JPS58170852A - 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】 本発明はエンジン始動装置に関し、特に小電力によって
始動するエンジン始動装置に関するものである。

自動車に於いては、エンジンを始動するための装置とし
てスターターモータが設けられており、キースイッチを
イグニッションモードからスターターモードに回動する
と、スターターモータに／々ツテリー出力が供給される
ようになっている。そして、このスターターモータは、
電源が供給されると、その内部に設けられているプルイ
ンコイルおよびホールディングコイルが励磁されてプラ
ンジャが吸引されるように構成されている。ここで、シ
ランジャが吸引されて移動すると、このシランジャに連
結されているスターターモータのピニオンギヤをエンジ
ンのフライフオイール部分に設けられているリングギヤ
にかみ合わせる。そして、ピニオンギヤがリングギヤに
十分かみ合う位置までプランジャが移動すると、メイン
スイッチが閉じられてスターターモータが回転し、この
回転力がピニオンギヤを介してリングギヤに伝達される
ために、エンジンのクランク軸が回転されて始動が行な
われることになる。

この場合、エンジンの始動時に於けるクランクキングに
は極めて大きな力が必要であり、これはエンジン容量の
増大に伴なって大きくなるとともに、ディーゼルエンジ
ンに於いては始動の困難性上圧縮比の増大とが合まって
極めて特に大きなものが必要となる。この結果、現在一
般に用いられている自動車に於いては、スターターモー
タに大電流を流すことによって大きな回転力を発生させ
、この回転力をピニオンギヤとリングギヤとの関係に於
いて減速することにより回転力を更に高めることによっ
てエンジンのクランク軸を回転させている。

しかしながら、エンジンの始動に際してスターターモー
タに大電流を供給すると、この電流の供給源となってい
るバッテリーにその都度大きなストレスが加わることに
なり、これに伴なってノ々ツテリ−の寿命は極めて短い
ものとなってしまう、また、始動時にスターターモータ
が大電流を消費することから、多少古くなったバッテリ
ーを用いている場合あるいは冬期等のようにバッテリー
の出力各音が少ない場合には、大電流の消費に伴なって
出力電圧が大きく低下してしまい、これに伴なって点火
回路に供給されるバッテリー電圧が定格電圧以下となっ
てエンジンの始動が困難または不能となってしまう問題
を有している。

従って、本発明による目的は、少ない電力消費で容易に
エンジンの始動が行なえるエンジン始動装置を提供する
ものである。

このような目的を達成するために本発明は、小型のスタ
ーターモータを用いて小型のサブエンジンを始動し、こ
のサブエンジンの始動が完了したならばこのサブエンジ
ンの回転を減速機構を介してメインエンジンに伝達する
ことによりクランキングを行なって始動を行なわせるも
のである。以下、図面を用いて本発明によるエンジン始
動装置を詳細に説明する。

第１図は本発明によるエンジン始動装置の一実施例を示
す回路図である。同図に於いて１はメインエンジンであ
って、そのクランクｓ２にはリングギヤ３が装着されて
いる。４は極めて小型のサブエンジンであって、その出
力軸５はメインエンジン１のクランク軸２に対して平行
となるように設けられている。そして、この出力軸５の
一部には内部に電磁クラッチを有するとともに、その外
周に設けられているギヤがり／グギャ３とかみ合う電磁
クラッチギヤ６が装着されている。また、このサブエン
ジン４に設けられている出力軸５の先端部分には、比較
的大径のギヤ７が装着されている。更に、このサブエン
ジン４の一部には、出力軸の回転を検出して、その単位
回転角毎に回転パルスＡを発生する回転ノぞルス発生部
８が設けられている。９は小型のスターターモータであ
って、電源を供給すると前述した従来のスターターモー
タと同様に、その出力軸が前方に突出してこの出力軸の
先端部に設けられているピニオンギヤ１０がギヤ７にか
み合った後に内部のメインスイッチが閉じられて正規の
回転が行なわれる。１１は周波数・電圧変換部であって
、回転ノぐルス発生部８から発生される回転パルス人の
周波数に対応してサブエンジン４０回転数を示すアナロ
グ電圧値の回転数信号Ｂを発生する。１２は周波数置電
圧変換部１１から発生される回転数信号Ｂを入力として
、サブエンジン４のスロットル開度を制御することによ
りサブエンジン４の回転数を一定値に制御するスロット
ル制御部、１３はキースイッチであって、キーを差し込
んで回動することにより、ノ々ツテリー１４の正極に接
続された逆り字状の可動片１５が回動して固定端子１６
１〜１６ｄからオフ、アクセサリ−モー４．イグニッシ
ョンモードおよびスターターモードの出力が発生される
。１７＃′ｉ、周波数・電圧変換部１１から発生される
回転数信号Ｂが可変抵抗器１８によって設定された第１
基準値Ｖｒｌを越えた時にサブエンジン４の始動が完了
した事を判別する始動完了信号Ｃを発生するサブエンジ
ン始動判別部、１９はスイッチ回路であって、通電時は
閉となってキースイッチ１３の固定端１６ｄから発生さ
れる出力信号をスターターモータ９およびサブエンジン
４の図示しない点火回路に供給しており、サブエンジン
始動判別部１７から始動完了信号Ｃが発生されると開と
なる。２０はクラッチ制御部であって、回転数信号Ｂが
可変抵抗器２１．２２によって設定される第２．第３基
準電圧Ｖｒ２〜Ｖｒ３の範囲に含まれる場合のみクラッ
チ駆動信号りを発生する。２３はクラッチ制御部２０か
ら発生されるクラッチ駆動信号りによって閉となること
により、キースイッチ１３の固定端１６ｄからの出力信
号を電磁クラッチギヤ６に供給するスイッチ回路である
。

このように構成されだエンジノ始動装置に於いて、キー
スイッチ１３にキーを挿入して右方向に１段回動すると
、可動片１５と出力端１６ｈが接続されてアクセサリ−
モーＰとなり、これに伴なってこの出力端１６ｂに接続
されているカーステレオ等のアクセサリ−にバッテリー
１４の出力が電源として供給される。

次に、キースイッチ１３を更に右方向に一段回動すると
、逆り字状をなした可動片１５は固定端１６ｂ、１６ｃ
の両方に接続されることになり、これに伴なってメイン
エンジン１０図示しない点火回路にも電源が供給される
。

次に、キースイッチ１３を更に右方向に回動して保持す
ると、可動片１５は固定端１６Ｃ。

１６ｄに接続されるために、固定端１６ｄから第２図（
、）に示すようにノ々ツテリ−１４の出力が発生されて
サブエンタフ４０図示しない点火回路に供給される。そ
して、このキースイッチ１３の固定端１６ｄから発生さ
れる電源出力は、閉状態にあるスイッチ回路１９を介し
て第２図（ｂ）に示すように出力されてスターターモー
タ９に電源として供給される。そして、スターターモー
タ９は、第２図（ｂ）に示すように時点を真に於いて電
源が供給されると、ゆるやかに回りながらピニオンギヤ
１０が押し出されてギヤ７とかみ合う。そして、このピ
ニオンギヤ１０とギヤ７が完全にかみ合う位置まで押し
出されると、内部に設けられている図示しないメインス
イッチが閉となってドライブ状態となる。このようにし
てスターターモータ９が回転すると、その回転力はピニ
オンギヤ１０．ギヤ７を介してサブエンジン４の出力軸
５を回転きせる。この場合、サブエンジン４の図示しな
い点火回路には、スターターモータ９への電源供給と四
時に時点ｔ１に於いて電源が供給されているために、出
力軸５０回転に伴なって始動が行なわれる。つまり、サ
ブエンジン４には、出力軸５の回転を検出して単位回転
角毎に回転／ぞルスＡを発生する回転パルス発生部８が
設けられており、周波数・電圧変換部１１はこの回転パ
ルスの周波数を電圧値に変換することによって回転数信
号Ｂを発生している。そして、スロットル制御部１２は
、この回転数信号Ｂを入力することによってサブエンジ
ン４の回転状態を判別してスロットル制御を行なうこと
により、始動時の容易性および始動後に於ける回転の一
定化を計っている０例えば、サブエンジン４がスタータ
ーモータ９によって回転されると、回転数信号Ｂは第２
図（Ｃ）に時点ｔ！以後に於いて示すように徐々に上昇
して始動される。この場合、サブエンジン始動判別部１
７は、回転数信号Ｂ七可変抵抗器１８によって設定され
た第１基準値Ｖｒ１とを比較している。そして、回転数
信号Ｂがサブエンジン４の始動完了回転数に対応した第
１基準値Ｖｒｌを越えると、サブエンジン始動判別回路
１７から始動完了信号０が発生される。このようにして
、始動完了信号０が発生されると、スイッチ回路２３は
開となって第２図（ｂ）に時点ｔ２で示すようにスター
ターモータ９に対する電源供給が断となる。スターター
モータ９は、電源の供給が断たれると、その回転を停止
するとともに内部に設けられているリターンスプリング
によってピニオンギヤ１０を後退させてギヤ７とのかみ
合い外ス、従って、サブエンジン４はフリーの状態とな
シ、スロットル制御部１２０制御下に於いて、その回転
を定常回転となるように史に上昇させる。そして、クラ
ッチ制御部２０は１回転数倍号Ｂが可変抵抗器２１によ
って設定した安定回転レベルを示す第２基準値Ｖｒｌを
越えたことを検出すると、クラッチ駆動信号りを発生し
てスイッチ回路２３を閉じる。スイッチ２３が閉じられ
ると、第２図（ｄ）に時点ｔ３で示すように電磁クラッ
チギヤ６に電源が供給されるために、サブエンジン４の
出力＠５が電磁クラッチギヤ６を介してリングギヤ３に
連結される。この結果、メインエンジン１のクランク軸
２轢サブエンジン４の出力によって回転されることにな
り、その回転数は第２図（ｅ）に示すように上昇してク
ランキング状態となる、そして、クランク軸２が回され
てメインエンジン１が始動するとその回転は第２図（ｃ
）に時点ｔ４以後で示すように急上昇して安定回転状態
に移行する。この場合、メインエンジン１の出力はサブ
エンジン４に比較して十分に大きなものであるために、
メインエンジン１が、始動するとその出力によってサブ
エンジン４が逆に回転されることになる。

そして、サブエンジン４の出力軸５は小径の電磁クラッ
チギヤ６を介して大径のり／グギャ３に係合している関
係上、メインエンジン１の始動後に於いてはこのメイン
エンジン１によって強制的にサブエンジン４が高速回転
されるために、回転数信号Ｂも第２図（Ｃ）に時点ｔ４
以後で示すように急上昇する。一方、クラッチ制御部１
２はメインエンジン１の始動完了を回転数信号Ｂのレベ
ルによって判別しており、回転数信号Ｂのレベルが可変
抵抗器２２によって設定される第３基準値Ｖｒ３を第２
図（Ｃ）に時点ｔｓに於いて越えると、クラッチ駆動信
号りを第２図（ｄ）に示すように断とする。クラッチ駆
動信号りが断になると、スイッチ回路２３が開かれるた
めに電磁クラッチギヤ６に対する電源供給が断たれる。

この結果、電磁クラッチギヤ６は再びフリーの状態とな
ってメインエン・ジン１とサブエンジン２の結合を解く
。よってサブエンジン４は再びフリーの状態となり、ス
ロットル制御部１２による制御下に於いて定格回転を続
ける。そして、運転者がメインエンジン１の始動完了に
よりキースイッチ１３の右回動力を解くと、キースイッ
チ１３はスターターモードに於いてはノンロック構造と
なっているために、可動片１５は自動的にイグニッショ
ンモーｒに復旧して固定端１６ｂ、１６Ｃのみから電源
を出力する。従って、このキースイッチ１３の右回動保
持を解いた時点ｔ６後に於いては、サブエンジン４の点
火回路に対する電源供給が断となるために、サブエンジ
ン４はこの時点ｔ６以後に於いて点火が断たれて回転が
停止される。

従って、このように構成された装置に於いては、スター
ターモータ９はメインエンジン１に対して極めて小さな
サブエンジン４を始動させるものであるために極めて小
さなもので良く、従ってその消費電流も極めて少ないも
のとなるためにバッテリー１４に対する負担も極めて軽
いものとなる。そして、メインエンジン１はサブエンジ
ン４によって起動される関係上、メインエンジン１の始
動開始時にはバッテリー１４の出力を消費するスタータ
ーモータ９が不動作となっている友めに、メインエンジ
ンｌはバッテリー１４０出力を専有することになる。こ
の結果、始動開始時に従来のように点火回路に供給され
る電源レベルが低下する問題が生じなくなり、これに伴
なって良好な火花発生が行なわれるためにメインエンジ
ン１の始動が更に容易になる。

なお、上記実施例に於いては、スターターモータ９とサ
ブエンジン４の連結をピニオンギヤ１０の移動によって
行なったが、本発明はこれに限定されるものではなく、
サブエンジンの起動時にスターターモータを切り離すも
のであれば良く、例えばメカ的な一方向クラッチを介在
させても良い。また、サブエンジンとメインエンジンの
連結には電磁クラッチを用いたが、回転状態に於いてス
ムースな連結および切り離しが行なえるものであればい
かなるものであっても良い。

以上説明したように、本発明によるエンジン始動装置は
、小型のスターターモータを用いて小型のサブエンジン
を始動し、この始動が完了した小型サブエンジンを用い
てメインエンジンの始動を行なうものである。従って、
エンジンの始動に要するノ々ツテリー出力は従来に比較
して極めて少ないものとなシ、これに伴なってノ々ツテ
リーの寿命が長くなるとともに、バッテリー出力が低下
した場合あるいは冬期に於いても容易にかつ確実な始動
が行なえる。また、本発明に於いては、メインエンジン
の始動はサブエンジンの出力によって行なわれるもので
あるために、メインエンジンの始動時にノ々ツテリー出
力がスターターモータに大量に流れて電圧が低下するこ
とによる点火電圧の低下が防止されて始動が容易になる
等の種々優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエンジン始動装置の一実施例を示
す回路図、第２図（、）〜（ｅ）は第１図に示す回路の
各部動作波形図である。 １・・・メインエンジン、２・−・クランク＠、３−・
“リングギヤ、４−サブエンジン、５・・・出力軸、６
−電磁り２ツチギャ、７・−ギヤ、８−・回転ノぞルス
発生部、９−・・スターターモータ、１０・・・ピニオ
ンギヤ、１１・・・周波数・電圧変換部、１２・・・ス
ロットル制御部、１３・−キースイッチ、１４・・・ノ
々ツテリー、１５・−・可動片、１６ａ〜１６ｄ・・・
固定端子、１７・・・サブエンジン始動判別部、１８．
２１，２２・・・可変抵抗器、１９．２３・・・スイッ
チ回路、２０・−クラッチ制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　キースイッチのイグニッションモードセット
   時にバッテリー出力によって駆動される小型のスタータ
   ーモータと、このスターターモータによって起動される
   小型のサブエンジンと、このサブエンジンの起動完了時
   にサブエンジンをメインエンジンに連結してメインエン
   ジンのクランク軸を回転させることにより始動を行ない
   、メインエンジンの始動が完了したならば連結を解くク
   ラッチ部とを備えたエンジン始動装置。
2. （２）　　キースイッチのイグニッションモードセット
   時にバッテリー出力によって駆動される小型のスタータ
   崎−夕と、このスターターモータによって起動される小
   型のサブエンジンと、このサブエンジンの出力軸とメイ
   ンエンジンのクランク軸を減速機構を介して連Ｍ＆よび
   開放を行なう電磁クラッチと、前記サブエンジンの回転
   数に対応した電圧値の回転数信号を発生する手段と、こ
   の回転数信号が第１基準値に達したことを検出してサブ
   エンジンの始動完了を検出して前記スターターモータへ
   の電力供給を遮断するサブエンジン始動判別部と、前記
   回転数信号が前記第１基準値よりも高い第２基準値に達
   した事を検出することによってサブエンジンの回転が安
   定した事を判別して前記電磁クラッチを励磁するととも
   に、前記回転数信号が第２基準値より高い第３基準値に
   達した事を検出してメインエンジンの始動完了を検出し
   て前記電磁クラッチの励磁を解くクラッチ制御部とを備
   えたことを特徴とするエンジン始動装置。