JP2005105861A - Internal combustion engine starting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関始動装置に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine starting device.
近年、内燃機関始動装置(以降、スタータと呼ぶ)のトルクや回転数を可変にするため、主電源から電力の供給を受ける分巻コイルにより励磁を行う分巻電動機や複巻電動機をスタータへ用いる検討がなされている。ところで、電動機の電機子コイルには、通電時に数百アンペアもの大電流が流れるため、主電源は、スタータへの通電時に数ボルト程度の電圧降下を生じる。このため、分巻コイルを用いたスタータは、必要なトルクや回転数を得ることができず、小トルクで始動できる小排気量車に使用が限定されている。また、同じ主電源から電力の供給を受ける車両負荷も、電圧降下による影響を受けるため作動を停止させるなどの処置が必要となっている。 In recent years, in order to make the torque and rotation speed of an internal combustion engine starter (hereinafter referred to as a starter) variable, a shunt motor or a multi-turn motor that is excited by a shunt coil that receives power supplied from a main power source is used for the starter. Consideration has been made. By the way, a large current of several hundred amperes flows through the armature coil of the electric motor when energized, so that the main power supply causes a voltage drop of about several volts when the starter is energized. For this reason, the starter using the shunt coil cannot obtain the required torque and rotation speed, and its use is limited to a small displacement vehicle that can be started with a small torque. In addition, a vehicle load that receives power supply from the same main power source is also affected by a voltage drop, so that measures such as stopping the operation are required.
このような問題を解決するため、主電源の容量を大きくしてスタータのトルクおよび車両負荷の作動を確保する方法が考えられるが、コスト的に問題がある。また、DC/DCコンバータにより電源の電圧を昇圧してキャパシタに充電しておき、必要に応じて放電する方法も考案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。しかし、この方法では、DC/DCコンバータのような昇圧手段が別途必要になる。また、電気自動車のように昇圧手段を予め備えている場合でも、別途スタータと連結されることにより、昇圧手段の主用途において不都合が生じる懸念がある。
本発明が解決しようとする課題は、主電源の容量を大きくすることもなく、主電源の電圧を昇圧手段により昇圧することもなく、スタータの必要トルクおよび車両負荷の作動を確保することができるスタータを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that the required torque of the starter and the operation of the vehicle load can be ensured without increasing the capacity of the main power supply and without boosting the voltage of the main power supply by the boosting means. To provide a starter.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の発明によれば、スタータは、分巻コイルを有する直流電動機と、電機子コイルと並列に接続され、かつ分巻コイルと直列に接続されたキャパシタと、主電源から電力を供給させてキャパシタを充電する第1通電方向とキャパシタから放電させて分巻コイルへ電力を供給する第2通電方向とを切り替える通電方向切替手段とを備える。そして直流電動機の始動前に第1通電方向に通電され、直流電動機の始動時に通電方向切替手段により第1通電方向から第2通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機の始動前に分巻コイルを電圧調整抵抗としてキャパシタを充電させることができる。また、直流電動機の始動時にキャパシタから分巻コイルへ放電させることができる。このため、電機子コイルへの通電に伴う主電源の電圧降下を補償して、スタータの必要トルクを確保することができる。
[Means of Claim 1]
According to the first aspect of the present invention, the starter receives power from a DC motor having a shunt coil, a capacitor connected in parallel with the armature coil and connected in series with the shunt coil, and a main power source. An energization direction switching unit that switches between a first energization direction for supplying and charging the capacitor and a second energization direction for discharging the capacitor and supplying power to the shunt coil. Then, the DC motor is energized in the first energizing direction before starting the DC motor, and is switched from the first energizing direction to the second energizing direction by the energizing direction switching means when the DC motor is started.
As a result, the capacitor can be charged using the shunt coil as a voltage adjusting resistor before starting the DC motor. Further, the capacitor can be discharged to the shunt coil when the DC motor is started. For this reason, the voltage drop of the main power supply accompanying energization to the armature coil can be compensated, and the necessary torque of the starter can be ensured.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の発明によれば、スタータは、第1通電方向に通電させる時間および第1通電方向に流す電流を、内燃機関の状態および主電源の状態に応じて変更することができる。
これにより、内燃機関の状態および主電源の状態に応じて、キャパシタの充電電圧を変更することができる。また、内燃機関の状態および主電源の状態に応じて、充電時間を最短化することもできる。
[Means of claim 2]
According to the second aspect of the present invention, the starter can change the time of energization in the first energization direction and the current flowing in the first energization direction according to the state of the internal combustion engine and the state of the main power source.
Thereby, the charging voltage of the capacitor can be changed according to the state of the internal combustion engine and the state of the main power source. Further, the charging time can be minimized according to the state of the internal combustion engine and the state of the main power source.
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の発明によれば、スタータは、第1通電方向に通電させる時間および第1通電方向に流す電流を、内燃機関始動モードに応じて変更することができる。
これにより、例えば交差点等で自動車が停止した時に内燃機関を自動停止・再始動させるエコランモード、および通常の始動モードなどの各種の内燃機関始動モードに応じて、キャパシタの充電電圧を変更したり、充電の要否を決めたりすることができる。
[Means of claim 3]
According to the third aspect of the present invention, the starter can change the time of energization in the first energization direction and the current flowing in the first energization direction according to the internal combustion engine start mode.
Thereby, for example, according to various internal combustion engine start modes such as an eco-run mode in which the internal combustion engine is automatically stopped and restarted when an automobile stops at an intersection or the like, and a normal start mode, You can decide whether or not to charge.
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の発明によれば、キャパシタの静電容量は、直流電動機への電力供給に伴う主電源の電圧降下を補償できる値である。
これにより、必要以上に高性能なキャパシタを用いずに主電源の電圧降下を補償できる。すなわち、必要以上に高性能なキャパシタを用いずに、必要トルクを得るための分巻コイルへの通電電流を確保できる。また、エコランモードでの再始動時間が遅延するのを防止できる。
[Means of claim 4]
According to the fourth aspect of the present invention, the capacitance of the capacitor is a value that can compensate for the voltage drop of the main power source accompanying the power supply to the DC motor.
Thereby, the voltage drop of the main power supply can be compensated without using a capacitor having higher performance than necessary. That is, an energization current to the shunt coil for obtaining a required torque can be ensured without using a capacitor with higher performance than necessary. Further, it is possible to prevent the restart time in the eco-run mode from being delayed.
〔請求項5の手段〕
請求項5に記載の発明によれば、スタータは、分巻コイルを有する直流電動機と、電機子コイルと並列に接続され、かつ分巻コイルと直列に接続されたキャパシタと、直流電動機以外の車両負荷とキャパシタとを電気的に接続する外部リード線と、主電源から電力を供給させてキャパシタを充電する第1通電方向とキャパシタから放電させて分巻コイルへ電力を供給する第2通電方向およびキャパシタから放電させて外部リード線を通して車両負荷へ電力を供給する第3通電方向とを切り替える通電方向切替手段とを備える。そして、直流電動機の始動前に第1通電方向に通電され、直流電動機の始動時に通電方向切替手段により第1通電方向から第2通電方向および第3通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機の始動前に分巻コイルを電圧調整抵抗としてキャパシタを充電させることができる。また、直流電動機の始動時にキャパシタから分巻コイルおよび車両負荷へ放電させることができる。このため、電機子コイルへの通電に伴う主電源の電圧降下を補償して、スタータの必要トルクおよび車両負荷の作動を確保することができる。
[Means of claim 5]
According to the invention described in claim 5, the starter includes a DC motor having a shunt coil, a capacitor connected in parallel with the armature coil and connected in series with the shunt coil, and a vehicle other than the DC motor. An external lead wire for electrically connecting the load and the capacitor; a first energization direction for supplying power from the main power supply to charge the capacitor; a second energization direction for discharging power from the capacitor and supplying power to the shunt coil; Energization direction switching means for switching between a third energization direction for discharging the capacitor and supplying electric power to the vehicle load through the external lead wire. Then, the DC motor is energized in the first energizing direction before starting the DC motor, and is switched from the first energizing direction to the second energizing direction and the third energizing direction by the energizing direction switching means when starting the DC motor.
As a result, the capacitor can be charged using the shunt coil as a voltage adjusting resistor before starting the DC motor. Further, when starting the DC motor, the capacitor can be discharged to the shunt coil and the vehicle load. For this reason, the voltage drop of the main power supply accompanying energization to the armature coil can be compensated, and the required torque of the starter and the operation of the vehicle load can be ensured.
〔請求項6の手段〕
請求項6に記載の発明によれば、スタータは、直流電動機の電機子コイルと並列に接続されたキャパシタと、直流電動機以外の車両負荷とキャパシタとを電気的に接続する外部リード線と、主電源から電力を供給させてキャパシタを充電する第1通電方向と、キャパシタから放電させて外部リード線を通して車両負荷へ電力を供給する第3通電方向とを切り替える通電方向切替手段とを備える。そして、直流電動機の始動前に第1通電方向に通電され、直流電動機の始動時に通電方向切替手段により第1通電方向から第3通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機の始動前にキャパシタを充電させて、直流電動機の始動時にキャパシタから車両負荷へ放電させることができる。このため、電機子コイルへの通電に伴う主電源の電圧降下を補償して、車両負荷の作動を確保することができる。
[Means of claim 6]
According to the invention described in
As a result, the capacitor can be charged before the DC motor is started and discharged from the capacitor to the vehicle load when the DC motor is started. For this reason, the operation of the vehicle load can be ensured by compensating the voltage drop of the main power supply accompanying the energization of the armature coil.
〔請求項7の手段〕
請求項7に記載の発明によれば、スタータは、第1通電方向に通電させる時間および第1通電方向に流す電流を、車両負荷の状態に応じて変更することができる。
これにより、車両負荷の状態に応じて、キャパシタの充電電圧を変更することができる。また、車両負荷の状態に応じて、充電時間を最短化することもできる。
[Means of Claim 7]
According to the invention described in claim 7, the starter can change the time of energization in the first energization direction and the current flowing in the first energization direction according to the state of the vehicle load.
Thereby, the charging voltage of the capacitor can be changed according to the state of the vehicle load. In addition, the charging time can be minimized according to the state of the vehicle load.
〔請求項8の手段〕
請求項8に記載の発明によれば、スタータは、直流電動機の始動時以外にも、第3通電方向への通電を行わせることができる。
これにより、車両負荷の状態に応じて、随時、車両負荷への通電を行うことができる。
[Means of Claim 8]
According to the eighth aspect of the present invention, the starter can be energized in the third energization direction other than when the DC motor is started.
Thereby, the vehicle load can be energized at any time according to the state of the vehicle load.
主電源の容量を大きくすることもなく、主電源の電圧を昇圧手段により昇圧することもなく、直流電動機の始動に伴う主電源の電圧降下を補償するという課題を、分巻コイルと直列にキャパシタを接続し、スタータの始動前にキャパシタを充電しておき、始動時に通電方向を切り替えて放電することにより解決した。 There is no need to increase the capacity of the main power supply, to boost the voltage of the main power supply by the boosting means, and to compensate for the voltage drop of the main power supply accompanying the start of the DC motor. The capacitor was charged before starting the starter, and the problem was solved by switching the energization direction at the start and discharging.
〔実施例1の構成〕
本実施例のスタータ1の構成を図面に基づいて説明する。本実施例のスタータ1は、内燃機関(図示せず)の始動装置であり、例えば自動車等の車両に搭載されている。スタータ1は、図1に示すごとく、主電源2、主電源2から電力の供給を受けることにより内燃機関を始動するのに必要なトルク(以降、単に必要トルクと呼ぶ)を発生させる直流電動機3、直流電動機3の電機子コイル4への電力供給を開始または停止するリレー5、直流電動機3の分巻コイル6に充電電力を供給するキャパシタ7、キャパシタ7への充電とキャパシタ7からの放電とを切り替えるH型制御装置8、直流電動機3、リレ5ー、キャパシタ7、およびH型制御装置8などの作動を制御する制御装置9(以降、ECU9と呼ぶ)などを備える。
[Configuration of Example 1]
The configuration of the starter 1 of this embodiment will be described with reference to the drawings. The starter 1 of the present embodiment is a starting device for an internal combustion engine (not shown) and is mounted on a vehicle such as an automobile. As shown in FIG. 1, the starter 1 includes a
直流電動機3は、電機子コイル4と直列に接続された直巻コイル10、および電機子コイル4と並列に接続された分巻コイル6が励磁電流の供給を受けることにより、必要トルクを発生させる複巻電動機である。すなわち、直巻コイル10と分巻コイル6とは、リレー5が閉じているときに極性が同一となるように配置され、直巻コイル10による起磁力と分巻コイル6による起磁力とが相加わるように接続されている。そして、直巻コイル10による起磁力と分巻コイル6による起磁力とにより、電機子コイル4が電磁力を得て、必要トルクが発生する。
The
リレー5は、ソレノイド11への通電により閉じられる常開型マグネットスイッチであり、直巻コイル10および電機子コイル4への電力供給を開始または停止する。リレー5は、直巻コイル10および分巻コイル6へ向かう分岐点と直巻コイル10との間に設けられている。そして、リレー5が閉じられると主電源2から直巻コイル10および電機子コイル4への電力の供給が始まり、直流電動機3が始動される。
The relay 5 is a normally open magnet switch that is closed by energizing the
キャパシタ7は、コンデンサやバッテリなどの周知の充電手段であり、主電源2から電力の供給を受けて充電され、この充電された電力を分巻コイル6に供給する。なお、本実施例では、キャパシタ7としてコンデンサを用いている。キャパシタ7は、電機子コイル4と並列に接続され、かつ分巻コイル6と直列に接続されている。
The capacitor 7 is a well-known charging unit such as a capacitor or a battery, is charged by receiving power from the
そして、キャパシタ7は、直流電動機3の始動前に主電源2から電力の供給を受けることにより、分巻コイル6を電圧調整抵抗として充電され、この充電された電力は、直流電動機3の始動後に放電される。この放電により、分巻コイル6は直流電動機3の始動前と逆方向に電力の供給を受ける。キャパシタ7の静電容量は、直流電動機3への電力供給に伴う主電源2の電圧降下を補償できる値である。例えば、主電源2の電圧降下を2ボルトとすると、キャパシタ7からの放電による分巻コイル6への通電電流を10アンペア以上とし、エコランモードでの始動時間を1秒以下とするため、5ファラド以上に設定されている。
The capacitor 7 is charged with the
H型制御装置8は、キャパシタ7への充電とキャパシタ7からの放電とを切り替える通電方向切替手段である。H型制御装置8は、トランジスタやリレーなどの制御素子12、13、14、15、および制御素子12、13、14、15の1端子が接続されたドライバ16を備える。なお、本実施例では制御素子12、13、14、15として、トランジスタを用いている。また、H型制御装置8は、H字の中央横線に分巻コイル6およびキャパシタ7を配し、H字の上下左右の四端に制御素子12、13、14、15を配した構造を有する。
The H-
そして、ドライバ16からの出力に応じて、制御素子12、13、14、15の作動が切り替えられ、分巻コイル6およびキャパシタ7への通電方向が切り替えられる。すなわち、主電源2から電力を供給させてキャパシタ7を充電する第1通電方向と、キャパシタ7から放電させて分巻コイル6へ電力を供給する第2通電方向との間で通電方向が切り替えられる。ここで、図2に示すごとく、制御素子12、14は、第1通電方向に通電が行われるときに作動し、主電源2→制御素子12→分巻コイル6→キャパシタ7→制御素子14の方向に電流が流れる。また、制御素子13、15は、第2通電方向に通電が行われるときに作動し、主電源2→制御素子13→キャパシタ7→分巻コイル6→制御素子15の方向に電流が流れる。
Then, according to the output from the
また、第1通電方向への通電時間はドライバ16の設定値に応じて決められ、第1通電方向に流す電流はドライバ16の制御値に応じて決められる。なお、ドライバ16の設定値および制御値は、キャパシタ7の目標充電電圧(以降、キャパシタ所定電圧と呼ぶ)に応じて決められる。
The energization time in the first energization direction is determined according to the set value of the
ECU9は、入力装置、出力装置、中央演算処理装置、記憶装置などにより構成される周知のコンピュータである。ECU9は、直流電動機3、リレ5ー、キャパシタ7、およびH型制御装置8などの作動を制御する。例えば、ECU9は、ドライバ16を介して第1通電方向と第2通電方向との切替を行う。また、スイッチ17の切替を行うことにより直流電動機3の始動および停止を行う。ここで、スイッチ17は、OFF端子、ON端子、およびST端子の3つの端子を有する切替スイッチである。そして、ON端子が閉じられているときは主電源2とドライバ16との間が接続され、ST端子が閉じられているときは主電源2とソレノイド11、および主電源2とドライバ16との間が接続される。これにより直流電動機3が始動する。
The
なお、ECU9は、内燃機関の状態、主電源2の状態、およびエコランモードまたは通常モードなどの内燃機関始動モードに応じて、ドライバ16の制御値と設定値とを変更することができる。すなわち、内燃機関の状態、主電源2の状態、およびエコランモードまたは通常モードなどの内燃機関始動モードに応じて、キャパシタ所定電圧を変更することができる。また、ECU9は、以下に述べるスタータ1の始動方法を記憶している。
The
〔実施例1の始動方法〕
本実施例のスタータ1の始動方法を、図1ないし図3に基づいて説明する。
例えばエコランモードにおいて内燃機関が停止すると、キャパシタ充電信号がECU9に入力される(Step1)。そして、スイッチ17のON端子が閉じられて、制御素子12、14が作動する(Step2)。これにより、第1通電方向に通電が行われて、主電源2→制御素子12→分巻コイル6→キャパシタ7→制御素子14の方向に電流が流れる。そして、ドライバ16の制御値および設定値に応じてキャパシタ7がキャパシタ所定電圧まで充電される(Step3)。なお、ドライバ16の制御値および設定値は、キャパシタ充電信号がECU9に入力されるまでに、内燃機関の状態、主電源2の状態、および内燃機関始動モードに応じて変更されている。そして、キャパシタ7がキャパシタ所定電圧まで充電されると、制御素子12、14の作動が停止する(Step4)。
[Starting Method of Example 1]
A method for starting the starter 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS.
For example, when the internal combustion engine stops in the eco-run mode, a capacitor charging signal is input to the ECU 9 (Step 1). Then, the ON terminal of the
次に、乗員の操作などにより、内燃機関を始動する始動信号が出力されECU9に入力されると(Step5)、制御素子13、15が作動して(Step6)、第2通電方向に通電が行われる。この通電により、主電源2→制御素子13→キャパシタ7→分巻コイル6→制御素子15の方向に電流が流れ、キャパシタ7から分巻コイル6への放電が行われる。そして、スイッチ17のST端子が閉じられてソレノイド11に通電が行われ、リレー5が閉じられると(Step7)、直流電動機3が始動しスタータ1による内燃機関の始動が行われる。内燃機関が始動すると(Step8)、スイッチ17が開かれて、ソレノイド11への通電が停止されてリレー5が開かれる(Step9)。そして制御素子13、15の作動が停止する(Step10)。
Next, when a start signal for starting the internal combustion engine is output by the occupant's operation or the like and is input to the ECU 9 (Step 5), the
〔実施例1の効果〕
本実施例のスタータ1は、直流電動機3が複巻電動機であり、分巻コイル6と直列に接続されたキャパシタ7と、第1通電方向と第2通電方向とを切り替えるH型制御装置8とを備える。そして、直流電動機3の始動前に第1通電方向に通電され、直流電動機3の始動時にH型制御装置8により第1通電方向から第2通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機3の始動前に分巻コイル6を電圧調整抵抗としてキャパシタ7を充電させることができる。また、直流電動機3の始動時にキャパシタ7から分巻コイル6へ放電させることができる。このため、電機子コイル4への通電、すなわち直流電動機3の始動に伴う主電源2の電圧降下を補償して、スタータ1の必要トルクを確保することができる。
[Effect of Example 1]
In the starter 1 of the present embodiment, the
Thereby, the capacitor 7 can be charged with the
また、本実施例のスタータ1は、ドライバ16の設定値(第1通電方向に通電させる時間)および制御値(第1通電方向に流れる電流)を、内燃機関の状態、主電源2の状態、および内燃機関始動モードに応じて変更することができる。
これにより、内燃機関の状態、主電源2の状態、およびエコランモードや通常の始動モードなどの各種の内燃機関始動モードに応じて、キャパシタ7の充電電圧を変更することができる。また、充電時間の最短化を図ることができるとともに、充電の要否を決めることもできる。
In addition, the starter 1 of the present embodiment uses the setting value of the driver 16 (time for energization in the first energization direction) and the control value (current flowing in the first energization direction) as the state of the internal combustion engine, the state of the
Thereby, the charging voltage of the capacitor 7 can be changed according to the state of the internal combustion engine, the state of the
さらに、本実施例のキャパシタ7の静電容量は、直流電動機3への電力供給に伴う主電源2の電圧降下を補償できる値である。
これにより、必要以上に高性能なキャパシタを用いずに主電源2の電圧降下を補償できる。すなわち、必要以上に高性能なキャパシタを用いずに、必要トルクを得るための分巻コイル6への通電電流を確保できる。また、エコランモードでの再始動時間が遅延するのを防止できる。
Furthermore, the capacitance of the capacitor 7 of this embodiment is a value that can compensate for the voltage drop of the
Thereby, the voltage drop of the
〔実施例2の構成〕
本実施例のスタータ1の構成を図面に基づいて説明する。なお、実施例1と重複する部分は、図1または図2に示す符号と同一符号を用いる。また、実施例1と重複する説明も省略する。
[Configuration of Example 2]
The configuration of the starter 1 of this embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol as the code | symbol shown in FIG. 1 or FIG. 2 is used for the part which overlaps with Example 1. FIG. Also, the description overlapping with that of the first embodiment is omitted.
本実施例では、図4に示すごとく、分巻コイル6とキャパシタ7との間から外部リード線18が引き出され、キャパシタ7と車両負荷19とを電気的に接続している。車両負荷19は、主電源2から電力の供給を受ける機器であって直流電動機3以外の機器であり、例えば、ナビゲーションまたはオーディオなどのシステムや、ECU9などの各種制御装置である。また、車両負荷19は、図示しない別途のリード線により主電源2と、直接、接続されており、主電源2からの電力供給を開始または停止するスイッチを内蔵している。なお、図4では、車両負荷19とECU9は別体として図示している。また、外部リード線18には、車両負荷19からキャパシタ7または分巻コイル6へ向かう逆流を防止するためダイオード20が備えられている。以上により、車両負荷19は、主電源2から電力の供給を受けることができるとともに、キャパシタ7からも電力の供給を受けることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, an
また、本実施例では、ドライバ16からの出力に応じて、第1通電方向と、第2通電方向およびキャパシタ7から放電させて外部リード線18を通して車両負荷19へ電力を供給する第3通電方向との間で通電方向が切り替えられる。すなわち、ECU9は、ドライバ16を介して、第1通電方向と第2通電方向および第3通電方向との切替を行う。制御素子13、15は、第2通電方向および第3通電方向に通電が行われるときに作動し、主電源2→制御素子13→キャパシタ7→分巻コイル6→制御素子15の方向と、主電源2→制御素子13→キャパシタ7→外部リード線18→ダイオード20→車両負荷19の方向とに電流が流れる。
In the present embodiment, the first energization direction, the second energization direction, and the third energization direction that discharges from the capacitor 7 and supplies power to the
また、直流電動機3の始動は、図4のA位置における電圧(a電圧と呼ぶ)、すなわち主電源2の電圧とキャパシタ7の電圧の和が、直流電動機3の始動に伴う主電源2の電圧降下を補償できる電圧(Vボルトとする)よりも大きくなってから行われる。また、ECU9は、内燃機関の状態、主電源2の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷19の状態に応じて、ドライバ16の制御値と設定値とを変更することができる。すなわち、内燃機関の状態、主電源2の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷19の状態に応じて、キャパシタ所定電圧を変更することができる。また、ECU9は、以下に述べるスタータ1の始動方法を記憶している。
Further, the starting of the
〔実施例2の始動方法〕
本実施例のスタータ1の始動方法を、図4ないし図5に基づいて説明する。
例えばエコランモードにおいて内燃機関が停止すると、キャパシタ充電信号がECU9に入力される(Step11)。そして、スイッチ17のON端子が閉じられて、制御素子12、14が作動する(Step12)。これにより、第1通電方向に通電が行われて、主電源2→制御素子12→分巻コイル6→キャパシタ7→制御素子14の方向に電流が流れる。そして、ドライバ16の制御値および設定値に応じてキャパシタ7がキャパシタ所定電圧まで充電される(Step13)。なお、ドライバ16の制御値および設定値は、キャパシタ充電信号がECU9に入力されるまでに、内燃機関の状態、主電源2の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷19に応じて変更されている。そして、キャパシタ7がキャパシタ所定電圧まで充電されると、制御素子12、14の作動が停止する(Step14)。
[Starting Method of Example 2]
A method for starting the starter 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS.
For example, when the internal combustion engine stops in the eco-run mode, a capacitor charging signal is input to the ECU 9 (Step 11). Then, the ON terminal of the
次に、乗員の操作などにより、内燃機関を始動する始動信号が出力されECU9に入力されると(Step15)、制御素子13、15が作動して(Step16)、第2通電方向と第3通電方向とに通電が行われる。この通電により、主電源2→制御素子13→キャパシタ7→分巻コイル6→制御素子15の方向に電流が流れ、キャパシタ7から分巻コイル6への放電が行われる。また、主電源2→制御素子13→キャパシタ7→外部リード線18→ダイオード20→車両負荷19の方向に電流が流れ、車両負荷19への放電が行われる。このとき、a電圧がVボルトよりも小さい場合(Step17でYESの場合)は、一旦、制御素子13、15の作動が停止する(Step18)。そして、制御素子12、14が作動して(Step19)、再度、第1通電方向に通電が行われキャパシタ7が充電される。その後、制御素子12、14の作動が停止して、再度、制御素子13、15が作動する(Step16)。
Next, when a start signal for starting the internal combustion engine is output by the occupant's operation or the like and is input to the ECU 9 (Step 15), the
a電圧がVボルト以上の場合(Step17でNOの場合)、スイッチ17のST端子が閉じられてソレノイド11に通電が行われ、リレー5が閉じられる(Step20)。これにより、直流電動機3が始動しスタータ1による内燃機関の始動が行われる。内燃機関が始動すると(Step21)、スイッチ17が開かれて、ソレノイド11への通電が停止されてリレー5が開かれ(Step22)、制御素子13、15の作動が停止する。
When the voltage a is equal to or higher than V volts (NO in Step 17), the ST terminal of the
〔実施例2の効果〕
本実施例のスタータ1は、直流電動機3が複巻電動機であり、分巻コイル6と直列に接続されたキャパシタ7と、車両負荷19とキャパシタ7とを電気的に接続する外部リード線18と、第1通電方向と第2通電方向および第3通電方向とを切り替えるH型制御装置8とを備える。そして、直流電動機3の始動前に第1通電方向に通電され、直流電動機3の始動時にH型制御装置により第1通電方向から第2通電方向および第3通電方向へ切り替えられる。
これにより、直流電動機3の始動前に分巻コイル6を電圧調整抵抗としてキャパシタ7を充電させることができる。また、直流電動機3の始動時にキャパシタ7から分巻コイル6および車両負荷19へ放電することができる。このため、電機子コイル4への通電、すなわち直流電動機3の始動に伴う主電源2の電圧降下を補償して、スタータ1の必要トルクおよび車両負荷19の作動を確保することができる。
[Effect of Example 2]
In the starter 1 of this embodiment, the
Thereby, the capacitor 7 can be charged with the
また、本実施例のスタータ1は、ドライバ16の設定値(第1通電方向に通電させる時間)および制御値(第1通電方向に流れる電流)を、内燃機関の状態、主電源2の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷19の状態に応じて変更することができる。
これにより、内燃機関の状態、主電源2の状態、内燃機関始動モード、および車両負荷19の状態に応じて、キャパシタ7の充電電圧を変更することができる。また、充電時間の最短化を図ることができるとともに、充電の要否を決めることもできる。
In addition, the starter 1 of the present embodiment uses the setting value of the driver 16 (time for energization in the first energization direction) and the control value (current flowing in the first energization direction) as the state of the internal combustion engine, the state of the
Thereby, the charging voltage of the capacitor 7 can be changed according to the state of the internal combustion engine, the state of the
〔変形例〕
実施例1および実施例2のスタータ1の直流電動機3は複巻電動機であったが、電機子コイル4と並列に接続された分巻コイル6のみが励磁電流の供給を受けることにより必要トルクを発生させる分巻電動機に、本発明を適用してもよい。
実施例1では、第1通電方向と第2通電方向とが切り替えられ、実施例2では、第1通電方向と第2通電方向および第3通電方向とが切り替えられたが、第1通電方向と第3通電方向とが切り替えられるようにしてもよい。
また、第3通電方向への切替が可能な構成のスタータ1であれば、直流電動機3の始動時以外にも、第3通電方向への通電を行わせることができるようにしてもよい。この場合、車両負荷19の状態に応じて、随時、車両負荷19への通電を行うことができる。
[Modification]
The
In Example 1, the first energization direction and the second energization direction are switched. In Example 2, the first energization direction, the second energization direction, and the third energization direction are switched. The third energization direction may be switched.
In addition, if the starter 1 has a configuration that can be switched to the third energization direction, the energization in the third energization direction may be performed not only when the
1 スタータ(内燃機関始動装置)
2 主電源
3 直流電動機
4 電機子コイル
6 分巻コイル
7 キャパシタ
8 H型制御装置(通電方向切替手段)
9 ECU、制御装置(制御手段)
18 外部リード線
19 車両負荷
1 Starter (Internal combustion engine starter)
2
9 ECU, control device (control means)
18
Claims (8)
前記電機子コイルと並列に接続され、かつ前記分巻コイルと直列に接続されたキャパシタと、
このキャパシタと前記直流電動機とに電力を供給する主電源と、
前記主電源から電力を供給させて前記キャパシタを充電する第1通電方向と、前記キャパシタから放電させて前記分巻コイルへ電力を供給する第2通電方向とを切り替える通電方向切替手段と、
前記直流電動機の始動前に、前記第1通電方向に通電させ、前記直流電動機の始動時に、前記通電方向切替手段により前記第1通電方向から前記第2通電方向へ切り替えさせる制御手段と
を備える内燃機関始動装置。 A DC motor having a shunt coil connected in parallel with the armature coil;
A capacitor connected in parallel with the armature coil and connected in series with the shunt coil;
A main power supply for supplying power to the capacitor and the DC motor;
Energization direction switching means for switching between a first energization direction for supplying power from the main power supply to charge the capacitor and a second energization direction for discharging power from the capacitor and supplying power to the shunt coil;
An internal combustion engine comprising: a control unit configured to energize the first energization direction before starting the DC motor, and to switch the energization direction switching unit from the first energization direction to the second energization direction when the DC motor is started. Engine starter.
前記制御手段は、前記第1通電方向に通電させる時間および前記第1通電方向に流す電流を、内燃機関の状態および前記主電源の状態に応じて変更できることを特徴とする内燃機関始動装置。 The internal combustion engine starter according to claim 1,
The internal combustion engine starter characterized in that the control means can change the time of energization in the first energization direction and the current flowing in the first energization direction according to the state of the internal combustion engine and the state of the main power source.
前記制御手段は、前記第1通電方向に通電させる時間および前記第1通電方向に流す電流を、内燃機関始動モードに応じて変更できることを特徴とする内燃機関始動装置。 The internal combustion engine starter according to claim 1,
The internal combustion engine starter characterized in that the control means can change the time of energization in the first energization direction and the current flowing in the first energization direction according to the internal combustion engine start mode.
前記キャパシタの静電容量は、前記直流電動機への電力供給に伴う前記主電源の電圧降下を補償できる値であることを特徴とする内燃機関始動装置。 The internal combustion engine starter according to any one of claims 1 to 3,
The internal combustion engine starter according to claim 1, wherein the capacitance of the capacitor is a value capable of compensating for a voltage drop of the main power supply accompanying power supply to the DC motor.
前記電機子コイルと並列に接続され、かつ前記分巻コイルと直列に接続されたキャパシタと、
このキャパシタと前記直流電動機とに電力を供給するとともに、前記直流電動機以外の車両負荷にも電力を供給する主電源と、
前記車両負荷と前記キャパシタとを電気的に接続する外部リード線と、
前記主電源から電力を供給させて前記キャパシタを充電する第1通電方向と、前記キャパシタから放電させて前記分巻コイルへ電力を供給する第2通電方向、および前記キャパシタから放電させて前記外部リード線を通して前記車両負荷へ電力を供給する第3通電方向とを切り替える通電方向切替手段と、
前記直流電動機の始動前に、前記第1通電方向に通電させ、前記直流電動機の始動時に、前記通電方向切替手段により前記第1通電方向から前記第2通電方向および前記第3通電方向へ切り替えさせる制御手段と
を備える内燃機関始動装置。 A DC motor having a shunt coil connected in parallel with the armature coil;
A capacitor connected in parallel with the armature coil and connected in series with the shunt coil;
While supplying power to this capacitor and the DC motor, a main power source that supplies power to a vehicle load other than the DC motor;
An external lead wire for electrically connecting the vehicle load and the capacitor;
A first energization direction in which power is supplied from the main power supply to charge the capacitor; a second energization direction in which electric power is discharged from the capacitor and supplied to the shunt coil; and the external lead is discharged from the capacitor. Energization direction switching means for switching a third energization direction for supplying electric power to the vehicle load through a line;
Before starting the DC motor, the first energization direction is energized, and when the DC motor is started, the energization direction switching means switches the first energization direction to the second energization direction and the third energization direction. An internal combustion engine starter comprising control means.
このキャパシタと前記直流電動機とに電力を供給するとともに、前記直流電動機以外の車両負荷にも電力を供給する主電源と、
前記車両負荷と前記キャパシタとを電気的に接続する外部リード線と、
前記主電源から電力を供給させて前記キャパシタを充電する第1通電方向と、前記キャパシタから放電させて前記外部リード線を通して前記車両負荷へ電力を供給する第3通電方向とを切り替える通電方向切替手段と、
前記直流電動機の始動前に、前記第1通電方向に通電させ、前記直流電動機の始動時に、前記通電方向切替手段により前記第1通電方向から前記第3通電方向へ切り替えさせる制御手段と
を備える内燃機関始動装置。 A capacitor connected in parallel with the armature coil of the DC motor;
While supplying power to this capacitor and the DC motor, a main power source that supplies power to a vehicle load other than the DC motor;
An external lead wire for electrically connecting the vehicle load and the capacitor;
Energization direction switching means for switching between a first energization direction in which electric power is supplied from the main power source to charge the capacitor and a third energization direction in which electric power is discharged from the capacitor and supplied to the vehicle load through the external lead wire. When,
An internal combustion engine comprising: a control unit configured to energize the first energization direction before starting the DC motor, and to switch the energization direction switching unit from the first energization direction to the third energization direction when the DC motor is started. Engine starter.
前記制御手段は、前記第1通電方向に通電させる時間および前記第1通電方向に流す電流を、前記車両負荷の状態に応じて変更できることを特徴とする内燃機関始動装置。 In the internal combustion engine starting device according to claim 5 and claim 6,
The internal combustion engine starter according to claim 1, wherein the control means can change a time for energization in the first energization direction and a current to flow in the first energization direction according to the state of the vehicle load.
前記制御手段は、前記直流電動機の始動時以外にも、前記第3通電方向への通電を行わせることができることを特徴とする内燃機関始動装置。 In the internal combustion engine starting device according to claim 5 and claim 6,
The internal combustion engine starter according to claim 1, wherein the control means is capable of energizing in the third energization direction other than when the DC motor is started.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003337093A JP2005105861A (en) | 2003-09-29 | 2003-09-29 | Internal combustion engine starting device |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2010119181A (en) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Panasonic Corp | Inverter apparatus |
US8344530B2 (en) | 2009-10-28 | 2013-01-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Engine starter and resistor short-circuiting device |
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2003
- 2003-09-29 JP JP2003337093A patent/JP2005105861A/en not_active Withdrawn
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