JPH05502496A - 自動車の内燃機関用電子始動阻止リレー - 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】 自動車の内燃機関用電子始動阻止リレー従来の技術 本発明は、スタータ励磁を制御するリレー装置を有し、このリレー装置が内燃機 関の少なくとも１つの運転パラメータを検出する制御回路によってスタータスイ ッチの操作に従って制御される自動車の内燃機関用電子始動阻止リレーに関する 。

一般に、内燃機関が回転している時にスタータを操作すると、スタータ及びそれ によって駆動されるスプロケットにかなりの損傷が発生し、その結果、スタータ 、従って自動車の機能が停止し、コストのかかる大規模な修理が必要となる。

ＤＥ３２１４３６５Ａ１から、自動エンジン停止／再始動装置を搭載した内燃機 関において、内燃機関が回転している時にスタータを操作することができないよ うに、安全処置を講することが知られている。これを達成するために、内燃機関 が回転している場合にスタータスイツチング回路を開放し、負荷の駆動に切り替 える切り替えスイッチが設けられる。エンジンの回転数が所定の回転数値より低 下した場合には、負荷が再び遮断されスタータ回路がイネーブルになるので、ス タータスイッチを操作すれば、エンジンの始動を開始することができる。その場 合にもちろん、始動させようとしてうまく行かなかった場合に、その直後に２回 目の始動を試み、その際にスタータあるいは内燃機関がまだ停止に至る状態にあ る場合には、問題が発生し得る。

さらに、ＤＥ３３４３３４２Ａ　１からはスタータ保護装置が知られている。こ の保護装置においては多数の運転パラメータ、すなわちエンジンの点火パルス周 波数、エンジンの吸気管内の負圧、発電機の出力電圧及びギヤ切り替えレバーの 位置などが検出される。そのために対応した複数のセンサが必要であって、それ には相応のコストが伴う。さらに、この公知のスタータ保護回路においてはスタ ータがまだ停止に至る状態にあり、一方すでに次の始動工程が開始されていると いう場合が発生し得る。その場合には、すでに説明したように、スタータとそれ に関連する動力伝達部材の損傷を排除することはできない。さらに、自動車に対 応したセンサを配置し、回路との結線が必要になる。それによって、最初に自動 車を組み立てる場合にも、また特に自動車に後から公知の保護装置を装　備する 場合にも相応の多大な取り付はコストの原因になる。

本発明の利点 それに対して主請求の範囲に記載の特徴を有する本発明の電子始動阻止リレーに よれば、加速センサあるいは振動センサを介して極めて容易かつ確実な方法で、 内燃機関が回転しているか否かを検出することができるという利点が得られる。

更に場合によっては加速センサあるいは振動センサを介して、スタータがまだ回 転しているか、すなわち例えば停止に至る状態にあるかどうかを検出することが できる。所定の加速レベルあるいは振動レベル以下においてのみ始動工程を可能 にすることにより、内燃機関が回転している時には始動工程を確実に不可能にす ることができる。加速あるいは振動センサは、内燃機関が回転している場合に一 緒に振動する部材、内燃機関自体、あるいはスタータに極めて容易に取り付ける ことができるので、極めてわずかなコストで後から取り付けることが可能になる 。本発明により必要となるコストは、単に加速あるいは振動センサのみを取り付 ければ良いことによっても非常にわずかな範囲に抑えられ、発電機の出力電圧、 エンノン点火パルス周波数などを検出する多数のセンサを設けて、配線する必要 はない。

加速あるいは振動センサとしては、例えばＤＥ３９１８７８０Ａ　ｌに記載され た圧電素子を有する加速センサを使用することができる。あるいはまた、ボディ ー音用のセンサを用い、それを介してエンジンの振動を検出することも可能であ る。

従って車両メーカーにとっては、さらに取り付は及び結線のコストが不要である という利点が得られる。さらに、従来使用されていた始動阻止リレーを省（こと ができる。

加速及び振動センサと制御回路への給電は、従来スタータに既に存在するスター タへの、あるいはスタータのあるいはスタータ内の導線を介して極めて簡単に準 備することができるので、その点においても結線のコストは最小限になる。

さらに、加速あるいは振動センサ及び制御回路の素子は簡単、小型及び安価に形 成することができる。ハイブリッド化することによってこれらの構成要素は、ス タータに取り付けあるいはスタータに組み込むことができるように形成すること ができる。従って車両側では他の作業あるいはまた何等かの構造変更を必要とし ない。

従って本発明の特徴によれば、内燃機関が回転している場合、あるいはスタータ がまだ停止に至る状態の場合にスタータが操作されることを確実かつ簡単に防止 することができるので、スタータの寿命と信頼性が向上し、高価な修理を避ける ことができる。

本発明の好ましい実施例においては、スタータスイッチの操作終了後所定の期間 の間スタータを新たに操作することを阻止する信号を発生する時限素子が設けら れている。それによって、万一スタータがまだ停止に至る間に、新たにスタータ 始動工程が開始されないことが保証される。それによってスタータの損傷に対す る安全ファクタがさらに増大される。これは、特に、加速センサあるいは振動セ ンサを介してスタータが回転している場合スタータの振動を確実に検出すること ができないような場合に当てはまる。その場合に時限素子を組み入れることによ って、特に結線のコストが必要になることはない。というのは時限素子は単に制 御回路に、あるいはそれと関連する導線結線部に組み込めばいいだけであって、 外部のセンサとの結線を必要とすることはないからである。

好ましくは比較素子を設けることにより３つの入力パラメータ、すなわち時限素 子の出力信号、スタータスイッチの切り替え状態を示す信号及び加速あるいは振 動センサの出力信号（場合によっては出力信号の変換後）が非常に簡単な方法で 処理でき、共通の制御信号に変換できる。そのために必要な回路コストはわずか である。スタータ励磁を命令する信号は好ましくは、時限素子が阻止信号を出力 せず、スタータスイッチが閉成されており、かつ加速あるいは振動センサが加速 あるいは振動を検出しないときにのみ発生される。

スタータが過度に加熱されることを防止し、電流を節約するために、好ましくは さらにスタータの最大励磁時間を時限素子によって制限するようにすることがで きるので、それぞれ始動の試みの最大期間が制限される。

好ましくはスタータの最大励磁期間を制限する時限素子は比較素子の出力と接続 されているので、この時限素子については単一の制御導線しか必要ではない。従 って比較素子の励磁パルスは時限素子を起動させるためだけでなく、スタータ励 磁を作動させるのにも用いられ、すなわち更に結線を要することな（二重の機能 を行なうことができる。

好ましくはさらに、スタータスイッチをオンにした後に所定の期間が経過した後 に制御回路に対する内部給電を遮断する自己保持リレーを組み込むことも可能で ある。これによって、スタータスイッチが操作された場合に、制御回路とそれに 関連する素子への給電が自動的に行なわれ、例えば５分の時間であり通常の始動 工程より長（継続する所定の期間の経過後に自動的に停止させることができると いう利点が得られる。

それによって制御回路の電力消費を最小まで減少させることができる。というの はそれぞれ必要な場合にのみ給電が行われるからである。

好ましくは加速あるいは振動センサは、好ましくは制御回路と共にスタータに組 み込まれ、あるいはスタータに固定される。それによって、通常のスタータ結線 は別にしてさらに自動車との結線を必要とすることなく、スタータをそれに関連 する本発明の始動阻止リレーと共に１つのユニットとして処理することができる 。それによってほんのわずかな処理コストで極めてコンパクトな構造が得られる 。

図面 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

単一の図は、本発明の電子始動阻止リレーの実施例を示すものである。

実施例の説明 添付図面には、電動モータとして形成されたスタータ１の励磁制御に用いられる 電子始動阻止リレーの実施例が示されている。スタータｌはリレーＫｌのリレー スイッチＫｌａを介して電圧供給線３と接続された端子２と接続されている。電 圧供給線３には常に、あるいは少なくとも自動車の運転中あるいはイグニンヨン キーがオンにされている時に電圧、例えば＋１２Ｖが印加される。

スタータ１の他の端子は、アース電位にある端子４と接続されている。

電圧供給線３はスタータスイッチ５の端子と接続されており、このスタータスイ ッチは通常は開放しており、スタータ１を操作するために閉成される。スタータ スイッチ５の他の端子は端子６と接続されており、この端子６から図示のように 後述する本発明の始動遮断リレーの多数の素子と接続さる導線７が分岐している 。特に導線７は比較素子８と接続される。従って、比較素子は、スタータスイッ チ５が閉成されたときに、導線７と接続された端子に正の入力信号が入力される 。

スタータ１と結合された内燃機関の振動あるいは加速、特に振動加速を検出する ために、加速センサ９（あるいは振動センサ）が設けられている。加速センサ９ は内燃機関、あるいはそれと共に振動する部分、例えばサスペンンヨン部に固定 することができる。しかし好ましくは加速センサ９をスタータにあるいはスター タ内に取り付け、それによって内燃機関の振動加速だけでなく、さらにスタータ それ自体の回′転もチェックすることができる。加速センサ９から出力信号が発 生されない場合には、内燃機関が動作していないことを示している。加速センサ を然るべく構成することによって、加速センサ出力信号のゼロレベルがさらにス タータｌの静止状態を示すようにすることもできる。

加速センサ９は、ＤＥ３９１８７８０Ａ１から知られるように、圧電素子を有す る加速ピックアップとして構成することができる。この種の加速センサを用いて エンジンブロックの振動加速をＥＭ１２４１／８８に従って検出することができ る。あるいは加速センサとしてないしは加速センサ９の代わりにボディー音セン サを用いることができ、それによってボディー音のとしての振動がＥＭ１２４０ ／８８に従って検出される。いずれの場合にもセンサ９を介して振動が検出され 、ないしは振動加速が測定され、それにより内燃機関が回転しているのか静止し ているのかを検出することができるので、まだエンジンが回転している時にスタ ータの操作を防止することができる。

加速センサ９あるいはそれに相当する振動センサの出力信号は信号整形回路１０ を介して整形され、比較素子８の反転入力端子に印加される。

比較素子８は、時限素子１１と接続された第３の反転入力を有する。時限素子１ １は入力側が導線７に接続されており、時限素子は導線７の電圧が降下した後に 、例えば３秒の所定の期間にわたってレベル「１」の出力信号を発生する。導線 ７における電圧降下は、スタータスイッチ５が再度開放されており、従って始動 の試みがちょうど終了したことを示すものである。

従って時限素子１１によって、始動工程あるいは始動の試みの終了後に所定の期 間の間、新たに始動の試みが開始できないことが保証される。時限素子１１の期 間は、スタータの励磁の終了後に、スタータが完全に停止することができ、すな わち完全に静止し、その後新たな始動の試みが開始できるような大きさに選択さ れる。

従って比較素子８によって、導線７に電圧が印加されているか、すなわちスター タスイッチ５が閉成されているか、加速センサ９が出力信号を発生していないか 、及び時限素子１１が出力信号を発生していないかが常にチェックされる。以下 の場合にだけ、すなわちスタータ１と内燃機関が静止状態にありかつスタータス イッチ５が操作された場合にだけ、比較素子８はその出力端子に時限素子１２へ の出力信号を発生する。この時限素子は非遮断状態のスタータ励磁の最大期間を 制限するために用いられる。

時限素子１２は例えば６０秒の期間に調節され、この期間の経過後に相変わらず 励磁入力信号が印加されている場合には自動的にスタータ励磁を遮断する。それ によって加熱が過度になる危険を伴う過度の負荷がスタータ１にかかること、及 び始動工程の電流消費が過度に増大することが自動的に防止される。時限素子１ ２がまだ時間経過していない場合には、この時限素子から始動工程を命令する比 較素子８の出力信号がトランジスタ１３に入力される。トランジスタ１３はこの 信号を受けた場合に導通し、トランジスタと接続されたリレーに２を起動させる 。リレーに２のリレースイッチに２ａはリレーに２が起動された場合に閉成され 、それによって電圧供給線３の電位がリレーに１に印加される。それによってリ レーに１も励磁されるので、リレースイッチＫｌａが閉成されて、スタータｌの モータ巻線が電圧供給線３と接続される。このようにしてスタータｌが励磁され る。

還流ダイオードとして用いられリレーに２が接続された場合に再生電流を流すダ イオード１４がリレーに２と並列に接続される。

比較素子８、時限素子１１及びリレーに２への給電は導線１５を介して行われ、 この導１ｉ１１５にはさらにダイオード１４のカソードとりレースイッチに２ａ の端子が接続されている。導線１５は端子２、従って電圧供給線３と結合されて いる。それによって時限素子１１はスタータスイッチ５がオフにされた場合でも 計時工程を実施することができる。

時限素子１２は給電のために導線１６を介して導線７と接続されており、それに よってスタータスイッチ５が閉成された場合にのみ給電される。それによってス タータスイッチ５が開放された場合には自動的に時限素子１２が遮断されると共 に、時限素子１２の電流消費が減少される。

図面において一点鎖線で囲まれた素子全体はスタータに組み込むことができるの で、電圧供給線３を介したスタータの通常の電圧供給と、スタータスイッチ５と 接続された導線７が必要になるだけである。それによって内燃機関あるいはその 他の自動車部材への介入は不要である。あるいはまた、一点鎖線で囲まれた素子 （スタータ１は別として）をスタータに取り付け、あるいはその外側に取り付け ることもできる。もちろん、個々の回路要素を別体の回路ブロックにまとめて、 それをスタータ１の外部に取り付けることもできる。

図示の実施例を変化させて、個々の素子、特に比較器８と時限素子１１．１２の 給電を、例えば端子６と接続され従ってスタータスイッチ５が閉成された場合に 作動される自己保持時限素子ないしは自己保持リレーを介して行うことも可能で ある。自己保持時限素子は例えば５分の期間に調節することができ、この期間の 間は自己保持時限素子に接続された素子の内部給電が確保される。期間の経過後 はこの素子の内部給電は自動的に終了する。それによって、始動阻止リレーが通 常は電流を消費しない静止状態にあるという利点、すなわち保持電流を消費しな いという利点が得られる。スタータスイッチ５がオンにされた場合にだけ内部給 電が短期間性われ、それにより所望の保護機能を実施することができる。それに よって本発明の始動阻止リレーが必要とする全体の電力要求を著しく低く抑える ことができる。

本発明の電子始動阻止リレーの機能を説明するために、以下においては異なるい くつかの使用例を説明する。

通常の場合は、運転者がスタータスイッチ５を閉成する。その場合、比較素子８ は、振動加速が存在するか否か、スタータ１がそのとき停止に至る状態にあるか 否か、及びスタータスイッチ５がオンにされたか、すなわち端子６に電圧が供給 されているかを調べる。これらの条件が満たされた場合には、時限素子１２が作 動され、それによってスタータｌがオンにされる。

スタータスイッチ５がオフにされた場合には、時限素子１２への給電がなくなり 、それによってスタータ１はオフにされる。

同時にスタータスイッチ５がオフにされた場合には、スタータが停止に至る時間 を考慮するために時限素子１１が作動される。

一方、内燃機関が始動されずかつスタータがまだ停止に至る状態のときに、始動 の試みがなされた場合には、スタータ操作は行われない。これは、時限素子１１ がまだ起動されており、それによって比較素子８が動作せず、従ってスタータ１ は（時限素子１２と他の素子を介して）オンになることができないことによる。

時限素子１１の期間の経過後は、スタータスイッチ５が操作されると、スタータ ｌを再び始動させることができる。

内燃機関がすでに回転している時に、始動の試みがなされた場合には、加速セン サ９を介してエンジンが振動していことが検出される。エンジンが回転している 場合には、信号整形回路１０から比較素子８にエンジンが回転している旨の情報 が出力される。その結果時限素子１２は駆動されない。従ってスる。

運転者がスタータを時限素子１２の所定の期間（例えば６０秒）を越えて操作し た場合に′は、スタータｌはこの期間の経過後に自動的にオフにされる。スター タ１を再度オンにすることは、改めてスタータスイッチ５を操作しかつスタータ １が停止後に、すなわち時限素子１１の期間の経過後にのみに行われる。

要約書 本発明は、スタータ励磁を制御するリレー装置を有し、このリレー装置が内燃機 関の少なくとも１つの運転パラメータを検出する制御回路によってスタータスイ ッチの操作に従って制御される自動車の内燃機関用電子始動阻止リレーに関する 。

エンジンが回転している間に始動の試みがなされた場合にスタータの損傷を防止 するために、内燃機関の加速あるいは振動を検出する加速あるいは振動センサが 設は枦１゜その場合、制御回路は所定の加速あるいは振動レベル以下でのみスタ ータ励磁を可能にする。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）スタータ励磁を制御するリレー装置を有し、このリレー装置が内燃機関の少 なくとも１つの運転パラメータを検出する制御回路によってスタータスイッチの 操作に従って制御される自動車の内燃機関用電子始動阻止リレーにおいて、内燃 機関の加速あるいは振動を検出する加速あるいは振動センサ（９）が設けられれ 、 前記制御回路（８、１２）が所定の加速あるいは振動レベル以下でのみスタータ 励磁を可能にすることを特徴とする自動車の内燃機関用電気始動阻止リレー。 ２）スタータスイッチ（５）の操作終了後所定の期間の間スタータ（１）を新た に操作することを阻止する信号を発生する時限素子（１１）が設けられることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の電子始動阻止リレー。 ３）制御回路（８、１２）は比較素子（８）を有し、この比較素子の入力側には 時限素子（１１）の出力信号、スタータスイッチ（５）の切り替え状態を示す信 号及び場合によっては変換される加速あるいは振動センサ（９）の出力信号が入 力され、その出力にリレー装置（Ｋ１、Ｋ２）を制御する信号が出力されること を特徴とする請求の範囲第２項に記載の電子始動阻止リレー。 ４）制御回路（８、１０）はスタータ（１）の最大励磁期間を制限する時限素子 （１２）を有することを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項 に記載の電子始動阻止リレー。 ５）スタータ（１）の最大励磁期間を制限する時限素子（１２）が比較素子（８ ）の出力と接続されることを特徴とする請求の範囲第３項に従属する第４項に記 載の電子始動阻止リレー。 ６）スタータ（１）の最大励磁期間を制限する時限素子（１２）はその出力側が リレー装置（Ｋ１、Ｋ２）の励磁を制御するトランジスタ（１３）と接続される ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の電子始動阻止リレー。 ７）スタータスイッチ（５）をオンにした後所定の期間経過後制御回路（８、１ ２）に対する内部給電を遮断する自己保持時限素子が設けられることを特徴とす る請求の範囲第１項から第６項のいずれか１項に記載の電子始動阻止リレー。 ８）加速あるいは振動センサ（９）並びに好ましくは制御回路（８、１２）もス タータ（１）に組み込むかあるいはスタータに固定されることを特徴とする請求 の範囲第１項から第７項までのいずれか１項に記載の電子始動阻止リレー。