(57)【要約】【課題】低圧圧縮制御手段を設けることや複雑なセンシングシステムを不要とする装置を提供する。【解決手段】エンジン停止後の再始動時に膨張行程にある始動開始気筒に燃料噴射と点火を行ってその気筒内で混合気を燃焼させ、その燃焼圧を利用してエンジンの自己始動を行わせるエンジンの始動装置において、前記始動開始気筒によるエンジンの自己始動が可能なクランク角度位置にクランクシャフトを強制的に位置決めするクランクシャフト位置決め手段（３、２１、３１）を備える。【選択図】図１
2006144706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン停止後の再始動時に膨張行程にある始動開始気筒に燃料噴射と点火を行ってその気筒内で混合気を燃焼させ、その燃焼圧を利用してエンジンの自己始動を行わせるエンジンの始動装置において、
前記始動開始気筒によるエンジンの自己始動が可能なクランク角度位置にクランクシャフトを強制的に位置決めするクランクシャフト位置決め手段
を備えることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
前記クランクシャフト位置決め手段は、
クランクシャフトに同期して回転する位置決めカムと、
このカム側面を摺動するかまたは転がるストッパ部材と、
このストッパ部材が摺動するかまたは転がる軌跡上にあって前記カム側面に設けられる凹部と、
オイルポンプからの圧油を利用して前記ストッパ部材の前記カム側面への離接を行う油圧アクチュエータと、
エンジンの停止直前にこの油圧アクチュエータを作動状態とする制御手段と
を備え、
前記油圧アクチュエータを作動状態としたとき、前記ストッパ部材が前記カム側面に圧接された後に、前記ストッパ部材が前記カム側面に設けられている凹部に係止した状態にクランクシャフトが位置決めされる
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項３】
前記クランクシャフト位置決め手段は、
クランクシャフトに同期して回転する位置決めカムと、
このカム平面を摺動するかまたは転がるストッパ部材と、
このストッパ部材が摺動するかまたは転がる軌跡上にあって前記カム平面に設けられる凹部と、
オイルポンプからの圧油を利用して前記ストッパ部材の前記カム平面への離接を行う油圧アクチュエータと、
エンジンの停止直前にこの油圧アクチュエータを作動状態とする制御手段と
を備え、
前記油圧アクチュエータを作動状態としたとき、前記ストッパ部材が前記カム平面に圧接された後に、前記ストッパ部材が前記カム平面に設けられている凹部に係止した状態にクランクシャフトが位置決めされる
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
エンジンの前記停止直前よりエンジン停止までの期間を除くエンジン運転中に前記油圧アクチュエータを非作動状態として前記ストッパ部材をカムより離すことを特徴とする請求項２または３に記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
エンジン停止の後に前記油圧アクチュエータを非作動状態として前記ストッパ部材をカムより離すことを特徴とする請求項２または３に記載のエンジンの始動装置。
【請求項６】
前記オイルポンプをクランクシャフトの回転力により駆動することを特徴とする請求項２または３に記載のエンジンの始動装置。
【請求項７】
前記カム平面に設けられる凹部をエンジンの気筒数に応じて複数設けることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの始動装置。
【請求項８】
前記クランクシャフト位置決め手段は、
クランクシャフトに同期して回転する永久磁石リングと、
この永久磁石リングと所定の距離を置いた外周にあって永久磁石リングと対向する位置に取り付けられる電磁石リングと、
エンジンの停止直前にこの電磁石リングに電流を供給する電流供給手段と
を備え、
前記電磁石リングに電流を供給したとき、前記永久磁石リングと前記電磁石リングとの間に働く電磁力が最大となる位置にクランクシャフトが位置決めされる
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項９】
主にポンプインペラとタービンランナから構成されるトルクコンバータを有する自動変速機を備える場合に、前記永久磁石リングを前記ポンプインペラの外周に、前記電磁石リングを前記トルクコンバータハウジングの内周に取り付けることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの始動装置。
【請求項１０】
前記永久磁石リングは、Ｓ極−Ｎ極−Ｓ極の順に連続する磁極のカップルである第１磁極カップルを一単位としてこの倍数の数の第１磁極カップルを配したものであり、前記電磁石リングは、この電磁石リングに電流を供給したときＮ極−Ｓ極−Ｎ極の順に連続する磁極のカップルとなる第２磁極カップルを前記第１磁極カップルと同数配したものであることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの始動装置。
【請求項１１】
前記永久磁石リングは、Ｎ極−Ｓ極−Ｎ極の順に連続する磁極のカップルである第１磁極カップルを一単位としてこの倍数の数の第１磁極カップルを配したものであり、前記電磁石リングは、この電磁石リングに電流を供給したときＳ極−Ｎ極−Ｓ極の順に連続する磁極のカップルとなる第２磁極カップルを前記第１磁極カップルと同数配したものであることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの始動装置。
【請求項１２】
エンジンの前記停止直前よりエンジン停止までの期間を除くエンジン運転中に前記電磁石リングへの電流供給を遮断することを特徴とする請求項８に記載のエンジンの始動装置。
【請求項１３】
エンジン停止の後に前記電磁石リングへの電流供給を遮断することを特徴とする請求項８に記載のエンジンの始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動装置、特にスタータを用いることなくエンジンを始動するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン停止後の再始動時に膨張行程にある始動開始気筒（最初に燃料を噴射する気筒）に燃料噴射と点火を行ってその気筒内で混合気を燃焼させ、その燃焼圧を利用してエンジンの自己始動を行わせるエンジンの始動装置がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３９０３８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、始動開始気筒の発生するトルクでエンジンの再始動を行わせるには、エンジンの自己始動が可能なクランク角度位置にクランクシャフトを位置決めすることが理想である。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、エンジンの自己始動が可能なクランク角度位置にクランクシャフトを位置決めすることはしていない。これについてさらに説明すると、特許文献１の技術では、エンジンを強制的に停止させるためにストッパを設けており、エンジンの停止直前になると、始動開始気筒のピストンが膨張行程の中盤にある最適な位置（上死点後１０°〜１４０°の範囲）にあるか否かを判定し、始動開始気筒のピストンが前記最適な位置にあるときにストッパを作動させてクランクシャフトを制動しエンジンを強制的に停止している。また、再始動に備えてエンジン停止時のクランク角度を検出し、このエンジン停止時のクランク角度と始動開始気筒の番号とを記憶させている。
【０００５】
このため、特許文献１の技術によれば、ストッパといっても機械的にクランクシャフトの制動を行うだけであるので、ストッパの制動性能や気筒内の圧縮空気量のバラツキによりエンジン停止時における始動開始気筒のピストン位置が前記最適な位置を実際には外れてしまい、始動開始気筒の発生するトルクが次に点火時期を迎える気筒の圧縮トルクより小さくなる場合が存在し、このとき自己始動が不可能になる。
【０００６】
これに対処するため、特許文献１の技術では、再始動時に圧縮行程にある気筒の圧縮力を低下させる低圧圧縮制御手段を設けているが、始動開始気筒のピストンが前記最適な位置を外れることがなく、従って始動開始気筒の発生するトルクが次に点火時期を迎える気筒の圧縮トルクより大きくなるようにクランクシャフトを常に停止させる限り、こうした低圧圧縮制御手段は設ける必要がない。
【０００７】
また、特許文献１の技術においては、始動開始気筒内の空気量に応じた燃料噴射量の算出が必要なため、上記のようにエンジン停止時のクランク角度を検出して記憶させているのであるが、エンジン停止直前のゆり戻しによってエンジンが逆に回転するいわゆるエンジンゆり戻し現象が発生し得ることまで考えると、回転の正逆転まで含めたエンジン停止時のクランク角度位置を正確に検出するために複雑なセンシングシステムが必要となりコスト高になってしまう。
【０００８】
そこで本発明は、低圧圧縮制御手段を設けることや複雑なセンシングシステムを不要とするエンジンの始動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、エンジン停止後の再始動時に膨張行程にある始動開始気筒に燃料噴射と点火を行ってその気筒内で混合気を燃焼させ、その燃焼圧を利用してエンジンの自己始動を行わせるエンジンの始動装置において、前記始動開始気筒によるエンジンの自己始動が可能なクランク角度位置にクランクシャフトを強制的に位置決めする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジン停止後の再始動時に膨張行程にある始動開始気筒に燃料噴射と点火を行ってその気筒内で混合気を燃焼させ、その燃焼圧を利用してエンジンの自己始動を行わせるエンジンの始動装置において、前記始動開始気筒によるエンジンの自己始動が可能なクランク角度位置にクランクシャフトを強制的に位置決めするので、始動開始気筒内の圧縮空気量にバラツキがあっても常に同じ位置にクランクシャフトを位置決めできることから、エンジン停止時のクランク角度を検出することが不要となる。また、始動開始気筒内の空気量が一定となり、再始動時の燃料噴射量の算出が容易となる。
【００１１】
エンジン停止時のクランク角度位置が常に一定になるため、回転の正逆転まで含めたエンジン停止時のクランク角度位置を正確に検出するための複雑なセンシングシステムが不要になりコストを抑制できる。
【００１２】
始動開始気筒によるエンジンの自己始動が可能なクランク角度位置を最適に設定することで、始動開始気筒の発生するトルクが次に点火時期を迎える気筒の圧縮トルクより大きくなるようにクランクシャフトを常に停止させることが可能となり、上記特許文献１の技術のように、低圧圧縮制御手段を設けることが不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１のうち図１（Ａ）は、８気筒Ｖ型エンジンに本発明のエンジン始動装置を適用したエンジン前面の一部を示す斜視図、図１（Ｂ）はエンジン始動装置をエンジン側からみた斜視図、図１（Ｃ）はクランクシャフトの停止位置を定める位置決めカム３の平面図である。図１（Ａ）に示したように、図示しないクランクシャフトの前端に固定されるクランクプーリに対してエンジン始動装置２が取り付けられる。
【００１５】
ここで、図１（Ａ）〜（Ｃ）の説明に入る前に本発明のエンジン始動装置におけるクランクシャフトの位置決めの原理を図２のモデルを参照して先に説明する。
【００１６】
クランクシャフトの前端部（例えばクランクプーリ）にクランクシャフトの停止位置（エンジン停止位置）を定める位置決めカム４１が取り付けられる。
【００１７】
カム４１の側面は、後述するローラ４２がはまりこむ凹部４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅと、隣同士の凹部と凹部の間に位置する凸部４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉとからなり、上記の凹部４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅはカム軸４１ａを中心としてカム軸４１ａの周りを４等分する位置に設けられている。また、隣同士の凸部と凹部とがつながる部位は、ローラ４２が滑らかに回転し得るように所定の曲率をもって形成されている。さらに、カム４１の軸方向にはローラ４２の軸方向厚さよりも若干厚い所定厚さを有している。
【００１８】
こうして形成されているカム４１の側面に対して、ローラ４２が対向して設けられ、このローラ４２は、Ｃ点を支点として回動するリンク機構４３の一端４３ａに固定され、リンク機構４３の他端４３ｂは油圧アクチュエータ４５のロッド４５ａに連結されている。
【００１９】
油圧アクチュエータ４５は、リンク機構４３に連結されるロッド４５ａ、このロッド４５ａを図で左方に付勢するリターンスプリング４５ｂ、作動油の導かれる油圧室４５ｃからなり、油圧室４５ｃに開口する通路５４に介装されている油圧制御バルブ４６によって油圧アクチュエータ４５の作動、非作動が制御される。三方切換弁からなる油圧制御バルブ４６は、エンジンが始動した後は、エンジンコントローラ６１からの指令を受けてＯＦＦ状態となる。ＯＦＦ状態ではオイル供給通路５３と通路５４との連通が遮断され、かつオイル供給通路５３とリターン通路５５とが連通されるため、オイルポンプ５２からの圧油はリターン通路５５を介してオイルタンク５１へとリターンされる。このとき、ロッド４５ａはリターンスプリング４５ｂにより付勢されて左方へと移動するため、リンク機構４３が支点Ｃを中心にして図で時計方向に回転し、ローラ４２はカム４１側面から離れた位置にある（図示しない）。
【００２０】
この状態からエンジン停止直前に、エンジンコントローラ６１からの指令を受けて油圧制御バルブ４６がＯＮ状態に切換えられると、オイル供給通路５３とリターン通路５５の連通が遮断され、代わってオイル供給通路５３と通路５４とが連通されるため、オイルポンプ５２からの圧油が油圧室４５ｃへと導入され、油圧室４５ｃに導かれた圧油がリターンスプリング４５ｂに抗しロッド４５ａを図で右方へ移動させる。すると、リンク機構４３が支点Ｃを中心として反時計方向に回転するため、ローラ４２がカム４１側面に圧接される。ただし、クランクシャフトと一体で（同期して）回転するカム４１は、慣性力により、ローラ４２によるカム４１側面への圧接に抗しローラ４２を持ち上げつつなおもしばらくは時計方向（矢印参照）に回転する。
【００２１】
この場合に、ローラ４２がカム４１側面を転がりつつ凹部より凸部へと持ち上げられるたびに、リンク機構４３が支点Ｃを中心にして図で時計方向にわずかに回転しロッド４５ａを図で左方に押し戻すため油圧室４５ｃに作動圧以上の圧力が作用することになるが、このとき、リターン通路５６に設けた減圧弁５７により余計な圧力が逃される。
【００２２】
上記のオイルポンプ５２は、クランクシャフトの回転力によって駆動されるようにしている。このため、エンジン停止直前には、クランクシャフトの回転はこのオイルポンプ５２のフリクションによって減速され、やがてカム４１側面に設けた凹部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのいずれかにローラ４２が圧接した状態でカム４１つまりクランクシャフトが完全に停止する。油圧制御弁４６のＯＮ時にローラ４２がカム４１側面に設けた凹部のいずれかを圧接している状態が一番安定する状態であり、これによってエンジン停止時におけるクランクシャフトが位置決めされる。
【００２３】
ここで、カム４１側面の凹部の位置、つまりクランクシャフトを停止させる位置は、エンジンの自己始動が可能なクランク角度に設定されている。エンジンの自己始動可能なクランク角度とは、特開２００２−３９０３８号公報に記載されているように、始動開始気筒のピストンが上死点後５°〜１１０°の範囲にあるときのクランク角度である。
【００２４】
このようにしてクランクシャフトを停止させると、次回運転時には確実に自己始動によるエンジンの再始動が可能となる。すなわち、始動開始気筒のピストンが上死点後５°〜１１０°の範囲にあり、かつ膨張行程にある始動開始気筒に燃料噴射と点火を行うことにより、その始動開始気筒内で混合気が燃焼したときに発生する燃焼圧力によってピストンを押し下げクランクシャフトをクランキングしエンジンを再始動する。
【００２５】
また、エンジンの停止直前よりエンジン停止までの期間を除いたエンジンの運転中及びエンジン停止の後には油圧制御バルブ４６をＯＦＦ状態として油圧アクチュエータ４５を非作動状態とし、上記のようにローラ４２をカム４１側面から完全に離しておくことによってローラ４２のカム４１側面への圧接による余分な摺動フリクションを低減し、燃費向上と始動性向上の両立を図る。
【００２６】
上記のローラ４２はストッパ部材として機能するものであるが、ローラ４２はなくてもかまわない。すなわち、リンク機構の一端４３ａをアーム状に形成し、このアームを直接的にカム４１側面に当接させ、カム４１側面を摺動させるように構成してもかまわない。
【００２７】
エンジンの停止直前の状態にあるか否かは、イグニッションスイッチ６２からの信号と、クランク角センサ６３からの信号に基づいて判断する。すなわち、イグニッションスイッチ６２からの信号がＯＦＦとなっており、かつエンジン回転速度（エンジンコントローラ内でクランク角センサ６３からの信号に基づいて演算される）が低下してゼロに近い所定値以下になれば、エンジンの停止直前の状態になったとエンジンコントローラ６１が判断する。エンジンコントローラ６１はエンジンの運転中であるか否かやエンジン停止の後であるか否かも判定する。
【００２８】
カム４１側面に設けられる凹部を８気筒エンジンについて４つとしたのは、図３に示したように、エンジン一回転（クランク角で３６０°区間）当たりに膨張行程が４つの気筒で出現するためである。ここで、膨張行程にある４つの気筒のうち少なくとも一つの気筒を始動開始気筒とすればよい。４気筒エンジンでは図４（Ａ）に示したように、クランク角で３６０°当たりに膨張行程が２つの気筒で出現するので、４気筒エンジンに対してカム４１側面に設けられる凹部は図５（Ａ）のように２つとする。同様にして、６気筒エンジンでは、図４（Ｂ）に示したように、クランク角で３６０°当たりに膨張行程が３つの気筒で出現するので、６気筒エンジンに対してカム４１側面に設けられる凹部は図５（Ｂ）のように３つとする。
【００２９】
これで本発明のエンジン始動装置におけるクランクシャフトの位置決めの原理の説明を終了する。
【００３０】
図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照してエンジン始動装置２の具体的な説明に移ると、図２の原理図では、油圧アクチュエータ４５によりローラ４２をカム４１の放線方向に駆動してカム４１側面に圧接させたりカム４１側面から離したりするものであったが、図１（Ａ）〜（Ｃ）は図示しない油圧アクチュエータによりボール（３３ａ）をカム３の軸線方向に駆動してエンジン外側のカム平面４に圧接させたりカム平面４から離したりするものである。
【００３１】
円盤状の図示しないクランクプーリのエンジン外側に円盤状の位置決めカム３がクランクプーリと軸心を同じにして取り付けられる。または、円盤状の位置決めカム３がクランクプーリと一体で形成される。あるいは、後述する凹部及び円弧状溝だけをクランクプーリのエンジン外側面に穿設してもよい。
【００３２】
エンジン外側のカム平面４には、図１（Ｃ）にも示したように、カム平面４の外周近くにカム平面４の外周に沿って４つの凹部５、６、７、８が穿設され、さらにその各凹部５、６、７、８よりカム平面４の外周に沿って徐々に浅くなる円弧状の溝１１、１２、１３、１４が連続的に形成される。
【００３３】
カム３は、クランクプーリと一体で（同期して）図１（Ｃ）において反時計方向（矢印参照）に回転するので、これに合わせて円弧状溝１１、１２、１３、１４は反時計方向に徐々に浅くしてゆき、隣の凹部に達する直前で溝がなくなるようにしている。凹部及びこれに連なる円弧状溝は、４つともいずれも同じ形状である。
【００３４】
カム平面４に対し、所定の間隔をおいてカム３と同サイズの円盤状部材２１が、図１（Ｂ）に示したように対向配置され、この円盤状部材２１はこの円盤状部材２１よりエンジン外側に位置する支持枠３１によって支持され、支持枠３１はエンジン前面１（図１（Ａ）参照）に対して直立する４本の脚３２、３３、３４、３５によってエンジン前面１に固定されている。
【００３５】
円盤状部材２１には、図１（Ｂ）に示すようにエンジン側の平面２２の外周近くに、図示しない油圧アクチュエータによって円筒状部材２１の軸方向に移動可能な４つの可動体２３、２４、２５、２６がエンジン側平面２２の外周近くに等間隔で配されている。なお、図１（Ｂ）においてはこのうちの２つの可動体２５、２６がカム３に隠れて見えていない。
【００３６】
４つの可動体２３、２４、２５、２６はいずれも同じ形状である。このうち可動体２３について図１（Ｄ）を参照して説明すると、図１（Ｄ）はカム３の円弧状溝に沿った断面図である。可動体２３は、図１（Ｄ）において右上に示すように、エンジン側の先端にあってあらゆる方向に回動可能なボール２３ａ、このボール２３ａを収納する円筒状部材２３ｂ、この円筒状部材２３ｂを円盤状部材２３の軸方向に移動可能な油圧アクチュエータ（図示しない）からなってる。
【００３７】
また、図２の原理図で示した通路５４、油圧制御バルブ４６、オイル供給通路５３などの残りの部品は、円盤状部材２１や支持枠３１に組み込まれているか、あるいは図示していないが、図２の原理図と同様であることはいうまでもない。
【００３８】
すなわち、油圧制御バルブのＯＦＦ状態では、油圧アクチュエータが非作動状態となり、可動体２３はカム平面４から離れたエンジン外側の位置にある。
【００３９】
この状態からエンジン停止直前に、エンジンコントローラからの指令を受けて油圧制御バルブがＯＮ状態にされると、オイルポンプからの圧油がアクチュエータの油圧室へと導入され、油圧室に導かれた圧油がリターンスプリングに抗し可動体２３をカム平面４へと移動させる。すると、可動体２３の先端に位置するボール２３ａが図１（Ｄ）右上に示したようにカム平面４に圧接される。
【００４０】
この場合に、カム３はクランクシャフトと一体で（同期して）回転するので、ボール２３ａはカム平面４を圧接しつつ円弧状溝１１、１２、１３、１４のいずれかへと転がり落ちその転がり落ちた円弧状溝につながっている凹部５、６、７、８に達し、そのあと、その凹部５、６、７、８よりカム平面４へと一気に持ち上がり、再び隣の円弧状溝１１、１２、１３、１４を転がり落ちて凹部５、６、７、８に達し、そのあと、その凹部５、６、７、８よりカム平面４へと一気に持ち上がり、といったことを繰り返す。すなわち、クランクシャフトと同期して回転するカム３は、慣性力によりボール２３ａによる圧接に抗しボール２３ａを凹部より持ち上げつつなおもしばらくは図１（Ｃ）において反時計方向に転がり続ける。
【００４１】
ボール２３ａがカム平面４へと持ち上げられるたびに、油圧アクチュエータの油圧室に作動圧以上の圧力が作用することになるが、このとき、リターン通路に設けた減圧弁により余計な圧力が逃される。
【００４２】
クランクシャフトの回転はクランクシャフトの回転力によって駆動されるオイルポンプのフリクションによって減速され、やがてカム平面４に設けられている凹部に可動体先端のボールが圧接した状態でクランクシャフトが完全に停止する。図１（Ｄ）の中程に示す可動体２３はこのときの状態を示している。
【００４３】
なお、可動体２３、２４、２５、２６は全部で４つ設けられているので、４つの各可動体について上記の作動が行われる。すなわち、カム平面４に設けられている４つの凹部５、６、７、８に、可動体先端の４つのボールが圧接した状態でクランクシャフトが完全に停止する。油圧制御弁のＯＮ時に４つのボールがカム平面４に設けている４つの凹部を圧接している状態が一番安定する状態であり、これによってエンジン停止時におけるクランクシャフトが位置決めされる。
【００４４】
ここで、カム平面４に設けた４つの凹部５、６、７、８の位置、つまりクランクシャフトを停止させる位置は、エンジンの自己始動が可能なクランク角度に設定されている。エンジンの自己始動可能なクランク角度とは、前述したように始動開始気筒のピストンが上死点後５°〜１１０°の範囲にあるときのクランク角度である。
【００４５】
このようにしてクランクシャフトを停止させることで、次回運転時には確実に自己始動によるエンジンの再始動が可能となる。すなわち、始動開始気筒のピストンが上死点後５°〜１１０°の範囲にあり、かつ膨張行程にある始動開始気筒に燃料噴射と点火を行うことにより、その始動開始気筒内で混合気が燃焼したときに発生する燃焼圧力によってピストンを押し下げクランクシャフトをクランキングしエンジンを再始動する。
【００４６】
また、エンジンの停止直前よりエンジン停止までの期間を除くエンジンの運転中及びエンジン停止の後には油圧制御バルブをＯＦＦ状態として油圧アクチュエータを非作動状態とし、上記のように４つの可動体をカム平面４から完全に離しておくことによって４つの可動体のカム平面４への圧接による余分な摺動フリクションを低減し、燃費向上と始動性向上の両立を図る。
【００４７】
上記のボールはストッパ部材として機能するものであるが、ボールはなくてもかまわない。すなわち、ボールに代わるアームのような部材を直接的にカム平面４に当接させ、カム平面４を摺動させるようにしてもかまわない。
【００４８】
カム平面４に設けられる凹部及びこれに連なる円弧状溝の数を８気筒エンジンについて上記のように４つとしたのは、図３に示したように、クランク角度で３６０°当たりに膨張行程が４つの気筒で出現するためである。４気筒エンジンでは図４（Ａ）に示したように、クランク角度で３６０°当たりに膨張行程が２つの気筒で出現するので、４気筒エンジンに対しカム平面４に設けられる凹部及び円弧状溝の数は互いに１８０°離れた２つである。同様にして、６気筒エンジンでは、図４（Ｂ）に示したように、クランク角度で３６０°当たりに膨張行程が３つの気筒で出現するので、６気筒エンジンに対しカム平面４に設けられる凹部及び円弧状溝の数は互いに１２０°離れた３つである。
【００４９】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００５０】
本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、エンジン停止後の再始動時に膨張行程にある始動開始気筒に燃料噴射と点火を行ってその気筒内で混合気を燃焼させ、その燃焼圧を利用してエンジンの自己始動を行わせるエンジンの始動装置において、始動開始気筒によるエンジンの自己始動が可能なクランク角度位置にクランクシャフトを強制的に位置決めしている。具体的には、クランクシャフト位置決め手段が、クランクシャフトに同期して回転する位置決めカム３と、このカムの平面４を転がるストッパ部材としてのボール（２３ａ）と、このボールが転がる軌跡上にあってカム平面４に設けられる凹部５〜８と、オイルポンプ５２からの圧油を利用して前記ボールのカム平面４への離接を行う油圧アクチュエータと、エンジンの停止直前にこの油圧アクチュエータを作動状態とする制御手段（油圧制御バルブ及びエンジンコントローラ）とを備え、油圧アクチュエータを作動状態としたとき、可動体２３〜２６先端のボールがカム平面４に圧接された後に、可動体２３〜２６先端のボールがカム平面４に設けられている凹部５〜８に係止した状態にクランクシャフトが位置決めされるので（請求項３に記載の発明）、始動開始気筒内の圧縮空気量にバラツキがあっても常に同じ位置にクランクシャフトを位置決めできることから、次の効果が生じる。
【００５１】
効果１：エンジン停止時のクランク角度を検出することが不要となる。また、始動開始気筒内の空気量が一定となり、再始動時の燃料噴射量の算出が容易となる。
【００５２】
効果２：エンジン停止時のクランク角度位置が常に一定になるため、回転の正逆転まで含めたエンジン停止時のクランク角度位置を正確に検出するための複雑なセンシングシステムが不要になりコストを抑制できる。
【００５３】
効果３：始動開始気筒によるエンジンの自己始動が可能なクランク角度位置を最適に設定することで、始動開始気筒の発生するトルクが次に点火時期を迎える気筒の圧縮トルクより大きくなるようにエンジンを常に停止させることが可能となり、上記特許文献１の技術のように、低圧圧縮制御手段を設けることが不要となる。
【００５４】
本実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、エンジンの停止直前よりエンジン停止までの期間を除くエンジン運転中に可動体２３〜２６を駆動するための油圧アクチュエータを非作動状態として可動体２３〜２６をカム平面４より離すので、エンジンの停止直前よりエンジン停止までの期間を除くエンジン運転中のクランクシャフトへの余分なフリクションを低減でき、燃費が向上する。
【００５５】
本実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、エンジン停止の後に可動体２３〜２６を駆動するための油圧アクチュエータを非作動状態として可動体２３〜２６をカム平面４より離すので、次回のエンジン再始動時にクランクシャフトへの余分なフリクションを低減でき、再始動性が向上する。
【００５６】
本実施形態（請求項６に記載の発明）によれば、オイルポンプ５２をクランクシャフトの回転力により駆動するので、エンジン停止直前におけるクランクシャフトの減速にさらにオイルポンプ５２のフリクションを用いることができる。
【００５７】
次に、図６は主にポンプインペラ７３とタービンランナ７４から構成されるトルクコンバータ７１を有する自動変速機８１を備える８気筒Ｖ型エンジンに本発明のエンジン始動装置を適用した実施形態（つまり本発明の第２実施形態）である。
【００５８】
当該エンジンでは、トルクコンバータ７１のポンプインペラ７３がエンジン出力軸８２（クランクシャフト）に直結され、トルクコンバータ７１のタービンランナ７４が変速機のインプットシャフト８３に直結されている。
【００５９】
第２実施形態は、ポンプインペラ７３と、この外周に位置するトルクコンバータハウジング７２との間にエンジン始動装置９１を設けたものである。、
ただし、第２実施形態のエンジン始動装置９１は、第１実施形態と相違して電磁力を利用してエンジン停止時におけるクランクシャフトの位置決めを行っている。すなわち、エンジン始動装置９１は、円環状の永久磁石リング９２と、同じく円環状の電磁石リング１０１とからなり、このうち、ポンプインペラの７３の最外周７３ａに永久磁石リング９２が、またこの永久磁石リング９２に対向して、トルクコンバータハウジング７２の内周に電磁石リング１０１が取り付けられている。
【００６０】
図７はこれら永久磁石リング９２と電磁石リング１０１だけを取り出してエンジン側からみた図である。内側に位置する永久磁石リング９２は、Ｓ極−Ｎ極−Ｓ極の順に連続する磁極カップルである第１磁極カップルを一単位として４つの第１磁極カップル９３、９４、９５、９６を配したものである。一方、外側に位置する電磁石リング１０１は、この電磁石リング１０１に電流を供給したときＮ極−Ｓ極−Ｎ極の順に連続する磁極のカップルとなる第２磁極カップル１０２、１０３、１０４、１０５を第１磁極カップルの数と同数、つまり４つ配したものである。
【００６１】
図６に戻り、エンジン停止直前にエンジンコントローラ６１からの指令を受けて電磁石リング１０１に電流供給回路８５を介し電流を供給して電磁石リング１０１を作動させると、電磁石リング１０１のＮ−Ｓ−Ｎの磁極カップル１０２、１０３、１０４、１０５と、永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップル９３、９４、９５、９６との間に電磁力が作用して互いに引きつけ合うことで、エンジン出力軸８２の回転が減速される。
【００６２】
ただし、エンジン出力軸８２と直結しているポンプインペラ７３と同期して回転する永久磁石リング９２は、慣性力により、電磁石リング１０１と永久磁石リング９２の間の電磁力に抗してなおもしばらくは図７において反時計方向（矢印参照）に回転する。
【００６３】
エンジン出力軸８２の回転は、エンジン出力軸８２によって駆動されるオイルポンプのフリクションによっても減速され、やがて永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップルが電磁石リング１０１のＮ−Ｓ−Ｎの磁極カップルとちょうど対向する状態（図７の図示状態）でエンジン出力軸８２が完全に停止する。
【００６４】
図９（Ａ）はエンジン出力軸８２が停止する直前の状態での永久磁石リング９２の状態を、また図９（Ｂ）はエンジン出力軸８２が完全に停止した状態での永久磁石リング９２の状態をそれぞれ側方からみた斜視図である。図９（Ａ）のように、エンジン出力軸８２が停止する直前の状態では永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップルが電磁石リング１０１のＮ−Ｓ−Ｎの磁極カップルとちょうど対向する位置にないのに対して、図９（Ｂ）のように、エンジン出力軸８２が完全に停止した状態では永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップルが電磁石リング１０１のＮ−Ｓ−Ｎの磁極カップルとちょうど対向し、両者に働く電磁力が最大となっている。すなわち、電磁石リング１０１への電流供給時に永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップルが電磁石リング１０１のＮ−Ｓ−Ｎの磁極カップルとちょうど対向する状態が一番安定する状態であり、これによってエンジン停止時におけるクランクシャフトが位置決めされる。
【００６５】
ここで、永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップルの位置、つまりエンジン出力軸８２を停止させる位置は、エンジンの自己始動が可能なクランク角度に設定されている。エンジンの自己始動可能なクランク角度とは、前述したように始動開始気筒のピストンが上死点後５°〜１１０°の範囲にあるときのクランク角度である。
【００６６】
このようにしてエンジン出力軸８２（つまりクランクシャフト）を停止させることで、次回運転時には確実に自己始動によるエンジンの再始動が可能となる。すなわち、膨張行程にある始動開始気筒に燃料噴射と点火を行うことにより、その始動開始気筒内で混合気が燃焼したときに発生する燃焼圧力によってピストンを押し下げクランクシャフトをクランキングしエンジンを再始動する。
【００６７】
また、エンジンの停止直前よりエンジン停止までの期間を除くエンジンの運転中及びエンジン停止の後には電磁石リング１０１への電流供給を遮断して、電磁石リング１０１を非作動状態とし、上記のように電磁石リング１０１のＮ−Ｓ−Ｎの磁極カップルと、永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップルの間に電磁力が作用して互いに引きつけ合うことによる余分な摺動フリクションを低減し、燃費向上と始動性向上の両立を図る。
【００６８】
電磁石リング１０１のＮ−Ｓ−Ｎの磁極カップルと、永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップルとを８気筒エンジンについて上記のように４つとしたのは、図３に示したように、クランク角度で３６０°当たりに膨張行程が４つの気筒で出現するためである。４気筒エンジンでは図４（Ａ）に示したように、クランク角度で３６０°当たりに膨張行程が２つの気筒で出現するので、４気筒エンジンに対し電磁石リング１０１のＮ−Ｓ−Ｎの磁極カップルと、永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップルとは、図８（Ａ）のように２組である。同様にして、６気筒エンジンでは、図４（Ｂ）に示したように、クランク角度で３６０°当たりに膨張行程が３つの気筒で出現するので、６気筒エンジンに対し電磁石リング１０１のＮ−Ｓ−Ｎの磁極カップルと、永久磁石リング９２のＳ−Ｎ−Ｓの磁極カップルとは、図８（Ｂ）のように３組である。
【００６９】
第２実施形態（請求項８、９、１０に記載の発明）によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、クランクシャフト位置決め手段が、クランクシャフトに同期して回転する永久磁石リング９２と、この永久磁石リング９２と所定の距離を置いた外周にあって永久磁石リング９２と対向する位置に取り付けられる電磁石リング１０１と、エンジンの停止直前にこの電磁石リング１０１に電流を供給する電流供給手段（６１、８５）とを備え、電磁石リング１０１に電流を供給したとき、永久磁石リング９２と電磁石リングとの１０１間に働く電磁力が最大となる位置にクランクシャフトが位置決めされるので（請求項８に記載の発明）、始動開始気筒内の圧縮空気量にバラツキがあっても常に同じ位置にクランクシャフトを位置決めできることから、上述した効果１〜効果３の効果が生じる。
【００７０】
第２実施形態（請求項１２に記載の発明）によれば、エンジンの停止直前よりエンジン停止までの期間を除くエンジン運転中に電磁石リング１０１への電流供給を遮断するので、エンジンの停止直前よりエンジン停止までの期間を除くエンジン運転中のクランクシャフトへの余分なフリクションを低減でき、燃費が向上する。
【００７１】
第２実施形態（請求項１３に記載の発明）によれば、エンジン停止の後に電磁石リング１０１への電流供給を遮断するので、次回のエンジン再始動時にクランクシャフトへの余分なフリクションを低減でき、再始動性が向上する。
【００７２】
第２実施形態では、ポンプインペラの７３の外周７３ａに永久磁石リング９２を、またこの永久磁石リング９２に対向して、トルクコンバータハウジング７２の内周に電磁石リング１０１を取り付けた場合で説明したが、この逆にポンプインペラ７３の外周７３ａに電磁石リング１０１を、またこの電磁石リング１０１に対向して、トルクコンバータハウジング７２の内周に永久磁石リング９２を取り付けてもかまわない（請求項１１に記載の発明）。また、永久磁石リングを電磁石リングで構成してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】８気筒Ｖ型エンジンに本発明のエンジン始動装置を適用したエンジン前面の一部を示す斜視図、始動装置をエンジン側からみた斜視図、カムの平面図、カムの円弧状溝に沿った断面図をまとめて示す図。
【図２】本発明のエンジン始動装置におけるクランクシャフトの位置決めの原理を示すためのモデル図。
【図３】８気筒エンジンの行程図。
【図４】４気筒エンジン、６気筒エンジンの各行程図。
【図５】４気筒エンジン、６気筒エンジンのカムの平面図。
【図６】第２実施形態のトルクコンバータ部の断面図。
【図７】第２実施形態のエンジン始動装置をエンジン側から見た図。
【図８】４気筒エンジン、６気筒エンジンに対するエンジン始動装置をエンジン側から見た図。
【図９】第２実施形態の作用を説明するためのエンジン始動装置の斜視図。
【符号の説明】
【００７４】
１  エンジン前面
２  エンジン始動装置
３  カム
４  カム平面
５〜８  凹部
２３ａ  ボール（ストッパ部材）
４１  カム
４１ｂ〜４１ｅ  凹部
４２  ローラ（ストッパ部材）
４５  油圧アクチュエータ
５２  オイルポンプ
６１  エンジンコントローラ
９１  エンジン始動装置
９２  永久磁石リング
９３〜９６  磁極カップル（第１磁極カップル）
１０１  電磁石リング
１０２〜１０５  磁極カップル（第２磁極カップル）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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