JP6855854B2 - 車両用エンジンの始動装置 - Google Patents
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Description
一般的に、スタータジェネレータを備えた車両用エンジンは、エンジンの一端面から突出したクランク軸の端部に固定されたクランクプーリと、スタータジェネレータに設けられたスタータジェネレータプーリとの間に、アイドラプーリやテンションプーリ等を介してベルトが巻掛けられ、また補機プーリにも同一ベルトまたは別ベルトが巻掛けられる構成になっている。
クランク軸方向から見てクランク軸に直交する方向の基準線に対して一方側に前記スタータジェネレータが配置され、他方側に前記補機が配置され、前記スタータジェネレータによって前記エンジンを始動する際に、前記補機と前記補機プーリとを断接する補機クラッチを接続制御するクラッチ制御部を備えることを特徴とする。
一方、エンジン始動時にスタータジェネレータの駆動力がクランクプーリに第1ベルトを介して作用する。
従って、スタータジェネレータを用いてエンジンを始動する際に生じるクランクジャーナルの軸受への荷重負荷を低減することがき、軸受の耐久性を向上できる。その結果、高性能メタルや、軸受荷重低減のために軸受幅を増大してグレードアップが不要となり、コスト面及びフリクション面でも改善できる。
すなわち、所定温度以下の場合には補機クラッチを接続し、クランクプーリの中心に掛かる力を相殺してクランクジャーナルの軸受荷重を低減することができる。また、所定温度を超える場合には、補機クラッチを遮断して、スタータジェネレータの駆動負荷を低減して迅速始動を行うことができる。
これによって、クランクジャーナルの軸受に作用するスタータジェネレータによる曲げモーメント力を、補機からの負荷による曲げモーメント力で効果的に打ち消し合う(相殺する)ことが可能になる。
図1は、車両用エンジン(以下エンジンという)3をクランク軸方向から見た正面視図を示す。エンジン3は、一例として直列3気筒のエンジンを示し、主要要素としてシリンダブロック5と、その上面に固定されたシリンダヘッド7と、その上面に固定されたヘッドカバー9と、シリンダブロック5の下面に固定されたオイルパン11とを備えており、これらによってエンジン本体が構成され、エンジン本体のシリンダブロック5の前面13からクランク軸15の一端部が外側に突出している。
また、スタータジェネレータ23が、エンジン3を始動させるスタータとして機能する場合の第1ベルト29の緩み側に、ベルトに当接してベルトの張力を所定張力に保持しうるオートテンショナ32が設けられ、また、第2ベルト31においても、第2ベルト31の緩み側に、ベルトに当接してベルトの張力を所定張力に保持しうるオートテンショナ34が設けられている。
図2は、クランクジャーナルの軸受35(35a、35b、35c、35d)に作用する荷重の概念図を示す。図3は、クランクプーリ17の中心部に作用する力の方向と大きさを説明する説明図である。
図2に示すように、クランクプーリ17の中心に掛かる力P1、P2は、クランク軸15のジャーナルの軸受35(35a、35b、35c、35d)で荷重分担(R1〜R4)する。そのため、クランクプーリ17に最も近いNo.1軸受35aに荷重が集中する。
制御装置33は、図示しない信号入力部、信号出力部、記憶部、演算部等が設けられている。信号入力部には、図1に示すように、エンジン3の状態を検出する種々のセンサからの信号が入力される。例えば、クランクジャーナルの軸受35に供給される潤滑油の油温を検出する油温センサ37、エンジン回転数を検出する回転数センサ39、車両の外気温度を検出する外気温センサ41からの信号が入力される。さらに、ドライバがエンジン始動時に操作するイグニッションスイッチ43のON信号が入力される。
このクラッチ制御部45は、スタータジェネレータ23によってエンジン3を始動する際に、ウォータポンプクラッチ25b及びコンプレッサクラッチ27bを接続状態に制御する。
また、エンジン始動制御部47は、イグニッションスイッチ43のON信号が入力された場合の始動制御や、エンジン3に対してアイドルストップ信号によってエンジンを自動停止させた後の再始動に際してのエンジン始動制御を行う。
図4より、運転パターンが、極寒時又はイグニッションスイッチ43による始動の場合には、始動動力はスタータ(セルモータ)49による始動を行う。この場合には補機クラッチのウォータポンプクラッチ25b及びコンプレッサクラッチ27bは、OFFとなって遮断される。この場合は、通常のエンジン始動と同一であり、スタータジェネレータ23は非駆動である。
なお、油温閾値は、例えば50℃〜60℃の範囲内において設定された所定温度であり、この所定温度に達すれば、潤滑油の潤滑性能が発揮される温度である。
まず。ステップS1で、エンジン始動スイッチがONされる。このエンジン始動スイッチONは、イグニッションスイッチ43によるON信号(始動信号)が入力された場合、及び、エンジン3に対してアイドルストップ信号によってエンジンを自動停止させた後の再始動に際してのエンジン始動信号の場合の両方を含む。
ステップS7で、エンジン3が始動していないと判定した場合には、ステップS3に戻ってスタータジェネレータ23による始動を繰り返す。スタータジェネレータ23により繰り返しても始動しない場合は、例えば3回目からはスタータ49による始動に切替えるなど所定の回数でのスタータ49による始動に切替えても良い。
図6に示す実施形態は、図5の実施形態に対して、ステップS12、ステップS13が追加されたものである。その他は、図5と同一のため、同一ステップに対しては同一ステップ番号を付して説明は省略する。
なお、エンジン停止状態の経過時間による判定と、外気温度による判定とのいずれか一方だけを行ってもよい。
3 エンジン
15 クランク軸
17 クランクプーリ
19 外側溝
21 内側溝
23 スタータジェネレータ
23a スタータジェネレータプーリ
29 第1ベルト
25 ウォータポンプ
25a ウォータポンププーリ(補機プーリ)
25b ウォータポンプクラッチ(補機クラッチ)
27 エアコン用コンプレッサ
27a エアコン用コンプレッサプーリ(補機プーリ)
27b コンプレッサクラッチ(補機クラッチ)
31 第2ベルト
33 制御装置
35 軸受
37 油温センサ(油温検出手段)
39 回転数センサ
41 外気温センサ
43 イグニッションスイッチ
45 クラッチ制御部
47 エンジン始動制御部(始動制御装置)
49 スタータ
K 基準線
Claims (5)
- 車両のエンジンのクランク軸端部に装着されたクランクプーリと、エンジン本体に固定されたスタータジェネレータに装着されたスタータジェネレータプーリと、前記クランクプーリと前記スタータジェネレータプーリとの間に巻掛けられた第1ベルトと、エンジン本体に固定された補機に装着された補機プーリと、前記クランクプーリと前記補機プーリとの間に巻掛けられた第2ベルトと、を備える車両用エンジンの始動装置であって、
クランク軸方向から見てクランク軸に直交する方向の基準線に対して一方側に前記スタータジェネレータが配置され、他方側に前記補機が配置され、
前記スタータジェネレータによって前記エンジンを始動する際に、前記補機と前記補機プーリとを断接する補機クラッチを接続制御するクラッチ制御部と、
前記クランク軸を回転支持するクランクジャーナルの軸受への潤滑油の油温を検出する油温検出手段と、を備え、
前記クラッチ制御部は、前記油温検出手段からの検出値が、所定温度を超える場合には、前記補機クラッチを遮断し、前記所定温度以下の場合には前記補機クラッチを接続することを特徴とする車両用エンジンの始動装置。 - 前記エンジンは、前記スタータジェネレータとは別に前記エンジンを始動するためのスタータを備え、エンジン停止状態の継続時間が所定時間以上の場合には、前記スタータジェネレータによるエンジン始動を禁止して前記スタータによって前記エンジンを始動する始動制御装置を備えることを特徴する請求項1に記載の車両用エンジンの始動装置。
- 前記エンジンは、前記スタータジェネレータとは別に前記エンジンを始動するためのスタータを備え、大気温度が所定温度以下の場合には、前記スタータジェネレータによるエンジン始動を禁止して前記スタータによって前記エンジンを始動する始動制御装置を備えることを特徴する請求項1に記載の車両用エンジンの始動装置。
- 前記基準線は、直列エンジンの場合にはシリンダ中心線であり、V型エンジンの場合にはV型エンジンのバンク間の中心線であることを特徴とする請求項1に記載の車両用エンジンの始動装置。
- 前記クランクプーリはクランク軸方向に2段掛け構造からなり、エンジン側に前記第1ベルトが巻掛けられ、エンジンから離れる側に前記第2ベルトが巻掛けられることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用エンジンの始動装置。
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