JP2016205305A - Engine starter device - Google Patents

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JP2016205305A JP2015090133A JP2015090133A JP2016205305A JP 2016205305 A JP2016205305 A JP 2016205305A JP 2015090133 A JP2015090133 A JP 2015090133A JP 2015090133 A JP2015090133 A JP 2015090133A JP 2016205305 A JP2016205305 A JP 2016205305A
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小田原 一浩
Kazuhiro Odawara
一浩 小田原
水野 大輔
Daisuke Mizuno
大輔 水野
弘明 北野
Hiroaki Kitano
弘明 北野
亀井 光一郎
Koichiro Kamei
光一郎 亀井
金田 直人
Naoto Kaneda
直人 金田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine starter device capable of fasting a starting characteristic at the time of starting an engine, improving salient characteristic at the time of starting operation and starting the engine without giving any discomfort against a driver.SOLUTION: This invention relates to an engine starting device in which the engine is stopped when a prescribed engine automatic stopping condition is established and the engine is restarted when a prescribed restarting condition is established after the engine automatic stopping condition is established. Upon inputting of requirement for starting*restarting operations, a switch 2 is turned on for supplying electrical power of a power supply 1 to a starter 7, a voltage of the power supply 1 is supplied to the starter 7 and a starter motor 4 is driven and the starter 7 starts to rotate the engine, thereafter a changing-over switch 12 is turned on to supply voltage of a high voltage power supply 11 to the starter 7 and continue starting of the engine.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、エンジン自動停止条件が成立するとエンジンの自動停止を行い、その後再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる自動停止再始動システムのためのエンジン始動装置に関するものである。   The present invention relates to an engine starter for an automatic stop / restart system that automatically stops an engine when an engine automatic stop condition is satisfied and then restarts the engine when a restart condition is satisfied.

従来、車両のエンジンをスタータモータにより始動する場合、スタータモータとしては車載用バッテリの単一電源にて駆動されていた。また、スタータモータとしては、一般的に低回転高トルク型の特性のものが採用されてきた。これはエンジンの回転抵抗が大きくなる時、例えば極低温時のような場合にも確実な始動を行うためである。
しかしながら、低回転高トルク型の特性ではエンジンの回転数を高くすることができず、アイドリングストップからのエンジンの再始動に時間がかかってしまう場合があった。
Conventionally, when a vehicle engine is started by a starter motor, the starter motor is driven by a single power source of an in-vehicle battery. Further, as a starter motor, a low rotation high torque type characteristic has been generally adopted. This is because the engine can be reliably started even when the rotational resistance of the engine increases, for example, at a very low temperature.
However, with the low-rotation high-torque characteristics, the engine speed cannot be increased, and it may take time to restart the engine from the idling stop.

これに対し、例えばエンジン始動装置において、エンジン始動用のスタータモータと、スタータモータの起動トルクに影響を与える物理量を検出する検出手段と、物理量に基づいてスタータモータのトルク−回転数特性を変更する制御手段とを備え、制御手段は、起動トルクが所定レベルを上回ると想定される物理量を検出した場合にトルク−回転数特性を低トルク側に変更するか、もしくは、起動トルクが所定レベルを下回ると想定される物理量を検出した場合トルク−回転数特性を高トルク側に変更するものがある(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, for example, in an engine starter, a starter motor for starting the engine, detection means for detecting a physical quantity that affects the starting torque of the starter motor, and the torque-rotational speed characteristic of the starter motor are changed based on the physical quantity A control means, and the control means changes the torque-rotational speed characteristic to a low torque side when detecting a physical quantity that is assumed to have a starting torque exceeding a predetermined level, or the starting torque falls below a predetermined level. When a physical quantity assumed to be detected is detected, the torque-rotational speed characteristic is changed to the high torque side (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−328910号公報JP 2003-328910 A

従来のエンジン始動装置は、上述のように構成されているので、例えば特許文献1においては、スタータモータの起動トルクに影響を与える物理量を検出する検出手段と物理量に基づいてスタータモータのトルク−回転数特性を変更するトルク制御手段とを備え、検出された物理量に基づいてスタータモータの特性を切り換えるため複雑な構成となる。また、通常(エンジンの暖機が終わっている状態)運転時はアイドルストップからの再始動はトルク過剰側と判断されるため低トルク側にシフトするので従来の始動に対して始動時のもたつきを生じてしまうという課題があった。   Since the conventional engine starter is configured as described above, for example, in Patent Document 1, the torque-rotation of the starter motor based on the detection unit for detecting the physical quantity that affects the starting torque of the starter motor and the physical quantity. A torque control means for changing the number characteristic, and the characteristics of the starter motor are switched based on the detected physical quantity, resulting in a complicated configuration. Also, during normal operation (when the engine has been warmed up), restart from idle stop is judged to be over-torque and shifts to low-torque, so the start-up is less prone to the conventional start-up. There was a problem that it would occur.

この発明は、従来の装置における前述のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン始動時の始動性を早め、始動時の静粛性を向上させ、ドライバに違和感を与えることなくエンジンの始動を可能とするエンジン始動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems in the conventional apparatus, and accelerates the startability at the start of the engine, improves the quietness at the start, and does not give the driver a sense of incongruity. An object of the present invention is to provide an engine starter that can start the engine.

この発明に係るエンジン始動装置においては、エンジン始動用のスタータモータおよびスタータモータの回転力をリングギヤに伝達する伝達部を有したスタータと、スタータモータに対する電力供給を制御する制御部を有し、エンジン停止条件が成立した場合にエンジンを停止し、エンジン停止条件の成立後に、再始動条件が成立したときにエンジンを再始動するエンジン始動装置であって、制御部は、エンジン始動動作中にスタータモータに供給される電圧を低電圧側から高電圧側に切り換えるものである。   The engine starter according to the present invention includes a starter motor for starting the engine, a starter having a transmission unit for transmitting the rotational force of the starter motor to the ring gear, and a control unit for controlling power supply to the starter motor, An engine starter that stops an engine when a stop condition is satisfied, and restarts the engine when the restart condition is satisfied after the engine stop condition is satisfied, and the control unit controls the starter motor during the engine start operation. The voltage supplied to is switched from the low voltage side to the high voltage side.

この発明のエンジン始動装置によれば、スタータモータの出力をスタータモータの動作中に高出力側に変更可能としているので、エンジンを早く始動させることが可能となり、静粛性(聴感レベルの騒音低減)を向上させることが可能となる。   According to the engine starting device of the present invention, since the output of the starter motor can be changed to the high output side during the operation of the starter motor, the engine can be started quickly, and quietness (noise level reduction) Can be improved.

この発明の実施の形態1におけるエンジン始動装置の回路を概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows roughly the circuit of the engine starting apparatus in Embodiment 1 of this invention. この発明によるエンジン始動装置におけるスタータの出力、トルク、回転数の特性を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the characteristic of the output of a starter, torque, and rotation speed in the engine starting apparatus by this invention. この発明によるエンジン始動装置における高圧印加遅れ時間と始動時間の関係を示す特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the high voltage application delay time and the start time in the engine starter according to the present invention. この発明によるエンジン始動装置における高圧印加遅れ時間と始動時の単位時間当たりの騒音の関係を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a high voltage application delay time and noise per unit time at the start in the engine starter according to the present invention. この発明によるエンジン始動装置における高圧印加遅れ時間とピニオンとリングギヤの噛合い時間の関係を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the high voltage application delay time and the engagement time of the pinion and ring gear in the engine starter according to the present invention. この発明によるエンジン始動装置の始動性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the startability of the engine starter by this invention. この発明の実施の形態2におけるエンジン始動装置の回路を概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows schematically the circuit of the engine starting apparatus in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3におけるエンジン始動装置の回路を概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows roughly the circuit of the engine starting apparatus in Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1におけるエンジン始動装置の回路図を示すものである。
本実施の形態1におけるエンジン始動装置は、図1に示すように、電源1、始動ならびに再始動の指令で動作するスイッチ(始動スイッチとも称す)2、高圧電源11、高圧電源11を入り切りする切換スイッチ12、並びにスタータ7を有している。スタータ7は、スタータモータ4、スタータモータ4の回転力を図示していないリングギヤ(エンジンリングギヤとも称す)に伝達するピニオン部のピニオン5、スタータモータ4への通電を入り切りするとともにピニオン5を図示していないリングギヤに噛合わせる方向および噛合いを解除させる方向に移動させるソレノイドスイッチ3から構成されている。
また、この種のスタータ7は、スタータモータ4の出力軸側にスプライン結合され、軸方向に摺動するとともに、エンジン回転と反対方向の回転に対しては空転する一方向クラッチを有するピニオン部と、ピニオン部のピニオン5を後述するリングギヤとの噛み合い位置に移動させる押出し機構と、押出し機構により押し出されたピニオン部のピニオン5と噛み合い、スタータモータ4の回転力が伝達されることでエンジンを始動するリングギヤとを備えている。
なお、このエンジン始動装置には、スイッチ2ならびに切換スイッチ12を制御するECU(Engine Control Unit)15(制御部とも称す)を備えている。本実施の形態では、ECU15が制御部としての機能を果たしている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a circuit diagram of an engine starter according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the engine starter according to the first embodiment includes a power source 1, a switch (also referred to as a start switch) 2 that operates in response to start and restart commands, a high-voltage power source 11, and a switch that turns on and off the high-voltage power source 11. A switch 12 and a starter 7 are provided. The starter 7 includes a starter motor 4, a pinion 5 in a pinion portion that transmits the rotational force of the starter motor 4 to a ring gear (also referred to as an engine ring gear) (not shown), and turns on / off the energization of the starter motor 4 and illustrates the pinion 5. The solenoid switch 3 is configured to move in a direction in which the ring gear is engaged and a direction in which the engagement is released.
Further, this type of starter 7 is splined to the output shaft side of the starter motor 4, slides in the axial direction, and has a pinion portion having a one-way clutch that idles with respect to rotation in the direction opposite to engine rotation. The pusher mechanism moves the pinion 5 of the pinion part to a meshing position with a ring gear, which will be described later, and the pinion part 5 of the pinion part pushed out by the pusher mechanism, and the rotational force of the starter motor 4 is transmitted to start the engine. Ring gear.
The engine starter includes an ECU (Engine Control Unit) 15 (also referred to as a control unit) that controls the switch 2 and the changeover switch 12. In the present embodiment, the ECU 15 functions as a control unit.

電源1は、12Vバッテリで構成され、スタータ7への電力供給を行う。
スイッチ2はドライバのキー操作やボタン操作、あるいはエンジン自動始動条件の成立等に伴いECU15からの指令によりオン(ON)となる。
The power source 1 is composed of a 12V battery and supplies power to the starter 7.
The switch 2 is turned on (ON) in response to a command from the ECU 15 in accordance with a driver's key operation, button operation, or establishment of an engine automatic start condition.

ソレノイドスイッチ3は、機械的なリレーとして構成され、スイッチ2のオンによりソレノイドスイッチ3内のコイル3a、3bへと通電される。そして、コイルへの通電によりソレノイドスイッチ内の可動接点3cが移動して固定接点3d、3eに接続され,端子B−M間を閉路し、スタータモータ4への通電が行われる。なお、コイル3a、3bの接続点に接続された端子Sはスイッチ2の一端に接続され、端子Bはスイッチ2と切換スイッチ12の接続点に接続され、また、端子Mはスタータモータ4に接続されている。   The solenoid switch 3 is configured as a mechanical relay, and is energized to the coils 3a and 3b in the solenoid switch 3 when the switch 2 is turned on. When the coil is energized, the movable contact 3c in the solenoid switch is moved and connected to the fixed contacts 3d and 3e, the terminals B and M are closed, and the starter motor 4 is energized. The terminal S connected to the connection point of the coils 3a and 3b is connected to one end of the switch 2, the terminal B is connected to the connection point of the switch 2 and the changeover switch 12, and the terminal M is connected to the starter motor 4. Has been.

一般的にエンジン始動のためのスタータは、極低温等でエンジントルクが高くなる環境でも確実に始動できるように高トルクのスタータ特性となっている。しかしながら、アイドリングストップからのエンジン再始動では、ドライバの発進意図に沿い、交通の流れに乗れるように、迅速にエンジンが始動できるように、高回転となるようなスタータ特性が求められる。   Generally, a starter for starting an engine has a high torque starter characteristic so that the engine can be reliably started even in an environment where the engine torque is high due to extremely low temperatures or the like. However, when the engine is restarted from the idling stop, a starter characteristic is required so that the engine can be started at high speed so that the engine can be started quickly so that the driver can get on the traffic flow in accordance with the driver's intention to start.

実施の形態1においては、高圧電源11が、電源1に並列に接続するように構成されており、高圧電源11の電力を入り切りする切換スイッチ12によりスタータ7、即ちスタータモータ4へ高圧電源11からの電力供給を入り切りする構成としている。   In the first embodiment, the high-voltage power supply 11 is configured to be connected to the power supply 1 in parallel, and the starter 7, that is, the starter motor 4 is connected from the high-voltage power supply 11 by the changeover switch 12 that turns on and off the power of the high-voltage power supply 11. The power supply is configured to be turned on and off.

また、ECU15は例えばエンジンECUやアイドリングストップ用ECU等で構成され、スイッチ2や切換スイッチ12のオン、オフ(OFF)動作を決定する。具体的には、ECU15からの指令によってスイッチ2の励磁コイル2aならびに、切換スイッチ12の励磁コイル12aの励磁がオン、オフされることで、スイッチ2、切換スイッチ12がオン、オフされる。   The ECU 15 is composed of, for example, an engine ECU, an idling stop ECU, and the like, and determines the on / off operation of the switch 2 and the changeover switch 12. Specifically, the excitation of the excitation coil 2a of the switch 2 and the excitation coil 12a of the changeover switch 12 is turned on / off by a command from the ECU 15, whereby the switch 2 and the changeover switch 12 are turned on / off.

図2は、低温始動性を加味したスタータを使い、電源1あるいは、高圧電源11をスタータ7に供給した場合のスタータ電流に対するスタータの出力、トルク、回転数の特性を表した特性図である。
図2において、太実線Pnは通常電圧(電源1)での出力、細実線Tnは通常電圧(電源1)でのトルク、太一点鎖線Nnは通常電圧(電源1)での回転数、太破線Phは高電圧での出力、細破線Thは高電圧でのトルク、細一点鎖線Nhは高電圧での回転数をそれぞれ示している。
また、二点鎖線は、回転数の変化経路を示しており、電圧切換ポイントSPにおいて、電圧を通常電圧から高電圧に切り換えた場合の回転数の変化状況を示している。なお、二点鎖線の特性は、通常電圧では太一点鎖線Nnのように変化し、高電圧では細一点鎖線Nhのように変化するものであるが、図2では便宜上、太一点鎖線Nn、細一点鎖線Nhに沿って表示している。即ち、電圧切換ポイントSPで低圧側から高圧側に切換えるとスタータ7の出力(スタータの回転数)が高くなり、エンジンを早く回すことが可能となり速くエンジンを始動することができるようになる。このように、二点鎖線の起点からスタータ7の制御が始まって、あらかじめ定められた時間遅れで電圧を低圧側から高圧側に切り換え、高出力側でスタータ7を駆動して速くエンジンを始動する。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the characteristics of the starter output, torque, and rotation speed with respect to the starter current when the power source 1 or the high-voltage power source 11 is supplied to the starter 7 using a starter taking low temperature startability into consideration.
In FIG. 2, the thick solid line Pn is the output at the normal voltage (power source 1), the thin solid line Tn is the torque at the normal voltage (power source 1), the thick dashed line Nn is the rotation speed at the normal voltage (power source 1), and the thick broken line Ph represents an output at a high voltage, a thin broken line Th represents a torque at a high voltage, and a thin alternate long and short dash line Nh represents a rotational speed at a high voltage.
A two-dot chain line indicates a change path of the rotation speed, and indicates a change state of the rotation speed when the voltage is switched from the normal voltage to the high voltage at the voltage switching point SP. The characteristics of the two-dot chain line change like a thick one-dot chain line Nn at a normal voltage and change like a thin one-dot chain line Nh at a high voltage, but in FIG. It displays along the dashed-dotted line Nh. That is, when switching from the low voltage side to the high voltage side at the voltage switching point SP, the output of the starter 7 (starter rotation speed) becomes high, the engine can be rotated quickly and the engine can be started quickly. In this way, the starter 7 starts to be controlled from the starting point of the two-dot chain line, the voltage is switched from the low pressure side to the high pressure side with a predetermined time delay, and the starter 7 is driven on the high output side to start the engine quickly. .

この図2に示すように、高圧電源11から給電することでスタータ出力が増加する。即ち、高電圧にすると、より大きな電流を流せるようになり、また電流の全域でスタータ7の出力が上昇する。この出力は、電流に対するトルク特性は同じであるが、スタータ回転数が上昇することで出力が増加する。図中、電圧切換ポイントSPで高電圧側に切換えられると、スタータ7の回転数は高電圧側の回転数となってエンジンの回転数を持ち上げることとなり、迅速にエンジンを始動することが可能となる。   As shown in FIG. 2, the starter output is increased by supplying power from the high-voltage power supply 11. That is, when a high voltage is used, a larger current can be passed, and the output of the starter 7 increases throughout the current. This output has the same torque characteristic with respect to the current, but the output increases as the starter rotational speed increases. In the figure, when the voltage is switched to the high voltage side at the voltage switching point SP, the rotational speed of the starter 7 becomes the rotational speed on the high voltage side, increasing the rotational speed of the engine, and the engine can be started quickly. Become.

次に本実施の形態1におけるエンジン始動装置の動作について説明する。
高圧電源11をいきなりスタータ7に供給すると、図2で示すように、初期から過大なトルクが作用するためピニオンのギヤならびにエンジンのリングギヤに損傷を与えてしまい、延いては、エンジンの始動が出来なくなるような損傷となる可能性がある。また、エンジン始動時に発生する騒音が大きくなってしまう。このため、エンジンを始動し始めるときには電源1の電圧でエンジンを回し始めた後に高圧電源を供給する構成としている。
Next, the operation of the engine starter in the first embodiment will be described.
If the high-voltage power supply 11 is suddenly supplied to the starter 7, as shown in FIG. 2, excessive torque is applied from the beginning to damage the pinion gear and the engine ring gear, so that the engine can be started. There is a possibility that damage will be lost. In addition, the noise generated when the engine is started increases. For this reason, when starting an engine, it is set as the structure which supplies a high voltage power, after starting an engine with the voltage of the power supply 1.

ECU15に始動・再始動の要求が入ると、電源1の電力をスタータ7に供給するためにスイッチ2がオンされ、電源1の電圧がスタータ7に供給されるのでスタータモータ4が駆動され、スタータ7がエンジンを回し始める。その後、切換スイッチ12をオンして、高圧電源11の電圧をスタータ7に供給してエンジンを迅速に始動する。
切換スイッチ12をオンする切換えタイミングは、スイッチ2のオンからの遅れ時間、ならびにエンジン回転数等からECU15で決定される。
When the ECU 15 receives a start / restart request, the switch 2 is turned on to supply the power from the power source 1 to the starter 7, and the voltage of the power source 1 is supplied to the starter 7. 7 starts turning the engine. Thereafter, the change-over switch 12 is turned on to supply the voltage of the high-voltage power supply 11 to the starter 7 to start the engine quickly.
The switching timing for turning on the changeover switch 12 is determined by the ECU 15 from the delay time from the turning on of the switch 2 and the engine speed.

図3は、高圧電源11の供給遅れ時間(電源1を供給してからの遅れ時間)と始動時間の関係を表した図である。また、図4は、始動時の単位時間当たりの騒音を表した図である。図5は、ピニオンとリングギヤの噛合い時間を表した図である。これらの図で、遅れ時間0の位置は始動初期から高圧電源11のみでエンジンを始動した時の値を示している。
これらの図から、始動初期から高圧電源を供給した場合、噛合い時間ならびに始動時間は最も早いが始動時の単位時間当たりの騒音が最も大きくなる。これに対し、高圧電源の供給遅れ時間を長くしていくにしたがって、始動時間は徐々に長くなるが、40ミリ秒(msec)辺りからほぼ一定となり、100ミリ秒(msec)を超えると時間が長くなる。噛合時間に関しても40ミリ秒(msec)辺りからほぼ一定となる。また、単位時間当たりの騒音に関しても高圧電源の供給遅れ時間を長くしていくにしたがって、騒音は低減していくが40ミリ秒(msec)辺りから低下の割合はほぼ一定となっていく。
これは、ピニオンがリングギヤに噛合った時間に関係しており、ピニオンがリングギヤに噛合った後に高圧電源11に切換えてエンジンを迅速に立ち上げることで始動時間の短縮と騒音の低減ができたものと考える。
即ち、通常ピニオン端面がリングギヤ端面に到達するまでの時間がおよそ15〜25ミリ秒(msec) 程度要し、その後、数10ミリ秒(msec)かかって、ピニオンがリングギヤと噛合いが完了する。このことから、スタータ7をオンしてから概略40ミリ秒(msec)以上であれば、ピニオンとリングギヤが完全に噛合いを終えているので、歯が噛合っている状態から勢いよく回すことで始動時間の悪化を抑えつつ騒音を低減できる。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the supply delay time of the high-voltage power supply 11 (delay time after supplying the power supply 1) and the start time. FIG. 4 is a diagram showing noise per unit time at the start. FIG. 5 is a diagram showing the meshing time between the pinion and the ring gear. In these figures, the position of the delay time 0 indicates the value when the engine is started with only the high-voltage power supply 11 from the start of the start.
From these figures, when the high voltage power supply is supplied from the beginning of the start, the meshing time and the start time are the earliest, but the noise per unit time at the start becomes the largest. On the other hand, the starting time gradually increases as the supply delay time of the high-voltage power supply is lengthened, but it becomes almost constant from around 40 milliseconds (msec), and the time exceeds 100 milliseconds (msec). become longer. The meshing time is also almost constant from around 40 milliseconds (msec). As for the noise per unit time, the noise decreases as the supply delay time of the high-voltage power supply is lengthened, but the rate of decrease is almost constant from around 40 milliseconds (msec).
This is related to the time when the pinion meshes with the ring gear, and after the pinion meshes with the ring gear, switching to the high-voltage power supply 11 and starting the engine quickly shortened the start-up time and reduced noise. Think of things.
That is, it usually takes about 15 to 25 milliseconds (msec) for the pinion end surface to reach the ring gear end surface, and then it takes several tens of milliseconds (msec) to complete the engagement of the pinion with the ring gear. From this, if it is approximately 40 milliseconds (msec) or more after the starter 7 is turned on, the pinion and the ring gear have been completely engaged. Noise can be reduced while suppressing deterioration in start-up time.

以上より、高圧電源の供給遅れ時間を40ミリ秒(msec)〜80ミリ秒(msec)とすることで始動時間を短縮しながら騒音を抑えることが可能となる。あるいは、高圧電源の供給遅れをピニオンとリングギヤが噛合った後に切換えることでも同様の効果を有する。   As described above, by setting the supply delay time of the high-voltage power supply to 40 milliseconds (msec) to 80 milliseconds (msec), it is possible to suppress noise while shortening the starting time. Alternatively, the same effect can be obtained by switching the supply delay of the high-voltage power supply after the pinion and the ring gear are engaged.

図6は、低温始動性を加味したスタータを使い高圧電源11の電圧と始動時間の関係を表した図である。この図から、電圧を高めていくにしたがって迅速にエンジンを始動できるが、16V〜18V付近において始動時間の短縮効果が顕著に現れるものの18V以上の電圧では迅速に始動できる効果も薄れていくことがわかる。
これより、高圧電源の電源電圧は16V〜18Vにすることが望ましい。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the voltage of the high-voltage power supply 11 and the starting time using a starter that takes into account low-temperature starting properties. From this figure, the engine can be started quickly as the voltage is increased. However, although the effect of shortening the starting time is prominent in the vicinity of 16V to 18V, the effect of being able to start quickly is reduced at a voltage of 18V or higher. Recognize.
Accordingly, it is desirable that the power supply voltage of the high voltage power supply be 16V to 18V.

実施の形態2.
実施の形態1では、高電圧側の切換スイッチ12を時間遅れを設けてオンする構成としていたが、本実施の形態2におけるエンジン始動装置においては、図7に示すように、切換スイッチ12の代わりにスタータの回転部材に遠心スイッチ22を配設した構成にした。この遠心スイッチ22には高圧電源11が接続されている。本実施の形態においては、ECU15、遠心スイッチ22によって制御部が構成される。なお、その他の構成は実施の形態1と同様であって、同一符号は同一又は相当部分を示している。このように構成されたものにおいて、ECU15からの指令によってスイッチ2の励磁コイル2aが励磁され、スイッチ2がオンされると、ソレノイドスイッチ3がオンすることにより、電源1とスタータモータ4が接続され、スタータモータ4が回転し始める。その後、遠心スイッチ
22(所定回転になるとオンするスイッチ)がオンすることによって高圧電源11の電力がスタータモータ4に供給される。このような構成としても実施例1と同様の効果が得られる。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the high-voltage side change-over switch 12 is turned on with a time delay. However, in the engine starter according to the second embodiment, instead of the change-over switch 12 as shown in FIG. Further, the centrifugal switch 22 is arranged on the rotating member of the starter. The centrifugal switch 22 is connected to the high voltage power supply 11. In the present embodiment, the ECU 15 and the centrifugal switch 22 constitute a control unit. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. In such a configuration, the excitation coil 2a of the switch 2 is excited by a command from the ECU 15, and when the switch 2 is turned on, the solenoid switch 3 is turned on, whereby the power source 1 and the starter motor 4 are connected. The starter motor 4 starts to rotate. Thereafter, the centrifugal switch 22 (a switch that is turned on when it reaches a predetermined rotation) is turned on, whereby the electric power of the high-voltage power supply 11 is supplied to the starter motor 4. Even with this configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

図7に示す構成とすることで、実施の形態1のようにECU15にて切換スイッチ12を制御するような構成にする必要がなく、通常の始動制御となんら変わらないものとなる。   By adopting the configuration shown in FIG. 7, it is not necessary to use a configuration in which the ECU 15 controls the changeover switch 12 as in the first embodiment, and there is no difference from normal start control.

実施の形態3.
図8は、この発明の実施の形態3におけるエンジン始動装置の回路図を示すものである。
本実施の形態3におけるエンジン始動装置は、図8に示すように、高電圧を供給する構成として、電源1に対して電源31が切換スイッチ32によって直列に接続されるよう切換えることができる構成とした。即ち、切換スイッチ32が動作していない時には、図に示すように、切換スイッチ32の固定接点32a側が可動接点32cに接続されて導通状態となっている。また、切換スイッチ32の励磁コイル32dが励磁され、切換スイッチ32を動作させることによって、可動接点32cが固定接点32a側から固定接点32b側に切換わり、固定接点32b側に導通状態が変更される構成となっている。これらの切り換え動作は、制御部であるECU15からの指令によって制御される。なお、その他の構成は実施の形態1と同様であって、同一符号は同一又は相当部分を示している。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 shows a circuit diagram of an engine starter according to Embodiment 3 of the present invention.
As shown in FIG. 8, the engine starter according to Embodiment 3 is configured to supply a high voltage so that the power source 31 can be switched to the power source 1 so that the power source 31 is connected in series by a changeover switch 32. did. That is, when the changeover switch 32 is not operating, the fixed contact 32a side of the changeover switch 32 is connected to the movable contact 32c and is in a conductive state, as shown in the figure. Further, when the exciting coil 32d of the changeover switch 32 is excited and the changeover switch 32 is operated, the movable contact 32c is switched from the fixed contact 32a side to the fixed contact 32b side, and the conduction state is changed to the fixed contact 32b side. It has a configuration. These switching operations are controlled by commands from the ECU 15 which is a control unit. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

電源1からの電力供給によってスタータモータ4が回転し始めた後、切換スイッチ32により電源31を電源1に直列に接続することによって電源1の電圧と電源31の電圧とが加算された高電圧が供給される。
実施の形態3の構成としても、実施の形態1と同様の効果が得られる。切換のタイミングは時間、スタータ回転数、あるいはエンジンの回転数であっても同様の効果を有する。また、図8の構成とすることで、電源31は実施の形態1のような高電圧の電源でなくてもよく、電源1の電圧と電源31の電圧を加算した電圧が高圧側の電圧となれば良いこととなるので高圧側の電源を小型化することが可能となる。
After the starter motor 4 starts to rotate by the power supply from the power source 1, a high voltage obtained by adding the voltage of the power source 1 and the voltage of the power source 31 is obtained by connecting the power source 31 in series with the power source 1 by the changeover switch 32. Supplied.
Even in the configuration of the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Even if the switching timing is time, starter speed, or engine speed, the same effect is obtained. Further, with the configuration of FIG. 8, the power source 31 may not be a high voltage power source as in the first embodiment, and the voltage obtained by adding the voltage of the power source 1 and the voltage of the power source 31 is the high voltage side voltage. Therefore, it is possible to reduce the size of the power supply on the high voltage side.

また、高圧電源は、鉛電池やキャパシタ等、電源1よりも高電圧の電源であればどのようなものであっても同等の効果を有することは言うまでもない。   Further, it goes without saying that the high-voltage power supply has the same effect as long as it is a power supply having a higher voltage than the power supply 1, such as a lead battery or a capacitor.

エンジン始動装置の動作中にエンジン始動装置の出力を切り換える手段として上述の説明では供給電圧のみを切換えていたが、スタータの界磁を切り換える(例えば、高出力用の巻線に切換える)ことで高回転側にスタータの特性を切換えても同等の効果を有する。   As a means for switching the output of the engine starter during operation of the engine starter, only the supply voltage has been switched in the above description. However, by switching the field of the starter (for example, switching to a high output winding) Even if the starter characteristic is switched to the rotation side, the same effect is obtained.

この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。   Within the scope of the present invention, the embodiments can be freely combined, or the embodiments can be appropriately modified or omitted.

1 電源、2 スイッチ、4 スタータモータ、7 スタータ、11高圧電源、12切換スイッチ、15 ECU,22 遠心スイッチ、31 電源、32 切換スイッチ   1 power supply, 2 switch, 4 starter motor, 7 starter, 11 high voltage power supply, 12 changeover switch, 15 ECU, 22 centrifugal switch, 31 power supply, 32 changeover switch

この発明に係るエンジン始動装置においては、エンジン始動用のスタータモータおよびスタータモータの回転力をリングギヤに伝達する伝達部を有したスタータと、スタータモータに対する電力供給を制御する制御部を有し、エンジン停止条件が成立した場合にエンジンを停止し、エンジン停止条件の成立後に、再始動条件が成立したときにエンジンを再始動するエンジン始動装置であって、スタータは、スタータモータの出力軸側にスプライン結合され、軸方向に摺動するとともに、エンジン回転と反対方向の回転に対しては空転する一方向クラッチを有するピニオン部と、ピニオン部を移動させる押出し機構と、押出し機構により押し出されたピニオン部のピニオンと噛み合い、スタータモータの回転力が伝達されることでエンジンを始動するリングギヤとを備えたエンジン始動装置において、制御部は、エンジン始動動作中にスタータモータに供給される電圧を低電圧側から高電圧側に切り換えるものである。 The engine starter according to the present invention includes a starter motor for starting the engine, a starter having a transmission unit for transmitting the rotational force of the starter motor to the ring gear, and a control unit for controlling power supply to the starter motor, An engine starter that stops an engine when a stop condition is satisfied and restarts the engine when the restart condition is satisfied after the engine stop condition is satisfied. The starter is splined to the output shaft side of the starter motor. A pinion portion having a one-way clutch that is coupled and slides in the axial direction and idles with respect to rotation in the direction opposite to the engine rotation, an extrusion mechanism that moves the pinion portion, and a pinion portion that is pushed out by the extrusion mechanism The engine is started when the torque of the starter motor is transmitted. In an engine starting device that includes a ring gear which, control unit is for switching the voltage supplied to the starter motor during the engine starting operation from a low voltage side to the high voltage side.

Claims (5)

エンジン始動用のスタータモータおよび前記スタータモータの回転力をリングギヤに伝達する伝達部を有したスタータと、前記スタータモータに対する電力供給を制御する制御部を有し、エンジン停止条件が成立した場合にエンジンを停止し、エンジン停止条件の成立後に、再始動条件が成立したときにエンジンを再始動するエンジン始動装置であって、前記制御部は、エンジン始動動作中に前記スタータモータに供給される電圧を低電圧側から高電圧側に切り換えることを特徴とするエンジン始動装置。   A starter motor for starting the engine, a starter having a transmission unit for transmitting the rotational force of the starter motor to a ring gear, and a control unit for controlling power supply to the starter motor, and the engine when an engine stop condition is satisfied The engine starting device restarts the engine when the restart condition is satisfied after the engine stop condition is satisfied, and the control unit supplies a voltage supplied to the starter motor during the engine start operation. An engine starter characterized by switching from a low voltage side to a high voltage side. 前記制御部は、前記スタータモータに供給される電圧を前記スタータモータの運転開始からあらかじめ定められた時間遅れて切り換えることを特徴とする請求項1に記載のエンジン始動装置。   2. The engine starter according to claim 1, wherein the control unit switches the voltage supplied to the starter motor with a predetermined time delay from the start of operation of the starter motor. 前記制御部は、前記スタータモータに低電圧供給から40ミリ秒(msec)から80ミリ秒(msec)後に高電圧供給に切り換えることを特徴とする請求項2に記載のエンジン始動装置。   3. The engine starter according to claim 2, wherein the control unit switches to high voltage supply after 40 milliseconds (msec) to 80 milliseconds (msec) from low voltage supply to the starter motor. 前記制御部は、前記スタータモータに供給される電圧を前記スタータモータの回転数があらかじめ定められた回転数になれば切り換えることを特徴とする請求項1に記載のエンジン始動装置。   2. The engine starter according to claim 1, wherein the control unit switches the voltage supplied to the starter motor when the rotation speed of the starter motor reaches a predetermined rotation speed. 前記スタータは、前記スタータモータの出力軸側にスプライン結合され、軸方向に摺動するとともに、エンジン回転と反対方向の回転に対しては空転する一方向クラッチを有するピニオン部と、前記ピニオン部を移動させる押出し機構と、前記押出し機構により押し出された前記ピニオン部のピニオンと噛み合い、前記スタータモータの回転力が伝達されることでエンジンを始動するリングギヤとを備え、前記制御部は、前記スタータモータに供給される電圧を前記ピニオンが前記リングギヤに噛み合った後に切り換えることを特徴とする請求項1に記載のエンジン始動装置。   The starter is splined to the output shaft side of the starter motor, slides in the axial direction, and has a one-way clutch that idles with respect to rotation in the opposite direction to engine rotation, and the pinion portion An extrusion mechanism that moves, and a ring gear that meshes with a pinion of the pinion portion pushed out by the extrusion mechanism and starts the engine by transmitting the rotational force of the starter motor, and the control unit includes the starter motor The engine starter according to claim 1, wherein the voltage supplied to the engine is switched after the pinion meshes with the ring gear.
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