JP2002061554A - エンジン始動装置 - Google Patents

エンジン始動装置

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JP2002061554A
JP2002061554A JP2000250954A JP2000250954A JP2002061554A JP 2002061554 A JP2002061554 A JP 2002061554A JP 2000250954 A JP2000250954 A JP 2000250954A JP 2000250954 A JP2000250954 A JP 2000250954A JP 2002061554 A JP2002061554 A JP 2002061554A
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JP
Japan
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engine
starter motor
speed
starting
starter
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Application number
JP2000250954A
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English (en)
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Motohisa Shimizu
元寿 清水
Masafumi Nakamura
政史 中村
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10Safety devices
    • F02N11/101Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement
    • F02N11/105Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement when the engine is already running

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケッチンや逆転再飛び込みを発生させずにエ
ンジンを始動でき、スタータモータに過大な負荷を与え
ないエンジン始動装置を提供する。 【解決手段】 エンジン2をスタータモータ3によりク
ランキングして始動するエンジン始動装置において、エ
ンジンを始動させるスタートスイッチ10と、エンジン
を所定のタイミングで爆発させる点火手段4と、エンジ
ン回転数に基づいてスタータモータ3および点火手段4
を制御するコントローラ1とを具備し、前記コントロー
ラ1は、エンジン回転数に基づいてエンジンが停止して
いるか否かを判定するエンジン停止判定手段103を含
み、スタートスイッチ10が投入され、かつエンジン停
止判定手段103によりエンジンが停止状態にあると判
定されると、スタータモータ4および点火手段4を起動
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スタータモータを
利用してエンジンを始動するエンジン始動装置に係り、
特に、エンジン始動時にスタータモータへ過大な負荷が
加わらないようにしたエンジン始動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スタータモータを利用した従来のエンジ
ン始動装置では、イグニッションスイッチをオンにする
とエンジン点火装置が起動され、さらにスタータスイッ
チをオンにするとスタータモータが駆動される。スター
タスイッチをオフにするとスタータモータが停止する。
したがって、ドライバはスタータスイッチを押下してス
タータモータを駆動し、エンジンが始動されたと感じた
らスタータスイッチを解放してスタータモータを停止さ
せる。
【0003】前記スタータモータは、駆動モータとスタ
ータピニオンギアとを主要部とし、駆動モータが回転す
ると、ピニオンギアがその慣性力により、エンジンのフ
ライホイールの外周にはめ込まれたリングギアに飛び込
んで噛み込み、エンジンがクランキングされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図5、6は、従来技術
におけるエンジンの始動および停止時の各部の動作タイ
ミングを示したタイミングチャートである。
【0005】エンジン運転中に、イグニッションスイッ
チが時刻t1 でオンからオフにされると、エンジン点火
装置が機能を喪失するのでエンジン回転数が徐々に低下
する。その後、エンジンが完全に停止する直前の時刻t
2 においてイグニッションスイッチが再びオンにされる
と、エンジン点火装置の機能が復帰する。このとき、停
止直前のピストンが圧縮工程を乗り切れずに上死点直前
で点火すると、エンジンが逆転してスタータモータに過
大な負荷が加わる。このような現象は一般に“ケッチ
ン”と呼ばれる。
【0006】また、エンジン停止の直前にピストンが圧
縮工程を乗り切れず、エンジンが逆転している時刻t3
においてスタータスイッチがオンにされてスタータモー
タが駆動されると、ピニオンギアが逆転中のリングギア
に飛び込むことになる。このような現象は一般に“逆転
再飛び込み”と呼ばれ、ここでもスタータモータに過大
な負荷が加わることになる。
【0007】また、従来技術ではスタータモータを駆動
させてエンジンが完爆回転数を超えても、スタータスイ
ッチがオフにされない限りスタータモータが回転し続け
てしまうという問題もあった。
【0008】さらに、図6に示したように、従来技術で
はエンジン始動に失敗しても、イグニッションスイッチ
はオンのままなので、エンジン停止時にピストンが圧縮
工程を乗り切れないと、上死点直前でエンジンが点火し
てケッチンが生じるという問題があった。
【0009】このように、上記した従来技術では、スタ
ータモータをケッチンや逆転再飛び込み時に発生する過
大負荷に耐え得るように強固なものとしなければならな
いので、スタータモータが大型化してしまうという問題
があった。
【0010】本発明の目的は、上記した従来技術の課題
を解決し、ケッチンや逆転再飛び込みを発生させずにエ
ンジンを始動できるエンジン始動装置を提供することに
ある。換言すれば、本発明の目的は、エンジン始動時に
スタータモータに過大な負荷を与えないエンジン始動装
置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、エンジンをスタータモータによりク
ランキングして始動するエンジン始動装置において、以
下のような手段を講じた点に特徴がある。
【0012】(1) エンジンを始動するスタートスイッチ
と、エンジンを所定のタイミングで爆発させる点火手段
と、エンジン回転数に基づいて前記スタータモータおよ
び点火手段を制御するコントローラとを具備し、前記コ
ントローラは、クランキング時のエンジン回転数が所定
の第1回転速度を越えると前記スタータモータを停止さ
せ、その後、エンジン回転数が所定の第2回転速度を下
回ると前記点火手段の動作を禁じることを特徴とする。
【0013】(2) エンジンを始動させるスタートスイッ
チと、エンジンを所定のタイミングで爆発させる点火手
段と、エンジン回転数に基づいて前記スタータモータお
よび点火手段を制御するコントローラとを具備し、前記
コントローラは、エンジン回転数に基づいてエンジンが
停止しているか否かを判定するエンジン停止判定手段を
含み、前記スタートスイッチが投入され、かつエンジン
停止判定手段によりエンジンが停止状態にあると判定さ
れると、前記スタータモータおよび点火手段を起動する
ことを特徴とする。
【0014】上記した特徴(1) によれば、エンジン回転
数が所定の第1回転数を越えるとスタータモータが自動
的に停止されるので、例えば第1回転数をエンジンの完
爆回転数に設定すれば、スタータモータがエンジン始動
後まで駆動され続けてしまうことがない。また、エンジ
ン回転数が所定の第2回転数を下回ると点火手段の動作
が禁止されるので、エンジン停止直前でのケッチンを防
止できる。
【0015】上記した特徴(2) によれば、エンジンが停
止していない状態では、スタートスイッチが投入されて
もスタータモータおよび点火手段の動作が禁止されるの
で、エンジン停止直前でのケッチンやエンジン逆転時に
スタータモータが駆動されることによるスタータピニオ
ンの逆転再飛び込みを防止できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図1は、本発明の一実施形態であるエン
ジン発電機の構成を示したブロック図である。
【0017】発電機5は2系統の3相メイン巻線5a,
5bを備え、各3相メイン巻線5a,5bの出力端には
AC−DCコンバータ6a,6bがそれぞれ接続されて
いる。各AC−DCコンバータ6a,6bの出力段に
は、インバータ7a(マスタ),7b(スレーブ)がそ
れぞれ接続されている。エンジン2をクランキングする
スタータモータ3およびエンジン点火装置4は、後に詳
述するコントローラ1およびスタートスイッチ10によ
り制御される。
【0018】各インバータ7a,7bの出力側TAおよ
びTBは、直列・並列切換部8を介して外部出力端子T
1,T2,T3に接続されている。各インバータ7a,
7b間は通信線7cで接続されており、互いを同期運転
するための制御信号および同期信号が送受される。
【0019】図2は、前記直列・並列切換部8の詳細を
示した回路図である。直列・並列切換部8はトグルスイ
ッチで構成することができ、スイッチが接点a側に切換
えられているときは、出力端子T1およびT2間には、
マスタ7aの出力電圧(例えば120V)が出力され、
出力端子T2およびT3間にはスレーブ7bの出力電圧
(例えば120V)が出力され、結果的に出力端子T1
およびT3間ではマスタ7aおよびスレーブ7bの出力
電圧の2倍の出力電圧(240V)が得られる。すなわ
ち、マスタ7aとスレーブ7bとは直列に接続されたこ
とになる。
【0020】また、スイッチが接点b側に切換えられて
いるときは、出力端子T1およびT2間には電圧が出力
されず、出力端子T2およびT3間にのみ、マスタ7a
およびスレーブ7bによる出力電圧(例えば120V)
が出力される。結果的に出力端子T2およびT3間には
マスタ7a,スレーブ7bのそれぞれの出力電圧(12
0V)が変化されずに出力され、出力(例えば2kW)
が2倍(4kW)になって現れる。すなわち、マスタ7
aとスレーブ7bとは並列に接続されたことになる。
【0021】図1に戻り、コントローラ1は、発電機5
が回転速度に同期して出力するパルス信号に基づいてエ
ンジン回転数Neを検知するNe検知部101と、Ne
検知部101により検知されるエンジン回転数に基づい
てエンジン2が停止状態にあるか否かを判定するエンジ
ン停止判定部103と、前記エンジン点火装置4の動作
を許可または禁止する点火許否決定部102と、前記ス
タータモータ3の動作を許可または禁止するエンジン始
動許否決定部104とを含む。
【0022】図3、4は、前記コントローラ1の動作を
説明するためのタイミングチャートである。
【0023】エンジン運転中に、図3の時刻t1 におい
てスタートスイッチ10がオンからオフに戻されると、
点火許否決定部102がこれを検知し、エンジン点火装
置4の点火動作を禁止する。その後、エンジン2が完全
に停止する直前の時刻t2 においてスタータスイッチ1
0がオンにされると、点火許否決定部102およびエン
ジン始動許否決定部104は、エンジン停止判定部10
3の判定結果を参照する。
【0024】しかしながら、時刻t2 ではエンジンが停
止していないので、点火許否決定部102はエンジン点
火装置4に点火を許可せず、エンジン始動許否決定部1
04はスタータモータ3に対して始動を許可しない。し
たがって、時刻t2 においてスタータスイッチ10がオ
ンにされ、停止直前のピストンが圧縮上死点に到達して
も、エンジンが点火しないのでケッチンの発生が防止さ
れる。
【0025】さらに、エンジン停止の直前にピストンが
圧縮工程を乗り切れず、エンジンが逆転している時刻t
3 においてスタートスイッチ10がオンにされても、本
実施形態ではスタータモータ3が駆動されないので、ピ
ニオンギアの逆転再飛び込みが防止される。
【0026】その後、エンジン回転数がゼロとなり、こ
の状態が所定時間持続されると、エンジン停止判定部1
03は、時刻t4 においてエンジン停止の判定を下す。
点火許否決定部102およびエンジン始動許否決定部1
04は、このエンジン停止判定を検知し、かつスタート
スイッチ10が依然としてオンであれば、それぞれエン
ジン点火装置4に点火を許可し、スタータモータ3を始
動させる。この結果、エンジン2がスタータモータ3に
よりクランキングされてエンジン2が始動される。
【0027】その後、時刻t5 において、エンジン回転
数が完爆回転数Nx を超えると、スタートスイッチ10
がオンのままであっても、エンジン始動許否決定部10
4はスタータモータ3を停止させる。前記完爆回転数N
x は、スタータモータ3によりクランキングされるエン
ジン2の回転速度と完爆状態にあるエンジンの最低回転
速度との間に設定されている。
【0028】さらに、図4に示したように、エンジン始
動時にエンジン回転数が完爆回転数NX を超えても、そ
の後、スタータスイッチ10がオフにされることなくエ
ンジン回転数が時刻t5 において完爆回転数NX を下回
ると、点火許否決定部102はエンジン始動に失敗した
と判断して失火エンジン点火装置4の動作を禁止する。
この結果、停止直前のピストンが圧縮上死点に到達して
もエンジンが点火しないので、ケッチンの発生が防止さ
れる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が達
成される。 (1) エンジンが停止していない状態でスタートスイッチ
がオンされてもエンジン点火装置が作動しないので、エ
ンジンが停止する直前にスタートスイッチがオンにされ
てもケッチンが発生しない。 (2) エンジンが停止していない状態でスタートスイッチ
がオンされてもスタータモータが始動しないので、スタ
ータピニオンの逆転再飛び込みが発生しない。 (3) エンジン回転数が完爆回転数を超えると、スタート
スイッチがオンのままであってもスタータモータが停止
されるので、スタータモータの無駄な駆動が防止され
る。 (4) エンジン始動に失敗してエンジン回転数が完爆回転
数を下回るとエンジン点火装置の動作が禁止されるので
ケッチンが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態のブロック図である。
【図2】 図1の直列・並列切換部の詳細を示した回路
図である。
【図3】 本発明におけるコントローラの動作を説明す
るためのタイミングチャート(その1)である。
【図4】 本発明におけるコントローラの動作を説明す
るためのタイミングチャート(その2)である。
【図5】 従来技術におけるコントローラの動作を説明
するためのタイミングチャート(その1)である。
【図6】 従来技術におけるコントローラの動作を説明
するためのタイミングチャート(その2)である。
【符号の説明】
1…コントローラ,2…エンジン,3…スタータモー
タ,4…エンジン点火装置,5…発電機,5a,5b…
3相メイン巻線,6a,6b…AC−DCコンバータ,
7a,7b…インバータ,8…直列・並列切換部,10
…スタートスイッチ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンをスタータモータによりクラン
    キングして始動するエンジン始動装置において、 エンジンを始動するスタートスイッチと、 エンジンを所定のタイミングで爆発させる点火手段と、 エンジン回転数に基づいて前記スタータモータおよび点
    火手段を制御するコントローラとを具備し、 前記コントローラは、クランキング時のエンジン回転数
    が所定の第1回転速度を越えると前記スタータモータを
    停止させ、その後、エンジン回転数が所定の第2回転速
    度を下回ると前記点火手段の動作を禁じることを特徴と
    するエンジン始動装置。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2回転速度が、前記ス
    タータモータによりクランキングされるエンジンの回転
    速度と完爆状態にあるエンジンの最低回転速度との間で
    あ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。
  3. 【請求項3】 エンジンをスタータモータによりクラン
    キングして始動するエンジン始動装置において、 エンジンを始動させるスタートスイッチと、 エンジンを所定のタイミングで爆発させる点火手段と、 エンジン回転数に基づいて前記スタータモータおよび点
    火手段を制御するコントローラとを具備し、 前記コントローラは、 エンジン回転数に基づいてエンジンが停止しているか否
    かを判定するエンジン停止判定手段を含み、 前記スタートスイッチが投入され、かつエンジン停止判
    定手段によりエンジンが停止状態にあると判定される
    と、前記スタータモータおよび点火手段を起動すること
    を特徴とするエンジン始動装置。
  4. 【請求項4】 前記エンジン停止判定手段は、エンジン
    回転数がゼロの状態が所定時間以上継続して検知される
    とエンジン停止と判定することを特徴とする請求項3に
    記載のエンジン始動装置。
JP2000250954A 2000-07-19 2000-08-22 エンジン始動装置 Pending JP2002061554A (ja)

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US09/906,055 US6707169B2 (en) 2000-07-19 2001-07-17 Engine generator, controller, starter apparatus, and remote control system for the engine generator

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