アイドルストップシステム用始動装置 「タンデムソレノイドスタータ(TS

アイドルストップシステム用始動装置
「タンデムソレノイドスタータ(TSスタータ)」
Tandem Solenoid (TS) Starter for Stop/Start Systems
始動時間の短縮により、違和感のないエンジン始動を実現
Smooth Stop/Start by reduction of restarting time
アイドルストップシステム用始動装置「タンデムソレノイドスタータ(TSスタータ)」
デンソーは創業時からスタータを製造しており、アイドルストッ
プシステム用スタータも1999年から本格量産しています。今
後も、長年培ってきた技術を活用して、高い信頼性を実現すると
ともに、
クルマの環境性能向上に貢献していきます。
燃費の向上に有効なアイドルストップシステム。信号待ちなどで
車が停止した時に、自動的にエンジンを停止することにより、ア
イドリングによって無駄に消費していた燃料を節約できます。タ
ンデムソレノイドスタータは、再始動時間を短縮し、スムーズな
始動フィーリングを実現します。
従来のスタータは、車両が停止してもエンジンがまだ惰性で回
転している間は、再始動が不可能でした。デンソー独自の新機構
を取り入れたタンデムソレノイドスタータは、エンジンが惰性で
回転中でも始動を可能とし、再始動までの待ち時間を最大1.5
秒程度短縮しました(従来品と比べ80%の再始動時間短縮)。
ソレノイド:電線を円筒状に巻いたコイルと可動鉄心で構成される部品で、コイ
ルに電流が流れると電磁石となり可動鉄心が移動します。スタータでは、ピニオ
ンというギヤの押し出しと、モーターへの通電を行うスイッチの作動のために用
います。 4
アイドルストップシステム用始動装置「タンデムソレノイドスタータ(TSスタータ)」
■効果
エンジン回転中での始動
アイドルストップシステムは、車両の停止時にエンジンを自動的
に停止します。
アイドルストップシステムによりエンジン停止の制御がされた後
も、エンジンはしばらくの間、惰性で回転しています。
従来:待って始動 → 開発品:即時始動
エンジン回転数
再始動要求
従来のスタータでは、エンジンの回転が完全に停止するまでの
間は、エンジンの再始動が不可能でした。
TSスタータは、エンジ
ンが惰性で回転中でも始動を可能とし当社の従来品と比べ、エ
ンジンを再始動する際の待ち時間を最大1.5秒程度短縮しまし
た。
( 従来品と比べ80%の始動時間短縮)
従来
開発品
始動禁止区間
最大1.5秒
従来品
時間
(S)
再始動時間(エンジン回転中での再始動要求時)
再始動時間︵S︶
1.5
1.0
▲80%
待ち時間
0.5
始動時間
0
開発品(TSスタータ)
4
従来品
アイドルストップシステム用始動装置「タンデムソレノイドスタータ(TSスタータ)」
■特徴 ピニオンギヤの押し出しとモーターへの通電を独立で制御する世界初の構造を採用。
一般的にスタータは、エンジン始動時にピニオンギヤ(スタータ
先端の歯車)が押し出され、
リングギヤ(エンジン側の歯車)
と噛
み合い、モーターの動力をピニオンギヤを通じてエンジンに伝
えることにより、エンジンを始動させます。
タンデムソレノイドスタータ
ピニオン押出し用ソレノイド
(SL1)
モータ通電用ソレノイド
(SL2)
ピニオンギヤ
●従来のスタータ:ピニオンギヤの押し出しと、モーターを回
転させるための通電が連動する構造。エンジン(リングギヤ)
が完全停止していないと、
ピニオンギヤとリングギヤを噛み合
わせることができない。 リングギヤ
エンジン回転
EMS
2個のソレノイドによりピニオン押出しとモータ通電の個別制御が可能
従来品
●TSスタータ:ピニオンギヤの押し出しとモーターへの通電
を独立で制御する世界初の構造を採用。エンジンの回転数に
応じてピニオンギヤの押し出しとモーター駆動を独立で制御
し、エンジン(リングギヤ)が回転中でも、ピニオンギヤとリン
グギヤの噛み合わせることが可能。
ソレノイド
リングギヤ
EMS
1個のソレノイドによりピニオン押出しとモータ通電は連動
EMS:Engine Management System
4
アイドルストップシステム用始動装置「タンデムソレノイドスタータ(TSスタータ)」
■手段 エンジンが惰性で回転中の回転数に応じて、
ピニオンギヤの押し出しとモータへの通電を独立で制御。
再始動要求の
タイミング ※
エンジン(リングギヤ)の回転数が高い
エンジン(リングギヤ)の回転数が低い
Ⓐモータ通電 → Ⓑピニオン押出し
Ⓑピニオン押出し → Ⓐモータ通電
再始動要求
800
Ⓐ
600
回転数(rpm)
制御の流れ
回転数(rpm)
再始動要求
Engine
Ⓑ
400
Starter
200
0
0.2
0.4
0.6
0.8
800
ⒷⒶ
600
400
200
0
1.0
0.2
0.4
0.6
時間(S) モーターに通電しピニオンギヤ回転を上昇させ、
リングギヤ回転と近づいた状態でピニオンギヤを押出す。
4
1.0
時間(S)
ピニオンギアを先に押し出し、
その後モーターに通電させる。
※再始動要求:ブレーキを離すなどといった、
ドライバーによるエンジン再始動を求める操作。
0.8
Tandem Solenoid (TS) Starter for Stop/Start Systems
DENSO, which has been making starters since its
foundation, started full-scale mass production of
starters for Stop/Start systems in 1999. Based on
its technologies accumulated over many years,
DENSO will continue to improve product reliability
and make vehicles more environment-friendly.
Stop/Start systems help increase fuel efficiency by
automatically stopping the engine while the vehicle
is waiting at stop lights or is stopped for other
reasons to save fuel that would be wasted during
idling. The Tandem Solenoid (TS) Starter enables
the engine to restart more quickly and smoothly.
Conventional starters cannot restart the engine
while the engine is running down even after the
vehicle has stopped. The TS Starter, which
features DENSO’s unique new mechanisms, can
restart the engine during engine coasting, thus
reducing the time needed before engine restart by
up to about 1.5 seconds (a 80% decrease
compared with DENSO’s conventional starters).
Solenoid: Consists of a current-carrying coil of wire and a moving
iron core. The coil acts as an electromagnet when a current
passes through it and the iron core slides along the coil axis. In
starters, this component is used as an actuator to thrust the
pinion gear forward and a switch to supply power to the motor.
4
Tandem Solenoid (TS) Starter for Stop/Start Systems
■Benefit
Re-start during engine run down
Stop/Start systems automatically stop the engine
when the vehicle is stopped, and also allow the
engine to coast for a while when the engine is
instructed to stop.
Current : Wait then restart → Development : Immediately restart
Engine speed
Restart demand Development
(TS Starter)
Conventional starters cannot restart the engine
until the engine has completely stopped, whereas
the TS Starter can restart the engine even while it
is coasting. Compared with DENSO’s conventional
starters, this advantage reduces the time needed
before engine restart by up to 1.5 seconds (a 80%
decrease in the time required to restart the engine
compared with DENSO’s conventional starters).
Current
waiting
Current
Time
(S)
Up to 1.5 seconds
Engine restart time (S)
Re-start time during engine run down
4
1.5
1.0
▲80%
Waiting Time
0.5
Re-Start Time
0
Development
(TS Starter)
Current
Tandem Solenoid (TS) Starter for Stop/Start Systems
■Feature The world’s first mechanism to separately control the forward slide of the pinion gear and the energization of the motor
Conventional starters thrust the pinion gear (the gear on
their front end) forward to engage the ring gear (the mating
gear on the engine) to transmit the rotation of the motor to
the engine via the pinion gear in order to start the engine.
Tandem Solenoid Starter
Solenoid to shift pinion(SL1)
Solenoid to energize motor(SL2)
Pinion gear
●Conventional starter:Has a mechanism to shift the pinion
gear and to energize the motor conjunctionally.In this system,
the pinion gear cannot mesh with the ring gear until the engine
(ring gear) has stopped completely.
Ring gear
Engine Speed
EMS
Independent control of pinion gear shift and motor energization by two solenoids
Current Product
●TS Starter:Has the world’s first mechanism to separately
control the forward slide of the pinion gear and the energization
of the motor. In this system, sliding the pinion gear forward
according to engine speed and energizing the motor can be
controlled independently, thus allowing the pinion gear to
engage the ring gear while the engine (ring gear) is still rotating.
Solenoid
Ring gear
EMS
Conjunctional control of pinion gear shift and motor energization by one solenoid
EMS:Engine Management System
4
Tandem Solenoid (TS) Starter for Stop/Start Systems
■Engineering Key Point Separately control pinion gear forward movement and motor energization according to engine speed
Timing of
engine restart
requests
High engine (ring gear) speeds
Low engine (ring gear) speeds
ⒶMotor on → ⒷPinion shift
ⒷPinion shift → ⒶMotor on
Restart demand
Restart demand
Ⓐ
600
800
Engine
Ⓑ
(rpm)
Flow of control
(rpm)
800
400
Starter
200
0
0.2
0.4
0.6
0.8
ⒷⒶ
600
400
200
0
1.0
0.2
(S) Energize the motor to increase the rotational speed of the
pinion gear and then move the pinion gear forward when the
pinion gear and ring gear are rotating at almost the same rate.
0.6
0.8
1.0
(S) Move the pinion gear forward and then energize the motor.
※Engine restart requests: The driver’
s actions identified as requests to restart the engine, such as releasing the brake pedal
4
0.4