JP3108288B2 - エンジン始動装置 - Google Patents
エンジン始動装置Info
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Description
ンジンの低温始動性を改善した始動装置に関する。
図6または図7に示したようなものが知られている。
に低温始動用のバッテリVbを備え、常温始動時にはバ
ッテリVaのみをスタータスイッチSsを介してスター
タモータMに接続するのに対して、低温始動時にはスイ
ッチSを切り換えてバッテリVbをバッテリVaと直列
に接続することにより高電圧を供給するようにしてい
る。
タスイッチSsとの間の回路にスイッチS1とスイッチ
S2とにより切換接続されるコンデンサCを介装し、こ
のコンデンサCからの大電流をスタータモータMに付加
的に供給することにより低温始動性を高めたものであ
る。なおRは充電電流の制限抵抗である。この場合、ス
イッチS1とS2の切換は制御回路CUにより制御さ
れ、始動前にはスイッチS1とS2を共にb位置として
コンデンサCをバッテリ電圧により充電し、始動時には
スイッチS1とS2を共にa位置としてコンデンサCを
バッテリVと直列に接続してスタータモータMを駆動す
るようになっている。(この種の始動装置の公知文献と
しては、例えば特公平6−1067号を参照。)
ば、高電圧または大電流によりある程度の低温始動性改
善効果を期待できるが、さらに低温の条件ではバッテリ
ー能力の低下に加えて潤滑油の粘性抵抗によるスタータ
モータ負荷が著増するので、必ずしも確実な始動性が得
られるとは限らなかった。
手段の提供を目的とする。
ンデンサをバッテリにより充電する充電回路と、前記複
数のコンデンサを直列または並列に選択的に接続する切
換スイッチと、直列または並列に接続したコンデンサを
スタータモータに接続するスタータスイッチと、スター
タスイッチに連動して始動時にコンデンサを前記充電回
路から遮断する遮断スイッチと、を備える。
出する温度検出手段と、温度検出手段を介しての検出温
度に基づいて、複数のコンデンサを、検出温度が所定値
を超える始動時には並列に接続する一方、同じく検出温
度が所定値以下の始動時には直列に接続するべく、前記
切換スイッチを駆動する制御手段と、を備えたことを特
徴とする。
手段は、検出温度が所定値を超える始動時において、エ
ンジン始動前に電圧が所定値よりも低下したときには複
数のコンデンサを並列から直列に切り換えるようにした
ことを特徴とする。
明において、コンデンサの並列接続時に、これらコンデ
ンサと並列にバッテリ電流を供給する回路を備えたこと
を特徴とする。
始動時に充電され、始動時に充電回路から遮断される。
これらのコンデンサは、所定温度以下の始動時には直列
に接続され、所定温度を超える始動時には並列に接続さ
れるのである。
は、複数の直列に接続されたコンデンサから高電圧がス
タータモータに供給され、大きなトルクが発揮されて十
分なクランキング速度が得られる。
の並列に接続されたコンデンサから、バッテリ電圧と同
程度の電流がスタータモータに供給される。この場合
も、コンデンサの並列接続により大電流が得られるの
で、バッテリのみによる場合よりも良好なクランキング
を行うことができる。
において、エンジン始動前に電圧が所定値よりも低下し
た場合、複数のコンデンサが並列から直列に切り換えら
れるので、並列接続状態からの始動に失敗しそうになっ
たときにコンデンサの直列接続への切り換えにより高電
圧がスタータモータに供給されるため、始動性を改善す
ることができる。
接続時にこれらコンデンサと並列にバッテリ電流が供給
されるので、コンデンサが劣化して内部抵抗が大きくな
っている場合においても、バッテリ電流の供給により、
電源側の見かけ上の内部抵抗が減少するため、必要かつ
十分な電力をスタータモータに供給できる。つまり、良
好な始動性が確保される。
する。なお、各図につき同一の部分には同一の符号を付
して示すことにする。
ッチSsとを接続する始動回路の途中に、切換スイッチ
としての2個のスイッチS1,S2によって並列または
直列接続が切り換えられる2個のコンデンサC1,C2
が介装されている。前記、コンデンサC1,C2として
は、例えば電気2重層コンデンサ等の高効率コンデンサ
が使用される。また、これらコンデンサC1,C2とバ
ッテリVとの間には充電回路を構成する抵抗R,遮断ス
イッチとしてのスイッチS3及びダイオードDが直列に
設けられている。
検出する温度センサ、CUはこの温度センサTwからの
信号に基づいて上記スイッチS1〜S3を切換駆動する
制御手段としてのコントロールユニットである。コント
ロールユニットCUはマイクロコンピュータ等により構
成される一方、このコントロールユニットCUからの信
号により作動するスイッチS1〜S3としては、リレー
スイッチの他に例えばIGBT(Insulated Gate Bipole
r Transistor)などの半導体スイッチが適用される。
イッチS1,S2がそれぞれの接点bに接続されると並
列接続状態となり、このときスイッチS3の閉成により
バッテリVからの電流により充電される。コントロール
ユニットCUはこのような充電制御を、スタータスイッ
チSsの開閉状態を検出して、スイッチSsが開いてい
る非始動操作時に行う。
イッチS1,S2が共にa接点に接続されると(ただし
スイッチS2のa接点は開放位置である。)、スタータ
スイッチSs及びスタータモータMに対して直列接続状
態となる。
り2つのコンデンサC1,C2の充電を完了したのちス
イッチS3を開いてから、スイッチS1,S2をともに
b接点に接続した状態でスタータスイッチSsを閉じる
と、並列に接続された2個のコンデンサC1,C2によ
り大きな駆動電流がスタータモータMに供給される。な
お、コンデンサC1,C2の充電状態はその端子電圧を
監視することにより検知することができる。
チS1,S2をともにa接点に接続した状態でスタータ
スイッチSsを閉じると、直列に接続された2個のコン
デンサC1,C2により充電電圧の約2倍の高電圧がス
タータモータMに供給されることになる。
ている間にスイッチS3を閉成して充電を行い、充電完
了後にスイッチS1,S2を直列または並列の何れかの
状態に選択してからスイッチS3を開いてスタータスイ
ッチSsを閉じると、前記選択した直列接続または並列
接続によるコンデンサC1,C2からの電流がスタータ
モータMに供給される。
運転者が始動時の気温条件等を判断して手動で行うこと
も可能であるが、この実施例では上述したように温度セ
ンサTwからの信号に基づき、コントロールユニットC
Uが自動制御するようにしてある。
護するために、充電時の突入電流を一定値以下に抑制す
るために設けられている。また、ダイオードDは、コン
デンサC1,C2が満充電状態のときにバッテリVに接
続されている補機類の負荷電圧が増大してコンデンサC
1,C2からバッテリVへと逆流電流が生じないように
するためのものである。
る制御内容を示す図2の流れ図に沿って作用を説明す
る。
閉成に伴う電源投入時に上述したようにしてスイッチS
3を閉じ、スイッチS1,S2をb位置としてコンデン
サC1,C2を充電する。充電完了の場合には次にスイ
ッチS3を開いてからエンジン温度を温度センサTwか
らの信号により判定し、所定温度を超える比較的高温の
ときには、スタータスイッチSsの閉成に伴い、並列接
続状態にあるコンデンサC1,C2の電荷をスタータモ
ータMに供給してクランキングを行わせる。このクラン
キングによりエンジンが始動した場合には、スタータス
イッチSsが開いてからスイッチS3を再び閉じてコン
デンサC1,C2の充電を行い、以後の始動に備える。
スタータスイッチSsが開かれてからコンデンサC1,
C2の端子電圧を検出し、検出した電圧がその車両に応
じて定めた始動可能電圧よりも高いときにはコンデンサ
C1,C2を並列接続のままとして、次のスタータスイ
ッチSsの閉成による始動操作を待機する。
の電圧が始動可能電圧よりも低下していた場合には、次
にスイッチS1とS2をa端子に切り換えてコンデンサ
C1,C2を直列に接続する。したがって、この状態で
スタータスイッチSsを閉成すると、直列に接続された
コンデンサC1,C2により高電圧の電流がスタータモ
ータMに供給されることになる。
ッチS1,S2をb接点側に切り換えて並列接続とし、
スイッチS3を閉じて再充電を行い始動処理を終了す
る。
列接続しての始動でエンジンが始動しないまま電圧が始
動可能電圧よりも低下した場合には、いったんコンデン
サC1,C2を並列接続して充電を行い、充電が完了
し、またはあらかじめ定めた充電時間が経過したのち、
再びスイッチS3を開くと共にスイッチS1,S2をa
接点側に接続し、コンデンサC1,C2を直列に接続し
ての始動を繰り返す。
グ速度とエンジン始動に要する時間との関係を寒冷時と
温暖時とについて示したもので、図示したように寒冷時
には始動に必要な最小限のクランキング速度が温暖時に
比較して高くなるので、それだけスタータモータの起動
トルクを大とする必要がある。加えて、低温時ほどエン
ジンオイルの粘性が増大してエンジンの摩擦抵抗が大と
なるので、スタータモータの負荷は一層大きくなり、こ
の大きな負荷に抗して前述したクランキング速度を達成
する必要があるので、寒冷時のスタータモータの負担は
非常に大きなものとなる。
ールド巻線と電気子巻線とを直列接続して大きな起動ト
ルクを発揮するようにした直巻型モータが用いられてい
るが、このようなモータにおいては、次式で示されるよ
うにトルクTは電機子電圧Vaが高いほど大となる。た
だし、式中のKは寸法や巻線構造により決まるトルク定
数、φは磁極の出力磁束である。
列接続してスタータモータMに高電圧を供給することに
より、寒冷始動時の大きな要求トルクを満たして、優れ
た始動性を確保することが可能となるのである。
施例について説明する。これは、回路構成としては、ス
イッチS1〜S3及びコンデンサC1,C2などからな
る充放電回路に対して並列にバッテリVからの電流が流
れるように、コントロールユニットCUにより開閉駆動
されるスイッチS4を備えた回路を付加してあり、その
制御動作としては、図5に示したように、コンデンサC
1,C2を並列接続した状態でスイッチS4を閉じるこ
とにより、コンデンサC1,C2の並列接続による電荷
に加えて、バッテリVからの電流を供給するようにして
ある点で先の実施例と異なる。
1,C2が劣化して内部抵抗が増大したような場合にあ
っても、バッテリVからの電流の供給により見かけ上の
内部抵抗が減少して、必要十分な電力をスタータモータ
Mに供給することができるので、コンデンサC1,C2
並列接続時の始動の確実性をより高めることができるの
である。
度センサTwにより判定される所定温度よりも高温時に
はコンデンサC1,C2を並列接続してスタータモータ
Mへの駆動電流を供給しているようにしているが、さら
に温度が高いときにはバッテリVの電流をコンデンサC
1,C2を介さずに直接スタータモータMに供給するよ
うに構成してもよい。
をバッテリにより充電する充電回路と、前記複数のコン
デンサを直列または並列に選択的に接続する切換スイッ
チと、直列または並列に接続したコンデンサをスタータ
モータに接続するスタータスイッチと、スタータスイッ
チに連動して始動時にコンデンサを前記充電回路から遮
断する遮断スイッチと、エンジン温度を検出する温度検
出手段と、温度検出手段を介しての検出温度に基づい
て、複数のコンデンサを、検出温度が所定値を超える始
動時には並列に接続する一方、同じく検出温度が所定値
以下の始動時には直列に接続するべく、前記切換スイッ
チを駆動する制御手段と、を備えたので、所定温度以下
の始動時においては、複数のコンデンサが直列に接続さ
れ、スタータモータに高電圧が供給されるため、気温な
どの低温条件下においても、良好な始動性が得られる。
り換えは、エンジン温度に応じて制御手段により行われ
るので、始動操作性も良好に確保される。
て、検出温度が所定値を超える始動時において、エンジ
ン始動前に電圧が所定値よりも低下したときには、複数
のコンデンサを並列から直列に切り換えるようにしたの
で、並列接続状態からの始動に失敗しそうになったとき
に直列接続への切り換えにより、コンデンサから高電圧
がスタータモータに供給されるため、エンジンを確実に
始動させることができる。
2の発明において、コンデンサの並列接続時にこれらコ
ンデンサと並列にバッテリ電流を供給するようにしたの
で、コンデンサが劣化して内部抵抗が大きくなっている
場合においても、良好な始動性を確保できる。
条件との関係を示す特性図。
Claims (3)
- 【請求項1】複数のコンデンサをバッテリにより充電す
る充電回路と、前記複数のコンデンサを直列または並列
に選択的に接続する切換スイッチと、直列または並列に
接続したコンデンサをスタータモータに接続するスター
タスイッチと、スタータスイッチに連動して始動時にコ
ンデンサを前記充電回路から遮断する遮断スイッチと、
エンジン温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段
を介しての検出温度に基づいて、複数のコンデンサを、
検出温度が所定値を超える始動時には並列に接続する一
方、同じく検出温度が所定値以下の始動時には直列に接
続するべく、前記切換スイッチを駆動する制御手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン始動装置。 - 【請求項2】前記制御手段は、検出温度が所定値を超え
る始動時において、エンジン始動前に電圧が所定値より
も低下したときには複数のコンデンサを並列から直列に
切り換えるようにしたことを特徴とする請求項1に記載
のエンジン始動装置。 - 【請求項3】コンデンサの並列接続時に、これらコンデ
ンサと並列にバッテリ電流を供給する回路を備えたこと
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のエンジン
始動装置。
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---|---|---|---|
JP06231496A JP3108288B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | エンジン始動装置 |
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JPH0893608A JPH0893608A (ja) | 1996-04-09 |
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Family Applications (1)
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JP06231496A Expired - Fee Related JP3108288B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | エンジン始動装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3108288B2 (ja) |
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JP2014231292A (ja) * | 2013-05-29 | 2014-12-11 | 日産自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
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1994
- 1994-09-27 JP JP06231496A patent/JP3108288B2/ja not_active Expired - Fee Related
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