JPH048183A - 機関始動装置 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は機関始動装置に関し、更に詳細には微開始動後
のスタータモータ自動停止装置に関する。

［従来の技術］ 従来、機関始動装置は第３図に示されるようにスタータ
モータ１．電磁スイッチ２および車輌のキースイッチ３
から主に構成されていた。電磁スイッチ２は、２つの固
定接点２ａ、２ｂを開閉する可動接点２Ｃと、この可動
接点２Ｃを担持するプランジャー２ｄを吸引して可動接
点２Ｃにより固定接点２ａ、２ｂを閉成したり又はプラ
ンジャー２ｄに対する吸引力を消滅させたりする２つの
コイル２ｅ、２ｆなどから構成されている。このような
電磁スイッチ２において、一方の固定接点２ａは電源で
ある車載バッテリ４に接続され、他方の固定接点２ｂは
スタータモータＩに接続されている。そして、一方のコ
イル２ｅの一端は固定接点２ｂに、他端はキースイッチ
３の接点に接続され、且つ他方のコイル２ｆの一端はキ
ースイッチ３の接点に接続され、他端は接地されている
。

このような従来の微開始動装置の動作を簡単に説明する
。

機関始動のためにキースイッチ３を閉じると、１ｍスイ
ッチ２の両方のコイル２ｅ、２ｆに１ｉ流が流れ、両コ
イル２ｅ、２ｆの巻線方向が同じであるため両コイルが
つくる磁界は同一方向で、これによりプランジャー２ｄ
が吸引され、可動接点２Ｃが固定接点２ａ、２ｂを短絡
する。固定接点２ａ、２ｂが閉じると、コイル２ｅの両
端の電位はほぼ等しくなるため、このコイル２ｅには通
電されず、コイル２ｆのみ通電されてプランジャー２ｄ
を吸引状態に保持する。その間にスタータモータｌが駆
動し機関が始動されると、キースイッチ３が開放される
。すると、２つのコイル２ｅ、２ｒには固定接点２ｂか
らコイル２ｅ（但し逆方向に電流が流れる）およびコイ
ル２ｆを介して電流が流れ、その結果コイル２ｅ、２ｒ
がつ＜ル磁界が相殺されて吸引力がなくなり、リターン
バネによりプランジャー２ｄが押し戻され、可動接点２
ｃが元の位置に復帰して固定接点２ａ、２ｂが開き、始
動電動機１の作動が停止される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述したような従来の微開始動装置では
、機関を始動させる際キースイッチ３を閉成し続け、機
関の着火を運転者が始動音などで判断し、そしてキース
イッチ３を戻す、という操作が必要であった。しかし、
このような操作は特に初心者ではむずかしく、キースイ
ッチ３の操作不慣れから機関がなかなか始動しなかった
り、或いは機関が始動しているにもかかわらずキースイ
ッチ３を入れて始動電動機１のオーバランニングクラフ
チを破損させるなどの問題を生じていた。

本発明の目的は、かかる従来の微開始動装置の問題点を
解決するためになされたもので、操作の慣れ不慣れにか
かわらず確実な機関の始動と機関始動後の始動電動機停
止とを行なう微開始動装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段〕 本発明の微開始動装置は、機関に始動用の駆動力を付与
するスタータモータと、機関の回転に応答した電圧を発
生する検出手段と、電源と前記スタータモータとにそれ
ぞれ接続された２つの固定接点を開閉する可動接点、一
端を前記スタータモータと前記固定接点間に接続され前
記可動接点により前記固定接点を短絡すべく該可動接点
を担持するプランジャーを吸引するコイル、および吸引
された前記プランジャーを保持する磁石を備える電磁ス
イッチと、機関始動時前記ｔｍスイッチの前記コイルに
電流を供給して前記！磁スイッチを作動させるべく電源
と前記電磁スイッチの前記コイル他端とを結ぶ始動回路
に設けられたメインスイッチおよび常開の機関始動用タ
ッチスイッチと、前記固定接点閉成時前記電磁スイッチ
の前記コイルを流れる微弱な逆方向電流と前記検出手段
からの機関応答電圧とを比較して該機関応答電圧が高い
とき電流を出力する電圧比較器と、該電圧比較器からの
出力の有無によりオンオフされ前記電磁スイッチの前記
コイルの他端を接地し前記コイルに大きな逆方向電流を
流して逆吸引力を発生さ廿るスタータモータオフ用のス
イッチ装置とを含んで構成されている。

０作　用〕 本発明の微開始動装置によると、機関を始動する時、最
初にメインスイッチを入れ、その後常開の機関始動用タ
ッチスイッチを押してすくに手を離し、−瞬の間だけそ
の接点を閉しる。これにより、この接点が閉じている間
に電磁スイッチのコイルに電流が流れてプランジャーが
吸引されて磁石に吸着させられる。従って、プランジャ
ーはタッチスイッチが開いてもその位置に保持され、そ
の結果可動接点が固定接点間を短絡し、スタータモータ
に給電される。このようにしてスタータモ−タが始動し
て機関を始動し始めると、検出手段が機関の回転を検出
して応答した電圧を発生する。

固定接点間短絡中電磁スイッチのコイルには微弱な逆方
向電流が流れるが、これによる逆吸引は磁石による吸引
力を上回らず、プランジャーはその位置に保持される。

スタータモータ駆動中にコイルに流れる微弱な逆方向電
流と検出手段で検出された機関応答電圧とが電圧比較器
で比較され、機関応答電圧の方が高い時すなわち機関が
始動し始めたとき電圧比較器は電流を出力し、この出力
によりスタータモータオフ用のスイッチ装置がオンされ
てコイルが接地される。その結果、このコイルには逆方
向の大電流が流れ、大きな逆向きの磁気吸引力を発生し
てプランジャーを磁石から引き離し、可動接点を復帰さ
せて固定接点を開放する。これによりスタータモータへ
の給電が断たれ、スタータモータの作動が停止される。

〔実施例］ 以下、本発明の微開始動装置を添付図面に示された実施
例について更に詳細に説明する。

第１図には本発明の一実施例に係る微開始動装置１０が
示されている。この実施例の微開始動装置ｌＯは、大き
く分けて機関に始動用の駆動力を付与するスタータモー
タ１１と、機関の回転に応答した電圧を発生する検出手
段１２と、スタータモータ１１に電源４からの電流を通
電したり遮断したりする電磁スイッチ１３と、機関始動
時に電磁スイッチ１３を作動させるための始動回路１４
に設けられたメインスイッチ１５および機関始動用タッ
チスイッチ１６と、機関が始動した時スタータモータ１
１の動作を自動的に停止させるセーフティーリレー装置
２０とから構成されている。

機関の回転に応答した電圧を発生する検出手段１２とし
ては車輌に搭載されている充電発電機即ちオルタネータ
が用いられ、そのＰ相電圧が利用される。オルタネータ
は既に周知であるのでその構成の説明は省略するが、機
関の回転に応答して回転し、その回転数に比例した電圧
がＰ相電圧として表われる。

電磁スイッチ１３は、２つの固定接点１３ａ１３ｂと、
この固定接点１３ａ、１３ｂを短絡したり開放したりす
る可動接点１３ｃと、この可動接点１３ｃを担持するプ
ランジャー１３ｄと、該プランジャー１３ｄを吸引移動
させるコイル１３ｅと、吸引されたプランジャー１３ｄ
を保持する永久磁石１３ｆとから構成されている。一方
の固定接点１３ａは電源であるバッテリのプラス端子に
接続され、他方の固定接点１３ｂはスタータモータ１１
に接続されている。

機関を始動する際に！磁スイッチ１３を作動させるため
の始動回路１４は、その一端ＳＩがバッテリ４のプラス
端子に接続され、他端ＳｔがｔＮスイッチ１３における
コイル１３ｅの一端に接続され、メインスイッチ１５が
バッテリ側に、またタッチスイッチ１６が電磁スイッチ
側に配置されて構成されている。このタッチスイッチ１
６はその接点が常開で、操作者が手で触れた時のみ接片
が接点を閉しるものである。なお、電磁スイッチ１３に
おけるコイル１３ｅの他端は固定接点１３ｂに接続され
ている。

一方、セーフティーリレー装置Ｆ２０は、第２図の拡大
図から明らかなようにスタータモータオフ用のスイッチ
装置である出力トランジスタ２１を備え、該出力トラン
ジスタ２１のコレクターはタッチスイッチ１６とコイル
１３．ｅの一端との間の始動回路１４に接続され、エミ
ッターは接地されている。この出力トランジスタ２１の
ベースに出力電流を出す電圧比較器２２は、２つの入力
部２２ａ、２２ｂがそれぞれ基準電圧制御部２３および
入力電圧制御部２４を介して始動回路１４の他端Ｓ２即
ち電磁スイッチ１３におけるコイル１３ｅの一端に接続
されている。

オルタネータ１２のＰ相電圧出力位置１２ａは、入力部
２５ａ、波形整形部２５ｂ、微分回路２５ｃおよび積分
回路２５ｄからなるＦ／Ｖ変換器（周波数電圧変換器）
２５を介して電圧比較器２２の入力部２２ｂと入力電圧
制御部２４とを接続している回路に接続されている。

更に、！磁スイッチ１３におけるコイル１３ｅの一端と
接続されている始動回路１４の他端ｓ２にはタイマース
イッチ２６０入力側が接続され、且つその出力側は出カ
ドランシスター２１のベースに接続されている。このタ
イマースイッチ２６はタッチスイッチ１６がオンされた
時にトリガー信号などを受けてカウントを開始し、所定
数に至ったとき即ちタッチスイッチ１６のオン動作がら
所定時間（約１０秒前後）経通したとき内部のスイッチ
が一瞬の間オンするものである。

なお、セーフティーリレー装置２０において、符号２７
はＦ／Ｖ変換器２５、基準電圧制御部２３および電圧比
較器２２を動作させるための定電圧供給部を示している
。

次に、本実施例における機関始動装置１ｏの動作を説明
する。

例えば運転者が自動車に乗込み、エンジンを始動しよう
とする場合、最初にメインスイッチ１５をオンにする。

このメインスイッチ１５は車輌のキースイッチにおける
電気系動作接点を代用することができる。続いて運転者
は機関始動用タッチスイッチＩ６を押す、この時、本装
置１０の特徴でもあるが、このタッチスイッチ１６を機
関が始動するまで押し続ける必要はなく、すくに手を離
して接点を開放してよい。夕・ンチスイッチ１６がオン
された瞬間にバッテリ４から始動回路１４を介して電磁
スイッチ１３のコイル１３ｅに電流が流れ、コイル１３
ｅが発生する磁界によりプランジャー１３ｄが吸引移動
され、永久磁石１３ｆに当接して吸着保持される。この
段階で、始動回路１４に流れる電流はタッチスイッチ１
６のオフ動作により遮断される。

プランジャー１３ｄの移動により可動接点１３ｃが固定
接点１３ａ、１３ｂ間を短絡し、これによりスタータモ
ータ１１にバッテリ４から電流Ｉ、が通電され、機関を
始動すべく駆動させられる。スタータモータ１１の動作
中即ち機関のクランキング中、コイル１３ｅには固定接
点１３ｂから逆方向に電流が流れ、基準電圧制御部２３
および入力電圧制御部２４をそれぞれ介して電圧比較器
２２の入力部２２ａにＶ　ｒ＊ｆ又入力部２２ｂにＶよ
、の電流を出力する。この■、、＃ｆの電圧は電磁スイ
ッチ１３の固定接点１３ａ、１３ｂが短絡即ちオン状態
にあるためツェナー規正電圧（約１、２　Ｖ　）の状態
にある。他方、Ｖ　ｉ＋ｑの電圧はダイオード順方向電
圧（約０．５　Ｖ　）である、ところで、コイル１３ｅ
に流れる逆方向の電流は、基準電圧制御部２３の直列抵
抗を大きくとれば極めて微弱となり、消費電力もわずか
であると共にこれにより発生する逆吸引力も小さいため
永久磁石１３ｆの吸着力に打ち勝てず、よって可動接点
１３ｃを復帰させることはなく、固定接点１３ａ、１３
ｂの短絡を維持する。

機関立ち上がり前即ち機関がまだ始動していない前のク
ランキング状態では、オルタネータ１２も当然に低回転
であり、Ｆ／Ｖ変換器２５を介してａ点に表われるオル
タネータ回転数に比例した直流電圧は極めて小さく、従
ってＶ、、、＞Ｖ、、となっている、電圧比較器２２は
入力部２２ａ２２ｂ（７）各電圧がＶ　、、　ｔ　＞　
Ｖ　ｔ　１１テは出力せず、■、の方がＶ　ｒａｔ　よ
り大きくなった時即ちｖｌ、。

〈ｖ８７て出力する。

機関が始動し始めるとこれに伴ってオルタネータ１２の
回転数が上がり、ａ点に現われる直流電圧が上昇し、機
関が所定回転数になった時Ｖ　ｒａｔ〈■、７となって
電圧比較器２２は電流１１を出力トランジスタ２１のベ
ースに出力する。これにより、この出力トランジスタ２
１はコレクターからエミッターへの通電可能状態即ちオ
ン状態となり、電磁スイッチ１３の固定接点１３ｂ側か
らコイル１３ｅを通り、出力トランジスタ２１を介して
大きな電流が流れる。その結果、コイル１３ｅに流れる
逆方向のこの大きな電流によって該コイル１３ｅには大
きな逆吸引力が発生し、永久磁石１３ｆの吸着力に打ち
勝ってプランジャー１３ｄを引き離し、可動接点１３ｃ
を元に復帰させてスタータモータ１１への電源を切る。

これにより、スタータモータ１１の作動が停止する。従
って、エンジンがかかると運転者の操作には一切関係な
く自動的にスタータモータ１１の動作が解除させられる
。

次に、機関運転中に誤ってタッチスイッチ１６を押して
しまった場合について説明する。機関の運転中はオルタ
ネータ１２も所定回転数を越えており、従ってセーフテ
ィーリレー装置２０におけるＶ　ｒ＊ｆ　とＶ　ｉ　ｅ
との関係は常にＶ、、、＜Ｖ、、であり、電圧比較器２
２の出力により出力トランジスタ２１は常にオン状態に
ある。従って、誤ってタッチスイッチ１６を押しても始
動回路１４に流れる電流は出力トランジスタ２１を介し
て流れ、コイル１３ｅにはほとんど通電されることはな
く電磁スイッチ１３は動作しない。

ところで、もし機関それ自体が不調であったり、或いは
機関がかかりにくい冬期であったりする場合には、上述
の説明から明らかなように機関が始動するまでスタータ
モータ１１に通電され続けてしまう、このような状態は
バッテリ４の上がりやスタータモータ１１の焼付きを防
止する上で避けなければならない。そこで、タッチスイ
ッチ１６がオンされた瞬間にトリガー信号によってタイ
マースイッチ２６が起動され、所定時間（約１０秒前後
）すると該タイマースイッチ２６がオンし出力トランジ
スタ２１のベースに電流１１を出力し、出力トランジス
タ２１をオンさせ、スタータモータ１１を停止させる。

また、上述したように、機関のかかりにくい場合、所定
時間経過しても機関が始動しない時はスタータモータ１
１への通電が遮断されるが、スタータモータ１１が完全
に停止せず、惰性回転中である時にタッチスイッチ１６
を押した場合について説明する。スタータモータ１１が
惰性回転している時はこれによる発生電圧がｂ点に印加
される。

この印加電圧は電源電圧に比べて極めて小さく、基準電
圧■７．．はスタータモータ静止時の電圧（定電圧電源
部２７により一定値（約０．　Ｉ　Ｖ　）に安定してい
る）に戻り、他方入力電圧Ｖ　ｉｎはスタータモータ１
１の惰性回転により約０．５　Ｖと基準電圧Ｖ　ｒ＊ｆ
より高くなって、ｖ、、、＜ｖ、、となり、出力トラン
ジスタ２１がオン状態となって電磁スイッチ１３は動作
せず、よってスタータモータ１１への通電が起らない。

これにより、スタータモータ１１が惰性回転中に再動作
されてスタータモータ１１のピニオンがリングギヤに飛
び込んで歯車などの破損を生したり、異音が発生するの
を防止できる。

前述した実施例の機関始動装置ｌＯでは、電磁スイッチ
１３におけるプランジャー１３ｄの吸弓位置保持として
永久磁石１３「を用いたが、これに限定されるものでは
なくを磁石であってもよい。

また、スタータモータオフ用のスインチ装置として出力
トランジスタ２１を用いたが、他のリレー手段などであ
ってもよい、更に、機関の始動をオルタネータ１２にお
けるＰ相電圧により検出したが、Ｎ相電圧や電源系のリ
ップル電圧から検出することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の機関始動装置によれば、
運転者は機関を始動させる際に機関始動用タッチスイッ
チを一瞬の間押すだけで、機関始動用のスタータモータ
が作動し且つ機関が始動した後は運転者の操作とはまっ
たく無関係に自動的にスタータモータが停止することか
ら、初心者やどんな不慣れな者の操作であっても機器の
損傷や異音を発生させることなく確実に機関を始動させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る機関始動装置を示す回
路図、第２図は第１図に示された機関始動装置における
セーフティーリレー装置を拡大して示す部分的な回路図
、第３図は従来の一般的な機関始動装置を示す回路図で
ある。 ４・・・バッテリ、１０・・・機関始動装置、１１・・
・スタータモータ、１２・・・オルタネータ、１３・・
・電磁スイッチ、１３ａ、１３ｂ・・・固定接点、１３
ｃ・・・可動接点、１３ｄ・・・プランジャー　１３ｅ
・・・コイル、１３ｆ・・・永久磁石、１４・・・始動
回路、１５・・・メインスイッチ、１６・・・機関始動
用タッチスイッチ、２０・・・セーフティーリレー装置
、２１・・・出力トランジスタ、２２・・・電圧比較器
。 なお、各図中同一符号は同一部分又は相当する部分を示
す。 第 因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関に始動用の駆動力を付与するスタータモータと、機
   関の回転に応答した電圧を発生する検出手段と、電源と
   前記スタータモータとにそれぞれ接続された２つの固定
   接点を開閉する可動接点、一端を前記スタータモータと
   前記固定接点間に接続され前記可動接点により前記固定
   接点を短絡すべく該可動接点を担持するプランジャーを
   吸引するコイル、および吸引された前記プランジャーを
   保持する磁石を備える電磁スイッチと、機関始動時前記
   電磁スイッチの前記コイルに電流を供給して前記電磁ス
   イッチを作動させるべく電源と前記電磁スイッチの前記
   コイル他端とを結ぶ始動回路に設けられたメインスイッ
   チおよび常開の機関始動用タッチスイッチと、前記固定
   接点閉成時前記電磁スイッチの前記コイルを流れる微弱
   な逆方向電流と前記検出手段からの機関応答電圧とを比
   較して該機関応答電圧が高いとき電流を出力する電圧比
   較器と、該電圧比較器からの出力の有無によりオンオフ
   され前記電磁スイッチの前記コイルの他端を接地し前記
   コイルに大きな逆方向電流を流して逆吸引力を発生させ
   るスタータモータオフ用のスイッチ装置とを含んで構成
   される機関始動装置。