JP2797549B2

JP2797549B2 - エンジン始動装置

Info

Publication number: JP2797549B2
Application number: JP29172989A
Authority: JP
Inventors: 俊文越沢; 彰宏白田; 修星野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JPH03151567A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、スタータスイッチと連動して自動車のエン
ジンを始動させるエンジン始動装置に関する。

（従来の技術）通常の自動車は、エンジン始動用のスタータモータに
大電力を供給するために、走行時に発電機（オルタネー
タ）から鉛蓄電池などのバッテリを充電している。しか
し、鉛蓄電池は使用するにしたがいその内部抵抗が増加
し、かつ自己放電も増加するので、その寿命はほぼ一年
程度と云われている。このような古いバッテリを使用し
ていると、エンジン始動時にスモータモータに大電流を
供給することができず、いわゆるバッテリ上がりを生じ
る。

そこで、発明者らは大容量のコンデンサを電源回路に
採用して、バッテリの充電状態にかかわらず一旦バッテ
リに蓄電されている電荷をコンデンサにゆるやかに蓄電
し、エンジンスタート時に該コンデンサの蓄積電荷を瞬
時に放電制御しスタータモータを駆動する電源装置の発
明について、既に特許出願をしている（特開昭63−3298
46号）。そしてこの出願に係る発明では、コンデンサと
バッテリとは並列に接続されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、コンデンサにはそれが完全な充電状態
にあってもわずかな漏れ電流（リーク電流）が流れる。
このため、上述した先行する発明装置では、バッテリが
常にコンデンサに接続された状態になっていることによ
り、バッテリに他の負荷が接続されていなくても、コン
デンサのリーク電流によってバッテリ上りが発生すると
いう問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもの
で、大容量コンデンサの自己放電を極力少なくして、確
実かつ迅速にエンジン始動、あるいは再始動を可能にす
るエンジン始動装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明によれば、車載バッテリからコンデンサに充電
された電力を使用してスタータモータを駆動せしめるエ
ンジン始動装置において、運転者の車両シートへの着座
の有無を検出する検出手段と、この検出信号により作動
して前記コンデンサの充電状態を監視し制御する充電制
御手段とを具備することを特徴とするエンジン始動装置
が提供でき、また、前記検出手段から着座の検出信号が
ない状態で車両ドアの開閉を検知する検知手段と、この
検知信号により前記コンデンサを所定電圧まで充電する
充電手段とを更に具備するエンジン始動装置を提供でき
る。

（作用）本発明のエンジン始動装置では、エンジン始動の直前
にコンデンサを電源手段に接続して所定の電圧まで充電
し、更に運転者が着座している間にも常にコンデンサを
所定電圧に蓄電しておき、該コンデンサに蓄電された電
荷をスタータモータに放電せしめるようにしている。

第１図は、コンデンサＣに蓄積せしめた電荷をスター
タモータＭに放電せしめて該スタータモータを駆動せし
めるエンジン始動装置の概略構成を示しており、第２図
に示すように、エンジンＥの始動の直前T₀にスイッチSW
₂を投入してコンデンサＣを電源手段Ｂに接続し、所定
の電圧Csまで充電されるとき（T₁）、更にスイッチSW₁
を投入してコンデンサＣに蓄電された電荷をスタータモ
ータに放電せしめるようにしている。

第３図は、スイッチSW₃により電源手段Ｂとコンデン
サＣとの間を常時開状態にした構成のエンジン始動装置
を示している。この場合には、T₀のタイミングでスイッ
チSW₃を投入してコンデンサＣを電源手段Ｂに接続し、
所定の電圧Csまで充電されるとき（T₁）、スイッチSW₃
を開いて電源手段ＢをコンデンサＣと分離し、その後に
スイッチSW₁を投入してコンデンサＣに蓄電された電荷
をスタータモータに放電せしめるようにしている。

さらに本発明のエンジン始動装置では、エンジンＥの
始動の直前T₀に投入されるスイッチSW₂、スイッチSW₃な
どを、キースイッチのオンに先立つ、運転者の乗車に伴
なうドアの開操作のタイミングでオンして充電を開始す
るのみでなく、運転者が着座していれば、コンデンサの
充電状態を監視し充電制御することにより、運転者のエ
ンジン始動までの待ち時間を短縮するとともに、運転者
が乗車したままで、繰り返しエンジン始動が行なえる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。

第４図は、本発明のエンジン始動装置の一例を示すブ
ロック図で、車両が駐車している状態、つまり運転者が
乗車する前の、スイッチおよびリレーの状態を示してい
る。

コンデンサに電荷を蓄積する電源手段としてのバッテ
リ１は、エンジンにより駆動される発電機（ACG:オール
タネータ）11と接続され、そこで発電された電力を直流
に変換して充電されるもので、さらにキースイッチ12を
介して車両の他の電気負荷とも接続される。２は、シー
トスイッチ30がオンすることにより作動するリレーであ
り、可動片21と電磁コイル22とはバッテリ１の＋側ラン
イン41に接続されている。この可動片21は、電磁コイル
22の電磁力によりオンされるNO接点と、通常時にオンし
ているNC接点とを有しており、このうちNC接点側には、
運転者の車両への乗り込みを検知するドアスイッチ31が
接続されている。

上記シートスイッチ30は、運転者の車両シートへの着
座を検知するべく、例えば常開接点を有するリレーとし
て構成される。また、上記ドアスイッチ31は、車両のド
アが開いた状態でオンするべくドアに設けられる。この
ドアスイッチ31には、順方向接続されたダイオード32と
抵抗33を介してスイッチングトランジスタ34のベースが
接続されている。

５は大容量コンデンサであり、たとえば車両用の電子
装置のバックアップ電源に使用される電気二重層コンデ
ンサの規模を大きくしたものが採用される。このコンデ
ンサ５は、一方電極がリレー６のリレー接点61を介して
バッテリ１の＋極と接続され、他方電極が接地ライン42
と接続され、第３図のSW₃に対応するこのリレー６によ
ってコンデンサとの間を常時開状態にしており、例えば
10F（ファラッド）程度の静電容量を持つ。このコンデ
ンサ５とリレー６の接続点はスタータユニット７と接続
されている。

このリレー６のスイッチを構成する可動片61は、電磁
コイル62の電磁力によりオン制御される常開接点（N.
O.）であり、バッテリ１からコンデンサ５および後述す
る充電制御回路８を電気的に遮断して、充電動作以外の
時は両者を電気的に分離している。上記電磁コイル62の
一端はバッテリ１と、他端は上記スイッチングトランジ
スタ34のコレクタ、エミッタを介して接地されている。
また上記スタータユニット７は、スタータリレー71、ス
タータモータ72およびスタータコイル73を有し、このス
タータリレー71を介してコンデンサ５はスタータモータ
72と接続され、またスタータコイル73の中間端子は上記
キースイッチ21と同様に運転者によって操作されるスタ
ータスイッチ13と接続されている。

８は、バッテリ１の＋側ライン41とリレー２または６
を介して接続された充電制御回路である。ダイオード80
は、シートスイッチ31がオンしている間に、リレー２か
らコンデンサ５へ常時充電電流が流れないように阻止し
ている。この充電制御回路８は、定電圧電源回路81およ
びコンパレータ82を含み、上記コンデンサ５の充電状態
を監視し制御するものであって、このコンパレータ82か
ら出力される検知信号により上記コンデンサ５を所定電
圧まで充電している。すなわちこのコンパレータ82に
は、その一側にコンデンサ５の充電電圧Vcが供給され、
その＋側に抵抗83,84の直列回路によって形成される基
準電圧Vrefが供給されている。また、このコンパレータ
82の出力端子は、抵抗85を介してスイッチングトランジ
スタ86のベースに接続されるとともに、順方向接続され
たダイオード35と上記抵抗33を介してスイッチングトラ
ンジスタ34のベースにも接続されている。

なお、87は充電表示ランプであり、トランジスタ86の
コレクタ側に接続されている。このトランジスタ86は、
上記コンデンサ５が所定の設定電圧に充電されるまでオ
ン状態が保持されるから、充電表示ランプ87はトランジ
スタ86がオンしている間に点灯され、かつ終了時に消灯
して、運転者に充電完了を知らせることができる。

次に上記構成のエンジン始動装置の作動について説明
する。

運転者が乗車しようとしてドアを開けると、ドアスイ
ッチの接点31がオンとなる。この状態では運転者は車両
シートへの着座前であるから、シートスイッチ30はオフ
している。つまりリレー２のNC接点がオンの状態である
ために、バッテリ１からリレー２、ドアスイッチ31を介
して電流がトランジスタ34に流れ、このトランジスタ34
がオンになって、リレー６が作動し、リレー接点61がオ
ンする。こうして、運転者の乗込みを検出したときリレ
ー６を介してコンデンサ５への充電が開始され、かつ定
電圧電源回路81にも電源供給される。

コンデンサ５が未充電の間には、コンパレータ82の完
全充電判定電圧Vrefよりも、コンデンサ５の両端電圧Vc
の方が低電圧である。このため、コンパレータ82から
は、定電圧電源回路81の出力電圧と略々等しい電圧が出
力される。この結果、スイッチングトランジスタ34及び
86にオン信号が出力されることになる。したがってこの
後に、ドアが閉じられても、ドアスイッチ31はオフする
が、コンパレータ82の出力信号によってスイッチングト
ランジスタ34はオン状態を保持し、リレー６の作動が持
続する。

なお、完全充電判定電圧Vrefは、抵抗83あるいは84を
可変抵抗で構成することにより、車両の外部環境に応じ
て運転者が手動で、あるいは自動的に変更することも可
能である。

コンデンサ５の充電が完了すると、コンデンサ５の充
電電圧Vcが完全充電判定電圧Vrefよりも高くなり、コン
パレータ82の出力は反転する。これによってスイッチン
グトランジスタ34及び86はオフとなる。この結果、リレ
ー６は非作動状態になって、コンデンサ５への充電が終
了し、かつ定電圧電源回路81への電源供給も停止され
る。また、スイッチングトランジスタ86がオフすること
によって、充電表示ランプ87が消灯し、完全充電状態に
なったことを表示し、運転者にエンジン始動の準備が完
了した旨を知らせる。そこで、運転者がスタータスイッ
チ13をオンにすれば、コンデンサ５に蓄積された電荷が
放電されてスタータモータ72を回転せしめ、エンジンが
始動される。

その後、運転者が着座した状態で車両が走行している
間は、シートスイッチ30によって運転者の車両シートへ
の着座が検知され、リレー２のNO接点がオン状態を保持
するので、定電圧電源回路81からコンパレータ82に電源
供給され、コンデンサ５の充電状態が持続的に監視され
る。つまりドアスイッチ31の状態に無関係にリレー６を
作動させて、コンデンサ５を一定電圧に充電しておくこ
とが可能である。これにより、運転中の車両が渋滞など
の原因でエンジンを一時的に停止し、再始動する場合で
も、運転者は着座した状態で、すなわち運転者が降車し
てドアスイッチ31を作動することなく、コンデンサ５に
よりエンジンを再始動でき、あるいは一旦コンデンサ５
の放電電流をスタータモータ72に供給して、エンジンが
始動しなかったときでも、円滑に再始動することが可能
である。

このように、エンジン始動用の電源として自己放電電
流の大きい電気二重層コンデンサを使用した場合でも、
その容量値をそれ程大きくせずに、したがってその容
積、重量を大きくすることなく、しかも運転者の乗降に
関わらず、迅速かつ確実にスタータモータを駆動してエ
ンジンの始動が可能になる。

また運転者が着座していないときには、ドアの開操作
によって、コンデンサへの充電を開始し、かつ運転者が
降車しないときでも再充電するようにしたので、運転者
がエンジン始動のために、スタータスイッチをオンにす
れば、常にコンデンサは完全充電状態になっているか
ら、迅速なエンジン始動、又は再始動が可能になる。

しかも、駐車した状態では、運転者の降車時のドア操
作によって、コンデンサへの充電も開始されるが、しか
し、完全充電のあとには、コンデンサを含む充電制御回
路をバッテリから切り離すことになるから、漏れ電流が
暗電流によるバッテリ上りも確実に防止される。

以上、この発明をある程度詳細にその最も好ましい実
施態様について説明したが、その好ましい実施態様の説
明は、構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範
囲に記載された本発明の精神に反しない限りでの種々な
変形、あるいはそれらを組み合わせたものに変更するこ
とができることは明らかである。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、エンジン始動
用の電源として自己放電電流の大きい電気二重層コンデ
ンサを使用した場合でも、その容量値をそれ程大きくせ
ずに、したがってその容積、重量を大きくすることな
く、運転者の車両シートへの着座を検知し、迅速にスタ
ータモータを駆動してエンジンの始動が可能になり、し
かもバッテリ上がりにより始動不能となることもないエ
ンジン始動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、エンジン始動装置の概略構成を示す図、第２
図は、その動作を説明する図、第３図は、開閉手段によ
り電源手段とコンデンサとの間を常時開状態にした構成
のエンジン始動装置を示す図、第４図は、本発明のエン
ジン始動装置の一実施例を示すブロック図である。１……バッテリ、2,6……リレー、30……シートスイッ
チ、31……ドアスイッチ、５……コンデンサ、７……ス
タータユニット、72……スタータモータ、82……コンパ
レータ、87……充電表示ランプ。

フロントページの続き (56)参考文献特開平３−18665（ＪＰ，Ａ) 特開平２−259277（ＪＰ，Ａ) 特開平２−259276（ＪＰ，Ａ) 特開平２−175350（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−146644（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−41344（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02N 11/08 B60R 11/04 H02J 7/06 H02J 7/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車載バッテリからコンデンサに充電された
電力を使用してスタータモータを駆動せしめるエンジン
始動装置において、運転者の車両シートへの着座の有無
を検出する検出手段と、この検出信号により作動して前
記コンデンサの充電状態を監視し制御する充電制御手段
とを具備することを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】前記検出手段から着座の検出信号がない状
態で車両ドアの開閉を検知する検知手段と、この検知信
号により前記コンデンサを所定電圧まで充電する充電手
段とを具備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。
【請求項３】前記車載バッテリからコンデンサおよび充
電制御手段を電気的に遮断する遮断手段を設け、充電動
作以外の時は両者を電気的に分離しておくことを特徴と
する請求項（１）または（２）に記載のエンジン始動装
置。