[发明专利]发动机起动系统

说明书

使用开关磁阻电机的起动机(1)的转子(21)直接连结于发动机(2)的曲轴(31)。转子(21)和曲轴(31)设定成：在活塞(32)位于上死点等位置时，转子(21)的凸极(26a、26c)与U相磁极(13U)相向，以使在发动机(2)的最大跨越转矩位置起动机(1)的输出转矩达到最大。在使发动机(2)停止时，向U相线圈(15U)通电，从而使凸极(26a、26c)与U相磁极(13U)相向而停止，使活塞(32)停止在最大跨越转矩位置。在发动机起动时，向与U相线圈(15U)邻接的W相线圈(15W)通电，能够以最大输出跨越最大摩擦转矩。

技术领域

本发明涉及使用电动机的发动机起动系统。

背景技术

以往，发动机的起动使用了利用电动机的发动机起动机。例如，专利文献1记载了使用开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor)的发动机的起动机、发电机。近年来，作为发动机起动用的电机，着眼于结构简单且坚固的开关磁阻电机。特别是开关磁阻电机由于转子不使用永磁体，因此在稀土价格的上涨的背景下扩大了开关磁阻电机的利用。专利文献1的起动机、发电机经由离合器、减速器等将电机的旋转轴连结于发动机的曲轴，在发动机停止时发挥起动机(动力机)的作用，在发动机起动后发挥发电机(generator)的作用。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－28851号公报

发明内容

发明要解决的课题

另一方面，发动机存在旋转摩擦，旋转摩擦还具有周期性的变动(脉动)。因此，发动机在起动时，根据气缸内的活塞位置，使曲轴旋转的转矩(起动转矩)产生差异。对此，在以往的使用磁铁转子的起动机电机中，对于发动机摩擦转矩的脉动，利用电机的输出余力来应对。

但是，作为驱动源的电动机也具有转矩脉动。特别是开关磁阻电机具有转矩脉动比磁铁电机大的倾向。如前所述，在以往的发动机起动机中，利用输出余力来应对发动机侧的转矩脉动，没有怎么考虑电机自身的转矩脉动。因此，若电机和发动机的转矩脉动相反，则有可能电机转矩低于起动转矩，无法起动发动机。

当如图4的P部那样发动机摩擦转矩的脉动的波峰位于电机转矩的脉动的波谷时，若借助输出余力，则电机转矩有可能低于起动转矩。即，电机转矩无法超过跨越发动机起动时的第一次压缩过程(在四冲程发动机中为压缩过程，在二冲程发动机中为吸入、压缩过程)的上死点时的跨越转矩(日文：乗越し转矩)(最大跨越转矩)，有可能产生工作故障。在该情况下，只要将电机转矩的波谷设定成超过发动机摩擦转矩的波峰，就没有这样的担忧。但是，产生如下问题：为了使电机转矩增大，无论如何电机都将大型化。

用于解决课题的手段

本发明的发动机起动系统是一种通过电动机来进行发动机的起动的发动机起动系统，其中，上述电动机具有定子以及与该定子同轴配置的转子，上述定子具备多个磁极以及卷绕于各个该磁极的线圈，上述转子连结于上述发动机的曲轴，与上述曲轴同步旋转，上述转子和上述曲轴连结成：在上述发动机的活塞位于上死点或稍微超过上死点的位置时，规定的上述磁极与上述转子的规定的位置相向。

在本发明中，活塞和转子的位置关系机械地设定成：在发动机的活塞位于上死点或稍微超过上死点的位置时，规定的上述磁极与上述转子的规定位置相向。在发动机的活塞位于上死点或稍微超过上死点的位置时，发动机起动时的摩擦转矩达到最大。因此，能够以最大输出跨越最大摩擦转矩，能够通过最小限度的输出的电机来起动发动机。

在上述发动机起动系统中，也可以在使上述发动机停止时，向规定的上述线圈通电，从而使上述转子的规定的位置与上述规定的磁极相向而停止，使上述活塞停止在上死点或稍微超过上死点的位置。而且，也可以在上述发动机起动时，向与上述发动机停止时通电的上述线圈不同的上述线圈通电来驱动上述电动机。