(57)【要約】【課題】  補助エンジンによって主エンジンが始動される構成において、主エンジンの始動時間を短縮することができるエンジン始動装置を提供する。【解決手段】  運転者によって、イグニッションスイッチ８０がＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置に操作されたときに、スタータモータ２１が駆動されてサブエンジン２０が始動される。また、イグニッションスイッチ８０がＩＧ  ＯＮ位置からＳＴＡＲＴ位置に操作されたときに、電磁クラッチ１３が係合され、サブエンジン２０の駆動力によってメインエンジン１０が始動される。メインエンジン１０を始動させるために、イグニッションスイッチ８０をＳＴＡＲＴ位置に操作するときには、既にサブエンジン２０の始動が行われている。そのため、イグニッションスイッチ８０がＳＴＡＲＴ位置に操作された場合、迅速にメインエンジン１０を始動することができる。【選択図】  図２
2005325821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主エンジンと補助エンジンとを備えた複数エンジンのエンジン始動装置において、
第１の操作がなされるとスタータにより前記補助エンジンを始動する補助エンジン始動手段と、
前記第１の操作とは異なる第２の操作がなされると前記補助エンジンにより前記主エンジンを始動する主エンジン始動手段と、
を備えることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
前記補助エンジンは、発電機を含む車両用補機を駆動するものであり、
前記第１の操作により、前記発電機又は車載バッテリから車載アクセサリに対する電力供給が開始され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン始動装置に関し、特に複数エンジンのエンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両走行用の主エンジンと、主エンジンを始動及び再始動すると共にオルタネータ等の車両用補機を駆動する補助エンジンとを備えた車両用エンジンが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の車両用エンジンにおいて、主エンジンが始動される場合には、まずスタータモータ兼用の発電機によって補助エンジンが始動される。このとき、補助エンジンの出力軸に取付けられたピニオンギヤと、主エンジンのフライホイール外周部に設けられたギヤとは切り離されている。補助エンジンが始動され、主エンジンを始動するのに充分な出力が得られる状態になると、リンク機構が駆動されて、補助エンジンのピニオンギヤと主エンジンのフライホイール外周部に設けられたギヤとが噛み合わさられる。ギヤが噛み合わされることにより、補助エンジンによって主エンジンがクランキングされ、主エンジンが始動される。
【特許文献１】特開昭５７−７６２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように主エンジンが始動される場合、主エンジンがスタータモータ等により直接始動される場合と比較して、補助エンジンを始動する時間、始動された補助エンジンの出力が充分に上昇するまで待機している時間、及び、リンク機構を駆動してギヤを噛み合わせるために要する時間等がさらに必要になる。そのため、運転者による始動動作が行われてから主エンジンが始動されるまでの始動時間が長くなるという問題点を有する。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、補助エンジンによって主エンジンが始動される構成において、主エンジンの始動時間を短縮することができるエンジン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】
【０００６】
本発明に係るエンジン始動装置は、主エンジンと補助エンジンとを備えた複数エンジンのエンジン始動装置において、第１の操作がなされるとスタータにより補助エンジンを始動する補助エンジン始動手段と、第１の操作とは異なる第２の操作がなされると補助エンジンにより主エンジンを始動する主エンジン始動手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るエンジン始動装置によれば、第１の操作がなされると補助エンジンが始動され、第２の操作がなされると主エンジンが始動されるというように、主エンジンの始動と補助エンジンの始動とが分離されている。そのため、主エンジンの始動に着目すると、第２の操作に先立つタイミングで第１の操作がなされていれば、第２の操作がなされたときに補助エンジンにより迅速に主エンジンを始動することができる。
【０００８】
また、補助エンジンは、発電機を含む車両用補機を駆動するものであり、第１の操作により、発電機又は車載バッテリから車載アクセサリに対する電力供給が開始されることが好ましい。
【０００９】
この場合、第１の操作により、補助エンジンが始動されて発電機等の車両用補機の駆動が開始されると共に、車載アクセサリに対して電力の供給が開始される。発電機の駆動開始前は車載バッテリから車載アクセサリに対して電力が供給されるが、発電機の駆動が開始された後は、発電機によって発電された電力が車載アクセサリに供給される。そのため、車載バッテリの放電を抑制することができ、バッテリ上がりを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、補助エンジンによって主エンジンが始動される構成において、主エンジンの始動時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。
【００１２】
まず、図１を用いて、実施形態に係るエンジン制御装置１の構成について説明する。図１は始動装置１及び始動装置１により始動されるメインエンジン（主エンジン）１０並びにサブエンジン（補助エンジン）２０の構成を示す図である。
【００１３】
始動装置１が搭載された車両は、車両駆動用のメインエンジン１０と、メインエンジン１０よりも小排気量の補機駆動用のサブエンジン２０とを備えている。
【００１４】
メインエンジン１０には、トランスミッション１８が連結されている。また、メインエンジン１０のクランクシャフト１２には、電磁的にその解放及び係合を行うことができる電磁クラッチ１３を介してメインクランクプーリー１４が接続されている。メインエンジン１０から出力された駆動力は、トランスミッション１８に伝達されると共に電磁クラッチ１３を介してメインクランクプーリー１４に伝達される。トランスミッション１８に伝達された駆動力は、さらにディファレンシャル及びドライブシャフト等を介して駆動輪に伝達される。そして駆動輪が駆動されることにより、車両が走行する。
【００１５】
サブエンジン２０は、排気量が１００〜１５０ｃｃ程度の単気筒エンジンであり、例えば、ロングストローク化や膨張比を大きくすること等により熱効率を向上させたエンジンである。
【００１６】
サブエンジン２０には、サブエンジン２０を始動するスタータであるスタータモータ２１が取付けられている。スタータモータ２１は、バッテリ８１からスタータリレー７２を介して供給される電力によって駆動される。スタータモータ２１の駆動軸にはピニオンギヤが取付けられており、このピニオンギヤによりサブエンジン２０のリングギヤが駆動されることによりサブエンジン２０がクランキングされ、始動される。ピニオンギヤとリングギヤとの連結はサブエンジン２０の始動とともに解除される。なお、サブエンジン２０を始動するために用いられるスタータは、電動式のスタータモータに限られることなく、油圧式スタータ等を用いてもよい。
【００１７】
サブエンジン２０のクランクシャフト２３には、サブエンジン２０側から出力される駆動力を伝達し、サブエンジン２０側に入力される駆動力を遮断するワンウェイクラッチ３３の一端面が取付けられている。ワンウェイクラッチ３３の他端面にはサブクランクプーリー３４が接続されている。サブエンジン２０から出力された駆動力は、ワンウェイクラッチ３３を介してサブクランクプーリー３４に伝達される。本実施形態において、サブクランクプーリー３４には、大径プーリー３４ａと大径プーリー３４ａより直径の小さい小径プーリー３４ｂとを備えたダブルプーリーを用いた。
【００１８】
小径プーリー３４ｂとメインクランクプーリー１４にはベルトＢ１が掛けられており、ベルトＢ１により小径プーリー３４ｂとメインクランクプーリー１４との間で駆動力の伝達が行われる。すなわち、サブエンジン２０から出力された駆動力は、ワンウェイクラッチ３３、小径プーリー３４ｂ、ベルトＢ1、メインクランクプーリー１４及び電磁クラッチ１３を介してメインエンジン１０に伝達される。メインエンジン１０を始動する際には、電磁クラッチ１３が係合され、サブエンジン２０の駆動力がメインエンジン１０に伝達されることにより、メインエンジン１０がクランキングされる。
【００１９】
車両用補機（以下単に「補機」という）９０にはプーリー９２が取付けられている。プーリー９２にはベルトＢ２が掛けられており、大径プーリー３４ａが回転されることによりプーリー９２が回転され、補機９０が駆動される。なお、ベルトＢ２により駆動される補機９０としては、オルタネータ（発電機）、ウォーターポンプ、パワーステアリングポンプ、エアコンコンプレッサ等があるが、図１においては簡単のため一の補機のみを示し、他の補機類の図示を省略した。
【００２０】
メインエンジン１０では、エアクリーナ１００から吸入された空気が、インテークパイプ１２０に設けられた電子制御式スロットルバルブ１３０により絞られ、インテークマニホールド１４０内を通り、メインエンジン１０に形成された各シリンダに吸入される。ここで、エアクリーナ１００から吸入された空気の量は、エアクリーナ１００と電子制御式スロットルバルブ１３０との間に配置されたホットワイヤー型のエアフローメータ１１０により検出される。
【００２１】
インテークマニホールド１４０には、燃料を噴射するインジェクタ１５０が設けられており、各インジェクタ１５０には加圧された燃料が導かれている。そして、各シリンダでは、吸入空気と燃料との混合気が燃焼し、その燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホールド１６０へ排出される。
【００２２】
エキゾーストマニホールド１６０にはエキゾーストパイプ１７０接続されている。エキゾーストパイプ１７０の下流には排気浄化触媒４０が配設されている。
【００２３】
サブエンジン２０では、エアクリーナ２００から吸入された吸入空気が、インテークパイプ２２０に設けられた電子制御式スロットルバルブ２３０により絞られてサブエンジン２０に形成されたシリンダに吸入される。ここで、エアクリーナ２００から吸入された空気の量は、エアクリーナ２００と電子制御式スロットルバルブ２３０との間に配置されたホットワイヤー型のエアフローメータ２１０により検出される。
【００２４】
吸気ポートに設けられたインジェクタ２５０には加圧された燃料が導かれている。シリンダ内では、インジェクタ２５０から噴射された燃料と吸入空気との混合気が燃焼し、その燃焼後の排気ガスはエキゾーストパイプ２６０へ排出される。
【００２５】
エキゾーストパイプ２６０は、排気浄化触媒４０の上流に設けられている集合部１８０においてメインエンジン１０のエキゾーストパイプ１７０と集合されている。これにより、エキゾーストパイプ２６０に排出されたサブエンジン２０の排気ガスは、メインエンジン１０の排気ガスと集合され、排気浄化触媒４０により浄化される。
【００２６】
メインエンジン１０及びサブエンジン２０が搭載された車両の電力供給状態は、イグニッションスイッチ８０の切替位置によって切替えられる。また、イグニッションスイッチ８０は、メインエンジン１０及びサブエンジン２０の始動を制御する。イグニッションスイッチ８０は、車両の電力供給状態に対応した、「ＬＯＣＫ（ＯＦＦ）」「ＡＣＣ」「ＩＧ  ＯＮ」及び「ＳＴＡＲＴ」の４段階の切替位置を有している。イグニッションスイッチ８０の切替位置は、運転者の操作によって、ＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置、ＩＧ  ＯＮ位置、ＳＴＡＲＴ位置へ順次切替えられる。イグニッションスイッチ８０は、後述するメインエンジン用電子制御ユニット６０及びサブエンジン用電子制御ユニット７０に接続されており、切替位置が各制御ユニットに読み込まれる。
【００２７】
イグニッションスイッチ８０がＬＯＣＫ位置にあるときには、ＡＣＣリレー８２、ＩＧ１リレー８３及びＩＧ２リレー８４がオフされ、車載アクセサリ及びメインエンジン１０並びにサブエンジン２０のエンジン電装系等への電力供給が停止される。すなわち、ＬＯＣＫ位置では、メインエンジン１０及びサブエンジン２０は、共に稼動することができない。ここで、ＡＣＣリレー８２は、車載オーディオ等の車載アクセサリに供給される電力を断続するものである。ＩＧ１リレー８３は、サブエンジン２０のエンジン電装系等に供給される電力を断続するものである。また、ＩＧ２リレー８４は、メインエンジン１０のエンジン電装系等に供給される電力を断続するものである。ＬＯＣＫ位置では、例えば車載時計やバックアップ機能を備えた装置等、電力供給を停止することができない一部の電装品にのみバッテリ８１から電力が供給される。
【００２８】
イグニッションスイッチ８０がＡＣＣ位置にあるときには、ＡＣＣリレー８２、ＩＧ１リレー８３がオンされ、ＩＧ２リレー８４がオフされる。このとき、ＡＣＣリレー８２を介して、例えば車載オーディオ等の車載アクセサリに電力が供給される。また、ＩＧ１リレー８３を介してサブエンジン２０のエンジン電装系等に電力が供給される。すなわち、ＡＣＣ位置では、サブエンジン２０は稼動可能であるが、メインエンジン１０は稼動することができない。
【００２９】
運転者によって、イグニッションスイッチ８０がＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置に切替えられるように操作（第１の操作）されたときには、サブエンジン２０が始動するまで、スタータリレー７２がオンされ、スタータモータ２１にバッテリ８１から電力が供給される。そして、スタータモータ２１が駆動されてサブエンジン２０が始動される。スタータモータ２１駆動中は、ＡＣＣリレー８２をオフすることにより、車載アクセサリに対する電力供給を停止するようにしてもよい。
【００３０】
イグニッションスイッチ８０がＩＧ  ＯＮ位置にあるときには、ＡＣＣリレー８２、ＩＧ１リレー８３及びＩＧ２リレー８４がオンされる。この状態では、ＡＣＣリレー８２を介して車載アクセサリに電力が供給される。また、ＩＧ１リレー８３を介してサブエンジン２０のエンジン電装系等に電力が供給されると共に、ＩＧ２リレー８４を介してメインエンジン１０のエンジン電装系等に電力が供給される。すなわち、ＩＧ  ＯＮ位置では、メインエンジン１０及びサブエンジン２０は、共に稼動可能である。
【００３１】
イグニッションスイッチ８０がＩＧ  ＯＮ位置からＳＴＡＲＴ位置に操作（第２の操作）されることによってメインエンジン１０が始動される。イグニッションスイッチ８０が運転者によってＳＴＡＲＴ位置に操作された場合、電磁クラッチ１３に電力が供給される。電力が供給されて電磁クラッチ１３が係合されることにより、サブエンジン２０の駆動力がメインエンジン１０に伝達される。そして、サブエンジン２０の駆動力でメインエンジン１０がクランキングされてメインエンジン１０が始動される。なお、運転者の操作によりイグニッションスイッチ８０がＳＴＡＲＴ位置に保持されている間のみメインエンジン１０の始動動作がおこなわれ、運転者がＳＴＡＲＴ位置での保持動作を止めたとき、イグニッションスイッチ８０はＩＧ  ＯＮ位置に戻される。
【００３２】
電子制御装置５０は、メインエンジン１０の始動及び運転を制御するメインエンジン用電子制御ユニット（以下「メインＥＣＵ」という）６０と、サブエンジン２０の始動及び運転を制御するサブエンジン用電子制御ユニット（以下「サブＥＣＵ」という）７０とを備えて構成されている。
【００３３】
メインＥＣＵ６０には、メインエンジン１０のクランク位置を検出するクランクポジションセンサ６１、アクセルペダル開度を検出するアクセル開度センサ６２、メインエンジン１０の冷却水温度を検出する水温センサ６３、及びメインエンジン１０に吸入される空気量を検出するエアフローメータ１１０などが接続されている。
【００３４】
メインＥＣＵ６０は、その内部に演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び図示しない１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等を有している。
【００３５】
また、メインＥＣＵ６０は、電磁クラッチ１３の解放並びに係合を行うドライバ、インジェクタ１５０を駆動するインジェクタドライバ、点火信号を出力する出力回路、及び、電子制御式スロットルバルブ１３０を開閉する電動モータを駆動するモータドライバ等を備えている。
【００３６】
メインＥＣＵ６０は、各種センサからの出力値に基づいて、燃料噴射量や点火時期などの最適値を算出し、算出した値に基づいて、メインエンジン１０の始動及び運転を総合的に制御する。すなわち、メインＥＣＵ６０及び電磁クラッチ１３は、メインエンジン始動装置として機能する。
【００３７】
サブＥＣＵ７０には、サブエンジン２０のクランク位置を検出するクランクポジションセンサ７１、サブエンジン２０に吸入される空気量を検出するエアフローメータ２１０、及びスタータモータ２１に対する電力供給を断続するスタータリレー７２等が接続されている。また、サブＥＣＵ７０は、インジェクタ２５０を駆動するインジェクタドライバ、点火信号を出力する出力回路、及び、スタータリレー７２の駆動回路等を備えている。
【００３８】
サブＥＣＵ７０は、各種センサからの出力値に基づいて、燃料噴射量や点火時期などの最適値を算出し、算出した値に基づいて、サブエンジン２０の始動及び運転を総合的に制御するものである。サブＥＣＵ７０は、メインＥＣＵ６０と同様に、マイクロプロセッサやＲＯＭ等により構成されている。すなわち、サブＥＣＵ７０及びスタータリレー７２は、サブエンジン始動装置として機能する。
【００３９】
メインＥＣＵ６０とサブＥＣＵ７０とは通信回線６９で接続されており、相互にデータの交換が可能となるように構成されている。
【００４０】
次に、図２を参照しつつ、本実施形態に係る始動装置１の動作について説明する。ここで、図２は、エンジン始動装置１によるエンジン始動処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００４１】
ステップＳ１００では、イグニッションスイッチ８０の切替位置がサブＥＣＵ７０に読み込まれ、イグニッションスイッチ８０の切替位置が、ＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置に切替えられたか否かについての判断が行われる。ここで、イグニッションスイッチ８０がＡＣＣ位置に切替えられていない場合、すなわちＬＯＣＫ位置にある場合には、イグニッションスイッチ８０がＡＣＣ位置に切替えられるまで所定時間毎に本ステップが繰り返し実行される。
【００４２】
一方、イグニッションスイッチ８０の切替位置がＡＣＣ位置に切替えられえた場合には、ステップＳ１０２に処理が移行する。
【００４３】
ステップＳ１０２では、サブエンジン２０が始動される。まず、スタータリレー７２がオンされることにより、スタータモータ２１にバッテリ８１から電力が供給される。スタータモータ２１が駆動されることによって、サブエンジン２０がクランキングされる。そして、クランキングに合わせて、燃料供給と点火とが開始され、サブエンジン２０が始動される。なお、サブエンジン２０のエンジン回転数等に基づいて、サブエンジン２０が始動したと判断されたとき、スタータリレー７２がオフされる。
【００４４】
続いてステップＳ１０４では、イグニッションスイッチ８０の切替位置がＳＴＡＲＴ位置に切替えられたか否かについての判断が行われる。ここで、イグニッションスイッチ８０がＳＴＡＲＴ位置に切替えられていない場合、すなわち、ＡＣＣ又はＩＧ  ＯＮの位置にある場合には、イグニッションスイッチ８０がＳＴＡＲＴ位置に切替えられるまで所定時間毎に本ステップが繰り返し実行される。
【００４５】
一方、イグニッションスイッチ８０の位置がＳＴＡＲＴ位置に切替えられえた場合には、ステップＳ１０６に処理が移行する。
【００４６】
ステップＳ１０６では、メインエンジン１０が始動される。ここでは、電磁クラッチ１３に電力が供給され、電磁クラッチ１３が係合される。電磁クラッチ１３が係合されることにより、サブエンジン２０から出力された駆動力が、ベルトＢ１及び電磁クラッチ１３を介してメインエンジン１０に伝達される。伝達されたサブエンジン２０の駆動力によってメインエンジン１０がクランキングされる。そして、クランキングに合わせて、燃料供給と点火とが開始され、メインエンジン１０が始動される。
【００４７】
本実施形態によれば、運転者によって、イグニッションスイッチ８０がＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置に操作（第１の操作）されたときに、スタータモータ２１が駆動されてサブエンジン２０が始動される。また、イグニッションスイッチ８０がＩＧ  ＯＮ位置からＳＴＡＲＴ位置に操作（第２の操作）されたときに、電磁クラッチ１３が係合され、サブエンジン２０の駆動力によってメインエンジン１０が始動される。したがって、メインエンジン１０を始動させるために、イグニッションスイッチ８０をＳＴＡＲＴ位置に操作するときには、既にサブエンジン２０の始動が行われている。そのため、イグニッションスイッチ８０がＳＴＡＲＴ位置に操作された場合、迅速にメインエンジン１０を始動することができ、メインエンジン１０の始動時間を短縮することができる。
【００４８】
また、イグニッションスイッチ８０がＡＣＣ位置に操作されることにより、車載アクセサリに対して電力の供給が開始されると共に、サブエンジン２０が始動されてオルタネータ等の駆動が開始される。オルタネータの駆動が開始された後は、オルタネータによって発電された電力が車載アクセサリに供給される。そのため、車載バッテリ８１の放電を抑制することができるので、例えばＡＣＣの位置で長時間放置された場合等であっても、バッテリ上がりを防止することが可能となる。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、「ＬＯＣＫ」「ＡＣＣ」「ＩＧ  ＯＮ」及び「ＳＴＡＲＴ」の４段階の切替位置を有しているイグニッションスイッチ８０を用いたが、これに代えて、「ＬＯＣＫ」「ＡＣＣ」「ＩＧ  ＯＮ」の３段階の切替位置を有するイグニッションスイッチと、プッシュ式のスタートスイッチとを用いてもよい。すなわち、イグニッションスイッチ８０をＳＴＡＲＴ位置に操作する代わりに、ＩＧ  ＯＮ位置でスタートスイッチを押すことによってメインエンジンを始動させるようにしてもよい。
【００５０】
また、イグニッションスイッチ８０に代えて、プッシュスイッチのみを用いてもよい。例えば、プッシュスイッチを押す度に、ＬＯＣＫ状態から、ＡＣＣ状態、ＩＧ  ＯＮ状態に切替るように制御すると共に、ブレーキペダルを踏みながらプッシュスイッチを押すことによりＳＴＡＲＴ状態に切替るようにしてもよい。
【００５１】
上記実施形態では、イグニッションスイッチ８０は、メインＥＣＵ６０及びサブＥＣＵ７０それぞれに接続されているが、いずれか一方のＥＣＵに接続し、該一方のＥＣＵに読み込まれたイグニッションスイッチ８０の切替位置を、通信回線６９を介して他方のＥＣＵに受け渡す構成としてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、電子制御装置５０をメインＥＣＵ６０とサブＥＣＵ７０とを用いて構成したが、単一のＥＣＵで構成してもよい。
【００５３】
さらに、サブエンジン２０のクランクシャフト２３に、サブエンジン２０の駆動力を増幅するプラネタリギヤユニット等を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施形態に係るエンジン始動御装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態に係るエンジン始動装置によるエンジン始動処理の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１…始動装置、１０…メインエンジン、１３…電磁クラッチ、２０…サブエンジン、２１…スタータモータ、３３…ワンウェイクラッチ、５０…電子制御装置、６０…メインＥＣＵ、７０…サブＥＣＵ、７２…スタータリレー、８０…イグニッションスイッチ、９０…補機。
【図１】
2005325821.tif 000003
【図２】
2005325821.tif 000004