JPH0392580A - スタータ - Google Patents
スタータInfo
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- JPH0392580A JPH0392580A JP22791689A JP22791689A JPH0392580A JP H0392580 A JPH0392580 A JP H0392580A JP 22791689 A JP22791689 A JP 22791689A JP 22791689 A JP22791689 A JP 22791689A JP H0392580 A JPH0392580 A JP H0392580A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
- F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
- F02N11/0851—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
- F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
- F02N2200/065—Relay current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
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。
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〕
本発明はエンジン始動に用いるスタータに係り，更に詳
細には、マグネチツクシフト式スタータの電流制御に関
する。
細には、マグネチツクシフト式スタータの電流制御に関
する。
エンジン始動装置として用いられるマグネチツクシフト
式のスタータは、周知のように、マグネチックスイッチ
の吸引コイル，保持コイルが励磁されると、シフト機構
を介してスタータモータのピニオンがエンジンのリング
ギヤ側に押し出される．そして、ピニオンとリングギヤ
が始めから噛み合える状態にある場合には，ピニオンは
リングギヤと衝突しないでスムーズに噛み合い、接点が
閉じてモータが回転する．また、当初は双方のギヤが噛
み合わない状態にある場合には、ピニオンがリングギヤ
の端面に衝突し，その後、モータの回転力或いはトーシ
ョンスプリング，ヘリカルスプラインの推力等でビニオ
ンをリングギヤに押しつけながら回転させて、噛み合わ
せている。
式のスタータは、周知のように、マグネチックスイッチ
の吸引コイル，保持コイルが励磁されると、シフト機構
を介してスタータモータのピニオンがエンジンのリング
ギヤ側に押し出される．そして、ピニオンとリングギヤ
が始めから噛み合える状態にある場合には，ピニオンは
リングギヤと衝突しないでスムーズに噛み合い、接点が
閉じてモータが回転する．また、当初は双方のギヤが噛
み合わない状態にある場合には、ピニオンがリングギヤ
の端面に衝突し，その後、モータの回転力或いはトーシ
ョンスプリング，ヘリカルスプラインの推力等でビニオ
ンをリングギヤに押しつけながら回転させて、噛み合わ
せている。
このようなスタータでは、ピニオンがリングギヤに衝突
することで，大きな衝撃力が作用しギヤ要素の歯端面を
摩耗損傷させる原因となるので、従来より種々の対策が
講じられている．例えば，特公昭６１−４８６３０号公
報に開示されるスタータでは、キースイッチ（手動式ス
イッチ）が始動側に入ると、スタータモータの電流供給
回路を最初に短時間通電制御してピニオンの飛込み速度
を減速させている． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、従来は自動車部品の使用環境の変化に対
して，スタータの励磁コイル電流ひいてはビニオンのリ
ングギヤに対する衝撃力が変化することについては、充
分な配慮がなされていなかった・ すなわち、スタータの使用温度が変化するとマグネチッ
クスイッチの励磁コイルの抵抗が変化し，励磁力も変化
する．このため、ビニオンを押し出すためのシフト機構
（プランジャ）の磁気吸引速度及び力も変化する．従っ
て、ピニオンの飛び出しエネルギーも変化し，リングギ
ヤに衝突するエネルギーも変化する． そして，ここで問題となるのは、ビニオンを不作動を防
止するためには、励磁コイルの温度の上限で所定の磁気
吸引力を設定するため、スタータを常温或いは低温の下
で使用する場合には，励磁コイル電流が必要以上に流れ
、大きな磁気吸引力が発生して、ビニオンの衝突エネル
ギーの抑制を充分に図り得ない点にある． このような傾向は、電源電圧についても同様なことがい
える．つまり、電源電圧（バッテリ電圧は充電状態によ
り変化するので，バッテリ電圧が比較的低電圧にあると
きを想定して，ピニオンを押し出すための磁気吸引力を
設定するため、充電状態の良い条件では大きな磁気吸引
カが発生し、ピニオンの衝突エネルギーも大きくなる．
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、スタータの使用温度条件や電源電圧の条
件が変化しても，常にスタータにおけるピニオンのリン
グギヤに対する衝撃カを抑制して，スタータの耐久性を
向上させることにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するための基本的課題解決手段（第１の
課題解決手段）として、次のようなものを提案する． すなわち、ピニオンをマグネチックスイッチの励磁コイ
ルの磁気吸引カでエンジンのリングギヤ側に押し出すマ
グネチックシフト式のスタータにおいて、マグネチック
スイッチのコイル電流供給回路に、コイル電流を定電流
制御するための回路を設ける， また上記基本的課題解決手段の具体例として，次のよう
なものを提案する． 例えば、前記定電流回路を，マグネチックスイッチの励
磁コイルの電流を検出する手段と，励磁コイル電流検出
値をフィードバックして，単位時間当たりの励磁コイル
電流量が一定となるように通電制御する手段等で構成す
るものを提案する（これを第２の課題解決手段とする）
．また，これに代わる定電流制御回路として，マグネチ
ックスイッチの励磁コイルの温度を検出する手段と、 励磁コイル温度検出値から励磁コイル抵抗の変化をとら
えて、単位時間当たりの励磁コイル電流量が一定となる
ように通電制御する手段とを備えたものを提案する（こ
れを第３の課題解決手段とする）． さらに、これに代わる定電流制御回路として、マグネチ
ックスイッチの励磁コイルの温度を検出する手段と， 励磁コイル電流の電源電圧を検出する手段と，励磁コイ
ル温度検出値から励磁コイル抵抗の変化をとらえ，この
励磁コイル抵抗値の下で前記電源電圧の状態変化をとら
えて，単位時間当たりの励磁コイル電流量が一定となる
ように通電制御する手段とを備えたものを提案する（こ
れを第４の課題解決手段とする）． さらに具体的には，定電流制御回路を構成する要素とし
て、 マグネチックスイッチの励磁コイルの電流を検出し電圧
変換して出力する手段と、 前記励磁コイルに流すべき目標の設定電流値と実際の励
磁コイル電流検出値とを比較して、単位時間に流れる励
磁コイル電流量が一定の目標値になるような電流指令信
号を出力する手段と，励磁コイル電流のチョッパ周波数
を設定するために一定周期の三角波を発振する手段と．
前記三角波発振電圧と前記電流指令信号の電圧とを比較
して，チョッパ制御用のパルス信号の逆流率を可変制御
する手段と， 前記チョッパ制御用のパルス信号により前記励磁コイル
の電流供給回路をスイッチング制御する手段とを備えた
ものを提案する（これを第５の課題解決手段とする）． 〔作用〕 第１の課題解決手段によれば、マグネチックスイッチの
コイル電流回路に、定電流制御回路を設けることで．そ
の励磁コイルが温度変化により抵抗値が変わったり．励
磁コイルのバッテリ電圧の状態が変化しても，励磁コイ
ルには，常に必要最小限の電流が一定に流れるよう制御
できる．その結果，励磁コイルの磁気吸引力も一定とし
て，この磁気吸引力でシフトされるビニオンの飛び出し
速度も常に必要最小限の一定速度となるように制御され
る９従って，励磁コイルの温度が比較的低温の状態にあ
る場合や，バッテリ充電電圧が高い状態にある場合でも
．バッテリから過剰の励磁コイル電流が供給されるのを
防止して、ピニオンのエンジンギアに対する衝突エネル
ギーを抑制する． 以下にマグネチックスイッチの励磁コイル電流を必要最
小限に定電流制御する具体的動作例を第２の課題解決手
段から第４の課題解決手段の動作により説明する． まず、第２の課題解決手段では，マグネチックスイッチ
の励磁コイル電流の状態変化を電流検出手段で直接とら
える。そして、その電流検出値に基づき，単位時間当た
りの励磁コイル電流量が一定となるように通電制御する
。すなわち，電流検出値により把握される励磁コイル電
流の瞬時値が設定値より大きい場合には、その分だけ通
電率が小さくなるよう制御して、一方，励磁コイル電流
の瞬時値が設定値より小さい場合には、その分だけ、通
電率が大きくなるよう制御して，単位時間当たりの励磁
コイル電流量が一定になるように制御する． 次に第３の課題解決手段では、励磁コイルの温度を検出
して、励磁コイルの抵抗変化をとらえる。
することで，大きな衝撃力が作用しギヤ要素の歯端面を
摩耗損傷させる原因となるので、従来より種々の対策が
講じられている．例えば，特公昭６１−４８６３０号公
報に開示されるスタータでは、キースイッチ（手動式ス
イッチ）が始動側に入ると、スタータモータの電流供給
回路を最初に短時間通電制御してピニオンの飛込み速度
を減速させている． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、従来は自動車部品の使用環境の変化に対
して，スタータの励磁コイル電流ひいてはビニオンのリ
ングギヤに対する衝撃力が変化することについては、充
分な配慮がなされていなかった・ すなわち、スタータの使用温度が変化するとマグネチッ
クスイッチの励磁コイルの抵抗が変化し，励磁力も変化
する．このため、ビニオンを押し出すためのシフト機構
（プランジャ）の磁気吸引速度及び力も変化する．従っ
て、ピニオンの飛び出しエネルギーも変化し，リングギ
ヤに衝突するエネルギーも変化する． そして，ここで問題となるのは、ビニオンを不作動を防
止するためには、励磁コイルの温度の上限で所定の磁気
吸引力を設定するため、スタータを常温或いは低温の下
で使用する場合には，励磁コイル電流が必要以上に流れ
、大きな磁気吸引力が発生して、ビニオンの衝突エネル
ギーの抑制を充分に図り得ない点にある． このような傾向は、電源電圧についても同様なことがい
える．つまり、電源電圧（バッテリ電圧は充電状態によ
り変化するので，バッテリ電圧が比較的低電圧にあると
きを想定して，ピニオンを押し出すための磁気吸引力を
設定するため、充電状態の良い条件では大きな磁気吸引
カが発生し、ピニオンの衝突エネルギーも大きくなる．
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、スタータの使用温度条件や電源電圧の条
件が変化しても，常にスタータにおけるピニオンのリン
グギヤに対する衝撃カを抑制して，スタータの耐久性を
向上させることにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するための基本的課題解決手段（第１の
課題解決手段）として、次のようなものを提案する． すなわち、ピニオンをマグネチックスイッチの励磁コイ
ルの磁気吸引カでエンジンのリングギヤ側に押し出すマ
グネチックシフト式のスタータにおいて、マグネチック
スイッチのコイル電流供給回路に、コイル電流を定電流
制御するための回路を設ける， また上記基本的課題解決手段の具体例として，次のよう
なものを提案する． 例えば、前記定電流回路を，マグネチックスイッチの励
磁コイルの電流を検出する手段と，励磁コイル電流検出
値をフィードバックして，単位時間当たりの励磁コイル
電流量が一定となるように通電制御する手段等で構成す
るものを提案する（これを第２の課題解決手段とする）
．また，これに代わる定電流制御回路として，マグネチ
ックスイッチの励磁コイルの温度を検出する手段と、 励磁コイル温度検出値から励磁コイル抵抗の変化をとら
えて、単位時間当たりの励磁コイル電流量が一定となる
ように通電制御する手段とを備えたものを提案する（こ
れを第３の課題解決手段とする）． さらに、これに代わる定電流制御回路として、マグネチ
ックスイッチの励磁コイルの温度を検出する手段と， 励磁コイル電流の電源電圧を検出する手段と，励磁コイ
ル温度検出値から励磁コイル抵抗の変化をとらえ，この
励磁コイル抵抗値の下で前記電源電圧の状態変化をとら
えて，単位時間当たりの励磁コイル電流量が一定となる
ように通電制御する手段とを備えたものを提案する（こ
れを第４の課題解決手段とする）． さらに具体的には，定電流制御回路を構成する要素とし
て、 マグネチックスイッチの励磁コイルの電流を検出し電圧
変換して出力する手段と、 前記励磁コイルに流すべき目標の設定電流値と実際の励
磁コイル電流検出値とを比較して、単位時間に流れる励
磁コイル電流量が一定の目標値になるような電流指令信
号を出力する手段と，励磁コイル電流のチョッパ周波数
を設定するために一定周期の三角波を発振する手段と．
前記三角波発振電圧と前記電流指令信号の電圧とを比較
して，チョッパ制御用のパルス信号の逆流率を可変制御
する手段と， 前記チョッパ制御用のパルス信号により前記励磁コイル
の電流供給回路をスイッチング制御する手段とを備えた
ものを提案する（これを第５の課題解決手段とする）． 〔作用〕 第１の課題解決手段によれば、マグネチックスイッチの
コイル電流回路に、定電流制御回路を設けることで．そ
の励磁コイルが温度変化により抵抗値が変わったり．励
磁コイルのバッテリ電圧の状態が変化しても，励磁コイ
ルには，常に必要最小限の電流が一定に流れるよう制御
できる．その結果，励磁コイルの磁気吸引力も一定とし
て，この磁気吸引力でシフトされるビニオンの飛び出し
速度も常に必要最小限の一定速度となるように制御され
る９従って，励磁コイルの温度が比較的低温の状態にあ
る場合や，バッテリ充電電圧が高い状態にある場合でも
．バッテリから過剰の励磁コイル電流が供給されるのを
防止して、ピニオンのエンジンギアに対する衝突エネル
ギーを抑制する． 以下にマグネチックスイッチの励磁コイル電流を必要最
小限に定電流制御する具体的動作例を第２の課題解決手
段から第４の課題解決手段の動作により説明する． まず、第２の課題解決手段では，マグネチックスイッチ
の励磁コイル電流の状態変化を電流検出手段で直接とら
える。そして、その電流検出値に基づき，単位時間当た
りの励磁コイル電流量が一定となるように通電制御する
。すなわち，電流検出値により把握される励磁コイル電
流の瞬時値が設定値より大きい場合には、その分だけ通
電率が小さくなるよう制御して、一方，励磁コイル電流
の瞬時値が設定値より小さい場合には、その分だけ、通
電率が大きくなるよう制御して，単位時間当たりの励磁
コイル電流量が一定になるように制御する． 次に第３の課題解決手段では、励磁コイルの温度を検出
して、励磁コイルの抵抗変化をとらえる。
これにより、励磁コイル電流がどの程度流れるか間接的
にとらえることができ、その度合に対応させてコイル電
流の単位時間毎の通電率を可変制御すれば、単位時間当
たりの励磁コイル電流量が一定となるように制御できる
。
にとらえることができ、その度合に対応させてコイル電
流の単位時間毎の通電率を可変制御すれば、単位時間当
たりの励磁コイル電流量が一定となるように制御できる
。
次に第４の課題解決手段によれば．励磁コイルの温度検
出値から励磁コイル抵抗の変化をとらえるほかに，電源
電圧検出手段により励磁コイル電流の電源電圧（バッテ
リ電圧）の状態をとらえる。
出値から励磁コイル抵抗の変化をとらえるほかに，電源
電圧検出手段により励磁コイル電流の電源電圧（バッテ
リ電圧）の状態をとらえる。
従って、この双方の検出データをもとに，第３の課題解
決手段よりもより正確に励磁コイルに流れる電流瞬時値
をとらえることが可能となり，これに対応して、通電制
御手段が単位時間当たりに流れる励磁コイル電流量が一
定となるように可変制御することが可能となる． なお、第３の課題解決手段や第４の課題解決手段で用い
る励磁コイル温度検出手段は、従来より使用されている
励磁コイル焼付き防止用のセンサを，電源電圧検出手段
は、バッテリの充電診断用の電圧検出センサ等を兼用す
ることができ，その分、センサのコスト低減を図れるメ
リットがある．第５の課題解決手段は、第２の課題解決
手段をより具体化したもので，その内容は，実施例で詳
述してあるので，ここでの説明は省略する。
決手段よりもより正確に励磁コイルに流れる電流瞬時値
をとらえることが可能となり，これに対応して、通電制
御手段が単位時間当たりに流れる励磁コイル電流量が一
定となるように可変制御することが可能となる． なお、第３の課題解決手段や第４の課題解決手段で用い
る励磁コイル温度検出手段は、従来より使用されている
励磁コイル焼付き防止用のセンサを，電源電圧検出手段
は、バッテリの充電診断用の電圧検出センサ等を兼用す
ることができ，その分、センサのコスト低減を図れるメ
リットがある．第５の課題解決手段は、第２の課題解決
手段をより具体化したもので，その内容は，実施例で詳
述してあるので，ここでの説明は省略する。
本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第１図は本発明の第１実施例を示す全体構成図，第２図
は上記実施例に用いるスタータ電流制御回路のブロック
図，第３図はその具体的な回路構成を示す説明図である
． 第１図において、ｌはスタータの電源となるバッテリ電
圧、２はキースイッチ、３はスタータである． スタータ３は，マグネチックスイッチ４、モータ５，シ
フト機構６、ビニオン７，エンジン側のリングギヤ８、
定電流制御回路１３等で構成される． マグネチックスイッチ４は、励磁コイル（吸引保持コイ
ル）１０，プランジャ１１，電気接点ｌ２を有する．本
実施例における励磁コイルは、つのコイルでプランジャ
１１の磁気吸引と、その後の保持を行うものである． 定電流制御回路ｌ３は、励磁コイル１０の電流供給回路
に，励磁コイル１０よりアース側に位置して直列に接続
される。励磁コイルのアース側に位置させたのは，定電
流制御回路自身のアースも兼用させるためである。定電
流制御回路ｌ３は、励磁コイル１０に流れる電流を一定
に制御する機能を有し、特にピニオンシフト機構６を作
動させるための必要最小限の一定電流が励磁コイル１０
に流れるように、電流制御する．本実施例の定電流制御
回路１３は、励磁コイル１０の電流を検出し、この電流
検出値をフィードバックして、単位時間当たりの励磁コ
イル電流量が一定となるように通電制御する方式が採用
される． その回路構成は，第２図に示すように，励磁コイル電流
検出器１４、定電圧回路１５、電流指令回路１６、三角
波発振回路１７，偏差回路１８，チョッパ回路１９で構
成される．これらの回路の機能は、以下に述べるスター
タの動作と併せて説明する． まず、定電流制御の説明に先立ちスタータの動作概要に
ついて説明する。
は上記実施例に用いるスタータ電流制御回路のブロック
図，第３図はその具体的な回路構成を示す説明図である
． 第１図において、ｌはスタータの電源となるバッテリ電
圧、２はキースイッチ、３はスタータである． スタータ３は，マグネチックスイッチ４、モータ５，シ
フト機構６、ビニオン７，エンジン側のリングギヤ８、
定電流制御回路１３等で構成される． マグネチックスイッチ４は、励磁コイル（吸引保持コイ
ル）１０，プランジャ１１，電気接点ｌ２を有する．本
実施例における励磁コイルは、つのコイルでプランジャ
１１の磁気吸引と、その後の保持を行うものである． 定電流制御回路ｌ３は、励磁コイル１０の電流供給回路
に，励磁コイル１０よりアース側に位置して直列に接続
される。励磁コイルのアース側に位置させたのは，定電
流制御回路自身のアースも兼用させるためである。定電
流制御回路ｌ３は、励磁コイル１０に流れる電流を一定
に制御する機能を有し、特にピニオンシフト機構６を作
動させるための必要最小限の一定電流が励磁コイル１０
に流れるように、電流制御する．本実施例の定電流制御
回路１３は、励磁コイル１０の電流を検出し、この電流
検出値をフィードバックして、単位時間当たりの励磁コ
イル電流量が一定となるように通電制御する方式が採用
される． その回路構成は，第２図に示すように，励磁コイル電流
検出器１４、定電圧回路１５、電流指令回路１６、三角
波発振回路１７，偏差回路１８，チョッパ回路１９で構
成される．これらの回路の機能は、以下に述べるスター
タの動作と併せて説明する． まず、定電流制御の説明に先立ちスタータの動作概要に
ついて説明する。
励磁コイル１０は、キースイッチ２を始動側に入れると
バッテリ１から電流が供給され，励磁される．この励磁
により、プランジャ１１が戻しばねの力に抗して図面の
左側に磁気吸引され、シフト機構６のレバー９の作動に
よりピニオン７がピニオンスリーブ７ａとともにモータ
出力軸上を摺動して，リングギヤ８側に押し出される．
この場合、ピニオンの歯が当初からリングギヤ８と噛み
合えるように対向している場合には、そのままダイレク
トにピニオン７とリングギア８とが噛み合うことになり
、それ以外の場合には、ピニオン７の歯端面がリングギ
ア８の歯端面に衝突する．また、プランジャ１０が最後
まで磁気吸引されると，プランジャ１０の一端に配設さ
れた可動接点１２Ａが固定接点１２Ｂに接触し、モータ
５にもバッテリ１から電流が供給されモータ５が回転を
開始する．この時，ピニオン７がリングギヤ８の歯端面
に干渉し、噛み合わない状態にあるときには，モータ５
の回転トルクにより上記干渉が解除され、励磁コイルの
吸引作用によりピニオン７は前進してリングギヤ８に噛
み合う．すると，モータ５は全力回転し、リングギヤ８
を介してエンジンを始動させる． 以上のような動作を行う場合に、定電流制御回路１３は
次のようにして、励磁コイルの定電流制御を行う． キースイッチ２を始動側に入れると，バッテリ１よりス
タータ３のマグネチックスイッチ４の励磁コイル１０に
電流が供給される．同時に定電流制御回路１３にも酩動
信号が送られる．この翻動信号により定電流制御回路ｌ
３が作動し、マグネチックスイッチ４の単位時間当たり
の励磁コイル電流量が一定となるように電流制御される
．この場合の定電流制御回路１３は、ビニオンシフト機
構６の作動に必要な必要最小限の電流を流すように制御
するので、励磁コイル１０には，励磁コイルの温度変化
による抵抗変化や、バッテリ電圧の充電状態の変化があ
っても、バッテリエより余分な電流は流れない． ここで第２図の定電流制御回路１３の回路構成について
説明する． キースイッチ２の始動側が入力されると，定電圧回路１
５が定電流制御回路１３の各回路要素に電源電圧を一定
の値にして供給する．電流検出器１４は、マグネチック
スイッチの励磁コイル１０に流れる電流を検出し，この
検出信号を電圧に変換して電流指令回路１６にフィード
バックする．電流指令回路１６は、励磁コイルに流すべ
き目標の設定電流値と実際の励磁コイル電流検出値とを
比較して，単位時間に流れる励磁コイル電流量が一定の
目ｉＲ｛Ｉ！になるような電流増減指令を出力する．電
流指令回路１６の信号は偏差回路１８に送られる． 偏差回路１８は、電流指令回路１６の指令信号の他に，
発振回路１７から出力される一定周期の三角波を入力す
る．この三角波は、励磁コイル電流を制御するチョッパ
の基本周波数となる．そして，これらの入力信号を比較
し、チョッパ制御用のパルス信号の通流率を可変制御す
る．チョッパ回路１９は、励磁コイル１０のアース側に
直列に接続され，偏差回路１８から出力されるチョッパ
制御用のパルス信号によりスイッチング制御される．こ
の場合のチョッパ制御は、励磁コイル電流検出値の増減
に対応して単位時間当たりの励磁コイル電流量が一定と
なるように、励磁コイル電流を断続的に通電制御する．
ここで，制御すべき単位時間当たりの励磁コイル電流量
は，電源電圧の変動要因であるバッテリの充電状態、キ
ースイッチ回路の抵抗の増減，温度変化による励磁コイ
ルの抵抗変化及びキースイッチ回路抵抗変化等を予め考
慮して、ピニオン噛合い（ビニオンシフト機構の駆動）
に必要な最小限の磁気吸引力の発生させるに必要な励磁
コイル電流が設定される。
バッテリ１から電流が供給され，励磁される．この励磁
により、プランジャ１１が戻しばねの力に抗して図面の
左側に磁気吸引され、シフト機構６のレバー９の作動に
よりピニオン７がピニオンスリーブ７ａとともにモータ
出力軸上を摺動して，リングギヤ８側に押し出される．
この場合、ピニオンの歯が当初からリングギヤ８と噛み
合えるように対向している場合には、そのままダイレク
トにピニオン７とリングギア８とが噛み合うことになり
、それ以外の場合には、ピニオン７の歯端面がリングギ
ア８の歯端面に衝突する．また、プランジャ１０が最後
まで磁気吸引されると，プランジャ１０の一端に配設さ
れた可動接点１２Ａが固定接点１２Ｂに接触し、モータ
５にもバッテリ１から電流が供給されモータ５が回転を
開始する．この時，ピニオン７がリングギヤ８の歯端面
に干渉し、噛み合わない状態にあるときには，モータ５
の回転トルクにより上記干渉が解除され、励磁コイルの
吸引作用によりピニオン７は前進してリングギヤ８に噛
み合う．すると，モータ５は全力回転し、リングギヤ８
を介してエンジンを始動させる． 以上のような動作を行う場合に、定電流制御回路１３は
次のようにして、励磁コイルの定電流制御を行う． キースイッチ２を始動側に入れると，バッテリ１よりス
タータ３のマグネチックスイッチ４の励磁コイル１０に
電流が供給される．同時に定電流制御回路１３にも酩動
信号が送られる．この翻動信号により定電流制御回路ｌ
３が作動し、マグネチックスイッチ４の単位時間当たり
の励磁コイル電流量が一定となるように電流制御される
．この場合の定電流制御回路１３は、ビニオンシフト機
構６の作動に必要な必要最小限の電流を流すように制御
するので、励磁コイル１０には，励磁コイルの温度変化
による抵抗変化や、バッテリ電圧の充電状態の変化があ
っても、バッテリエより余分な電流は流れない． ここで第２図の定電流制御回路１３の回路構成について
説明する． キースイッチ２の始動側が入力されると，定電圧回路１
５が定電流制御回路１３の各回路要素に電源電圧を一定
の値にして供給する．電流検出器１４は、マグネチック
スイッチの励磁コイル１０に流れる電流を検出し，この
検出信号を電圧に変換して電流指令回路１６にフィード
バックする．電流指令回路１６は、励磁コイルに流すべ
き目標の設定電流値と実際の励磁コイル電流検出値とを
比較して，単位時間に流れる励磁コイル電流量が一定の
目ｉＲ｛Ｉ！になるような電流増減指令を出力する．電
流指令回路１６の信号は偏差回路１８に送られる． 偏差回路１８は、電流指令回路１６の指令信号の他に，
発振回路１７から出力される一定周期の三角波を入力す
る．この三角波は、励磁コイル電流を制御するチョッパ
の基本周波数となる．そして，これらの入力信号を比較
し、チョッパ制御用のパルス信号の通流率を可変制御す
る．チョッパ回路１９は、励磁コイル１０のアース側に
直列に接続され，偏差回路１８から出力されるチョッパ
制御用のパルス信号によりスイッチング制御される．こ
の場合のチョッパ制御は、励磁コイル電流検出値の増減
に対応して単位時間当たりの励磁コイル電流量が一定と
なるように、励磁コイル電流を断続的に通電制御する．
ここで，制御すべき単位時間当たりの励磁コイル電流量
は，電源電圧の変動要因であるバッテリの充電状態、キ
ースイッチ回路の抵抗の増減，温度変化による励磁コイ
ルの抵抗変化及びキースイッチ回路抵抗変化等を予め考
慮して、ピニオン噛合い（ビニオンシフト機構の駆動）
に必要な最小限の磁気吸引力の発生させるに必要な励磁
コイル電流が設定される。
しかして本実施例によれば、バッテリ電圧の変化や、励
磁コイル等の温度変化に伴う抵抗変化等の種々の環境変
化があっても，これらの影響を受けず，ピニオンのエン
ジンリングギヤに対する過大な衝突エネルギーの発生を
防止できる。従って、ピニオンとリングギヤの噛合いに
おいては、歯端面の摩耗を大幅に低減し、且つ損傷をな
くしてスタータの耐久性を向上させることができる。
磁コイル等の温度変化に伴う抵抗変化等の種々の環境変
化があっても，これらの影響を受けず，ピニオンのエン
ジンリングギヤに対する過大な衝突エネルギーの発生を
防止できる。従って、ピニオンとリングギヤの噛合いに
おいては、歯端面の摩耗を大幅に低減し、且つ損傷をな
くしてスタータの耐久性を向上させることができる。
さらに，励磁コイル電流設定値を種々の環境条件を鑑み
て設定できるので，スタータの作動信頼性を向上させる
ことができる．特に，従来は自動車が経時変化すること
に伴いスタータの作動信頼性に影響を及ぼしていたが，
本実施例では、この経時変化も励磁コイル電流設定の条
件として考慮することで，半永久的に変化のないシステ
ムを構築することができる． 次に第２図の定電流制御回路の具体的構成例及びその動
作を第３図及び第４＠により説明する．なお、第４図は
，第３図の回路動作の信号波形図で，一例として励磁コ
イル電流検出値が標準状態にある場合（通常状態）と、
これよりも減少した場合の動作態様を比較して表してい
る。
て設定できるので，スタータの作動信頼性を向上させる
ことができる．特に，従来は自動車が経時変化すること
に伴いスタータの作動信頼性に影響を及ぼしていたが，
本実施例では、この経時変化も励磁コイル電流設定の条
件として考慮することで，半永久的に変化のないシステ
ムを構築することができる． 次に第２図の定電流制御回路の具体的構成例及びその動
作を第３図及び第４＠により説明する．なお、第４図は
，第３図の回路動作の信号波形図で，一例として励磁コ
イル電流検出値が標準状態にある場合（通常状態）と、
これよりも減少した場合の動作態様を比較して表してい
る。
励磁コイル電流を検出するセンサ１４は、検出信号を電
圧ｖ１に変換して出力する。この電圧Ｖ１は第４図に示
すように瞬時値を短い時間間隔で周期的に検出する．こ
の電圧Ｖ１は、電流指令回路ｌ６に送られ、抵抗Ｒ１と
コンデンサＣ５の積分作用で平滑化され電圧Ｖ２となる
．一方、抵抗Ｒ２と可変抵抗ＶＲＩは、その分圧比によ
り励磁コイル電流の目標値を電圧Ｖ３の信号により設定
する．電圧Ｖ３は，可変抵抗ＶＲＩにより調整され、そ
の設定値は，電流検出器１４の入出力特性により決定さ
れる． そして，オペアンプＯＰＩが電流検出値ｖ２と電流設定
値電圧ｖ３とを比較し、電流を増減する指令電圧ｖ４を
出力する。オペアンプ○Ｐ１の出力電圧ｖ４は、抵抗Ｒ
３と抵抗Ｒ４が同等で，且つ抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とが同
等であれば、次式のようになる． Ｒ５ ｖ４＝ − Ｘ （Ｖ３−Ｖ２） Ｒ３ 従って、電圧Ｖ３に対して、電圧Ｖ２が大きいと電圧（
電流指令信号）Ｖ４は減少し、電圧Ｖ２が小さいと電圧
ｖ４は増加する．なお，電流指令電圧ｖ４は、偏差回路
１８にて、抵抗Ｒｌｌとコンデンサ７により積分されて
平滑化され、電圧Ｖ５となる． 発振回路１７は既述のようにチョッパ周波数を設定する
ためのもので、一定周期で三角波を出力する．チョッパ
周波数は，コンデンサ６と抵抗Ｒ９の値に支配されてい
る． 偏差回路１８のオペアンプＯＰ３は、電流指令電圧ｖ５
と三角波発振電圧ｖ６とを比較し、チョッパ用トランジ
スタＴ２を馳動するための指令パルス電圧ｖ７を出力す
る．パルス電圧７は、電流指令信号ｖ５が三角波電圧ｖ
６より大きいときはｒＬ（Ｊレベルとなり，Ｖ６がｖ５
より大きいときはｒＨＩＧＪレベルとなる． チョッパ回路１９は最終的にトランジスタＴ２をオン，
オフ制御することにより、励磁コイル１０に流れる電流
を制御する．すなわち，オペアンブＯＰ３の出力ｖ３が
ｒＬＯリ」の時に第１段のＰＮＰ トランジスタＴ１が
オンし．ＮＰＮトランジスタＴ２もオンし，励磁コイル
に電流が流れる．なお，ツェナーダイオードＺ２は、ダ
イオードＤ２と合わせてトランジスタＴ２の過電圧に対
する保護の作用をなす． しかして、このような一連の回路動作により、第４図に
示すごとく、励磁コイル電流検出値値■１の大小に対応
して、最終的に励磁コイル電流通流率をｖ８のチョッパ
指令のように小さくしたり大きくしたり可変制御するこ
とで、単位時間当たりの励磁コイル電流量は常に一定に
なるよう制御される． 第５図は本発明の第２実施例を示すスタータの全体構成
図である．図中、第工実施例と同一符号は、同一或いは
共通する要素を示す． 本実施例は，スタータの励磁コイル１０として，吸引コ
イル（シリースコイル）ＩＯＡと保持コイル（シャント
コイル）ＩＯＢとを別個にして、これらを分岐接続する
タイプのものに定電流制御回路１３を組み込んだもので
ある。
圧ｖ１に変換して出力する。この電圧Ｖ１は第４図に示
すように瞬時値を短い時間間隔で周期的に検出する．こ
の電圧Ｖ１は、電流指令回路ｌ６に送られ、抵抗Ｒ１と
コンデンサＣ５の積分作用で平滑化され電圧Ｖ２となる
．一方、抵抗Ｒ２と可変抵抗ＶＲＩは、その分圧比によ
り励磁コイル電流の目標値を電圧Ｖ３の信号により設定
する．電圧Ｖ３は，可変抵抗ＶＲＩにより調整され、そ
の設定値は，電流検出器１４の入出力特性により決定さ
れる． そして，オペアンプＯＰＩが電流検出値ｖ２と電流設定
値電圧ｖ３とを比較し、電流を増減する指令電圧ｖ４を
出力する。オペアンプ○Ｐ１の出力電圧ｖ４は、抵抗Ｒ
３と抵抗Ｒ４が同等で，且つ抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とが同
等であれば、次式のようになる． Ｒ５ ｖ４＝ − Ｘ （Ｖ３−Ｖ２） Ｒ３ 従って、電圧Ｖ３に対して、電圧Ｖ２が大きいと電圧（
電流指令信号）Ｖ４は減少し、電圧Ｖ２が小さいと電圧
ｖ４は増加する．なお，電流指令電圧ｖ４は、偏差回路
１８にて、抵抗Ｒｌｌとコンデンサ７により積分されて
平滑化され、電圧Ｖ５となる． 発振回路１７は既述のようにチョッパ周波数を設定する
ためのもので、一定周期で三角波を出力する．チョッパ
周波数は，コンデンサ６と抵抗Ｒ９の値に支配されてい
る． 偏差回路１８のオペアンプＯＰ３は、電流指令電圧ｖ５
と三角波発振電圧ｖ６とを比較し、チョッパ用トランジ
スタＴ２を馳動するための指令パルス電圧ｖ７を出力す
る．パルス電圧７は、電流指令信号ｖ５が三角波電圧ｖ
６より大きいときはｒＬ（Ｊレベルとなり，Ｖ６がｖ５
より大きいときはｒＨＩＧＪレベルとなる． チョッパ回路１９は最終的にトランジスタＴ２をオン，
オフ制御することにより、励磁コイル１０に流れる電流
を制御する．すなわち，オペアンブＯＰ３の出力ｖ３が
ｒＬＯリ」の時に第１段のＰＮＰ トランジスタＴ１が
オンし．ＮＰＮトランジスタＴ２もオンし，励磁コイル
に電流が流れる．なお，ツェナーダイオードＺ２は、ダ
イオードＤ２と合わせてトランジスタＴ２の過電圧に対
する保護の作用をなす． しかして、このような一連の回路動作により、第４図に
示すごとく、励磁コイル電流検出値値■１の大小に対応
して、最終的に励磁コイル電流通流率をｖ８のチョッパ
指令のように小さくしたり大きくしたり可変制御するこ
とで、単位時間当たりの励磁コイル電流量は常に一定に
なるよう制御される． 第５図は本発明の第２実施例を示すスタータの全体構成
図である．図中、第工実施例と同一符号は、同一或いは
共通する要素を示す． 本実施例は，スタータの励磁コイル１０として，吸引コ
イル（シリースコイル）ＩＯＡと保持コイル（シャント
コイル）ＩＯＢとを別個にして、これらを分岐接続する
タイプのものに定電流制御回路１３を組み込んだもので
ある。
このタイプの励磁コイル１０は、始動スイッチを入れる
と、吸引コイルＩＯＡ，保持コイル１０Ｂの双方に電流
が流れプランジャ１１が吸引される．従って、本発明の
目的を達成するためには，吸引コイル１０Ａ，保持コイ
ルＩＯＢの双方に流れるコイル電流を定電流制御する必
要がある。そのため、定電流制御回路１３は吸引コイル
１０Ａ，保持コイルＩＯＢの上流に直列に接続される．
なお、本実施例の定電流制御は、第１実施例同様に行わ
れる． なお、上記各実施例の定電流制御回路１３は、励磁コイ
ル１０の検出電流をフィードバックして行っているが、
その他，これに代えて，励磁コイルの温度をセンサで検
出し、この温度センサから励磁コイルの抵抗値ひいては
コイルに流れる電流を推定すれば，上記同様の定電流制
御が可能となる．また、温度センサで励磁コイルの温度
を検出するほかに，バッテリ電圧を検出し，両者の検出
データからマイクロコンピュータ等で励磁コイルに流れ
る電流を求めて，定電流制御することもできる． 〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、スタータのマグネチック
スイッチの励磁コイル電流を必要最小限となるように定
電流制御するので、励磁コイル温度，バッテリ電圧等が
変化しても、過大な励磁コイル電流が流れるのを防止で
きる．その結果、ピニオンのリングギヤに対する衝突エ
ネルギーを極力抑制し、スタータの耐久性を向上させる
と共に，作動信頼性を高めることができる． さらに、ピニオン等を部品の機械的強度を高めることな
く，電気的な制御によりピニオンのリングギヤに対する
衝撃エネルギーを抑制するので、装置の大形化や重量増
大をなくすことが可能となる．
と、吸引コイルＩＯＡ，保持コイル１０Ｂの双方に電流
が流れプランジャ１１が吸引される．従って、本発明の
目的を達成するためには，吸引コイル１０Ａ，保持コイ
ルＩＯＢの双方に流れるコイル電流を定電流制御する必
要がある。そのため、定電流制御回路１３は吸引コイル
１０Ａ，保持コイルＩＯＢの上流に直列に接続される．
なお、本実施例の定電流制御は、第１実施例同様に行わ
れる． なお、上記各実施例の定電流制御回路１３は、励磁コイ
ル１０の検出電流をフィードバックして行っているが、
その他，これに代えて，励磁コイルの温度をセンサで検
出し、この温度センサから励磁コイルの抵抗値ひいては
コイルに流れる電流を推定すれば，上記同様の定電流制
御が可能となる．また、温度センサで励磁コイルの温度
を検出するほかに，バッテリ電圧を検出し，両者の検出
データからマイクロコンピュータ等で励磁コイルに流れ
る電流を求めて，定電流制御することもできる． 〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、スタータのマグネチック
スイッチの励磁コイル電流を必要最小限となるように定
電流制御するので、励磁コイル温度，バッテリ電圧等が
変化しても、過大な励磁コイル電流が流れるのを防止で
きる．その結果、ピニオンのリングギヤに対する衝突エ
ネルギーを極力抑制し、スタータの耐久性を向上させる
と共に，作動信頼性を高めることができる． さらに、ピニオン等を部品の機械的強度を高めることな
く，電気的な制御によりピニオンのリングギヤに対する
衝撃エネルギーを抑制するので、装置の大形化や重量増
大をなくすことが可能となる．
第１図は本発明の第１実施例を示すスタータ制御回路の
全体構成図，第２図は第１実施例に用いる定電流制御回
路のブロック図、第３図は上記定電流制御回路の具体的
な回路図，第４図は第１実施例の動作状態を示す電気的
な信号波形図，第５図は本発明の第２実施例の示すスタ
ータ制御回路の全体構成図である．
全体構成図，第２図は第１実施例に用いる定電流制御回
路のブロック図、第３図は上記定電流制御回路の具体的
な回路図，第４図は第１実施例の動作状態を示す電気的
な信号波形図，第５図は本発明の第２実施例の示すスタ
ータ制御回路の全体構成図である．
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、マグネチックスイッチの励磁コイルの磁気吸引力で
、ピニオンをエンジンのリングギヤ側に押し出すマグネ
チックシフト式のスタータにおいて、 前記マグネチックスイッチのコイル電流供給回路に、コ
イル電流を定電流制御するための回路を設けてなること
を特徴とするスタータ。 ２、第１請求項において、前記マグネチックスイッチの
励磁コイルは、一つのコイルで磁気吸引と吸引後の保持
動作を行うよう設定し、この励磁コイルのアース側に前
記定電流制御回路を直列に接続してなるスタータ。 ３、第１請求項において、前記マグネチックスイッチの
励磁コイルは、吸引コイルと保持コイルとを別にしたコ
イルで構成され、この励磁コイルの上流側に前記定電流
制御回路を直列に接続してなるスタータ。 ４、マグネチックスイッチの励磁コイルの磁気吸引力で
、ピニオンをエンジンのリングギヤ側に押し出すマグネ
チックシフト式のスタータにおいて、 前記励磁コイルの電流を検出する手段と、 励磁コイル電流検出値をフィードバックして、単位時間
当たりの励磁コイル電流量が一定となるように通電制御
する手段とを備えてなることを特徴とするスタータ。 ５、マグネチックスイッチの励磁コイルの磁気吸引力で
、ピニオンをエンジンのリングギヤ側に押し出すマグネ
チックシフト式のスタータにおいて、 前記励磁コイルの温度を検出する手段と、 励磁コイル温度検出値から励磁コイル抵抗の変化をとら
えて、単位時間当たりの励磁コイル電流量が一定となる
ように通電制御する手段とを備えてなることを特徴とす
るスタータ。 ６、マグネチックスイッチの励磁コイルの磁気吸引力で
、ピニオンをエンジンのリングギヤ側に押し出すマグネ
チックシフト式のスタータにおいて、 前記励磁コイルの温度を検出する手段と、 励磁コイル電流の電源電圧を検出する手段と、励磁コイ
ル温度検出値から励磁コイル抵抗の変化をとらえ、この
励磁コイル抵抗値の下で前記電源電圧の状態変化をとら
えて、単位時間当たりの励磁コイル電流量が一定となる
ように通電制御する手段とを備えてなることを特徴とす
るスタータ。 ７、マグネチックスイッチの励磁コイルの磁気吸引力で
、ピニオンをエンジンのリングギヤ側に押し出すマグネ
チックシフト式のスタータにおいて、 前記励磁コイルの電流を検出し電圧変換して出力する手
段と、 前記励磁コイルに流すべき目標の設定電流値と実際の励
磁コイル電流検出値とを比較して、単位時間に流れる励
磁コイル電流量が一定の目標値になるような電流指令信
号を出力する手段と、 励磁コイル電流のチョッパ周波数を設定するために一定
周期の三角波を発振する手段と、前記三角波発振電圧と
前記電流指令信号の電圧とを比較して、チョッパ制御用
のパルス信号の通流率を可変制御する手段と、 前記チョッパ制御用のパルス信号により前記励磁コイル
の電流供給回路をスイッチング制御する手段とを備えて
なることを特徴とするスタータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1227916A JPH06100165B2 (ja) | 1989-09-02 | 1989-09-02 | スタータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1227916A JPH06100165B2 (ja) | 1989-09-02 | 1989-09-02 | スタータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0392580A true JPH0392580A (ja) | 1991-04-17 |
| JPH06100165B2 JPH06100165B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16868307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1227916A Expired - Fee Related JPH06100165B2 (ja) | 1989-09-02 | 1989-09-02 | スタータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100165B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003503638A (ja) * | 1999-06-30 | 2003-01-28 | ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール | 自動車のスタータのコンタクタを漸進的に移動させる方法及び装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6251987U (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-31 |
-
1989
- 1989-09-02 JP JP1227916A patent/JPH06100165B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6251987U (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-31 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003503638A (ja) * | 1999-06-30 | 2003-01-28 | ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール | 自動車のスタータのコンタクタを漸進的に移動させる方法及び装置 |
| JP4854894B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2012-01-18 | ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール | 自動車のスタータのコンタクタを漸進的に移動させる方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06100165B2 (ja) | 1994-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |