JPH0370868A - スタータによるエンジン始動状態検出装置及びその装置を用いたスタータの自動始動装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、スタータによるエンジン始動状態検出装置及
びその装置を用いたスタータの自動始動装置に関するも
のである。

「従来の技術及びその問題点」 車Ｓ等のエンジンを始動させるスタータは、工ンジンが
着火され始動した後は、エンジンのリングギヤに噛み合
うピニオンギヤを後退させて、スタータのオーバーラン
を防止するようにしている。

このため、エンジンの始動状態を検出する必要がありそ
の手段として、例えば特公昭４９−４４６８２号公報に
示されるように、スタータ電圧を検出するもの、実公昭
５２−６７３７号公報に示されるように、エンジンの着
火状態をオルタネータの発電電圧から検出するものがあ
る。

しかしながら、スタータ電圧からエンジンの始動状態を
検出するものは、エンジン駆動時の電圧脈動が大きく、
更にバッテリの容量及び充電状態、或いはスタータ以外
の電気的負荷状態によりスタータ電圧が大きく左右され
検出が不安定となる虞れがあった。

また、オルタネータの発電電圧に基づく場合は、オルタ
ネータを備えていないエンジンでは採用することができ
ない問題点がある。

一方、特公昭６０−１０１８７号公報には、スタータの
自動始動方法及び装置が開示され、エンジン回転センサ
の検出信号をマイクロコンピュータに入力して、予め定
めたプログラムに従いエンジンの始動状態を判定する手
段が示されている。

しかしながら、前記エンジンの始動状態を判定する手段
は、コンピュータによりエンジンの自動始動を制御する
一連のソフトウェア中に組み込まれたもので、エンジン
の始動状態の検出手段としての汎用性はなく、また電子
制御タイプでないエンジン自動始動装置には適用できな
いという問題点がある。

「発明が解決しようとする課題」 本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
、スタータのオーバーランを防止するスタータ保護装置
や、エンジンの自動始動装置等に用いて、エンジンの始
動状態を確実に検出できるスタータによるエンジン始動
状態検出装置を提供するとともに、該装置を用いること
により、簡易な構成でかつ作動の確実なスタータの自動
始動装置を提供することを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 前記目的を達成するための具体的手段として、スタート
スイッチの電源投入操作により始動されるスタータのモ
ータ端子ｒｒＲ電圧と、電機子電圧とを検出する電圧検
出手段と、検出されたモータ端子間電圧と電機子電圧の
いずれか一方を基準値とし他方を比較値として比較し、
基準値／比較値の値が、電機子電圧を基準値とするとき
若しくはモータ端子間電圧を基準値とする比較の際にそ
れぞれ設定される所定の値をこえる場合、エンジン始動
状態検出信子を出力する比較手段とから構成したことを
特徴とするスタータによるエンジン始動状態検出装置が
提供される。

また、スタートスイッチの電源投入操作と同時にスター
トするタイマ手段と、該タイマ手段の所定のタイマ時間
スタータに通電するスタータ駆動手段と、始動されるス
タータのモータ端子間電圧と、電機子電圧とを検出する
電圧検出手段と、検出されたモータ端子間電圧と電機子
電圧のいずれか一方を基準値とし他方を比較値として比
較し、基準値／比較値の値が、電機子電圧を基準値とす
るとき若しくはモータ端子間電圧を基準値とする比較の
際にそれぞれ設定される所定の値をこえる場合、エンジ
ン始動状態検出信号を出力する比較手段とからなり、比
較手段が出力するエンジン始動状態検出信号により前記
スタータ駆動手段への通電を遮断するようにしたことを
特徴とするスタータの自動始動装置が提供される。

「作用」 前記したスタータによるエンジンの始動状態検出装置に
よれば、電圧検出手段により、スタータのモータ端子間
電圧と電機子電圧とが検出され、この両電圧のいずれか
一方を基準値とし他方を比較値として比較手段に入力し
、基準値／比較値の値が、電機子電圧を基準値とすると
き若しくはモータ端子同電圧を基準値とする比較の際に
それぞれ設定される所定の値をこえる場合、該比較手段
がエンジン始動状態検出信号を出力する。

また、前記したスタータの自動始動装置によれば、スタ
ートスイッチの電源投入操作と同時にスタートするタイ
マ手段により、所定のタイマ時間スタータ駆動手段に通
電されスタータが始動し、電圧検出手段により、スター
タのモータ端子間電圧と電機子電圧とが検出され、この
両型圧のいずれか一方を基準値とし他方を比較値として
比較手段に入力し、基準値／比較値の値が、電機子電圧
を基準値とするとき若しくはモータ端子間電圧を基準値
とする比較の際にそれぞれ設定される所定の値をこえる
場合、該比較手段がエンジン始動状態検出信号を出力し
、スタータ駆動手段への通電が遮断されスタータを非作
動とする。前記エンジン始動状態検出信号が出力されな
い場合は、前記タイマ時間の経過によりスタータ駆動手
段への通電が自動的に遮断されスタータを非作動とする
。

「実施例」 （第１実施例） 本発明のスタータによるエンジン始動状態検出装置の実
施例を、スタータのオーバーランを防止するスタータ保
護装置に適用した態様で第１実施例として説明する。

第１図において、１はバッテリ、２はキースイッチであ
り、イグニツシゴンスイッチ２ａとスタータ３を始動す
るスタートスイッチ２ｂよりなる。

３は公知のスタータであって、３１．３２はエンジンの
リングギヤ（不図示〉に噛合うピニオンギヤ（不図示）
を進出させるとともに、常開接点３３を閉じさせる吸引
及び保持用のコイルである。３４は界磁巻線、３５は電
機子であって、スタータのモータ部３ａを構成する。

Ｂ点はスタータ３とバッテリ１とが接続されるＢ端子、
Ｍ点は前記常開接点３３とモータ部３ａをつなぐＭ端子
、Ａ点は界磁巻線３４と電機子３５の巻線とを接続する
Ａ端子を示す、４は前記コイル３１．３２の入力端子で
ある。５はリレーであり、常開のリレー接点５１と吸引
コイル５２とから構成される。リレー接点５１の一端は
前記Ｂ接点と接続し、他端はコイル３１．３２の入力端
子４と接続する。

６は本発明のスタータによるエンジン始動状態検出装置
である。

６１は前記Ｍ端子に接続した電圧検出回路であって、モ
ータ端子間電圧を検出する。６２は前記Ａ端子に接続し
てｔ機子電圧を検出する電圧検出回路である。いずれも
本発明の電圧検出手段に相当する。

第１図の場合、モータ端子間電圧はバッテリ端子又はス
タートスイッチ２の端子からも検出することができる。

前記電圧検出回路６１は、抵抗Ｒ１とＲ２を直列に介装
するとともに、抵抗Ｒ１とＲ２との接続点から抵抗Ｒ３
を介して比較器６３の反転入力端子に接続する。これに
より、モータ端子間電圧を抵抗Ｒ１とＲ２の比により分
圧して比較器６３に比較値として入力する。また電圧検
出回路６２は、抵抗Ｒ４と介して比較器６３の非反転入
力端子に接続して、電機子電圧を比較器６３に基準値と
して入力する。６４は前記スタートスイッチ２ｂに接続
して、リレー５の吸引コイル５２とリレー駆動用のトラ
ンジスタＴｒｉを直列に介装したリレー駆動回路である
。リレー駆動回路６４には、吸引コイル５２と並列にフ
ライホイールダイオードＤ１を結線して該吸引コイル５
２の誘起電圧を検出する。６５はスイッチング回路であ
って、リレー駆動回路６４から分岐し、抵抗Ｒ５を介装
して前記リレー駆動用のトランジスタＴｒ１のベースに
結線するとともに、抵抗Ｒ６とスイッチング用のトラン
ジスタＴｒ２とを並列に結線する。前記比較器６３の出
力回路６６は抵抗Ｒ７とＲ８を介装するとともに、前記
スイッチング用のトランジスタＴｒ２のベースに接続す
る。６７は帰還抵抗Ｒ９を介して比較器６３の非反転入
力端子に接続した帰還回路である。

上記構成の作動について説明する。運転者がキースイッ
チ２をスタートスイッチ２ｂ側に入れる電源投入操作を
行うと、スイッチング回路６５により電源電圧が抵抗Ｒ
５を介してリレー駆動用のトランジスタＴｒｉのベース
に印加され、トランジスタＴｒ１が導通し、リレー５の
吸引コイル５２が作動して、常開のリレー接点５１を閉
じる。

リレー接点５１が閉じると、前記Ｂ端子と入力端子４が
通じてコイル３１．３２が作動するとともに、常開接点
３３が閉じスタータ３が作動し、公知のようにスタータ
３のピニオンギヤが進出してエンジンのリングギヤと噛
合いエンジンを駆動し、エンジンは着火する。

第２図は、前記したスタートスイッチ２ｂ投入後のスタ
ータ３のモータ端子間電圧ｖ、ｌと電機子電圧ｖＡの変
化を示したもので、モータ端子間電圧ＶＭは実線により
、電機子電圧ＶＡは点線により示す、ここで以下の事が
着目される。即ち、エンジン駆動時のモータ端子間電圧
Ｖ９と、電機子電圧ＶＡとの比は通常ｖＡ／ｖＮ＃１／
２〜９／１０であり、エンジン着火後の上記電圧比は、
ＶＡ″／ＶＭ’＞９／１０となる。従って第１図におい
て、電圧検出回路６１に直列に介装した抵抗Ｒ１とＲ２
との抵抗値の比を１＝９に設定すれば、検出されるモー
タ端子間電圧Ｖイが９／１０に分圧されて、比較器６３
の反転入力端子に比較値として入力される。一方弁反転
入力端子には、電機子電圧■６が基準値として入力され
るから、比較器６３により（９／ｉ　ｏ）ｘｖ、とｖＡ
とが比較される。前記したように、スタータ３によるエ
ンジン駆動中は、基準値／比較値＝Ｖ　Ａ　／　Ｖ　Ｎ
　＝　１　／　２〜９／１０であるので、ＶＡ≦（９／
１０）Ｖ、となり比較器６３は「０」状態を出力する。

このため、スイッチング用のトランジスタＴｒ２は導通
しないから、リレー駆動用のトランジスタＴｒｉが導通
状態を続け、エンジンを駆動し続ける。

次にエンジンが着火し完爆に至ると、第２図に示すＶ、
’、Ｖ、’の如く上昇してＶＡ’＞＜９／１０）×ｖ、
′となって、■６°／Ｖ、′即ち基準値／比較値の値が
９／１０をこえる。従って比較器６３は「１」状態を出
力して、前記トランジスタＴｒ２が導通し、これにより
トランジスタＴｒｉが遮断する。トランジスタＴｒｉの
遮断により、リレー５の吸引コイル５２が非作動となっ
てリレー接点５１が開き、端子４には電圧が印加されな
い、このため、コイル３１．３２が非作動となってスタ
ータ３は接点３３を開くとともに、エンジンのリングギ
ヤに噛合うピニオンギヤを＠退させる。

尚、エンジン完爆後のスタータ３の復帰状態は、帰還回
路６７の帰還抵抗Ｒ９の作用により比較器６３が出力「
１」状態を保つ事で維持される。

又、第１図破線に示すようにコンデンサＣＩＯ。

抵抗ＲＩＯ，Ｒ１１を設ければスタートスイッチ２ｂ投
入時、比較器６３の非反転入力端子側は確実に低電位に
保たれ、スタートスイッチ２ｂのチャタリングに対しよ
り安定した作動となるとともに、Ｍ端子及びＡ端子に重
畳されるノイズに対しても確実な作動を呈することがで
きる０図示しないが、反転入力端子側についても同様の
理由から抵抗Ｒ２と並列にコンデンサを追加できる。

第３図はスタータ保護装置の他の実施例を示したもので
、スタータ３のモータ部３ａの電機子３５と界磁巻線３
４との結線を変更したものであり、さらに吸引及び保持
用のコイル３１．３２の入力端子４への通電制御をトラ
ンジスタＴｒ３を用いた半導体スイッチＳにより行うよ
うにしたものである０本実施例に用いるエンジン始動状
態検出装置１６と前記した第１実施例に用いたエンジン
始動状態検出装置６は、抵抗Ｒ１２とツェナーダイオー
ドＺＤを用いて定電圧化を図るとともに、スタータ３の
モータ部３ａを構成する電機子３５と界磁巻線３４との
位置関係を逆にして接続した点で相違する。このため、
Ｍ端子に接続した電圧検出回路１６１と、Ａ″端子接続
した電圧検出回路１６２とにそれぞれ直列に介装する抵
抗Ｒ１３、Ｒ１４及びＲ１５，Ｒ１６の抵抗値により、
比較器６３の動作点をＶ　ａ”≦（１／１０）Ｖ、とす
る、前記電圧検出回路１６１は比較器６３の非反転入力
端子と接続して、Ｖ、Ｉを抵抗Ｒ１３とＲ１４とで分圧
するとともに、抵抗Ｒ４を介して基準値として入力する
。電圧検出回路１６２は反転入力端子と接続して、ＶＡ
’を抵抗Ｒ１５とＲ１６とで分圧するとともに、抵抗Ｒ
３を介して比較値として入力する。エンジン着火後、完
爆によりＡ′端子の電位が低くなりＶ、’＜（１／１　
ｏ）ＸＶ工、即ち基準値／比較値＝Ｖ、／ＶＡ’＞１０
となった場合に、比較器６３が「１」状態を出力してト
ランジスタＴｒ２を導通し、トランジスタＴｒ１を遮断
し、さらにトランジスタＴｒ３を遮断するから、コイル
３１．３２への入力端子４に電源電圧が印加されない、
従って、コイル３１．３２が非作動となってスタータ３
は接点３３を開くとともに、エンジンのリングギヤに噛
合うピニオンギヤを後退させる。その他、本実施例の作
動については、第１実施例の場合と同様であるので、詳
細な説明は省略する。

前記各実施例のスタータの保護装置は、本発明のスター
タによるエンジン始動状態検出装置を用いることにより
、運動者がスタートスイッチ２ｂを電源投入状態に維持
し続けても、或いはスタートスイッチ２ｂの引っ掛かり
等による不戻り故障を生じても、エンジンが着火し完爆
に至れば自動的にスタータがエンジン側から離脱する。

従ってエンジンによりスタータが駆動される、いわゆる
オーバーランを完全に防止してスタータを保護すること
ができる。

（第２実施例） 本発明のスタータによるエンジン始動状態検出装置を用
いたスタータの自動始動装置の実施例を第２実施例とし
て説明する。

第４図において、スタータ３．リレー５及びスタータに
よるエンジン始動状態検出装置６の各構成は、第１図に
示した第１実施例と同様であるので、第１図と同一符号
を付して詳細な説明を省略する。なお、リレー５は本発
明のスタータの自動始動装置の駆動手段に相当する。

７はスタータ３の自動始動のためのタイマ一部である。

タイマ一部７の比較器７１の非反転入力端子には、コン
デンサＣ２０と抵抗Ｒ２１とを直列に介装した充電回路
７２のＰ点の電位が抵抗Ｒ２２を介して入力されるよう
に、また反転入力端子には、抵抗Ｒ２３，Ｒ２４を直列
に介装した分圧回路７３のＱ点の電位が抵抗Ｒ２５を介
して入力されるようにスタートスイッチ２ｂと接続する
。

比較器７１の出力回路７４は、前記エンジン始動状態検
出装置６のスイッチング回路６５に接続する。７５は帰
還回路であって、帰還抵抗Ｒ２６を介して比較器７１の
非反転入力端子と接続される。

また、Ｍ点の電圧がダイオードＤ２を介して比較器７１
に入力されるようにＭ端子と結線する。

前記タイマ一部７とエンジン始動状態検出装置６及びス
タータ３とから構成されるスタータ自動始動装置の作動
について説明する。

運転者がキースイッチ２をスタートスイッチ２ｂに入れ
る電源投入操作を行うと、タイマ一部７の充電回路７２
には充電電流がコンデンサＣ２０を介して抵抗Ｒ２１に
流れる。また分圧回路７３にも抵抗Ｒ２３，Ｒ２４に電
流が流れる。充電回路７２のＰ点の電位は第５図（ｂ）
に示すように減衰し、分圧回路７３のＱ点の電位は抵抗
Ｒ２３゜Ｒ２４で分圧された値となり、比較器７１によ
り比較する。Ｐ点の電位≧Ｑ点の電位となる所定時Ｉ′
０ｆｆＴの間、比較器７１はｒｌＪ状態を出力する（同
図（Ｃ））、従って、比較器７１の出力回路７４に接続
する前記スイッチング回路６５の抵抗Ｒ５を介して、リ
レー駆動用のトランジスタＴｒｉのベースにｔ流が流れ
、トランジスタＴｒｉが導通してリレー５を駆動する。

リレー５が駆動されるとスタータ３が始動し、エンジン
が着火して完爆に至るまでの間、エンジン始動状態検出
装置１１ｆ６はスタータ３のモータ端子間電圧ＶＮと電
機子電圧ＶＡとを、前述の第１実施例の場合と同様の作
動により比較器６３で比較し、エンジン完爆後はリレー
５を遮断してスタータ３をエンジンから離脱させる（同
図（ｄ）〜（ｆ　））、また、第５図（ａ）の破線で示
すように、エンジン着火以前に運転者がスタートスイッ
チを遮断した場合（いわゆるチョンがけをした場合〉で
も、ダイオードＤ２を介してＭ端子電圧が比較器７１に
供給されるので、前記したように、スタータ３の接点３
３が開くまで所定時間Ｔの間スタータ３が始動される。

さらに、エンジンの着火が悪く完爆に至らない場合は、
運転者はスタートスイッチ２ｂを長時間操・作し続ける
が、第５図（Ｃ）に示すように所定時間Ｔ経過後は、比
較器７１は「０」出力状態となって、リレー駆動用のト
ランジスタＴｒｉが遮断され、スタータ３のコイル３１
．３２の入力端子に電圧印加されず、スタータ３がエン
ジンから離脱して復帰する。従って、この時運転者はス
タートスイッチ２ｂを−旦遮断後再度始動させることに
なり、余分な電力を使う事なく又スタータの発熱ひいて
は焼損を防止することができる。

また、本実施例のスタータの自動始動装置は、エンジン
始動状態検出装置６によりエンジン始動状況を常に監視
しているため、エンジン完爆と共にスタータ３は復帰し
、オーバーランすることもない、さらにＭ端子電圧をダ
イオードＤ２を介して比較器７１に電源供給しているの
で、いわゆるチョンがけをした場合でも確実にエンジン
を始動せしめることができる。このため、第４図の破線
に示す如くキースイッチ２でなくブツシュ式スイッチ２
ｂ’を用いることもでき、この場合は操作性、簡便性を
一層増したスタータの自動始動装置とすることができる
。また、リレー５の電源をスタートスイッチ２ｂでなく
キースイッチ２のイグニッションキー２ａの端子からと
ることもできる。

「発明の効果」 本発明のスタータによるエンジン始動状態検出装置は、
前記した構成になり、電圧検出手段により、スタータの
モータ端子間電圧と電機子電圧とが検出され、この両電
圧のいずれか一方を基準値とし他方を比較値として比較
手段に入力し、基準値／比較値の値が、電機子電圧を基
準値とするとき若しくはモータ端子間電圧を基準値とす
る比較の際にそれぞれ設定される所定の値をこえる場合
、該比較手段がエンジン始動状態検出信号を出力するも
のであって、エンジン始動状態の検出をスタータのモー
タ部の内部電圧であるモータ端子間電圧と電機子電圧と
の比較により行うから、バッテリの容量及び状態とかス
タータ以外の電気負荷状態に左右されることなく、安定
かつ信頼性の高い検出が可能となる。また、全体構成が
スタータと１個の比較器を用いた回路構成によるもので
、簡易となってスタータ保護装置とかスタータの自動始
動装置に適用するのに最適となる等の優れた諸効果があ
る。

本発明のスタータの自動始動装置はスタートスイッチの
電源投入操作と同時にスタートするタイマ手段により、
所定のタイマ時間スタータ駆動手段に通電されスタータ
が始動し、電圧検出手段により、スタータのモータ端子
間電圧と電機子電圧とが検出され、この両電圧のいずれ
か一方を基準値とし他方を比較値として比較手段に入力
し、基準値／比較値の値が、電機子電圧を基準値とする
とき若しくはモータ端子間電圧を基準値とする比較の際
にそれぞれ設定される所定の値をこえる場合、該比較手
段がエンジン始動状態検出信号を出力し、スタータ駆動
手段への通電が遮断されスタータを非作動とするもので
あって、前記したスタータによるエンジン始動状態検出
装置を用いているため、構成を簡易にできるとともに、
スタータの自動始動を確実に行うことができる等の優れ
た効果を有する。

す電気回路図、第５図は第２実施例の作動を示すタイミ
ングチャートである。

２１１．キースイッチ、　　２　ｂ　、、、スタートス
イッチ、　３１．、スタータ、　４８１．入力端子、　
５０．。

リレー〈スタータ駆動手段）、　６，１６．、、スター
タによるエンジン始動状態検出装置、　７１．。

タイマ一部（タイマー手段）、　３３　、、、常開接点
、３４　、、、界磁巻線、　３５．、、電機子、　６１
，１６１．６２，１６２．、、電圧検出回路（電圧検出
手段）、　６３．、、比較器（比較手段〉。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の構成を示す電気回路図、第２図は
第１実施例の作動を示すタイミングチャート、第３図は
第１実施例の他の実施例の構成を示す電気回路図、第４
図は第２実施例の構成を示第 １ 図 第 図 第 図 第 図 短時間オン（チョンがけ時）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スタートスイッチの電源投入操作により始動され
   るスタータのモータ端子間電圧と、電機子電圧とを検出
   する電圧検出手段と、検出されたモータ端子間電圧と電
   機子電圧のいずれか一方を基準値とし他方を比較値とし
   て比較し、基準値／比較値の値が、電機子電圧を基準値
   とするとき若しくはモータ端子間電圧を基準値とする比
   較の際にそれぞれ設定される所定の値をこえる場合、エ
   ンジン始動状態検出信号を出力する比較手段とから構成
   したことを特徴とするスタータによるエンジン始動状態
   検出装置。
2. （２）スタートスイッチの電源投入操作と同時にスター
   トするタイマ手段と、該タイマ手段の所定のタイマ時間
   スタータに通電するスタータ駆動手段と、始動されるス
   タータのモータ端子間電圧と、電機子電圧とを検出する
   電圧検出手段と、検出されたモータ端子間電圧と電機子
   電圧のいずれか一方を基準値とし他方を比較値として比
   較し、基準値／比較値の値が、電機子電圧を基準値とす
   るとき若しくはモータ端子間電圧を基準値とする比較の
   際にそれぞれ設定される所定の値をこえる場合、エンジ
   ン始動状態検出信号を出力する比較手段とからなり、比
   較手段が出力するエンジン始動状態検出信号により前記
   スタータ駆動手段への通電を遮断するようにしたことを
   特徴とするスタータの自動始動装置。