JP2758642B2 - Engine starting device and starting method - Google Patents
Engine starting device and starting methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はエンジンの起動装置および起動方法に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an engine starting device and an engine starting method.
(従来の技術) エンジンにあっては、始動電動機および充電発電機が
不可欠であるが、これら始動電動機および充電発電機は
高価な巻線を必須の構成とするためエンジンの製造コス
トを増大させる一因となっていた。また、特に車両用エ
ンジンでは、エンジン外部のクランク軸廻りにコンプレ
ッサ等の補機も配置されるためクランク軸廻りの簡素化
が望まれる。そこで、エンジンにあっては、特開昭63−
202255号公報等で提案されるような始動電動機と充電発
電機とを一体化した始動発電機を用い、クランク軸廻り
の簡素化と製造コストの低減とが図られる。上述の始動
電動機は、クランク軸と連結されたシャフトをハウジン
グに支持するとともに、シャフトにロータを、ハウジン
グに巻線を有するステータを設け、このステータの巻線
を駆動回路等の始動電動機系回路と整流回路等の充電発
電機系回路とに接続する。(Prior Art) In an engine, a starting motor and a charging generator are indispensable. However, since the starting motor and the charging generator have expensive windings as essential components, the manufacturing cost of the engine increases. Was the cause. In particular, in the case of a vehicle engine, simplification around the crankshaft is desired because accessories such as a compressor are also arranged around the crankshaft outside the engine. Therefore, for the engine,
Using a starting generator in which a starting motor and a charging generator are integrated as proposed in Japanese Patent Publication No. 202255 or the like, simplification around the crankshaft and reduction in manufacturing cost can be achieved. The starting motor described above supports a shaft connected to a crankshaft in a housing, a rotor is provided on the shaft, and a stator having a winding is provided on the housing, and the winding of the stator is connected to a starting motor system circuit such as a drive circuit. Connect to a charging generator system circuit such as a rectifier circuit.
(発明が解決しようとする課題) ところで、上述の始動電動機にあっては、始動電動機
として求められる対クランク軸回転速度特性と充電発電
機として求められる対クランク軸回転速度特性とが異な
り、これら両特性を整合させることが不可欠である。し
かしながら、上述のような始動電動機は、ステータの巻
線を始動および発電に共用することを基本構造とするた
め、その両特性を整合させることが困難であった。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the above-described starting motor, the crankshaft rotation speed characteristic required for the starting motor and the crankshaft rotation speed characteristic required for the charging generator are different. Matching the characteristics is essential. However, since the above-described starting motor has a basic structure in which the winding of the stator is shared for starting and power generation, it is difficult to match both characteristics.
この出願は、上記事情に鑑みてなされたもので、始動
電動機と充電発電機とが1の動力伝達系でクランク軸に
連結したエンジンにおいて、クランク軸の回転速度に対
する始動電動機としての特性と充電発電機としての特性
とを整合させることができるエンジンの起動装置の提供
を目的とし、また、エンジン起動時に始動電動機の起動
トルクを有効にクランク軸に伝達して電力の節減を図る
ことができる起動方法の提供を目的とする。The present application has been made in view of the above circumstances, and in an engine in which a starting motor and a charging generator are connected to a crankshaft by a single power transmission system, characteristics of the starting motor with respect to the rotation speed of the crankshaft and charging power generation are described. A starting method for providing an engine starting device capable of matching the characteristics of a motor, and effectively transmitting a starting torque of a starting motor to a crankshaft at the time of starting the engine to save power. The purpose is to provide.
(課題を解決するための手段) この発明にかかるエンジンの起動装置は、始動電動機
と充電発電機との双方をクランク軸に1つの動力伝達系
で双方向の動力伝達可能に連結するとともに、該動力伝
達系に始動電動機への通電時と充電発電機による充電時
とで変速比が変化する変速機構を介設したことが要旨で
あり、 また、エンジンの起動方法は、始動電動機と充電発電
機との双方をクランク軸に1つの動力伝達系で双方向の
動力伝達可能に連結するとともに、該動力伝達系に始動
電動機への通電時と充電発電機による充電時とで変速比
が変化する変速機構を介設し、変速機構の変速比を確立
させた後に始動電動機の通電を開始することが要旨であ
る。(Means for Solving the Problems) A starting device for an engine according to the present invention connects both a starting motor and a charging generator to a crankshaft in a single power transmission system so that bidirectional power transmission is possible. The point is that the power transmission system is provided with a speed change mechanism that changes the gear ratio between the time when the starting motor is energized and the time when charging is performed by the charging generator. And a power transmission system in which a gear ratio is changed between when power is supplied to a starting motor and when charging is performed by a charging generator. The gist is to interpose a mechanism and start energization of the starting motor after establishing the gear ratio of the transmission mechanism.
(作用) 本願発明のエンジンの起動装置によれば、変速機構の
変速比が始動電動機への通電時に充電発電機による発電
時とで変化するため、始動電動機あるいは充電発電機を
改変すること無くこれらの対クランク軸回転速度出力特
性を容易に整合させることができる。(Operation) According to the starting device for an engine of the present invention, the speed ratio of the transmission mechanism changes between when the power is supplied to the starting motor and when the power is generated by the charging generator, and therefore, without changing the starting motor or the charging generator. Can be easily matched with each other.
また、本願発明のエンジンの起動方法によれば、変速
機構の変速比が確立された後に始動電動機への通電を開
始するため、始動電動機の起動トルクをクランク軸に有
効に伝達でき、大きな電流を通電しなければならない始
動電動機への通電時間を短縮でき、省電力が図れる。Further, according to the engine start method of the present invention, the energization of the start motor is started after the gear ratio of the transmission mechanism is established, so that the start torque of the start motor can be effectively transmitted to the crankshaft, and a large current can be transmitted. The time for energizing the starting motor, which must be energized, can be reduced, and power can be saved.
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図から第4図はこの発明の一実施例にかかるエン
ジンの起動装置を表し、第1図が全体断面図、第2図
(a)が主要部分の正断面図、第2図(b)が主要部分
の一部を破断断面した側面図、第3図がブロック図、第
4図がタイミングチャートである。1 to 4 show an engine starting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall sectional view, FIG. 2 (a) is a front sectional view of a main part, and FIG. ) Is a side view in which a part of a main part is cut away, FIG. 3 is a block diagram, and FIG. 4 is a timing chart.
第1図において、Eはエンジン、Tは変速機構、Sは
始動電動機と充電発電機とを一体化した始動発電機であ
り、エンジンEはクランク軸11が変速機構Tおよびベル
トBを介して始動発電機Sに双方向の動力伝達可能に接
続されている。なお、ベルトBおよび後述するプーリ等
が動力伝達系を構成する。In FIG. 1, E is an engine, T is a transmission mechanism, S is a starting generator in which a starting motor and a charging generator are integrated, and the engine E starts the crankshaft 11 via the transmission mechanism T and the belt B. The generator S is connected to be capable of transmitting power in both directions. In addition, the belt B, a pulley described below, and the like constitute a power transmission system.
変速機構Tは、第2図(a),(b)に詳示するよう
に、エンジンEの外側壁に固定されたハウジング12に出
力軸13がクランク軸11と同軸的に支持され、ハウジング
12内にサンギア14、キャリア15、プラネタリアギア16お
よびリングギア17から成る周知の1組の遊星歯車組Pが
出力軸13と同心状に配置されている。出力軸13は、ハウ
ジング12から突出した端部にクランクプーリ18が固設さ
れ、このクランクプーリ18に巻き掛けられたベルトBで
始動発電機Sに連結されている。サンギヤ14は出力軸13
に一体に形成され、キャリア15は出力軸13にワンウェイ
クラッチ19を介して支持され、プラネタリアギア16はキ
ャリア15にボールベアリングを介して支持されている。
キャリア15は図中左端部が弾性体20を介してクランク軸
11と接続され、ワンウェイクラッチ19は出力軸13側への
動力伝達のみを許容する。リングギア17は、第2図
(b)に示すように、外周部全周にわたって鋸歯状の係
止歯(被係止部)17aが形成され、この係止歯17aに後述
する係止爪が係止して一方向(Wc)のみの回転が禁止
(拘束)される。後述するように、この遊星歯車組P
は、クランク軸11側へ入力する動力に対してはリングギ
ア17が拘束されると減速して伝達するが、クランク軸11
から出力される動力に対してはリングギア17が拘束され
た場合でもワンウェイクラッチ19により変速すること無
く(変速比1で)伝達する。As shown in detail in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the transmission mechanism T has an output shaft 13 supported coaxially with the crankshaft 11 by a housing 12 fixed to the outer wall of the engine E.
A well-known planetary gear set P including a sun gear 14, a carrier 15, a planetary gear 16, and a ring gear 17 is disposed concentrically with the output shaft 13. The output shaft 13 has a crank pulley 18 fixed to an end protruding from the housing 12, and is connected to the starting generator S by a belt B wound around the crank pulley 18. Sun gear 14 is output shaft 13
The carrier 15 is supported on the output shaft 13 via a one-way clutch 19, and the planetary gear 16 is supported on the carrier 15 via a ball bearing.
The carrier 15 has a crankshaft at the left end in FIG.
11, the one-way clutch 19 allows only power transmission to the output shaft 13 side. As shown in FIG. 2 (b), the ring gear 17 has sawtooth-shaped locking teeth (locked portions) 17a formed over the entire outer peripheral portion. Locking prevents rotation (restriction) in only one direction (Wc). As described later, this planetary gear set P
Is transmitted to the power input to the crankshaft 11 at a reduced speed when the ring gear 17 is restrained.
The power output from is transmitted by the one-way clutch 19 (with a gear ratio of 1) even when the ring gear 17 is restrained.
なお、第2図(b)中において、矢印Wcはクランク軸
11側へ動力が入力する場合にリングギア17が付勢される
方向を示し、また矢印Wuはクランク軸11から動力が出力
される場合にリングギア17が付勢される方向を示す。In FIG. 2 (b), the arrow Wc indicates the crankshaft.
The arrow Wu indicates the direction in which the ring gear 17 is energized when power is output from the crankshaft 11 when power is input to the 11 side.
また、ハウジング12には、第2図(b)に詳示すよう
に、リングギア17の径方向外方に係止爪21と電磁アクチ
ュエータ22とが配置されている。係止爪21は、先端を係
止歯17aに係止可能にピン23によってハウジング12に回
動自在に支持され、係止歯17aとともにラチェット機構
Rを構成している。この係止爪21はピン23に巻装された
トーションスプリング24で先端が係止歯17aから離隔す
る方向に付勢され、また、基端側に突片21aが形成され
て該突片21aに電磁アクチュエータ22のプランジャ22aが
当接している。電磁アクチュエータ22は、ハウジング12
に固定され、内蔵ソレノイドが始動発電機Sに内蔵され
た駆動回路(後述する)と接続されている。この電磁ア
クチュエータ22は、駆動回路から通電される電流値に応
じた押圧力で係止爪21の突片21aを先端が係止歯17aに係
止する方向に付勢する。As shown in detail in FIG. 2 (b), a locking claw 21 and an electromagnetic actuator 22 are arranged on the housing 12 radially outward of the ring gear 17. The locking claw 21 is rotatably supported by the housing 12 by a pin 23 so that the tip can be locked to the locking tooth 17a, and forms a ratchet mechanism R together with the locking tooth 17a. The locking claw 21 is urged by a torsion spring 24 wound around a pin 23 in a direction in which the distal end is separated from the locking tooth 17a, and a protruding piece 21a is formed on the base end side to form the protruding piece 21a. The plunger 22a of the electromagnetic actuator 22 is in contact. The electromagnetic actuator 22 is connected to the housing 12
And a built-in solenoid is connected to a drive circuit (described later) built in the starting generator S. The electromagnetic actuator 22 urges the protruding piece 21a of the locking claw 21 in a direction in which the tip thereof is locked to the locking tooth 17a by a pressing force corresponding to a current value supplied from the drive circuit.
始動発電機Sは、エンジンEに固設されたハウジング
25にシャフト26が支持され、ハウジング25の中央内壁に
ステータ27が、ステータ27の内方にシャフト26に固設さ
れたロータ28が配置されている。シャフト26は、ハウジ
ング25から突出した右端にプーリが固設されて該プーリ
29とクランクプーリ18との間にベルトBが動力伝達可能
に掛装され、左端部に複数の永久磁石30aが固設されて
いる。ロータ28はフィールドコイル31をくし状に組み合
うヨーク32a,32bで抱持して構成され、フィールドコイ
ル31はステータ27の右方に配置されたボルテージレギュ
レータ33にスリップリング34およびブラシ35を介して接
続されている。このロータ28はフィールドコイル31の励
磁でヨーク32a,32bの外周部に周方向交互に多数の磁極
を発生する。ステータ27は三相結線された始動コイル36
と発電用コイル37とをヨーク38に周方向に分布巻して構
成され、発電用コイル37がステータ27の右方に配置され
た整流回路39に、始動用コイル36が後述する駆動回路40
に接続されている。The starting generator S is a housing fixed to the engine E.
A shaft 26 is supported by 25, a stator 27 is disposed on a central inner wall of the housing 25, and a rotor 28 fixed to the shaft 26 is disposed inside the stator 27. The shaft 26 has a pulley fixed to the right end protruding from the housing 25,
A belt B is mounted between the crank 29 and the crank pulley 18 so as to transmit power, and a plurality of permanent magnets 30a are fixedly provided at the left end. The rotor 28 is configured by holding the field coil 31 with yokes 32a and 32b that combine in a comb shape, and the field coil 31 is connected to a voltage regulator 33 disposed on the right side of the stator 27 via a slip ring 34 and a brush 35. Have been. The rotor 28 generates a large number of magnetic poles alternately in the circumferential direction on the outer peripheral portions of the yokes 32a and 32b when the field coil 31 is excited. The stator 27 has a three-phase connected starting coil 36.
And a power generating coil 37 distributed around the yoke 38 in a circumferential direction, the power generating coil 37 is provided in a rectifier circuit 39 disposed on the right side of the stator 27, and a starting coil 36 is provided in a drive circuit 40 described later.
It is connected to the.
また、ハウジング25には左外側部に略円筒状のカバー
41が固設され、このカバー41内にカバー41と同軸的に略
円筒状の筒体42が設けられている。カバー41内には筒体
42との間で両側がそれぞれ外部とハウジング25内部とに
開口した断面略環状の空間が画成され、該空間に6つの
パワーモジュール43から成る駆動回路40が配置されてい
る。パワーモジュール43は、軸方向両端部がそれぞれ支
持板44a,44bによりカバー41とハウジング25とに支持さ
れ、上記空間内に同心六角形状に配置されている。これ
らパワーモジュール43は、導電性かつ熱電導性材料から
成り熱容量が大きい略板状のケーシングにMOS−FET等か
ら成るスイッチング素子を直付けして成り、始動コイル
36の3つの端子に対応して並列的に結線されている。筒
体42は、ハウジング25側の端部内壁に前述の永久磁石30
aと近接して3個のホール素子30bが設けられ、内部に制
御回路45および前述の電磁アクチュエータ22用の駆動回
路46が収容されている。ホール素子30bは、制御回路45
に接続され、永久磁石30aの磁束でロータ28の位置を検
出するロータ位置センサ30を構成している。The housing 25 has a substantially cylindrical cover on the left outer side.
A cover 41 is fixed, and a substantially cylindrical cylinder 42 is provided in the cover 41 coaxially with the cover 41. A cylindrical body inside the cover 41
A space having a substantially annular cross section which is open on both sides to the outside and the inside of the housing 25 is defined between the drive circuit and the drive circuit 40 including six power modules 43. The power module 43 has both ends in the axial direction supported by the cover 41 and the housing 25 by support plates 44a and 44b, respectively, and is arranged concentrically in the above space in a hexagonal shape. These power modules 43 are formed by directly attaching switching elements such as MOS-FETs to a substantially plate-shaped casing made of a conductive and thermoconductive material and having a large heat capacity, and a starting coil.
36 terminals are connected in parallel corresponding to the three terminals. The cylindrical body 42 is provided on the inner wall at the end on the housing 25 side.
Three Hall elements 30b are provided adjacent to a, and a control circuit 45 and a drive circuit 46 for the electromagnetic actuator 22 described above are accommodated therein. The hall element 30b is connected to the control circuit 45
And a rotor position sensor 30 that detects the position of the rotor 28 with the magnetic flux of the permanent magnet 30a.
制御回路45は、第3図に示すように、遅延回路47とモ
ータコントローラ48とを有し、遅延回路47と前述の電磁
アクチュエータ22用の駆動回路46とが一体に構成されて
いる。遅延回路47は、入力端子STがイグッニッションキ
ースイッチ49の始動端子STに、出力端子INHがモータコ
ントローラ48の入力端子INHに結線され、また、図示し
ない信号系で駆動回路46と接続されている。この遅延回
路47は、入力端子STに始動信号STが入力すると、駆動回
路46に変速信号SOLを、モータコントローラ48に出力端
子INHから起動信号INHを出力する。第4図に示すよう
に、この遅延回路47は、変速信号SOLを所定幅τ1の高
電位方形波SOL1と所定幅τ2の低電位方形波SOL2とが周
期的に繰り返される矩形波として出力し、また、起動信
号INHを変速信号SOLの立り上り後に変速信号SOLの最初
の高電位の期間τ1内で所定の時間遅れtをもって立ち
上あがる方形波として出力し、これら信号SOL,INHを始
動信号STが入力する期間内において継続して出力する。
駆動回路46は、出力端子SOLが電磁アクチュエータ22の
ソレノイドと接続され、遅延回路47から入力する変速信
号SOLの電位に応じて変速信号SOLの高電位期間τ1では
大電流を、また、低電位期間τ2には小電流を電磁アク
チュエータ22のソレノイド出力する。As shown in FIG. 3, the control circuit 45 includes a delay circuit 47 and a motor controller 48, and the delay circuit 47 and the drive circuit 46 for the electromagnetic actuator 22 are integrally formed. In the delay circuit 47, the input terminal ST is connected to the starting terminal ST of the ignition key switch 49, the output terminal INH is connected to the input terminal INH of the motor controller 48, and the delay circuit 47 is connected to the drive circuit 46 by a signal system (not shown). I have. When the start signal ST is input to the input terminal ST, the delay circuit 47 outputs a shift signal SOL to the drive circuit 46 and outputs a start signal INH to the motor controller 48 from the output terminal INH. As shown in FIG. 4, the delay circuit 47 outputs the shift signal SOL as a rectangular wave in which a high-potential square wave SOL1 having a predetermined width τ1 and a low-potential square wave SOL2 having a predetermined width τ2 are periodically repeated, In addition, the start signal INH is output as a square wave that rises with a predetermined time delay t within the first high potential period τ1 of the shift signal SOL after the rise of the shift signal SOL, and these signals SOL and INH are output as the start signal. Output continuously during the period input by ST.
The drive circuit 46 has an output terminal SOL connected to the solenoid of the electromagnetic actuator 22, and outputs a large current during a high potential period τ1 of the shift signal SOL and a low potential period according to the potential of the shift signal SOL input from the delay circuit 47. A small current is output to the solenoid of the electromagnetic actuator 22 for τ2.
なお、周知のようにイグッニッションキースイッチ49
はバッテリ50と接続された端子E、出力端子IGおよび上
述の始動端子ST等を備え、イグッニッションキーの操作
に応じエンジン始動時には端子IG,STと端子Eとを、始
動後のエンジン運転時には端子IG,Eを接続する。As is well known, the ignition key switch 49
Is provided with a terminal E connected to the battery 50, an output terminal IG, the above-described starting terminal ST, and the like. When the engine is started, the terminals IG, ST and the terminal E are connected according to the operation of the ignition key. Connect terminals IG and E.
モータコントローラ48は、入力端子a,b,c,Vcc,GNDが
前述の3つのホール素子30bに、端子U,V,W,u,b,v,wが前
述の駆動回路40に接続され、端子Vcc,GNDからホール素
子30bにホール電圧を印加し、端子a,b,cにホール素子30
bから検知信号が入力し、端子INHへの起動信号STの入力
期間中においてのみホール素子30bの検知信号に基づい
て端子U,V,W,u,v,wから所定の三相電流を出力するため
の駆動信号を駆動回路40へ出力する。駆動回路40は、上
述の各端子U,V,W,u,v,wから出力される信号がそれぞれ
6つのパワーモジュール43のFETのゲート等に入力し、
ステータ27の始動コイル36に三相電流をシャフト26の回
転位置に応じた位相で出力する。なお、上述した各回路
において、IGはイグッニッションキースイッチ49の端子
IGに接続された電力供給用の端子、GNDは接地された端
子を示す。The motor controller 48 has input terminals a, b, c, Vcc, and GND connected to the three Hall elements 30b described above, and terminals U, V, W, u, b, v, and w connected to the drive circuit 40 described above. A Hall voltage is applied to the Hall element 30b from the terminals Vcc and GND, and the Hall element 30 is applied to the terminals a, b and c.
b, a detection signal is input, and a predetermined three-phase current is output from the terminals U, V, W, u, v, w based on the detection signal of the Hall element 30b only during the input period of the start signal ST to the terminal INH. Is output to the drive circuit 40. The drive circuit 40 inputs the signals output from the terminals U, V, W, u, v, w described above to the gates of the FETs of the six power modules 43, respectively,
The three-phase current is output to the starting coil 36 of the stator 27 with a phase corresponding to the rotational position of the shaft 26. In each circuit described above, IG is a terminal of the ignition key switch 49.
A power supply terminal connected to the IG, and GND indicates a grounded terminal.
また、31は前述のフィールドコイル、33はボルテージ
レギュレータ、37は発電用コイル、39は整流回路であ
り、整流回路39はリレー51を介しバッテリ50に接続され
ている。リレー51は、イグッニッションキースイッチ49
の始動端子STに接続されて始動信号STに応動し、始動信
号STの出力期間中は整流回路39をバッテリ50から遮絶す
る。Reference numeral 31 denotes the above-described field coil, reference numeral 33 denotes a voltage regulator, reference numeral 37 denotes a power generation coil, reference numeral 39 denotes a rectifier circuit, and the rectifier circuit 39 is connected to a battery 50 via a relay 51. Relay 51, ignition key switch 49
In response to the start signal ST, the rectifier circuit 39 is disconnected from the battery 50 during the output period of the start signal ST.
次に、この実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
このエンジン起動装置にあっては、イグッニッション
キーのスタート位置への操作でキースイッチ49の端子E,
ST間が導通して遅延回路47に始動信号STが出力される
と、遅延回路47は駆動回路46に変速信号SOLを、また、
所定の時間遅れtをもってモータコントローラ48に起動
信号INHを出力し、駆動回路46が変速信号SOLに同期して
電磁アクチュエータ22のソレノイドを通電し、この後
に、モータコントローラ48が起動信号INHに同期して起
動回路40に駆動信号を出力する。このため、ラチェット
機構Rは係止爪21が電磁アクチュエータ22により押圧さ
れてリングギア17の係止歯17aに係止し、遊星歯車組P
はリングギア17が拘束されて始動発電機Sの出力を減速
する変速比が確立され、所定時間tの経過後に、始動発
電機Sは始動コイル36が通電されて起動トルクを生じ
る。したがって、始動発電機Sの出力を有効に利用で
き、エンジン始動時の電力損失をきわめて少なくでき
る。In this engine starting device, the terminal E of the key switch 49 is operated by operating the ignition key to the start position.
When the start signal ST is output to the delay circuit 47 due to conduction between the STs, the delay circuit 47 sends the shift signal SOL to the drive circuit 46,
A start signal INH is output to the motor controller 48 with a predetermined time delay t, the drive circuit 46 energizes the solenoid of the electromagnetic actuator 22 in synchronization with the shift signal SOL, and thereafter, the motor controller 48 synchronizes with the start signal INH. And outputs a drive signal to the activation circuit 40. For this reason, the ratchet mechanism R locks the locking claw 21 with the locking teeth 17a of the ring gear 17 when the locking claw 21 is pressed by the electromagnetic actuator 22, and the planetary gear set P
A gear ratio is established in which the ring gear 17 is restrained and the output of the starting generator S is reduced, and after a predetermined time t has elapsed, the starting coil 36 is energized to generate a starting torque. Therefore, the output of the starting generator S can be effectively used, and the power loss at the time of starting the engine can be extremely reduced.
また、このエンジン始動時においては、駆動回路46は
変速信号SOLの電位に応じて電磁アクチュエータ22へ通
電する電流値を変速信号SOLの高電位時には大きく、低
電位時には小さくなるように変化させ、電磁アクチュエ
ータ22が係止爪21を付勢する力も変速信号SOLの高電位
時に大きく、低電位時に小さくなる。このため、イグッ
ニッションキーのスタート位置への操作中すなわち始動
信号STの出力中において一時的にエンジンEのクランク
軸11の回転速度が出力軸13より大きくなってリングギア
17が図中矢印Wu方向に回転した場合でも、係止爪21が係
止歯17aから離脱することを防止でき、電磁アクチュエ
ータ22に消費される電力を節減しつつエンジンEを確実
に起動させることができる。そして、始動コイル36への
通電を電磁アクチュエータ22が最初に大きな付勢力で係
止爪21を付勢する期間内τ1に開始するため、電磁アク
チュエータ22の通電開始時に係止爪21が係止歯17aに係
止していない場合でも、リングギア17を回転させた後に
係止爪21を大きな力で付勢して係止歯17aに係止させる
ことができ、始動発電機Sの出力を確実に減速してクラ
ンク軸11に伝達できる。Further, at the time of starting the engine, the drive circuit 46 changes the current value to be supplied to the electromagnetic actuator 22 according to the potential of the shift signal SOL so that the current value is large when the shift signal SOL is at a high potential and is small when the shift signal SOL is at a low potential. The force by which the actuator 22 urges the locking claw 21 is large when the shift signal SOL is at a high potential and is small when the shift signal SOL is at a low potential. For this reason, during the operation of the ignition key to the start position, that is, during the output of the start signal ST, the rotation speed of the crankshaft 11 of the engine E temporarily becomes higher than that of the output shaft 13 and the ring gear
Even when 17 rotates in the direction of the arrow Wu in the drawing, the locking claw 21 can be prevented from coming off the locking teeth 17a, and the engine E can be reliably started while reducing the power consumed by the electromagnetic actuator 22. Can be. Then, the energization of the starting coil 36 is started at τ1 within a period in which the electromagnetic actuator 22 first urges the locking claw 21 with a large urging force. Even when the ring gear 17 is not locked, the locking claw 21 can be urged with a large force to lock the locking teeth 17a after rotating the ring gear 17, thereby ensuring the output of the starting generator S. And can be transmitted to the crankshaft 11.
次に、エンジンEが起動されてイグッニッションキー
のスタート位置への操作が停止されると、整流回路39が
リレー51のようにバッテリ50と接続され、また、電磁ア
クチュエータ22のソレノイドへの通電が停止されて遊星
歯車組Pはリングギア17が解放される。このため、変速
装置Tはワンウェイクラッチ19によりクランク軸11の出
力を変速すること無く(変速比1で)始動発電機Sに伝
達し、始動発電機Sは発電用コイル37に三相交流を発生
し、この三相交流が電流回路39により整流される。Next, when the engine E is started and the operation of the ignition key to the start position is stopped, the rectifier circuit 39 is connected to the battery 50 like a relay 51, and power is supplied to the solenoid of the electromagnetic actuator 22. Is stopped, and the ring gear 17 of the planetary gear set P is released. For this reason, the transmission T transmits the output of the crankshaft 11 to the starting generator S without changing the speed of the crankshaft 11 by the one-way clutch 19 (at a gear ratio of 1), and the starting generator S generates a three-phase alternating current in the generating coil 37. Then, the three-phase alternating current is rectified by the current circuit 39.
上述のように、始動発電機Sは始動電動機として機能
する場合には変速装置Tにより出力を減速してクランク
軸11に伝達し、充電発電機として機能する場合にはクラ
ンク軸11の出力が変速されずに伝達されるため、始動電
動機としての体クランク軸回転速度特性と充電発電機と
しての対クランク軸回転速度特性とを整合させる必要が
無く、回路の簡素化等を図れる。As described above, when the starting generator S functions as a starting motor, the output is reduced by the transmission T and transmitted to the crankshaft 11, and when the starting generator S functions as a charging generator, the output of the crankshaft 11 is shifted. Since the transmission is performed without being performed, there is no need to match the body crankshaft rotation speed characteristic as the starting motor with the crankshaft rotation speed characteristic as the charging generator, and the circuit can be simplified.
なお、言うまでも無いが、本発明は上述の実施例中に
開示した遊星歯車式の変速装置Tおよび始動発電機Sに
よってのみ達成されるものではなく、他の変速機構、ま
た、前述の公報等に開示された始動充電機を用いても達
成可能であり、さらに、始動電動機と充電発電機とが別
個であっても成立し得るものである。Needless to say, the present invention can be achieved not only by the planetary gear type transmission T and the starting generator S disclosed in the above-described embodiment, but also by other transmission mechanisms and the aforementioned publications. And the like, and can be achieved even if the starting motor and the charging generator are separate from each other.
(発明の効果) 以上説明したように、この発明にかかるエンジン起動
装置によれば、充電発電機および始動電動機をその特性
を調整すること無く1つの伝達系でクランク軸と接続で
きるという効果が得られる。(Effects of the Invention) As described above, according to the engine starting device of the present invention, there is obtained an effect that the charging generator and the starting motor can be connected to the crankshaft by one transmission system without adjusting the characteristics thereof. Can be
また、この発明にかかるエンジン起動方法によれば、
始動電動機の起動トルクを有効に利用して省電力を図る
ことができるという効果が得られる。According to the engine starting method of the present invention,
The effect is obtained that power can be saved by effectively using the starting torque of the starting motor.
第1図から第4図ははこの発明の一実施例にかかるエン
ジン起動装置を示し、第1図が全体断面図、第2図
(a)が要部拡大正断面図、第2図(b)が一部を破断
断面した側面図、第3図がブロック図、第4図がタイミ
ングチャートである。 11…クランク軸 14…サンギア 15…キャリア 16…プラネタリアギア 17…リングギア 18…クランクプーリ 19…ワンウェイクラッチ 22…電磁アクチュエータ 36…始動コイル 37…発電用コイル 47…遅延回路 48…モータコントローラ 49…イグッニッションキースイッチ 50…バッテリ E…エンジン、S…始動発動機 B…ベルト、T…変速装置 P…遊星歯車組、R…ラチェット機構1 to 4 show an engine starting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall sectional view, FIG. 2 (a) is an enlarged front sectional view of a main part, and FIG. ) Is a side view in which a part is cut away, FIG. 3 is a block diagram, and FIG. 4 is a timing chart. 11 ... Crankshaft 14 ... Sun gear 15 ... Carrier 16 ... Planetaria gear 17 ... Ring gear 18 ... Crank pulley 19 ... One-way clutch 22 ... Electromagnetic actuator 36 ... Starting coil 37 ... Generating coil 47 ... Delay circuit 48 ... Motor controller 49 ... Nission key switch 50: battery E: engine, S: starter B: belt, T: transmission P: planetary gear set, R: ratchet mechanism
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−34957(JP,A) 特開 昭63−162957(JP,A) 特開 平1−187365(JP,A) 実開 昭47−8829(JP,U) 特公 昭35−14402(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02N 11/04Continuation of the front page (56) References JP-A-56-34957 (JP, A) JP-A-63-162957 (JP, A) JP-A-1-187365 (JP, A) JP-A-47-8829 (JP) , U) JP 35-14402 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02N 11/04
Claims (6)
系で双方向の動力伝達可能に連結された始動電動機及び
充電発電機と、を備えたエンジンの起動装置において、 前記変速機構は、サンギア、キャリア、またはリングギ
アの1つを制御要素として該制御要素の拘束、解放で変
速作動する遊星歯車組と、前記制御要素に形成された被
係止部および該被係止部と係止可能支持された係止爪を
備え、前記係止爪を前記被係止部に係止させて前記制御
要素の一方向のみの回転を禁止するラチェット機構と、
前記係止爪を前記被係止部に係止する方向に付勢するア
クチュエータと、を有してなり、前記動力伝達系に前記
始動電動機への通電時と前記充電発電機による充電時と
で変速比が変化することを特徴とするエンジンの起動装
置。1. An engine starter comprising: a transmission mechanism; and a starting motor and a charging generator, which are connected to a crankshaft so that power can be transmitted bidirectionally by a single power transmission system. A planetary gear set that performs a shift operation by restraining and releasing the control element using one of a sun gear, a carrier, or a ring gear as a control element, a locked portion formed on the control element, and locking with the locked portion A ratchet mechanism comprising a lock claw that is supported and capable of locking the lock claw to the locked portion to prohibit rotation of the control element in only one direction;
An actuator that urges the locking claw in a direction of locking the locked portion to the locked portion, when the power transmission system is energized to the starting motor and charged by the charging generator. A starting device for an engine, wherein a speed change ratio is changed.
にあって、 変速機構の変速比を確立させた後に始動電動機を通電す
ることを特徴とするエンジンの起動方法。2. The starting method of an engine according to claim 1, wherein the starting motor is energized after the speed ratio of the transmission mechanism is established.
にあって、 前記始動電動機と前記充電発電機とは一体に組み付けら
れて前記動力伝達系と接続された回転軸を共用すること
を特徴とするエンジンの起動装置。3. The starting device for an engine according to claim 1, wherein the starting motor and the charging generator are integrally assembled and share a rotating shaft connected to the power transmission system. Characteristic engine starting device.
エンジンの起動装置にあって、 前記変速機構は、前記始動電動機への通電時に該始動電
動機の出力を減速して前記クランク軸に伝達することを
特徴とするエンジンの起動装置。4. The starting device for an engine according to claim 1 or 3, wherein the transmission mechanism decelerates the output of the starting motor when energizing the starting motor to reduce the output of the starting motor to the crankshaft. An engine starting device characterized by transmitting.
にあって、 前記アクチュエータは通電される電流値に応じた付勢力
を生じる電磁アクチュエータから成り、該電磁アクチュ
エータへの通電を大電流と小電流とを交互に所定周期で
行なうことを特徴とするエンジンの起動装置。5. The engine starting device according to claim 1, wherein the actuator comprises an electromagnetic actuator that generates an urging force according to a current value to be supplied, and the supply of the electromagnetic actuator to a large current. An engine starting device characterized in that a small current is alternately performed at a predetermined cycle.
にあって、 前記電磁アクチュエータへの最初の大電流通電期間内に
おいて前記始動電動機への通電を開始することを特徴と
するエンジンの起動方法。6. The starting apparatus for an engine according to claim 5, wherein energization of said starting motor is started during an initial high-current energizing period of said electromagnetic actuator. Method.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP1085202A JP2758642B2 (en) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | Engine starting device and starting method |
| US07/498,050 US5132604A (en) | 1989-04-04 | 1990-03-22 | Engine starter and electric generator system |
| EP90106429A EP0391386B1 (en) | 1989-04-04 | 1990-04-04 | Engine starter and electric generator system |
| DE69022613T DE69022613T2 (en) | 1989-04-04 | 1990-04-04 | Starter for internal combustion engine and electrical generator device. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085202A JP2758642B2 (en) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | Engine starting device and starting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264153A JPH02264153A (en) | 1990-10-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1085202A Expired - Fee Related JP2758642B2 (en) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | Engine starting device and starting method |
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