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公開番号2022088825
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-06-15
出願番号2020200883
出願日2020-12-03
発明の名称エンジン始動装置
出願人スズキ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02K 7/18 20060101AFI20220608BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】エンジンの始動の迅速性および円滑性を高める。
【解決手段】エンジン始動装置11は電動発電機12、電磁ピックアップ32および駆動制御回路を備え、電動発電機12は、クランクシャフトに固定されたロータ13と、ロータケース14に固定された永久磁石21A~21Lと、クランクケースに固定されたコア26に設けられた複数のコイル31と、ロータケース14の周壁部16の外面に設けられた凸部24A~24Kとを備え、電磁ピックアップ32は各凸部が基準位置Eを通過することを検出する。凸部21A、21K間の角度間隔は永久磁石の角度間隔の2倍であり、凸部21A~21Kの他の角度間隔は永久磁石の角度間隔と等しい。ロータ13が逆回転している間に、凸部24Aが基準位置Eを通過した時点に、N極の永久磁石21A、21C、…がU相のコイル31とそれぞれ対向する位置に来るように基準位置Eおよび凸部24Aの配置が定められている。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項1】
回転シャフトおよび前記回転シャフトを回転可能に支持するケースを有するエンジンを始動させるエンジン始動装置であって、
電動機、電磁ピックアップおよび制御回路を備え、
前記電動機は、
前記回転シャフトまたは前記回転シャフトに固定された部品に固定された回転体と、
前記回転体に固定され、前記回転シャフトの回転中心を中心とした第1の円に沿って配置された2m個(mは2以上の整数)の永久磁石と、
前記ケースまたは前記ケースに固定された部品に固定されたコアと、
前記コアに設けられ、前記回転シャフトの周囲に前記第1の円と対向するように配置された3n個(nは1以上の整数)のコイルと、
前記回転体に設けられ、前記回転シャフトの回転中心を中心とする第2の円に沿って配置された複数の指標部とを備え、
前記2m個の永久磁石は、前記各コイルと対向する側の磁極がN極およびS極のうちの一方の磁極であるm個の第1の永久磁石、および前記各コイルと対向する側の磁極がN極およびS極のうちの他方の磁極であるm個の第2の永久磁石を含み、前記m個の第1の永久磁石および前記m個の第2の永久磁石は前記第1の円の周方向において1つずつ交互に等間隔に配置され、
前記3n個のコイルはn個の第1相のコイル、n個の第2相のコイルおよびn個の第3相のコイルを含み、前記n個の第1相のコイル、前記n個の第2相のコイルおよび前記n個の第3相のコイルは前記第1の円の周方向において1つずつこの順番に並ぶように等間隔に配置され、
前記電磁ピックアップは、前記ケースまたは前記ケースに固定された部品に固定され、前記回転体の回転時に前記各指標部が所定の基準位置を通過したことを示す検出信号を出力し、
前記制御回路は、前記検出信号に基づいて前記各コイルに流す電流を制御することにより前記コアに対して前記回転体を回転させ、
前記複数の指標部は、形状、大きさ、または前記第2の円の周方向の一方の隣に配置された指標部からの距離が前記複数の指標部における他の指標部と異なる特異指標部を含み、
前記特異指標部が前記基準位置を通過した時点に、前記n個の第1相のコイルのうちの少なくとも1つが前記m個の第1の永久磁石のうちのいずれか1つと対向するように、前記基準位置および前記特異指標部の配置が定められていることを特徴とするエンジン始動装置。
続きを表示(約 770 文字)【請求項2】
前記複数の指標部の個数は(2mー1)個であり、前記複数の指標部において、前記特異指標部は、前記回転体の一の回転方向において隣の指標部から(360/m)度離れた位置に配置され、前記特異指標部以外の各指標部は、前記回転体の前記一の回転方向において隣の指標部から(180/m)度離れた位置に配置されてい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。
【請求項3】
前記特異指標部は、前記第2の円の周方向における長さが前記複数の指標部における他の指標部と異なることを特徴とする請求項1または2に記載のエンジン始動装置。
【請求項4】
前記制御回路は、前記回転体が停止しているときに、まず、前記検出信号に基づくことなく前記各コイルに所定のタイミングで電流を流すことによって前記回転体を回転させるオープンループ制御を行い、その後、前記特異指標部が前記基準位置を通過したことが前記検出信号に基づいて認識された時点に、前記回転体を回転させる制御を、前記オープンループ制御から、前記各コイルに電流を流すタイミングを前記検出信号に同期させて前記回転体を回転させるクローズドループ制御に切り換えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のエンジン始動装置。
【請求項5】
前記制御回路は、前記回転体が停止しているときに、まず、前記オープンループ制御を行うことによって前記回転体を逆回転させ、その後、前記特異指標部が前記基準位置を通過したことが前記検出信号に基づいて認識された時点に、前記回転体を逆回転させる制御を前記オープンループ制御から前記クローズドループ制御に切り換え、その後、前記回転体の回転を逆回転から正回転に切り換えることを特徴とする請求項4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、電動機によりクランクシャフトを回転させてエンジンを始動させるエンジン始動装置に関する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
エンジンの始動時に、エンジンの始動のきっかけとなる回転力を電動機によりエンジンのクランクシャフトに与えるエンジン始動装置は、多くの車両に搭載されている。このようなエンジン始動装置における電動機として、例えば下記の特許文献1に記載されているように、エンジンの始動時には電動機として機能し、エンジンの始動後には発電機として機能する電動発電機が利用されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開第2018/142578号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
車両の走行を開始するに当たり、エンジンを迅速かつ円滑に始動させることができるようにすることは、車両の性能を向上させる上において1つの課題である。
【0005】
また、近年、例えば信号待ち等のために車両を短時間停止させる際にエンジンを自動的に停止させるアイドリングストップ機能を備えた車両が増加しつつある。例えば、信号待ちのためにエンジンを停止させた後、信号待ちを終えて車両を発進させる際には、エンジンを迅速かつ円滑に始動させる必要がある。そのため、アイドリングストップ機能を備えた車両に搭載されたエンジン始動装置には、エンジンの始動の迅速性および円滑性を高めることが要求される。
【0006】
本発明は例えば上述したような課題および要求を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、エンジンの始動の迅速性および円滑性を高めることができるエンジン始動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明のエンジン始動装置は、回転シャフトおよび前記回転シャフトを回転可能に支持するケースを有するエンジンを始動させるエンジン始動装置であって、電動機、電磁ピックアップおよび制御回路を備え、前記電動機は、前記回転シャフトまたは前記回転シャフトに固定された部品に固定された回転体と、前記回転体に固定され、前記回転シャフトの回転中心を中心とした第1の円に沿って配置された2m個(mは2以上の整数)の永久磁石と、前記ケースまたは前記ケースに固定された部品に固定されたコアと、前記コアに設けられ、前記回転シャフトの周囲に前記第1の円と対向するように配置された3n個(nは1以上の整数)のコイルと、前記回転体に設けられ、前記回転シャフトの回転中心を中心とする第2の円に沿って配置された複数の指標部とを備え、前記2m個の永久磁石は、前記各コイルと対向する側の磁極がN極およびS極のうちの一方の磁極であるm個の第1の永久磁石、および前記各コイルと対向する側の磁極がN極およびS極のうちの他方の磁極であるm個の第2の永久磁石を含み、前記m個の第1の永久磁石および前記m個の第2の永久磁石は前記第1の円の周方向において1つずつ交互に等間隔に配置され、前記3n個のコイルはn個の第1相のコイル、n個の第2相のコイルおよびn個の第3相のコイルを含み、前記n個の第1相のコイル、前記n個の第2相のコイルおよび前記n個の第3相のコイルは前記第1の円の周方向において1つずつこの順番に並ぶように等間隔に配置され、前記電磁ピックアップは、前記ケースまたは前記ケースに固定された部品に固定され、前記回転体の回転時に前記各指標部が所定の基準位置を通過したことを示す検出信号を出力し、前記制御回路は、前記検出信号に基づいて前記各コイルに流す電流を制御することにより前記コアに対して前記回転体を回転させ、前記複数の指標部は、形状、大きさ、または前記第2の円の周方向の一方の隣に配置された指標部からの距離が前記複数の指標部における他の指標部と異なる特異指標部を含み、前記特異指標部が前記基準位置を通過した時点に、前記n個の第1相のコイルのうちの少なくとも1つが前記m個の第1の永久磁石のうちのいずれか1つと対向するように、前記基準位置および前記特異指標部の配置が定められている。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、エンジンの始動の迅速性および円滑性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の第1の実施例のエンジン始動装置が設けられたエンジンを示す断面図である。
本発明の第1の実施例のエンジン始動装置における電動発電機を図1中の左側から見た状態を示す図である。
本発明の第1の実施例のエンジン始動装置における電動発電機の分解図である。
本発明の第1の実施例のエンジン始動装置の電動発電機における永久磁石、コイルおよび凸部等の位置関係、並びに電動発電機の電気的・磁気的構造を電磁ピックアップと共に示す模式図である。
本発明の第1の実施例のエンジン始動装置において、電磁ピックアップから出力された検出信号、凸部および永久磁石を示す説明図である。
本発明の第1の実施例のエンジン始動装置における駆動制御回路、および駆動制御回路に接続されたコイル等を示す回路図である。
エンジンにおけるクランク角とシリンダ内の圧力との関係を示すグラフである。
本発明の第1の実施例のエンジン始動装置によるエンジン始動処理を示すフローチャートである。
本発明の第2の実施例のエンジン始動装置を示す模式図である。
本発明の第3の実施例のエンジン始動装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の実施形態のエンジン始動装置は、回転シャフトおよび回転シャフトを回転可能に支持するケースとを有するエンジンを始動させる装置である。本実施形態のエンジン始動装置は、電動機、電磁ピックアップおよび制御回路を備えている。
(【0011】以降は省略されています)

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