JP2005054761A - エンジン始動装置の誤作動防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スタート部材への導電性異物の付着によるスタータモータの誤作動を安価に防止できる、エンジン始動装置の誤作動防止装置を提供することである。
【解決手段】バッテリ１０と、スタータモータ４０と、両者間に配置されたスタート部材２２とから成り、スタート部材を介してバッテリからスタータモータに電力が供給されるエンジン始動装置において、スタート部材への導電性異物の付着によるスタータモータの誤作動を防止する誤作動防止装置である。スタート部材２２とスタータモータ４０との間に、スタート部材への印加電圧を検知する電圧検知部３１と、スタート部材の電流を検知する電流検知部３４と、両検知部での検知結果に基づき導電性異物の付着を判定する判定部３７とを含む制御回路２５を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン始動装置の誤作動防止装置に関する。

例えば２輪車両（オートバイ）のエンジン始動装置では、スタートキーをＩＧ位置に回動操作した状態でスタートボタンをオンすると、リレーがオンして始動（スタータ）モータが始動する。オートバイは屋外に放置にされることが多く、またスタートボタンはカバー等で十分に覆われないことが多い。雨水等の導電性異物がスタートボタンにかかると、スタートボタンの絶縁抵抗が下がって導通し、運転者の意に反してスタータモータが始動することがあり、危険である。

従来のスタータ通電回路（特許文献１参照）では、キースイッチを防水構造とすると共に、誤作動防止装置を設けている。詳述すると、図４に示すように、通電回路はスタータ１００と、キースイッチ１１０と、スタータリレー１１５及びセーフティ回路１２０とを含む。スタータ１００はエンジンを始動するスタータモータ１０２と、吸引コイル１０４及び保持コイル１０５を備えスタータモータ１０２をオンオフさせるマグネットスイッチ１０６とを備える。

スタータ端子１１２と独立端子１１３とを備えたキースイッチ１１０は、ハンドルのサイドに取り付けられ、防水構造とされている。エンジンのスタート時、キースイッチ１１０がスタータ端子１１２に接続され、スタータリレー１１５に電圧を印加するようになっている。スタータ端子１１２への電圧印加時はまた、これとは独立して、スタータキー１１０が独立端子１１３に接続される。

セーフティ回路１２０はスタータリレー１１５のコイル１１６に並列接続されると共に独立端子１１３に接続された短絡リレー１２２と、電流抑制用の抵抗器１２３とを含む。独立端子１１３に電圧が印加されると、コイル１２１が通電されて短絡リレー１２２がオフするようになっている。

通常のエンジンスタート時、キースイッチ１１０がスタータ端子１１２に接続されると、コイル１１６が通電されてスタータリレー１１５のコイルが通電され、吸引コイル１０４と保持コイル１０５とが通電される。マグネットスイッチ１０６のオンによりスタータモータ１０２に大電流が流れ、エンジンを始動する。

Ｘで示すように、スタータリレー１１５に雨水等が付着すると、コイル１１６が通電し、バッテリ１０８からスタータモータ１０２へリーク電流が流れようとする。しかし、キースイッチ１１０がスタータ端子１１２に接続されていないため、独立端子１１３にも接続されていない。よって、短絡リレー１２２はオフしたままであり、コイル１１６が短絡したままであるのでスタータリレー１１５はオンしない。こうして、スタータモータ１０２の誤作動が防止される。
特開２００２−７０７０１号公報

上記従来例には以下の点で改良の余地がある。まず、雨水等によるスタータリレー１１０の短絡を検知し、スタータモータ１０２の誤作動を防止するする誤作動防止装置のコストが上昇している。キースイッチ１１０に独立端子１１３を設けるとともに、キースイッチ１１０とは別にセーフティ回路１２０を設けたことによる。

また、誤作動防止装置の構造が複雑となり易い。これは、雨水等によるスタータリレー１１０の導通を、コイル１１６電圧の変化で検知していることに関連する。即ち、キースイッチ１１０のオフ時にスタータリレー１１５が被水等すると、バッテリ１０８からスタータモータ１０２に電流が流れようとし、コイル１１６の端子電圧が上昇する。

ここで、通常のエンジンスタート時は、キースイッチ１１０のオン時とオフ時とで、コイル１１６に印加される電圧の差が大きい。これに対して、被水時は、キースイッチ１１０のオフ時もある程度の大きさのリーク電圧がコイル１１６に印加されており、キースイッチ１１０のオン時の電圧とオフ時の電圧との差が小さい。両者を確実に識別するためには、バッテリ１０８からスタータモータ１０２に流れる電流を常時監視する必要がある。そのためには誤作動防止装置が更に複雑化する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、スタート部材への導電性異物の付着による短絡に基づくスタータモータの誤作動を安価に防止できる、エンジン始動装置の誤作動防止装置を提供することを目的とする。

本願の発明者は、例えばオートバイにおいて運転者が実際にスタートボタンを操作したときと、スタートボタンが雨水で導通されたときとでは、スタートボタンを流れる電流値が異なることに気づいた。これに基づき、少なくとも、導電性異物が付着したときバッテリからスタート部材に流れる（リークする）電流を検知することとした。

本発明は請求項１に記載したように、バッテリと、スタータモータと、バッテリとスタータモータとの間に配置されたスタート部材とから成り、スタート部材を介してバッテリからスタータモータに電力が供給されるエンジン始動装置において、スタート部材への導電性異物の付着によるスタータモータの誤作動を防止する誤作動防止装置に関する。

スタート部材とスタータモータとの間に、少なくともスタート部材を流れる電流を検知する電流検知部と、電流検知部での検知結果に基づきスタート部材への導電性異物の付着を判定する判定部とを含む制御回路を設けた。

この誤作動防止装置において、制御回路の判定部は電流検知部での検知電流に基づき、スタート部材の導通がエンジン始動動作に起因するものか、導電性異物の付着によるものかを判定する。前者の場合スタータモータを始動させるが、後者の場合は始動させない。

請求項２の誤作動防止装置は、請求項１において、制御回路は更に、スタート部材とスタータモータとの間に、スタート部材に印加される電圧を検知する電圧検知部を含む。判定部は電流検知部及び電圧検知部での検知結果に基づき、スタート部材への導電性異物の付着を判定する。

請求項３の誤作動防止装置は、請求項２において、電流検知部は電圧検知部による電圧検知時のみ電流を検知し、判定部に第１信号を出力する。請求項４の誤作動防止装置は、請求項２において、第１信号を入力された判定部は、電流検知部に第２信号を出力し、第２信号を入力された電流検知部は判定部に第３信号を出力する。

請求項５の誤作動防止装置は、請求項３又は４において、前記電圧検知部と前記電流検知部とは、前記スタート部材と前記判定部との間に並列に配置されている。請求項６の誤作動防止装置は、請求項２において、スタート部材はキースイッチの操作後運転者が操作するスタートボタンである。

以上述べてきたように、本発明にかかるエンジン始動装置の誤作動防止装置 によれば、安価でありながら、スタート部材の電流に基づきエンジン始動動作に起因するスタート部材の導通と、導通性異物の付着による導通とを正しく識別することができ、異物付着によるスタータモータの誤作動を防止できる。

請求項２の誤作動防止装置によれば、スタート部材の電流及び電圧に基づき導通性異物の付着による導通等を識別するので、識別が正確になる。請求項３及び４の誤作動防止装置によれば、電圧検知時のみ電流を検知（監視）するので、電流検知部の構成が簡素化できる。

請求項５の誤作動防止装置によれば、電流検知部と電圧検知部とが並列に配置されているので、電圧を参考にしつつ、電流に基づきスタート部材の導通性異物の付着による導通等を判定できる。請求項６の誤作動防止装置によれば、被水し易い２輪車両において、スタートボタンへの異物付着によるスタータモータの誤作動を防止できる。

＜エンジン始動装置＞
本発明の車両用エンジン始動装置は、バッテリと、スタータモータと、両者間に配置されたスタート部材を含み、更にキースイッチを含むことができる。車両は４輪車両（自動車）及び２輪車両（オートバイ）を対象とする。一部の自動車にはキースイッチに加えてスタートボタンが装備されることがある。

例えばオートバイでは、キースイッチを所定位置に操作してスタート部材（スタートボタン）を操作すると、バッテリから供給される電力によりスタータモータが始動し、エンジンを駆動させる。

なお、本発明の「スタート部材」とはエンジン始動時に関連して作動する部材を意味し、オートバイのスタートボタンのように運転者により操作される部材の他、自動車のスタータリレーのようにエンジン始動動作（キースイッチの回動操作）に連動して作動する部材も含む。スタータリレーが被水した場合も、スタートボタンの被水の場合と同じ問題が発生するからである。

＜誤作動防止装置＞
誤作動防止装置は、スタート部材への導電性異物の付着によるスタータモータの誤作動、即ち運転者がスタートボタン等を操作しないにもかかわらずスタータモータが始動することを防止するものである。「導電性異物」とは雨水や洗浄水等である。

誤作動防止装置は、スタート部材とスタータモータとの間に配置され、少なくとも電流検知部及び判定部を含み、必要に応じて更に電圧検知部含む。このうち、「電圧検知部」はスタートボタンに印加される電圧を検知し、この電圧に関する第１信号を判定部に出力するものである。また、「電流検知部」はスタート部材を流れる電流を検知し、この電流に関する第３信号を判定部に出力するものである。但し、第３信号の出力は判定部により許可された期間のみ行うことが望ましい。

「判定部」は、電流検知部での検知電流や、電圧検知部での検知電圧及び電流検知部での検知電流に基づき、スタートボタン等の操作による導通（正常作動）、及び導電性異物の付着による導通（リーク発生）を判定するものである。判定には種々の態様が考えられるが、電流検知部からの第３信号に基づき、正常作動かリーク発生かを判定することが望ましい。正常作動時とリーク発生時とでスタート部材を流れる電流の大きさが異なり、両者を確実に識別できるからである。

なお、第３信号に基づく判定は、電圧検知部から第１信号が入力されたとき、電流検知部に第２信号（電流検知の許可信号又は禁止信号）を出力して行うことが望ましい。また、電圧検知部と電流検知部とは、スタート部材と判定部との間に並列に配置されている

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。この実施例は、本発明がオートバイの始動装置に適用された場合である。
（構成）
図１に示すエンジン始動装置はバッテリ１０、キースイッチ１５、スタートボタン２０、制御回路２５及びスタータモータ４０等からなる。バッテリ１０の＋端子１１から制御回路２５の第１端子２６に延びた配線１６上にキースイッチ２０及びスタートボタン２２が直列に配置されている。制御回路２５の第２端子２７からバッテリの−端子１２に配線１７が延びている。

スタートボタン２２とスタータモータ４０との間に配置された制御回路２５が誤作動防止機構を構成する。制御回路２５は電圧検知部３１、電流検知部３４及びＭＰＵ３７を含む。電圧検知部３１は第１端子２６からＭＰＵ３４に延びた配線３２上に配置されている。第１端子２６に印加される電圧を検知し、所定の信号に変換した後、配線３５を介してＭＰＵ３４に出力する。

第１端子２６から延びた配線３３上に配置された電流検知部３７は、第１端子２６を流れる電流を検知する。検知結果は配線３８ａを介してＭＰＵ３４に入力される。ＭＰＵ３４は電圧検知部３１からの信号に基づき、配線３８ｂを解して電流検知部３７に電流検知の許可信号又は禁止信号を発する。

なお、スタータモータ４０がエンジン４２を駆動する。制御回路２５にはこの他にもインジェクション、イグニッションコイル及びフュエルポンプ等を含む他の機器４５が接続されている。

（作用）
Ａ．正常作動時
図２に正常作動時の電圧及び電流の変化や、ＭＰＵ３４による判定を示す。スタートボタン２２のオン前（オフ時）、図２（ａ）中ａ１で示すように、電圧検知部３１により検知される第１端子２６の端子電圧はゼロである。よって、図２（ｂ）に示すようにＭＰＵ３４から電圧検知部３１へ不許可信号ｂ１が出力される。

図２（ｃ）中ｃ１で示すように電流検知部３７で検知される電流はゼロであり、図２（ｄ）中ｄ１で示すように電流検知部３４からＭＰＵ３４への信号はゼロである。これらに基づき、図２（ｅ）中ｅ１で示すようにＭＰＵ３４はスタートボタン２２のオフを判定する。

スタートボタン２２がオンされると、図２（ａ）中ａ２で示すように所定時間ｔ、バッテリ１０の電圧が第１端子２６に印加され、図２（ｂ）に示すようにＭＰＵ３４から電圧検知部３１へ許可信号ｂ２が出力される。図２（ｃ）に示すように電流検知部３７で三角波ｃ２が検知され、図２（ｄ）に示すように矩形波ｄ２に波形成形された後、電流検知部３７からＭＰＵ３４に入力される。

これに基づき、図２（ｅ）中ｅ２で示すように、ＭＰＵ３４はスタートボタン２２がオンされたと判定する。

なお、スタートボタン２２のオンから所定時間ｔが経過すると、それぞれの電圧、電流及び信号はａ３，ｂ３，ｃ３，ｄ３及びｅ３で示すように、上記ａ１からｅ１と同じ状態に戻る。

Ｂ．リーク発生時
図３にリーク発生時の電圧及び電流の変化や、ＭＰＵ３４による判定を示す。図３（ａ）に示すように、スタートボタン２２のオフ時も一定のリーク電圧ａ４が第１端子２６に印加されている。よって、図３（ｂ）に示すようにＭＰＵ３４から電流検知部３１へ許可信号ｂ４が入力される（常時許可信号である）。

図３（ｃ）に示すように、電流検知部３７は所定のリーク電流ｃ４を検知している。なお、図３（ｄ）中ｄ４で示すように電流検知部３７からＭＰＵ３４への信号は平常作動時と同じであり、よって図３（ｅ）中ｅ４で示すように、ＭＰＵ３４はオフ判定を行う。

スタートボタン２２が所定時間ｔオンされると、図３（ａ）中ａ４で示すように第１端子２６の電圧は少し上昇する。図３（ｃ）に示すように所定高さの短絡電流ｃ５が流れ、図３（ｄ）に示すように矩形波ｄ５が成形され、電流検知部３７からＭＰＵ３４へ入力される。これらに基づき図３（ｅ）中ｅ５で示すようにＭＰＵ３４がオン判定を行う。

なお、図３（ａ）中ａ６で示すように、所定時間の経過後も電圧検知部３１が検知する第１端子２６の電圧はゼロには戻らない。また、図３（ｃ）中ｃ６で示すように、電流検知部３７が検知する電流もゼロには戻らない。よって電流検知部３７からＭＰＵ３４への矩形波の入力が少し遅くなる。

つまり、上記正常作動時は、スタートボタン２２のオン後所定時間ｔが経過すると、電圧はゼロになり矩形波は生じない。これに対して、リーク発生時はスタートボタン２２のオンから所定時間ｔが経過した後も、次の矩形波が発生しないと分かるまでに少し時間がかかる。これに基づきＭＰＵ３４は実際のスタートボタン２２の操作による導通と、導電性異物の付着による導通とを識別できる。

（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。第１に、スタートボタン２２の正常作動時の操作による導通と、雨水の付着による導通とを正しく識別できる。これは、リーク発生の判定に、第１端子２６に加わる電圧の他、該第１端子２６を流れる電流を用いたことによる。

即ち、発明者が調べた処、雨水付着時のリーク電流はスタートボタン操作時の電流よりもはるかに小さいことが分かった。そこで、電流波形（図２（ｃ）のｃ２，図３（ｃ）のｃ５参照）を変換した矩形波（図２（ｄ）のｄ２，図３（ｄ）のｄ５参照）に基づき、ＭＰＵ３４でスタートボタン２２のオンオフ判定を行ったのである。

第２に、該作動防止機構即ち制御回路２５の構造が簡素化できる。電流検知部３７による電流の監視は、スタートボタン２２のオン時のみ行うからである。即ち、正常作動時の図２（ｂ）から分かるように、ＭＰＵ３４は電圧検知部３１から電圧信号が入力された期間のみ電流検知部３４に許可信号を発する。

なお、リーク発生時の図３（ｂ）では常時許可信号を発しているが、雨水の付着によるリークが発生するのはオートバイ停車中のうちわずかな短い時間であり、殆ど問題にならない。

本発明の実施例を示す全体説明図である。 上記実施例の正常作動時の作動説明図であり、（ａ）は電圧検知部が検知する電圧の変化を示し、（ｂ）は判定部から電流検知部への第２信号の変化を示し、（ｃ）は電流検知部が検知する電流と時間との関係を示し、（ｄ）は電流検知部から判定部への第３信号の変化を示し、（ｅ）は判定部による判定結果を示す。 上記実施例のリーク発生時の作動説明図であり、（ａ）は電圧検知部が検知する電圧の変化を示し、（ｂ）は判定部から電流検知部への第２信号の変化を示し、（ｃ）は電流検知部が検知する電流と時間との関係を示し、（ｄ）は電流検知部から判定部への第３信号の変化を示し、（ｅ）は判定部による判定結果を示す。 従来例の回路説明図である。

符号の説明

１０：バッテリ ２０：キースイッチ
２２：スタートボタン ２５：制御回路
２６：第１端子 ３１：電圧検知部
３４：電流検知部 ３７：判定部（ＭＰＵ）
４０：スタータモータ ４２：エンジン

Claims (6)

1. バッテリと、スタータモータと、該バッテリと該スタータモータとの間に配置されたスタート部材とから成り、該スタート部材を介して前記バッテリから前記スタータモータに電力が供給されるエンジン始動装置において、前記スタート部材への導電性異物の付着による前記スタータモータの誤作動を防止する装置であって、
   前記スタート部材と前記スタータモータとの間に、少なくとも該スタート部材を流れる電流を検知する電流検知部と、該電流検知部での検知結果に基づき前記スタート部材への導電性異物の付着を判定する判定部とを含む制御回路を設けた、ことを特徴とするエンジン始動装置の誤作動防止装置。
2. 前記制御回路は更に、前記スタート部材と前記スタータモータとの間に、前記スタート部材に印加される電圧を検知する電圧検知部を含み、前記判定部は前記電流検知部及び該電圧検知部での検知結果に基づき前記スタート部材への導電性異物の付着を判定する請求項１に記載の誤作動防止装置。
3. 前記電流検知部は、前記電圧検知部による電圧検知時のみ電流を検知し、前記判定部に第１信号を出力する請求項２に記載の誤作動防止装置。
4. 前記第１信号を入力された前記判定部は、前記電流検知部に第２信号を出力し、該第２信号を入力された前記電流検知部は前記判定部に第３信号を出力する請求項２に記載の誤作動防止装置。
5. 前記電圧検知部と前記電流検知部とは、前記スタート部材と前記判定部との間に並列に配置されている請求項３又は４に記載の誤作動防止装置。
6. 前記スタート部材は、キースイッチの操作後運転者が操作するスタートボタンである請求項２に記載の誤作動防止装置。

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