(57)【要約】  燃料注入を行なえないようにしつつ空気圧スタータ（５２）を介してクランクシャフト（１２）に力を印加し、エンジン特性（エンジン速度、スタータ速度、スタータトルク等）を検出し、検出されたエンジン特性と診断プロファイルとを比較し、障害（静圧ロック）がエンジン（１０）に存在するかどうかを決定することにより、クランクシャフト（１２）、ピストン（１４）、ピストンチャンバ（３０）、及び、空気圧スタータ（５２）を有する往復エンジン（１０）を遅く始動させるための方法。障害が診断された場合には、スタータが中断される。そうでない場合には、空気圧スタータ速度が増大されて、エンジンに燃料が供給されるとともに、通常通りに始動が処理される。【選択図】図【特許請求の範囲】
【請求項１】
対応するピストンチャンバ（１８）内で往復移動できるピストン（１４）と回転可能に結合されるクランクシャフト（１２）を有する往復エンジン（１０）を遅く始動させる方法であって、
ａ）前記ピストンの圧縮行程（４２）中に前記ピストンチャンバ（１８）に圧力の逃げをもたらすことなく前記ピストンチャンバ（１８）内で前記ピストン（１４）の動作をもたらすために前記クランクシャフト（１２）に対して力を印加するステップと、
ｂ）往復エンジン（１０）特性を検出するステップと、
ｃ）検出された前記特性と検出された前記特性のための診断プロファイル（８０）とを比較するステップと、
ｄ）診断障害状態が存在することを前記比較が示すときに、力の印加を中止して、前記ピストン（１４）の往復動を中止するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
診断障害状態が存在することを前記比較が示さないときに力の印加を制御するステップを更に備え、力の印加を制御する前記ステップが前記比較に基づき、それにより、力の印加が前記クランクシャフト（１２）の連続回転を動作速度未満の速度でもたらす請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記往復エンジン（１０）特性を検出する前記ステップは、エンジン速度、応答ピストンチャンバ（１８）圧力、応答クランクシャフト（１２）トルク、又は、エンジンシリンダ位置のうちの少なくとも１つを検出するステップを更に備える請求項１記載の方法。
【請求項４】
比較する前記ステップは、検出された前記特性と静圧ロック又はピストンチャンバ（１８）圧力のうちの少なくとも一方を示す診断プロファイル（８０）とを比較するステップを更に備える請求項１記載の方法。
【請求項５】
往復エンジン（１０）特性を検出する前記ステップは、スタータ速度又はスタータトルクのうちの少なくとも一方を検出するステップを更に備える請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記クランクシャフトに対して力を印加する前記ステップは、診断アルゴリズムにしたがって、空気圧スタータ（５２）動作又は前記スタータ（５２）に供給される空気圧のうちの少なくとも一方を変えるステップを備える請求項５記載の方法。
【請求項７】
対応するシリンダ内で往復移動できるとともに回転可能なクランクシャフト（１２）に動作可能に結合されるピストン（１４）を有する往復エンジン（１０）を空気圧スタータ（５２）を用いて遅く始動させる方法であって、前記クランクシャフト（１２）の相対回転が前記ピストン（１４）の相対的な対応する往復動をもたらす方法において、
ａ）動作回転速度未満の遅い始動速度で前記クランクシャフト（１２）を回転させて前記ピストン（１４）の往復動をもたらすために空気圧スタータ（５２）に空気を供給するステップと、
ｂ）往復エンジン（１０）特性を検出するステップと、
ｃ）検出された前記特性と検出された前記特性のための診断プロファイル（８０）とを比較するステップと、
ｄ）前記比較に基づいて診断障害状態が存在する或いは存在しないかどうかを決定するステップと、
ｅ）診断障害状態が存在するときに、前記ピストン（１４）の往復動を中止するために、前記空気圧スタータ（５２）に空気を供給することを中止すること或いは前記空気圧スタータ（５２）の動作を停止することのうちの少なくとも一方を行なうステップと、
を備える方法。
【請求項８】
診断障害状態が存在しないときに、前記遅い始動速度を超えて前記クランクシャフト（１２）を回転させて前記エンジン（１０）を始動させるように前記空気圧スタータ（５２）に空気を供給するステップを更に備える請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記往復エンジン（１０）特性を検出する前記ステップは、エンジン速度、応答ピストンチャンバ（１８）圧力、応答クランクシャフト（１２）トルク、エンジンシリンダ位置、空気圧スタータ（５２）速度、又は、空気圧スタータ（５２）トルクのうちの少なくとも１つを検出するステップを更に備える請求項７記載の方法。
【請求項１０】
比較する前記ステップは、検出された前記特性と静圧ロック又はピストンチャンバ（１８）圧力のうちの少なくとも一方を示す診断プロファイル（８０）とを比較するステップを更に備える請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静圧ロックの存在を診断しつつ空気圧スタータを用いて往復エンジンを遅く始動させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンなどの往復エンジンは、圧力を回転動作へ変換するために１つ以上の往復動ピストンを使用する熱機関である。典型的な例において、各ピストンは、密閉可能なピストンチャンバ内又は圧力チャンバ内に収容され、その基部が回転可能なシャフトに取り付けられる。ピストンがピストンチャンバに沿って摺動するにつれて、回転可能なシャフトが回転され、逆もまた同様である。ピストンのための燃焼サイクルの１つの例は、４つのピストン行程、すなわち、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、及び、排気行程を含む場合がある。
【０００３】
吸気行程中、ピストンが圧縮チャンバから引き出され、それにより、密閉可能な吸気弁から空気を引き込む真空が形成される。ピストンがその吸気行程の最下点に達した時点で、吸気弁が密閉され、ピストンが上行圧縮行程を始める。圧縮行程は、圧力チャンバ内へピストンを摺動させ、空気を圧縮する。可燃性燃料は、吸気行程の前に吸入空気に加えられても、圧縮行程中に加えられてもよい。圧縮行程の終わりに、空気／燃料混合物は、この混合物が燃焼されるまで圧力チャンバ内で圧縮される。
【０００４】
燃焼は、加圧された空気／燃料混合物により、或いは点火プラグにより発生される圧力チャンバ内の火花などの外的な点火により起こり得る。燃焼行程中、空気／燃料混合物の爆発が圧縮ガス中に熱を発生させ、また、それに伴う爆発及び膨張ガスの拡大がピストンを圧力チャンバから離れるように推し進める。燃焼行程後、密閉された出口弁が開くとともに、ピストンが圧力チャンバ内へ推し進められて、燃焼ガス又は排ガスが圧力チャンバから押し出される。その後、燃焼エンジンのサイクルが繰り返されてもよい。
【０００５】
複数のピストンを有するエンジンでは、ピストン行程を交互にずらすようにピストンが回転可能なシャフトに沿って構成されてもよく、それにより、１つ以上のピストンに駆動力が（燃焼行程を介して）連続的に与えられて、シャフトが回転され、したがって、更なる燃焼サイクル行程を通じてピストンが駆動されてもよい。ピストンの駆動力により回転可能なシャフトの回転により発生される機械的な力は、発電機、ホイール、又は、プロペラなどの他の構成要素を駆動させるために更に伝送されてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４４９４４９９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様において、本発明は、対応するピストンチャンバ内で往復移動できるピストンと回転可能に結合されるクランクシャフトを有する往復エンジンを遅く始動させる方法に関する。方法は、ピストンの圧縮行程中にピストンチャンバに圧力の逃げをもたらすことなくピストンチャンバ内でピストンの動作をもたらすためにクランクシャフトに対して力を印加するステップと、往復エンジンの特性を検出するステップと、検出された特性と検出された特性のための診断プロファイルとを比較するステップと、診断障害状態が存在することを比較が示すときに、力の印加を中止して、ピストンの往復動を中止するステップとを含む。
【０００８】
他の態様において、本発明は、対応するシリンダ内で往復移動できるとともに回転可能なクランクシャフトに動作可能に結合されるピストンを有する往復エンジンを空気圧スタータを用いて遅く始動させる方法であって、クランクシャフトの相対回転がピストンの相対的な対応する往復動をもたらす方法に関する。方法は、動作回転速度未満の遅い始動速度でクランクシャフトを回転させてピストンの往復動をもたらすために空気圧スタータに空気を供給するステップと、往復エンジンの特性を検出するステップと、検出された特性と検出された特性のための診断プロファイルとを比較するステップと、比較に基づいて診断障害状態が存在する或いは存在しないかどうかを決定するステップと、診断障害状態が存在するときに、ピストンの往復動を中止するために、空気圧スタータに空気を供給することを中止すること或いは空気圧スタータの動作を停止することのうちの少なくとも一方を行なうステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の１つの実施形態に係るクランクシャフト及びピストンを示す燃焼エンジンの概略図である。
【図２】本発明の１つの実施形態に係るクランクシャフトの回転に伴うピストン上死点位置及び吸気行程を示す燃焼エンジン内のピストンの概略断面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態に係る圧縮行程を示す図１のピストンの概略断面図である。
【図４】本発明の１つの実施形態に係る燃焼行程を示す図１のピストンの概略断面図である。
【図５】本発明の１つの実施形態に係る排気行程を示す図１のピストンの概略断面図である。
【図６】本発明の１つの実施形態に係るクランクシャフトと回転可能に結合される空気圧始動アセンブリの概略図である。
【図７】エンジンが始動される、本発明の１つの実施形態に係る、燃焼エンジンを遅く始動させる方法を示す一連のグラフである。
【図８】故障の決定によりエンジンが始動されない、本発明の１つの実施形態に係る、燃焼エンジンを遅く始動させる方法を示す一連のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、往復エンジンが駆動力を与える、及び／又は、例えば電気を発生させるためなど、他の目的のために往復エンジンが使用されるかどうかにかかわらず、往復エンジンを使用する任意の環境で実施されてもよい。この説明の目的のため、そのような往復エンジンは、一般に、燃焼エンジンと称され又は同様の言葉で呼ばれる。この説明は主にディーゼル燃焼エンジンを対象とするが、その説明は、ガソリン、天然ガス、メタン、又は、ディーゼル燃料によって燃料供給される内燃エンジンなどの任意の燃焼エンジンにも当てはまる。また、この説明は主に船舶用エンジン環境を対象とするが、本発明は、燃焼エンジンを使用する任意の環境で適用できる。したがって、燃焼エンジンの予備的な理解が与えられる。
【００１１】
図１は、エンジンブロック１６内に位置するクランクシャフト１２などの回転可能なシャフトと少なくとも１つのピストン１４とを有する燃焼エンジン１０などの往復エンジンの概略図を示す。
【００１２】
図２は、図１の燃焼エンジン１０からのピストン１４の断面図を示す。図示のように、エンジンブロック１６の対応する部分内に位置するピストン１４は、ピストンチャンバ１８又はピストンシリンダを少なくとも部分的に画定する。ピストン１４は、ピストンシャフト１７と回転可能に結合されるピストンヘッド１５を更に備えてもよく、この場合、ピストンヘッド１５はピストンチャンバ１８内で摺動できる。ピストンシャフト１７は、クランクシャフトの回転軸から径方向にオフセットされるクランクシャフト上のピンに回転可能に結合され、それにより、クランクシャフトの回転がピストンチャンバ１８内でピストンヘッド１５の往復動を引き起こす。
【００１３】
図２には１つのピストン１４のみが示されるが、燃焼エンジン１０は、一般に、対応するピストンチャンバ１８内に収容される複数のピストン１４を有し、この場合、各ピストン１４がクランクシャフト１２上の異なるピンに装着されるとともに、ピンがクランクシャフト１２の回転軸の周りで径方向に離間される。ピストン１４は１つ以上の直線状の列を成して配置され、この場合、１列の一直線に合わせられるピストン１４のみを有するエンジンが直列型配列と称される。複数列のピストン１４を伴うエンジン１０は、形成する列間に角度間隔を有してもよい。角度が１８０度未満のときには、エンジン１０がしばしばＶ配列と称される。角度が１８０度のときには、エンジン１０がしばしば対向型配列と称される。ピストン１４がクランクシャフト１２の周りで径方向に離間されてもよく、これは、しばしば径方向配列と称される。
【００１４】
ピストンチャンバ１８内への及び／又はピストンチャンバ１８からのピストン１４の移動は、以下、「行程」又は「ピストン行程」として表現される場合がある。本開示は、ピストン１４がクランクシャフト１２から離れるようにピストンチャンバ１８内へと更に移動される「上行」行程、及び、ピストン１４がクランクシャフト１２へ向けてピストンチャンバ１８から引き離される「下行」行程の説明を含む場合があるが、本発明の実施形態は、垂直行程又は傾斜行程を有する燃焼エンジン１０を含んでもよい。したがって、「上行」及び「下行」なる表現は、本発明の実施形態において、非限定的な相対的用語である。
【００１５】
図示のように、燃焼エンジン１０は、密閉可能な吸気通路２２と密閉可能な排気通路２４とを備えるエンジンヘッド部２０を更に含んでもよく、各通路２２、２４は、それぞれの吸気弁２６及び排気弁２８によってピストンチャンバ１８と流体結合されるとともにピストンチャンバ１８から密閉可能である。ピストンヘッド１５、エンジンブロック１６、ヘッド部２０、吸気弁２６、及び、排気弁２８は、密閉可能な圧縮チャンバ３０を共同して画定してもよい。
【００１６】
ヘッド部２０は、ディーゼル燃料などの燃料を燃焼のために圧縮チャンバ３０へ注入するための燃料噴射ノズル３２を更に備えてもよい。ディーゼル燃料を注入するための燃料噴射ノズル３２が示されるが、本発明の別の実施形態は、ガソリンエンジン又は天然ガスエンジンの例では燃焼エンジン１０用の空気／燃料混合物又は空気／ガス混合物に点火するための点火プラグに任意選択で置き換えられる燃料噴射ノズル３２を含んでもよい。
【００１７】
１つの例において、燃焼エンジン１０の燃焼サイクルは、４つのピストン行程、すなわち、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、及び、排気行程を含んでもよい。前述の説明は、ピストン１４がピストンチャンバ１８内へと上向きに完全に伸長される一般に「上死点」すなわちＴＤＣと称される状態でエンジン１０の燃焼サイクルが始まることを想定する。
【００１８】
吸気行程中、クランクシャフトの回転（時計回りの矢印３４により示される）が下行吸気行程３８でピストン１４を圧縮チャンバ３０から引き出し（破線３６で示される）、それにより、圧縮チャンバ３０内に真空を形成する。真空は、吸気行程３８と対応するようにタイミングがとられる吸気弁２６の開放（破線４０で示される）により密閉が解かれる密閉可能な吸気通路２２から空気を引き込む。
【００１９】
ここで、図３を参照すると、ピストン１４がその吸気行程の最下点に達した時点（破線で示される）で、吸気弁２６が密閉されて、ピストンが上行圧縮行程４２を始める。圧縮行程４２は、ピストン１４を圧力チャンバ３０内へ滑り込ませて空気を圧縮する。圧縮行程４２のＴＤＣ位置で、燃料噴射ノズル３２が圧縮チャンバ３０内へディーゼル燃料を注入してもよい。或いは、吸気行程３８の前に可燃性燃料が吸入空気に加えられてもよく、又は、圧縮行程４２中に燃料が圧縮チャンバ３０に加えられてもよい。
【００２０】
燃焼は、（例えば、ディーゼルエンジンでは）圧縮された空気／燃料混合物の高熱及び高圧により、或いは代わりに、圧縮チャンバ３０内で（例えば、ガソリンエンジン又は天然ガスエンジンでは）点火プラグにより発生される火花などの外部点火により、圧縮チャンバ内で行なわれ得る。
【００２１】
図４は燃焼行程を示す。燃焼行程中、空気／燃料混合物の爆発が圧縮ガス中に熱を発生させ、また、それに伴う爆発及び膨張ガスの拡大が、下行行程４４にあるピストンを圧縮チャンバ３０から離れるように推し進める。下行行程４４は、クランクシャフト１２の回転３４を機械的に推し進める。
【００２２】
図５は排気行程を示す。燃焼後、排気行程と対応するように排気弁２８の密閉が解除されるとともに、ピストンが圧縮チャンバ３０内へと上向き４６に駆動されて、燃焼されたガス又は排気ガスが圧縮チャンバ３０から押し出される。ピストン１４がピストンチャンバ１８内のＴＤＣ位置に戻った後、直ぐに、エンジン１０の燃焼サイクルが繰り返されてもよい。
【００２３】
典型的な燃焼エンジン１０は複数のピストン１４及びピストンチャンバ１８を有してもよいが、ここでは簡単のために単一のピストン１４が図示されて説明される。複数のピストン１４を有する燃焼エンジン１０において、ピストン１４は、クランクシャフト１２に沿ってピストン１４の行程を交互にずらすように構成されてもよく、それにより、クランクシャフト１２を回転させるため、したがって更なる燃焼サイクル行程にわたってピストン１４を駆動させるために、１つ以上のピストン１４が（燃焼行程４４を介して）駆動力を連続的に与えてもよい。クランクシャフト１２の回転により発生される機械的な力は、発電機、車輪、又は、プロペラなどの他の構成要素を駆動させるように更に伝送されてもよい。
【００２４】
図６は、燃焼エンジン１０を始動させる典型的な概略構成を示す。この構成は、クランクシャフト１２と回転可能に結合されるフライホイール５０と、リレー圧力弁５６を介して圧力源５４と流体結合される空気圧タービンエンジンスタータなどの空気圧スタータ５２と、コンピュータ８６と、コントローラ５８又はプロセッサとを含んでもよい。図示のように、フライホイール５０は、フライホイール５０の周りで径方向に離間される一体型位置センサ６２と、フライホイール５０を囲む径方向に延びる歯６６の外面と、クランクシャフト１２及びフライホイール５０が一体回転するようにクランクシャフト１２をフライホイール５０に対して構造的に固定する複数のスポーク６８（破線で示される）とを更に含んでもよい。
【００２５】
位置センサ６２は、クランクシャフト１２又はフライホイール５０のうちの少なくとも一方に関する位置、回転、又は、位置合わせの情報を作用可能に検出する或いは測定するように構成されてもよい。位置、回転、又は、位置合わせの情報の例は、１つ以上のピストン１４における上死点（ＴＤＣ）位置、又は、フライホイール５０、したがってクランクシャフト１２の回転速度を含んでもよい。或いは、フライホイール５０及び／又はクランクシャフト１２のいずれかの回転速度が「エンジン速度」と称されてもよい。位置センサ６２は、情報又は特性を表わすアナログ信号又はデジタル信号を更に生成できてもよく、或いは、生成された信号をコントローラ５８へ与えてもよい。
【００２６】
フライホイール５０がスポーク６８によってクランクシャフト１２に結合されて示されるが、クランクシャフト１２に対するフライホイール５０の結合形態は本発明の実施形態に密接な関係がなく、別の形態が含まれてもよい。
【００２７】
空気圧スタータ５２は、本体部７０と、フライホイール５０の歯６６と噛み合うようにキー止めされる歯の第２の組７４を有するピニオンギアとして示されるスタータヘッド７２と、スタータセンサ６４とを更に備えて示される。センサ６４は、空気圧スタータ５２の特性、例えば、スタータヘッド７２の回転速度、又は、スタータ５２により発生されるトルクを検出又は測定できてもよい。センサ６４は、スタータ特性を表わすアナログ信号又はデジタル信号を更に生成できてもよく、また、生成される信号をコントローラ５８へ与えてもよい。スタータ５２がエンジン１０に対して例えば機械的に及び／又は取り外し可能に装着される本発明の実施形態が想定される。或いは、スタータ５２は、スタータ５２のスタータヘッド７２の部分を制御可能に伸縮できてもよく、それにより、始動動作中にのみ歯６６、７４の組が噛み合わされ及び／又は離脱されてもよい。更なる構成が想定される。
【００２８】
図示のように、コンピュータ８６がコントローラ５８を更に備えてもよいが、本発明の実施形態は、コンピュータ８６から離れて位置するコントローラ５８を含んでもよい。コントローラ５８がメモリ７８を更に含んでもよく、メモリ７８には、始動方法を行なうための診断プロファイル８０などの動作プロファイルが記憶される。診断プロファイル８０は、エンジン速度限界、エンジン速度範囲、及び／又は、始動前診断トルク限界を含むがこれらに限定されないエンジン性能に関連付けられる所定の値を含んでもよい。診断プロファイル８０は、エンジン１０を始動させる前に、起こり得る機械的又は圧力関連のピストン１４の問題などのエンジン問題を診断するために使用されてもよく、また、他の所定の或いは動的なプロファイル値が含まれてもよい。コントローラ５８は、光インジケータ８２及び／又はスピーカ８４などの視覚的な表示及び／又は可聴の表示を与えることができる任意選択のインジケータと更に結合されて示されてもよい。
【００２９】
メモリ７８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、又は、１つ以上の異なるタイプのポータブル電子メモリ、例えばディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等、或いは、これらのタイプのメモリの任意の適した組み合わせを含んでもよい。コントローラ５８は、圧力弁５６、空気圧スタータ５２の動作、及び／又は、動作方法、例えば始動プロファイル又は診断プロファイルを制御するための実行可能な命令セットを有するコンピュータプログラムの全部又は一部をコントローラ５８及びメモリ７８のうちの一方が含むことができるようにメモリ７８と作用可能に結合されてもよい。プログラムはコンピュータプログラム製品を含んでもよく、コンピュータプログラム製品は、機械実行可能命令又はデータ構造を担持する或いはこれらが記憶された機械可読媒体を含んでもよい。そのような機械可読媒体は、汎用コンピュータ又は専用コンピュータ又はプロセッサを伴う他の機械によってアクセスされ得る任意の適した媒体であってもよい。一般に、そのようなコンピュータプログラムは、特定のタスクを実行するという技術的効果を有する或いは特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、アルゴリズム等を含んでもよい。機械実行可能命令、関連するデータ構造、及び、プログラムは、本明細書中に開示される情報のやりとりを実行するためのプログラムコードの例を表わす。機械実行可能命令は、例えば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、コントローラ５８、又は、専用処理機械に特定の機能又は一群の機能を行なわせる命令及びデータを含んでもよい。
【００３０】
実施では、１つ以上の動作プロファイル又は診断プロファイル８０が診断アルゴリズム８８へ変換されてもよく、診断アルゴリズム８８は、コンピュータ８６又はコントローラ５８のうちの少なくとも一方によって実行されてもよい一組の実行可能な命令を備えるコンピュータプログラムへ変換されてもよい。
【００３１】
圧力弁５６は、圧力源５４により空気圧スタータ５２へ供給される空気圧をコントローラ５８により供給される制御信号に応じて調整できる制御可能なリレー弁を含んでもよい。コントローラ５８により供給される制御信号の１つの例は、変調信号を含んでもよい。圧力弁５６は、空気圧スタータ５２へ供給される空気圧を検出又は測定して空気圧スタータ５２へ供給される空気圧を表わすアナログ信号又はデジタル信号を生成できる圧力センサ７６を更に含んでもよい。圧力弁５６は、この圧力センサ７６の信号を、例えば適切な圧力弁５６の動作を確保するためのフィードバックループの一部としてコントローラ５８へ更に与えてもよい。
【００３２】
また、位置センサ６２、スタータセンサ６４、及び、圧力センサ７６のそれぞれは、それぞれの位置、スタータ、及び／又は、圧力情報、又は、特性を「検出する」及び／又は「測定する」ように記載されるが、検出及び／又は測定のそれぞれは、それぞれの情報又は特性を示す値、或いは、実際の値ではなくそれぞれの情報又は特性に関連付けられる値の決定を含んでもよい。
【００３３】
空気圧スタータ５２及び圧力弁５６は、与えられる所定量の空気圧に応じてスタータヘッド７２でトルクなどの力を発生させるように作用する。１つの意味では、コントローラ５８は、例えば、スタータ５２の「ＯＮ」動作又は「ＯＦＦ」動作を制御するためにバイナリ制御信号を空気圧スタータ５２に対して発生させる。他の意味では、コントローラ５８は、例えば、可変制御信号を圧力弁５６に対して発生させてもよく、圧力弁５６は、程度の差はあるが、空気圧をスタータ５２へ与え、スタータ５２は、ＯＮであれば、結果としてそれに対応して多かれ少なかれトルクを発生させる。この例において、コントローラ５８は、二重制御形態で空気圧スタータ５２を動作させてもよい。
【００３４】
圧力弁５６により供給される空気圧と空気圧スタータ５２により発生されるトルクとの間の相関関係は、線形及び／又は非線形の増大及び／又は減少関係を含んでもよい。つまり、トルクの増大及び／又は減少は、空気圧の対応する増大及び／又は減少に線形に関連付けられなくてもよい。１つの例では、圧力と対応するトルクとの間の関係は、例えば、コントローラ５８のメモリ７８に記憶されるルックアップテーブルに規定されてもよく、診断プロファイル８０などの１つ以上の動作プロファイルの一部として規定されてもよい。
【００３５】
空気圧スタータ５２により発生されるトルクは、圧縮チャンバ３０の内容物を圧縮させるための圧縮行程４２により使用される圧縮力を発生させるために（フライホイール５０及びクランクシャフト１２を介して）印加される。圧力は単位面積当たりの力の大きさであるため、また、本発明のこの実施形態において、関与されるべき面積は、恐らく、その面積が変化しないピストンヘッド１５であるため、ピストン１４が高い圧力応力下で機能しなくなる構成要素である。圧縮チャンバ３０がガスを収容する場合には、圧縮チャンバ３０の容積を圧縮するために必要とされる圧縮力が以下のようにボイルの法則にしたがって逆線形となり得る。
【００３６】
圧力＝１／体積
圧縮チャンバ３０が比較的非圧縮性の内容物、例えば水などの液体を収容する場合には、圧縮チャンバ３０の容積を圧縮するために必要とされる圧縮力が劇的に増大する。例えば、シリンダ内のガスの体積は、圧力の増大を受けると、理想気体の法則の制約にしたがうように減少され、一方、シリンダ内の液体は、同一の圧力に晒されると、圧縮に抵抗して、体積が減少されない。
【００３７】
ピストン１４の動作をもたらすためにフライホイール５０に印加されるトルクは、同様に、クランクシャフト１２の回転速度と非線形関係を成し得る。例えば、ピストン１４が吸気行程３８又は排気行程４６にわたって進行している間、空気圧スタータにより印加されるトルクは比較的不変な場合がある。これは、これらの行程３８、４６におけるピストン１４の動作が、それぞれの弁２６、２８の適時の開放により、顕著な圧力の蓄積を許容しないからである。しかしながら、圧縮行程４２中において、圧力の増大は、ピストン１４の連続した或いはスムーズな動作をもたらすために必要とされるトルクの大きさの対応する増大を要する。同様に、下行燃焼行程４４中において、圧縮行程４２からの圧力の蓄積は、ピストン１４に対して下向きの力を印加し、したがって、ピストン１４の連続した或いはスムーズな動作をもたらすために必要とされるトルクの大きさを減少させる。
【００３８】
また、本発明の実施形態は、フライホイール５０に対して不連続なトルクを印加する場合があり、また、代わりに、ピストン１４の動作をもたらすためにトルクの別個の或いは短いバーストを与える場合がある。この例では、クランクシャフト１２の回転速度が例えば正弦曲線パターンで経時的に変えられる場合がある。
【００３９】
本発明の実施形態は、燃焼エンジン１０を遅く始動させる方法を適用することを含み、この場合、燃焼エンジン１０の遅れ始動は、圧縮チャンバ３０が水などの非圧縮性の流体を収容する場合にエンジン１０への損傷を防ぐ。本明細書中で使用されるように、エンジン１０を「遅く始動させる」ことは、始動前ステップ、すなわち、自給的動作モードへとエンジン１０を始動させようと試みる前の動作と、始動ステップとを含んでもよい。始動前ステップ中、エンジン１０は、燃料の燃焼をもたらす燃焼サイクルの局面を行なえないようにする。例えば、始動前ステップ中、エンジン１０は、燃料の注入、点火プラグの動作等を行なえないようにしてもよい。したがって、遅れ始動方法中にクランクシャフト１２が回転されてもよく、それにより、燃焼を何ら伴うことなく燃焼サイクルにわたってピストンチャンバ１８内でピストン１４の動作がもたらされてもよい。
【００４０】
エンジン１０を遅く始動させる方法は、ピストン１４の圧縮行程４２中にピストンチャンバ１８に圧力の逃げをもたらすことなくピストンチャンバ１８内で１つ以上のピストン１４の動作をもたらすようにクランクシャフト１２に対して力を印加すること、エンジン１０の特性を検出すること、検出された特性と検出された特性のための診断プロファイル８０とを比較すること、診断障害状態が存在することを比較が示すときに、力の印加を中止して、ピストン１４の往復動を中止することを含む。本明細書中で使用される「遅れ始動」は、アイドリング速度などの作動エンジン速度又は自給運転エンジン速度よりも低い速度でクランクシャフト１２及び／又はフライホイール５０のうちの少なくとも一方を回転させることを表わすために使用される。「遅れ始動」の１つの非限定的な例は、クランクシャフト１２及び／又はフライホイール５０の回転速度を２０〜４０回転／分（ＲＰＭ）の目標速度まで変えてもよい。目標速度は２０〜４０ＲＰＭであってもよいが、それらの範囲外の一時的な速度が予期され得る。方法の低速動作又は「低速回転」動作は、任意の内部損傷がエンジン１０に起こり得る前に適切なエンジン動作に関する問題及び／又は懸案事項を特定できるようにしてもよい。別の「遅れ始動」エンジン速度、エンジン速度目標、又は、速度範囲が含まれてもよい。
【００４１】
前述のシーケンスは、単なる典型的な目的のためにすぎず、遅れ始動方法を何ら限定しようとするものではなく、したがって、説明された方法からそれることなく、方法の一部が異なる論理的順序で進行してもよく、更なる部分又は介在する部分が含まれてもよく、或いは、方法の説明された部分が複数の部分に分けられてもよく、或いは、方法の説明された部分が省かれてもよいことが理解される。
【００４２】
方法は、診断プロファイル８０にしたがって動作するコントローラ５８が、圧力弁５６及び空気圧スタータ５２を制御して、フライホイール５０の歯６６と噛み合うスタータヘッド７２に対して力又はトルクを印加し始め、したがって、クランクシャフト１２及びピストンチャンバ１８内のピストン１４の両方の動作をもたらすことで始まる。したがって、トルクの印加は、前述したように、燃焼サイクル（燃焼を伴わない）にわたってピストン１４を移動させる。
【００４３】
コントローラ５８は、位置センサ６２、スタータセンサ６４、及び／又は、圧力センサ７６からの１つ以上の信号の受信に応じて、診断プロファイル８０にしたがい、クランクシャフト１２の連続回転をもたらすようにトルクの印加を更に行ってもよい。全体として、センサ６２、６４、７６から受信される信号は、少なくとも１つの往復エンジンの特性を規定してもよく、これらの特性としては、例えば、１つ以上のピストン１４のＴＤＣ位置、エンジン速度、応答ピストンチャンバ１８又は圧縮チャンバ３０圧力、或いは、フライホイール５０及び／又はスタータヘッド７２の印加トルク及び／又は応答トルクを挙げることができる。エンジン速度は１つの想定し得る往復エンジン特性と見なされるが、エンジン速度が直接に検出又は測定されなくてもよく、代わりに、エンジン１０のシリンダ位置又はＴＤＣ位置の反復或いはスタータヘッド７２の速度などの他の測定値又は信号からエンジン速度が読み取られ及び／又は変換されてもよいことが留意される。また、ピストンチャンバ１８又は圧縮チャンバ３０の圧力は１つの想定し得る往復エンジン特性と見なされるが、ピストンチャンバ１８又は圧縮チャンバ３０の圧力が直接に検出又は測定されなくてもよく、代わりに、スタータヘッド７２に印加されるトルク又はエンジン速度の変化などの他の測定値又は信号からピストンチャンバ１８又は圧縮チャンバ３０の圧力が読み取られ及び／又は変換されてもよいことが留意される。
【００４４】
コントローラ５８は、空気圧スタータ５２を（例えば、前述したようにスタータ５２を「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」にすることにより）制御するとともに圧力弁５６を介してスタータ５２に供給される空気圧を変えることにより、方法が完了されるまでエンジン１０の連続低速回転を制御してもよい。
【００４５】
フライホイール５０が回転されるにつれて、また、ピストン１４が異なる燃焼サイクルにわたって進行するにつれて、ピストンが圧縮行程４２を続行し、この場合、ピストン１４行程は、例えば吸気弁２６、排気弁２８を通じた或いは他の開口を介した圧力の逃げをもたらすことなく圧縮チャンバ３０を圧縮する。本発明の実施形態は、吸気弁及び排気弁２６、２８及び／又は任意の他の開口の動作の特殊なタイミングを含んでもよく、それにより、ピストン１４のそれぞれの上行行程が圧縮行程４２であってもよく、或いは、燃焼サイクルにおいて説明された行程よりも少ない行程が（すなわち、６番目の行程ごとに）圧縮行程４２である。
【００４６】
圧力弁５６により空気圧スタータ５２に供給される空気は、適切な低速回転性能のために必要な低速動作により不連続であってもよい。例えば、コントローラ５８は、供給空気のバーストを与えてフライホイールを予測速度又は目標速度で動かし続けるように、或いは、圧縮行程４２でのピストン１４のＴＤＣ位置で一般に起こるピストン行程での最大圧縮ポイントにより生じる場合があるピークトルクに打ち勝つように圧力弁５６を制御してもよい。本発明の実施形態は、フライホイール５０をスムーズに回転させ続けるために、ピークトルクのモーメントを予期又は予測して、ピークトルクに打ち勝つように予防的に（ｐｒｅ−ｅｍｐｔｉｖｅｌｙ）更なる空気圧を印加するコントローラ５８及び／又は診断プロファイル８０を含んでもよい。また、コントローラ５８及び／又は診断プロファイル８０は、方法で使用される特定の構成要素の動作における任意の遅延、例えば、圧力弁５６を動作させる際の遅延などを考慮に入れて、任意の予期される時間遅延を軽減するように構成要素の諸局面を予防的に動作させてもよい。
【００４７】
エンジン１０の低速回転が起こっている間、コントローラ５８は、前述した往復エンジン特性のうちの少なくとも１つを受け、また、検出された特性と診断プロファイル８０とを比較してもよく、それにより、コントローラ５８は、検出された特性に基づいて、遅れ始動動作が予期されるように進んでいるかどうかを決定してもよい。例えば、コントローラ５８は、エンジン速度と目標速度範囲とを比較して、必要時に、適切なエンジン速度が維持されるようにするために多かれ少なかれトルクを印加してもよい。他の例において、コントローラ５８は、フライホイール５０を回転させるために印加されるトルクをこの印加トルクが最大トルク限界を超えないように最大トルク限界に対して比較してもよい。
【００４８】
更なる比較が含まれてもよく、この場合、往復エンジン特性が診断プロファイル８０の対応する特性基準値と比較されてもよい。診断プロファイル８０との特性「比較」は、本明細書中では、特性がプロファイル８０又は例えばプロファイル８０の値以下である所定値又は閾値を「満たす」ことを意味するために使用されてもよい。そのような比較又は決定が診断プロファイル８０の肯定／否定比較又は真／偽比較によって満たされるように容易に変更されてもよいことが理解される。
【００４９】
エラー、障害状態、又は、他の予期しない結果が低速回転中に起こることを検出された特性と診断プロファイル８０との比較が示す場合、コントローラ５８は、スタータ５２及び／又は圧力弁５６のうちの少なくとも一方を制御して、フライホイール５０に対する力の印加を中止してもよく、したがって、ピストン１４の往復動を中止してもよい。このシナリオにおいて、フライホイール５０は、例えば制動機構、スタータ５２及び／又は圧力弁５６による逆トルクの印加によって能動的に停止されてもよく、或いは、フライホイールは、フライホイール自体の場所でストッパへ向けて惰性で進むことができるようにしてもよい。
【００５０】
遅れ始動方法の適用中に起こり得るエラー、障害状態、又は、他の予期しない結果の１つの例は、ピストンチャンバ１８が非圧縮性液体、例えば水を収容するという表示を含んでもよい。このシナリオは、静圧ロックとして知られる場合があり、圧縮行程４２中のピストン１４が圧縮チャンバ３０の内容物を圧縮しようとするときにエンジン１０の損傷を引き起こす場合がある。この例において、コントローラ５８は、検出された特性と静圧ロック又は最大ピストンチャンバ１８圧力を示す診断プロファイル８０とを比較してもよい。例えば、フライホイール５０に印加されるトルクが最大トルク閾値を超えれば、コントローラ５８は、静圧ロック状態が存在すると決定してもよく、また、フライホイール５０に対するトルクの印加を中止してもよい。
【００５１】
静圧ロックの例では、フライホイール５０がゆっくり回転しており、それにより、静圧ロックの決定後にトルクの印加を中止する場合には、非圧縮性液体がエンジン１０、ピストン１４、又は、他の構成要素を損傷させない。トルクの印加及びピストン１４の往復動を中止することに加えて、コントローラ５８は、点滅光などの視覚的な表示或いは警報又は音声などの可聴の表示の形態で表示をそれぞれのライト８２又はスピーカ８４のいずれかで与えてもよい。
【００５２】
或いは、エラー、障害状態、及び／又は、他の予期しない結果が起こることを検出された往復エンジン特性と診断プロファイル８０との比較が示さなければ、コントローラ５８は、フライホイール５０の回転を制御し続けてもよく、更には、燃焼エンジン１０の始動をもたらすために空気圧スタータ５２及び圧力弁５６を制御し続けてもよい。この例において、コントローラ５８は、１つ以上の燃焼サイクル（燃焼を伴わない）又は圧縮行程４２にわたって進んでエラー又は障害が存在しないことを検証するために診断プロファイル８０にしたがって方法を制御してもよい。そのとき、コントローラ５８は、診断プロファイル８０の比較を中止して、圧力弁５６により供給される空気を増大させ、それにより、空気圧スタータ５２によりフライホイール５０へ印加されるトルクを増大させて、燃焼の発生を伴う燃焼サイクルを使用する自給モードへとエンジン１０を始動させるのに適したレベルまでエンジン速度を高めてもよい。
【００５３】
図７は、遅れ始動方法を示す一組のグラフ例を例示し、この遅れ始動方法では、エラーが生じず、エンジンが始動される。与えられたグラフは、前述した方法の１つの非限定的な例を示そうとするものであり、方法の任意の必要な信号、センサ、値、又は、動作を具体的に表わさない。また、示されるグラフは、単一ピストン始動前動作のみを表わす場合がある。第１のグラフ９０は、エンジン速度を経時的に例示して示され、第２のグラフ９２は、圧力弁５６により供給される圧力を経時的に例示して示され、第３のグラフ９４は、コントローラ５８により空気圧スタータ５２に供給されるスタータ制御信号を経時的に例示して示され、第４のグラフ９６は、ＴＤＣセンサにより測定されるピストン１４の位置を経時的に例示して示され、第５のグラフ９８は、空気圧スタータ５２によりフライホイール５０に印加されるトルクを経時的に例示するとともに、例えば診断プロファイル８０により規定される最大トルク限界１００を例示して示される。グラフ９０、９２、９４、９６、９８は、診断プロファイル８０の一例を形成するためのデータへと変換されてもよい。
【００５４】
第１の時間インスタンス１０２及び第２の時間インスタンス１０４も示される。第１の時間インスタンス１０２において、コントローラ５８は、グラフ９４で分かるように空気圧スタータ５２をＯＮにするとともに、グラフ９２で分かるように空気圧を供給し始める。空気圧スタータ５２及び供給される空気圧は、グラフ９８で分かるようにトルクを発生させ、また、トルクは、グラフ９０で分かるようにフライホイール５０を回転させ始める。第１の時間インスタンス１０２と第２の時間インスタンス１０４との間において、空気圧スタータ５２及び圧力弁５６は、先の方法で説明されたように、印加されるトルクによってエンジン速度を２０〜４０ＲＰＭに変えるように診断プロファイル８０にしたがってコントローラ５８により制御される。
【００５５】
グラフ９６における複数のＴＤＣ信号表示により示されるように、フライホイール５０は、グラフ９８で分かるように、印加されるトルクが最大トルク限界１００を上回ることなく、多くのピストン１４サイクルにわたって回転される。一組のグラフ例は幾つかの時間インスタンス１０６を更に示し、この場合、コントローラ５８は、９８で分かるように、フライホイールが動作し続けるように供給空気のバーストを与えてピークトルクに打ち勝つように圧力弁５６を制御し、ピークトルクは、グラフ９６で分かるように、ピストン１４行程の最大圧縮ポイント又はＴＤＣ位置に対応する。
【００５６】
第２の時間インスタンス１０４において、コントローラ５８は、診断プロファイル８０にしたがって、燃焼エンジン１０にエラーがなく、燃焼エンジンが安全に始動できると決定した。この時間インスタンス１０４において、コントローラ５８は、例えばグラフ９８のトルク曲線と最大トルク限界１００との比較を中止し、９２で分かるように、空気圧スタータ５２に供給される空気圧をかなり増大させて、グラフ９０で分かるようにエンジン速度の増大をもたらす。この例では、燃焼エンジン１０を始動させる前にエンジンを停止させる或いは任意の更なる方法ステップを行なう必要がない。つまり、燃焼エンジン１０は、エラーが存在しないという確認の際に、コントローラ５８により始動されてもよい。
【００５７】
図８は、遅れ始動方法を示す第２の組のグラフ例を例示し、この場合、エラーが生じる。第２の組のグラフ例は第１の組のグラフ例に類似し、したがって、同様の部分は、２００だけ増加される同様の数字を用いて特定され、この場合、別段に言及されなければ、第１の組のグラフ例の同様の部分の説明が第２の組のグラフ例に当てはまることが理解される。この場合も先と同様に、与えられる第２の組のグラフ例は、前述した方法の１つの非限定的な例を示そうとするものであり、方法の任意の必要な信号、センサ、値、又は、動作を具体的に表わさない。
【００５８】
第２の組のグラフ例は、方法が開始されてフライホイール５０が回転し始める同じ第１の時間インスタンス３０２と、第２の時間インスタンス３０４とを示す。第２の時間インスタンス３０４において、印加されたトルクは、グラフ２９８で分かるように、最大トルク限界１００を上回って上昇し、これにより、静圧ロック状態などのエラーが生じたことが示される。この第２の時間インスタンス３０４において、コントローラ５８は、グラフ２９２で分かるように、供給される空気圧を制御するとともに、グラフ２９４で分かるように、スタータを制御してフライホイール５０に対してトルクを供給することを止め、それにより、エンジン速度は、ゼロまで急速に減少し、クランクシャフト１２を逆方向に回転させる静圧ロック状態により発生される圧縮チャンバ３０の圧力に応じて簡単にマイナスになる。
【００５９】
多くの他の想定し得る実施形態及び構成が、先の図に示されるそれに加えて、本開示によってもくろまれる。例えば、複数のピストンを有するエンジンにおいて、前述の方法は、ピストンのいずれかにおける障害又はエラーを検出してユーザに知らせることができるように各ピストンに同様に適用されてもよい。このシナリオにおいて、本発明の実施形態は、エラー又は障害が生じたことを示す表示を含んでもよく、また、障害が生じた場所（すなわち、いずれの圧縮チャンバであるかなど）を示すことができてもよい。また、様々な構成要素の形態及び配置は、多くの異なる直列型形態を実現できるように手直しされてもよい。
【００６０】
本明細書中に開示される実施形態は、往復エンジンを遅く始動させるための方法を提供する。技術的効果は、１つ以上の障害状態が存在するかどうかを決定するために前述の実施形態が始動前期間にわたってクランクシャフトを回転させるための力の印加を可能にすることである。先の実施形態で実現され得る１つの利点は、前述の実施形態が静圧ロックなどの状態のエラー及び／又は障害検出を制御可能なエンジンシーケンスに直接に組み込むという点である。エンジンを始動させる前に任意の障害状態を検出することにより、障害状態がエンジンに損傷をもたらし、それにより、広範囲に及ぶ高価な修理を必要とするというシナリオを避けることができる。制御可能なエンジンシーケンスは、障害を検出して障害が検出されないときにエンジンを始動させるための完全な解決策を与えるためにエンジン始動シーケンスに更に組み込まれてもよい。前述の実施形態の他の利点は、エラー又は障害が生じたという表示を方法がユーザに与え、また、複数のピストンを有する実施形態では、どこで障害が生じたかの表示を方法がユーザに与えるという点である。
【００６１】
方法は、静圧ロックなどの障害が存在するかどうかを決定するための手動検出方法を使用する必要性を更に排除する。これらの手動検出方法は、一般に、さもなければエンジンの始動前に行なわれ得る非常に長い大きな労力を要する再検査プロセスを伴う。また、手動検出方法は、液体摂取が行なわれたかどうかを決定するプロセスにおいてピストンチャンバの内部及び／又はピストンを望ましくない残骸に晒す場合がある。前述の実施形態の更なる他の利点においては、連続的なトルク監視が、さもなければ利用できない或いは以前は利用できないエンジンの動作に関する情報を記録して解析する有利な能力をユーザ又はシステムに与えてもよい。
【００６２】
未だ説明されない範囲まで、様々な実施形態の異なる特徴及び構造が望み通りに互いと組み合わせて使用されてもよい。１つの特徴が実施形態の全てにおいて示されない場合があることは、それがそうであると解釈されるように意図されておらず、説明を省略するために行なわれる。したがって、異なる実施形態の様々な特徴は、新たな実施形態が明示的に記載されるか否かにかかわらず、新たな実施形態を形成するように望み通りに混ぜ合わされて適合されてもよい。本明細書中に記載される特徴の全ての組み合わせ又は置換は、この開示によって網羅される。
【００６３】
この記述は、最良の形態を含む発明を開示するとともに、任意の装置又はシステムを形成して使用すること、及び、任意の組み入れられた方法を実行することを含めて、任意の当業者が発明を実施できるようにするために例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、また、当業者が想起する他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求項の文字通りの言葉とは異ならない構造的要素を有する場合、或いは、それらが特許請求項の文字通りの言葉と実質的に異ならない等価な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲内に入ることが意図されている。
【００６４】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
対応するピストンチャンバ内で往復移動できるピストンと回転可能に結合されるクランクシャフトを有する往復エンジンを遅く始動させる方法であって、
ａ）前記ピストンの圧縮行程中に前記ピストンチャンバに圧力の逃げをもたらすことなく前記ピストンチャンバ内で前記ピストンの動作をもたらすために前記クランクシャフトに対して力を印加するステップと、
ｂ）往復エンジン特性を検出するステップと、
ｃ）検出された前記特性と検出された前記特性のための診断プロファイルとを比較するステップと、
ｄ）診断障害状態が存在することを前記比較が示すときに、力の印加を中止して、前記ピストンの往復動を中止するステップと、
を備える方法。
［実施態様２］
診断障害状態が存在することを前記比較が示さないときに力の印加を制御するステップを更に備え、力の印加を制御する前記ステップが前記比較に基づき、それにより、力の印加が前記クランクシャフトの連続回転を動作速度未満の速度でもたらす実施態様１記載の方法。
［実施態様３］
前記比較に基づいて力の印加を制御する前記ステップは、前記クランクシャフトの連続回転を２０〜４０回転／分の速度に制御するステップを更に備える実施態様２記載の方法。
［実施態様４］
前記往復エンジン特性を検出する前記ステップは、エンジン速度、応答ピストンチャンバ圧力、応答クランクシャフトトルク、又は、エンジンシリンダ位置のうちの少なくとも１つを検出するステップを更に備える実施態様１記載の方法。
［実施態様５］
比較する前記ステップは、検出された前記特性と静圧ロック又はピストンチャンバ圧力のうちの少なくとも一方を示す診断プロファイルとを比較するステップを更に備える実施態様１記載の方法。
［実施態様６］
検出された前記特性と静圧ロックを示す診断プロファイルとの比較を満たす際に方法を中止するステップを更に備える実施態様５記載の方法。
［実施態様７］
前記クランクシャフトの回転を始めることは、前記クランクシャフトと機械的に結合される空気圧スタータを設けるステップを更に備える実施態様１記載の方法。
［実施態様８］
往復エンジン特性を検出する前記ステップは、スタータ速度又はスタータトルクのうちの少なくとも一方を検出するステップを更に備える実施態様５記載の方法。
［実施態様９］
前記クランクシャフトに対して力を印加する前記ステップは、診断アルゴリズムにしたがって、空気圧スタータ動作又は前記スタータに供給される空気圧のうちの少なくとも一方を変えるステップを備える実施態様８記載の方法。
［実施態様１０］
対応するシリンダ内で往復移動できるとともに回転可能なクランクシャフトに動作可能に結合されるピストンを有する往復エンジンを空気圧スタータを用いて遅く始動させる方法であって、前記クランクシャフトの相対回転が前記ピストンの相対的な対応する往復動をもたらす方法において、
ａ）動作回転速度未満の遅い始動速度で前記クランクシャフトを回転させて前記ピストンの往復動をもたらすために空気圧スタータに空気を供給するステップと、
ｂ）往復エンジン特性を検出するステップと、
ｃ）検出された前記特性と検出された前記特性のための診断プロファイルとを比較するステップと、
ｄ）前記比較に基づいて診断障害状態が存在する或いは存在しないかどうかを決定するステップと、
ｅ）診断障害状態が存在するときに、前記ピストンの往復動を中止するために、前記空気圧スタータに空気を供給することを中止すること或いは前記空気圧スタータの動作を停止することのうちの少なくとも一方を行なうステップと、
を備える方法。
［実施態様１１］
診断障害状態が存在しないときに、前記遅い始動速度を超えて前記クランクシャフトを回転させて前記エンジンを始動させるように前記空気圧スタータに空気を供給するステップを更に備える実施態様１０記載の方法。
［実施態様１２］
前記往復エンジン特性を検出する前記ステップは、エンジン速度、応答ピストンチャンバ圧力、応答クランクシャフトトルク、エンジンシリンダ位置、空気圧スタータ速度、又は、空気圧スタータトルクのうちの少なくとも１つを検出するステップを更に備える実施態様１０記載の方法。
［実施態様１３］
空気圧スタータに空気を供給する前記ステップは、診断アルゴリズムにしたがって、空気圧スタータ動作又は前記スタータに供給される空気圧のうちの少なくとも一方を変えるステップを更に備える実施態様１２記載の方法。
［実施態様１４］
動作回転速度未満の遅い始動速度で前記クランクシャフトを回転させるために空気圧スタータに空気を供給する前記ステップは、２０〜４０回転／分で前記クランクシャフトを回転させるステップを備える実施態様１０記載の方法。
［実施態様１５］
比較する前記ステップは、検出された前記特性と静圧ロック又はピストンチャンバ圧力のうちの少なくとも一方を示す診断プロファイルとを比較するステップを更に備える実施態様１記載の方法。
【符号の説明】
【００６５】
１０  燃焼エンジン
１２  クランクシャフト
１４  ピストン
１５  ピストンヘッド
１６  エンジンブロック
１７  ピストンシャフト
１８  ピストンチャンバ
２０  エンジンヘッド部
２２  吸気通路
２４  排気通路
２６  吸気弁
２８  排気弁
３０  圧縮チャンバ
３２  燃料噴射ノズル
３４  クランクシャフト回転
３８  吸気行程
４０  開放吸気弁
４２  圧縮行程
４４  燃焼行程
４６  排気行程
５０  フライホイール
５２  空気圧スタータ
５４  圧力源
５６  圧力弁
５８  コントローラ
６２  位置センサ
６４  スタータセンサ
６６  歯
６８  スポーク
７０  スタータ本体
７２  スタータヘッド
７４  歯の第２の組
７６  圧力センサ
７８  メモリ
８０  診断プロファイル
８２  ライト
８４  スピーカ
８６  コンピュータ
８８  アルゴリズム
９０  第１のグラフ
９２  第２のグラフ
９４  第３のグラフ
９６  第４のグラフ
９８  第５のグラフ
１００  最大トルク限界
１０２  第１の時間インスタンス
１０４  第２の時間インスタンス
１０６  時間インスタンス
２９０  第１のグラフ
２９２  第２のグラフ
２９４  第３のグラフ
２９６  第４のグラフ
２９８  第５のグラフ
３０２  第１の時間インスタンス
３０４  第２の時間インスタンス
【図１】
2017511437.tif 000002
【図２】
2017511437.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017511437.tif 000006
【図６】
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【図７】
2017511437.tif 000008
【図８】
2017511437.tif 000009
【国際調査報告】
2017511437.tif 000010
2017511437.tif 000011