JPH0318665A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ業上の利用分野） 本発明は、スタータスイツ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） 通常の自動車では、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走行時に発電機（オルタネータ）
から鉛蓄電池からなるバツテリを充電するようにしてい
る．しかし、鉛蓄電池は使用するに従って内部抵抗が増
加して行くとともに自己放電も増加し、寿命はほぼ一年
程度と云われている。このような古いバツテリを使用し
ていると、エンジン始動時にスタ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を既に
出願している（特願昭６３−３２９８４６号）．この場
合に、車両への搭載が可能な大容量のコンデンサとして
は、電気二重層コンデンサが好ましく、従来のコンデン
サに比較して蓄電容量は大幅に増え、しかも物理的な容
積が従来のコンデンサと比較して数１０分の１となる． （発明が解決しようとする課Ｂ） ところで、該電気二重層コンデンサをエンジン始動装置
のように瞬間的に大電流を取り出す電源に用いた場合、
該電気二重層コンデンサの内部抵抗を極力小さくしなく
てはならない．もともと該電気二重層コンデンサは、電
池で云う分極性電極の同じものを一対組合せ、それら電
極の間にイオン透過膜からなるセパレータを介在せしめ
たものであり、その詳細の構造は特公昭５５−４１０１
５号公報に詳しく示されている。ところで、電気二重層
コンデンサをエンジン始動装置に用いた場合、極力容積
を小にして静電容量を極力大きくしなければならない．
したがって、電気二重層を構成する活性炭を電界液でペ
ースト状に構成した部分の容積を少なくすることができ
ず、代ってセバレータを薄くする手段がとられる．この
セパレータは、普通では電子の透過をさせないが、これ
が薄くなると電子の透過量が増大する．このため、該電
気二重層コンデンサを常時バツテリに並列接続しておく
と、常に電気二重層コンデンサ内を放電電流が流れて、
バッテリ上がりの状態を作り出してしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
大容量コンデンサでの自己放電を極力少なくして確実な
エンジン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、コンデンサに蓄積せしめた電荷をスタ
ータモータ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において、コンデンサに電荷を蓄
積する電源手段と、前記電源手段とコンデンサとの間を
常時開状態にし、蓄電時にコンデンサと前記電源手段と
を接続するとともに、コンデンサが所定電圧に蓄電され
たとき該コンデンサに蓄電された電荷をスタータモータ
に放電せしめる開閉手段とを有することを特徴とするエ
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
、コンデンサが所定電圧に蓄電されたとき該コンデンサ
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Ｓ
Ｗ２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
間を常時間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、Ｔ。のタイ主ングでスイッチＳＷ
３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（ＴＩ），スイッチＳＷ
＝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
。

（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、上記第３図の構成に対応する本発明のエンジ
ン始動装置の一例を示すブロック図である。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（オールタネータ）２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、車両の電気負荷の電源となる。３は、バツ
テリ１の十側ライン４１に設けられ、電気負荷との間の
接続を制御するキースイッチであり、ＩＧ端子およびＳ
Ｔｆｌｊ子を有している． ５は大容量コンデンサであり、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を介してバッテリ１の十極と接続さ
れ、他方電極が接地ライン４２と接続され、第３図のＳ
Ｗ５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ＩＯＦ（ファラツド）
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のＢ端子に接続され、また
スタータユニット７のＣ端子は上記キースイッチ３のＳ
Ｔ端子と接続されている．すなわちスタータユニット７
は、バツテリ１がコンデンサ５と分離された後に投入さ
れてコンデンサ５に蓄電された電荷をスタータモータ７
２に放電せしめる放電制御機能を有し、この電磁リレー
７１を介してエンジン始動時にスタータモータ７２が駆
動されるようになっている。

スタータユニット７は、そのＣ端子と接地ライン４２と
の間で、スタータモータ７２とＡコイル７３とが直列回
路を形成し、この直列回路と並列にＢコイル７４が設け
られ、これらＡコイル７３とＢコイル７４とによってブ
ランジャ７５を吸引する．これによりシフトレバーを動
かし、ピニオンをリングギャに噛み合せて、スタータモ
ータ７２の動力をエンジンに伝達するようにしている．
また上記リレー６のスイッチを構成する可動片６１は、
電磁コイル６２の電磁力によりオフ制御されるもので、
バッテリ１の十側ライン４１と接地ライン４２との間に
設けられたコントローラ８により、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
． すなわち、コントローラ８は上記コンデンサ５の端子間
電圧を検出しており、それがエンジンの水温に応じて設
定された電圧に達するまで、電磁コイル６２に所定の電
流を供給する．このコントローラ８の端子７とバッテリ
１の十側ライン４１との間には充電表示ランブ９が設け
られ、またコントローラ８の端子８．９間にはエンジン
水温センサ１０が設けられている． 第Ｓ図は、エンジン水温センサ１０で検出された水温と
設定電圧の関係を示す図である．この設定電圧は、エン
ジンを始動するために十分な放７４電流をコンデンサ５
からスタータモータ７２に供給するために必要な値であ
り、エンジンの水温とは反比例の関係（ある． 第６図は、上記コントローラ８の回路構戊の一例を示す
ブロック図である。

定電圧源８１を有するコントローラ８は、コンデンサ５
の端子間電圧が端子３から入力され、コンパレータ８２
で比較される。コンバレータ８２の出力はバッファ８３
を介して比較結果によりオンオフ制御されるトランジス
タ８４のベースと、ノット回路８５を介してトランジス
タ８６のベースとに供給される．トランジスタ８４がオ
ンすると、充電表示ランブ９が点灯し、かつトランジス
タ８６がオフしているので、電磁コイル６２には電流が
流れない．これにより上記リレー６の可動片６１はオン
しているが、コンデンサ５が所定の電圧以上に充電され
ると、コンバレータ８２の出力が反転し、電磁コイル６
２に電流が流れ、可動片６２はオフされる． 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． 第４図の状態では、キースイッチ３がオフされ、エンジ
ンは停止している．ここで、エンジンを始動するために
キースイッチ３をオンにする。

つまりキースイッチ３がＩＧ＠子に接続されると、コン
トローラ８の電源端子１，２間に電圧が印加され、コン
トローラ８は作動状態になり、これにより大容量コンデ
ンサ５の端子間電圧をチェックする。

この電圧が、エンジンを始動するために十分ではないと
き、つまり設定された電圧値以下である場合には、リレ
ー６はオン状態を保持し、同時に充電表示ランブ９も点
灯され続ける． こうしてコンデンサ５はバッテリ１から充電され、その
電圧値が上記設定電圧以上になると、充電表示ランプ９
は消灯され、始動可能状態になったことをドライバに知
らせる。ドライバは、充電表示ランブ９が消灯したこＬ
を確認して、キースイッチ３をＳＴ端子の位置まで回し
て、スタータモータ７２を駆動し、エンジンを始動する
ことになる。つまり、まずパッテリ１からの電流がＳＴ
端子とＣ端子を介してＡコイル７３とＢコイル７４とに
それぞれ流れ、スタータモータ７２をゆっくりと回転さ
せながらブランジャ７５を吸引し、ビニオンをリングギ
ャに噛み合わせるようにする．そして電磁リレー７１が
閉じて、スタータユニット７のＢｉｂ子からコンデンサ
５の蓄積電荷が流入すると、スタータモータ７２にはエ
ンジンの始動に必要なだけの大きなエネルギーが供給さ
れる。

ここでは、スタータモータ７２の駆動に際して、上記リ
レー６をオフにする場合と、オンの状態を継続する場合
とが設定できる。

つまり、コンデンサ５の容量値が十分に大きく、このコ
ンデンサ５からの放電電流のみでエンジンの始動が可能
であれば、リレー６はオフにして、スタータモータ７２
を駆動すれば良く、これによりバッテリ１の消耗を防止
できる．しかし、コンデンサ５の容量値が十分ではない
場合には、リレー６をオンに保持して、パテッリ１と協
働してスタータモータ７２を駆動する必要がある．なお
、上記エンジン水（温センサ１０では、エンジンの冷却
状態を検出しているから、その検出温度が所定値以下の
場合にリレー６をオン状態に保持するようにしても良い
．つまり、パッテリ１とコンデンサ５の両電源でスター
タモータ７２を駆動し、ある温度以上ではエンジン駆動
トルクが少なくて済むため、リレー６をオフにするので
ある． また、パッテリ１の電圧が高い場合には、コンデンサ５
の放電がバッテリ電圧により妨害されるから、例えばバ
ッテリ１の十極と十側ライン４１との間にリレー接点な
どを設け、電磁リレー７１と連動させてパッテリ１を放
電回路と一時的に分離しておく必要が生じる。

更に、充電表示ランプ９を設けることなく、例えば上記
コントローラ８から自動的にＳＴ端子をバッテリ側に接
続するようにしても良い．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、構戒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二１！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
、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間状態にした構成
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−実施例を示すブロック図、第５図は、
エンジンの水温と設定電圧の関係を示す図、第６図は、
コントローラ８の回路構成の一例を示すブロック図であ
る． １・・・バッテリ、３・・・キースイッチ、５・・・コ
ンデンサ、６・・・リレー　７・・・スタータユニット
、７２・・・スタータモータ、８・・・コントローラ、
９・・・充電表示ランプ、１０・・・エンジン水温セン
サ。 ＾−Ｐ 弔 １ 図 第２ 図 乃 万 第３図 第４ 図 第５図 −１０ Ｏ　　　　ＩＣ）　　　２０ 工）冫゛ン　埼（ＡＣ℃） ３０

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンデンサに蓄積せしめた電荷をスタータモータ
   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
   ン始動装置において、コンデンサに電荷を蓄積する電源
   手段と、前記電源手段とコンデンサとの間を常時開状態
   にし、蓄電時にコンデンサと前記電源手段とを接続する
   とともに、コンデンサが所定電圧に蓄電されたとき該コ
   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
   める開閉手段とを有することを特徴とするエンジン始動
   装置。
2. （２）前記コンデンサが所定の電圧まで充電されたこと
   を表示する充電表示手段と、この表示に従って前記スタ
   ータモータを電源手段に接続する接続制御手段とを具備
   すること特徴とする請求項（１）に記載のエンジン始動
   装置。
3. （３）前記開閉手段における所定の電圧値をエンジンの
   水温により設定制御する手段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。
4. （４）前記コンデンサは、電気二重層コンデンサである
   ことを特徴とする請求項（１）に記載のエンジン始動装
   置。