
ュータに所定のプログラムを実行させることにより実現
することができる。制御の対象とする内燃機関が単気筒
内燃機関である場合に、スイッチ制御手段６を実現する
ためにマイクロコンピュータに実行させるプログラムの
アルゴリズムの一例を示すフローチャートを図３に示し
た。
【００３０】図３に示したアルゴリズムによる場合に
は、先ずステップ１において始動指令が与えられている
か否かを判定し、始動指令が与えられている場合には、
ステップ２に進んでスタータモータ２に制限された駆動
電流を流すように、スイッチ手段４にＰＷＭ信号を与え
て、該スイッチ手段４を所定のオンデューティ比でオン
オフさせる。これによりスタータモータ２を機関の始動
に必要な回転速度よりも低い速度で回転させて、クラン
ク軸を負荷トルクがピークを示す位置に向けてゆっくり
と回転させる。このとき圧縮行程にあるシリンダでは、
ピストンが上死点に向けてゆっくりと移動していく。
は、先ずステップ１において始動指令が与えられている
か否かを判定し、始動指令が与えられている場合には、
ステップ２に進んでスタータモータ２に制限された駆動
電流を流すように、スイッチ手段４にＰＷＭ信号を与え
て、該スイッチ手段４を所定のオンデューティ比でオン
オフさせる。これによりスタータモータ２を機関の始動
に必要な回転速度よりも低い速度で回転させて、クラン
ク軸を負荷トルクがピークを示す位置に向けてゆっくり
と回転させる。このとき圧縮行程にあるシリンダでは、
ピストンが上死点に向けてゆっくりと移動していく。
【００３１】次いでステップ３において負荷トルクピー
ク検出信号が発生したか否かを判定し、該検出信号が発
生していない場合には、制限された駆動電流の供給を継
続する。
ク検出信号が発生したか否かを判定し、該検出信号が発
生していない場合には、制限された駆動電流の供給を継
続する。
【００３２】スタータモータにかかる負荷トルクがピー
クを示す位置に達して、負荷トルクピーク検出信号が発
生した時にステップ４に移行してスタータモータ２に供
給する駆動電流を機関の始動に必要な大きさまで増大さ
せる。これによりスタータモータを高速回転させて機関
を始動させる。次いでステップ５において内燃機関の回
転速度が始動確認速度に達したか否かを判定することに
より、機関の始動が完了したか否かを確認する。その結
果、機関の始動が確認された時には、ステップ６でスイ
ッチ手段４をオフ状態にして、ステータモータへの駆動
電流の供給を停止する。
クを示す位置に達して、負荷トルクピーク検出信号が発
生した時にステップ４に移行してスタータモータ２に供
給する駆動電流を機関の始動に必要な大きさまで増大さ
せる。これによりスタータモータを高速回転させて機関
を始動させる。次いでステップ５において内燃機関の回
転速度が始動確認速度に達したか否かを判定することに
より、機関の始動が完了したか否かを確認する。その結
果、機関の始動が確認された時には、ステップ６でスイ
ッチ手段４をオフ状態にして、ステータモータへの駆動
電流の供給を停止する。
【００３３】図２は本発明に係わる内燃機関始動装置の
他の構成例を示したもので、この例では、バッテリ３か
らスタータモータ２とスイッチ手段４とを通して流れる
駆動電流の通路にシャント抵抗８が挿入され、該シャン
ト抵抗８の両端に得られる駆動電流検出信号が負荷トル
クピーク検出手段５に与えられている。
他の構成例を示したもので、この例では、バッテリ３か
らスタータモータ２とスイッチ手段４とを通して流れる
駆動電流の通路にシャント抵抗８が挿入され、該シャン
ト抵抗８の両端に得られる駆動電流検出信号が負荷トル
クピーク検出手段５に与えられている。
【００３４】図２に示した負荷トルクピーク検出手段５
は、抵抗８の両端得られる駆動電流検出信号からスター
タモータ２が起動した後に該モータ２に流れる駆動電流
がピークに達したことを検出した時に負荷トルクがピー
クを迎えたことを検出する。その他の点は図１に示した
例と同様に構成されている。
は、抵抗８の両端得られる駆動電流検出信号からスター
タモータ２が起動した後に該モータ２に流れる駆動電流
がピークに達したことを検出した時に負荷トルクがピー
クを迎えたことを検出する。その他の点は図１に示した
例と同様に構成されている。
【００３５】図３に示した例では、制御の対象とする内
燃機関が単気筒内燃機関であるとしたが、多気筒内燃機
関を制御する場合には、一般には、機関の全行程が完了
するのに要する回転角度範囲（２サイクル機関の場合に
は３６０°、４サイクル機関の場合に７２０°）をクラ
ンク軸が回転する間に、負荷トルクのピークが複数回発
生する。このように、機関の全行程が完了するのに要す
る回転角度範囲で負荷トルクのピークが複数回発生する
場合には、機関の始動を開始した後、負荷トルクが最初
のピークを迎えるまでの間、内燃機関のクランク軸をゆ
っくりと回転させ、負荷トルクが最初のピークを迎えた
ことが検出されたときにスタータモータの駆動電流を増
大させて内燃機関を始動させるようにすればよい。
燃機関が単気筒内燃機関であるとしたが、多気筒内燃機
関を制御する場合には、一般には、機関の全行程が完了
するのに要する回転角度範囲（２サイクル機関の場合に
は３６０°、４サイクル機関の場合に７２０°）をクラ
ンク軸が回転する間に、負荷トルクのピークが複数回発
生する。このように、機関の全行程が完了するのに要す
る回転角度範囲で負荷トルクのピークが複数回発生する
場合には、機関の始動を開始した後、負荷トルクが最初
のピークを迎えるまでの間、内燃機関のクランク軸をゆ
っくりと回転させ、負荷トルクが最初のピークを迎えた
ことが検出されたときにスタータモータの駆動電流を増
大させて内燃機関を始動させるようにすればよい。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、機関の
始動開始時にスタータモータをゆっくりと回転させるの
で、出力トルクが小さい比較的小形のスタータモータを
用いてクランク軸を負荷トルクがピークを迎える位置ま
で回転させることができる。スタータモータにかかる負
荷トルクがピークを過ぎた後は、大きな出力トルクを要
することなくクランク軸の回転速度を上昇させることが
でき、またクランク軸の回転速度が一旦上昇すれば、慣
性によりその回転速度を維持することができるので、機
関の始動に必要な速度までクランク軸の回転速度を上昇
させて機関を始動することができる。
始動開始時にスタータモータをゆっくりと回転させるの
で、出力トルクが小さい比較的小形のスタータモータを
用いてクランク軸を負荷トルクがピークを迎える位置ま
で回転させることができる。スタータモータにかかる負
荷トルクがピークを過ぎた後は、大きな出力トルクを要
することなくクランク軸の回転速度を上昇させることが
でき、またクランク軸の回転速度が一旦上昇すれば、慣
性によりその回転速度を維持することができるので、機
関の始動に必要な速度までクランク軸の回転速度を上昇
させて機関を始動することができる。
【００３７】したがって、本発明によれば、従来より小
形のモータを用いて、機関の始動を確実に行なわせるこ
とができる。
形のモータを用いて、機関の始動を確実に行なわせるこ
とができる。
【図１】本発明に係わる内燃機関始動装置の構成例を示
したブロック図である。
したブロック図である。
【図２】本発明に係わる内燃機関始動装置の他の構成例
を示したブロック図である。
を示したブロック図である。
【図３】図１の内燃機関始動装置の負荷電流制御手段を
実現するためにマイクロコンピュータに実行させるプロ
グラムのアルゴリズムの一例を示したフローチャートで
ある。
実現するためにマイクロコンピュータに実行させるプロ
グラムのアルゴリズムの一例を示したフローチャートで
ある。
【図４】図１の内燃機関始動装置で用いる負荷トルクピ
ーク検出手段の一例を示した構成図である。
ーク検出手段の一例を示した構成図である。
【図５】単気筒内燃機関のシリンダ内の圧力変化を示し
た線図である。
た線図である。
１…内燃機関、２…スタータモータ、３…バッテリ、４
…スイッチ手段、５…負荷トルクピーク検出手段、６…
スイッチ制御手段。
…スイッチ手段、５…負荷トルクピーク検出手段、６…
スイッチ制御手段。
Claims (6)
- 【請求項１】 クランク軸を駆動するスタータモータを
備えた内燃機関の始動方法において、 前記内燃機関からスタータモータに加わる負荷がピーク
を迎えたことを検出する負荷トルクピーク検出手段を設
けておき、 前記スタータモータを起動した後、前記負荷トルクがピ
ークを迎えたことが検出されるまでの間前記スタータモ
ータに流れる駆動電流の平均値を制限することにより前
記スタータモータを低速回転させて前記内燃機関のクラ
ンク軸をゆっくりと回転させ、 前記負荷トルクがピークに達したことが検出されたとき
に前記スタータモータの駆動電流を増大させて前記内燃
機関を始動させることを特徴とする内燃機関の始動方
法。 - 【請求項２】 クランク軸を駆動するスタータモータを
備えた多気筒内燃機関の始動方法において、 前記内燃機関からスタータモータに加わる負荷がピーク
を迎えたことを検出する負荷トルクピーク検出手段を設
けておき、 前記スタータモータを起動した後、前記負荷トルクが最
初のピークを迎えたことが検出されるまでの間前記スタ
ータモータに流れる駆動電流の平均値を制限することに
より、前記スタータモータを低速回転させて前記内燃機
関のクランク軸をゆっくりと回転させ、 前記負荷トルクが最初のピークを迎えたことが検出され
たときに前記スタータモータの駆動電流を増大させて前
記内燃機関を始動させることを特徴とする内燃機関の始
動方法。 - 【請求項３】 内燃機関のクランク軸を駆動するスター
タモータと、前記スタータモータに供給する駆動電流を
制御する駆動電流制御部とを備えた内燃機関始動装置に
おいて、 前記内燃機関からスタータモータにかかる負荷トルクが
ピークを迎えたことを検出する負荷トルクピーク検出手
段と、 前記内燃機関を始動することを指令する始動指令が与え
られたときに前記クランク軸を前記内燃機関の始動に必
要な回転速度よりも低い回転速度で回転させるべく前記
スタータモータに制限された大きさの駆動電流を供給
し、前記負荷トルクがピークを迎えたことが検出された
ときに前記クランク軸の回転速度を前記内燃機関の始動
に必要な速度まで上昇させるべく、前記スタータモータ
に供給する駆動電流を増大させるように前記スタータモ
ータの駆動電流を制御する駆動電流制御手段と、 を具備したことを特徴とする内燃機関始動装置。 - 【請求項４】 内燃機関のクランク軸を駆動するスター
タモータと、前記スタータモータに供給する駆動電流を
制御する駆動電流制御部とを備えた多気筒内燃機関始動
装置において、 前記内燃機関からスタータモータにかかる負荷トルクが
ピークを迎えたことを検出する負荷トルクピーク検出手
段と、 前記内燃機関を始動することを指令する始動指令が与え
られたときに前記クランク軸を前記内燃機関の始動に必
要な回転速度よりも低い回転速度で回転させるべく前記
スタータモータに制限された大きさの駆動電流を供給
し、前記負荷トルクが最初のピークを迎えたことが検出
されたときに前記クランク軸の回転速度を前記内燃機関
の始動に必要な速度まで上昇させるべく、前記スタータ
モータに供給する駆動電流を増大させるように前記スタ
ータモータの駆動電流を制御する駆動電流制御手段と、 を具備したことを特徴とする内燃機関始動装置。 - 【請求項５】 前記負荷トルクピーク検出手段は、前記
負荷トルクがピークを迎える時の前記クランク軸の回転
角度位置を検出するセンサからなっている請求項３また
は４に記載の内燃機関始動装置。 - 【請求項６】 前記負荷トルクピーク検出手段は、前記
スタータモータに流れる駆動電流がピークに達したこと
を検出した時に前記負荷トルクがピークを迎えたことを
検出するように構成されている請求項３または４に記載
の内燃機関始動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000027691A JP3799931B2 (ja) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | 内燃機関の始動方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000027691A JP3799931B2 (ja) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | 内燃機関の始動方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001221139A true JP2001221139A (ja) | 2001-08-17 |
| JP3799931B2 JP3799931B2 (ja) | 2006-07-19 |
Family
ID=18553232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000027691A Expired - Fee Related JP3799931B2 (ja) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | 内燃機関の始動方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3799931B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020040339A (ko) * | 2000-11-24 | 2002-05-30 | 이계안 | 차량의 배터리 급방전 방지 장치 및 방법 |
| US6700212B2 (en) * | 2001-01-08 | 2004-03-02 | Robert Bosch Gmbh | Method for controlling the starting torque and starting power of an internal combustion engine |
| JP2009127438A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Ihi Corp | スタータ制御装置及びガスタービン発電装置 |
-
2000
- 2000-02-04 JP JP2000027691A patent/JP3799931B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| KR20020040339A (ko) * | 2000-11-24 | 2002-05-30 | 이계안 | 차량의 배터리 급방전 방지 장치 및 방법 |
| US6700212B2 (en) * | 2001-01-08 | 2004-03-02 | Robert Bosch Gmbh | Method for controlling the starting torque and starting power of an internal combustion engine |
| JP2009127438A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Ihi Corp | スタータ制御装置及びガスタービン発電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3799931B2 (ja) | 2006-07-19 |
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