JP6069337B2 - Engine starter - Google Patents

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Description

本発明は、自動二輪車等の車両に搭載されたエンジンの始動装置に関し、特に、セルモータやキック操作によるクランキング手段を有する始動装置において、効率良いエンジン始動が可能なエンジン始動装置に関する。   The present invention relates to an engine starting device mounted on a vehicle such as a motorcycle, and more particularly to an engine starting device capable of efficiently starting an engine in a starting device having a cranking means by a cell motor or a kick operation.

自動二輪車でバッテリが上がってしまった場合、エンジンの始動点火に必要な電源がバッテリから供給できない。このような時、キックぺダルを踏み降ろしてクランク軸を回転させるクランキング手段により発電を行い、その電源を点火システムに供給することで点火システムを稼働させてエンジン始動を行うキック始動システムが知られている。エンジン始動に際しては、消費される電力のうち、点火コイルや点火コンデンサで消費されるものが大きい。
そのため、キック始動システムにおいては、キック力の弱いユーザがキック操作した場合、エンジンのクランキング速度が低く、エンジンの正常な爆発に至らない場合、発電による電荷が毎回放電されるため、何回キックしても始動点火に必要な電荷が不足し、エンジンが始動できないという現象が生じていた。When the battery has run out in a motorcycle, the power necessary for starting ignition of the engine cannot be supplied from the battery. In such a case, a kick start system is known that generates power by cranking means that steps down the kick pedal and rotates the crankshaft, and supplies the power to the ignition system to operate the ignition system and start the engine. It has been. When the engine is started, the electric power consumed by the ignition coil and ignition capacitor is large.
Therefore, in a kick start system, if a user with weak kicking force performs a kick operation, the engine cranking speed is low, and if the engine does not normally explode, the charge generated by the power generation is discharged every time. Even so, there was a phenomenon that the engine could not be started due to insufficient charge required for starting ignition.

そこで、例えば特許文献１に示されるように、キック始動時において、イグニッションスイッチを入れる前にキック操作をして始動用コンデンサに電荷を貯め、その後、イグニッションスイッチを入れてから再度キック操作を行うことにより、一回のキック操作でエンジンを始動させるというエンジン始動装置が開示されている。   Therefore, as shown in Patent Document 1, for example, at the time of kick start, the kick operation is performed before the ignition switch is turned on to store the charge in the start capacitor, and then the kick operation is performed again after the ignition switch is turned on. Thus, an engine starting device is disclosed in which the engine is started by a single kick operation.

特開２００７−１２０３７７号公報JP 2007-120377 A

しかしながら上述の技術によれば、キック操作によるクランキングの前に予め始動用コンデンサに電荷を貯めるか否かが運転者のイグニッションスイッチ操作に委ねられている。そのため、運転者が使い方を十分に熟知する必要があった。更には、一回のキック操作でエンジン始動できると判断したにもかかわらず、実際はクランキング速度が低くて始動出来なかった場合や、逆に一回のキック操作でエンジン始動できたにも関わらず、クランキング速度が低いと判断して予め始動用コンデンサに電荷を貯める操作をしてしまった場合等、本来は必要のない操作をすることになり、より効率的なエンジン始動の仕方が望まれていた。   However, according to the above-described technique, whether or not to store charges in the starting capacitor in advance before cranking by the kick operation is left to the driver's ignition switch operation. Therefore, it was necessary for the driver to be familiar with how to use it. Furthermore, even though it was determined that the engine could be started with a single kick operation, the cranking speed was actually low and the engine could not be started, or conversely, the engine could be started with a single kick operation. If it is judged that the cranking speed is low and the charge is stored in the starting capacitor in advance, it is necessary to perform an operation that is not necessary, and a more efficient way to start the engine is desired. It was.

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、無駄なキック操作を排除して確実且つ効率的なエンジン始動を行うことができるエンジン始動装置を提供することを目的としている。   The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an engine starter that can perform a reliable and efficient engine start by eliminating a useless kick operation.

上記目的を達成するため請求項１は、エンジンを構成するクランク軸（１１）と、該クランク軸（１１）の回転に同期して回転する発電機（２）と、該発電機（２）からの電力を利用して火花を飛ばす点火プラグ（１２）と、該点火プラグ（１２）に高電圧を供給するイグニッションコイル（５）と、前記エンジンを始動させるために前記クランク軸（１１）を回転させるクランキング手段と、前記点火プラグ（１２）に印加する電圧のオン・オフ制御を行うスイッチング手段（トランジスタ６３）と、前記スイッチング手段を制御するＣＰＵ（６４）を備えたエンジン始動装置において、
前記イグニッションコイル（５）に対して前記発電機（２）と並列接続された蓄電コンデンサ（６２）を備え、
前記ＣＰＵ（６４）は、前記蓄電コンデンサ（６２）と前記イグニッションコイル（５）間のモニタ電圧を検知するとともに、前記モニタ電圧が所定電圧以上になった時のみ、前記スイッチング手段（トランジスタ６３）を導通状態にすることを特徴としている。In order to achieve the above object, the present invention provides a crankshaft (11) constituting an engine, a generator (2) rotating in synchronization with the rotation of the crankshaft (11), and the generator (2). A spark plug (12) that uses the electric power of the spark to ignite a spark, an ignition coil (5) that supplies a high voltage to the spark plug (12), and the crankshaft (11) that rotates to start the engine An engine starter comprising: cranking means for switching; switching means (transistor 63) for performing on / off control of a voltage applied to the spark plug (12); and CPU (64) for controlling the switching means.
A storage capacitor (62) connected in parallel to the generator (2) with respect to the ignition coil (5),
The CPU (64) detects a monitor voltage between the storage capacitor (62) and the ignition coil (5), and switches the switching means (transistor 63) only when the monitor voltage becomes equal to or higher than a predetermined voltage. It is characterized by being in a conductive state.

請求項２は、エンジンを構成するクランク軸（１１）と、該クランク軸（１１）の回転に同期して回転する発電機（２）と、該発電機（２）からの電力を利用して火花を飛ばす点火プラグ（１２）と、該点火プラグ（１２）に高電圧を供給するイグニッションコイル（５）と、前記エンジンを始動させるために前記クランク軸（１１）を回転させるクランキング手段と、前記点火プラグ（１２）に印加する電圧のオン・オフ制御を行うスイッチング手段（サイリスタ７２）と、前記スイッチング手段を制御するＣＰＵ（６４）を備えたエンジン始動装置において、
前記イグニッションコイル（５）に対して前記発電機（２）と並列接続された蓄電コンデンサ（６２）と、
前記蓄電コンデンサ（６２）に点火高電圧発生回路（６９）を接続するとともに、前記点火高電圧発生回路（６９）と前記イグニッションコイル（５）との間に接続された点火コンデンサ（７０）を備え、
前記ＣＰＵ（６４）は、前記点火コンデンサ（７０）と前記スイッチング手段（サイリスタ７２）間のモニタ電圧を検知するとともに、前記モニタ電圧が所定電圧以上になった時のみ、前記スイッチング手段（サイリスタ７２）を導通状態にすることを特徴としている。Claim 2 utilizes the crankshaft (11) constituting the engine, the generator (2) rotating in synchronization with the rotation of the crankshaft (11), and the electric power from the generator (2). A spark plug (12) for blowing sparks, an ignition coil (5) for supplying a high voltage to the spark plug (12), and cranking means for rotating the crankshaft (11) to start the engine; In an engine starter comprising switching means (thyristor 72) for performing on / off control of a voltage applied to the spark plug (12), and a CPU (64) for controlling the switching means,
A storage capacitor (62) connected in parallel with the generator (2) with respect to the ignition coil (5);
An ignition high voltage generation circuit (69) is connected to the storage capacitor (62), and an ignition capacitor (70) is connected between the ignition high voltage generation circuit (69) and the ignition coil (5). ,
The CPU (64) detects a monitor voltage between the ignition capacitor (70) and the switching means (thyristor 72), and only when the monitor voltage exceeds a predetermined voltage, the switching means (thyristor 72). Is in a conductive state.

請求項３は、請求項１又は請求項２のエンジン始動装置において、前記蓄電コンデンサ（６２）と前記発電機（２）との間に、前記蓄電コンデンサ（６２）側から前記発電機（２）側への電流を遮断するダイオード（６１）を配置することを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the engine starting device according to the first or second aspect, the generator (2) is disposed between the power storage capacitor (62) and the power generator (2) from the power storage capacitor (62) side. The diode (61) which interrupts | blocks the electric current to the side is arrange | positioned, It is characterized by the above-mentioned.

請求項４は、請求項３のエンジン始動装置において、前記発電機（２）により発電される電力を蓄電するバッテリ（４）を備え、前記バッテリ（４）は、前記ダイオード（６１）よりも上流側に配置されることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, the engine starter of the third aspect includes a battery (4) for storing electric power generated by the generator (2), wherein the battery (4) is upstream of the diode (61). It is characterized by being arranged on the side.

請求項５は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のエンジン始動装置において、前記ＣＰＵ（６４）の上流側に、前記発電機（２）からの電力をＣＰＵ（６４）に供給するためのＣＰＵ電源（６６）を配置し、前記ＣＰＵ（６４）と前記ＣＰＵ電源（６６）との間に、ＣＰＵ（６４）への電圧を安定化させるためのＣＰＵ電源コンデンサ（６７）を配置し、前記蓄電コンデンサ（６２）は、前記ＣＰＵ電源（６６）の更に上流側に配置させたことを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the engine starting device according to any one of the first to fourth aspects, the power from the generator (2) is supplied to the CPU (64) upstream of the CPU (64). A CPU power supply (66) for supplying power is arranged, and a CPU power supply capacitor (67) for stabilizing the voltage to the CPU (64) is disposed between the CPU (64) and the CPU power supply (66). The storage capacitor (62) is arranged further upstream of the CPU power supply (66).

請求項６は、請求項４又は請求項５のエンジン始動装置において、前記クランキング手段は、前記バッテリ（４）から供給される電力によって回転するセルモータと、前記セルモータの回転力を前記クランク軸（１１）に伝達する伝達装置から成ることを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the engine starting device according to the fourth or fifth aspect, the cranking means is a cell motor that is rotated by electric power supplied from the battery (4), and a rotational force of the cell motor is converted to the crankshaft ( 11) It is characterized by comprising a transmission device for transmission.

請求項７は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のエンジン始動装置において、前記クランキング手段は、キックペダルと、該キックペダルの回転力を前記クランク軸（１１）に伝達する伝達装置から成ることを特徴としている。   A seventh aspect of the present invention is the engine starting device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the cranking means transmits a kick pedal and a rotational force of the kick pedal to the crankshaft (11). It is characterized by comprising a transmission device.

請求項８は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のエンジン始動装置において、前記エンジンは車両に搭載されるものであって、クランキング手段は、駆動輪と、該駆動輪を回した際にその回転力を前記クランク軸（１１）に伝達する伝達装置から成ることを特徴としている。   According to an eighth aspect of the present invention, in the engine starting device according to any one of the first to seventh aspects, the engine is mounted on a vehicle, and the cranking means includes a drive wheel and the drive wheel. It is characterized by comprising a transmission device for transmitting the rotational force to the crankshaft (11) when turning.

本発明によれば、クランキング手段によりクランク軸（１１）が回転し点火プラグ（１２）の点火に至らなかった場合でも、その電力を消費することなく蓄電コンデンサ（６２）に蓄電されるので、始動に必要な電気エネルギーが蓄電された場合の点火タイミングにのみ始動処理を行うことで、エンジン始動を行い易くすることができる。   According to the present invention, even when the crankshaft (11) is rotated by the cranking means and ignition of the spark plug (12) does not occur, the power is stored in the storage capacitor (62) without consuming the electric power. By performing the starting process only at the ignition timing when the electrical energy necessary for starting is stored, the engine can be easily started.

特に、請求項１の回路構成によれば、点火プラグ（１２）に印加する電圧のオン・オフ制御を行うスイッチング手段としてトランジスタ（６３）を利用でき、ＣＰＵ（６４）により蓄電コンデンサ（６２）とイグニッションコイル（５）間のモニタ電圧を検知することで、フルトランジスタ式のエンジン始動装置とすることができる。   In particular, according to the circuit configuration of claim 1, the transistor (63) can be used as switching means for performing on / off control of the voltage applied to the spark plug (12), and the storage capacitor (62) By detecting the monitor voltage between the ignition coils (5), a full-transistor engine starting device can be obtained.

また、請求項２の回路構成によれば、点火プラグ（１２）に印加する電圧のオン・オフ制御を行うスイッチング手段としてサイリスタ（７２）を利用でき、蓄電コンデンサ（６２）に点火高電圧発生回路（６９）を接続するとともに、点火高電圧発生回路（６９）とイグニッションコイル（５）との間に接続された点火コンデンサ（７０）を備え、ＣＰＵ（６４）により点火コンデンサ（７０）とスイッチング手段間のモニタ電圧を検知することで、ＣＤＩ式のエンジン始動装置とすることができる。   Further, according to the circuit configuration of claim 2, the thyristor (72) can be used as switching means for performing on / off control of the voltage applied to the spark plug (12), and an ignition high voltage generating circuit is connected to the storage capacitor (62). (69) and an ignition capacitor (70) connected between the ignition high voltage generation circuit (69) and the ignition coil (5). The CPU (64) and the ignition capacitor (70) are connected to the switching means. By detecting the monitor voltage between them, a CDI engine starting device can be obtained.

ＣＰＵ電源（６６）とＣＰＵ電源コンデンサ（６７）を配置することで、ＣＰＵ（６４）に安定した電力を供給できるとともに、このＣＰＵ電源コンデンサ（６７）とは別に、前記ＣＰＵ電源（６６）よりも上流に蓄電コンデンサ（６２）を配置したので、イグニッションコイル（５）に印加する電力を効率良く蓄電することができる。   By arranging the CPU power supply (66) and the CPU power supply capacitor (67), stable power can be supplied to the CPU (64). In addition to the CPU power supply capacitor (67), the CPU power supply (66) Since the storage capacitor (62) is arranged upstream, the power applied to the ignition coil (5) can be stored efficiently.

本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置（フルトランジスタ式）の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the engine starting apparatus (full transistor type) which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るエンジン始動装置（ＣＤＩ式）の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the engine starting apparatus (CDI type) which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明のエンジン始動装置によるエンジンの始動手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting procedure of the engine by the engine starting apparatus of this invention.

以下、自動二輪車等の車両に搭載される本発明のエンジン始動装置について、図面を参照しながら説明する。
エンジン始動装置が備える点火装置には、点火コイルの一次コイルへの通電を点火トランジスタにより遮断して一次コイルに電流変化を生じさせるフルトランジスタ式と、コンデンサに蓄積された電荷を点火時期に合わせて一次コイルへ放電するＣＤＩ式とに大別される。先ず、本発明を適用したフルトランジスタ式のエンジン始動装置について図１に示す。Hereinafter, an engine starter of the present invention mounted on a vehicle such as a motorcycle will be described with reference to the drawings.
The ignition device included in the engine starter includes a full-transistor type in which the primary current of the ignition coil is cut off by the ignition transistor to cause a current change in the primary coil, and the charge accumulated in the capacitor is matched to the ignition timing. It is roughly divided into the CDI type that discharges to the primary coil. First, a full-transistor engine starter to which the present invention is applied is shown in FIG.

エンジン始動装置は、エンジン（内燃機関）１と、エンジン（内燃機関）１のクランク軸１１と連結され、クランク軸１１の回転に同期して回転する交流発電機２と、交流発電機２が発生する交流電圧を半波整流して直流電圧を出力するレギュレータ３と、レギュレータ３から出力される直流電圧が供給されるバッテリ４と、エンジン１のシリンダ１０の上端部に装着された点火プラグ１２に高電圧を供給するイグニッションコイル５と、イグニッションコイル５への印加電圧を制御するフルトランジスタ式（誘電放電型）の点火ユニット６を備えて構成されている。   The engine starter is connected to an engine (internal combustion engine) 1 and a crankshaft 11 of the engine (internal combustion engine) 1, and an AC generator 2 that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft 11 and an AC generator 2 are generated. A regulator 3 that outputs a DC voltage by half-wave rectifying an AC voltage to be output, a battery 4 to which a DC voltage output from the regulator 3 is supplied, and a spark plug 12 that is attached to the upper end of a cylinder 10 of the engine 1 An ignition coil 5 for supplying a high voltage and a full transistor type (dielectric discharge type) ignition unit 6 for controlling the voltage applied to the ignition coil 5 are provided.

エンジン１のクランク軸１１には、図示しないキックペダル又はスタータモータ等と、キックペダルの踏力又はセルモータ等の回転力をクランク軸１１に伝達する伝達装置から成るクランキング手段が連結されている。クランキング手段は、キックペダルの踏力やスタータモータの駆動によりクランク軸１１を回転させることで、シリンダ１０内のピストン１３を摺動させてエンジン始動が可能なように構成されている。なお、セルモータは、バッテリ４から供給される電力によって回転するように構成されている。
エンジン１が自動二輪車に搭載される場合、クランキング手段は、例えば後輪である駆動輪と、この駆動輪を回した際にその回転力をクランク軸１１に伝達する伝達装置から構成される。The crankshaft 11 of the engine 1 is connected with a cranking means comprising a kick pedal or a starter motor (not shown) and a transmission device for transmitting the pedaling force of the kick pedal or the rotational force of the cell motor or the like to the crankshaft 11. The cranking means is configured such that the engine can be started by sliding the piston 13 in the cylinder 10 by rotating the crankshaft 11 by the depression force of the kick pedal or driving of the starter motor. Note that the cell motor is configured to rotate by electric power supplied from the battery 4.
When the engine 1 is mounted on a motorcycle, the cranking means is composed of, for example, drive wheels that are rear wheels and a transmission device that transmits the rotational force to the crankshaft 11 when the drive wheels are rotated.

シリンダ１０の上端部に装着された点火プラグ１２は、イグニッションコイル５に印加される電圧を利用してシリンダ１０内で火花放電が行われることで、ガソリンと空気の混合ガスが点火し燃焼する。   The spark plug 12 attached to the upper end of the cylinder 10 uses a voltage applied to the ignition coil 5 to cause a spark discharge in the cylinder 10 to ignite and burn a mixed gas of gasoline and air.

レギュレータ３は、交流発電機２が発生する交流電圧を半波整流して直流電圧を出力する。レギュレータ３が出力する直流電圧は、車両のヘッドライト９の点灯用に供給されるとともにバッテリ４に充電され、１２ボルト〜１５ボルトの直流電圧として点火ユニット６及びイグニッションコイル５に印加される。   The regulator 3 half-wave rectifies the AC voltage generated by the AC generator 2 and outputs a DC voltage. The DC voltage output from the regulator 3 is supplied for lighting the headlight 9 of the vehicle and charged in the battery 4 and is applied to the ignition unit 6 and the ignition coil 5 as a DC voltage of 12 to 15 volts.

イグニッションコイル５は、バッテリ４のプラス側に接続されて直流電圧が印加される一次コイル５１と、点火プラグ１２のプラス側に接続され一次コイルでの電流変化に応じた電圧を発生する二次コイル５２から構成されている。
一次コイル５１への給電およびその遮断は、後述する点火ユニット６で制御される。２次コイル５２には、一次コイル５１の電流変化に応じて発生した高電圧が供給される。The ignition coil 5 includes a primary coil 51 connected to the positive side of the battery 4 to which a DC voltage is applied, and a secondary coil connected to the positive side of the spark plug 12 and generating a voltage corresponding to a current change in the primary coil. 52.
Power supply to the primary coil 51 and interruption thereof are controlled by an ignition unit 6 described later. The secondary coil 52 is supplied with a high voltage generated according to the current change of the primary coil 51.

点火ユニット６は、バッテリ４側からイグニッションコイル５の方向が順方向となるよう接続されたダイオード６１と、ダイオード６１のカソード側に一方を接続し、他方が接地された点火プラグ電源となる蓄積コンデンサ６２と、一次コイル５１に流れる電流のオン・オフ制御を行うトランジスタ（スイッチング手段）６３と、トランジスタ（スイッチング手段）６３の導通タイミングを制御するＣＰＵ６４と、ＣＰＵ６４に電源ライン６５を介して直流電圧を供給するＣＰＵ電源６６と、ＣＰＵ６４への電圧を安定化させるためのＣＰＵ電源コンデンサ６７と、ダイオード６１のカソード側及び蓄積コンデンサ６２とＣＰＵ間に接続した電圧検出ライン６８から構成されている。   The ignition unit 6 includes a diode 61 connected so that the direction of the ignition coil 5 from the battery 4 side is a forward direction, and a storage capacitor that serves as an ignition plug power source with one connected to the cathode side of the diode 61 and the other grounded 62, a transistor (switching means) 63 that performs on / off control of the current flowing through the primary coil 51, a CPU 64 that controls the conduction timing of the transistor (switching means) 63, and a DC voltage to the CPU 64 via the power line 65. It comprises a CPU power supply 66 to be supplied, a CPU power supply capacitor 67 for stabilizing the voltage to the CPU 64, and a voltage detection line 68 connected between the cathode side of the diode 61 and the storage capacitor 62 and the CPU.

蓄積コンデンサ６２は、キックペダルの踏力又はセルモータの回転力によりクランキング手段を動作させた際に、クランク軸１１の回転により交流発電機２に発生した電荷を蓄電するものである。   The storage capacitor 62 stores the electric charge generated in the AC generator 2 by the rotation of the crankshaft 11 when the cranking means is operated by the depression force of the kick pedal or the rotational force of the cell motor.

ＣＰＵ電源６６は、交流発電機２からの電力をＣＰＵ６４に供給するため、ＣＰＵ６４の上流側（交流発電機２側）に配置されている。蓄電コンデンサ６２は、ＣＰＵ電源６６の更に上流側に配置されている。バッテリ４は、ダイオード６１よりも上流側に配置されている。   The CPU power supply 66 is disposed on the upstream side of the CPU 64 (alternator 2 side) in order to supply the power from the AC generator 2 to the CPU 64. The storage capacitor 62 is disposed further upstream of the CPU power supply 66. The battery 4 is disposed upstream of the diode 61.

ＣＰＵ電源コンデンサ６７は、電源ライン６５と接地間に接続され、ＣＰＵ６４に供給される電源電圧を一定に保持する。また、トランジスタ（スイッチング手段）６３のコレクタが一次コイル５１に接続され、トランジスタ３２のエミッタが接地されている。   The CPU power supply capacitor 67 is connected between the power supply line 65 and the ground, and keeps the power supply voltage supplied to the CPU 64 constant. The collector of the transistor (switching means) 63 is connected to the primary coil 51, and the emitter of the transistor 32 is grounded.

ＣＰＵ６４は、蓄電コンデンサ６２と一次コイル５１間のモニタ電圧について電圧検出ライン６８を介して検知するとともに、モニタ電圧が予め設定された所定電圧以上になった時のみ、トランジスタ（スイッチング手段）６３のゲートにパルスが印加してオン状態となり、一次コイル５１からトランジスタ６３のコレクタ−エミッタ間に電流が流れ、二次コイル５２に高電圧が発生し点火プラグ１２が点火する。
ダイオード６１は、蓄電コンデンサ６２側から交流発電機２側へ電流が流れないようにするためのものである。The CPU 64 detects the monitor voltage between the storage capacitor 62 and the primary coil 51 via the voltage detection line 68, and only when the monitor voltage exceeds a predetermined voltage set in advance, the gate of the transistor (switching means) 63 Is applied to the ON state, a current flows between the collector and emitter of the transistor 63 from the primary coil 51, a high voltage is generated in the secondary coil 52, and the spark plug 12 is ignited.
The diode 61 is for preventing current from flowing from the storage capacitor 62 side to the AC generator 2 side.

次に、エンジン始動用のコンデンサに蓄積された電荷を点火時期に合わせて一次コイルへ放電するＣＤＩ式に本発明を適用したエンジン始動装置について、図２を参照しながら説明する。図２において、図１と同じ構成を採る部分については、同一符号を付して説明を省略する。
また、エンジン始動装置は、交流発電機２による発生電力を充電するバッテリ４を備えることなく、クランキング手段に連結されたキックペダルのキック操作でのみエンジン始動を行うようにしてもよい。Next, an engine starter in which the present invention is applied to the CDI type that discharges the electric charge accumulated in the engine start capacitor to the primary coil in accordance with the ignition timing will be described with reference to FIG. In FIG. 2, parts having the same configuration as in FIG.
Further, the engine starter may be configured to start the engine only by a kick operation of a kick pedal connected to the cranking means without including the battery 4 that charges the electric power generated by the AC generator 2.

レギュレータ３とイグニッションコイル５の間には、交流発電機２が発生する交流電圧を半波整流して得た直流電圧を高電圧に変換する点火高電圧発生回路６９と、電荷を蓄電する点火コンデンサ７０が接続されている。点火高電圧発生回路６９は、入力される電圧を３００Ｖ程度まで昇圧して出力するコンバータを備えて構成される。
一次コイル５１と接地間には、ＣＰＵ６４で制御されるトリガ回路７１により、ゲートにパルス電圧が印加されることで導通するサイリスタ７２が接続されている。Between the regulator 3 and the ignition coil 5, an ignition high voltage generation circuit 69 that converts a DC voltage obtained by half-wave rectification of the AC voltage generated by the AC generator 2 into a high voltage, and an ignition capacitor that stores electric charge 70 is connected. The ignition high voltage generation circuit 69 includes a converter that boosts an input voltage to about 300 V and outputs the boosted voltage.
Between the primary coil 51 and the ground, a trigger circuit 71 controlled by the CPU 64 is connected with a thyristor 72 that is turned on by applying a pulse voltage to the gate.

ＣＰＵ６４は、イグニッションコイル５の一次コイル５１へ印加される点火コンデンサ７０の印加電圧をモニタ電圧として電圧検出ライン６８を介して検知するとともに、モニタ電圧が予め設定された所定電圧以上になった時に、トリガ回路７１に対してサイリスタ（スイッチング手段）７２のゲートにトリガパルスが出力する制御が行われる。トリガ回路７１からのトリガパルスでサイリスタ（スイッチング手段）７２が導通（点弧）状態となり、点火コンデンサ７０に蓄積された電荷が点火時期に合わせて一次コイル５１へ放電し、二次コイル５２に高電圧が発生し点火プラグ１２が点火する。   The CPU 64 detects the applied voltage of the ignition capacitor 70 applied to the primary coil 51 of the ignition coil 5 through the voltage detection line 68 as a monitor voltage, and when the monitor voltage becomes equal to or higher than a preset predetermined voltage, The trigger circuit 71 is controlled to output a trigger pulse to the gate of a thyristor (switching means) 72. The trigger pulse from the trigger circuit 71 causes the thyristor (switching means) 72 to be in a conducting (ignition) state, and the charge accumulated in the ignition capacitor 70 is discharged to the primary coil 51 in accordance with the ignition timing, and the secondary coil 52 is high. A voltage is generated and the spark plug 12 is ignited.

なお、サイリスタ７２は、点火コンデンサ７０に蓄積された電荷が点火時期に合わせて一次コイル５１へ電流が流れた後、点火コンデンサ７０の放電が完了して電荷が０になるとサイリスタ７２に流れる電流値が０になるため、このタイミングで自然消弧する。   The thyristor 72 has a current value that flows through the thyristor 72 when the electric charge accumulated in the ignition capacitor 70 flows to the primary coil 51 in accordance with the ignition timing and then the discharge of the ignition capacitor 70 is completed and the electric charge becomes zero. Is zero, so natural arc extinction is performed at this timing.

次に、図１及び図２で説明したエンジン始動装置の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
キックペダルの踏力又はセルモータの回転力により交流発電機２が発電する場合、発電した電気エネルギーの大部分は、イグニッションコイル５で消費されることが知られている。ＣＰＵ６４による点火信号によりスイッチング手段としてのトランジスタ６３（サイリスタ７２）が導通状態となってイグニッションコイル５が通電するが、イグニッションコイル５に点火のための大電流が流れた途端、蓄電コンデンサ６２（点火コンデンサ７０）の電源電圧が低下し点火ユニット６が停止して点火できない状況が生じる。Next, the operation of the engine starter described in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the flowchart of FIG.
It is known that when the AC generator 2 generates power by the depression force of the kick pedal or the rotational force of the cell motor, most of the generated electric energy is consumed by the ignition coil 5. The transistor 63 (thyristor 72) as a switching means is turned on by the ignition signal from the CPU 64 and the ignition coil 5 is energized. However, as soon as a large current for ignition flows through the ignition coil 5, the storage capacitor 62 (ignition) The power supply voltage of the capacitor 70) decreases and the ignition unit 6 stops and a situation where ignition is impossible occurs.

上述したエンジン始動装置によれば、先ず、キックペダルの踏力又はセルモータの回転力によりクランキング手段を動作させてクランク軸１１を回転させる（ステップ８１）。
クランク軸１１に連結している交流発電機２の回転子の回転により交流発電機２が発電する（ステップ８２）。According to the engine starting device described above, first, the crankshaft 11 is rotated by operating the cranking means by the depression force of the kick pedal or the rotational force of the cell motor (step 81).
The alternator 2 generates power by the rotation of the rotor of the alternator 2 connected to the crankshaft 11 (step 82).

交流発電機２が発電する電力を蓄電コンデンサ６２に蓄電する（ステップ８３）。
蓄電コンデンサ６２による電圧（蓄電状態）をＣＰＵ６４が電圧検出線６８を介して検知し、規定電圧以上であるかどうかについて判断する（ステップ８４）。The electric power generated by the AC generator 2 is stored in the storage capacitor 62 (step 83).
The CPU 64 detects the voltage (storage state) by the storage capacitor 62 via the voltage detection line 68 and determines whether or not it is equal to or higher than the specified voltage (step 84).

電圧値が規定電圧未満の場合、ステップ８１乃至ステップ８３を繰り返す。すなわち、蓄電コンデンサ６２に点火に必要な電圧（電気エネルギー）が無い時には、イグニッションコイル５への通電を行うことなくエネルギーを温存し、キックペダルのキック操作を行う毎に蓄電コンデンサ６２の電圧が上昇する。   If the voltage value is less than the specified voltage, step 81 to step 83 are repeated. That is, when there is no voltage (electrical energy) necessary for ignition in the storage capacitor 62, the energy is preserved without energizing the ignition coil 5, and the voltage of the storage capacitor 62 increases every time the kick pedal is kicked. To do.

電圧値が規定電圧以上の場合、ＣＰＵ６４が作動してトランジスタ（スイッチング手段）６３のゲートにパルス信号を出力することで導通状態にする（ステップ８５）。すなわち、ＣＰＵ６４は、電圧検出線６８で蓄電コンデンサ６２の電圧が、イグニッションコイル５での点火に必要な電圧に上昇していることを確認できた状態で、点火タイミングが来たらトランジスタ（スイッチング手段）６３をオン状態にしてイグニッションコイル５による点火が行われる。   When the voltage value is equal to or higher than the specified voltage, the CPU 64 is activated to output a pulse signal to the gate of the transistor (switching means) 63, thereby turning on (step 85). That is, the CPU 64 can confirm that the voltage of the storage capacitor 62 has risen to a voltage necessary for ignition in the ignition coil 5 by the voltage detection line 68, and when the ignition timing comes, the transistor (switching means). 63 is turned on and ignition by the ignition coil 5 is performed.

イグニッションコイル５の一次コイル５１に電流が流れることで、二次コイル５２に高電圧が印加し、点火プラグ１２による点火処理が実行される（ステップ８６）。
点火ユニット６内のＣＰＵ６４自体の消費電力は少なく、また低電圧で駆動可能なので、一度キックしたら長時間ＣＰＵ電源コンデンサ６７の電気エネルギーで連続動作が可能になる。When a current flows through the primary coil 51 of the ignition coil 5, a high voltage is applied to the secondary coil 52, and an ignition process by the spark plug 12 is executed (step 86).
Since the CPU 64 itself in the ignition unit 6 consumes less power and can be driven at a low voltage, once it is kicked, continuous operation is possible with the electric energy of the CPU power supply capacitor 67 for a long time.

図２のＣＤＩ式のエンジン始動装置の場合は、ステップ８３において、交流発電機２が発電する電力が蓄電コンデンサ６２に蓄電され、点火高電圧発生回路６９で蓄電電圧に応じた高電圧が出力され点火コンデンサ７０に蓄電される。そして、ステップ８４において、点火コンデンサ７０による電圧（蓄電状態）をＣＰＵ６４が電圧検出線６８を介して検知し、規定電圧以上であるかどうかについて判断する。そして、電圧値が規定電圧以上の場合、ＣＰＵ６４が作動してサイリスタ（スイッチング手段）７２のゲートにトリガパルスを出力することで導通状態にする（ステップ８５）。   In the case of the CDI type engine starting device of FIG. 2, in step 83, the electric power generated by the AC generator 2 is stored in the storage capacitor 62, and the ignition high voltage generation circuit 69 outputs a high voltage corresponding to the storage voltage. The electricity is stored in the ignition capacitor 70. In step 84, the CPU 64 detects the voltage (charged state) by the ignition capacitor 70 via the voltage detection line 68, and determines whether or not the voltage is equal to or higher than the specified voltage. If the voltage value is equal to or higher than the specified voltage, the CPU 64 is activated to output a trigger pulse to the gate of the thyristor (switching means) 72, thereby turning on (step 85).

上述したエンジン始動装置によれば、キックペダルを強く踏み降ろせない（踏力が弱い）人でも、数回キックすれば、蓄積コンデンサ６２（図１）や点火コンデンサ７０（図２）にエンジン始動に必要な電気エネルギーを蓄えることが可能となる。そのため、点火コイル５の一次コイル５１に確実に高電圧を供給することができるので、点火プラグ１２へ大きな点火エネルギーを供給でき、エンジンの始動を確実に行うことが可能となる。
また、キック始動に不向きな小型の交流発電機（ＡＧＣ）においても、確実なキック始動が可能になるため、ＡＧＣの小型化及び軽量化を図ることができるという利点もある。According to the engine starting device described above, even if a person who cannot step down the kick pedal strongly (low pedaling force) kicks several times, the storage capacitor 62 (FIG. 1) and the ignition capacitor 70 (FIG. 2) are required to start the engine. It is possible to store electrical energy. Therefore, since a high voltage can be reliably supplied to the primary coil 51 of the ignition coil 5, a large ignition energy can be supplied to the spark plug 12, and the engine can be reliably started.
Further, even in a small AC generator (AGC) unsuitable for kick start, since reliable kick start is possible, there is an advantage that the AGC can be reduced in size and weight.

１…エンジン、 ２…交流発電機、 ３…レギュレータ、 ４…バッテリ、 ５…イグニッションコイル、 ６…点火ユニット、 １０…シリンダ、 １１…クランク軸、 １２…点火プラグ、 ５１…一次コイル、 ５２…二次コイル ６１…ダイオード、 ６２…蓄電コンデンサ、 ６３…トランジスタ（スイッチング手段）、 ６４…ＣＰＵ、 ６５…電源ライン、 ６６…ＣＰＵ電源、 ６７…ＣＰＵ電源コンデンサ、 ６８…電圧検出ライン、 ６９…点火高電圧発生回路、 ７０…点火コンデンサ、 ７１…トリガ回路、 ７２…サイリスタ（スイッチング手段）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Alternator, 3 ... Regulator, 4 ... Battery, 5 ... Ignition coil, 6 ... Ignition unit, 10 ... Cylinder, 11 ... Crankshaft, 12 ... Spark plug, 51 ... Primary coil, 52 ... Two Next coil 61: Diode, 62 ... Storage capacitor, 63 ... Transistor (switching means), 64 ... CPU, 65 ... Power supply line, 66 ... CPU power supply, 67 ... CPU power supply capacitor, 68 ... Voltage detection line, 69 ... Ignition high voltage Generating circuit, 70 ... ignition capacitor, 71 ... trigger circuit, 72 ... thyristor (switching means).

Claims (5)

エンジンのクランク軸（１１）の回転に同期して回転する発電機（２）と、該発電機（２）からの電力を利用して火花を飛ばす点火プラグ（１２）と、該点火プラグ（１２）に高電圧を供給するイグニッションコイル（５）と、前記エンジンを始動させるために前記クランク軸（１１）を回転させるクランキング手段と、前記点火プラグ（１２）に印加する電圧のオン・オフ制御を行うスイッチング手段（６３）と、前記スイッチング手段を制御するCPU（６４）を備えたエンジン始動装置において、
前記発電機（２）の出力を順方向へ流すダイオード（６１）と、
前記イグニッションコイル（５）に対して発電機（２）と並列接続された蓄電コンデンサ（６２）と、
前記発電機（２）の出力に基づいて前記CPUの電源ライン（６５）へ電力を供給するCPU電源（６６）と、
前記CPUの電源ラインに一端が接続され、他端が接地されたCPU電源コンデンサ（６７）とを具備し、
前記イグニッションコイルの一次側およびCPU電源（６６）が、前記蓄電コンデンサ（６２）の一端と共に前記ダイオード（６１）のカソードに接続され、
前記CPU（６４）は、前記蓄電コンデンサ（６２）と前記イグニッションコイル（５）間のモニタ電圧を検知するとともに、前記モニタ電圧が所定電圧以上になった時のみ、前記スイッチング手段（６３）を導通状態にすることを特徴としたエンジン始動装置。 A generator (2) that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft (11) of the engine, a spark plug (12) that uses electric power from the generator (2) to spark, and the spark plug (12 Ignition coil (5) for supplying a high voltage to the motor), cranking means for rotating the crankshaft (11) to start the engine, and on / off control of the voltage applied to the spark plug (12) In an engine starter comprising switching means (63) for performing the above and a CPU (64) for controlling the switching means,
A diode (61) for flowing the output of the generator (2) in the forward direction;
A storage capacitor (62) connected in parallel with the generator (2) to the ignition coil (5);
A CPU power supply (66) for supplying power to the power line (65) of the CPU based on the output of the generator (2) ;
A CPU power capacitor (67) having one end connected to the power line of the CPU and the other end grounded ;
The primary side of the ignition coil and the CPU power source (66) are connected to the cathode of the diode (61) together with one end of the storage capacitor (62),
The CPU (64) detects the monitor voltage between the storage capacitor (62) and the ignition coil (5), and conducts the switching means (63) only when the monitor voltage exceeds a predetermined voltage. An engine starter characterized by being in a state. 前記発電機（２）により発電される電力を蓄電するバッテリ（４）を備え、前記バッテリ（４）は、前記ダイオード（６１）のアノード側に接続される請求項１に記載のエンジン始動装置。 It said generator (2) includes a battery (4) for storing electric power generated by said battery (4), the engine starting device of claim 1, which is connected to the anode side of the diode (61). 前記クランキング手段は、前記バッテリ（４）から供給される電力によって回転するセルモータと、前記セルモータの回転力を前記クランク軸（１１）に伝達する伝達装置から成る請求項２に記載のエンジン始動装置。 3. The engine starter according to claim 2 , wherein the cranking means includes a cell motor that is rotated by electric power supplied from the battery (4), and a transmission device that transmits the rotational force of the cell motor to the crankshaft (11). . 前記クランキング手段は、キックペダルと、該キックペダルの回転力を前記クランク軸（１１）に伝達する伝達装置から成る請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエンジン始動装置。 The engine starter according to any one of claims 1 to 3 , wherein the cranking means includes a kick pedal and a transmission device that transmits a rotational force of the kick pedal to the crankshaft (11). 前記エンジンは車両に搭載されるものであって、クランキング手段は、駆動輪と、該駆動輪を回した際にその回転力を前記クランク軸（１１）に伝達する伝達装置から成る請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエンジン始動装置。 The engine is mounted on a vehicle, and the cranking means includes a drive wheel and a transmission device that transmits the rotational force to the crankshaft (11) when the drive wheel is rotated. The engine starter according to any one of claims 1 to 4 .
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