JP2006299999A - 内燃機関の始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スタータモータ自体の出力を大きくすることなく、機関の始動性を向上させることのできる内燃機関の始動装置を提供する。
【解決手段】 内燃機関の始動装置は、機関の始動に際してクランクシャフト２００を回転駆動するものであって、内燃機関の始動装置の出力軸１１０と前記クランクシャフト２００との減速比を調整する減速比調整機構を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は内燃機関の始動装置に関する。

内燃機関では機関始動に際して、スタータモータ（始動装置）によってクランクシャフトを回転駆動することでクランクシャフトの回転数を所定の値まで上昇させている。例えば冷間始動時には、機関温度が低いために潤滑油の粘度が高く機関の各部の潤滑が十分に行われていないので、クランクシャフトを回転駆動しようとすると大きな摩擦力が発生する。このため、こうした大きな力に打ち勝ってクランクシャフトを回転駆動するために、スタータモータには大きなトルクを発生するものが求められる。

ところで、例えば自動車が交差点等で走行を停止した場合に、燃費改善のために機関運転を自動停止し、発進操作時に自動的にスタータを回転させることで機関を再始動させる、いわゆる、自動間欠運転が知られている。こうした自動間欠運転では、発進操作時にできるだけ早く再始動を行う必要があるため、クランクシャフトの回転数をより短時間に上記所定の値まで上昇させる必要がある。しかしながら、上述したようにスタータモータには、極低温時であっても機関始動できるように高トルクを発生することができるものが採用されているため、回転数の上昇速度を一段と速くしようとすると、スタータモータを大きな出力のものにする必要がある。このため、大きな定格のスタータモータを採用せざるを得ない。更に、このように大きな出力のスタータモータを駆動するためには当然、大きな電力を供給することのできる体格の大きなバッテリが必要となるため、車両への搭載が困難となるといった問題が生じている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、スタータモータ自体の出力を大きくすることなく、機関の始動性を向上させ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。

以下、上記目的を解決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、機関の始動に際してクランクシャフトを回転駆動する内燃機関の始動装置において、前記始動装置の出力軸と前記クランクシャフトとの減速比を調整する減速比調整機構を備えることをその要旨とする。

ここで、始動装置の出力軸とクランクシャフトとの減速比を、始動装置の出力軸（駆動軸）の回転速度をクランクシャフト（被駆動軸）の回転速度で除した値として定義する。すなわち上記減速比は、クランクシャフトを１回転させるために始動装置の出力軸が回転する回転数ということができる。例えばクランクシャフト（被駆動軸）を駆動する際の負荷が一定の場合には、同減速比が大きいほど、高トルクかつ低回転となり、同減速比が小さいほど、低トルクかつ高回転となる。

上記構成によれば、始動装置がクランクシャフトを回転駆動する際に、減速比調整機構によって始動装置の出力軸とクランクシャフトとの減速比が調整される。
これにより、例えばクランクシャフトを高トルクにて回転駆動する必要のある場合には前記減速比が大きくされる。一方、クランクシャフトを早期に所定の回転数まで回転駆動すべくクランクシャフトの回転数の上昇速度を速くする必要のある場合には前記減速比が小さくされる。したがって、スタータモータ自体の出力を大きなものにすることなく、機関の始動性を向上させることができる。

冷間始動時には、機関温度が低く潤滑油の粘度が高いために機関の各部の潤滑が十分に行われていない。このような状態において、クランクシャフトを回転駆動しようとすると大きな摩擦力が発生するため、こうした大きな力に打ち勝ってクランクシャフトを回転駆動するためには大きなトルクが必要となる。一方、温間始動時には、機関温度が高くなっており潤滑油の粘度が低いために機関の各部の潤滑が行われやすくなっている。このような状態においては、摩擦力の大きさが小さくなっているのでクランクシャフトを回転駆動するために冷間始動時ほど大きなトルクを必要としない。したがってこの場合には、早期に始動を完了するために、低トルクであってもクランクシャフトの回転数の上昇速度を速くすることが要求される。

この点請求項２に記載の発明によれば、前記減速比調整機構が冷間時における前記減速比よりも温間時における前記減速比を小さくする。これにより、冷間時には温間時よりも大きなトルクでクランクシャフトが回転駆動されるとともに、温間時には冷間時よりもトルクは小さくなるものの、クランクシャフトの回転数の上昇速度を冷間時よりも早くすることができる。

内燃機関の最初の始動時には通常、機関温度が低いことが多く上述した理由からクランクシャフトを回転駆動するために大きなトルクが必要となる。一方、自動的に停止および再始動が行われる内燃機関の再始動時には、直前まで機関の運転が行われていたため機関温度が高くなっていることが多く、上述した理由からクランクシャフトを回転駆動するためには最初の始動時に比べて大きなトルクを必要としない。むしろこの場合には、再始動完了までに要する時間を極力短くしなければならない。

この点請求項３に記載の発明によれば、前記内燃機関は自動的に停止および再始動が行われるものであり、前記減速比調整機構が最初の始動時における前記減速比よりも再始動時における前記減速比を小さくする。これにより、最初の始動時には再始動時よりも大きなトルクでクランクシャフトが回転駆動されるとともに、再始動時には最初の始動時よりもトルクは小さくなるものの、クランクシャフトの回転数の上昇速度を冷間時よりも早くすることができる。

例えばクランクシャフトを高トルクにて回転すべく、上記減速比調整機構により始動装置の出力軸とクランクシャフトとの減速比を調整する場合に、同減速比を大きくし過ぎると、トルクが不要に大きくなってしまい、クランクシャフトの回転数の上昇速度が遅くなり過ぎてしまう場合がある。またクランクシャフトの回転数の上昇速度を速くすべく、上記減速比を調整する場合に、同減速比を小さくし過ぎると、トルクが不足してしまい、クランクシャフトを十分なトルクで回転駆動することができず、かえって上昇速度が遅くなってしまう場合がある。

この点請求項４に記載の発明によれば、前記減速比調整機構は前記始動装置の駆動効率が最大となるように前記減速比を調整する。これにより、クランクシャフトを回転駆動するために十分なトルクを確保しつつ、クランクシャフトの回転数の上昇速度を最大とすることができる。

具体的には、請求項５に記載されるように、前記始動装置はベルトを介して前記クランクシャフトを回転駆動するものであって、前記始動装置の出力軸および前記クランクシャフトにはそれぞれプーリが配設され、前記減速比調整機構は、前記始動装置の出力軸に配設された前記プーリおよび前記クランクシャフトに配設された前記プーリの少なくとも一方の有効ピッチ径を調整するといった態様を採用することができる。

ここで、クランクシャフト（被駆動軸）に配設されたプーリの有効ピッチ径を、始動装置の出力軸（駆動軸）に配設されたプーリの有効ピッチ径で除した値をプーリ比として定義する。

このように減速比を調整する手段として始動装置の出力軸およびクランクシャフトに配設されたプーリの有効ピッチ径を調整する場合には、プーリ比が小さくなるように各プーリの有効ピッチ径を調整することで減速比を小さくすることができる。一方、プーリ比が大きくなるように各有効ピッチ径を調整することで減速比を大きくすることができる。

更に、各プーリの有効ピッチ径を調整する手段としては、請求項６に記載の発明のように、前記ベルトを断面略Ｖ字型のＶベルトとするとともに、前記減速比調整機構が、前記始動装置の出力軸に配設されたプーリおよびクランクシャフトに配設されたプーリの少なくとも一方の溝間隔を調整するといった態様を採用することができる。

上記構成によれば、断面略Ｖ字型のＶベルトを挟持するプーリの溝間隔を小さくすることにより同プーリの有効ピッチ径を大きくすることができるとともに、同プーリの溝間隔を大きくすることにより同プーリの有効ピッチ径を小さくすることができる。したがって、簡易な構成によりプーリの有効ピッチ径を調整することができる。

本発明にかかる内燃機関の始動装置を具体化した一実施形態について、図１〜３を参照して詳細に説明する。
図１は本実施形態の内燃機関の始動装置およびその周辺構造の断面図である。

図１に示されるように、始動装置は図示しないバッテリから供給される電力により駆動されるスタータモータ１００と、始動装置の出力軸であるスタータモータ出力軸１１０とを備えている。

スタータモータ出力軸１１０はスタータモータプーリ１２０を備えており、同スタータモータプーリ１２０の溝は後述するＶベルト３００の形状に合わせて断面略Ｖ字型に形成されている。スタータモータプーリ１２０はプーリ固定部１２２とプーリ可動部１２４とを備えている。

プーリ固定部１２２は、プーリ固定部１２２とプーリ可動部１２４とのうちでスタータモータ出力軸１１０の先端側に設けられ、同スタータモータ出力軸１１０の一部が拡径されることにより形成されている。

プーリ可動部１２４はスタータモータ出力軸１１０とは別体のドーナツ形状のものであって、内側ガイド１２６と外側ガイド１２８とを備えている。プーリ可動部１２４の中心孔の内周面がスタータモータ出力軸１１０の外周面に当接するとともに、外側ガイド１２８の外周面がスタータモータ出力軸１１０に形成された油圧室カバー１３０の内周面に当接している。

図１に示されるように、プーリ可動部１２４、スタータモータ出力軸１１０、および油圧室カバー１３０によって形成された領域が油圧室１３２となっている。
スタータモータ出力軸１１０内部には、後述する油圧制御装置４００から供給される作動油を油圧室１３２へと供給するためのオイル供給通路１３４が形成されている。油圧制御装置４００は、図示しないオイルポンプからオイル供給通路１３４を通じて油圧室１３２へと圧送される作動油の供給圧力を調整することによりプーリ可動部１２４の軸方向への付勢力を増減させる。

一方、内燃機関のクランクシャフト２００にはワンウェイクラッチ２１０が配設されており、同ワンウェイクラッチ２１０の外周面にはクランクシャフトプーリ２２０が配設されている。機関の始動が進みクランクシャフト２００の回転数がクランクシャフトプーリ２２０の回転数以上となると、ワンウェイクラッチ２１０によりクランクシャフト２００からスタータモータ出力軸１１０への回転力の伝達が遮断される。

クランクシャフトプーリ２２０の溝はスタータモータ出力軸１１０に設けられたスタータモータプーリ１２０と同様にＶベルト３００の形状に合わせて断面略Ｖ字型に形成されている。クランクシャフトプーリ２２０はプーリ固定部２２２とプーリ可動部２２４とを備えている。

プーリ固定部２２２は、図１に示されるように、ワンウェイクラッチ２１０の外周面に固定されている。
プーリ可動部２２４はドーナツ形状のものであって、外側ガイド２２８を備えている。プーリ可動部２２４の中心孔の内周面がプーリ固定部２２２の外周面に当接するとともに、外側ガイド２２８の外周面がクランクシャフト２００に形成された油圧室カバー２３０の内周面に当接している。

図１に示されるように、プーリ可動部２２４、クランクシャフト２００、および油圧室カバー２３０によって形成された領域が油圧室２３２となっている。
クランクシャフト２００内部には、油圧制御装置４００から供給される作動油を油圧室２３２へと供給するためのオイル供給通路２３４が形成されている。油圧制御装置４００は、図示しないオイルポンプからオイル供給通路２３４を通じて油圧室２３２へと圧送される作動油の供給圧力を調整することでプーリ可動部２２４の軸方向への付勢力を増減させる。

クランクシャフト２００の先端には、図示しないウォータポンプや車室内冷房用コンプレッサ等の補機を駆動するためのクランクプーリ２４０が配設されている。
スタータモータ出力軸１１０に配設されたスタータモータプーリ１２０およびクランクシャフト２００に配設されたクランクシャフトプーリ２２０には、金属製の断面略Ｖ字型のＶベルト３００が掛けられており、スタータモータ出力軸１１０の回転エネルギが同Ｖベルト３００を介してクランクシャフト２００に伝達される。

電子制御装置４１０は水温センサ４２０等の各種センサから出力される各種信号やイグニッション・スイッチ４３０のオン／オフ状態に基いて機関始動時の状態を判別するとともに、油圧制御装置４００に対して各油圧室１３２，２３２へ供給する作動油の圧力を当該機関始動時の状態に応じて予め設定された値に調整する。ここで、機関始動時の状態に応じて決定される作動油の供給圧力の大きさは、実験等により最適な値が予め求められている。

本実施形態では、スタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比を調整する上記構成全体が減速比調整機構に相当する。
次に本実施形態にかかる内燃機関の始動装置の作用について、図１〜図３を参照して説明する。

本実施形態では、始動装置が機関始動時の状態に応じてスタータモータプーリ１２０の有効ピッチ径ｌｓおよびクランクシャフトプーリ２２０の有効ピッチ径ｌｃを調整する例として、最初の始動時と再始動時との２つの場合について説明する。ここで、本実施形態における内燃機関は自動的に停止および再始動が行われる自動間欠運転を行うものであり、最初の始動時としては機関温度が低い場合を想定するとともに、再始動時としては機関温度が高い場合を想定している。

図２は、スタータモータ出力軸１１０に設けられたスタータモータプーリ１２０およびクランクシャフト２００に設けられたクランクシャフトプーリ２２０の各溝間隔の大きさと、スタータモータプーリ１２０の有効ピッチ径ｌｓおよびクランクシャフトプーリ２２０の有効ピッチ径ｌｃとの関係を模式的に表したものである。

まず、最初の始動時であって機関温度が低い場合には、機関始動が開始される前に電子制御装置４１０に対して、イグニッション・スイッチ４３０がオフ状態からオン状態にされた旨の信号が出力されるとともに、水温センサ４２０から冷却水温が低い旨の信号が出力される。

これに伴い、電子制御装置４１０は油圧制御装置４００に対して、オイル供給通路１３４へ供給する作動油の圧力を温間始動時における供給圧力に比べて小さくする旨の信号を出力する。その結果、油圧室１３２内の圧力が低下することにより、図２（ａ）に示されるように、プーリ可動部１２４が軸方向油圧室カバー１３０側へ移動する。これにより、スタータモータ出力軸１１０に設けられたスタータモータプーリ１２０の溝間隔が大きくなることで、スタータモータプーリ１２０の有効ピッチ径ｌｓが小さくなる。

一方、電子制御装置４１０は油圧制御装置４００に対して、オイル供給通路２３４へ供給する作動油の圧力を温間始動時における供給圧力に比べて大きくする旨の指令信号を出力する。その結果、油圧室２３２内の圧力が上昇することにより、図２（ａ）に示されるように、プーリ可動部２２４が軸方向プーリ固定部２２２側へ移動する。これにより、クランクシャフト２００に設けられたクランクシャフトプーリ２２０の溝間隔が小さくなることで、クランクシャフトプーリ２２０の有効ピッチ径ｌｃが大きくなる。このようにして、各プーリ１２０，２２０の有効ピッチ径ｌｃ，ｌｓが調整され、プーリ１２０とプーリ２２０とのプーリ比ｌｃ／ｌｓが大きくされることにより、スタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比Ｒ１が大きくされる。

次に、再始動時であって機関温度が高い場合には、機関始動が開始される前に、イグニッション・スイッチ４３０がオン状態を継続している旨の信号が出力される。これは、自動間欠運転によって機関運転が自動的に一旦停止した後に再始動が行われる場合には、機関運転が停止した場合であってもイグニッション・スイッチ４３０がオフ状態とされることなくオン状態が継続されていることに基づいている。また水温センサ４２０から冷却水温が高い旨の信号が電子制御装置４１０に対して出力される。

これに伴い、電子制御装置４１０は油圧制御装置４００に対して、オイル供給通路１３４へ供給する作動油の圧力を冷間始動時における供給圧力に比べて大きくする旨の指令信号を出力する。その結果、油圧室１３２内の圧力が上昇することにより、図２（ｂ）に示されるように、プーリ可動部１２４がプーリ固定部１２２側へ移動し、スタータモータ出力軸１１０に設けられたスタータモータプーリ１２０の溝間隔が小さくなることで、スタータモータプーリ１２０の有効ピッチ径ｌｓが大きくされる。

一方、電子制御装置４１０は油圧制御装置４００に対して、オイル供給通路２３４へ供給する作動油の圧力を冷間始動時における供給圧力に比べて小さくする指令信号を出力する。その結果、油圧室２３２内の圧力が低下することにより、図２（ｂ）に示されるように、プーリ可動部２２４が油圧室カバー２３０側へ移動し、クランクシャフト２００に設けられたクランクシャフトプーリ２２０の溝間隔が大きくなることで、クランクシャフトプーリ２２０の有効ピッチ径ｌｃが小さくなる。このようにして、各プーリ１２０，２２０の有効ピッチ径ｌｓ，ｌｃが調整され、プーリ１２０とプーリ２２０とのプーリ比ｌｃ／ｌｓが小さくされることにより、スタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比Ｒ２が小さくされる。

図３は、スタータモータ１００に対して電子制御装置４１０から始動開始指令信号が出力されてからの経過時間とクランクシャフト２００の回転数との関係を示したグラフである。

まず、最初の始動時であって機関温度が低い場合には、上述したようにスタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比Ｒ１が温間始動時の減速比Ｒ２よりも大きくされている。これにより、スタータモータ１００はクランクシャフト２００を減速比Ｒ２の小さい温間始動時の時よりも大きなトルクで回転駆動することができる。ただし、回転数の上昇速度は遅いため、図３（ａ）に示されるように、クランクシャフト２００を所定の回転数（４００ｒｐｍ）まで上昇させるために要する時間ｔ１が比較的長くなる。

次に、再始動時であって温間始動時には、上述したようにクランクシャフト２００を回転駆動するために冷間始動時ほど大きなトルクを必要としない。このため、上記冷間始動時と同じ大きな減速比Ｒ１でもってクランクシャフト２００を回転駆動した場合であっても、クランクシャフト２００を回転駆動する際の負荷が小さくなっている分だけ冷間始動時に比べて回転数の上昇速度が多少は速くなる。その結果、図３（ｂ）に示されるように、クランクシャフト２００を所定の回転数（４００ｒｐｍ）まで上昇させるのに要する時間がｔ２となり、最初の始動時よりもΔｔ１２（＝ｔ１−ｔ２）分だけ短くはなる。しかしながら、機関温度が十分高くなった場合において不要にトルクの大きい減速比Ｒ１のままでクランクシャフト２００を回転駆動すると、自動間欠運転の再始動時においてクランクシャフト２００の回転数を所定値まで上昇させるときの目標時間ｔｅよりも上記所要時間が短くなることはない。

これに対して、本実施形態では、スタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比Ｒ２が冷間始動時の減速比Ｒ１よりも大きくされている。この場合には始動装置の駆動効率が大きくなるため、スタータモータ１００はクランクシャフト２００の回転数の上昇速度がより大きくなるように同クランクシャフト２００を回転駆動することができる。このため、図３（ｃ）に示されるように、クランクシャフト２００を所定の回転数（４００ｒｐｍ）まで上昇させるのに要する時間がｔ３となる。したがって、冷間時に減速比Ｒ１にて始動を行う場合の所要時間ｔ１よりもΔｔ１３（＝ｔ１−ｔ３）分だけ所要時間が更に短くなる。これは再始動時に大きな減速比Ｒ１のままで始動を行う場合の所要時間ｔ２よりも格段に短く、自動間欠運転の再始動時にクランクシャフト２００の回転数を所定値まで上昇させるときの目標時間ｔｅよりも短くすることができる。

以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果が得られるようになる。
（１）本実施形態にかかる内燃機関の始動装置では、同装置がクランクシャフト２００を回転駆動する際に、減速比調整機構によってスタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比が調整される。

これにより、クランクシャフト２００を高トルクにて回転駆動する必要のある場合には減速比が大きくされる。一方、クランクシャフト２００を早期に所定の回転数まで回転駆動すべくクランクシャフト２００の回転数の上昇速度を速くする必要のある場合には減速比が小さくされる。したがって、スタータモータ１００自体の出力を大きなものにすることなく、機関の始動性を向上させることができる。

（２）冷間始動時には、機関温度が低く潤滑油の粘度が高いために機関の各部の潤滑が十分に行われていない。このような状態において、クランクシャフト２００を回転駆動しようとすると大きな摩擦力が発生するため、こうした大きな力に打ち勝ってクランクシャフト２００を回転駆動するためには大きなトルクが必要となる。一方、温間始動時には、機関温度が高くなっており潤滑油の粘度が低いために機関の各部の潤滑が行われやすくなっている。このような状態においては、摩擦力の大きさが小さくなっているのでクランクシャフト２００を回転駆動するために冷間始動時ほど大きなトルクを必要としない。したがってこの場合には、早期に始動を完了するために、低トルクであってもクランクシャフト２００の回転数の上昇速度を速くすることが要求される。

この点本実施形態によれば、減速比調整機構が冷間時における減速比Ｒ１よりも温間時における減速比Ｒ２を小さくする。これにより、冷間時には温間時よりも大きなトルクでクランクシャフト２００が回転駆動されるとともに、温間時には冷間時よりもトルクは小さくなるものの、クランクシャフト２００の回転数の上昇速度を冷間時よりも早くすることができる。

（３）内燃機関の最初の始動時には通常、機関温度が低いことが多く上述した理由からクランクシャフト２００を回転駆動するために大きなトルクが必要となる。一方、自動的に停止および再始動が行われる内燃機関の再始動時には、直前まで機関の運転が行われていたため機関温度が高くなっていることが多く、上述した理由からクランクシャフト２００を回転駆動するためには最初の始動時に比べて大きなトルクを必要としない。むしろこの場合には、再始動完了までに要する時間を極力短くしなければならない。

この点本実施形態によれば、内燃機関は自動的に停止および再始動が行われるものであり、減速比調整機構が最初の始動時における減速比Ｒ１よりも再始動時における減速比Ｒ２を小さくする。これにより、最初の始動時には再始動時よりも大きなトルクでクランクシャフト２００が回転駆動されるとともに、再始動時には最初の始動時よりもトルクは小さくなるものの、クランクシャフト２００の回転数の上昇速度を冷間時よりも早くすることができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・本実施形態では、スタータモータ出力軸１１０に配設されたスタータモータプーリ１２０およびクランクシャフト２００に配設されたクランクシャフトプーリ２２０の各溝間隔をともに調整するものであったが、スタータモータプーリ１２０あるいはクランクシャフトプーリ２２０の一方のみの溝間隔を調整するものであってもよい。この場合であっても、スタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比を調整することができる。

・本実施形態では、断面略Ｖ字型のＶベルトを採用するとともに、各プーリ１２０，２２０の溝間隔を調整することにより同プーリ１２０，２２０の有効ピッチ径ｌｓ，ｌｃを調整するようにしているが、本発明は必ずしもこうした構成に限られるものではない。例えばプーリ自体が径方向に対して均等に変形することにより各プーリの有効ピッチ径ｌｓ，ｌｃが調整されるものであってもよい。

・本実施形態では、スタータモータ出力軸１１０によってＶベルト３００を介してクランクシャフト２００を回転駆動する構成を採用しているが、スタータモータ出力軸１１０のトルクの伝達手段としては、Ｖベルトに代えてチェーンを採用するようにしてもよい。この場合には、有効ピッチ径の異なる複数のギアを切り換えることによりスタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比を調整すればよい。

・本実施形態は最初の始動時および再始動時といった２つの異なる機関始動時の状態の代表的な場合における減速比の調整態様を示したものに過ぎず、本発明の減速比調整態様はこれら２つの場合に限られるものではない。例えば最初の始動時に機関温度が極低温の場合には、減速比を本実施形態の減速比Ｒ１よりも更に大きくすべくプーリ比ｌｃ／ｌｓを調整してもよい。この場合、通常の低温始動時よりも更に大きなトルクによってクランクシャフト２００を回転駆動することができるようになる。また再始動時においても、冷却水の温度に応じて減速比を調整したり、クランクシャフトを回転駆動する際の負荷に応じて減速比を調整したりすることで始動装置の駆動効率が最大となるように減速比を調整してもよい。

・本実施形態では始動開始前における機関温度等の機関状態に基いて始動時の始動装置とクランクシャフト２００との減速比を決定している。ところで、クランクシャフト２００を高トルクにて回転すべく、減速比調整機構によりスタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比を調整する場合に、同減速比を大きくし過ぎると、トルクが不要に大きくなってしまい、クランクシャフト２００の回転数の上昇速度が遅くなり過ぎてしまう場合がある。またクランクシャフト２００の回転数の上昇速度を速くすべく、減速比を調整する場合に、同減速比を小さくし過ぎると、トルクが不足してしまい、クランクシャフト２００を十分なトルクで回転駆動することができず、かえって上昇速度が遅くなってしまう場合がある。こうした問題を解決するために、機関始動中において同減速比を可変調整するようにしてもよい。この場合、減速比調整機構によりスタータモータ１００の駆動効率が最大となるように減速比が調整されるようにすれば、クランクシャフト２００を回転駆動するために十分なトルクを確保しつつ、クランクシャフト２００の回転数の上昇速度を最大とすることができる。要するに、スタータモータ出力軸１１０とクランクシャフト２００との減速比を調整するものであればよい。

・本実施形態では、クランクシャフト２００にワンウェイクラッチ２１０を設けることで、クランクシャフト２００の回転数がクランクシャフトプーリ２２０の回転数以上となった場合にクランクシャフト２００からスタータモータ出力軸１１０への回転力の伝達が遮断されるようになっているが、本発明は必ずしもこうした構成を必須なものとしない。例えばワンウェイクラッチ２１０を設けない構成とするとともに、スタータモータ１００をモータジェネレータスタータに変更してもよい。これにより、車両の減速時等にクランクシャフト２００の不要な回転エネルギをモータジェネレータスタータによって電気エネルギへと回生することができるようになる。この場合には、減速比調整機構により減速比を大きくしモータジェネレータスタータの回転数を上げることで、発電量を増加させることができるようになる。なおここでは、駆動軸がクランクシャフト２００となり、被駆動軸がスタータモータ出力軸となるが、ここで述べた減速比も本実施形態と同様に、スタータモータ出力軸の回転速度をクランクシャフト２００の回転速度で除した値として定義している。

本発明にかかる内燃機関の始動装置およびその周辺構造を示す断面図。 プーリの溝間隔とプーリ比との関係を表す模式図。 クランクシャフトの回転数の時間変化を表すグラフ。

符号の説明

１００…スタータモータ、１１０…スタータモータ出力軸、１２０…スタータモータプーリ、１２２…プーリ固定部、１２４…プーリ可動部、１２６…内側ガイド、１２８…外側ガイド、１３０…油圧室カバー、１３２…油圧室、１３４…オイル供給通路、２００…クランクシャフト、２１０…ワンウェイクラッチ、２２０…クランクシャフトプーリ、２２２…プーリ固定部、２２４…プーリ可動部、２２８…外側ガイド、２３０…油圧室カバー、２３２…油圧室、２３４…オイル供給通路、２４０…クランクプーリ、３００…Ｖベルト、４００…油圧制御装置、４１０…電子制御装置、４２０…水温センサ、イグニッション・スイッチ…４３０。

Claims (6)

1. 機関の始動に際してクランクシャフトを回転駆動する内燃機関の始動装置において、
   前記始動装置の出力軸と前記クランクシャフトとの減速比を調整する減速比調整機構を備える
   ことを特徴とする内燃機関の始動装置。
2. 前記減速比調整機構は冷間時における前記減速比よりも温間時における前記減速比を小さくする請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
3. 前記内燃機関は自動的に停止および再始動が行われるものであり、前記減速比調整機構は最初の始動時における前記減速比よりも再始動時における前記減速比を小さくする請求項１または２に記載の内燃機関の始動装置。
4. 前記減速比調整機構は前記始動装置の駆動効率が最大となるように前記減速比を調整する請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の始動装置。
5. 前記始動装置はベルトを介して前記クランクシャフトを回転駆動するものであって、
   前記始動装置の出力軸および前記クランクシャフトにはそれぞれプーリが配設され、前記減速比調整機構は、前記始動装置の出力軸に配設されたプーリおよび前記クランクシャフトに配設されたプーリの少なくとも一方の有効ピッチ径を調整する請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の始動装置。
6. 前記ベルトは断面略Ｖ字型のＶベルトであって、
   前記減速比調整機構は、前記有効ピッチ径を調整するに際して前記始動装置の出力軸に配設されたプーリおよび前記クランクシャフトに配設されたプーリの少なくとも一方の溝間隔を調整する請求項５に記載の内燃機関の始動装置。

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