JPH0660617B2 - Starting motor protection device - Google Patents

Starting motor protection device

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JPH0660617B2
JPH0660617B2 JP59017051A JP1705184A JPH0660617B2 JP H0660617 B2 JPH0660617 B2 JP H0660617B2 JP 59017051 A JP59017051 A JP 59017051A JP 1705184 A JP1705184 A JP 1705184A JP H0660617 B2 JPH0660617 B2 JP H0660617B2
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JP
Japan
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voltage
motor
starter
protection device
switch
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祥太郎 内藤
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Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10Safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/04Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/043Starter voltage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/063Battery voltage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、永久磁石界磁型直流電動機を用いた内燃機関
の始動装置に係り、特にこのような装置における電動機
の過回転に対する保護装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a starting device for an internal combustion engine using a permanent magnet field type DC electric motor, and more particularly to a protection device against excessive rotation of the electric motor in such a device.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

周知のようにガソリンエンジンなどの内燃機関には始動
装置、いわゆるスタータが必要で、そのため、一般に
は、直流電動機からなるスタータモータを設け、始動時
だけエンジンをスタータモータで回転させてやる方式の
スタータが採用されている。
As is well known, internal combustion engines such as gasoline engines require a starter, a so-called starter.Therefore, in general, a starter motor composed of a DC motor is provided, and the starter motor is a system in which the engine is rotated only at the time of starting. Has been adopted.

そして、このようなスタータでは、比較的小型のモータ
でエンジンの始動を可能にするため、モータとエンジン
との間をかなり大きな減速比の回転伝達機構を介して結
合している。そのため、始動を開始してエンジンが完爆
し、自らトルクを発生するようになると、そのままでは
エンジンがアイドル回転速度程度にあったとしてもスタ
ータモータの回転速度は過回転速度となり、破壊の虞れ
を生じる。
In such a starter, in order to enable the engine to be started by a relatively small motor, the motor and the engine are connected via a rotation transmission mechanism having a considerably large reduction ratio. Therefore, when the engine starts to start completely and the engine starts to generate torque by itself, even if the engine is at idle speed, the starter motor will rotate at an excessive speed, which may cause damage. Cause

そこで、一般には、マグネットスイッチを設け、始動時
にイグニッションスイッチ(キースイッチともいう)を
スタート位置に操作したときだけギヤが噛合うように
し、かつ、オーバーランニングクラッチを設け、スター
タモータが過回転にならないようにしている。
Therefore, in general, a magnet switch is provided so that the gear meshes only when the ignition switch (also called a key switch) is operated to the start position at the time of starting, and an overrunning clutch is provided so that the starter motor does not overrotate. I am trying.

しかしながら、このようなマグネットスイッチ機構やオ
ーバーランニングクラッチの動作に異常を生じ、エンジ
ン完爆後もスタータモータとエンジンとの間が回転伝達
状態にあると、短時間でスタータモータが破壊されてし
まう。
However, if the operation of the magnet switch mechanism or the overrunning clutch is abnormal, and the rotation transmission state is maintained between the starter motor and the engine even after the complete explosion of the engine, the starter motor is destroyed in a short time.

そこで、スタータモータに遠心スイッチを設け、スター
タモータが過回転になったことを検出し、スタータモー
タを保護するようにした装置が、例えば特開昭49-95045
号公報などによって提案されている。
Therefore, a device in which a centrifugal switch is provided on the starter motor to detect that the starter motor is over-rotating and protect the starter motor is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 49-95045.
It is proposed by the official gazette.

しかしながら、このような従来の装置では、遠心スイッ
チなどスタータモータの過回転を検出する装置が余分に
必要になり、コストアップとなり易いという欠点があっ
た。
However, such a conventional device has a drawback that an extra device such as a centrifugal switch for detecting an excessive rotation of the starter motor is required, and the cost is likely to increase.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、簡単
に、しかもほとんど付加装置を要せずにスタータモータ
の異常な過回転を検出でき、ローコストでスタータモー
タの保護を確実に行えるようにしたスタータモータの保
護装置を提供するにある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and to detect abnormal over-rotation of a starter motor easily and with almost no additional device, and to reliably protect the starter motor at low cost. The present invention provides a protection device for a starter motor.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

この目的を達成するため、本発明は、スタータモータと
して永久磁石界磁型直流電動機を用い、イグニッション
スイッチが点火位置にあるときにこの直流電動機の端子
電圧を検出し、それが所定値以上に達したときには異常
な過回転状態にあるものと判断して警報を発するように
した点を特徴とする。
To achieve this object, the present invention uses a permanent magnet field type DC electric motor as a starter motor, detects the terminal voltage of this DC electric motor when the ignition switch is in the ignition position, and reaches a predetermined value or more. When it does, it is judged that it is in an abnormal overspeed state and an alarm is issued.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明による始動電動機保護装置の実施例につい
て、図示の実施例を参照して詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the starting motor protection device according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

図は本発明の一実施例で、この図において、1は電源用
バッテリ、2はイグニッションスイッチ、3はスター
タ、4は電圧比較回路、5は論理回路、6,7はダイオ
ード、8はトランジスタ、9は警報器である。
The figure is an embodiment of the present invention, in which 1 is a power supply battery, 2 is an ignition switch, 3 is a starter, 4 is a voltage comparison circuit, 5 is a logic circuit, 6 and 7 are diodes, 8 is a transistor, 9 is an alarm device.

電源用バッテリ1は例えば12〔V〕の車載用のもの
で、スタータ駆動用以外にも種々の自動車電装品の電源
となるものである。
The power supply battery 1 is, for example, a 12 [V] on-vehicle battery, and is used as a power supply for various electric vehicle components other than the starter drive.

イグニッションスイッチ2はキースイッチとも呼ばれる
もので、専用のキーにより操作され、OFF位置とIG
位置、それにS位置を取り、IG位置ではエンジンの点
火システムに電源が与えられ、S位置ではスタータに電
源が与えられるようになっていて周知のものである。
The ignition switch 2 is also called a key switch, and it is operated by a dedicated key to turn off the ignition and IG.
It is well known that the engine ignition system is powered in the IG position and the starter is powered in the S position.

スタータ3は永久磁石の界磁31をもった直流電動機3
0と、マグネットスイッチ32,マグネットスイッチ接
点33とからなる、これも周知のものである。
The starter 3 is a DC motor 3 having a permanent magnet field 31.
0, a magnet switch 32, and a magnet switch contact 33, which are also well known.

電圧比較回路4はコンパレータ40からなり、そのプラ
ス入力を直流電動機30のプラス側端子に、そしてマイ
ナス入力をバッテリ1のプラス側端子にそれぞれ接続
し、直流電動機30の端子電圧Vの方がバッテリ1の
電圧Vより大となったときだけハイレベルになる出力
Aを発生する働きをする。
Voltage comparator circuit 4 comprises a comparator 40, the positive input to the positive terminal of the DC motor 30 and respectively connected to the negative input to the positive terminal of the battery 1, towards the terminal voltage V M of the DC motor 30 is a battery, It serves to generate an output A that goes high only when it goes above a voltage V B of 1.

論理回路5はインバータ50とアンドゲート51からな
り、その一方の入力端には直流電動機30の端子電圧V
が、そして他方の入力端にはマグネットスイッチ32
の端子の電圧Vが供給され、電圧Vに対して電圧V
が所定値以下になったときハイレベルになる出力Bを
発生する働きをする。
The logic circuit 5 is composed of an inverter 50 and an AND gate 51, and one of its input terminals has a terminal voltage V of the DC motor 30.
M , and the magnet switch 32 at the other input end
Voltage V C is supplied to the terminal, the voltage V with respect to the voltage V M
It serves to generate an output B that goes high when C goes below a predetermined value.

ダイオード6,7は信号A,Bの入力に対してオア動作
を行い、信号A及びBのいずれか一方がハイレベルにな
ったときにはトランジスタ8のベースをハイレベルにす
る働きをする。
The diodes 6 and 7 perform an OR operation with respect to the inputs of the signals A and B, and serve to bring the base of the transistor 8 to the high level when either of the signals A and B goes to the high level.

トランジスタ8はイグニッションスイッチ2がIG位置
に操作されており、その状態にあるときにベースがハイ
レベルになると導通し、ブザー,表示ランプなどからな
る警報器9を動作させる働きをする。
The transistor 8 conducts when the ignition switch 2 is operated to the IG position and the base becomes a high level while in that state, and operates a warning device 9 including a buzzer, a display lamp and the like.

次に、この実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

まず、エンジンをスタートさせるときには、イグニショ
ンスイッチ2を操作し、OFF位置からIG位置に動か
したあと、さらにS位置まで操作すると、バッテリ1か
らマグネットスイッチ32に電流が流れ、図示してない
ギヤ噛合わせ機構が働き、ついで接点33が閉じられる
と直流電動機30が本来のトルクを発生してエンジンを
回転駆動する。
First, when the engine is started, the ignition switch 2 is operated to move it from the OFF position to the IG position, and then to the S position, a current flows from the battery 1 to the magnet switch 32, and a gear engagement (not shown) is performed. When the mechanism operates, and then the contact 33 is closed, the DC motor 30 generates the original torque and rotationally drives the engine.

そして、この状態に入ったあと、エンジンが掛かったら
(完爆したら)イグニッションスイッチ2を、S位置か
らIG位置に戻してやれば、マグネットスイッチ32に
対する回路がOFFされ、接点33が開いて電動機30
も停止する。
Then, after entering this state, if the engine is started (complete explosion), the ignition switch 2 is returned from the S position to the IG position, the circuit for the magnet switch 32 is turned off, the contact 33 is opened, and the electric motor 30 is opened.
Also stop.

なお、以上の動作は従来のスタータと同じである。The above operation is the same as that of the conventional starter.

次に、上記したスタータの動作の間における電圧比較回
路4と論理回路5の動作について説明する。
Next, the operation of the voltage comparison circuit 4 and the logic circuit 5 during the operation of the starter will be described.

まず、電圧比較回路4についてみると、電圧比較器40
の一入力に供給されているバッテリ1の電圧Vはほぼ
一定の電圧、例えば12〔V〕に保たれている。一方、
その+入力である電圧Vについてみると、この電圧V
はイグニッションスイッチ2がS位置に操作され、接
点33が閉じられたときに電圧Vとほぼ等しくなる。
また、接点33が開いているときには、V>Vとな
る。さらにイグニッションスイッチ2がIG位置に戻さ
れ、電動機30が停止したあとは電圧Vはゼロにな
り、勿論、V>Vの状態は変わらない。
First, looking at the voltage comparison circuit 4, the voltage comparator 40
The voltage V B of the battery 1 supplied to one input is maintained at a substantially constant voltage, for example, 12 [V]. on the other hand,
Looking at the voltage V M which is the + input, this voltage V M
M becomes almost equal to the voltage V B when the ignition switch 2 is operated to the S position and the contact 33 is closed.
When the contact 33 is open, V B > V M. Furthermore the ignition switch 2 is returned to the IG position, after the motor 30 is stopped and the voltage V M becomes zero, of course, the state of V B> V M does not change.

従って、正常にスタータ3が動作している限り、電圧比
較回路4の出力Aはローレベルのままに保たれ、警報器
9は動作しない。
Therefore, as long as the starter 3 operates normally, the output A of the voltage comparison circuit 4 is kept at the low level and the alarm device 9 does not operate.

しかして、いま、何らかの異常が発生し、エンジンが掛
かったあとでイグニッションスイッチ2をIG位置に戻
し、接点33が開いたにもかかわらず、電動機30とエ
ンジンとの間の動力伝達が切離されずに係合したままに
なっていたとすると、電動機30はエンジンによって逆
駆動され、過回転状態になる。
However, even if some abnormality occurs and the engine is started, the ignition switch 2 is returned to the IG position and the contact 33 is opened, but the power transmission between the electric motor 30 and the engine is not separated. , The electric motor 30 is reversely driven by the engine and becomes in the over-rotation state.

そうすると、この電動機30は永久磁石界磁31を備え
た、いわゆる永久磁石界磁型のものであるから、負のト
ルク状態になると直ちに発電機として動作し、その回転
速度が定格以上の過回転となると、その端子電圧V
バッテリ1の電圧Vよりも高くなり、V<Vとな
る。
Then, since this electric motor 30 is of a so-called permanent magnet field type including the permanent magnet field 31, it immediately operates as a generator when a negative torque state is reached, and its rotation speed exceeds the rated value. Then, the terminal voltage V M becomes higher than the voltage V B of the battery 1, and V B <V M.

そこで、この状態になると電圧比較回路4の出力Aはハ
イレベルとなり、これがダイオード6を介してトランジ
スタ8のベースに与えられるため、このトランジスタ8
はオンし、警報器9が動作して警報を与える。
Therefore, in this state, the output A of the voltage comparison circuit 4 becomes high level, and this is given to the base of the transistor 8 via the diode 6, so that the transistor 8
Is turned on, and the alarm device 9 operates to give an alarm.

従って、自動車の運転者など、イグニッションスイッチ
2を操作している者が、この警報器9の作動に応じてイ
グニッションスイッチ2をOFF位置に戻せばエンジン
が停止し、電動機30が異常な過回転状態になり、破壊
してしまうのを防止することができる。
Therefore, if a person operating the ignition switch 2, such as a driver of a car, returns the ignition switch 2 to the OFF position in response to the operation of the alarm device 9, the engine is stopped and the electric motor 30 is in an abnormal overspeed state. It is possible to prevent the destruction.

次に、論理回路5についてみると、この回路5は何らか
の異常、例えば熔着などにより、イグニッションスイッ
チ2をS位置からIG位置に戻したにもかかわらず接点
33が開かなかったときに出力Bをハイレベルにし、警
報を発するようにするためのもので、アンドゲート51
の下側の入力にはインバータ50を介して電圧Vが与
えられているため、イグニッションスイッチ2がS位置
にある限り電圧Vがバッテリ電圧Vと等しくなるの
で、出力Bはハイレベルになり得ない。一方、接点33
が閉じており、かつイグニッションスイッチ2がS位置
にないときだけアンドゲート51の両方の入力がハイレ
ベルになる、このときだけ出力Bがハイレベルになる。
Next, regarding the logic circuit 5, this circuit 5 outputs the output B when the contact 33 is not opened even though the ignition switch 2 is returned from the S position to the IG position due to some abnormality such as welding. It is for setting the high level and for issuing an alarm. And gate 51
Since the lower side of the input of which the voltage V C applied through inverter 50, since the ignition switch 2 is voltage V C is equal to the battery voltage V B as long as the S position, the output B is at a high level It cannot be. On the other hand, contact 33
Is closed and the ignition switch 2 is not in the S position, both inputs of the AND gate 51 become high level, and only then the output B becomes high level.

従って、本実施例によれば、スタータモータに遠心スイ
ッチ等の特別な過回転検出手段を設けることなく、簡単
な電子回路に付加だけで、電動機がオーバラン現象によ
り異常な過回転になったとしても、あるいはマグネット
スイッチの接点がアークにより溶着していたとしても、
適確に運転者に異常状態を警報することができるためス
タータ用の電動機の破損を未然に防止することができ
る。
Therefore, according to the present embodiment, even if the starter motor does not have a special over-rotation detecting means such as a centrifugal switch and is simply added to a simple electronic circuit, even if the electric motor is abnormally over-rotated due to an overrun phenomenon. , Or even if the contact of the magnet switch is welded by the arc,
Since it is possible to accurately alert the driver of the abnormal state, it is possible to prevent damage to the starter motor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、電動機が異常な過回転になったとき、
あるいは、マグネットスイッチの接点がオフ状態に復帰
しなかったときのいずれの場合にも適確に警報すること
ができ、かつ電動機の破損を未然に防止することができ
る始動電動機の保護装置を簡単な回路構成にて提供でき
る。
According to the present invention, when the electric motor is abnormally over-rotated,
Alternatively, a simple protective device for the starting motor that can give an appropriate alarm even when the contact of the magnet switch has not returned to the off state and can prevent damage to the motor in advance. It can be provided in a circuit configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図は本発明による始動電動機保護装置の一実施例を示す
回路図である。 1……電源用バッテリ、2……イグニッションスイッ
チ、3……スタータ、4……電圧比較回路、5……論理
回路、6,7……ダイオード、8……トランジスタ、9
……警報器、30……永久磁石界磁型直流電動機、31
……永久磁石界磁、32……マグネットスイッチ、33
……接点、40……電圧比較器、50……インバータ、
51……アンドゲート。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a starting motor protection device according to the present invention. 1 ... Battery for power supply, 2 ... Ignition switch, 3 ... Starter, 4 ... Voltage comparison circuit, 5 ... Logic circuit, 6,7 ... Diode, 8 ... Transistor, 9
…… Alarm, 30 …… Permanent magnet field type DC motor, 31
...... Permanent magnet field, 32 …… Magnet switch, 33
...... Contact, 40 ...... Voltage comparator, 50 …… Inverter,
51 …… And gate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】永久磁石界磁型始動電動機のオーバラン時
に発生する電圧に対応させて警報を発するようにした始
動電動機保護装置において、 該保護装置は、バッテリ端子電圧(VB)より前記電動機の
端子電圧(VM)が高くなったときに出力する電圧比較回路
と、前記電動機の端子電圧(VM)がマグネットスイッチの
ソレノイドコイルの給電側端子電圧(VC)より大きくなっ
たときに出力する論理回路と、前記電圧比較回路もしく
は論理回路のいずれかの出力があったときに警報器を作
動させるスイッチング用トランジスタとからなることを
特徴とした始動電動機の保護装置。
1. A starter motor protection device for issuing an alarm in response to a voltage generated when a permanent magnet field type starter motor overruns, wherein the protection device protects the motor from a battery terminal voltage (V B ). A voltage comparison circuit that outputs when the terminal voltage (V M ) becomes high, and an output when the terminal voltage (V M ) of the motor becomes higher than the terminal voltage (V C ) on the power supply side of the solenoid coil of the magnet switch. And a switching transistor that activates an alarm when an output from either the voltage comparison circuit or the logic circuit is output.
JP59017051A 1984-02-03 1984-02-03 Starting motor protection device Expired - Lifetime JPH0660617B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59017051A JPH0660617B2 (en) 1984-02-03 1984-02-03 Starting motor protection device

Applications Claiming Priority (1)

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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60162058A JPS60162058A (en) 1985-08-23
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ID=11933191

Family Applications (1)

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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56133967U (en) * 1980-03-11 1981-10-12
JPS6115257Y2 (en) * 1980-05-09 1986-05-12

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60162058A (en) 1985-08-23

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