JP2002070699A - 燃料消費節約型自動車 - Google Patents

燃料消費節約型自動車

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JP2002070699A JP2000252566A JP2000252566A JP2002070699A JP 2002070699 A JP2002070699 A JP 2002070699A JP 2000252566 A JP2000252566 A JP 2000252566A JP 2000252566 A JP2000252566 A JP 2000252566A JP 2002070699 A JP2002070699 A JP 2002070699A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの一時停止を伴う燃料消費節約型自
動車に於けるエンジン一時停止後のスタータモータによ
るエンジン再始動のための電流消費を節減すると共にエ
ンジン再始動の敏捷性を高める。 【解決手段】 エンジン一時停止の条件が成立したとき
にはエンジンへの燃料の供給を遮断してエンジンを慣性
回転させ、エンジンの再始動に当っては、エンジンが慣
性回転中であっても、スタータモータの回転速度をエン
ジンの回転速度に同期させてスタータモータをエンジン
に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギ資源の節
約と環境保全に配慮した燃料消費節約型自動車に係る。
【０００２】
【従来の技術】エネルギ資源の節約と環境保全のため
に、自動車の運転中にエンジンの一時停止が許容される
所定の条件が成立したとき、エンジンを一時停止させる
ことが考えられ、また一部の自動車に於いて実施されて
いる。かかる燃料消費節約のためのエンジンの一時停止
に於いても、エンジンの再始動はエンジンの最初の始動
時に於けると同様に、スタータモータによりエンジンを
駆動することにより行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】エンジンを始動すると
きにのみスタータモータがエンジンに連結される構造で
は、エンジンの最初の始動時には、エンジンは停止して
いるので、スタータモータをその通電に先立ってエンジ
ンに連結すれば、連結に特段の困難を来たすことはな
い。しかし自動車の運転中に於ける燃料消費節約のため
のエンジンの一時停止時には、エンジンは一時停止の開
始直後に再始動を要求されることもあり、再始動の際に
エンジンが未だ完全に停止していないときには、エンジ
ンにスタータモータを連結することに困難を来たし、両
者の連結が互いに噛み合う歯車によってなされるような
構造では、歯欠けを生ずる虞れがある。そのため従来の
燃料消費節約型自動車に於いては、エンジンを一時停止
の開始直後であって未だ慣性回転が残っている時期に再
始動すべき制御信号が発せられたときには、エンジンが
一旦停止するのを待ってスタータモータを連結する操作
が行われている。
【０００４】しかし燃料消費節約型自動車のエンジン一
時停止後の再始動に於ける敏捷性は、この種の自動車に
於いて解決すべき最も重要な課題の一つである。
【０００５】本発明は、燃料消費節約型自動車に於ける
上記の課題に鑑み、この点に関し改良された燃料消費節
約型自動車を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明は、自動車の運転中にエンジンの一時停止が
許容される所定の条件が成立したときエンジンを一時停
止させる燃料消費節約型の自動車に於いて、前記所定の
条件が成立したとき、エンジンへの燃料の供給を遮断し
てエンジンを慣性回転させ、エンジンの再始動に当っ
て、少なくともエンジンの回転速度が零でないときに
は、スタータモータに調速通電を行ってその回転速度を
エンジンの回転速度に同期させてスタータモータをエン
ジンに連結することを特徴とする自動車を提案するもの
である。
【０００７】
【発明の作用及び効果】燃料消費節約型自動車の運転中
に於けるエンジンの一時停止は、燃料消費を節約するこ
とが目的であり、エンジンの回転を停止させることが目
的ではない。従って、エンジンより車輪を駆動する駆動
系が随時必要に応じて遮断されるようになっていれば、
エンジンの一時停止が許容される所定の条件が成立し、
燃料の供給が遮断されたエンジンが、その後も慣性回転
することに何等問題はなく、寧ろエンジンの再始動に際
してエンジンに慣性回転が残っていれば、慣性回転より
始まって回転数を高めるエンジン再始動が行われる方
が、合理的であると考えられる。ただその際、一度燃料
の供給を遮断されたエンジンが再始動するには、殆どの
場合にスタータモータの助けを要するので、回転中のエ
ンジンにスタータモータを連結させるという構成が必要
である。
【０００８】この点に於いて、上記の如くエンジンの再
始動に当って、エンジンの回転速度が零でないときに
は、スタータモータに調速通電を行ってその回転速度を
エンジンの回転速度に同期させてスタータモータがエン
ジンに連結されるようになっていれば、燃料の供給が遮
断されることにより一時停止状態に追い込まれたエンジ
ンを、残る慣性回転をそのまま有効に利用してエンジン
をより速やかに運転状態に復帰させることができる。
【０００９】尚、この場合、エンジン一時停止のための
燃料遮断と共にエンジンの排気弁が開放されれば、エン
ジンの一時停止後の復帰に慣性回転をよりよく利用する
ことができる。
【００１０】又、スタータモータへの電流の供給は、上
記の如きエンジン回転への同期のための調速通電がエン
ジンを駆動するときの全力通電より低い電圧にて行なわ
れるようになっていてよく、一例としてこれらはそれぞ
れ電圧の異なる別の電源よりなされるようになっていて
よい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照して本発明
を実施例について詳細に説明する。
【００１２】図１はスタータモータによるエンジン始動
用駆動構造をその一例について幾分解図的に示す図であ
る。図に於いて、１０がスタータモータであり、スター
タモータはその端子１２及び１４を経て電流が供給され
ることにより、その回転軸１６が回転駆動されるように
なっている。回転軸１６には、そのスプライン部１８に
て、スプール２０がトルク伝達関係に且つ軸線方向に摺
動可能に係合しており、該スプールの図に於ける左端に
はピニオン２２が設けられている。２４は図には示され
ていないエンジンのクランク軸に取り付けられたフライ
ホイールであり、その周縁にはピニオン２２の歯と噛み
合うことのできる歯２６が形成されている。
【００１３】スプール２０は、ソレノイド２８の可動鉄
芯３０によって、枢軸３２の周りに枢動可能に支持され
た枢動レバー３４を経て、ソレノイド２８のオンオフ
（通電、非通電）に応じて、スプライン部１８に沿って
図にて左右に移動されるようになっている。図示の構成
より明らかな通り、ソレノイド２８が通電されておら
ず、可動鉄芯３０が圧縮コイルばね３６の作用により図
にて左方へ偏倚しているときには、スプール２０は図示
の位置にあってピニオン２２はフライホイール２４の歯
２６とは噛み合わず、ソレノイド２８が通電され、可動
鉄芯３０が図にて右方へ駆動されると、スプール２０は
図にて左方へ駆動され、ピニオン２２はフライホイール
２４の歯２６と噛み合う。
【００１４】かかる構成より明らかな通り、エンジンを
始動すべきときには、先ずソレノイド２８が通電され、
ピニオン２２をフライホイール２４の歯２６に噛み合わ
せ、しかる後スタータモータ１０へのエンジン駆動用通
電が行われる。エンジンの始動後はソレノイド２８がオ
フとされ、可動鉄芯３０は圧縮コイルばね３６の作用に
より図示の位置に復帰し、ピニオン２２はフライホイー
ル２４の歯２６との噛み合いより外される。
【００１５】図２は図１に示すスタータモータの作動を
制御する制御構成を解図的に示す図である。図２に於け
る符号１０及び２８は、それぞれ図１に於けるスタータ
モータ及びソレノイドを示している。スタータモータ１
０は、リレースイッチ３８のオンオフとトランジスタ４
０のオンオフに応じて低電圧バッテリ４２からの電流を
選択的に供給され、またリレースイッチ４４のオン時に
はリレースイッチ３８とトランジスタ４０がオンとされ
ることにより高電圧バッテリ４６からの電流を供給され
るようになっている。
【００１６】ソレノイド２８はリレースイッチ４８のオ
ンオフとトランジスタ５０のオンオフに応じて低電圧バ
ッテリ４２からの電流を選択的に供給されるようになっ
ている。リレースイッチ３８、４４、４８及びはトラン
ジスタ４０及び５０は何れもマイクロコンピュータを含
むコントローラ５２により制御され、以下に図３のフロ
ーチャートを参照して説明されるスタータモータによる
エンジン始動を制御するようになっている。尚、図２に
於いて５４は運転者により操作される従来のエンジン始
動用のスタートスイッチであり、５６はスタートスイッ
チ５４によるエンジンの始動に際してトランスミッショ
ンがニュートラル位置にあることを検出するためのニュ
ートラルスイッチである。５８はエンジンの回転数を検
出するエンジン回転数センサである。
【００１７】次に図３のフローチャートを参照して、本
発明による燃料消費節約型自動車に於ける発明の要部を
なす、スタータモータによるエンジンの始動制御につい
て説明する。尚、かかる制御によりエンジン及びスター
タモータに生ずる回転速度の変化の一例を図４に示す。
【００１８】図には示されていない自動車のキースイッ
チの閉成或いは本発明の実施を選択する図には示されて
いない適当なスイッチの閉成により本発明による燃料消
費節約型自動車の運転が開始されると、ステップ１０に
て図には示されていないブレーキスイッチがオンである
か否か、即ち運転者がブレーキペダルを所定の踏み込み
深度を超えて踏み込んだか否かが判断される。判断結果
がイエスのときには、制御はステップ２０へ進み、車速
が所定の小さいしきい値Ｖ0以下であるか否かが判断さ
れる。判断結果がイエスのときには、制御はステップ３
０へ進み、前回の一時停止よりの走距離が１５メートル
以上であるか否かが判断される。この「１５メートル以
上」なる走行距離は、バッテリに不適当な消耗を生ずる
ことなく燃料消費節約型の運転を行うための走行距離の
目安の一例である。判断結果がイエスのときには、制御
はステップ４０へ進む。
【００１９】ステップ４０に於いては、フラッグＦが１
であるか否かが判断される。フラッグＦは制御の開始時
には初期化により０とされているものであり、以下に説
明するステップ７０にて１とされるものである。制御開
始後の初めてのステップ４０に於いては、判断結果はノ
ーであり、制御はステップ５０へ進み、ここでエンジン
への燃料の供給が遮断され、ステップ６０にてエンジン
の排気弁が開放される。その後、制御はステップ７０に
てフラッグＦを１にセットし、ステップ１０へ戻る。
【００２０】こうして図示の実施例に於いては、ブレー
キスイッチがオンであり、車速がＶ 0以下であり、前回
の燃料一時停止時よりの走行距離が１５メートル以上で
あるとの条件が成立することにより、エンジンへの燃料
の供給は遮断され、排気弁が開放され、エンジンは慣性
回転状態に入る。これにてエンジン回転速度は図４に示
す如く時点ｔ1より始まって次第に低下する。
【００２１】その後、時点ｔ2に於いてステップ１０、
２０或いは３０の何れか一つに於ける条件が崩れると、
制御はステップ８０へ進む。尚、スタート後、ステップ
１０、２０及び３０の３条件が未だ同時に満たされてい
ないときには、当然制御は当初からステップ８０へ進
む。
【００２２】制御が一度ステップ４０〜７０を通過した
後ステップ８０に至ったときには、フラッグＦは１であ
り、このときには制御はステップ９０へ進む。ステップ
８０に於ける判断結果がノーのときには、制御は以下の
ステップ９０〜１２０をバイパスして直ちにステップ１
０へ戻る。
【００２３】ステップ９０に於いては、エンジン回転数
センサ５８により検出されたエンジン回転速度の対スタ
ータモータ等価速度Ｎeが４００rpm以上であるか否かが
判断される。エンジン回転速度の対スタータモータ等価
速度Ｎeとは、図１の構造より明らかな通り、エンジン
のフライホイール２４の回転速度とスタータモータの回
転軸１６の回転速度の間には、ピニオン２２とフライホ
イール２４の歯２６の歯数の比に逆比例する相違がある
ことに対処し、エンジン回転速度をスタータモータの回
転速度に等価な値に換算したものである。尚、以下に於
いては簡単のため、誤解を生じない範囲で、エンジン回
転速度の対スタータモータ等価速度Ｎeを単にエンジン
回転速度Ｎeと称する。判断結果がイエスのときには、
制御はステップ１００へ進み、燃料の供給が再開され
る。
【００２４】エンジンへの燃料の供給が一度遮断され、
エンジンが慣性回転状態にあるとき、その回転速度が４
００rpm程度以上であれば、スタータモータによるエン
ジンの加速を行わなくても、燃料供給の再開のみでエン
ジンが再始動する可能性は高い。次のステップ１１０に
於いては、エンジンが始動したか否かが判断される。判
断結果がイエスのときには、制御はステップ１２０にて
フラッグＦを０にリセットした後、ステップ１０へ戻
る。これはエンジンの一時停止後、エンジンが未だ慣性
回転している状態にてエンジンを再始動すべく燃料の供
給が再開されることにより、スタータモータを用いるこ
となくエンジンの再始動が行われる場合である。
【００２５】エンジンへの燃料の供給が遮断された後の
エンジンの慣性回転の程度は、燃料遮断時のエンジンの
回転速度と、そのときエンジンに掛かっている負荷の状
態によるが、エンジンがトルクコンバータを含む自動変
速機にて車輪を駆動するようになっている場合、燃料遮
断と同時に排気弁を開放することにより、エンジン停止
までの慣性回転時間を延ばすことが可能である。
【００２６】ステップ９０に於ける判断結果がノーであ
るとき、即ちエンジンの慣性回転の速度が４００rpm以
下に低下しているとき、或いはステップ９０の判断結果
がイエスであり、ステップ１００にて燃料供給を再開し
たが、エンジンは再始動せず、ステップ１１０に於ける
判断結果がノーであるときには、制御はステップ１３０
へ進み、エンジン回転速度Ｎeとスタータモータ回転速
度Ｎsの差が所定のしきい値ΔＮ以下であるか否かが判
断される。
【００２７】ステップ１３０の判断結果がノーであれ
ば、制御はステップ１４０へ進み、コントローラ５２に
よりスタータモータ回転速度をエンジン回転速度に同期
させるためのスタータモータに対する調速通電のための
電流Ｉmが計算される。この計算は、図５に示す如く、
エンジン回転速度Ｎｅとスタータモータ回転速度Ｎｓと
の差ΔＮに基づくＰＩＤ制御であってよい。次いでステ
ップ１５０にて、低電圧バッテリ４２の電流を用い、コ
ントローラ５２によりリレースイッチ３８がオンとされ
又トランジスタ４０がオンオフデューティ制御されるこ
とによりスタータモータ１０への調速通電が行われる。
【００２８】スタータモータの調速通電の結果、ステッ
プ１３０に於ける判断結果がイエスとなったとき（図４
の時点ｔ3）、或いは制御が最初にステップ１３０に至
ったときにエンジンの慣性回転が既に終了していること
によりステップ１３０の判断結果がイエスであるときに
は、制御は１６０へ進み、低電圧バッテリ４２の電流に
基づきコントローラ５２によりリレースイッチ４８がオ
ンされると共にトランジスタ５０がオンオフデューティ
制御されることにより、ソレノイド２８が適宜に通電さ
れ、エンジンにスタータモータが連結される。
【００２９】次いでステップ１７０にて高電圧バッテリ
４６の電流を用い、コントローラ５２による制御の下
に、スタータモータへの全力通電が行われ、スタータモ
ータによるエンジンの始動駆動が行われる。次いでステ
ップ１８０にてエンジンが始動したか否かが判断され、
判断結果がノーのときには制御はステップ１３０へ戻
り、判断結果がイエスのとき、即ちエンジンが再始動さ
れたときには、制御はステップ１９０へ進み、スタータ
モータへの通電が停止される。（図４に於ける時点
ｔ4）次いでステップ２００に於いてエンジンからのス
タータモータの切り離しが行われ、制御はステップ１２
０に於いてフラッグＦを０にリセットした後ステップ１
０へ戻る。尚、ピニオン２２をフライホイール２４の歯
２６との噛み合いより外すに当ってのスタータモータ１
０への通電の解除のタイミングは適宜定められてよい。
【００３０】かくして、本発明によれば、エンジンの一
時停止を伴う燃料消費節約型自動車の運転に於いて、エ
ンジンの一時停止中にもエンジンの慣性回転を可及的有
効に利用し、エンジン再始動に当ってのスタータモータ
消費エネルギの可及的節減を図ると同時に、エンジン再
始動の敏捷性の改善を図ることができる。
【００３１】以上に於いては、本発明を一つの好ましい
実施例について詳細に説明したが、図示の実施例につい
て本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料消費節約型自動車に組み込ま
れるスタータモータの一例を幾分解図的に示す図。
【図２】図１に示されたスタータモータの作動のための
制御装置の構成を示す概略図。
【図３】図２に示された制御装置により図１に示された
スタータモータを本発明に従って作動させる要領を示す
フローチャート。
【図４】図３のフローチャートに沿った制御によりエン
ジン及びスタータモータに生ずる回転速度の変化の一例
を示すグラフ。
【図５】図３のフローチャートのステップ１４０に於け
る計算を示す線図。
【符号の説明】
１０…スタータモータ １２、１４…端子 １６…スタータモータの回転軸 １８…スタータモータ回転軸のスプライン部 ２０…スプール ２２…ピニオン ２４…エンジンのフライホイール ２６…フライホイールの歯 ２８…ソレノイド ３０…ソレノイドの可動鉄芯 ３２…枢軸 ３４…枢動レバー ３６…圧縮コイルばね ３８…リレースイッチ ４０…トランジスタ ４２…低電圧バッテリ ４４…リレースイッチ ４６…高電圧バッテリ ４８…リレースイッチ ５０…トランジスタ ５２…コントローラ ５４…スタートスイッチ ５６…ニュートラルスイッチ ５８…エンジン回転数センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G092 BA03 BB10 CA02 CB05 EA08 EA27 EC08 FA24 FA30 GA01 GA10 HE01Z HF13Z HF19Z HF21Z HF26Z 3G093 BA19 BA21 BA22 CA02 DA01 DA12 DB05 DB12 DB15 EA03 EC02 FA11 FA14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動車の運転中にエンジンの一時停止が許
    容される所定の条件が成立したときエンジンを一時停止
    させる燃料消費節約型の自動車に於いて、前記所定の条
    件が成立したとき、エンジンへの燃料の供給を遮断して
    エンジンを慣性回転させ、エンジンの再始動に当って、
    少なくともエンジンの回転速度が零でないときには、ス
    タータモータに調速通電を行ってその回転速度をエンジ
    ンの回転速度に同期させてスタータモータをエンジンに
    連結することを特徴とする自動車。
  2. 【請求項２】前記スタータモータの調速通電は該スター
    タモータによりエンジンを駆動するときの電圧より低い
    電圧にて行なわれることを特徴とする請求項１に記載の
    自動車。
JP2000252566A 2000-08-23 2000-08-23 燃料消費節約型自動車 Expired - Lifetime JP4211208B2 (ja)

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Cited By (70)

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