(57)【要約】本発明は、スタータージェネレーター（４）を有する始動装置（２）を装備した内燃機関（１）に関し、スタータージェネレーターに、温度に関連して電動スターター（３）が接続されている。
2004518054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）であって、始動装置（２）を装備しており、始動装置が内燃機関（１）の始動のため及び内燃機関（１）の運転時のエネルギーの発生のためのスタータージェネレーター（４）を有している形式のものにおいて、温度に関連して内燃機関（１）の始動が、牽引式伝動装置（８）を介して内燃機関（１）に連結されたスタータージェネレーター（４）のみによって行われるか若しくはスタータージェネレーターと電動スターター（３）との組合せによって行われるようになっていることを特徴とする、内燃機関用の始動装置。
【請求項２】
内燃機関（１）の温度によって、スタータージェネレーター（４）と電動スターター（３）との協働作動が決定されるようになっている請求項１記載の始動装置。
【請求項３】
電動スターター（３）が、所定の限界温度に関連して自動的に作動されるようになっている請求項１記載の始動装置。
【請求項４】
電動スターター（３）の接続が時間間隔若しくは不働時間に関連して行われるようになっている請求項１記載の始動装置。
【請求項５】
始動段階時の限界トルクが、電動スターター（３）の自動的な接続のために用いられるようになっている請求項１記載の始動装置。
【請求項６】
電動スターター（３）が始動動作の助成のためにマニュアル式に作動されるようになっている請求項１記載の始動装置。
【請求項７】
電動スターター（３）が内燃機関（１）の弾み車（６）の側に配置され、かつスタータージェネレーター（４）が内燃機関（１）の、弾み車（６）から離れた端面（７）の側に配置されている請求項１記載の始動装置。
【請求項８】
電動スターターが、弾み車（６）の歯環と協働するよになっている請求項１記載の始動装置。
【請求項９】
電動スターター（３）とスタータージェネレーター（４）とが互いに直接に結合されて、１つの始動装置を形成しており、該始動装置が牽引式伝動装置（８）を介して内燃機関（１）と連結されている請求項１記載の始動装置。
【請求項１０】
スタータージェネレーター（４）と電動スターター（３）との間に切換えクラッチ、特にオーバーランニングクラッチが設けられている請求項９記載の始動装置。
【請求項１１】
牽引式伝動装置（８）がベルト伝動装置として構成されている請求項１又は６記載の始動装置。
【請求項１２】
始動装置（２）が自動遮断装置及び／又はアイドルストップ装置（１４）と組合わされている請求項１記載の始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は内燃機関に関し、該内燃機関の始動装置がスタータージェネレーター（Ｓｔａｒｔｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を備えていて、しかも運転モードに依存した２つの機能を有している。始動過程中には、電動モータとして働くスタータージェネレーターが内燃機関を駆動する。内燃機関の引き続く運転時には、スタータージェネレーターの発電作動が生ぜしめられて、始動装置が、例えばオットー機関の点火装置のため並びに自動車の配線網のための電気エネルギーを供給する。
【０００２】
背景技術
始動機能並びにオルタネータ機能を引き受ける１つのユニットの使用によって、構成部品の点数の減少に基づきコストを削減することができる。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８５４９４８Ａ１号明細書により公知のスタータージェネレーターは、一方で内燃機関の端面側に配置された牽引式伝動装置（引張り節伝動装置）を介して内燃機関のクランク軸（Ｋｕｒｂｅｌｗｅｌｌｅ）に連結され、かつ他方で駆動軸及び歯列を介して内燃機関の弾み車に連結されている。この場合、牽引式伝動装置が一方向クラッチを備えており、これによって始動過程中には、スタータージェネレーターが牽引式伝動装置から連結解除されて、モータとして働き内燃機関の駆動軸及び弾み車を介して始動動作を生ぜしめる。
【０００３】
さらにベルト伝動式のスタータージェネレーターが公知であり、この場合、始動モードの場合にも発電モードの場合にも駆動が、スタータージェネレーターと内燃機関との間のベルト伝動装置を介して行われる。内燃機関の運転モードに関連して、トルクがスタータージェネレーター若しくは内燃機関から対応するベルト車を介して牽引手段（トラクション手段）内へ導入される。これに伴って、クランク軸のベルト車とスタータージェネレーターのベルト車との間の牽引手段内に、無負荷側区分と引張り側区分との変換が生じる。このような始動装置によって、内燃機関の始動が高温時若しくは暖機状態でも冷間時若しくは冷機状態でも実施される。特に低温時に高い始動モーメントを必要とする大型の内燃機関においては、前述の形式の始動装置では、スタータージェネレーターのサイズ及び牽引式伝動装置によるトルク伝達の点で問題が生じる。
【０００４】
発明の開示
本発明の課題は、明細書冒頭に述べた形式の始動装置を改善して、温度に左右されることなく内燃機関の確実な始動を保証できるようにすることである。
【０００５】
前記課題を解決するために本発明の構成手段では、温度に関連して内燃機関が、もっぱらスタータージェネレーターのみによって始動されるか、若しくは該スタータージェネレーターと電動スターターとの組合せによって始動されるようになっている。本発明に基づく始動装置は内燃機関の始動モーメントを冷間始動に必要な高い値に増大させるようになっており、冷間始動の際の該始動モーメントは高温始動の場合に必要な始動モーメントを著しく上回るものである。２つのコンポーネント（構成要素）を含む本発明の始動装置は、自動車に搭載される大容積の内燃機関のために特に適している。
【０００６】
もっぱら冷間始動のためのみにしか必要でない電動スターターは、ジェネレーターをスターターと別個に分離して配置して成る従来公知の内燃機関に比べて著しく小型化されて有利である。これに伴って構成スペース及びコスト上の利点が得られる。補助ユニットとしてスタータージェネレーターに対応して配置される電動スターターは、冷間始動のために必要な高い冷間始動モーメントを実現するために、内燃機関のクランク軸とベルト伝動式のスタータージェネレーターとの間に介在される中間ギヤに比べてコスト上の利点を有している。殊に遊星ギヤとして形成されるこの種の付加的な構成部分は、所望の疲労限度の達成のために高い製造コストの要因となる。さらに中間ギヤは、拡大された構成スペースを必要として、ひいては不都合な重量増加並びに組立費の増大をもたらすことになる。
【０００７】
スタータージェネレーターを、冷間始動の場合にだけ該スタータージェネレーターに対して支援的に所要の差モーメントを供給する小型化された電動スターターとコンビネーションすることによって、システムコストが一層減少される。小型化して使用される電動スターターは、電動スターターのコストも重量も削減するものである。
【０００８】
請求項２乃至請求項９に、本発明の有利な実施態様が記載してある。
【０００９】
本発明では、冷間始動用の補助装置として働く電動スターターが、例えば内燃機関の温度に関連して接続される。このような手段は、周囲外気温度には無関係に、もっぱら内燃機関の構成部分自体の、始動モーメントに直接に影響を及ぼす温度に依存した始動補助を可能にする。内燃機関の構成部分の温度の理想的な特性値としては、潤滑油温度が用いられる。別の実施態様では内燃機関の冷却水温度も、電動スターターの作動のための特性値として用いられてよい。さらに本発明は、始動時のトルク検出も含み、この場合には電動スターターが限界トルクの越えられる際に接続される。
【００１０】
本発明の更なる構成では、電動スターターの作動が自動化されており、該作動は例えば温度センサ若しくはサーモスタットによって制御されている。さらに本発明では電動スターターの自動的な作動が、所定の不働時間（停止時間）の後に接続されるようになっている。時限素子を用いて、例えば１秒の時間間隔の後にスタータージェネレーターの始動過程が電動スターターによって助成、即ち支援されてよい。本発明はさらに、電動スターターの作動に対して影響を及ぼす手動操作部も含んでいる。このような手段は例えば必要に応じて、もっぱらスタータージェネレーターによって発動される始動過程に比べて加速された始動過程を可能にするものである。
【００１１】
本発明に基づく始動装置の有利な構成では、電動スターターが内燃機関の弾み車側に配置されており、スタータージェネレーターが内燃機関の、弾み車から離れた端面側の端部に配置されている。この場合、電動スターターのピニオンが始動段階で弾み車の歯環に係合する。スタータージェネレーターが、牽引手段を介して内燃機関と連結されている。
【００１２】
さらに本発明ではコンパクトな始動装置を得るために、電動スターターが、１つの構成ユニットの形成の目的で直接にスタータージェネレーターに連結されている。このような手段は、極寒時の冷間始動を少ない回数でしか行わず、従って少ない回数で高い始動トルクを牽引手段に生ぜしめるに過ぎない車両のために提供される。２つのユニットから成るこの種の始動装置には、両方のユニットが１つの切換えクラッチによって連結される。このために、有利にはオーバーランニングクラッチ、一方向クラッチ若しくは電気操作式の電磁クラッチが用いられる。
【００１３】
本発明に基づく始動装置においては、適当な牽引式伝動装置としてベルト手段を設けてあり、ベルト手段が伝動装置の全てのベルト車若しくはベルトプーリー（Ｒｉｅｍｅｎｓｃｈｅｉｂｅ）を互いに連結しており、ベルト手段に適当なテンション装置が配設されていてよい。
【００１４】
本発明に基づく始動装置はさらに、運転時のエミッション及び燃料消費量を低下するために内燃機関の出力を停止する自動遮断装置及び／又はアイドルストップ装置（スタート／ストップ装置）を含んでいる。自動遮断装置は有利に、いわゆる運動エネルギー保存装置と組合せられており、連結解除されて十分な運動エネルギーを保持している弾み車が、再びクランク軸に連結されて、運動エネルギーの放出によって内燃機関の新たな始動が支援される。始動の後に弾み車は、運転段階で再び内燃機関によって加速される。
【００１５】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】
図１に示す内燃機関１は、慣用の構造の電動スターター３とスタータージェネレーター４との組合せから成る始動装置２を装備している。電動スターター３がピニオン５を介して弾み車６の歯環に連結されている。内燃機関１の、弾み車６から離れた側の端面７に、スタータージェネレーター４の駆動のための牽引式伝動装置８が設けられている。このために牽引部材９が、スタータージェネレーター４のベルト車１０と内燃機関１のクランク軸の延長部に配置されたベルト車１１とを連結している。内燃機関１の始動が高温始動の場合、即ち周囲外気温度の高い場合、若しくは構成部材の適正温度、特に潤滑油の適正温度の場合にはもっぱらスタータージェネレーター４を介して行われる。高い始動モーメントを伴う冷間始動の場合には、電動スターター３の接続が行われて、始動モーメントが高められる。電動スターター３の自動的な接続を達成するために、センサ１２によって内燃機関１の潤滑油温度が検出されて、始動モードにおける所定温度を下回る場合に、電動スターター３が自動的に接続される。さらに始動装置２は手動操作部を含んでおり、該手動操作部を用いて操作員によってスイッチ１３を介して内燃機関１の始動に際して潤滑油温度若しくは周辺外気温度に無関係に電動スターター３が接続され得る。内燃機関１はさらにアイドルストップ装置（スタート／ストップ装置）１４若しくは自動遮断装置を備えており、アイドルストップ装置若しくは自動遮断装置が、例えばアクセルペダル作動又は変速レバーの運動によってスタート動作を自動的に解除するようになっている。
【００１７】
図２に、内燃機関１の機関温度、特に潤滑油温度に依存してスタート動作を単独にスタータージェネレーター４のみによって行うか、若しくは電動スターター３の支援を受けて行う始動装置２の作動過程がフローチャートで示してある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に基づく始動装置の概略図。
【図２】
始動装置の作動過程を示すフローチャート。
【符号の説明】
１    内燃機関、  ２    始動装置、  ３    電動スターター、  ４    スタータージェネレーター、  ５    ピニオン、  ６    弾み車、  ７    端面、  ８    牽引式伝動装置、  ９    牽引手段、  １０，１１    ベルト車、  １２    センサ、  １３    スイッチ、  １４    アイドルストップ装置
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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