JPS62233474A - エンジン・スタ−タ制御装置 - 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、エンジン・スタータ制御装置、特にエンジン
・スタータの回転を検出し、該検出信号にもとづいてエ
ンジン・スタータの制御を行うようにするエンジン・ス
タータ制御装置において。

上記エンジン・スタータの回転体に磁石を固着せしめる
と共に上記エンジン・スタータの静止体に上記磁石に対
向させてホール素子をもうけ、該ホール素子の出力にも
とづいて上記エンジン・スタータを制御するようにした
エンジン・スタータ制御装置に関するものである。

（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）一般に
、エンジン起動に際しては、エンジン起動用のキイ・ス
イッチを閉路することにより１例えばスクータ側にある
ピニオン・ギヤが飛出して該ビニオン・ギヤとエンジン
側にあるリング・ギヤとが噛合すると共にスタータを起
動せしめる。

即ち、該スタータの回転力が上記エンジンに伝達されて
エンジンが駆動される。そして、エンジンが自刃でもっ
て正常に回転を開始したとき、上記スタークに対する電
源供給が停止されて上記ピニオン・ギヤとリング・ギヤ
との噛合が解除される。

こののち、上記スタータは惰性回転を経°ζやがて完全
に停止する。即ち、上記キイ・スイッチが開路されたの
ちも、上記スタータは所定の時間惰性回転を続ける。エ
ンジンが正しく起動されなかった場合などで、スタータ
の惰性回転中にキイ・スイッチを投入して上記ピニオン
・ギヤとリング・ギヤとの噛合を行うと、上記ピニオン
・ギヤやリング・ギヤが破損する危険性があるため、何
等かの原因により上記エンジンの起動に失敗して再び上
記キイ・スイッチの閉路を行った場合でも、上記スター
タの惰性回転中には、スタータが起動しないようにして
スタータの飛込みを防止する必要性がある。

上記惰性回転中におけるスタータの飛込み防止を図る手
段として、第５図図示の如き手段が知られている。第５
図図示従来例は、惰性回転中のスタータ・モータの逆起
電圧にもとづいてスタータに対する給電を阻止するもの
である。なお１図中の符号５１は図示省略したエンジン
を起動するためのエンジン・ギヤ、５２はスタータであ
って。

スタータ・モータ５２−１．該スタータ・モータ５２−
１によって駆動されるピニオン・ギヤ５２−２．該ピニ
オン・ギヤ５２−２を突出させて上記エンジン・ギヤ５
１と噛合させるためのピニオン・シフトレバ−５２−３
により構成されているもの、５３はエンゲージ・スイッ
チ部であって、プル・コイル５３−１．保持コイル５３
−２．可動鉄心５３−３．スタータ・スイッチ５３−４
により構成されているもの、５４はキイ・スイッチ、５
５は電源用電池、５６は制御回路部であって、基準電圧
用電池５６−１．　　ｌ−ランジスタ５６−２上記プル
・コイル５３−１を介して伝達される上記スタータ・モ
ータ５２−１の端子電圧と上記基準電圧用電池５６−１
によって供給される基準電圧とを比較して上記トランジ
スタ５６−２を制御する比較器５６−３゜電源スイッチ
５６−４、抵抗５６−５によって構成されているものを
表している。

第５図において、上記スタータ５２の惰性回転中におい
ては上記スターク・モータ５２−１に逆起電圧が発生し
ており、上記基準電圧用電池５６−１により比較器５６
−３に供給される基準電圧は上記スタータ・モータ５２
−１の逆起電圧よりも低い値に設定されている。従って
、上記スタータ５２の惰性回転中においては、上記トラ
ンジスタ５６−２にベース電圧が供給されないため、キ
イ・スイッチ５４を閉路しても電源スイッチ５６−４が
オンすることはない。

即ち、スタータ５２の惰性回転中においては、スタータ
５２が起動して上記ピニオン・ギヤ５２−２が突出する
ことが防止される。しかしながら、第５図図示従来例は
、惰性回転中におけるスタータの飛込み防止を上記スタ
ータ・モータの逆起電圧にもとづいて行うものであるた
めに、充分な精度を得ることが困難であるという非所望
な問題があった。

従って、上記問題点を解決するために、スクータの内部
に該スタータの回転数を検出すべ（コアートに検出：／
！５線を巻回した磁気ビック・アップをもうけ、該磁気
ビック・アップの検出信号にもとづいて上記スタータの
惰性回転中における飛込み防止を図るようにする手段が
提案されているが、該提案の磁気ビック・アップを用い
る手段は１回転検出装置が大型となるばかりでなく、高
価になるという欠点がある。

（問題点を解決す、るための手段） 本発明は、上記の如き問題点を解決することを目的とし
ており、そのため本発明のエンジン・スタータ制御装置
は、エンジン・スタータの回転を検出する回転検出手段
と、該回転検出手段の検出信号にもとづいてエンジン・
スタータを制御する制御手段とをそなえたエンジン・ス
タータ制御装置において、上記回転検出手段として、上
記エンジン・スタータの回転体に固着せしめられた磁石
をそなえると共に、該磁石に対向するエンジン・スター
タの静止位置に固定されたホール素子をそなえ、該ホー
ル素子の出力にもとづいてエンジン・スタータを制御す
るように構成されていることを特徴としている。以下２
図面を参照しつつ説明する。

（実施例） 第１図は本発明に係る回転検出手段の一実施例説明図で
あり、第１図（Ａ）は要部構成図、第１図（Ｂ）は第１
図（Ａ）図示矢印Ａ−Ａにおけるプラスチック磁石の正
面図、第２図（Ａ）ないしくＣ）は本発明に係る回転検
出手段の他の一実施例説明図、第３図は本発明に係る制
御回路部の一実施例であり、第３図（Ａ）はブロック図
、第３図（Ｂ）および（Ｃ）は第３図（Ａ）図示実施例
の動作を説明するためのタイム・チャート図、第４図は
本発明に係る制御回路部の他の一実施例説明図であり、
第４図（Ａ）は基準電圧発生回路の一実施例構成図、第
４図（Ｂ）は第４図（Ａ）図示実施例における基準電圧
特性図を示している。

本発明におけるエンジン・スタータの回転検出手段は、
エンジン・スタータの回転体（例えば。

回転軸、減速ギヤ、クラッチ等）に固着せしめて該エン
ジン・スタータの回転に対応して回動するプラスチック
磁石と、該プラスチック磁石の回動による磁界の変化を
検出するホール素子とを組合わせて構成されている。以
下、第１図および第２図に関連して具体的に説明する。

第１図図示実施例において２図中の符号ｌはプラスチッ
ク磁石、２はホール素子、３はスタータ・ケーシング、
４は回転子、５は回転子軸、６はピニオン・ギヤ、７は
減速軸、７′は減速部、８は減速ギヤを表している。

第１図（Ａ）において、スタータ・モータの回転子４の
回転軸である回転子軸５の端部にはピニオン・ギヤ６が
もうけられている。そして、上記スタータ・モータの回
転を伝達する減速軸７は。

その一端に、いわば椀状に形成されかつ内周面に上記ピ
ニオン・ギヤ６と噛合している減速ギヤ８がもうけられ
た減速部７′をそなえてなると共に。

図示省略した右端には本願明細書冒頭に説明した第５図
図示ピニオン・ギヤ５２−２をそなえている。

即ち１本発明が通用される第１図（Ａ）図示エンジン・
スタータは、スタータ・モータの回転子４の回転が減速
軸７を介して上記ピニオン・ギヤ５２−２に伝達される
ように構成されており１図示省略したその他の機構即ち
第５図図示スタータ５２およびエンゲージ・スイッチ部
５３などは、第５図図示従来例と同様であると考えて良
い。

第１図図示実施例において１本発明に係る回転検出手段
を構成するプラスチック磁石ｌは、第１図（Ｂ）に図示
されている如く、Ｓ極とＮ極とが交互に配設された円板
状のプラスチック磁石であって、上記減速部７′に固着
されている。即ち、上記プラスチック磁石ｌは上記スタ
ータ・モータの回転数に対応する回転数でもって回転す
る。また。

上記プラスチック磁石１と対向する静止位置に所定の間
隔を隔ててホール素子２が固定されている。

従って、該ホール素子２からは、上記回転子４の回転数
理らスタータ・モータの回転数に対応しかつ上記プラス
チック磁石ｌの磁極数に対応する周波数の出力が得られ
る。そして、当該ホール素子２の出力にもとづいて、第
３図または第４図に関連して後述する制御を行うことに
よって、エンジン・スタータの制御を精度良く行うこと
が可能となる。また、上記プラスチック磁石１は、薄い
円板形状であると共に安価であり、ホール素子２も小型
であるため２本発明に係る回転検出手段は。

安価でしかも小型となる。

次に、第２図図示実施例について説明する。なお、第２
図（Ａ）は要部構成図、第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）図
示矢印Ａ−Ａにおけるプラスチック磁石の正面図、第２
図（Ｃ）は側面図を示している。そして１図中の符号１
′はプラスチック磁石。

その他の符号は第１図に対応している。

第２図図示実施例は、プラスチック磁石１′の形状およ
び設置位置が前述した第１図図示実施例と異なっている
ものであるが、効果については第１図図示実施例と同等
である。即ち、第２図図示実施例においては、第２図（
Ｂ）および（Ｃ）に図示されている如く、Ｓ極とＮ極と
が交互に配設されてなる円板状のプラスチック磁石１′
が、減速部７′の外周面上に固着されていると共に、該
プラスチック磁石１′と対向する静止位置にホール素子
２が固定されている。

以」二２本発明に係る回転検出手段について説明したが
１次に上記ホール素子２の出力にもとづいて行われるス
タータの制御態様を第３図および第４図に関連して説明
する。

第３図（Ａ）において２図中の符号２は前述したホール
素子（ＨＩＣ）、９はボール素子２の出力周波数を電圧
に変換するＦ／Ｖコンバータ、ｌＯは比較器、１１は基
準電圧用電池、１２ないし１４は１氏抗、１５および１
６はコンデンサ、１７および１８は微分整形器、１９は
ダイオード、２０は波形整形回路であって、ホール素子
２の出力周波数に対応する周期を有するパルス信号を出
力するもの、２１はフリップ・フロップ、２２はオア回
路を表している。なお１図中、■はスタータ起動用のキ
イ・スイッチによる入力信号（以下、キイ信号と呼ぶ）
、上記比較器１００出力■はスタータ自動停止信号であ
って上記Ｆ／Ｖコンバータ９の出力電圧が上記基準電圧
用電池１１によって供給されている基阜電圧よりも大で
ある場合にｒＨ」レー・ルとなるもの、上記オア回路２
２の出力■ば惰性回転検出信号であって上記キイ信号■
の入力時にスタータが惰性回転中である場合には実質上
「１１」レベルとなるものを表している。そして。

上記キイ信号■入力時に、上記スタータ自動停止信号■
および惰性回転検出信号■の何れもｒＬＪレベルである
場合にのみスタータに対する給電が行われる。以下、第
３図（Ｂ）および（Ｃ）を参照しつつ第３図（Ａ）図示
実施例におけるスタータ停止時＋１）およびスタータ惰
性回転中（２）の動作を説明する。なお、第３図（Ｂ）
は上記スタータ停止時（１）における動作を説明するた
めのタイム・チャート図、第３図（Ｃ）はスタータ惰性
回転中における動作を説明するためのタイム・チャート
図を示している。

（１）スタータ停止時からの起動。

（イ）　スタータ停止時においては、ホール素子２の出
力は「０」であるため、上記比較器１０の出力であるス
タータ自動停止信号■はｒＬＪレヘレベある。

（ロ）　スタータを起動するためのキイ・スイッチ（図
示省略）を投入することによりキイ信号■が入力される
と、抵抗１３゜コンデンサ１５および微分整形器１７に
より構成されているリセット回路から出力されるリセッ
ト信号（第３図（Ｂ）図示■）によってフリップ・フロ
ップ２１がリセットされて、該フリップ・フロン７’２
１　のｑ出力Ｃ第３図（Ｂ）　図示ｏ）はｒＬＪレベル
となる。その時点Ｔ０において、微分整形器１８を介し
て出力されるオア回路２２の入力が、抵抗１４およびコ
ンデンサ１６によって定まる時間（例えば０．１秒）ｒ
ＨＪレベルとなるため、上記オア回路２２の出力即ち上
記フリップ・フロップ２１のＤ入力（第３図（Ｂ）図示
■）はｒ　ＨＪレベルとなる。

また、この時点Ｔ。においてはスタータは停止している
ため、波形整形回路２０を介して出力されるスタータの
回転数に対応するパルス信号（第３図（Ｂ）図示■）は
送られてきていない。従って、この時点Ｔ０において、
上記スタータ自動停止信号■はｒＬＪであるが、上記オ
ア回路２２の出力である惰性回転検出信号■がｒＨＪレ
ベルであるため、スタータに対する給電は阻止されて該
スタータは起動しない。そして、この状態は上記抵抗１
４およびコンデンサ１６によって定まる時間Ｔｓ（例え
ば０．１秒）が経過した時点Ｔ、まで保持される。即し
２図示省略したキイ・スイッチが投入された時点Ｔ０か
ら例えば０．１秒経過した時点Ｔ。

に至るまで上記スタータは起動されない。

（ハ）　上記時点Ｔ、において上記微分整形器１８の出
力は「Ｌ」レベルに反転し、このとき上記フリップ・フ
ロップ２１のＱ出力もｒＬＪレベルであるため、オア回
路２２の出力即ち惰性回転検出信号■はｒＬＪレベルと
なる。即ち、上記時点Ｔ１において、上記スタータ自動
停止信号■および惰性回転検出信号■の双方共「Ｌ」レ
ベルとなるため、上記スタータに対する給電阻止が解除
されてスタータの起動が開始される。その後、スタータ
の回転数に対応する周期でもって、第３図（Ｂ）図示■
の如きパルス信号が波形整形回路２０からフリップ・フ
ロップ２１のＣＫ端子に入力されるが、上記オア回路２
２の出力はｒＬＪレベルを保持し続ける。従って、上記
スタータの回転数が所定の回転数に達して、上記スター
タ自動停止信号■がｒ　ｌ−Ｉ　Ｊレベルに反転するま
で、スタータに対する給電は継続される。

（ニ）　上記時点Ｔ１におけるスタータの起動開始後、
スタータの回転数の上昇に対応して上記Ｆ／Ｖコンバー
タ９の出力電圧が上昇して上記基準電圧用電池１１によ
って比較器１０に供給されている基準電圧を超えた時点
において、比較２Ｓ１０の出力即ちスタータ自動停止信
号■はｒＨＪレベルに反転する。従って、この時点にお
いてスタータに対する給電は停止されると共に５本願明
細書冒頭に説明したように、第５図図示スタータ５２の
ピニオン・ギヤ５２−２とエンジンのリング・ギヤ５１
との噛合が解除される。そして、スタータは所定の時間
惰性回転したのち完全に停止する。

なお、上記Ｆ／Ｖコンバータ９の出力電圧はスタータの
回転数（正確に言えば第１図、第２図図示実施例におけ
る減速軸７の回転数）に対応している。従って。

エンジンを正しく自刃回転せしめるための上記スタータ
の回転数が例えば５０００ｒ。

ｐ、ｍだとすると、上記基準電圧用電池１１より供給さ
れる基準電圧値を上記スタータの回転数が５０００ｒ、
ｐ、ｍのときの上記Ｆ／Ｖコンバータ９の出力電圧値と
同じにしておけば良い。

（２）スタータ惰性回転中の誤起動。

上記（１１−（ニ）項において説明したスタータに対す
る給電停止時に、何等かの理由によってエンジンの自刃
回転に失敗していて。

スタータの惰性回転中にスタータ起動用のキイ・スイッ
チの再投入が行われた場合の動作を説明する。

（ホ）　スタータの惰性回転中においては、該惰性回転
の回転数に対応する周期でもって、第３図（Ｃ）図示■
の如きパルス信号が波形整形回路２０からフリップ・フ
ロップ２１のＣＫ　端子に入力されている。

（へ）　　この状態のもとで、スタータを起動するため
のキイ・スイッチ（図示省略）が投入されてキイ信号■
が人力されると。

上記（１１−（ロ）項において説明したように、フリッ
プ・フロップ２１がリセツトされてＱ出力（第３図（Ｃ
）図示◎）は「■、」レベルとなる。その時点Ｔ０にお
いて、微分整形器１８の出力はｒＨＪレベルとなるため
、オア回路２２の出力即ち惰性回転検出信号■および上
記フリップ・フロップ２１のＤ入力（第３図（Ｃ）図示
■）はｒＨＪレベルとなる。

（ト）　　一方、上記フリップ・フロップ２１のＧＫ端
子に入力されるパルス信号（第３図（Ｃ）図示■）の周
！ＩＩＩＴが少なくとも上記抵抗１４およびコンデンサ
１６によって定まる時間Ｔ、（例えば０．１秒）よりも
小であるとすれば、上記フリップ・フロップ２１のＤ入
力がｒＨＪレベルの状態のもとて上記ＣＫ端子には次の
パルス信号が人力されることになる。従って。

該パルス信号が入力された時点Ｔ、において、上記フリ
ップ・フロップ２１のＱ出力（第３図（Ｃ）図示◎）は
四■」レベルに反転すると共に、オア回路２２の出力即
ち惰性回転検出信号■および上記フリップ・フロップ２
１のＤ入力はｒＨ」レベルとなる。

（チ）　上記時点Ｔ２以後において、上記フリップ・フ
リップ２１がリセットされない限り、上記オア回路２２
の出力、即ち惰性回転検出信号■はｒＨＪレヘレベ維持
する。

以上説明した如く、スタータ起動用のキイ・スイッチが
投入された時点Ｔ。においで５スタータが惰性回転中で
ありかつ上記波形整形回路２０から出力されるパルス信
号（第３図（Ｃ）図示の）の周期Ｔが上記抵抗１４およ
びコンデンサ１６によって定まる時間Ｔ、より小である
場合には、スタータに対する給電は阻止される。なお、
スタータに対する給電阻止の条件となるスタータの回転
数を具体例を挙げて次に説明しておく。

例えば、第１図図示実施例の如き検出手段によって回転
検出が行われた場合、プラスチック磁石１の磁極数が第
１図（Ｂ）に図示されているように１０個であるため、
ホール素子２．波形整形回路２０を介して上記フリップ
・フロップ２１のＣＫ端子に入力されるパルス信号（第
３図（Ｃ）図示の）は上記スタータ（第１図（Ａ）図示
減速軸？）１回転当たり・２０パルスとなる。そして、
上記抵抗１４およびコンデンサ１６によって定まる時間
Ｔ、が０．１秒に設定されているものとすると。

上記スタータの惰性回転数が３０　ｒ、ｐ、ｍ以上であ
る場合、スタータ起動用のキイ・スイッチが投入されて
も、スタータに対する給電が行われることはない。

以上、第３図（Ａ）図示実施例の動作について説明した
が、第３図（Ａ）図示実施例における比較器１０に供給
される基準電圧は一定であるため。

上記（１１−（ニ）項において説明したスタータに対す
る給電停止の条件となるスタークの回転数も上記基準電
圧に対応して一定に定められる。しかしながら、エンジ
ンが自刃回転を行うための回転数は外気温度によって差
異がある。従って、外気温度に対応させて上記スタータ
に対する給電停止の条件となるスタータの回転数を制御
することが望まれる。

第４図（Ａ）図示実施例は、上記要望を解決するために
、第３図（Ａ）図示実施例における基準電圧用電池１１
に代えて設置される基準電圧発生回路の一実施例構成図
である。図中の符号２３は端子であって第３図（Ａ）図
示実施例における比較器１０の（−）端子に接続される
もの、２４はサーミスタ、２５はダイオード、２６は電
池、２７ないし２９は夫々抵抗を表している。以下、第
４図（Ｂ）図示基準電圧特性図を参照しつつ第４図（Ａ
）図示実施例の動作を説明する。なお、第４図（Ｂ）に
おいて、縦軸は上記端子２３の電圧（Ｖｔ）、横軸は外
気温度（°Ｃ）を表している。

第４図（Ａ）において、電池２６の発生電圧（以下電池
電圧と呼ぶ）を■、とすると、端子２３の端子電圧■１
が■、より高い範囲においては。

該端子電圧■、は、抵抗２７に供給されている基準電圧
Ｖｃｃに対する抵抗２８とサーミスタ２４および１氏抗
２９との並列抵抗値と、上記抵抗２７の抵抗値との分圧
比によって決められる。しかしながら、外気温度が低く
なって（例えば−３０℃以上）上記サーミスタ２４の抵
抗値が抵抗２８の抵抗値に対して極めて大となると、上
記端子電圧■１は、抵抗２７と抵抗２８との分圧比によ
って決まると考えて良い。従って２例えば外気温度が一
３０℃の場合におけるエンジンの自刃起動可能回転数を
６００Ｏｒ、ｐ、ｍまた外気温度が３０℃の場合におけ
るエンジンの自刃起動可能回転数を４００Ｏｒ、ｐ、ｍ
とすると、上記抵抗２７と抵抗２８との分圧比によって
決まる電圧Ｖ１１が前述したスタータの回転数が６００
Ｏｒ、　ｐ、ｍのときの第３図（Ａ）図示Ｆ／Ｖコンバ
ータ９の出力電圧に対応しかつ上記電池電圧■Ｌが上記
スタータの回転数が４０００ｒ、ｐ、ｍのときの上記Ｆ
／’Ｊコンバータ９の出力電圧に対応するように、上記
電圧ＶＬ＋　サーミスタ２４の温度特性。

抵抗２マないし２９の抵抗値および基準電圧Ｖｃｃを設
定するようにすれば良い。その結果、上記端子電圧ｖＬ
と外気温度との関係は、第４図（Ｂ）図示の如くなる。

即ち、前述した第３図（Ａ）図示実施例において、基準
電圧用電池１１に代えて第４図（Ａ）図示基準電圧発生
回路を設置し、該基準電圧発生回路の端子２３を上記第
３図（Ａ）図示実施例における比較器１０の（−）端子
に接続するようにすれば、外気温度に対応させてエンジ
ンに対するスタータの離脱回転数を制御することができ
る。

（発明の効果） 以上説明した如く２本発明によれば、エンジン・スター
タの回転検出手段を該エンジン・スタータの回転に対応
して相対的に回転する磁石とホール素子とを組合わせて
構成することによって、小型かつ安価な回転検出手段が
得られると共に、該回転検出手段による検出信号にもと
づいて惰性回転中における給電防止、および所望するエ
ンジン・スタータの自動離脱を精度よく行うことが可能
となるエンジン・スタータ制御袋はを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係る回転検出手段
の一実施例説明図、第２図（Ａ）ないしくＣ）は本発明
に係る回転検出手段の他の一実施例説明図、第３図（Ａ
）は本発明に係る制御回路部の一実施例ブロック図、第
３図（Ｂ）および（Ｃ）は第３図（Ａ）図示実施例の動
作を説明するためのタイム・チャート図、第４図（Ａ）
は本発明に係る制御回路部における基準電圧発生回路の
一実施例構成図、第４図ＣＢ）は第４図（Δ）図示実施
例における基準電圧特性図、第５図はエンジン・スター
タ制御装置の従来例構成図を示す。 図中、１および１′はプラスチック磁石、２はホール素
子、３はスタータ・ケーシング、４は回転子、５は回転
子軸、６はピニオン・ギヤ、７は減速軸、７′は減速部
、８は減速ギヤ、９はＦ／Ｖコンバータ、１０は比較器
、１１は基準電圧用電池。 １２ないし１４および２７ないし２９は抵抗、１５およ
び１６はコンデンサ、１７および■８は微分整形器、１
９および２５はダイオード、２０は波形整形回路、２１
はフリップ・フロップ、２２はオア回路、２３は端子、
２４はサーミスタ、２６は電池を表す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン・スタータの回転を検出する回転検出手段と、
   該回転検出手段の検出信号にもとづいてエンジン・スタ
   ータを制御する制御手段とをそなえたエンジン・スター
   タ制御装置において、上記回転検出手段として、上記エ
   ンジン・スタータの回転体に固着せしめられた磁石をそ
   なえると共に、該磁石に対向するエンジン・スタータの
   静止位置に固定されたホール素子をそなえ、該ホール素
   子の出力にもとづいてエンジン・スタータを制御するよ
   うに構成されていることを特徴とするエンジン・スター
   タ制御装置。