JP2003533640A - 内燃機関のためのスタート方法及び装置 - Google Patents
内燃機関のためのスタート方法及び装置Info
- Publication number
- JP2003533640A JP2003533640A JP2001584736A JP2001584736A JP2003533640A JP 2003533640 A JP2003533640 A JP 2003533640A JP 2001584736 A JP2001584736 A JP 2001584736A JP 2001584736 A JP2001584736 A JP 2001584736A JP 2003533640 A JP2003533640 A JP 2003533640A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compression
- starting
- internal combustion
- combustion engine
- crankshaft
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
- F02N19/005—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
-
- 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
- F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
- F02N19/004—Aiding engine start by using decompression means or variable valve actuation
-
- 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
- F02N99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F02N99/002—Starting combustion engines by ignition means
- F02N99/006—Providing a combustible mixture inside the cylinder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 クランクシャフトが内燃機関を始動させるための電気機械と結合されている、自動車の内燃機関のためのスタート方法及びスタート装置を提供する。
【解決手段】 スタート制御装置（１９）によってクランクシャフトの位置と回転が測定され、内燃機関のあらゆるスタート過程の制御のために利用される。その際、クランクシャフト（１１）はあらゆるスタート過程のための電気機械（１４）によって先ず位置決め段階でスタート位置に移動される。出来る限り短いスタート時間と電気機械の出来るだけ小さな始動トルクを達成するために、位置決め段階の後に続くスタート段階において、内燃機関（１０）の圧縮に向かう少なくとも最初のシリンダの中で、電気機械（１４）の始動を支援する最初の燃焼が、引き下げられた圧縮と引き下げられた充填率で開始される。
Description
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、請求項１の上位概念に基づく、自動車の内燃機関のためのスタート
方法並びに該方法を実施するためのスタート装置に関する。
方法並びに該方法を実施するためのスタート装置に関する。
【０００２】
従来の技術
燃料消費の観点から最適化された自動車は、いわゆる信号待ち時エンジン停止
運転方式の際に、信号で内燃機関のスイッチを切り又惰走の際には内燃機関のス
イッチを切ったり或いはクラッチを切ることが必要である。これを行うと、内燃
機関のスタートサイクル数が明らかに多くなるであろう。他方自動車の快適性の
向上から、車載の給電網の性能に対して明らかにより高い要求が出される。内燃
機関の低い回転数領域における高い発電機出力と内燃機関の高いスタートサイク
ル数とを実現するために、この間に、スターターとしても発電機としても利用す
ることの出来る、スタータージェネレータと呼ばれる電気機械が開発されている
。その際、発電機として運転される場合には、この内燃機関の電気機械は切換え
ギヤを介して既に低い回転数領域から発電のために十分に高い回転数で運転され
るのに対して、内燃機関のスタート過程では、この電気機械はモータ駆動で内燃
機関を低い回転数と大きなトルクで駆動する。この場合、内燃機関のスタートの
ためには、およそマイナス２５℃のコールドスタート限界温度に合わせて寸法が
決定され、且つその際に発生する内燃機関のドラグ（引き摺り）モーメント、ガ
ススプリングモーメント、及び加速度モーメントの和に合わせて設計された駆動
装置が必要である。始動過程の際に働くスタータージェネレータの慣性モーメン
トは、従来からのスターターの慣性モーメントよりもはるかに小さいから、クラ
ンクシャフトの回転数が内燃機関のシリンダ内の圧縮によって大きく低下しない
様にするために、スタータージェネレータの始動トルクはしかるべく大幅に引き
上げられることが必要である。
運転方式の際に、信号で内燃機関のスイッチを切り又惰走の際には内燃機関のス
イッチを切ったり或いはクラッチを切ることが必要である。これを行うと、内燃
機関のスタートサイクル数が明らかに多くなるであろう。他方自動車の快適性の
向上から、車載の給電網の性能に対して明らかにより高い要求が出される。内燃
機関の低い回転数領域における高い発電機出力と内燃機関の高いスタートサイク
ル数とを実現するために、この間に、スターターとしても発電機としても利用す
ることの出来る、スタータージェネレータと呼ばれる電気機械が開発されている
。その際、発電機として運転される場合には、この内燃機関の電気機械は切換え
ギヤを介して既に低い回転数領域から発電のために十分に高い回転数で運転され
るのに対して、内燃機関のスタート過程では、この電気機械はモータ駆動で内燃
機関を低い回転数と大きなトルクで駆動する。この場合、内燃機関のスタートの
ためには、およそマイナス２５℃のコールドスタート限界温度に合わせて寸法が
決定され、且つその際に発生する内燃機関のドラグ（引き摺り）モーメント、ガ
ススプリングモーメント、及び加速度モーメントの和に合わせて設計された駆動
装置が必要である。始動過程の際に働くスタータージェネレータの慣性モーメン
トは、従来からのスターターの慣性モーメントよりもはるかに小さいから、クラ
ンクシャフトの回転数が内燃機関のシリンダ内の圧縮によって大きく低下しない
様にするために、スタータージェネレータの始動トルクはしかるべく大幅に引き
上げられることが必要である。
【０００３】
ＤＥ １９８ ５８ ９９２ Ａ１ から既に、スタート制御装置を用いて内燃機
関のあらゆるスタート過程の前にクランクシャフトの回転による内燃機関のドラ
グモーメントをスタータージェネレータによって測定し、且つこれに依存してコ
ールドスタート或いはウォームスタートを異なるスタートの流れに従って実施す
ることが知られている。ウォームスタートの際には、そこではいわゆるダイレク
トスタートが従来からのスターターの場合の様に電気機械のフル始動トルクで行
われるのに対して、内燃機関が冷えている場合には、先ずスタータージェネレー
タによるクランクシャフトの位置決めがスタート位置へ向かって行われ、次いで
最初はクラッチを切られたはずみ車が、スタータージェネレータによって、プリ
セットされた回転数まで回転され、次いでクラッチを介して、回転しているはず
み車が、いわゆるインパルススタート（はじき始動）のためにクランクシャフト
に対して接続される。
関のあらゆるスタート過程の前にクランクシャフトの回転による内燃機関のドラ
グモーメントをスタータージェネレータによって測定し、且つこれに依存してコ
ールドスタート或いはウォームスタートを異なるスタートの流れに従って実施す
ることが知られている。ウォームスタートの際には、そこではいわゆるダイレク
トスタートが従来からのスターターの場合の様に電気機械のフル始動トルクで行
われるのに対して、内燃機関が冷えている場合には、先ずスタータージェネレー
タによるクランクシャフトの位置決めがスタート位置へ向かって行われ、次いで
最初はクラッチを切られたはずみ車が、スタータージェネレータによって、プリ
セットされた回転数まで回転され、次いでクラッチを介して、回転しているはず
み車が、いわゆるインパルススタート（はじき始動）のためにクランクシャフト
に対して接続される。
【０００４】
この場合には、はずみ車によって車両の重量が、従って燃料消費が、増加する
ということ、並びにはずみ車の回転上昇のために比較的長いスタート時間とこれ
に伴って多くの電気エネルギーが必要となるということが欠点となる。ウォーム
スタートの場合には更に、ダイナミックなスタートの流れは、次のことによって
、即ち、シリンダの最初のフル圧縮によってシリンダの上死点で、クランクシャ
フトの回転数が（最初の、圧縮へ向かうシリンダで逆転を避けるために未だ点火
が行われない様にするために）大きく引き下げられるということによって、困難
な状態にされる。
ということ、並びにはずみ車の回転上昇のために比較的長いスタート時間とこれ
に伴って多くの電気エネルギーが必要となるということが欠点となる。ウォーム
スタートの場合には更に、ダイナミックなスタートの流れは、次のことによって
、即ち、シリンダの最初のフル圧縮によってシリンダの上死点で、クランクシャ
フトの回転数が（最初の、圧縮へ向かうシリンダで逆転を避けるために未だ点火
が行われない様にするために）大きく引き下げられるということによって、困難
な状態にされる。
【０００５】
本発明の解決策では、電気機械の始動トルクを引き下げ且つ内燃機関のスター
ト時間を短縮することが目指される。 発明の利点 請求項１の特徴となっているメルクマールを持つ、本発明に基づく自動車の内
燃機関のためのスタート方法並びに該方法の実施のために工夫された、請求項１
９の特徴となっているメルクマールを持つスタートユニットは、スタート制御装
置によって、圧縮へ向かっている内燃機関のシリンダの、最初のスタート段階で
行われる圧縮の引き下げ及び充填率の引き下げによる、ウォームスタート及びコ
ールドスタートの際の電気機械の始動トルクの明らかな引き下げ並びにいわゆる
パルススタートを避けることによって、コールドスタートの際のスタート時間の
明らかな短縮が達成されるという利点を持っている。これによって更に、信号待
ち時エンジン停止運転方式の際に、エンジンを始動させる電気機械の効果的な支
援が達成され、このことがウォームスタート時間の明らかな短縮をもたらす。も
う一つの利点は、クランクシャフトが未だ半回転もしないうちに、最初に圧縮へ
向かっているシリンダの中で既に最初の燃焼をスタートさせることが出来、該燃
焼が電気機械のフル始動トルクを支援するので、既に極めて短い時間の後に内燃
機関のクランクシャフトの上に自律運転に至らしめる回転モーメントが生み出さ
れる、ということにある。スタート制御装置の適切なプログラミングによって、
それ自体既知のやり方で、例えば内燃機関上での温度測定によって、コールドス
タート或いはウォームスタートが行われるべきか否かを決定することが出来る。
しかしながら、この目的のためには、温度測定の代わりに、電気機械によるクラ
ンクシャフトの回転による内燃機関のドラグモーメントをそれ自体既知のやり方
で求め且つコールドスタート或いはウォームスタートの開始のために利用するこ
とも出来る。
ト時間を短縮することが目指される。 発明の利点 請求項１の特徴となっているメルクマールを持つ、本発明に基づく自動車の内
燃機関のためのスタート方法並びに該方法の実施のために工夫された、請求項１
９の特徴となっているメルクマールを持つスタートユニットは、スタート制御装
置によって、圧縮へ向かっている内燃機関のシリンダの、最初のスタート段階で
行われる圧縮の引き下げ及び充填率の引き下げによる、ウォームスタート及びコ
ールドスタートの際の電気機械の始動トルクの明らかな引き下げ並びにいわゆる
パルススタートを避けることによって、コールドスタートの際のスタート時間の
明らかな短縮が達成されるという利点を持っている。これによって更に、信号待
ち時エンジン停止運転方式の際に、エンジンを始動させる電気機械の効果的な支
援が達成され、このことがウォームスタート時間の明らかな短縮をもたらす。も
う一つの利点は、クランクシャフトが未だ半回転もしないうちに、最初に圧縮へ
向かっているシリンダの中で既に最初の燃焼をスタートさせることが出来、該燃
焼が電気機械のフル始動トルクを支援するので、既に極めて短い時間の後に内燃
機関のクランクシャフトの上に自律運転に至らしめる回転モーメントが生み出さ
れる、ということにある。スタート制御装置の適切なプログラミングによって、
それ自体既知のやり方で、例えば内燃機関上での温度測定によって、コールドス
タート或いはウォームスタートが行われるべきか否かを決定することが出来る。
しかしながら、この目的のためには、温度測定の代わりに、電気機械によるクラ
ンクシャフトの回転による内燃機関のドラグモーメントをそれ自体既知のやり方
で求め且つコールドスタート或いはウォームスタートの開始のために利用するこ
とも出来る。
【０００６】
その他の有利な拡張例と実施例は、諸従属請求項に述べられているメルクマー
ルから明らかとなる。多気筒内燃機関の場合には、クランクシャフトの回転によ
ってシリンダが比較的短い時間或いは回転間隔で圧縮へ向かうので、内燃機関を
出来る限り均等に回転させるために、スタート段階の間の電気機械の起動トルク
は、引き下げられた圧縮と引き下げられた空気充填率による複数回の燃焼によっ
て支援される。その際、有利なやり方をすれば、相連続して圧縮へ向かうシリン
ダの圧縮と充填率が段階的にそれぞれの最大値の１００％へ向かって引き上げら
れる。その場合、引き上げのステップは、スタート制御装置によって前もって固
定的に定めておくことが出来る。しかしながら有利なやり方によれば、圧縮と充
填率をそれぞれ、電気機械の起動トルクを加えられたクランクシャフトのそれま
での回転数の変化に応じて、スタート制御装置のそのために適したプログラムを
用いて制御するということが提案される。
ルから明らかとなる。多気筒内燃機関の場合には、クランクシャフトの回転によ
ってシリンダが比較的短い時間或いは回転間隔で圧縮へ向かうので、内燃機関を
出来る限り均等に回転させるために、スタート段階の間の電気機械の起動トルク
は、引き下げられた圧縮と引き下げられた空気充填率による複数回の燃焼によっ
て支援される。その際、有利なやり方をすれば、相連続して圧縮へ向かうシリン
ダの圧縮と充填率が段階的にそれぞれの最大値の１００％へ向かって引き上げら
れる。その場合、引き上げのステップは、スタート制御装置によって前もって固
定的に定めておくことが出来る。しかしながら有利なやり方によれば、圧縮と充
填率をそれぞれ、電気機械の起動トルクを加えられたクランクシャフトのそれま
での回転数の変化に応じて、スタート制御装置のそのために適したプログラムを
用いて制御するということが提案される。
【０００７】
電気機械の起動トルクの最適な支援のためには更に、スタート段階では燃焼が
引き下げられたシリンダ充填率に適合した、引き下げられた燃料量で開始される
ということが重要である。
引き下げられたシリンダ充填率に適合した、引き下げられた燃料量で開始される
ということが重要である。
【０００８】
改善された始動時の動力学のためには更に、スタート制御装置によって測定さ
れた、位置決め段階における内燃機関の状態に応じて、クランクシャフトがウォ
ームスタートのためには第一のスタート位置に、又コールドスタートのためには
その後に続いている第二のスタート位置に移動されるということが非常に重要で
ある。その際有利なやり方によれば、ウォームスタートのためには、スタート位
置は、スタート制御装置によって、圧縮へ向かうシリンダのピストンの上死点の
およそ６０°手前に定められる。その際コールドスタートのためには、好ましく
は、スタート位置は、圧縮へ向かうシリンダのピストンの上死点のおよそ４０°
手前に定められる。
れた、位置決め段階における内燃機関の状態に応じて、クランクシャフトがウォ
ームスタートのためには第一のスタート位置に、又コールドスタートのためには
その後に続いている第二のスタート位置に移動されるということが非常に重要で
ある。その際有利なやり方によれば、ウォームスタートのためには、スタート位
置は、スタート制御装置によって、圧縮へ向かうシリンダのピストンの上死点の
およそ６０°手前に定められる。その際コールドスタートのためには、好ましく
は、スタート位置は、圧縮へ向かうシリンダのピストンの上死点のおよそ４０°
手前に定められる。
【０００９】
内燃機関のノーマル運転に比べて遅延された給気弁の閉弁によって、圧縮へ向
かうシリンダの圧縮及び充填率は、自由な弁制御を通じて有利なやり方で引き下
げられる。このためには電磁的な弁制御がとりわけ適しているが、この場合には
機械的な弁行程制御も代替策として検討される。シリンダ数が多い内燃機関の場
合には、相連続する圧縮の負荷モーメント或いはガススプリングモーメントが障
害をもたらす様なやり方で加わるので、有利なやり方によれば、６気筒以上の偶
数の多気筒内燃機関の場合には、圧縮へ向かう一つ置きのシリンダで充填率と圧
縮がゼロに制御されるということが提案される。その場合、残りのシリンダの充
填率のステップは、先に述べられた様に、互いに段階状に調整することが出来る
。全シリンダ数への移行は、スタート制御装置を通して、前もって与えられてい
る自己スタートのための限界値がオーバーされた時に、問題無しに行われること
が出来る。
かうシリンダの圧縮及び充填率は、自由な弁制御を通じて有利なやり方で引き下
げられる。このためには電磁的な弁制御がとりわけ適しているが、この場合には
機械的な弁行程制御も代替策として検討される。シリンダ数が多い内燃機関の場
合には、相連続する圧縮の負荷モーメント或いはガススプリングモーメントが障
害をもたらす様なやり方で加わるので、有利なやり方によれば、６気筒以上の偶
数の多気筒内燃機関の場合には、圧縮へ向かう一つ置きのシリンダで充填率と圧
縮がゼロに制御されるということが提案される。その場合、残りのシリンダの充
填率のステップは、先に述べられた様に、互いに段階状に調整することが出来る
。全シリンダ数への移行は、スタート制御装置を通して、前もって与えられてい
る自己スタートのための限界値がオーバーされた時に、問題無しに行われること
が出来る。
【００１０】
各々のスタート過程のために、クランクシャフトは、圧縮へ向かう最初のシリ
ンダに関して、先ず位置決め段階で電気機械によってそのスタート位置に移動さ
れなければならない。いわゆる信号待ち時エンジン停止運転方式におけるウォー
ムスタートの場合に、このことは、有利なやり方によれば、停止段階の初めの電
気機械の振れ止めの際にクランクシャフトがそのスタート位置に移動され、その
後に続く、車両のドライバーによるスタート段階の開始まで保持される、という
ことによって実現される。これに対してコールドスタートの場合には、クランク
シャフトだけが、電気機械によって、コールドスタートに割当てられているスタ
ート位置へ向かって回される。この場合には、自由な弁制御に対する代替策とし
て、シリンダのいわゆる漏れによる圧縮と充填率の引き下げも行われ得る。この
ためには有利なやり方によれば、クランクシャフトをスタート位置へ緩やかに回
転させることによって、圧縮へ向かう最初のシリンダについて、圧縮と充填率を
シリンダの漏れによって引き下げるということが提案される。このために、仮に
時間が掛かり過ぎる場合には、クランクシャフトを電気機械によって位置決め段
階の間に先ずクランクシャフトのスタート位置まで移動させておいて、スタート
段階の開始までのスタート位置での前もって定められた滞留時間によって圧縮及
び充填率をシリンダの漏れによって引き下げるという目的を達成することが出来
る。その際、スタート位置の正確な制御のために電気機械のトルクを引き下げる
ことが出来る。この目的のためには、クランクシャフトが、圧縮へ向かうシリン
ダのガススプリング圧がいわゆるその平衡値へ低下するまで、スタート位置に保
持されるのが良い。
ンダに関して、先ず位置決め段階で電気機械によってそのスタート位置に移動さ
れなければならない。いわゆる信号待ち時エンジン停止運転方式におけるウォー
ムスタートの場合に、このことは、有利なやり方によれば、停止段階の初めの電
気機械の振れ止めの際にクランクシャフトがそのスタート位置に移動され、その
後に続く、車両のドライバーによるスタート段階の開始まで保持される、という
ことによって実現される。これに対してコールドスタートの場合には、クランク
シャフトだけが、電気機械によって、コールドスタートに割当てられているスタ
ート位置へ向かって回される。この場合には、自由な弁制御に対する代替策とし
て、シリンダのいわゆる漏れによる圧縮と充填率の引き下げも行われ得る。この
ためには有利なやり方によれば、クランクシャフトをスタート位置へ緩やかに回
転させることによって、圧縮へ向かう最初のシリンダについて、圧縮と充填率を
シリンダの漏れによって引き下げるということが提案される。このために、仮に
時間が掛かり過ぎる場合には、クランクシャフトを電気機械によって位置決め段
階の間に先ずクランクシャフトのスタート位置まで移動させておいて、スタート
段階の開始までのスタート位置での前もって定められた滞留時間によって圧縮及
び充填率をシリンダの漏れによって引き下げるという目的を達成することが出来
る。その際、スタート位置の正確な制御のために電気機械のトルクを引き下げる
ことが出来る。この目的のためには、クランクシャフトが、圧縮へ向かうシリン
ダのガススプリング圧がいわゆるその平衡値へ低下するまで、スタート位置に保
持されるのが良い。
【００１１】
内燃機関の圧縮へ向かう最初のシリンダの圧縮及び充填率の引き下げに応じて
、それ自体既知の噴射制御を通じてしかるべく引き下げられた燃料量も、それぞ
れのシリンダの中へ噴射される。直接噴射式の内燃機関の場合には、引き下げら
れた圧縮による最初の圧縮段階の間に、前もって定められた燃料量が噴射される
ということがとりわけ有利である。これに対して吸入管噴射式の内燃機関の場合
には、引き下げられた圧縮による最初の圧縮段階の前に、好ましくは吸気段階に
おいて、圧縮へ向かうシリンダのピストンの下死点の手前で、前もって定められ
た燃料量が未だ開いている吸気弁を通して噴射されるということが有利である。
その際、どちらのケースでもおよそ１００°というクランクシャフトの比較的小
さな回転角で、電気機械の回転トルクを支援する最初の燃焼が開始される。
、それ自体既知の噴射制御を通じてしかるべく引き下げられた燃料量も、それぞ
れのシリンダの中へ噴射される。直接噴射式の内燃機関の場合には、引き下げら
れた圧縮による最初の圧縮段階の間に、前もって定められた燃料量が噴射される
ということがとりわけ有利である。これに対して吸入管噴射式の内燃機関の場合
には、引き下げられた圧縮による最初の圧縮段階の前に、好ましくは吸気段階に
おいて、圧縮へ向かうシリンダのピストンの下死点の手前で、前もって定められ
た燃料量が未だ開いている吸気弁を通して噴射されるということが有利である。
その際、どちらのケースでもおよそ１００°というクランクシャフトの比較的小
さな回転角で、電気機械の回転トルクを支援する最初の燃焼が開始される。
【００１２】
本発明に基づくスタート方法は、スタート制御装置がクランクシャフトの回転
及び位置センサに結合され、又出力側が内燃機関の電気機械、弁制御装置、及び
燃料噴射制御装置と結合された、スタート装置を用いて実施される。
及び位置センサに結合され、又出力側が内燃機関の電気機械、弁制御装置、及び
燃料噴射制御装置と結合された、スタート装置を用いて実施される。
【００１３】
本発明のその他の詳細は以下に示される、付属の図面に基づく実施例に関して
詳しく説明される。 実施例の説明 図１に基づく自動車のための駆動系の略図には、内燃機関が参照番号１０で示
されている。この図は、４気筒のオットーサイクル機関であり、そのクランクシ
ャフト１１は、回転及び位置センサ１２と協動している。更にクランクシャフト
１１は、切換えギヤ１３を介して電気機械１４と結合されており、該電気機械は
スタータージェネレータとして内燃機関１０と協動する。クランクシャフト１１
は更に、クラッチ１５を介してトランスミッション１６と結合されており、この
出力を介して、図中には示されていない自動車の駆動輪１７が内燃機関１０によ
って駆動される。更に電子的のエンジン制御装置１８が備えられており、該装置
によって図中には示されていない噴射弁、吸気弁及び排気弁、並びに内燃機関１
０の個別シリンダでの点火が制御され、その際に更に、クランクシャフトの位置
が測定される。エンジン制御装置１８には更に電子的なスタート制御装置１９が
結合されており、スタート制御装置１９は、入力側が信号線２０を介して回転及
び位置センサ１２と結合される一方で、出力側が切換えギヤ１３と電気機械１４
とを制御する。スタート制御装置１９は更に、エンジン制御装置１８と連絡して
いる。切換えギヤ１３は、スタート制御装置１９によって、スタート過程の際に
、エンジンによって作動されている電気機械１４が大きなトルクと小さな回転数
でクランクシャフト１１に対して結合される様に制御可能である。これに対して
、電気機械１４がジェネレータとして作動される場合には、切換えギヤ１３は、
図示されていない自動車の車載給電網が十分に給電される様にするために、内燃
機関１０がアイドリング運転されている際にも電気機械１４が十分に高い回転数
で作動される様に切換えられる。回転及び位置センサ１２によってクランクシャ
フト１１のその時々の正確な位置が、又それと共に内燃機関１０の個々のシリン
ダの位置が、スタート制御装置１９で測定される。例えば、自動車の点火キース
ロットに組み込まれているスイッチ２１を介して、車両のドライバーはコールド
スタートをスタートさせることが出来る。自動車の信号待ち時エンジン停止運転
方式の場合には、アクセルペダル２２を介してウォームスタートをスタートさせ
ることが出来る。
詳しく説明される。 実施例の説明 図１に基づく自動車のための駆動系の略図には、内燃機関が参照番号１０で示
されている。この図は、４気筒のオットーサイクル機関であり、そのクランクシ
ャフト１１は、回転及び位置センサ１２と協動している。更にクランクシャフト
１１は、切換えギヤ１３を介して電気機械１４と結合されており、該電気機械は
スタータージェネレータとして内燃機関１０と協動する。クランクシャフト１１
は更に、クラッチ１５を介してトランスミッション１６と結合されており、この
出力を介して、図中には示されていない自動車の駆動輪１７が内燃機関１０によ
って駆動される。更に電子的のエンジン制御装置１８が備えられており、該装置
によって図中には示されていない噴射弁、吸気弁及び排気弁、並びに内燃機関１
０の個別シリンダでの点火が制御され、その際に更に、クランクシャフトの位置
が測定される。エンジン制御装置１８には更に電子的なスタート制御装置１９が
結合されており、スタート制御装置１９は、入力側が信号線２０を介して回転及
び位置センサ１２と結合される一方で、出力側が切換えギヤ１３と電気機械１４
とを制御する。スタート制御装置１９は更に、エンジン制御装置１８と連絡して
いる。切換えギヤ１３は、スタート制御装置１９によって、スタート過程の際に
、エンジンによって作動されている電気機械１４が大きなトルクと小さな回転数
でクランクシャフト１１に対して結合される様に制御可能である。これに対して
、電気機械１４がジェネレータとして作動される場合には、切換えギヤ１３は、
図示されていない自動車の車載給電網が十分に給電される様にするために、内燃
機関１０がアイドリング運転されている際にも電気機械１４が十分に高い回転数
で作動される様に切換えられる。回転及び位置センサ１２によってクランクシャ
フト１１のその時々の正確な位置が、又それと共に内燃機関１０の個々のシリン
ダの位置が、スタート制御装置１９で測定される。例えば、自動車の点火キース
ロットに組み込まれているスイッチ２１を介して、車両のドライバーはコールド
スタートをスタートさせることが出来る。自動車の信号待ち時エンジン停止運転
方式の場合には、アクセルペダル２２を介してウォームスタートをスタートさせ
ることが出来る。
【００１４】
第一の実施例において、本発明に基づくコールドスタートとウォームスタート
のためのスタート方法がより詳しく説明される。 最初のスタート過程は常にコールドスタートである。この過程は、スタートス
イッチ２１を入れることによって開始される。スタート制御装置１９で、センサ
１２を介してクランクシャフト１１の位置と又これと共にシリンダの中のピスト
ンの位置が測定される。続く位置決め段階では、電気機械１４と切換えギヤ１３
がスタート制御装置１９によってエンジン運転へ切換えられ、電気機械１４が、
クランクシャフト１１の回転を、スタート制御装置１９によってプリセットされ
たトルクでコールドスタートのために定められているスタート位置へ向かって開
始させる。同時に、クランクシャフトの回転と共に圧縮へと向かう最初のシリン
ダの上で、吸気弁がスタート制御装置１９によってエンジン制御装置１８を介し
て（圧縮へ向かうシリンダの上死点（ＯＴ）の４０°手前のスタート位置が到達
されるまで）開かれるか或いは開いたままに保持される。次いで吸気弁が閉じら
れ、直接噴射式の場合には、アイドリング時よりも引き下げられた噴射量がシリ
ンダの中へ噴射される。こうして開始されるスタート段階と共に、クランクシャ
フト１１は、電気機械によってフル起動トルクで回転され、４分の１回転の後に
、シリンダ内で引き下げられた圧縮で最初の燃焼が開始され、この燃焼は電気機
械１４を支援し、クランクシャフト１１を加速させる。
のためのスタート方法がより詳しく説明される。 最初のスタート過程は常にコールドスタートである。この過程は、スタートス
イッチ２１を入れることによって開始される。スタート制御装置１９で、センサ
１２を介してクランクシャフト１１の位置と又これと共にシリンダの中のピスト
ンの位置が測定される。続く位置決め段階では、電気機械１４と切換えギヤ１３
がスタート制御装置１９によってエンジン運転へ切換えられ、電気機械１４が、
クランクシャフト１１の回転を、スタート制御装置１９によってプリセットされ
たトルクでコールドスタートのために定められているスタート位置へ向かって開
始させる。同時に、クランクシャフトの回転と共に圧縮へと向かう最初のシリン
ダの上で、吸気弁がスタート制御装置１９によってエンジン制御装置１８を介し
て（圧縮へ向かうシリンダの上死点（ＯＴ）の４０°手前のスタート位置が到達
されるまで）開かれるか或いは開いたままに保持される。次いで吸気弁が閉じら
れ、直接噴射式の場合には、アイドリング時よりも引き下げられた噴射量がシリ
ンダの中へ噴射される。こうして開始されるスタート段階と共に、クランクシャ
フト１１は、電気機械によってフル起動トルクで回転され、４分の１回転の後に
、シリンダ内で引き下げられた圧縮で最初の燃焼が開始され、この燃焼は電気機
械１４を支援し、クランクシャフト１１を加速させる。
【００１５】
今や第二のシリンダも圧縮へ向かい、その際に、スタート制御装置１９がエン
ジン制御装置１８を介して第二のシリンダの吸気弁を、今度は引き下げられた圧
縮及び充填率を達成するために、上死点の６０°手前で閉じる。ここでも対応す
る引き下げられた燃料量が噴射され、クランクシャフトが約３分の１回転した後
に、第二のシリンダの中で第二の、内燃機関１０の立ち上げを支援する燃焼が開
始される。続いて第三のシリンダが圧縮へ向かい、ここでもスタート制御装置１
９を介して第三のシリンダの吸気弁が初めて上死点の８０°手前で閉じられる。
これによって、この三回目の圧縮も引き下げられ、クランクシャフトのおよそ３
分の１回転の後に、第三の、内燃機関の立ち上げを支援する燃焼が行われる。第
四のシリンダが圧縮へ向かった時に初めて、圧縮の引き下げが終了され、これに
よって電気機械１４による内燃機関のその後の立ち上げは、今や内燃機関１０に
よって、そのアイドリング運転パラメータに対応する圧縮、充填率、噴射量、及
び点火時点で支援される。
ジン制御装置１８を介して第二のシリンダの吸気弁を、今度は引き下げられた圧
縮及び充填率を達成するために、上死点の６０°手前で閉じる。ここでも対応す
る引き下げられた燃料量が噴射され、クランクシャフトが約３分の１回転した後
に、第二のシリンダの中で第二の、内燃機関１０の立ち上げを支援する燃焼が開
始される。続いて第三のシリンダが圧縮へ向かい、ここでもスタート制御装置１
９を介して第三のシリンダの吸気弁が初めて上死点の８０°手前で閉じられる。
これによって、この三回目の圧縮も引き下げられ、クランクシャフトのおよそ３
分の１回転の後に、第三の、内燃機関の立ち上げを支援する燃焼が行われる。第
四のシリンダが圧縮へ向かった時に初めて、圧縮の引き下げが終了され、これに
よって電気機械１４による内燃機関のその後の立ち上げは、今や内燃機関１０に
よって、そのアイドリング運転パラメータに対応する圧縮、充填率、噴射量、及
び点火時点で支援される。
【００１６】
図２の表から、吸気弁の閉弁位置の上述の様な段階付けによって、段階的に引
き下げられた圧縮と段階的に引き下げられた空気充填率とが達成され、これによ
って、シリンダ内の最大のいわゆるガススプリング圧がはっきりと引き下げられ
るということが分かる。これによって、前もって定められた電気機械の起動トル
クを用いて、内燃機関のスタート段階がはっきりと短縮される。シリンダの充填
率の上昇を伴う上述の段階付けによって、電気機械から調達されるコールドスタ
ート起動トルクは最小でしかない。何故なら、充填率の増加と共に上昇する圧縮
作用が、先行する支援燃焼によって行われ、回転数が落ち込むことはないからで
ある。センサ１２を介してアイドリング回転数の到達が測定されると、スタート
過程がスタート制御装置１９によって終了され、それによって、例えば電気機械
１４と切換えギヤ１３は、ジェネレータ作動へと切換えられる。
き下げられた圧縮と段階的に引き下げられた空気充填率とが達成され、これによ
って、シリンダ内の最大のいわゆるガススプリング圧がはっきりと引き下げられ
るということが分かる。これによって、前もって定められた電気機械の起動トル
クを用いて、内燃機関のスタート段階がはっきりと短縮される。シリンダの充填
率の上昇を伴う上述の段階付けによって、電気機械から調達されるコールドスタ
ート起動トルクは最小でしかない。何故なら、充填率の増加と共に上昇する圧縮
作用が、先行する支援燃焼によって行われ、回転数が落ち込むことはないからで
ある。センサ１２を介してアイドリング回転数の到達が測定されると、スタート
過程がスタート制御装置１９によって終了され、それによって、例えば電気機械
１４と切換えギヤ１３は、ジェネレータ作動へと切換えられる。
【００１７】
信号待ち時エンジン停止運転方式の場合には、例えば自動車が信号で短時間の
間停止させられると、内燃機関がスイッチオフされる。その際、クランクシャフ
トが振れ止まりするときに、スタート制御装置１９によってその後のウォームス
タートの際に最初に圧縮へ向かうシリンダが測定され、且つクランクシャフトが
ウォームスタートのために前もって定められているスタート位置に移動される。
クランクシャフトはそこで、その後に続く、車両のドライバーがアクセルペダル
スイッチ２２を閉じることによって開始されるスタート段階まで、電気機械１４
によって保持される。当該のシリンダの吸気弁もまた、このスタート位置まで開
いた状態に保持される。ウォームスタートのためには、最初に圧縮へ向かうシリ
ンダの上死点（ＯＴ）の６０°手前にスタート位置が定められている。
間停止させられると、内燃機関がスイッチオフされる。その際、クランクシャフ
トが振れ止まりするときに、スタート制御装置１９によってその後のウォームス
タートの際に最初に圧縮へ向かうシリンダが測定され、且つクランクシャフトが
ウォームスタートのために前もって定められているスタート位置に移動される。
クランクシャフトはそこで、その後に続く、車両のドライバーがアクセルペダル
スイッチ２２を閉じることによって開始されるスタート段階まで、電気機械１４
によって保持される。当該のシリンダの吸気弁もまた、このスタート位置まで開
いた状態に保持される。ウォームスタートのためには、最初に圧縮へ向かうシリ
ンダの上死点（ＯＴ）の６０°手前にスタート位置が定められている。
【００１８】
ウォームスタートの際には、スタート段階が始まると共に吸気弁が閉じられ、
引き下げられた燃料量がシリンダ内へ噴射され、且つクランクシャフト１１が電
気機械１４のフル起動トルクで加速される。およそ９０°のクランクシャフトの
回転の後に最初の燃焼が開始されるが、この燃焼は電気機械１４の起動トルクに
よって支援されている。その際、その後に続く第二のシリンダが圧縮へと向かう
。この場合にもなお、引き下げられた圧縮及び充填率が達成され、吸気弁は上死
点の９０°手前になって初めて閉じられる。ウォームスタートの際には、内燃機
関１０のドラグモーメントはコールドスタートの際よりもはるかに小さいから、
ここでは既に第三の、圧縮へ向かうシリンダで、スタート制御装置１９による充
填率の引き下げは停止され、かくして既に三回目の燃焼から内燃機関の更なる高
速運転が保証される。スタート制御装置１９は、ここでもアイドリング回転数の
到達と共にスタート過程を終了させ、次いで電気機械をジェネレータ運転へと切
換える。
引き下げられた燃料量がシリンダ内へ噴射され、且つクランクシャフト１１が電
気機械１４のフル起動トルクで加速される。およそ９０°のクランクシャフトの
回転の後に最初の燃焼が開始されるが、この燃焼は電気機械１４の起動トルクに
よって支援されている。その際、その後に続く第二のシリンダが圧縮へと向かう
。この場合にもなお、引き下げられた圧縮及び充填率が達成され、吸気弁は上死
点の９０°手前になって初めて閉じられる。ウォームスタートの際には、内燃機
関１０のドラグモーメントはコールドスタートの際よりもはるかに小さいから、
ここでは既に第三の、圧縮へ向かうシリンダで、スタート制御装置１９による充
填率の引き下げは停止され、かくして既に三回目の燃焼から内燃機関の更なる高
速運転が保証される。スタート制御装置１９は、ここでもアイドリング回転数の
到達と共にスタート過程を終了させ、次いで電気機械をジェネレータ運転へと切
換える。
【００１９】
自動車がいわゆる惰走スイッチオフ装置を備えている場合には、この場合にも
又惰走過程の終了の際にアクセルペダルスイッチ２２の操作によって、上で説明
された内燃機関のウォームスタートが開始される。
又惰走過程の終了の際にアクセルペダルスイッチ２２の操作によって、上で説明
された内燃機関のウォームスタートが開始される。
【００２０】
内燃機関のための本発明に基づくスタート方法のもう一つの実施例では、位置
決め段階で内燃機関の最初に圧縮へ向かうシリンダの吸気弁が、コールドスター
トの際にはスタート制御装置１９によって下の死点で閉じられるので、スタート
位置は、最初のシリンダの中での圧縮開始の克服と共に制御されなければならな
い。それでも最初のシリンダが引き下げられた圧縮及び充填率を達成するために
、内燃機関１０のクランクシャフト１１は、起動トルクを大きく引き下げられた
電気機械１４によってコールドスタートのために定められたスタート位置に移動
されるものゝ、その際に発生する圧縮は、シリンダの漏れによって再び大幅に引
き下げられる。その後に続くスタート段階で、クランクシャフト１１は電気機械
１４のフル起動トルクで回転される。ここでも又クランクシャフトのおよそ３分
の１回転の後に、内燃機関の圧縮へ向かうシリンダの中で引き下げられた圧縮と
引き下げられた充填率で最初の燃焼が開始され、この燃焼は電気機械１４の起動
トルクを支援する。これによって、シリンダ数の少ない内燃機関の場合には、実
施形態が簡単化される。何故なら、スタート過程が既に最初のシリンダの引き下
げられた圧縮で内燃機関の安定した立ち上げをもたらす限り、吸気弁の追加の制
御は不要だからである。
決め段階で内燃機関の最初に圧縮へ向かうシリンダの吸気弁が、コールドスター
トの際にはスタート制御装置１９によって下の死点で閉じられるので、スタート
位置は、最初のシリンダの中での圧縮開始の克服と共に制御されなければならな
い。それでも最初のシリンダが引き下げられた圧縮及び充填率を達成するために
、内燃機関１０のクランクシャフト１１は、起動トルクを大きく引き下げられた
電気機械１４によってコールドスタートのために定められたスタート位置に移動
されるものゝ、その際に発生する圧縮は、シリンダの漏れによって再び大幅に引
き下げられる。その後に続くスタート段階で、クランクシャフト１１は電気機械
１４のフル起動トルクで回転される。ここでも又クランクシャフトのおよそ３分
の１回転の後に、内燃機関の圧縮へ向かうシリンダの中で引き下げられた圧縮と
引き下げられた充填率で最初の燃焼が開始され、この燃焼は電気機械１４の起動
トルクを支援する。これによって、シリンダ数の少ない内燃機関の場合には、実
施形態が簡単化される。何故なら、スタート過程が既に最初のシリンダの引き下
げられた圧縮で内燃機関の安定した立ち上げをもたらす限り、吸気弁の追加の制
御は不要だからである。
【００２１】
ウォームスタートの場合にも、上記の様な内燃機関では最初のシリンダ内での
引き下げられた圧縮が吸気弁の追加の制御無しに実現される。何故なら、信号待
ち時エンジン停止運転方式の場合にも又惰走運転の場合にも、それぞれ先行する
内燃機関の運転停止と共にスタート位置が、クランクシャフトの振れ止まりの際
に、電気機械１４によって制御され且つその位置に保持されるからである。シリ
ンダ内での漏れによって、ここでも再度スタートされるまでの滞留時間の間に、
シリンダ内に既に存在している圧縮は大幅に引き下げられるので、アクセルペダ
ルスイッチ２２が閉じられると共に、スタート段階が引き下げられた最初の圧縮
で実行され、クランクシャフトのおよそ３分の１の回転の後に、電気機械１４を
支援する最初の燃焼が開始される。
引き下げられた圧縮が吸気弁の追加の制御無しに実現される。何故なら、信号待
ち時エンジン停止運転方式の場合にも又惰走運転の場合にも、それぞれ先行する
内燃機関の運転停止と共にスタート位置が、クランクシャフトの振れ止まりの際
に、電気機械１４によって制御され且つその位置に保持されるからである。シリ
ンダ内での漏れによって、ここでも再度スタートされるまでの滞留時間の間に、
シリンダ内に既に存在している圧縮は大幅に引き下げられるので、アクセルペダ
ルスイッチ２２が閉じられると共に、スタート段階が引き下げられた最初の圧縮
で実行され、クランクシャフトのおよそ３分の１の回転の後に、電気機械１４を
支援する最初の燃焼が開始される。
【００２２】
以上説明されたコールドスタートの際の位置決め段階に対する代替策として、
クランクシャフト１１を、位置決め段階の間に電気機械１４のフル起動力でスタ
ート位置に送り、次いでスタート制御装置１９によって前もって定められたスタ
ート位置での滞留時間によって、既に吸気弁の閉弁によって存在している部分圧
縮を、シリンダの漏れによって、その後に続くスタート段階で最初のシリンダの
中の圧縮と充填率が目標とされた程度まで引き下げられる様に、引き下げるとい
うことも十分可能である。
クランクシャフト１１を、位置決め段階の間に電気機械１４のフル起動力でスタ
ート位置に送り、次いでスタート制御装置１９によって前もって定められたスタ
ート位置での滞留時間によって、既に吸気弁の閉弁によって存在している部分圧
縮を、シリンダの漏れによって、その後に続くスタート段階で最初のシリンダの
中の圧縮と充填率が目標とされた程度まで引き下げられる様に、引き下げるとい
うことも十分可能である。
【００２３】
コールドスタートの場合に、電気機械によって克服されるべき内燃機関のドラ
グモーメントはウォームスタートの場合よりもずっと大きいので、電気機械によ
って更に追加として克服されるべき、とりわけ最初のシリンダの中における圧縮
は、コールドスタートの場合にはウォームスタートの場合よりもより大きく引き
下げられることが重要である。従って、位置決め段階における内燃機関の回転挙
動を通じて、内燃機関の暖かい或いは冷たい状態をスタート制御装置によって測
定することが出来る。これに対する代替策として、内燃機関の暖かい或いは冷た
い状態はまた、スタート制御装置による内燃機関の温度測定によっても測定する
ことが出来る。次いでこの内燃機関の状態に応じて、位置決め段階でクランクシ
ャフトは、内燃機関のウォームスタートの場合には第一のスタート位置へ、又コ
ールドスタートの場合にはその後に続く第二のスタート位置へ移動される。第一
のスタート位置は圧縮へ向かうシリンダの上死点のおよそ６０°手前に、又第二
のスタート位置は上死点のおよそ４０度手前に定められている。
グモーメントはウォームスタートの場合よりもずっと大きいので、電気機械によ
って更に追加として克服されるべき、とりわけ最初のシリンダの中における圧縮
は、コールドスタートの場合にはウォームスタートの場合よりもより大きく引き
下げられることが重要である。従って、位置決め段階における内燃機関の回転挙
動を通じて、内燃機関の暖かい或いは冷たい状態をスタート制御装置によって測
定することが出来る。これに対する代替策として、内燃機関の暖かい或いは冷た
い状態はまた、スタート制御装置による内燃機関の温度測定によっても測定する
ことが出来る。次いでこの内燃機関の状態に応じて、位置決め段階でクランクシ
ャフトは、内燃機関のウォームスタートの場合には第一のスタート位置へ、又コ
ールドスタートの場合にはその後に続く第二のスタート位置へ移動される。第一
のスタート位置は圧縮へ向かうシリンダの上死点のおよそ６０°手前に、又第二
のスタート位置は上死点のおよそ４０度手前に定められている。
【００２４】
既に上に述べられたように、直接噴射式の内燃機関の場合には、前もって定め
られた燃料量が最初の圧縮段階の間に引き下げられた圧縮で噴射される。吸入管
噴射式の内燃機関の場合には、上記の燃料量が未だ開いている吸入弁を通して噴
射される。その際、噴射は圧縮へ向かうシリンダの好ましくは下の死点から始ま
る。
られた燃料量が最初の圧縮段階の間に引き下げられた圧縮で噴射される。吸入管
噴射式の内燃機関の場合には、上記の燃料量が未だ開いている吸入弁を通して噴
射される。その際、噴射は圧縮へ向かうシリンダの好ましくは下の死点から始ま
る。
【００２５】
スタート段階での引き下げられた圧縮は、一方ではクランクシャフトのスター
ト位置からの電気機械の必要な起動トルクの引き下げをもたらす。しかしながら
それは又他方では、なお十分な２５〜４０％の空気充填率を達成させ、これによ
って、燃料噴射量がしかるべく適応されれば、既に起動トルクを大きく支援する
最初のシリンダ内の燃焼が達成される。
ト位置からの電気機械の必要な起動トルクの引き下げをもたらす。しかしながら
それは又他方では、なお十分な２５〜４０％の空気充填率を達成させ、これによ
って、燃料噴射量がしかるべく適応されれば、既に起動トルクを大きく支援する
最初のシリンダ内の燃焼が達成される。
【００２６】
上記の様な装備を有する内燃機関によるスタートのテストは、内燃機関の振れ
止め位置が異なる場合、スタート慣性モーメントが比較的小さいために、スター
トの流れ、とりわけスタート時の動力学と最小必要起動トルクに、非常に大きな
違いがあるということを示している。３気筒から６気筒までのシリンダ数が少な
いか或いは中程度の場合並びにディーゼルエンジンの場合には、このスタート位
置への依存性はとりわけ顕著である。スタータージェネレータ付きのスタート装
置の場合には、確実且つダイナミックなスタート機能が期待され、この場合、コ
ールドスタート限界温度では数秒までのスタート時間でもなおアクセプタブル（
容認出来る）であるのに対して、ウォームスタートの場合は、スタート時間の短
縮が重要な位置を占めている。それ故、必要な起動トルクの引き下げが重要とな
る。何故なら、ジェネレータとしての作動の際に必要な持続電流とスタート電流
との間の関係の故に、ジェネレータ電流が依然として設計を決定付ける様な意味
をもっているからである。この場合には、電気機械のためのコストと、エンジン
の作動のために必要なインバータのためのコストが最小化される。
止め位置が異なる場合、スタート慣性モーメントが比較的小さいために、スター
トの流れ、とりわけスタート時の動力学と最小必要起動トルクに、非常に大きな
違いがあるということを示している。３気筒から６気筒までのシリンダ数が少な
いか或いは中程度の場合並びにディーゼルエンジンの場合には、このスタート位
置への依存性はとりわけ顕著である。スタータージェネレータ付きのスタート装
置の場合には、確実且つダイナミックなスタート機能が期待され、この場合、コ
ールドスタート限界温度では数秒までのスタート時間でもなおアクセプタブル（
容認出来る）であるのに対して、ウォームスタートの場合は、スタート時間の短
縮が重要な位置を占めている。それ故、必要な起動トルクの引き下げが重要とな
る。何故なら、ジェネレータとしての作動の際に必要な持続電流とスタート電流
との間の関係の故に、ジェネレータ電流が依然として設計を決定付ける様な意味
をもっているからである。この場合には、電気機械のためのコストと、エンジン
の作動のために必要なインバータのためのコストが最小化される。
【００２７】
本発明に基づくスタート方法によれば、スタートの流れとスタートのためのア
プリケーションとの間の調整が、燃焼に寄与する最初のシリンダの段階的な圧縮
及び充填率の制御によって最小化された起動トルクで可能となり、このことが明
らかに短縮されたスタート時間で、より確実なコールドスタートとウォームスタ
ートとをもたらす。既知の回転角度センサ装置と共に、追加として電気機械の回
転数及び回転角度信号も一緒に利用することが出来る。
プリケーションとの間の調整が、燃焼に寄与する最初のシリンダの段階的な圧縮
及び充填率の制御によって最小化された起動トルクで可能となり、このことが明
らかに短縮されたスタート時間で、より確実なコールドスタートとウォームスタ
ートとをもたらす。既知の回転角度センサ装置と共に、追加として電気機械の回
転数及び回転角度信号も一緒に利用することが出来る。
【００２８】
シリンダの漏れによる圧縮の引き下げの場合、内燃機関の温度が低く又これに
応じて噴射量が多い場合には、比較的長い噴射時間が必要となることがあるので
、クランクシャフトは場合によっては噴射時間の終わりまでその噴射位置に引き
留められなければならない。従来のスターターを有する内燃機関の場合とは異な
り、ここでは、ウォームスタートの場合、クランクシャフトは、比較的小さな慣
性モーメントでそのスタート位置から加速される。その際、引き下げられた最初
の圧縮に打ち勝つために、フル圧縮の場合と比べて僅か約２０％のエネルギーし
か必要としないので、初期加速後の回転数は、例えば１５０〜２００ｒｐｍとい
う高い値に到達する。回転数は、最初のシリンダの上死点の領域ではほゞこのレ
ベルに停滞しているが、フル圧縮に打ち勝たねばならない場合の様に完全に落ち
込んでしまうということは無い。上死点の後はこのシリンダ内での膨張の部分エ
ネルギーと燃焼のフルトルクの約４０％までを利用することが出来るので、その
後に続くフル圧縮は回転数の落ち込み無しに克服され、引き続いて高い運動力を
持つ自律運転が達成される。
応じて噴射量が多い場合には、比較的長い噴射時間が必要となることがあるので
、クランクシャフトは場合によっては噴射時間の終わりまでその噴射位置に引き
留められなければならない。従来のスターターを有する内燃機関の場合とは異な
り、ここでは、ウォームスタートの場合、クランクシャフトは、比較的小さな慣
性モーメントでそのスタート位置から加速される。その際、引き下げられた最初
の圧縮に打ち勝つために、フル圧縮の場合と比べて僅か約２０％のエネルギーし
か必要としないので、初期加速後の回転数は、例えば１５０〜２００ｒｐｍとい
う高い値に到達する。回転数は、最初のシリンダの上死点の領域ではほゞこのレ
ベルに停滞しているが、フル圧縮に打ち勝たねばならない場合の様に完全に落ち
込んでしまうということは無い。上死点の後はこのシリンダ内での膨張の部分エ
ネルギーと燃焼のフルトルクの約４０％までを利用することが出来るので、その
後に続くフル圧縮は回転数の落ち込み無しに克服され、引き続いて高い運動力を
持つ自律運転が達成される。
【００２９】
コールドスタートの際には、内燃機関のクランクシャフトの位置決めは、コー
ルドスタート限界温度の下でも比較的小さな起動トルクで行われる。この起動ト
ルクは、例えばフル起動トルクよりも５０％低くなり得る。このことは、最大位
置決め時間をおよそ２秒とし又スタート位置まで通過して行かねばならない最大
回転角（位置決め角）を点火間隔（それ故、４気筒機関の場合には１８０°）と
してもなお許容出来ると考えた場合に、可能となる。
ルドスタート限界温度の下でも比較的小さな起動トルクで行われる。この起動ト
ルクは、例えばフル起動トルクよりも５０％低くなり得る。このことは、最大位
置決め時間をおよそ２秒とし又スタート位置まで通過して行かねばならない最大
回転角（位置決め角）を点火間隔（それ故、４気筒機関の場合には１８０°）と
してもなお許容出来ると考えた場合に、可能となる。
【００３０】
既に知られている様に、回転数が１００ｒｐｍよりもはっきりと低い場合には
、起動トルクが上昇して行くシリンダ内の圧縮の上昇によってエネルギー供給の
より大きな部分はシリンダ内の漏れ損失及び壁面からの熱損失の増加によって消
費されてしまい、より小さな部分しかクランクシャフトの回転数の上昇のために
は利用されない。これ等の損失は今や、第二の実施例ではクランクシャフトが位
置決め段階で先ず比較的小さな起動トルクでそのスタート位置に移動され、この
位置から、フル起動トルクへの切換えが行われるということによって、縮小され
る。このために適したスタート位置は、ウォームスタートの際の位置決めの場合
と同様、最初の加速段階では、引き下げられた圧縮だけが行われる様に選ばれる
。それでも空気充填率、従って又上死点の後に燃焼によって達成可能なトルクは
、既にスタート過程の支援のために高い値を持っている。
、起動トルクが上昇して行くシリンダ内の圧縮の上昇によってエネルギー供給の
より大きな部分はシリンダ内の漏れ損失及び壁面からの熱損失の増加によって消
費されてしまい、より小さな部分しかクランクシャフトの回転数の上昇のために
は利用されない。これ等の損失は今や、第二の実施例ではクランクシャフトが位
置決め段階で先ず比較的小さな起動トルクでそのスタート位置に移動され、この
位置から、フル起動トルクへの切換えが行われるということによって、縮小され
る。このために適したスタート位置は、ウォームスタートの際の位置決めの場合
と同様、最初の加速段階では、引き下げられた圧縮だけが行われる様に選ばれる
。それでも空気充填率、従って又上死点の後に燃焼によって達成可能なトルクは
、既にスタート過程の支援のために高い値を持っている。
【００３１】
図２には、引き下げられた圧縮の場合のシリンダ内での関係が表の形ではっき
りと示されている。 この表は、スタート角度が段階的に上昇して行く場合について、最大可能値に
対する空気充填率（％）、ノーマル圧力に対する圧縮率、並びに上死点で測定さ
れたガススプリング圧（ｂａｒ）並びに該スプリング圧から生じるガススプリン
グエネルギーを示している。その際、スタート角度とは、クランクシャフトがス
タート位置で、最初に圧縮へ向かうシリンダの上死点に対して成す角度である。
上記の表は、引き下げられた圧縮の場合、スタート過程で電気機械によってもた
らされるべきガススプリングエネルギーは、充填率に対して明らかに不釣合いな
程大きく削減されるということを示している。
りと示されている。 この表は、スタート角度が段階的に上昇して行く場合について、最大可能値に
対する空気充填率（％）、ノーマル圧力に対する圧縮率、並びに上死点で測定さ
れたガススプリング圧（ｂａｒ）並びに該スプリング圧から生じるガススプリン
グエネルギーを示している。その際、スタート角度とは、クランクシャフトがス
タート位置で、最初に圧縮へ向かうシリンダの上死点に対して成す角度である。
上記の表は、引き下げられた圧縮の場合、スタート過程で電気機械によってもた
らされるべきガススプリングエネルギーは、充填率に対して明らかに不釣合いな
程大きく削減されるということを示している。
【図１】
本発明に基づくスタート方法を実施するためのスタート装置を備えた、自動車
の駆動系の略図である。
の駆動系の略図である。
【図２】
上死点の手前でのそれぞれの吸気弁の段階的閉弁による充填率、或いは下死点
の手前での段階的な開閉による充填率の段階的な引き下げに関する表である。
の手前での段階的な開閉による充填率の段階的な引き下げに関する表である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年８月１３日（２００２．８．１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｆ
Ｈ
15/00 15/00 Ｅ
Claims (19)
- 【請求項１】 内燃機関のクランクシャフト（１１）と自動車の駆動輪（１７
）との間のギア装置（１６）と、該ギヤ装置とクランクシャフトとの間のクラッ
チ（１５）と、内燃機関の起動のためにクランクシャフトに結合されている電気
機械（１４）と、クランクシャフトの位置及び回転を測定し且つ内燃機関の全て
のスタート過程を制御するための制御装置（１９）とを備え、全てのスタート過
程のためにクランクシャフトが、位置決め段階にある前記電気機械によって上死
点（ＯＴ）の前のスタート位置へ動かされる、自動車の内燃機関（１０）のため
のスタート方法において、 その続のスタート段階で、内燃機関（１０）の少なくとも最初の、圧縮へ向か
うシリンダの中で、最初の燃焼が引き下げられた圧縮と引き下げられた充填率で
開始され、該燃焼が前記スタート段階でクランクシャフト（１１）上の電気機械
（１４）の有効起動トルクを支援すること、 を特徴とする自動車の内燃機関のためのスタート方法。 - 【請求項２】 前記スタート段階の間、電気機械（１４）の起動トルクが、内
燃機関（１０）の複数のシリンダの中での引き下げられた圧縮と引き下げられた
充填率での複数の燃焼によって支援されることを特徴とする請求項１に記載のス
タート方法。 - 【請求項３】 前記圧縮と前記充填率が、段階的にそれぞれの最大値（１００
％）まで高められることを特徴とする請求項２に記載のスタート方法。 - 【請求項４】 前記圧縮と前記充填率が、それぞれクランクシャフト（１１）
の先行する回転数の変化に依存して制御されることを特徴とする請求項３に記載
のスタート方法。 - 【請求項５】 前記スタート段階で、燃焼がシリンダの引き下げられた充填率
に適応された引き下げられた燃料量で開始されることを特徴とする請求項１ない
し５のいずれかに記載のスタート方法。 - 【請求項６】 スタートの制御装置（１９）によって測定された位置決め段階
における内燃機関（１０）の状態に依存して、クランクシャフト（１１）が、内
燃機関のウォームスタートのための第一のスタート位置に、或いはその後のコー
ルドスタートのための第二のスタート位置に移動されることを特徴とする請求項
１ないし５のいずれかに記載のスタート方法。 - 【請求項７】 前記第一のスタート位置が、内燃機関（１０）の圧縮へ向かう
シリンダの上死点のおよそ６０°手前に定められていることを特徴とする請求項
６に記載のスタート方法。 - 【請求項８】 前記第二のスタート位置が、内燃機関（１０）の圧縮へ向かう
シリンダの上死点のおよそ４０°手前に定められていることを特徴とする請求項
６又は７に記載のスタート方法。 - 【請求項９】 圧縮へ向かうシリンダの圧縮及び充填率が、吸気弁の自由な弁
制御を通して引き下げられることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記
載のスタート方法。 - 【請求項１０】 内燃機関が６気筒以上の偶数のシリンダを有する場合には、
圧縮へ向かう一つ置きのシリンダで圧縮と充填率が０％に制御されることを特徴
とする請求項１ないし９のいずれかに記載のスタート方法。 - 【請求項１１】 車両の信号待ち時エンジン停止運転方式の際に、停止段階の
開始と共に、クランクシャフト（１１）は、電気機械（１４）の振れ止まり（＝
“ｓｗｉｎｇ−ｏｆｆ”）の際にスタート位置に移動され、且つその後の、車両
の運転者によって開始されるスタート段階まで、保持されることを特徴とする請
求項６に記載のスタート方法。 - 【請求項１２】 圧縮へ向かう最初のシリンダの圧縮と充填率が、スタート位
置へのクランクシャフト（１１）の緩やかな回転によりシリンダの漏れを通じて
引き下げられることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載のスター
ト方法。 - 【請求項１３】 クランクシャフト（１１）が位置決め段階の間に電気機械（
１４）によってスタート位置に移動されること、及び圧縮へ向かう最初のシリン
ダの圧縮と充填率がスタート位置での前もって与えられている滞留時間によって
シリンダの漏れを通じて引き下げられることを特徴とする請求項１ないし１２の
いずれかに記載のスタート方法。 - 【請求項１４】 圧縮に向かっているシリンダのガススプリング圧が漏れによ
って平衡値へ低下するまで、クランクシャフト（１１）がそのスタート位置に保
持されることを特徴とする請求項１３に記載のスタート方法。 - 【請求項１５】 直接噴射式の内燃機関の場合に、引き下げられた圧縮による
最初の圧縮段階の間、前もって与えられた燃料量が噴射されることを特徴とする
請求項１ないし１４のいずれかに記載のスタート方法。 - 【請求項１６】 吸入管噴射式の内燃機関の場合に、引き下げられた圧縮によ
る、好ましくは最初の圧縮段階の前に、圧縮へ向かうシリンダの下の死点から、
前もって与えられた燃料量が未だ開かれている吸気弁を通して噴射されることを
特徴とする請求項１から１４までのいずれかに記載のスタート方法。 - 【請求項１７】 クランクシャフト（１１）のスタート位置によってプリセッ
トされている最初の引き下げられた圧縮によって、２５〜４０％の空気充填率が
達成されることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載のスタート方
法。 - 【請求項１８】 クランクシャフト（１１）がプリセットされた回転数値に到
達した時に、充填率と圧縮がアイドリング値の１００％に設定されることを特徴
とする請求項１ないし１７のいずれかに記載のスタート方法。 - 【請求項１９】 位置決め段階及びスタート段階を実行するためのスタート制
御装置（１９）が、入力側ではクランクシャフト（１１）の回転センサ及び位置
センサ（１２）に結合され、且つ出力側では内燃機関（１０）の電気機械（１４
）、弁制御装置、及び燃料噴射装置（１８）に結合されていることを特徴とする
、請求項１のスタート方法を実施する、自動車の内燃機関のためのスタート装置
。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10024438A DE10024438A1 (de) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | Startverfahren und Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen |
| DE10024438.6 | 2000-05-19 | ||
| PCT/DE2001/001168 WO2001088370A1 (de) | 2000-05-19 | 2001-03-27 | Startverfahren und startvorrichtung für brennkraftmaschinen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003533640A true JP2003533640A (ja) | 2003-11-11 |
Family
ID=7642573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001584736A Withdrawn JP2003533640A (ja) | 2000-05-19 | 2001-03-27 | 内燃機関のためのスタート方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030172893A1 (ja) |
| EP (1) | EP1287257A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003533640A (ja) |
| DE (1) | DE10024438A1 (ja) |
| WO (1) | WO2001088370A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007198185A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Kokusan Denki Co Ltd | エンジン始動装置 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1367256B1 (de) | 2002-05-14 | 2007-04-18 | Ford Global Technologies, LLC | Verfahren zur Vorbereitung des Anlassens einer Brennkraftmaschine |
| JP2004036429A (ja) * | 2002-07-01 | 2004-02-05 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| FR2843613A1 (fr) * | 2003-01-29 | 2004-02-20 | Siemens Vdo Automotive | Procede et dispositif pour ameliorer le redemarrage d'un moteur, par detection d'une position absolue d'un organe mobile |
| FR2843614A1 (fr) * | 2003-01-29 | 2004-02-20 | Siemens Vdo Automotive | Procede et dispositif pour ameliorer le redemarrage du moteur, par detection d'une position relative d'un organe mobile |
| DE10335016B4 (de) * | 2003-07-31 | 2012-11-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Starten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine |
| DE102004006337A1 (de) | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Winkelverstellung einer Kurbelwelle |
| CN103061945B (zh) | 2004-04-16 | 2015-07-29 | Avl里斯脱有限公司 | 控制机动车起动阶段的方法 |
| AT413866B (de) * | 2004-04-16 | 2006-06-15 | Avl List Gmbh | Verfahren zum starten einer brennkraftmaschine |
| DE102004032918B4 (de) * | 2004-07-08 | 2016-06-02 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Start einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern |
| EP1679438A1 (de) | 2005-01-10 | 2006-07-12 | Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company | Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine |
| FR2912190B1 (fr) * | 2007-02-07 | 2013-06-14 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede de demarrage du moteur thermique d'un vehicule automobile hybride |
| DE102012210890B4 (de) * | 2012-06-26 | 2021-03-18 | Seg Automotive Germany Gmbh | Andrehvorrichtung und Verfahren zur Montage einer Andrehvorrichtung |
| TWI605191B (zh) * | 2014-11-11 | 2017-11-11 | 財團法人工業技術研究院 | 曲軸角控制方法及其系統 |
| DE102019115912B4 (de) * | 2019-06-12 | 2023-03-02 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Hubkolbenbrennkraftmaschine mit reduziertem Startmoment aufgrund eines spezifizierten Dekompressionsevents sowie Kraftfahrzeug mit einer und Verfahren zum Starten einer solchen Hubkolbenbrennkraftmaschine |
| DE102019115914B4 (de) * | 2019-06-12 | 2021-07-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Hubkolbenbrennkraftmaschine mit reduziertem Startmoment aufgrund eines spezifizierten Dekompressionsevents an zumindest einem ausgewählten Startzylinder sowie Kraftfahrzeug mit einer und Verfahren zum Starten einer solchen Hubkolbenbrennkraftmaschine |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3730001A1 (de) * | 1987-09-08 | 1989-03-30 | Gerhard Werner Kappelmeier | Ventilbetaetigungsmechanismus fuer eine verbrennungskraftmaschine |
| JP3250483B2 (ja) * | 1996-07-18 | 2002-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | 駆動装置 |
| DE19736137C1 (de) * | 1997-08-20 | 1998-10-01 | Daimler Benz Ag | Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors |
| DE19808472A1 (de) * | 1998-03-02 | 1999-09-09 | Lsp Innovative Automotive Sys | Verfahren zum Starten eines Kraftfahrzeugmotors |
| DE19858992A1 (de) * | 1998-04-20 | 1999-10-21 | Bosch Gmbh Robert | Start-/Antriebseinheit für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges |
-
2000
- 2000-05-19 DE DE10024438A patent/DE10024438A1/de not_active Ceased
-
2001
- 2001-03-27 WO PCT/DE2001/001168 patent/WO2001088370A1/de not_active Application Discontinuation
- 2001-03-27 US US10/276,593 patent/US20030172893A1/en not_active Abandoned
- 2001-03-27 JP JP2001584736A patent/JP2003533640A/ja not_active Withdrawn
- 2001-03-27 EP EP01929265A patent/EP1287257A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007198185A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Kokusan Denki Co Ltd | エンジン始動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001088370A1 (de) | 2001-11-22 |
| EP1287257A1 (de) | 2003-03-05 |
| US20030172893A1 (en) | 2003-09-18 |
| DE10024438A1 (de) | 2001-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3571014B2 (ja) | 内燃機関の自動停止始動制御装置 | |
| JP2003533640A (ja) | 内燃機関のためのスタート方法及び装置 | |
| JP4273838B2 (ja) | 内燃機関の始動制御装置 | |
| JP5804068B2 (ja) | ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置 | |
| JP4849040B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| US6718928B2 (en) | Method for starting a multi-cylinder internal combustion engine | |
| JP4147065B2 (ja) | 内燃機関の運転方法および装置 | |
| JP2004245219A (ja) | 車両の内燃機関の始動方法および装置 | |
| JP2002512342A (ja) | 内燃機関を始動させる方法およびスタータ・システム | |
| EP1052401A3 (en) | Automotive vehicle with automatic stop-restart system of internal combustion engine | |
| US10060403B2 (en) | System for controlling starting of engine | |
| JP4649714B2 (ja) | 車両用内燃機関の制御装置 | |
| JP5839006B2 (ja) | 内燃機関の自動停止制御装置 | |
| JP3925336B2 (ja) | 内燃機関の停止・始動制御装置 | |
| US6988477B2 (en) | Control apparatus for an internal combustion engine and control method thereof | |
| US10584672B2 (en) | Engine starting system | |
| JP3951924B2 (ja) | 内燃機関の停止始動制御装置 | |
| JP2004100616A (ja) | 内燃機関の始動制御装置 | |
| CN110307093A (zh) | 内燃机的控制装置 | |
| JP2005155549A (ja) | エンジンの始動装置 | |
| WO2013030987A1 (ja) | ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置 | |
| CN109340011A (zh) | 一种缸内直喷发动机起动机辅助启动控制方法 | |
| CN109488509A (zh) | 一种永久啮合起动机的缸内直喷发动机的智能启动方法 | |
| EP4414196A1 (en) | Vehicle driving system, vehicle, and method of controlling driving system | |
| JP5846298B2 (ja) | 車両用エンジン始動制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080603 |