JP3019296B2 - エンジン始動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの始動を
検出する始動検出手段を備えたエンジン始動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、乗用車などに搭載されるエンジン
を、遠隔地点から始動制御する無線操作によるエンジン
始動装置が提案されている。この無線式エンジン始動装
置は、エンジン始動指令信号を送信する送信機と、ここ
から送信された指令信号を受け取る受信機とから構成さ
れている。この受信機は自動車の車内に搭載されてお
り、指令信号を受け取ると、リレーなどのスイッチング
機構をオンにして、これを介して車載バッテリからセル
モータ（スタータモータ）に給電して駆動し、このセル
モータの駆動によりエンジンが始動するようになってい
る。

【０００３】ここに、セルモータの１回の駆動期間中に
はエンジンが始動（完爆：完全爆発）しない場合があ
り、かかる始動未完の場合には再度セルモータを駆動す
る必要が生じる。そのため、エンジン始動装置には、エ
ンジンが始動をしたか否かを自動的に検出するためのエ
ンジン始動検出装置を付設しなければならない。

【０００４】従来、一般に知られているエンジン始動検
出装置は、エンジン回転に連動するオルタネータの出力
電圧を直接モニターし、この出力電圧が立ち上がったこ
とを判別してエンジン始動を検出するものである。この
オルタネータの出力電圧を直接モニターする方式では、
無線式エンジン始動装置の設置の際、エンジンルーム内
に搭載されたオルタネータから車内に設置されたエンジ
ン始動装置の受信機の側に向けて電圧検出線を引き出す
作業が必要となる。しかし、高熱，高振動が作用するエ
ンジンルーム内に電圧検出線が引き回されていると、電
圧検出線の耐久性などの点で不適切であり、配線作業に
手間がかかる。更に、ダッシュパネルなどに電圧検出線
を通す貫通孔を形成する必要があるため、防水シールド
などを施す補足作業も含めると、電圧検出線の配線作業
には相当の手間が余儀無くされる。

【０００５】このような電圧検出線の配線作業等の手間
を大幅に改善するため、特開昭６２−１２８８１９号公
報，特開昭６３−２７２９６２号公報，実開昭５５−１
３２３６８号公報に示すようなエンジン始動検出装置が
知られている。この種のエンジン始動検出装置において
は、セルモータの起動時は搭載バッテリの電圧が急激に
立ち下がるものの、エンジンの始動によりバッテリ電圧
が上昇するのに着目し、この電圧の立ち上がり回復過程
を捉えてエンジン始動を検出しようとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際は、セル
モータの起動時のラッシュ電流によるバッテリ電圧の急
速降下の後は、そのラッシュ電流の消滅によりバッテリ
電圧のある程度の自然回復と共に、セルモータによる電
流消費とオルタネータによる消極的な微弱発電とが併存
しているため、バッテリ電圧はリップルやノイズが付随
したある程度の上昇回復過程を経た後、セルモータの駆
動停止に伴う電圧回復やエンジン始動（完爆）によりオ
ルタネータの本格発電の開始によってバッテリ電圧が更
に上昇するものである。従って、セルモータ起動後のバ
ッテリ電圧の推移はリップルやノイズを伴う緩慢な過程
であるため、電圧の上昇回復過程を的確に捉えることは
難しく、緩慢な上昇過程でのリップルやノイズに感応す
ることがあり、エンジン始動（完爆）前に電圧立ち上が
りが検出されてしまい、エンジン始動の誤検出が起こる
得る。例えば、エンジンの完爆前ではバッテリ電圧がオ
ルタネータの発電によりノイズを伴う脈流電圧となって
いるため、完爆していないのにエンジン始動の誤検出が
生じるおそれがある。また、例えばセルモータを一定時
間だけ時限駆動するエンジン始動方式の場合、その間に
エンジンが始動しないときでもセルモータの駆動は停止
するが、セルモータの駆動が停止すると、バッテリ電圧
が必然的に上昇回復するため、かかる始動未完でもバッ
テリ電圧の上昇回復が検出されて始動完了の判別を行う
ことになり、従って、セルモータを時限駆動するエンジ
ン始動方式には採用不能である。上記の始動検出方式を
採用できるのは、エンジン始動を判別した後にセルモー
タの駆動を停止し、エンジン始動でセルモータが長く引
きずられないようセルモータをエンジンから切り離す場
合に限られるのであるが、しかし、前述したように、バ
ッテリ電圧の立ち上がり検出方式ではエンジン始動の誤
検出が多頻度で発生する不都合がある。

【０００７】そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題
は、エンジン始動の誤検出を無くし、検出信頼性の向上
を図ることができるエンジン始動装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、搭載バッテリからの給電によりセルモー
タを駆動してエンジンを始動するエンジン始動装置にお
いて、上記搭載バッテリの給電圧に比例する被検出信号
のレベルが上記セルモータを起動する直前での値に比較
して所定差値だけ超過したか否かを捉えるエンジン始動
検出動作を行うエンジン始動検出手段を備えており、上
記所定差値が増減可能であって、上記エンジン始動検出
動作の検出期間が前記セルモータの駆動期間よりも長く
なっていることを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、搭載バッテリからの給電
によりセルモータを駆動してエンジンを始動するエンジ
ン始動装置において、少なくとも上記セルモータ駆動の
停止直後における上記バッテリの給電圧に比例する被検
出信号のレベルが上記セルモータを起動する直前での値
に比較して所定差値だけ超過したか否かを捉えるエンジ
ン始動検出動作を行うエンジン始動検出手段を備えてお
り、上記所定差値が増減可能となっていることを特徴と
する。

【００１０】このように構成した本発明のエンジン始動
装置においては、例えば、車内の操作部のイグニッショ
ンスイッチの側に引き出されている車搭バッテリの出力
線からエンジン始動状態を判別するためのバッテリ出力
電圧（給電圧）が取り出される。このバッテリ出力は、
セルモータの起動時には通常定格出力１２Ｖから一時的
に急激に低下し、エンジンが始動すると、上昇して起動
前の値よりも高い値で安定するようになっているため、
エンジン始動検出手段のエンジン始動検出動作では、セ
ルモータの起動後に、搭載バッテリの給電圧がセルモー
タの起動直前の 値に比較して超過した時点を捉える。バ
ッテリ電圧の立ち上がり回復過程ではなく、セルモータ
の起動直前の値に較べてバッテリ電圧の超過した時点を
捉えるものであるため、エンジンの完爆を検出すること
ができ、エンジン始動の誤検出が低減し、検出信頼性が
向上する。それ故、無線式エンジン始動装置の本格的な
実用化が達成できる。

【００１１】特に、本発明においては、電圧超過を捉え
る検出動作の検出期間がセルモータの駆動期間よりも長
くなっていることを特徴とする。セルモータ駆動停止直
後でも検出動作が可能となっているので、始動未完とし
て検出する誤検出を無くすことができる。セルモータの
引きずりを発生させずに、セルモータの再起動とエンジ
ン始動検出動作を安んじて繰り返すことができ、特に、
遠隔エンジン始動装置に適した実用的な検出装置を実現
できる。本発明は、セルモータを検出動作とは関係なく
時限駆動する場合に適している。

【００１２】本発明では、駆動期間に始動検出してから
セルモータの駆動を停止させるのではなく、検出動作系
と駆動制御系をリンクせずに、ただ検出期間と駆動期間
との間に上記の如き時間関係を持たせたことを特徴とし
ているため、始動未完を確実に検出できる。

【００１３】更にまた、本発明では、バッテリ電圧をそ
のまま直接比較するのではなく、バッテリ電圧に比例す
る被検出信号に一旦変換した後、被検出信号のレベルが
セルモータ起動直前の値を超過する時点ではなく、セル
モータ起動直前の値から所定差値だけ余分に超過する時
点を捉えるようになっており、しかも、その所定差値が
増減可能となっている。所定差値だけ超過しなければ比
較検出されないため、ノイズ等による誤検出を防止でき
る。また、その所定差値を初期設定することにより、比
較感度を変更することができるため、バッテリ個体毎や
再起動毎に比較感度の適正化を実現でき、一層のこと、
エンジン始動を適格に捉えることができる。

【００１４】エンジン始動検出手段として、被検出信号
のセルモータを起動する直前での値を検出期間に亘って
保持するサンプルホールド手段と、被検出信号が上記サ
ンプルホールド手段で保持されている保持値よりも上記
所定差値だけ超過したことを判別する比較手段とを有し
て成る構成においては、被検出信号のセルモータ起動直
前値が変動する場合でも、サンプルホールド手段を用い
ているので正確に値超過の有無を捉えることができ、信
頼性の向上を図ることができる。それ故、検出期間内に
搭載バッテリの上記電圧超過が捉えられないときはセル
モータの再起動とエンジン始動検出動作を繰り返すこと
ができる。その繰り返しの度にセルモータの起動直前の
被検出信号の値（更新値）に対してその検出時間内での
被検出信号が超過するかが捉えられるようになっている
ので、エンシジ始動時のセルモータ駆動の繰り返しによ
るバッテリ電力の消耗で定格電圧よりバッテリ電圧が除
々に降下しても、サンプルホールド手段によりエンジン
の完爆後の電圧超過の有無を確実に捉えることができ
る。それ故、電圧超過が捉えられないときは、セルモー
タの再起動を行うに適した検出装置を実現できる。

【００１５】このようなエンジン始動装置は、車載用受
信機と、エンジン始動指令信号を送信する携帯用送信機
とを備えた無線式エンジン始動装置に採用することが好
ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１７】図１は、本発明の実施形態に係るエンジン
始動装置におけるエンジン始動検出回路の主要部の回路
構成を示す回路図である。本例の回路は、例えば、車載
エンジンを遠隔地から送信機によって始動されるように
なった無線式エンジン始動装置に適用することができる
ものであり、この場合には、本例の回路は車体の側に取
り付けた受信機内に組み込まれる。

【００１８】図１において、Ａは車載バッテリの電圧入
力端子であり、この電圧入力端子Ａには、分圧抵抗器Ｒ
１，検出電圧差調整用の可変抵抗器ＶＲ１及び分圧抵抗
器Ｒ２がこの順序で直列接続されている。Ｕ１はコンパ
レータであり、この反転入力端子（−入力端子）は、Ｆ
ＥＴ（電界効果トランジスタ）からなるスイッチング素
子Ｑ１を介して、上記の抵抗器Ｒ１と可変抵抗器ＶＲ１
の接続点（バッテリ電圧の第１の分圧点）Ｃに接続され
ている。これに対して、コンパレータＵ１の非反転入力
端子（＋入力端子）は、上記の可変抵抗器ＶＲ１と抵抗
器Ｒ２の接続点（第１の分圧点よりも低いバッテリ電圧
の第２の分圧点）Ｄに接続されている。

【００１９】抵抗Ｒ１，ＶＲ１，Ｒ２は車載バッテリ電
圧に比例する接続点Ｃの電圧と接続点Ｄの電圧を生成す
る。可変抵抗器ＶＲ１は接続点Ｃ，Ｄ間の所定電圧差を
増減する。

【００２０】スイッチング素子Ｑ１のゲートは、ダイオ
ードＤ１を介して、制御信号入力端子Ｂに接続されてお
り、ここから、このスイッチング素子Ｑ１のオン／オフ
制御信号が供給されるようになっている。更に、このス
イッチング素子Ｑ１とコンパレータＵ１の反転入力端子
との間の位置Ｅには、コンデンサＣ１の一端が接続さ
れ、このコンデンサＣ１の他端は接地されている。

【００２１】次に、図２を参照して、上記構成のエンジ
ン始動検出回路の動作を説明する。

【００２２】まず、セルモータの起動前（時点Ｔ１の
前）ではスイッチング素子Ｑ１の制御信号（Ｂ）は、通
常は低レベルに設定されており、これによってスイッチ
ング素子Ｑ１はオン状態に設定されている。この結果、
電圧入力端子Ａから給電されるバッテリ電圧の第１の分
圧（Ａ）はこのスイッチング素子Ｑ１を介してコンデン
サＣ１に供給されて、この電圧値まで充電されている。
従って、コンパレータＵ１の反転入力端子、即ち点Ｅに
は、このコンデンサＣ１によって保持されている定格電
圧１２Ｖのバッテリ電圧（セルモータ起動前のバッテリ
電圧）の第１の分圧が現れている。

【００２３】かかる状態において、無線式エンジン始動
装置の送信機の側からエンジン始動指令が送信され、こ
れが車載受信機の側で受信されると、時点Ｔ１でスイッ
チング素子Ｑ１の制御信号（Ｂ）が高レベルに立ち上が
る。この結果、スイッチング素子Ｑ１がオフに切り換わ
るため、次のオンに切り換わる迄の間、即ち、制御信号
（Ｂ）が高レベルの期間ΔＴの間は、時点Ｔ１での定格
１２Ｖバッテリ電圧の分圧値がコンデンサＣ１に保持さ
れる。時点Ｔ１の直後の時点Ｔ２で、セルモータが起動
されると、バッテリ電圧（Ａ）が一時的に急激に低下す
る。これはセルモータの誘導負荷によりラッシュ電流が
生じるためである。バッテリ電圧が低下した後は、バッ
テリ電圧の自然回復，オルタネータの微弱発電や不完全
爆発を伴いながら除々に立ち上がるが、このバッテリ電
圧の立ち上がり変動に応じて、その第２の分圧（Ｄ）も
分圧比で変動する。

【００２４】そして、セルモータによる駆動によってエ
ンジンが完爆して始動すると、バッテリ電圧（Ａ）は時
点Ｔ３で定格１２Ｖを超過し、約１３．５Ｖにまで立ち
上がり、ほぼこの電圧値に安定する。コンパレータＵ１
においては、その反転入力端子には時点Ｔ１でサンプル
ホールドされた定格１２Ｖバッテリ電圧の第１の分圧値
（Ｅ）が供給され続けており、また、その非反転入力端
子には、上記のような立ち上がり変動するバッテリ電圧
の第２の分圧（Ｄ）が供給されているため、時点Ｔ３に
おいて、第１の分圧（Ｄ）がホールド電圧（Ｅ）を超え
ると、このコンパレータＵ１の出力信号（Ｆ）は反転し
て、高レベルに立ち上がり、この高レベル出力によっ
て、エンジン始動が検出される。

【００２５】なお、第２の分圧（Ｄ）は第１の分圧より
も可変抵抗器ＶＲ１でやや低めになるように設定されて
いる。ノイズやリップル等の影響を抑制してセル起動直
前の電圧値からの超過を確実に捕捉するようにしてい
る。

【００２６】この後、時点Ｔ４において、スイッチング
素子Ｑ１の制御信号（Ｂ）が低レベルに立ち下がると、
スイッチング素子Ｑ１がオンするため、コンデンサＣ１
に接続点Ｃが導通し、これにより時点Ｔ１でサンプルホ
ールドしたバッテリ電圧の分圧値がホールド解除され
る。

【００２７】これに対して、バッテリ電圧（Ａ）が時点
Ｔ１から時点Ｔ４までの電圧ホールド期間ΔＴの間に、
時点Ｔ１でのホールド電圧Ｅに対して第２の分圧（Ｄ）
が超過しない場合には、コンパレータＵ１の出力が高レ
ベルに立ち上がることはない。即ち、図２において破線
で示すように、バッテリ電圧（Ａ）が１２Ｖ以上に超過
しない場合には、エンジンが始動しなったものと判断さ
れる。かかるエンジン始動の未完の場合、予め設定され
たシーケンスに従って、例えば、一定時間をおいて上記
の動作を繰り返して、エンジンの始動が再び試みられ
る。このようなエンジン始動の繰り返しにおいては、セ
ルモータの起動・停止の繰り返しを伴うので、その繰り
返し期間内でもバッテリが消耗し、定格電圧に回復せ
ず、バッテリ電圧が除々に降下するものである。しか
し、本例では、セルモータ起動直前のバッテリ電圧値が
更新値としてサンプルホールドされるようになっている
ので、バッテリ電圧のセルモータ駆動開始の直前値が変
動する場合でも、正確に電圧超過を捉えることができ、
信頼性の向上を図ることができる。

【００２８】このように、本例の始動検出回路は、エン
ジン始動時の車載バッテリの出力電圧がセルモータ起動
前よりもエンジン始動後の方が高くなることに着目し、
その電圧超過を捉えるようにしたものである。従って、
従来のように、オルタネータからの出力電圧に基づきエ
ンジンの始動を判別する必要がないので、オルタネータ
から出力電圧検出線を引き出す必要がなくなる。また、
バッテリ電圧の立ち上がり回復過程を正確に捉えること
は困難で、誤検出の発生のおそれが強いが、本例では電
圧の超過を捕捉するようにしているため、セルモータの
駆動停止直後の検出も可能であり、エンジン始動の誤検
出を低減でき、検出信頼性の向上を図ることができる。
それ故、無線式エンジン始動装置の実用化が達成でき
る。

【００２９】なお、上記の例において、バッテリ電圧の
ホールド期間ΔＴは、セルモータの駆動期間以上の期間
となるように設定するのが適切である。セルモータの駆
動を停止すると、必然的にバッテリ電圧は上昇回復する
ものであるが、その直後、エンジンが完爆していると、
オルタネータの本格発電によりバッテリ電圧が更に上昇
しセルモータ起動直前の値よりも超過するが、エンジン
始動が未完に終わると、バッテリ電圧は上昇回復する
も、超過しない。このため、セルモータ駆動停止直後に
エンジンが始動（完爆）する場合もあるので、誤検出の
頻度を減少させることができる。

【００３０】また例えば、本例の検出回路のフェイルセ
ーフ機構として、従来のようなオルタネータの出力から
のエンジン始動を検知する検知回路を併設するようにし
ても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、エンジ
ン始動を検出する迄、セルモータの駆動を行うのではな
く、電圧超過の有無を有効的に捉えるべく、少なくとも
セルモータ駆動の停止直後における搭載バッテリの給電
圧がセルモータを起動する直前での値に比較して所定差
値だけ超過したか否かを捉えるエンジン始動検出動作に
特徴を有しているため、次のような効果を奏するもので
ある。

【００３２】 最終的にセルモータの駆動停止直後の
バッテリ電圧値と起動直前の値とを有効的に較べること
ができ、エンジン始動検出が確実なものとなる。また、
セルモータ駆動停止直後で検出動作が可能となっている
ので、始動未完として検出する誤検出を無くすことがで
きる。換言すれば、セルモータの引きずりを発生させず
に、セルモータの再起動とエンジン始動検出動作を安ん
じて繰り返すことができ、特に、遠隔エンジン始動装置
に適した実用的な検出装置を実現できる。

【００３３】更にまた、本発明では、バッテリ電圧をそ
のまま直接比較するのではなく、バッテリ電圧に比例す
る被検出信号に一旦変換した後、被検出信号のレベルが
セルモータ起動直前の値を超過する時点ではなく、セル
モータ起動直前の値から所定 差値だけ余分に超過する時
点を捉えるようになっており、しかも、その所定差値が
増減可能となっている。所定差値だけ超過しなければ比
較検出されないため、ノイズ等による誤検出を防止でき
る。また、その所定差値を初期設定することにより、比
較感度を変更することができるため、バッテリ個体毎や
再起動毎に比較感度の適正化を実現でき、一層のこと、
エンジン始動を適格に捉えることができる。

【００３４】 エンジン始動検出手段として、被検出
信号のセルモータを起動する直前での値を検出期間に亘
って保持するサンプルホールド手段と、被検出信号が当
該サンプルホールド手段で保持されている保持値よりも
所定差値だけ超過したことを判別する比較手段とを有し
て成る構成においては、バッテリ電圧のセルモータ起動
直前値が変動する場合にあっても、確実に電圧超過を捉
えることができる。このため、検出期間内に搭載バッテ
リの上記電圧超過を捉えないときはセルモータの再起動
とエンジン始動検出動作を繰り返すことができる。換言
すれば、エンシジ始動時のセルモータ起動の繰り返しに
よるバッテリ電力の消耗で定格電圧よりバッテリ電圧が
除々に降下しても、サンプルホールド手段によりエンジ
ン完爆後の電圧超過を確実に捉えることができるが故、
電圧超過が捉えられないときは、セルモータの再起動を
可能とする実用的な検出装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエンジン始動装置にお
けるエンジン始動検出回路の主要部の回路構成を示す回
路図である。

【図２】図１の回路動作を説明するための信号波形図で
ある。

【符号の説明】

Ａ…バッテリ電圧入力端子 Ｂ…制御信号入力端子 Ｃ…バッテリ電圧の第１の分圧点 Ｄ…バッテリ電圧の第２の分圧点 Ｒ１，２…抵抗器 ＶＲ１…可変抵抗器 Ｃ１…コンデンサ Ｕ１…コンパレータ Ｑ１…スイッチング素子 ΔＴ…電圧ホールド期間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02N 11/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搭載バッテリからの給電によりセルモー
   タを駆動してエンジンを始動するエンジン始動装置にお
   いて、 前記搭載バッテリの給電圧に比例する被検出信号のレベ
   ルが前記セルモータを起動する直前での値に比較して所
   定差値だけ超過したか否かを捉えるエンジン始動検出動
   作を行うエンジン始動検出手段を備えており、前記所定
   差値が増減可能であって、前記エンジン始動検出動作の
   検出期間が前記セルモータの駆動期間よりも長くなって
   いることを特徴とするエンジン始動装置。
2. 【請求項２】 搭載バッテリからの給電によりセルモー
   タを駆動してエンジンを始動するエンジン始動装置にお
   いて、 少なくとも前記セルモータ駆動の停止直後における前記
   バッテリの給電圧に比例する被検出信号のレベルが前記
   セルモータを起動する直前での値に比較して所定差値だ
   け超過したか否かを捉えるエンジン始動検出動作を行う
   エンジン検出始動手段を備えており、前記所定差値が増
   減可能となっている ことを特徴とするエンジン始動装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、前記エ
   ンジン始動検出手段は、前記被検出信号のセルモータを
   起動する直前での値を前記検出期間に亘って保持するサ
   ンプルホールド手段と、前記被検出信号が当該サンプル
   ホールド手段で保持されている保持値よりも前記所定差
   値だけ超過したことを判別する比較手段とを有して成る
   ことを特徴とするエンジン始動装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
   規定するエンジン始動装置は、車載用受信機と、エンジ
   ン始動指令信号を送信する携帯用送信機とを備えた無線
   式エンジン始動装置であることを特徴とするエンジン始
   動装置。