JP2002147325A - Three-position type engine starter - Google Patents

Three-position type engine starter

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JP2002147325A
JP2002147325A JP2000339865A JP2000339865A JP2002147325A JP 2002147325 A JP2002147325 A JP 2002147325A JP 2000339865 A JP2000339865 A JP 2000339865A JP 2000339865 A JP2000339865 A JP 2000339865A JP 2002147325 A JP2002147325 A JP 2002147325A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly gear a motor-side pinion with an engine-side gear when the engine is started and driven by a starter motor and to sufficiently separate the pinion from the engine-side gear during engine operation. SOLUTION: The pinion driven by the starter motor is stably set at three positions such as a sufficiently separated position from a gear connected to an engine rotation shaft by disengaging from the gearing, an intermediate gearing waiting position adjoining but not gearing with it yet, and a gearing position, and the pinion is made to wait at the intermediate waiting position for the restart of the engine after the temporary stop of the engine during operation of a fuel saving type vehicle or a hybrid vehicle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に於ける
内燃機関の如く回転駆動されることにより始動するエン
ジンのエンジン始動装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine starting device for an engine which is started by being driven to rotate, such as an internal combustion engine in an automobile or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記の如きエンジン始動装置は周知であ
り、また自動車等のエンジンのために広く使用されてい
る。かかるエンジン始動装置は、一般に、スタータモー
タと、該スタータモータにより回転駆動されるピニオン
とを有し、該ピニオンがエンジンの回転軸に連結された
歯車に噛み合わされた状態で、該スタータモータにバッ
テリより電流が供給されることにより、エンジンを回転
駆動してこれを始動させるようになっている。
2. Description of the Related Art Engine starting devices as described above are well known and widely used for engines of automobiles and the like. Such an engine starter generally has a starter motor and a pinion rotationally driven by the starter motor, and a battery is provided to the starter motor in a state where the pinion is meshed with a gear connected to a rotation shaft of the engine. When more current is supplied, the engine is rotationally driven and started.

【0003】かかるエンジン始動装置のピニオンは、エ
ンジン始動のためにエンジンの回転軸を駆動するときの
みエンジン回転軸に連結された歯車に噛み合わされ、エ
ンジンが始動したときには速やかに該歯車との噛み合い
より解離されなければならないが、更に、この種のエン
ジン回転軸は温度変化による熱膨脹に対処すべく軸線方
向に幾分かの遊びをもって軸受けされており、また特に
自動車等のエンジンは一般にピストン式のエンジンであ
り、その運転中にはエンジン全体が激しく振動するだけ
でなく、その回転軸であるクランクシャフトには繰り返
し反転する曲げ応力が作用するので、通常かかるクラン
ク軸の一端に設けられた比較的大径のフライホイールの
周縁に沿って設けられエンジン始動装置のピニオンと噛
み合うエンジン回転軸側歯車の歯の部分は、エンジンの
回転に伴ってかなりの振幅にわたって振動するので、エ
ンジン始動装置のピニオンは、エンジン始動後には、エ
ンジン回転軸側歯車との噛み合いより単に解離されるだ
けでなく、該歯車の軸線方向の遊び移動や振動に干渉す
ることの無いよう、これより十分に離して退避されるよ
うになっていなければならない。
[0003] The pinion of such an engine starting device is engaged with a gear connected to the engine rotating shaft only when the rotating shaft of the engine is driven for starting the engine. When the engine is started, the pinion is quickly engaged with the gear. In addition, this type of engine rotation shaft is supported with some play in the axial direction to cope with thermal expansion due to temperature changes, and in particular, engines such as automobiles generally use a piston type engine. During the operation, not only does the entire engine vibrate violently, but also the rotating shaft, the crankshaft, is subjected to repeated bending stress. The engine rotation is provided along the circumference of the flywheel with a diameter and meshes with the pinion of the engine starter. Since the teeth of the shaft side gear oscillate over a considerable amplitude with the rotation of the engine, the pinion of the engine starting device is simply disengaged from the engagement with the engine shaft side gear after the engine is started. In addition, the gear must be retracted sufficiently away from the gear so as not to interfere with the axial play and vibration of the gear.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来一般の自動車に於
いては、エンジン始動装置によりエンジンが始動される
のは、通常自動車の運転が開始される当初の始動時だけ
であり、運転者がキースイッチを回してスタータを作動
させようとするとき、エンジン始動装置のピニオンがエ
ンジン回転軸側歯車に噛み合うことの迅速性について
は、特に何も問題は無かった。しかし、近年燃料資源の
節約と環境保全に対処して次第に普及しつつある燃料資
源節約/環境保全型自動車に於いては、信号待ちや渋滞
による車輌の一時停止時にエンジンを一時停止させるこ
とが行われ、また車輌の運転状況に応じて随時エンジン
に代えてモータにより車輌を駆動するハイブリッド型車
輌に於いてもエンジンは車輌の運転中随時停止されるよ
うになており、これらの車輌が再発進し或はモータ駆動
よりエンジン駆動に移行するときには、エンジンは可及
的速やかに再始動されなければならない。このときエン
ジン始動装置のピニオンが、従来の始動装置に於ける如
くエンジン回転軸側歯車より大きく隔たって退避された
状態にあると、それだけエンジン再始動に於ける迅速性
が損われる。
In a conventional general automobile, the engine is started by the engine starting device only at the initial start of the normal operation of the automobile. When turning the switch to operate the starter, there was no particular problem regarding the speed with which the pinion of the engine starting device meshed with the gear on the engine rotating shaft side. However, in recent years, fuel-saving / environment-conservation-type vehicles, which are becoming increasingly popular in response to fuel-resource-conservation and environmental-conservation measures, require that the engine be temporarily stopped when the vehicle is temporarily stopped due to signal waiting or traffic congestion. Also, in a hybrid vehicle in which the vehicle is driven by a motor instead of the engine at any time according to the driving situation of the vehicle, the engine is stopped at any time during the operation of the vehicle, and these vehicles restart Alternatively, when shifting from motor drive to engine drive, the engine must be restarted as soon as possible. At this time, if the pinion of the engine starting device is in a state of being retracted at a large distance from the gear on the engine rotating shaft side as in the conventional starting device, the quickness in restarting the engine is correspondingly impaired.

【0005】本発明は、新たな燃料資源節約/環境保全
型或はハイブリッド型自動車のエンジンの如くエンジン
始動の迅速性が重要である場合に、従来のエンジン始動
装置をそのまま適用することに於ける上記の問題に着目
し、この点について改良されたエンジン始動装置を提供
することを課題としている。
The present invention is to apply the conventional engine starting device as it is when quick start of the engine is important such as the engine of a new fuel resource saving / environmental conservation type or hybrid type vehicle. In view of the above problems, it is an object to provide an engine starting device improved in this respect.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明は、スタータモータと、該スタータモータに
より回転駆動されるピニオンとを有し、該ピニオンがエ
ンジンの回転軸に連結された歯車に噛み合わされた状態
で該スタータモータが蓄電装置より電流を供給されるこ
とによりエンジンを回転駆動してこれを始動させるよう
になっているエンジン始動装置にして、前記歯車に対す
る前記ピニオンの位置を前記歯車より十分隔たった第一
の位置と、前記歯車に近接しているが未だこれと噛み合
わない第二の位置と、前記歯車と噛み合った第三の位置
の各々に安定的に設定するピニオン位置設定手段を有し
ていることを特徴とするエンジン始動装置を提案するも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a starter motor and a pinion rotationally driven by the starter motor, wherein the pinion is connected to a rotating shaft of an engine. In a state where the starter motor is supplied with current from the power storage device in a state in which the pinion is engaged with the gear, the engine is driven to rotate and start the engine, and the position of the pinion with respect to the gear is determined. A first position sufficiently spaced from the gear, a second position close to but not yet meshing with the gear, and a pinion position stably set at each of a third position meshed with the gear. An engine starting device having setting means is proposed.

【0007】上記の如きエンジン始動装置に於いて、前
記ピニオン位置設定手段は、前記ピニオンと一体に連結
されたアーマチュアと、前記ピニオンとアーマチュアの
連結体を前記ピニオンが前記第三の位置より前記第一の
位置へ向かうよう付勢する弾性付勢手段と、前記アーマ
チュアを前記ピニオンが前記第一の位置より前記第三の
位置へ向かうよう電磁的に駆動するソレノイドと、前記
ソレノイドに制御された電流を供給する手段とを有し、
前記ピニオンは前記ソレノイドに供給される電流の制御
に応じて前記弾性付勢手段の弾性付勢力と前記ソレノイ
ドが発生する電磁的駆動力の釣合により前記第二の位置
と前記第三の位置のそれぞれに安定的に設定されるよう
になっていてよい。
In the above-described engine starting device, the pinion position setting means includes an armature integrally connected to the pinion, and a connected body of the pinion and the armature, wherein the pinion is moved from the third position to the second position. An elastic urging means for urging the armature toward one position, a solenoid for electromagnetically driving the armature so that the pinion moves from the first position to the third position, and a current controlled by the solenoid. Means for supplying
The pinion is positioned between the second position and the third position by a balance between an elastic urging force of the elastic urging means and an electromagnetic driving force generated by the solenoid according to control of a current supplied to the solenoid. Each may be set stably.

【0008】この場合、前記ピニオンを前記第二の位置
に設定する前記ソレノイドへの電流の供給はデューティ
比を制御された電流パルスにより行なわれてよい。
In this case, the supply of current to the solenoid for setting the pinion at the second position may be performed by a current pulse whose duty ratio is controlled.

【0009】或はまた、前記ピニオン位置設定手段は、
前記スタータモータが通電されるとき通電される第一の
ソレノイドとエンジン始動後の回転中に通電される第二
のソレノイドとを有し、前記ピニオンは前記第一と第二
のソレノイドが発生する電磁力によりそれぞれ前記第三
と第一の位置に設定されるようになっており、更に前記
ピニオン位置設定手段は前記第一および第二のソレノイ
ドの何れも電磁力を発生していないとき前記ピニオンを
前記第二の位置に設定する中間位置設定手段を有してい
てよい。
Alternatively, the pinion position setting means includes:
It has a first solenoid that is energized when the starter motor is energized and a second solenoid that is energized during rotation after the engine is started, and the pinion is an electromagnetic field generated by the first and second solenoids. The pinion position setting means is configured to set the pinion when none of the first and second solenoids generates an electromagnetic force. An intermediate position setting means for setting the position to the second position may be provided.

【0010】更に、この場合、前記ピニオン位置設定手
段は前記第二のソレノイドに通電するとき前記第一のソ
レノイドに前記スタータモータ通電時の通電とは方向が
反対の通電を行う手段を含んでいてよい。
Further, in this case, the pinion position setting means includes a means for energizing the first solenoid in a direction opposite to the energization when energizing the starter motor when energizing the second solenoid. Good.

【0011】更に、前記中間位置設定手段は永久磁石に
よる磁気的吸引力を利用する手段、またはばねによる弾
性力を利用する手段であってよい。
Further, the intermediate position setting means may be means utilizing magnetic attraction by a permanent magnet or means utilizing elastic force by a spring.

【0012】[0012]

【発明の作用及び効果】上記の如くエンジン始動装置の
ピニオンが、エンジン回転軸に連結された歯車に対し、
従来の通り隔離位置と噛み合い位置とをとるだけでな
く、それらの中間にあってピニオンが歯車に近接してい
るが未だこれと噛み合わない位置をも安定的にとること
ができるよう構成されることにより、エンジンの運転中
に生ずるエンジン全体の振動やエンジン回転軸(クラン
クシャフト)の軸線方向遊び移動や湾曲振動に基づく歯
車の不規則変位に対し、常時はピニオンを十分に退避さ
せ、その上で、車輌運転中のエンジンの自動停止後の自
動始動時にはピニオンをより迅速に歯車に噛み合わさ
せ、エンジン始動をより速やかに行なわせることができ
る。
As described above, the pinion of the engine starting device is moved with respect to the gear connected to the engine rotating shaft.
By being configured so as to not only take the isolation position and the engagement position as in the past, but also to stably take a position in the middle between them where the pinion is close to the gear but not yet engaged with it. The pinion is always retracted sufficiently against vibrations of the entire engine, which occur during operation of the engine, and irregular displacements of the gears caused by axial play of the engine rotating shaft (crankshaft) and bending vibrations. At the time of automatic start after automatic stop of the engine during vehicle operation, the pinion can be more quickly meshed with the gears, and the engine can be started more quickly.

【0013】この場合、前記ピニオン位置設定手段が、
ピニオンと一体に連結されたアーマチュアと、ピニオン
とアーマチュアの連結体をピニオンが前記第三の位置よ
り前記第一の位置へ向かうよう付勢する弾性付勢手段
と、アーマチュアをピニオンが前記第一の位置より前記
第三の位置へ向かうよう電磁的に駆動するソレノイド
と、ソレノイドに制御された電流を供給する手段とを有
し、ピニオンはソレノイドに供給される電流の制御に応
じて弾性付勢手段の弾性付勢力とソレノイドが発生する
電磁的駆動力の釣合により前記第二の位置と前記第三の
位置のそれぞれに安定的に設定されるようになっていれ
ば、ピニオンを退避位置である前記第一の位置より噛合
い作動位置である前記第三の位置へ駆動するソレノイド
/アーマチュアとその電流制御手段をそのまま用い、単
に電流制御手段の制御態様をソフト的に追加するだけで
ピニオンの前記第二の位置を達成することができる。
In this case, the pinion position setting means includes:
An armature integrally connected to a pinion; an elastic urging means for urging a pinion and an armature connected body so that the pinion moves from the third position toward the first position; and A solenoid that is electromagnetically driven to move from the position to the third position, and means for supplying a controlled current to the solenoid, wherein the pinion is elastically biasing means in accordance with control of the current supplied to the solenoid. If the elastic biasing force of the solenoid and the electromagnetic driving force generated by the solenoid are set so as to be stably set to each of the second position and the third position, the pinion is in the retracted position. The solenoid / armature driving from the first position to the third position, which is the meshing operation position, and the current control means thereof are used as they are, and the control of the current control means is simply performed. It can be achieved only by the second position of the pinion Add-like software manner.

【0014】特にピニオンを前記第二の位置に設定する
ソレノイドへの電流の供給がデューティ比を制御された
電流パルスにより行われれば、ピニオン位置を任意のセ
ンサにて確認しつつ電流パルスのデューティ比を調整す
ることによりピニオンの前記第二の位置への設定は容易
に且つ確実に行われる。
In particular, if the supply of current to the solenoid for setting the pinion at the second position is performed by a current pulse whose duty ratio is controlled, the duty ratio of the current pulse is determined while checking the pinion position with an arbitrary sensor. The setting of the pinion to the second position can be easily and reliably performed by adjusting.

【0015】或はまた、前記ピニオン位置設定手段が、
スタータモータが通電されるとき通電される第一のソレ
ノイドとエンジン始動後の回転中に通電される第二のソ
レノイドとを有し、ピニオンは前記第一と第二のソレノ
イドが発生する電磁力によりそれぞれ前記第三と第一の
位置に設定されるようになっており、更に前記ピニオン
位置設定手段が、前記第一および第二のソレノイドの何
れも電磁力を発生していないときピニオンを前記第二の
位置に設定する中間位置設定手段を有するようになって
いれば、ピニオンは、前記第一および第二のソレノイド
の何れも通電がなされていない装置の休止的状態にて、
何らのエネルギを要することなく、常に歯車に近接して
エンジン始動への噛合いに待機した状態とされる。
Alternatively, the pinion position setting means includes:
It has a first solenoid that is energized when the starter motor is energized and a second solenoid that is energized during rotation after the engine starts, and the pinion is driven by electromagnetic force generated by the first and second solenoids. The pinion position setting means further sets the pinion to the third position when none of the first and second solenoids generates an electromagnetic force. If it has an intermediate position setting means to set the second position, the pinion is in a rest state of the device in which none of the first and second solenoids is energized,
Without requiring any energy, it is always in a state of waiting close to the gears to engage with the engine start.

【0016】また前記ピニオン位置設定手段が前記第二
のソレノイドに通電するとき前記第一のソレノイドに前
記スタータモータ通電時の通電とは方向が反対の通電を
行う手段を含んでいれば、エンジン始動後に前記第二の
ソレノイドへの通電による磁気的吸引力によってピニオ
ンを前記第三の位置より前記第一の位置へ移動させると
き、同時に前記第一のソレノイドの逆通電による磁気的
反発力によってピニオンを前記第三の位置より前記第一
の位置へ向けて弾き、噛合い位置より退避位置へのピニ
オンの移動をより迅速に行うことができる。
If the pinion position setting means includes means for energizing the second solenoid in a direction opposite to the energization when the starter motor is energized, the engine is started. Later, when the pinion is moved from the third position to the first position by magnetic attraction by energizing the second solenoid, the pinion is simultaneously caused by magnetic repulsion by reverse energization of the first solenoid. The pinion is flipped from the third position to the first position, and the pinion can be moved from the meshing position to the retracted position more quickly.

【0017】上記の如くピニオンを戻り位置に設定する
手段は、エンジンの非作動時に作動する手段であり、従
ってこれに永久磁石或いはばねの如き自立的作動力を発
揮する手段を用いることにより、これにエンジン作動に
基づくエネルギを供給することを要せずにそれを安定し
て作動させることが出来る。
The means for setting the pinion to the return position as described above is a means that operates when the engine is not operating. Therefore, by using a means such as a permanent magnet or a spring that exerts an independent operating force, this means It can be operated stably without needing to supply energy based on the operation of the engine.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照して、本発
明を実施例について詳細に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention;

【0019】図1〜3は本発明によるエンジン始動装置
の第一の実施例を、それが安定的にとり得る三つの作動
状態にて、半ば解図的に示す図である。これらの図に於
いて、10はスタータモータであり、12はスタータモ
ータにより回転駆動されるピニオンであり、14は図に
は示されていないエンジンの回転軸に連結されたフライ
ホイールの周縁部に形成された歯車である。ピニオン1
2はスタータモータ10より、その回転軸16の先端部
に設けられたピニオン18、これと噛み合う歯車20、
これと噛み合う歯車22、その中心部に設けられたワン
ウェイクラッチ24、該ワンウェイクラッチの内側部に
係合したピニオン軸26を経てエンジン始動方向に回転
駆動されるようになっている。ピニオン軸26は一対の
軸受28、30により回転式に支持されてワンウェイク
ラッチ24及び歯車22を回転式に支持すると同時に、
ワンウェイクラッチ24の内側部材とトルク伝達関係を
保ちつつ軸受28及び30により軸線方向にも案内さ
れ、図にて左右に移動できるようになっている。ピニオ
ン軸26の他端にはアーマチュア32が設けられてい
る。アーマチュア32は、図には示されていないハウジ
ング構造体により左端を固定支持された引張りコイルは
ね34により図にて左方へ弾性的に付勢されている。
FIGS. 1 to 3 are diagrams schematically showing a first embodiment of an engine starting device according to the present invention in three operating states in which it can be stably performed. In these figures, reference numeral 10 denotes a starter motor, 12 denotes a pinion that is driven to rotate by the starter motor, and 14 denotes a flywheel connected to a rotating shaft of an engine (not shown). It is a formed gear. Pinion 1
Reference numeral 2 denotes a pinion 18 provided at a tip end of a rotating shaft 16 of the starter motor 10, a gear 20 meshing with the pinion 18,
The gear 22 is meshed with the gear 22, a one-way clutch 24 provided at the center of the gear 22, and a pinion shaft 26 engaged with an inner portion of the one-way clutch. The pinion shaft 26 is rotatably supported by a pair of bearings 28 and 30 to rotatably support the one-way clutch 24 and the gear 22.
It is guided in the axial direction by bearings 28 and 30 while maintaining the torque transmission relationship with the inner member of the one-way clutch 24, and can move left and right in the figure. An armature 32 is provided at the other end of the pinion shaft 26. The armature 32 is elastically urged leftward in the figure by a tension coil spring 34 whose left end is fixedly supported by a housing structure (not shown).

【0020】36はソレノイドであり、コンピュータを
組み込んだ制御装置38より発せられる制御信号により
オンオフ制御されるトランジスタ40を経て図には示さ
れていない蓄電装置Aより励磁電流を選択的に供給され
るようになっている。図1に示す状態に於いては、ソレ
ノイド36には通電はなされておらず、ピニオン12は
引張りコイルばね34の作用によりアーマチュア32と
共にその左端が前記ハウジング構造体より支持されたス
トッパ42に当接するまで図にて左方へ引っ張られお
り、歯車14より十分隔たった位置にある。
Reference numeral 36 denotes a solenoid, which is selectively supplied with an exciting current from a power storage device A (not shown) via a transistor 40 which is turned on / off by a control signal issued from a control device 38 incorporating a computer. It has become. In the state shown in FIG. 1, the solenoid 36 is not energized, and the left end of the pinion 12 is brought into contact with the armature 32 by the action of the tension coil spring 34 against the stopper 42 supported by the housing structure. The gear 14 is pulled to the left in the figure, and is at a position sufficiently separated from the gear 14.

【0021】スタータモータ10は、ピニオン/アーマ
チュアが図3に示されている位置に来たときアーマチュ
アのフランジ部44により互いに導通される接点46、
48を経て、蓄電装置Aより駆動電流を選択的に供給さ
れるようになっている。
The starter motor 10 has contacts 46, which are insulated from each other by the armature flange 44 when the pinion / armature is in the position shown in FIG.
Through 48, the drive current is selectively supplied from the power storage device A.

【0022】以上の如きエンジン始動装置の構成に於い
て、エンジンが始動されるに当たって図には示されてい
ないキースイッチがスタータ作動位置まで回されると、
制御装置38はトランジスタ40をオンにしてソレノイ
ド36へ通電し、アーマチュア32を図1の位置から図
3の位置まで駆動してピニオン12を歯車14に噛み合
わせ、ピニオン12が歯車14に完全に噛み合って接点
46と48とがアーマチュアのフランジ部44により導
通されたところでスタータモータ10に通電を開始して
これを駆動する。エンジンが始動し、キースイッチがス
タータ作動位置から外されると、ソレノイド36および
スタータモータ10への通電は共に解除され、ピニオン
/アーマチュアは図1に示されている位置に戻る。
In the above configuration of the engine starting device, when the key switch (not shown) is turned to the starter operating position when the engine is started,
The control device 38 turns on the transistor 40 to energize the solenoid 36, drives the armature 32 from the position of FIG. 1 to the position of FIG. 3, and meshes the pinion 12 with the gear 14, and the pinion 12 completely meshes with the gear 14. When the contacts 46 and 48 are electrically connected by the armature flange 44, the starter motor 10 is energized and driven. When the engine is started and the key switch is disengaged from the starter operating position, the power to the solenoid 36 and the starter motor 10 are both released, and the pinion / armature returns to the position shown in FIG.

【0023】車輌の運転中、信号待ちや渋滞等により車
輌運転制御装置がエンジンを一時停止すべきことを判断
し、車輌運転制御装置による自動制御の下にエンジンが
停止されると、エンジンの自動再始動に備えて、制御装
置38はトランジスタ40を可変デューティ比によるパ
ルス電流にてオンオフ制御し、ソレノイド36に通電さ
れる電流の大きさをデューティ制御することにより、図
2に示されている如くピニオン12が歯車14に近接し
ているが噛み合ってはいない位置に設定する。かかる中
間のピニオン設定位置は、ソレノイド36の電流に対す
る上記のデューティ制御がアーマチュアのフランジ部4
4の位置を検出する任意のセンサ50の出力に基づいて
フィードバック制御されることによりなされてよい。
尚、かかる中間のピニオン位置への設定は、ソレノイド
36の電流のデューティ制御による設定が、図には示さ
れていない任意のノッチ式嵌合や磁気的吸引力による可
撓的位置決め手段をピニオン軸26またはアーマチュア
32の適当な箇所に作用させることにより補助されるよ
うにされてもよい。
During operation of the vehicle, the vehicle operation control device determines that the engine should be temporarily stopped due to a signal waiting or traffic jam, and when the engine is stopped under the automatic control of the vehicle operation control device, the automatic operation of the engine is stopped. In preparation for restart, the control device 38 controls the transistor 40 to be turned on / off with a pulse current having a variable duty ratio, and duty-controls the magnitude of the current supplied to the solenoid 36, as shown in FIG. The pinion 12 is set at a position close to the gear 14 but not engaged. The intermediate pinion setting position is such that the above-described duty control for the current of the solenoid 36 is performed by the flange portion 4 of the armature.
The feedback control may be performed based on the output of an arbitrary sensor 50 that detects the position of No. 4.
The setting to the intermediate pinion position is performed by controlling the current of the solenoid 36 by the duty control. The flexible positioning means by notch fitting or magnetic attraction not shown in the drawing is used for the pinion shaft. It may be assisted by acting on the appropriate portion of the armature 26 or armature 32.

【0024】そしてかかる近接待機状態にあるとき、車
輌運転制御装置からエンジン再始動の指令が出ると、制
御装置38は直ちにトランジスタ40に指令してソレノ
イド36の電流に対するデューティ制御のデューティ比
を100%に上げ、瞬時にピニオン12を歯車14に噛
み合わせ、スタータモータを駆動してエンジンを再始動
させることができる。
In this proximity standby state, when an instruction to restart the engine is issued from the vehicle operation control device, the control device 38 immediately instructs the transistor 40 to change the duty ratio of the duty control with respect to the current of the solenoid 36 to 100%. , The pinion 12 is instantaneously engaged with the gear 14, and the starter motor is driven to restart the engine.

【0025】図4〜6は、本発明によるエンジン始動装
置の第二の実施例を、それが安定的にとり得る三つの作
動状態にて半ば解図的に示す、図1〜3図と同様の図で
ある。図4〜6に於いて、図1〜3図に示す部分に対応
する部分は図1〜3図に於ける符号と同じ符号にて示さ
れている。
FIGS. 4 to 6 show semi-schematically a second embodiment of the engine starting device according to the invention in three operating states in which it can be stably taken, similar to FIGS. FIG. 4 to 6, parts corresponding to the parts shown in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.

【0026】この第二の実施例に於いては、アーマチュ
ア32は図示の如きN極とS極を呈するように永久磁化
されている。そして図1〜3に実施例に於けるソレノイ
ド36に代わって図示の如き極性を呈する環状の永久磁
石52と、その軸線方向両側に隣接して配置された二つ
のソレノイド54と56とが設けられている。ソレノイ
ド54および56は、制御装置38より発せられる制御
信号によってオンとオフの間に切り換えられるトランジ
スタ58〜66を経て蓄電装置Aからの電流を選択的に
通電されるようになっている。またスタータモータ10
は同じく制御装置38より発せられる制御信号によりオ
ンオフ制御されるソレノイドスイッチ68を経て蓄電装
置Aからの電流を選択的に通電されるようになってい
る。
In the second embodiment, the armature 32 is permanently magnetized so as to have N and S poles as shown. In place of the solenoid 36 in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, an annular permanent magnet 52 having a polarity as shown in the drawing and two solenoids 54 and 56 arranged adjacent to both sides in the axial direction are provided. ing. Solenoids 54 and 56 are selectively supplied with current from power storage device A via transistors 58 to 66 which are switched between on and off by a control signal issued from control device 38. Also, the starter motor 10
Is selectively supplied with a current from the power storage device A via a solenoid switch 68 which is also turned on / off by a control signal issued from the control device 38.

【0027】図4は、キースイッチがオンとされてエン
ジンが作動している状態、またはエンジンの始動に当た
ってキースイッチがオンとされたが、それがまだスター
タ作動位置までは回されていないときの状態を示す。こ
のときトランジスタ66は制御装置38からの制御によ
りオンとされ、ソレノイド56は図示の如き磁極を呈す
るように通電される。かかるソレノイド56の励磁によ
り、アーマチュア32はその電磁力によって図示の如き
左方への位置へ移動されてこの位置に安定的に保持され
る。こうしてエンジン始動時のクランキング前および始
動後のエンジン運転中には、ピニオン12を歯車14と
の噛合いから離脱させ、これより十分隔たった位置に遠
ざける作用が行なわれる。
FIG. 4 shows a state in which the key switch is turned on and the engine is running, or when the key switch is turned on to start the engine but has not yet been turned to the starter operating position. Indicates the status. At this time, the transistor 66 is turned on under the control of the control device 38, and the solenoid 56 is energized so as to exhibit a magnetic pole as shown. By the excitation of the solenoid 56, the armature 32 is moved to a leftward position as shown in the figure by the electromagnetic force and is stably held at this position. In this way, the pinion 12 is disengaged from the engagement with the gear 14 during the operation of the engine before the cranking at the time of starting the engine and after the starting, and the pinion 12 is moved away from the gear 14 by a sufficient distance.

【0028】図5に示されている状態は、ピニオン12
が歯車14に近接しているが未だこれと噛み合っていな
い状態である。このときソレノイド54及び56は何れ
も通電されていない。勿論スタータモータ10も通電さ
れていない。この状態はキースイッチが開かれており、
車輌が運転されていないときと、車輌運転中に車輌運転
制御装置の判断によりエンジンが一時停止されたときに
生ずる。アーマチュア32は永久磁石52の磁気的吸引
力により図示の如き中間位置に安定的に保持されてい
る。
The state shown in FIG.
Is close to the gear 14 but has not yet meshed with it. At this time, neither of the solenoids 54 and 56 is energized. Of course, the starter motor 10 is also not energized. In this state, the key switch is open,
This occurs when the vehicle is not driving and when the engine is temporarily stopped during the vehicle driving according to the judgment of the vehicle driving control device. The armature 32 is stably held at an intermediate position as shown by the magnetic attraction of the permanent magnet 52.

【0029】そして車輌運転中に車輌運転制御装置の判
断によりエンジンが一時停止された後、車輌運転制御装
置による自動制御の下にエンジンが再始動されるべきと
きには、図6の状態からトランジスタ58と64とがオ
ンとされ、60と62とがオフとされることにより、ソ
レノイド54が図示の如き磁極を呈するように通電さ
れ、その電磁力によってアーマチュア32が図6に示す
如き位置へ引き付けられ、これに伴ってピニオン12が
歯車14に噛み合わされる。またこうしてピニオン12
が歯車14と噛み合わされるのと同時に、リレースイッ
チ68は制御装置38からの制御信号により閉じられ、
蓄電装置Aからの電流がスタータモータ10に通電さ
れ、歯車12は歯車14を経てエンジン回転軸を始動方
向に回転駆動する。
Then, after the engine is temporarily stopped during the operation of the vehicle according to the judgment of the vehicle operation control device, when the engine should be restarted under the automatic control of the vehicle operation control device, the transistor 58 and the transistor 58 are switched from the state of FIG. When 64 is turned on and 60 and 62 are turned off, the solenoid 54 is energized to exhibit magnetic poles as shown, and the electromagnetic force attracts the armature 32 to the position as shown in FIG. Accordingly, the pinion 12 is engaged with the gear 14. Also in this way pinion 12
Is engaged with the gear 14, the relay switch 68 is closed by a control signal from the controller 38,
The electric current from the power storage device A is supplied to the starter motor 10, and the gear 12 drives the rotation shaft of the engine in the starting direction via the gear 14.

【0030】尚、この実施例では、エンジン始動後、ピ
ニオン12を図6に示す噛合い位置より図4に示す隔離
位置へ移行させるとき、ソレノイド54は、一時的にト
ランジスタ62と60とがオンとされ、58と64とが
オフとされることにより、図6に示す磁極とは反対の磁
極を呈するように通電され、これによってアーマチュア
32はソレノイド56によって図4の位置へ引き付けら
れると同時に、ソレノイド54により図4の位置へ向け
て弾かれる。
In this embodiment, when the pinion 12 is shifted from the meshing position shown in FIG. 6 to the isolated position shown in FIG. 4 after the engine is started, the solenoid 54 temporarily turns on the transistors 62 and 60. By turning off 58 and 64, current is supplied to present a magnetic pole opposite to that shown in FIG. 6, whereby the armature 32 is attracted by the solenoid 56 to the position shown in FIG. The solenoid 54 is flipped toward the position shown in FIG.

【0031】図7は、図4〜6について説明したエンジ
ン始動装置とはその一部においてのみ異なる第三の実施
例を図5におけると同じ状態にて示す同様の図である。
図7に於いて、図5に示されている部分に対応する部分
は、図5に於けると同じ符号により示されている。
FIG. 7 is a similar view showing the third embodiment, which is different from the engine starting device described with reference to FIGS. 4 to 6 only in a part thereof, in the same state as in FIG.
In FIG. 7, portions corresponding to those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals as in FIG.

【0032】この第三の実施例に於いては、先の第二の
実施例に於ける永久磁石52がなくされ、それに代わっ
てソレノイド54及び56の何れにも通電が行われてい
ないときアーマチュア32を中間位置に安定的に保持す
る手段として、一対の圧縮コイルばね70及び72が用
いられている。かかる実施例に於いても図4〜6につい
て以上に説明した作動と実質的に同じ作動が得られるこ
とは明らかであろう。
In the third embodiment, the permanent magnet 52 in the second embodiment is eliminated, and the armature is replaced when neither of the solenoids 54 and 56 is energized. A pair of compression coil springs 70 and 72 are used as means for stably holding 32 at the intermediate position. It will be apparent that in such an embodiment, substantially the same operation as described above with reference to FIGS.

【0033】以上においては本発明を三つの実施例につ
いて詳細に説明したが、特許請求の範囲に記載した発明
の技術思想の範囲内にて他に種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
Although the present invention has been described in detail with reference to three embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various other embodiments are possible within the scope of the technical idea of the invention described in the appended claims. Will be obvious to

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるエンジン始動装置の第一の実施例
をその作動が実質的に休止している状態にて半ば解図的
に示す図。
FIG. 1 is a partially exploded view of a first embodiment of an engine starting device according to the present invention in a state where its operation is substantially stopped.

【図2】図1に示す装置を迅速なスタータモータの作動
に備えた中間の作動状態にて示す同様の図。
FIG. 2 is a similar view showing the device shown in FIG. 1 in an intermediate operating state in preparation for rapid starter motor operation.

【図3】図1に示す装置をスタータモータがエンジンを
駆動できる作動状態にて示す同様の図。
FIG. 3 is a similar view showing the device shown in FIG. 1 in an operation state in which a starter motor can drive an engine.

【図4】本発明によるエンジン始動装置の第二の実施例
を図1に示す状態と同じ状態にて示す同様の図。
FIG. 4 is a similar view showing a second embodiment of the engine starting device according to the present invention in the same state as that shown in FIG. 1;

【図5】本発明によるエンジン始動装置の第二の実施例
を図2に示す状態と同じ状態にて示す同様の図。
FIG. 5 is a similar view showing a second embodiment of the engine starting device according to the present invention in the same state as that shown in FIG. 2;

【図6】本発明によるエンジン始動装置の第二の実施例
を図3に示す状態と同じ状態にて示す同様の図。
FIG. 6 is a similar view showing a second embodiment of the engine starting device according to the present invention in the same state as the state shown in FIG. 3;

【図7】本発明によるエンジン始動装置の第三の実施例
を図5に示す状態と同じ状態にて示す同様の図。
FIG. 7 is a similar view showing a third embodiment of the engine starting device according to the present invention in the same state as the state shown in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…スタータモータ 12…ピニオン 14…歯車 16…スタータモータの回転軸 18…ピニオン 20,22…歯車 24…ワンウェイクラッチ 26…ピニオン軸 28,30…軸受 32…アーマチュア 34…引張りコイルばね 36…ソレノイド 38…制御装置 40…トランジスタ 42…ストッパ 44…フランジ部 46,48…接点 50…センサ 52…環状永久磁石 54,56…ソレノイド 58〜66…トランジスタ 68…リレースイッチ 70,72…圧縮コイルばね DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Starter motor 12 ... Pinion 14 ... Gear 16 ... Rotary shaft of starter motor 18 ... Pinion 20, 22 ... Gear 24 ... One-way clutch 26 ... Pinion shaft 28, 30 ... Bearing 32 ... Armature 34 ... Tension coil spring 36 ... Solenoid 38 ... Control device 40 ... Transistor 42 ... Stopper 44 ... Flange part 46,48 ... Contact 50 ... Sensor 52 ... Solid permanent magnet 54,56 ... Solenoid 58-66 ... Transistor 68 ... Relay switch 70,72 ... Compression coil spring

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スタータモータと、該スタータモータによ
り回転駆動されるピニオンとを有し、該ピニオンがエン
ジンの回転軸に連結された歯車に噛み合わされた状態で
該スタータモータが蓄電装置より電流を供給されること
によりエンジンを回転駆動してこれを始動させるように
なっているエンジン始動装置にして、前記歯車に対する
前記ピニオンの位置を前記歯車より十分隔たった第一の
位置と、前記歯車に近接しているが未だこれと噛み合わ
ない第二の位置と、前記歯車と噛み合った第三の位置の
各々に安定的に設定するピニオン位置設定手段を有して
いることを特徴とするエンジン始動装置。
A starter motor having a pinion rotatably driven by the starter motor, wherein the pinion is engaged with a gear connected to a rotating shaft of an engine, and the starter motor supplies a current from the power storage device. An engine starting device configured to rotate and start an engine by being supplied, wherein the position of the pinion with respect to the gear is a first position sufficiently separated from the gear, and a position close to the gear. An engine starter comprising: a pinion position setting means for stably setting each of a second position which is not engaged with the gear and a third position which is engaged with the gear.
【請求項2】前記ピニオン位置設定手段は、前記ピニオ
ンと一体に連結されたアーマチュアと、前記ピニオンと
アーマチュアの連結体を前記ピニオンが前記第三の位置
より前記第一の位置へ向かうよう付勢する弾性付勢手段
と、前記アーマチュアを前記ピニオンが前記第一の位置
より前記第三の位置へ向かうよう電磁的に駆動するソレ
ノイドと、前記ソレノイドに制御された電流を供給する
手段とを有し、前記ピニオンは前記ソレノイドに供給さ
れる電流の制御に応じて前記弾性付勢手段の弾性付勢力
と前記ソレノイドが発生する電磁的駆動力の釣合により
前記第二の位置と前記第三の位置のそれぞれに安定的に
設定され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。
2. The pinion position setting means urges an armature integrally connected to the pinion and a connected body of the pinion and the armature such that the pinion moves from the third position to the first position. Elastic biasing means, a solenoid for electromagnetically driving the armature so that the pinion moves from the first position to the third position, and means for supplying a controlled current to the solenoid. The pinion is configured such that the second position and the third position are determined by a balance between an elastic urging force of the elastic urging means and an electromagnetic driving force generated by the solenoid in accordance with control of a current supplied to the solenoid. The engine starting device according to claim 1, wherein the engine starting device is set stably.
【請求項3】前記ピニオンを前記第二の位置に設定する
前記ソレノイドへの電流の供給はデューティ比を制御さ
れた電流パルスによることを特徴とする請求項2に記載
のエンジン始動装置。
3. The engine starting device according to claim 2, wherein a current is supplied to the solenoid for setting the pinion at the second position by a current pulse whose duty ratio is controlled.
【請求項4】前記ピニオン位置設定手段は前記スタータ
モータが通電されるとき通電される第一のソレノイドと
エンジン始動後の回転中に通電される第二のソレノイド
とを有し、前記ピニオンは前記第一と第二のソレノイド
が発生する電磁力によりそれぞれ前記第三と第一の位置
に設定されるようになっており、更に前記ピニオン位置
設定手段は前記第一および第二のソレノイドの何れも電
磁力を発生していないとき前記ピニオンを前記第二の位
置に設定する中間位置設定手段を有することを特徴とす
る請求項1に記載のエンジン始動装置。
4. The pinion position setting means has a first solenoid that is energized when the starter motor is energized and a second solenoid that is energized during rotation after the engine is started, and the pinion is The electromagnetic force generated by the first and second solenoids is set to the third and first positions, respectively, and the pinion position setting means further sets the first and second solenoids together. The engine starting device according to claim 1, further comprising an intermediate position setting unit that sets the pinion to the second position when no electromagnetic force is generated.
【請求項5】前記ピニオン位置設定手段は前記第二のソ
レノイドに通電するとき前記第一のソレノイドに前記ス
タータモータ通電時の通電とは方向が反対の通電を行う
手段を含むことを特徴とする請求項4に記載のエンジン
始動装置。
5. The pinion position setting means includes means for energizing the first solenoid in a direction opposite to the energization in energizing the starter motor when energizing the second solenoid. The engine starting device according to claim 4.
【請求項6】前記中間位置設定手段は永久磁石による磁
気的吸引力を利用する手段であることを特徴とする請求
項4または5に記載のエンジン始動装置。
6. The engine starting device according to claim 4, wherein said intermediate position setting means is means for utilizing magnetic attraction by a permanent magnet.
【請求項7】前記中間位置設定手段はばねによる弾性力
を利用する手段であることを特徴とする請求項4または
5に記載のエンジン始動装置。
7. The engine starting device according to claim 4, wherein said intermediate position setting means is means for utilizing elastic force of a spring.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7404784B2 (en) 2005-11-17 2008-07-29 Autoliv Asp, Inc. Fuel saving sensor system
FR2977195A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-04 Peugeot Citroen Automobiles Sa Power train structure for combustion engine group of motor vehicle i.e. hybrid car, has intermediate transmission provided with input teeth engaged with drive pinion and output teeth constantly meshed with primary drive member

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